(57)【要約】【課題】簡単な構成で感光体ドラムのベンディングのばらつきに起因する画像のずれを補正することができ、色ずれの目立たない高品質の画像を得ることのできる画像形成装置を得る。【解決手段】比較的外径の小さい感光体ドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃと、比較的外径の大きい感光体ドラム１０ｋを並置した画像形成装置。光ビーム走査装置３０にて各感光体ドラムの外周面に光ビームを走査して画像を描画する。クリーニングブレード１３の圧接条件に応じて各感光体ドラムで発生するベンディングがほぼ一定となるように、各感光体ドラムの円筒状基材の厚み（外径と内径）が設定されている。【選択図】図１
2010044133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の感光体ドラムよりも外径が大きい少なくとも一つの感光体ドラムを含む複数の感光体ドラムと、
所定の周速度で回転駆動される前記各感光体ドラムの外周面上に光ビームで主走査方向に画像を描画し、静電潜像を形成する光ビーム走査手段と、
前記各感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナー像とする現像手段と、
前記各感光体ドラムの外周面に圧接して残留トナーを払拭するクリーニングブレードと、
前記トナー像を各感光体ドラム上から転写部材に転写して合成する転写手段と、
を備え、
前記クリーニングブレードの圧接条件に応じて各感光体ドラムで発生するベンディングがほぼ一定となるように、各感光体ドラムの円筒状基材の厚みが設定されていること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
第１の外径を有する感光体ドラムの円筒状基材の外径ｄ２とその内径ｄ１、第２の外径を有する感光体ドラムの円筒状基材の外径ｄ４とその内径ｄ３の関係が、π（ｄ２−ｄ１）／６４＝π（ｄ４−ｄ３）／６４の関係にあること、を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、特に、複数の感光体ドラムを並置したタンデム方式のカラープリンタや複写機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タンデム方式の画像形成装置においては、図３に示すように、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の画像を形成するための感光体ドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｋを並置し、光ビームＢｙ，Ｂｍ，Ｂｃ、Ｂｋによる主走査方向への走査によって各感光体ドラムの外周面に静電潜像を形成し、現像器１２でトナー画像とした後、各転写ローラ１５から付与される電界にてトナー画像を中間転写ベルト２０上に１次転写／合成していた。中間転写ベルト２０上で合成されたトナー画像は図示しない転写材上に２次転写される。
【０００３】
ところで、タンデム方式の画像形成装置では、装置の小型化の要請から感光体ドラムは小径化の傾向にある。しかし、ブラック画像を形成するための感光体ドラム１０ｋに関しては、使用頻度が高いことから耐久性を保障するために他のドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃよりも大径化している。
【０００４】
感光体ドラムが小径化すると、慣性モーメントが小さくなるので、圧接されている残留トナーのクリーニングブレード１３からの圧接力によりドラム自体に撓み（ベンディング）が発生する。図４（Ａ）に示すように、ベンディングに起因して、露光部Ａでは直線状に走査されたラインＬ１がほぼ１８０度回転して転写部Ｂに至ると歪みが生じたラインＬ１’となる。一方、大径の感光体ドラム１０ｋに関しては慣性モーメントが大きいのでベンディングが生じることはなく、図４（Ｂ）に示すように転写部Ｂにおいても直線状のラインＬ１を維持する。従って、合成された画像は図４（Ｃ）に示すように色ずれを生じることになる。
【０００５】
かかる色ずれという不具合を解決するため、従来、特許文献１，２などに記載の画像形成装置が提案されている。特許文献１では、感光体ドラムのベンディングに起因する色ずれを三つのセンサで検出し、画像データを修正している。特許文献２では、中間転写ベルト上の色ずれパターンから回転むらを測定し、周期的な回転変動を打ち消すように各感光体ドラムの回転速度を制御している。しかし、いずれも検出手段、測定手段を配置する必要があり、装置の複雑化を招いていた。
【特許文献１】特開２０００−１０３１２１号公報
【特許文献２】特開２００６−０４７９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、簡単な構成で感光体ドラムのベンディングのばらつきに起因する画像のずれを解消することができ、色ずれの目立たない高品質の画像を得ることのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の一形態である画像形成装置は、
他の感光体ドラムよりも外径が大きい少なくとも一つの感光体ドラムを含む複数の感光体ドラムと、
所定の周速度で回転駆動される前記各感光体ドラムの外周面上に光ビームで主走査方向に画像を描画し、静電潜像を形成する光ビーム走査手段と、
前記各感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナー像とする現像手段と、
前記感光体ドラムの外周面に圧接して残留トナーを払拭するクリーニングブレードと、
前記トナー像を各感光体ドラム上から転写部材に転写して合成する転写手段と、
を備え、
前記クリーニングブレードの圧接条件に応じて各感光体ドラムで発生するベンディングがほぼ一定となるように、各感光体ドラムの円筒状基材の厚みが設定されていること、
を特徴とする。
【０００８】
各感光体ドラムのベンディング量は、その円筒状基材の材質、厚み（外径と内径との差）、はりの長さ、クリーニングブレードの圧接力などに基づいて決まり、計算によって求めることができる。前記画像形成装置においては、各感光体ドラムの円筒状基材の厚み（外径と内径）を好ましい数値に選択することにより、各感光体ドラムで発生するベンディングがほぼ一定となり、画像歪みの検出センサや回転むらの測定手段を設けることなく、感光体ドラムのベンディングのばらつきに起因する画像のずれを解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１に示すように、本発明の一実施例である画像形成装置は、タンデム方式によってカラー画像を形成するもので、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の画像を形成するための比較的小径の感光体ドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃと、Ｋ（ブラック）の画像を形成するための比較的大径の感光体ドラム１０ｋとが並置されている。各感光体ドラムの周囲には、帯電チャージャ１１、現像器１２、転写ローラ１５、残留トナーのクリーニングブレード１３などが配置されている。
【００１１】
感光体ドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｋの直上には中間転写ベルト２０が駆動ローラ２１、支持ローラ２２及びテンションローラ２３に無端状に張り設けられ、反時計回り方向に回転可能に設置されている。
【００１２】
画像は光ビーム走査装置３０によって露光部Ａにおいて各感光体ドラムの外周面に主走査方向（感光体ドラムの軸方向と平行な方向）に描画される。光ビーム走査装置３０は、図示しない光源ユニットと、単一のポリゴンミラー３１と、第１及び第２走査レンズ３２，３３と、複数の折返しミラー３５ｙ，３５ｍ，３５ｃ，３５ｋ，３６ｙ，３６ｍ，３６ｃ，３７ｃと、第３走査レンズ３４ｙ，３４ｍ，３４ｃ，３４ｋとで構成されている。
【００１３】
光ビームＢｙ，Ｂｍ，Ｂｃ，Ｂｋは単一のポリゴンミラー３１で偏向された後、第１及び第２走査レンズ３２，３３を透過する。その後、光ビームＢｙは折返しミラー３５ｙ、第３走査レンズ３４ｙ、折返しミラー３６ｙを経て感光体ドラム１０ｙを露光する。光ビームＢｍは折返しミラー３５ｍ、第３走査レンズ３４ｍ、折返しミラー３６ｍを経て感光体ドラム１０ｍを露光する。光ビームＢｃは折返しミラー３５ｃ，３６ｃ、第３走査レンズ３４ｃ、折返しミラー３７ｃを経て感光体ドラム１０ｃを露光する。光ビームＢｋは第３走査レンズ３４ｋ、折返しミラー３５ｋを経て感光体ドラム１０ｋを露光する。第１、第２及び第３走査レンズ３２，３３，３４は、それぞれ、光学系におけるｆθ特性や像面湾曲、走査ラインの傾き、ボウ（像面での弓状湾曲）などを補正する機能を有している。
【００１４】
以上の構成において、露光部Ａでは光ビームによる主走査方向への露光によって所定の周速度で回転駆動されている各感光体ドラムの外周面に静電潜像が形成され、現像器１２でトナー画像とした後、転写部Ｂにおいて各転写ローラ１５から付与される電界にてトナー画像を中間転写ベルト２０上に１次転写／合成する。中間転写ベルト２０上で合成されたトナー画像は２次転写部Ｃにおいて図示しない転写材上に２次転写される。
【００１５】
ところで、図４に示したように、小径の感光体ドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃにあってはクリーニングブレード１３の圧接力によってベンディングを生じ、露光部Ａで直線状に描画された画像が転写部Ｂにおいて歪み（ボウ）が発生し、色ずれになる。前記光ビーム走査装置３０では画像の歪みが生じないように各光学素子を補正している。しかし、感光体ドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃのベンディングによる歪みは、光ビーム走査装置３０に内蔵されている光学素子とは別の原因で独自に発生している。
【００１６】
そこで、本実施例では、クリーニングブレード１３の圧接条件に応じて各感光体ドラムで発生するベンディングが一定となるように、各感光体ドラムで発生するベンディングがほぼ一定となるように、各感光体ドラムの円筒状基材の厚みを設定するようにした。カラー画像形成用の感光体ドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃは比較的小径であってその円筒状基材１０Ａは、図２に示すように、共通の内径ｄ１、外径ｄ２とされている。黒色画像形成用の感光体ドラム１０ｋは比較的大径であってその円筒状基材１０Ｂは、所定の内径ｄ３、外径ｄ４とされている。
【００１７】
クリーニングブレード１３が圧接することによる円筒状基材１０Ａ，１０Ｂのベンディング量は、材料力学による静定ばりの最大たわみδを求める公式によって算出することができる。この公式は、（５ｗｌ4）／（３８４ＥＩ）である。公式におけるＥ及び／又はＩの値を変えることによって、中央部分における最大たわみ（ベンディング量）δを円筒状基材１０Ａ，１０Ｂのいずれにおいても一定値に設定することができる。
【００１８】
前記公式の慣性モーメントＩは、材質や外径と内径との差に基づいて決まる。従って、円筒状基材１０Ａ，１０Ｂにおいて、π（ｄ２−ｄ１）／６４＝π（ｄ４−ｄ３）／６４の関係を満足するように設定することにより、円筒状基材１０Ａ，１０Ｂのベンディング量を一定にすることができる。具体的な数値の組合せ例は以下の表１、表２に示すとおりである。
【００１９】
【表１】
2010044133.tif 000003
【００２０】
【表２】
2010044133.tif 000004
【００２１】
表１の組合せ例は、円筒状基材１０Ａ，１０Ｂともにアルミニウムを材料としている。小径の円筒状基材１０Ａの外径ｄ２は３０ｍｍ、内径ｄ１は２６ｍｍであり、大径の円筒状基材１０Ｂの外径ｄ４は４０ｍｍ、内径ｄ３は３８．５４ｍｍである。いずれの円筒状基材１０Ａ，１０Ｂにおいてもそのベンディング量δは０．０１４ｍｍである。
【００２２】
表２の組合せ例は、小径の円筒状基材１０Ａを鋼材とし、大径の円筒状基材１０Ｂをアルミニウムとしている。小径の円筒状基材１０Ａの外径ｄ２は３０ｍｍ、内径ｄ１は２５ｍｍであり、大径の円筒状基材１０Ｂの外径ｄ４は６０ｍｍ、内径ｄ３は５８．５０ｍｍである。いずれの円筒状基材１０Ａ，１０Ｂにおいてもそのベンディング量δは０．００４ｍｍである。
【００２３】
以上のごとく、本実施例では、各感光体ドラムで発生するベンディングを一定としたため、画像歪みの検出センサや回転むらの測定手段を設けることなく、感光体ドラムのベンディングのばらつきに起因する画像のずれを解消することができる。
【００２４】
（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００２５】
例えば、前記実施例で示した数値はあくまで例示であることは勿論である。また、画像形成のための各種ユニットの構成は任意である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】感光体ドラムの円筒状基材を示す断面図である。
【図３】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図４】画像の歪み及び色ずれを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｋ…感光体ドラム
１０Ａ，１０Ｂ…円筒状基材
１２…現像器
１３…クリーニングブレード
２０…中間転写ベルト
３０…光ビーム走査装置
Ｂｙ，Ｂｍ，Ｂｃ，Ｂｋ…光ビーム
【図１】
2010044133.tif 000005
【図２】
2010044133.tif 000006
【図３】
2010044133.tif 000007
【図４】
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