(57)【要約】【課題】転写ベルトの駆動系のタイトナーを効果的に用いることにより、加振源となるモータの回転数や噛合い周波数による共振が発生しないような構成にし、弦振動を可視化空間周波数の範囲から外すことによって振動が要因となる画像劣化や騒音を低減させる。【解決手段】転写体または中間転写体を構成するベルト５１と、該ベルトが張架される複数のローラ５２〜５４と、ローラ間に設けられベルトにテンションを与えるローラ状のタイトナー５５と、複数のローラのうちの一つを回転駆動してベルトを搬送する駆動手段（モータ５６とギア５７、５８）を備えた回転駆動装置において、ベルトの張力をＴ、ベルトの単位長さの質量をｍ、２つのローラ間またはローラとタイトナー間のベルトの長さをＬ、モータの回転周波数をｆmとしたとき、（ｎ２Ｔ）／（２Ｌ２ｍ）＜ｆm２  （ｎ＝１，２，３）の関係を満たすように構成する。【選択図】図１
2007171283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設された複数の画像形成部に対向して設置され、各画像形成部で形成された異なる色の画像を転写体で担持される記録媒体または中間転写体に順次重ね合わせて多重転写する転写ユニットの回転駆動装置であって、前記転写体または前記中間転写体を構成するベルトと、該ベルトが張架される複数のローラと、前記ローラ間に設けられ前記ベルトにテンションを与えるローラ状のタイトナーと、前記複数のローラのうちの一つを回転駆動して前記ベルトを搬送する駆動手段を備え、該駆動手段として、モータと、駆動伝達系であるギアを有する回転駆動装置において、
前記ベルトの張力をＴ、前記ベルトの単位長さの質量をｍ、２つのローラ間またはローラとタイトナー間のベルトの長さをＬ、前記モータの回転周波数をｆmとしたとき、
（ｎ２Ｔ）／（２Ｌ２ｍ）＜ ｆm２
（ｎ＝１，２，３）
の関係を満たすことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
並設された複数の画像形成部に対向して設置され、各画像形成部で形成された異なる色の画像を転写体で担持される記録媒体または中間転写体に順次重ね合わせて多重転写する転写ユニットの回転駆動装置であって、前記転写体または前記中間転写体を構成するベルトと、該ベルトが張架される複数のローラと、前記ローラ間に設けられ前記ベルトにテンションを与えるローラ状のタイトナーと、前記複数のローラのうちの一つを回転駆動して前記ベルトを搬送する駆動手段を備え、該駆動手段として、モータと、駆動伝達系であるギアを有する回転駆動装置において、
前記ベルトの張力をＴ、前記ベルトの単位長さの質量をｍ、２つのローラ間またはローラとタイトナー間のベルトの長さをＬ、前記ギアの歯数をｚ、前記ギアの単位時間（sec）当りの回転数をｓとしたとき、
（ｎ２Ｔ）／（２Ｌ２ｍ）＜ ｚ２ｓ２
（ｎ＝１，２，３）
の関係を満たすことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の回転駆動装置において、
前記タイトナーを複数個使用し、弦振動発生周波数が可視化空間周波数にないことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の回転駆動装置において、
前記ベルトの張り方向と水平方向に前記タイトナーが移動可能であることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の回転駆動装置において、
前記ベルトの張り方向と垂直方向に前記タイトナーが移動可能であることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の回転駆動装置において、
前記タイトナーを移動させるための駆動装置と、前記ベルトの表面近傍に設けられた弦振動測定センサーと、タイトナー駆動系制御装置を備え、前記タイトナー駆動系制御装置は、前記弦振動測定センサーの測定データに基づいて前記駆動装置を制御し、前記タイトナーの位置を制御することを特徴とする回転駆動装置。
【請求項７】
請求項６記載の回転駆動装置において、
前記弦振動測定センサーがマイクロフォンであることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項８】
並設された複数の画像形成部に対向して設置され、各画像形成部で形成された色の異なる画像を転写体で担持される記録媒体または中間転写体に順次重ね合わせて多重転写する転写ユニットにおいて、
請求項１〜７のいずれか一つに記載の回転駆動装置を備えたことを特徴とする転写ユニット。
【請求項９】
異なる色の画像を形成する並設された複数の画像形成部と、該複数の画像形成部に対向して設置され各画像形成部で形成された異なる色の画像を転写体で担持される記録媒体または中間転写体に順次重ね合わせて多重転写する転写ユニットを備えた画像形成装置において、
前記転写ユニットとして、請求項８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、電子写真方式のレーザプリンタ、レーザプロッタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機などの画像形成装置における転写ユニットとその回転駆動装置に関し、特に、転写ユニットに発生する回転駆動系の振動を低減させることができる回転駆動装置と、それを備えた転写ユニット及び、その転写ユニットを用いて振動低減による高画質化を達成することができる画像形成装置に関する。
【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画像形成装置は、オフィス等における事務処理の高品位化及び迅速化に伴って、高画質化及び高速化される傾向にある。
このような要求に応え得るカラー画像形成装置としては、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色毎に各々の画像形成部を持ち、各画像形成部で形成された異なる色の画像を、転写体で担持搬送される転写紙等の記録媒体または中間転写体上に重ね合わせて多重転写し、カラー画像の形成を行う所謂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、製品化もされている。
【０００３】
タンデム型カラー画像形成装置のような電子写真方式のカラー画像形成装置の高画質化を阻害する要因の１つにジター、バンディングと呼ばれる現象がある。特にディジタル技術の導入により画質の向上が進められると、レーザによる書き込みの１ラインごとの位置精度が厳しく要求され、これを支配する要因の１つとして回転系の振動による速度変動が挙げられる。従って、この回転系における振動の低減が高品質な画像を得られる製品の開発上重要な技術となる。
【０００４】
ここで、回転系における振動の低減を図った従来技術として、例えば、特許文献１（特開平１０−３３３３８５号公報）に記載の発明は、回転駆動装置における両軸両ギアモータより分岐し、且つ、ギア列により駆動伝達される像担持体及び中間転写体が圧接される駆動装置を有するカラー画像形成装置において、前記モータ軸上にダイナミックダンパー又はフライホイールを設けたことを特徴とするものであり、モータの共振による振動の増幅がモータ軸上に設けられたダイナミックダンパー又はフライホイールの効果によって抑えられるため、像担持体の振動が抑えられ、表面上に形成される潜像に画像乱れが発生するのを防ぐものである。
また、特許文献２（特開平９−２２２８２６号公報）に記載の発明は、歯車で構成される回転駆動装置の偏心、歯車の噛み合いによる速度変動の各周波数が、回転駆動装置の周波数応答における減衰領域に収まるように、回転駆動系における慣性部材の慣性質量及び歯車の回転数や歯数を設定するように構成して、前記装置における振動増幅を防止するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３３３３８５号公報
【特許文献２】特開平９−２２２８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
タンデム型のカラー画像形成装置では、ベルト状の転写体（転写ベルト）で担持搬送される転写紙等の記録媒体、またはベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）上に、複数の画像形成部で形成された色の異なるトナー画像を重ね合わせて多重転写し、カラー画像の形成を行うが、このような画像形成装置における回転系の振動は、シャフトなどの剛性やイナーシャによって決定されるねじり振動や、ベルトの伸びや弦振動により発生する。
ここで画像の可視感度と空間周波数の関係は、人間の視覚系の特性から、可視化空間周波数がおよそ０．３〜２［line／mm］の範囲での変化が目につきやすいといわれている。これと画像形成部における感光体の回転速度を考えあわせると、数Ｈｚから数百Ｈｚ程度の周波数領域における振動を回避することが要求される。
【０００７】
ここで、画像形成装置の転写ユニットの回転駆動系の構成例としては、転写ベルトまたは中間転写ベルトを構成するベルトと、このベルトが張架される複数のローラ（駆動ローラと従動ローラ）と、ローラ間に設けられベルトにテンションを与えるローラ状のタイトナーと、複数のローラのうちの一つ（駆動ローラ）を回転駆動してベルトを搬送する駆動手段を備え、該駆動手段として、モータと、駆動伝達系であるギアを有する構成があるが、このような構成では、モータの回転による振動や、駆動伝達系であるギアやベルトなどによる噛み合いによる振動などが発生し、これが原因となりベルトの表面に速度変動が生じる。
すなわち、ベルトの弦振動が発生する固有振動数と駆動系の持つ加振周波数とが一致又は近傍に持つ場合、ベルトは共振する。このようにベルトが共振すると、ベルトの表面速度に変動が生じ、画像劣化の原因となるだけでなく、弦振動自身が騒音を発生する。また、ベルトの表面速度がある周波数で変動を生じた場合、記録媒体または中間転写ベルトに転写された画像は一定間隔の濃淡となり、濃度ムラを生じることとなる。
【０００８】
本発明はこれらの点に着目してなされたものであり、ベルト駆動系のタイトナーを効果的に用いることにより、加振源となるモータの回転数や噛み合い周波数による共振が発生しないような構成にし、弦振動を可視化空間周波数の範囲から外すことによって、振動が要因となる画像劣化や騒音を低減させることができる回転駆動装置と、それを備えた転写ユニット及び、その転写ユニットを用いて振動低減による高画質化を達成することが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】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明では以下のような手段を採っている。
本発明の第１の手段は、並設された複数の画像形成部に対向して設置され、各画像形成部で形成された異なる色（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｃ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ））の画像を転写体で担持される記録媒体または中間転写体に順次重ね合わせて多重転写する転写ユニットの回転駆動装置であって、前記転写体または前記中間転写体を構成するベルトと、該ベルトが張架される複数のローラと、前記ローラ間に設けられ前記ベルトにテンションを与えるローラ状のタイトナーと、前記複数のローラのうちの一つを回転駆動して前記ベルトを搬送する駆動手段を備え、該駆動手段として、モータと、駆動伝達系であるギアを有する回転駆動装置において、前記ベルトの張力をＴ、前記ベルトの単位長さの質量をｍ、２つのローラ間またはローラとタイトナー間のベルトの長さをＬ、前記モータの回転周波数をｆmとしたとき、
（ｎ２Ｔ）／（２Ｌ２ｍ）＜ ｆm２
（ｎ＝１，２，３）
の関係を満たすことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
本発明の第２の手段は、並設された複数の画像形成部に対向して設置され、各画像形成部で形成された異なる色（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｃ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ））の画像を転写体で担持される記録媒体または中間転写体に順次重ね合わせて多重転写する転写ユニットの回転駆動装置であって、前記転写体または前記中間転写体を構成するベルトと、該ベルトが張架される複数のローラと、前記ローラ間に設けられ前記ベルトにテンションを与えるローラ状のタイトナーと、前記複数のローラのうちの一つを回転駆動して前記ベルトを搬送する駆動手段を備え、該駆動手段として、モータと、駆動伝達系であるギアを有する回転駆動装置において、前記ベルトの張力をＴ、前記ベルトの単位長さの質量をｍ、２つのローラ間またはローラとタイトナー間のベルトの長さをＬ、前記ギアの歯数をｚ、前記ギアの単位時間（sec）当りの回転数をｓとしたとき、
（ｎ２Ｔ）／（２Ｌ２ｍ）＜ ｚ２ｓ２
（ｎ＝１，２，３）
の関係を満たすことを特徴とする（請求項２）。
【００１１】
本発明の第３の手段は、第１または第２の手段の回転駆動装置において、前記タイトナーを複数個使用し、弦振動発生周波数が可視化空間周波数にないことを特徴とする（請求項３）。
また、本発明の第４の手段は、第１または第２の手段の回転駆動装置において、前記ベルトの張り方向と水平方向に前記タイトナーが移動可能であることを特徴とする（請求項４）。
さらに本発明の第５の手段は、第１または第２の手段の回転駆動装置において、前記ベルトの張り方向と垂直方向に前記タイトナーが移動可能であることを特徴とする（請求項５）。
【００１２】
本発明の第６の手段は、第４または第５の手段の回転駆動装置において、前記タイトナーを移動させるための駆動装置と、前記ベルトの表面近傍に設けられた弦振動測定センサーと、タイトナー駆動系制御装置を備え、前記タイトナー駆動系制御装置は、前記弦振動測定センサーの測定データに基づいて前記駆動装置を制御し、前記タイトナーの位置を制御することを特徴とする（請求項６）。
また、本発明の第７の手段は、第６の手段の回転駆動装置において、前記弦振動測定センサーがマイクロフォンであることを特徴とする（請求項７）。
【００１３】
本発明の第８の手段は、並設された複数の画像形成部に対向して設置され、各画像形成部で形成された色の異なる画像を転写体で担持される記録媒体または中間転写体に順次重ね合わせて多重転写する転写ユニットにおいて、第１〜第７のいずれか一つの手段の回転駆動装置を備えたことを特徴とする（請求項８）。
また、本発明の第９の手段は、異なる色（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｃ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ））の画像を形成する並設された複数の画像形成部と、該複数の画像形成部に対向して設置され各画像形成部で形成された異なる色の画像を転写体で担持される記録媒体または中間転写体に順次重ね合わせて多重転写する転写ユニットを備えた画像形成装置において、前記転写ユニットとして、第８の手段の転写ユニットを備えたことを特徴とする（請求項９）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の手段では、転写体または中間転写体を構成するベルトと、該ベルトが張架される複数のローラと、前記ローラ間に設けられ前記ベルトにテンションを与えるローラ状のタイトナーと、前記複数のローラのうちの一つを回転駆動して前記ベルトを搬送する駆動手段を備え、該駆動手段として、モータと、駆動伝達系であるギアを有する回転駆動装置において、ベルトの張力をＴ、ベルトの単位長さの質量をｍ、２つのローラ間またはローラとタイトナー間のベルトの長さをＬ、モータの回転周波数をｆmとしたとき、
（ｎ２Ｔ）／（２Ｌ２ｍ）＜ ｆm２
（ｎ＝１，２，３）
の関係を満たすことにより、モータの回転周波数による加振周波数ｆmと弦振動ｆbの間の関係が、
√２ｆb＜ｆm
となり、加振源であるモータの回転周波数が振動伝達率１未満の帯域で加振することから、共振が防止され、モータの回転周波数が原因となる弦振動の画像劣化や騒音を低減することが可能となる。
【００１５】
本発明の第２の手段では、転写体または中間転写体を構成するベルトと、該ベルトが張架される複数のローラと、前記ローラ間に設けられ前記ベルトにテンションを与えるローラ状のタイトナーと、前記複数のローラのうちの一つを回転駆動して前記ベルトを搬送する駆動手段を備え、該駆動手段として、モータと、駆動伝達系であるギアを有する回転駆動装置において、前記ベルトの張力をＴ、前記ベルトの単位長さの質量をｍ、２つのローラ間またはローラとタイトナー間のベルトの長さをＬ、前記ギアの歯数をｚ、前記ギアの単位時間（sec）当りの回転数をｓとしたとき、
（ｎ２Ｔ）／（２Ｌ２ｍ）＜ ｚ２ｓ２
（ｎ＝１，２，３）
の関係を満たすことにより、ギアの噛み合い周波数による加振周波数ｚｓと弦振動ｆbの間の関係が、
√２ｆb＜ｚｓ
となり、加振源であるギアの噛み合い周波数が振動伝達率１未満の帯域で加振することから、共振が防止されギアの噛み合い周波数が原因となる弦振動の画像劣化や騒音を低減することが可能となる。
【００１６】
本発明の第３の手段では、第１または第２の手段の回転駆動装置において、前記タイトナーを複数個使用し、弦振動発生周波数が可視化空間周波数にないことにより、ベルトの弦振動が発生する固定端部分すなわちタイトナー設置位置が短くなるため、弦振動の発生する周波数を変化させることが可能となる。また、弦振動が発生する周波数が高くなるため、画像上における可視化空間周波数以上の周波数とすることが可能であり高画質化な画像が得られる。また、タイトナーが複数あることにより減衰作用も得られるため、さらに低振動による高画質化に効果的である。
【００１７】
本発明の第４の手段では、第１または第２の手段の回転駆動装置において、前記ベルトの張り方向と水平方向に前記タイトナーが移動可能であることにより、タイトナーとローラ間距離で決定されるベルトの弦の長さが調節可能となり、この長さが変化すると弦振動が発生する周波数も変化する。したがって、このようなタイトナーの調節機構を設ければ加振周波数となりうる振動周波数と一致又は近傍に存在しないような調節が可能となり、ベルトの共振が原因となる画像劣化や騒音を低減することが可能となる。この構成は、特に運転モードにより駆動系のモータのスピードが切り替わる場合など特に有効的である。
【００１８】
本発明の第５の手段では、第１または第２の手段の回転駆動装置において、前記ベルトの張り方向と垂直方向に前記タイトナーが移動可能であることにより、タイトナーの位置により決定されるベルトの張力が調節可能となり、張力が変化すると弦振動が発生する周波数も変化する。したがって、このようなタイトナーの調節機構を設ければ加振周波数となりうる振動周波数と一致又は近傍に存在しないような調節が可能となり、ベルトの共振が原因となる画像劣化や騒音を低減することが可能となる。
【００１９】
本発明の第６の手段では、第４または第５の手段の回転駆動装置において、前記タイトナーを移動させるための駆動装置と、前記ベルトの表面近傍に設けられた弦振動測定センサーと、タイトナー駆動系制御装置を備え、前記タイトナー駆動系制御装置は、前記弦振動測定センサーの測定データに基づいて前記駆動装置を制御し、前記タイトナーの位置を制御することにより、弦振動を低減するための最適な位置にタイトナーを移動させることが可能となり、転写ベルトの共振が原因となる画像劣化や騒音を低減することが可能となる。
また、本発明の第７の手段では、第６の手段の回転駆動装置において、前記弦振動測定センサーがマイクロフォンであることにより、安価で小型の弦振動測定センサーとすることが可能となる。また、実機への実装も容易である。
【００２０】
本発明の第８の手段では、並設された複数の画像形成部に対向して設置され、各画像形成部で形成された色の異なる画像を転写体で担持される記録媒体または中間転写体に順次重ね合わせて多重転写する転写ユニットにおいて、第１〜第７のいずれか一つの手段の回転駆動装置を備えたことにより、共振による振動の増幅が低減され、高品質で低騒音な転写ユニットが得られる。
【００２１】
本発明の第９の手段では、異なる色（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｃ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ））の画像を形成する並設された複数の画像形成部と、該複数の画像形成部に対向して設置され各画像形成部で形成された異なる色の画像を転写体で担持される記録媒体または中間転写体に順次重ね合わせて多重転写する転写ユニットを備えた画像形成装置において、前記転写ユニットとして、第８の手段の転写ユニットを備えたことにより、共振による振動の増幅が低減され、高品質で低騒音な画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の構成、動作及び作用を図面を参照して詳細に説明する。
図８は本発明の一実施形態を示すカラー画像形成装置の概略構成図であり、タンデム型のカラープリンタの一例を示している。
このカラー画像形成装置は、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２０Ｙ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２０Ｍ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２０Ｃと、黒（Ｋ）色の画像を形成する黒色画像形成ユニット２０Ｋ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２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、互いに一定の間隔をおいて並設されている。
【００２３】
また、上記イエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色の４つの画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの下部に対向する位置には、転写紙等の記録媒体Ｐを静電吸着した状態で各画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの転写位置に渡って当該記録媒体Ｐを搬送する無端ベルト状の転写体としての転写ベルト５１を備えた転写ユニット５が配置されている。そして、転写ベルト５１は、駆動ローラ５２と従動ローラ５３、５４からなる複数のローラによって、矢印の方向に駆動されるようになっており、駆動ローラ５２と従動ローラ５４との間には、後述する本発明の要部であるタイトナー５５が設けられている。
【００２４】
上記４つの画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、すべて同様に構成されており、これら４つの画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋでは、上述したようにそれぞれ４色のトナー像を順次形成するように構成されている。
より詳しく述べると、上記各色の画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備えており、この感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周囲には、帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、光書込手段３、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、転写ユニット５の転写ベルト５１及び転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、感光体クリーニング手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋなどが配置されている。
【００２５】
ここで、帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとしては、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電チャージャ（スコロトロン等）など種々のものがあるが、特に限定されるものではなく適宜選択して用いられる。
光書込手段３は、例えばレーザ走査光学系を用いたレーザ走査型書込装置であり、各感光体ドラムに対応して設けられる４つの光源（例えば半導体レーザ）と、各光源からの光束をコリメートする光学系と、４つの光源からの光束を偏向走査する光偏向器と、光偏向器で偏向された光束を各感光体ドラムに導き照射する光学系（ｆθレンズ等の走査用レンズ、面倒れ等の補正レンズ、ミラー等）を備えた構成である。また、レーザ走査型に代えて、発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）と結像光学素子を組み合わせた書込装置を各感光体ドラムに対向配置して用いてもよい。
【００２６】
現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した現像剤（トナーのみの一成分現像剤、あるいはトナーとキャリアからなる二成分現像剤）を担持して各感光体ドラムの潜像をトナーで現像する現像ローラや、現像剤を攪拌する攪拌部材等を備えた構成である。
転写ユニット５に設けられる転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、５Ｋとしては、転写ローラ、転写ブラシ、転写チャージャなど種々の形態のものがあるが、特に限定されるものではなく適宜選択して用いられる。
感光体クリーニング手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋとしては、クリーニングブレード、クリーニングブラシ、クリーニングローラなど種々の形態のものがあるが、特に限定されるものではなく適宜選択して用いられる。
なお、図示していないが、必要に応じて転写後の感光体ドラムを除電する除電手段が設けられる。
【００２７】
上記転写ユニット５の下方には、転写紙などの記録媒体Ｐを収納した複数の給紙カセット８Ａ、８Ｂが設置されており、各給紙カセット８Ａ、８Ｂには、給紙ローラ９と分離ローラ１０などからなる給紙手段が設けられている。また、画像形成装置の図中右側には、給紙カセットから給紙された記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラ１１、１２と、搬送されて来た記録媒体Ｐを画像形成にタイミングを合わせて転写ベルト５１に送り出すレジストローラ１３が設けられている。さらに、画像形成装置の図中左側には、定着手段１４と搬送ローラ１５、１６及び排紙ローラ１７が設けられている。
なお、定着手段１４としては、加熱手段を有する定着ローラと加圧ローラを組み合わせたものや、加熱手段を有する定着ベルトと加圧ローラ（または加圧ベルト）を組み合わせたものなど種々の形態のものがあるが、特に限定されるものではなく適宜選択して用いられる。
【００２８】
以上のような構成の画像形成装置において、画像形成動作が開始されると、上記４つの画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋでは、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面は帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋによって一様に帯電された後、光書込手段３からの像形成用のレーザ光が各色の画像情報に応じて走査露光されて感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に静電潜像が形成される。
各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ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手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによってそれぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒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、給紙カセット８Ａ、８Ｂのいずれか一方から給紙され、レジストローラ１３を経て転写ベルト５１上に保持された転写紙等の記録媒体Ｐに、転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにより順次重ね合わせて転写される。
【００２９】
上記各色のトナー像が多重転写された記録媒体Ｐは、転写ベルト５１から分離され、定着手段１４によって定着処理を受けてカラー画像が定着された後、搬送ローラ１５、１６や排紙ローラ１７を経て排紙トレイ１８に排紙される。
また、画像転写後の各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、感光体クリーニング手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより転写残トナーを除去される。
なお、図示しないが、必要に応じて転写ベルト５１をクリーニングするベルトクリーニング手段が設けられる。
【００３０】
以上、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示したが、本発明は、転写ベルトを用いた構成に限らず、中間転写ベルトを用いた構成としてもよい。例えば、図８の構成でベルト５１を中間転写ベルトに換えることができ、その場合は、新たに二次転写手段を設け、各感光体ドラムから中間転写ベルトにトナー画像を重ね合わせて転写した後、二次転写手段で記録媒体にトナー画像を一括して転写する構成となる。また、この場合は、定着手段の配置位置や、記録媒体の搬送経路は図８とは異なるものとなり、適宜レイアウトされるものである。
【００３１】
なお、図８はカラープリンタの一例を示しているが、装置上部に原稿読取装置（スキャナ）を付加することにより複写機の構成となり、さらに画像データの処理部と通信機能を付加して電話回線や光回線、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等と接続することにより、ファクシミリや複合機として使用することができる。
【００３２】
以上、本発明に係る画像形成装置の構成例について説明したが、本発明は以上のような構成の画像形成装置の転写ユニット（特に回転駆動装置）に特徴を有するものである。以下、本発明に係る転写ユニットの回転駆動装置の具体的な実施例について説明する。なお、以下の説明では回転体は転写ベルトとするが、中間転写ベルトでも同様に実施することができる。
【実施例】
【００３３】
［実施例１］
図１は転写ユニットの回転駆動装置の構成の概略を示す斜視図である。なお、図１ではローラやモータ、ギア等は模式的に描いてあり、実際の形状を表すものではなく、また、ローラ間の間隔等も画像形成装置内でのレイアウトに応じて適宜設定されるものである。
図１において、回転駆動装置は、転写ベルト５１と、転写ベルト５１が張架される複数のローラ５２、５３、５４と、２つのローラ５２、５４間に設けられ転写ベルトにテンションを与えるローラ状のタイトナー５５と、複数のローラのうちの一つのローラ（駆動ローラ５２）を回転駆動して転写ベルト５１を搬送する駆動手段を備え、駆動手段としては、駆動モータ５６と、駆動伝達系であるギア５７、５８で主に構成されている。
【００３４】
この回転駆動装置の動作は、図示しない駆動制御装置により制御されて回転する駆動モータ５６により、ギア列５７、５８を介して、駆動ローラ５２の軸を回転させて転写ベルト５１を回転駆動する構造である。
このような構成要素を持った転写ベルト５１の駆動系では、しばしば転写ベルト５１の弦振動が回転速度変動の原因となったり、騒音の原因となったりする。弦振動は主に、２つのローラ間又はローラとタイトナー間における転写ベルト５１が２点を支点としてテンションがかかっている方向と垂直方向に振動するものである。
【００３５】
これらの振動が発生する弦振動のモードを図２に示す。同図に示すように、ベルトは１次、２次、３次・・・と弦振動モードを持つ。このような振動モードが発生する周波数と加振源の周波数が一致又は近傍に存在した場合に弦振動が起こる。参考として、減衰比が０．０１の場合の振動伝達率のグラフを図３に示す。同図に示すように共振周波数と加振周波数の比（加振周波数／共振周波数）が１の時、振動伝達率は最大となり、加振周波数／共振周波数が√２以上で振動の伝達は減衰領域となる。図１に示したような構成の回転駆動装置では、モータ５６の回転周波数が加振源の１つである。したがって、これら加振源の周波数と減振動が発生する周波数の比（加振周波数／共振周波数）が√２以上となるような構成とすることで振動の低減が可能である。
【００３６】
例えば、図１の構成を持つ駆動系の場合の弦振動発生周波数は、ベルトの張力をＴ、ベルトの単位長さの質量をｍ、２つのローラ間またはローラとタイトナー間のベルトの長さをＬとしたとき、
ｆ＝ｎ／２Ｌ√(Ｔ／ｍ)      （１）
である。
したがって、振動伝達率が１未満となるような条件は、前記モータ５６の回転周波数をｆmとしたとき、
（ｎ２Ｔ）／（２Ｌ２ｍ）＜ ｆm２      （２）
（ｎ＝１，２，３）
となる。
上記の式を満たすような構成とすることで、共振が防止されモータの回転周波数が原因となる弦振動が低減され、画像劣化や騒音の少ない駆動系が得られる。
【００３７】
［実施例２］
転写ベルト５１の駆動系には、モータ５６の回転速度を減速をするためにギア５７、５８を用いることが多い。しかし、ギアの駆動はギアの歯数ｚと、ギアの単位時間（sec）当りの回転数ｓとにより、単位時間当りにｚｓ回ギアの噛み合いにより歯がぶつかり加振源となる。そして、このような加振により転写ベルト５１が弦振動を起こし、画像劣化や騒音の原因となることがある。
したがって、ギアの噛み合い周波数による共振を防ぐためには、加振周波数／共振周波数が√２以上の振動減衰領域となる構造（構成）とすることが必要である。この振動減衰領域となる条件は、
（ｎ２Ｔ）／（２Ｌ２ｍ）＜ ｚ２ｓ２      （３）
（ｎ＝１，２，３）
であり、上記の式を満たすことにより共振が防止され、ギアの噛み合い周波数が原因となる弦振動が低減され、画像劣化や騒音の少ない駆動系が得られる。
【００３８】
［実施例３］
図４は転写ベルト５１の駆動系において複数個のタイトナー５５ａ、５５ｂ、５５ｃを使用した回転駆動装置の構成の概略を示す図である。上記の式（１）で示すように、弦振動の発生する周波数は、ローラ５２、５３、５４やタイトナー５５の位置により決定される転写ベルト５１の長さに依存する。したがって、単純にタイトナーの数が複数個であることにより、タイトナーが１つの場合と比較して転写ベルト５１の長さが短くなり、弦振動発生周波数は高くなる。また、画像の可視感度と空間周波数の関係は、人間の視覚系の特性から、可視化空間周波数がおよそ０．３〜２［line／mm］の範囲での変化が目につきやすいといわれている。これと感光体の回転速度を考え合わせると、数Ｈｚから数百Ｈｚ程度の周波数領域における振動を回避することが要求される。したがって、この範囲より低い又は高い周波数の振動成分があっても画像の劣化として人間は認識しない。このこと利用して、複数個のタイトナー５５ａ、５５ｂ、５５ｃを用い、弦振動発生周波数を可視化空間周波数より高くすることで、見かけ上高画質な画像が得られる。また、タイトナー５５ａ、５５ｂ、５５ｃを接触させることによって、転写ベルト５１に減衰作用も働き、モータ５６などからの加振の低減にも効果的である。さらに、減衰の効果は、タイトナー５５ａ、５５ｂ、５５ｃにゴムなどの減衰性の高い材料を用いることで更なる効果が得られる。
【００３９】
［実施例４］
図５は転写ベルト５１の張り方向と水平方向にタイトナー５５が移動可能である回転駆動装置の構成の概略を示す図である。同図に示すように、タイトナー５５を転写ベルト５１に沿って水平に移動することにより、ローラ５２、５４とタイトナー５５間で決定される転写ベルト５１の長さを、Ｌａ，ＬｂからＬｃ，Ｌｄに容易に変化させることが可能となり、弦振動の発生する周波数を変化させることが可能である。これは、複写機など印刷時のモードの違いにより異なる駆動系の回転速度を持つ機器において、タイトナー５５の水平位置を変化させるだけで弦振動の発生周波数を調節することが可能となり、回転速度の違う場合における共振が回避可能なものである。
【００４０】
［実施例５］
次に図６は転写ベルト５１の張り方向と垂直方向にタイトナー５５が移動可能である回転駆動装置の構成の概略を示す図である。同図に示すように、タイトナー５５を転写ベルト５１に対して垂直方向に移動することにより、転写ベルト５１の張力をＴａからＴｂに容易に変化させることが可能となり、弦振動の発生する周波数を変化させることが可能である。したがって、弦振動の発生周波数を調整することにより、共振を防ぐことが可能な構成である。
【００４１】
次に図７はタイトナー５５を図５のように水平に移動させる（または図６のように垂直に移動させる）ための駆動装置６１と、転写ベルトの表面近傍に設置した弦振動測定センサー５９と、マイクロコンピュータ等からなるタイトナー駆動系制御装置６０とを備え持つ回転駆動装置の構成の概略を示す図である。同図に示す回転駆動装置の動作としては、まず、弦振動測定センサー５９により、弦振動の振動している周波数を検知する。次に、検知された測定データを元に、タイトナー駆動系制御装置６０において、発生している弦振動周波数と駆動系の加振周波数との比較を行い、式（２）、式（３）などで示した条件となるようにタイトナー移動用駆動装置６１に指令を出し、共振の発生しない適切な位置にタイトナー５５を移動させる。また、タイトナーの移動用駆動装置６１は、小型モータと移動機構などを用いた単純な構成で問題ない。このようにアクティブにタイトナー５５の位置を制御できることにより、駆動時のさまざまな状況に対して共振が発生しないように臨機応変な対応が可能となる。
【００４２】
なお、上記の回転駆動装置に用いた弦振動測定センサー５９には、マイクロフォンを用いることが可能である。この場合、弦の近傍にマイクロフォンを設置し、弦振動の音から振動周波数を検知するものである。したがって、転写ベルト５１に対して非接触であり、駆動系への影響も与えないことだけでなく、安価で小型のものが市場に多く出回っていることから、実機へ実装しやすいというメリットもある。
【００４３】
［実施例６］
本発明では、図８に示したような構成の画像形成装置の転写ユニット５に、実施例１〜５のいずれかの構成の回転駆動装置を備えるものであり、これにより、共振による振動の増幅が低減され、高品質で低騒音な転写ユニット５が得られる。そして、このような高品質で低騒音な転写ユニット５を備えることにより、共振による振動の増幅が低減され、高品質で低騒音なカラー画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】転写ユニットの回転駆動装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】ベルトが２点を支点としてテンションがかかっている方向と垂直方向に振動するときの弦振動のモードを示す図である。
【図３】減衰比が０．０１の場合の振動伝達率のグラフである。
【図４】転写ベルトの駆動系において複数個のタイトナーを使用した回転駆動装置の構成の概略を示す図である。
【図５】転写ベルトの張り方向と水平方向にタイトナーが移動可能である回転駆動装置の構成の概略を示す図である。
【図６】転写ベルトの張り方向と垂直方向にタイトナーが移動可能である回転駆動装置の構成の概略を示す図である。
【図７】タイトナーを水平に移動させるための駆動装置と、転写ベルトの表面近傍に設置した弦振動測定センサーと、タイトナー駆動系制御装置とを備え持つ回転駆動装置の構成の概略を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態を示すカラー画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ：感光体ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ：帯電手段
３：光書込手段
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ：現像手段
５：転写ユニット
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ：転写手段
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ：感光体クリーニング手段
８Ａ、８Ｂ：給紙カセット
９：給紙ローラ
１０：分離ローラ
１１、１２、１５、１６：搬送ローラ
１３：レジストローラ
１４：定着手段
１７：排紙ローラ
１８：排紙トレイ
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ：画像形成ユニット（画像形成部）
５１：転写ベルト
５２：駆動ローラ
５３、５４：従動ローラ
５５、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ：タイトナー
５６：駆動モータ
５７、５８：ギア
５９：弦振動測定センサー
６０：タイトナー駆動系制御装置
６１：タイトナー移動用駆動装置
【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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