(57)【要約】【課題】紙が２次転写部に進入する際に発生する中間転写ベルトの速度変動を低減させて高品質画像を得られるようにする。【解決手段】複数の感光体ドラムを備える画像形成装置で用いる中間転写装置である。中間転写ベルト５、その上のトナー像を転写紙Ｐへ２次転写するために中間転写ベルト５へ押圧される２次転写ローラ７を備える。中間転写ベルト５は、駆動ローラ１１、１次転写ローラ、従動ローラ１２、１３、２次転写ローラ７の押圧を受ける対向ローラ１５に掛け回されている。２次転写ローラ７は、対向ローラ１５の中間転写ベルト５への巻き付き部位よりも中間転写ベルト５の移動方向で上流側にオフセットして位置する。中間転写ベルト５を掛け回すローラのいずれかに、中間転写ベルト５を掛け回すローラ間の駆動搬送伝達系の周波数応答特性の共振点のゲインを低減する動吸振器を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写ベルトと、該中間転写ベルトからトナー像を紙へ２次転写するために前記中間転写ベルトへ押圧される２次転写ローラとを備え、
前記中間転写ベルトが、少なくとも、駆動ローラ、１次転写ローラ、従動ローラ、前記２次転写ローラの押圧を受ける対向ローラに掛け回されている中間転写装置において、
前記２次転写ローラは、前記対向ローラの前記中間転写ベルトへの巻き付き部位よりも前記中間転写ベルトの移動方向で上流側にオフセットして位置し、
前記中間転写ベルトを掛け回すローラのいずれかに、前記駆動ローラを駆動する駆動源と前記中間転写ベルトを掛け回すローラ間の駆動搬送伝達系の周波数応答特性の共振点のゲインを低減する動吸振器を配したことを特徴とする中間転写装置。
【請求項２】
請求項１の中間転写装置において、
前記対向ローラあるいは該対向ローラよりも前記中間転写ベルトの移動方向で下流側に配置されているいずれかのローラに前記動吸振器を配したことを特徴とする中間転写装置。
【請求項３】
請求項２の中間転写装置において、
前記中間転写ベルトの掛かり角度が９０°以上のローラに前記動吸振器を配したことを特徴とする中間転写装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの中間転写装置において、
前記２次転写ローラの前記対向ローラへの押圧位置を変更して前記オフセットの量を変えることを特徴とする中間転写装置。
【請求項５】
請求項４の中間転写装置において、
前記紙の搬送速度に応じて前記２次転写ローラの前記対向ローラへの押圧位置を変更して前記オフセットの量を変えることを特徴とする中間転写装置。
【請求項６】
請求項５の中間転写装置において、
前記紙の搬送速度が速いモードでは前記オフセットの量が大きくなる位置に前記２次転写ローラを位置させることを特徴とする中間転写装置。
【請求項７】
トナー像を担持する複数の潜像担持体を備える画像形成装置において、
該像担持体の前記トナー像が１次転写される中間転写ベルトを含む中間転写装置として請求項１乃至６のいずれかの中間転写装置を用いた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】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に関し、詳細には、中間転写時のショックジターを低減する構成を備えた中間転写装置と、これを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置における転写装置にあっては、中間転写ベルト上のトナー像を用紙に転写する第二の転写装置として２次転写ローラを用いたものがある。この場合、２次転写ローラは中間転写ベルトを介して、対向ローラに押圧した構成となる。そのため、第二転写部に用紙が進入する際に中間転写ベルトの搬送速度が変動し、感光体ドラムと接触する１次転写部で転写ブレは発生する。それによって画像が乱れるショックジッタが発生しやすくなる。
【０００３】
この問題に対し、中間転写ベルトを掛け回すローラに大きな慣性を持つフライホイールを取り付ける方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、紙厚が厚い場合に２次転写ローラの押圧力を低下させるように切り換える方法も提案されている（特許文献２参照）。さらには、紙が２次転写部に進入して速度変動が発生するタイミングに、その速度変動と逆位相の変動を駆動源に発生させて変動を抑える提案もなされている（特許文献３参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、中間転写ベルトを掛け回すローラにフライホイールを取り付けるので、中間転写ベルトの速度変動を抑えるにはかなり慣性を大きくしなければ所期の効果が得られない。従って、装置が大型化するとともに駆動源のモータにも大きな出力が必要となりコストアップとなる。
【０００５】
特許文献２の技術では、２次転写ローラの押圧力を低下させると中間転写ベルト上のトナー像を紙へ転写する条件が変わる。そのため、トナーの転写率の低下など画像劣化を引き起こす原因となる。
【０００６】
特許文献３の技術では、逆位相の変動を発生させるので、タイミングと速度変動量を一致させる必要がある。そのためには高精度な検知手段が必要となりコストアップとなる。また、紙の搬送バラツキやセンサの検知バラツキ、速度変動量のバラツキなどを考慮すると、かなり困難な方法であると言える。さらに、タイミングがずれるとかえって悪化する場合も考えられる。
【０００７】
本発明は以上の問題点にかんがみてなしたものであり、紙が２次転写部に進入する際に発生する中間転写ベルトの速度変動（ショックジター）を低減させて、画像の乱れのない高品質画像を得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の中間転写装置は、中間転写ベルトと、該中間転写ベルトからトナー像を紙へ２次転写するために前記中間転写ベルトへ押圧される２次転写ローラとを備え、  前記中間転写ベルトが、少なくとも、駆動ローラ、１次転写ローラ、従動ローラ、前記２次転写ローラの押圧を受ける対向ローラに掛け回されている中間転写装置において、前記２次転写ローラは、前記対向ローラの前記中間転写ベルトへの巻き付き部位よりも前記中間転写ベルトの移動方向で上流側にオフセットして位置し、前記中間転写ベルトを掛け回すローラのいずれかに、前記駆動ローラを駆動する駆動源と前記中間転写ベルトを掛け回すローラ間の駆動搬送伝達系の周波数応答特性の共振点のゲインを低減する動吸振器を配したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、動吸振器により共振ゲインが低減するので、紙が二次転写ローラの押圧部に進入するときに発生する中間転写ベルトの速度変動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る複写機における画像形成部全体の概略構成図
【図２】動吸振器を従動ローラ軸に取り付けた例を示す斜視図
【図３】動吸振器の例を示す断面図
【図４】動吸振器の他の例を示す断面図
【図５】駆動源であるモータと動吸振器を配した従動ローラ間の駆動搬送伝達系の周波数応答特性を測定した結果を示す図
【図６】紙が２次転写部に進入するときの前後の速度変動を測定したデータを示す図
【図７】従動ローラに動吸振器を配したときの速度変動テータを示す図
【図８】２次転写ローラの押圧位置を移動してオフセット量を中間転写ベルト搬送方向上流側に大きくする機構を示す図
【図９】２次転写ローラのオフセット量を制御するブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本願発明者は、転写装置への紙の進入により発生する中間転写ベルトの速度変動について鋭意研究し、その結果、そのメカニズムについて以下のように解明した。
すなわち、二次転写ローラと対向ローラの押圧部に紙が進入するときに押圧力が大きくなる。その分の負荷トルクは中間転写ベルトに発生して速度変動となる。この速度変動はある周波数で振動して減衰していく。本願発明者は、中間転写ベルトの駆動源のモータから従動ローラ間の周波数応答特性を測定し、そのときの共振周波数と紙進入時に発生している中間転写ベルトの速度変動周波数が一致していることを発見した。
【００１２】
そこで本願発明者は、駆動モータと従動ローラ間の周波数応答特性の共振点のゲインを小さくすれば中間転写ベルトに発生する速度変動を抑えられることを突き止めた。そして共振ゲインを低減する手段として動吸振器を用いて実験したところ、中間転写ベルトに発生する速度変動を抑えることができた。
【００１３】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のカラー複写機（以下、「複写機」という。）に適用した実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態の複写機は、いわゆるタンデム式の画像形成装置であって、乾式二成分現像剤を用いた乾式二成分現像方式を採用したものであるが、本願発明は、この図示のタイプの装置には限定されない。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る複写機における画像形成部全体の概略構成図である。この複写機は、図示しない画像読取部から画像情報である画像データを受け取って画像形成処理を行う。この複写機には、図１に示すように、イエロー（以下、「Ｙ」と省略する。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と省略する。）、シアン（以下、「Ｃ」と省略する。）、ブラック（以下、「Ｂｋ」と省略する。）の各色用の４個の回転体としての潜像担持体である感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが並設されている。これら感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、駆動ローラを含む回転可能な複数のローラに支持された無端ベルト状の中間転写ベルト５に接触するように、そのベルト移動方向に沿って並んで配置されている。また、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの周りには、それぞれ、帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ、各色対応の現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋ、クリーニング装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ、除電ランプ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ等の電子写真プロセス用部材がプロセス順に配設されている。
【００１５】
本実施形態に係る複写機でフルカラー画像を形成する場合をイエローでの画像形成を例として説明する。
まず、不図示の感光体駆動装置により、感光体ドラム１Ｙを図中矢印の方向に回転駆動しながら帯電器２Ｙで一様に帯電する。その後、図示しない光書込装置からの露光ビームＬＹを照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹ静電潜像を形成する。このＹ静電潜像は、現像装置９Ｙにより、現像剤中のＹトナーにより現像される。現像時には、現像ローラと感光体ドラム１Ｙとの間に所定の現像バイアスが印加され、現像ローラ上のＹトナーは、感光体ドラム１Ｙ上のＹ静電潜像部分に静電吸着する。
【００１６】
このように現像されて形成されたＹトナー像は、感光体ドラム１Ｙの回転に伴い、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト５とが接触する１次転写位置に搬送される。この１次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面には、１次転写ローラ６Ｙにより所定のバイアス電圧が印加される。そして、このバイアス印加によって発生した１次転写電界により、感光体ドラム１Ｙ上のＹトナー像を中間転写ベルト５側に引き寄せ、中間転写ベルト５上に１次転写する。
【００１７】
以下、同様にして、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像も、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合うように１次転写される。
【００１８】
このように、中間転写ベルト５上に４色重なり合ったトナー像は、中間転写ベルト５の回転に伴い、２次転写ローラ７と対向ローラ１５とが対向して形成する２次転写位置に搬送される。また、この２次転写位置には、レジストローラ対１０により所定のタイミングで転写紙が搬送される。図中Ｐは転写紙の搬送経路を示す。そして、この２次転写位置において、２次転写ローラ７により転写紙Ｐの裏面に所定のバイアス電圧が印加され、そのバイアス印加により発生した２次転写電界及び２次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト５上のトナー像が転写紙Ｐ上に一括して２次転写される。トナー像が２次転写された転写紙Ｐは、定着装置８の定着ローラ対８ａ、８ｂにより加熱、加圧されることで定着処理がなされ、その後は装置外に排出される。
【００１９】
本実施形態に係る中間転写装置が備える中間転写ベルト５とこれを掛け回した複数のローラ、２次転写ローラの配置について説明する。
中間転写ベルト５は以下のローラに掛け回されている。すなわち、
（１）不図示の駆動源のモータから減速機を介して回転駆動される駆動ローラ１１、
（２）２次転写ローラ７の押圧力を受ける対向ローラ１５、
（３）対向ローラ１５の中間転写ベルト５の回転方向上流側近傍に位置する入口ローラ１６、
（４）対向ローラ１５の中間転写ベルト５の回転方向下流側に中間転写ベルト５の外側から押し当てられるテンションローラ１４（中間転写ベルトにテンションを付与する）、
（５）中間転写ベルト５の回転方向下流側に位置する従動ローラ１２、１３、
である。そして各色の感光体ドラム１と対向する位置に１次転写ローラ６が配置してあり、これらも中間転写ベルト５を掛け回している。
【００２０】
２次転写ローラ７は対向ローラ１５に対して、入口ローラ１６側に少しオフセットした位置に押圧されている。オフセットとは、対向ローラ１５に中間転写ベルト５が巻き付いて接触している部分よりもずれていることである。図示の例では中間転写ベルト５の搬送移動方向で下流側に対向ローラ１５がずれて位置している。この構成とすることにより、２次転写ローラ７と中間転写ベルト５とに、対向ローラ１５と押圧されていないプレニップ領域が設けられる。このプレニップ領域では２次転写ローラ７と中間転写ベルト５との接触圧力が小さくなる。
【００２１】
図２は動吸振器を従動ローラ軸に取り付けた例を示す。駆動ローラ１１はモータ２５から減速機２６を介してく駆動ローラ軸１１ａに連結されて、モータ２５の駆動により回転する。駆動ローラ１１の回転で中間転写ベルト５が矢印方向に搬送される。中間転写ベルト５を掛け回しているローラ等は中間転写ベルト５の搬送移動方向上流から入口ローラ１６、対向ローラ１５、テンションローラ１４、従動ローラ１３、従動ローラ１２となっている。駆動ローラ１１以外のローラはすべて中間転写ベルト５の移動に連れ回りする従動ローラとなっている。その中で中間転写ベルト５と掛かり角度が９０°以上のローラは対向ローラ１５と従動ローラ１３となっている。図２の例では従動ローラ１３の軸１３ａに連結体２１ａを介して動吸振器２０を取り付けている。ただし、動吸振器２０を取り付けるのは、対向ローラ１５でもテンションローラ１４でも良い。もっとも、中間転写ベルト５の掛かり角度が大きい方が中間転写ベルト５と各ローラとのスベリを抑えることができるので、動吸振器２０を取り付けるローラとしては、従動ローラ１３か対向ローラ１５が好ましいと言える。さらに、従動ローラ１３の方が感光体ドラム１の上流側で近傍に設けられているので、動吸振器２０の効果がより発揮され得る。
【００２２】
動吸振器２０について説明する。
動吸振器２０は小さな慣性体（本実施例では金属の慣性板２１）と従動ローラ１３の軸１３ａと慣性体を連結する連結体２１ａとからなる。動吸振器２０を設計するときの設計パラメータは、慣性板２１の慣性モーメント、連結体２１ａのばね定数と粘性減衰係数の３つのパラメータとなる。
【００２３】
設計手順としては、先ず中間転写ベルト５等を使用する装置の大きさ、重量、負荷トルクなどの仕様から慣性体のサイズと慣性モーメントを決める。次に、中間転写ベルト５を搬送駆動するモータ２５からの駆動伝達系、中間転写ベルト５、及び中間転写ベルト５を掛け回す各ローラの物理パラメータから、動吸振器２０の連結体のばね定数と粘性減衰係数を設計する。連結体２１ａのばね定数は従来例のようなフライホイールを取り付けるときの従動ローラ軸に比較すると、設定する慣性体の慣性モーメントにもよるが、約１／１０倍〜１／１０００倍程度の剛性になる。また粘性減衰係数はその逆で１０倍〜１０００倍程度の粘性を設定することになる。具体的な材質としては、樹脂やゴムや細い金属棒や、あるいはそれらのハイブリッドな構成とすることで具現化することが好ましい。
【００２４】
図３と図４に動吸振器の実施例を示す。図３は従動ローラ１３の軸１３ａと慣性板２１を、ゴムで構成した連結体２１ａで連結する構成である。ばね定数はゴムの材料、硬度、形状により設計値に作り込み、粘性はゴムに配合する物性で調整する。図４の連結体２１ａは、ゴム２１ａ１と、金属の棒ばね２１ａ２と、フランジ２１ａ３とで構成している。ばね定数はゴム２１ａ１のもつ剛性と棒ばね２１ａ２の径と長さと数によって調整して、設計値に合わせ込む。粘性については図３と同様の方法で調整する。
【００２５】
次に、本実施形態で、モータ２５から従動ローラ１３間の駆動搬送伝達系の周波数応答特性を測定した結果を図５に示す。点線で示した曲線が動吸振器を配していない通常の周波数応答特性で共振点ｆｎの周波数におけるゲインのピーク値が大きくなっている。それに対して、動吸振器を配した実線で示した周波数応答特性におけるｆｎのゲインのピーク値は小さく抑えられている。
【００２６】
図６に紙が２次転写部に進入するときの前後の速度変動を測定したデータを示す。紙が２次転写部に進入するとテータが示すように速度変動が大きく発生している。そのときの変動の周期は図５に示した共振点の周波数に一致している。
【００２７】
図７が従動ローラに動吸振器を配したときの速度変動テータを示す。このときの動吸振器は図５に示した共振点のピークのゲインが小さく抑えられた周波数応答特性を示すように設計されたものである。このように設計することによって転写紙の進入時の速度変動（ショックジター）を低減することができる。
【００２８】
また、図７のような効果を得るために、２次転写部に既述のようにプレニップを設けている。プレニップを設けることにより、転写紙が先ずプレニップの押圧力の小さい部位に進入して、小さな速度変動で動吸振器の振動を励起する。次の２次転写ローラと対向ローラの押圧部（本ニップ）への進入で発生する大きな速度変動が発生するときにはすでに変動を抑える方向に振動しているので、大きな速度変動は最初から抑えることができる。
【００２９】
すなわち、動吸振器２０により共振ゲインが低減できるので転写紙が２次転写ローラ７と対向ローラ１５のニップ（押圧部）に進入するときに発生する中間転写ベルト５の速度変動を抑えることができる。また２次転写ローラ７をオフセットして押圧することにより、転写紙が２次転写部へ進入する場合、先ず２次転写ローラ７が対向ローラ１５に押圧されていない中間転写ベルト５との押圧部に進入する。そこで、最初の中間転写ベルト５への負荷変動は小さく発生し、その後、対向ローラ１５とのニップに進入して大きな負荷変動となる。動吸振器２０の機能は本来振動しているものの振動を受けて、その振動を打ち消すように振動するため、最初の振動から抑えることは困難な機構になっている。しかし上述の構成では、先ず動吸振器２０が小さい負荷変動（速度変動）で反応して機能し始めて、大きな負荷変動が発生するときにはその変動抑える方向に振動して、中間転写ベルト５の速度変動を大きく低減することができる。
【００３０】
また、プレニップでの変動と本ニップに進入したときの変動の位相を合わせることによって、より大きな効果が得られる。通常の複写機ではいくつかの線速の異なるモードを持っている。線速が異なるとプレニップと本ニップで発生する変動位相が合わなくなる。
【００３１】
その場合、２次転写ローラ７のオフセット量（図１参照）を変更することによってプレニップの幅を可変できるようにしておけば、変動位相を合わせられる。また本実施形態では、対向ローラ１５の中間転写ベルトの搬送移動方向で上流側に入口ローラ１６を設けている。このことで、２次転写ローラ７のオフセット量を変更してもレジストローラ１０からのプレニップへの転写紙の進入位置が大きく変わらないように構成している。
【００３２】
図８に２次転写ローラ７の押圧位置を移動してオフセット量を中間転写ベルト５の搬送方向上流側に大きくする機構を示す。２次転写ローラ７は両端部の軸３０で軸受３１を介してスライドブラケット３２に回転自在に支持してある。スライドブラケット３２には長穴のガイド溝３３がスライド方向に２箇所設けてある。スライドブラケット３２は加圧ブラケット３４にガイドピン３５を介して支持してある。ガイドピン３５は加圧ブラケット３４にカシメなどで固定してある。スライドブラケット３２の端面にはカム３６が接触して設けてある。カム３６とスライドブラケット３２の接触は引っ張りばね３７でスライドブラケット３２をカム３６の方向に付勢して維持している。加圧ブラケット３４は回動支点となるピン３９を支点として回動可能になっており、引っ張りばね３８で対向ローラ側に付勢している。同構成の機構が２次転写ローラ７の軸３０の両端部に設けてある。カム３６の回転軸３６ａは通された２個のカム３６（１つは軸３０の他端側にあり、図示していない）を支持し、これらを同期させて動作する。そしてカム３６が回転することによって、スライドブラケット３２がガイドピン３５に沿って所望の量だけ移動し、２次転写ローラ７の位置もそれに伴って移動し、それによりオフセット量が調整される。
【００３３】
なお図８に実線で示した位置がオフセット量の小さい位置で、点線の位置がカム３６を回転させてオフセット量を大きくした位置を示している。なお、モータ２５にステッピングモータを用いて、カム３６で移動できる範囲でオフセット量を自由に設定できるようにしてもよい。
【００３４】
図９はオフセット量を制御するブロック図を示す。図示のように、操作部５０、記憶部５１、制御部５２、モータドライバ５３、カムモータ５４からなる。操作部５０は画像形成する際にオペレータが各種操作の入力を行うもので、例えば、紙種あるいは給紙トレイを選択する操作がなされ、操作の情報は制御部に伝えられる。記憶部５１は各種データを記憶する記憶手段であり、この例では紙種毎に転写紙の搬送速度（線速）や２次転写ローラ７のオフセット量、カム３６の回転量の制御データを有する。制御部５２は記憶部５１が記憶している情報に基づきモータドライバ５３を制御し、カムモータ５４を駆動する。カムモータ５４の回転は、線速が遅いモードのときは、図８の実線のオフセット量が小さい位置でカム３６が停止する。線速が速いモードではカム３６の回転角度を大きくして点線のオフセット量が大きい位置になるようにカム３６を停止させる。
【符号の説明】
【００３５】
１        ：感光体ドラム
２        ：帯電器
３        ：除電ランプ
４        ：クリーニング装置
５        ：中間転写ベルト
６        ：１次転写ローラ
７        ：２次転写ローラ
８        ：定着装置
９        ：現像装置
１０      ：レジストローラ
１１      ：駆動ローラ
１１ａ    ：駆動ローラ軸
１２、１３：従動ローラ
１３ａ    ：従動ローラの軸
１４      ：テンションローラ
１５      ：対向ローラ
１６      ：入口ローラ
２０      ：動吸振器
２１      ：慣性板
２１ａ    ：連結体
２１ａ１  ：ゴム
２１ａ２  ：棒ばね
２１ａ３  ：フランジ
２５      ：モータ
２６      ：減速機
３０      ：軸
３１      ：軸受
３２      ：スライドブラケット
３３      ：ガイド溝
３４      ：加圧ブラケット
３５      ：ガイドピン
３６      ：カム
３６ａ    ：回転軸
３７      ：引っ張りばね
３８      ：引っ張りばね
３９      ：ピン
５０      ：操作部
５１      ：記憶部
５２      ：制御部
５３      ：モータドライバ
５４      ：カムモータ
ＬＹ      ：露光ビーム
Ｐ        ：転写紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開２００７−２６４２９２号公報
【特許文献２】特許第５０７１３０２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２２５６５号公報
【図１】
2014203047.tif 000003
【図２】
2014203047.tif 000004
【図３】
2014203047.tif 000005
【図４】
2014203047.tif 000006
【図５】
2014203047.tif 000007
【図６】
2014203047.tif 000008
【図７】
2014203047.tif 000009
【図８】
2014203047.tif 000010
【図９】
2014203047.tif 000011