(57)【要約】【課題】  ベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とする。【解決手段】  駆動ローラ１１と従動ローラ１２〜１６にエンドレスベルト１０を掛けまわし、従動ローラの１の従動ローラ１２にエンコーダ２６を取り付け、そのエンコーダからの信号に基づき駆動ローラを回転制御し、従動ローラを従動回転しながらエンドレスベルトを走行する。そのようなベルト駆動制御装置２８において、駆動ローラ１１に対するベルト巻きつけ角θ1に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα1、１の従動ローラ１２に対するベルト巻きつけ角θ2に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα2、駆動ローラの半径をｒ1、１の従動ローラの半径をｒ2とするとき、（α2／α1）×（ｒ1／ｒ2）を１以下とする。【選択図】        図１
2005075529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ローラと従動ローラにエンドレスベルトを掛けまわし、前記従動ローラの１の従動ローラにエンコーダを取り付け、そのエンコーダからの信号に基づき前記駆動ローラを回転制御し、前記従動ローラを従動回転しながら前記エンドレスベルトを走行するベルト駆動制御装置において、
前記駆動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα1、前記１の従動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα2、前記駆動ローラの半径をｒ1、前記１の従動ローラの半径をｒ2とするとき、（α2／α1）×（ｒ1／ｒ2）を１以下とすることを特徴とする、ベルト駆動制御装置。
【請求項２】
駆動ローラと従動ローラにエンドレスベルトを掛けまわし、前記従動ローラの１の従動ローラにエンコーダを取り付け、そのエンコーダからの信号に基づき前記駆動ローラを回転制御し、前記従動ローラを従動回転しながら前記エンドレスベルトを走行するベルト駆動制御装置において、
前記駆動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα1、前記１の従動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα2とするとき、（α2／α1）を１以下とすることを特徴とする、ベルト駆動制御装置。
【請求項３】
駆動ローラと従動ローラにエンドレスベルトを掛けまわし、前記従動ローラの１の従動ローラにエンコーダを取り付け、そのエンコーダからの信号に基づき前記駆動ローラを回転制御し、前記従動ローラを従動回転しながら前記エンドレスベルトを走行するベルト駆動制御装置において、
前記駆動ローラの半径をｒ1、前記１の従動ローラの半径をｒ2とするとき、（ｒ1／ｒ2）を１以下とすることを特徴とする、ベルト駆動制御装置。
【請求項４】
感光体上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接的または間接的に転写して転写材に画像を形成する画像形成装置に備え、前記転写材を搬送する転写材搬送部材をベルト状としてその転写材搬送部材を前記エンドレスベルトとすることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１に記載のベルト駆動制御装置。
【請求項５】
前記転写材搬送部材を、ポリフッ化ビニリデンを用いてその体積抵抗率が１０９〜１０１１Ωcmとなるようにつくることを特徴とする、請求項４に記載のベルト駆動制御装置。
【請求項６】
像担持体上にトナー画像を担持し、そのトナー画像を直接的または間接的に転写して転写材に画像を形成する画像形成装置に備え、前記像担持体をベルト状としてその像担持体を前記エンドレスベルトとすることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１に記載のベルト駆動制御装置。
【請求項７】
前記像担持体が、ベルト状の感光体であることを特徴とする、請求項６に記載のベルト駆動制御装置。
【請求項８】
前記感光体を、ベルト基材の外周面上に感光層を薄膜状に設けて形成することを特徴とする、請求項７に記載のベルト駆動制御装置。
【請求項９】
前記像担持体が、感光体上のトナー画像をいったん転写してトナー画像を担持するベルト状の中間転写体であることを特徴とする、請求項６に記載のベルト駆動制御装置。
【請求項１０】
前記中間転写体を、基層の上に弾性層を設け、その弾性層の表面をコート層で被ってつくることを特徴とする、請求項９に記載のベルト駆動制御装置。
【請求項１１】
作像手段で形成した第１の画像と第２の画像をほぼ同時に転写して転写材の表裏両面にトナー画像を形成する画像形成装置にあって、前記像担持体が、前記作像手段で先に形成した画像をいったん転写して第１の画像として担持するベルト状の中間転写体であることを特徴とする、請求項６に記載のベルト駆動制御装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１に記載のベルト駆動制御装置を備えることを特徴とする、プロセスカートリッジ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１１のいずれか１に記載のベルト駆動制御装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１５】
請求項４に記載のベルト駆動制御装置を備え、複数の前記感光体上に、それぞれ異なる色の単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順に転写して転写材に合成トナー画像を形成することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１６】
請求項７に記載のベルト駆動制御装置を備え、前記感光体上に単色のトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接転写して前記転写材に画像を形成することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１７】
請求項７に記載のベルト駆動制御装置を備え、１つの前記感光体上に、異なる色の単色トナー画像を逐次形成し、各単色トナー画像を順に転写して中間転写体上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を一括転写して前記転写材に多色画像を形成することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１８】
請求項９に記載のベルト駆動制御装置を備え、１つの前記感光体上に、異なる色の単色トナー画像を逐次形成し、各単色トナー画像を順に転写して前記中間転写体上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を一括転写して前記転写材に多色画像を形成することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１９】
請求項９に記載のベルト駆動制御装置を備え、複数の前記感光体上に、それぞれ異なる色の単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順に転写して前記中間転写体上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を一括転写して転写材に多色画像を形成することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１１に記載のベルト駆動制御装置を備え、前記作像手段で先に形成した画像をいったん転写して前記ベルト状の中間転写体で第１の画像を担持し、その中間転写体で担持する第１の画像と前記作像手段で別途形成した第２の画像とをほぼ同時に転写して前記転写材の表裏両面にトナー画像を形成することを特徴とする、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動ローラと従動ローラにエンドレスベルトを掛けまわし、駆動ローラを回転制御して従動ローラを従動回転しながらエンドレスベルトを走行するベルト駆動制御装置に関する。ならびに、そのようなベルト駆動制御装置を備える、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置、およびそのような画像形成装置において、ベルト駆動制御装置を備え、画像形成装置本体に対して一括して着脱自在に設けるプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンドレスベルトは、駆動ローラと１または複数の従動ローラとに掛けまわし、駆動モータの回転を、駆動伝達部材を介して駆動ローラに伝達することにより従動ローラを従動回転しながら走行していた。
【０００３】
そして、このようなベルト走行装置では、例えば特許文献１に記載されるように、エンドレスベルトに接触する従動ローラにエンコーディングロールを取り付けてベルトの移動速度に応じたパルスを発生し、そのパルスをコントローラに入力してコントローラで駆動モータを制御していた。
【０００４】
このようにすると、従動ローラにエンドレスベルトを巻きつけないことから、ベルトの厚さ変動の影響を受けないが、従動ローラとエンドレスベルトの間のすべりをなくすことができず、良好な制御を行うことが難しかった。
【０００５】
従来のベルト走行装置の中には、例えば特許文献２に記載されるように、駆動ローラおよび従動ローラのそれぞれにエンコーダを取り付け、それらのエンコーダにより両ローラの回転角速度を検出し、アップダウンカウンタでそれらの回転角速度の差を求め、この回転角速度の差を駆動モータの回転速度制御系に重畳して駆動モータをフィードバック制御するものもある。
【０００６】
この種のベルト走行装置では、エンコーダを取り付けてある従動ローラへのベルト巻きつけ角を大きくすることから、従動ローラとエンドレスベルトの間のすべりをなくすことができる。
【特許文献１】特開平２００１-６６９０９号公報
【特許文献２】特開平２０００-３３０３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、エンコーダを取り付けてある従動ローラにエンドレスベルトを巻きつけるから、エンコーダでの計測時にベルトの厚さ変動による影響を受け、角速度を正確に計測して正確な制御を行うことができなかった。また、駆動ローラにおいても同様に、エンドレスベルトを巻きつけるから、ベルトの厚さ変動による影響を受け、駆動ローラを一定角速度で回転させても、ベルトを等速で走行することができなかった。
【０００８】
ところで、特許文献２では、ベルトの仮想駆動半径は、従動ローラの半径にベルト厚さの１／２を足したものであり、したがってベルトの厚さ変動（片振幅）の１／２が駆動ローラとベルトによる変動の発生、およびエンコーダを取り付けた従動ローラとベルトによる計測誤差に影響を与えるとする。ところが、最近の我々の実験によれば、ベルトの厚さ変動は、常に１／２ではなく、ローラに対するベルトの巻きつけ角によって変化することが確認されている。
【０００９】
そこで、この発明の第１の目的は、ベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を提供することにある。
【００１０】
この発明の第２の目的は、ベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能としたベルト駆動制御装置を備え、高品質な画像を得ることができる画像形成装置のプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１１】
この発明の第３の目的は、ベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能としたベルト駆動制御装置を備え、高品質な画像を得ることが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】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、上記第１の目的を達成すべく、駆動ローラと従動ローラにエンドレスベルトを掛けまわし、前記従動ローラの１の従動ローラにエンコーダを取り付け、そのエンコーダからの信号に基づき前記駆動ローラを回転制御し、前記従動ローラを従動回転しながら前記エンドレスベルトを走行するベルト駆動制御装置において、
前記駆動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα1、前記１の従動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα2、前記駆動ローラの半径をｒ1、前記１の従動ローラの半径をｒ2とするとき、（α2／α1）×（ｒ1／ｒ2）を１以下とする、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、同じく上記第１の目的を達成すべく、駆動ローラと従動ローラにエンドレスベルトを掛けまわし、前記従動ローラの１の従動ローラにエンコーダを取り付け、そのエンコーダからの信号に基づき前記駆動ローラを回転制御し、前記従動ローラを従動回転しながら前記エンドレスベルトを走行するベルト駆動制御装置において、
前記駆動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα1、前記１の従動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα2とするとき、（α2／α1）を１以下とする、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、同じく上記第１の目的を達成すべく、駆動ローラと従動ローラにエンドレスベルトを掛けまわし、前記従動ローラの１の従動ローラにエンコーダを取り付け、そのエンコーダからの信号に基づき前記駆動ローラを回転制御し、前記従動ローラを従動回転しながら前記エンドレスベルトを走行するベルト駆動制御装置において、
前記駆動ローラの半径をｒ1、前記１の従動ローラの半径をｒ2とするとき、（ｒ1／ｒ2）を１以下とする、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、同じく上記第１の目的を達成すべく、請求項１ないし３のいずれか１に記載のベルト駆動制御装置において、感光体上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接的または間接的に転写して転写材に画像を形成する画像形成装置に備え、前記転写材を搬送する転写材搬送部材をベルト状としてその転写材搬送部材を前記エンドレスベルトとする、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、同じく上記第１の目的を達成すべく、請求項４に記載のベルト駆動制御装置において、前記転写材搬送部材を、ポリフッ化ビニリデンを用いてその体積抵抗率が１０９〜１０１１Ωcmとなるようにつくる、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、同じく上記第１の目的を達成すべく、請求項１ないし３のいずれか１に記載のベルト駆動制御装置において、像担持体上にトナー画像を担持し、そのトナー画像を直接的または間接的に転写して転写材に画像を形成する画像形成装置に備え、前記像担持体をベルト状としてその像担持体を前記エンドレスベルトとする、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、同じく上記第１の目的を達成すべく、請求項６に記載のベルト駆動制御装置において、前記像担持体がベルト状の感光体である、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、同じく上記第１の目的を達成すべく、請求項７に記載のベルト駆動制御装置において、前記感光体を、ベルト基材の外周面上に感光層を薄膜状に設けて形成する、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、同じく上記第１の目的を達成すべく、請求項６に記載のベルト駆動制御装置において、前記像担持体が、感光体上のトナー画像をいったん転写してトナー画像を担持するベルト状の中間転写体である、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、同じく上記第１の目的を達成すべく、請求項９に記載のベルト駆動制御装置において、前記中間転写体を、基層の上に弾性層を設け、その弾性層の表面をコート層で被ってつくる、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、同じく上記第１の目的を達成すべく、請求項６に記載のベルト駆動制御装置において、作像手段で形成した第１の画像と第２の画像をほぼ同時に転写して転写材の表裏両面にトナー画像を形成する画像形成装置にあって、前記像担持体が、前記作像手段で先に形成した画像をいったん転写して第１の画像として担持するベルト状の中間転写体である、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、上記第２の目的を達成すべく、プロセスカートリッジにおいて、請求項１ないし１１のいずれか１に記載のベルト駆動制御装置を備える、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、上記第３の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項１２に記載のプロセスカートリッジを備える、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、同じく上記第３の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項１ないし１１のいずれか１に記載のベルト駆動制御装置を備える、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項１５に記載の発明は、同じく上記第３の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項４に記載のベルト駆動制御装置を備え、複数の前記感光体上に、それぞれ異なる色の単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順に転写して転写材に合成トナー画像を形成する、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項１６に記載の発明は、同じく上記第３の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項７に記載のベルト駆動制御装置を備え、前記感光体上に単色のトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接転写して前記転写材に画像を形成する、ことを特徴とする。
【００２８】
請求項１７に記載の発明は、同じく上記第３の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項７に記載のベルト駆動制御装置を備え、１つの前記感光体上に、異なる色の単色トナー画像を逐次形成し、各単色トナー画像を順に転写して中間転写体上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を一括転写して前記転写材に多色画像を形成する、ことを特徴とする。
【００２９】
請求項１８に記載の発明は、同じく上記第３の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項９に記載のベルト駆動制御装置を備え、１つの前記感光体上に、異なる色の単色トナー画像を逐次形成し、各単色トナー画像を順に転写して前記中間転写体上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を一括転写して前記転写材に多色画像を形成する、ことを特徴とする。
【００３０】
請求項１９に記載の発明は、同じく上記第３の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項９に記載のベルト駆動制御装置を備え、複数の前記感光体上に、それぞれ異なる色の単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順に転写して前記中間転写体上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を一括転写して転写材に多色画像を形成する、ことを特徴とする。
【００３１】
請求項２０に記載の発明は、同じく上記第３の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項１１に記載のベルト駆動制御装置を備え、前記作像手段で先に形成した画像をいったん転写して前記ベルト状の中間転写体で第１の画像を担持し、その中間転写体で担持する第１の画像と前記作像手段で別途形成した第２の画像とをほぼ同時に転写して前記転写材の表裏両面にトナー画像を形成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
以上のとおり、請求項１に記載の発明によれば、駆動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα1、１の従動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα2、駆動ローラの半径をｒ1、１の従動ローラの半径をｒ2とするとき、（α2／α1）×（ｒ1／ｒ2）を１以下とするので、従動ローラにエンコーダをつけて、エンドレスベルトを制御する際に、エンドレスベルトを制御しない場合、つまり駆動軸制御を行う場合に比べて、ベルトの厚さ変動成分に対して、変動を悪化させることなく、良好な駆動制御系を構築することができる。これにより、ベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を提供することができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、駆動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα1、１の従動ローラに対するベルト巻きつけ角に起因するベルト厚さ変動に対する補正係数をα2とするとき、（α2／α1）を１以下とするので、駆動ローラと従動ローラの径の比（ｒ1／ｒ2）を期待通りに設定できない場合においても、ベルトの厚さ変動成分に対してベルトの駆動変動を悪化させる度合を低減させることができ、ベルト厚さ変動の許容範囲を広げることができる。これにより、ベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を提供することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、駆動ローラの半径をｒ1、１の従動ローラの半径をｒ2とするとき、（ｒ1／ｒ2）を１以下とするので、駆動ローラと従動ローラの補正係数の比（α2／α1）を期待通りに設定できない場合においても、ベルトの厚さ変動成分に対してベルトの駆動変動を悪化させる度合を低減させることができ、ベルト厚さ変動の許容範囲を広げることができる。これにより、ベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を提供することができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、感光体上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接的または間接的に転写して転写材に画像を形成する画像形成装置に備え、転写材を搬送する転写材搬送部材をベルト状としてその転写材搬送部材をエンドレスベルトとするので、ベルト状の転写材搬送部材を走行する装置として利用して、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を提供することができる。
【００３６】
請求項５に記載の発明によれば、加えて、転写材搬送部材を、ポリフッ化ビニリデンを用いてその体積抵抗率が１０９〜１０１１Ωcmとなるようにつくるので、転写材搬送部材として良好なエンドレスベルトを駆動するベルト駆動制御装置を提供することができる。
【００３７】
請求項６に記載の発明によれば、像担持体上にトナー画像を担持し、そのトナー画像を直接的または間接的に転写して転写材に画像を形成する画像形成装置に備え、像担持体をベルト状としてその像担持体をエンドレスベルトとするので、ベルト状の像担持体を走行する装置として利用して、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を提供することができる。
【００３８】
請求項７に記載の発明によれば、像担持体が、ベルト状の感光体であるので、ベルト状の感光体を走行する装置として利用して、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を提供することができる。
【００３９】
請求項８に記載の発明によれば、加えて、感光体を、ベルト基材の外周面上に感光層を薄膜状に設けて形成するので、感光体として良好なエンドレスベルトを駆動するベルト駆動制御装置を提供することができる。
【００４０】
請求項９に記載の発明によれば、像担持体が、感光体上のトナー画像をいったん転写してトナー画像を担持するベルト状の中間転写体であるので、ベルト状の中間転写体を走行する装置として利用して、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を提供することができる。
【００４１】
請求項１０に記載の発明によれば、加えて、中間転写体を、基層の上に弾性層を設け、その弾性層の表面をコート層で被ってつくるので、中間転写体として良好なエンドレスベルトを駆動するベルト駆動制御装置を提供することができる。
【００４２】
請求項１１に記載の発明によれば、作像手段で形成した第１の画像と第２の画像をほぼ同時に転写して転写材の表裏両面にトナー画像を形成する画像形成装置にあって、像担持体が、作像手段で先に形成した画像をいったん転写して第１の画像として担持するベルト状の中間転写体であるので、同時転写画像形成装置で用いるベルト状の中間転写体を走行する装置として利用して、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を提供することができる。
【００４３】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項１ないし１１のいずれか１に記載のベルト駆動制御装置を備えることで、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を備え、高画質な画像を得ることができる画像形成装置のプロセスカートリッジを提供することができる。
【００４４】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１２に記載のプロセスカートリッジを備えることで、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を備え、高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００４５】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１ないし１１のいずれか１に記載のベルト駆動制御装置を備えることで、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を備え、高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００４６】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項４に記載のベルト駆動制御装置を備え、複数の感光体上に、それぞれ異なる色の単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順に転写して転写材に合成トナー画像を形成することで、ベルト状の転写材搬送部材を走行する装置として利用して、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を備え、高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００４７】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項７に記載のベルト駆動制御装置を備え、感光体上に単色のトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接転写して転写材に画像を形成することで、ベルト状の感光体を走行する装置として利用して、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を備え、高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００４８】
請求項１７に記載の発明によれば、請求項７に記載のベルト駆動制御装置を備え、１つの感光体上に、異なる色の単色トナー画像を逐次形成し、各単色トナー画像を順に転写して中間転写体上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を一括転写して転写材に多色画像を形成することで、ベルト状の感光体を走行する装置として利用して、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を備え、高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００４９】
請求項１８に記載の発明によれば、請求項９に記載のベルト駆動制御装置を備え、１つの感光体上に、異なる色の単色トナー画像を逐次形成し、各単色トナー画像を順に転写して中間転写体上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を一括転写して転写材に多色画像を形成することで、ベルト状の中間転写体を走行する装置として利用して、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を備え、高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００５０】
請求項１９に記載の発明によれば、請求項９に記載のベルト駆動制御装置を備え、複数の感光体上に、それぞれ異なる色の単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順に転写して中間転写体上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を一括転写して転写材に多色画像を形成することで、同じくベルト状の中間転写体を走行する装置として利用して、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を備え、高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００５１】
請求項２０に記載の発明によれば、請求項１１に記載のベルト駆動制御装置を備え、作像手段で先に形成した画像をいったん転写してベルト状の中間転写体で第１の画像を担持し、その中間転写体で担持する第１の画像と作像手段で別途形成した第２の画像とをほぼ同時に転写して転写材の表裏両面にトナー画像を形成することで、同時転写画像形成装置で用いるベルト状の中間転写体を走行する装置として利用して、同様にベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を可能とするベルト駆動制御装置を備え、高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明によるベルト駆動制御装置を示す。
【００５３】
図中符号１０は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製のエンドレスベルトである。エンドレスベルト１０は、図示省略する支持部材で互いに平行に支持する駆動ローラ１１と複数の従動ローラ１２〜１６に掛けまわす。
【００５４】
駆動ローラ１１には、駆動伝達手段１８を介して駆動モータ２０の回転を減速して伝達する。すなわち、駆動ローラ１１の駆動軸２１上にプーリ２２を設け、そのプーリ２２と駆動モータ２０の出力軸２３にタイミングベルト２４を掛け回す。駆動モータ２０として、図示例ではステップモータを使用するが、ＤＣモータやＡＣモータ等を用いてもよい。
【００５５】
他方、複数の従動ローラ１２〜１６のうちの１の従動ローラ１２には、その従動軸にカップリング２５を介してエンコーダ２６を取り付ける。エンコーダ２６は、制御手段２７に接続する。制御手段２７は、駆動モータ２０に接続する。
【００５６】
そして、駆動モータ２０の回転を駆動伝達手段１８を介して駆動ローラ１１に伝達し、複数の従動ローラ１２〜１６を従動回転しながらエンドレスベルト１０を走行する。このとき、従動ローラ１２の回転とともにエンコーダ２６から信号を出力し、その出力信号を制御手段２７に入力して制御手段２７でエンコーダ２６からの信号に基づき駆動モータ２０をフィードバック回転制御する。
【００５７】
図２には、図１に示すベルト駆動制御装置２８の制御ブロック図を示す。
【００５８】
図中符号３０は、マイクロコンピュータである。マイクロコンピュータ３０には、マイクロプロセッサ３１、リードオンリメモリ(ＲＯＭ)３２、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)３３を備えており、それぞれバス３４を介して互いに接続している。
【００５９】
符号３５は、従動ローラ１２の目標角変位を指令する状態指令信号を出力する指令発生装置であり、出力側を同じくバス３４に接続する。符号３６は、モータ駆動用インターフェースであり、マイクロコンピュータ３０の演算結果（制御出力）をパルス状信号（制御信号）に変換して駆動モータドライブ装置３７を構成する、例えばパワー半導体を動作する。
【００６０】
駆動モータドライブ装置３７は、モータ駆動用インターフェース３６からのパルス状信号に基づき動作し、駆動モータ２０を回転駆動する。この結果、従動ローラ１２は、指令発生装置３５による所定の角変位に追値制御される。
【００６１】
符号３８は、図１に示すベルト駆動制御装置２８におけるエンコーダ２６の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する検出用インターフェース装置である。この検出用インターフェース装置３８は、エンコーダ２６の出力パルスを計数するカウンタを備え、そのカウンタのカウント値にあらかじめ定めたパルス数対角変位の変換定数を掛けて従動ローラ１２の角変位に変換する。
【００６２】
図３には、一般的なこの種のベルト駆動制御装置の従動ローラまわりを拡大して示す。
【００６３】
この種のベルト駆動制御装置においては、一般に、エンドレスベルト２００の速度Ｖ2とそれを巻きつける従動ローラ３００の角速度ω2との関係は、
ω2＝Ｖ2／Ｒ2
となる。ここで、Ｒ2は、エンドレスベルト２００の仮想駆動半径である。
【００６４】
仮想駆動半径Ｒ2は、ベルト厚さｔが均一であれば、
Ｒ2＝（従動ローラ３００の半径ｒ2）＋（ベルト厚さｔの１／２）
となる。すなわち、一定となって、従動ローラ３００の角速度ω2を計測すれば、ベルト２００の速度Ｖ2を正確に計測することができる。
【００６５】
ところが、エンドレスベルト２００は、例えば、外枠と内枠との間にベルト材料を流し込んで固めてつくるとき、外枠に対して内枠が偏心していると、エンドレスベルト２００の厚さｔが不均一となり、ベルト全長にわたり正弦波に近似する周期的な厚さ変動を生ずる。
【００６６】
よって、従来は、このベルト厚さ変動の１／２が計測誤差に影響を及ぼすとして、その考えに基づき、角速度ω2は、
【数１】
2005075529.tif 000003
としていた。
【００６７】
ここで、tb_mはベルト平均厚さ、Δtbはベルト厚さ変動、ｆはベルト１周の周波数、ｔは時間、τはベルト１周を２πとしたときの不図示の駆動ローラと従動ローラ３００の位相差である。
【００６８】
しかし、最近の我々の実験によると、エンドレスベルト２００の厚さ変動の影響は、常に１／２ではなく、エンドレスベルト２００の巻きつけ角θ2により変化することが判った。すなわち、従動ローラ３００に対するベルト巻きつけ角θ2に起因するベルト厚さ変動の補正係数をα2とすると、巻きつけ角θ2と補正係数α2との関係は、図４に示すごとくとなる。
【００６９】
この図４から判るとおり、巻きつけ角θ2が小さくなると、補正係数α2は、急激に０に近付き、大きくなると、次第に１に近付く。
【００７０】
さて、図４から明らかなように、補正係数α2は、巻きつけ角θの関数であるので、α(θ2)と表わすと、（１）式のω2は、
【数２】
2005075529.tif 000004
となる。
【００７１】
図５には、一般的なこの種のベルト駆動制御装置の駆動ローラ４００まわりを拡大して示す。
【００７２】
この駆動ローラ４００に関しても、エンドレスベルト２００の厚さ変動に起因するベルトの速度変動を考える。ここでも、駆動ローラ４００に対するベルト巻きつけ角θ1に起因するベルトの仮想駆動半径をＲ1としてその仮想駆動半径Ｒ1を、補正係数α(θ1)を用いて表わすと、
【数３】
2005075529.tif 000005
となる。
【００７３】
ここで、ω1は駆動ローラ４００の角速度、Ｖ1はベルト速度、ｒ1は駆動ローラ４００の半径である。
【００７４】
いま、従動軸制御の効果を、従動軸制御をしない場合の変動に対する、従動軸制御をした場合の比で考える。上記（２）(３)式より、
【数４】
2005075529.tif 000006
となる。
【００７５】
ここで、従動ローラ３００におけるエンドレスベルト２００の仮想駆動半径Ｒ2の平均値をＲ2mean、駆動ローラ４００におけるエンドレスベルト２００の仮想駆動半径Ｒ1の平均値をＲ1meanとおけば、
Ｒ2mean＝α(θ2)×(tb_m／２)＋ｒ2
Ｒ1mean＝α(θ1)×(tb_m／２)＋ｒ1
である。
【００７６】
そこで、（４）式は、
【数５】
2005075529.tif 000007
となる。
【００７７】
制御を行うことは、従動軸制御と駆動軸制御においてそれぞれエンドレスベルト２００の平均速度を一定値にコントロールすることであり、
α(θ2)×(tb_m／２)≪ｒ2
α(θ1)×(tb_m／２)≪ｒ1
であることを考慮し、図４から明らかなように、エンドレスベルト２００の仮想駆動半径に関する補正係数αは、巻きつけ角により一意的に決定されることから、（５）式の変動成分の比にのみ着目すると、ベルト厚さ変動に対する従動軸制御の効果として、以下の式が得られる。
【００７８】
【数６】
2005075529.tif 000008
【００７９】
すなわち、（α2／α1）×（ｒ1／ｒ2）を１以下に設定する。これは、従動ローラ３００の巻きつけ角θ2を駆動ローラ４００よりも浅く設定し、駆動ローラ４００の半径ｒ1を、エンコーダ２６を取り付けている従動ローラ３００の半径ｒ2よりも小さくすることで、簡単に実現できる。
【００８０】
これにより、従動ローラ３００にエンコーダ２６をつけて、エンドレスベルト２００を制御する際に、エンドレスベルト２００を制御しない場合、つまり駆動軸制御を行う場合に比べて、ベルトの厚さ変動成分に対して、変動を悪化させることなく、良好な駆動制御系を構築することができる。
【００８１】
以上のような考えに基づき、図１に示すベルト駆動制御装置２８を見ると、駆動ローラ１１の径ｒ1は、従動ローラ１２の径ｒ2の２倍に設定されるが、従動ローラ１２の巻きつけ角θ2が３０度であるのに対して駆動ローラ１１の巻きつけ角θ1を１１５度とし、図４に示すような巻きつけ角θと補正係数αとの関係曲線から求めた補正係数比（α2／α1）に置き換えると、約１／２となる。
【００８２】
よって、（α2／α1）×（ｒ1／ｒ2）＝１となり、ベルト厚さ変動に起因するベルトの駆動変動は、駆動軸制御時と同等となる。それ以外の周波数に関しては、制御可能であるので、総合的に制御の効果が現れてくる。
【００８３】
従動ローラ１２の巻きつけ角θ2が２５度であるのに対して駆動ローラ１１の巻きつけ角θ1を１００度とし、（α2／α1）を１より小さくすると、駆動ローラ１１と従動ローラ１２の径の比（ｒ1／ｒ2）を期待通りに設定できない場合においても、ベルトの厚さ変動成分に対してベルトの駆動変動を悪化させる度合を低減させることができる。このため、ベルト厚さ変動の許容範囲を広げることができる。
【００８４】
図６には、図１に示すベルト駆動制御装置２８における駆動モータ２０の駆動制御ブロックを示す。
【００８５】
ベルト駆動制御装置２８のエンコーダ２６の出力パルスは、図２に示すように検出用インターフェース装置３８でデジタル信号に変換し、従動ローラ１２の角変位情報としてマイクロコンピュータ３０に入力する。そして、図６に示す演算部４０で、その検出用インターフェース装置３８を介して入力される角変位P301(i-l)と、制御目標値である、従動ローラ１２の目標角変位Ref(i)との差e(i)を算出する。Ref(i)は、従動ローラ１２の等角速度を積分することにより、容易に求めることができる。
【００８６】
差e(i)は、制御コントローラ部４１に入力する。制御コントローラ部４１は、例えばＰＩ制御系で構成するが、ＰＩ制御系以外のＰ制御、ＰＩＤ制御、Ｈ∞制御などで構成してもよい。
【００８７】
制御コントローラ部４１では、ブロック４２で差e(i)を積分し、ブロック４３で定数ＫＩを掛けて演算部４４に入力する。また、ブロック４５で差e(i)にＫｐを掛けて演算部４４に入力する。演算部４４では、ブロック４３とブロック４５の出力を加える。
【００８８】
そして、演算部４４の出力を演算部４６に入力し、演算部４４の出力に一定パルスRef_cを加えて駆動パルス周波数u(i)を決定する。駆動パルス周波数u(i)は、図２に示す制御手段２７のモータ駆動用インターフェース３６に入れて駆動モータドライブ装置３７で、図１に示すベルト駆動制御装置２８の駆動モータ２０を回転駆動する。
【００８９】
ここで、一定パルスRef_cは、ベルト速度、ベルト駆動半径を基にした駆動ローラ角速度、減速径の減速比を基に一意的に決定されるパルス数であるが、この発明においては、モータ駆動中に脱調現象が起きない範囲で任意に選ぶことも可能である。
【００９０】
図７には、この発明の他例であるベルト駆動制御装置を示す。
【００９１】
図１に示すベルト駆動制御装置２８と同様に、図中符号１０は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製のエンドレスベルトである。エンドレスベルト１０は、この例でも、同様に図示省略する支持部材で互いに平行に支持する駆動ローラ１１と複数の従動ローラ１２〜１６に掛けまわす。
【００９２】
駆動ローラ１１には、駆動伝達手段１８を介して駆動モータ２０の回転を減速して伝達する。すなわち、同様に駆動ローラ１１の駆動軸２１上にプーリ２２を設け、そのプーリ２２と駆動モータ２０の出力軸２３にタイミングベルト２４を掛け回す。
【００９３】
他方、複数の従動ローラ１２〜１６のうちの１の従動ローラ１２には、同様にその従動軸にカップリング２５を介してエンコーダ２６を取り付ける。エンコーダ２６は、制御手段２７に接続する。制御手段２７は、駆動モータ２０に接続する。
【００９４】
そして、駆動モータ２０の回転を駆動伝達手段１８を介して駆動ローラ１１に伝達し、複数の従動ローラ１２〜１６を従動回転しながらエンドレスベルト１０を走行する。このとき、従動ローラ１２の回転とともにエンコーダ２６から信号を出力し、その出力信号を制御手段２７に入力して制御手段２７で駆動モータ２０をフィードバック回転制御する。
【００９５】
この図７に示す例では、駆動ローラ１１の巻きつけ角θ1を従動ローラ１２の巻きつけ角θ2より小さく設定する。しかし、従動ローラ１２の径ｒ2は、駆動ローラ１１の径ｒ1より大きく設定し、ｒ1／ｒ2を１以下とする。したがって、ベルトの厚さ変動成分に対してベルトの駆動変動を悪化させる度合を低減させることができる。このため、ベルト厚さ変動の許容範囲を広げることができる。
【００９６】
図８には、上述したベルト駆動制御装置２８を、転写材を搬送する装置に適用した、直接転写式タンデム型カラー画像形成装置の全体概略構成を示す。
【００９７】
図中符号２８が、転写材搬送装置として使用するベルト駆動制御装置であり、転写材搬送部材であるエンドレスベルト１０を、駆動ローラ１１と複数の従動ローラ１２〜１６に掛けまわして設ける。従動ローラのうち入口ローラ１５と出口ローラ１６との間には、エンドレスベルト１０を斜めにまっすぐに張り渡す。
【００９８】
その張り渡し部分に沿ってエンドレスベルト１０の外側には、イエロＹ・マゼンタＭ・シアンＣ・ブラックＢの４つの作像手段５０Ｙ・５０Ｍ・５０Ｃ・５０Ｂをタンデム型に配置する。各作像手段は、それぞれドラム状の感光体５１Ｙ・５１Ｍ・５１Ｃ・５１Ｂを設け、そのまわりに帯電装置、現像装置、クリーニング装置などを備える。それら作像手段５０Ｙ・５０Ｍ・５０Ｃ・５０Ｂの上には、共通の露光装置５２を設置する。
【００９９】
各感光体５１Ｙ・５１Ｍ・５１Ｃ・５１Ｂには、エンドレスベルト１０を挟んで、スポンジ等を外周に設けるバイアスローラ５３Ｙ・５３Ｍ・５３Ｃ・５３Ｂを押し当てる。また、エンドレスベルト１０の裏面には、各バイアスローラの近くにそれぞれバックアップローラ５４Ｙ・５４Ｍ・５４Ｃ・５４Ｂを接触する。
【０１００】
一方、画像形成装置には、画像形成装置本体内下方の転写材収納部５５から、エンドレスベルト１０と感光体５１Ｙ・５１Ｍ・５１Ｃ・５１Ｂ間を通って画像形成装置本体上の転写材スタック部５６に至る転写材搬送路Ｒを設ける。転写材収納部５５には、各々に異なるサイズの転写材を収納する転写材カセット５７・５８を二段に備える。
【０１０１】
転写材搬送路Ｒには、エンドレスベルト１０と感光体５１Ｙ・５１Ｍ・５１Ｃ・５１Ｂ間の手前にレジストローラ対６０を備え、後に定着装置６１を備える。転写材収納部５５とレジストローラ対６０との間には複数の給送ローラ対６２を、定着装置６１と転写材スタック部５６との間には、複数の排出ローラ対６３を設ける。
【０１０２】
また、転写材搬送路Ｒには、レジストローラ対６０の手前に、手差しトレイ６４から給送ローラ対６５で送り出した手差し転写材を給送する手差し給送路Ｓが合流する。
【０１０３】
そして、画像形成時は、４つの作像手段５０Ｙ・５０Ｍ・５０Ｃ・５０Ｂで、各感光体５１Ｙ・５１Ｍ・５１Ｃ・５１Ｂを回転してそれぞれの帯電装置で表面を一様に帯電し、共通の露光装置５２で個別に書込みを行って表面に静電潜像を形成し、その潜像を現像装置でトナーを付着して現像し、各感光体５１Ｙ・５１Ｍ・５１Ｃ・５１Ｂ上に、それぞれイエロＹ・マゼンタＭ・シアンＣ・ブラックＢの単色トナー画像を形成する。
【０１０４】
一方、転写材カセット５７・５８から転写材を繰り出して転写材搬送路Ｒに入れ、複数の給送ローラ対６２で搬送して先端をレジストローラ対６０に突き当て、または手差しトレイ６４から手差し転写材を繰り出して給送ローラ対６５で手差し給送路Ｓから転写材搬送路Ｒに入れ、同じく先端をレジストローラ対６０に突き当て止める。
【０１０５】
そして、タイミングを合わせてレジストローラ対６０を回転し、転写材をエンドレスベルト１０と感光体５１Ｙ・５１Ｍ・５１Ｃ・５１Ｂ間に入れて、転写材搬送部材であるエンドレスベルト１０の走行とともに転写材を搬送しながら、バックアップローラ５４Ｙ・５４Ｍ・５４Ｃ・５４Ｂでそれぞれ転写材を、対応する感光体５１Ｙ・５１Ｍ・５１Ｃ・５１Ｂに適切に接触し、バイアスローラ５３Ｙ・５３Ｍ・５３Ｃ・５３Ｂにより各感光体５１Ｙ・５１Ｍ・５１Ｃ・５１Ｂ上の単色トナー画像を順に直接転写し、転写材に合成トナー画像を形成する。画像転写後の転写材は、定着装置６１に入れてそこで転写画像を定着して後、排出ローラ対６３で搬送して転写材スタック部５６上に排出する。
【０１０６】
図９には、図８に示すカラー画像形成装置のベルト駆動制御装置２８を拡大して示す。
【０１０７】
転写材搬送部材であるエンドレスベルト１０は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を用いてその体積抵抗率が１０９〜１０１１Ωcmとなるようにつくり、上述したとおり駆動ローラ１１と従動ローラ１２〜１６に掛けまわす。そして、図示省略するが、前述した例と同様に従動ローラ１２〜１６の１の従動ローラ１２にエンコーダを取り付け、駆動ローラ１１には駆動伝達手段を介して駆動モータの回転を減速して伝達し、エンコーダからの信号に基づき駆動ローラ１１を回転制御し、従動ローラ１２〜１６を従動回転しながらエンドレスベルト１０を走行する。
【０１０８】
ところで、図示例のベルト駆動制御装置２８では、各バイアスローラ５３Ｙ・５３Ｍ・５３Ｃ・５３Ｂの芯金に、それぞれ転写バイアスを印加する転写バイアス電源６７Ｙ・６７Ｍ・６７Ｃ・６７Ｂを接続する。また、ブラック以外のバイアスローラ５３Ｙ・５３Ｍ・５３Ｃおよびバックアップローラ５４Ｙ・５４Ｍ・５４Ｃは、それぞれ１つの揺動ブラケット６８で回転自在に支持する。
【０１０９】
揺動ブラケット６８は、支軸６９を中心として揺動自在に支持し、不図示の付勢部材で付勢してカム７０に押し当てる。揺動ブラケット６８の先端には穴７１があり、その穴７１に入口ブラケット７２に立てたピン７３を係合する。入口ブラケット７２は、従動ローラ１４、従動ローラ（入口ローラ）１５、および吸着ローラ７４を支持し、支軸７５を中心として回動自在とする。
【０１１０】
そして、ブラックのみの画像形成時には、カム７０を矢示方向に回動して揺動ブラケット６８を支軸６９を中心として時計まわりに揺動し、穴７１とピン７３との係合を介して入口ブラケット７２を連動して支軸７５を中心として時計まわりに回動し、ブラック以外の各感光体５１Ｙ・５１Ｍ・５１Ｃからバイアスローラ５３Ｙ・５３Ｍ・５３Ｃおよびバックアップローラ５４Ｙ・５４Ｍ・５４Ｃを離すとともにエンドレスベルト１０を離し、従動ローラ（入口ローラ）１５および吸着ローラ７４も下方へと移動する。
【０１１１】
なお、ブラックのバイアスローラ５３Ｂおよびバックアップローラ５４Ｂは、また別の出口ブラケット７６で回転自在に支持する。出口ブラケット７６は、従動ローラ（出口ローラ）１６の支軸７７を中心として回動自在とする。そして、図示カラー画像形成装置の装置本体に対してベルト駆動制御装置２８を着脱するとき、不図示のハンドル操作により出口ブラケット７６を時計まわりに回動し、ブラックの感光体５１Ｂからバイアスローラ５３Ｂおよびバックアップローラ５４Ｂを離す。
【０１１２】
さて、この図９に示すベルト駆動制御装置２８でも、駆動ローラ１１の径ｒ1は、従動ローラ１２の径ｒ2の２倍に設定されるが、従動ローラ１２の巻きつけ角θ2が３０度であるのに対して駆動ローラ１１の巻きつけ角θ1を１１５度とし、図４に示すような巻きつけ角θと補正係数αとの関係曲線から求めた補正係数比（α2／α1）に置き換えると、約１／２となる。
【０１１３】
よって、（α2／α1）×（ｒ1／ｒ2）＝１となり、ベルト厚さ変動に起因するベルトの駆動変動は、駆動軸制御時と同等となる。それ以外の周波数に関しては、制御可能であるので、総合的に制御の効果が現れてくる。これにより、エンドレスベルト１０の有効な制御が可能になり、色ずれ、バンディングの少ない高品位な画像を得ることが可能となる。
【０１１４】
なお、（α2／α1）×（ｒ1／ｒ2）が１以下である場合に限らず、（α2／α1）を１より小さくすると、駆動ローラ１１と従動ローラ１２の径の比（ｒ1／ｒ2）を期待通りに設定できない場合においても、ベルトの厚さ変動成分に対してベルトの駆動変動を悪化させる度合を低減させることができる。このため、ベルト厚さ変動の許容範囲を広げることができる。
【０１１５】
また、駆動ローラ１１と従動ローラ１２の径の比（ｒ1／ｒ2）を１より小さくすると、駆動ローラ１１と従動ローラ１２の補正係数の比（α2／α1）を期待通りに設定できない場合においても、ベルトの厚さ変動成分に対してベルトの駆動変動を悪化させる度合を低減させることができ、ベルト厚さ変動の許容範囲を広げることができる。
【０１１６】
ところで、図８に示す例では、感光体上の画像を直接的に転写材に転写する直接転写式の画像形成装置に適用した場合について説明したが、感光体上の画像をいったん中間転写体に転写してから間接的に転写材に転写する間接転写式の画像形成装置に適用し、同様なベルト駆動制御装置２８で転写材を搬送するようにしてもよい。
【０１１７】
また、作像手段をタンデム型に４つ並べた画像形成装置に適用した場合について説明したが、作像手段はいくつでもよく、タンデム型にも限らず、またカラーに限らずモノクロでもよく、そのような画像形成装置に適用して、同様なベルト駆動制御装置２８で転写材を搬送するようにしてもよい。
【０１１８】
図１０には、上述したベルト駆動制御装置２８を、ベルト状の感光体を走行する装置に適用した、カラー画像形成装置の要部概略構成を示す。
【０１１９】
ベルト駆動制御装置２８のエンドレスベルト１０を、像担持体の一例である感光体として利用する。感光体であるエンドレスベルト１０は、ニッケル製ベルト基材の外周面上に、有機光半導体（ＯＰＣ）等の感光層を薄膜状に設けて形成し、駆動ローラ１１と２つの従動ローラ１２・１３に掛けまわして設ける。
【０１２０】
エンドレスベルト１０のまわりには、帯電装置８０、露光装置８１、イエロＹ・マゼンタＭ・シアンＣ・ブラックＢの４つの現像装置８２Ｙ・８２Ｍ・８２Ｃ・８２Ｂ、ドラム状の中間転写体８３、一次クリーニング装置８４、除電装置８５などを配置する。４つの現像装置８２Ｙ・８２Ｍ・８２Ｃ・８２Ｂは、２つの従動ローラ１２・１３間で水平に張り渡すエンドレスベルト１０に沿って設ける。また、ドラム状の中間転写体８３のまわりには、二次クリーニング装置８６、転写搬送装置８７を配置する。
【０１２１】
この画像形成装置には、下方の転写材収納部８８から、中間転写体８３と転写搬送装置８６間の転写位置を通過して上方の転写材スタック部８９に至る転写材搬送路Ｒを設ける。そして、その転写材搬送路Ｒに沿って、転写位置の手前にレジストローラ対９０などを、転写位置の後に定着装置９１、排出ローラ対９２などを備える。
【０１２２】
そして、エンドレスベルト１０を図中反時計まわりに回転して帯電装置８０で帯電し、露光装置８１で書込みを行い、現像装置８２Ｙ・８２Ｍ・８２Ｃ・８２Ｂの１つを用いて順に現像し、１つの感光体であるエンドレスベルト１０上に、その一回転ごとに、異なる色の単色トナー画像を一色ずつ逐次形成し、各単色トナー画像を順に一色ずつ転写して中間転写体８３上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を一括転写して、転写材搬送路Ｒを搬送する転写材に多色画像を形成する。
【０１２３】
図示省略するが、この画像形成装置でも、前述した例と同様に２つの従動ローラ１２・１３の１の従動ローラ１２にエンコーダを取り付け、駆動ローラ１１には駆動伝達手段を介して駆動モータの回転を減速して伝達し、エンコーダからの信号に基づき駆動ローラ１１をフィードバック回転制御し、従動ローラ１２・１３を従動回転しながらエンドレスベルト１０を走行する。
【０１２４】
さて、この図１０に示す例では、駆動ローラ１１の径ｒ1と従動ローラ１２の径ｒ2をほぼ同一とするが、従動ローラ１２の巻きつけ角θ2を駆動ローラ１１の巻きつけ角θ1より小さくする。したがって、α2／α1を１以下とし、ベルトの厚さ変動成分に対してベルトの駆動変動を悪化させる度合を低減させることができ、ベルト厚さ変動の許容範囲を広げることができる。
【０１２５】
また、駆動ローラ１１と従動ローラ１２の径の比（ｒ1／ｒ2）を１より小さくしても、同様にベルトの厚さ変動成分に対してベルトの駆動変動を悪化させる度合を低減させることができ、ベルト厚さ変動の許容範囲を広げることができる。
【０１２６】
さらに、（α2／α1）×（ｒ1／ｒ2）を１以下とすると、ベルトの厚さ変動に対して、変動を悪化させることなく、良好な駆動制御系を構築することができ、エンドレスベルト１０の有効な制御が可能になり、色ずれ、バンディングの少ない高品位な画像を得ることが可能となる。
【０１２７】
なお、図１０に示す画像形成装置では、感光体上の画像をいったん中間転写体に一次転写してから転写材に二次転写したが、感光体上の画像を直接的に転写材に転写する画像形成装置にも適用し、その感光体をエンドレスベルトとして駆動制御するようにしてもよい。また、当然エンドレスベルト上に形成する画像は、多色に限らず一色のみであってもよい。
【０１２８】
図１１には、上述したベルト駆動制御装置２８を、ベルト状の中間転写体を走行する装置に適用した、カラー画像形成装置の全体概略構成を示す。
【０１２９】
この図１１に示す例では、１つのドラム状の感光体９３を反時計まわりに回転して帯電装置９４で帯電し、露光装置９５で書込みを行い、現像装置９６Ｙ・９６Ｍ・９６Ｃ・９６Ｂの１つを用いて順に現像し、感光体９３の一回転ごとに、異なる色の単色トナー画像を一色ずつ逐次形成し、各単色トナー画像を順に一色ずつ転写して、ベルト駆動制御装置２８のエンドレスベルト１０上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を一括転写して、転写材搬送路Ｒを搬送する転写材に多色画像を形成する。すなわち、ベルト駆動制御装置２８のエンドレスベルト１０を、像担持体の一例であるベルト状の中間転写体として利用する。
【０１３０】
この場合、中間転写体であるエンドレスベルト１０は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や、伸びの大きなゴム材料を帆布などの伸びにくい材料で構成した基層上に設けたものでつくり、その上に弾性層を設ける。弾性層は、例えばフッ素ゴムやアクリロニトリル−ブタジェン共重合などでつくる。その弾性層の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層で被ってなる。
【０１３１】
図１２には、上述したベルト駆動制御装置２８を、ベルト状の中間転写体を走行する装置に適用した、他例のカラー画像形成装置の全体概略構成を示す。
【０１３２】
この図１２に示す例では、ベルト駆動制御装置２８のエンドレスベルト１０を、像担持体の一例であるベルト状の中間転写体として利用する。そして、中間転写体であるエンドレスベルト１０は、前例と同様に、基層上に弾性層を設け、その弾性層の表面をコート層で被ってつくり、駆動ローラ１１と２つの従動ローラ１２・１３に掛けまわす。
【０１３３】
エンドレスベルト１０のまわりには、ダンデム型に並べて備える４つの作像手段１００Ｙ・１００Ｍ・１００Ｃ・１００Ｂ、クリーニング装置１０１、転写搬送装置１０２などを設ける。作像手段１００Ｙ・１００Ｍ・１００Ｃ・１００Ｂは、感光体１０３Ｙ・１０３Ｍ・１０３Ｃ・１０３Ｂのまわりに、それぞれ帯電装置、現像装置、クリーニング装置などを備え、それらの上に共通の露光装置１０４を設ける。また、エンドレスベルト１０を挟んで各感光体１０３Ｙ・１０３Ｍ・１０３Ｃ・１０３Ｂには、転写ローラ１０４Ｙ・１０４Ｍ・１０４Ｃ・１０４Ｂを押し当てる。
【０１３４】
ところで、画像形成装置本体１０５は、側面にスタックトレイ１０６を備え、複数の転写材カセット１０７を多段に有する載置台１０８上に載置して設ける。そして、各転写材カセットから、エンドレスベルト１０と転写搬送装置１０２間を通ってスタックトレイ１０６に至る転写材搬送路Ｒを形成する。
【０１３５】
そして、４つの作像手段１００Ｙ・１００Ｍ・１００Ｃ・１００Ｂの各感光体１０３Ｙ・１０３Ｍ・１０３Ｃ・１０３Ｂ上に、それぞれ異なる色の単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順に転写して、中間転写体であるエンドレスベルト１０上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を転写搬送装置１０２で一括転写して、転写材搬送路Ｒを搬送する転写材に多色画像を形成する。
【０１３６】
さて、この図１２に示す例では、駆動ローラ１１の径ｒ1と従動ローラ１２の径ｒ2をほぼ同一とするが、従動ローラ１２の巻きつけ角θ2を駆動ローラ１１の巻きつけ角θ1より小さくする。したがって、α2／α1を１以下とし、ベルトの厚さ変動成分に対してベルトの駆動変動を悪化させる度合を低減させることができ、ベルト厚さ変動の許容範囲を広げることができる。
【０１３７】
また、駆動ローラ１１と従動ローラ１２の径の比（ｒ1／ｒ2）を１より小さくしても、同様にベルトの厚さ変動成分に対してベルトの駆動変動を悪化させる度合を低減させることができ、ベルト厚さ変動の許容範囲を広げることができる。
【０１３８】
さらに、（α2／α1）×（ｒ1／ｒ2）を１以下とすると、ベルトの厚さ変動に対して、変動を悪化させることなく、良好な駆動制御系を構築することができ、エンドレスベルト１０の有効な制御が可能になり、色ずれ、バンディングの少ない高品位な画像を得ることが可能となる。
【０１３９】
図１３には、上述したベルト駆動制御装置２８を、ベルト状の中間転写体を走行する装置に適用した、さらに他例のカラー画像形成装置の全体概略構成を示す。
【０１４０】
この図１３に示す例では、ベルト駆動制御装置２８のエンドレスベルト１０を、像担持体の一例であるベルト状の二次中間転写体として利用する。そして、二次中間転写体であるエンドレスベルト１０は、前例と同様に、基層上に弾性層を設け、その弾性層の表面をコート層で被ってつくり、駆動ローラ１１と２つの従動ローラ１２・１３に掛けまわす。
【０１４１】
ベルト駆動制御装置２８の、二次中間転写体であるエンドレスベルト１０には、ベルト状の一次中間転写体１１０を接触して一次中間転写装置１１１を設ける。一次中間転写装置１１１の一次中間転写体１１０のまわりには、４つの作像手段１１２Ｙ・１１２Ｍ・１１２Ｃ・１１２Ｂを設ける。
【０１４２】
そして、まず各作像手段１１２Ｙ・１１２Ｍ・１１２Ｃ・１１２Ｂで色別に画像を形成し、その画像を一次中間転写体１１０にいったん転写してからエンドレスベルト１０に二次転写してそのエンドレスベルト１０で第１の画像を担持する。次いで、各作像手段１１２Ｙ・１１２Ｍ・１１２Ｃ・１１２Ｂで別途色別に画像を形成し、その画像を一次中間転写体１１０に転写してその一次中間転写体１１０で第２の画像を担持する。
【０１４３】
それから、転写材を転写材搬送路Ｒを通して、ベルト駆動制御装置２８と一次中間転写装置１１１との間に導き、二次中間転写体であるエンドレスベルト１０で担持する第１の画像と一次中間転写体１１０で担持する第２の画像とをほぼ同時に転写して転写材の表裏両面にトナー画像を形成する。
【０１４４】
このように、図１３に示すような同時両面画像形成装置において、二次中間転写装置に適用し、そのベルト状の二次中間転写体の駆動ローラ１１をフィードバック制御するようにしてもよい。
【０１４５】
なお、感光体や中間転写体などの像担持体を備えて上述したベルト駆動制御装置２８を構成し、そのようなベルト駆動制御装置を備えてプロセスカートリッジを構成し、そのプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して一括して着脱自在とするようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
この発明は、駆動ローラと従動ローラにエンドレスベルトを掛けまわし、ベルトの厚さ変動の影響なく、エンドレスベルトの等速走行を必要とするところに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】この発明によるベルト駆動制御装置の概略斜視図である。
【図２】そのベルト駆動制御装置の制御ブロック図である。
【図３】一般的なこの種のベルト駆動制御装置の従動ローラまわりの拡大図である。
【図４】そのベルト駆動制御装置の巻きつけ角度θとベルト厚さ変動補正係数αとの関係曲線図である。
【図５】一般的なこの種のベルト駆動制御装置の駆動ローラまわりの拡大図である。
【図６】図１に示すベルト駆動制御装置における駆動モータの駆動制御ブロック図である。
【図７】この発明の他例であるベルト駆動制御装置の概略斜視図である。
【図８】上述したベルト駆動制御装置を、転写材を搬送する装置に適用した、直接転写式タンデム型カラー画像形成装置の全体概略構成図である。
【図９】そのカラー画像形成装置のベルト駆動制御装置の拡大構成図である。
【図１０】図１に示すようなベルト駆動制御装置を、ベルト状の感光体を走行する装置に適用した、カラー画像形成装置の要部概略構成図である。
【図１１】図１に示すようなベルト駆動制御装置を、ベルト状の中間転写体を走行する装置に適用した、カラー画像形成装置の全体概略構成図である。
【図１２】図１に示すようなベルト駆動制御装置を、ベルト状の中間転写体を走行する装置に適用した、他例のカラー画像形成装置の全体概略構成図である。
【図１３】図１に示すようなベルト駆動制御装置を、ベルト状の中間転写体を走行する装置に適用した、さらに他例のカラー画像形成装置の全体概略構成図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１０    エンドレスベルト
１１    駆動ローラ
１２    １の従動ローラ
１３    従動ローラ
１４    従動ローラ
１５    従動ローラ
１６    従動ローラ
２６    エンコーダ
２８    ベルト駆動制御装置
５１Ｙ・５１Ｍ・５１Ｃ・５１Ｂ    感光体
８３    中間転写体
１０３Ｙ・１０３Ｍ・１０３Ｃ・１０３Ｂ    感光体
１１２Ｙ・１１２Ｍ・１１２Ｃ・１１２Ｂ    作像手段
θ    巻きつけ角
α    補正係数
ｒ    半径
【図１】
2005075529.tif 000009
【図２】
2005075529.tif 000010
【図３】
2005075529.tif 000011
【図４】
2005075529.tif 000012
【図５】
2005075529.tif 000013
【図６】
2005075529.tif 000014
【図７】
2005075529.tif 000015
【図８】
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【図９】
2005075529.tif 000017
【図１０】
2005075529.tif 000018
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005075529.tif 000021