JP3719294B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ、ファックス及びその他の装置に用いられる電子写真画像形成装置に関し、さらに詳しくは画像形成装置を構成する像担持体および転写部材の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置においては像担持体に潜像形成手段を用いて潜像を形成し、現像手段により顕像化された像を転写部材に転写することにより画像形成を行う。このような画像形成装置においては、像担持体の速度ムラに起因して画像の伸縮が生じるという課題がある。
【０００３】
このような課題に対して、像担持体の速度ムラを抑える方法が種々提案されている。特開平４−２０４８５９号公報においては像担持体の周速度を検出し、検出した周速度に応じて駆動源の駆動速度を変調することにより像担持体の速度ムラを抑える方法が提案されている。
【０００４】
また、特開昭６２−２６４０６７号公報や特開昭６３−１１９６５号公報においては、像担持体が潜像形成手段により潜像が形成される位置から転写手段により像担持体上の像が転写部材に転写される位置まで移動する時間を駆動源や像担持体駆動部材の速度ムラ周期の整数倍とすることにより、駆動源や像担持体駆動部材の速度ムラを潜像の書き込みと像の転写で相殺させることにより画像の伸縮を抑える方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平４−２０４８５９号公報において提案されている方式では、微妙な像担持体の周速度を検出するための高精度な速度検出器と、検出された結果に基づき駆動源を制御するための高価なフィードバック回路を必要とし、さらに速度制御の高速応答性のために像担持体の低慣性化を実現しなければならず、画像形成装置のコスト高を招いてしまうという問題を有する。
【０００６】
また、特開昭６２−２６４０６７号公報や特開昭６３−１１９６５号公報において提案されている方式では、像担持体を駆動する駆動源や駆動伝達手段の速度ムラは相殺することができるが、像担持体に取り付けられる歯車など像担持体と一体的に動作する像担持体駆動部材の偏心や形状誤差に起因する速度ムラまで相殺させることができない。特に像担持体と一体的に動作する像担持体駆動部材に起因する速度ムラは像担持体の速度ムラに直接的に影響するため、像担持体と一体的に動作する像担持体駆動部材の取り付け精度や形状精度を極めて高精度にしなければならないという問題を有する。
【０００７】
さらに、画像形成装置が複数の現像手段を備え、転写部材に像担持体の像を順次重ねて転写し、カラー画像を形成する場合においては、像担持体の速度ムラは画像の伸縮だけでなく色ズレや色ムラとして画質に影響する。一般的に人間の視覚は、速度ムラが同じ場合、色ズレや色ムラに関する感度は画像の伸縮の感度よりも遥かに高い。このため、カラー画像を形成するが画像形成装置に用いられる像担持体には極めて高精度な駆動が要求される。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、像担持体と一体的に動作する像担持体駆動部材に起因する速度ムラがあっても、簡単な構成で速度ムラを相殺し、画像の伸縮を抑えた高画質、低価格な画像形成装置を提供するものである。
【０００９】
特に本発明は、複数の現像手段を備え、転写部材には像担持体の像が順次重ねて転写される画像形成装置に適用した場合、像担持体の速度ムラに起因する色ズレや色ムラを高精度に補正し、高画質な画像形成装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転可能な像担持体と、前記像担持体を駆動する駆動手段と、前記駆動手段から像担持体駆動位置において受けた駆動力を前記像担持体へ伝達する像担持体駆動部材と、前記像担持体に潜像形成位置で潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の潜像を顕像化させ現像剤像を形成する現像手段と、前記像担持体上の前記現像剤像が転写位置で転写される中間転写媒体と、前記中間転写媒体上の画像を転写される２次転写部材と、前記像担持体上の前記現像剤像を前記中間転写媒体に転写するための転写手段と、前記転写手段と別体で前記像担持体駆動部材から転写駆動位置において駆動力を受け前記中間転写媒体を搬送する転写部材搬送手段と、を有する画像形成装置であって、前記像担持体駆動部材は前記像担持体と一体的に回転する像担持体歯車で構成され、前記駆動手段は前記像担持体駆動部材と前記像担持体駆動位置において噛み合う駆動手段歯車を有し、前記転写部材搬送手段は媒体駆動ローラと、前記媒体駆動ローラと一体的に回転し記像担持体駆動部材と前記転写駆動位置において噛み合う搬送力伝達歯車を有し、前記像担持体が前記潜像形成位置から前記転写位置まで回転する時間と前記像担持体駆動部材が前記像担持体駆動位置から前記転写駆動位置まで回転する時間とを略等しく構成したことを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記駆動手段歯車と前記搬送力伝達歯車は前記像担持体駆動部材に向かって押圧されていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の画像形成装置は、複数の前記現像手段を備え、前記転写部材に前記像担持体の像が順次重ねて転写されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の詳細を以下に図を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の画像形成装置の概略の構成を示す正面断面図である。図１に示すように本発明の画像形成装置は、像担持体１、像担持体１の周り配置される帯電手段２、潜像形成手段３、現像手段４、転写手段５、クリーナ６および転写部材７と転写部材７を搬送するための転写部材搬送手段８等から構成されている。
【００１７】
本発明の画像形成装置における画像形成プロセスの概略を説明すると、像担持体１の図中矢印Ａ方向への回転に伴い、潜像形成手段３により像担持体１上の潜像形成位置１ａにおいて形成された潜像は、現像手段４により顕像化され、転写位置１ｂにおいて転写手段５により転写部材７に転写されることにより画像形成が行われる。
【００１８】
本発明における像担持体１の駆動方法と転写部材７の搬送方法を図２の斜視図に示す。像担持体１には一体的に回転する像担持体駆動部材である像担持体歯車１１が取り付けられている。駆動手段９の１部である駆動手段歯車９１は像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ａで噛み合っており、駆動手段９の駆動力を像担持体歯車１１に伝達する。像担持体歯車１１は像担持体１と一体的に動作し像担持体１へ駆動力を伝達する。転写部材搬送手段８は、その構成部材である搬送力伝達歯車８１が転写駆動位置１１ｂにおいて像担持体歯車１１と噛み合うよう構成されており、像担持体歯車１１からの駆動力を伝達して転写部材７を搬送する。
【００１９】
上記構成において、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があると、駆動手段歯車９１からの駆動速度が像担持体歯車１１に正確に伝わらず、像担持体歯車１１に回転速度ムラが生じる。像担持体歯車１１の回転速度ムラは直接的に像担持体１の回転速度ムラとなり、さらに像担持体１の形状誤差や偏心による影響がこれに合成されて像担持体１に周速度ムラが生じる。この周速度ムラは潜像形成手段３によって像担持体１上に形成される潜像に伸縮を生じせしめる。一方、像担持体歯車１１の回転速度ムラは像担持体歯車１１から駆動力が伝達される転写部材搬送手段８にも速度ムラを生じせしめ、転写部材７の搬送速度に速度ムラを生じせしめる。このようにして、最終的に転写部材７に形成される画像には像担持体１上の潜像の伸縮に転写部材７の搬送速度ムラの影響が合成されて伸縮し、画質が低下する。
【００２０】
本発明者は、上述の問題に対して像担持体歯車１１に起因する回転速度ムラが像担持体１１の速度だけでなく、転写部材７の速度にも影響を与えることに着目し、像担持体１１の速度ムラと転写部材７の速度ムラを相殺させる方法を発明した。以下に本発明に原理について説明する。
【００２１】
図３は本発明の原理を示す画像形成装置の正面断面図である。像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があると回転中心Ｏから歯車の噛み合い位置であるピッチ円までの長さが像担持体歯車１１の回転角度に依存して変化する。そこで、像担持体歯車１１の回転角度をθとして、像担持体駆動位置１１ａにおける回転中心からピッチ円までの長さをｒ11（θ）で表す。同様に潜像形成位置１ａにおける像担持体１の回転中心Ｏから像担持体１外周面までの長さをｒ1（θ）で表す。像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転移動する時間を像形成−転写時間ｔ1とし、像担持体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転移動する時間を転写駆動伝達時間ｔ2とする。駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１に押圧されており、これらの歯車は常に像担持体歯車１１の半径方向に関して前述のｒ11（θ）の位置で像担持体歯車１１と噛み合っているものとする。
【００２２】
始めに、像担持体１に形成される微小時間Δｔにおける潜像の微小長さΔｐ1を求める。像担持体歯車１１を駆動する駆動手段歯車９１の回転速度は速度ムラを有すると考え、駆動手段歯車９１の像担持体駆動位置１１ａでの周速を時刻ｔの関数としてｖ91（ｔ）で表す。周速ｖ91（ｔ）を用いて、時刻ｔにおける像担持体１の潜像形成位置１ａの周速ｖ1a（ｔ）は式（１）で表される。
【００２３】
【数１】
【００２４】
式（１）において像担持体１および像担持体歯車１１の回転角度θ（ｔ）は時間ｔの関数であり、式（２）の微分方程式をθについて解いて求められる。
【００２５】
【数２】
【００２６】
式（１）から微小時間Δｔにおける潜像形成位置１ａで形成される潜像の微小長さΔｐ1は時間ｔの関数として式（３）のように表される。
【００２７】
【数３】
【００２８】
次に、時刻ｔにおいて形成された潜像が転写部材７に転写された場合の転写部材７上での微小長さΔｐ7（ｔ）を求める。時刻ｔにおいて形成された潜像は、像形成−転写時間ｔ1後に転写部材７に転写され、Δｐ7（ｔ）は式（４）のように表される。
【００２９】
【数４】
【００３０】
式（４）において、 ｖ7（ｔ＋ｔ1）は時刻ｔ＋ｔ1における転写部材７の搬送速度を表し、ｖ1b（ｔ＋ｔ1）は時刻ｔ＋ｔ1における転写位置１ｂでの像担持体１の周速を表す。ｖ7（ｔ＋ｔ1）は、駆動手段歯車９１の周速ｖ91（ｔ）を用いると式（５）のように表される。
【００３１】
【数５】
【００３２】
式（５）において、ｋ8（ｔ＋ｔ1）は時刻ｔ＋ｔ1における像担持体歯車１１の転写駆動位置１１ｂでの周速に対する転写部材７の搬送速度の比を示す。このｋ8（ｔ＋ｔ1）は転写部材搬送手段８の構成により決定される係数であり、転写部材搬送手段８には速度の伝達ムラがあるものと考え時刻ｔの関数で表す。また、ｒ11b（θ（ｔ＋ｔ1））は時刻ｔ＋ｔ1における転写駆動位置１１ｂでの回転中心Ｏからピッチ円までの長さを表す。 ｒ11b（θ（ｔ））とｒ11（θ（ｔ））は位相が転写駆動時間ｔ2異なるだけで同じ長さを示す関数であるので、ｒ11b（θ（ｔ））は、 ｒ11（θ（ｔ））を用いると式（６）のように表される。
【００３３】
【数６】
【００３４】
よって式（５）は式（６）を用いて式（７）のように書き換えられる。
【００３５】
【数７】
【００３６】
また、 式（４）で用いた周速ｖ1b（ｔ＋ｔ1）は駆動手段歯車９１の周速ｖ91（ｔ）を用いて式（８）のように表される。
【００３７】
【数８】
【００３８】
式（８）においてｒ1b（θ（ｔ＋ｔ1））は時刻ｔ＋ｔ1における転写位置１ｂでの回転中心Ｏから像担持体１外周面までの長さを示し、ｒ1（θ（ｔ））に等しい。よって、式（８）は式（９）のように表される。
【００３９】
【数９】
【００４０】
従って、式（３）、式（７）、式（９）を式（４）に代入すると転写部材７上での微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）は式１０のように表される。
【００４１】
【数１０】
【００４２】
式（１０）で表される転写部材７上での微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）の変動が画像の伸縮を表し、もしも、Δｐ7（ｔ＋ｔ1）が時刻ｔによらず一定であれば転写部材７上での画像の伸縮は生じない。ここで、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2が等しくなるように画像形成装置を構成すれば、式（１０）は式（１１）のように表される。
【００４３】
【数１１】
【００４４】
式（１０）、（１１）から像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を等しくすることにより、微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）に対して像担持体歯車１１の回転中心からピッチ円までの長さｒ11（θ（ｔ））は影響しなくなることが解かる。つまり、本発明の構成において像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を等しくすることにより、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があっても転写部材７に形成される画像には伸縮が生じないことが解かる。
【００４５】
さらに、式（１１）には像担持体１の回転中心Ｏから像担持体１外周面までの長さｒ1（θ）は含まれておらず、像担持体１の形状誤差や偏心は微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）には影響しないことが解かる。つまり、本発明の構成によれば、像担持体１に形状誤差や偏心があっても転写部材７に形成される画像には伸縮が生じないことが解かる。
【００４６】
ところで、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を完全に等しくしなくとも、略等しくすることで像担持体歯車１１の偏心による転写部材７上の画像の伸縮への影響を緩和することができる。そこで、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2に時間差ΔＴがある場合の転写部材７上の画像の伸縮への影響を求める。一般的に像担持体歯車１１に生じる形状誤差や偏心では、偏心による成分が最も大きいという傾向がある。像担持体歯車１１に偏心成分がある場合、回転中心Ｏから像担持体歯車１１のピッチ円までの長さｒ11（θ）は像担持体１１の１回転で１周期となる関数となり、式（１２）のように表される。
【００４７】
【数１２】
【００４８】
式（１２）においてδ11、ξ11は各々像担持体歯車１１の偏心量と偏心の方向を示す位相角を表し、Ｒ11は平均ピッチ円半径を表す。ところで、像担持体歯車１１の１回転当たりのｒ11（θ）の変動周波数が低い場合、式（２）から求められるθ（ｔ）は像担持体歯車１１の平均回転速度をωとしてθ（ｔ）=ωｔと近似しても計算上差し支えない。また、像担持体歯車１１の回転速度は像担持体歯車１１の偏心量δ11は基準ピッチ円半径Ｒ11に比べて十分小さいので、式（１２）を用いると転写部材７上の微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）は近似的に式（１３）のように表される。
【００４９】
【数１３】
【００５０】
式（１３）において、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2の時間差ΔＴを正規化し像担持体歯車１１の回転周期Ｔ11に対する比ｋTに置き換えて表すと式（１３）は式（１４）のように表される。
【００５１】
【数１４】
【００５２】
式（１４）から、像担持体歯車１１の偏心量δ11に起因する画像の伸縮は像担持体１１の１回転１周期で変化し、その振幅は時間差比ｋTに依存して変化することが解かる。
【００５３】
図４は時間差比ｋTと像担持体歯車１１の偏心に起因する画像の伸縮への影響の関係を示したグラフで、横軸はｋTを、縦軸はｓｉｎ（πｋT）を示す。図からｋTが０．５の時ｓｉｎ（πｋT）は最大値１となり、像担持体歯車１１の偏心に起因する画像の伸縮への影響は最大となることが解かる。また、ｋTが０.１６７の時ｓｉｎ（πｋT）は０．５となり、画像の伸縮への影響は半分に緩和される。画像形成装置が単色画像を形成する場合には、ｋTは０.１６７以下であれば画質上問題の無いレベルまで画像の伸縮を緩和することができ、 ｋTはこの範囲であれば像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2は略等しいとみなすことができる。さらにｋTが０.０６４の時ｓｉｎ（πｋT）は０．２となり、画像の伸縮への影響は５分の１に緩和される。画像形成装置が転写部材７上に色重ねを行いカラー画像を形成する場合には、転写部材７上の現像剤像に高精度な位置決めが必要とされるためｋTは０.０６４以下が望ましく、 ｋTはこの範囲であれば像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2は略等しいとみなすことができる。
【００５４】
上述の実施の形態の説明では、駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１に押圧されている場合について説明した。次に、駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１の回転軸が固定である場合の転写部材７上の画像の伸縮を求める。図５は駆動手段歯車９１の回転軸Ｏ91が固定である場合の像担持体歯車１１と駆動手段歯車９１の噛み合い状態を示す正面断面図である。歯車に形状誤差や偏心がない理想的な場合、像担持体歯車１１のピッチ円は中心がＯで半径がＲ11である真円Ｃ11に、駆動手段歯車９１のピッチ円は中心がＯ91で半径がＲ91である真円Ｃ91となり、両歯車はピッチ円どうしの接点Ｐ0で噛み合う。
【００５５】
歯車に形状誤差や偏心がある場合、像担持体歯車１１および駆動手段歯車９１のピッチ円はＣ11、Ｃ91から外れて回転軸Ｏ、Ｏ91からの長さがｒ11（θ）、ｒ91（θ91）である曲線となる。θ91は駆動手段歯車９１の回転角度を示し、時刻ｔの関数である。駆動手段歯車９１が像担持体歯車１１に押圧されている場合は、噛み合い位置は像担持体歯車のピッチ円上点Ｐ1となるが、駆動手段歯車９１の回転軸が固定されている場合は、噛み合い位置は両ピッチ円の中間、つまり線分Ｐ1−Ｐ2の中点Ｐ3となる。このような場合、時刻ｔにおける像担持体歯車１１の回転角速度ω11（ｔ）は駆動手段歯車９１の回転角速度ω91（ｔ）を用いて式（１５）のように表される。なお、計算の簡略化のため両歯車のピッチ円は、理想的なピッチ円からの誤差δ11（θ）、δ91（θ91）で表し、これらは、ｒ11（θ）、ｒ91（θ91）から式（１６）、（１７）を用いて変換される。
【００５６】
【数１５】
【００５７】
式（１５）から時刻ｔにおける像担持体１の潜像形成位置１ａの周速ｖ1a（ｔ）は式（１８）のように表される。
【００５８】
【数１６】
【００５９】
像担持体歯車１１と搬送力伝達歯車８１の噛み合いにおいても像担持体歯車１１、搬送力伝達歯車８１の回転角速度ω11（ｔ）、ω81（ｔ）の関係は同様に計算され、搬送力伝達歯車８１の理想的なピッチ円半径をＲ81、歯車の回転角度θ81における理想的なピッチ円から誤差をδ81（θ81）として式（１９）のように表される。
【００６０】
【数１７】
【００６１】
式（１９）から転写部材７の速度ｖ7（ｔ＋ｔ1）は、駆動手段歯車９１の回転角速度ω91（ｔ）を用いて式（２０）のように表される。
【００６２】
【数１８】
【００６３】
式（２０）においてｋ’8（ｔ＋ｔ1）は搬送力伝達歯車８１の回転角速度ω81（ｔ）にたいする転写部材７の搬送速度ｖ7（ｔ）の比を表す。式（１８）、式（２０）を用い、駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１が像担持体歯車１１に押圧されている場合と同様な手順で計算すると時刻ｔ＋ｔ1に転写部材上に形成される画像の微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）は式（２１）のように表される。
【００６４】
【数１９】
【００６５】
Ｒ11、Ｒ91、Ｒ81に比べてδ11（θ）、δ91（θ）、δ81（θ）は十分小さいので式（２１）は近似的に式（２２）のように表される。
【００６６】
【数２０】
【００６７】
式（２２）において像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2が等しければ、式（２２）は式（２３）のように表される。
【００６８】
【数２１】
【００６９】
式（２２）、（２３）から像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を等しくすることによりΔｐ7にはδ11（θ）を含んだ項が残るものの、Ｒ11で除算される項がなくなって式は簡略化されており、駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１の回転軸が固定の場合でも像担持体歯車１１の偏心による転写部材７上の画像の伸縮への影響は大幅に緩和されることが解かる。さらに、Ｒ91とＲ81が等しければ、Δｐ7にはδ11（θ）を含んだ項が全くなくなり、像担持体歯車１１の形状誤差や偏心による転写部材上の画像の伸縮への影響は完全に相殺されることが解かる。
【００７０】
以上から駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１の回転軸が固定の場合でも、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を等しくすることにより像担持体歯車１１の形状誤差や偏心による転写部材上の画像の伸縮への影響を大幅に緩和あるいは相殺することができる。
【００７１】
【実施例】
本発明の原理に基づいた画像形成装置の実施例を図を参照して説明する。
【００７２】
（実施例１）
図６は本発明の第１の実施例を示す画像形成装置の正面断面図である。本実施例の画像形成装置の構成は、例えばアルミニューム素管の外周面に感光層が形成されて図中矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体１の周辺に配置した帯電器２、潜像形成手段である露光器３，現像手段である現像器４と、転写手段である転写部５，クリーナ部６等の主要プロセス手段によって構成されている。
【００７３】
図６を参照して画像形成プロセス順に説明すると、本実施例における帯電ローラ２１は、例えばゴム等の半導電性の弾性体で形成され、図中矢印Ａ方向に回転する像担持体１に従動しながらＤＣ（−）２ｋＶ以下程度のバイアスが印加され、像担持体１を（−）６００Ｖ〜（−）７００Ｖの帯電電位に一様に帯電させる。
【００７４】
尚、帯電ローラ２１はスプリング２２等によって構成された押圧機構によって像担持体１に向かって押圧支持され、約１ｋｇの総圧力で像担持体１に圧接している。
【００７５】
次に、図示省略した半導体レーザ等の発光素子から発射された光ビームを偏向走査する偏向走査手段をモータの出力軸に装着して回転し、この光ビームを像担持体１に向けて照射する光路３１を形成する反射ミラー３２等を収納した露光器３から照射されて入射する光ビームによって、像担持体１は像担持体１の潜像形成位置１ａにおいて像露光されて潜像を形成し、この像露光部の電位は（−）１０Ｖ〜（−）１５０Ｖになる。
【００７６】
次に、現像器４は現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部４３の中に現像剤を有し、アジテータ４４からなる現像剤移送手段の回転によって、現像剤供給ローラ４２へと移送される構成であり、現像剤供給ローラ４２は現像剤を現像剤担持体４１の表面に移送させ、現像剤担持体４１と摺擦して現像剤を（−）極性に摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体４１の表面に現像剤をコーティングさせる。この現像剤担持体４１にはＤＣ（−）２００Ｖ〜（−）４００Ｖ程度のバイアスが印加されており、回転する現像剤担持体４１の表面に担持されて搬送される現像剤は、規制ブレード４５によって、所望の搬送量に規制されるとともにより一層均一な（−）極性に摩擦帯電して像担持体１まで搬送され、上記潜像に現像される。
【００７７】
現像器の現像剤担持体４１によって現像された現像剤像は、図中矢印Ａ方向に搬送され転写手段および転写部材搬送手段である転写ローラ５１よって駆動される転写部材７と合流し、ＤＣ（＋）８００Ｖ程度のバイアスを転写ローラ５１に印加することによって転写部材７に像担持体１の転写位置１ｂにおいて転写されて像担持体１の移動経路とは異なった方向にに搬送され、図示省略した次ぎのステップに用意されたプロセス手段へと進行する。
【００７８】
この転写後に更に像担持体１は図中矢印Ａ方向に回転駆動され、転写残りの残留現像剤は、クリーニング装置６に配置した回転クリーニングブラシ６１に摺擦して除去され、更に、クリーニングブレード６２に摺擦して一掃除去され、図示省略した残留現像剤貯蔵部に搬送されて貯蔵される。
【００７９】
次に本実施例における像担持体１および転写部材７の駆動方法について図７を参照して説明する。像担持体１には像担持体１と一体的に回転する像担持体駆動部材である像担持体歯車１１が取り付けられており、駆動手段からの駆動力を像担持体１および転写部材搬送手段へと伝達する。
【００８０】
駆動手段は、駆動モータ９３、駆動モータの駆動軸に取り付けられたモータ歯車９２、駆動手段歯車９１から構成される。駆動手段歯車９１はモータ歯車９２によりもピッチ円直径が大きい歯車９１ａと像担持体歯車１１よりもピッチ円直径が小さい歯車９１ｂからなり、歯車９１ａがモータ歯車９２と、歯車９３ｂが像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ｂでそれぞれ噛み合うように回転自在に支持されるとともに、その回転軸は図示省略した押圧機構により像担持体歯車１１に向かって押圧され、像担持体歯車１１と歯車９３ｂの噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円上となるように構成されている。駆動モータ９３が発生する駆動力はモータ歯車９２、駆動手段歯車９１を介して２段に減速され、像担持体歯車１１へと伝達される。
【００８１】
また、転写部材搬送手段は、転写ローラ５１と転写ローラ５１と一体的に回転する搬送力伝達歯車８１から構成される。搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１と転写駆動位置１１ｂで噛み合うように構成されており、像担持体１１から転写ローラ５１へ駆動力を伝達する。転写ローラ５１および搬送力伝達歯車８１は、図示省略した押圧機構により像担持体１および像担持体歯車１１に向かって押圧支持され、像担持体歯車１１と搬送力伝達歯車８１の噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円周上となるとともに、転写ローラ５１は転写部材７を転写位置１ｂにおいて像担持体１へ押し当ててニップする構成となっている。転写ローラ５１の外周面は例えば発泡性のゴムなど像担持体１よりも摩擦係数が高い材質で被覆されており、転写ローラ５１は回転しながら転写部材７を摩擦力で搬送する。
【００８２】
像担持体歯車１１、駆動手段歯車９１、モータ歯車９２、搬送力伝達歯車８１の各歯車のモジュールについては駆動ジッタ低減のためにできるだけ小さい方が望ましいが、小さすぎると駆動伝達力の許容値が減少したり軸間精度が厳しくなるためこれらのバランスによって決められ、概ね０．５から２が望ましい。各歯車の歯形形状についてはインボリュート曲線の平歯や斜歯等を用いることができるが、斜歯歯車の方が噛み合い率を大きくとることができるためジッタ低減のためには望ましい。また、各歯車の材質については鉄、アルミニウム、黄銅、焼結合金等の金属やポリアセタール等の樹脂を用いることができるが、ジッタ低減、低騒音化のためには防振効果のあるポリアセタールが望ましい。
【００８３】
本実施例においては、像担持体駆動位置１１ａと潜像形成位置１ａが像担持体１および像担持体歯車１１の回転方向に関して同一位置となるように構成されている。また、本実施例の構成では、転写位置１ｂと転写駆動位置１１ｂの回転角度方向に関する位置は必然的に等しい。よって、本実施例の構成によれば像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転する時間と感光体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転する時間は等しくなり、前述の原理によって、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があってもこれらに起因する転写部材７上の画像の伸縮への影響を完全に相殺することができる。
【００８４】
（実施例２）
図８は本発明の第２の実施例を示す画像形成装置の正面断面図である。本実施例の画像形成装置の構成は、例えばニッケル電鋳管など可撓性を有する部材の外周面に感光層が形成され図中矢印Ａの方向に搬送されるベルト状の像担持体１の周辺に配置した帯電器２、潜像形成手段である露光器３，現像手段である現像器４と、転写手段である転写部５，クリーナ部６等の主要プロセス手段によって構成されている。
【００８５】
図８を参照して本実施例を説明すると、本実施例の像担持体１は、像担持体駆動ローラ１２およびテンションローラ１３で支持されている。像担持体駆動ローラ１２は外周面を例えばウレタンゴム等の摩擦係数が高い材料で被覆され、摩擦力により像担持体１を搬送する。テンションローラ１３は像担持体１の搬送に従動して回転するとともに、図示省略した圧接機構により像担持体１を図中矢印Ｄ方向に圧接して支持し、像担持体１にテンションをかけるように構成されている。
【００８６】
次に像担持体１以外の部材について画像形成プロセス順に説明すると、本実施例における帯電ローラ２１は、例えばゴム等の半導電性の弾性体で形成され、図中矢印Ａ方向に搬送する像担持体１に従動しながらＤＣ（−）２ｋＶ以下程度のバイアスが印加され、像担持体１を（−）６００Ｖ〜（−）７００Ｖの帯電電位に一様に帯電させる。
【００８７】
尚、帯電ローラ２１はスプリング２２等によって構成された押圧機構によって像担持体１に向かって押圧支持され、約１ｋｇの総圧力で像担持体１に圧接している。
【００８８】
次に、図示省略した半導体レーザ等の発光素子から発射された光ビームを偏向走査する偏向走査手段をモータの出力軸に装着して回転し、この光ビームを像担持体１に向けて照射する光路３１を形成する反射ミラー３２等を収納した露光器３から照射されて入射する光ビームによって、像担持体１は像担持体１の潜像形成位置１ａにおいて像露光されて潜像を形成し、この像露光部の電位は（−）１０Ｖ〜（−）１５０Ｖになる。
【００８９】
次に、現像器４は現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部４３の中に現像剤を有し、アジテータ４４からなる現像剤移送手段の回転によって、現像剤供給ローラ４２へと移送される構成であり、現像剤供給ローラ４２は現像剤を現像剤担持体４１の表面に移送させ、現像剤担持体４１と摺擦して現像剤を（−）極性に摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体４１の表面に現像剤をコーティングさせる。この現像剤担持体４１にはＤＣ（−）２００Ｖ〜（−）４００Ｖ程度のバイアスが印加されており、回転する現像剤担持体４１の表面に担持されて搬送される現像剤は、規制ブレード４５によって、所望の搬送量に規制されるとともにより一層均一な（−）極性に摩擦帯電して像担持体１まで搬送され、上記潜像に現像される。
【００９０】
現像器の現像剤担持体４１によって現像された現像剤像は、図中矢印Ａ方向に搬送され転写手段および転写部材搬送手段である転写ローラ５１よって駆動される転写部材７と合流し、ＤＣ（＋）８００Ｖ程度のバイアスを転写ローラ５１に印加することによって転写部材７に像担持体１の転写位置１ｂにおいて転写されて像担持体１の移動経路とは異なった方向にに搬送され、図示省略した次ぎのステップに用意されたプロセス手段へと進行する。
【００９１】
この転写後に更に像担持体１は図中矢印Ａ方向に回転駆動され、転写残りの残留現像剤は、クリーニング装置６に配置した回転クリーニングブラシ６１に摺擦して除去され、更に、クリーニングブレード６２に摺擦して一掃除去され、図示省略した残留現像剤貯蔵部に搬送されて貯蔵される。
【００９２】
次に本実施例における像担持体１および転写部材７の駆動方法について図９を参照して説明する。像担持体１は像担持体駆動ローラ１２の回転に伴い、像担持体駆動ローラ１２の外周面との摩擦力で搬送される。像担持体駆動ローラ１２には一体的に回転する像担持体駆動部材である像担持体歯車１１が取り付けられており、駆動手段からの駆動力を像担持体１および転写部材搬送手段へと伝達する。
【００９３】
駆動手段は、駆動モータ９３、駆動モータの駆動軸に取り付けられたモータ歯車９２、駆動手段歯車９１から構成される。駆動手段歯車９１はモータ歯車９２によりもピッチ円直径が大きい歯車９１ａと像担持体歯車１１よりもピッチ円直径が小さい歯車９１ｂからなり、歯車９１ａがモータ歯車９２と、歯車９３ｂが像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ｂでそれぞれ噛み合うように回転自在に支持されるとともに、その回転軸は図示省略した押圧機構により像担持体歯車１１に向かって押圧され、像担持体歯車１１と歯車９３ｂの噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円上となるように構成されている。駆動モータ９３が発生する駆動力はモータ歯車９２、駆動手段歯車９１を介して２段に減速され、像担持体歯車１１へと伝達される。
【００９４】
また、転写部材搬送手段は、転写ローラ５１と転写ローラ５１と一体的に回転する搬送力伝達歯車８１から構成される。搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１と転写駆動位置１１ｂで噛み合うように構成されており、像担持体１１から転写ローラ５１へ駆動力を伝達する。転写ローラ５１および搬送力伝達歯車８１は、図示省略した押圧機構により像担持体１および像担持体歯車１１に向かって押圧支持され、像担持体歯車１１と搬送力伝達歯車８１の噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円周上となるとともに、転写ローラ５１は転写部材７を転写位置１ｂにおいて像担持体１へ押し当ててニップする構成となっている。転写ローラ５１の外周面は例えば発泡性のゴムなど像担持体１よりも摩擦係数が高い材質で被覆されており、転写ローラ５１は回転しながら転写部材７を摩擦力で搬送する。
【００９５】
像担持体歯車１１、駆動手段歯車９１、モータ歯車９２、搬送力伝達歯車８１の各歯車のモジュールについては駆動ジッタ低減のためにできるだけ小さい方が望ましいが、小さすぎると駆動伝達力の許容値が減少したり軸間精度が厳しくなるためこれらのバランスによって決められ、概ね０．５から２が望ましい。各歯車の歯形形状についてはインボリュート曲線の平歯や斜歯等を用いることができるが、斜歯歯車の方が噛み合い率を大きくとることができるためジッタ低減のためには望ましい。また、各歯車の材質については鉄、アルミニウム、黄銅、焼結合金等の金属やポリアセタール等の樹脂を用いることができるが、ジッタ低減、低騒音化のためには防振効果のあるポリアセタールが望ましい。
【００９６】
潜像形成位置１ａおよび像担持体駆動位置１１ａは、像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで移動する時間と像担持体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで移動する時間が等しくなるように決められている。
【００９７】
本実施例では、転写部材７上の画像の伸縮の影響を計算するにあたって、図８に示すように像担持体１の回転中心から外周面までの長さｒ1（θ）を像担持体１が像担持体駆動ローラ１２から離れる点１ｃにおける像担持体駆動ローラ１２の回転中心Ｏから外周面までの長さとして、前述と同様に計算を進めることができる。しかし、像担持体１がベルト状で像担持体１の周長と像担持体駆動ローラ１２の周長が異なるため前述のｒ1（θ（ｔ））とｒ1b（θ（ｔ＋ｔ1））は必ずしも等しくならない。このため転写部材７上の微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）は式（２４）のように表されるようになる。
【００９８】
【数２２】
【００９９】
式（２４）から微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）に対して像担持体駆動ローラの回転中心から外周面までの長さｒ1（θ）の影響は残るものの、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を等しくすることにより、像担持体歯車１１の回転中心からピッチ円までの長さｒ11（θ（ｔ））は影響しなくなることが解かる。さらに、ｒ11（θ（ｔ））は周期関数であるので像担持体駆動ローラ１２の回転周期をＴ12、１以上の整数をｎとして像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2に式（２５）の関係が成立しても、Δｐ7（ｔ＋ｔ1）は式（２４）のように表される。
【０１００】
【数２３】
【０１０１】
従って、本実施例の構成によればベルト上の像担持体を用いた場合でも像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転する時間と感光体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転する時間を等しくする、あるいは式（２５）に示した関係を満たすことにより、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があってもこれらの転写部材７上の画像の伸縮への影響を完全に相殺することができる。
【０１０２】
（実施例３）
図１０は本発明の第３の実施例を示す画像形成装置の正面断面図である。本実施例の画像形成装置の構成は、例えばアルミニューム素管の外周面に感光層が形成されて図中矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体１の周辺に配置した帯電器２、潜像形成手段である露光器３，現像手段である複数の現像器４と、転写手段である転写部５，クリーナ部６等の主要プロセス手段によって構成されている。本実施例の転写部材は、中間転写媒体７１および２次転写部材７２からなり、中間転写媒体７１上に複数色の像担持体１上の現像剤像を順次重ねてから転写してカラー画像を形成し、これを２次転写部材７２に転写してカラー画像を形成する。
【０１０３】
図１０を参照して画像形成プロセス順に説明すると、本実施例における帯電ローラ２１は、例えばゴム等の半導電性の弾性体で形成され、図中矢印Ａ方向に回転する像担持体１に従動しながらＤＣ（−）２ｋＶ以下程度のバイアスが印加され、像担持体１を（−）６００Ｖ〜（−）７００Ｖの帯電電位に一様に帯電させる。
【０１０４】
尚、帯電ローラ２１はスプリング２２等によって構成された押圧機構によって像担持体１に向かって押圧支持され、約１ｋｇの総圧力で像担持体１に圧接している。
【０１０５】
次に、図示省略した半導体レーザ等の発光素子から発射された光ビームを偏向走査する偏向走査手段をモータの出力軸に装着して回転し、この光ビームを像担持体１に向けて照射する光路３１を形成する反射ミラー３２等を収納した露光器３から照射されて入射する光ビームによって、像担持体１は像担持体１の潜像形成位置１ａにおいて像露光されて潜像を形成し、この像露光部の電位は（−）１０Ｖ〜（−）１５０Ｖになる。
【０１０６】
次に、複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを有する現像部位では、各々の現像器には各々イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの異なった色の現像剤を収容してあり、図示省略した制御部の司令に基づいて選択的に上記潜像に対して現像可能状態になる構成である。図１０中現像可能状態の現像器は４ｃであり、現像剤担持体４１が像担持体１に近接した状態であって図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１０７】
一方、他の現像器４ａ，４ｂ，４ｄは現像待機状態であり、各々の現像剤担持体２１が像担持体１から離れた状態であって同様に図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１０８】
本実施例では像担持体１の周囲に配置する複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、所望量の現像剤貯蔵を可能にするとともに互いの干渉を避けて上記像担持体１の周囲に配置可能にする為に略近似した偏平断面形状に構成されている。
【０１０９】
一方、それぞれの現像器は現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部４３の中に現像剤を有し、アジテータ４４からなる現像剤移送手段の回転によって、現像剤供給ローラ４２へと移送される構成であり、現像剤供給ローラ４２は現像剤を現像剤担持体４１の表面に移送させ、現像剤担持体４１と摺擦して現像剤を（−）極性に摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体４１の表面に現像剤をコーティングさせる。この現像剤担持体４１にはＤＣ（−）２００Ｖ〜（−）４００Ｖ程度のバイアスが印加されており、回転する現像剤担持体４１の表面に担持されて搬送される現像剤は、規制ブレード４５によって、所望の搬送量に規制されるとともにより一層均一な（−）極性に摩擦帯電して像担持体１まで搬送され、上記潜像に現像される。
【０１１０】
現像器４ｃの現像剤担持体４１によって現像された現像剤像は、図中矢印Ａ方向に搬送され中間転写媒体７１と合流し、ＤＣ（＋）８００Ｖ程度のバイアスを１次転写ローラ５１に印加することによって中間転写媒体７１に像担持体１の転写位置１ｂにおいて転写されて像担持体１の移動経路とは異なった方向にに搬送される。
【０１１１】
この転写後に更に像担持体１は図中矢印Ａ方向に回転駆動され、転写残りの残留現像剤は、クリーニング装置６に配置した回転クリーニングブラシ６１に摺擦して除去され、更に、クリーニングブレード６２に摺擦して一掃除去され、図示省略した残留現像剤貯蔵部に搬送されて貯蔵される。
【０１１２】
中間転写媒体７１は例えばポリカーボネイト等の樹脂にカーボン等の導電剤を分散して中抵抗化させたベルトであり、１次転写ローラ５１、テンションローラ５２、２次転写上ローラ５３により支持されている。１次転写ローラ５１は像担持体１上の現像剤像を中間転写媒体７１に転写するための転写手段と中間転写媒体７１を図示した経路で周期的に搬送駆動する駆動手段を兼ねている。テンションローラ５２は図示省略した押圧機構により図中矢印Ｃ方向に押圧支持されて、中間転写媒体７１が弛むことのないようテンションをかけるとともに中間転写媒体７１の搬送に従動して回転する。２次転写ローラ５４は転写部材７を中間転写媒体７１に図示省略した押圧機構により押圧し、２次転写上ローラとともに中間転写媒体７１を介して転写部材７をニップする。２次転写上ローラは中間転写媒体７１の搬送に従動して回転する。
【０１１３】
前述した像担持体１上の現像剤像が中間転写媒体７１に転写されるまでの画像形成プロセスが当接する現像器が４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと変わりながら４回繰り返されるとともに、中間転写媒体７１は図示した経路を４周搬送され中間転写媒体７１上には各現像器の現像剤像が順次重ねて転写されてカラー画像が形成される。中間転写媒体７１上に形成されたカラー画像は、図中矢印Ｄ方向に搬送され２次転写部材７２と合流し、ＤＣ（＋）１ｋＶ程度のバイアスを２次転写ローラ５４へ印加することによって２次転写部材７２に転写されてカラー画像が形成される。その後、２次転写部材７２は中間転写媒体７１の移動経路とは異なった方向に搬送され、図示省略した次ぎのステップに用意されたプロセス手段へと進行する。
【０１１４】
次に本実施例における像担持体１および中間転写媒体７１の駆動方法について図１１を参照して説明する。像担持体１には像担持体１と一体的に回転する像担持体歯車１１が取り付けられており、駆動手段からの駆動力を像担持体１および転写部材搬送手段へ伝達する。
【０１１５】
駆動手段は、駆動モータ９３、駆動モータの駆動軸に取り付けられたモータ歯車９２、駆動手段歯車９１から構成される。駆動手段歯車９１はモータ歯車９２によりもピッチ円直径が大きい歯車９１ａと像担持体歯車１１よりもピッチ円直径が小さい歯車９１ｂからなり、歯車９１ａがモータ歯車９２と、歯車９３ｂが像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ｂでそれぞれ噛み合うように回転自在に支持されるとともに、その回転軸は像担持体歯車１１に向かって図示省略した押圧機構により押圧され、像担持体歯車１１と歯車９３ｂの噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円上となるように構成されている。駆動モータ９３が発生する駆動力はモータ歯車９２、駆動手段歯車９１ａ、９１ｂを介して２段に減速され、像担持体歯車１１へと伝達される。
【０１１６】
また、転写部材搬送手段は、１次転写ローラ５１と１次転写ローラ５１と一体的に回転する搬送力伝達歯車８１から構成される。搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１と転写駆動位置１１ｂで噛み合うように構成されており、像担持体１１から１次転写ローラ５１へ駆動力を伝達する。１次転写ローラ５１および搬送力伝達歯車８１は、像担持体１および像担持体歯車に向かって図示省略した押圧機構により押圧され、像担持体歯車１１と搬送力伝達歯車８１の噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円周上となるとともに、１次転写ローラ５１は中間転写媒体７１を転写位置１ｂにおいて像担持体１へ押し当ててニップする構成となっている。１次転写ローラ５１の外周面は例えば発泡性のゴムなど像担持体１よりも摩擦係数が高い材質で被覆されており、１次転写ローラ５１は回転しながら中間転写媒体７１を摩擦力で搬送する。
【０１１７】
像担持体歯車１１、駆動手段歯車９１、モータ歯車９２、搬送力伝達歯車８１の各歯車のモジュールについては駆動ジッタ低減のためにできるだけ小さい方が望ましいが、小さすぎると駆動伝達力の許容値が減少したり軸間精度が厳しくなるためこれらのバランスによって決められ、概ね０．５から２が望ましい。各歯車の歯形形状についてはインボリュート曲線の平歯や斜歯等を用いることができるが、斜歯歯車の方が噛み合い率を大きくとることができるためジッタ低減のためには望ましい。また、各歯車の材質については鉄、アルミニウム、黄銅、焼結合金等の金属やポリアセタール等の樹脂を用いることができるが、ジッタ低減、低騒音化のためには防振効果のあるポリアセタールが望ましい。
【０１１８】
本実施例においては、像担持体駆動位置１１ａと潜像形成位置１ａが像担持体１および像担持体歯車１１の回転方向に関して同一位置となるように構成されている。また、本実施例の構成では、転写位置１ｂと転写駆動位置１１ｂの回転角度方向に関する位置は必然的に等しい。よって、本実施例の構成によれば像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転する時間と感光体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転する時間は等しくなり、前述の原理によって、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があってもこれらに起因する２次転写部材７２上の画像の伸縮への影響を完全に相殺することができる。
【０１１９】
特に、本実施例のように中間転写媒体７１上に複数色の現像剤像を順次色重ねしてカラー画像を形成する場合は、中間転写媒体７１上の各色の現像剤像の位置がズレると画像に色ズレや色ムラが発生する。一般的に人間の視覚は、速度ムラが同じ場合、色ズレに関する感度は画像の伸縮の感度よりも遥かに高い。このため、カラー画像を形成する画像形成装置に用いられる像担持体には極めて高精度な駆動が要求される。本実施例の構成によれば、カラー画像を形成する画像形成装置において像担持体歯車１１に起因する像担持体１の速度ムラを完全に相殺することができ、色ズレや色ムラのない高画質な画像形成装置を構成することができる。
【０１２０】
（実施例４）
図１２は本発明の第４の実施例を示す画像形成装置の正面断面図である。本実施例の画像形成装置の構成は、例えばアルミニューム素管の外周面に感光層が形成されて図中矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体１の周辺に配置した帯電器２、潜像形成手段である露光器３，現像手段である複数の現像器４と、転写手段である転写部５，クリーナ部６等の主要プロセス手段によって構成されている。本実施例の転写部材は、中間転写媒体７１および２次転写部材７２からなり、中間転写媒体７１上に複数色の像担持体１上の現像剤像を順次重ねてから転写してカラー画像を形成し、これを２次転写部材７２に転写してカラー画像を形成する。
【０１２１】
図１２を参照して画像形成プロセス順に説明すると、本実施例における帯電ローラ２１は、例えばゴム等の半導電性の弾性体で形成され、図中矢印Ａ方向に回転する像担持体１に従動しながらＤＣ（−）２ｋＶ以下程度のバイアスが印加され、像担持体１を（−）６００Ｖ〜（−）７００Ｖの帯電電位に一様に帯電させる。
【０１２２】
尚、帯電ローラ２１はスプリング２２等によって構成された押圧機構によって像担持体１に向かって押圧支持され、約１ｋｇの総圧力で像担持体１に圧接している。
【０１２３】
次に、図示省略した半導体レーザ等の発光素子から発射された光ビームを偏向走査する偏向走査手段をモータの出力軸に装着して回転し、この光ビームを像担持体１に向けて照射する光路３１を形成する反射ミラー３２等を収納した露光器３から照射されて入射する光ビームによって、像担持体１は像担持体１の潜像形成位置１ａにおいて像露光されて潜像を形成し、この像露光部の電位は（−）１０Ｖ〜（−）１５０Ｖになる。
【０１２４】
次に、複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを有する現像部位では、各々の現像器には各々イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの異なった色の現像剤を収容してあり、図示省略した制御部の司令に基づいて選択的に上記潜像に対して現像可能状態になる構成である。図１２中現像可能状態の現像器は４ｃであり、現像剤担持体４１が像担持体１に近接した状態であって図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１２５】
一方、他の現像器４ａ，４ｂ，４ｄは現像待機状態であり、各々の現像剤担持体２１が像担持体１から離れた状態であって同様に図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１２６】
本実施例では像担持体１の周囲に配置する複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、所望量の現像剤貯蔵を可能にするとともに互いの干渉を避けて上記像担持体１の周囲に配置可能にする為に略近似した偏平断面形状に構成されている。
【０１２７】
一方、それぞれの現像器は現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部４３の中に現像剤を有し、アジテータ４４からなる現像剤移送手段の回転によって、現像剤供給ローラ４２へと移送される構成であり、現像剤供給ローラ４２は現像剤を現像剤担持体４１の表面に移送させ、現像剤担持体４１と摺擦して現像剤を（−）極性に摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体４１の表面に現像剤をコーティングさせる。この現像剤担持体４１にはＤＣ（−）２００Ｖ〜（−）４００Ｖ程度のバイアスが印加されており、回転する現像剤担持体４１の表面に担持されて搬送される現像剤は、規制ブレード４５によって、所望の搬送量に規制されるとともにより一層均一な（−）極性に摩擦帯電して像担持体１まで搬送され、上記潜像に現像される。
【０１２８】
現像器４ｃの現像剤担持体４１によって現像された現像剤像は、図中矢印Ａ方向に搬送され中間転写媒体７１と合流し、ＤＣ（＋）８００Ｖ程度のバイアスを１次転写ローラ５１に印加することによって中間転写媒体７１に像担持体１の転写位置１ｂにおいて転写されて像担持体１の移動経路とは異なった方向にに搬送される。
【０１２９】
この転写後に更に像担持体１は図中矢印Ａ方向に回転駆動され、転写残りの残留現像剤は、クリーニング装置６に配置した回転クリーニングブラシ６１に摺擦して除去され、更に、クリーニングブレード６２に摺擦して一掃除去され、図示省略した残留現像剤貯蔵部に搬送されて貯蔵される。
【０１３０】
中間転写媒体７１は例えばポリカーボネイト等の樹脂にカーボン等の導電剤を分散して中抵抗化させたベルトであり、１次転写ローラ５１、テンションローラ５２、２次転写上ローラ５３、媒体駆動ローラ５５により支持されている。１次転写ローラ５１は像担持体１上の現像剤像を中間転写媒体７１に転写するための転写手段であり、中間転写媒体７１の搬送に従動して回転する。テンションローラ５２は図示省略した押圧機構により図中矢印Ｃ方向に押圧支持されて、中間転写媒体７１が弛むことのないようテンションをかけるとともに中間転写媒体７１の搬送に従動して回転する。２次転写ローラ５４は転写部材７を中間転写媒体７１に図示省略した押圧機構により押圧し、２次転写上ローラとともに中間転写媒体７１を介して転写部材７をニップする。２次転写上ローラは中間転写媒体７１の搬送に従動して回転する。媒体駆動ローラ５５は中間転写媒体７１を図示した経路で周期的に搬送駆動する。
【０１３１】
前述した像担持体１上の現像剤像が中間転写媒体７１に転写されるまでの画像形成プロセスが当接する現像器が４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと変わりながら４回繰り返されるとともに、中間転写媒体７１は図示した経路を４周搬送され中間転写媒体７１上には各現像器の現像剤像が重ねて転写されてカラー画像が形成される。中間転写媒体７１上に形成されたカラー画像は、図中矢印Ｄ方向に搬送され２次転写部材７２と合流し、ＤＣ（＋）１ｋＶ程度のバイアスを２次転写ローラ５４へ印加することによって２次転写部材７２に転写されてカラー画像が形成される。その後、２次転写部材７２は中間転写媒体７１の移動経路とは異なった方向に搬送され、図示省略した次ぎのステップに用意されたプロセス手段へと進行する。
【０１３２】
次に本実施例における像担持体１および中間転写媒体７１の駆動方法について図１３を参照して説明する。像担持体１には像担持体１と一体的に回転し像担持体１の直径よりも大きいピッチ円を持つ像担持体歯車１１が取り付けられており、駆動手段からの駆動力を像担持体１および転写部材搬送手段へ伝達する。
【０１３３】
駆動手段は、駆動モータ９３、駆動モータの駆動軸に取り付けられたモータ歯車９２、駆動手段歯車９１から構成される。駆動手段歯車９１はモータ歯車９２によりもピッチ円直径が大きい歯車９１ａと像担持体歯車１１よりもピッチ円直径が小さい歯車９１ｂからなり、歯車９１ａがモータ歯車９２と、歯車９３ｂが像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ｂでそれぞれ噛み合うように固定された回転軸周りに回転自在に支持されている。駆動モータ９３が発生する駆動力はモータ歯車９２、駆動手段歯車９１ａ、９１ｂを介して２段に減速され、像担持体歯車１１へと伝達される。
【０１３４】
また、転写部材搬送手段は、媒体駆動ローラ５５と媒体駆動ローラ５５と一体的に回転し媒体駆動ローラの直径よりも大きいピッチ円を持つ搬送力伝達歯車８１から構成される。搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１と転写駆動位置１１ｂで噛み合うように構成されている。駆動手段歯車８１の回転軸は固定されており、像担持体１１の回転軸との距離は変化しない構成である。媒体駆動ローラ５５の外周面は例えば発泡性のゴムなど摩擦係数が高い材質で被覆されており、媒体駆動ローラは回転しながら中間転写媒体７１を摩擦力で搬送する。
【０１３５】
像担持体歯車１１、駆動手段歯車９１、モータ歯車９２、搬送力伝達歯車８１の各歯車のモジュールについては駆動ジッタ低減のためにできるだけ小さい方が望ましいが、小さすぎると駆動伝達力の許容値が減少したり軸間精度が厳しくなるためこれらのバランスによって決められ、概ね０．５から２が望ましい。各歯車の歯形形状についてはインボリュート曲線の平歯や斜歯等を用いることができるが、斜歯歯車の方が噛み合い率を大きくとることができるためジッタ低減のためには望ましい。また、各歯車の材質については鉄、アルミニウム、黄銅、焼結合金等の金属やポリアセタール等の樹脂を用いることができるが、ジッタ低減、低騒音化のためには防振効果のあるポリアセタールが望ましい。
【０１３６】
本実施例の構成では、転写位置１ｂと転写駆動位置１１ｂの回転方向に関する位置は等しくない。このため、像担持体駆動位置１１ａと潜像形成位置１ａの回転方向に関する位置を適当に変えて、像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転する時間と感光体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転する時間が等しくなるよう構成されている。また、本実施例では駆動手段歯車９１と搬送力伝達歯車８１の回転軸は固定されている。従って、本実施例の構成によれば、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があってもこれらに起因する２次転写部材７上の画像の伸縮への影響を大幅に緩和することができる。
【０１３７】
特に、本実施例のように中間転写媒体７１に色の異なる現像剤像を順次色重ねしてカラー画像を形成する場合は、中間転写媒体７１上の各色の現像剤像の位置がズレると画像に色ズレや色ムラが発生する。一般的に人間の視覚は、速度ムラが同じ場合、色ズレに関する感度は画像の伸縮の感度よりも遥かに高い。このため、カラー画像を形成する画像形成装置に用いられる像担持体には極めて高精度な駆動が要求される。本実施例の構成によれば、カラー画像を形成する画像形成装置において像担持体歯車１１に起因する像担持体１の速度ムラを大幅に緩和することができ、色ズレや色ムラのない高画質な画像形成装置を構成することができる。
【０１３８】
また、本実施例の構成のように、像担持体１から中間転写媒体７１への転写手段と中間転写媒体７１の駆動手段を別にすることにより、それぞれの構成や部材の材質の自由度が上がり、より高精度な中間転写媒体７１の駆動と高効率な転写が可能となる。
【０１３９】
（実施例５）
図１４は本発明の第３の実施例を示す画像形成装置の正面断面図である。本実施例の画像形成装置の構成は、例えばアルミニューム素管の外周面に感光層が形成されて図中矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体１の周辺に配置した帯電器２、潜像形成手段である露光器３，現像手段である複数の現像器４と、転写手段である転写部５，クリーナ部６等の主要プロセス手段によって構成されている。本実施例の転写部材７は、転写ドラム５１の外周面に取り付けられ、転写ドラム５１と一体的に複数回転することにより、転写部材７上に複数色の像担持体１上の現像剤像を順次重ねて転写しカラー画像を形成する。
【０１４０】
図１４を参照して画像形成プロセス順に説明すると、本実施例における帯電ローラ２１は、例えばゴム等の半導電性の弾性体で形成され、図中矢印Ａ方向に回転する像担持体１に従動しながらＤＣ（−）２ｋＶ以下程度のバイアスが印加され、像担持体１を（−）６００Ｖ〜（−）７００Ｖの帯電電位に一様に帯電させる。
【０１４１】
尚、帯電ローラ２１はスプリング２２等によって構成された押圧機構によって像担持体１に向かって押圧支持され、約１ｋｇの総圧力で像担持体１に圧接している。
【０１４２】
次に、図示省略した半導体レーザ等の発光素子から発射された光ビームを偏向走査する偏向走査手段をモータの出力軸に装着して回転し、この光ビームを像担持体１に向けて照射する光路３１を形成する反射ミラー３２等を収納した露光器３から照射されて入射する光ビームによって、像担持体１は像担持体１の潜像形成位置１ａにおいて像露光されて潜像を形成し、この像露光部の電位は（−）１０Ｖ〜（−）１５０Ｖになる。
【０１４３】
次に、複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを有する現像部位では、各々の現像器には各々イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの異なった色の現像剤を収容してあり、図示省略した制御部の司令に基づいて選択的に上記潜像に対して現像可能状態になる構成である。図１４中現像可能状態の現像器は４ｃであり、現像剤担持体４１が像担持体１に近接した状態であって図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１４４】
一方、他の現像器４ａ，４ｂ，４ｄは現像待機状態であり、各々の現像剤担持体２１が像担持体１から離れた状態であって同様に図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１４５】
本実施例では像担持体１の周囲に配置する複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、所望量の現像剤貯蔵を可能にするとともに互いの干渉を避けて上記像担持体１の周囲に配置可能にする為に略近似した偏平断面形状に構成されている。
【０１４６】
一方、それぞれの現像器は現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部４３の中に現像剤を有し、アジテータ４４からなる現像剤移送手段の回転によって、現像剤供給ローラ４２へと移送される構成であり、現像剤供給ローラ４２は現像剤を現像剤担持体４１の表面に移送させ、現像剤担持体４１と摺擦して現像剤を（−）極性に摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体４１の表面に現像剤をコーティングさせる。この現像剤担持体４１にはＤＣ（−）２００Ｖ〜（−）４００Ｖ程度のバイアスが印加されており、回転する現像剤担持体４１の表面に担持されて搬送される現像剤は、規制ブレード４５によって、所望の搬送量に規制されるとともにより一層均一な（−）極性に摩擦帯電して像担持体１まで搬送され、上記潜像に現像される。
【０１４７】
現像器４ｃの現像剤担持体４１によって現像された現像剤像は、図中矢印Ａ方向に搬送され転写ドラム５１上の転写部材７と合流し、ＤＣ（＋）８００Ｖ程度のバイアスを転写ドラム５１に印加することによって転写部材７に像担持体１の転写位置１ｂにおいて転写されて像担持体１の移動経路とは異なった方向にに搬送される。
【０１４８】
この転写後に更に像担持体１は図中矢印Ａ方向に回転駆動され、転写残りの残留現像剤は、クリーニング装置６に配置した回転クリーニングブラシ６１に摺擦して除去され、更に、クリーニングブレード６２に摺擦して一掃除去され、図示省略した残留現像剤貯蔵部に搬送されて貯蔵される。
【０１４９】
転写部材７は、静電吸着力等を利用した図示省略した取り付け装置により転写ドラム５１の外周面に取り付けらている。転写ドラム５１は像担持体１上の現像剤像を転写部材７に転写するための転写手段と転写部材７７を図中矢印Ｄ方向へ回転駆動する駆動手段を兼ねている。
【０１５０】
前述した像担持体１上の現像剤像が転写部材７に転写されるまでの画像形成プロセスが当接する現像器が４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと変わりながら４回繰り返されるとともに、転写ドラム５１は４回転し転写部材７上に各現像器の現像剤像が順次重ねて転写されてカラー画像が形成される。その後、転写部材７は転写ドラム５１から剥離されて、図示省略した搬送機構により搬送され、図示省略した次ぎのステップに用意されたプロセス手段へと進行する。
【０１５１】
次に本実施例における像担持体１および転写ドラム５１の駆動方法について図１５を参照して説明する。像担持体１には像担持体１と一体的に回転する像担持体歯車１１が取り付けられており、駆動手段からの駆動力を像担持体１および転写部材搬送手段へ伝達する。
【０１５２】
駆動手段は、駆動モータ９３、駆動モータの駆動軸に取り付けられたモータ歯車９２、駆動手段歯車９１から構成される。駆動手段歯車９１はモータ歯車９２によりもピッチ円直径が大きい歯車９１ａと像担持体歯車１１よりもピッチ円直径が小さい歯車９１ｂからなり、歯車９１ａがモータ歯車９２と、歯車９３ｂが像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ｂでそれぞれ噛み合うように回転自在に支持されるとともに、その回転軸は像担持体歯車１１に向かって図示省略した押圧機構により押圧され、像担持体歯車１１と歯車９３ｂの噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円上となるように構成されている。駆動モータ９３が発生する駆動力はモータ歯車９２、駆動手段歯車９１ａ、９１ｂを介して２段に減速され、像担持体歯車１１へと伝達される。
【０１５３】
また、転写部材搬送手段は、転写ドラム５１と転写ドラム５１と一体的に回転する搬送力伝達歯車８１から構成される。搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１と転写駆動位置１１ｂで噛み合うように構成されており、像担持体１１から転写ドラム５１へ駆動力を伝達する。転写ドラム５１および搬送力伝達歯車８１は、像担持体１および像担持体歯車１１に向かって図示省略した押圧機構により押圧支持され、像担持体歯車１１と搬送力伝達歯車８１の噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円周上となるとともに、転写ドラム５１は転写部材７を転写位置１ｂにおいて像担持体１へ押し当ててニップする構成となっている。
【０１５４】
像担持体歯車１１、駆動手段歯車９１、モータ歯車９２、搬送力伝達歯車８１の各歯車のモジュールについては駆動ジッタ低減のためにできるだけ小さい方が望ましいが、小さすぎると駆動伝達力の許容値が減少したり軸間精度が厳しくなるためこれらのバランスによって決められ、概ね０．５から２が望ましい。各歯車の歯形形状についてはインボリュート曲線の平歯や斜歯等を用いることができるが、斜歯歯車の方が噛み合い率を大きくとることができるためジッタ低減のためには望ましい。また、各歯車の材質については鉄、アルミニウム、黄銅、焼結合金等の金属やポリアセタール等の樹脂を用いることができるが、ジッタ低減、低騒音化のためには防振効果のあるポリアセタールが望ましい。
【０１５５】
本実施例においては、像担持体駆動位置１１ａと潜像形成位置１ａが像担持体１および像担持体歯車１１の回転方向に関して同一位置となるように構成されている。また、本実施例の構成では、転写位置１ｂと転写駆動位置１１ｂの回転角度方向に関する位置は必然的に等しい。よって、本実施例の構成によれば像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転する時間と感光体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転する時間は等しくなり、前述の原理によって、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があってもこれらに起因する転写部材７上の画像の伸縮への影響を完全に相殺することができる。
【０１５６】
特に、本実施例のように転写部材７に色の異なる現像剤像を順次色重ねしてカラー画像を形成する場合は、中間転写媒体７１上の各色の現像剤像の位置がズレると画像に色ズレや色ムラが発生する。一般的に人間の視覚は、速度ムラが同じ場合、色ズレに関する感度は画像の伸縮の感度よりも遥かに高い。このため、カラー画像を形成する画像形成装置に用いられる像担持体には極めて高精度な駆動が要求される。本実施例の構成によれば、カラー画像を形成する画像形成装置において像担持体歯車１１に起因する像担持体１の速度ムラを完全に相殺することができ、色ズレや色ムラのない高画質な画像形成装置を構成することができる。
【０１５７】
【発明の効果】
以上、説明してきたように本発明の構成によれば、像形−転写時間と転写駆動伝達時間を略等しくすることにより、像担持体歯車の形状誤差や偏心による転写部材上に形成される画像の伸縮への影響を相殺あるいは緩和することができ、簡単な構成で画像の伸縮のない高画質な画像形成装置を提供することができる。
【０１５９】
さらに、駆動手段歯車と搬送力伝達歯車を像担持体歯車に向かって押圧することにより、像形−転写時間と転写駆動伝達時間が等しければ、像担持体歯車の形状誤差や偏心に起因した画像の伸縮を完全に相殺することができる。
【０１６０】
さらに、本発明を複数の前記現像手段を備え、転写部材には像担持体の像が順次重ねて転写されてカラー画像が形成される画像形成装置に適用した場合は、像担持体歯車の形状誤差や偏心に起因した色ズレや色ムラを相殺あるいは緩和することができ、高画質なカラー画像を形成する画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の概略の構成を示す正面断面図。
【図２】本発明における像担持体１の駆動方法と転写部材７の搬送方法を示す斜視図。
【図３】本発明の原理を示す画像形成装置の正面断面図。
【図４】時間差比ｋTと像担持体歯車１１の偏心に起因する画像の伸縮への影響の関係のグラフを示す図。
【図５】駆動手段歯車９１の回転軸Ｏ91が固定である場合の像担持体歯車１１と駆動手段歯車９１の噛み合い状態を示す正面断面図。
【図６】本発明の第１の実施例を示す画像形成装置の正面断面図。
【図７】本発明の第１実施例における像担持体１および転写部材７の駆動方法を示す斜視図。
【図８】本発明の第２の実施例を示す画像形成装置の正面断面図。
【図９】本発明の第２実施例における像担持体１および転写部材７の駆動方法を示す斜視図。
【図１０】本発明の第３の実施例を示す画像形成装置の正面断面図。
【図１１】本発明の第３実施例における像担持体１および中間転写媒体７１の駆動方法を示す斜視図。
【図１２】本発明の第４の実施例を示す画像形成装置の正面断面図。
【図１３】本発明の第４実施例における像担持体１および中間転写７１の駆動方法を示す斜視図。
【図１４】本発明の第５の実施例を示す画像形成装置の正面断面図。
【図１５】本発明の第５実施例における像担持体１および転写ドラム５１の駆動方法を示す斜視図。
１ 像担持体
２ 帯電手段
３ 潜像形成手段
４ 現像手段
５ 転写手段
６ クリーナ
７ 転写部材
８ 転写部材搬送手段
９ 駆動手段
１１ 像担持体歯車
８１ 搬送力伝達歯車
９１ 駆動手段歯車
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ、ファックス及びその他の装置に用いられる電子写真画像形成装置に関し、さらに詳しくは画像形成装置を構成する像担持体および転写部材の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置においては像担持体に潜像形成手段を用いて潜像を形成し、現像手段により顕像化された像を転写部材に転写することにより画像形成を行う。このような画像形成装置においては、像担持体の速度ムラに起因して画像の伸縮が生じるという課題がある。
【０００３】
このような課題に対して、像担持体の速度ムラを抑える方法が種々提案されている。特開平４−２０４８５９号公報においては像担持体の周速度を検出し、検出した周速度に応じて駆動源の駆動速度を変調することにより像担持体の速度ムラを抑える方法が提案されている。
【０００４】
また、特開昭６２−２６４０６７号公報や特開昭６３−１１９６５号公報においては、像担持体が潜像形成手段により潜像が形成される位置から転写手段により像担持体上の像が転写部材に転写される位置まで移動する時間を駆動源や像担持体駆動部材の速度ムラ周期の整数倍とすることにより、駆動源や像担持体駆動部材の速度ムラを潜像の書き込みと像の転写で相殺させることにより画像の伸縮を抑える方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平４−２０４８５９号公報において提案されている方式では、微妙な像担持体の周速度を検出するための高精度な速度検出器と、検出された結果に基づき駆動源を制御するための高価なフィードバック回路を必要とし、さらに速度制御の高速応答性のために像担持体の低慣性化を実現しなければならず、画像形成装置のコスト高を招いてしまうという問題を有する。
【０００６】
また、特開昭６２−２６４０６７号公報や特開昭６３−１１９６５号公報において提案されている方式では、像担持体を駆動する駆動源や駆動伝達手段の速度ムラは相殺することができるが、像担持体に取り付けられる歯車など像担持体と一体的に動作する像担持体駆動部材の偏心や形状誤差に起因する速度ムラまで相殺させることができない。特に像担持体と一体的に動作する像担持体駆動部材に起因する速度ムラは像担持体の速度ムラに直接的に影響するため、像担持体と一体的に動作する像担持体駆動部材の取り付け精度や形状精度を極めて高精度にしなければならないという問題を有する。
【０００７】
さらに、画像形成装置が複数の現像手段を備え、転写部材に像担持体の像を順次重ねて転写し、カラー画像を形成する場合においては、像担持体の速度ムラは画像の伸縮だけでなく色ズレや色ムラとして画質に影響する。一般的に人間の視覚は、速度ムラが同じ場合、色ズレや色ムラに関する感度は画像の伸縮の感度よりも遥かに高い。このため、カラー画像を形成するが画像形成装置に用いられる像担持体には極めて高精度な駆動が要求される。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、像担持体と一体的に動作する像担持体駆動部材に起因する速度ムラがあっても、簡単な構成で速度ムラを相殺し、画像の伸縮を抑えた高画質、低価格な画像形成装置を提供するものである。
【０００９】
特に本発明は、複数の現像手段を備え、転写部材には像担持体の像が順次重ねて転写される画像形成装置に適用した場合、像担持体の速度ムラに起因する色ズレや色ムラを高精度に補正し、高画質な画像形成装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転可能な像担持体と、前記像担持体を駆動する駆動手段と、前記駆動手段から像担持体駆動位置において受けた駆動力を前記像担持体へ伝達する像担持体駆動部材と、前記像担持体に潜像形成位置で潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の潜像を顕像化させ現像剤像を形成する現像手段と、前記像担持体上の前記現像剤像が転写位置で転写される中間転写媒体と、前記中間転写媒体上の画像を転写される２次転写部材と、前記像担持体上の前記現像剤像を前記中間転写媒体に転写するための転写手段と、前記転写手段と別体で前記像担持体駆動部材から転写駆動位置において駆動力を受け前記中間転写媒体を搬送する転写部材搬送手段と、を有する画像形成装置であって、前記像担持体駆動部材は前記像担持体と一体的に回転する像担持体歯車で構成され、前記駆動手段は前記像担持体駆動部材と前記像担持体駆動位置において噛み合う駆動手段歯車を有し、前記転写部材搬送手段は媒体駆動ローラと、前記媒体駆動ローラと一体的に回転し記像担持体駆動部材と前記転写駆動位置において噛み合う搬送力伝達歯車を有し、前記像担持体が前記潜像形成位置から前記転写位置まで回転する時間と前記像担持体駆動部材が前記像担持体駆動位置から前記転写駆動位置まで回転する時間とを略等しく構成したことを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記駆動手段歯車と前記搬送力伝達歯車は前記像担持体駆動部材に向かって押圧されていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の画像形成装置は、複数の前記現像手段を備え、前記転写部材に前記像担持体の像が順次重ねて転写されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の詳細を以下に図を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の画像形成装置の概略の構成を示す正面断面図である。図１に示すように本発明の画像形成装置は、像担持体１、像担持体１の周り配置される帯電手段２、潜像形成手段３、現像手段４、転写手段５、クリーナ６および転写部材７と転写部材７を搬送するための転写部材搬送手段８等から構成されている。
【００１７】
本発明の画像形成装置における画像形成プロセスの概略を説明すると、像担持体１の図中矢印Ａ方向への回転に伴い、潜像形成手段３により像担持体１上の潜像形成位置１ａにおいて形成された潜像は、現像手段４により顕像化され、転写位置１ｂにおいて転写手段５により転写部材７に転写されることにより画像形成が行われる。
【００１８】
本発明における像担持体１の駆動方法と転写部材７の搬送方法を図２の斜視図に示す。像担持体１には一体的に回転する像担持体駆動部材である像担持体歯車１１が取り付けられている。駆動手段９の１部である駆動手段歯車９１は像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ａで噛み合っており、駆動手段９の駆動力を像担持体歯車１１に伝達する。像担持体歯車１１は像担持体１と一体的に動作し像担持体１へ駆動力を伝達する。転写部材搬送手段８は、その構成部材である搬送力伝達歯車８１が転写駆動位置１１ｂにおいて像担持体歯車１１と噛み合うよう構成されており、像担持体歯車１１からの駆動力を伝達して転写部材７を搬送する。
【００１９】
上記構成において、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があると、駆動手段歯車９１からの駆動速度が像担持体歯車１１に正確に伝わらず、像担持体歯車１１に回転速度ムラが生じる。像担持体歯車１１の回転速度ムラは直接的に像担持体１の回転速度ムラとなり、さらに像担持体１の形状誤差や偏心による影響がこれに合成されて像担持体１に周速度ムラが生じる。この周速度ムラは潜像形成手段３によって像担持体１上に形成される潜像に伸縮を生じせしめる。一方、像担持体歯車１１の回転速度ムラは像担持体歯車１１から駆動力が伝達される転写部材搬送手段８にも速度ムラを生じせしめ、転写部材７の搬送速度に速度ムラを生じせしめる。このようにして、最終的に転写部材７に形成される画像には像担持体１上の潜像の伸縮に転写部材７の搬送速度ムラの影響が合成されて伸縮し、画質が低下する。
【００２０】
本発明者は、上述の問題に対して像担持体歯車１１に起因する回転速度ムラが像担持体１１の速度だけでなく、転写部材７の速度にも影響を与えることに着目し、像担持体１１の速度ムラと転写部材７の速度ムラを相殺させる方法を発明した。以下に本発明に原理について説明する。
【００２１】
図３は本発明の原理を示す画像形成装置の正面断面図である。像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があると回転中心Ｏから歯車の噛み合い位置であるピッチ円までの長さが像担持体歯車１１の回転角度に依存して変化する。そこで、像担持体歯車１１の回転角度をθとして、像担持体駆動位置１１ａにおける回転中心からピッチ円までの長さをｒ11（θ）で表す。同様に潜像形成位置１ａにおける像担持体１の回転中心Ｏから像担持体１外周面までの長さをｒ1（θ）で表す。像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転移動する時間を像形成−転写時間ｔ1とし、像担持体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転移動する時間を転写駆動伝達時間ｔ2とする。駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１に押圧されており、これらの歯車は常に像担持体歯車１１の半径方向に関して前述のｒ11（θ）の位置で像担持体歯車１１と噛み合っているものとする。
【００２２】
始めに、像担持体１に形成される微小時間Δｔにおける潜像の微小長さΔｐ1を求める。像担持体歯車１１を駆動する駆動手段歯車９１の回転速度は速度ムラを有すると考え、駆動手段歯車９１の像担持体駆動位置１１ａでの周速を時刻ｔの関数としてｖ91（ｔ）で表す。周速ｖ91（ｔ）を用いて、時刻ｔにおける像担持体１の潜像形成位置１ａの周速ｖ1a（ｔ）は式（１）で表される。
【００２３】
【数１】
式（１）において像担持体１および像担持体歯車１１の回転角度θ（ｔ）は時間ｔの関数であり、式（２）の微分方程式をθについて解いて求められる。
【００２５】
【数２】
式（１）から微小時間Δｔにおける潜像形成位置１ａで形成される潜像の微小長さΔｐ1は時間ｔの関数として式（３）のように表される。
【００２７】
【数３】
次に、時刻ｔにおいて形成された潜像が転写部材７に転写された場合の転写部材７上での微小長さΔｐ7（ｔ）を求める。時刻ｔにおいて形成された潜像は、像形成−転写時間ｔ1後に転写部材７に転写され、Δｐ7（ｔ）は式（４）のように表される。
【００２９】
【数４】
式（４）において、 ｖ7（ｔ＋ｔ1）は時刻ｔ＋ｔ1における転写部材７の搬送速度を表し、ｖ1b（ｔ＋ｔ1）は時刻ｔ＋ｔ1における転写位置１ｂでの像担持体１の周速を表す。ｖ7（ｔ＋ｔ1）は、駆動手段歯車９１の周速ｖ91（ｔ）を用いると式（５）のように表される。
【００３１】
【数５】
式（５）において、ｋ8（ｔ＋ｔ1）は時刻ｔ＋ｔ1における像担持体歯車１１の転写駆動位置１１ｂでの周速に対する転写部材７の搬送速度の比を示す。このｋ8（ｔ＋ｔ1）は転写部材搬送手段８の構成により決定される係数であり、転写部材搬送手段８には速度の伝達ムラがあるものと考え時刻ｔの関数で表す。また、ｒ11b（θ（ｔ＋ｔ1））は時刻ｔ＋ｔ1における転写駆動位置１１ｂでの回転中心Ｏからピッチ円までの長さを表す。 ｒ11b（θ（ｔ））とｒ11（θ（ｔ））は位相が転写駆動時間ｔ2異なるだけで同じ長さを示す関数であるので、ｒ11b（θ（ｔ））は、 ｒ11（θ（ｔ））を用いると式（６）のように表される。
【００３３】
【数６】
よって式（５）は式（６）を用いて式（７）のように書き換えられる。
【００３５】
【数７】
また、 式（４）で用いた周速ｖ1b（ｔ＋ｔ1）は駆動手段歯車９１の周速ｖ91（ｔ）を用いて式（８）のように表される。
【００３７】
【数８】
式（８）においてｒ1b（θ（ｔ＋ｔ1））は時刻ｔ＋ｔ1における転写位置１ｂでの回転中心Ｏから像担持体１外周面までの長さを示し、ｒ1（θ（ｔ））に等しい。よって、式（８）は式（９）のように表される。
【００３９】
【数９】
従って、式（３）、式（７）、式（９）を式（４）に代入すると転写部材７上での微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）は式１０のように表される。
【００４１】
【数１０】
式（１０）で表される転写部材７上での微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）の変動が画像の伸縮を表し、もしも、Δｐ7（ｔ＋ｔ1）が時刻ｔによらず一定であれば転写部材７上での画像の伸縮は生じない。ここで、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2が等しくなるように画像形成装置を構成すれば、式（１０）は式（１１）のように表される。
【００４３】
【数１１】
式（１０）、（１１）から像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を等しくすることにより、微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）に対して像担持体歯車１１の回転中心からピッチ円までの長さｒ11（θ（ｔ））は影響しなくなることが解かる。つまり、本発明の構成において像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を等しくすることにより、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があっても転写部材７に形成される画像には伸縮が生じないことが解かる。
【００４５】
さらに、式（１１）には像担持体１の回転中心Ｏから像担持体１外周面までの長さｒ1（θ）は含まれておらず、像担持体１の形状誤差や偏心は微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）には影響しないことが解かる。つまり、本発明の構成によれば、像担持体１に形状誤差や偏心があっても転写部材７に形成される画像には伸縮が生じないことが解かる。
【００４６】
ところで、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を完全に等しくしなくとも、略等しくすることで像担持体歯車１１の偏心による転写部材７上の画像の伸縮への影響を緩和することができる。そこで、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2に時間差ΔＴがある場合の転写部材７上の画像の伸縮への影響を求める。一般的に像担持体歯車１１に生じる形状誤差や偏心では、偏心による成分が最も大きいという傾向がある。像担持体歯車１１に偏心成分がある場合、回転中心Ｏから像担持体歯車１１のピッチ円までの長さｒ11（θ）は像担持体１１の１回転で１周期となる関数となり、式（１２）のように表される。
【００４７】
【数１２】
式（１２）においてδ11、ξ11は各々像担持体歯車１１の偏心量と偏心の方向を示す位相角を表し、Ｒ11は平均ピッチ円半径を表す。ところで、像担持体歯車１１の１回転当たりのｒ11（θ）の変動周波数が低い場合、式（２）から求められるθ（ｔ）は像担持体歯車１１の平均回転速度をωとしてθ（ｔ）=ωｔと近似しても計算上差し支えない。また、像担持体歯車１１の回転速度は像担持体歯車１１の偏心量δ11は基準ピッチ円半径Ｒ11に比べて十分小さいので、式（１２）を用いると転写部材７上の微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）は近似的に式（１３）のように表される。
【００４９】
【数１３】
式（１３）において、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2の時間差ΔＴを正規化し像担持体歯車１１の回転周期Ｔ11に対する比ｋTに置き換えて表すと式（１３）は式（１４）のように表される。
【００５１】
【数１４】
式（１４）から、像担持体歯車１１の偏心量δ11に起因する画像の伸縮は像担持体１１の１回転１周期で変化し、その振幅は時間差比ｋTに依存して変化することが解かる。
【００５３】
図４は時間差比ｋTと像担持体歯車１１の偏心に起因する画像の伸縮への影響の関係を示したグラフで、横軸はｋTを、縦軸はｓｉｎ（πｋT）を示す。図からｋTが０．５の時ｓｉｎ（πｋT）は最大値１となり、像担持体歯車１１の偏心に起因する画像の伸縮への影響は最大となることが解かる。また、ｋTが０.１６７の時ｓｉｎ（πｋT）は０．５となり、画像の伸縮への影響は半分に緩和される。画像形成装置が単色画像を形成する場合には、ｋTは０.１６７以下であれば画質上問題の無いレベルまで画像の伸縮を緩和することができ、 ｋTはこの範囲であれば像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2は略等しいとみなすことができる。さらにｋTが０.０６４の時ｓｉｎ（πｋT）は０．２となり、画像の伸縮への影響は５分の１に緩和される。画像形成装置が転写部材７上に色重ねを行いカラー画像を形成する場合には、転写部材７上の現像剤像に高精度な位置決めが必要とされるためｋTは０.０６４以下が望ましく、 ｋTはこの範囲であれば像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2は略等しいとみなすことができる。
【００５４】
上述の実施の形態の説明では、駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１に押圧されている場合について説明した。次に、駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１の回転軸が固定である場合の転写部材７上の画像の伸縮を求める。図５は駆動手段歯車９１の回転軸Ｏ91が固定である場合の像担持体歯車１１と駆動手段歯車９１の噛み合い状態を示す正面断面図である。歯車に形状誤差や偏心がない理想的な場合、像担持体歯車１１のピッチ円は中心がＯで半径がＲ11である真円Ｃ11に、駆動手段歯車９１のピッチ円は中心がＯ91で半径がＲ91である真円Ｃ91となり、両歯車はピッチ円どうしの接点Ｐ0で噛み合う。
【００５５】
歯車に形状誤差や偏心がある場合、像担持体歯車１１および駆動手段歯車９１のピッチ円はＣ11、Ｃ91から外れて回転軸Ｏ、Ｏ91からの長さがｒ11（θ）、ｒ91（θ91）である曲線となる。θ91は駆動手段歯車９１の回転角度を示し、時刻ｔの関数である。駆動手段歯車９１が像担持体歯車１１に押圧されている場合は、噛み合い位置は像担持体歯車のピッチ円上点Ｐ1となるが、駆動手段歯車９１の回転軸が固定されている場合は、噛み合い位置は両ピッチ円の中間、つまり線分Ｐ1−Ｐ2の中点Ｐ3となる。このような場合、時刻ｔにおける像担持体歯車１１の回転角速度ω11（ｔ）は駆動手段歯車９１の回転角速度ω91（ｔ）を用いて式（１５）のように表される。なお、計算の簡略化のため両歯車のピッチ円は、理想的なピッチ円からの誤差δ11（θ）、δ91（θ91）で表し、これらは、ｒ11（θ）、ｒ91（θ91）から式（１６）、（１７）を用いて変換される。
【００５６】
【数１５】
式（１５）から時刻ｔにおける像担持体１の潜像形成位置１ａの周速ｖ1a（ｔ）は式（１８）のように表される。
【００５８】
【数１６】
像担持体歯車１１と搬送力伝達歯車８１の噛み合いにおいても像担持体歯車１１、搬送力伝達歯車８１の回転角速度ω11（ｔ）、ω81（ｔ）の関係は同様に計算され、搬送力伝達歯車８１の理想的なピッチ円半径をＲ81、歯車の回転角度θ81における理想的なピッチ円から誤差をδ81（θ81）として式（１９）のように表される。
【００６０】
【数１７】
式（１９）から転写部材７の速度ｖ7（ｔ＋ｔ1）は、駆動手段歯車９１の回転角速度ω91（ｔ）を用いて式（２０）のように表される。
【００６２】
【数１８】
式（２０）においてｋ’8（ｔ＋ｔ1）は搬送力伝達歯車８１の回転角速度ω81（ｔ）にたいする転写部材７の搬送速度ｖ7（ｔ）の比を表す。式（１８）、式（２０）を用い、駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１が像担持体歯車１１に押圧されている場合と同様な手順で計算すると時刻ｔ＋ｔ1に転写部材上に形成される画像の微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）は式（２１）のように表される。
【００６４】
【数１９】
Ｒ11、Ｒ91、Ｒ81に比べてδ11（θ）、δ91（θ）、δ81（θ）は十分小さいので式（２１）は近似的に式（２２）のように表される。
【００６６】
【数２０】
式（２２）において像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2が等しければ、式（２２）は式（２３）のように表される。
【００６８】
【数２１】
式（２２）、（２３）から像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を等しくすることによりΔｐ7にはδ11（θ）を含んだ項が残るものの、Ｒ11で除算される項がなくなって式は簡略化されており、駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１の回転軸が固定の場合でも像担持体歯車１１の偏心による転写部材７上の画像の伸縮への影響は大幅に緩和されることが解かる。さらに、Ｒ91とＲ81が等しければ、Δｐ7にはδ11（θ）を含んだ項が全くなくなり、像担持体歯車１１の形状誤差や偏心による転写部材上の画像の伸縮への影響は完全に相殺されることが解かる。
【００７０】
以上から駆動手段歯車９１および搬送力伝達歯車８１の回転軸が固定の場合でも、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を等しくすることにより像担持体歯車１１の形状誤差や偏心による転写部材上の画像の伸縮への影響を大幅に緩和あるいは相殺することができる。
【００７１】
【実施例】
本発明の原理に基づいた画像形成装置の実施例を図を参照して説明する。
【００７２】
（実施例１）
図６は本発明の第１の実施例を示す画像形成装置の正面断面図である。本実施例の画像形成装置の構成は、例えばアルミニューム素管の外周面に感光層が形成されて図中矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体１の周辺に配置した帯電器２、潜像形成手段である露光器３，現像手段である現像器４と、転写手段である転写部５，クリーナ部６等の主要プロセス手段によって構成されている。
【００７３】
図６を参照して画像形成プロセス順に説明すると、本実施例における帯電ローラ２１は、例えばゴム等の半導電性の弾性体で形成され、図中矢印Ａ方向に回転する像担持体１に従動しながらＤＣ（−）２ｋＶ以下程度のバイアスが印加され、像担持体１を（−）６００Ｖ〜（−）７００Ｖの帯電電位に一様に帯電させる。
【００７４】
尚、帯電ローラ２１はスプリング２２等によって構成された押圧機構によって像担持体１に向かって押圧支持され、約１ｋｇの総圧力で像担持体１に圧接している。
【００７５】
次に、図示省略した半導体レーザ等の発光素子から発射された光ビームを偏向走査する偏向走査手段をモータの出力軸に装着して回転し、この光ビームを像担持体１に向けて照射する光路３１を形成する反射ミラー３２等を収納した露光器３から照射されて入射する光ビームによって、像担持体１は像担持体１の潜像形成位置１ａにおいて像露光されて潜像を形成し、この像露光部の電位は（−）１０Ｖ〜（−）１５０Ｖになる。
【００７６】
次に、現像器４は現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部４３の中に現像剤を有し、アジテータ４４からなる現像剤移送手段の回転によって、現像剤供給ローラ４２へと移送される構成であり、現像剤供給ローラ４２は現像剤を現像剤担持体４１の表面に移送させ、現像剤担持体４１と摺擦して現像剤を（−）極性に摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体４１の表面に現像剤をコーティングさせる。この現像剤担持体４１にはＤＣ（−）２００Ｖ〜（−）４００Ｖ程度のバイアスが印加されており、回転する現像剤担持体４１の表面に担持されて搬送される現像剤は、規制ブレード４５によって、所望の搬送量に規制されるとともにより一層均一な（−）極性に摩擦帯電して像担持体１まで搬送され、上記潜像に現像される。
【００７７】
現像器の現像剤担持体４１によって現像された現像剤像は、図中矢印Ａ方向に搬送され転写手段および転写部材搬送手段である転写ローラ５１よって駆動される転写部材７と合流し、ＤＣ（＋）８００Ｖ程度のバイアスを転写ローラ５１に印加することによって転写部材７に像担持体１の転写位置１ｂにおいて転写されて像担持体１の移動経路とは異なった方向にに搬送され、図示省略した次ぎのステップに用意されたプロセス手段へと進行する。
【００７８】
この転写後に更に像担持体１は図中矢印Ａ方向に回転駆動され、転写残りの残留現像剤は、クリーニング装置６に配置した回転クリーニングブラシ６１に摺擦して除去され、更に、クリーニングブレード６２に摺擦して一掃除去され、図示省略した残留現像剤貯蔵部に搬送されて貯蔵される。
【００７９】
次に本実施例における像担持体１および転写部材７の駆動方法について図７を参照して説明する。像担持体１には像担持体１と一体的に回転する像担持体駆動部材である像担持体歯車１１が取り付けられており、駆動手段からの駆動力を像担持体１および転写部材搬送手段へと伝達する。
【００８０】
駆動手段は、駆動モータ９３、駆動モータの駆動軸に取り付けられたモータ歯車９２、駆動手段歯車９１から構成される。駆動手段歯車９１はモータ歯車９２によりもピッチ円直径が大きい歯車９１ａと像担持体歯車１１よりもピッチ円直径が小さい歯車９１ｂからなり、歯車９１ａがモータ歯車９２と、歯車９３ｂが像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ｂでそれぞれ噛み合うように回転自在に支持されるとともに、その回転軸は図示省略した押圧機構により像担持体歯車１１に向かって押圧され、像担持体歯車１１と歯車９３ｂの噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円上となるように構成されている。駆動モータ９３が発生する駆動力はモータ歯車９２、駆動手段歯車９１を介して２段に減速され、像担持体歯車１１へと伝達される。
【００８１】
また、転写部材搬送手段は、転写ローラ５１と転写ローラ５１と一体的に回転する搬送力伝達歯車８１から構成される。搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１と転写駆動位置１１ｂで噛み合うように構成されており、像担持体１１から転写ローラ５１へ駆動力を伝達する。転写ローラ５１および搬送力伝達歯車８１は、図示省略した押圧機構により像担持体１および像担持体歯車１１に向かって押圧支持され、像担持体歯車１１と搬送力伝達歯車８１の噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円周上となるとともに、転写ローラ５１は転写部材７を転写位置１ｂにおいて像担持体１へ押し当ててニップする構成となっている。転写ローラ５１の外周面は例えば発泡性のゴムなど像担持体１よりも摩擦係数が高い材質で被覆されており、転写ローラ５１は回転しながら転写部材７を摩擦力で搬送する。
【００８２】
像担持体歯車１１、駆動手段歯車９１、モータ歯車９２、搬送力伝達歯車８１の各歯車のモジュールについては駆動ジッタ低減のためにできるだけ小さい方が望ましいが、小さすぎると駆動伝達力の許容値が減少したり軸間精度が厳しくなるためこれらのバランスによって決められ、概ね０．５から２が望ましい。各歯車の歯形形状についてはインボリュート曲線の平歯や斜歯等を用いることができるが、斜歯歯車の方が噛み合い率を大きくとることができるためジッタ低減のためには望ましい。また、各歯車の材質については鉄、アルミニウム、黄銅、焼結合金等の金属やポリアセタール等の樹脂を用いることができるが、ジッタ低減、低騒音化のためには防振効果のあるポリアセタールが望ましい。
【００８３】
本実施例においては、像担持体駆動位置１１ａと潜像形成位置１ａが像担持体１および像担持体歯車１１の回転方向に関して同一位置となるように構成されている。また、本実施例の構成では、転写位置１ｂと転写駆動位置１１ｂの回転角度方向に関する位置は必然的に等しい。よって、本実施例の構成によれば像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転する時間と感光体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転する時間は等しくなり、前述の原理によって、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があってもこれらに起因する転写部材７上の画像の伸縮への影響を完全に相殺することができる。
【００８４】
（実施例２）
図８は本発明の第２の実施例を示す画像形成装置の正面断面図である。本実施例の画像形成装置の構成は、例えばニッケル電鋳管など可撓性を有する部材の外周面に感光層が形成され図中矢印Ａの方向に搬送されるベルト状の像担持体１の周辺に配置した帯電器２、潜像形成手段である露光器３，現像手段である現像器４と、転写手段である転写部５，クリーナ部６等の主要プロセス手段によって構成されている。
【００８５】
図８を参照して本実施例を説明すると、本実施例の像担持体１は、像担持体駆動ローラ１２およびテンションローラ１３で支持されている。像担持体駆動ローラ１２は外周面を例えばウレタンゴム等の摩擦係数が高い材料で被覆され、摩擦力により像担持体１を搬送する。テンションローラ１３は像担持体１の搬送に従動して回転するとともに、図示省略した圧接機構により像担持体１を図中矢印Ｄ方向に圧接して支持し、像担持体１にテンションをかけるように構成されている。
【００８６】
次に像担持体１以外の部材について画像形成プロセス順に説明すると、本実施例における帯電ローラ２１は、例えばゴム等の半導電性の弾性体で形成され、図中矢印Ａ方向に搬送する像担持体１に従動しながらＤＣ（−）２ｋＶ以下程度のバイアスが印加され、像担持体１を（−）６００Ｖ〜（−）７００Ｖの帯電電位に一様に帯電させる。
【００８７】
尚、帯電ローラ２１はスプリング２２等によって構成された押圧機構によって像担持体１に向かって押圧支持され、約１ｋｇの総圧力で像担持体１に圧接している。
【００８８】
次に、図示省略した半導体レーザ等の発光素子から発射された光ビームを偏向走査する偏向走査手段をモータの出力軸に装着して回転し、この光ビームを像担持体１に向けて照射する光路３１を形成する反射ミラー３２等を収納した露光器３から照射されて入射する光ビームによって、像担持体１は像担持体１の潜像形成位置１ａにおいて像露光されて潜像を形成し、この像露光部の電位は（−）１０Ｖ〜（−）１５０Ｖになる。
【００８９】
次に、現像器４は現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部４３の中に現像剤を有し、アジテータ４４からなる現像剤移送手段の回転によって、現像剤供給ローラ４２へと移送される構成であり、現像剤供給ローラ４２は現像剤を現像剤担持体４１の表面に移送させ、現像剤担持体４１と摺擦して現像剤を（−）極性に摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体４１の表面に現像剤をコーティングさせる。この現像剤担持体４１にはＤＣ（−）２００Ｖ〜（−）４００Ｖ程度のバイアスが印加されており、回転する現像剤担持体４１の表面に担持されて搬送される現像剤は、規制ブレード４５によって、所望の搬送量に規制されるとともにより一層均一な（−）極性に摩擦帯電して像担持体１まで搬送され、上記潜像に現像される。
【００９０】
現像器の現像剤担持体４１によって現像された現像剤像は、図中矢印Ａ方向に搬送され転写手段および転写部材搬送手段である転写ローラ５１よって駆動される転写部材７と合流し、ＤＣ（＋）８００Ｖ程度のバイアスを転写ローラ５１に印加することによって転写部材７に像担持体１の転写位置１ｂにおいて転写されて像担持体１の移動経路とは異なった方向にに搬送され、図示省略した次ぎのステップに用意されたプロセス手段へと進行する。
【００９１】
この転写後に更に像担持体１は図中矢印Ａ方向に回転駆動され、転写残りの残留現像剤は、クリーニング装置６に配置した回転クリーニングブラシ６１に摺擦して除去され、更に、クリーニングブレード６２に摺擦して一掃除去され、図示省略した残留現像剤貯蔵部に搬送されて貯蔵される。
【００９２】
次に本実施例における像担持体１および転写部材７の駆動方法について図９を参照して説明する。像担持体１は像担持体駆動ローラ１２の回転に伴い、像担持体駆動ローラ１２の外周面との摩擦力で搬送される。像担持体駆動ローラ１２には一体的に回転する像担持体駆動部材である像担持体歯車１１が取り付けられており、駆動手段からの駆動力を像担持体１および転写部材搬送手段へと伝達する。
【００９３】
駆動手段は、駆動モータ９３、駆動モータの駆動軸に取り付けられたモータ歯車９２、駆動手段歯車９１から構成される。駆動手段歯車９１はモータ歯車９２によりもピッチ円直径が大きい歯車９１ａと像担持体歯車１１よりもピッチ円直径が小さい歯車９１ｂからなり、歯車９１ａがモータ歯車９２と、歯車９３ｂが像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ｂでそれぞれ噛み合うように回転自在に支持されるとともに、その回転軸は図示省略した押圧機構により像担持体歯車１１に向かって押圧され、像担持体歯車１１と歯車９３ｂの噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円上となるように構成されている。駆動モータ９３が発生する駆動力はモータ歯車９２、駆動手段歯車９１を介して２段に減速され、像担持体歯車１１へと伝達される。
【００９４】
また、転写部材搬送手段は、転写ローラ５１と転写ローラ５１と一体的に回転する搬送力伝達歯車８１から構成される。搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１と転写駆動位置１１ｂで噛み合うように構成されており、像担持体１１から転写ローラ５１へ駆動力を伝達する。転写ローラ５１および搬送力伝達歯車８１は、図示省略した押圧機構により像担持体１および像担持体歯車１１に向かって押圧支持され、像担持体歯車１１と搬送力伝達歯車８１の噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円周上となるとともに、転写ローラ５１は転写部材７を転写位置１ｂにおいて像担持体１へ押し当ててニップする構成となっている。転写ローラ５１の外周面は例えば発泡性のゴムなど像担持体１よりも摩擦係数が高い材質で被覆されており、転写ローラ５１は回転しながら転写部材７を摩擦力で搬送する。
【００９５】
像担持体歯車１１、駆動手段歯車９１、モータ歯車９２、搬送力伝達歯車８１の各歯車のモジュールについては駆動ジッタ低減のためにできるだけ小さい方が望ましいが、小さすぎると駆動伝達力の許容値が減少したり軸間精度が厳しくなるためこれらのバランスによって決められ、概ね０．５から２が望ましい。各歯車の歯形形状についてはインボリュート曲線の平歯や斜歯等を用いることができるが、斜歯歯車の方が噛み合い率を大きくとることができるためジッタ低減のためには望ましい。また、各歯車の材質については鉄、アルミニウム、黄銅、焼結合金等の金属やポリアセタール等の樹脂を用いることができるが、ジッタ低減、低騒音化のためには防振効果のあるポリアセタールが望ましい。
【００９６】
潜像形成位置１ａおよび像担持体駆動位置１１ａは、像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで移動する時間と像担持体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで移動する時間が等しくなるように決められている。
【００９７】
本実施例では、転写部材７上の画像の伸縮の影響を計算するにあたって、図８に示すように像担持体１の回転中心から外周面までの長さｒ1（θ）を像担持体１が像担持体駆動ローラ１２から離れる点１ｃにおける像担持体駆動ローラ１２の回転中心Ｏから外周面までの長さとして、前述と同様に計算を進めることができる。しかし、像担持体１がベルト状で像担持体１の周長と像担持体駆動ローラ１２の周長が異なるため前述のｒ1（θ（ｔ））とｒ1b（θ（ｔ＋ｔ1））は必ずしも等しくならない。このため転写部材７上の微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）は式（２４）のように表されるようになる。
【００９８】
【数２２】
式（２４）から微小長さΔｐ7（ｔ＋ｔ1）に対して像担持体駆動ローラの回転中心から外周面までの長さｒ1（θ）の影響は残るものの、像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2を等しくすることにより、像担持体歯車１１の回転中心からピッチ円までの長さｒ11（θ（ｔ））は影響しなくなることが解かる。さらに、ｒ11（θ（ｔ））は周期関数であるので像担持体駆動ローラ１２の回転周期をＴ12、１以上の整数をｎとして像形成−転写時間ｔ1と転写駆動伝達時間ｔ2に式（２５）の関係が成立しても、Δｐ7（ｔ＋ｔ1）は式（２４）のように表される。
【０１００】
【数２３】
従って、本実施例の構成によればベルト上の像担持体を用いた場合でも像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転する時間と感光体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転する時間を等しくする、あるいは式（２５）に示した関係を満たすことにより、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があってもこれらの転写部材７上の画像の伸縮への影響を完全に相殺することができる。
【０１０２】
（実施例３）
図１０は本発明の第３の実施例を示す画像形成装置の正面断面図である。本実施例の画像形成装置の構成は、例えばアルミニューム素管の外周面に感光層が形成されて図中矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体１の周辺に配置した帯電器２、潜像形成手段である露光器３，現像手段である複数の現像器４と、転写手段である転写部５，クリーナ部６等の主要プロセス手段によって構成されている。本実施例の転写部材は、中間転写媒体７１および２次転写部材７２からなり、中間転写媒体７１上に複数色の像担持体１上の現像剤像を順次重ねてから転写してカラー画像を形成し、これを２次転写部材７２に転写してカラー画像を形成する。
【０１０３】
図１０を参照して画像形成プロセス順に説明すると、本実施例における帯電ローラ２１は、例えばゴム等の半導電性の弾性体で形成され、図中矢印Ａ方向に回転する像担持体１に従動しながらＤＣ（−）２ｋＶ以下程度のバイアスが印加され、像担持体１を（−）６００Ｖ〜（−）７００Ｖの帯電電位に一様に帯電させる。
【０１０４】
尚、帯電ローラ２１はスプリング２２等によって構成された押圧機構によって像担持体１に向かって押圧支持され、約１ｋｇの総圧力で像担持体１に圧接している。
【０１０５】
次に、図示省略した半導体レーザ等の発光素子から発射された光ビームを偏向走査する偏向走査手段をモータの出力軸に装着して回転し、この光ビームを像担持体１に向けて照射する光路３１を形成する反射ミラー３２等を収納した露光器３から照射されて入射する光ビームによって、像担持体１は像担持体１の潜像形成位置１ａにおいて像露光されて潜像を形成し、この像露光部の電位は（−）１０Ｖ〜（−）１５０Ｖになる。
【０１０６】
次に、複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを有する現像部位では、各々の現像器には各々イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの異なった色の現像剤を収容してあり、図示省略した制御部の司令に基づいて選択的に上記潜像に対して現像可能状態になる構成である。図１０中現像可能状態の現像器は４ｃであり、現像剤担持体４１が像担持体１に近接した状態であって図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１０７】
一方、他の現像器４ａ，４ｂ，４ｄは現像待機状態であり、各々の現像剤担持体２１が像担持体１から離れた状態であって同様に図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１０８】
本実施例では像担持体１の周囲に配置する複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、所望量の現像剤貯蔵を可能にするとともに互いの干渉を避けて上記像担持体１の周囲に配置可能にする為に略近似した偏平断面形状に構成されている。
【０１０９】
一方、それぞれの現像器は現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部４３の中に現像剤を有し、アジテータ４４からなる現像剤移送手段の回転によって、現像剤供給ローラ４２へと移送される構成であり、現像剤供給ローラ４２は現像剤を現像剤担持体４１の表面に移送させ、現像剤担持体４１と摺擦して現像剤を（−）極性に摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体４１の表面に現像剤をコーティングさせる。この現像剤担持体４１にはＤＣ（−）２００Ｖ〜（−）４００Ｖ程度のバイアスが印加されており、回転する現像剤担持体４１の表面に担持されて搬送される現像剤は、規制ブレード４５によって、所望の搬送量に規制されるとともにより一層均一な（−）極性に摩擦帯電して像担持体１まで搬送され、上記潜像に現像される。
【０１１０】
現像器４ｃの現像剤担持体４１によって現像された現像剤像は、図中矢印Ａ方向に搬送され中間転写媒体７１と合流し、ＤＣ（＋）８００Ｖ程度のバイアスを１次転写ローラ５１に印加することによって中間転写媒体７１に像担持体１の転写位置１ｂにおいて転写されて像担持体１の移動経路とは異なった方向にに搬送される。
【０１１１】
この転写後に更に像担持体１は図中矢印Ａ方向に回転駆動され、転写残りの残留現像剤は、クリーニング装置６に配置した回転クリーニングブラシ６１に摺擦して除去され、更に、クリーニングブレード６２に摺擦して一掃除去され、図示省略した残留現像剤貯蔵部に搬送されて貯蔵される。
【０１１２】
中間転写媒体７１は例えばポリカーボネイト等の樹脂にカーボン等の導電剤を分散して中抵抗化させたベルトであり、１次転写ローラ５１、テンションローラ５２、２次転写上ローラ５３により支持されている。１次転写ローラ５１は像担持体１上の現像剤像を中間転写媒体７１に転写するための転写手段と中間転写媒体７１を図示した経路で周期的に搬送駆動する駆動手段を兼ねている。テンションローラ５２は図示省略した押圧機構により図中矢印Ｃ方向に押圧支持されて、中間転写媒体７１が弛むことのないようテンションをかけるとともに中間転写媒体７１の搬送に従動して回転する。２次転写ローラ５４は転写部材７を中間転写媒体７１に図示省略した押圧機構により押圧し、２次転写上ローラとともに中間転写媒体７１を介して転写部材７をニップする。２次転写上ローラは中間転写媒体７１の搬送に従動して回転する。
【０１１３】
前述した像担持体１上の現像剤像が中間転写媒体７１に転写されるまでの画像形成プロセスが当接する現像器が４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと変わりながら４回繰り返されるとともに、中間転写媒体７１は図示した経路を４周搬送され中間転写媒体７１上には各現像器の現像剤像が順次重ねて転写されてカラー画像が形成される。中間転写媒体７１上に形成されたカラー画像は、図中矢印Ｄ方向に搬送され２次転写部材７２と合流し、ＤＣ（＋）１ｋＶ程度のバイアスを２次転写ローラ５４へ印加することによって２次転写部材７２に転写されてカラー画像が形成される。その後、２次転写部材７２は中間転写媒体７１の移動経路とは異なった方向に搬送され、図示省略した次ぎのステップに用意されたプロセス手段へと進行する。
【０１１４】
次に本実施例における像担持体１および中間転写媒体７１の駆動方法について図１１を参照して説明する。像担持体１には像担持体１と一体的に回転する像担持体歯車１１が取り付けられており、駆動手段からの駆動力を像担持体１および転写部材搬送手段へ伝達する。
【０１１５】
駆動手段は、駆動モータ９３、駆動モータの駆動軸に取り付けられたモータ歯車９２、駆動手段歯車９１から構成される。駆動手段歯車９１はモータ歯車９２によりもピッチ円直径が大きい歯車９１ａと像担持体歯車１１よりもピッチ円直径が小さい歯車９１ｂからなり、歯車９１ａがモータ歯車９２と、歯車９３ｂが像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ｂでそれぞれ噛み合うように回転自在に支持されるとともに、その回転軸は像担持体歯車１１に向かって図示省略した押圧機構により押圧され、像担持体歯車１１と歯車９３ｂの噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円上となるように構成されている。駆動モータ９３が発生する駆動力はモータ歯車９２、駆動手段歯車９１ａ、９１ｂを介して２段に減速され、像担持体歯車１１へと伝達される。
【０１１６】
また、転写部材搬送手段は、１次転写ローラ５１と１次転写ローラ５１と一体的に回転する搬送力伝達歯車８１から構成される。搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１と転写駆動位置１１ｂで噛み合うように構成されており、像担持体１１から１次転写ローラ５１へ駆動力を伝達する。１次転写ローラ５１および搬送力伝達歯車８１は、像担持体１および像担持体歯車に向かって図示省略した押圧機構により押圧され、像担持体歯車１１と搬送力伝達歯車８１の噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円周上となるとともに、１次転写ローラ５１は中間転写媒体７１を転写位置１ｂにおいて像担持体１へ押し当ててニップする構成となっている。１次転写ローラ５１の外周面は例えば発泡性のゴムなど像担持体１よりも摩擦係数が高い材質で被覆されており、１次転写ローラ５１は回転しながら中間転写媒体７１を摩擦力で搬送する。
【０１１７】
像担持体歯車１１、駆動手段歯車９１、モータ歯車９２、搬送力伝達歯車８１の各歯車のモジュールについては駆動ジッタ低減のためにできるだけ小さい方が望ましいが、小さすぎると駆動伝達力の許容値が減少したり軸間精度が厳しくなるためこれらのバランスによって決められ、概ね０．５から２が望ましい。各歯車の歯形形状についてはインボリュート曲線の平歯や斜歯等を用いることができるが、斜歯歯車の方が噛み合い率を大きくとることができるためジッタ低減のためには望ましい。また、各歯車の材質については鉄、アルミニウム、黄銅、焼結合金等の金属やポリアセタール等の樹脂を用いることができるが、ジッタ低減、低騒音化のためには防振効果のあるポリアセタールが望ましい。
【０１１８】
本実施例においては、像担持体駆動位置１１ａと潜像形成位置１ａが像担持体１および像担持体歯車１１の回転方向に関して同一位置となるように構成されている。また、本実施例の構成では、転写位置１ｂと転写駆動位置１１ｂの回転角度方向に関する位置は必然的に等しい。よって、本実施例の構成によれば像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転する時間と感光体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転する時間は等しくなり、前述の原理によって、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があってもこれらに起因する２次転写部材７２上の画像の伸縮への影響を完全に相殺することができる。
【０１１９】
特に、本実施例のように中間転写媒体７１上に複数色の現像剤像を順次色重ねしてカラー画像を形成する場合は、中間転写媒体７１上の各色の現像剤像の位置がズレると画像に色ズレや色ムラが発生する。一般的に人間の視覚は、速度ムラが同じ場合、色ズレに関する感度は画像の伸縮の感度よりも遥かに高い。このため、カラー画像を形成する画像形成装置に用いられる像担持体には極めて高精度な駆動が要求される。本実施例の構成によれば、カラー画像を形成する画像形成装置において像担持体歯車１１に起因する像担持体１の速度ムラを完全に相殺することができ、色ズレや色ムラのない高画質な画像形成装置を構成することができる。
【０１２０】
（実施例４）
図１２は本発明の第４の実施例を示す画像形成装置の正面断面図である。本実施例の画像形成装置の構成は、例えばアルミニューム素管の外周面に感光層が形成されて図中矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体１の周辺に配置した帯電器２、潜像形成手段である露光器３，現像手段である複数の現像器４と、転写手段である転写部５，クリーナ部６等の主要プロセス手段によって構成されている。本実施例の転写部材は、中間転写媒体７１および２次転写部材７２からなり、中間転写媒体７１上に複数色の像担持体１上の現像剤像を順次重ねてから転写してカラー画像を形成し、これを２次転写部材７２に転写してカラー画像を形成する。
【０１２１】
図１２を参照して画像形成プロセス順に説明すると、本実施例における帯電ローラ２１は、例えばゴム等の半導電性の弾性体で形成され、図中矢印Ａ方向に回転する像担持体１に従動しながらＤＣ（−）２ｋＶ以下程度のバイアスが印加され、像担持体１を（−）６００Ｖ〜（−）７００Ｖの帯電電位に一様に帯電させる。
【０１２２】
尚、帯電ローラ２１はスプリング２２等によって構成された押圧機構によって像担持体１に向かって押圧支持され、約１ｋｇの総圧力で像担持体１に圧接している。
【０１２３】
次に、図示省略した半導体レーザ等の発光素子から発射された光ビームを偏向走査する偏向走査手段をモータの出力軸に装着して回転し、この光ビームを像担持体１に向けて照射する光路３１を形成する反射ミラー３２等を収納した露光器３から照射されて入射する光ビームによって、像担持体１は像担持体１の潜像形成位置１ａにおいて像露光されて潜像を形成し、この像露光部の電位は（−）１０Ｖ〜（−）１５０Ｖになる。
【０１２４】
次に、複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを有する現像部位では、各々の現像器には各々イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの異なった色の現像剤を収容してあり、図示省略した制御部の司令に基づいて選択的に上記潜像に対して現像可能状態になる構成である。図１２中現像可能状態の現像器は４ｃであり、現像剤担持体４１が像担持体１に近接した状態であって図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１２５】
一方、他の現像器４ａ，４ｂ，４ｄは現像待機状態であり、各々の現像剤担持体２１が像担持体１から離れた状態であって同様に図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１２６】
本実施例では像担持体１の周囲に配置する複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、所望量の現像剤貯蔵を可能にするとともに互いの干渉を避けて上記像担持体１の周囲に配置可能にする為に略近似した偏平断面形状に構成されている。
【０１２７】
一方、それぞれの現像器は現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部４３の中に現像剤を有し、アジテータ４４からなる現像剤移送手段の回転によって、現像剤供給ローラ４２へと移送される構成であり、現像剤供給ローラ４２は現像剤を現像剤担持体４１の表面に移送させ、現像剤担持体４１と摺擦して現像剤を（−）極性に摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体４１の表面に現像剤をコーティングさせる。この現像剤担持体４１にはＤＣ（−）２００Ｖ〜（−）４００Ｖ程度のバイアスが印加されており、回転する現像剤担持体４１の表面に担持されて搬送される現像剤は、規制ブレード４５によって、所望の搬送量に規制されるとともにより一層均一な（−）極性に摩擦帯電して像担持体１まで搬送され、上記潜像に現像される。
【０１２８】
現像器４ｃの現像剤担持体４１によって現像された現像剤像は、図中矢印Ａ方向に搬送され中間転写媒体７１と合流し、ＤＣ（＋）８００Ｖ程度のバイアスを１次転写ローラ５１に印加することによって中間転写媒体７１に像担持体１の転写位置１ｂにおいて転写されて像担持体１の移動経路とは異なった方向にに搬送される。
【０１２９】
この転写後に更に像担持体１は図中矢印Ａ方向に回転駆動され、転写残りの残留現像剤は、クリーニング装置６に配置した回転クリーニングブラシ６１に摺擦して除去され、更に、クリーニングブレード６２に摺擦して一掃除去され、図示省略した残留現像剤貯蔵部に搬送されて貯蔵される。
【０１３０】
中間転写媒体７１は例えばポリカーボネイト等の樹脂にカーボン等の導電剤を分散して中抵抗化させたベルトであり、１次転写ローラ５１、テンションローラ５２、２次転写上ローラ５３、媒体駆動ローラ５５により支持されている。１次転写ローラ５１は像担持体１上の現像剤像を中間転写媒体７１に転写するための転写手段であり、中間転写媒体７１の搬送に従動して回転する。テンションローラ５２は図示省略した押圧機構により図中矢印Ｃ方向に押圧支持されて、中間転写媒体７１が弛むことのないようテンションをかけるとともに中間転写媒体７１の搬送に従動して回転する。２次転写ローラ５４は転写部材７を中間転写媒体７１に図示省略した押圧機構により押圧し、２次転写上ローラとともに中間転写媒体７１を介して転写部材７をニップする。２次転写上ローラは中間転写媒体７１の搬送に従動して回転する。媒体駆動ローラ５５は中間転写媒体７１を図示した経路で周期的に搬送駆動する。
【０１３１】
前述した像担持体１上の現像剤像が中間転写媒体７１に転写されるまでの画像形成プロセスが当接する現像器が４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと変わりながら４回繰り返されるとともに、中間転写媒体７１は図示した経路を４周搬送され中間転写媒体７１上には各現像器の現像剤像が重ねて転写されてカラー画像が形成される。中間転写媒体７１上に形成されたカラー画像は、図中矢印Ｄ方向に搬送され２次転写部材７２と合流し、ＤＣ（＋）１ｋＶ程度のバイアスを２次転写ローラ５４へ印加することによって２次転写部材７２に転写されてカラー画像が形成される。その後、２次転写部材７２は中間転写媒体７１の移動経路とは異なった方向に搬送され、図示省略した次ぎのステップに用意されたプロセス手段へと進行する。
【０１３２】
次に本実施例における像担持体１および中間転写媒体７１の駆動方法について図１３を参照して説明する。像担持体１には像担持体１と一体的に回転し像担持体１の直径よりも大きいピッチ円を持つ像担持体歯車１１が取り付けられており、駆動手段からの駆動力を像担持体１および転写部材搬送手段へ伝達する。
【０１３３】
駆動手段は、駆動モータ９３、駆動モータの駆動軸に取り付けられたモータ歯車９２、駆動手段歯車９１から構成される。駆動手段歯車９１はモータ歯車９２によりもピッチ円直径が大きい歯車９１ａと像担持体歯車１１よりもピッチ円直径が小さい歯車９１ｂからなり、歯車９１ａがモータ歯車９２と、歯車９３ｂが像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ｂでそれぞれ噛み合うように固定された回転軸周りに回転自在に支持されている。駆動モータ９３が発生する駆動力はモータ歯車９２、駆動手段歯車９１ａ、９１ｂを介して２段に減速され、像担持体歯車１１へと伝達される。
【０１３４】
また、転写部材搬送手段は、媒体駆動ローラ５５と媒体駆動ローラ５５と一体的に回転し媒体駆動ローラの直径よりも大きいピッチ円を持つ搬送力伝達歯車８１から構成される。搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１と転写駆動位置１１ｂで噛み合うように構成されている。駆動手段歯車８１の回転軸は固定されており、像担持体１１の回転軸との距離は変化しない構成である。媒体駆動ローラ５５の外周面は例えば発泡性のゴムなど摩擦係数が高い材質で被覆されており、媒体駆動ローラは回転しながら中間転写媒体７１を摩擦力で搬送する。
【０１３５】
像担持体歯車１１、駆動手段歯車９１、モータ歯車９２、搬送力伝達歯車８１の各歯車のモジュールについては駆動ジッタ低減のためにできるだけ小さい方が望ましいが、小さすぎると駆動伝達力の許容値が減少したり軸間精度が厳しくなるためこれらのバランスによって決められ、概ね０．５から２が望ましい。各歯車の歯形形状についてはインボリュート曲線の平歯や斜歯等を用いることができるが、斜歯歯車の方が噛み合い率を大きくとることができるためジッタ低減のためには望ましい。また、各歯車の材質については鉄、アルミニウム、黄銅、焼結合金等の金属やポリアセタール等の樹脂を用いることができるが、ジッタ低減、低騒音化のためには防振効果のあるポリアセタールが望ましい。
【０１３６】
本実施例の構成では、転写位置１ｂと転写駆動位置１１ｂの回転方向に関する位置は等しくない。このため、像担持体駆動位置１１ａと潜像形成位置１ａの回転方向に関する位置を適当に変えて、像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転する時間と感光体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転する時間が等しくなるよう構成されている。また、本実施例では駆動手段歯車９１と搬送力伝達歯車８１の回転軸は固定されている。従って、本実施例の構成によれば、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があってもこれらに起因する２次転写部材７上の画像の伸縮への影響を大幅に緩和することができる。
【０１３７】
特に、本実施例のように中間転写媒体７１に色の異なる現像剤像を順次色重ねしてカラー画像を形成する場合は、中間転写媒体７１上の各色の現像剤像の位置がズレると画像に色ズレや色ムラが発生する。一般的に人間の視覚は、速度ムラが同じ場合、色ズレに関する感度は画像の伸縮の感度よりも遥かに高い。このため、カラー画像を形成する画像形成装置に用いられる像担持体には極めて高精度な駆動が要求される。本実施例の構成によれば、カラー画像を形成する画像形成装置において像担持体歯車１１に起因する像担持体１の速度ムラを大幅に緩和することができ、色ズレや色ムラのない高画質な画像形成装置を構成することができる。
【０１３８】
また、本実施例の構成のように、像担持体１から中間転写媒体７１への転写手段と中間転写媒体７１の駆動手段を別にすることにより、それぞれの構成や部材の材質の自由度が上がり、より高精度な中間転写媒体７１の駆動と高効率な転写が可能となる。
【０１３９】
（実施例５）
図１４は本発明の第３の実施例を示す画像形成装置の正面断面図である。本実施例の画像形成装置の構成は、例えばアルミニューム素管の外周面に感光層が形成されて図中矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体１の周辺に配置した帯電器２、潜像形成手段である露光器３，現像手段である複数の現像器４と、転写手段である転写部５，クリーナ部６等の主要プロセス手段によって構成されている。本実施例の転写部材７は、転写ドラム５１の外周面に取り付けられ、転写ドラム５１と一体的に複数回転することにより、転写部材７上に複数色の像担持体１上の現像剤像を順次重ねて転写しカラー画像を形成する。
【０１４０】
図１４を参照して画像形成プロセス順に説明すると、本実施例における帯電ローラ２１は、例えばゴム等の半導電性の弾性体で形成され、図中矢印Ａ方向に回転する像担持体１に従動しながらＤＣ（−）２ｋＶ以下程度のバイアスが印加され、像担持体１を（−）６００Ｖ〜（−）７００Ｖの帯電電位に一様に帯電させる。
【０１４１】
尚、帯電ローラ２１はスプリング２２等によって構成された押圧機構によって像担持体１に向かって押圧支持され、約１ｋｇの総圧力で像担持体１に圧接している。
【０１４２】
次に、図示省略した半導体レーザ等の発光素子から発射された光ビームを偏向走査する偏向走査手段をモータの出力軸に装着して回転し、この光ビームを像担持体１に向けて照射する光路３１を形成する反射ミラー３２等を収納した露光器３から照射されて入射する光ビームによって、像担持体１は像担持体１の潜像形成位置１ａにおいて像露光されて潜像を形成し、この像露光部の電位は（−）１０Ｖ〜（−）１５０Ｖになる。
【０１４３】
次に、複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを有する現像部位では、各々の現像器には各々イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの異なった色の現像剤を収容してあり、図示省略した制御部の司令に基づいて選択的に上記潜像に対して現像可能状態になる構成である。図１４中現像可能状態の現像器は４ｃであり、現像剤担持体４１が像担持体１に近接した状態であって図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１４４】
一方、他の現像器４ａ，４ｂ，４ｄは現像待機状態であり、各々の現像剤担持体２１が像担持体１から離れた状態であって同様に図示省略した駆動装置によって駆動される構成である。
【０１４５】
本実施例では像担持体１の周囲に配置する複数の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、所望量の現像剤貯蔵を可能にするとともに互いの干渉を避けて上記像担持体１の周囲に配置可能にする為に略近似した偏平断面形状に構成されている。
【０１４６】
一方、それぞれの現像器は現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部４３の中に現像剤を有し、アジテータ４４からなる現像剤移送手段の回転によって、現像剤供給ローラ４２へと移送される構成であり、現像剤供給ローラ４２は現像剤を現像剤担持体４１の表面に移送させ、現像剤担持体４１と摺擦して現像剤を（−）極性に摩擦帯電させるとともに、現像剤担持体４１の表面に現像剤をコーティングさせる。この現像剤担持体４１にはＤＣ（−）２００Ｖ〜（−）４００Ｖ程度のバイアスが印加されており、回転する現像剤担持体４１の表面に担持されて搬送される現像剤は、規制ブレード４５によって、所望の搬送量に規制されるとともにより一層均一な（−）極性に摩擦帯電して像担持体１まで搬送され、上記潜像に現像される。
【０１４７】
現像器４ｃの現像剤担持体４１によって現像された現像剤像は、図中矢印Ａ方向に搬送され転写ドラム５１上の転写部材７と合流し、ＤＣ（＋）８００Ｖ程度のバイアスを転写ドラム５１に印加することによって転写部材７に像担持体１の転写位置１ｂにおいて転写されて像担持体１の移動経路とは異なった方向にに搬送される。
【０１４８】
この転写後に更に像担持体１は図中矢印Ａ方向に回転駆動され、転写残りの残留現像剤は、クリーニング装置６に配置した回転クリーニングブラシ６１に摺擦して除去され、更に、クリーニングブレード６２に摺擦して一掃除去され、図示省略した残留現像剤貯蔵部に搬送されて貯蔵される。
【０１４９】
転写部材７は、静電吸着力等を利用した図示省略した取り付け装置により転写ドラム５１の外周面に取り付けらている。転写ドラム５１は像担持体１上の現像剤像を転写部材７に転写するための転写手段と転写部材７７を図中矢印Ｄ方向へ回転駆動する駆動手段を兼ねている。
【０１５０】
前述した像担持体１上の現像剤像が転写部材７に転写されるまでの画像形成プロセスが当接する現像器が４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと変わりながら４回繰り返されるとともに、転写ドラム５１は４回転し転写部材７上に各現像器の現像剤像が順次重ねて転写されてカラー画像が形成される。その後、転写部材７は転写ドラム５１から剥離されて、図示省略した搬送機構により搬送され、図示省略した次ぎのステップに用意されたプロセス手段へと進行する。
【０１５１】
次に本実施例における像担持体１および転写ドラム５１の駆動方法について図１５を参照して説明する。像担持体１には像担持体１と一体的に回転する像担持体歯車１１が取り付けられており、駆動手段からの駆動力を像担持体１および転写部材搬送手段へ伝達する。
【０１５２】
駆動手段は、駆動モータ９３、駆動モータの駆動軸に取り付けられたモータ歯車９２、駆動手段歯車９１から構成される。駆動手段歯車９１はモータ歯車９２によりもピッチ円直径が大きい歯車９１ａと像担持体歯車１１よりもピッチ円直径が小さい歯車９１ｂからなり、歯車９１ａがモータ歯車９２と、歯車９３ｂが像担持体歯車１１と像担持体駆動位置１１ｂでそれぞれ噛み合うように回転自在に支持されるとともに、その回転軸は像担持体歯車１１に向かって図示省略した押圧機構により押圧され、像担持体歯車１１と歯車９３ｂの噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円上となるように構成されている。駆動モータ９３が発生する駆動力はモータ歯車９２、駆動手段歯車９１ａ、９１ｂを介して２段に減速され、像担持体歯車１１へと伝達される。
【０１５３】
また、転写部材搬送手段は、転写ドラム５１と転写ドラム５１と一体的に回転する搬送力伝達歯車８１から構成される。搬送力伝達歯車８１は像担持体歯車１１と転写駆動位置１１ｂで噛み合うように構成されており、像担持体１１から転写ドラム５１へ駆動力を伝達する。転写ドラム５１および搬送力伝達歯車８１は、像担持体１および像担持体歯車１１に向かって図示省略した押圧機構により押圧支持され、像担持体歯車１１と搬送力伝達歯車８１の噛み合い位置は常に像担持体歯車１１のピッチ円周上となるとともに、転写ドラム５１は転写部材７を転写位置１ｂにおいて像担持体１へ押し当ててニップする構成となっている。
【０１５４】
像担持体歯車１１、駆動手段歯車９１、モータ歯車９２、搬送力伝達歯車８１の各歯車のモジュールについては駆動ジッタ低減のためにできるだけ小さい方が望ましいが、小さすぎると駆動伝達力の許容値が減少したり軸間精度が厳しくなるためこれらのバランスによって決められ、概ね０．５から２が望ましい。各歯車の歯形形状についてはインボリュート曲線の平歯や斜歯等を用いることができるが、斜歯歯車の方が噛み合い率を大きくとることができるためジッタ低減のためには望ましい。また、各歯車の材質については鉄、アルミニウム、黄銅、焼結合金等の金属やポリアセタール等の樹脂を用いることができるが、ジッタ低減、低騒音化のためには防振効果のあるポリアセタールが望ましい。
【０１５５】
本実施例においては、像担持体駆動位置１１ａと潜像形成位置１ａが像担持体１および像担持体歯車１１の回転方向に関して同一位置となるように構成されている。また、本実施例の構成では、転写位置１ｂと転写駆動位置１１ｂの回転角度方向に関する位置は必然的に等しい。よって、本実施例の構成によれば像担持体１が潜像形成位置１ａから転写位置１ｂまで回転する時間と感光体歯車１１が像担持体駆動位置１１ａから転写駆動位置１１ｂまで回転する時間は等しくなり、前述の原理によって、像担持体歯車１１に形状誤差や偏心があってもこれらに起因する転写部材７上の画像の伸縮への影響を完全に相殺することができる。
【０１５６】
特に、本実施例のように転写部材７に色の異なる現像剤像を順次色重ねしてカラー画像を形成する場合は、中間転写媒体７１上の各色の現像剤像の位置がズレると画像に色ズレや色ムラが発生する。一般的に人間の視覚は、速度ムラが同じ場合、色ズレに関する感度は画像の伸縮の感度よりも遥かに高い。このため、カラー画像を形成する画像形成装置に用いられる像担持体には極めて高精度な駆動が要求される。本実施例の構成によれば、カラー画像を形成する画像形成装置において像担持体歯車１１に起因する像担持体１の速度ムラを完全に相殺することができ、色ズレや色ムラのない高画質な画像形成装置を構成することができる。
【０１５７】
【発明の効果】
以上、説明してきたように本発明の構成によれば、像形−転写時間と転写駆動伝達時間を略等しくすることにより、像担持体歯車の形状誤差や偏心による転写部材上に形成される画像の伸縮への影響を相殺あるいは緩和することができ、簡単な構成で画像の伸縮のない高画質な画像形成装置を提供することができる。
【０１５９】
さらに、駆動手段歯車と搬送力伝達歯車を像担持体歯車に向かって押圧することにより、像形−転写時間と転写駆動伝達時間が等しければ、像担持体歯車の形状誤差や偏心に起因した画像の伸縮を完全に相殺することができる。
【０１６０】
さらに、本発明を複数の前記現像手段を備え、転写部材には像担持体の像が順次重ねて転写されてカラー画像が形成される画像形成装置に適用した場合は、像担持体歯車の形状誤差や偏心に起因した色ズレや色ムラを相殺あるいは緩和することができ、高画質なカラー画像を形成する画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の概略の構成を示す正面断面図。
【図２】本発明における像担持体１の駆動方法と転写部材７の搬送方法を示す斜視図。
【図３】本発明の原理を示す画像形成装置の正面断面図。
【図４】時間差比ｋTと像担持体歯車１１の偏心に起因する画像の伸縮への影響の関係のグラフを示す図。
【図５】駆動手段歯車９１の回転軸Ｏ91が固定である場合の像担持体歯車１１と駆動手段歯車９１の噛み合い状態を示す正面断面図。
【図６】本発明の第１の実施例を示す画像形成装置の正面断面図。
【図７】本発明の第１実施例における像担持体１および転写部材７の駆動方法を示す斜視図。
【図８】本発明の第２の実施例を示す画像形成装置の正面断面図。
【図９】本発明の第２実施例における像担持体１および転写部材７の駆動方法を示す斜視図。
【図１０】本発明の第３の実施例を示す画像形成装置の正面断面図。
【図１１】本発明の第３実施例における像担持体１および中間転写媒体７１の駆動方法を示す斜視図。
【図１２】本発明の第４の実施例を示す画像形成装置の正面断面図。
【図１３】本発明の第４実施例における像担持体１および中間転写７１の駆動方法を示す斜視図。
【図１４】本発明の第５の実施例を示す画像形成装置の正面断面図。
【図１５】本発明の第５実施例における像担持体１および転写ドラム５１の駆動方法を示す斜視図。
１ 像担持体
２ 帯電手段
３ 潜像形成手段
４ 現像手段
５ 転写手段
６ クリーナ
７ 転写部材
８ 転写部材搬送手段
９ 駆動手段
１１ 像担持体歯車
８１ 搬送力伝達歯車
９１ 駆動手段歯車
Claims (3)
- 回転可能な像担持体と、前記像担持体を駆動する駆動手段と、前記駆動手段から像担持体駆動位置において受けた駆動力を前記像担持体へ伝達する像担持体駆動部材と、前記像担持体に潜像形成位置で潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の潜像を顕像化させ現像剤像を形成する現像手段と、前記像担持体上の前記現像剤像が転写位置で転写される中間転写媒体と、前記中間転写媒体上の画像を転写される２次転写部材と、前記像担持体上の前記現像剤像を前記中間転写媒体に転写するための転写手段と、前記転写手段と別体で前記像担持体駆動部材から転写駆動位置において駆動力を受け前記中間転写媒体を搬送する転写部材搬送手段と、を有する画像形成装置であって、前記像担持体駆動部材は像担持体と一体的に回転する像担持体歯車で構成され、前記駆動手段は前記像担持体駆動部材と前記像担持体駆動位置において噛み合う駆動手段歯車を有し、前記転写部材搬送手段は媒体駆動ローラと、前記媒体駆動ローラと一体的に回転し前記像担持体駆動部材と前記転写駆動位置において噛み合う搬送力伝達歯車を有し、前記像担持体が前記潜像形成位置から前記転写位置まで回転する時間と前記像担持体駆動部材が前記像担持体駆動位置から前記転写駆動位置まで回転する時間とを略等しく構成したことを特徴とする画像形成装置。
- 前記駆動手段歯車と前記搬送力伝達歯車は前記像担持体駆動部材に向かって押圧されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、複数の前記現像手段を備え、前記転写部材に前記像担持体の像が順次重ねて転写されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
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