JP2012103286A - ２つのベルト体を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 二次転写ベルト側の寄り制御が中間転写ベルトにスラスト方向の外力を及ぼさないようにし、両無端ベルト体の寄り制御が相互に干渉し合わない張架構成を実現する。
【解決手段】 寄り制御機構を有する中間転写ベルトユニットと転写ベルトユニットが転写部にて接触する画像形成装置において、少なくとも二次転写ベルトを張架するステアリングローラを、その牽引面が転写ローラを含む転写面とならない位置に配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、印刷機などに代表される画像形成装置に関する発明である。特に、中間転写ベルトに代表される像担持ベルトと、二次転写ベルトに代表される転写ベルトが互いに接触部を有して駆動される画像形成装置に関する発明である。

トナー像を担持する中間転写ベルトを用いる画像形成装置において、多様な記録材の搬送性を向上するために、記録材を担持搬送する転写ベルトを採用する構成が挙げられる（特許文献１）。

これら中間転写ベルトや転写ベルトのような無端ベルトは、駆動ローラをはじめとする複数のローラによって張架および走行駆動される。このようなベルトは、ローラの外径精度や各ローラ間のアライメント精度などによって、走行駆動時にいずれかの端部方向に寄ってしまうというベルト寄り問題が生じる。ベルト寄り問題の解決手段として、特許文献２に提案されているステアリングローラによる寄り制御がある。これは張架ローラのうちの１本をステアリングローラとして自由に軸アライメントが変えられるように支持するとともに、モータなどのアクチュエータを用いてこれを制御するという方法である。この方法による制御ブロック図は図１５に示すとおりであり、無端ベルト端部の目標位置ＳＶとエッジ検知センサによる端部位置の実測値ＰＶの偏差Ｅに応じて、制御コントローラが所定の指令値ＭＶをモータドライバに与え、ステアリングモータが駆動される。その結果、ステアリングローラの軸アライメントが変化し、無端ベルトの端部位置が変化するというフィードバック制御となっている。

特開２００７−１１１０７ 特開平９−１６９４４号公報

しかし、特許文献２の方法は、ベルトの張架姿勢を変化させる際に、ベルト搬送方向をも変化させてしまう。その点について、図１１、図１２、図１３、および図１４を用いて詳細に説明する。

図１１は、ベルト１１４の一般的な張架レイアウトを示したものであり、ここでは４本のローラに張架されるものとする。ハッチング指示したローラをステアリングローラ１１３とし、説明の都合上その他のローラを張架ローラ１１１および１１２、駆動ローラ１１０と呼ぶ。ここで、ベルト１１４は高ヤング率を有する材質からなるベルトであり、伸縮はほぼ無視できるものとする。このとき、ステアリングローラ１１３以外の３本のローラ位置を固定した場合、ステアリングローラ１１３をレイアウトできる範囲は、図１１に示すＬ１＋Ｌ２＝一定の条件を満たす範囲、即ち張架ローラ１１１及び１１２を焦点とする楕円軌道Ｃ上に限定される。

図１２は寄り制御を行った場合の図を示し、ステアリングローラ１１３は不図示のアクチュエータによって図中矢印Ｓ方向に軸アライメントを変化させようとする。図１２は張架レイアウトの断面図であるため、具体的にはステアリングローラ前端１１３Ｆおよび後端１１３Ｒとなるような傾きに変化させようとし、これが張架姿勢の変化である。しかし、実際は先程の楕円軌道Ｃの拘束条件があるため、ステアリングローラ前端は１１３Ｆ’へ、ステアリングローラ後端は１１３Ｒ’へとそれぞれ矯正されることになる。ここで、ステアリングローラ１１３はバネなどの付勢手段１２０によって無端ベルト１１４に所望の張力を付与するテンションローラを兼ねており、該付勢手段１２０の伸縮作用によって矯正がもたらされる。この矯正の結果発生する軸アライメント変化が、ベルト搬送方向の変化である。

図１３および図１４は張架レイアウトの断面図（図１２）を真上から見た図に相当し、ステアリングローラ１１３による牽引面を表す。ここで、牽引面とは、ベルトの移動方向において、ステアリングローラが下流側に位置するようにステアリングローラと張架ローラとにより張架される面のことである。図中矢印Ｖの方向に無端ベルト１１４が走行駆動され、実線表記が時刻ｔにおける張架姿勢、破線表記が時刻ｔ＋Δｔにおける張架姿勢をそれぞれ示している。搬送方向２ヶ所の計測点Ｍ１およびＭ２（搬送速度は、時間Δｔの間にＭ１〜Ｍ２間に相当する距離を移動する速度とする）にてベルト１１４の端部位置を測定するものとする。図１３は、ステアリングローラ１１３がＳ方向（図１２参照）にのみ傾いたと仮定した場合の図であり、ベルト１１４は傾きγの張架姿勢でＸ方向に搬送される。このとき、計測点Ｍ１およびＭ２では端部位置がＹ方向に変位している、すなわちベルト寄りが発生していると捉えられる。しかし、時刻ｔにおける牽引面上の任意の点である質点Ｐｔを追跡すると、時刻ｔ＋ΔｔではＸ方向に直進したＰｔ＋Δｔの位置となり、質点そのものはＹ方向への変位がないことが分かる。

しかし、実際にはステアリングローラ１１３はＳ方向に傾きを生じると同時に楕円軌跡へ矯正されるため、図１４に示すように傾きγの張架姿勢と、傾きβの搬送方向といった２つの変化が生じる。その結果、時刻ｔからｔ＋Δｔの間に計測点Ｍ１およびＭ２におけるＹ方向の変位、すなわちベルト寄りだけでなく、質点Ｐｔ自体もＹ方向の変位を生じることになる。質点Ｐｔを牽引面上に形成された画像（ドット）であると考えると、図１４では主走査方向（Ｙ方向）の位置ズレが発生し、計測点Ｍ１を第１色目の画像形成部、計測点Ｍ２を第２色目の画像形成部であると考えると、相対的な位置ズレの差異が色ズレとなって現れることが分かる。

以上のように、ステアリングローラの牽引面側ではステアリング制御に伴うスラスト方向の質点変位が存在する。一般に２軸張架構成の場合には楕円軌跡の概念が当てはまらないため問題になりにくいが、特許文献１に示される二次転写ベルトのように外径差を必要とする２軸張架では同様の問題が生じる場合がある。

即ち、分離ローラ１８１を小径化すればするほど分離性能に関しては向上する関係にあり、図１８（ａ）のように２軸の外径差を大きくしていくと、大径側のローラ１８０は図１８（ｂ）に示すように近接した２本のローラ１８３および１８４と等価になる。その結果、２軸張架構成の場合でも二次転写ローラの場合には、ステアリングローラによる牽引面の質点移動が問題となる。

転写ベルト、中間転写ベルト共にスラスト方向に外力を受ける構成の場合に、一方のベルトの牽引面が他方のベルトに接触する構成では、他方のベルトがスラスト方向に外力を受け、一方のベルトのステアリング制御が他方のベルトの寄りを発生させる外乱となってしまう。

そこで本発明は、互いに接触するベルトのそれぞれ行われる寄り制御が相互に干渉し合わない張架構成を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ナー像を担持する回転可能な第一ベルトと、前記第一ベルトにトナー像を形成する画像形成手段と、記録材を担持搬送する回転可能な第二ベルトと、前記第一ベルトと前記第二ベルトと間で形成されるニップ部にて前記第二ベルトに担持された記録材に前記第一ベルトに形成されたトナー像を転写する転写手段と、軸を傾斜させることにより前記第一ベルトの移動方向と直交する幅方向の前記第一ベルトの位置を調整する第一ステアリングローラと、前記第一ベルトを張架する第一張架ローラと、軸を傾斜させることにより前記第二ベルトの移動方向と直交する幅方向の前記第二ベルトの位置を調整する第二ステアリングローラと、前記第二ベルトを張架する第二張架ローラと、を有する画像形成装置において、前記第二ベルトの回転方向において前記第二ステアリングローラは前記ニップ部よりも上流側で前記第二張架ローラよりも下流側に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、互いに接触するベルトのそれぞれ行われる寄り制御のそれぞれのベルトへの干渉を低減することができる。

本発明の実施の形態１におけるベルト体の断面図である。 中間転写ベルトユニットについて説明する斜視図である。 本発明におけるステアリングローラ部の機構について説明する斜視図１である。 本発明におけるステアリングローラ部の機構について説明する斜視図２である。 本発明の実施の形態１における制御ブロック図である。 本発明の実施の形態１における画像形成装置の断面図である。 本発明の実施の形態２におけるベルト体の断面図である。 本発明の実施の形態３における画像形成装置の断面図である。 本発明の実施の形態３におけるベルト体の断面図である。 本発明の実施の形態３における制御ブロック図である。 張架レイアウトにおける楕円軌跡について説明する断面図である。 ステアリングローラの動作軌跡について説明する断面図である。 牽引面における質点移動について説明する上視図１である。 牽引面における質点移動について説明する上視図２である。 ステアリング制御について説明するブロック図である。 ステアリング制御におけるＣＰＵ動作のフローチャートである。 ステアリング制御同士の干渉について説明するブロック図である。 二次転写ベルトについて説明する断面図である。

［実施例１］
＜画像形成装置について＞
本発明の実施例１に係る画像形成装置について、図６に示す断面図を用いて説明する。図６に示した画像形成装置６０は電子写真方式を用いたフルカラー画像形成装置である。画像形成装置６０は、４色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置した、中間転写タンデム方式の画像形成装置である。

＜画像形成装置について＞
本発明に係る画像形成装置について説明する。まず、図６を用いて画像形成装置の動作について説明する。図６に示した画像形成装置６０は電子写真方式を用いたカラーの画像形成装置である。画像形成装置６０は、４色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置した、所謂中間転写タンデム方式の画像形成装置の断面図である。

＜記録材の搬送プロセス＞
記録材Ｓは記録材収納部６１内のリフトアップ装置６２上に積載される形で収納されており、給紙部６３により画像形成タイミングに合わせて給紙される。ここで、給紙部６３はエアによる分離吸着を利用する方式を用いるものとする。給紙部６３により送り出された記録材Ｓは搬送ユニット６４が有する搬送パス６４ａを通過し、レジストレーション装置６５へと搬送される。レジストレーション装置６５において斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｓは二次転写部へと送られる。二次転写部は、対向する二次転写内ローラ６０３および二次転写外ローラ６６により形成される二次転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで記録材Ｓ上に中間転写ベルト上のトナーを転写させる。

＜画像の作像プロセス＞
以上説明した二次転写部までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部までの画像の形成プロセスについて説明する。本実施例では、イエローのトナーで画像形成する画像形成部６１３Ｙ，マゼンタのトナーで画像形成する画像形成部６１３Ｍ，シアンのトナーで画像形成する画像形成部６１３Ｃ，ブラックのトナーで画像形成する画像形成部６１３ Ｂｋが配置されている。

画像形成部６１３は、トナーの色以外は同様の構成であるため、代表して画像形成部６１３Ｙについて説明する。画像形成部６１３Ｙは、主に感光体６０８Ｙ、帯電装置６１４Ｙ，露光装置６１１Ｙ、現像装置６１０Ｙ、一次転写ローラ６０７Ｙ、および感光体クリーナ６０９Ｙ等から構成される。予め帯電装置６１４Ｙにより表面を一様に帯電され、図中矢印ｍの方向に回転する感光体６０８Ｙに対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて露光装置６１１Ｙが駆動され、回折手段６１２等を適宜経由して潜像が形成される。感光体６０８上に形成された静電潜像は、現像装置６１０Ｙによるトナー現像を経て、感光体上にトナー像として顕在化する。その後、一次転写ローラ６０７Ｙにより所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、ベルト部材である中間転写ベルト６０６上にトナー像が転写される。その後、感光体６０８Ｙに残った転写残トナーは感光体クリーナ６０９Ｙにより回収され、再び次の画像形成に備える。以上説明した画像形成動作がそれぞれの画像形成部で実行される。

次に、中間転写ベルト６０６について説明する。中間転写ベルト６０６は駆動ローラ６０４、テンションローラ６０５および二次転写内ローラ６０３等のローラによって張架され、図中矢印ｎの方向へと回転駆動される。先述のＹ、Ｍ、ＣおよびＢｋの各画像形成装置６１３により並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト上に一次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト６０６上に形成され、二次転写部へと搬送される。

＜二次転写以降のプロセス＞
以上、それぞれ説明した記録材Ｓの搬送プロセスおよび画像形成プロセスを以って、二次転写部において記録材Ｓ上にフルカラーのトナー像が二次転写される。その後、記録材Ｓは定着前搬送部６７により定着装置６８へと搬送される。本実施例では、二次転写部Ｎは、第一ベルトである中間転写ベルト６０６と第二ベルトである記録材を搬送する転写ベルト６７により形成される。そして、二次転写部Ｎは、二次転写内ローラ６０と二次転写外ローラ６６とにより、中間転写ベルト６０６と転写ベルト６７を介して形成される。転写ベルト６７が矢印ｍ方向に回転することで、転写ベルト上の記録材は定着装置６８に搬送される。定着装置６８は、対向するローラもしくはベルト等による所定の加圧力と、一般的にはヒータ等の熱源による加熱効果を加えて記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させる。このようにして得られた定着画像を有する記録材Ｓは分岐搬送装置６９により、そのまま排紙トレイ６００上に排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には反転搬送装置６０１へと搬送されるかの経路選択が行われる。両面画像形成を要する場合、反転搬送装置６０１へと送られた記録材Ｓはスイッチバック動作を行うことで先後端を入れ替え、両面搬送装置６０２へと搬送される。その後、給紙装置６１より搬送されてくる後続ジョブの記録材とのタイミングを合わせて、搬送ユニット６４が有する再給紙パス６４ｂから合流し、同様に二次転写部へと送られる。裏面（２面目）の画像形成プロセスに関しては、先述の表面（１面目）の場合と同様なので説明は省略する。

＜ベルトユニット部の詳細＞
図１に、中間転写ベルトユニット２００と転写ベルトユニット１００の周辺部のみを抜粋した図を示す。

中間転写ベルトユニット２００は、中間転写ベルト６０６の回転方向において画像形成部の対向面である１次転写面の上流に第一ステアリングローラであるステアリングローラ６０５、下流に駆動ローラ６０４を配置する。さらにその間に二次転写内ローラ６０３を有し、その他ステアリングに伴う１次転写面のばたつきを抑制する張架ローラ６１７による張架レイアウトとなっている。ここで、ステアリングローラ６０５は加圧バネ１により中間転写ベルト６０６に所定の張力を付与するテンションローラの役割も兼ねている。本実施例における中間転写ベルトユニット２００におけるステアリングローラの牽引面は、ステアリングローラ６０５と、中間転写ベルト６０６の回転方向においてステアリングローラ６０５よりも上流側に位置する第一張架ローラである二次転写内ローラ６０３との間で張架されるベルト面が牽引面となる。

また、ステアリングローラ１は、中間転写ベルトの端部位置を検知するエッジ検知センサ５ａの信号に基づき、矢印Ｓ１方向にアライメントを変化させることが可能となっており、詳細については後述する。

転写ベルトユニット１００は、駆動ローラを兼ねた二次転写外ローラ６６と二次転写外ローラ６６よりも小径である分離ローラ４に張架された二次転写ベルト６７が配置されている。また、外掛け張架構成の第二ステアリングローラであるステアリングローラ２が二次転写ベルト６７の外周面に接触する構成であって、非転写面側に配接される張架レイアウトとなっている。ステアリングローラ２も同様に加圧バネ３により二次転写ベルト６７に所定の張力を付与するテンションローラの役割も兼ねている。

本実施例における転写ベルトユニット１００におけるステアリングローラの牽引面は、ステアリングローラ２と、転写ベルト６７の回転方向においてステアリングローラ２よりも上流側に位置する第二張架ローラである分離ローラ４との間で張架されるベルト面が牽引面となる。

また、ステアリングローラ２は、二次転写ベルトの端部位置を検知するエッジ検知センサ５ｂの信号に基づき、矢印Ｓ２方向にアライメントを変化させることが可能となっている。

なお、中間転写ベルト６０６および二次転写ベルト６７はいずれもポリイミドなどで形成された樹脂ベルトを少なくとも基層に有する単層または複層のベルトである。本実施の形態における画像形成装置では、以上に説明した張架レイアウトの中間転写ベルトユニット２００および転写ベルトユニット１００が二次転写部において互いに圧接する構成となっている。

＜ステアリングローラ部の機構および制御＞
本実施の形態では内掛け張架と外掛け張架の違いはあるものの、中間転写ベルトユニット２００と転写ベルトユニット１００は基本的に同じ機構を有するステアリングローラを備えている。本実施例では、ステアリングローラを傾斜させることで、ベルトの移動方向と直交する幅方向におけるベルトの位置を調整させるものである。以下、中間転写ベルトを例にその機構および制御について説明する。

図２は中間転写ベルトユニット２００の斜視図であり、図２（ａ）は中間転写ベルト６０６を張架した状態、図２（ｂ）は中間転写ベルト６０６を外した状態を示す。ステアリングローラ６０５は、ユニット筐体を構成する前側板２１Ｆおよび後側板２１Ｒの間に渡された張架ローラの１つであり、図３および図４（図４は図３を反対側から見た図）は実際にステアリングを切る回動部分とその駆動部分の詳細を示す斜視図である。ステアリングローラ６０５は両端の軸受け部材３１によって従動回転可能に支持され、該軸受け部材３１は加圧バネ１により付勢されている。軸受け部材３１はステアリングローラ６０５を保持するホルダー部材３２に取り付けられ、該ホルダー部材３２はローラ軸方向中央の位置に固定された回動軸３３を有する。図２の状態では、回動軸３３が前側板２１Ｆおよび後側板２１Ｒの間に設けられたステー部材（不図示）によって軸受け支持されており、ステアリングローラ６０５はホルダー部材３２ごと矢印Ｓ方向（図３および図４参照）に回動可能となっている。このとき、ホルダー部材３２の裏面に設けられたガイドコロ３９（図４では一方のみが見えているが両端に設けられている）によって、滑らかな回動動作が行われる。

次に、ステアリングローラ６０５の軸アライメントを所定量変化させる駆動部について説明する。ホルダー部材３２の一端にはフォロワ３６が固定され、ステアリングカム３４は中間転写ベルトユニットの筐体部に固定された軸を中心に回転可能に支持され、該軸端とフォロワ３６のバネ掛け部の間に引張りバネ３５が掛けられる構成となっている。この構成とすることで、常にホルダー部３２およびステアリングローラ６０５はフォロワ３６とステアリングカム３４が当接する位置に付勢されて軸アライメントが決まる。また、ステアリングカム３４はカム部と同軸にプーリー部を有し、同じくユニット筐体部に固定されたステアリングモータ３０の駆動プーリーからタイミングベルト３７によって駆動力が伝達される。なお、ステアリングカム３４のプーリー部側面にはホームポジションフラグ３４Ｆが設けられ、フォトインタラプタ３８によってホームポジション検知を行うことでステアリングローラ６０５の軸アライメントがニュートラルとなる位置が把握可能になっている。なお、ステアリングモータ３０はステッピングモータを使用しており、必要なカム位相変化分だけパルス駆動される。

ステアリング制御に関しても、中間転写ベルトユニット２００および転写ベルトユニット１００は基本的に同じであり、図１５にその制御ブロック図を、図１６にＣＰＵ処理のフローチャートをそれぞれ示す。図１５からも分かるように、エッジ検知センサ５が検知した値ＰＶ（実際のベルト端部位置）と目標のベルト端部位置ＳＶの偏差Ｅを演算し、該偏差Ｅに基づく指令値ＭＶを演算する制御コントローラ５０からなるＣＰＵ１５０と、該指令値ＭＶに従って駆動されるステアリングモータ３０からなるフィードバック制御が行われ、制御ブロック図そのものは一般的な公知技術を用いている。図１６に示すように、画像形成装置の動作が開始される（制御ステップＳ１６０）と、ステアリングモータ３０はＣＷ方向にホームポジションフラグが検知されるまで駆動入力される（制御ステップＳ１６１〜Ｓ１６２）。ホームポジションフラグが検知されると、駆動方向をＣＣＷに逆回転させ所定パルスだけ駆動した後、停止させる（制御ステップＳ１６３）。所定パルスの量は、ホームポジションフラグとカムプロファイル中央部の位相差に相当し、制御ステップＳ１６３が終了した位置がステアリングローラ６０５のニュートラル位置と定義される。そして、ここを起点に軸アライメントをプラスマイナス同量だけ変位できるようにカムプロファイルが形成されている。ニュートラル位置が求められると駆動ローラ６０４および６６を駆動開始し（制御ステップＳ１６４）、エッジ検知センサ５の信号を取得する（制御ステップＳ１６５）。取得された信号と予め規定された目標エッジ位置との偏差を演算（制御ステップＳ１６６）し、偏差がある場合には修正方向および必要な舵角量からステアリングモータ３０の回転方向および入力パルス数が演算され（制御ステップＳ１６７）、ステアリングモータが駆動される（制御ステップＳ１６８）。その結果、無端ベルト体の端部位置が変位し、繰り返しエッジ検知センサ５の信号取得および目標エッジ位置との偏差演算が行われる。偏差がなくなった状態ではベルト寄りが補正されたと判断して、ステアリングモータ３０を停止することでステアリングカム３４の位相が保持される（制御ステップ１６９）。

＜ステアリング制御の相互関係＞
図１を用いて、本実施の形態における中間転写ベルトユニット２００と転写ベルトユニット１００のステアリング制御による影響について説明する。既に説明した張架レイアウト構成から、中間転写ベルトユニット２００においては、駆動ローラ６０４と、中間転写ベルト６０６の回転方向において駆動ローラ６０４より上流側にある張架ローラ６１７と、で張架される一次転写面Ｆｄが駆動ローラ６０４による牽引面となる。この駆動ローラの軸アライメントは不変であるため、ステアリング制御の影響を受け難い。つまり、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢｋの４色の重ね合わせに関する位置ズレ（色ズレ）については有利な構成となっている。

その反面、ステアリングローラ６０５と、中間転写ベルト６０６の回転方向においてステアリングローラ６０５より上流側にある二次転写内ローラ６０３と、で張架される二次転写部を含む張架面Ｆｕがステアリングローラ６０５による牽引面となる。そのため、図１４で説明した牽引面上の質点がスラスト方向に変位する現象が顕著に現れる。

一方、転写ベルトユニット１００においては、分離ローラ４と、転写ベルトの回転方向において分離ローラ４よりも上流側にある二次転写外ローラ６６と、で張架される二次転写面Ｐｄが分離ローラ４による牽引面となる。分離ローラの軸アライメントは不変であるため、ステアリング制御の影響を受け難い。つまり、二次転写部では図１４で説明した質点のスラスト方向変位が発生し難くなる。

その反面、ステアリングローラ２と、転写ベルトの回転方向においてステアリングローラ２よりも上流側にある分離ローラ４と、で張架される対向側の張架面Ｐｕはステアリングローラ２による牽引面である。そのため、ステアリング制御に伴う質点のスラスト方向変位が顕著となる。

しかしながら、中間転写ベルト６０６の牽引面と転写ベルト６７の牽引面とがお互いに接触しない関係である。そのため、中間転写ベルト６０６と転写ベルト６７とそれぞれステアリング制御されている構成であっても、一方のベルトのステアリング制御による牽引面の影響が他方のベルトへの影響を小さくすることができる。

以上から、両ベルトユニットにおけるステアリング制御の相互関係を図５のブロック線図に示す。上段が中間転写ベルトユニット２００、下段が転写ベルトユニット１００のステアリング制御に関する制御ブロックであり、制御コントローラを含むＣＰＵが行う指令については既に説明した図１６のフローチャートに準ずるものである。本実施の形態においては、フルカラー機特有の課題である色ズレを有利にする目的から、二次転写部において中間転写ベルト６０６から二次転写ベルト６７に対してスラスト方向の外力が作用することを許容している。つまり、図５における制御コントローラ１（５０ａ）からの指令値ＭＶ１が中間転写ベルトの端部位置を制御するものであると同時に、外乱伝達Ｉを経て二次転写ベルトの端部位置を制御する上での外乱ｄ２として作用する系となる。しかし、二次転写ベルト６７からは中間転写ベルト６０６に対してスラスト方向の外力は作用しないため外乱入力は一方向のみに限られ、図１７のように２つのステアリング制御の影響が相互に干渉し合う系を回避することができる。その結果、色ズレに代表される画質を有利にしながら、複雑な構成を用いることなく制御コントローラ１（５０ａ）の目標値追従性を高めることができ、メディア対応力に優れた中間転写ベルトと二次転写ベルトを有する構成の画像形成装置が実現できる。

なお、本実施の形態ではトナーを用いた電子写真方式を例に説明をしたが、画像形成部はインクジェット方式やオフセット印刷方式などの他方式であっても構わない。また、中間転写ベルトの代わりに感光体層を有する感光体ベルトを用い、該感光体ベルト上に画像形成部によって直接作像を行う方式としても構わない。

［実施例２］
本発明の実施例２は、図７に示すように転写ベルトユニット１０１が有するステアリングローラ２を内掛け張架構成としたものである。本実施の形態に係る画像形成装置の構成は、基本的に実施例１で説明した図６の画像形成装置６０と同様であり、転写ベルトユニットの張架レイアウトのみが図７の構成に置き換わったものである。したがって、搬送プロセスおよび作像プロセスは共通であるため省略し、以下に異なる部分のみを中心に説明を行う。

＜転写ベルトユニットの構成＞
転写ベルトユニット１０１は、駆動ローラを兼ねた二次転写外ローラ６６と、分離ローラ４と、ステアリングローラ２と、張架ローラ７０とによって張架される、ポリイミド等の樹脂ベルトを基層とした二次転写ベルト６７から構成される。ステアリングローラ２は加圧バネ３によって二次転写ベルト６７に所望の張力を付与するテンションローラを兼ねており、図中矢印Ｓ２方向に軸アライメントを変化させるように構成されている。軸アライメントの制御は、二次転写ベルト６７の端部位置を検知するエッジ検知センサ５ｂからの信号に基づいてステアリングモータを駆動する方式が用いられ、図３、図４、図１５、図１６に示すものと同様の機械的および制御的な構成を有する。なお、張架ローラ７０は、ステアリングローラ２が動いた際に記録材Ｓを受け入れる張架面が上下に変動するのを低減する目的で配置されている。

＜ステアリング制御の相互関係＞
図７より、ステアリングローラ２による牽引面は、ステアリングローラ２と、転写ベルト６７の回転方向においてステアリングローラ２よりも上流側にある分離ローラ４と、で張架される張架面Ｐｕである。張架面Ｐｕは、二次転写内ローラ６０３と二次転写外ローラ６６とで形成される二次転写部Ｎを含まない面である。そのため、該張架面Ｐｕ上の質点がスラスト方向に変位を生じても中間転写ベルト６０６には外力を及ぼさない。一方、二次転写部Ｎを含む二次転写面Ｐｄを牽引する張架ローラは軸アライメントが不変の分離ローラ４であるため、二次転写ベルト６７のステアリング制御に伴う影響が及び難い。なお、中間転写ベルトユニット２００については、実施の形態１と同じく色ズレに有利となるよう一次転写面Ｆｄを駆動ローラ６０４の牽引面、二次転写面Ｆｕをステアリングローラ６０５の牽引面となるように構成している。

以上より、本実施の形態における両ステアリング制御の相互関係は、実施例１と同じく図５のブロック線図のように示される。つまり、ステアリング制御に伴う外乱入力の方向は、中間転写ベルト６０６から二次転写ベルト６７に対しての一方向のみに限られ、図１７のように２つのステアリング制御の影響が相互に干渉し合う系を回避することができる。その結果、色ズレに代表される画質を有利にしながら、複雑な構成を用いることなく制御コントローラ１（５０ａ）の目標値追従性を高めることができ、メディア対応力に優れた中間転写ベルトと二次転写ベルトを有する構成の画像形成装置が実現できる。

このように、本発明はステアリングローラを無端ベルト体の外側に配接した、所謂外掛け張架構成に限らず、ステアリングローラによる牽引面が無端ベルト体同士の接触部とならないように構成すれば、本実施の形態のような内掛け張架構成でも効果が得られる。

［実施例３］
＜画像形成装置について＞
本発明の実施例３に係る画像形成装置は、図８の断面図に示すように中間転写方式のモノクロ画像形成装置である。記録材Ｓの搬送プロセスについては、図６に示した画像形成装置６０と同じであるため、ここでは説明を省略する。画像形成装置８０はブラック（Ｂｋ）の画像形成部６１３のみを有し、主に感光体６０８、露光装置６１１、現像装置６１０、一次転写装置６０７、および感光体クリーナ６０９等から構成される。作像プロセスについては、図６に示す画像形成装置６０と基本的に同じであるため、説明は省略する。中間転写ベルトユニット２０１は、中間転写ベルト６０６が駆動ローラ６０４、テンションローラ６０５および二次転写内ローラ６０３によって張架され、図中矢印ｎの方向へと走行駆動され、先述の作像プロセスによるトナー像を二次転写部へと担持搬送する。

転写ベルトユニット１００は、記録材Ｓ上に中間転写ベルト６０６上からトナー像を転写し、さらに二次転写ベルト６７によって記録材Ｓを吸着保持し、下流の定着装置６８へと受け渡すものである。定着装置６８による定着プロセス以降については、図６に示す画像形成装置６０と同じであるため説明は省略する。

＜ベルトユニット部の詳細＞
図９に、中間転写ベルトユニット２０１と転写ベルトユニット１００の周辺部のみを抜粋した図を示す。中間転写ベルトユニット２０１は、１次転写面の上流に駆動ローラ６０４、下流にステアリングローラ６０５、さらにその間に二次転写内ローラ６０３を有する張架レイアウトとなっている。ここで、ステアリングローラ６０５は加圧バネ１により中間転写ベルト６０６に所定の張力を付与するテンションローラの役割も兼ねている。また、ステアリングローラ１は、中間転写ベルトの端部位置を検知するエッジ検知センサ５ａの信号に基づき、矢印Ｓ１方向にアライメントを変化させることが可能となっており、詳細については後述する。

転写ベルトユニット１００は、駆動ローラを兼ねた二次転写外ローラ６６と相対的に小径である下の分離ローラ４に張架された二次転写ベルト６７に、外掛け張架構成のステアリングローラ２が非転写面側に配接される張架レイアウトとなっている。ステアリングローラ２も同様に加圧バネ３により二次転写ベルト６７に所定の張力を付与するテンションローラの役割も兼ねている。また、ステアリングローラ２は、二次転写ベルトの端部位置を検知するエッジ検知センサ５ｂの信号に基づき、矢印Ｓ２方向にアライメントを変化させることが可能となっている。なお、中間転写ベルト６０６および二次転写ベルト６７はいずれもポリイミドなどで形成された樹脂ベルトを少なくとも基層に有する単層または複層のベルトである。本実施の形態における画像形成装置では、以上に説明した張架レイアウトの中間転写ベルトユニット２０１および転写ベルトユニット１００が二次転写部において互いに圧接する構成となっている。

本実施例では内掛け張架と外掛け張架の違いはあるものの、中間転写ベルトユニット２０１と転写ベルトユニット１００はいずれも図３および図４に示す機構のステアリングローラを備えている。ステアリング制御に関しても、中間転写ベルトユニット２００と転写ベルトユニット１００はいずれも図１５に示す制御ブロック図と、図１６に示すＣＰＵフローチャートに基づき行われる。

＜ステアリング制御の相互関係＞
図９を用いて、本実施の形態における中間転写ベルトユニット２０１と転写ベルトユニット１００のステアリング制御による影響について説明する。既に説明した張架レイアウト構成から、中間転写ベルトユニット２０１においては、ステアリングローラ６０５と、中間転写ベルト６０６の回転方向においてステアリングローラ６０５よりも上流側にある張架ローラ６０４と、で張架される一次転写面Ｆｕがステアリングローラ６０５による牽引面となる。図１４で説明した牽引面上の質点がスラスト方向に変位する現象が顕著に現れる。本実施例では、もう１つの転写部を含む二次転写面Ｆｄを軸アライメントが不変である駆動ローラ６０４による牽引面とする。

一方、転写ベルトユニット１００においては、駆動ローラ６６と、転写ベルト６７の回転方向において転写ベルト６７よりも下流側にある分離ローラ４と、で張架される二次転写面Ｐｄが軸アライメント不変の分離ローラ４による牽引面となる。そのため、二次転写部ではステアリング制御に伴う質点のスラスト方向変位が発生し難い。その反面、ステアリングローラ２と、転写ベルト６７の回転方向においてステアリングローラ２よりも上流側にある分離ローラ４と、で張架される対向側の張架面Ｐｕはステアリングローラ２による牽引面となる。そのため、ステアリング制御に伴う質点のスラスト方向変位が顕著となるが、中間転写ベルト６０６と直接接触する部分を有さない張架面であるため影響は非常に少ない。

以上から、両ベルトユニットにおけるステアリング制御の相互関係を図１０のブロック線図に示す。上段が中間転写ベルトユニット２００、下段が転写ベルトユニット１００のステアリング制御に関する制御ブロックであり、制御コントローラを含むＣＰＵが行う指令については既に説明した図１６のフローチャートに準ずるものである。本実施の形態においては、色ズレを考慮しなくてよいモノクロ機ゆえ、一次転写面上の質点がスラスト方向に変位することを許容し、二次転写部において中間転写ベルト６０６から二次転写ベルト６７に対してスラスト方向の外力が作用しない利点を優先している。同様に、二次転写ベルト６７から中間転写ベルト６０６に対してもスラスト方向の外力は作用しない。そのため、制御コントローラ１（５０ａ）からの指令値ＭＶ１は中間転写ベルトの端部位置を、制御コントローラＩＩ（５０ｂ）からの指令値ＭＶ２は二次転写ベルトの端部位置をそれぞれ制御する独立な系となる。すなわち、２つの無端ベルト体が接触部を有する構成であっても、図１７のような２つのステアリング制御の影響が相互に干渉し合う系を回避することができる。その結果、複雑な構成を用いることなく制御コントローラ１（５０ａ）および制御コントローラ２（５０ｂ）の目標値追従性を高めることができ、メディア対応力に優れた中間転写ベルトと二次転写ベルトを有する構成の画像形成装置が実現できる。

なお、本実施の形態ではトナーを用いた電子写真方式を例に説明をしたが、画像形成部はインクジェット方式やオフセット印刷方式などの他方式であっても構わない。また、中間転写ベルトの代わりに感光体層を有する感光体ベルトを用い、該感光体ベルト上に画像形成部によって直接作像を行う方式としても構わない。

なお、実施例１、実施例２の中間転写ベルトユニットでは、中間転写ベルトの回転方向において画像形成部の下流側に駆動ローラ、上流側にステアリングローラを設ける構成であった。しかし、駆動ローラとステアリングローラとの位置関係を変更する構成であっても、本発明の効果を得ることはできる。

１、３ 加圧バネ
２、６０５ ステアリングローラ
４ 分離ローラ
６０３ 二次転写内ローラ
６０４ 駆動ローラ
６０６ 中間転写ベルト
Ｆｕ ステアリングローラによる牽引面（中間転写ベルト側）
Ｆｄ アライメント軸が不変なローラによる牽引面（中間転写ベルト側）
Ｐｕ ステアリングローラによる牽引面（二次転写ベルト側）
Ｐｄ アライメント軸が不変なローラによる牽引面（二次転写ベルト側）

Claims (10)

1. トナー像を担持する回転可能な第一ベルトと、前記第一ベルトにトナー像を形成する画像形成手段と、記録材を担持搬送する回転可能な第二ベルトと、前記第一ベルトと前記第二ベルトと間で形成されるニップ部にて前記第二ベルトに担持された記録材に前記第一ベルトに形成されたトナー像を転写する転写手段と、軸を傾斜させることにより前記第一ベルトの移動方向と直交する幅方向の前記第一ベルトの位置を調整する第一ステアリングローラと、前記第一ベルトを張架する第一張架ローラと、軸を傾斜させることにより前記第二ベルトの移動方向と直交する幅方向の前記第二ベルトの位置を調整する第二ステアリングローラと、前記第二ベルトを張架する第二張架ローラと、を有する画像形成装置において、
   前記第二ベルトの回転方向において前記第二ステアリングローラは前記ニップ部よりも上流側で前記第二張架ローラよりも下流側に配置されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第一ベルトの回転方向において前記第一ステアリングローラは前記ニップ部よりも上流側で前記第一張架ローラよりも下流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第二ステアリングローラは、前記第二ベルトの外周面に巻き付き部を形成した外掛けローラであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 前記第二ベルトの幅方向における前記第二ベルトの位置を検知する検知手段を有し、前記第二ステアリングローラの傾斜を前記検知手段の検知の結果に応じて制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記検知手段は、ニップ部を形成するベルト面の前記幅方向の位置を検知することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. トナー像を担持する回転可能な第一ベルトと、前記第一ベルトにトナー像を形成する画像形成手段と、記録材を担持搬送する回転可能な第二ベルトと、前記第一ベルトと前記第二ベルトと間で形成されるニップ部にて前記第二ベルトに担持された記録材に前記第一ベルトに形成されたトナー像を転写する転写手段と、軸を傾斜させることにより前記第一ベルトの移動方向と直交する幅方向の前記第一ベルトの位置を調整する第一ステアリングローラと、前記第一ベルトを張架する第一張架ローラと、軸を傾斜させることにより前記第二ベルトの移動方向と直交する幅方向の前記第二ベルトの位置を調整する第二ステアリングローラと、前記第二ベルトを張架する第二張架ローラと、を有する画像形成装置において、
   前記第一ベルトの回転方向において前記第一ステアリングローラは前記ニップ部よりも上流側で前記第一張架ローラよりも下流側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記第二ベルトの回転方向において前記第二ステアリングローラは前記ニップ部よりも上流側で前記第二張架ローラよりも下流側に配置されることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第二ステアリングローラは、前記第二ベルトの外周面に巻き付き部を形成した外掛けローラであることを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記第二ベルトの幅方向における前記第二ベルトの位置を検知する検知手段を有し、前記第二ステアリングローラの傾斜を前記検知手段の検知の結果に応じて制御する制御手段を有することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記検知手段は、ニップ部を形成するベルト面の前記幅方向の位置を検知することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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