(57)【要約】【課題】複数の潜像担持体から画像を転写する構成を備えた装置において低コストで高解像度の画像再現性を確保することが可能な構成を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】潜像担持体（３）と転写体（２）との間の転写ニップ部（Ｎｗ）での線速差（Ｖｐｃ（ｔ）−Ｖｂｅｌｔ（ｔ））を所定の範囲に規定することにより画像の引きずりによる画像の伸びを抑えて最小画素での解像度の低下を防止することを特徴とする。【選択図】　図４
2004109763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体からの画像を転写する行程を経て最終の記録出力を得る構成を備えた画像形成装置において、
所望する副走査方向の最小画素長さＩｗの許容変動幅をΔＩｗとし、潜像担持体と転写行程に用いられる転写体との接触幅をＮｗ、潜像担持体外周速度の平均値をＶｐｃとしたとき、ある時刻ｔの潜像担持体と上記転写体との接触位置における外周速度Ｖｐｃ（ｔ）と転写体の速度Ｖｅｌｔ（ｔ）との差の絶対値に対して、常に、
｜Ｖｐｃ（ｔ）−Ｖｂｅｌｔ（ｔ）｜＜ΔＩｗ＊Ｖｐｃ／（Ｎｗ−Ｉｗ）…（１）
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
潜像担持体からの画像を転写する行程を経て最終の記録出力を得る構成を備えた画像形成装置において、
所望する副走査方向の最小画素長さＩｗの許容変動幅をΔＩｗとし、潜像担持体の自然外周速度変動幅をΔＶｐｃ，転写行程に用いられる転写体表面の自然速度変動幅をΔＶｂとしたときに、潜像担持体と転写体の接触幅Ｎｗを、
Ｎｗ＜ΔＩｗ＊Ｖｐｃ／（ΔＶｐｃ＋ΔＶｂｅｌｔ）−Ｉｗ…（２）
を満たすようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像形成装置において、
上記許容変動幅を、副走査方向最小画素長さの６０％以内に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の画像形成装置において、
上記副走査方向の最小画素長さは、感光体上の潜像最小分解長さとされていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちの一つに記載の画像形成装置において、
上記感光体と中間転写体の平均速度に差が生じる場合は、中間転写体側速度が遅くなるような設定とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちの一つに記載の画像形成装置において、
転写行程に用いられる転写体はベルトで構成された中間転写体であり、該ベルトの駆動源としてベルトに接したローラにより駆動力を発生させる構成を備え、
上記潜像担持体と上記転写体の駆動ローラ殿外径をほぼ同じに設定し、上記潜像担持体の偏心による外周速度における一次転写位置における速度変動の位相と、転写体の駆動ローラでの偏心によるベルト速度の変動における一次転写位置での位相とを揃えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像形成装置において、
複数設けられた潜像担持体と転写体とが接し、各々の潜像担持体上に現像されたトナーを転写体に順次転写してカラー画像を得る場合、各々の潜像担持体における一次転写位置での転写体の速度変動位相に各々の潜像担持体での速度変動位相を揃えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちの一つに記載の画像形成装置において、
上記潜像担持体のトナーに対する摩擦係数に対し、転写体のトナーに対する摩擦係数が高い場合には、（１）式に対して、
｜Ｖｐｃ（ｔ）−Ｖｂｅｌｔ（ｔ）｜＜１．５＊ΔＩｗ＊Ｖｐｃ／（Ｎｗ−Ｉｗ）…（３）
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のうちの一つに記載の画像形成装置において、
潜像担持体のトナーに対する摩擦係数に対し、転写体のトナーに対する摩擦係数が高い場合には、（２）式に対して、
Ｎｗ＜１．５＊ΔＩｗ＊Ｖｐｃ／（ΔＶｐｃ＋ΔＶｂｅｌｔ）−Ｉｗ…（４）
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８または９記載の画像形成装置において、
上記転写体のトナーに対する摩擦係数に対して、紙に対するトナーの摩擦係数が高くなる関係とされていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは潜像担持体上からの転写画像の劣化、特に、潜像担持体と転写部材側との間に生じる線速差あるいは摩擦係数の違いが原因となる画像の引きずりによる解像度低下を防止するための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光走査機構を用いて画像の書き込み行程が採用されている装置の一つに画像形成装置があり、画像形成装置には、静電記録方式や電子写真方式を用いた複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置さらには印刷機などの画像形成装置がある。
【０００３】
これら画像形成装置には、単一の潜像担持体を装備して単一色の画像を形成する構成の他に、複数色の画像を形成可能な構成を備えたものがある。後者の構成を備えた画像形成装置はフルカラープリンタあるいはフルカラー複写機として知られており、これら装置において上述した静電記録方式や電子写真方式を用いる構成を採用したものとして、次のような構成がある。
すなわち、一つの潜像担持体としての感光体に複数の現像装置が接触可能に配置され、感光体の一回転毎に各々の色のトナー像を作成し、その像を感光体から中間転写体、もしくは転写ドラムなどに保持された紙に順次転写しておき、カラートナー像を作成する、いわゆる１ドラム方式がある（例えば、非特許文献１）。
【０００４】
フルカラーを形成可能な画像形成装置での転写方式には、上述した中間転写体上で複数色のトナー像を重ねる一次転写行程と、１次転写行程により重畳されたトナー像を紙に一括転写する二次転写行程とを組み合わせた中間転写方式と、転写ドラムなどに保持された紙に順次転写していきカラートナー像を作成する直接転写方式とがある。直接転写方式は構造が簡単で低コストだが、紙に複数回転写する場合に紙の抵抗や含水分によって条件が異なるため、安定した作像が難しい。中間転写方式では、画像の紙への転写は一回で済むので画質の安定性、紙種対応性がよいなどの特徴がある。
【０００５】
しかし、いずれの構成においても、４色を使用したカラー像を得るためには感光体を４回回転させねばならず、生産性が上がらなかった。そこで、高速化に対応させることを目的として、感光体を色の数だけ増やし（通常３本か４本）、それに対応してそれぞれの現像器を配置し、紙が感光体に連続して接触し、カラー画像を得られる、いわゆるタンデム方式又はインライン方式の構成を採用した画像形成装置も提案されている（非特許文献２）。
【０００６】
複数の感光体を用いた構成においては、感光体の外周速度が１ドラム方式の場合と等速であれば、４倍以上の速度で画像形成を行うことが可能となる。しかし、複数の感光体を用いた構成において感光体から直接紙に対して順次転写するようにした直接転写方式の場合には、紙転写の際の不安定性や、紙搬送の際の位置合わせに関して不具合が生じる場合がある。そこで、タンデム方式で且つ中間転写体を使用する、いわゆるタンデム中間転写方式が提案されている（例えば、特許文献１）
一方、上述した画像形成装置においては、感光体に対する画像書き込み、いわゆる、露光装置としてレーザーダイオード（以後ＬＤとする）やそれを駆動する電気回路、ＬＤから発せられたレーザー光を感光体上まで導くレンズなどの光学系が用いられ、これら各部材の設計精度も上がり、ユーザーの高画質化要求も相俟って書込密度の一層の向上が見られている。
【０００７】
【非特許文献１】
電子写真学会，「続　電子写真技術の基礎と応用」１９９６年，１１月１５日，初版第１刷，ｐ３４，図１．２３
【非特許文献２】
電子写真学会，「続　電子写真技術の基礎と応用」１９９６年，１１月１５日，初版第１刷，ｐ３６，図１．２５
【特許文献１】
特開２００２−１８２４５１号公報（「００３７」欄〜「００３８」欄，図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した書き込み密度についていうと、１０年前には３００〜４００ＤＰＩ程度の出力解像度を持つ物が最高画像度であったが、近年では６００ＤＰＩが標準となり、１２００ＤＰＩを達成する装置も現れている。これだけの高解像となると感光体上で作像される最小ドットの大きさが約２１μｍ角程度と、非常に小さくなっている。このため、転写時におけるわずかな衝撃や線速のむらによって、最小画素が解像できなく虞がある。例えば、副走査方向１２００ＤＰＩの解像度を謳う機種としては、紙上に転写された、主走査方向側に中心間距離約４２μｍ間隔で引かれた、二本の線（太さは理想的には約２１μｍが望ましい）が、その境界を良好に識別できるようになることが必須条件となる。従来では、６００ＤＰＩの解像度の場合で、中心距離約８５μｍ間隔の二本の線が識別できればよいとされるていたが、上述した高解像度の場合にはこのような識別状態では不十分となる。
【０００９】
上述したように、高画質化、高解像度化が進む中で、感光体上に形成された画像を劣化することなく再現させることが要望されてきているが、中間転写ベルトに代表されるような中間転写体を使用したカラー画像形成装置では、感光体から中間転写体への転写（一次転写）の際に最も画像の解像度が失われやすい。
これは、感光体と中間転写体との接触部（一次転写ニップと称する）で生じる線速差のために、画像が擦れてしまい、最小画素を再現しきれなくなるためである。線速差の生じる理由は様々であるが、最も問題になるのは、感光体の偏心である。感光体は、通常、機械本体に備わる駆動用モータからの動力をギヤやベルトを介して感光体軸に伝達し回転力を得ている。この際、感光体の回転中心と回転軸とが一致しないと、駆動の回転軸は一定角速度で回転していても、感光体の回転中心と一致しない場合には、感光体の外周速度が、感光体一回転毎に変動する。
【００１０】
同様に、例えばドラム形状の中間転写体の場合でも、感光体と同様に偏心の影響を受けることが考えられ、また、中間転写ベルトの様なベルト体においても、ベルトを駆動するベルト駆動ローラの偏心によって、ベルトの周回速度が駆動ローラ一回転毎に変動することが考えられる。このように、二つの回転体が独立に駆動力を得ている場合、どうしてもその接触部において線速差が生じてしまう。また、先述の通り、近年では高速化のため、感光体を複数本用いる、いわゆるタンデム方式が主流となりつつあり、その際には、複数本の感光体をそれぞれ独立で駆動しているために、さらに転写ニップでの速度差の影響を受けやすくなっており、これらの理由によって所望する高解像度の画像再現性を得ることが難しいのが現状である。
【００１１】
本発明の目的は、上記従来の画像形成装置、特に複数の潜像担持体から画像を転写する構成を備えた装置において低コストで高解像度の画像再現性を確保することが可能な構成を備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、潜像担持体からの画像を転写する行程を経て最終の記録出力を得る構成を備えた画像形成装置において、
所望する副走査方向の最小画素長さＩｗの許容変動幅をΔＩｗとし、潜像担持体と転写行程に用いられる転写体との接触幅をＮｗ、潜像担持体外周速度の平均値をＶｐｃとしたとき、ある時刻ｔの潜像担持体と上記転写体との接触位置における外周速度Ｖｐｃ（ｔ）と転写体の速度Ｖｅｌｔ（ｔ）との差の絶対値に対して、常に、
｜Ｖｐｃ（ｔ）−Ｖｂｅｌｔ（ｔ）｜＜ΔＩｗ＊Ｖｐｃ／（Ｎｗ−Ｉｗ）…（１）
を満たすことを特徴としている。
【００１３】
請求項２記載の発明は、潜像担持体からの画像を転写する行程を経て最終の記録出力を得る構成を備えた画像形成装置において、所望する副走査方向の最小画素長さＩｗの許容変動幅をΔＩｗとし、潜像担持体の自然外周速度変動幅をΔＶｐｃ，転写行程に用いられる転写体表面の自然速度変動幅をΔＶｂとしたときに、潜像担持体と転写体の接触幅Ｎｗを、
Ｎｗ＜ΔＩｗ＊Ｖｐｃ／（ΔＶｐｃ＋ΔＶｂｅｌｔ）−Ｉｗ…（２）
を満たすようにしたことを特徴としている。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明に加えて、上記許容変動幅を、副走査方向最小画素長さの６０％以内に設定したことを特徴としている。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の発明に加えて、上記副走査方向の最小画素長さは、感光体上の潜像最小分解長さとされていることを特徴としている。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のうちの一つに記載の発明に加えて、上記感光体と中間転写体の平均速度に差が生じる場合は、中間転写体側速度が遅くなるような設定とすることを特徴としている。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のうちの一つに記載の発明に加えて、転写行程に用いられる転写体はベルトで構成された中間転写体であり、該ベルトの駆動源としてベルトに接したローラにより駆動力を発生させる構成を備え、上記潜像担持体と上記転写体の駆動ローラ殿外径をほぼ同じに設定し、上記潜像担持体の偏心による外周速度における一次転写位置における速度変動の位相と、転写体の駆動ローラでの偏心によるベルト速度の変動における一次転写位置での位相とを揃えることを特徴としている。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明に加えて、複数設けられた潜像担持体と転写体とが接し、各々の潜像担持体上に現像されたトナーを転写体に順次転写してカラー画像を得る場合、各々の潜像担持体における一次転写位置での転写体の速度変動位相に各々の潜像担持体での速度変動位相を揃えることを特徴としている。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のうちの一つに記載の発明に加えて、上記潜像担持体のトナーに対する摩擦係数に対し、転写体のトナーに対する摩擦係数が高い場合には、（１）式に対して、
｜Ｖｐｃ（ｔ）−Ｖｂｅｌｔ（ｔ）｜＜１．５＊ΔＩｗ＊Ｖｐｃ／（Ｎｗ−Ｉｗ）…（３）
を満たすことを特徴としている。
【００２０】
請求項９記載の発明は、　請求項１乃至７のうちの一つに記載の発明に加えて、潜像担持体のトナーに対する摩擦係数に対し、転写体のトナーに対する摩擦係数が高い場合には、（２）式に対して、
Ｎｗ＜１．５＊ΔＩｗ＊Ｖｐｃ／（ΔＶｐｃ＋ΔＶｂｅｌｔ）−Ｉｗ…（４）
を満たすことを特徴としている。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、請求項８または９記載の発明に加えて、上記転写体のトナーに対する摩擦係数に対して、紙に対するトナーの摩擦係数が高くなる関係とされていることを特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（請求項１記載の発明の実施形態）
本発明者は、潜像担持体として用いられる感光体と転写行程の一つである一次転写行程に用いられる転写体（以下、これを中間転写体という）の速度を任意に変化させてみて実験を繰り返し、感光体上に形成された細線が、感光体と中間転写体の線速差によってどの程度引き延ばされて中間転写体上へ転移するのか、その関係を調べた。この実験によると、図１に示すように、細線が引き延ばされる量は感光体と中間転写体の速度差のみならず、感光体と中間転写体の接触幅（一次転写ニップ幅）とも相関があることが分かった。
【００２３】
図１は、一次転写ニップ幅領域での画像の転写状態を示しており、同図において、速度差に関して中間転写体が感光体よりも早くなっても遅くなっても細線は引き延ばされていることが分かる。
【００２４】
このような現象が発生する理由は次の通りである。
まず、図２および３に示すように、感光体（便宜上、実施例の説明に用いる図９において示してある符号３を用いる）上に太さ「０」の理想的な細線が副走査方向に沿って存在するとする。これが感光体３と中間転写体（便宜上、実施例の説明に用いる図９において示してある符号２を用いる）との間の接触幅（ニップ幅）Ｎｗで接しているとし、感光体３と中間転写体２とが一定の外周速度ＶｐｃとＶｂｅｌｔで駆動していると考える。
このときその速度に速度差が全くない場合、ニップの入り口で、感光体３上の細線ａが最初に接触した中間転写体２上の点ａ’はニップを通過後も同じである。ところが、線速差がある場合（この場合はベルトが速いとする）にはニップ中で細線は引き延ばされてしまい、ニップの出口では図２に示すように最初に接触した点ａ’がニップから出たあとでもまだ感光体上の細線ａはニップ中におり、さらに回転が進んでこの細線ａが離れたときに接触していた中間転写体上の点をｂ’とすると、中間転写体上に引き延ばされて転写された細線はａ’〜ｂ’の長さを持ち、これをＴｗとすると、
Ｔｗ　＝　Ｎｗ＊（Ｖｂｅｌｔ−Ｖｐｃ）／Ｖｐｃ
となる。
【００２５】
また、中間転写体が感光体に対して遅い場合でも、図３において矢印で示すように、同様に画像は伸び、
Ｔｗ＝　Ｎｗ＊（Ｖｐｃ−Ｖｂｅｌｔ）／Ｖｐｃ
であるので、どちらの場合でも線速差の絶対値をとり、
Ｔｗ＝　Ｎｗ＊｜Ｖｐｃ−Ｖｂｅｌｔ｜／Ｖｐｃ
と表せる。
【００２６】
次に、実際の長さを持つ画像を考える。実際の長さを持つ画像は、前述した幅「０」の理想細線、つまり、図４に示すように感光体３上での画像の長さＩｗをもつように細線が重なり合う状態と考える。図４において最上段は感光体３上での定ピッチ細線を示し、中段は中間転写体（図では中転と表示してある）が感光体よりも遅い場合を、再下段は中間転写体が感光体よりも速い場合の画像の転写長さを示している。
感光体上で一定のピッチを持って並んでいた細線は、中間転写体に転写するときに、その速度比でピッチ間隔が変わる。例えばＶｐｃに対してＶｂｅｌｔが１／１０の早さであれば、ＰＣ上の画像はベルト上で１／１０に短縮され、逆に１０倍の速度であれば１０倍の長さとなる。
速度差がある場合には各々の理想細線は上述のように速度差とニップ幅に応じた引きずりの伸びが発生するので、最終的に中間転写体へ転写された画像の長さは、
Ｉｗ’＝　Ｔｗ＋Ｉｗ＊Ｖｂｌｅｔ／Ｖｐｃ
となり、
画像の伸び（ΔＩｗ）は
ΔＩｗ＝Ｉｗ’−Ｉｗ＝Ｔｗ＋Ｉｗ＊Ｖｂｅｌｔ／Ｖｐｃ−Ｉｗ
＝Ｉｗ＊Ｖｂｅｌｔ／Ｖｐｃ＋Ｎｗ＊｜Ｖｂｅｌｔ−Ｖｐｃ｜／Ｖｐｃ
となる。ここで、二つのケースに分けられ、ΔＶ＝｜Ｖｂｅｌｔ−Ｖｐｃ｜とすると、
2004109763.tif 000003
と表すことができる。
【００２７】
ここで、細線の伸び量は、要求される解像度を解像したまま転写するという命題に直結する。すなわち、例えば６００ｄｐｉの感光体画像をそのまま中間転写体上に転写するためには、細線にはわずかの伸びしか許容されないのである。
【００２８】
今回の検討で得られた、ニップと速度差の式１−１、１−２から、速度差ΔＶは
ΔＶ＝Ｖｐｃ＊ΔＩｗ／（Ｎｗ±Ｉｗ）…式２
と表すことができる。
これらの実験結果から得られた式によって、感光体の平均速度と、中間転写体の平均速度および一次転写ニップ幅の関係から、速度差が発生した場合の細線の伸び量が推定できるようになり、逆に言えば、伸び量を一定値以内に収めるためには、一次転写位置における感光体３と、中間転写体２との外周速度の差を有る値以内に収めなければならないことになる。
【００２９】
上述した結果は、感光体３と中間転写体２との外周速度が一定速度であることが前提であるが、実際には軸の偏心などにより、一次転写部の速度は一定になっていないことが多い。そのため、各々の平均速度を一致させた場合においても、速度に一定の変動があるために画像の伸びることが分かる。
【００３０】
ここで、図５に示すように、回転軸の偏心のみを考えた場合、時刻ｔにおける感光体と中間転写体の一次転写ニップにおける外周速度は次のように表すことができる。なお、図５において実線は感光体の幾何中心を基準とする円を示し、二点鎖線は感光体の駆動回転中心を基準とする円を示している。
Ｖｐｃ（ｔ）＝ωｐｃ＊（ｒｐｃ＋ｄｐｃ＊ｓｉｎ（Ｖｐｃ＊ｔ／ｒｐｃ＋Ａ））…式３
但し、
Ｖｐｃ：感光体の平均外周速度
ωｐｃ：感光体駆動軸の角速度
ｒｐｃ：感光体ドラム半径
ｄｐｃ：ドラムの回転中心と幾何中心との距離
Ａ　　：初期位相
Ｖｂｅｌｔ（ｔ）＝ωｂｅｌｔ＊（ｒｂｅｌｔ＋ｄｂｅｌｔ＊ｓｉｎ（Ｖｂｅｌｔ＊ｔ／ｒｂｅｌｔ＋Ｂ））…式４
但し、
Ｖｂｅｌｔ：中間転写体の平均外周速度
ωｂｅｌｔ：中間転写体（ここではベルト）の駆動ローラ軸の角速度
ｒｂｅｌｔ：中間転写ベルト駆動ローラ半径
ｄｐｃ　　：中間転写体ベルト駆動ローラの回転中心と幾何中心との距離
Ｂ　　　　：初期位相
従って、式２より、最も厳しい条件として、線速差が常に式５の様になっていれば、画像の伸びを防止することができることになる。
ΔＶ＝｜Ｖｐｃ（ｔ）−Ｖｂｅｌｔ（ｔ）｜＜　Ｖｐｃ＊ΔＩｗ／（Ｎｗ−Ｉｗ）　……式５
線速比で表現すれば、式５を変形して
ΔＶ／Ｖｐｃ　＜ΔＩｗ／（Ｎｗ−Ｉｗ）　……式５’
と表される。
以上が請求項１記載の発明において特定した数式を設定した理由である。
【００３１】
（請求項２記載の発明の実施形態）
最小画素を対象とした場合の伸び量はニップ幅とも相関があり、ニップ幅が広くなれば伸び量も大きくなり、逆に言えば感光体と中間転写体の線速差が有る一定値になっている場合には、細線の伸び量はニップ幅によって決定されるということが本発明者による実験により判明した。
【００３２】
感光体の振れのみを考えた場合、式３，４から感光体の速度変動の幅ΔＶｐｃは、
ΔＶｐｃ＝ωｐｃ＊ｄｐｃ＊ｓｉｎ（Ｖｐｃ＊ｔ／ｒｐｃ）…式６
同じく中間転写体の速度変動の幅は、
ΔＶｂｅｌｔ＝　ωｂｅｌｔ＊ｄｂｅｌｔ＊ｓｉｎ（Ｖｂｅｌｔ＊ｔ／ｒｂｅｌｔ）　…式７
と表すことができる。このような偏心による速度変動は、個々の部品精度で決定されるために全くなくすことは不可能であり、コストと機能との兼ね合いで精度が決定される。そのため、この値を一定値以内にするのは難しく、その際には式１からΔＩｗを小さくするためにはニップ幅Ｎｗを小さくすることが望ましいことが分かる。このことから、所望の画像の伸び量を、感光体、中間転写体の平均速度が一致し、速度変動を一定量許容した場合には、
Ｎｗ＜ΔＩｗ＊Ｖｐｃ／（ΔＶｐｃ±ΔＶｂｅｌｔ）±Ｉｗ…式８―１
となり、最も厳しい条件として、
Ｎｗ＜ΔＩｗ＊Ｖｐｃ／（ΔＶｐｃ＋ΔＶｂｅｌｔ）−Ｉｗ…式８−２
という設定とすることが好ましいことになる。
【００３３】
なお、上述の例では感光体３がドラム形状、中間転写体２はベルト形状で駆動ローラで内側から駆動される径を考えた。これは感光体３がベルト、中間転写体２がドラムや、両方ともベルト、両方ともドラムの場合でも同様に考えることができる。また、同じく上述の例では速度変動の要因として感光体３や中間転写体２に用いられるベルトの回転軸の偏心のみを考えているが、これ以外にも、感光体３の真円度やベルトの厚みムラ、ベルト駆動ローラの真円度、回転中心軸の角速度の揺らぎなども現実の径では考慮しなければならないが、周期的で、最も影響の大きなものが軸の偏心であり、その他の速度変動も同様に考えることができる。
【００３４】
（請求項３，４記載の発明の実施形態）
解像度を議論する場合、副走査方向での６００ｄｐｉの解像度は、図６に示すように、主走査方向に引かれた中心間隔８４．６μｍの二本の線が、分離して見えるか見えないかで判別されることが多い。
すなわち、理想的には４２．３μｍの太さである線が、４２．３μｍの間隔を持って理想的な線間隔で並んでいるのであり（図６（Ａ）参照）、感光体上の４２．３μｍの線が中間転写体上で４２．３μｍ伸びて８４．６μｍとなった場合、つまり画像部：非画像部＝１０：０の場合には、隣の線と接触してしまい、二本の線として認識されなくなる（図６（Ｃ）参照）。この場合、このシステムの一次転写部に許された細線の許容伸び量は４２．３μｍであり、一次転写部では細線がこれ以上伸びることのないように機械を設計する必要がある。実際の許容量、最終的に得られる紙上での解像度が基準となり、一次転写部での画像の伸びはさらに許容度が低くなり、図６（Ｂ）に示すように、画像部との非画像部の比率が８：２程度までのことが多い。すなわち、元の線の幅に対して、３０〜６０％程度の伸びまでしか許容されないということである。
【００３５】
なお、線速差の影響を受けるのは副走査方向（紙搬送方向に対して直交する方向）の線であり、最も細い最小画素長さが、最も影響を受けるので、最小画素長さを基準とすることが望ましい。
【００３６】
通常は上記の例のように感光体３上に形成される潜像の最小分解能に相当させていることが多い。
【００３７】
（請求項５記載の発明の実施形態）
ここで、式１−１と式１−２を見比べてみると、画像の伸びΔＩｗは中間転写体の速度が感光体の速度よりも遅い場合の式１−２の場合に、式１−１よりも伸び量が小さくなっていることが分かる。すなわち、上述の説明で、理想細線のニップ幅による引き延ばされ効果は感光体が早い場合も遅い場合もどちらも線速差の絶対値によって伸び量が決まっているが、全体のピッチは速度比によるので中間転写体が遅い場合には線が縮まり、有る値では縮む分と伸びる分が相殺されて画像の伸びが抑えられる。よって、速度差がどうしても付いてしまう場合や、つけなければならない場合（例えば転写率を上げたり、逆転写を抑えたりするために相対速度差をつける場合など）では感光体に対して中間転写体の速度が遅くなるようにするとよいことになる。
【００３８】
（請求項６記載の発明の実施形態）
ここで、前記した式３，４に注目する。請求項１記載の発明の実施形態において示した式５に着目した場合、ある時刻ｔにおける一次転写部での感光体３と中間転写体２の速度差が、主に感光体３及び中間転写体２の回転中心の偏心による場合、一定周期で各々の速度は変動していることが分かる。線速差さえ生じなければ画像が伸びることはないので各々の速度は変動しても構わないことがわかる。
ただし、お互いの変動周期が一致しなければ線速差を常に最小にすることは出来ない事が分かる。例えば感光体３がドラム形状であり、中間転写体２がベルト形状である場合には、周期が一致するためには感光体径と中間転写ベルトの駆動ローラ径が同一であり、位相が一致している必要がある。
【００３９】
その場合、式３，４から、ｒｐｃ＝ｒｂｅｌｔ＝ｒ、ωｐｃ＝ωｂｅｌｔ＝ω、Ｖｐｃ＝Ｖｂｅｌｔ＝Ｖとして、Ａ＝Ｂ＝０とした場合、
｜Ｖｐｃ（ｔ）−Ｖｂｅｌｔ（ｔ）｜
＝ωｐｃ＊（ｒｐｃ＋ｄｐｃ＊ｓｉｎ（Ｖｐｃ＊ｔ／ｒｐｃ＋Ａ））−ωｂｅｌ
ｔ＊（ｒｂｅｌｔ＋ｄｂｅｌｔ＊ｓｉｎ（Ｖｂｅｌｔ＊ｔ／ｒｂｅｌｔ＋Ｂ））
＝ω＊（ｒ＋ｄｐｃ＊ｓｉｎ（Ｖ＊ｔ／ｒ））−ω＊（ｒ＋ｄｂｅｌｔ＊ｓｉｎ
（Ｖ＊ｔ／ｒ））
＝ω＊（ｄｐｃ＊ｓｉｎ（Ｖ＊ｔ／ｒ）−ｄｂｅｌｔ＊ｓｉｎ（Ｖ＊ｔ／ｒ））
＝ω＊（ｄｐｃ−ｄｂｅｌｔ）＊ｓｉｎ（Ｖ＊ｔ／ｒ）
となり、位相が一致していれば線速差は偏心量の差に応じたサイン周期となり、偏心が生じても速度差を非常に小さくすることができることになる。
【００４０】
（請求項７記載の発明の実施形態）
カラープリンタなどの画像形成装置においては複数の感光体を用いる、いわゆるタンデム構成を採用することがあるが、この場合は感光体の本数分、複数の一次転写位置が必要となる。
上述の位相合わせによって一次転写部での線速差を小さく抑える手法を、各一次転写部で破綻無く実施するためには、各々の一次転写部での位相が全て揃っている必要がある。ただし、中間転写体は１つであり、この速度の変動周期は固定であるので、感光体側の方を中間転写体の速度変動に合わせる必要がある。よって、各一次転写位置での速度変動に対して感光体の位相が合うようにすれば、タンデム構成においても画像の伸びの少ない機会とすることができることになる。
【００４１】
この場合、中間転写体がベルトの場合はベルトの駆動ローラの径と感光体の径が等しければ、感光体間距離（ピッチ）には特に制限が無く、例えば４本の感光体が中間転写ベルトに接するタンデム機の場合、一次転写部間距離を感光体外周の半分とすれば、一番、３番目の感光体に対して、２，４番目の感光体は逆位相で駆動すればよく、一次転写位置が各々中途半端な位置にある場合も駆動ローラからの距離を計算して位相を合わせればよい。
【００４２】
しかし、機械の構成上、各一次転写部間の距離が感光体の外周と一致していれば、全ての感光体が同位相で駆動すればよくなるので、機械設計上、位相の検出、調整が楽になる。一般的には各一次転写部間距離と最外一次転写位置から駆動ローラまでの距離が感光体外周長と一致しているのが望ましい。
【００４３】
（請求項８，９，１０記載の発明の実施形態）
一方、発明者は、感光体３とトナーおよび、トナーと中間転写体２との表面の摩擦係数にも着目して、図１と同様の実験を行った。
すなわち、図１の結果が得られた実験では感光体のトナーに対する摩擦係数が中間転写ベルトとほぼ同等の条件（感光体＝０．５４、中間転写ベルト＝０．４７）での実験結果だったのに対して、両者の摩擦係数を共に下げた場合と、感光体の摩擦係数に対して、中間転写ベルトの摩擦係数が高い場合との条件下での実験を行ったところ、図７に示すように、中間転写体の摩擦係数が感光体よりも高い場合において、線速差による画像伸びが理論値よりも抑えられる現象が確認された。特に中間転写体の速度が感光体に対して遅い場合が顕著に現れているが、共に摩擦係数が高い場合に比べて、伸び量が約半分以下程度に緩和されている。
【００４４】
図８は、摩擦係数でのトナーの挙動を説明するための図であり、図８（Ａ）は感光体と中間転写体にはさまれた直後でのトナー層の状態を示し、図８（Ｂ）は感光体３と中間転写体２とが同程度の表面摩擦係数を有している場合を示し、図８（Ｃ）は感光体の方が中間転写体よりも表面摩擦係数が小さい場合を示している。
【００４５】
図８において、感光体３と中間転写体２との間に速度差が生じた際に、滑る界面がトナー層のどの位置に現れるかで決定されると考えられている。つまり、感光体３と中間転写体２の双方がトナーに対して同じ程度の摩擦係数である場合（図８（Ｂ）参照）には、速度差を吸収する剪断位置が一意に決まらず、トナー全体が崩れるように引き延ばされてしまう。これに対して感光体３と中間転写体２との摩擦係数に差がある場合（図８（Ｃ）参照）には、滑りやすい位置で、同図の場合には感光体側で滑りやすくなることにより速度差を吸収することができる。しかも、トナー自身も凝集力があるので、感光体３の摩擦係数が低い場合には感光体３の表面とトナー層の表面との間に剪断が生じることで余りトナー層自体が崩れることなく転写されるためと考えられる。
【００４６】
図７に示した結果は、摩擦係数に大きく差がある場合の例であるが、本実験で使用した画像形成装置は、リコー製デジタルカラー複写機ＩｍａｇｉｏＣｏｌｏｒ５１００であり、この装置は感光体３および中間転写体２の表面摩擦係数を下げるために、固体潤滑剤であるステアリン酸亜鉛の塗布を定期的に行っている。塗布の状態を変えて実験を繰り返したが、概ね全く固体潤滑剤の塗布がない場合に対して、中間転写体側へのみ固体潤滑剤を塗布した場合には画像の伸びの余裕度がおよそ１．５倍になっていることが判明した。
【００４７】
すなわち、感光体３のトナーに対する表面摩擦係数に対して、中間転写体２の摩擦係数が低い場合においては、所望の画素の伸び許容度を達成するために、請求項１，２にある式の条件が１．５倍に緩和されることになる。ただし、この効果を求めるあまりに中間転写体の表面摩擦係数を上げることは、一次転写の後のプロセスである、中間転写体上から紙へのトナー転写（二次転写）時において、転写率を落としてしまいかねない。よって、このような条件を達成して且つ良好な紙転写を保つためには中間転写体のトナーに対する表面摩擦係数が、紙の摩擦係数よりも低い状態に有る必要があり、
感光体での摩擦係数＜中間転写体での摩擦係数＜紙での摩擦係数
の順列を守ることが必要である。
【００４８】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明を画像形成装置の一つであるフルカラープリンタ（以下、「カラープリンタ」という）の実施例について説明する。なお、以下に説明するカラープリンタでは、中間転写体としてベルトが用いられる場合を挙げるが、中間転写体としては、ベルトに限らずドラムを用いることも可能である。
【００４９】
図９は、この発明による一例である、カラープリンタにおける内部機構の全体概略構成図である。なお、図１０は、図９に示したカラーレーザプリンタでの感光体周りの構成を示す図であり、図１１は、図９に示した内部機構を装備した画像形成システム全体の構成図である。
【００５０】
図９乃至図１１において、カラープリンタ１は、画像形成部１Ａが縦方向の中央部に位置し、その下方には給紙部１Ｂが、さらに画像形成部１Ａの上方には原稿載置台１Ｃ１を備えた原稿走査部１Ｃがそれぞれ配置されている。
画像形成部１Ａには、水平方向に展張面を有する中間転写ベルト２が配置されており、中間転写ベルト２の上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。
【００５１】
画像形成部１Ａには、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による画像を担持可能なドラム状とされたＯＰＣ感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍが中間転写体２の展張面に沿って並置されている。なお、以下の説明において、全ての感光体に共通する内容の場合には感光体を符号３により示す。
各感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍは、それぞれ同じ方向（図１では、反時計方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周辺には、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４，書き込み装置５，２成分磁気ブラシ現像方式を採用した現像装置６，１次転写装置７，およびクリーニング装置８が配置されている（便宜上、感光体３Ｂを対象として、各装置の符号にＢを付して示してある）。
【００５２】
図９において中間転写ベルト２は、各感光体を備えた作像ユニットからの可視像を順次転写される１次転写部に相当しており、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて感光体との対峙位置において同方向に移動可能な構成を備え、展張面を構成するローラ２Ａ、２Ｂとは別のローラ２Ｃは、中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置９に対峙している。なお、図９，１１中、符号１０は、中間転写ベルト２のクリーニング装置を示している。
【００５３】
２次転写装置９は、帯電駆動ローラ９Ａおよび従動ローラ９Ｂに掛け回されて２次転写装置９が位置する２次転写位置において中間転写ベルト２と同方向に移動可能な転写ベルト９Ｃを備えており、転写ベルト９Ｃを帯電駆動ローラ９Ａにより帯電させることで記録シートを静電吸着しながら搬送する過程で中間転写ベルト２に重畳された多色画像を一括転写によってあるいは担持されている単一色の画像をそれぞれ記録シートに転写することができる。
【００５４】
２次転写位置には給紙部１Ｂから記録シートが給送されるようになっている。給紙部１Ｂは、複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１から繰り出される記録シートの搬送路に配置された複数の搬送ローラ１Ｂ２と、２次転写位置前方に位置するレジストローラ１Ｂ３とを備えている。本実施例では、給紙部１Ｂには、給紙トレイ１Ｂ１から繰り出される記録シートの搬送路に加えて給紙カセット１Ｂ１内に収容されていない種類の記録シートを２次転写位置に向け給送できる構成が備えられており、この構成は、画像形成部１Ａの壁面の一部を起倒可能に設けた手差しトレイ１Ａ１と繰り出しコロ１Ａ２とを備えている。
給紙カセット１Ｂ１からレジストローラ１Ｂ３に向けた記録シートの搬送路途中には、手差しトレイ１Ａ１から繰り出された記録シートの搬送路が合流し、いずれの搬送路から給送される記録シートもレジストローラ１Ｂ３によってレジストタイミングが設定されるようになっている。
【００５５】
書き込み装置５（図１１では、便宜上、符号５Ｂで示してある）は、原稿走査部１Ｃに有する原稿載置台１Ｃ１上の原稿を走査することにより得られる画像情報あるいは図示しないコンピュータから出力される画像情報により書き込み光が制御されて感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍに対して画像情報に応じた静電潜像を形成するようになっている。書き込み装置５の構成としては、レーザ光源と、回転多面鏡等の偏向器と、走査結像光学系、及びミラー群、からなるレーザ走査光学系や、一次元もしくは二次元に多数のＬＥＤが配列したＬＥＤアレイと、結像光学系からなる、ＬＥＤ書込み系等が用いられ、各書き込み光路末端に位置する感光体に対して主走査方向および副走査方向の書き込み操作により感光体３に対して潜像を形成することができる。
【００５６】
原稿走査部１Ｃには、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を露光走査するスキャナ１Ｃ２が備えられており、さらに原稿載置台１Ｃ１の上面には、自動原稿給送装置１Ｃ３が配置されている。自動原稿給送装置１Ｃ３は、原稿載置台１Ｃ１上に繰り出される原稿を反転可能な構成を備え、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。
【００５７】
書き込み装置５により形成された感光体３（図１１において符号３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍで示す部材）上の静電潜像は、現像装置６（図１１では、便宜上、符号６Ｂで示してある）によって可視像処理され、中間転写ベルト２に１次転写される。中間転写ベルト２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置９により記録シートに対して一括して２次転写される。
【００５８】
２次転写された記録シートは、表面に担持している未定着画像を定着装置１１によって定着される。定着装置１１は、詳細を図示しないが加熱ローラにより加熱される定着ベルトと定着ベルトに対向当接する加圧ローラとを備えたベルト定着構造を備えており、定着ベルトと加圧ローラとの当接領域、つまりニップ領域を設けることにより別ローラ方式の定着構造に比べて記録シートへの加熱領域を広げることができるようになっている。
定着装置１１を通過した記録シートは、定着装置１１の後方に配置されている搬送路切り換え爪１２によって搬送方向が切り換えられるようになっており、排紙トレイ１３に向けた搬送路と、反転搬送路ＲＰとに搬送方向が選択される。
【００５９】
以上のような構成を備えたカラープリンタ１では、原稿載置台１Ｃ１上に載置された原稿を露光走査することによりあるいはコンピュータからの画像情報により、一様帯電された感光体３に対して静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置６によって可視像処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。
【００６０】
中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、単一色画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出された記録シートに対して転写され、多色画像の場合には１次転写が繰り返されることで重畳された上で記録シートに対して一括して２次転写される。２次転写後の記録シートは定着装置１１により未定着画像を定着された後、排紙トレイ１３あるいは、反転されて再度レジストローラ１Ｂ３に向けて給送される。
【００６１】
図１０において現像装置６はユニット構成とされており、シアンを対象とする現像ユニット（符号の数字にＣを添付したユニット）で説明すると、現像ユニットは現像ローラ６Ｃ１とドクタブレード６Ｃ２、２本の搬送スクリュー６Ｃ３Ａおよび６Ｃ３Ｂ、トナー濃度センサ６Ｃ４と外ケース６Ｃ’とからなる。現像ローラ６Ｃ１と搬送スクリュー６Ｃ３Ａ、６Ｃ３Ｂとの位置関係は、現像ローラ６Ｃ１に対して搬送スクリュー６Ｃ３Ａ、６Ｃ３Ｂの方が斜め下方向の位置にあり、２本の搬送スクリュー６Ｃ３Ａ、６Ｃ３Ｂは水平方向で並列に配設されている。外ケース６Ｃ’は、２本の搬送スクリュー６Ｃ３Ａ、６Ｃ３の２室に分ける仕切り板６Ｃ５が設けられている。この仕切り板６Ｃ５の紙面に対する奥側と手前側とは、現像剤が２本の搬送スクリュー６Ｃ３Ａ、６Ｃ３Ｂ間を循環できるように切り欠かれている。また、外ケース６Ｃ’は感光体３Ｃと対面する部分が開口しており、この開口部から現像ローラ６Ｃ１の一部が露出するようになっている。このように外ケース６Ｃ’は、図１０のように現像ローラ６Ｃ１の横で第１の搬送スクリュー６Ｃ３Ａの上の空間を少し多めにして現像ローラ６Ｃ１、搬送スクリュー６Ｃ３Ａおよびドクタブレード６Ｃ６を囲っている。現像ローラ６Ｃ１は、回転可能な非磁性の現像スリーブと内側に磁界発生手段であるマグネットが固定されて構成されている。現像剤は非磁性トナーと磁性キャリアのからなる２成分現像剤である。
【００６２】
現像剤は送り方向が反対の搬送スクリュー６Ｃ３Ａ、６Ｃ３Ｂによって攪拌されながら搬送され、２室を常に循環している。攪拌搬送されて循環している現像剤は、現像ローラ６Ｃ１側に位置する搬送スクリュー６Ｃ３Ａによって現像スリーブ表面に供給され、マグネットの磁力によって表面に磁気ブラシ状で保持されて現像スリーブの回転方向に汲み上げられる。汲み上げられた磁気ブラシ上の現像剤はドクターブレード６Ｃ５によって適正な量に穂切りされて感光体３Ｃと対向している現像部へと送られる。
【００６３】
ドクターブレード６Ｃ５で穂切りされて残った現像剤は重力で現像ローラ６Ｃ１の現像スリーブ表面で磁気ブラシ状の外側を落ちて搬送スクリュー６Ｃ３Ａに戻され、再度攪拌搬送されながら現像スリーブに供給することが繰り返される。
一方、現像部に送られた現像剤は感光体３Ｃ上の静電潜像にトナーが移行して顕像化される。顕像化に使われなかった現像剤は外ケース６Ｃ’内に戻り、マグネットの磁力が働かない部分で現像スリーブから離れて搬送スクリュー６Ｃ３Ａに回収される。このように現像剤は搬送スクリュー６Ｃ３Ａ、および６Ｃ３Ｂを攪拌搬送されて循環しながら現像スリーブに供給、回収される。また画像が繰り返し出力されるとトナー濃度が薄くなるのでトナー濃度センサ６Ｃ４で検知しながら一定濃度になるようにトナー補給（不図示）する。
【００６４】
次にクリーニング装置８について説明する。なお、図１０においては、便宜上、現像装置と同様にシアンを対象とする感光体３Ｃに付設されているクリーニング装置を対象として符号Ｃを付けて説明する）について説明するが他の色のユニットにおいても同様な構成である。
図１０において、クリーニング装置８はユニットで構成され、一次転写後、感光体３Ｃ上に残留したトナーを除去するもので、弾性体のクリーニングブレードやファーブラシあるいはそれらを併用したクリーニング部材が用いられている。本実施例では弾性体、例えばポリウレタンゴムのクリーニングブレード８Ｃ１とファーブラシ８Ｃ２及びファーブラシ８Ｃ２に接触して配設された電界ローラ８Ｃ３と電界ローラ８Ｃ３のスクレーパ８Ｃ４、さらに回収スクリュー８Ｃ５が備えられて構成されている。ファーブラシ８Ｃ２は導電性で電界ローラ８Ｃ３は金属である。
【００６５】
以上のような構成のクリーニング装置では、まず感光体３Ｃの回転方向とは逆方向のカウンタで回転しているファーブラシ８Ｃ２で、感光体３Ｃ上の残留トナーを掻き落とし、ファーブラシ８Ｃ２に付着したトナーはファーブラシ８Ｃ２に対してカウンタで回転している電界ローラ８Ｃ３で取り除き、電界ローラ８Ｃ３はスクレーパ８Ｃ４でクリーニングされる。このとき電界ローラ８Ｃ３にはバイアスが印可されており、静電気力で残留トナーが感光体３Ｃからファーブラシ８Ｃ２、ファーブラシ８Ｃ２から電界ローラ８Ｃ３へと移動させて最終的にスクレーパ８Ｃ４で掻き落とすことにより回収スクリュー８Ｃ５で廃トナーボトル（不図示）に回収される。あるいは現像ユニットに戻して再利用する。
【００６６】
クリーニング装置８Ｃと現像装置６Ｃとの位置関係はクリーニング装置８Ｃでの回収スクリュー８Ｃ５の部分が現像装置６Ｃの搬送スクリューのうちで現像ローラ６Ｃ１から遠い位置にある搬送スクリュー６Ｃ３Ｂの上側で外ケース６Ｃ’に対して上側に重なって配設されている。
【００６７】
中間転写ベルト２は各感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｂと各転写装置の間に介在し、この間に各感光体から各色のトナー像が順次重ね合わせて転写され、感光体上のトナー顕像を坦持する。転写の方式としてはベルトを挟み込む様に感光体と対向して設けられた、転写電荷付与手段２Ｄが転写電界を発生させて静電的に転写する。図９乃至１１に示す構成においては、導電性発泡ＥＰＤＭゴム（ゴム硬度ＪＩＳ−Ａ　３０度、体積抵抗１０８Ωｃｍ）で構成されたローラからなる静電電化付与手段２Ｄに対して約１．５ｋＶの電圧を印加して転写電界を発生させている。そのためニップは多少広くならざるを得ない。ニップは硬度と加圧力によるくい込み量で決定されている。
【００６８】
中間転写ベルト２は様々な材質のものを使用可能であるが、ここでは耐久性にすぐれ、ヤング率の高いポリイミド製のベルトや、表面平滑性に優れたＰＶＤＦ製ベルト、もしくはポリウレタン樹脂層の上にポリウレタンゴム層をもち、さらに上にフッ素成分を含有したコート層をもつ、表面が弾性の多層構造ベルトなどを使用している。特にポリウレタン多層構造ベルトは表面が弾性を持つため、感光体表面や紙表面との密着性が良く、一次転写、二次転写に優れている。いずれのベルトも１０１０〜１０１２Ωｃｍ程度の体積抵抗を持ち、トナーの載る部分の表面抵抗が１０１２Ω／□以上の特性値となっており、転写性に優れている。また、本実施例では中間転写ベルトを使用する例を載せたが、機械レイアウトや、求められる精度、大きさなどから中間転写ドラム方式を採用しても構わない。
【００６９】
本実施例では感光体の半径は３０ｍｍである。本装置は主副走査方向共に６００ｄｐｉ書込解像度を持つ機械であり、感光体上の副走査方向の最小画素長さは４２．３μｍである。
上述の説明のように、伸びの許容度は元の線幅の最大６０％であるので、２５．４μｍの伸びまで許容可能であるとする。この機械の感光体および中間転写ベルトの駆動速度はともに平均速度が２４５ｍｍ／ｓｅｃに設定してある。
【００７０】
当初本装置の一次転写ニップ幅は８ｍｍであった。この条件下において、前述した「式５‘」より、線速比変動は±０．３２％以内に納めないと所望の６００ｄｐｉの１ｄｏｔ画像を解像できないことが分かる。
本実施例に用いられる中間転写体である中間転写ベルトの駆動ローラ径は３０φであり、ローラは０．５ｍｍの厚みのゴムローラとなっている。このローラはゴムローラということもあり、加工精度を余り上げることが出来ない。振れ精度は５０μｍ程度までが限界であり、このときローラの振れによるベルト速度の変動は±０．１６％にもなる。さらにベルトはＰＶＤＦ製であったが、ベルト厚みの誤差、ヤング率のムラなどによる、速度の変動が上乗せされている。実際にこの系でベルトの表面速度をレーザードップラー変位計にて測定したところ、±０．２５％程度の速度偏差があった。また、感光体の加工精度も同様に振れ５０μｍ程度であり、このときの外周速度変化はやはり±０．０８％程度である。こちらも実測したところ±０．１％程度の速度変動が生じていた。
【００７１】
この二つの速度変動を合わせると、最大で±０．３５％程度となり、先に求めた許容度±０．３２％を越えている。実際にこのとき感光体上に副走査方向に１ｄｏｔライン作像し、１ｄｏｔライン作像しない繰り返しのパターンを作って中間転写ベルト上でどのようになるか観察したが、満足な解像度が得られなかった。
【００７２】
そこで、ベルト側の速度変動をこれ以上抑えるのは困難であったので、感光体の加工精度を上げ、振れ量を１０μｍまで抑えたところ、感光体の速度変動が実測で０．０４％程度まで減少し、ベルトの変動と合わせた速度変動が±０．２９％程度となり、解像することが可能となった。
【００７３】
しかし、感光体の加工精度を上げるとコストアップに直結したので従来の感光体の加工精度で解像度を上げるために、機械の構成を変更し、ニップ幅を減少させることとした。請求項２に有るように、ニップ幅を従来の８ｍｍでは「式８−２」より、
Ｎｗ　＜ΔＩｗ＊Ｖｐｃ／（ΔＶｐｃ＋ΔＶｂｅｌｔ）−Ｉｗ
これを変形して線速変動の形に直すと
Ｎｗ＜ΔＩｗ／（ΔＶｐｃ／Ｖｐｃ＋ΔＶｂｅｌｔ／Ｖｐｃ）−Ｉｗ…式９
ここで、すでにΔＶｐｃ／Ｖｐｃ、ΔＶｂｅｌｔ／Ｖｐｃが各々０．１％、０．２５％と分かっているのでこのときに解像する為の必要なニップ幅条件は
Ｎｗ＜２５．４μｍ／（０．１％＋０．２５％）−４２．３μｍ＝７．２（ｍｍ）
と求められるので、この装置でニップ幅を８ｍｍから６ｍｍへ変更したところ、感光体の加工精度を上げなくとも良好な解像度の画像を得られるようになった。
【００７４】
この後、この実験に用いた装置には６００ＤＰＩのかわりに１２００ＤＰＩの解像度を持つレーザー書き込み系が搭載された。今後更なる高画質化のために、機械のレーザー書き込み系は一層高密度化されていく。それに対応した実験系にするためである。この解像により、感光体上の最小画素が長さは６００ｄｐｉに比べ半分の２１．２μｍとなった。よって、許容される画像の伸びも半分となり、ΔＩＷ＝１２．７μｍとなり、従来の感光体やベルトの部品精度、駆動精度では十分な解像が得られなくなった。
【００７５】
従来の部品精度はそのままに、１２００ｄｐｉを解像すべく、以下のごとく対応した。
１つはニップ幅の更なる低減である。部品精度そのままであれば、同じく式９を用いて、
Ｎｗ＜１２．７μｍ／（０．１％＋０．２５％）−２１．２μｍ〜３．６ｍｍ
となる。
しかし、機械構成上、確実に感光体と中間転写体が接触するような条件で、ニップを３ｍｍ以下に安定に取るのは難しく、この機械では４ｍｍまでが限界であった。これでは「式９」を満足せず、１２００ｄｐｉ画像を解像できないことなる。そこで、さらに感光体へ固体潤滑剤の塗布を行い、感光体の表面摩擦係数を低下させた。固体潤滑剤にはステアリン酸亜鉛の粉体を用いて、塗布の方法としては感光体クリーニングブラシにステアリン酸亜鉛の集合体を擦りつけ、微粉体としてブラシに削り取られたステアリン酸亜鉛を感光体に微量塗布することで行った。この方法以外にも、供給するトナーの中にあらかじめ微粉体としたステアリン酸亜鉛を重量比０．７％程度混入させ、トナー表面に付着して現像器の磁気ブラシ穂を介して感光体に供給する方法なども考えられる。
【００７６】
この状態で１００枚ほどＡ４用紙にテスト印刷した後の感光体の表面摩擦係数は０．１５程度であり、ベルトの方は０．４程度であった。元々の値は感光体が０．４程度、ベルトは０．４５程度であるので、感光体を介してベルト表面にも多少の潤滑剤の混入が見られる。
このように感光体と中間転写ベルトとの表面摩擦係数に差を付けることで、画像の伸びに余裕度が生じる。これは前述の実験結果にも明かである。よって、ニップ幅の更なる低減（６ｍｍ→４ｍｍへ）と感光体への固体潤滑剤塗布によって、機械設計の許容度があがり、１２００ｄｐｉの解像度を中間転写ベルト上に忠実に再現できるようになり、十分な解像度を達成できた。
【００７７】
（実施例２）
前述のように、感光体３と中間転写体２の一次転写位置における変動の位相を抑えることで、画像の伸びも抑えることが出来る。そこで、図１２に示すように、感光体３と転写ベルトの駆動ローラ（図１２中、符号２Ａ’で示すローラ）の径を共にφ６０ｍｍした例を示す。こうすることで、感光体および駆動ローラの偏心によるそれぞれの一次転写位置の外周速度の変動周期が、符号ＰＬで示すピッチにおいて一致する（なお、駆動ローラ２Ａ’とブラック画像用感光体３Ｂとの間は紙面の都合で一部が省略されているが、感光体間でのピッチＰＬに設定されている。）。このようにしておいて、感光体および駆動ローラの製造時に、部品の精度検査を行い、回転中心が幾何中心に対してどの位置にきているかを全数検査し、図１３において符号ＭＰで示すように、感光体３および駆動ローラ２Ａの外周位置に印を施す。
製造ラインにおいて各部品を組み付ける際に、それらの印ＭＰを目安にして一次転写位置でのベルトと感光体の速度変動の位相が合うように組み付けることで、速度変動の影響を極小にすることが出来る。
【００７８】
しかしながら長期的に使用を継続していくと、ベルトのスリップなどにより位相がずれてくる可能性もあるので、定期的メンテナンスの際には、メンテナンス員が随時調整するようにすればよい。また、各感光体および中間転写ベルト駆動ローラにマーク検出機能を付け、作像を開始する前に自動で位相を調整できるように機械を構成すれば尚よい。具体的には感光体や駆動ローラの偏心方向のマークとして、ローラの端部に反射率の異なる状態を作り出したり、切り欠きを設けたりして、反射型光センサによって検出したり、物理的な突起やへこみなどをつけ、接触センサなどにより検知する方法などが挙げられる。このようにして位相を検知し、各々の感光体を独立に駆動制御し、所定の位相で動くように停止位置や起動タイミングを調整する。この場合は中間転写ベルトと感光体の接離機構があることが望ましく、ベルトが感光体から離れた状態で位相あわせした方が感光体や中間転写ベルト表面への摩擦による傷などの発生が防止されてよい。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１乃至５記載の発明によれば、関係式に設定された条件を満たすように機械を設計することで潜像担持体およびこれからの画像の転写体との間に線速差が生じた場合にその線速差を規定することにより画像の引きずりによる伸びを抑えることができ、所望の解像度を維持したまま潜像担持体上のトナー像を転写体上に忠実に転写し、良好な画像を得ることが可能となる。
【００８０】
請求項６および７記載の発明によれば、一次転写位置での潜像担持体および転写体との間での速度変動移送を揃えることにより偏心などの機械的な速度変動要因が存在していても画像の伸びが発生する機会を少なくできるように感光体と中間転写体の駆動速度の部品精度に依存する変動の影響を最小限にして、所望の解像度を維持したまま潜像担持体上のトナー像を転写体上に忠実に転写し、良好な画像を得ることが可能となる。
【００８１】
請求項８および９記載の発明によれば、感光体の表面摩擦係数を中間転写体のものをよりも小さくすることで、請求項１乃至５記載の発明において設定した条件を緩和し、より部品の精度を落とし低コストに機械を設計しても、良好な画像を得ることが可能となる。
【００８２】
請求項１０記載の発明によれば、請求項８，９記載の発明において設定した条件下においても、転写率を低下させないようにできるので、所望の解像度を維持したまま潜像担持体上から転写された転写体上のトナー像を効率よく紙に転写し、良好な画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の発明の実施形態を説明するための線速里画像の伸びとの関係を示す線図である。
【図２】潜像担持体と転写体との間の線速差による画像の伸びに対する影響を説明するための模式図である。
【図３】潜像担持体上での理想的な細線が線速差により転写位置が変化することを説明するための模式図である。
【図４】潜像担持体上での定ピッチの細線が線速差の傾向によりどのような転写状態の変化となるかを実際の画像を対象として説明するための模式図である。
【図５】潜像担持体の偏心状態を説明するための模式図である。
【図６】理想的な細線の集合が細線として認識できる状態の限界を説明するための模式図である。
【図７】潜像担持体と転写体との表面での摩擦係数と画像の伸びとの関係を説明するための線図である。
【図８】潜像担持体および転写体の表面での摩擦係数と画像の伸びとの関係を説明するための模式図である。
【図９】本発明の実施例による画像形成装置の内部機構を説明するための模式図である。
【図１０】図９に示した内部機構のうちの一部を拡大して示した模式図である。
【図１１】図９に示した内部機構を装備した画像形成システムの全体構成を示す模式図である。
【図１２】図９に示した構成の一部変形例を説明するための模式図である。
【図１３】図５に示した偏心状態に対する対策を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１　カラープリンタ
２　中間転写体
２Ａ　駆動ローラ
３　感光体
【図１】
2004109763.tif 000004
【図２】
2004109763.tif 000005
【図３】
2004109763.tif 000006
【図４】
2004109763.tif 000007
【図５】
2004109763.tif 000008
【図６】
2004109763.tif 000009
【図７】
2004109763.tif 000010
【図８】
2004109763.tif 000011
【図９】
2004109763.tif 000012
【図１０】
2004109763.tif 000013
【図１１】
2004109763.tif 000014
【図１２】
2004109763.tif 000015
【図１３】
2004109763.tif 000016