(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
回転可能に設けられた無端ベルトと、
前記トナー像を前記無端ベルト又は前記無端ベルトが搬送するシートへ転写する転写手段と、
前記無端ベルトの内周面に接して前記無端ベルトを駆動する第１の駆動部材と、
前記無端ベルトの回転方向において前記第１の駆動部材とは異なる位置に設けられており、前記無端ベルトの外周面に接して前記無端ベルトを駆動する第２の駆動部材と、
前記無端ベルトのテンションを検知するテンション検知手段と、
を有し、
前記テンション検知手段の検知結果に基づいて、前記第２の駆動部材の速度を制御する画像形成装置において、
前記テンション検知手段は、
前記無端ベルトに接触し前記無端ベルトのテンションに応じて移動する可動部材と、
前記可動部材の移動を検知する検知部と、
を有し、
前記可動部材は、
前記無端ベルトの回転方向において、前記転写手段よりも上流側で且つ前記第２の駆動部材よりも下流側の前記無端ベルトの領域に当接する第１当接部と、
前記転写手段よりも下流側で且つ前記第２の駆動部材よりも上流側の前記無端ベルトの領域に当接する第２当接部と、
を有し、
前記検知部は、前記第１当接部と前記第２当接部とともに移動する前記可動部材を検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
制御部を備え、前記制御部は、前記テンション検知手段が前記第１当接部が当接する前記無端ベルトのテンションが緩んだ状態を検知した場合、前記第２の駆動部材の速度を低下させ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】
前記第１の駆動部材が前記無端ベルトを駆動する搬送力は、前記第２の駆動部材が前記無端ベルトを駆動する搬送力よりも大きい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】
前記第２の駆動部材は、前記無端ベルトに転写されたトナー像を前記シートへ転写する２次転写ローラであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記可動部材は、前記第１当接部と前記第２当接部とを連結する連結部材を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記テンション検知手段は、回動軸を中心に回動可能であり一端が前記連結部材に連結され、他端が前記検知部によって検知される回動部材を備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検知部は、光学式センサであることを特徴とする請求項６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、電子写真方式や静電記録方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、中間転写ベルト（無端ベルト）に担持されたトナー像を２次転写ローラとの２次転写ニップ（２次転写部）で一括してシートに転写する画像形成装置がある。２次転写ローラは、２次転写部でシートを安定して搬送するためにモータ駆動されている。中間転写ベルトは、駆動ローラを含む複数のローラにより張架されており、駆動ローラと２次転写ローラにより別々の位置で搬送力を受けることとなる。
【０００３】
このような構成では、駆動ローラ部での中間転写ベルトの表面速度と、２次転写部での中間転写ベルトの表面速度との間に僅かでも速度差が発生すると、中間転写ベルトのテンション変動となる。また、画像形成中に２次転写ニップを通過するシートの種類やトナー像の量で、中間転写ベルトが受ける２次転写ローラからの搬送力（接線力）が変化する。このため、使用されるシートの種類や画像パターンによって中間転写ベルトの速度変動やテンション変動が発生し、色ずれや１次転写部での画像ブレが発生する。
【０００４】
上記の課題に対して、特許文献１（特開２００７−１６４０８６）では、駆動ローラと異なる位置でベルトと接触する２次転写ローラにエンコーダ等の回転速度を検出する手段を設けている。そして、この回転速度検出手段の検出値に基づいて駆動ローラの回転制御を制御する。これにより、２次転写部と駆動ローラ部での中間転写ベルトの速度差を極力小さくし、中間転写ベルトのテンション変動を小さくすることが可能となる。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００８−１４５６８０）では、装置に固設され、且つ、中間転写ベルトに当接して張力を付与する部材を用い、中間転写ベルトのテンションを検知している。そして、その検知結果に基づいて、中間転写ベルトの速度を支配する駆動ローラおよびそれに対向する部材の速度を制御している（特許文献２の段落番号
【０００６】
）。これにより、中間転写ベルトのテンション変動を極力小さくすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６４０８６
【特許文献２】特開２００８−１４５６８０
【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、特許文献１では、２次転写ニップを通過するシートの種類やトナー像の量で、中間転写ベルトが受ける２次転写ローラからの接線方向の搬送力が時々刻々と変化する。駆動ローラの回転制御は、この変化に追従できず、２次転写部の中間転写ベルトの速度が変動してしまう。この結果、駆動ローラ部と２次転写部で中間転写ベルトは速度差が生まれ、中間転写ベルトのテンションが変動してしまうという課題が残る。
【０００９】
一方、特許文献２では、中間転写ベルトのテンションを検知することで、２次転写ローラから中間転写ベルトが受ける搬送力の変化に追従することはできる。しかし、テンションを安定化させるために、回転速度を制御する駆動ローラ及び２次転写ローラが２次転写部において対向して設けられている。このため、中間転写ベルトは、１カ所から駆動力を受け、全周において回転速度、テンションが一定とならないという課題がある。
【００１０】
また、速度を加減速する駆動ローラ、２次転写ローラが、中間転写ベルトの移動方向で、１次転写部の下流側にある。このため、テンション制御時における駆動ローラ、２次転写ローラの加減速の影響が直接的に転写部に伝わりやすくなる。
【００１１】
そこで本発明は、無端ベルトの全周において表面速度変動及びテンション変動を抑制でき、色ずれや画像ブレを抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、回転可能に設けられた無端ベルトと、前記トナー像を前記無端ベルト又は前記無端ベルトが搬送するシートへ転写する転写手段と、前記無端ベルトの内周面に接して前記無端ベルトを駆動する第１の駆動部材と、前記無端ベルトの回転方向において前記第１の駆動部材とは異なる位置に設けられており、前記無端ベルトの外周面に接して前記無端ベルトを駆動する第２の駆動部材と、前記無端ベルトのテンションを検知するテンション検知手段と、を有し、前記テンション検知手段の検知結果に基づいて、前記第２の駆動部材の速度を制御する画像形成装置において、前記テンション検知手段は、前記無端ベルトに接触し前記無端ベルトのテンションに応じて移動する可動部材と、前記可動部材の移動を検知する検知部と、を有し、前記可動部材は、前記無端ベルトの回転方向において、前記転写手段よりも上流側で且つ前記第２の駆動部材よりも下流側の前記無端ベルトの領域に当接する第１当接部と、前記転写手段よりも下流側で且つ前記第２の駆動部材よりも上流側の前記無端ベルトの領域に当接する第２当接部と、を有し、前記検知部は、前記第１当接部と前記第２当接部とともに移動する前記可動部材を検知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無端ベルトの全周において表面速度変動及びテンション変動を抑制でき、色ずれや画像ブレを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】参考例１に係る画像形成装置の構成図である。
【図２】参考例１に係るテンション検知機構の説明図である。
【図３】（ａ）は参考例１に係る光学式測距センサの構成図である。（ｂ）は光学式測距センサの出力電圧と距離との関係を示す図である。
【図４】参考例１に係る中間転写ベルト駆動モータ、２次転写ローラ駆動モータの回転を制御する制御部のブロック図である。
【図５】テンションＡＤ値の時間推移を示す図である。
【図６】従来技術に係る中間転写ベルトの状態を示す図である。
【図７】参考例１に係る中間転写ベルトの状態を示す図である。
【図８】参考例２に係る中間転写ベルトの速度の説明図である。
【図９】第１実施形態に係る中間転写ベルトの速度の説明図である。
【図１０】他の構成の２次転写ローラの断面図である。
【図１１】シート搬送ベルトを用いた画像形成装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［参考例１］
次に、画像形成装置の参考例１について図を用いて説明する。図１は本参考例に係る画像形成装置の構成図である。図１に示すように、本参考例の画像形成装置１００において、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の感光体ドラム（像担持体）２Ｙ〜２Ｋの表面が、一次帯電器７Ｙ〜７Ｋによって一様に帯電される。帯電された感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋは、露光装置１により画像情報に応じて露光され、静電潜像が形成される。静電潜像は、現像器（現像手段）３Ｙ〜３Ｋにより各色のトナーを用いて各色のトナー像として現像される。各色のトナー像は、１次転写ローラ（転写手段）４Ｙ〜４Ｋにより、回転可能な中間転写ベルト（無端ベルト）１１上に順次重ねて１次転写される。
【００１６】
一方、カセット３０内のシートＰは、給送ローラ３１、レジストローラ対３３により、２次転写ニップＴへ搬送され、４色のトナー像を２次転写される。２次転写ニップＴは、２次転写ローラ（第２の駆動部材）２０、中間転写ベルト１１、２次転写対向ローラ１３にて形成されている。トナー像を転写されたシートＰは、定着器４０にて加熱、加圧されてトナー像が定着され、排出ローラ対４１により、排出トレイ４２に排出される。２次転写後に中間転写ベルト１１に残った転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニングローラ１８によって除去される。
【００１７】
中間転写ベルト１１は、中間転写ベルト駆動ローラ（第１の駆動部材）１２、２次転写対向ローラ１３、テンションローラ１５、従動ローラ１４により張架されている。中間転写ベルト駆動ローラ１２は中間転写ベルト１１の内周面に接して中間転写ベルト１１を駆動し、２次転写ローラ２０は中間転写ベルト１１の外周面に接して中間転写ベルト１１を駆動する。
【００１８】
中間転写ベルト駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動モータ２８により回転駆動されている。テンションローラ１５は、テンションバネ１６により付勢され、中間転写ベルト１１に所定のテンションを付与している。２次転写ローラ２０は、２次転写ローラ駆動モータ２９により回転駆動されている。
【００１９】
（中間転写ベルト１１のテンション変動及び速度変動を抑制する構成の概要）
本参考例の画像形成装置１００は、感光体ドラム２と１次転写ローラ４の１次転写ニップである１次転写部の下流に中間転写ベルト駆動ローラ１２を設け、１次転写部の上流に２次転写ローラ２０を設けている。中間転写ベルト駆動ローラ１２は、中間転写ベルト１１を回転させる力となる搬送力が２次転写ローラ２０に比べて大きい。このため、中間転写ベルト駆動ローラ１２は、中間転写ベルト１１の速度を支配し、外乱等にも影響を受けない速度安定性を確保できる。
【００２０】
ここで、２次転写ローラ２０と２次転写対向ローラ１３の２次転写ニップＴである２次転写部でのトナーの有無、シートの有無により、中間転写ベルト１１が２次転写ローラ２０から受ける搬送力が変化する。これにより、中間転写ベルト１１が速度変動し、色ずれと転写ブレが発送する恐れがある。
【００２１】
そこで本参考例では、テンション検知機構（テンション検知手段）１９により、上記搬送力の変化の影響を受けやすい１次転写部と２次転写部との間の中間転写ベルト１１のテンションを検知し、検知結果に基づいて２次転写ローラ２０の回転速度を制御している。これにより、中間転写ベルト１１のテンション変動及び速度変動を抑制し、色ずれと転写ブレを抑制している。
【００２２】
以下で、中間転写ベルト１１のテンション変動及び速度変動を抑制し、色ずれと転写ブレを抑制する構成について、具体的に説明する。
【００２３】
（テンション検知機構１９）
図２は中間転写ベルト１１のテンション検知機構１９の説明図である。図２（ａ）に示すように、中間転写ベルト１１のテンション検知機構１９は、テンション検知ローラ（可動部材）２１、リンク部材２２、テンション検知部材２５、光学式測距センサ（検知手段）２６、引っ張りバネ２７を有している。
【００２４】
テンション検知ローラ２１は、金属ローラであり、２次転写対向ローラ１３と感光体ドラム２Ｙとの間（図２の（Ａ）部）で中間転写ベルト１１の裏側に当接している。テンション検知ローラ２１は、リンク部材２２、テンション検知部材２５を介して、引っ張りバネ２７の付勢力により、中間転写ベルト１１の裏側に付勢されている。
【００２５】
テンション検知ローラ２１は、中間転写ベルト１１のテンション状態によって、リンク部材２２を介して、テンション検知部材２５の一端を押し下げる。引っ張りバネ２７は、テンション検知部材２５の他端を押し下げる。テンション検知部材２５は、中間転写ベルト１１のテンション状態（張力）と、引張りバネ２７の付勢力の釣り合いにより、中央の回転中心２４を中心としてシーソーのように回動し、所定の位置で釣り合う。
【００２６】
本参考例では、装置停止時にテンション検知ローラ２１が２４０ｍｍ幅の中間転写ベルト１１の裏面を約５Ｎの力で押すように、引っ張りバネ２７やテンションリンク部材２２のレバー比を、テンション検知ローラ２１の自重などを考慮して決定した。
【００２７】
光学式測距センサ２６は、赤外線タイプの測距センサであり、テンション検知部材２５の位置を検知する。図３（ａ）に示すように、光学式測距センサ２６は、ＬＥＤ（発光部）３４とＰＳＤ（Position Sensitive Device：位置検出素子）３２を有している。
【００２８】
発光部３４は、テンション検知部材２５の他端（測距対象物）へ赤外線３６を照射する。測距対象物で拡散反射した反射光は、ＰＳＤ３２の受光面３２ａの前方に配設された受光用集光手段３５により絞られ、受光面３２ａに導かれる。受光面３２ａ上に到達した赤外線の分布中心の位置によって、三角測量方式で対象物体との距離を計測する。受光面３２ａへの到達赤外線の分布中心の位置を検出して距離に変換するため、対象物体の表面状態で反射率が変化しても距離データには影響しない。
【００２９】
そして、受光部３２で検出した位置から演算用ＩＣで距離に変換して電圧値として出力する。図３（ｂ）は検出距離と電圧値の関係を示す図である。本参考例においては、光学式測距センサ２６から、検出物であるテンション検知部材２５までの距離を４ｍｍから１０ｍｍとなるように、光学式測距センサ２６を配置した。
【００３０】
ここで、図２を用いて、中間転写ベルト１１のテンション状態（張力）の変化により、テンション検知機構１９がどのように動作するかを説明する。図２（ａ）は、中間転写ベルト１１のテンション状態が中立になった状態を表す。中立の状態とは、中間転写ベルト１１の全周にわたりテンション（張力）が略同じである状態をいう。
【００３１】
図２（ｂ）は、２次転写対向ローラ１３と感光体ドラム２Ｙとの間（図２の（Ａ）部）のテンションが高くなった状態を示す。テンション検知ローラ２１は、中間転写ベルト１１上の（Ａ）部のテンション上昇に伴い、引っ張りバネ２７との釣り合い位置が変化し、図２（ｂ）に示された様に下がる。テンション検知ローラ２１の動きに応じて、リンク部材２２とテンション検知部材２５が移動し、光学式測距センサ２６とテンション検知部材２５の他端との距離は、中立状態より近くなる。
【００３２】
図２（ｃ）は、（Ａ）部のテンションが低くなった状態を示す。（Ａ）部のテンションが低くなると、テンション検知ローラ２１は、引っ張りバネ２７との釣り合い位置が変化し、図２（ｃ）に示された様に上がる。これにより、光学式測距センサ２６とテンション検知部材２５の他端との距離は中立状態より遠くなる。
【００３３】
これにより、光学式測距センサ２６で測定した距離により中間転写ベルト１１のテンションを検知することが可能となる。なお、本参考例においては、テンション検知ローラ２１にリンクした部品を配置し、その位置を光学式測距センサ２６で検知したが、テンション検知ローラ２１の位置を直接、光学式測距センサ２６で検知してもよい。
【００３４】
（中間転写ベルト駆動モータ２８、２次転写ローラ駆動モータ２９の制御部）
図４は本参考例に係る中間転写ベルト駆動モータ２８、２次転写ローラ駆動モータ２９の回転を制御する制御部のブロック図である。図４に示すように、中間転写ベルト１１のテンションに応じて得られた光学式測距センサ２６の出力電圧値は、装置内のコントローラ４９に設けられたＣＰＵ５０のＡＤ変換部７３で変換され、距離に応じたテンションＡＤ値を得る。
【００３５】
ＣＰＵ５０内のＲＡＭ７４は、制御目標となる目標テンションＡＤ値を格納している。ＣＰＵ５０内の２次転写ローラ駆動モータ回転数決定部７５では、ＲＡＭ７４に格納された目標テンションＡＤ値と、ＣＰＵ５０内に転送された中間転写ベルト１１のテンションＡＤ値を用い、モータ２９の回転数を決定する。決定したモータ回転数情報は、２次転写ローラ駆動モータ制御部７６内にある２次転写ローラ駆動モータ回転数設定部４７に送られ、ここで設定された回転数に基づいて２次転写ローラ駆動モータ２９を制御し、２次転写ローラ２０を回転駆動する。
【００３６】
コントローラ４９、２次転写ローラ駆動モータ制御部７６は、テンション検知機構１９の検知結果に基づいて、中間転写ベルト１１の速度変動を抑制するように２次転写ローラ２０の速度を制御する制御部を構成する。
【００３７】
本参考例では、動作中のテンションＡＤ値が目標テンションＡＤ値に収束するようにモータ回転数をＰＩ制御を用いて制御を行った。Ｐ制御（比例制御）の比例ゲインは、テンションＡＤ値が目標テンションＡＤ値に対して、オーバーシュート及びハンチングが発生しない範囲で決定した。これは、オーバーシュートやハンチングが発生すると、テンション変動が発生してしまい、色ずれなどが発生するためである。そして、比例制御だけでは、目標テンションＡＤ値に達しないまま残ってしまう目標テンションＡＤ値からの偏差（オフセット）に関しては、Ｉ制御（積分制御）で除去するように積分制御のパラメータを決定した。積分制御を加えると、オフセットがある限り出力変更が積み重なるので、徐々にオフセットは減衰し、目標テンションＡＤ値に収束する。
【００３８】
一方、中間転写ベルト１１の速度を支配する中間転写ベルト駆動モータ２８は、ＤＣブラシレスモータからなり、中間転写ベルト駆動モータ制御部４８により、駆動制御される。中間転写ベルト駆動モータ制御部４８は、駆動モータ２８からの回転状態信号を受けて、画像形成に適した回転数になるよう中間転写ベルト駆動モータ２８を制御し、中間転写ベルト駆動ローラ１２を回転駆動する。
【００３９】
（色ずれと転写ブレ）
色ずれに関しての説明は、多くの先行文献に開示されているために詳細説明は割愛するが、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のトナー像が色間でズレることによって発生する画像不良である。本発明が改善する色ずれは、中間転写ベルト１１の回転方向（移動方向）の速度変動に起因するものであり、中間転写ベルト１１表面の１次転写ステーション間（１次転写部間）の到達時間が変動するために発生する。
【００４０】
このため、本発明の効果は、中間転写ベルト１１の移動方向の色ずれ（副走査方向の色ずれ）を用いて評価を行った。一般に色ずれは、１５０μｍ以上では容易に認知可能であるため、１００μｍ以下にすることが望ましい。さらに望ましくは５０μｍ以下とすることにより、色ずれによる文字のにじみや、プロセスカラー（２色以上の混合色）の色味シフトが目立たなくなる。
【００４１】
本発明が改善する転写ブレは、中間転写ベルト１１の瞬間的な速度変動やテンション変動に起因するものであり、以下にその発生メカニズムに関する説明を行う。２次転写ニップＴにシートやトナーが介在しない前回転時やシート間（先行シートと後続シートの間の状態）で、僅かでも２次転写ローラ２０と中間転写ベルト１１との間に速度差が生じると、中間転写ベルト１１は２次転写ローラ２０から大きな接線力を受ける。この結果、中間転写ベルト１１上にはテンションの緩みおよび張り状態が生まれる。これは、２次転写ローラ２０と中間転写ベルト１１との摩擦係数が高い場合には、顕著となる。
【００４２】
一方、２次転写部にシートやトナーが介在すると、２次転写ニップＴ内で滑り効果（潤滑効果）が生まれるために、２次転写ローラ２０の中間転写ベルト１１に与える接線力は小さくなる。このために、シートやトナーが２次転写ニップＴに突入した瞬間に、中間転写ベルト１１上には瞬間的なテンション変動または速度変動が発生する。このテンション変動または速度変動が、１次転写部に伝播し、中間転写ベルト１１と感光ドラム２の間でズレやスリップが生じ、画像がぶれる現象を転写ブレという。
【００４３】
（中間転写ベルト１１のテンション変動抑制効果）
図５は５０％ブラックのハーフトーン画像を、１ページ間欠で計２ページの印刷を行った時の、テンションＡＤ値の時間推移を示す図である。１枚間欠とは、１枚プリント後に休止時間を設けたプリントジョブを意味する。
【００４４】
縦軸は８ｂｉｔデジタル値にＡＤ変換されたＡＤテンション値であり、デシマル値（１０進数）で２５６が最大となる。縦軸の値が小さい方が中間転写ベルト１１のテンション検知位置（図１中の（Ａ）部）のテンションが低い状態（緩んだ状態）を意味する。縦軸の値が大きい側は逆にテンション検知位置のテンションが高い状態（張り状態）を意味する。図５中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、画像形成中の装置状態を表し、Ａは前回転、Ｂ１、Ｂ２は２次転写中（シートが２次転写ニップＴに介在）、Ｃはシート間、Ｄは後回転を示す。
【００４５】
図５の（１）、図５の（２）は、従来の画像形成装置におけるテンションＡＤ値の時間推移を示す。この従来の画像形成装置では、中間転写ベルト１１のテンション検知結果をモータ２９の回転駆動制御にフィードバックを行っていない。
【００４６】
図５の（１）は、モータ２９（２次転写ローラ２０）による中間転写ベルト１１の搬送速度が、モータ２８（中間転写ベルト駆動ローラ１２）による中間転写ベルト１１の搬送速度より相対的に速い場合を示す。この場合、前回転中（図５中Ａ）に、テンション検知位置（図１（Ａ）部）のテンションは緩む（縦軸が小さくなる）。そして、シートが２次転写部に突入するタイミング（図５中Ｂ１開始点）で、中間転写ベルト１１の緩みは解消され、シートが２次転写部を抜けるまで維持される（図５中Ｂ１終了点）。シート間（図５中Ｃ）では、中間転写ベルト１１のテンションは緩み、２ページ目の転写時（図５中Ｂ２）に再び解消される。後回転時（図５中Ｄ）には、テンションが緩みジョブが終了する。
【００４７】
図５の（２）は、モータ２９（２次転写ローラ２０）による中間転写ベルト１１の搬送速度が、モータ２８（中間転写ベルト駆動ローラ１２）による中間転写ベルト１１の搬送速度より相対的に遅い場合を示す。この場合、２次転写ニップＴにシートが無い場合（図５中Ａ、Ｃ、Ｄ）に、中間転写ベルト１１のテンションが張り状態（テンションが高い状態）となる。
【００４８】
以上のように、２次転写ローラ２０に回転駆動をかけた場合、モータ２９による中間転写ベルト１１の搬送速度と、モータ２８による中間転写ベルト１１の搬送速度に、速度差が生じると、画像形成プロセスに応じてテンション変動が発生してしまう。テンション変動が発生すると、テンション変動が１次転写部に伝播し、色ずれや画像ずれなどの画像不良が発生する可能性が高まる。
【００４９】
図５の（３）は、本参考例の画像形成装置におけるテンションＡＤ値の時間推移を示す。本参考例の画像形成装置では、２次転写ローラ駆動モータ２９（中間転写ベルト駆動ローラ１２）の回転速度制御を行っている。これにより、テンション検知機構１９で検出されるテンションＡＤ値が、コントローラ４９内のＲＡＭ７４にあらかじめ保存されている目標テンションＡＤに収束するように制御している。ここでは、目標テンションＡＤ値を１３０（デシマル値）としている。
【００５０】
図５の（３）に示すように、中間転写ベルト１１のテンションＡＤ値は、前回転中（Ａ）の初期段階で、目標テンションＡＤ値（図５の（４））に収束し、画像形成中を通じて一定となっている。このよう、本参考例によれば、画像形成全体にわたって、テンション変動を抑制できる。
【００５１】
１ページ間欠で計２ページのジョブを１０回行い、その計２０枚での転写ブレの発生確率と、副走査方向の色ずれに関し、従来技術と本参考例との比較を行った。従来技術を用いた場合（図５（１）および（２）の場合）、転写ブレの発生確率は約１０％、色ずれ最悪値は１２０μｍ、色ずれ平均値は８０μｍとなった。一方、本参考例（図５の（３））の場合は、転写ブレの発生は無くなり、色ずれ最悪値は８０ミクロン、色ずれ平均値は６０μｍとなった。
【００５２】
（中間転写ベルト１１の速度変動抑制効果）
図６は従来技術を用いて２次転写ニップＴの接線力変動により生じる中間転写ベルト１１のテンション変動を一定にしようと制御した場合の中間転写ベルト１１の表面速度の状態を示す図である。
【００５３】
図６（ａ）は中間転写ベルト１１の（Ａ）部が目標テンション状態となっている時の中間転写ベルト１１の状態を表わす。ここで、中間転写ベルト１１上の１次転写付近のベルト位置（感光体ドラム２Ｙの下流側の位置）を“α”とする。
【００５４】
図６（ｂ）は、図６（ａ）からＴ時間経過後の状態を示す。Ｔ時間経過中に、２次転写ニップＴに接線力の変動が発生し、中間転写ベルト１１の（Ａ）部のテンションは緩む。この間、中間転写ベルト駆動ローラ１２は定常回転を行っており、図６（ａ）上の“α”は、図６（ｂ）上の“β”に移動する。
【００５５】
図６（ｃ）は、図６（ｂ）からさらにＴ時間経過した状態であり、従来技術を用いて（Ａ）部のテンションが目標テンション（図６（ａ）の状態）となるようにした状態を示す。従来技術においては、中間転写ベルト１１の（Ａ）部のテンションは緩んだ状態を検知した場合、テンションの緩みを解消するために、中間転写ベルト駆動ローラ１２の速度を速める。よって、図６（ｂ）中“β”は、図６（ｃ）中の“γ”まで移動することになる。
【００５６】
図６から分かるように、図６（ａ）から図６（ｂ）の区間における１次転写部の中間転写ベルト１１の移動速度（Ｖαβ）は、図６（ｂ）から図６（ｃ）の移動速度（Ｖβγ）よりも小さくなっている。つまり、従来技術では中間転写ベルト１１のテンション補正を、ベルト走行性に対して搬送力が大きく、且つ、１次転写部の中間転写ベルト１１の移動方向で下流にある中間転写ベルト駆動ローラ１２の駆動を用いて制御している。このため、テンション補正を行う過程において中間転写ベルト１１の速度変動が発生してしまう。
【００５７】
図７は本参考例の制御を行って、２次転写ニップＴの接線力変動により生じる中間転写ベルト１１のテンション変動を一定にしようとした場合の中間転写ベルト１１の表面速度の状態を示す図である。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、図６（ａ）〜図６（ｃ）と同様に、（Ａ）部が目標テンション状態から、Ｔ時間経過後、さらにＴ時間経過後の状態を示す。
【００５８】
本参考例においては、中間転写ベルト１１の（Ａ）部のテンションは緩んだ状態を検知した場合、テンションの緩みを解消するために、２次転写ローラ２０の速度を低下させる。一方、その間、２次転写対向ローラ１３は、中間転写ベルト１１の速度が一定になるように定常回転されている。よって、図７から分かるように、図７（ａ）から図７（ｃ）の全区間において、１次転写部の中間転写ベルト１１の移動速度は一定（Ｖαβ＝Ｖβγ）となっている。
【００５９】
以上説明したように、１次転写部の下流に設けられた搬送力の大きい駆動源（中間転写ベルト駆動ローラ１２）は、中間転写ベルト１１の速度を支配し、外乱等にも影響を受けない速度安定性を確保している。そして、１次転写部の上流に設けられた搬送力の小さい駆動源（２次転写ローラ２０）は、テンション検知結果に基づいて回転速度を制御され、テンション調整を行っている。
【００６０】
これにより、駆動ローラ１２でテンション調整する場合に比べて、中間転写ベルト１１の速度変動を抑制できる。このため、中間転写ベルト１１の速度変動を抑制しつつ、中間転写ベルト１１のテンションを制御でき、色ずれ、転写ブレを抑制できる。
【００６１】
また、駆動ローラ１２、２次転写ローラ２０を同じ位置や近い位置に配置した場合には、駆動ローラ１２、２次転写ローラ２０から離れた位置での中間転写ベルト１１の回転速度やテンションを制御することが困難となる。しかし、本参考例では、駆動ローラ１２、２次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１１の異なる位置（一次転写部の上流、下流と離れた位置）で当接している。これにより、中間転写ベルト１１の回転速度、テンションをベルト全周に渡って略一定に制御することができる。
【００６２】
（搬送力について）
本参考例では、テンション検知機構１９で得られたテンション情報を、搬送力の大きい中間転写ベルト駆動ローラ１２ではなく、搬送力の小さい２次転写ローラ２０の駆動にフィードバックしている。
【００６３】
中間転写ベルト駆動ローラ１２は、中間転写ベルト１１の内側に配置され、中間転写ベルト１１に巻きつけられるように配置されている。このようにローラ１２は、巻きかけ部があるために大きな搬送力を有する。ローラ１２の搬送力Ｆ１は、オイラーのベルト理論により以下のように表すことができる。
【００６４】
ローラ１２の表面と中間転写ベルト１１裏面の静止摩擦係数をμ１、中間転写ベルト１１の巻きつき角をθ、中間転写ベルト１１のベルト面上の張力をＴ、とした時、搬送力Ｆ１は下記の式（１）で求められる。
【００６５】
【数１】
0005864922.tif 000002
【００６６】
中間転写ベルト１１の外側に配置された２次転写ローラ２０の搬送力Ｆ２は、２次転写ニップＴの総圧をＮ、２次転写ローラ２０表面と中間転写ベルト１１表面の静摩擦係数をμ２とした時、下記の式（２）で求められる。
【００６７】
【数２】
0005864922.tif 000003
【００６８】
本参考例では、μ１＝０．６、Ｔ＝３０（Ｎ）、θ＝２．２７（ｒａｄ）＝１３０（ｄｅｇ）、また、μ２＝０．５、Ｔ＝２０（Ｎ）であるため、Ｆ１＝１１７（Ｎ）、Ｆ２＝１０（Ｎ）と求められ、Ｆ１＞Ｆ２となる。
【００６９】
（２次転写ローラ２０）
２次転写ローラ２０は、ＳＵＳ芯金に、厚さ６ｍｍの導電性発泡ゴムを被覆し、硬度３０度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ４．９Ｎ（５００ｇｆ）荷重時）、外径１８ｍｍ、電気抵抗値１×１０７Ωのローラを用いた。２次転写ローラ２０は、不図示のバネで一方向に付勢され、２次転写ニップＴを形成し、２次転写ローラ駆動モータ２９により回転駆動されている。
【００７０】
図１０は他の構成の２次転写ローラの断面図である。２次転写ローラ２０は、上記構成に限定されるものではなく、図１０に示すような構成であってもよい。この２次転写ローラ２０は、中央部にＳＵＳ製の芯金５１を有し、芯金５１の外側に、プライマ層５２、ＮＢＲ発泡ゴム５３、プライマ層５４、ポリイミド製樹脂チューブ５５を有している。
【００７１】
最表層のポリイミド製樹脂チューブ５５は、厚み５０ミクロン、Ｒｚが約０．３μｍ、外径１８ｍｍ、硬度６５度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ（１０００ｇｆ）９．８Ｎ荷重時）のものを使用した。表層材質はポリイミドとしたが、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリサルフォン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、熱可塑性ポリイミド等の樹脂材料としてもよい。また、表面にアクリル等の樹脂硬化層や、ソリッド状のゴム等の弾性層を設けてもよい。
【００７２】
この２次転写ローラ２０は、ポリイミド製樹脂チューブ５５を被覆したローラであるために、同じく樹脂製の中間転写ベルト１１との間に高い摩擦力が生じる。これは、たがいに平滑性の高い樹脂であるために、２次転写ニップＴでの真実接触面積が広く、ファンデルワールス力等に起因する付着力が増大するためである。
【００７３】
このような場合、２次転写ニップＴでの接線力変動も大きくなるために、中間転写ベルト１１のテンション変動も大きくなる。また、２次転写ローラ２０の表層にコーティングを被覆した場合、ソリッドゴムローラを用いた場合も、同様に２次転写ニップＴでの接線力が大きくなる。
【００７４】
なお、中間転写ベルト１１は、体積抵抗率１０１０Ωｃｍ程度に調整された厚さ１００μｍの無端状樹脂ベルトを用いた。ベルト材質は、本参考例ではポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いたが、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリサルフォン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、熱可塑性ポリイミド等の樹脂材料としてもよい。また、これら樹脂材料の表面にアクリル等の樹脂硬化層を設けたでもよい。また、中間転写ベルト駆動ローラ１２は、外径２４ｍｍの中空のアルミ管に０．５ｍｍの厚みでＥＰＤＭゴムを被覆した、電気抵抗１０５Ω以下のものを使用した。
【００７５】
なお、本発明は中間転写ベルト１１を用いた画像形成装置に限定されるものではなく、図１１に示すように、中間転写ベルト１１に変えてシート搬送ベルト（無端ベルト）７１を用いた画像形成装置であってもよい。この画像形成装置では、中間転写ベルト駆動ローラ１２に変えてシート搬送ベルト駆動ローラ（第１の駆動部材）６４を設け、２次転写ローラ２０に変えて吸着ローラ（第２の駆動部材）７２を設け、２次転写対向ローラ１３に変えて吸着対向ローラ２０３を設けている。
【００７６】
シート搬送ベルト駆動ローラ６４は、吸着ローラ７２より搬送力が大きい。吸着ローラ７２は、搬送されてきたシートをシート搬送ベルト７１に静電吸着させる。シート搬送ベルト駆動ローラ６４は１次転写部の下流に設けられ、吸着ローラ７２は１次転写部の上流に設けられている。ローラ６４、７２は、モータ２８、２９により、上述した制御と同様に制御されている。
【００７７】
［参考例２］
次に本発明に係る画像形成装置の参考例２について図を用いて説明する。上記参考例１と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図８は本参考例に係る中間転写ベルト１１の速度の説明図である。
【００７８】
図８に示すように、本参考例の画像形成装置は、上記参考例１のテンション検知機構１９に変えて、  テンション検知機構（テンション検知手段）３９を設けたものである。テンション検知機構３９は、テンションローラ（可動部材）１５、テンションバネ１６、光学式測距センサ２６で構成されている。
【００７９】
テンションローラ１５は、駆動ローラ１２より中間転写ベルト１１の移動方向下流側で、テンションバネ１６により付勢され、内側から中間転写ベルト１１に所定のテンションを付与している。光学式測距センサ２６は、中間転写ベルト１１の外側に設けられ、中間転写ベルト１１を介してテンションローラ１５の位置を検知する。
【００８０】
本参考例では、テンションローラ１５は外径１２ｍｍであり、中間転写ベルト１１への巻き付け角は７０°となるように配置した。テンションバネ１６は、２４０ｍｍ幅の中間転写ベルト１１上に２０Ｎのテンションがかかるようなバネを選定した。また、テンションローラ１５は、中間転写ベルト１１のテンション変動に対して敏感に追従ができるように、軽量のアルミの中空管とし、慣性力を極力小さくし、軸は自在に可動できる構成とした。また、使用するテンションバネ１６は極力、バネ定数の小さいバネを選定し、バネ長が変動したときのバネ力が変わらずに一定の力で付勢ができるようにした。
【００８１】
図８（ａ）は、２次転写ニップＴにおける接線力が無い状態での、中間転写ベルト１１のテンションと、テンションローラ１５の釣り合い状態を示す。図８（ｂ）は、図８（ａ）の状態から２次転写ローラ２０の速度が速くなり、２次転写ニップＴに中間転写ベルト１１を加速する方向（図８（ｂ）中の矢印方向）の接線力が生じた状態を示す。この場合、中間転写ベルト１１のテンションローラ１５の付近（図８の（Ｂ）部）のテンションは高くなり、２次転写対向ローラ１３と感光体ドラム２Ｙとの間（図８の（Ａ）部）のテンションは低くなる。
【００８２】
図８（ｃ）は、図８（ａ）の状態から２次転写ローラ２０の速度が遅くなり、２次転写ニップＴに中間転写ベルト１１を減速する方向（図８（ｃ）中の矢印方向）の接線力が生じた状態を示す。この場合、中間転写ベルト１１のテンションローラ１５の付近（図８の（Ｂ）部）のテンションは低くなり、２次転写対向ローラ１３と感光体ドラム２Ｙとの間（図８の（Ａ）部）のテンションは高くなる。
【００８３】
光学式測距センサ２６でテンションローラ１５の位置を検知し、テンションローラ１５の付近（図８の（Ｂ）部）のテンションを検知する。これにより、上記の中間転写ベルト１１のテンションの変化から、２次転写対向ローラ１３と感光体ドラム２Ｙとの間（図８の（Ａ）部）の中間転写ベルト１１のテンション状態を検知できる。
【００８４】
これにより、本参考例においても、上記参考例１と同様に、画像形成全体にわたって、テンション変動を抑制すると同時に、テンション補正に伴う中間転写ベルト１１の速度変動を抑制でき、色ずれ、転写ブレを抑制できる。
【００８５】
［第１実施形態］
次に本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について図を用いて説明する。上記参考例１と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図９は本実施形態に係る中間転写ベルト１１の速度の説明図である。
【００８６】
図９に示すように、本実施形態の画像形成装置は、上記参考例１のテンション検知機構１９に変えて、テンション検知機構（テンション検知手段）５９を設け、テンションローラ１５に変えて張架ローラ４６を設けたものである。テンション検知機構５９は、テンション検知ローラ（第１の可動部材、第２の可動部材）６１、６２、連結部材４３、テンション検知部材４５、光学式測距センサ２６を有している。
【００８７】
テンション検知ローラ６１は、２次転写対向ローラ１３と感光体ドラム２Ｙとの間（図９の（Ａ）部）の中間転写ベルト１１に接触状態で配置されている。テンション検知ローラ６２は、テンション検知ローラ６１の下方、且つ、中間転写ベルト１１の回転方向において従動ローラ１４の上流の位置（図９の（Ｃ）部）で、中間転写ベルト１１に接触状態で配置されている。
【００８８】
連結部材４３は、上下のテンション検知ローラ６１、６２を連結している。テンション検知ローラ６１、６２、連結部材４３は、中間転写ベルト１１のテンションとの釣り合いによりその位置が決まるようになっている。
【００８９】
テンション検知部材４５は、一端で連結部材４３に連結されており、中間転写ベルト１１のテンションによって上下に移動する連結部材４３が移動に応じて回転中心４４を中心にして回動する。赤外線測距センサ２６は、テンション検知部材４５の他端を検知する。
【００９０】
張架ローラ４６は、中間転写ベルト１１を帳架する位置で固設されており、中間転写ベルト１１のテンションは、テンション検知ローラ６１、６２が中間転写ベルト１１を押圧することにより付与されている。本実施形態では、テンション検知ローラ６１、６２は、装置が停止状態の時に、図９の（Ａ）部および図９の（Ｃ）部の両方で、中間転写ベルト１１にそれぞれ約１ｍｍ侵入する。これにより、２４０ｍｍ幅の中間転写ベルト１１上に２０Ｎのテンションが得られる。
【００９１】
図９（ａ）は、２次転写ニップＴにおける接線力が無い状態での、中間転写ベルト１１のテンションと、テンション検知ローラ６１、６２との釣り合い状態を示す。図９（ｂ）は、図９（ａ）の状態から２次転写ローラ２０の速度が遅くなり、２次転写ニップＴに中間転写ベルト１１を減速する方向（図９（ｂ）中の矢印方向）の接線力が生じた状態を示す。この場合、図９の（Ａ）部のテンションは高くなり、図９の（Ｃ）部のテンションが低くなる。このため、テンション検知ローラ６１、６２、連結部材４３は、下方に移動する。連結部材４３の動きに同期して、テンション検知部材４５が回動し、テンション検知部材４５の他端が光学式測距センサ２６へ近づく方向へ移動する。
【００９２】
図９（ｃ）は、図９（ａ）の状態から２次転写ローラ２０の速度が速くなり、２次転写ニップＴに中間転写ベルト１１を加速する方向（図９（ｃ）中の矢印方向）の接線力が生じた状態を示す。この場合、図９の（Ａ）部のテンションは低くなり、図９の（Ｃ）部のテンションが高くなる。このため、テンション検知ローラ６１、６２、連結部材４３は、上方に移動する。連結部材４３の動きに同期して、テンション検知部材４５が回動し、テンション検知部材４５の他端が光学式測距センサ２６から遠ざかる方向へ移動する。
【００９３】
上述のごとく、光学式測距センサ２６でテンション検知部材４５の他端の位置を検知することで、２次転写対向ローラ１３と感光体ドラム２Ｙとの間（図９の（Ａ）部の中間転写ベルト１１のテンションを検知できる。これにより、本実施形態においても、上記参考例１と同様に、画像形成全体にわたって、テンション変動を抑制すると同時に、テンション補正に伴う中間転写ベルト１１の速度変動を抑制でき、色ずれ、転写ブレを抑制できる。
【００９４】
また、本実施形態のテンション検知機構５９は、中間転写ベルト１１の２か所のテンションのつり合いで決まるテンション検知部材４５の位置でテンション検知を行っている。つまり、バネ等を介さず中間転写ベルト１１のテンションのみでテンション検知を行っているため、より高精度で応答性の高い検知が可能となる。
【符号の説明】
【００９５】
Ｐ …シート
Ｔ …２次転写ニップ
２ …感光体ドラム（像担持体）
３Ｙ〜３Ｋ …現像器（現像手段）
４Ｙ〜４Ｋ …１次転写ローラ（転写手段）
１１ …中間転写ベルト（無端ベルト）
１２ …駆動ローラ（第１の駆動部材）
１３ …２次転写対向ローラ
１５ …テンションローラ（可動部材）
１９、３９、５９ …テンション検知機構（テンション検知手段）
２０ …２次転写ローラ（第２の駆動部材）
２１、６１、６２ …テンション検知ローラ（可動部材）
２２ …リンク部材
２５、４５ …テンション検知部材
２６ …光学式測距センサ（検知手段）
２７ …引っ張りバネ
２８ …中間転写ベルト駆動モータ
２９ …２次転写ローラ駆動モータ
４３ …連結部材
４７ …２次転写ローラ駆動モータ回転数設定部
４８ …中間転写ベルト駆動モータ制御部
４９ …コントローラ（制御部）
５０ …ＣＰＵ
６４ …シート搬送ベルト駆動ローラ（第１の駆動部材）
７１ …シート搬送ベルト（無端ベルト）
７２ …吸着ローラ（第２の駆動部材）
７３ …変換部
７４ …ＲＡＭ
７５ …２次転写ローラ駆動モータ回転数決定部
７６ …２次転写ローラ駆動モータ制御部（制御部）
１００ …画像形成装置
【図１】
0005864922.tif 000004
【図２】
0005864922.tif 000005
【図３】
0005864922.tif 000006
【図４】
0005864922.tif 000007
【図５】
0005864922.tif 000008
【図６】
0005864922.tif 000009
【図７】
0005864922.tif 000010
【図８】
0005864922.tif 000011
【図９】
0005864922.tif 000012
【図１０】
0005864922.tif 000013
【図１１】
0005864922.tif 000014