画像形成装置
【課題】 簡単な構造で像担持体の周回駆動のための駆動力伝達面を増やすことで、駆動負荷を分散し、駆動負荷による像担持体の速度変動を軽減する。
【解決手段】 駆動ローラ１４と同軸上に主プーリー４６を取り付け、一方、特定従動ローラ１６Ｂと同軸上に副プーリー４８を設け、これらに平ベルト５０を巻き掛け、駆動ローラ１４の駆動力を特定従動ローラ１６Ｂへも伝達することで、駆動負荷を分散することができ、感光体ベルト１２の滑りを軽減することができる。このとき、プーリー−平ベルト間の動摩擦係数を駆動ローラー感光体ベルト間の動摩擦係数よりも低くし、かつ若干特定従動ローラ１６Ｂの方を速く回転させるようにすると共に、速度差分はプーリー−平ベルト間のスベリで相殺させるため、安定した駆動ローラ１４と特定従動ローラ１６Ｂとによる駆動負荷軽減搬送が実現できる。
【解決手段】 駆動ローラ１４と同軸上に主プーリー４６を取り付け、一方、特定従動ローラ１６Ｂと同軸上に副プーリー４８を設け、これらに平ベルト５０を巻き掛け、駆動ローラ１４の駆動力を特定従動ローラ１６Ｂへも伝達することで、駆動負荷を分散することができ、感光体ベルト１２の滑りを軽減することができる。このとき、プーリー−平ベルト間の動摩擦係数を駆動ローラー感光体ベルト間の動摩擦係数よりも低くし、かつ若干特定従動ローラ１６Ｂの方を速く回転させるようにすると共に、速度差分はプーリー−平ベルト間のスベリで相殺させるため、安定した駆動ローラ１４と特定従動ローラ１６Ｂとによる駆動負荷軽減搬送が実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に関し、光ビームによる帯電露光によって形成される静電潜像を現像し顕像化されたトナー画像を像担持体から被転写部材へ転写する画像形成エンジン部を備え、所定のプリントシーケンスに従い画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、像担持体として感光体ベルトが用いられたモノクロの画像形成装置では、前記感光体ベルトの速度変動が生じると、仕上がり画像に伸び縮みが発生し、当該画像に歪みが生じたり、バーコード等の情報を持った画像においては、情報が読み取れないという問題が生じる。
【０００３】
一方、同一構成（感光体ベルト適用）における２色以上を重ねて仕上がり画像を形成するカラー画像形成装置では、感光体ベルトや転写ベルトの回転速度むらが発生するという、上記単色での画像の伸び縮み等の不具合に加え、各色間の色ずれが増加するといった致命的な問題をおこすことになる。
【０００４】
ここで、感光体ベルトの速度変動は、駆動負荷が大きくなると発生する傾向にあり、カラー画像形成装置では、特に感光体ベルトの外周に現像器が複数台並べられている構造や、感光体ベルトの内外周側に、従動せずに（或いは、逆方向に回転しながら）摺接している部材等があると、さらに駆動負荷が増大する傾向となる。
【０００５】
感光体ベルトは、上記駆動負荷を起因として、駆動源自体、例えばモータの周期的な回転駆動むらを発生させる場合と、感光体ベルトの内周面が巻き掛けられ、感光体ベルトの周回移動を案内する弾性部材で形成された駆動ローラ表面とが微小スリップして、不規則な回転むらを生じさせる場合がある。
【０００６】
このような駆動むらを解消するために、特許文献１では、駆動系に慣性部材を設けるなどして、変動を相殺することが提案されている。
【０００７】
また、特許文献２では、潜像形成部の前後で感光体ベルトにたるみを設けて、他の負荷が伝わらないようにしている構成が提案されている。
【０００８】
さらに、特許文献３では、感光体ベルトの張り側と緩み側とで別々の衝撃緩衝用テンションローラを用いることが提案されている。
【特許文献１】特開平２−１９９４６４号公報
【特許文献２】特開平４−１５５３５２号公報
【特許文献３】特開平１０−２６８５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術では、前述した微小スリップには効果がない。また、特許文献２では、たるみ量の制御が困難な上にカラー機であると、スペース上レイアウトが複雑となり、装置の大型化を余儀なくされる。
【００１０】
さらに、特許文献３では、安定的に大きな負荷によるベルトスリップに対応することができない。
【００１１】
本発明は上記事実を考慮し、簡単な構造で像担持体の周回駆動のための駆動力伝達面を増やすことで、駆動負荷を分散し、駆動負荷による像担持体の速度変動を軽減することができる画像形成装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、駆動源からの駆動力を受けて駆動する少なくとも１つの駆動ローラと、駆動力を持たない従動ローラとで構成された複数のローラに巻き掛けられ、予め定められた移動軌跡に沿って周回する無端ベルト状の像担持体を備え、前記像担持体の周回軌跡上の適宜位置において少なくとも帯電、露光、現像、転写の各処理を実行し、前記転写処理において被転写部材へ画像を転写する画像形成装置であって、前記駆動ローラと少なくとも１つの特定従動ローラとを所定の動摩擦係数の下で動摩擦連結することで、前記駆動ローラの駆動力で前記特定従動ローラを動摩擦駆動させる動摩擦連結手段を有することを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、駆動ローラと少なくとも１つの特定従動ローラとを所定の動摩擦係数の下で動摩擦連結する。この結果、駆動ローラの駆動力で特定従動ローラを動摩擦駆動させる。すなわち、像担持体へ駆動力を伝える点が増加し、その分、駆動負荷も分散されるため、当該駆動負荷に起因する像担持体と駆動ローラとのスリップを軽減することができる。
【００１４】
上記発明おいて、前記動摩擦連結手段が、前記駆動ローラと同軸に形成された駆動プーリーと、前記特定従動ローラと同軸に形成された従動プーリーと、前記駆動プーリーと前記従動プーリーとのそれぞれに巻き掛けられた非弾性部材で形成された平ベルトと、で構成され、前記従動プーリーと前記平ベルトとの動摩擦係数が、前記所定の動摩擦係数よりも低く設定されていることを特徴としている。
【００１５】
動摩擦連結手段の構成としては、駆動ローラと同軸に形成された駆動プーリーと、前記特定従動ローラと同軸に形成された従動プーリーと、前記駆動プーリーと前記従動プーリーとのそれぞれに巻き掛けられた非弾性部材で形成された平ベルトと、を備えており、従動プーリーと平ベルトとの動摩擦係数を、前記所定の動摩擦係数よりも低く設定する。
【００１６】
これは、駆動ローラと特定従動ローラとの回転速度を一定に維持することができる。
【００１７】
また、本発明において、前記像担持体から加わる負荷を０とした場合での、前記駆動ローラの表面速度Ｖmainと、前記特定従動ローラの表面速度Ｖsubの比が、印字精度によって特定される下限値と、駆動負荷によって特定される上限値の範囲であることを特徴としている。
【００１８】
さらに、前記ＶmainとＶsubとの比が、（１）式の範囲であることを特徴とする。
【００１９】
１．０２≦（Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６・・・（１）
像担持体から加わる負荷を０とした場合、すなわち、駆動ローラと特定従動ローラとが無負荷で駆動するとき、駆動ローラの表面速度Ｖmainと、前記特定従動ローラの表面速度Ｖsubの比の範囲として、下限値は印字精度によって特定され、上限値は駆動負荷によって特定される。
【００２０】
前記比が所定値（実験結果によるしきい値としては、Ｖsub／Ｖmain＝１．０２）よりも小さい場合は、駆動負荷があったときに駆動ローラと特定従動ローラとの速度安定性が悪く、像担持体の速度変動が発生する。一方、比が所定値（実験結果によるしきい値としては、Ｖsub／Ｖmain＝１．０６）よりも大きい場合には、駆動負荷があったときに特定従動ローラの速度安定までのタイムロスが発生し、迅速な速度安定制御が困難となる。
【００２１】
そこで、前記比Ｖsub／Ｖmainを特定することで、最適なモードでの画像形成処理を実現することができる。
【００２２】
また、本発明において、前記動摩擦係数の相関関係を、前記駆動ローラ又は特定従動ローラと前記像担持体との間の滑りトルクＦ１が、前記駆動ローラ又は特定従動ローラと前記平ベルトとの間の滑りトルクＦ２よりも大きくなるように設定することを特徴としている。
【００２３】
動摩擦係数の相関関係を設定する具体的な手段として、駆動ローラ又は特定従動ローラと前記像担持体との間の滑りトルクＦ１を、前記駆動ローラ又は特定従動ローラと前記平ベルトとの間の滑りトルクＦ２よりも大きくする。この結果、目的とする動摩擦係数の相関関係とすることができる。
【００２４】
さらに、本発明において、前記特定従動ローラは、前記駆動ローラに近接し、かつ下流側に設けられていることを特徴としている。
【００２５】
特定従動ローラは、複数の従動ローラの中で、駆動ローラに最も近く、かつ下流側にあることで、駆動負荷の分散を最も効率的に行うことができる。また、この駆動ローラと特定従動ローラとの間に駆動負荷に起因する処理（例えば、転写処理）工程を配置することで、駆動負荷の分散を有効に利用することができる。
【００２６】
また、本発明では、前記平ベルトへ所定のテンションをかけるテンション調整機構と、テンション調整機構部を制御して、前記駆動ローラが駆動中に前記平ベルトに所定のテンションをかけ、前記駆動ローラが非駆動中に前記平ベルトへのテンションを解除するテンション制御手段と、をさらに有することを特徴としている。
【００２７】
さらに、前記テンション制御手段は、前記像担持体の駆動開始から所定の時間前記テンション調整機構部を制御して、前記平ベルトに所定のテンションをかけることを特徴としている。
【００２８】
平ベルトには、テンション調整機構によるテンションをかけることができ、当該テンションは、テンション制御手段により、駆動ローラの駆動中のみにかけるようにする。この結果、平ベルトの寿命を延ばすことができる。
【００２９】
さらに、像担持体の駆動開始から所定の時間という最も駆動負荷がかかり易いときのみとすることで、平ベルトの寿命をさらに延ばすことができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明した如く本発明では、像担持体に対して、駆動ローラに加え特定従動ロールから像担持体へ駆動力を付与することで、簡単な構造で像担持体の周回駆動のための駆動力伝達面が増え、この結果、駆動負荷が分散されて、駆動負荷による像担持体の速度変動を軽減することができる。特定従動ローラは、駆動ローラが微小にスリップし始めようとすると、スリップの起因となる駆動負荷が特定従動ローラに移行し、スリップを回避することができる。
【００３１】
従って、像担持体の速度が安定し、単色画像の伸縮、カラー画像（フルカラー画像を含む）の色ずれを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（全体構成）
図１及び図２は、本実施の形態に係るモノクロプリンタのエンジン部１０が示されている。
【００３３】
このエンジン部１０は、主構成として像担持体としての感光体ベルト１２が１個の駆動ローラ１４と複数（本実施の形態では、２個）の従動ローラ１６Ａ、１６Ｂに巻き掛けられている。
【００３４】
駆動ローラ１４は、カップリング１８（図２参照）を介して駆動源としてのモータ２０（図３参照）の回転軸と連結され、この駆動源の駆動力で一定速度で回転するようになっている。
【００３５】
この感光体ベルト１２は、前記駆動ローラ１４及び従動ローラ１６Ａ、１６Ｂに案内支持されることで、前記駆動ローラ１４からの駆動力を受け、所定の軌跡に沿って図１の矢印Ａ方向に沿って、周回することが可能となっている。
【００３６】
なお、駆動ローラ１４、従動ローラ１６Ａ、１６Ｂの表層面は弾性部材（ゴム）で被覆され、感光体ベルト１２の内周面と接触している。感光体ベルト１２の内周面は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）であり、前記ゴムとの動摩擦係数は高く、特に、駆動ローラ１４と感光体ベルト１２との駆動負荷によるスリップがほとんどない設計となっている。
【００３７】
感光体ベルト１２の前記周回軌跡の適宜位置には、前記図１の矢印Ａ方向に沿って、帯電部２２、露光部２４、現像部２６、除電部２８、転写部３０、クリーナ部３２が配設されている。
【００３８】
帯電部２２は、画像形成処理の第１の工程であり、感光体ベルト１２の略水平搬送領域に位置している。この帯電部２２では、感光体ベルト１２の表面（外周面）を一様に帯電する。
【００３９】
この一様に帯電された感光体ベルト１２が露光部２４に至ると、プラテン２４Ａと共に感光体ベルト１２を挟んで配置される光ビーム走査装置２４Ｂから照射される光ビームを照射することで静電潜像を形成する。なお、本実施の形態では、光源としてＬＥＤが適用され、このＬＥＤが主走査方向に配列されており、当該ＬＥＤからの光をセルフォックレンズ等の光学系で集光し、画像データに基づいて点灯／消灯させる。
【００４０】
静電潜像が形成された感光体ベルト１２は、図１の左端に位置する従動ローラ１６Ａによって略反転した後、現像部２６へ到達するようになっている。
【００４１】
現像部２６では、トナータンク２６Ａに貯留されているトナーを攪拌しながら感光体ベルト１２の表面（外周面）を供給することで、感光体ベルト１２上の前記静電潜像が顕像化される。なお、この現像部２６の下流側近傍における感光体ベルト１２の内周面には、除電部２８が配置されており、感光体ベルト１２の帯電状態をリセットする。
【００４２】
顕像化された画像（以下、トナー像という）は、除電部２８を通過すると、感光体ベルト１２が前記駆動ローラ１４によって略９０°方向転換する位置に到達し、この位置から図１の縦向きとなる領域が転写部３０となる。
【００４３】
前記駆動ローラ１４が配置された位置は、図１の右下部に配設されたガイド部材３４並びに搬送ローラ３６で構成された被転写部材である記録用紙３８の搬送経路部４０を構成している。
【００４４】
記録用紙３８は、搬送経路４０に沿って、前記駆動ローラ１４の配置位置から、前記縦方向に移動する感光体ベルト１２を密着搬送されるようになっている。
【００４５】
転写部３０には、前記記録用紙３８側（記録用紙３８の画像転写面とは反対側の面に対向する側）に、転写チャージ部４２と除電チャージ部４４が設けられている。
【００４６】
この転写部３０において、前記感光体ベルト１２に形成されたトナー像が記録用紙３８に転写され、転写後の記録用紙３８は、転写部３０の搬送方向（縦方向）に沿って、そのまま搬送され、図示しない定着部を通過して、装置外へ排出される。
【００４７】
一方、感光体ベルト１２は、転写部３０の終端（図１の右上端）に位置する従動ローラ１６Ｂによって略９０°方向転換され、前記帯電部２２と露光部２４が配設された略水平搬送領域へ至る。
【００４８】
前記帯電部２２の上流側には、クリーナ部３２が配設され、このクリーナ部３２のブラシ３２Ａにより、感光体ベルト１２に残留しているトナーが掻き取られ、感光体ベルト１２は１周することになる。
【００４９】
（駆動負荷軽減構造）
ここで、本実施の形態では、前述したように、感光体ベルト１２と駆動ローラ１４との接触は、ゴムとＰＥＴであり、動摩擦係数が高いが、予測以上の駆動負荷（駆動開始時、現像部２６でのトナー供給、転写部３０での記録用紙３８への転写等）がかかると、駆動負荷がこの駆動ローラ１４と感光体ベルト１２との接触面に集中し、スリップが発生することがあった。
【００５０】
そこで、本実施の形態では、駆動伝達領域を拡大（分散）する構造を追加した。
【００５１】
図２及び図３に示される如く、駆動ローラ１４の軸線方向一端部（前記カップリング１８が取り付けられた端部とは反対側の端部）には、主プーリー４６が取り付けられている。主プーリー４６は、少なくともその周面が平滑なアルミニウムで形成されている。
【００５２】
一方、従動ローラ１６Ｂの軸線方向一端部には、副プーリー４８が取り付けられている。副プーリー４８は、少なくともその周面が平滑なアルミニウムで形成されている。
【００５３】
この主プーリー４６と副プーリー４８とには、無端の平ベルト５０が巻き掛けられている。
【００５４】
この結果、駆動ローラ１４の駆動力が、主プーリー４６、平ベルト５０、副プーリー４８を介して従動ローラ１６Ｂに伝達され、この従動ローラ１６Ｂも駆動ローラ１４としての機能を有することになる（特定従動ローラとして確立するため、特定従動ローラ１６Ｂという）。
【００５５】
ここで、平ベルト５０は、伸縮のない可撓性の合成樹脂製であり、主プーリー４６と副プーリー４８とに巻き掛けられて駆動力が伝達されるときの動摩擦係数は、前記駆動ローラ１４と感光体ベルト１２との動摩擦係数よりも低い。
【００５６】
ここで、駆動ローラ１４の外径（すなわち、感光体ベルト１２が巻き掛けられている外径）と、特定従動ローラである従動ローラ１６Ｂの外径（すなわち、感光体ベルト１２が巻き掛けられている外径）とは同一である。
【００５７】
一方、主プーリー４６の外径（すなわち、平ベルト５０が巻き掛けられている外径）Ｄmainと、副プーリー４８の外径Ｄsubとを比較すると、Ｄmain＞Ｄsubの関係となっている。
【００５８】
この結果、主プーリー４６から平ベルト５０を介して副プーリー４８が回転するとき、理論的には、主プーリー４６よりも副プーリー４８が速く回転することになる。
【００５９】
しかし、平ベルト５０と、主プーリー４６及び副プーリー４８とは、動摩擦係数が低いため、これらの間にスリップが発生し、速度差が相殺され、駆動ローラ１４の回転速度Ｖmainと特定従動ローラ１６Ｂの回転速度Ｖsubとが同一となる。
【００６０】
結果として、駆動ローラ１４と接触している感光体ベルト１２の速度（線速度）ｖ１と、特定従動ローラ１６Ｂと接触している感光体ベルト１２の速度（線速度）ｖ２とは、ほぼ一致することになる。
【００６１】
これにより、感光体ベルト１２は、駆動ローラ１４の駆動力と、特定従動ローラ１６Ｂの駆動力で周回駆動することになり、駆動力の伝達位置を分散することで、駆動負荷による感光体ベルト１２の速度むらの発生を軽減している。
【００６２】
本実施の形態では、速度むらの軽減に最も有効である、上記主プーリー４６の外径Ｄmainと、副プーリー４８の外径Ｄsubとの差分が、比で表すと
１．０２≦（Ｄmain／Ｄsub）≦１．０６・・・（２）
の範囲であることが、実験的に確認されている（詳細後述）。
【００６３】
これは、感光体ベルト１２が無い状態（或いは、無負荷状態）での、前記駆動ローラ１４の回転速度Ｖmainと、特定従動ローラ１６Ｂの回転速度副Ｖsubに置き換えることができる。
【００６４】
１．０２≦（Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６・・・（３）
なお、（３）式は、特許請求の範囲の（１）式と同一である。
【００６５】
図２に示される如く、平ベルト５０には、テンションローラ５２が接触している。テンションローラ５２は、その回転軸の両端部が平ベルト５０に対して接近離反するように案内され、その移動はテンション制御部５４によって制御されるようになっている。
【００６６】
平ベルト５０は、前述したように伸縮がないため、所定のテンションをかけなければ、駆動ローラ１４からの駆動力が特定従動ローラ１６Ｂへ確実に伝わらない。このため、前記テンションローラ５２を平ベルト５０に押し付けることで、駆動ローラ１４の駆動力を特定従動ローラ１６Ｂへ伝達している。
【００６７】
なお、テンション制御部５４では、駆動ローラ１４が駆動しているときに平ベルト５０にテンションローラ５２を押し付けてテンションをかけ、非駆動時に平ベルト５０から離反させるようにしている。
【００６８】
また、駆動負荷が所定以上かかる時期（例えば、駆動ローラ１４の駆動開始時から所定時間等）のみにテンションローラ５２を平ベルト５０へ押し付けてテンションをかけるようにしてもよい。
【００６９】
図４には、前記（２）式（（１）式も同様）の関係を確立するための実験結果から得られた印字位置精度特性（図４（Ａ））、駆動負荷特性（図４（Ｂ））が示されている。
【００７０】
図４（Ａ）に示される如く、印字位置精度は、画像形成装置毎に異なるが、例えば、±２００μｍが良否のボーダーライン（しきい値）とされ、前記Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）を０〜１．１０程度まで適宜の分解能でそれぞれの印字位置精度σを得ている。この図４（Ａ）に示される如く、印字位置精度からみた前記Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）の範囲は、１．０２〜１．０８（２００μｍ以下）となる。
【００７１】
一方、図４（Ｂ）に示される如く、駆動負荷は、駆動源であるモータの電流値から読み取ることができる。この電流値の適正値は、画像形成装置毎に異なるがある程度の良否を判別するボーダーライン（しきい値）を設定している。この図４（Ｂ）に示される如く、駆動負荷からみた前記Ｖsub／Ｖmainの範囲は、１．００〜１．０６となる。
【００７２】
これらの結果を総合することで、１．０２≦Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６が導出されることになる。
【００７３】
以下に本実施の形態の作用を説明する。
【００７４】
まず、エンジン部１０の画像形成動作について説明する。
【００７５】
画像形成指示があると、モータを駆動させ、駆動ローラ１４を回転させる。これにより、この駆動ローラ１４に巻き掛けられている感光体ベルト１２が図１の矢印Ａ方向への周回駆動が開始される。
【００７６】
ここで、予め定められた基準位置から、感光体ベルト１２の先頭部（予め設定されている位置）が帯電部２２を通過することで、感光体ベルト１２の表面（外周面）は一様帯電される。
【００７７】
一様帯電された感光体ベルト１２は、露光部２４へ送り出され、プラテン２４Ａに支持されながら、光走査装置２４Ｂからの光ビームによって、静電潜像が形成される。
【００７８】
静電潜像が形成された感光体ベルト１２は、従動ローラ１６Ａによって略反転され、現像部２６へと至る。
【００７９】
現像部２６では、トナーを攪拌しながら、感光体ベルト１２の表面へと送り出すと、マイナス（或いはプラス）に帯電されたトナーがプラス（或いはマイナス）に帯電されている静電潜像引き付けられて顕像化され、トナー像が形成される。
【００８０】
トナー像が形成された感光体ベルト１２は、除電部２８を通過し、転写部３０の入り口、すなわち駆動ローラ１４による９０°方向転換位置へと至る。
【００８１】
一方、この駆動ローラ１４へは、搬送経路４０を通って、前記トナー像が形成された位置との同期がとられた状態で、記録用紙３８が搬送されてくる。
【００８２】
この結果、駆動ローラ１４に巻き掛けられ、略９０°方向転換した感光体ベルト１２の表面には、記録用紙３８が密着され、当該密着状態で縦方向（図１の上方向）へ搬送される。
【００８３】
この縦方向への搬送途中において、転写チャージ部４２及び除電チャージ部４４を通過することで、感光体ベルト１２のトナー像が記録用紙３８へ転写される。
【００８４】
転写部３０の終端位置には、特定従動ローラ１６Ｂが配置され、感光体ベルト１２は、この特定従動ローラ１６Ｂに巻き掛けられて、略９０°方向転換され、クリーナ部３２で残留するトナーを掻き取った後、基準位置へ戻る。
【００８５】
一方、記録用紙３８は、前記特定従動ローラ１６Ｂの位置から接線方向にそのまま直進し、図示しない定着部を介して、装置外部へ排出される。
【００８６】
（感光体ベルト１２の速度むら補正）
ここで、従来では、感光体ベルト１２は、駆動ローラ１４からのみ駆動力を受けている。感光体ベルト１２と駆動ローラ１４との接触は、ゴムとＰＥＴであり、動摩擦係数が高いが、必要以上の駆動負荷がかかると、この駆動負荷がこの駆動ローラ１４と感光体ベルト１２との接触面に集中し、スリップが発生することがあった。
【００８７】
そこで、駆動ローラ１４とは別、特定従動ローラ１６Ｂからも感光体ベルト１２へ駆動力を伝達する機能を持たせた。
【００８８】
その構成は、上記構成のエンジン部１０において、転写部３０の入口に位置する駆動ローラ１４には、同軸上に主プーリー４６が取り付けられ、転写部３０の出口に位置する特定従動ローラ１６Ｂには、同軸上に副プーリー４８が取り付けられ、これらに、平ベルト５０が巻き掛けられることで実現した。
【００８９】
主プーリー４６及び副プーリー４８は、少なくともその周面が平滑なアルミニウムで形成され、平ベルト５０は、伸縮のない可撓性の合成樹脂製で形成されているため、主プーリー４６と副プーリー４８とに巻き掛けられて駆動力が伝達されるときの動摩擦係数は、前記駆動ローラ１４と感光体ベルト１２との動摩擦係数よりも低い。
【００９０】
言い換えれば、主プーリー４６による平ベルト５０の搬送速度と、副プーリー４８による平ベルト５０の搬送速度とに差が生じたとき、意図的に滑りを生じさせる構造とした。
【００９１】
駆動ローラ１４の外径と、特定従動ローラである従動ローラ１６Ｂの外径とを同一とし、主プーリー４６の外径Ｄmainと、副プーリー４８の外径ＤsubとにＤmain＞Ｄsubの関係を持たせ、主プーリー４６から平ベルト５０を介して副プーリー４８が回転するとき、理論的には、主プーリー４６よりも副プーリー４８が速く回転するようにし、前述の如く、平ベルト５０と、主プーリー４６及び副プーリー４８とをスリップさせ、速度差を相殺している。
【００９２】
このため、駆動ローラ１４の回転速度Ｖmainと特定従動ローラ１６Ｂの回転速度Ｖsubとが同一となる。
【００９３】
結果として、駆動ローラ１４と接触している感光体ベルト１２の速度（線速度）ｖ１と、特定従動ローラ１６Ｂと接触している感光体ベルト１２の速度（線速度）ｖ２とは、ほぼ一致することになり、感光体ベルト１２は、駆動ローラ１４の駆動力と、特定従動ローラ１６Ｂの駆動力で周回駆動することになり、駆動力の伝達位置を分散することで、駆動負荷による感光体ベルト１２の速度むらの発生を軽減することができる。
【００９４】
すなわち、本実施の形態では、理論的には、駆動ローラ１４と、特定従動ローラ１６Ｂとが、別の駆動系によって駆動し、かつ同一速度で回転すればよいが、現実的には非常に困難であり、この同一速度での回転を実現するために、主プーリー４６及び副プーリー４８と、平ベルト５０との滑りを利用したものである。
【００９５】
これにより、駆動ローラ１４と特定従動ローラ１６Ｂとにかかる駆動負荷を、それぞれ１／２ずつとすることができ、駆動負荷による感光体ベルト１２の速度むらを軽減することができる。
【００９６】
ところで、主プーリー４６及び副プーリー４８と、平ベルト５０との滑り、換言すれば、前記主プーリー４６の外径Ｄmainと、副プーリー４８の外径Ｄsubと比（Ｄmain／Ｄsub）は、ある程度の範囲が好ましいことが実験結果で判明した。
【００９７】
すなわち、比が小さいと、目的とする印字位置精度がとれない場合がある、これは、比が小さいと、部品精度上、速度差の逆転が発生し、駆動ローラ１４側で平ベルト５０とのスリップが発生して、かえって負荷を冗長させる場合があると考えられる。
【００９８】
一方、比が大きいと、特定従動ローラ１６Ｂと平ベルト５０とのスリップ量が増え、かえって、駆動ローラ１４に負担がかかってしまうことが考えられる。
【００９９】
そこで、本実施の形態では、速度むらの軽減に最も有効である、上記主プーリー４６の外径Ｄmainと、副プーリー４８の外径Ｄsubとの差分（比）を
１．０２≦（Ｄmain／Ｄsub）≦１．０６・・・（２）
の範囲に設定した。
【０１００】
駆動ローラ１４の回転速度Ｖmainと、特定従動ローラ１６Ｂの回転速度副Ｖsubに置き換えると、
１．０２≦（Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６・・・（３）
となる。
【０１０１】
図４（Ａ）は、前記比Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）の下限値を設定するための特性図であり、縦軸を印字位置精度としてる。印字精度は、画像形成装置毎に異なるが、ここでは、±２００μｍを良否のボーダーライン（しきい値）とし、前記比の良否を判定した。この結果、前記比Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）を１．０２〜１．０８とすれば、印字精度をしきい値の２００μｍ以下とすることができる。
【０１０２】
図４（Ｂ）は、前記比Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）の上限値を設定するための特性図であり、縦軸をモータ電流値としている。すなわち、駆動負荷は、駆動源であるモータの電流値から読み取ることができる。
【０１０３】
この電流値の適正値は、画像形成装置毎に異なるがある程度の良否を判別するボーダーライン（しきい値）を設定し、前記比の良否を判定した。この結果、前記Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）を１．００〜１．０６とすれば、電流値をしきい値以下とすることができる。
【０１０４】
この図４（Ａ）並びに（Ｂ）の結果に基づいて、１．０２≦Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６とすれば、駆動負荷を軽減し、かつ印字精度を向上することができる。
【０１０５】
以上説明したように本実施の形態では、駆動ローラ１４と同軸上に主プーリー４６を取り付け、一方、特定従動ローラ１６Ｂと同軸上に副プーリー４８を設け、これらに平ベルト５０を巻き掛け、駆動ローラ１４の駆動力を特定従動ローラ１６Ｂへも伝達することで、駆動負荷を分散することができ、感光体ベルト１２の滑りを軽減することができる。このとき、プーリー−平ベルト間の動摩擦係数を駆動ローラー感光体ベルト間の動摩擦係数よりも低くし、かつ若干特定従動ローラ１６Ｂの方を速く回転させるようにすると共に、速度差分はプーリー−平ベルト間のスベリで相殺させるため、安定した駆動ローラ１４と特定従動ローラ１６Ｂとによる駆動負荷軽減搬送が実現できる。
【０１０６】
なお、本実施の形態では、特定従動ローラ１６Ｂを駆動ローラ１４を上流側側近の従動ローラ１６Ｂとしたが、従動ローラ１６Ａを適用してもよく、別途従動ローラを追加してもよい。
【０１０７】
また、モータ→駆動ローラ１４（主プーリー４６）→平ベルト５０→特定従動ローラ１６Ｂ（副プーリー４８）という直列的な系列で駆動力を伝達したが、平ベルト５０をモータの回転軸と、主プーリー４６及び副プーリー４８との３点巻き掛けとして、主プーリー４６と副プーリー４８とへ直接駆動力を伝達するようにしてもよい（この場合、主従の関係はなくなる）。
【０１０８】
さらに、本実施の形態では、主プーリー４６及び副プーリー４８と平ベルト５０とのスリップを利用して速度差を相殺するようにしたが、市販のワンウェイクラッチ内蔵の軸受等を用いて、速度差を相殺する構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置のエンジン部の概略図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】転写部近傍の拡大図であり、本発明の駆動負荷軽減構造を詳細に示した正面図である。
【図４】（Ａ）はプーリー径比−印字精度特性図、（Ｂ）プーリー径比−駆動負荷（モータ電流値）特性図である。回転制御部の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０ エンジン部
１２ 感光体ベルト
１４ の駆動ローラ
１６Ａ、１６Ｂ 従動ローラ
（１６Ｂ） 特定従動ローラ
１８ カップリング
２０ モータ
２２ 帯電部
２４ 露光部
２６ 現像部
２８ 除電部
３０ 転写部
３２ クリーナ部
３４ ガイド部材
３６ 搬送ローラ
３８ 記録用紙
４０ 搬送経路部
４２ 転写チャージ部
４４ 除電チャージ部
４６ 主プーリー（駆動プーリー）
４８ 副プーリー（従動プーリー）
５０ 平ベルト（ベルト）
５２ テンションローラ
５４ テンション制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に関し、光ビームによる帯電露光によって形成される静電潜像を現像し顕像化されたトナー画像を像担持体から被転写部材へ転写する画像形成エンジン部を備え、所定のプリントシーケンスに従い画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、像担持体として感光体ベルトが用いられたモノクロの画像形成装置では、前記感光体ベルトの速度変動が生じると、仕上がり画像に伸び縮みが発生し、当該画像に歪みが生じたり、バーコード等の情報を持った画像においては、情報が読み取れないという問題が生じる。
【０００３】
一方、同一構成（感光体ベルト適用）における２色以上を重ねて仕上がり画像を形成するカラー画像形成装置では、感光体ベルトや転写ベルトの回転速度むらが発生するという、上記単色での画像の伸び縮み等の不具合に加え、各色間の色ずれが増加するといった致命的な問題をおこすことになる。
【０００４】
ここで、感光体ベルトの速度変動は、駆動負荷が大きくなると発生する傾向にあり、カラー画像形成装置では、特に感光体ベルトの外周に現像器が複数台並べられている構造や、感光体ベルトの内外周側に、従動せずに（或いは、逆方向に回転しながら）摺接している部材等があると、さらに駆動負荷が増大する傾向となる。
【０００５】
感光体ベルトは、上記駆動負荷を起因として、駆動源自体、例えばモータの周期的な回転駆動むらを発生させる場合と、感光体ベルトの内周面が巻き掛けられ、感光体ベルトの周回移動を案内する弾性部材で形成された駆動ローラ表面とが微小スリップして、不規則な回転むらを生じさせる場合がある。
【０００６】
このような駆動むらを解消するために、特許文献１では、駆動系に慣性部材を設けるなどして、変動を相殺することが提案されている。
【０００７】
また、特許文献２では、潜像形成部の前後で感光体ベルトにたるみを設けて、他の負荷が伝わらないようにしている構成が提案されている。
【０００８】
さらに、特許文献３では、感光体ベルトの張り側と緩み側とで別々の衝撃緩衝用テンションローラを用いることが提案されている。
【特許文献１】特開平２−１９９４６４号公報
【特許文献２】特開平４−１５５３５２号公報
【特許文献３】特開平１０−２６８５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術では、前述した微小スリップには効果がない。また、特許文献２では、たるみ量の制御が困難な上にカラー機であると、スペース上レイアウトが複雑となり、装置の大型化を余儀なくされる。
【００１０】
さらに、特許文献３では、安定的に大きな負荷によるベルトスリップに対応することができない。
【００１１】
本発明は上記事実を考慮し、簡単な構造で像担持体の周回駆動のための駆動力伝達面を増やすことで、駆動負荷を分散し、駆動負荷による像担持体の速度変動を軽減することができる画像形成装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、駆動源からの駆動力を受けて駆動する少なくとも１つの駆動ローラと、駆動力を持たない従動ローラとで構成された複数のローラに巻き掛けられ、予め定められた移動軌跡に沿って周回する無端ベルト状の像担持体を備え、前記像担持体の周回軌跡上の適宜位置において少なくとも帯電、露光、現像、転写の各処理を実行し、前記転写処理において被転写部材へ画像を転写する画像形成装置であって、前記駆動ローラと少なくとも１つの特定従動ローラとを所定の動摩擦係数の下で動摩擦連結することで、前記駆動ローラの駆動力で前記特定従動ローラを動摩擦駆動させる動摩擦連結手段を有することを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、駆動ローラと少なくとも１つの特定従動ローラとを所定の動摩擦係数の下で動摩擦連結する。この結果、駆動ローラの駆動力で特定従動ローラを動摩擦駆動させる。すなわち、像担持体へ駆動力を伝える点が増加し、その分、駆動負荷も分散されるため、当該駆動負荷に起因する像担持体と駆動ローラとのスリップを軽減することができる。
【００１４】
上記発明おいて、前記動摩擦連結手段が、前記駆動ローラと同軸に形成された駆動プーリーと、前記特定従動ローラと同軸に形成された従動プーリーと、前記駆動プーリーと前記従動プーリーとのそれぞれに巻き掛けられた非弾性部材で形成された平ベルトと、で構成され、前記従動プーリーと前記平ベルトとの動摩擦係数が、前記所定の動摩擦係数よりも低く設定されていることを特徴としている。
【００１５】
動摩擦連結手段の構成としては、駆動ローラと同軸に形成された駆動プーリーと、前記特定従動ローラと同軸に形成された従動プーリーと、前記駆動プーリーと前記従動プーリーとのそれぞれに巻き掛けられた非弾性部材で形成された平ベルトと、を備えており、従動プーリーと平ベルトとの動摩擦係数を、前記所定の動摩擦係数よりも低く設定する。
【００１６】
これは、駆動ローラと特定従動ローラとの回転速度を一定に維持することができる。
【００１７】
また、本発明において、前記像担持体から加わる負荷を０とした場合での、前記駆動ローラの表面速度Ｖmainと、前記特定従動ローラの表面速度Ｖsubの比が、印字精度によって特定される下限値と、駆動負荷によって特定される上限値の範囲であることを特徴としている。
【００１８】
さらに、前記ＶmainとＶsubとの比が、（１）式の範囲であることを特徴とする。
【００１９】
１．０２≦（Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６・・・（１）
像担持体から加わる負荷を０とした場合、すなわち、駆動ローラと特定従動ローラとが無負荷で駆動するとき、駆動ローラの表面速度Ｖmainと、前記特定従動ローラの表面速度Ｖsubの比の範囲として、下限値は印字精度によって特定され、上限値は駆動負荷によって特定される。
【００２０】
前記比が所定値（実験結果によるしきい値としては、Ｖsub／Ｖmain＝１．０２）よりも小さい場合は、駆動負荷があったときに駆動ローラと特定従動ローラとの速度安定性が悪く、像担持体の速度変動が発生する。一方、比が所定値（実験結果によるしきい値としては、Ｖsub／Ｖmain＝１．０６）よりも大きい場合には、駆動負荷があったときに特定従動ローラの速度安定までのタイムロスが発生し、迅速な速度安定制御が困難となる。
【００２１】
そこで、前記比Ｖsub／Ｖmainを特定することで、最適なモードでの画像形成処理を実現することができる。
【００２２】
また、本発明において、前記動摩擦係数の相関関係を、前記駆動ローラ又は特定従動ローラと前記像担持体との間の滑りトルクＦ１が、前記駆動ローラ又は特定従動ローラと前記平ベルトとの間の滑りトルクＦ２よりも大きくなるように設定することを特徴としている。
【００２３】
動摩擦係数の相関関係を設定する具体的な手段として、駆動ローラ又は特定従動ローラと前記像担持体との間の滑りトルクＦ１を、前記駆動ローラ又は特定従動ローラと前記平ベルトとの間の滑りトルクＦ２よりも大きくする。この結果、目的とする動摩擦係数の相関関係とすることができる。
【００２４】
さらに、本発明において、前記特定従動ローラは、前記駆動ローラに近接し、かつ下流側に設けられていることを特徴としている。
【００２５】
特定従動ローラは、複数の従動ローラの中で、駆動ローラに最も近く、かつ下流側にあることで、駆動負荷の分散を最も効率的に行うことができる。また、この駆動ローラと特定従動ローラとの間に駆動負荷に起因する処理（例えば、転写処理）工程を配置することで、駆動負荷の分散を有効に利用することができる。
【００２６】
また、本発明では、前記平ベルトへ所定のテンションをかけるテンション調整機構と、テンション調整機構部を制御して、前記駆動ローラが駆動中に前記平ベルトに所定のテンションをかけ、前記駆動ローラが非駆動中に前記平ベルトへのテンションを解除するテンション制御手段と、をさらに有することを特徴としている。
【００２７】
さらに、前記テンション制御手段は、前記像担持体の駆動開始から所定の時間前記テンション調整機構部を制御して、前記平ベルトに所定のテンションをかけることを特徴としている。
【００２８】
平ベルトには、テンション調整機構によるテンションをかけることができ、当該テンションは、テンション制御手段により、駆動ローラの駆動中のみにかけるようにする。この結果、平ベルトの寿命を延ばすことができる。
【００２９】
さらに、像担持体の駆動開始から所定の時間という最も駆動負荷がかかり易いときのみとすることで、平ベルトの寿命をさらに延ばすことができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明した如く本発明では、像担持体に対して、駆動ローラに加え特定従動ロールから像担持体へ駆動力を付与することで、簡単な構造で像担持体の周回駆動のための駆動力伝達面が増え、この結果、駆動負荷が分散されて、駆動負荷による像担持体の速度変動を軽減することができる。特定従動ローラは、駆動ローラが微小にスリップし始めようとすると、スリップの起因となる駆動負荷が特定従動ローラに移行し、スリップを回避することができる。
【００３１】
従って、像担持体の速度が安定し、単色画像の伸縮、カラー画像（フルカラー画像を含む）の色ずれを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（全体構成）
図１及び図２は、本実施の形態に係るモノクロプリンタのエンジン部１０が示されている。
【００３３】
このエンジン部１０は、主構成として像担持体としての感光体ベルト１２が１個の駆動ローラ１４と複数（本実施の形態では、２個）の従動ローラ１６Ａ、１６Ｂに巻き掛けられている。
【００３４】
駆動ローラ１４は、カップリング１８（図２参照）を介して駆動源としてのモータ２０（図３参照）の回転軸と連結され、この駆動源の駆動力で一定速度で回転するようになっている。
【００３５】
この感光体ベルト１２は、前記駆動ローラ１４及び従動ローラ１６Ａ、１６Ｂに案内支持されることで、前記駆動ローラ１４からの駆動力を受け、所定の軌跡に沿って図１の矢印Ａ方向に沿って、周回することが可能となっている。
【００３６】
なお、駆動ローラ１４、従動ローラ１６Ａ、１６Ｂの表層面は弾性部材（ゴム）で被覆され、感光体ベルト１２の内周面と接触している。感光体ベルト１２の内周面は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）であり、前記ゴムとの動摩擦係数は高く、特に、駆動ローラ１４と感光体ベルト１２との駆動負荷によるスリップがほとんどない設計となっている。
【００３７】
感光体ベルト１２の前記周回軌跡の適宜位置には、前記図１の矢印Ａ方向に沿って、帯電部２２、露光部２４、現像部２６、除電部２８、転写部３０、クリーナ部３２が配設されている。
【００３８】
帯電部２２は、画像形成処理の第１の工程であり、感光体ベルト１２の略水平搬送領域に位置している。この帯電部２２では、感光体ベルト１２の表面（外周面）を一様に帯電する。
【００３９】
この一様に帯電された感光体ベルト１２が露光部２４に至ると、プラテン２４Ａと共に感光体ベルト１２を挟んで配置される光ビーム走査装置２４Ｂから照射される光ビームを照射することで静電潜像を形成する。なお、本実施の形態では、光源としてＬＥＤが適用され、このＬＥＤが主走査方向に配列されており、当該ＬＥＤからの光をセルフォックレンズ等の光学系で集光し、画像データに基づいて点灯／消灯させる。
【００４０】
静電潜像が形成された感光体ベルト１２は、図１の左端に位置する従動ローラ１６Ａによって略反転した後、現像部２６へ到達するようになっている。
【００４１】
現像部２６では、トナータンク２６Ａに貯留されているトナーを攪拌しながら感光体ベルト１２の表面（外周面）を供給することで、感光体ベルト１２上の前記静電潜像が顕像化される。なお、この現像部２６の下流側近傍における感光体ベルト１２の内周面には、除電部２８が配置されており、感光体ベルト１２の帯電状態をリセットする。
【００４２】
顕像化された画像（以下、トナー像という）は、除電部２８を通過すると、感光体ベルト１２が前記駆動ローラ１４によって略９０°方向転換する位置に到達し、この位置から図１の縦向きとなる領域が転写部３０となる。
【００４３】
前記駆動ローラ１４が配置された位置は、図１の右下部に配設されたガイド部材３４並びに搬送ローラ３６で構成された被転写部材である記録用紙３８の搬送経路部４０を構成している。
【００４４】
記録用紙３８は、搬送経路４０に沿って、前記駆動ローラ１４の配置位置から、前記縦方向に移動する感光体ベルト１２を密着搬送されるようになっている。
【００４５】
転写部３０には、前記記録用紙３８側（記録用紙３８の画像転写面とは反対側の面に対向する側）に、転写チャージ部４２と除電チャージ部４４が設けられている。
【００４６】
この転写部３０において、前記感光体ベルト１２に形成されたトナー像が記録用紙３８に転写され、転写後の記録用紙３８は、転写部３０の搬送方向（縦方向）に沿って、そのまま搬送され、図示しない定着部を通過して、装置外へ排出される。
【００４７】
一方、感光体ベルト１２は、転写部３０の終端（図１の右上端）に位置する従動ローラ１６Ｂによって略９０°方向転換され、前記帯電部２２と露光部２４が配設された略水平搬送領域へ至る。
【００４８】
前記帯電部２２の上流側には、クリーナ部３２が配設され、このクリーナ部３２のブラシ３２Ａにより、感光体ベルト１２に残留しているトナーが掻き取られ、感光体ベルト１２は１周することになる。
【００４９】
（駆動負荷軽減構造）
ここで、本実施の形態では、前述したように、感光体ベルト１２と駆動ローラ１４との接触は、ゴムとＰＥＴであり、動摩擦係数が高いが、予測以上の駆動負荷（駆動開始時、現像部２６でのトナー供給、転写部３０での記録用紙３８への転写等）がかかると、駆動負荷がこの駆動ローラ１４と感光体ベルト１２との接触面に集中し、スリップが発生することがあった。
【００５０】
そこで、本実施の形態では、駆動伝達領域を拡大（分散）する構造を追加した。
【００５１】
図２及び図３に示される如く、駆動ローラ１４の軸線方向一端部（前記カップリング１８が取り付けられた端部とは反対側の端部）には、主プーリー４６が取り付けられている。主プーリー４６は、少なくともその周面が平滑なアルミニウムで形成されている。
【００５２】
一方、従動ローラ１６Ｂの軸線方向一端部には、副プーリー４８が取り付けられている。副プーリー４８は、少なくともその周面が平滑なアルミニウムで形成されている。
【００５３】
この主プーリー４６と副プーリー４８とには、無端の平ベルト５０が巻き掛けられている。
【００５４】
この結果、駆動ローラ１４の駆動力が、主プーリー４６、平ベルト５０、副プーリー４８を介して従動ローラ１６Ｂに伝達され、この従動ローラ１６Ｂも駆動ローラ１４としての機能を有することになる（特定従動ローラとして確立するため、特定従動ローラ１６Ｂという）。
【００５５】
ここで、平ベルト５０は、伸縮のない可撓性の合成樹脂製であり、主プーリー４６と副プーリー４８とに巻き掛けられて駆動力が伝達されるときの動摩擦係数は、前記駆動ローラ１４と感光体ベルト１２との動摩擦係数よりも低い。
【００５６】
ここで、駆動ローラ１４の外径（すなわち、感光体ベルト１２が巻き掛けられている外径）と、特定従動ローラである従動ローラ１６Ｂの外径（すなわち、感光体ベルト１２が巻き掛けられている外径）とは同一である。
【００５７】
一方、主プーリー４６の外径（すなわち、平ベルト５０が巻き掛けられている外径）Ｄmainと、副プーリー４８の外径Ｄsubとを比較すると、Ｄmain＞Ｄsubの関係となっている。
【００５８】
この結果、主プーリー４６から平ベルト５０を介して副プーリー４８が回転するとき、理論的には、主プーリー４６よりも副プーリー４８が速く回転することになる。
【００５９】
しかし、平ベルト５０と、主プーリー４６及び副プーリー４８とは、動摩擦係数が低いため、これらの間にスリップが発生し、速度差が相殺され、駆動ローラ１４の回転速度Ｖmainと特定従動ローラ１６Ｂの回転速度Ｖsubとが同一となる。
【００６０】
結果として、駆動ローラ１４と接触している感光体ベルト１２の速度（線速度）ｖ１と、特定従動ローラ１６Ｂと接触している感光体ベルト１２の速度（線速度）ｖ２とは、ほぼ一致することになる。
【００６１】
これにより、感光体ベルト１２は、駆動ローラ１４の駆動力と、特定従動ローラ１６Ｂの駆動力で周回駆動することになり、駆動力の伝達位置を分散することで、駆動負荷による感光体ベルト１２の速度むらの発生を軽減している。
【００６２】
本実施の形態では、速度むらの軽減に最も有効である、上記主プーリー４６の外径Ｄmainと、副プーリー４８の外径Ｄsubとの差分が、比で表すと
１．０２≦（Ｄmain／Ｄsub）≦１．０６・・・（２）
の範囲であることが、実験的に確認されている（詳細後述）。
【００６３】
これは、感光体ベルト１２が無い状態（或いは、無負荷状態）での、前記駆動ローラ１４の回転速度Ｖmainと、特定従動ローラ１６Ｂの回転速度副Ｖsubに置き換えることができる。
【００６４】
１．０２≦（Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６・・・（３）
なお、（３）式は、特許請求の範囲の（１）式と同一である。
【００６５】
図２に示される如く、平ベルト５０には、テンションローラ５２が接触している。テンションローラ５２は、その回転軸の両端部が平ベルト５０に対して接近離反するように案内され、その移動はテンション制御部５４によって制御されるようになっている。
【００６６】
平ベルト５０は、前述したように伸縮がないため、所定のテンションをかけなければ、駆動ローラ１４からの駆動力が特定従動ローラ１６Ｂへ確実に伝わらない。このため、前記テンションローラ５２を平ベルト５０に押し付けることで、駆動ローラ１４の駆動力を特定従動ローラ１６Ｂへ伝達している。
【００６７】
なお、テンション制御部５４では、駆動ローラ１４が駆動しているときに平ベルト５０にテンションローラ５２を押し付けてテンションをかけ、非駆動時に平ベルト５０から離反させるようにしている。
【００６８】
また、駆動負荷が所定以上かかる時期（例えば、駆動ローラ１４の駆動開始時から所定時間等）のみにテンションローラ５２を平ベルト５０へ押し付けてテンションをかけるようにしてもよい。
【００６９】
図４には、前記（２）式（（１）式も同様）の関係を確立するための実験結果から得られた印字位置精度特性（図４（Ａ））、駆動負荷特性（図４（Ｂ））が示されている。
【００７０】
図４（Ａ）に示される如く、印字位置精度は、画像形成装置毎に異なるが、例えば、±２００μｍが良否のボーダーライン（しきい値）とされ、前記Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）を０〜１．１０程度まで適宜の分解能でそれぞれの印字位置精度σを得ている。この図４（Ａ）に示される如く、印字位置精度からみた前記Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）の範囲は、１．０２〜１．０８（２００μｍ以下）となる。
【００７１】
一方、図４（Ｂ）に示される如く、駆動負荷は、駆動源であるモータの電流値から読み取ることができる。この電流値の適正値は、画像形成装置毎に異なるがある程度の良否を判別するボーダーライン（しきい値）を設定している。この図４（Ｂ）に示される如く、駆動負荷からみた前記Ｖsub／Ｖmainの範囲は、１．００〜１．０６となる。
【００７２】
これらの結果を総合することで、１．０２≦Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６が導出されることになる。
【００７３】
以下に本実施の形態の作用を説明する。
【００７４】
まず、エンジン部１０の画像形成動作について説明する。
【００７５】
画像形成指示があると、モータを駆動させ、駆動ローラ１４を回転させる。これにより、この駆動ローラ１４に巻き掛けられている感光体ベルト１２が図１の矢印Ａ方向への周回駆動が開始される。
【００７６】
ここで、予め定められた基準位置から、感光体ベルト１２の先頭部（予め設定されている位置）が帯電部２２を通過することで、感光体ベルト１２の表面（外周面）は一様帯電される。
【００７７】
一様帯電された感光体ベルト１２は、露光部２４へ送り出され、プラテン２４Ａに支持されながら、光走査装置２４Ｂからの光ビームによって、静電潜像が形成される。
【００７８】
静電潜像が形成された感光体ベルト１２は、従動ローラ１６Ａによって略反転され、現像部２６へと至る。
【００７９】
現像部２６では、トナーを攪拌しながら、感光体ベルト１２の表面へと送り出すと、マイナス（或いはプラス）に帯電されたトナーがプラス（或いはマイナス）に帯電されている静電潜像引き付けられて顕像化され、トナー像が形成される。
【００８０】
トナー像が形成された感光体ベルト１２は、除電部２８を通過し、転写部３０の入り口、すなわち駆動ローラ１４による９０°方向転換位置へと至る。
【００８１】
一方、この駆動ローラ１４へは、搬送経路４０を通って、前記トナー像が形成された位置との同期がとられた状態で、記録用紙３８が搬送されてくる。
【００８２】
この結果、駆動ローラ１４に巻き掛けられ、略９０°方向転換した感光体ベルト１２の表面には、記録用紙３８が密着され、当該密着状態で縦方向（図１の上方向）へ搬送される。
【００８３】
この縦方向への搬送途中において、転写チャージ部４２及び除電チャージ部４４を通過することで、感光体ベルト１２のトナー像が記録用紙３８へ転写される。
【００８４】
転写部３０の終端位置には、特定従動ローラ１６Ｂが配置され、感光体ベルト１２は、この特定従動ローラ１６Ｂに巻き掛けられて、略９０°方向転換され、クリーナ部３２で残留するトナーを掻き取った後、基準位置へ戻る。
【００８５】
一方、記録用紙３８は、前記特定従動ローラ１６Ｂの位置から接線方向にそのまま直進し、図示しない定着部を介して、装置外部へ排出される。
【００８６】
（感光体ベルト１２の速度むら補正）
ここで、従来では、感光体ベルト１２は、駆動ローラ１４からのみ駆動力を受けている。感光体ベルト１２と駆動ローラ１４との接触は、ゴムとＰＥＴであり、動摩擦係数が高いが、必要以上の駆動負荷がかかると、この駆動負荷がこの駆動ローラ１４と感光体ベルト１２との接触面に集中し、スリップが発生することがあった。
【００８７】
そこで、駆動ローラ１４とは別、特定従動ローラ１６Ｂからも感光体ベルト１２へ駆動力を伝達する機能を持たせた。
【００８８】
その構成は、上記構成のエンジン部１０において、転写部３０の入口に位置する駆動ローラ１４には、同軸上に主プーリー４６が取り付けられ、転写部３０の出口に位置する特定従動ローラ１６Ｂには、同軸上に副プーリー４８が取り付けられ、これらに、平ベルト５０が巻き掛けられることで実現した。
【００８９】
主プーリー４６及び副プーリー４８は、少なくともその周面が平滑なアルミニウムで形成され、平ベルト５０は、伸縮のない可撓性の合成樹脂製で形成されているため、主プーリー４６と副プーリー４８とに巻き掛けられて駆動力が伝達されるときの動摩擦係数は、前記駆動ローラ１４と感光体ベルト１２との動摩擦係数よりも低い。
【００９０】
言い換えれば、主プーリー４６による平ベルト５０の搬送速度と、副プーリー４８による平ベルト５０の搬送速度とに差が生じたとき、意図的に滑りを生じさせる構造とした。
【００９１】
駆動ローラ１４の外径と、特定従動ローラである従動ローラ１６Ｂの外径とを同一とし、主プーリー４６の外径Ｄmainと、副プーリー４８の外径ＤsubとにＤmain＞Ｄsubの関係を持たせ、主プーリー４６から平ベルト５０を介して副プーリー４８が回転するとき、理論的には、主プーリー４６よりも副プーリー４８が速く回転するようにし、前述の如く、平ベルト５０と、主プーリー４６及び副プーリー４８とをスリップさせ、速度差を相殺している。
【００９２】
このため、駆動ローラ１４の回転速度Ｖmainと特定従動ローラ１６Ｂの回転速度Ｖsubとが同一となる。
【００９３】
結果として、駆動ローラ１４と接触している感光体ベルト１２の速度（線速度）ｖ１と、特定従動ローラ１６Ｂと接触している感光体ベルト１２の速度（線速度）ｖ２とは、ほぼ一致することになり、感光体ベルト１２は、駆動ローラ１４の駆動力と、特定従動ローラ１６Ｂの駆動力で周回駆動することになり、駆動力の伝達位置を分散することで、駆動負荷による感光体ベルト１２の速度むらの発生を軽減することができる。
【００９４】
すなわち、本実施の形態では、理論的には、駆動ローラ１４と、特定従動ローラ１６Ｂとが、別の駆動系によって駆動し、かつ同一速度で回転すればよいが、現実的には非常に困難であり、この同一速度での回転を実現するために、主プーリー４６及び副プーリー４８と、平ベルト５０との滑りを利用したものである。
【００９５】
これにより、駆動ローラ１４と特定従動ローラ１６Ｂとにかかる駆動負荷を、それぞれ１／２ずつとすることができ、駆動負荷による感光体ベルト１２の速度むらを軽減することができる。
【００９６】
ところで、主プーリー４６及び副プーリー４８と、平ベルト５０との滑り、換言すれば、前記主プーリー４６の外径Ｄmainと、副プーリー４８の外径Ｄsubと比（Ｄmain／Ｄsub）は、ある程度の範囲が好ましいことが実験結果で判明した。
【００９７】
すなわち、比が小さいと、目的とする印字位置精度がとれない場合がある、これは、比が小さいと、部品精度上、速度差の逆転が発生し、駆動ローラ１４側で平ベルト５０とのスリップが発生して、かえって負荷を冗長させる場合があると考えられる。
【００９８】
一方、比が大きいと、特定従動ローラ１６Ｂと平ベルト５０とのスリップ量が増え、かえって、駆動ローラ１４に負担がかかってしまうことが考えられる。
【００９９】
そこで、本実施の形態では、速度むらの軽減に最も有効である、上記主プーリー４６の外径Ｄmainと、副プーリー４８の外径Ｄsubとの差分（比）を
１．０２≦（Ｄmain／Ｄsub）≦１．０６・・・（２）
の範囲に設定した。
【０１００】
駆動ローラ１４の回転速度Ｖmainと、特定従動ローラ１６Ｂの回転速度副Ｖsubに置き換えると、
１．０２≦（Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６・・・（３）
となる。
【０１０１】
図４（Ａ）は、前記比Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）の下限値を設定するための特性図であり、縦軸を印字位置精度としてる。印字精度は、画像形成装置毎に異なるが、ここでは、±２００μｍを良否のボーダーライン（しきい値）とし、前記比の良否を判定した。この結果、前記比Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）を１．０２〜１．０８とすれば、印字精度をしきい値の２００μｍ以下とすることができる。
【０１０２】
図４（Ｂ）は、前記比Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）の上限値を設定するための特性図であり、縦軸をモータ電流値としている。すなわち、駆動負荷は、駆動源であるモータの電流値から読み取ることができる。
【０１０３】
この電流値の適正値は、画像形成装置毎に異なるがある程度の良否を判別するボーダーライン（しきい値）を設定し、前記比の良否を判定した。この結果、前記Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）を１．００〜１．０６とすれば、電流値をしきい値以下とすることができる。
【０１０４】
この図４（Ａ）並びに（Ｂ）の結果に基づいて、１．０２≦Ｄmain／Ｄsub（＝Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６とすれば、駆動負荷を軽減し、かつ印字精度を向上することができる。
【０１０５】
以上説明したように本実施の形態では、駆動ローラ１４と同軸上に主プーリー４６を取り付け、一方、特定従動ローラ１６Ｂと同軸上に副プーリー４８を設け、これらに平ベルト５０を巻き掛け、駆動ローラ１４の駆動力を特定従動ローラ１６Ｂへも伝達することで、駆動負荷を分散することができ、感光体ベルト１２の滑りを軽減することができる。このとき、プーリー−平ベルト間の動摩擦係数を駆動ローラー感光体ベルト間の動摩擦係数よりも低くし、かつ若干特定従動ローラ１６Ｂの方を速く回転させるようにすると共に、速度差分はプーリー−平ベルト間のスベリで相殺させるため、安定した駆動ローラ１４と特定従動ローラ１６Ｂとによる駆動負荷軽減搬送が実現できる。
【０１０６】
なお、本実施の形態では、特定従動ローラ１６Ｂを駆動ローラ１４を上流側側近の従動ローラ１６Ｂとしたが、従動ローラ１６Ａを適用してもよく、別途従動ローラを追加してもよい。
【０１０７】
また、モータ→駆動ローラ１４（主プーリー４６）→平ベルト５０→特定従動ローラ１６Ｂ（副プーリー４８）という直列的な系列で駆動力を伝達したが、平ベルト５０をモータの回転軸と、主プーリー４６及び副プーリー４８との３点巻き掛けとして、主プーリー４６と副プーリー４８とへ直接駆動力を伝達するようにしてもよい（この場合、主従の関係はなくなる）。
【０１０８】
さらに、本実施の形態では、主プーリー４６及び副プーリー４８と平ベルト５０とのスリップを利用して速度差を相殺するようにしたが、市販のワンウェイクラッチ内蔵の軸受等を用いて、速度差を相殺する構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置のエンジン部の概略図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】転写部近傍の拡大図であり、本発明の駆動負荷軽減構造を詳細に示した正面図である。
【図４】（Ａ）はプーリー径比−印字精度特性図、（Ｂ）プーリー径比−駆動負荷（モータ電流値）特性図である。回転制御部の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０ エンジン部
１２ 感光体ベルト
１４ の駆動ローラ
１６Ａ、１６Ｂ 従動ローラ
（１６Ｂ） 特定従動ローラ
１８ カップリング
２０ モータ
２２ 帯電部
２４ 露光部
２６ 現像部
２８ 除電部
３０ 転写部
３２ クリーナ部
３４ ガイド部材
３６ 搬送ローラ
３８ 記録用紙
４０ 搬送経路部
４２ 転写チャージ部
４４ 除電チャージ部
４６ 主プーリー（駆動プーリー）
４８ 副プーリー（従動プーリー）
５０ 平ベルト（ベルト）
５２ テンションローラ
５４ テンション制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの駆動力を受けて駆動する少なくとも１つの駆動ローラと、駆動力を持たない従動ローラとで構成された複数のローラに巻き掛けられ、予め定められた移動軌跡に沿って周回する無端ベルト状の像担持体を備え、前記像担持体の周回軌跡上の適宜位置において少なくとも帯電、露光、現像、転写の各処理を実行し、前記転写処理において被転写部材へ画像を転写する画像形成装置であって、
前記駆動ローラと少なくとも１つの特定従動ローラとを所定の動摩擦係数の下で動摩擦連結することで、前記駆動ローラの駆動力で前記特定従動ローラを動摩擦駆動させる動摩擦連結手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記動摩擦連結手段が、前記駆動ローラと同軸に形成された駆動プーリーと、前記特定従動ローラと同軸に形成された従動プーリーと、前記駆動プーリーと前記従動プーリーとのそれぞれに巻き掛けられた非弾性部材で形成された平ベルトと、で構成され、前記従動プーリーと前記平ベルトとの動摩擦係数が、前記所定の動摩擦係数よりも低く設定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。
【請求項３】
前記像担持体から加わる負荷を０とした場合での、前記駆動ローラの表面速度Ｖmainと、前記特定従動ローラの表面速度Ｖsubの比が、印字精度によって特定される下限値と、駆動負荷によって特定される上限値の範囲であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ＶmainとＶsubとの比が、（１）式の範囲であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
１．０２≦（Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６・・・（１）
【請求項５】
前記動摩擦係数の相関関係を、前記駆動ローラ又は特定従動ローラと前記像担持体との間の滑りトルクＦ１が、前記駆動ローラ又は特定従動ローラと前記平ベルトとの間の滑りトルクＦ２よりも大きくなるように設定することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記特定従動ローラは、前記駆動ローラに近接し、かつ下流側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記平ベルトへ所定のテンションをかけるテンション調整機構と、
テンション調整機構部を制御して、前記駆動ローラが駆動中に前記平ベルトに所定のテンションをかけ、前記駆動ローラが非駆動中に前記平ベルトへのテンションを解除するテンション制御手段と、をさらに有することを特徴とする請求項２乃至請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記テンション制御手段は、前記像担持体の駆動開始から所定の時間前記テンション調整機構部を制御して、前記平ベルトに所定のテンションをかけることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項１】
駆動源からの駆動力を受けて駆動する少なくとも１つの駆動ローラと、駆動力を持たない従動ローラとで構成された複数のローラに巻き掛けられ、予め定められた移動軌跡に沿って周回する無端ベルト状の像担持体を備え、前記像担持体の周回軌跡上の適宜位置において少なくとも帯電、露光、現像、転写の各処理を実行し、前記転写処理において被転写部材へ画像を転写する画像形成装置であって、
前記駆動ローラと少なくとも１つの特定従動ローラとを所定の動摩擦係数の下で動摩擦連結することで、前記駆動ローラの駆動力で前記特定従動ローラを動摩擦駆動させる動摩擦連結手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記動摩擦連結手段が、前記駆動ローラと同軸に形成された駆動プーリーと、前記特定従動ローラと同軸に形成された従動プーリーと、前記駆動プーリーと前記従動プーリーとのそれぞれに巻き掛けられた非弾性部材で形成された平ベルトと、で構成され、前記従動プーリーと前記平ベルトとの動摩擦係数が、前記所定の動摩擦係数よりも低く設定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。
【請求項３】
前記像担持体から加わる負荷を０とした場合での、前記駆動ローラの表面速度Ｖmainと、前記特定従動ローラの表面速度Ｖsubの比が、印字精度によって特定される下限値と、駆動負荷によって特定される上限値の範囲であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ＶmainとＶsubとの比が、（１）式の範囲であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
１．０２≦（Ｖsub／Ｖmain）≦１．０６・・・（１）
【請求項５】
前記動摩擦係数の相関関係を、前記駆動ローラ又は特定従動ローラと前記像担持体との間の滑りトルクＦ１が、前記駆動ローラ又は特定従動ローラと前記平ベルトとの間の滑りトルクＦ２よりも大きくなるように設定することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記特定従動ローラは、前記駆動ローラに近接し、かつ下流側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記平ベルトへ所定のテンションをかけるテンション調整機構と、
テンション調整機構部を制御して、前記駆動ローラが駆動中に前記平ベルトに所定のテンションをかけ、前記駆動ローラが非駆動中に前記平ベルトへのテンションを解除するテンション制御手段と、をさらに有することを特徴とする請求項２乃至請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記テンション制御手段は、前記像担持体の駆動開始から所定の時間前記テンション調整機構部を制御して、前記平ベルトに所定のテンションをかけることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−５２２４６（Ｐ２００７−５２２４６Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３７４４６（Ｐ２００５−２３７４４６）
【出願日】平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セルフォック
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セルフォック
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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