JP2008076499A - Transfer unit and image forming apparatus - Google Patents
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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。 The present invention relates to a transfer unit and an image forming apparatus, and more particularly to a vibration damping technique that absorbs vibration generated from each roller constituting the transfer unit.
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。 In recent years, documents processed in offices and the like have been rapidly colored, and image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles that handle these documents have also been rapidly colored. Currently, these color devices tend to be improved in image quality and speeded up with the improvement and speed of office processing in offices and the like. As a color device that can meet such demands, for example, each color forming unit has black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C), and each image forming unit is formed. Various so-called tandem-type color image forming apparatuses that perform multiple transfer of images of different colors onto a transfer material or intermediate transfer member to be conveyed to form a color image have been proposed and commercialized.
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。
An example of this type of tandem color image forming apparatus is shown in FIG. As shown in FIG. 8, the tandem color
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。
In
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。
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。
However, the conventional technique disclosed in
Further, the conventional technique disclosed in Patent Document 2 has a problem that the configuration becomes complicated because the rotational speed of the transfer backup roller is increased by the position sensor to control the belt tension.
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。 The present invention has been made in view of the above problems, and the dynamic vibration absorber added as a sub-system by using the dynamic vibration absorber for the roller in the transfer unit is a vibration energy. A transfer unit and an image forming apparatus that reduce the tension fluctuation of the main system rollers and belts and reduce image deterioration caused by uneven color and stripes called shock jitter, thereby improving image quality. The purpose is to provide.
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。
In order to solve such a problem, the present invention provides an intermediate transfer belt in which a toner image of each color formed by an image forming unit for each color of black, yellow, magenta, and cyan is stretched by a plurality of rollers. The transfer unit that performs multiple transfer above includes a dynamic vibration absorber having an elastic body made of a spring and a damper and an inertial body made of a rigid body in order to absorb vibrations generated from the rollers. To do.
According to a second aspect of the present invention, the dynamic vibration absorber is provided on a transfer roller provided at a position where the toner image formed on the intermediate transfer belt is transferred to a transfer material.
According to a third aspect of the present invention, the dynamic vibration absorber is provided on a driving roller that transmits driving force to rotate the intermediate transfer belt.
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。
According to a fourth aspect of the present invention, a tension roller for applying tension to the intermediate transfer belt is further provided between the transfer roller and the driving roller, and the dynamic vibration absorber is provided on the tension roller.
According to a fifth aspect of the present invention, the inertial body has a disk shape.
According to a sixth aspect of the present invention, the dynamic vibration absorber is provided at the center of each rotation shaft of the transfer roller, the driving roller, or the tension roller.
According to a seventh aspect of the present invention, the rigidity of the elastic body is variable.
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。
According to an eighth aspect of the present invention, the frequency of the torsional vibration determined by the torsion spring constant k and the inertial body J of the elastic body is a frequency of vibration caused by impact generated during transfer onto paper or tension variation of the transfer belt It corresponds to.
According to a ninth aspect of the present invention, a plurality of the dynamic vibration absorbers are provided.
A tenth aspect includes the transfer unit according to any one of the first to ninth aspects.
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。 According to the present invention, in the transfer unit, in order to absorb the vibration generated from the rollers arranged around the intermediate transfer belt, the dynamic vibration absorber having an elastic body made of a spring and a damper and an inertial body made of a rigid body. Therefore, it is possible to improve the image quality by reducing fluctuations in the tension of the rollers and belts and reducing image deterioration caused by uneven color and stripes called shock jitter.
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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
FIG. 1 is a schematic view in which a dynamic vibration absorber made of an elastic body and an inertial body is provided on a roller. The dynamic vibration absorber 150 includes an
FIG. 2 is a diagram showing an outline of the structure of the dynamic vibration absorber. In FIG. 2, m1 is a
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。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a vibration absorber is attached to the transfer roller and vibration is suppressed when paper enters. The same components will be described with the same reference numerals as in FIG. That is, it is necessary to perform transfer fixing while the recording paper 9 and the
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。
FIG. 4 is a schematic view in which a tension roller for applying tension to the intermediate transfer belt is provided between the transfer roller and the drive roller. The
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。
In addition, when the inertial body 60 of the
Further, since the rigidity of the
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。
As an application example, FIG. 5 is a diagram showing a result of comparison of speed fluctuation when a paper enters a transfer roller rotating at a constant speed, when a dynamic vibration absorber is used and when it is not used. . The dotted
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。
FIG. 6 is a schematic view of a transfer unit provided with a plurality of dynamic vibration absorbers. By using a dynamic vibration absorber for each roller as shown in FIG. 6, it is possible to reduce the vibration generated in each roller, and to reduce image degradation such as shock jitter by reducing the vibration. It is possible. In this embodiment, the
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。
FIG. 7 is an overall configuration diagram of an image forming apparatus provided with the dynamic vibration absorber of the present invention, and shows a tandem indirect transfer type color image forming apparatus.
The copying machine
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。
An
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。
In the illustrated example, a recording sheet that reverses the recording sheet so as to record an image on both sides of the recording sheet in parallel with the tandem
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 5 driving roller, 6 transfer roller, 8 driven roller, 9 paper, 10 intermediate transfer belt, 11 tension roller, 150 dynamic vibration absorber
Claims (10)
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。 In a transfer unit that multiplex-transfers each color toner image formed by an image forming unit for each color of black, yellow, magenta, and cyan onto an intermediate transfer belt stretched by a plurality of rollers,
A transfer unit comprising a dynamic vibration absorber having an elastic body made of a spring and a damper and an inertial body made of a rigid body in order to absorb vibration generated from each roller.
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