(57)【要約】【課題】装置のコストアップを抑制しつつ、スリップトランスファ方式の転写を安定して達成することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】外周面にトナー像が形成される回転可能なシリンダ３１８を備えた像担持体１と、シリンダ３１８の表面に接触して移動可能でありシリンダ３１８の表面から転移したトナー像を搬送する転写体７と、を有する画像形成装置１００は、シリンダ３１８の回転中心軸方向の両端においてシリンダ３１８の回転中心軸３１５とシリンダ３１８の外径中心軸３１６とは偏芯されており、該両端での該偏芯に位相差が付けられている構成とする。【選択図】図２
2014232182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にトナー像が形成される回転可能なシリンダを備えた像担持体と、前記シリンダの表面に接触して移動可能であり前記シリンダの表面から転移したトナー像を搬送する転写体と、を有する画像形成装置において、
前記シリンダの回転中心軸方向の両端において前記シリンダの回転中心軸と前記シリンダの外径中心軸とは偏芯されており、該両端での該偏芯に位相差が付けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記シリンダの回転中心軸をＺ軸とし、前記Ｚ軸と直交する直線をＸ軸とし、前記Ｘ軸及び前記Ｚ軸と直交する直線をＹ軸とし、前記シリンダの回転中心軸方向の一端における前記シリンダの外径中心点をＸＹ平面に投影した点を点Ａとし、前記シリンダの回転中心軸方向の他端における前記シリンダの外径中心点をＸＹ平面に投影した点を点Ｂとし、前記点Ａと前記点Ｂの中点を点Ｃとし、前記点Ａと前記点Ｃとの間の距離及び前記点Ｂと前記点Ｃとの間の距離をそれぞれεとし、ＸＹ平面の原点と前記点Ｃ間の距離をεCとし、前記シリンダの半径をｒとしたとき、次式、
【数１】
2014232182.tif 000011
を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記シリンダの回転中心軸方向の両端において前記シリンダを保持する保持手段を有し、
前記保持手段は、前記シリンダの回転中心軸方向の両端において前記シリンダの回転中心軸と前記シリンダの外径中心軸とを偏芯させ、かつ、該両端での該偏芯に位相差を付ける偏芯手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記保持手段は、前記シリンダの回転中心軸方向の両端にそれぞれ係合するフランジであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記保持手段は、前記シリンダの回転中心軸方向の両端にそれぞれ係合するフランジを、前記シリンダの回転中心軸方向の両端でそれぞれ保持する支持部材であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記保持手段は、前記シリンダを貫通する軸に対して前記シリンダを保持することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
複数の前記像担持体を有し、前記転写体は、それぞれの前記像担持体の前記シリンダの表面に接触して移動可能であり、それぞれの前記像担持体の前記シリンダの表面から順次に転移したトナー像を搬送することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項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、電子写真方式を用いて画像を形成する複写機、プリンタ（例えば、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタなど）、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置では、一般に回転可能な円筒形（ドラム型）の電子写真感光体である感光ドラムが帯電させられた後に画像情報に応じて露光されることで、感光ドラム上に静電潜像（静電像）が形成される。そして、この静電潜像がトナーを用いてトナー像として現像された後、紙などの記録材（記録媒体）に転写されて定着されることによって、記録画像が得られる。
【０００３】
また、例えばカラー画像形成装置として、中間転写体や記録材担持体といった転写体の画像担持面の移動方向に沿って複数の感光ドラムが並置されたタンデム型の画像形成装置が知られている。タンデム型の画像形成装置では、各感光ドラムに形成されたトナー像が、中間転写体や記録材担持体上の記録材に順次に転写される。中間転写体に転写されたトナー像は、その後記録材に転写されて定着される。また記録材担持体上でトナー像が転写された記録材は、記録材担持体から分離されて、その後その上にトナー像が定着される。
【０００４】
例えば、タンデム型の画像形成装置において、各感光ドラムの表面の移動速度（周速度）には、各感光ドラムの偏芯や各感光ドラムの径差などによって周期的な速度変動が生じる。そのため、これを要因とする位置ずれ（各画像のあるべき位置からの絶対ずれ量）及び色ずれ（各画像間の相対ずれ量）が発生する。
【０００５】
上記画像形成装置において、感光ドラムの偏芯による色ずれの発生を防止することを目的として、様々な対策が実施されている。例えば、各感光ドラムの形状を精度良く形成した上で、各感光ドラムの偏芯位相が一致するように配置するなどの対策がある。しかしながら、上記感光ドラムの偏芯の位相を管理する手法では、依然として各感光ドラムの偏芯による画像の位置ずれが存在する。
【０００６】
これに対し、詳しくは後述するスリップトランスファ方式の転写を達成するなどして、位置ずれを発生させない対策がある。例えば、スリップトランスファ方式の転写を達成するために、感光ドラムと転写体との間に速度差を生じさせる手法がある（特許文献１）。この手法は、例えばタンデム型の画像形成で問題となる、感光ドラムの取付偏芯、感光ドラムの径差、又は感光ドラムの軸部における平均角速度変動の差の、画像の位置ずれ、色ずれに対する影響を低減する効果を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２６５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記スリップトランスファ方式の転写において、感光ドラムと転写体との間の速度差が大きい場合には、スリップトランスファ方式の転写を達成できるものの、中抜けなどの画像不良が発生してしまう。ここで、中抜けとは、ライン、文字、ベタ画像などの中心部が転写されない転写不良のことである。
【０００９】
一方、感光ドラムと転写体との間の速度差が小さい場合には、静止摩擦領域に近づく。そのため、感光ドラム側又は転写体側のいずれかの駆動系の剛性が低い場合には、後述するタックトランスファ方式の転写になってしまう。その結果、各感光ドラムの偏芯が画像の位置ずれ、色ずれに影響する。
【００１０】
このように、中抜けを発生防止し、かつ、スリップトランスファ方式の転写を達成するには、感光ドラム側の駆動系の剛性は十分に高いことが望まれる。そのため、装置のコストアップを抑制しつつ感光ドラムの駆動系の剛性を高くすることが望まれる。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、装置のコストアップを抑制しつつ、スリップトランスファ方式の転写を安定して達成することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、外周面にトナー像が形成される回転可能なシリンダを備えた像担持体と、前記シリンダの表面に接触して移動可能であり前記シリンダの表面から転移したトナー像を搬送する転写体と、を有する画像形成装置において、前記シリンダの回転中心軸方向の両端において前記シリンダの回転中心軸と前記シリンダの外径中心軸とは偏芯されており、該両端での該偏芯に位相差が付けられていることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置のコストアップを抑制しつつ、スリップトランスファ方式の転写を安定して達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例における感光ドラムの駆動構成の斜視図及び模式的な側面図である。
【図３】位置ずれ発生メカニズムを説明するための模式図である。
【図４】感光ドラムの偏芯、速度、摩擦力を説明するための模式図である。
【図５】一般的な偏芯を説明するための模式図である。
【図６】中点偏芯を説明するための模式図である。
【図７】端面偏芯を説明するための模式図である。
【図８】片持ち梁状の感光ドラムの駆動系の変形量低減メカニズムを説明するための模式図である。
【図９】両持ち梁状の感光ドラムの駆動系の変形量低減メカニズムを説明するための模式図である。
【図１０】感光ドラムと中間転写ベルトとの速度差がある場合の効果を説明するためのグラフ図である。
【図１１】偏芯量の上下限値を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の他の実施例における感光ドラムの駆動構成の斜視図及び模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１６】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
まず、図１を参照して画像形成装置の動作について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の模式的な断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置である。この画像形成装置１００は、複数の画像形成部として４個の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する。各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する。これら４個の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、中間転写体としての中間転写ベルト７の画像担持面の移動方向に沿って並べて配置されている。この画像形成装置１００は、所謂、中間転写タンデム方式の画像形成装置であり、厚紙対応力や生産性に優れている。
【００１７】
なお、本実施例では、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの構成及び動作は、使用するトナーの色を除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別を必要としない場合は、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素について総括的に説明する。
【００１８】
記録材Ｓは、記録材収納庫１１内のリフトアップ装置１２上に積載される形で収納されており、記録材供給手段１３により、画像形成タイミングに合わせて送り出される。ここで、記録材供給手段１３としては、給紙ローラなどによる摩擦分離を利用する方式と、エアによる分離吸着を利用する方式が挙げられるが、本実施例ではこのうち後者を用いた。記録材供給手段１３により送り出された記録材Ｓは、搬送ユニット２０が有する搬送パス２１を通過し、レジストレーション装置１４へと搬送される。このレジストレーション装置１４において斜行補正やタイミング補正が行われた後、記録材Ｓは二次転写部Ｎ２へと送られる。二次転写部Ｎ２は、対向する二次転写内ローラ７１及び二次転写外ローラ８により形成されるニップ部である。二次転写部Ｎ２では、所定の加圧力及び静電的負荷バイアスが与えられて、記録材Ｓ上にトナー像が吸着させられて、記録材Ｓにトナー像が転写される。
【００１９】
二次転写部Ｎ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、以下のような画像形成プロセスが行われて、記録材Ｓと中間転写ベルト７上のトナー像とが同様のタイミングで二次転写部Ｎ２まで送られてくる。
【００２０】
画像形成部Ｐは、像担持体としての円筒形（ドラム型）の電子写真感光体である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。まず、帯電手段としてローラ型の帯電部材である帯電ローラ２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置（レーザースキャナー装置）３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ５が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ６が配置されている。
【００２１】
また、各画像形成部Ｐの各感光ドラム１に対向するように、中間転写ユニット７０が配置されている。中間転写ユニット７０は、中間転写体としての無端状のベルト（転写体、転写回転体）である中間転写ベルト７を有する。中間転写ユニット７０は、無端ベルト状の転写ベルトを搬送するベルト搬送手段である。中間転写ベルト７は、内周保持部材としての張架ローラである二次転写内ローラ７１、駆動ローラ７２、テンションローラ７３によって所定の張力をもって張架されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ７２が回転駆動されることによって図中矢印Ｒ２方向に回転駆動される。中間転写ベルト７の内周面側において、各感光ドラム１と対向する位置に、上述の各一次転写ローラ５が配置されている。一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介して感光ドラム１に押圧され、中間転写ベルト７と感光ドラム１とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成している。また、中間転写ベルト７の外周面側において、二次転写内ローラ７１と対向する位置に、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写外ローラ８が配置されている。二次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して二次転写内ローラ７１に押圧され、中間転写ベルト７と二次転写外ローラ８とが接触する２次転写部（２次転写ニップ）Ｎ２を形成している。
【００２２】
図中矢印Ｒ１方向に回転する感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２によって一様に帯電させられる。画像形成装置１００に送られてきた画像情報の信号に基づいて露光装置３が駆動され、回折手段などを適宜経由して、帯電した感光ドラム１の表面が走査露光される。これにより、感光ドラム１上に静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４によって現像剤としてのトナーが付着されて、トナー像として現像（顕在化）される。その後、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、一次転写ローラ５により、感光ドラム１と対応する速度で走行するように回転駆動されている中間転写ベルト７上に転写（一次転写）される。すなわち、中間転写ベルト７は、感光ドラム１から中間転写ベルト７に向けて転移したトナー像を、直接担持して搬送する。一次転写部Ｎ１では、所定の加圧力及び静電的負荷バイアスが与えられて、中間転写ベルト７上にトナー像が吸着させられて、中間転写ベルト７にトナー像が転写される。一次転写後に感光ドラム１上に残ったトナー（一次転写残トナー）は、ドラムクリーナ６により感光ドラム１上から除去されて回収される。これにより、感光ドラム１は次の画像形成に供される。
【００２３】
例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のような画像形成プロセスが各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいて行われる。そして、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの感光ドラム１に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト７の移動方向の上流側の画像形成部Ｐから、中間転写ベルト７上に順次に一次転写される。このとき各画像形成装置Ｐにより並列処理される各色の画像形成プロセスは、感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト７上に一次転写されているより上流側の色のトナー像の上に重ね合わせて一次転写するタイミングで行われる。その結果、最終的には、フルカラー画像用のトナー像が中間転写ベルト７上に形成される。このトナー像は、中間転写ベルト７によって二次転写部Ｎ２へと搬送される。
【００２４】
中間転写ベルト７上に形成されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において記録材Ｓ上に転写（二次転写）される。
【００２５】
その後、記録材Ｓは定着前搬送部９により定着装置１０へと搬送される。定着装置１０は、対向して配置されたローラ又はベルトなどを有する。そして、これらにより与えられる所定の加圧力と、一般的にはヒータなどの熱源により与えられる加熱効果とにより、記録材Ｓ上のトナー像が溶融されて記録材Ｓに固着させられる。
【００２６】
画像が定着された記録材Ｓは、分岐搬送装置１５により、そのまま排出トレイ１８上に排出されるか、又は両面画像形成を要する場合には反転搬送装置１６へと搬送されるかの経路選択が行われる。両面画像形成を要する場合、反転搬送装置１６へと送られた記録材Ｓはスイッチバック動作を行うことで先後端を入れ替え、両面搬送装置１７へと搬送される。その後、その記録材Ｓは、記録材収納庫１１より搬送されてくる後続ジョブの記録材Ｓとのタイミングを合わせて、搬送ユニット２０が有する再搬送パス２２から搬送パス２１へと合流させられる。その後、その記録材Ｓは、上述と同様にして二次転写部Ｎ２へと送られる。裏面（２面目）の画像形成プロセスは、上述の表面（１面目）の場合と同様である。
【００２７】
２．感光ドラムの駆動構成
次に、図２を参照して、本実施例における感光ドラム１の駆動構成について説明する。
【００２８】
２−１．駆動手段
図２（ａ）を参照して、本実施例における駆動手段について説明する。図２（ａ）は、本実施例における感光ドラム１の駆動構成を示す斜視図である。
【００２９】
駆動モータ３０２は、図示しない駆動モータドライバにより駆動される。また、この駆動は、駆動モータ３０２の駆動軸上に設けられた出力軸ギア３０３を介して、ドラム軸ギア３０４に減速伝達される。さらに、ドラム軸ギア３０４に設けられた平行ピン穴３０８と、ドラム軸３０５に設けられた平行ピン３０９とが係合され、ドラム軸３０５はドラム軸ギア３０４と一体的に回転する。
【００３０】
なお、上記構成が、本実施例における駆動手段３１７である。また、本実施例では、ドラム軸ギア３０４とドラム軸３０５とを一体的に回転させる手段として平行ピン３０９を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、ドラム軸ギア３０４をドラム軸３０５に圧入させる構成でも良い。また、本実施例では、上記駆動手段は出力軸ギア３０３を介してドラム軸ギア３０４に駆動を伝達する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、駆動モータ３０２の出力軸をドラム軸３０５として駆動を伝達する構成でも良い。
【００３１】
２−２．保持手段
図２（ａ）に示すように、ドラム軸３０５は、本体側カップリング３０７を介して、ドラム側カップリング３１０と係合される。そのため、ドラム軸３０５からドラム側カップリング３１０に駆動が伝達される。また、ドラム側カップリング３１０は、ドラムフランジ３１１と一体的に回転するように構成されている。さらに、本実施例におけるシリンダであるドラムシリンダ３１８は、その回転中心軸方向の両端において、本実施例における保持手段であるドラムフランジ３１１、３１２に係合される。そのため、ドラムフランジ３１１を介して、ドラム軸３０５からドラムシリンダ３１８に駆動が伝達される。
【００３２】
なお、本実施例において、感光ドラム１は、ドラムシリンダ３１８により構成されている。また、本実施例では、保持手段は、ドラムシリンダ３１８の回転中心軸方向の両端に係合されたドラムフランジ３１１、３１２としたが、これに限定されるものではない。例えば、ドラムフランジ３１１、３１２と一体に設けられた部材であっても良い。
【００３３】
２−３．位置決め手段
図２（ｂ）を参照して、本実施例における感光ドラム１の回転中心軸３１５と外径中心軸３１６の位置決め方法を説明する。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す本実施例における感光ドラム１の駆動構成の機能要素を模式的に示した感光ドラム１の側面図である。
【００３４】
感光ドラム１の回転中心は、ドラム軸３０５及び３０６と一体的に回転するように設けられた、支持部材としてのドラム位置決め手段３１９及び３２０によってそれぞれ位置決めされている。本実施例では、感光ドラム１の回転中心軸方向の一方の端部側において、ドラム位置決め手段３１９は、本体側カップリング３０７とドラム側カップリング３１０とで構成される。そして、感光ドラム１の回転中心の位置決め部であるドラムフランジ３１１の回転中心がこのドラム位置決め手段３１９によって位置決めされることで、感光ドラム１の回転中心が位置決めされる。また、本実施例では、感光ドラム１の回転中心軸方向の他方の端部側において、ドラム位置決め手段３２０は、ドラムフランジ３１２をドラム軸３０６に固定するための、ドラム軸３０６の端部に設けられた固定部材で構成される。そして、感光ドラム１の回転中心の位置決め部であるドラムフランジ３１２の回転中心がこのドラム位置決め手段３２０によって位置決めされることで、感光ドラム１の回転中心が位置決めされる。
【００３５】
また、ドラム軸３０５及び３０６の回転中心は、ドラム軸位置決め手段３１３及び３１４によってそれぞれ画像形成装置１００の装置本体１１０に対して位置決めされる。感光ドラム１の回転中心軸方向の両端側に配置されるドラム軸３０５とドラム軸３０６とは実質的に同軸である。本実施例では、ドラム軸位置決め手段３１３、３１４は、それぞれドラム軸３０５、３０６を回転可能に支持する軸受け部材で構成される。
【００３６】
なお、本実施例では、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端側に配置されるドラム軸３０５とドラム軸３０６とを別体としたが、これに限定されるものではない。例えば、感光ドラム１の回転中心軸方向の一方の端部側のドラム軸３０５を、感光ドラム１に貫通させることで、他方の端部側のドラム軸３０６と一体のドラム軸３０５にする構成でも良い。この構成の場合、本体側カップリング３０７とドラム側カップリング３１０の係合部は、駆動側からドラム軸３０５が感光ドラム１を貫通する前側と後側のいずれに配置することも可能である。
【００３７】
２−４．偏芯手段
図２（ｂ）を参照して、本実施例における感光ドラム１の回転中心軸３１５と外径中心軸３１６の偏芯に位相差を付ける方法を説明する。
【００３８】
本実施例では、ドラムフランジ３１１、３１２は、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端において、感光ドラム１の回転中心軸３１５と外径中心軸３１６の偏芯に位相差を付ける手段を備えている。
【００３９】
つまり、感光ドラム１の回転中心軸方向の一方の端部側において、ドラムフランジ３１１は、ドラム位置決め手段３１９により回転駆動を入力されるとき、感光ドラム１の回転中心軸３１５に対して偏芯していない。しかし、ドラムフランジ３１１は、感光ドラム１の外径中心軸３１６に対して偏芯させる手段かつ位相差を付ける手段（単に「偏芯手段」ともいう。）を備えているので、感光ドラム１の外径中心軸３１６に対して偏芯している。同様に、感光ドラム１の回転中心軸方向の他方の端部側において、ドラムフランジ３１２は、感光ドラム１の回転中心軸３１５に対して偏芯していない。しかし、ドラムフランジ３１２は、偏芯手段を備えているので、感光ドラム１の外径中心軸３１６に対して偏芯している。
【００４０】
本実施例では、感光ドラム１の一方の端部側の偏芯手段は、回転中心軸３１５と外径中心軸３１６を偏芯させた状態でドラムシリンダ３１８をドラム位置決め手段３１９に固定する、ドラムフランジ３１１に設けられた固定部で構成される。このドラム位置決め手段３１９は、より詳細には、ドラム側カップリング３１０である。同様に、本実施例では、感光ドラム１の他方の端部側の偏芯手段は、回転中心軸３１５に対して外径中心軸３１６を偏芯させた状態でドラムシリンダ３１８をドラム位置決め手段３２０に固定する、ドラムフランジ３１２に設けられた固定部で構成される。このドラム位置決め手段３２０は、より詳細には、ドラムフランジ３１２をドラム軸３０６に固定するためのドラム軸３０６の端部に設けられた固定部材で構成される。
【００４１】
つまり、本実施例では、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端において、上述の偏芯手段により、感光ドラム１の回転中心軸３１５と外径中心軸３１６との偏芯に位相差を付けることができる。すなわち、感光ドラム１の周方向における回転中心軸３１５に対する外径中心軸３１６の偏芯位置が、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端で異なる。
【００４２】
３．位置ずれ発生の要因
次に、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間の摩擦状態における画像の位置ずれが発生する要因について説明する。
【００４３】
画像の位置ずれに影響を与える要因として、感光ドラム１の表面速度変動が挙げられる。感光ドラム１の表面速度変動は、感光ドラム１の偏芯による感光ドラム１の回転半径変動や、駆動ギア取付偏芯、駆動ギア全歯誤差、駆動負荷変動によるドラム軸３０５の回転角速度変動などにより発生する。
【００４４】
３−１．スリップ、タックの摩擦状態
感光ドラム１と中間転写ベルト７との間の摩擦状態によって、位置ずれの要因は変化する。上記摩擦状態は、下記の２つの状態に分類できる。
【００４５】
まず、感光ドラム１又は中間転写ベルト７がいずれか一方の駆動力によって従動させられることで、摩擦部で感光ドラム１又は中間転写ベルト７がいずれか一方に引きずられながら回転駆動されるタックトランスファという状態である。
【００４６】
次に、感光ドラム１と中間転写ベルト７がそれぞれ独立して回転駆動されることで、両者が摩擦部でスリップしながら回転するスリップトランスファという状態である。
【００４７】
図３は、上記摩擦状態における位置ずれが発生するメカニズムの模式図である。図３（ａ）がタックトランスファ状態、図３（ｂ）がスリップトランスファ状態を示している。
【００４８】
３−２．タックの位置ずれ
図３（ａ）に示すように、タックトランスファの場合、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間は、いずれか一方が他方によって従動させられることで、転写点では感光ドラム１と中間転写ベルト７との間に相対速度差がない。そのため、転写点で感光ドラム１の回転半径変動による位置ずれは発生しない。
【００４９】
また、露光点では、感光ドラム１と露光装置３との間は接触していない。そのため、感光ドラム１の偏芯、すなわち、感光ドラム１の回転半径変動により、静電潜像の形成時の位置ずれは発生する。
【００５０】
その結果、感光ドラム１上で位置ずれの発生する主な場所は、感光ドラム１に静電潜像を形成する露光点となり、感光ドラム１の回転半径変動が位置ずれの要因となる。つまり、タックトランスファの場合、位置ずれ発生の要因は、感光ドラム１の軸角速度変動及び感光ドラム１の回転半径変動である。
【００５１】
３−３．スリップの位置ずれ
図３（ｂ）に示すように、スリップトランスファの場合、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間は、それぞれが独立して回転することで、転写点では感光ドラム１と中間転写ベルト７との間でスリップが発生して相対速度差が生じる。このため、感光ドラム１上での位置ずれは、露光点に加えて転写点でも発生する。
【００５２】
しかし、露光点と転写点での位置ずれがキャンセルするため、感光ドラム１の回転半径変動は位置ずれ発生の要因とならない。また、露光点では、感光ドラム１と露光装置３との間は接触していない。そのため、感光ドラム１の偏芯、すなわち、感光ドラム１の回転半径変動により、静電潜像の形成時の位置ずれは発生する。つまり、スリップトランスファの場合、位置ずれ発生の要因は、感光ドラム１の軸角速度変動だけである。
【００５３】
なお、本実施例は、感光ドラム１の回転半径変動、すなわち、感光ドラム１の偏芯を要因とする位置ずれ低減に関するものである。以下の説明では、タックトランスファの場合、感光ドラム１の偏芯による位置ずれは発生し、一方スリップトランスファの場合、感光ドラム１の偏芯による位置ずれは発生しないものとする。
【００５４】
また、摩擦状態がスリップトランスファになるかタックトランスファになるかは、機械毎の転写条件の設計思想によってほぼ決定される。
【００５５】
４．偏芯によるスリップトランスファ
本実施例において、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間の摩擦状態をスリップトランスファとする構成について説明する。
【００５６】
本実施例では、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端において、感光ドラム１の回転中心軸３１５と感光ドラム１の外径中心軸３１６の偏芯に位相差を付けることで、摩擦状態をスリップトランスファとしている。
【００５７】
以下では、スリップトランスファとするために、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間に作用する吸着力を引き剥がす力を発生し、かつ、コストアップを抑制しつつ感光ドラム１側の駆動系の変形量を低減するメカニズムについて説明する。
【００５８】
４−１．吸着力低減
まず、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間に作用する吸着力を引き剥がす力を発生するメカニズムについて説明する。
【００５９】
なお、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間の吸着力の低減によりスリップさせる手法として、感光ドラム１の表面速度（周速度）ｖと中間転写ベルト７の搬送速度（周速度）Ｖとの間に速度差を持たせる技術がある。
【００６０】
また、感光ドラム１の回転中心軸３１５に対する感光ドラム１の外径中心軸３１６に偏芯を付けることで、感光ドラム１の表面速度と中間転写ベルト７の搬送速度との間に速度差を持たせることができる。
【００６１】
上記速度差を持たせることができる理由について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、感光ドラム１の模式的な側面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＡ−Ａ断面図（感光ドラム１の外径中心軸方向に見た断面図）である。
【００６２】
感光ドラム１の表面速度ｖは、次のように表せる。すなわち、感光ドラム１の回転中心軸３１５の回転角速度ωと、感光ドラム１の外径中心軸３１６から感光ドラム１の表面までの距離（ドラムシリンダ３１８の半径）ｒと感光ドラム１の偏芯εとの和（ｒ＋ε）と、の積（ｒ＋ε）ωである。
【００６３】
感光ドラム１の取付や感光ドラム１の径差などの偏芯がある場合、感光ドラム１と中間転写ベルト７の摩擦部における感光ドラム１の回転中心軸３１５から感光ドラム１の表面までの距離は周期的に変動する。そのため、上記式から、感光ドラム１の表面速度も周期的に変動する。
【００６４】
ここで、図５を参照して、一般的な感光ドラム１の偏芯の状態（中点偏芯と端面偏芯）について説明する。図５（ａ）は、一般的な感光ドラム１の偏芯の状態を説明するための感光ドラム１の模式的な側面図である。図５（ｂ）〜図５（ｄ）は、感光ドラム１の回転中心軸３１５をＺ軸として、図５（ａ）に示す感光ドラム１の回転中心軸方向の一端側及び他端側のドラムシリンダ３１８の外径中心点Ａ及び点ＢをＸＹ平面に投影したものを表している。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、三次元直交座標の各軸方向である。また、図５（ｂ）〜図５（ｄ）では、図５（ａ）に示す点Ａと点Ｂの中点を点Ｃとして、ＸＹ平面に投影した。
【００６５】
図５（ｂ）に示すように、ＸＹ平面の原点に対する点Ｃを中点偏芯、ＸＹ平面の点Ｃに対する点Ａ及び点Ｂを端面偏芯と定義する。なお、中点偏芯の大きさをεC、端面偏芯の大きさをεとする。
【００６６】
上述のように、一般的な感光ドラム１の偏芯の状態は、中点偏芯と、端面偏芯とに切り分けることができる。例えば、図５（ｃ）に示すように、中点偏芯εCが大きく、かつ、端面偏芯εが小さい場合は、端面偏芯Ａ及びＢは中点偏芯Ｃに近くなる。また、図５（ｄ）に示すように、中点偏芯εCが小さく、かつ、端面偏芯εが大きい場合は、中点偏芯Ｃは原点に近くなる。
【００６７】
そこで、以下では、図６に示すような中点偏芯と、図７に示すような端面偏芯についてそれぞれ説明する。図６、図７は、中点偏芯及び端面偏芯それぞれの偏芯状態（各（ａ）図）と、感光ドラム１が中間転写ベルト（ＩＴＢ）７から受ける摩擦力の周期的な変化（各（ｂ）図）とを示した模式図である。図６（ａ）、図７（ａ）では、感光ドラム１の外径中心軸方向に見た側面図を左欄に示し、それを図中矢視方向に見た図を右欄に示した。
【００６８】
図６に示すように、中点偏芯の場合は、感光ドラム１の回転中心軸方向において一様な偏芯量なので、感光ドラム１と中間転写ベルト７との接触部において、感光ドラム１の表面速度は、感光ドラム１の回転中心軸方向において一様となる。
【００６９】
一方、図７に示すように、本実施例のような端面偏芯の場合は、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端において、感光ドラム１の回転中心軸３１５と感光ドラム１の外径中心軸３１６との偏芯に位相差が付いている。そのため、感光ドラム１の回転中心軸方向で偏芯量が異なるので、感光ドラム１と中間転写ベルト７との接触部において、感光ドラム１の表面速度は、感光ドラム１の回転中心軸方向において周期的に変動する。さらに、この場合は、感光ドラム１と中間転写ベルト７との接触部において、感光ドラム１の回転中心軸方向にも感光ドラム１の表面は周期的に移動する。そのため、この場合は、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間に作用する吸着力を引き剥がす力が発生できる。その結果、摩擦状態をスリップトランスファにしやすくなる。
【００７０】
４−２．駆動の荷重低減
次に、コストアップを抑制しつつ感光ドラム１の駆動系の変形量を低減するメカニズムについて説明する。
【００７１】
以下の説明では、まず、感光ドラム１と中間転写ベルト７との速度に速度差がない場合とする。速度差がある場合については後述する。なお、この速度差とは、感光ドラム１の偏芯がないときの感光ドラム１の表面速度と、中間転写ベルト７の搬送速度との速度差のことをいう。
【００７２】
ここで、上記駆動系の変形量を低減するメカニズムを説明する前に、感光ドラム１の両端における感光ドラム１の回転中心の位置決め部であるドラムフランジ３１１及び３１２を介してドラム軸３０５及び３０６が受ける荷重を低減するメカニズムを説明する。上述の中点偏芯と端面偏芯との両偏芯モードの最大偏芯量が同じ場合について考える。図６、図７に示すように、偏芯量εの時に感光ドラム１が中間転写ベルト７から受ける感光ドラム１の回転中心軸方向の単位長さあたりの摩擦力をｐとする。
【００７３】
なお、微小速度差領域（０〜２％程度）では、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間の摩擦力は感光ドラム１の表面速度と中間転写ベルト７の搬送速度との速度差に依存することが知られている。
【００７４】
以下では、最大摩擦力となるとき、すなわち、感光ドラム１の表面速度が最大となるときに着目することで、感光ドラム１側の駆動系が受ける荷重を低減するメカニズムを説明する。
【００７５】
図６に示すように、中点偏芯では、最大偏芯量εが感光ドラム１の回転中心軸方向で一定である。そのため、感光ドラム１の回転中心軸方向の長さをｌとすると、感光ドラム１の全体が中間転写ベルト７から受ける摩擦力Ｆは、ｐｌとなる。これは、感光ドラム１の回転中心軸方向に一様の分布の荷重ｐが掛かっている場合、感光ドラム１の中央部（感光ドラム１の回転中心軸方向の一端から１／２ｌの位置）に感光ドラム１の全体が受けた総荷重ｐｌが掛かっていると見なすことができるからである。以下では、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端における感光ドラム１の回転中心の位置決め部であるドラムフランジ３１１、３１２を介してドラム軸３０５、３０６に分配される摩擦力を説明する。図６より、感光ドラム１の両端のドラムフランジ３１１、３１２には、力のつり合い式とモーメントのつり合い式から、ドラム軸３０５、３０６にそれぞれｐｌ／２の荷重が掛かっている。
【００７６】
一方、図７に示すように、端面偏芯では、最大偏芯量εのとき、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端の偏芯量の絶対値は等しくなる。そのため、偏芯量は、感光ドラム１の中央部（感光ドラム１の回転中心軸方向の一端からｌ／２ｌの位置）に向かうにつれて比例して小さくなる。感光ドラム１の回転中心軸方向の単位長さあたりの最大摩擦力も、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端部では、その絶対値は等しくなる。また、感光ドラム１の中央部の摩擦力は０である。感光ドラム１の回転中心軸方向長さをｌとすると、感光ドラム１の全体が中間転写ベルト７から受ける最大摩擦力Ｆは、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端からｌ／６の位置で、それぞれｐｌ／４、−ｐｌ／４が掛かっている。以下では、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端における感光ドラム１の回転中心の位置決め部であるドラムフランジ３１１、３１２を介してドラム軸３０５、３０６に分配される摩擦力を説明する。図７より、感光ドラム１の両端のドラムフランジ３１１、３１２には、力のつり合い式とモーメントのつり合い式から、ドラム軸３０５、３０６にそれぞれｐｌ／６、−ｐｌ／６の荷重が掛かっている。
【００７７】
つまり、最大偏芯量が等しい場合、感光ドラム１の両端のドラムフランジ３１１及び３１２を介してドラム軸３０５及び３０６がそれぞれ受ける荷重は、端面偏芯では中点偏芯と比較して１／３倍に低減する。
【００７８】
４−３．駆動系の変形量の低減（片持ち梁）
次に、図８を参照して、中点偏芯と端面偏芯の両偏芯において、感光ドラム１の回転中心の位置決め部であるドラムフランジ３１１、３１２から受けた荷重によって、ドラム軸３０５、３０６が変形する量について説明する。
【００７９】
図８（ａ）に示すように、感光ドラム１は、ドラム軸３０５及び３０６と一体かつ偏芯なく設けられたドラム位置決め部材３１９及び３２０（図８（ａ）には図示せず）に対して最大偏芯量εとなるように位置決めされている。感光ドラム１の駆動系が受ける荷重を低減するメカニズムについて説明したように、本実施例における端面偏芯では、中点偏芯と比較すると、ドラム軸３０５及び３０６がそれぞれ受ける荷重Ｆ1及びＦ2の大きさは１／３倍に低減する。また、ドラム軸３０５、３０６の回転中心はそれぞれドラム軸位置決め手段３１３、３１４によって、画像形成装置１００の装置本体１１０に対して位置決めされている。
【００８０】
ドラム軸３０５、３０６がドラム軸位置決め手段３１３、３１４に片持ち梁で位置決めされている場合におけるドラム軸３０５、３０６の変形量について、図８（ｂ）に示すような一般的な片持ち梁のモデルを用いて説明する。図８（ｂ）より、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端の感光ドラム１の位置決め部におけるドラム軸３０５、３０６の変形量δ1、δ2は、
δ1＝Ｆ1（αＬ）3／３ＥＩ、
δ2＝Ｆ2（αＬ）3／３ＥＩ
となる。
【００８１】
このように、感光ドラム１の回転中心の位置決め部であるドラムフランジ３１１、３１２における荷重Ｆ1及びＦ2の大きさは端面偏芯では中点偏芯と比較すると１／３倍に低減するので、変形量δ1、δ2も１／３倍となる。
【００８２】
ただし、Ｅはドラム軸３０５、３０６のヤング率、Ｉはドラム軸３０５、３０６の断面二次モーメントである。また、係数αは、ドラム軸位置決め部３１３からドラム軸位置決め部３１４までの距離Ｌに対する、ドラム軸位置決め部３１３からドラム位置決め部３１９（すなわち、ドラムフランジ３１１）までの距離の比である。あるいは、係数αは、ドラム軸位置決め部３１３からドラム軸位置決め部３１４までの距離Ｌに対する、ドラム軸位置決め部３１４からドラム位置決め部３２０（すなわち、ドラムフランジ３１２）までの距離の比である。
【００８３】
なお、ここでは、上記ヤング率Ｅ、断面二次モーメントＩ、係数αは、ドラム軸３０５、３０６ともに等しいとして説明した。しかし、異なる形状、材質、長さの場合には、それぞれ別の係数として考える必要がある場合がある。変形量δを表す式を見ると、特に係数αに対して３乗の割合で変形量に影響する。また、断面二次モーメントＩは、丸軸の場合、軸直径Ｄに対して４乗の割合で変形量に影響する。この様に、係数α及び軸直径Ｄは、変形量に及ぼす影響が大きいため、変形量を測定する際は、ドラム軸３０５、３０６における係数αが大きくかつ軸直径Ｄが小さい方を採用すれば良い。すなわち、α3／Ｄ4が小さくなる方の係数α、断面二次モーメントＩを採用する。
【００８４】
４−４．駆動系の変形量低減（両持ち梁）
次に、ドラム軸３０５、３０６がドラム軸位置決め手段３１３、３１４に両持ち梁で位置決めされている場合における、ドラム軸３０５、３０６の変形量について、図９（ｂ）に示すような一般的な両持ち梁のモデルを用いて説明する。両持ち梁で位置決めされている場合とは、図９（ａ）に示すように、感光ドラム１の回転中心軸方向の一方の端部側のドラム軸３０５を、感光ドラム１に貫通させることで、他方の端部側のドラム軸３０６と一体のドラム軸３０５にする構成のことである。
【００８５】
図９（ｂ）より、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端の感光ドラム１の位置決め部におけるドラム軸３０５、３０６の変形量δ1、δ2は、次のようになる。
【００８６】
【数１】
2014232182.tif 000003
【００８７】
このように、感光ドラム１の回転中心の位置決め部であるドラムフランジ３１１、３１２における荷重Ｆ1及びＦ2の大きさは端面偏芯では中点偏芯と比較すると１／３倍に低減するので、変形量δ1、δ2も１／３倍となる。
【００８８】
感光ドラム１の駆動系が受ける荷重を低減するメカニズムについて説明したように、ドラム軸３０５及びドラム軸３０６が受ける荷重Ｆ1及びＦ2の大きさは、本実施例における端面偏芯場合は、それぞれｐｌ／６、−ｐｌ／６である。また、中点偏芯の場合は、荷重Ｆ1及びＦ2の大きさは、ｐｌ／２である。これらを上記式に代入し、さらに端面偏芯の変形量δmと中点偏芯の変形量δnの比をとれば、以下のように係数αのみの関数で表すことができる。
【００８９】
【数２】
2014232182.tif 000004
【００９０】
一般的なＡ３用カラープリンタの場合、感光ドラム１の（１−２α）Ｌは約４００ｍｍである。また、この場合、ドラム軸位置決め部３１３からドラム位置決め部３１９（ドラムフランジ３１１）までの距離αＬ（又はドラム軸位置決め部３１４からドラム位置決め部３２０（ドラムフランジ３１２）までの距離の比）は約５０ｍｍである。そのため、係数αは約０．１とする。よって、両持ち梁の場合は、端面偏芯の変形量δmの方が中点偏芯の変形量δnより約１２倍に低減する。
【００９１】
以上より、同等の部品精度かつ同等の部品剛性の場合でも、端面偏芯は中点偏芯と比較して、感光ドラム１の回転中心の位置決め部におけるドラム軸３０５、３０６の変形量を低減することがわかる。
【００９２】
４−５．スリップトランスファの確保
上述のように、本実施例における端面偏芯によれば、感光ドラム１と中間転写ベルト７との接触部の面内で速度差が生じ、摩擦状態をスリップトランスファにしやすくなる。
【００９３】
また、この端面偏芯によれば、感光ドラム１の駆動系の変形量が低減するので、中点偏芯と比較して感光ドラム１の駆動系の剛性が高いと言える。つまり、本実施例は、感光ドラム１側の駆動系の剛性が中間転写ベルト７側の駆動系の剛性に負けて、感光ドラム１の表面速度が中間転写ベルト７の搬送速度に倣ってしまうタックトランスファの摩擦状態になりにくい構成である。
【００９４】
これにより、本実施例では、安定してスリップトランスファを達成することができる。
【００９５】
４−６．速度差がある場合
以上では、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間に速度差がない場合について説明した。次に、速度差がある場合の駆動系の変形量について説明する。
【００９６】
図１０（ａ）は、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間に速度差がない場合における、中点偏芯、端部偏芯のそれぞれによる片持ち梁状のドラム軸が感光ドラム側から受ける荷重の周期的な変動を示す。なお、点Ａ、点Ｂは、図６、図７に対応する。
【００９７】
一方、図１０（ｂ）は、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間に速度差がある場合における、中点偏芯、端部偏芯のそれぞれによる片持ち梁状のドラム軸が感光ドラム側から受ける荷重の周期的な変動を示す。前述のように、微小速度差領域では、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間の摩擦力は、感光ドラム１の表面速度と中間転写ベルト７の搬送速度の速度差に依存する。そのため、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間に速度差がある場合は、感光ドラム１の表面には一定の摩擦力が掛かっている。その結果、ドラム軸は感光ドラム側から一定の荷重を受ける。材料力学における梁曲げの重ね合わせ原理より、中点偏芯及び端部偏芯のそれぞれによる片持ち梁状のドラム軸が感光ドラム１側から受ける荷重と、速度差によってドラム軸が感光ドラム側から受ける荷重は、足し合わせることができる。図１０（ｂ）は、この足し合わされた荷重の周期的な変動を示す。したがって、ドラム軸３０５、３０６が感光ドラム１側から受ける荷重の最大値は、中点偏芯と比較して端面偏芯の方が大きい。
【００９８】
このように、本実施例では、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間に速度差がある場合についても、駆動系の変形量を低減できる。
【００９９】
５．位相差偏芯の偏芯量
次に、本実施例における感光ドラム１の回転中心軸方向の両端部での位相差を有する偏芯（位相差偏芯）の偏芯量について説明する。
【０１００】
ドラムシリンダ３１８の感光ドラム１の回転中心軸方向の両端において、偏芯に位相差を付けた上で、感光ドラム１の回転中心軸方向の一端と他端の偏芯の中点は感光ドラム１の回転中心軸３１５の近傍であることが望まれる。また、偏芯量は、上限値及び下限値を規定する。
【０１０１】
５−１．中点偏芯量
前述のように、一般的な偏芯には、端面偏芯と中点偏芯とが混在する。端面偏芯は安定してスリップトランスファを達成することができるので、上記両偏芯が混在している場合は、できる限り中点偏芯の影響を小さくすることが望ましい。
【０１０２】
ここでは、一般的な偏芯を持つ感光ドラム１において、スリップトランスファを達成しやすくするための端面偏芯と中点偏芯との関係について説明する。感光ドラム１がドラム軸３０５に片持ち梁で位置決めされている構成において、端面偏芯の偏芯量εと中点偏芯の偏芯量εCとが等しい場合について考える。
【０１０３】
前述のように、端面偏芯では、中点偏芯と比較して、ドラム軸３０５、３０６がそれぞれ感光ドラム１側から受ける荷重を１／３倍に低減できるため、ドラム軸３０５、３０６の変形量も１／３倍となる。つまり、中点偏芯による変形量を端面偏芯による変形量より小さくするための偏芯量の範囲は、
ε≧３εC
である。
【０１０４】
５−２．下限偏芯量
次に、偏芯量の下限値について説明する。
【０１０５】
本実施例では、積極的に感光ドラム１の回転中心軸方向の両端において偏芯に位相差を付ける。したがって、偏芯量の下限値は、感光ドラム１及び駆動手段３１７の製造バラツキや組立て条件によって偏芯に位相差が付いてしまう場合を除くことのできる値として規定できる。
【０１０６】
図１１は、感光ドラム１の回転中心軸３１５をＺ軸として、感光ドラム１の回転中心軸方向の一端及び他端におけるドラムシリンダ３１８の外径中心点Ａ及びＢをＸＹ平面に投影したものを表している。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、三次元直交座標の各軸方向である。
【０１０７】
一般的な感光ドラム１や駆動手段３１７は、ＸＹ平面の原点を設計称呼寸法、製造バラツキｐを公差として設計される。例えば、図１１の破線の円弧内にバラツキを持つため、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端のドラムシリンダ３１８の外径中心点は、それぞれ点ａ、ｂとなる。
【０１０８】
これに対し、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端において偏芯に位相差を持たせるような感光ドラム１や駆動手段３１７の場合は、ＸＹ平面の原点からｑだけ偏芯した点を設計称呼寸法、製造バラツキｐを公差として設計される。例えば、感光ドラム１の回転中心軸方向の一端及び他端のドラムシリンダ３１８の外径中心点は、図１１の実線の円弧内にバラツキを持つため、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端のドラムシリンダ３１８の外径中心点は、それぞれ点Ａ、Ｂとなる。
【０１０９】
ただし、偏芯量ｑは、原点を設計称呼寸法、製造バラツキｐを公差として設計された感光ドラム１や駆動手段３１７の偏芯量より大きい必要がある。また、前述した中点偏芯よりも端面偏芯の方が効果を発揮する偏芯量の範囲を満たしている必要もある。
【０１１０】
図１１より、原点からｑだけ偏芯した点をＱ（ｑ，０）としたとき、この点Ｑから効果を発揮する境界線（Ｙ＝Ｘ／３、Ｙ＝−Ｘ／３）への垂線との交点をＨとする。点Ｈと点Ｑを結んだ線分ＨＱは、製造バラツキｐになるので、円と直線の距離の公式より、次のようになる。
【０１１１】
【数３】
2014232182.tif 000005
【０１１２】
また、点Ｑは本実施例のおける設計称呼寸法なので、製造バラツキｐを考慮すると、最小偏芯量εminは、次のようになる。
【０１１３】
【数４】
2014232182.tif 000006
【０１１４】
また、画像形成装置１００内における感光ドラム１の表面の振れについての製造限界が、感光ドラム１及び駆動手段３１７の製造バラツキの許容値と同等である。この製造限界は、４０μｍとされているため、設計時、称呼値に対する公差は±２０μｍとなる。よって、本実施例では、製造バラツキｐは２０μｍとなる。以上より、偏芯量εminは、次のようになる。
【０１１５】
【数５】
2014232182.tif 000007
【０１１６】
５−３．上限偏芯量
次に、偏芯量の下限値について説明する。
【０１１７】
中間点転写ベルト７を有する構成においては、感光ドラム１の表面速度ｖと中間転写ベルト７の搬送速度Ｖとの速度差Δｖを大きくすると、中抜けなど画像の欠陥が発生する場合がある。したがって、偏芯量の上限値は、この速度差Δｖが大きすぎることによる中抜けなどの画像欠陥の発生を十分に抑制できる値として規定できる。
【０１１８】
図４を参照して、偏芯量εと速度差Δｖの関係を説明する。なお、中間転写ベルト７の搬送速度Ｖは、感光ドラム１の偏芯がないときの感光ドラム１の表面速度ｖと等しいものとし、また速度Ｖは一定であるものとする。感光ドラム１の半径をｒとすると、速度差Δｖは、次のようになる。
【０１１９】
【数６】
2014232182.tif 000008
【０１２０】
また、一般的に中抜けが発生する速度差の条件は、感光ドラム１の表面速度に対して２％以下であるため、最大偏芯量εmaxは、次のようになる。
【０１２１】
【数７】
2014232182.tif 000009
【０１２２】
以上より、本実施例での偏芯量εの範囲は、図１１中の太い矢印で囲まれた、次式（１）で表される範囲となる。
【０１２３】
【数８】
2014232182.tif 000010
【０１２４】
このように、本実施例の画像形成装置１００は、外周面にトナー像が形成される回転可能なシリンダ３１８を備えた像担持体１と、シリンダ３１８の表面に接触して移動可能でありシリンダ３１８の表面から転移したトナー像を搬送する転写体７と、を有する。そして、本実施例では、シリンダ３１８の回転中心軸方向の両端においてシリンダ３１８の回転中心軸３１５とシリンダ３１８の外径中心軸３１６とは偏芯されており、該両端での該偏芯に位相差が付けられている。その偏芯量は、上記式（１）を満足することが好ましい。ここで、シリンダの回転中心軸をＺ軸とする。また、Ｚ軸と直交する直線をＸ軸とする。また、Ｘ軸及びＺ軸と直交する直線をＹ軸とする。また、シリンダの回転中心軸方向の一端におけるシリンダの外径中心点をＸＹ平面に投影した点を点Ａとする。また、シリンダの回転中心軸方向の他端におけるシリンダの外径中心点をＸＹ平面に投影した点を点Ｂとする。また、点Ａと点Ｂの中点を点Ｃとする。また、点Ａと点Ｃとの間の距離及び点Ｂと前記点Ｃとの間の距離をそれぞれεとする。また、ＸＹ平面の原点と前記点Ｃ間の距離をεCとする。また、シリンダの半径をｒとする。
【０１２５】
以上説明したように、本実施例によれば、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端において、感光ドラム１の回転中心軸３１５と外径中心軸３１６との偏芯に位相差を付けることができる。これにより、感光ドラム１と中間転写ベルト７との接触部において、感光ドラム１の表面は、中間転写ベルト７の搬送方向に対して周期的に移動するとともに、感光ドラム１の回転中心軸方向に対しても周期的に移動する。このため、本実施例では、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間に作用する吸着力を引き剥がす力を発生できる。
【０１２６】
また、本実施例によれば、装置のコストアップを抑制しつつ感光ドラム１の駆動系の変形量を低減できる。つまり、本実施例によれば、装置のコストアップを抑制しつつ感光ドラム１の駆動の剛性を高くすることができる。その結果、スリップトランスファ方式の転写が達成されることにより、画像の位置ずれ、色ずれを低減できる。
【０１２７】
また、本実施例は、感光ドラム１側における感光ドラム１の回転中心の位置決め部（ドラムフランジ３１１、３１２）をドラムシリンダ３１８の外径中心軸に対して偏芯させるので、感光ドラム１にドラム軸を貫通させることが容易な構成である。そのため、より安定してスリップトランスフ方式の転写を達成することができる。
【０１２８】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１と同じである。したがって、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１２９】
本実施例におけるスリップトランスファ方式の転写を達成するメカニズムは、実施例１と同様である。
【０１３０】
実施例１は、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端における感光ドラム１の回転中心軸３１５と外径中心軸３１６との偏芯に位相差を付ける偏芯手段を、感光ドラム１側に設けたものであった。これに対して、本実施例は、この偏芯手段を、画像形成装置１００の装置本体１１０側に設けたものである。
【０１３１】
図１２を参照して、本実施例における感光ドラム１の駆動構成について説明する。図１２（ａ）は、本実施例における感光ドラム１の駆動構成を示す斜視図である。
【０１３２】
駆動手段３１７の構成は、実施例１と同じである。
【０１３３】
ドラム軸３０５は、本体側カップリング３０７を介して、ドラム側カップリング３１０と係合される。そのため、ドラム軸３０５からドラム側カップリング３１０に駆動が伝達される。また、ドラム側カップリング３１０は、ドラムフランジ３１１と一体的に回転するように構成されている。さらに、本実施例におけるシリンダであるドラムシリンダ３１８は、その回転中心軸方向の両端において、ドラムフランジ３１１、３１２に係合される。そのため、ドラムフランジ３１１を介して、ドラム軸軸３０５からドラムシリンダ３１８に駆動が伝達される。
【０１３４】
なお、本実施例において、感光ドラム１は、ドラムシリンダ３１８及びドラムフランジ３１１、３１２により構成されている。
【０１３５】
図１２（ｂ）を参照して、本実施例における感光ドラム１の回転中心軸３１５と外径中心軸３１６の位置決め方法を説明する。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す本実施例における感光ドラム１の駆動構成の機能要素を模式的に示した感光ドラム１の側面図である。
【０１３６】
感光ドラム１の回転中心は、ドラム軸３０５及び３０６と一体的に回転するように設けられた、本実施例における保持手段であるドラム位置決め手段（支持部材）３１９及び３２０によってそれぞれ位置決めされている。本実施例では、感光ドラム１の回転中心軸方向の一方の端部側において、ドラム位置決め手段３１９は、本体側カップリング３０７とドラム側カップリング３１０とで構成される。そして、感光ドラム１の回転中心の位置決め部であるドラムフランジ３１１の回転中心がこのドラム位置決め手段３１９によって位置決めされることで、感光ドラム１の回転中心が位置決めされる。また、本実施例では、感光ドラム１の回転中心軸方向の他方の端部側において、ドラム位置決め手段３２０は、ドラムフランジ３１２をドラム軸３０６に固定するための、ドラム軸３０６の端部に設けられた固定部材で構成される。そして、感光ドラム１の回転中心の位置決め部であるドラムフランジ３１２の回転中心がこのドラム位置決め手段３２０によって位置決めされることで、感光ドラム１の回転中心が位置決めされる。
【０１３７】
また、ドラム軸３０５及び３０６の回転中心は、ドラム軸位置決め手段３１３及び３１４によってそれぞれ画像形成装置１００の装置本体１００に対して位置決めされる。感光ドラム１の回転中心軸方向の両端側に配置されるドラム軸３０５とドラム軸３０６とは実質的に同軸である。本実施例では、ドラム軸位置決め手段３１３、３１４は、それぞれドラム軸３０５、３０６を回転可能に支持する軸受け部材で構成される。
【０１３８】
なお、本実施例では、保持手段はドラムフランジ３１１、３１２に係合されたドラム位置決め手段３１９、３２０としたが、これに限定されるものではない。例えば、ドラム位置決め手段３１９、３２０と一体に設けられた部材でも良い。
【０１３９】
図１２（ｂ）を参照して、本実施例における感光ドラム１の回転中心軸３１５と外径中心軸３１６の偏芯に位相差を付ける方法を説明する。
【０１４０】
本実施例では、ドラム位置決め手段３１９、３２０は、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端において、感光ドラム１の回転中心軸３１５と外径中心軸３１６の偏芯に位相差を付ける手段を備えている。
【０１４１】
つまり、感光ドラム１の回転中心軸方向の一方の端部側において、ドラム位置決め手段３１９は、ドラム軸３０５により回転駆動を入力されるとき、感光ドラム１の回転中心軸３１５に対して偏芯していない。しかし、ドラム位置決め手段３１９は、感光ドラム１の外径中心軸３１６に対して偏芯させる手段かつ位相差を付ける手段（偏芯手段）を備えているので、感光ドラム１の外径中心軸３１６に対して偏芯している。同様に、感光ドラム１の回転中心軸方向の他方の端部側において、ドラム位置決め手段３２０は、感光ドラム１の回転中心軸３１５に対して偏芯していない。しかし、ドラム位置決め手段３２０は、偏芯手段を備えているので、感光ドラム１の外径中心軸３１６に対して偏芯している。
【０１４２】
本実施例では、感光ドラム１の一方の端部側の偏芯手段は、回転中心軸３１５と外径中心軸３１６を偏芯させた状態でドラムシリンダ３１８をドラム位置決め手段３１９に固定する、ドラム位置決め手段３１９に設けられた固定部で構成される。このドラム位置決め手段３１９は、より詳細には、ドラム側カップリング３１０である。同様に、本実施例では、感光ドラム１の他方の端部側の偏芯手段は、回転中心軸３１５に対して外径中心軸３１６を偏芯させた状態でドラムシリンダ３１８をドラム位置決め手段３２０に固定する、ドラム位置決め手段３２０に設けられた固定部で構成される。このドラム位置決め手段３２０は、より詳細には、ドラムフランジ３１２をドラム軸３０６に固定するためのドラム軸３０６の端部に設けられた固定部材で構成される。
【０１４３】
つまり、本実施例では、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端において、上述の偏芯手段により、感光ドラム１の回転中心軸３１５と外径中心軸３１６との偏芯に位相差を付けることができる。なお、偏芯量は、実施例１の場合と同様にして設定することができる。
【０１４４】
以上説明したように、本実施例によれば、感光ドラム１の回転中心軸方向の両端において、感光ドラム１の回転中心軸３０５と外径中心軸３１６の偏芯に位相差を付けることができる。これにより、感光ドラム１と中間転写７との間に作用する吸着力を引き剥がす力を発生し、また装置のコストアップを抑制しつつ感光ドラム１の駆動系の変形量を低減して、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１４５】
また、本実施例は、ドラム位置決め手段３１９、３２０側に偏芯手段を設けるので、ドラムシリンダ３１８及びドラムフランジ３１１、３１２が既存の構成の感光ドラム１を使用することができる構成である。そのため、既存の感光ドラム１を用い、ドラム位置決め手段３１９、３２０などの部品を追加することで、比較的容易に実現可能である。
【０１４６】
その他
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【０１４７】
例えば、上述の実施例では、画像形成装置は中間転写方式のものであるとして説明したが、これに限定されるものではない。当業者には周知のように、上述の実施例における中間転写体の代わりに、記録材を担持して搬送する記録材担持体を有する直接転写方式の画像形成装置がある。直接転写方式では、記録材担持体としての搬送ベルトなどに担持されて各転写部を通過するように搬送される記録材上に、各画像形成部の像担持体からトナー像が順次に転写される。すなわち、記録材担持体は、像担持体から記録材担持体に向けて転移したトナー像を、記録材を介して担持して搬送する。その後、記録材担持体から分離された記録材上にトナー像が定着される。このような画像形成装置においても、像担持体と記録材担持体（その上の記録材）との間に速度差を形成することでスリップトランスファを実現することができる。そのため、このような画像形成装置においても、本発明を適用して、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。この場合、上述の実施例における各構成は、中間転写体を記録材担持体と読み替えることで適用することができる。
【０１４８】
また、上述の実施例では、画像形成装置は、複数の画像形成部を有するタンデム型のものであるとして説明したが、これに限定されるものではない。画像形成部を１つ有する単色の画像形成装置にも本発明は適用できる。また、１つの像担持体に対して複数の現像手段を有し、像担持体に形成されたトナー像を順次に中間転写体又は記録材担持体上の記録材に転写する、いわゆる、１ドラム型の画像形成装置にも本発明は適用できる。
【符号の説明】
【０１４９】
１                      感光ドラム
７                      中間転写ベルト
３０５、３０６          ドラム軸
３１１、３１２          ドラムフランジ
３１３、３１４          ドラム軸位置決め手段
３１５                  感光ドラムの回転中心軸
３１６                  感光ドラムの外径中心軸
３１７                  駆動手段
３１８                  ドラムシリンダ
３１９、３２０          ドラム位置決め手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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