JP2005091942A - 転写ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転写ユニットに発生する回転系振動に対して、同周波数、同振幅、逆位相の振動を回転駆動系に与えることで、アクティブに回転方向振動成分を低減させて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。
【解決手段】 複数色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、搬送される転写ベルトに多重転写する転写ユニットにおいて、前記転写ベルトで発生する回転方向の振動と逆位相の回転方向振動を発生する振動発生手段を有し、前記転写ベルトで発生する回転方向の振動と逆位相の回転方向振動を、前記転写ベルトに駆動ローラとは異なるローラによって、前記転写ベルトに与える構成となっている。
【選択図】 図４

Description

この発明は、電子写真方式のレーザプリンタ・複写機・ファクシミリなどにおける転写ユニットに関し、特に、転写ユニットに発生する回転系振動に対して、同周波数、同振幅、逆位相の振動を回転駆動系に与えることで、アクティブに回転方向振動成分を低減させて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ものである。

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。

従来例として、特開２０００−１９９９８８公報では、段落番号００１４にて、ベルトとローラがそれぞれ５μｍ摩耗し変化することで、９４μｍの色ずれが発生すると試算しており、このような変動への対応は重要な課題となっている。このことから転写ベルトの搬送速度変動は、極力抑えなければならず、駆動伝達系の構成の工夫（偏差のない高精度な装置や位相合せ）やベルト速度変動を検出してフィードバック制御をするような工夫がなされている。
このようなベルト搬送速度の変化、特にベルト体の経時的な厚さ変化に対応する方法として、特開平１１−１７４９３２号公報が提案されている。これは、ベルト体を支持し従動回転する従動ローラの回転をロータリーエンコーダなどの回転検出手段を用いて検出し、そのデータを基に駆動速度を制御することによって、安定したベルト搬送を行うものである。
また、特開２００２−２５１０７９公報では、従動軸１回転毎に数パルス発生するエンコーダを用いて熱膨張によるベルト速度変化を検出し駆動制御する提案がされている。
また、特開２０００−３１０８９７公報では、予め計測された転写ベルト１周にわたる厚さプロファイルにより、ベルトのホームポジションを基準に、ベルトが一定速度となるようなパルスモータのパルスレートに変調して、制御する方式の提案がされている。
本発明のように、逆位相の波形を用いてアクティブに制御する従来例としては、アクティブノイズコントロールが有名であり、特開平９−１９３５０５号公報では、画像形成装置内で発生する騒音に対して、騒音が外部へ漏れる排紙開口部付近に、マイクにより検出された騒音と同周波数、同振幅、逆位相の音をスピーカなどの音源を用いて低騒音化を行うものである。
また、逆位相の波形を用いた振動のアクティブ制御としては、特開２００１−３８９５５公報があり、画像形成装置の書き込み系において発生するポリゴンミラーの振動に対して、アクチュエータによる逆位相振動を付与し、振動の低減を狙ったものである。
特開２０００−１９９９８８公報 特開平１１−１７４９３２号公報 特開２００２−２５１０７９公報 特開２０００−３１０８９７公報 特開平９−１９３５０５号公報 特開２００１−３８９５５公報

電子写真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、これを阻害する要因の１つとして、回転駆動系のねじり振動による感光体ドラム速度変動が挙げられる。従って、この回転駆動系におけるねじり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。
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０．３〜２ｌｉｎｅ／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あわせると、数Ｈｚから数百Ｈｚ程度の周波数領域における感光体ドラム速度変動による振動を回避することが要求されていた。
すなわち、画像形成装置の転写ユニットの構成は、回転体である転写ベルト、駆動ローラ及びこれらを回転させるための駆動モータ及び駆動伝達系を有する画像形成装置であり、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り噛み合いによる振動などが発生し、これが原因となり転写ベルトの表面に速度変動が生じる。
このような転写ベルトの表面速度変動が発生した場合、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。また、低周波数の振動成分は、カラー機の場合、各色ドラムに対し速度変動を生じるために色ズレを発生する。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためのもので、その目的は、転写ユニットに発生する回転系振動に対して、同周波数、同振幅、逆位相の振動を回転駆動系に与えることで、アクティブに回転方向振動成分を低減させて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である。

上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数色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、搬送される転写ベルトに多重転写する転写ユニットにおいて、前記転写ベルトで発生する回転方向の振動と逆位相の回転方向振動を発生する振動発生手段を有し、前記転写ベルトで発生する回転方向の振動と逆位相の回転方向振動を、前記転写ベルトに駆動ローラとは異なるローラによって、前記転写ベルトに与えることを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、請求項１の転写ユニットにおいて、前記振動発生手段は回転駆動装置の駆動時のみ、決定された周波数及び振動量で回転方向振動を与えることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、請求項１の転写ユニットにおいて、前記回転振動の検出手段を持ち、検出された回転振動を周波数変換手段により振動特性へ変換後、得られた振動特性と同周波数、同振幅、逆位相の振動を発生するように振動発生手段を制御するコントローラを設けたことを特徴とする。
また、請求項４記載の発明は、請求項３の回転振動検出手段が、前記転写ベルトの駆動軸・従動軸又は内接するローラと同軸に取り付けられたロータリーエンコーダであることを特徴とする。
また、請求項５記載の発明は、請求項３の回転振動検出手段で検出する振動は、前記転写ベルト表面の振動であることを特徴とする。
また、請求項６記載の発明は、請求項５の転写ベルト表面の振動検出手段が、前記転写ベルト表面に設けられた一定間隔のスケールと光ピックアップにより構成されることを特徴とする。

また、請求項７記載の発明は、請求項３の転写ユニットにおいて、前記振動発生手段を制御するコントローラにフィルター機能を持ち、転写ベルト駆動軸の回転周波数ｆｄの変動を抽出し、フィルター通過後の変動成分に対して同周波数、同振幅、逆位相の振動を、前記振動発生手段により与えることを特徴とする。
また、請求項８記載の発明は、請求項３の転写ユニットにおいて、前記振動発生手段を制御するコントローラにフィルター機能を持ち、駆動ローラを駆動させるためのモータの回転周波数ｆｍの変動を抽出し、フィルター通過後の変動成分に対して同周波数、同振幅、逆位相の振動を、前記振動発生手段により与えることを特徴とする。
また、請求項９記載の発明は、請求項３の転写ユニットにおいて、前記振動発生手段を制御するコントローラにフィルター機能を持ち、駆動ローラを駆動させるための駆動伝達系であるギアの回転数ｆｇ、ギアの歯数をＺにより決定される噛み合い周波数（ｆｇ×Ｚ）の変動を抽出し、フィルター通過後の変動成分に対して同周波数、同振幅、逆位相の振動を、前記振動発生手段により与えることを特徴とする。
また、請求項１０記載の発明は、請求項３の転写ユニットにおいて、前記振動発生手段を制御するコントローラにローパスフィルター機能を持ち、フィルターの通過可能な上限の周波数ｆｍａｘが、転写ベルトの線速をｕとした時、０．２＞ｕ／ｆｍａｘの条件を満たし、フィルター通過後の変動成分に対して同周波数、同振幅、逆位相の振動を、前記振動発生手段により与えることを特徴とする。
また、請求項１１記載の発明は、画像形成装置であって、請求項１〜請求項１０のいずれかの転写ユニットを持つことを特徴とする。

本発明の特徴によれば、振動による速度変動を低減させるために、転写ユニットで発生している回転方向の振動に対して、振動発生手段によりその振動と逆位相の回転方向振動を与える事により、ベルトの速度変動となる振動と印加した振動の合成波はお互いに振動を打ち消し合い、被駆動体である転写ベルトの振動による速度変動を低減させて振動低減効果による高画質化が可能となる。また、転写ベルト又は中間転写ベルトで発生する回転方向振動に対して、逆位相の回転方向振動を与えるために、ローラを使用することによって、回転方向振動を容易に転写ベルトに与えることが可能な構成であり、ベルトに内接する部分又はベルト上の非画像形成部で接触するため、形成された画像とローラの接触はなく転写されたトナーを劣化させることはないため、被駆動体である転写ベルトの振動による速度変動を低減させて振動低減効果による高画質化が可能となる。
本発明の他の特徴によれば、振動発生手段は回転駆動装置の駆動時のみに同期して稼動するものとすることにより、停止している間のエネルギーロスを抑えられるだけでなく、振動発生手段からの振動の影響を他のプロセスに与えない構成が可能である。
本発明の他の特徴によれば、振動発生手段を制御するためのコントローラにＦＦＴ分析の機能を持たせる事で、時間データから周波数データへの変換が可能となり、周波数に対応した制御が可能となる。また、制御コントローラにより、得られた周波数データから位相情報、振幅値、顕著な周波数を同定し、振幅値、周波数は同様の、逆位相振動データを決定し、同データに対して逆ＦＦＴにより時系列データへ再変換することが可能な事より、制御振動の発生手段であるモータやアクチュエータなどの制御信号を得る事が可能である。
本発明の他の特徴によれば、ロータリーエンコーダは、駆動軸にカップリングなどを用いる事で、容易に取り付けをする事が可能な回転方向振動の検出手段である。また、他の回転振動の検出手段と比較して安価でありコスト的にもメリットが得られる。
本発明の他の特徴によれば、非駆動体である転写ベルトの表面振動を直接センシングすることで、駆動軸でセンシングする場合と比較して、駆動軸と転写ベルト間で生じる振動伝達特性や位相のずれを考慮する必要がなく、より高精度な制御が可能となることで振動の低減効果が得られる。

本発明の他の特徴によれば、転写ベルトに設けられたリニアスケールに対して、光ピックアップでスケールのエッジ通過する変動をセンシングすることにより、転写ベルト表面の振動成分を同定するものであり、被駆動体である転写ベルトを非接触方式でセンシングすることが可能であり、回転振動検出手段を駆動系に取り付ける事によって影響を受ける振動伝達特性変化の要因を受けない。したがって、より高精度な制御が可能であり、振動の低減効果が得られる。
本発明の他の特徴によれば、転写ユニットにおいて、転写ベルト駆動軸の回転周波数ｆｄの振動成分が、速度変動要因となり画像の色ずれが発生しており、転写ベルト駆動軸の回転周波数ｆｄで発生する振動成分を、振動発生手段により周波数ｆｄで、同振幅、逆位相の回転振動を与える事により、転写ベルト駆動軸の回転周波数振動を打ち消し合わせて転写ベルト駆動軸の回転周波数ｆｄが原因となる転写ベルトの速度変動を効果的に低減させることが可能となる。
本発明の他の特徴によれば、転写ユニットにおいて、速度変動要因となり画像に縞状のバンディングが発生したり、色ずれの原因となる駆動モータの回転周波数ｆｍで発生する振動成分を、振動発生手段により周波数ｆｍで、同振幅、逆位相の回転振動を与える事により、モータの回転周波数振動を打ち消し合わせて、モータの回転周波数ｆｍが原因となる転写ベルトの速度変動を効果的に低減させることが可能となる。
本発明の他の特徴によれば、ギアの噛み合い振動周波数を、振動発生手段により周波数（Ｚ×ｆｇ）で、同振幅、逆位相の回転振動を与える事により、ギアの噛み合いにより発生する回転周波数振動を打ち消し合わせて、（Ｚ×ｆｇ）の周波数が原因となる転写ベルトの速度変動を効果的に低減させることが可能となり、画像に縞模様が発生するバンディングの低減につながる。
本発明の他の特徴によれば、振動発生手段を制御するコントローラにローパスフィルター機能を持ち、フィルターの通過可能な上限の周波数ｆｍａｘが、転写ベルトの線速をｕとした時、０．２＞ｕ／ｆｍａｘの条件を満たす周波数帯域振動は可視化が可能なピッチのバンディングとなる帯域であり、この周波数帯域に対して、フィルター通過後の変動成分に対して同周波数、同振幅、逆位相の振動を、振動発生手段により与えることにより、バンディングとなりえる全ての振動成分に対する速度変動の低減が可能となる。
本発明の他の特徴によれば、請求項１〜請求項１０の転写ユニットを画像形成装置が持つ事により、回転振動が低減可能となり、高画質な画像が得られる画像形成装置が得られる。

以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明のタンデム型のカラー画像形成装置の要部に関する一実施形態の概略図である。
このタンデム型のカラー画像形成装置は、図１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２００Ｋ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２００Ｙ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２００Ｍと、サイアン（Ｃ）色の画像を形成するサイアン色画像形成ユニット２００Ｃ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２００Ｋ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ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、マゼンタ色及びサイアン色の４つの画像形成ユニット２００Ｋ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃの下部には、転写用紙２０１を静電吸着した状態で各画像形成ユニット２００Ｋ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃの転写位置に渡って当該転写用紙２０１を搬送する無端状の転写材担持体としての転写ベルト（中間転写ベルト）２０２が配置されている。
そして、転写ベルト２０２は、駆動ローラ２３１と従動ローラ２３２とによって、矢印の方向に駆動されるようになっており、駆動ローラ２３１と従動ローラ２３２との間には、後述する本発明の要部である制御ローラ２３０が設けられている。
上記４つの画像形成ユニット２００Ｋ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ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２００Ｋ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ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。
上記各色の画像形成ユニット２００Ｋ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃは、感光体ドラム２０３を備えており、この感光体ドラム２０３の表面は、一次帯電用のスコロトロン２０４によって一様に帯電された後、像形成用のレーザ光２０５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２０３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２０６によってそれぞれ黒色、イエロー色、マゼンタ色、サイ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２０７により転写前帯電を受けた後、転写帯電器２０８の帯電により転写ベルト２０２上に保持された転写用紙２０１に順次転写される。
上記各色のトナー像が転写された転写用紙２０１は、転写ベルト２０２から分離された後、図示しない定着装置によって定着処理を受け、カラー画像の形成が行われる。なお、図中、２０９は感光体クリーナー、２１０は感光体除電ランプ、２１１は用紙剥離コロトロン、２１２は転写ベルト除電コロトロン、２１３は転写ベルトクリーナー、２１４はクリーニング前処理コロトロンをそれぞれ示すものである。

従来、フルカラーの画像形成を高速で実現するために、並行して複数の画像形成部を配置した、いわゆるタンデム型の構成が知られている。上記のタンデム型の装置構成では、各色の画像形成を複数の異なる場所で行っているため、位置ずれ、色ずれが発生しやすい。色ずれのうち、副走査方向のものに注目すると、その発生原因に静的なものと動的なものがある。
静的な原因としては、
１．各画像形成ユニット間の距離各感光体ドラム間の距離の偏差がそのまま色ズレ量となる。
２．露光転写のずれ露光と転写位置のズレもそのまま色ズレ要因となる。
３．駆動ローラの直径精度とベルトの厚さ偏差転写ベルトなどのベルト体を駆動する駆動ローラの直径が変われば、ベルト搬送速度が変化し位置ズレが発生する。
このように、静的な原因は、主に装置組立て時の誤差や部品精度に起因するものである。これら静的な原因は、例えば露光タイミングを電気的に調整するなどにより、少なくとも製品出荷時には補正して除去することが可能である。
これに対し動的な原因としては、
４．駆動ローラの偏心や駆動伝達系（歯車等）の偏心これらの回転周期の変動が色ズレとなる。しかし、回転周期を画像形成ユニット間距離ベルトが搬送される時間の整数分の１にすることで低減されることが知られている。
５．機内温度上昇による駆動ローラ、ベルトの熱膨張駆動ローラ径やベルト厚みが変化することによってベルト速度が変化し色ズレとなる。
６．駆動ローラ、ベルトの磨耗熱膨張同様に径や厚みが変化し色ズレとなる。
７．ベルト厚さ変動は、無端状ベルトの製法で円筒金型を用いて遠心焼成方式で作成したベルト等にみられるベルト肉厚の偏りが原因。多くがベルト１周期の変動を持ち、色ズレ要因となっている。
８．駆動ローラとベルト間に発生するスベリ駆動ローラとベルト間に発生するスベリにより搬送速度が変化し、色ズレ要因となる。
このようなベルトに関する動的要因に対しては、製造時の補正により除去することが困難である。

図２は、画像形成装置の転写ユニットに発生する速度変動データのサンプルを示した図である。図３は、図２に示す波形に対して、同周波数、同振幅、逆位相の振動データを示した図である。
ここで、両者の波形を合成した場合、それぞれの波形に含まれる振動成分が打ち消しあい、バンディングや色ズレの原因となる振動の低減が可能となり高精度な転写ベルト駆動が可能となる。

図４は、タンデム型のカラー画像形成装置において、転写ベルト２０２に内接する制御ローラ２３０を設けた場合の概略図である。
すなわち、図４に示すように、各色毎に各々の画像形成ユニット２００Ｋ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ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中間転写ベルト２０２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において、中間転写ベルト２０２に内接して、図２に示す波形に対して同周波数、同振幅、逆位相の振動を与えるための制御ローラ２３０を設けている。
制御ローラ２３０の構成は棒状の金属又は樹脂とし、表面にゴム又は樹脂などの層を持ったものであり、制御ローラ２３０と転写ベルト２０２との間の摩擦力でベルト回転方向に対して制御振動を付加するものとする。すなわち、ここでは、前記転写ベルト２０２で発生する回転方向の振動と逆位相の回転方向振動を転写ベルト２０２に付加するようになっている。
ただし、ベルト２０２に対して制御振動を付加可能な摩擦力を得られるものであれば、表面にゴムや樹脂などの層は必要とせず、表面の粗さを加工したローラーでも良い。図４に示すような単純な構成において、転写ベルト２０２に対して回転方向に振動を付加することが可能であり、ベルト２０２の内側に制御ローラ２３０を設けることによって、転写された画像への影響もない。また、転写ベルト２０２上における非画像形成部にローラを用いて制御振動を与えても良い（請求項１）。

図５は、上記制御ローラ２３０に振動を与えるための振動制御システムの概略ブロック図である。
図５に示すように、この振動制御システムは、回転振動の検出手段１を持ち、検出された回転振動を制御信号演算部３の周波数変換手段３ａにより振動特性に変換後、振動の制御コントローラ３ｂ、増幅器５を介して振動発生手段７により制御ローラ２３０へ加振するようになっている。
また、制御のために与える振動は、駆動ローラ２３１を駆動するための回転駆動装置９の駆動時のみに同期して稼動するものとする。このことにより、停止している間のエネルギーロスを抑えられるだけでなく、振動発生手段７からの振動の影響を機器に与えないシステムが可能である。また、振動発生手段７から与える逆位相の振動は、駆動系で発生している顕著な振動周波数と同様な周波数で与える事が好ましく、振幅も同様な大きさにすることでより効果が得られる。振動発生手段７は、特に限定するものではなく、制御ローラ２３０の回転方向に所定の周波数と振幅が得られるものであれば何でも良い。振動の発生手段例としては、サーボモータ・ヒステリシスやパウダーブレーキを用いる方法や永久磁石とコイルに接続されたアクチュエータを用いて、制御ローラ２３０を介して転写ベルト２０２に振動与える。これらは、振動発生手段７に電流または電圧を所定の周波数で制御させれば可能である（請求項２）。
また、回転振動を周波数に変換する手段３ａとしては、ＦＦＴ分析機の機能を持たせる事で時間データから周波数データへの変換が可能である。次に、制御コントローラ３ｂでは、得られた周波数データから位相情報、振幅値、顕著な周波数を同定し、振幅値、周波数は同様でかつ位相を逆転させた振動データを演算処理により決定し、同データに対して逆ＦＦＴにより時系列データへ再変換して、増幅器５を介してモータ・ブレーキやアクチュエータに制御信号を送る（請求項３）。

次に、図６および図７を参照して、上記回転振動検出手段１の具体例について説明する。
図６は、転写ベルト２０２の従動ローラ２３２と同軸上に回転振動検出手段１としてエンコーダ２３３を取り付けた場合の概略図である。このエンコーダ２３３は、従動ローラ２３２の軸にカップリングなどを用いる事で容易に取り付けする事が可能であり、回転方向の位置変動を検出し変動データを出力するものである。エンコーダ２３３を取り付ける際の注意として、カップリングによる偏芯成分をエンコーダ２３３が拾う事があるため、可能な限り偏芯が出ないようにする事が必要である。また、転写ベルト２０２の速度変動センシング位置によって発生する振動の位相情報は異なるため、中間転写ベルト２０２に対してアクティブ制御を行う場合は２次転写位置に近い位置に、制御ローラ２３０及び回転振動検出手段１を設け、転写位置で速度変動が極力低減されるような構成とすることが好ましい。（請求項４）
なお、回転振動検出手段１として、エンコーダ２３３などを用いて従動ローラ２３２の振動を見る構成以外に、被駆動体である転写ベルト２０２の表面振動を直接センシングする方法がある。被駆動体を直接センシングすることで、取り付けによる偏心の影響がない高精度な制御が可能となる（請求項５）。

図７は、転写ベルト２０２表面の画像形成部以外の部分に、スケールとしてセンシング可能な光ピックアップ２３４を用いた回転振動検出手段１の概略図である。図７において、転写ベルト２０２表面に一定間隔で設けられたスケールは、ＰＥＴなどにアルミを蒸着し、レーザ加工を用いてスケールを生成したものを転写ベルト２０２に貼り付ける方法や、画像形成部以外の転写ベルト２０２表面に直接レーザで加工するなどの方法がある。転写ベルト２０２表面に設けられたスケールを光ピックアップ２３４でスケールのエッジ通過する変動をセンシングすることにより、転写ベルト２０２表面の振動成分を同定するものである。非接触方式で振動成分を得られる手法であるため、回転振動検出手段１の取りつけによる振動の影響がない構成が得られる。本構成で注意する点は、光ピックアップ２３４を取り付ける位置により他の駆動系等による外乱振動でピックアップ２３４が振動してしまうことがあるため、ピックアップ自身が揺れないように取り付ける必要がある（請求項６）。

また、転写ユニットにおいて、問題となる要因の一つとして転写ベルト駆動軸の回転周波数ｆｄの振動成分が、速度変動要因となり画像の色ずれの原因となる事がある。そこで、転写ベルト駆動軸の回転周波数ｆｄで発生する振動成分を、振動発生手段７により周波数ｆｄで、同振幅、逆位相の回転振動を与える事により、転写ベルト駆動軸の回転周波数振動を打ち消し，合わせて転写ベルト軸の回転周波数ｆｄが原因となる速度変動を効果的に低減させることが可能となる。
この場合、回転周波数ｆｄの振動成分を抽出する方法としては、回転振動検出手段１でセンシングした波形データに対してフィルター１１を用いて、他の振動成分を除去することで可能である。図８は、制御ローラ２３０に振動を与えるためフィルターを用いた信号処理の振動制御システムの概略ブロック図である。
ここで、特定の周波数に対してのフィルタリングを行う際には、フィルター１１により通過させる周波数に対して、バンドパスフィルタにより通過可能な上限周波数と下限周波数を設定することで可能である。このフィルター１１を駆動軸の回転周波数に設定し、アクティブ制御を適用した場合の転写ユニットに発生する速度変動データのサンプルを図９に示す。図９はフィルター１１を駆動軸の回転周波数に設定し、アクティブ制御を適用した場合の転写ユニットに発生する速度変動データのサンプルを示した図であり、図９（ａ）は制御なしの速度変動データのサンプルを示した図であり、図９（ｂ）は制御ありの速度変動データのサンプルを示した図である。図９（ａ）に示すように、駆動軸の回転周波数である振動成分が低減された結果が得られている（請求項７）。

また、転写ユニットにおいて、問題となる要因の一つとして転写ベルト駆動軸の駆動モータ１２（図６参照）の回転周波数ｆｍの振動成分が、速度変動要因となり画像に縞状のバンディングが発生したり、色ずれの原因となる事がある。
そこで、この駆動モータ１２の回転周波数ｆｍで発生する振動成分を、振動発生手段７により周波数ｆｍで、同振幅、逆位相の回転振動を与える事により、モータの回転周波数振動を打ち消し合わせて、モータの回転周波数ｆｍが原因となる転写ベルト２０２の速度変動を効果的に低減させることが可能となる（請求項８）。

また、図６あるいは図７に示す駆動伝達部１３のギア１４の歯数がＺ、ギア１４の回転数がｆｇ（ｒｐｓ）の場合、ギア１４の噛み合い周波数は、（Ｚ×ｆｇ）により決定される。ギア１４の噛み合いによる振動は、駆動系の速度変動を引き起こす原因となり、画像に縞模様が発生するバンディングの要因となる事が多い。そこで、ギア１４の噛み合い振動周波数を、振動発生手段７により周波数（Ｚ×ｆｇ）で、同振幅、逆位相の回転振動を与える事により、ギアの噛み合いにより発生する回転周波数振動を打ち消し合わせて、（Ｚ×ｆｇ）の周波数が原因となる転写ユニットの速度変動を効果的に低減させることが可能となる。実施例として、ギア１４の歯数が２５、ギア１４の回転数が５ｒｐｓの駆動伝達機構を転写ベルト２０２の駆動系に使用した場合の、アクティブ制御あり及びなしの比較を図１０に示した。図１０は、ギア１４の歯数が２５、ギア１４の回転数が５ｒｐｓの駆動伝達機構を転写ベルト２０２の駆動系に使用した場合の、アクティブ制御あり及びなしの比較結果を示す図である。図１０（ａ）は制御なしの図であり、図１０（ｂ）は制御ありの図である。今回検討を行ったギアの噛み合い周波数は１２５Ｈｚでありこの周波数に対して、アクティブ制御を行った結果である。図１０（ａ）の結果より、ギアの噛み合い周波数に対して制御を行った結果の方が速度変動が低減されており、アクティブ制御の効果が得られることがわかる（請求項９）。

また、回転駆動装置９には、モータ１２の回転周波数、駆動軸の回転周波数、ギアの噛み合い周波数など、さまざまな速度変動成分が複合されて画像劣化の原因となる事がある。そこで、これら複数の振動成分を効果的に低減させるために、これら複数の周波数に対して、同振幅、逆位相の回転振動を与える事により、回転駆動装置で発生する複数の振動成分を打ち消し合わせて、非駆動体である転写ベルトの速度変動を効果的に低減させることが可能となる。ここで、ターゲットとする周波数帯域は、可視化可能な周波数とすればよい。通常、０．２ｍｍピッチ以下の濃淡による縞模様は、人の視覚的な感度からあまり認識できないといわれている。したがって、転写ベルト２０２の線速ｕ（ｍｍ／ｓ）に対して、発生する変動の周波数をｆｓ（Ｈｚ）とした場合、ｕ／ｆｓが速度変動により画像上に形成されるピッチｐ（ｍｍ）である。そこで、これにより算出されたピッチが０．２以下になれば画像としては良好であることになる。フィルターの通過可能な上限周波数をｆｍａｘとした場合、０．２＞ｕ／ｆｍａｘの条件を満たすようにローパスフィルター１１を設定することで速度変動によって発生する可視化範囲の画像劣化を低減することが可能である（請求項１０）。

本発明のタンデム型のカラー画像形成装置の要部に関する一実施形態の概略図である。 画像形成装置の転写ユニットに発生する速度変動データのサンプルを示した図である。 図２に示す波形に対して、同周波数、同振幅、逆位相の振動データを示した図である。 タンデム型のカラー画像形成装置において、転写ベルト又は中間転写ベルトに内接する制御ローラ２３０を設けた場合の概略図である。 制御ローラ２３０に振動を与えるための振動制御システムの概略ブロック図である。 転写ベルト２０２の従動ローラ２３２と同軸上に回転振動検出手段１としてエンコーダ２３３を取り付けた場合の概略図である。 転写ベルト２０２表面の画像形成部以外の部分に、スケールとしてセンシング可能な光ピックアップ２３４を用いた回転振動検出手段１の概略図である。 制御ローラ２３０に振動を与えるためフィルターを用いた信号処理の振動制御システムの概略ブロック図である。 フィルター１１を駆動軸の回転周波数に設定し、アクティブ制御を適用した場合の転写ユニットに発生する速度変動データのサンプルを示した図である。 ギア１４の歯数が２５、ギア１４の回転数が５ｒｐｓの駆動伝達機構を転写ベルト２０２の駆動系に使用した場合の、アクティブ制御あり及びなしの比較結果を示す図である。

符号の説明

１…回転振動検出手段、３…制御信号演算部、３ａ…周波数変換手段、３ｂ…制御コントローラ、５…増幅器、７…振動発生手段、９…回転駆動装置、１１…フィルター、１２…駆動モータ、１３…駆動伝達部、１４…ギア、２００Ｃ…サイアン色画像形成ユニット、２００Ｋ…画像形成ユニット、２００Ｋ…黒色画像形成ユニット、２００Ｍ…マゼンタ色画像形成ユニット、２００Ｙ…イエロー色画像形成ユニット、２０１…転写用紙、２０２…中間転写ベルト、２０３…感光体ドラム、２０４…スコロトロン、２０５…レーザ光、２０６…現像器、２０７…転写前帯電器、２０８…転写帯電器、２３０…制御ローラ、２３１…駆動ローラ、２３２…従動ローラ、２３３…エンコーダ、２３４…ピックアップ

Claims (11)

1. 複数色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、搬送される転写ベルトに多重転写する転写ユニットであって、
   前記転写ベルトで発生する回転方向の振動と逆位相の回転方向振動を発生する振動発生手段を有し、
   前記転写ベルトで発生する回転方向の振動と逆位相の回転方向振動を、前記転写ベルトに駆動ローラとは異なるローラによって、前記転写ベルトに与えることを特徴とした転写ユニット。
2. 請求項１の転写ユニットにおいて、前記振動発生手段は回転駆動装置の駆動時のみ、決定された周波数及び振動量で回転方向振動を与えることを特徴とした転写ユニット。
3. 請求項１の転写ユニットにおいて、前記回転振動の検出手段を持ち、検出された回転振動を周波数変換手段により振動特性へ変換後、得られた振動特性と同周波数、同振幅、逆位相の振動を発生するように振動発生手段を制御するコントローラを設けたことを特徴とした転写ユニット。
4. 請求項３の回転振動検出手段が、前記転写ベルトの駆動軸・従動軸又は内接するローラと同軸に取り付けられたロータリーエンコーダであることを特徴とする転写ユニット。
5. 請求項３の回転振動検出手段で検出する振動は、前記転写ベルト表面の振動であることを特徴とした転写ユニット。
6. 請求項５の転写ベルト表面の振動検出手段が、前記転写ベルト表面に設けられた一定間隔のスケールと光ピックアップにより構成されることを特徴とする転写ユニット。
7. 請求項３の転写ユニットにおいて、前記振動発生手段を制御するコントローラにフィルター機能を持ち、転写ベルト駆動軸の回転周波数ｆｄの変動を抽出し、フィルター通過後の変動成分に対して同周波数、同振幅、逆位相の振動を、前記振動発生手段により与えることを特徴とする転写ユニット。
8. 請求項３の転写ユニットにおいて、前記振動発生手段を制御するコントローラにフィルター機能を持ち、駆動ローラを駆動させるためのモータの回転周波数ｆｍの変動を抽出し、フィルター通過後の変動成分に対して同周波数、同振幅、逆位相の振動を、前記振動発生手段により与えることを特徴とする転写ユニット。
9. 請求項３の転写ユニットにおいて、前記振動発生手段を制御するコントローラにフィルター機能を持ち、駆動ローラを駆動させるための駆動伝達系であるギアの回転数ｆｇ、ギアの歯数をＺにより決定される噛み合い周波数（ｆｇ×Ｚ）の変動を抽出し、フィルター通過後の変動成分に対して同周波数、同振幅、逆位相の振動を、前記振動発生手段により与えることを特徴とする転写ユニット。
10. 請求項３の転写ユニットにおいて、前記振動発生手段を制御するコントローラにローパスフィルター機能を持ち、フィルターの通過可能な上限の周波数ｆｍａｘが、転写ベルトの線速をｕとした時、０.２＞ｕ／ｆｍａｘの条件を満たし、フィルター通過後の変動成分に対して同周波数、同振幅、逆位相の振動を、前記振動発生手段により与えることを特徴とする転写ユニット。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれかの転写ユニットを持つ画像形成装置。

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