(57)【要約】【課題】副系として付加した動吸振器が振動エネルギーを散逸することで、主系であるローラやベルトの張力変動を低減させ、ショックジターと呼ばれる色むらや縞模様が発生する画像劣化を低減させて高画質化を図る転写ユニット及び画像形成装置を提供する。【解決手段】テンションローラ１１は、中間転写ベルト１０に緩みを生じないようにスプリングなどで一定のテンションを与えるように中間転写ベルト１０に接している。図４のように転写ローラ６と駆動ローラ５間にテンションローラ１１を設けることにより、紙９が搬送されて転写ローラ６に接触又は排紙された際の衝撃によって発生する振動を、中間転写ベルト１０の張力変動によって駆動ローラ５に直接伝達されることなく、スプリングで吸収して振動を減衰させる効果だけでなく、動吸振器１１ａによる特定周波数の振動低減も可能となり、高画質化が可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各色毎の画像形成ユニットにより形成された各色のトナー像を複数のローラによって張架された中間転写ベルト上に多重転写する転写ユニットにおいて、
前記各ローラから発生する振動を吸収するために、バネ及びダンパーから成る弾性体と、剛体から成る慣性体と、を有する動吸振器を備えたことを特徴とする転写ユニット。
【請求項２】
前記中間転写ベルト上に形成されたトナー像を転写材に転写する位置に設けられた転写ローラに前記動吸振器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の転写ユニット。
【請求項３】
前記中間転写ベルトを回転させるために駆動を伝達する駆動ローラに前記動吸振器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の転写ユニット。
【請求項４】
前記転写ローラと前記駆動ローラとの間に、前記中間転写ベルトに対してテンションを与えるテンションローラを更に備え、該テンションローラに前記動吸振器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の転写ユニット。
【請求項５】
前記慣性体の形状は円盤状であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の転写ユニット。
【請求項６】
前記動吸振器は、前記転写ローラ、前記駆動ローラ又はテンションローラの夫々の回転軸中心に備えられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の転写ユニット。
【請求項７】
前記弾性体の剛性が可変であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の転写ユニット。
【請求項８】
前記弾性体のねじりバネ定数ｋと慣性体Ｊにより決定されるねじり振動の周波数が、紙への転写の際に発生する衝撃又は前記転写ベルトの張力変動などによって生じる振動の周波数と一致することを特徴とする請求項７に記載の転写ユニット。
【請求項９】
前記動吸振器を複数備えたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の転写ユニット。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の転写ユニットを備え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、転写ユニット及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、転写ユニットを構成する各ローラから発生される振動を吸収する制振技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィス等において処理されるドキュメントは急速にカラー化が進み、これらのドキュメントを扱う複写機・プリンター・ファクシミリ等の画像形成装置も急速にカラー化されてきている。そして、現在これらのカラー機器は、オフィス等における事務処理の高品位化および迅速化に伴って、高画質化および高速化される傾向にある。かかる要求に応え得るカラー機器としては、例えば、黒（Ｋ）・イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）の各色毎に各々の画像形成ユニットを持ち、各画像形成ユニットで形成された異なる色の画像を搬送される転写材または中間転写体上に多重転写し、カラー画像の形成を行なういわゆるタンデム型のカラー画像形成装置が種々提案されており、製品化されてきてもいる。
【０００３】
この種のタンデム型のカラー画像形成装置としては、例えば、図８に示すようなものがある。このタンデム型のカラー画像形成装置１００は、図８に示すように、黒（Ｋ）色の画像を形成する黒色画像形成ユニット１と、イエロー（Ｙ）色の画像を形成するイエロー色画像形成ユニットＹ２と、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成するマゼンタ色画像形成ユニットＭ３と、シアン（Ｃ）色の画像を形成するシアン色画像形成ユニットＣ４の４つの画像形成ユニットを備えており、これらの４つの画像形成ユニットＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃは、互いに一定の間隔をおいて水平に配置されている。また、上記黒色、イエロー色、マゼンタ色及びシアン色の４つの画像形成ユニットの下部には、無端状の転写材担持体としての中間転写ベルト１０が配置されている。上記４つの画像形成ユニットは、感光体ドラムを備えており、この感光体ドラムの表面は、一様に帯電された後、像形成用のレーザー光が画像情報に応じて走査露光されて静電潜像が形成される。上記感光体ドラムの表面に形成された静電潜像は、各画像形成ユニットの現像器によってそれぞれ黒色、イエロー色、マゼンタ色、シアン色の各色のトナーにより現像されて可視トナー像となり、これらの可視トナー像は、転写前帯電器により転写前帯電を受けた後、中間転写ベルト上に順次転写される。上記各色のトナー像が転写された中間転写ベルト１０は、転写ローラ６位置で通紙される紙９に転写されて画像形成が行われる。転写定着部７を備えたカラー画像形成装置では、比較的高い圧力で記録用紙９と中間転写ベルト１０とを接触させながら転写定着を行う必要がある。このため、記録用紙９が転写定着部７に突入した時にその転写定着部７でベルト１０の走行を停止させようとする制動力が発生してベルト張力が急激に増加し、ベルト弛み側のベルト張力が急激に減少する。この結果、ベルトに衝撃的な振動が発生し、この振動がベルト１０を伝搬して作像中の、あるいは１次転写中の感光体に伝達されて局部的に画像劣化を引き起こす。また、転写定着部７から記録用紙９が抜ける時も、制動力の解除によって振動現象が発生し、同様に画像劣化を引き起こすことになる。このため、互いの色の間で位置ずれを起こす「色ずれ」が発生したり、色合いが微妙に変化するような「色むら」が発生したり、背景色に非常に醜い縞模様が発生したりする等のショックジターを引き起こすという問題がある。このように、中間転写ベルトを初めとする感光体ベルト、用紙搬送ベルト等の画像形成用のベルトの振動現象を抑えることが重要である。
【０００４】
特許文献１では、中間転写ベルトの画像形成面に、中間転写ベルト表面に形成させた画像以外の部分からテンションローラでの押し当て、テンションローラの並進方向に設けられたスプリングでベルトの衝撃的な張力変動による振動を吸収して画像劣化を低減する画像形成装置について開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、転写部の転写バックアップローラと転写ピンチローラとの間に形成された転写ニップ内に記録媒体が送り込まれると、ベルト感光体の走行を停止させようとする制動力が発生してベルト張り側のベルト張力が急激に増加し、ベルト弛み側のベルト張力が急激に減少しようとし、ベルト張り側のベルト張力が増加すると、第２のテンションローラが変位したこれを抑え、ベルト弛み側のベルト張力が減少すると、位置センサが第１のテンションローラの変位を検出し、速度サーボ制御回路が転写バックアップローラの回転速度を増速してベルト張力の低下を抑え、第１のテンションローラを定位置に維持することによって、ベルトの張力変動による画像劣化を低減する画像形成装置について開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３３８８８４公報
【特許文献２】特開平５−２２４５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示されている従来技術は、テンションローラの並進方向に設けられたスプリングでベルトの衝撃的な張力変動による振動を吸収しているが、スプリングの張力の変化により振動を吸収しきれないといった問題がある。
また、特許文献２に開示されている従来技術は、位置センサにより転写バックアップローラの回転速度を増速してベルト張力を制御するので、構成が複雑となるといった問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、これらの衝撃的な振動現象を、転写ユニットにおけるローラに対して動吸振器を用いることにより、副系として付加した動吸振器が振動エネルギーを散逸することで、主系であるローラやベルトの張力変動を低減させ、ショックジターと呼ばれる色むらや縞模様が発生する画像劣化を低減させて高画質化を図る転写ユニット及び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】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各色毎の画像形成ユニットにより形成された各色のトナー像を複数のローラによって張架された中間転写ベルト上に多重転写する転写ユニットにおいて、前記各ローラから発生する振動を吸収するために、バネ及びダンパーから成る弾性体と、剛体から成る慣性体と、を有する動吸振器を備えたことを特徴とする。
請求項２は、前記中間転写ベルト上に形成されたトナー像を転写材に転写する位置に設けられた転写ローラに前記動吸振器を備えたことを特徴とする。
請求項３は、前記中間転写ベルトを回転させるために駆動を伝達する駆動ローラに前記動吸振器を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４は、前記転写ローラと前記駆動ローラとの間に、前記中間転写ベルトに対してテンションを与えるテンションローラを更に備え、該テンションローラに前記動吸振器を備えたことを特徴とする。
請求項５は、前記慣性体の形状は円盤状であることを特徴とする。
請求項６は、前記動吸振器は、前記転写ローラ、前記駆動ローラ又はテンションローラの夫々の回転軸中心に備えられていることを特徴とする。
請求項７は、前記弾性体の剛性が可変であることを特徴とする。
【００１０】
請求項８は、前記弾性体のねじりバネ定数ｋと慣性体Ｊにより決定されるねじり振動の周波数が、紙への転写の際に発生する衝撃又は前記転写ベルトの張力変動などによって生じる振動の周波数と一致することを特徴とする。
請求項９は、前記動吸振器を複数備えたことを特徴とする。
請求項１０は、請求項１乃至９の何れか一項に記載の転写ユニットを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、転写ユニットにおいて、中間転写ベルトの周回に配置されたローラから発生する振動を吸収するために、バネ及びダンパーから成る弾性体と、剛体から成る慣性体と、を有する動吸振器を備えたので、ローラやベルトの張力変動を低減させ、ショックジターと呼ばれる色むらや縞模様が発生する画像劣化を低減させて高画質化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１はローラに弾性体と慣性体からなる動吸振器を設けた概略図である。動吸振器１５０は、弾性体６１と慣性体６０から構成される。
図２は動吸振器の構造の概略を示す図である。図２でｍ１が主系６４、ｍ２が付加系６３であり、両者をバネｋ２とダンパーｃ２で連結している構成である。動吸振器１５０は、主系６４に与えられた振動エネルギーを付加系６３が振動することで散逸し、その結果、主系６４の振動が低減するものである。本発明における主系６４は、転写・テンション・駆動の各ローラであり、付加系６３がバネ及びダンパーとなる弾性体６１に連結された慣性体６０である。
【００１３】
図３は転写ローラに動吸振器を取り付け、紙が突入したときの振動を抑える様子を示す図である。同じ構成要素には図８と同じ参照番号を付して説明する。即ち、比較的高い圧力で記録用紙９と中間転写ベルト１０とを接触させながら転写定着を行う必要がある。記録用紙９が転写ローラ６に突入した時に、転写ローラ６でベルト１０の走行を停止させようとする制動力が発生してベルト張力が急激に増加し、ベルト弛み側のベルト張力が急激に減少する。この結果、ベルトに衝撃的な振動が発生し、この振動がベルト１０を伝搬して作像中の、あるいは１次転写中の感光体に伝達されて局部的に画像劣化を引き起こす。また、転写ローラ６から記録用紙９が抜ける時も、制動力の解除によって振動現象が発生し、同様に画像劣化を引き起こすことになる。そこで、転写ローラ６の軸に弾性体６１を連結することにより、その軸に備えられた慣性体６０のイナーシャにより転写ローラ６に発生する振動を分散することができる。この他に、中間転写ベルト１０を回転させるために駆動を伝達する駆動ローラ５に動吸振器１５０を備えるようにしてもよい。
【００１４】
図４は転写ローラと駆動ローラの間に中間転写ベルトに対して、テンションを与えるテンションローラを設けた概略図である。テンションローラ１１は、中間転写ベルト１０に緩みを生じないようにスプリングなどで一定のテンションを与えるように中間転写ベルト１０に接している。図４のように転写ローラ６と駆動ローラ５間にテンションローラ１１を設けることにより、紙９が搬送されて転写ローラ６に接触又は排紙された際の衝撃によって発生する振動を、中間転写ベルト１０の張力変動によって駆動ローラ５に直接伝達されることなく、スプリングで吸収して振動を減衰させる効果だけでなく、動吸振器１１ａによる特定周波数の振動低減も可能となり、高画質化が可能となる。
【００１５】
また、図１において回転振動を低減するために取りつけた動吸振器１５０の慣性体６０が円周方向に分布を持つ場合、ローラ６２は偏芯を引き起こして、ローラ６２の回転速度に変動を引き起こしてしまう。そこで、動吸振器１５０を構成する慣性体６０が円盤状であり、取りつけるローラ６２の回転軸中心に取り付けられることによって、偏芯なく動吸振器１５０を形成することが可能となり、副作用として発生する速度変動や振動を防ぐことが可能である。
また、動吸振器１５０を構成する弾性体６１の剛性が可変であることによって、主系であるローラ６２の振動周波数が変化した際にも、弾性体剛性を変化させて、最適化が可能である。剛性を可変とする方法としては、弾性体６１を電磁力などを用いたブレーキなどを用いて、電流や電圧などで回転方向のトルクを制御する方法などによって可変となり制御することが可能である。
【００１６】
図５は適用例として、一定速度で回転している転写ローラに紙が突入した際の速度変動を、動吸振器を用いた場合と用いていない場合について比較を行った結果を示す図である。図５中の点線６６が動吸振器１５０なし、実線６５が動吸振器１５０ありの結果である。動吸振器１５０がない場合は、紙の突入による衝撃振動に対して８０Ｈｚの減衰振動を示しているが、この周波数を低減するために設計した動吸振器１５０を取りつけた場合は、短時間に振動が減衰しており、振幅も低減していることが分かる。このように、弾性体のねじりバネ定数ｋと慣性体Ｊにより決定されるねじり振動の周波数が、紙への転写の際に発生する衝撃又は転写ベルトの張力変動などによって生じる振動の周波数と一致するように動吸振器を設定することで、振動の低減を図ることが可能であり、これによってショックジターなどの画像劣化を効率よく低減して、高画質化が可能となる。
【００１７】
図６は動吸振器を複数設けた転写ユニットの概略図である。図６のようにそれぞれのローラに対して、動吸振器を用いることによって、それぞれのローラで発生している振動を低減することが可能であり、振動低減によってショックジターなどの画像劣化を低減させることが可能である。この実施形態では、転写ローラ６、テンションローラ１１、駆動ローラ５に夫々動吸振器６ａ、１１ａ、５ａを備えたものである。
【００１８】
図７は、本発明の動吸振器を備えた画像形成装置の全体構成図であり、タンデム型間接転写方式のカラー画像形成装置を示す。符号１００は複写機本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を設ける。この中間転写体１０は、３つの支持ローラ（張架ローラ）１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、３つ支持ローラのうちの第２の支持ローラ１５の左側に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。また、３つの支持ローラうちの第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック・シアン・マゼンタ・イエローの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成部２０を構成する。
【００１９】
タンデム画像形成部２０の直上には、図７に示すように、さらに露光装置２１を設ける。一方、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像を記録紙に転写する。２次転写装置２２の横には、記録紙上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。上述した２次転写装置２２は、画像転写後の記録紙をこの定着装置２５へと搬送する記録紙搬送機能も備えている。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよい。
【００２０】
なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、記録紙の両面に画像を記録すべく記録紙を反転する記録紙反転装置２８を備える。尚、動作説明は公知のカラー画像形成装置と同様であるので、ここでは省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のローラに弾性体と慣性体からなる動吸振器を設けた概略図である。
【図２】動吸振器の構造の概略を示す図である。
【図３】転写ローラに動吸振器を取り付け、紙が突入したときの振動を抑える様子を示す図である。
【図４】転写ローラと駆動ローラの間に中間転写ベルトに対して、テンションを与えるテンションローラを設けた概略図である。
【図５】一定速度で回転している転写ローラに紙が突入した際の速度変動を、動吸振器を用いた場合と用いていない場合について比較を行った結果を示す図である。
【図６】動吸振器を複数設けた転写ユニットの概略図である。
【図７】本発明の動吸振器を備えた画像形成装置の全体構成図である。
【図８】従来のタンデム型のカラー画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
５  駆動ローラ、６  転写ローラ、８  従動ローラ、９  紙、１０  中間転写ベルト、１１  テンションローラ、１５０  動吸振器
【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】
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【図８】
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