(57)【要約】【課題】中間転写ベルトが感光体に対して滑りを起こすことを防止し、中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置合わせの精度を向上させる。【解決手段】感光体ドラム５０と中間転写ベルト６４との摩擦係数μ、中間転写ベルト６４の初張力Ｔ、中間転写ベルト６４の感光体ドラム５０への巻付角θ、二次転写ロール８０、ブラシロール８６から中間転写ベルト６４を介して感光体ドラム５０へ与えられる接線方向の負荷Ｆ（＝ｆ１＋ｆ２）が、下記（１）式を満足するように設定されている。２Ｔ（ｅμΘ−１）／（ｅμΘ＋１）＞Ｆ、Ｔ≦３９６．９Ｎ…（１）【選択図】図２
2007155917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
複数の支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架され前記感光体に従動して駆動される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトに当接する当接部材と、
を備える画像形成装置であって、
下記（１）式を満たすことを特徴とする画像形成装置。
２Ｔ（ｅμθ−１）／（ｅμθ＋１）＞Ｆ、Ｔ≦３９６．９Ｎ…（１）
但し、μは感光体と中間転写ベルトとの摩擦係数
Ｔは中間転写ベルトの初張力
θは中間転写ベルトの感光体への巻付角
Ｆは当接部材から中間転写ベルトを介して感光体へ与えられる接線方向の負荷
【請求項２】
前記中間転写ベルトの張架時の初張力Ｔは、軸位置が固定配置された複数の支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架されることによる前記中間転写ベルト自体の弾性変形により発生するものであって、
前記支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架された状態での前記中間転写ベルトの初期伸長率を、５．２％以上、３２．１％以下とした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】
感光体と、
複数の支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架され前記感光体に従動して駆動される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトに当接する当接部材と、
を備える画像形成装置であって、
下記（２）式を満たすことを特徴とする画像形成装置。
２Ｔ（ｅμθ−１）／（ｅμθ＋１）＋Ｎ（ｅμθ−１）／θ＞Ｆ、Ｔ≦３９６．９Ｎ…（２）
但し、μは感光体と中間転写ベルトとの摩擦係数
Ｔは中間転写ベルトの初張力
θは中間転写ベルトの感光体への巻付角
Ｆは当接部材から中間転写ベルトを介して感光体へ与えられる接線方向の負荷
Ｎは感光体と中間転写ベルトとの間の静電吸着力
【請求項４】
前記中間転写ベルトの張架時の初張力Ｔは、軸位置が固定配置された複数の支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架されることによる前記中間転写ベルト自体の弾性変形により発生するものであって、
前記支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架された状態での前記中間転写ベルトの初期伸長率を、２．５％以上、３２．１％以下とした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】
前記当接部材が、前記中間転写ベルト上を清掃する清掃部材であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記当接部材が、前記中間転写ベルトから記録媒体へトナー像を転写させる転写ロールであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架された状態での前記中間転写ベルトの周長を、前記感光体の周長の整数倍にしたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１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、複数の支持ロール及び感光体に巻き付けられて張架され、感光体に従動する中間転写ベルトを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１個の感光体で中間転写ベルトにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなるフルカラーのトナー像を形成する４サイクル方式のフルカラーレーザプリンタでは、中間転写ベルトを４周回転させ、中間転写ベルトが１周する毎に中間転写ベルトに１色ずつトナー像を重ね合わせていく。この際、色ずれを抑制するべく中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置合わせを高精度に行うためには、中間転写ベルトの感光体ドラムに対する相対速度の変動を抑制し、中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像のピッチムラを抑制することが重要となり、これまで様々な方策が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、中間転写ベルトを感光体に従動させることで、中間転写ベルトと感光体とがそれぞれ個別に駆動されることにより生じる中間転写ベルトの感光体に対する相対速度の変動を排除している。
【０００４】
しかしながら、中間転写ベルトが感光体に対して滑りを起こした場合には、中間転写ベルトの感光体に対する相対速度が変動する。このため、中間転写ベルトに与える初張力、中間転写ベルトと感光体との摩擦係数、中間転写ベルトの感光体に対する巻付け角等を適切に設定し、維持することが必要となるが、これまでに効果的な方策は考案されていない。
【特許文献１】特開２００３−１０７８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、中間転写ベルトが感光体に対して滑りを起こすことを防止し、中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置合わせの精度を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の画像形成装置は、感光体と、複数の支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架され前記感光体に従動して駆動される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトに当接する当接部材と、を備える画像形成装置であって、下記（１）式を満たすことを特徴とする。
【０００７】
２Ｔ（ｅμθ−１）／（ｅμθ＋１）＞Ｆ、Ｔ≦３９６．９Ｎ…（１）
但し、μは感光体と中間転写ベルトとの摩擦係数
Ｔは中間転写ベルトの初張力
θは中間転写ベルトの感光体への巻付角
Ｆは当接部材から中間転写ベルトを介して感光体へ与えられる接線方向の負荷
請求項１に記載の画像形成装置では、中間転写ベルトが、複数の支持ロール及び感光体に巻き付けられて張架されており、感光体に従動して駆動される。この中間転写ベルトには、クリーニング部材や転写ロール等の当接部材が当接しており、この当接部材から中間転写ベルトを介して感光体へ接線方向の負荷Ｆが与えられる。
【０００８】
ここで、感光体と中間転写ベルトとの摩擦係数μ、中間転写ベルトの初張力Ｔ、中間転写ベルトの感光体への巻付角θ、当接部材から中間転写ベルトを介して感光体へ与えられる負荷Ｆが、オイラーのベルト理論に基づいた上記（１）式を満足しており、中間転写ベルトが感光体に対して滑ることが無いようになっている。
【０００９】
これによって、中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置合わせの精度を向上できる。また、感光体の撓み量を許容値に抑えることができる。
【００１０】
なお、ベルトをロールに摩擦力で従動させるために、駆動停止状態でベルトに与えられている張力のことを初張力と言っている。
【００１１】
請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記中間転写ベルトの張架時の初張力Ｔは、軸位置が固定配置された複数の支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架されることによる前記中間転写ベルト自体の弾性変形により発生するものであって、前記支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架された状態での前記中間転写ベルトの初期伸長率を、５．２％以上、３２．１％以下としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の画像形成装置では、中間転写ベルトが支持ロール及び感光体に巻付けられて張架された状態で、中間転写ベルトの初期伸長率が、５．２％以上、３１．７％以下とされている。なお、支持ロールは軸位置が固定配置されており、中間転写ベルトの張架時の初張力Ｔは、支持ロール及び感光体に巻き付けられて張架されることによる中間転写ベルト自体の弾性変形により発生している。
【００１３】
ここで、後述する実験において、中間転写ベルトの初期伸長率を、５．２％以上、３２．１％以下とした場合に、規定された使用環境内での温湿度の変動、規定寿命までの経時変化に関わらず、上記（１）式が満足されることが明らかになっている。
【００１４】
従って、規定された使用環境内での温湿度の変動、規定寿命までの経時変化に関わらず、中間転写ベルトが感光体に対して滑ることを防止でき、中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置合わせの精度を向上できる。また、感光体の撓み量を許容値に抑えることができる。
【００１５】
なお、初期伸長率は、中間転写ベルトの初期、規定温湿度における自然状態（無張架の状態）から支持ローラ及び感光体に張架された状態への周長の増加率で、自然状態の周長を１００％とし、張架状態の周長を１０２％とした場合には、２％（＝１０２％−１００％）となる。
【００１６】
請求項３に記載の画像形成装置は、感光体と、複数の支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架され前記感光体に従動して駆動される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトに当接する当接部材と、を備える画像形成装置であって、下記（２）式を満たすことを特徴とする。
【００１７】
２Ｔ（ｅμθ−１）／（ｅμθ＋１）＋Ｎ（ｅμθ−１）／θ＞Ｆ、Ｔ≦３９６．９Ｎ…（２）
但し、μは感光体と中間転写ベルトとの摩擦係数
Ｔは中間転写ベルトの初張力
θは中間転写ベルトの感光体への巻付角
Ｆは当接部材から中間転写ベルトを介して感光体へ与えられる接線方向の負荷
Ｎは感光体と中間転写ベルトとの間の静電吸着力
請求項３に記載の画像形成装置では、中間転写ベルトが、複数の支持ロール及び感光体に巻き付けられて張架されており、感光体に従動して駆動される。この中間転写ベルトには、クリーニング部材や転写ロール等の当接部材が当接しており、この当接部材から感光体へ中間転写ベルトを介して接線方向の負荷Ｆが与えられる。また、感光体と中間転写ベルトとの間には静電吸着力Ｎが作用しており、感光体と中間転写ベルトとの摩擦力が増大されている。
【００１８】
ここで、感光体と中間転写ベルトとの摩擦係数μ、中間転写ベルトの初張力Ｔ、中間転写ベルトの感光体への巻付角θ、当接部材から中間転写ベルトを介して感光体へ与えられる負荷Ｆ、感光体と中間転写ベルトとの間の静電吸着力Ｎが、オイラーのベルト理論に基づいた上記（２）式を満足しており、中間転写ベルトが感光体に対して滑ることが無いようになっている。
【００１９】
これによって、中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置合わせの精度を向上できる。また、感光体の撓み量を許容値に抑えることができる。
【００２０】
請求項４に記載の画像形成装置は、請求項３に記載の画像形成装置であって、前記中間転写ベルトの張架時の初張力Ｔは、軸位置が固定配置された複数の支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架されることによる前記中間転写ベルト自体の弾性変形により発生するものであって、前記支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架された状態での前記中間転写ベルトの初期伸長率を、２．５％以上、３２．１％以下としたことを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の画像形成装置では、中間転写ベルトが支持ロール及び感光体に巻付けられて張架された状態で、中間転写ベルトの初期伸長率が、２．５％以上、３２．１％以下とされている。なお、支持ロールは軸位置が固定配置されており、中間転写ベルトの張架時の初張力Ｔは、支持ロール及び感光体に巻き付けられて張架されることによる中間転写ベルト自体の弾性変形により発生している。
【００２２】
ここで、後述する実験において、中間転写ベルトの初期伸長率を、２．５％以上、３２．１％以下とした場合に、規定された使用環境内での温湿度の変動、規定寿命までの経時変化に関わらず、上記（２）式が満足されることが明らかになっている。
【００２３】
従って、規定された使用環境内での温湿度の変動、規定寿命までの経時変化に関わらず、中間転写ベルトが感光体に対して滑ることを防止でき、中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置合わせの精度を向上できる。また、感光体の撓み量を許容値に抑えることができる。
【００２４】
請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記当接部材が、前記中間転写ベルト上を清掃する清掃部材であることを特徴とする。
【００２５】
請求項５に記載の画像形成装置では、清掃部材が中間転写ベルトに当接して中間転写ベルト上を清掃する。この清掃部材から中間転写ベルトを介して感光体へ接線方向の負荷が作用するが、この負荷によって、中間転写ベルトが感光体に対して滑ることが無いように、各パラメータが、オイラーのベルト理論に基づいた上記（１）式又は（２）式を満足するように設定されている。
【００２６】
請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記当接部材が、前記中間転写ベルトから記録媒体へトナー像を転写させる転写ロールであることを特徴とする。
【００２７】
請求項６に記載の画像形成装置では、転写ロールが中間転写ベルトに当接して中間転写ベルトから記録媒体へトナー像を転写させる。この転写ロールから中間転写ベルトを介して感光体へ接線方向の負荷が作用するが、この負荷によって、中間転写ベルトが感光体に対して滑ることが無いように、各パラメータが、オイラーのベルト理論に基づいた上記（１）式又は（２）式を満足するように設定されている。
【００２８】
請求項７に記載の画像形成装置は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記支持ロール及び前記感光体に巻き付けられて張架された状態での前記中間転写ベルトの周長を、前記感光体の周長の整数倍にしたことを特徴とする。
【００２９】
請求項７に記載の画像形成装置では、中間転写ベルトが支持ロール及び感光体に巻き付けられて張架された状態での中間転写ベルトの周長が、感光体の周長の整数倍になっている。これによって、中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像の位相が揃うので、中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置ずれを抑制できる。
【００３０】
なお、支持ロールの回転軸の位置を不動にすることで、張架時の中間転写ベルトの周長を感光体の周長の整数倍に維持でき、中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置ずれを抑制できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は上記構成にしたので、中間転写ベルトが感光体に対して滑りを起こすことを防止でき、中間転写ベルト上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置合わせの精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１には、本発明の実施形態の画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の上部に回動支点１４を中心に回動自在の開閉カバー１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に例えば１段の給紙ユニット１８が配置されている。
【００３４】
給紙ユニット１８は、給紙ユニット本体２０と、用紙が収納される給紙カセット２２とを有する。給紙カセット２２の奥端近傍上部には、給紙カセット２２から用紙を供給するフィードロール２４、及び、供給される用紙を１枚ずつ捌くリタードロール２６が配置されている。
【００３５】
搬送路２８は、フィードロール２４から排出口３０までの用紙通路であり、この搬送路２８は、画像形成装置本体１２の裏側（図１の右側）近傍にあって、給紙ユニット１８から後述する定着装置９０まで略垂直に形成されている。この搬送路２８の定着装置９０の上流側に後述する二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２とが配置され、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２の上流側にレジストロール３２が配置されている。また、搬送路２８の排出口３０の近傍には排出ロール３４が配置されている。
【００３６】
即ち、給紙ユニット１８の給紙カセット２２からフィードロール２４により送り出された用紙は、リタードロール２６により捌かれて最上部の用紙のみ搬送路２８に導かれ、レジストロール３２によりー時停止され、タイミングをとって後述する二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間を通ってトナー像を転写される。そして、用紙は、この転写されたトナー像を定着装置９０により定着され、排出ロール３４により排出口３０から開閉カバー１６の上部に設けられた排出部３６へ排出される。この排出部３６は、排出口部分が低く、正面方向（図１の左方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜している。
【００３７】
画像形成装置本体１２には、例えば略中央部にロータリ現像装置３８が配置されている。ロータリ現像装置３８は、現像器本体４０内にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のトナー像をそれぞれ形成する現像器４２Ｙ〜４２Ｋを有し、ロータリ現像装置中心４４を中心として左回り（図１において反時計回り）に回転する。現像器４２Ｙ〜４２Ｋそれぞれは、現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋを有し、例えばコイルスプリングなどの弾性体４８ａ〜４８ｄにより、現像器本体４０の法線方向に押圧されている。
【００３８】
ロータリ現像装置３８には、例えば回転支軸４９を軸として回転し、感光体ドラム５０が当接するように配置されており、現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋは、感光体ドラム５０に当接していない状態で、それぞれの外周の一部が現像器本体４０の外周から半径方向に、例えば２ｍｍ突出している。また、現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋそれぞれの両端には、現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋの直径よりもわずかに大きい直径のトラッキングロール（図示せず）が現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋと同軸で回転するように設けられている。つまり、現像器４２Ｙ〜４２Ｋの現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋは、ロータリ現像装置中心４４を中心として、それぞれ９０°の間隔で現像器本体４０の外周に配置され、現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋのトラッキングロールが感光体ドラム５０の両端に設けられたフランジ（図示せず）に当接し、現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋと感光体ドラム５０との間に所定の隙間を形成しつつ、感光体ドラム５０上の潜像をそれぞれの色のトナーで現像する。
【００３９】
感光体ドラム５０の下方には、該感光体ドラム５０を一様に帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置５２が設けられている。また、ロータリ現像装置３８の下方背面側には、帯電装置５２により帯電された感光体ドラム５０に、レーザ光などの光線により潜像を書き込む露光装置６０が配置されている。また、ロータリ現像装置３８の上方には、ロータリ現像装置３８によって可視化されたトナー像を一次転写位置で一次転写され、後述する二次転写位置まで搬送する中間転写装置６２が設けられている。
【００４０】
中間転写装置６２は、中間転写ベルト６４、一次転写ロール６６、ラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、ブラシアップロール７４、及びテンションロール７５、７６を有する。
【００４１】
中間転写ベルト６４は、例えば弾性を有し、ロータリ現像装置３８の上方で略扁平に張られている。中間転写ベルト６４の上面側の辺は、例えば画像形成装置本体１２の上部に設けられた排出部３６に対して略平行となるように張られている。また、中間転写ベルト６４は、該中間転写ベルト６４の下方で一次転写ロール６６の上流に配置されたラップインロール６８と、一次転写ロール６６の下流に配置されたラップアウトロール７０との間で感光体ドラム５０にラップ状に接触する一次転写部（感光体ドラムラップ領域）を有し、感光体ドラム５０に所定の範囲だけ巻き掛けられて、感光体ドラム５０の回転に従動する。このため、中間転写ベルト６４を回転駆動させるための専用の駆動源が不要となり、コストを低減できる。
【００４２】
このように、中間転写ベルト６４は、一次転写ロール６６によって感光体ドラム５０上のトナー像を例えばＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に重ねて一次転写され、この一次転写されたトナー像を後述する二次転写ロール８０に向けて搬送する。なお、ラップインロール６８及びラップアウトロール７０は、感光体ドラム５０から離間している。
【００４３】
また、中間転写ベルト６４は、ラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、ブラシバックアップロール７４及びテンションロール７５、７６の６つのロールにより張架されており、一次転写ロール６６によって感光体ドラム５０上のトナー像を転写される。
【００４４】
さらに、中間転写ベルト６４の裏側（図１の右側面）には、テンションロール７５及び二次転写バックアップロール７２により、平面部が形成されており、この平面部が二次転写部となって搬送部２８に臨むようにされている。
【００４５】
ブラシバックアップロール７４は、二次転写後に中間転写ベルト６４に残留する廃トナーをブラシロール８６が掻き取ることを補助する。
【００４６】
中間転写ベルト６４の下方には、例えば反射型フォトセンサなどのセンサ７８、７９が設けられている。センサ７８は、中間転写ベルト６４上に形成されたトナーのパッチを読取り、トナーの濃度検知を行う。また、センサ７９は、中間転写ベルト６４上に形成されたベルト位置検出マークＴＲ０の位置を検出する。
【００４７】
中間転写装置６２の二次転写バックアップロール７２には、搬送路２８を挟んで二次転写ロール８０が対峙している。つまり、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間が二次転写部における二次転写位置となっており、二次転写ロール８０は、二次転写バックアップロール７２の補助により、中間転写ベルト６４に一次転写されたトナー像を二次転写位置で用紙に二次転写する。
【００４８】
ここで、二次転写ロール８０は、中間転写ベルト６４が３回転する間、すなわちＹ、Ｍ、Ｃの３色のトナー像を搬送する間は中間転写ベルト６４から離間しており、Ｋのトナー像が転写されると中間転写ベルト６４に当接するようにされている。
【００４９】
なお、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間には、所定の電位差が生じるようにされており、例えば二次転写口―ル８０を高電圧にした場合には、二次転写バックアップロール７２はグランド（ＧＮＤ）などに接続される。
【００５０】
中間転写ベルト６４には、中間転写ベルト用クリーナ８２が設けられている。中間転写ベルト用クリーナ８２は、スクレーパ８４、ブラシロール８６、トナー回収ボトル８８を有し、図示しない回転支軸を軸として揺動する。ブラシロール８６は、中間転写ベルト６４上の廃トナーを掻き取る。スクレーパ８４は、ブラシロール８６に付着した廃トナーを掻き取ってクリーニングする。トナー回収ボトル８８は、スクレーパ８４によって掻き取られたトナーを回収する。スクレーパ８４は、例えばステンレスの薄板からなる。
【００５１】
ブラシロール８６は、例えば導電性の処理がなされたアクリルなどのブラシからなる。そして、中間転写ベルト６４がトナー像を搬送する間には、ブラシロール８６が中間転写ベルト６４から離間しており、所定のタイミングで中間転写ベルト６４に当接するようにされている。
【００５２】
二次転写位置の上方には、定着装置９０が配置されている。定着装置９０は、加熱ロール９２と加圧ロール９４とを有し、二次転写ロール８０及び二次転写バックアップロール７２により用紙に二次転写されたトナー像を用紙に定着させ、排出ロール３４に向けて搬送する。
【００５３】
ところで、中間転写ベルト６４上に重ね合わされる複数のトナー像は互いに高精度に位置合わせされる必要があり、そのためには、感光体ドラム５０に従動する中間転写ベルト６４が、感光体ベルト５０に対して滑ることが無いように、中間転写ベルト６４の張力等の諸条件を設定しなければならない。以下、この点について説明する。
【００５４】
図２に示すように、中間転写ベルト６４には、二次転写ロール８０及びブラシロール８６が当接しており、中間転写ベルト６４を介して二次転写ロール８０及びブラシロール８６から感光体ドラム５０へそれぞれ感光体ドラム５０の接線方向の負荷ｆ１、ｆ２が与えられる。
【００５５】
また、中間転写ベルト６４は、感光体ドラム５０に巻付け角θで巻き付けられており、感光体ドラム５０との摩擦力により感光体ドラム５０に従動して回転する。この中間転写ベルト６４の従動回転時の感光体ドラム５０との摩擦係数はμである。また、中間転写ベルト６４を、感光体ドラム５０との摩擦力で従動回転させるために、回転前の時点で、中間転写ベルト６４に初張力Ｔが与えられている。また、中間転写ベルト６４の従動回転時に、二次転写ロール８０及びブラシロール８６から中間転写ベルト６４を介して感光体ドラム５０へ、感光体ドラム５０の接線方向の負荷Ｆ（＝ｆ１＋ｆ２）が作用している。
【００５６】
ここで、中間転写ベルト６４が感光体ドラム５０に対して滑ることが無いようにするために、上記した巻付け角θ、摩擦係数μ、初張力Ｔ、負荷Ｆが、オイラーのベルト理論に基づいた下記（１）式を満足するように設定されている。
【００５７】
２Ｔ（ｅμθ−１）／（ｅμθ＋１）＞Ｆ  …（１）
但し、初張力Ｔは、感光体ドラム５０の撓み量を考慮して設定されている。感光体ドラム５０の撓み量の許容値は、一般にＢＯＷと呼ばれる主走査方向の直線の副走査方向への変形の許容量を考慮すると０．１ｍｍが妥当なところであり、本実施形態で用いられている感光体ドラム５０の材質、寸法、強度等は図３の表に示すとおりなので、初張力Ｔは、４．１３Ｎ以下に設定されている。
【００５８】
また、感光体ドラム５０から中間転写ベルト６４へトナー像が一次転写される時の印加電圧によって感光体ドラム５０と中間転写ベルト６４との間には静電吸着力Ｎが発生し、この静電吸着力Ｎも中間転写ベルト６４の感光体ドラム５０に対するすべりの抑制に寄与するので、巻付け角θ、摩擦係数μ、初張力Ｔ、負荷Ｆ、及び静電吸着力Ｎが、下記（２）式を満足するように設定するように設定しても良い。この場合、上記（１）式と比較して初張力Ｔの適用可能範囲を広げることができる。
【００５９】
２Ｔ（ｅμθ−１）／（ｅμθ＋１）＋Ｎ（ｅμθ−１）／θ＞Ｆ  …（２）
ところで、上記（１）、（２）式は、中間転写ベルト６４の経時的変化、使用環境の変動に関わらず、安定的に満足されなければならない。このため、中間転写ベルト６４のクリープ変形による初張力Ｔの低下、環境変動による摩擦係数μの変動を考慮して初張力Ｔを設定する必要がある。以下、この点について説明する。
【００６０】
まず、中間転写ベルト６４をローラに張架し、経時に伴う初張力Ｔの変化を測定する。本実施形態において例示している中間転写ベルト６４の特性として、初期張架条件（初期伸長率）や使用環境条件（温度、湿度）で初張力Ｔの変化の特性が変化することが、予備試験から明らかであったため、初期張架条件や環境条件を変えて初張力Ｔを測定する。
【００６１】
なお、張架中の回転駆動の有無によって初張力Ｔの変化の特性が変化しないことが、予備試験で明らかとなっている。
【００６２】
また、初期伸長率は、中間転写ベルト６４の初期、規定温湿度における自然状態（無張架の状態）からローラに張架された状態への周長の増加率で、自然状態の周長を１００％とし、張架状態の周長を１０２％とした場合には、２％（＝１０２％−１００％）となる。
【００６３】
また、以下の試験において、常温常湿環境は２２℃、５５％ＲＨ、高温高湿環境は２８℃、８５％ＲＨ、低温低湿環境は１０℃、１５％ＲＨとなっている。
【００６４】
また、本試験で用いている中間転写ベルト６４の材質、寸法、強度は、図４の表に示すとおりである。
【００６５】
まず、常温常湿下において、中間転写ベルト６４を、初期伸長率を２、３、４％として２００時間回転させ、この間の初張力Ｔの変化を測定したところ、測定結果は図５のグラフに示すようになった。そして、得られた張架時間と初張力Ｔとの相関関係を示すマップを指数近似したところ、その近似式は、下記（３）〜（５）式のようになった。
【００６６】
ｙ＝４６．０９＋１８．６９ｅ−０．０２４６ｘ  （初期伸長率４％）…（３）
ｙ＝３３．２５＋１４．２４ｅ−０．０１４７ｘ  （初期伸長率３％）…（４）
ｙ＝２４．８７＋６．１７９ｅ−０．０１１８ｘ  （初期伸長率２％）…（５）
また、高温高湿下において、中間転写ベルト６４を、初期伸長率３、４％として回転駆動無しで１ヶ月間張架し、この間の初張力Ｔの変化を測定したところ、測定結果は図６のグラフに示すようになった。そして、得られた張架時間と初張力Ｔとの相関関係を示すマップを指数近似したところ、その近似式は、下記（６）、（７）式のようになった。
【００６７】
ｙ＝２５．７３＋１９．２３ｅ−０．０１２２ｘ  （初期伸長率４％）…（６）
ｙ＝１７．１５＋１６．４５ｅ−０．０１６０ｘ  （初期伸長率３％）…（７）
また、低温低湿下において、中間転写ベルト６４を、初期伸長率３、４％として回転駆動無しで１ヶ月間張架し、この間の初張力Ｔの変化を測定したところ、測定結果は図７のグラフに示すようになった。そして、得られた張架時間と初張力Ｔとの相関関係を示すマップを指数近似したところ、その近似式は、下記（８）、（９）式のようになった。
【００６８】
ｙ＝６７．０５＋１４．６４ｅ−０．１６８８ｘ  （初期伸長率４％）…（８）
ｙ＝５５．２８＋１２．９７ｅ−０．１５００ｘ  （初期伸長率３％）…（９）
次に、中間転写ベルト６４の寿命を２年（１７５２０時間）に設定して、寿命経過後の初張力Ｔを、上記（３）〜（９）式から算出する。その算出結果は、図８のグラフに示すようになった。そして、得られた寿命径時後の初期伸長率と初張力Ｔとの相関関係を示すマップを指数近似したところ、その近似式は、下記（１０）〜（１２）式のようになった。
【００６９】
ｙ＝１１．７６ｘ＋１９．９９  （低温低湿）…（１０）
ｙ＝１０．６１ｘ＋２．９１２  （常温常湿）…（１１）
ｙ＝８．５８１ｘ−８．５９１  （高温高湿）…（１２）
一般的にはこのような経時変化を近似する場合には対数近似を使用する。ベルトの張架張力が一定である場合には対数近似が適切であるが、上述のようにベルトの張架張力がベルトの初期伸長によって付与されベルトの伸び変形によって経時的に変化する場合は指数近似が適切である。
【００７０】
次に、感光体ドラム５０と中間転写ベルト６４との摩擦係数μを、環境条件を高温高湿、常温常湿、低温低湿と変えて測定する。ここで、摩擦係数μは、感光体ドラム５０と中間転写ベルト６４との表面状態の経時変化の影響を大きく受けることが予想されたので、予備試験において、新品時から寿命時までの摩擦係数μの変化を測定したところ、寿命時に最も低下し、予想が正しいことが証明された。このため、中間転写ベルト６４が最もスリップし易い状態である寿命時の状態で、摩擦係数μを測定する。その測定結果は、図９のグラフに示すようになった。
【００７１】
そして、得られた摩擦係数μ、感光体ドラム５０の接線方向の負荷Ｆの設計値（＝１５．６８Ｎ）、巻付け角θ（＝１．５７１ｒａｄ）を、上記（１）式に代入し、必要な初張力Ｔを算出する。その算出結果は、図１０の表に示すように、常温常湿下では、５４．９２Ｎ、高温高湿下では、３５．８５Ｎ、低温低湿下では、６１．９５Ｎとなった。
【００７２】
そして、得られた初張力Ｔを、上記（１０）〜（１２）式に代入し、初期伸長率を算出する。その算出結果は、図９の表に示すように、常温常湿下では、４．９％、高温高湿下では、５．２％、低温低湿下では、３．６％となった。
【００７３】
従って、環境変動に関わらず、中間転写ベルト６４を感光体ドラム５０に対して安定して従動させるために必要となる中間転写ベルト６４の初期伸長率は、５．２％以上である。
【００７４】
なお、上述したように、初張力Ｔは、３９６．９Ｎ以下に設定されるので、初期伸長率の上限は、常温常湿下で３７．１％、高温高湿下で４７．３％、低温低湿下で３２．１％となる。従って、環境に関わらず、初張力Ｔを４．１３３Ｎ以下に設定するためには、初期伸長率の上限は、３１．７％となる。
【００７５】
一方、感光体ドラム５０と中間転写ベルト６４との間に発生する静電吸着力Ｎを考慮する場合には、得られた摩擦係数μ、感光体ドラム５０の接線方向の負荷Ｆの設計値（＝１５．６８Ｎ）、巻付け角θ（＝１．５７１ｒａｄ）、静電吸着力Ｎ（＝３７．０Ｎ）を、上記（２）式に代入し、必要な初張力Ｔを算出する。その算出結果は、図１１の表に示すように、常温常湿下では、２９．４４Ｎ、高温高湿下では、９.０５５Ｎ、低温低湿下では、３６．７１Ｎとなった。
【００７６】
そして、得られた初張力Ｔを、上記（１０）〜（１２）式に代入し、初期伸長率を算出する。その算出結果は、図１１の表に示すように、常温常湿下では、２．５％、高温高湿下では、２．１％、低温低湿下では、１．４％となった。
【００７７】
従って、環境変動に関わらず、中間転写ベルト６４を感光体ドラム５０に対して安定して従動させるために必要となる中間転写ベルト６４の初期伸長率は、２．５％以上である。
【００７８】
以上、説明したように、中間転写ベルト６４の初期伸長率を静電吸着Ｎを考慮しない場合で５．２％以上に設定することで、規定寿命までの経時変化、規定された装置の使用環境内での温度、湿度の変動に関わらず、中間転写ベルト６４の初張力Ｔが、上記（１）式を満足するようになり、中間転写ベルト６４が感光体ドラム５０に対して安定的に従動する。また、中間転写ベルト６４の初期伸長率を静電吸着力Ｎを考慮する場合で２．５％以上に設定することで、規定寿命までの経時変化、規定された装置の使用環境内での温度、湿度の変動に関わらず、中間転写ベルト６４の初張力Ｔが、上記（２）式を満足するようになり、中間転写ベルト６４が感光体ドラム５０に対して安定的に従動する。
【００７９】
ところで、中間転写ベルト６４上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の高精度な位置合わせを阻害するその他の要因として、感光体ドラム５０の偏芯による感光体ドラム５０の周速の速度ムラが挙げられる。
【００８０】
感光体ドラム５０に限らず、ローラ状の回転体には、製造精度上許容すべき程度の偏芯が存在するので、仮に回転速度が一定であったとしても周速には一回転周期の速度ムラが生じてしまう。このため、感光体ドラム５０の場合には、露光の段階で副走査方向のピッチムラが発生し、図１２に示すように、中間転写ベルト６４に一次転写されたトナー像に副走査方向のピッチムラが発生してしまう。
【００８１】
ここで、中間転写ベルト６４がラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、ブラシバックアップロール７４、テンションロール７５、７６及び感光体ドラム５０に巻き掛けられた状態で、中間転写ベルト６４の周長が感光体ドラム５０の周長の整数倍となるように設定すれば、重ね合わされる複数のトナー像のピッチムラの位相が揃う（図１３（Ａ）のグラフ参照）。このため、重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置ずれが抑制される。
【００８２】
一方、中間転写ベルト６４がラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、ブラシバックアップロール７４、テンションロール７５、７６及び感光体ドラム５０に巻き掛けられた状態で、中間転写ベルト６４の周長が感光体ドラム５０の周長の非整数倍となるように設定すれば、重ね合わされる複数のトナー像のピッチムラの位相がずれる（図１３（Ｂ）のグラフ参照）。このため、重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置ずれが発生する。
【００８３】
このため、本実施形態では、中間転写ベルト６４がラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、ブラシバックアップロール７４、テンションロール７５、７６及び感光体ドラム５０に巻き掛けられた状態で、中間転写ベルト６４の周長が感光体ドラム５０の周長の整数倍となるように設定されている。
【００８４】
ここで、中間転写ベルト６４に初張力Ｔを発生させるために、張架ロールの少なくとも１本を揺動可能としてバネ等で中間転写ベルトへ付勢することが一般的に行われる。この場合、初張力Ｔを一定に保つことはできるものの、張架ロールが揺動してしまい、中間転写ベルトの周長が変化してしまう。このため、張架時の中間転写ベルトの周長を感光体ドラムの周長の整数倍に維持することができない。
【００８５】
そこで、本実施形態では、ラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、ブラシバックアップロール７４、テンションロール７５、７６の回転軸の位置を不動とし、張架時に中間転写ベルト６４を弾性変形させることによって、中間転写ベルト６４に初張力Ｔを発生させている。これによって、張架時の中間転写ベルト６４の周長を感光体ドラム５０の周長の整数倍に維持でき、中間転写ベルト６４上に重ね合わされる複数のトナー像の相互間の位置ずれを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の中間転写ベルトの張架状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置における感光体ドラムの材質、寸法、強度をまとめた表である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置における中間転写ベルトの材質、寸法、強度をまとめた表である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置における中間転写ベルトの張架時間と初張力の経時変化との関係（常温常湿下）を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置における中間転写ベルトの張架時間と初張力の経時変化との関係（高温高湿下）を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成装置における中間転写ベルトの張架時間と初張力の変化との関係（低温低湿下）を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成装置における中間転写ベルトの初期伸長率と初張力の経時変化との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態に係る画像形成装置における中間転写ベルトと感光体ドラムとの摩擦係数の測定結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施形態に係る画像形成装置において、中間転写ベルトの必要な初張力と必要な初期伸長率を試算するための条件をまとめた表である。
【図１１】本発明の実施形態に係る画像形成装置において、中間転写ベルトの必要な初張力と必要な初期伸長率を試算するための条件をまとめた表である。
【図１２】中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像のズレを説明するための概略図である。
【図１３】（Ａ）は張架時の中間転写ベルトの周長が感光体ドラムの周長の整数倍である場合の、トナー像の副走査方向の位置ずれ量を示すグラフであり、（Ｂ）は張架時の中間転写ベルトの周長が感光体ドラムの周長の非整数倍である場合の、トナー像の副走査方向の位置ずれ量を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８７】
１０    カラーレーザープリンタ（画像形成装置）
５０    感光体ドラム（感光体）
６４    中間転写ベルト
６８    ラップインロール（支持ロール）
７０    ラップアウトロール（支持ロール）
７２    二次転写バックアップロール（支持ロール）
７４    ブラシアップロール（支持ロール）
７５    テンションロール（支持ロール）
７６    テンションロール（支持ロール）
８０    二次転写ロール（当接部材、転写ロール）
８６    ブラシロール（当接部材、清掃部材）
【図１】
2007155917.tif 000003
【図２】
2007155917.tif 000004
【図３】
2007155917.tif 000005
【図４】
2007155917.tif 000006
【図５】
2007155917.tif 000007
【図６】
2007155917.tif 000008
【図７】
2007155917.tif 000009
【図８】
2007155917.tif 000010
【図９】
2007155917.tif 000011
【図１０】
2007155917.tif 000012
【図１１】
2007155917.tif 000013
【図１２】
2007155917.tif 000014
【図１３】
2007155917.tif 000015