(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性部を有する第１の転写ローラーと、
前記第１の転写ローラーとの間にニップを形成する第２の転写ローラーと、
前記第２の転写ローラーを保持する保持部材と、
前記ニップを用紙が通過する際に前記第１の転写ローラーと前記第２の転写ローラーとの軸間距離が一定に保持される構造の駆動部と、
前記駆動部を制御して前記保持部材の位置を制御する制御部と、
前記第１の転写ローラーと前記第２の転写ローラーとが接触し始めたことを直接的に検知する接触タイミング検知部と、
を備え、
前記駆動部は、
前記保持部材に保持される前記第２の転写ローラーが前記第１の転写ローラーから離間した離間位置と、前記第１の転写ローラーと前記第２の転写ローラーとの接触が前記接触タイミング検知部によって検知されてから前記第１の転写ローラーの弾性部が所定の押し込み量だけ押し込まれるように前記第２の転写ローラーが前記第１の転写ローラーを押圧する押圧位置との間で、前記保持部材を移動させる、
画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記押し込み量を、前記用紙の種類に応じて設定する、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記接触タイミング検知部は、
前記用紙の搬送方向における前記ニップの上流側および下流側の一方側に設けられ、他方側に向けて光を発光する発光部と、
前記用紙の搬送方向における前記ニップの上流側および下流側の他方側に設けられ、前記発光部から発光された光を受光する受光部と、
を有し、
前記受光部の受光結果に基づいて前記接触タイミングを検知する、
請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記接触タイミング検知部は、
前記用紙の搬送方向における前記ニップの上流側および下流側の一方側に設けられ、他方側に向けて空気を吐出する空気吐出部と、
前記用紙の搬送方向における前記ニップの上流側および下流側の他方側に設けられ、前記空気吐出部から吐出された空気の流量を検知する風量検知部と、
を備え、
前記風量検知部の検知結果に基づいて前記接触タイミングを検知する、
請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記空気吐出部および前記風量検知部は、前記第１および第２の転写ローラーの軸方向における一方側および他方側にそれぞれ設けられる、
請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記接触タイミング検知部は、
前記用紙の搬送方向における前記ニップの上流側および下流側の一方側に設けられ、他方側に向けて音波を発生させる音波発生部と、
前記用紙の搬送方向における前記ニップの上流側および下流側の他方側に設けられ、前記音波発生部により発生させられた音波を検知する音波検知部と、
を備え、
前記音波検知部の検知結果に基づいて前記接触タイミングを検知する、
請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記音波発生部および前記音波検知部は、前記第１および第２の転写ローラーの軸方向における一方側および他方側にそれぞれ設けられる、
請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記接触タイミング検知部は、
前記第１および第２の転写ローラーの一方に強制振動を発生させる振動発生部と、
前記振動発生部により発生させられ、前記第１の転写ローラーと前記第２の転写ローラーとの接触により、前記第１および第２の転写ローラーの他方に伝搬した強制振動を検知する振動検知部と、
を備え、
前記振動検知部の検知結果に基づいて前記接触タイミングを検知する、
請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記振動発生部は、画像形成処理に影響を与えない周波数の振動を発生させる、
請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記接触タイミング検知部は、
前記第１および第２の転写ローラーの一方に回転ノイズを発生させる回転ノイズ発生部と、
前記回転ノイズ発生部により発生させられ、前記第１の転写ローラーと前記第２の転写ローラーとの接触により、前記第１および第２の転写ローラーの他方に伝搬した回転ノイズを検知する回転ノイズ検知部と、
を備え、
前記回転ノイズ検知部の検知結果に基づいて前記接触タイミングを検知する、
請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記回転ノイズ発生部は、画像形成処理に影響を与えない周波数の回転ノイズを発生させる、
請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記弾性部の硬度は、ＡＳＫＥＲ Ｃ硬度で８０［°］以下である、
請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記押し込み量を、前記用紙の厚みまたは坪量に応じて設定する、
請求項１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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。
【０００３】
従来、この種の画像形成装置において、用紙として比較的厚い厚紙を用いた場合に、ショックジターと呼ばれる線状の濃度ムラを引き起こす場合があった。この濃度ムラは、トナー像を担持して回転する像担持体（例えば、中間転写ベルト）と、像担持体に当接して回転するとともに像担持体の表面に形成されたトナー像を用紙に転写する転写部材（例えば、２次転写ローラー）とが当接する転写位置（例えば、２次転写ニップ）に厚紙が進入する際に、像担持体の駆動源に対する負荷が急激に高まり、像担持体の表面移動速度が瞬間的に大きく低下することによって発生する。
【０００４】
特許文献１には、２次転写ローラの径や弾性率の変化に伴って中間転写ベルトの表面と２次転写ローラの回転軸との距離が適正距離から外れてしまうことによるショックジターや転写不良の発生を抑える技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、用紙（記録シート）の厚みを検知する厚みセンサと、２次転写ローラの位置を検知する距離センサとを設け、２次転写ローラを揺動可能に保持する揺動アームに偏心カムを突き当てていない状態で得られる距離センサによる検知結果と、厚みセンサによる検知結果とに基づいて、偏心カムを揺動アームに突き当てた状態における２次転写ローラの位置を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９８５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術は、用紙の厚みに応じて、２次転写ローラと、中間転写ベルトを介して２次転写ローラに対向する転写対向ローラとの軸間距離を制御することによって、ショックジターの抑制に有効な２次転写ニップを形成する機構を備えている。具体的には、揺動部材に同期した２次転写ローラを押圧ばねのばね荷重によって転写対向ローラに突き当て、安定した位置（すなわち適切な転写ニップ圧が得られる位置）を基準位置と設定し、距離センサの検知結果を利用しながら偏心カムにより用紙の厚みに応じた分だけ揺動部材を押し下げている。このような機構は、ばね荷重によって２次転写ニップを形成する機構であるため、用紙突入抜け時（２次転写ニップに用紙が進入するとき、および、２次転写ニップから用紙が抜けるとき）に、押圧ばねの変位によるばね荷重の変化を最大限抑えるために、押圧ばねの弾性係数（変形のしにくさ）を大幅に小さくしている。しかし、２次転写ローラを例えばハードローラのようなある程度質量を有するローラで構成した場合、用紙突入抜け時における２次転写ローラの位置が変位し、当該２次転写ローラに加速度が発生する。これにより、押圧ばねの弾性係数を大幅に小さくした上記機構では、２次転写ローラがバウンドするような挙動を示す。その結果、中間転写ベルトの駆動源に対する負荷が急激に高まり、中間転写ベルトの表面移動速度が瞬間的に大きく低下してショックジターが発生するおそれがある。
【０００７】
本発明は、ショックジターの発生を抑制することが可能な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】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、
弾性部を有する第１の転写ローラーと、
前記第１の転写ローラーとの間にニップを形成する第２の転写ローラーと、
前記第２の転写ローラーを保持する保持部材と、
前記ニップを用紙が通過する際に前記第１の転写ローラーと前記第２の転写ローラーとの軸間距離が一定に保持される構造の駆動部と、
前記駆動部を制御して前記保持部材の位置を制御する制御部と、
前記第１の転写ローラーと前記第２の転写ローラーとが接触し始めたことを直接的に検知する接触タイミング検知部と、
を備え、
前記駆動部は、
前記保持部材に保持される前記第２の転写ローラーが前記第１の転写ローラーから離間した離間位置と、前記第１の転写ローラーと前記第２の転写ローラーとの接触が前記接触タイミング検知部によって検知されてから前記第１の転写ローラーの弾性部が所定の押し込み量だけ押し込まれるように前記第２の転写ローラーが前記第１の転写ローラーを押圧する押圧位置との間で、前記保持部材を移動させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ショックジターの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態における画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。
【図３】２次転写ニップを形成する構成を示す図である。
【図４】本実施の形態における接触タイミング検知部の構成を示す図である。
【図５】本実施の形態における接触タイミング検知部の構成の変形例を示す図である。
【図６】本実施の形態における接触タイミング検知部の構成の変形例を示す図である。
【図７】比較例の構成を示す図である。
【図８】本実施の形態における効果を確認するシミュレーション結果を示す図である。
【図９】本実施の形態における効果を確認するシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】軸間距離の変化に応じたニップ荷重の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す。図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。
【００１２】
また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【００１３】
図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１００を備える。
【００１４】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。
【００１５】
制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。
【００１６】
画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto  Document  Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。
【００１７】
自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。
【００１８】
原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。
【００１９】
操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１および操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。
【００２０】
画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。
【００２１】
画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。
【００２２】
Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、またはＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。
【００２３】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５等を備える。
【００２４】
感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が６０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
【００２５】
制御部１００が感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。
【００２６】
帯電装置４１４は、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。
【００２７】
露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。
【００２８】
現像装置４１２は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置４１２が有する現像ローラー４１２Ａは、回転しながら現像剤を担持し、現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム４１３に供給することによって感光体ドラム４１３の表面にトナー像を形成する。
【００２９】
ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。
【００３０】
中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４およびベルトクリーニング装置４２６等を備える。
【００３１】
中間転写ベルト４２１は、基体としてＰＩ（ポリイミド）が用いられた無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。
【００３２】
中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に体積抵抗率が８〜１１［ｌｏｇΩ・ｃｍ］である高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１００からの制御信号によって回転駆動される。なお、中間転写ベルト４２１については、導電性および弾性を有するものであれば、材質、厚さおよび硬度を限定しない。
【００３３】
一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
【００３４】
二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ｂ（以下「バックアップローラー４２３Ｂ」と称する）に対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
【００３５】
一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。
【００３６】
その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。
【００３７】
ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。
【００３８】
定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、及び加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。
【００３９】
定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材または裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。
【００４０】
用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。
【００４１】
給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。
【００４２】
次に、図３を参照し、二次転写ニップＮＰを形成する具体的な構成について説明する。図３に示すように、中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４（本発明の「第２ローラー」に対応）がバックアップローラー４２３Ｂ（本発明の「第１ローラー」に対応）に圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップＮＰが形成される。
【００４３】
バックアップローラー４２３Ｂは、例えば発泡ローラーとして構成され、芯金と、芯金の外周を覆う弾性層（本発明の「弾性部」に対応）とを有する弾性体ローラーである。芯金の材質は、アルミ等の金属である。弾性層の材質は、例えば、導電性を有するポリウレタンフォームである。バックアップローラー４２３Ｂの硬度は、ＡＳＫＥＲ Ｃ硬度で８０[°]以下である。
【００４４】
二次転写ローラー４２４は、ハードローラーとして構成され、金属ローラー上に厚さ１[ｍｍ]のシリコンゴム層を設けるとともに、厚さ３０[μｍ]のフッ素系（ＰＦＡ）チューブからなる表層を有する。二次転写ローラー４２４は、剛体で構成された保持部材８４に回転可能に保持される。保持部材８４の端部には、当該端部に突き当て可能に偏心カム８２が設けられている。偏心カム８２は、剛体で構成され、制御部１００からの制御命令を受けた駆動部８０によって、偏心カム８２の支点８２Ａを中心として回転する。保持部材８４の端部に偏心カム８２が突き当たった状態で偏心カム８２が図中時計回り方向に回転することによって、保持部材８４および二次転写ローラー４２４は、保持部材８４の支点８４Ａを中心として図中反時計回り方向に回転する。二次転写ローラー４２４の回転によって、二次転写ローラー４２４は、中間転写ベルト４２１を介して、バックアップローラー４２３Ｂに圧接される。保持部材８４の端部に偏心カム８２が突き当たっていない状態では、二次転写ローラー４２４は、中間転写ベルト４２１ひいてはバックアップローラー４２３Ｂから離間している。
【００４５】
制御部１００は、二次転写ニップＮＰに用紙Ｓの先端が進入する前に、駆動部８０を制御して、二次転写ローラー４２４をバックアップローラー４２３Ｂに圧接させる（図３Ａを参照）。具体的には、制御部１００は、駆動部８０を制御し、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが離間した離間位置から、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが接触し始めてからバックアップローラー４２３Ｂの弾性部が所定の押し込み量だけ押し込まれるように二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂを押圧する押圧位置まで保持部材４２４を回動させる。
【００４６】
図３Ｂは、二次転写ニップＮＰを用紙Ｓが通過する際、すなわち二次転写ニップＮＰに用紙Ｓの先端が進入してから用紙Ｓの後端が二次転写ニップＮＰを抜けるまでの間の様子を示している。図３Ｂに示すように、保持部材８４および偏心カム８２は剛体で構成されているため、二次転写ニップＮＰを用紙Ｓが通過する際においても、二次転写ニップＮＰに用紙Ｓの先端が進入する前（図３Ａ）と比べて、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとの間の軸間距離ｄは変化しない。これは、用紙Ｓの厚み分がバックアップローラー４２３Ｂの弾性部で吸収されるからである。すなわち、二次転写ニップＮＰに用紙Ｓの先端が進入する前に、二次転写ローラー４２４の押圧によってバックアップローラー４２３Ｂの弾性部が押し込まれる押し込み量は、二次転写ニップＮＰを用紙Ｓが通過する際に、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとの間の軸間距離ｄが維持されるように設定される。押し込み量は、用紙Ｓの種類に応じて設定される。例えば、用紙Ｓの厚みや坪量が大きければ大きいほど、押し込み量は大きく設定される。
【００４７】
本実施の形態では、制御部１００は、二次転写ニップＮＰに用紙Ｓの先端が進入する前に、以下に説明する接触タイミング検知部としてのフォトセンサーにより二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが接触し始める接触タイミングが検知されてからバックアップローラー４２３Ｂの弾性部が所定の押し込み量だけ押し込まれるように二次転写ローラー４２４をバックアップローラー４２３Ｂに押圧させる。
【００４８】
なお、接触タイミングは、画像形成装置１内の温度変化によりバックアップローラー４２３Ｂの弾性部が膨張する、すなわちバックアップローラー４２３Ｂの外径が変化することによって変化する。また、接触タイミングは、二次転写ローラー４２４やバックアップローラー４２３Ｂの部品公差によりローラーの外径が変化することによっても変化する。
【００４９】
接触タイミング検知部は、図４に示すように、用紙Ｓの搬送方向における二次転写ニップＮＰの上流側および下流側の一方側（例えば、上流側）に設けられ、他方側（例えば、下流側）に向けて光を発光する発光部８６Ａと、用紙Ｓの搬送方向における二次転写ニップＮＰの上流側および下流側の他方側（例えば、下流側）に設けられ、発光部８６Ａから発光された光を受光する受光部８６Ｂとを有する。図４Ａに示すように、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが離間している場合、受光部８６Ｂは、発光部８６Ａから発光された光を受光することができる。一方、図４Ｂに示すように、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが離間していない場合、受光部８６Ｂは、発光部８６Ａから発光された光を受光することができない。よって、接触タイミング検知部は、受光部８６Ｂが、発光部８６Ａから発光された光を受光できている状態から受光できない状態に切り替わったタイミングを接触タイミングとして検知する。
【００５０】
図５は、接触タイミング検知部の構成の変形例を示す図である。図５では、二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂを上視している。図５に示すように、接触タイミング検知部は、用紙Ｓの搬送方向における二次転写ニップＮＰの上流側および下流側の一方側（例えば、上流側）に設けられ、他方側（例えば、下流側）に向けて空気を吐出する空気吐出部８８Ａ（例えば、ファン）と、用紙Ｓの搬送方向における二次転写ニップＮＰの上流側および下流側の他方側（例えば、下流側）に設けられ、空気吐出部８８Ａから吐出された空気の流量を検知する風量検知部８８Ｂ（例えば、風量センサー）とを有する。図示していないが、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが離間している場合、風量検知部８８Ｂは、空気吐出部８８Ａから吐出された空気の流量を検知することができる。一方、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが離間していない場合、風量検知部８８Ｂは、空気吐出部８８Ａから吐出された空気の流量を検知することができない。よって、接触タイミング検知部は、風量検知部８８Ｂが、空気吐出部８８Ａから吐出された空気の流量を検知できている状態から検知できない状態に切り替わったタイミングを接触タイミングとして検知する。
【００５１】
図５に示すように、空気吐出部８８Ａおよび風量検知部８８Ｂは、二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの軸方向における一方側（例えば、奥側）および他方側（例えば、手前側）にそれぞれ設けられることが好ましい。この場合、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが離間していると、図５中の点線矢印で示したように空気吐出部８８Ａから吐出された空気は、二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの軸方向の全体に亘って二次転写ニップＮＰを通過し、風量検知部８８Ｂによって検知される。したがって、接触タイミング検知部は、二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの軸方向の全体に亘って、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが接触し始める接触タイミングを精度良く検知することができる。
【００５２】
図５において、空気吐出部８８Ａおよび風量検知部８８Ｂの代わりに、音波発生部８８Ａおよび音波検知部８８Ｂをそれぞれ設けても良い。すなわち、接触タイミング検知部は、用紙Ｓの搬送方向における二次転写ニップＮＰの上流側および下流側の一方側（例えば、上流側）に設けられ、他方側（例えば、下流側）に向けて音波を発生させる音波発生部８８Ａ（例えば、スピーカー）と、用紙Ｓの搬送方向における二次転写ニップＮＰの上流側および下流側の他方側（例えば、下流側）に設けられ、音波発生部８８Ａにより発生させられた音波を検知する音波検知部８８Ｂとを有しても良い。図示していないが、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが離間している場合、音波検知部８８Ｂは、音波発生部８８Ａにより発生させられた音波を検知することができる。一方、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが離間していない場合、音波検知部８８Ｂは、音波発生部８８Ａにより発生させられた音波を検知することができない。よって、接触タイミング検知部は、音波検知部８８Ｂが、音波発生部８８Ａにより発生させられた音波を検知することができている状態から検知できない状態に切り替わったタイミングを接触タイミングとして検知する。二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの軸方向の全体に亘って、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとが接触し始める接触タイミングを精度良く検知する観点からは、図５に示すように、音波発生部８８Ａおよび音波検知部８８Ｂは、二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの軸方向における一方側（例えば、奥側）および他方側（例えば、手前側）にそれぞれ設けられることが好ましい。
【００５３】
図６は、接触タイミング検知部の構成の変形例を示す図である。図６に示すように、接触タイミング検知部は、二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの一方（例えば、二次転写ローラー４２４）に強制振動を発生させる振動発生部９０と、振動発生部９０により発生させられ、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとの接触により、二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの他方（例えば、バックアップローラー４２３Ｂ）に伝搬した強制振動を検知する振動検知部９２とを備える。
【００５４】
振動発生部９０は、例えば、制御部１００の制御によって保持部材８４ひいては二次転写ローラー４２４を押圧する圧電素子（ピエゾ素子）である。保持部材８４に対する押圧量を変化させることによって、二次転写ローラー４２４に強制振動を発生させることができる。振動検知部９２は、例えば、バックアップローラー４２３Ｂの回転速度を検知するエンコーダーである。振動検知部９２は、バックアップローラー４２３Ｂの回転速度の変動を検知することによって、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとの接触によりバックアップローラー４２３Ｂに伝搬した強制振動を検知することができる。よって、接触タイミング検知部は、振動検知部９２が、振動発生部９０により発生させられた強制振動を検知できていない状態から検知できている状態に切り替わったタイミングを接触タイミングとして検知する。
【００５５】
図６において、振動発生部９０の代わりに、制御部１００の制御によって二次転写ローラー４２４を回転駆動させるモーター９４を設けても良い。モーター９４は、二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの一方（例えば、二次転写ローラー４２４）に回転ノイズを発生させる回転ノイズ発生部として機能する。具体的には、制御部１００は、二次転写ローラー４２４を回転するための駆動電圧として、直流成分と交流成分とからなる電圧をモーター９４に印加するように制御を行うことによって、モーター９４を介して二次転写ローラー４２４に回転ノイズを発生させる。この場合、エンコーダー９２は、回転ノイズ発生部（モーター９４）により発生させられ、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとの接触によりバックアップローラー４２３Ｂに伝搬した回転ノイズを検知する回転ノイズ検知部として機能する。接触タイミング検知部は、回転ノイズ検知部９２が、回転ノイズ発生部９４により発生させられた回転ノイズを検知できていない状態から検知できている状態に切り替わったタイミングを接触タイミングとして検知する。
【００５６】
なお、二次転写ローラー４２４ではなくバックアップローラー４２３Ｂに強制振動や回転ノイズを発生させても良い。この場合、バックアップローラー４２３Ｂに強制振動や回転ノイズを発生させている際、中間転写ベルト４２１に画像が形成されると、強制振動や回転ノイズが画像形成処理に悪影響を与えて画像不良が起きるおそれがある。そのため、バックアップローラー４２３Ｂに強制振動や回転ノイズを発生させる場合には、強制振動や回転ノイズの周波数は、画像形成処理に影響を与えない周波数（例えば、１０００[Ｈｚ]以上）であることが好ましい。
【００５７】
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、画像形成装置１は、弾性部を有するバックアップローラー４２３Ｂと、バックアップローラー４２３Ｂとの間に二次転写ニップＮＰを形成する二次転写ローラー４２４と、二次転写ローラー４２４を保持する保持部材８４と、二次転写ニップを用紙Ｓが通過する際にバックアップローラー４２３Ｂと二次転写ローラー４２４との軸間距離が一定に保たれるように保持部材８４の位置を制御する制御部１００とを備える。また、画像形成装置１は、保持部材８４に保持される二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂから離間した離間位置と、バックアップローラー４２３Ｂと二次転写ローラー４２４とが接触し始めてからバックアップローラー４２３Ｂの弾性部が所定の押し込み量だけ押し込まれるように二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂを押圧する押圧位置との間で保持部材８４を移動させる駆動部８０を備える。制御部１００は、駆動部８０を制御して保持部材８４の位置を制御する。
【００５８】
このように構成した本実施の形態によれば、二次転写ニップＮＰにおける用紙突入抜け時に、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとの間の軸間距離が維持される、すなわち用紙Ｓの厚み分はバックアップローラー４２３Ｂの弾性部での弾性変形により吸収されるため、二次転写ローラー４２４がバウンドすることを防止することができる。その結果、二次転写ニップＮＰにおける用紙突入抜け時に、中間転写ベルト４２１の駆動源に対する負荷が急激に高まること、ひいては中間転写ベルト４２１の表面移動速度が瞬間的に大きく低下してショックジターが発生することを防止することができる。
【００５９】
なお、上記実施の形態では、バックアップローラー４２３Ｂと二次転写ローラー４２４とが接触し始めてからバックアップローラー４２３Ｂの弾性部が所定の押し込み量だけ押し込まれる例について説明したが、用紙Ｓの種類（例えば、薄紙）によっては、バックアップローラー４２３Ｂの弾性部が必ずしも押し込まれる必要はない。要は、二次転写ニップを用紙Ｓが通過する際にバックアップローラー４２３Ｂと二次転写ローラー４２４との軸間距離が一定に保たれるように保持部材８４の位置が制御されれば良い。これにより、バックアップローラー４２３Ｂの弾性部での弾性変形により用紙Ｓの厚み分を吸収できるので、二次転写ローラー４２４を一定の位置に保ったとしても、バックアップローラー４２３Ｂと二次転写ローラー４２４との軸間距離を一定に保つことができる。なお、用紙Ｓが薄紙の場合は押し込み量をなくす又は厚紙の場合よりも押し込み量を小さくし、用紙Ｓが厚紙の場合は、用紙Ｓが薄紙の場合よりも押し込み量を大きくすると良い。
【００６０】
また、上記実施の形態では、駆動部８０は、離間位置と押圧位置との間で保持部材８４を回動させる例について説明したが、離間位置と押圧位置との間で保持部材８４を図３上下方向に移動させるように構成されても良い。
【００６１】
また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００６２】
［実施例］
最後に、本発明者らが行った、上記実施の形態における有効性を確認するシミュレーション（１慣性モデル）の結果について説明する。
【００６３】
［実施例に係る画像形成装置の構成］
実施例に係る画像形成装置としては、図１〜３の構成を有する画像形成装置１を用いた。
【００６４】
［比較例に係る画像形成装置の構成］
比較例に係る画像形成装置としては、図１，２の構成を有する画像形成装置１を用いた。ただし、二次転写ニップＮＰを形成する構成については実施例と異なり、ばね荷重によって二次転写ニップＮＰを形成する機構を採用した。具体的には、図７Ａに示すように、二次転写ローラー４２４は、押圧ばね１１０によって、バックアップローラー４２３Ｂに圧接される。さらに、二次転写ニップＮＰにおける用紙突入抜け時に、押圧ばね１１０の変位によるばね荷重の変化を最大限抑えるために、押圧ばね１１０の弾性係数（変形のしにくさ）を大幅に小さくしている。
【００６５】
［シミュレーション内容］
本シミュレーションでは、二次転写ニップＮＰにおける用紙突入抜け時における二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの変位量の変化、二次転写ニップＮＰのニップ荷重の変化について確認した。図８Ａは、比較例における二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの変位量の変化を示す図である。図８Ｂは、実施例における二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの変位量の変化を示す図である。図９Ａは、比較例におけるニップ荷重の変化を示す図である。図９Ｂは、実施例におけるニップ荷重の変化を示す図である。図８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂにおいて、時間：０．１[ｓ]は、二次転写ニップＮＰに用紙Ｓの先端部が進入するタイミングである。また、時間：０．２[ｓ]は、二次次転写ニップＮＰから用紙Ｓの後端が抜けるタイミングである。
【００６６】
[シミュレーション結果]
比較例では、図８Ａに示すように、二次転写ニップＮＰにおける用紙突入抜け時に、二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの両方がバウンドする傾向を確認することができた。この場合、図７Ｂに示すように、二次転写ニップＮＰを用紙Ｓが通過する際、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとの間の軸間距離は変動する。二次転写ローラー４２４がバウンドすることによって、中間転写ベルト４２１の駆動源に突発的な負荷変動が発生し、中間転写ベルト４２１の表面移動速度が瞬間的に大きく低下することによりショックジターが発生するおそれがある。一方、実施例では、図８Ｂに示すように、二次転写ニップＮＰにおける用紙突入抜け時に、二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂがバウンドする傾向は確認できず、バックアップローラー４２３Ｂの弾性部が潰れたことだけを確認することができた。
【００６７】
また、比較例では、図９Ａに示すように、二次転写ローラー４２４およびバックアップローラー４２３Ｂの変位量と同様に、二次転写ニップＮＰにおける用紙突入抜け時に、ニップ荷重がバウンドする傾向を確認することができた。このニップ荷重のバウンドは、中間転写ベルト４２１に伝搬し、中間転写ベルト４２１の表面移動速度に余計な変動を与えてしまう。一方、実施例では、図９Ｂに示すように、二次転写ニップＮＰにおける用紙突入抜け時に、ニップ荷重がバウンドする傾向を確認することができなかった。
【００６８】
図１０は、実施例の構成において、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとの間の軸間距離が適正距離に設定されている（すなわち、バックアップローラー４２３Ｂに対する二次転写ローラー４２４の押し込み量が適正量である）場合と、適正距離に設定されていない場合とにおける二次転写ニップＮＰのニップ荷重の変化を示す。ここで、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとの間の軸間距離が適正距離に設定されていないとは、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとの間の軸間距離が、厚紙の厚みに相当する０．３[ｍｍ]だけ適正距離から外れた距離に設定されていることを指す。図１０に示すように、ニップ荷重がバウンドする傾向を確認できなかったものの、二次転写ニップＮＰにおける用紙突入抜け時に、当該ニップ荷重が１５０[Ｎ]より大きくなってしまい、転写不良や用紙Ｓの搬送不良が発生するおそれがある。したがって、二次転写ローラー４２４とバックアップローラー４２３Ｂとの間の軸間距離を適正距離に設定することの重要性について確認することができた。以上のシミュレーション結果により、上記実施の形態における有効性を確認することができた。
【符号の説明】
【００６９】
１  画像形成装置
１０  画像読取部
２０  操作表示部
２１  表示部
２２  操作部
３０  画像処理部
４０  画像形成部
５０  用紙搬送部
６０  定着部
７１  通信部
７２  記憶部
８０  駆動部
８２  偏心カム
８４  保持部材
８６Ａ  発光部
８６Ｂ  受光部
８８Ａ  空気吐出部、音波発生部
８８Ｂ  風量検知部、音波検知部
９０  振動発生部、
９２  振動検知部、回転ノイズ検知部
９４  回転ノイズ発生部
１００  制御部
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＲＡＭ
１１０  押圧ばね
４２３Ｂ  バックアップローラー
４２４  二次転写ローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006522371.tif 000008
【図８】
0006522371.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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