JP6086309B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、４つ以上の張架部材であるローラに張架されている無端状のベルト部材を無端移動させるベルト駆動装置を備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来の電子写真方式の画像形成装置では、感光体、中間転写体などの像担持体として、無端状のベルト部材である無端ベルトを用いたものが数多く知られている。また、電子写真方式に限らず、インクジェット方式なども含む従来の画像形成装置においては、記録用紙等の記録材を搬送する搬送手段として、無端ベルトを用いたものも知られている。このような無端ベルトは、一般に、駆動張架部材である駆動ローラや張力付与張架部材であるテンションローラを含む複数のローラによって張架されながら、駆動ローラの回転駆動力を得ている。そして、主走査方向に対して直交する副走査方向に沿って無端移動するように無端駆動される。

この無端ベルトは複数のローラに張架され循環駆動されるが、このとき無端ベルトの主走査方向にベルト位置が移動するベルト寄りやベルトのある張架領域が主走査方向に傾斜するベルト斜行が発生することがある。ベルト寄りが発生すると、無端ベルトがローラから外れたり、無端ベルトの端部がローラの軸部を支持する側板と接触したりする虞がある。また、中間転写体としての無端状の中間転写ベルトにおける１次転写領域にベルト斜行が発生したり、搬送手段としての紙搬送ベルトの転写領域にベルト斜行が発生したりする。すると、中間転写ベルトや記録用紙など転写媒体上の画像形成位置にずれが生じるため、これが画像の歪みとなる。更に、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を各々形成し、それらを転写媒体上で重ね合わせてカラー画像を得る、カラー画像形成装置においては、画像形成位置のずれが、各色トナー画像間の色ずれとなって現れる。

これらはいずれも画像品質劣化につながるため高画質の画像を得るためには、ベルト寄りやベルト斜行に関して、何らかの対策を講じる必要がある。従来、ベルト寄りやベルト斜行を是正する対策が種々提案されているが、特に、特許文献１〜３に開示されているように、無端ベルトを張架するローラのうち傾動自在な傾動張架部材であるステアリングローラの姿勢を変化させる対策が有効である。

上記特許文献１〜３のベルト駆動装置では、ベルト寄りやベルト斜行を是正する対策として、ステアリングローラの回転軸の一端を他端に対して変位させるなどしている。これにより、ステアリングローラに当接する無端ベルト部分に対して当該ステアリングローラの相対的な姿勢を変更する。このようにステアリングローラの姿勢を変更すると、ステアリングローラに対する無端ベルトの進入角が変化し、無端ベルトが無端移動する。そして、ステアリングローラに当接する無端ベルト部分は、これをベルト幅方向へ変位させる力をステアリングローラから受け、ベルト幅方向へ変位する。ステアリングローラに当接する無端ベルト部分がベルト幅方向へ変位する。すると、そのステアリングローラとこれに隣接するローラ（以下隣接ローラという）との間に張架されているベルト張架部分のベルト幅方向と主走査方向とのなす角度が変化し、ベルト斜行を是正することができる。

また、ステアリングローラに当接する無端ベルト部分がベルト幅方向へ変位すると、ステアリングローラの下流側の隣接ローラに対する無端ベルトの進入角が変化することで、その無端ベルト部分がベルト幅方向へ変位する方向や速度が変化する。この変化によって、さらに下流側に隣接するローラに当接する無端ベルト部分がベルト幅方向へ変位する方向や速度が変化すると、この変化によってさらに下流側に隣接するローラに当接する無端ベルト部分がベルト幅方向へ変位する方向や速度が変化する。このような現象が無端ベルト全体に連鎖的に生じることで、無端ベルトが全体的にベルト幅方向へ変位してベルト寄りを是正することができる。

ところが、ベルト寄りやベルト斜行を是正するためにステアリングローラの姿勢を変更した場合、そのステアリングローラに当接する無端ベルト部分におけるベルト幅方向の一端側と他端側とで、ステアリングローラの当接面が無端ベルトの無端ベルト部分を押す圧力（以下押圧力という）に差が生じる。そのため、無端ベルトの無端移動方向に沿って無端ベルトに作用する張力（以下ベルト張力という）に、ベルト幅方向の一端側と他端側とで差が生じることになる。このようなベルト幅方向におけるベルト張力の差が生じると、無端ベルトを張架するステアリングローラ以外のローラにも、ベルト幅方向における一端側と他端側とでベルト張力の差が生じ、それらのローラ軸を傾ける力として作用する。

一方、無端ベルトを張架しているローラの中には、通常、無端ベルトに対して所望のベルト張力を付与するためのテンションローラが存在する。このテンションローラは、一般に、これに当接する無端ベルト部分に対して進退する方向へ変位可能に支持され、付勢手段によって無端ベルトの表面へ向かって進む向きへの付勢力を受ける構成となっている。このテンションローラとして、ステアリングローラに隣接する隣接ローラを用いた場合、ステアリングローラの姿勢を変更する。すると、ステアリングローラに隣接したテンションローラにベルト幅方向における一端側と他端側とでベルト張力の差が生じ、テンションローラの軸を傾ける力が作用する。これを受けてテンションローラの軸が傾き、テンションローラの姿勢が変化する。このようなテンションローラの姿勢変化は、無端ベルトに生じていたベルト幅方向におけるベルト張力の差を低減させる効果をもたらす。しかし、ベルト寄りやベルト斜行を是正するためにステアリングローラの姿勢を変更した場合に、テンションローラの姿勢が大きく変化し過ぎて、無端ベルトに対して適正にベルト張力を付与するというテンションローラの本来のテンション機能が阻害される虞があった。

また、無端ベルトを張架しているローラの中には、通常、無端ベルトに対して所望のベルト駆動力を付与するとともに所望の移動速度で無端移動させるための駆動ローラが存在する。この駆動ローラは、無端ベルトの無端ベルト部分との所定の値の静止摩擦力を維持しながら所望の回転速度で軸回転する。これにより、無端ベルトは、所望のベルト駆動力を得ながら所望の移動速度で無端移動を行うことができる。このような構成の駆動ローラとして、ステアリングローラに隣接する隣接ローラを用いた場合、ステアリングローラの姿勢を変更すると、ステアリングローラの軸方向と駆動ローラの軸方向とが平行でなくなる。これにより、ステアリングローラと駆動ローラとの間に張架されているベルト張架部分は、ねじれられた状態になる。このとき、ステアリングローラに当接するベルト張架部分、および駆動ローラに当接するベルト張架部分ではそれぞれの軸方向へ変位するが、ステアリングローラと駆動ローラでは変位する方向や速度が異なる。この結果、ステアリングローラに当接する無端ベルト部分と駆動ローラに当接する無端ベルト部分には、異なる方向の軸方向の力が作用することになる。

ステアリングローラの姿勢を変更した場合に、ステアリングローラに当接する無端ベルト部分と駆動ローラに当接する無端ベルト部分に作用する、異なる方向の軸方向の力が所定の値を超えたとき、ステアリングローラおよび駆動ローラとそれぞれに当接する無端ベルトの無端ベルト部分で静止摩擦力を維持することができない。この結果、駆動ローラと当接している無端ベルト部分が駆動ローラの軸方向に滑る現象が発生する。この滑る現象が発生すると、駆動ローラに当接する無端ベルト部分に軸方向に動摩擦力が発生し、この動摩擦力によって、無端ベルトの無端ベルト部分との所定の値の静止摩擦力を維持することが困難になる。これにより、無端ベルトを所望の移動速度で無端移動させることができなくなる。よって、駆動ローラの本来の機能が阻害される虞がある。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、傾動張架部材の姿勢を変更しても、張力付与張架部材及び駆動張架部材の本来の機能を阻害することが少ないベルト駆動装置、及び、これを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像を表面に担持する像担持体として、ベルト駆動装置によって無端移動する無端ベルトが用いられ、複数の像担持体上に形成した可視像を順次、中間転写体としての前記無端ベルト上に１次転写し、中間転写体上の転写像を転写材に２次転写し、画像を形成する画像形成装置において、無端ベルトに移動力を付与する駆動張架部材と、当接する無端ベルトのベルト面に対して進退する方向へ変位可能に支持され無端ベルトのベルト面に向けて付勢する張力付与張架部材と、当接する無端ベルトのベルト面に対する相対的な姿勢を変更するために傾動自在な２つの傾動張架部材と、前記像担持体に対し前記無端ベルトを介して対向する位置に１次転写のための電圧を印加する１次転写部と、前記無端ベルトに対して対向する位置に２次転写のための電圧を印加する２次転写部とを備え、第１傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材を用いて第２傾動張架部材を構成し、前記駆動張架部材、前記張力付与張架部材、前記１次転写部を構成する張架部材及び前記２次転写部を構成する張架部材を、前記第１傾動張架部材、前記第２傾動張架部材、および、当該第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材以外の張架部材を用いて構成することを特徴とするものである。

実験として、４つ以上の張架部材で無端状のベルト部材を張架して無端移動させるベルト駆動装置の場合、４つ以上の張架部材のうち２つの張架部材を第１傾動張架部材及び第２傾動張架部材とする。また、第１傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材を用いて第２傾動張架部材を構成し、第１傾動張架部材、第２傾動張架部材、および、当該第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材以外の張架部材を駆動張架部材とした。そして、第２傾動張架部材の姿勢を変更して、全ての張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に生じる荷重を測定する。その測定結果により第２傾動張架部材の姿勢変更によって生じた第２傾動張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に生じた荷重が第２傾動張架部材以外のどの張架部材に作用しているかを検証する実験を行った。この実験の結果、第２傾動張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に生じた荷重は、第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に作用する。そして、当該張架部材のさらに上流側の張架部材、及び第１傾動張架部材のベルト移動方向の下流側に隣接する張架部材には少なくなることがわかった。そこで、本発明では、画像を表面に担持する像担持体として、ベルト駆動装置によって無端移動する無端ベルトが用いられ、複数の像担持体上に形成した可視像を順次、中間転写体としての前記無端ベルト上に１次転写し、中間転写体上の転写像を転写材に２次転写し、画像を形成する画像形成装置において、無端ベルトに移動力を付与する駆動張架部材と、当接する無端ベルトのベルト面に対して進退する方向へ変位可能に支持され無端ベルトのベルト面に向けて付勢する張力付与張架部材と、当接する無端ベルトのベルト面に対する相対的な姿勢を変更するために傾動自在な２つの傾動張架部材と、前記像担持体に対し前記無端ベルトを介して対向する位置に１次転写のための電圧を印加する１次転写部と、前記無端ベルトに対して対向する位置に２次転写のための電圧を印加する２次転写部とを備え、第１傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材を用いて第２傾動張架部材を構成し、駆動張架部材、張力付与張架部材、１次転写部を構成する張架部材及び２次転写部を構成する張架部材を、第１傾動張架部材、第２傾動張架部材、および、当該第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材以外の張架部材を用いて構成した。これにより、駆動張架部材及び張力付与張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面にそれぞれ生じる荷重は、第２傾動張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に生じた荷重が第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に作用した荷重より、小さくできる。それにより、第２傾動張架部材の軸方向における荷重の作用が少ないので駆動張架部材、張力付与張架部材、１次転写部を構成する張架部材及び２次転写部を構成する張架部材の本来の機能を行うことができる。よって、寄りガイド部材等、ベルト高速駆動の障害となる構成が不要のため画像出力の高速化が可能であるとともに、確実な補正で画像形成位置ずれによる画像歪みを防止し、かつ画像不良の要因を削減することで、高画質を実現できる。

解析に用いたベルト駆動装置の構成を示す模式図である。 ステアリング条件１の場合の検出結果を示す特性図である。 ステアリング条件２の場合の検出結果を示す特性図である。 本発明を適用する画像形成装置の構成を示す概略図である。 ベルト駆動部の構成を示す概略斜視図である。 ベルト寄り・斜行検出手段の構成を示す斜視図である。 中間転写ベルト上の主走査方向における画像形成位置を補正するために画像担持体上における潜像形成位置を補正する装置の構成を示すブロック図である。

はじめに、本発明のベルト駆動装置の原理について概説する。
ベルト駆動装置におけるステアリングローラによりベルト寄りやベルト斜行を是正する構成では、ステアリングローラの姿勢を変化させる。これにより生じるベルト幅方向におけるテンション変化が、テンションローラ等によるテンション機能、１次転写部や２次転写部等による画像形成機能、駆動ローラ等によるベルト駆動機能に影響しないことが望ましい。これについて、下記の解析の結果、ステアリングローラにより生じるベルト幅方向におけるテンション変化が生じるローラは、レイアウトによって、ある程度限定されることが明らかになった。

図１は解析に用いたベルト駆動装置の構成を示す模式図である。同図において、ベルト３００は駆動ローラ３０１によって回転駆動する。そして、従動ローラ３０２によってテンション方向Ａに対して直交する方向ａ（ステアリング条件（１））に傾動され、かつ従動ローラ３０３によってテンション方向Ｂに対して直交する方向ｂ（ステアリング条件（２））に傾動される。この場合に、駆動ローラ３０１、従動ローラ３０２、３０３、３０４、３０５のベルト３００との当接面に加わる軸方向の荷重及び荷重方向と、それにより変形したベルト３００が走行した主走査方向の位置を検出した。

その検出結果を図２、図３に示す。図２はステアリング条件（１）の場合の検出結果であり、図３はステアリング条件（２）の場合の検出結果である。図２のようにステアリング条件１の場合の検出結果からわかるように、従動ローラ３０２がステアリング条件１によって従動ローラ３０２の姿勢を変更する。すると、従動ローラ３０２の上流側に隣接する従動ローラ３０３のベルト３００との当接面には、従動ローラ３０２における荷重方向と逆方向に、かつ従動ローラ３０２のベルト３００との当接面に加わった荷重より大きい荷重が生じている。ベルト３００は従動ローラ３０２とその上流側に隣接する従動ローラ３０３の間で大きくベルト幅方向に変形している。ところが、従動ローラ３０３の上流側に隣接する従動ローラ３０４のベルト３００との当接面に加わる軸方向の荷重は、従動ローラ３０３における荷重より小さい。

また、従動ローラ３０４の上流側に隣接する駆動ローラ３０１のベルト３００との当接面に加わる軸方向の荷重は、従動ローラ３０４における荷重より小さい。駆動ローラ３０１の上流側に隣接するとともに従動ローラ３０２の下流側に隣接する従動ローラ３０５のベルト３００との当接面に加わる軸方向の荷重は、駆動ローラ３０１における荷重より多少大きくなる。しかし、従動ローラ３０２における荷重や従動ローラ３０３における荷重よりは少なくとも小さい。これは、従動ローラ３０５が従動ローラ３０２の下流側に隣接しているため、従動ローラ３０２における荷重が従動ローラ３０２に多少影響したことものと考えられる。そして、駆動ローラ３０１や従動ローラ３０２、３０５ではベルト３００のベルト幅方向の変形が小さいことが明らかとなった。

また、図３のようにステアリング条件２の場合の検出結果からわかるように、従動ローラ３０３がステアリング条件２によって従動ローラ３０３の姿勢を変更する。すると、従動ローラ３０３の上流側に隣接する従動ローラ３０４のベルト３００との当接面には、従動ローラ３０３における荷重方向と逆方向に、かつ従動ローラ３０３のベルト３００との当接面に加わった荷重より大きい荷重が生じている。ベルト３００は従動ローラ３０３とその上流側に隣接する従動ローラ３０４の間で大きくベルト幅方向に変形している。ところが、従動ローラ３０４の上流側に隣接する駆動ローラ３０１のベルト３００との当接面に加わる荷重は、従動ローラ３０４における荷重より小さい。また、駆動ローラ３０１の上流側に隣接する従動ローラ３０５のベルト３００との当接面に加わる軸方向の荷重は、駆動ローラ３０１における荷重より小さい。従動ローラ３０５の上流側に隣接するとともに従動ローラ３０３の下流側に隣接する従動ローラ３０２のベルト３００との当接面に加わる軸方向の荷重は、従動ローラ３０３における荷重や従動ローラ３０４における荷重より小さい。その影響により、ベルト３００はステアリングする従動ローラ３０３とその上流側に隣接する従動ローラ３０４の間で大きくベルト幅方向に変形する。そして、駆動ローラ３０１や従動ローラ３０２、３０５ではベルト３００のベルト幅方向の変形が小さいことが明らかとなった。

本発明のベルト駆動装置を画像形成装置の転写ユニットに適用した一実施形態について説明する。
図４は本発明を適用する画像形成装置の構成を示す概略図である。図５はベルト駆動部の構成を示す概略斜視図である。図４に示す画像形成装置としてのプリンタ１００は、現像器を並設した感光体ドラムを４つ用い、中間転写ベルト上にフルカラー画像を形成する。このプリンタ１００では、画像形成時に、４つの画像担持体（以下、感光ドラムという）１０１、１０２、１０３、１０４を矢印方向（反時計方向）に回転駆動し、その表面を帯電器１１１、１１２、１１３、１１４で均一に帯電する。その後、露光装置１２１、１２２、１２３、１２４によって、入力される画像情報に応じた露光を行い、静電潜像を形成する。そして、イエロー現像器１３１により感光体ドラム１０１上の静電潜像にトナーを付着させてイエローのトナー像として現像する。次いで、マゼンタ現像器１３２により感光体ドラム１０２上の静電潜像にトナーを付着させてマゼンタのトナー像として現像する。そして、シアン現像器１３３により感光体ドラム１０３上の静電潜像にトナーを付着させてシアンのトナー像として現像する。最後に、ブラック現像器１３４により感光体ドラム１０４上の静電潜像にトナーを付着させてブラックのトナー像として現像する。

これらの、イエローのトナー像、マゼンタのトナー像、シアンのトナー像、ブラックのトナー像は、感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４に当接して矢印方向に無端移動する中間転写ベルト２００上に１次転写される。その後、中間転写ベルト２００上に４色のトナー像が重ねられる。この４色のトナー像は、給紙カセット（不図示）から搬送ローラ２２５によって搬送されてきた記録材Ｐに２次転写される。そして、２次転写された記録材Ｐはベルト搬送機構２２６によって定着器２２７に搬送されて定着されることでフルカラー画像を得ることができる。

図４及び図５に示すように、中間転写ベルト２００は、複数の略平行なローラにより張架されており、その中の一つの駆動ローラ２１１によりベルト搬送方向に駆動されている。駆動ローラ２１１及び従動ローラ２１２、２１３、２１４は所定位置に固定されているのに対し、テンションローラ２１５の回転軸の両端は矢印のテンション方向に付勢され、中間転写ベルト２００にテンションを付与している。ステアリングローラ２１６の回転軸の両端は、ピボット軸受等でローラ回転軸に対して直交する方向に揺動可能に支持され、一端側は第１の寄り・斜行補正手段であるアクチュエータ２１７によりテンション方向に対して直交する方向に往復移動可能に支持されている。ステアリングローラ２１８の回転軸の両端は、ピボット軸受等でローラ回転軸に対して直交する方向に揺動可能に支持され、一端側は第２の寄り・斜行補正手段であるアクチュエータ２１９によりテンション方向に対して直交する方向に往復移動可能に支持されている。従動ローラ２１４に対し中間転写ベルト２００を介して対向する位置には、２次転写のための電圧を印加する２次転写ローラ２２０が配置されている。また、感光体ドラム１０１、１０２、１０３、１０４に対し中間転写ベルト２００を介して対向する位置には、１次転写のための電圧を印加する１次転写ローラ２２１、２２２、２２３、２２４が配置されている。

そして、ベルト寄り検出情報及びベルト斜行検出情報に基づき、アクチュエータ２１７、２１９を駆動して、ベルト主走査方向への移動や傾きを補正するようステアリングローラ２１６、２１８を揺動する。これにより、ベルト寄り、ベルト斜行は一定範囲に制御される。ここで、アクチュエータ２１７によるベルト寄りやベルト斜行の調整感度、及びアクチュエータ２１９によるベルト寄りやベルト斜行の調整感度が既知である。また、安定して一定であれば、ベルト寄り検出情報に対してアクチュエータ２１７、２１９を駆動する割合、及びベルト斜行検出情報に対してアクチュエータ２１７、２１９を駆動する割合を予め最適に設定する。これにより、２つのアクチュエータでベルトの寄り及びベルト斜行を独立に制御することが可能である。

また、図６に示すように、中間転写ベルト２００の表面には主走査方向一定位置に、搬送方向全周にわたって検出ライン２０１が形成されている。検出ライン２０１に対向する位置には、ベルト寄り・斜行検出手段２０２ａ、２０２ｂが所定の間隔を置いて配置され、検出ライン２０１の主走査方向位置を検出可能に構成されている。この検出ライン２０１の主走査方向位置を順次検出することによりベルト寄りを検出できる。また、図４及び図５に示すようにベルト寄り・斜行検出手段２０２ａ、２０２ｂは、中間転写ベルト２００の１次転写部に副走査方向にある程度の所定の間隔を置いて２つ配置されている。この２つのベルト寄り・斜行検出手段２０２ａ、２０２ｂで検出される検出ラインの主走査方向位置の差を順次検出することによりベルト斜行を検出できる。本構成では中間転写ベルトに予め高精度に形成した検出ラインのベルト主走査方向移動を検出することでベルト寄り及びベルト斜行を検出する。このため、例えば特開２０００−２３３８４３号公報に記載の技術のようにベルトエッジの位置を検出することでベルト寄り及びベルト斜行を検出する構成と比較する。すると、予め測定したエッジデータを参照したり、エッジ位置の周期的な変動を平均化したデータを記憶手段に記憶させてたりしておく必要はない。これにより、より低コストな構成で、無駄時間のない高速なベルト寄り検出、制御が可能となる。

この原理を図４及び図５に示す本実施形態のプリンタ１００に適用してみた。つまり、図１の従動ローラ３０２に対応するステアリングローラ２１６、従動ローラ３０３に対応するステアリングローラ２１８及び従動ローラ３０４に対応する従動ローラ２１３は、中間転写ベルト２００にテンションを付与する機能は有していない。テンション機能はテンションローラ２１５が有している。これにより、ステアリングローラ２１６、２１８においてステアリング動作を行っても、テンションローラ２１５の中間転写ベルト２００との当接面に加わる軸方向の力は小さい。なお、テンションローラ２１５で生じるベルト幅方向へのテンション変化及びそれに伴うベルトの捻れは問題となるレベルではない。

また、図４及び図５に示すプリンタ１００では、ステアリングローラ２１６、ステアリングローラ２１８及び従動ローラ２１３は、画像形成に関与する１次転写部又は２次転写部を構成していない。そして、１次転写部又は２次転写部は、１次転写ローラ２２１、２２２、２２３、２２４、又は従動ローラ２１４によって構成されている。このため、ステアリングローラ２１６、２１８においてステアリング動作を行っても、１次転写ローラ２２１、２２２、２２３、２２４、及び従動ローラ２１４の中間転写ベルト２００との当接面に加わる力は小さい。なお、１次転写ローラ２２１、２２２、２２３、２２４及び従動ローラ２１４で生じるベルト幅方向へのテンション変化及びそれに伴う各転写部のベルト幅方向の圧力変化は問題となるレベルではない。

更に、ステアリングローラ２１６、ステアリングローラ２１８及び従動ローラ２１３は、中間転写ベルト２００を搬送駆動するローラではなく、搬送駆動するローラは、駆動ローラ２１１である。このため、ステアリングローラ２１６、２１８においてステアリング動作を行っても、駆動ローラ２１１のベルトとの当接面に加わる軸方向の力は小さい。そして、駆動ローラ２１１で生じるベルト幅方向テンション変化及びそれに伴うベルト幅方向の駆動力変化も問題となるレベルではない。

以上の構成により、ステアリング動作により生じるベルトの捻れは小さく、ベルト寄り、傾き検出部におけるベルトの弛み、しわは問題とならない。このため、ベルトの寄り、傾きの正確な検出及びベルトの寄り、斜行の高精度の補正が可能となる。これにより、１つの画像担持体で形成した単色画像を中間転写ベルトに１次転写後、転写材に２次転写するモノクロ画像形成装置において、転写材上の画像形成位置のずれを防止し、歪みのない画像出力が可能となる。また、複数の画像担持体で形成した単色画像を順次に中間転写ベルトに１次転写した後、複数色画像を転写材に２次転写するカラー画像形成装置において、転写材上の画像形成位置のずれを防止し、色ずれのない画像出力が可能となる。さらに、ステアリング動作により生じる、画像転写部におけるベルト幅方向転写圧変化、及びステアリング動作により生じるベルト駆動ローラにおけるベルト幅方向駆動力変化、それに伴う搬送駆動への影響は問題とならない。このため、画像不良を防止でき、高画質の画像出力が可能となる。

次に、ステアリングローラによるベルト斜行補正以外に、ベルト斜行の影響を補正するための補正装置について説明する。図７は中間転写ベルト上の主走査方向における画像形成位置を補正するために画像担持体上における潜像形成位置を補正する装置の構成を示すブロック図である。同図において、プリンタドライバ部４００から転送された画像信号は、画像書き込み制御部５００を構成する画像信号生成部５０１に入力される。また、エンジン制御部６００からのエンジン制御情報も画像書き込み制御部５００に入力される。画像信号生成部５０１では、入力された画像信号をエンジン制御情報に従った処理にて画像処理される。この際、画像信号生成部５０１では実際に記録紙上に画像を展開するため、画像形成に用いる最小画素を定義する画素クロック信号（ｗｃｌｋ）にて処理される。この画素クロック信号は、画素クロック生成部５０２にてエンジン制御部６００からの解像度、感光体ドラム線速等の情報により所定の周波数のクロック信号（ｗｃｌｋ）を生成し、画像信号生成部５０１及び逓倍回路部５０３に入力される。画像信号生成部５０１で画像処理された実画像信号は書込位置制御部５０４に入力される。

書込位置制御部５０４には、他にレーザ書き込み装置７００の同期検知部７０１から同期検知信号（ＤＥＴＰ）、中間転写ベルト斜行情報により作成したベルト変位信号（Δａ）、エンジン制御部６００からのエンジン制御情報がそれぞれ入力される。同期検知信号（ＤＥＴＰ）は、レーザビームを感光体ドラム上に露光させる際に主走査方向の書込開始位置を一定に保つための信号である。この信号は、レーザ書き込み装置中のポリゴンミラー７０２にて反射偏向されたレーザビームの感光体ドラム上の走査領域外に配置された同期検知板からの出力信号である。同期検知板にはフォトダイオード等の受光素子が同期検出センサ７０３として配役され、同期検出センサ７０３は入射されるレーザビームを光電変換して同期検知信号（ＤＥＴＰ）を出力する。ベルト変位信号（Δａ）は、中間転写ベルト２００の主走査方向変位を示す信号である。つまり、ベルト寄り補正手段によるベルト寄り補正中に発生する、画像転写面内における中間転写ベルトの主走査方向変位をベルト斜行情報から算出した信号である。

書込位置制御部５０４では、同期検知信号（ＤＥＴＰ）に対し画像信号生成部５０１からの実画像信号を所定のタイミングで合成し、光源である半導体レーザを駆動させる信号を生成している。この際、ベルト変位信号（Δａ）に応じて同期検知信号から実画像信号を書き込む開始タイミングを制御している。書込位置制御部５０４には、画素クロック生成部５０２にて生成された画素クロック信号（ｗｃｌｋ）を逓倍処理された斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）が入力される。この斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）は、画像形成可能な最小画素を定義する画素クロック信号（ｗｃｌｋ）を逓倍処理して得られ、かつ画素クロック信号よりも高周波な信号である。また、斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）は、転写スリット位置センサの検出分解能に応じた周波数のクロック信号であり、斜行補正クロック信号（ｄｃｌｋ）の１クロックがベルト斜行情報の１分解能に相当している。ベルト斜行情報から算出したベルト変位信号（Δａ）を検出し、書込位置制御部５０４に同期検知信号（ＤＥＴＰ）とベルト変位信号（Δａ）が入力される。

このベルト変位信号（Δａ）が０の場合の同期検知信号から実画像信号の主走査方向開始位置までがＡ（＝Ｎ×ｗｃｌｋ、Ｎは正の整数）とする。すると、Δａ＞０が検出された場合には、同期検知信号から実画像書出しタイミングまでの遅延時間をＡ＋Δａ×ｄｃｌｋと変更する。そして、ベルト斜行が無い場合に対し実画像書出し開始位置を遅らせる。他方、Δａ＜０の場合は、上記遅延時間をＡ−Δａ×ｄｃｌｋとし相対的に実画像書出し開始タイミングを速める。レーザ駆動部５０５には、書込位置制御部５０４で合成されたレーザ駆動信号が入力される。レーザ駆動信号のＯＮ／ＯＦＦにより、レーザ駆動部５０５に実装された半導体レーザ７０４が点灯／消灯動作を繰り返し駆動される。半導体レーザ７０４を駆動することにより出射されたレーザビームは、レーザ書き込み装置に入射し、複数のレンズ、ミラー等を透過、反射し光路中を進行する。光路途中に配置されたポリゴンミラー７０２にて回転偏向され、感光体ドラム上に主走査方向へレーザビームが露光する。この露光から出力画像が得られるまでの過程は前述した通りである。

以上の構成により、ステアリングローラによる補正はベルトの寄りのみとすることができるため、装置の小型化、低コスト化が可能であり、かつ１次転写面のベルトのたるみやしわが防止できる。これにより、潜像形成位置を補正することで出力画像の高画質化が可能となる。

また、上述の解析結果において、ステアリングするローラによりローラからベルトに働く軸方向の力は、ステアリングするローラとその上流側ローラで逆方向の大きな力が生じる。その影響により、ベルトはステアリングするローラとその上流側のローラの間で大きく幅方向に変形すると説明した。しかし、更なる解析の結果、ステアリングローラの上流側に隣接するローラのベルト巻付角、つまりローラ全周のうちベルトが接触している範囲の角度が小さい場合について考察した。その場合、例えばローラ全周のうちベルトが接触している範囲の角度が略４０度以下の場合は、ローラからベルトに働く軸方向の力は小さく、このローラにおけるベルト幅方向変形も小さいことが明らかとなった。この場合、ステアリングローラからベルトに働く軸方向の大きな力に対し、逆方向の大きな力が働くのは、ベルト巻付き角が小さい（略４０度以下）ローラを除き、ステアリングローラと上流側ベルト搬送方向間隔の最も小さいローラである。そして、このローラとステアリングローラの間でベルトが大きく幅方向に変形する。このため、上記実施形態のようにステアリングローラの上流側に隣接するローラとして、ベルト巻付角が略４０度以下のローラを除くことで、画像形成位置ずれによる画像歪みを防止するとともに画像不良の要因を削減するという発明の効果を得ることができる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
画像を表面に担持する像担持体として、ベルト駆動装置によって無端移動する無端ベルトが用いられ、複数の像担持体上に形成した可視像を順次、中間転写体としての前記無端ベルト上に１次転写し、中間転写体上の転写像を転写材に２次転写し、画像を形成する画像形成装置において、無端ベルトに移動力を付与する駆動ローラ３０１等の駆動張架部材と、当接する無端ベルトのベルト面に対して進退する方向へ変位可能に支持され無端ベルトのベルト面に向けて付勢する張力付与張架部材と、当接する無端ベルトのベルト面に対する相対的な姿勢を変更するために傾動自在な２つの傾動張架部材と、前記像担持体に対し前記無端ベルトを介して対向する位置に１次転写のための電圧を印加する１次転写部と、前記無端ベルトに対して対向する位置に２次転写のための電圧を印加する２次転写部とを備え、第１傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材を用いて第２傾動張架部材を構成し、前記駆動張架部材、前記張力付与張架部材、前記１次転写部を構成する張架部材及び前記２次転写部を構成する張架部材を、前記第１傾動張架部材、前記第２傾動張架部材、および、当該第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材以外の張架部材を用いて構成する。これによれば、上記実施形態について説明したように、実験として、４つ以上の張架部材で無端状のベルト部材を張架して無端移動させるベルト駆動装置の場合、４つ以上の張架部材のうち２つの張架部材を第１傾動張架部材及び第２傾動張架部材とする。また、第１傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材を用いて第２傾動張架部材を構成し、第１傾動張架部材、第２傾動張架部材、および、当該第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材以外の張架部材を駆動張架部材とした。そして、第２傾動張架部材の姿勢を変更して、全ての張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に生じる荷重を測定する。測定結果により第２傾動張架部材の姿勢変更によって生じた第２傾動張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に生じた荷重が第２傾動張架部材以外のどの張架部材に作用しているかを検証する実験を行った。この実験の結果、第２傾動張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に生じた荷重は、第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に作用し、当該張架部材のさらに上流側の張架部材、及び傾動張架部材のベルト移動方向の下流側に隣接する張架部材には少なくなることがわかった。そこで、本発明では、駆動張架部材、張力付与張架部材、１次転写部を構成する張架部材及び２次転写部を構成する張架部材を、第１傾動張架部材、第２傾動張架部材、および、当該第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材以外の張架部材を用いて構成した。これにより、駆動張架部材及び張力付与張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面にそれぞれ生じる荷重は、第２傾動張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に生じた荷重が第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材の無端ベルト部分に当接する当接面に作用した荷重より、小さくできる。それにより、第２傾動張架部材の軸方向における荷重の作用が少ないので駆動張架部材、張力付与張架部材、１次転写部を構成する張架部材及び２次転写部を構成する張架部材の本来の機能を行うことができる。よって、寄りガイド部材等、ベルト高速駆動の障害となる構成が不要のため画像出力の高速化が可能であるとともに、確実な補正で画像形成位置ずれによる画像歪みを防止し、かつ画像不良の要因を削減することで、高画質を実現できる。
（態様２）
（態様１）において、前記第１傾動張架部材と前記第２傾動張架部材とを互いに独立に駆動してベルト位置をベルト幅方向における双方向に調整する。これによれば、上記実施形態について説明したように、ベルト寄りガイド部材等のベルト高速駆動の障害となる構成が不要になるため画像出力の高速化が可能になる。
（態様３）
（態様１）において、前記第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材は、４つ以上の張架部材のうち、ベルト巻付角度が略４０度以下である張架部材以外の張架部材の中で、前記第２傾動張架部材とのベルト移動方向の上流側との間隔の最も小さい張架部材である。これによれば、上記実施形態について説明したように、ベルト寄りガイド部材等のベルト高速駆動の障害となる構成が不要になるため画像出力の高速化が可能になる。
（態様４）
（態様１）〜（態様３）のいずれかにおいて、像担持体上の主走査方向の潜像形成位置を補正する画像形成位置補正手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、ベルト寄りガイド部材等のベルト高速駆動の障害となる構成が不要になるため、装置小型化及び低コスト化を実現できる。

１００ プリンタ
１０１ 感光体ドラム
１０２ 感光体ドラム
１０３ 感光体ドラム
１０４ 感光体ドラム
１１１ 帯電器
１１２ 帯電器
１１３ 帯電器
１１４ 帯電器
１２１ 露光装置
１２２ 露光装置
１２３ 露光装置
１２４ 露光装置
１３１ イエロー現像器
１３２ マゼンタ現像器
１３３ シアン現像器
１３４ ブラック現像器
２００ 中間転写ベルト
２０１ 検出ライン
２０２ａ ベルト寄り・斜行検出手段
２０２ｂ ベルト寄り・斜行検出手段
２１１ 駆動ローラ
２１２ 従動ローラ
２１３ 従動ローラ
２１４ 従動ローラ
２１５ テンションローラ
２１６ ステアリングローラ
２１７ アクチュエータ
２１８ ステアリングローラ
２１９ アクチュエータ
２２０ ２次転写ローラ
２２１ １次転写ローラ
２２２ １次転写ローラ
２２３ １次転写ローラ
２２４ １次転写ローラ
２２５ 搬送ローラ
２２６ ベルト搬送機構
２２７ 定着器
２２８ 搬送ローラ

特開２０１１−０２２５４９号公報 特開２０１１−０９５５７１号公報

Claims (4)

1. 画像を表面に担持する像担持体として、ベルト駆動装置によって無端移動する無端ベルトが用いられ、複数の像担持体上に形成した可視像を順次、中間転写体としての前記無端ベルト上に１次転写し、中間転写体上の転写像を転写材に２次転写し、画像を形成する画像形成装置において、
   無端ベルトに移動力を付与する駆動張架部材と、当接する無端ベルトのベルト面に対して進退する方向へ変位可能に支持され無端ベルトのベルト面に向けて付勢する張力付与張架部材と、当接する無端ベルトのベルト面に対する相対的な姿勢を変更するために傾動自在な２つの傾動張架部材と、前記像担持体に対し前記無端ベルトを介して対向する位置に１次転写のための電圧を印加する１次転写部と、前記無端ベルトに対して対向する位置に２次転写のための電圧を印加する２次転写部とを備え、
   第１傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材を用いて第２傾動張架部材を構成し、
   前記駆動張架部材、前記張力付与張架部材、前記１次転写部を構成する張架部材及び前記２次転写部を構成する張架部材を、前記第１傾動張架部材、前記第２傾動張架部材、および、当該第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材以外の張架部材を用いて構成することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記第１傾動張架部材と前記第２傾動張架部材とを互いに独立に駆動してベルト位置をベルト幅方向における双方向に調整することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記第２傾動張架部材のベルト移動方向の上流側に隣接する張架部材は、４つ以上の張架部材のうち、ベルト巻付角度が略４０度以下である張架部材以外の張架部材の中で、前記第２傾動張架部材とのベルト移動方向の上流側との間隔の最も小さい張架部材であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   像担持体上の主走査方向の潜像形成位置を補正する画像形成位置補正手段を有することを特徴とする画像形成装置。

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