JP2015225142A - 転写装置、画像形成装置、及び、回転体駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】環境変動や経時劣化が生じても、2次転写ニップ(ニップ)における圧力の変化が比較的簡易に軽減される、転写装置、画像形成装置、及び、回転体駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動ローラ12Aと2次転写ローラ19とが回転駆動された状態でカム機構30、31、63(可変手段)によって2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離を可変しながら、第1検知部71(第1検知手段)によって検知される駆動トルクの推移データや第2検知部72(第2検知手段)によって検知される駆動トルクの推移データを取得して、対応する目標推移データと比較して、その結果に基いてカム機構30、31、63によって2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離を可変制御している。
【選択図】図3
【解決手段】駆動ローラ12Aと2次転写ローラ19とが回転駆動された状態でカム機構30、31、63(可変手段)によって2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離を可変しながら、第1検知部71(第1検知手段)によって検知される駆動トルクの推移データや第2検知部72(第2検知手段)によって検知される駆動トルクの推移データを取得して、対応する目標推移データと比較して、その結果に基いてカム機構30、31、63によって2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離を可変制御している。
【選択図】図3
Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置と、そこに設置される転写装置と、ニップを形成する2つの回転体を回転駆動する回転体駆動装置と、に関するものである。
従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、中間転写ベルト装置(転写装置)を備えたタンデム型のカラー画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
詳しくは、4つの感光体ドラム(像担持体)が中間転写ベルト(ベルト部材)に対向するように並設されている。これらの4つの感光体ドラムでは、それぞれ、ブラック(黒色)、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像が形成される。そして、各感光体ドラムで形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト上に重ねて1次転写される。さらに、中間転写ベルト上に担持された複数色のトナー像は、カラー画像として、2次転写ローラが中間転写ベルトを介して2次転写対向ローラに当接して形成される2次転写ニップの位置で、その位置に搬送される記録媒体に2次転写される。
詳しくは、4つの感光体ドラム(像担持体)が中間転写ベルト(ベルト部材)に対向するように並設されている。これらの4つの感光体ドラムでは、それぞれ、ブラック(黒色)、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像が形成される。そして、各感光体ドラムで形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト上に重ねて1次転写される。さらに、中間転写ベルト上に担持された複数色のトナー像は、カラー画像として、2次転写ローラが中間転写ベルトを介して2次転写対向ローラに当接して形成される2次転写ニップの位置で、その位置に搬送される記録媒体に2次転写される。
一方、特許文献1には、記録媒体の先端が2次転写ニップに突入するときに生じるショックジターと、記録媒体の後端が2次転写ニップから抜けるときに生じるショックジターと、を低減するために、記録媒体の先端が2次転写ニップに突入する直前のタイミングと、記録媒体の後端が2次転写ニップから抜ける直前のタイミングと、でカム機構によって2次転写ローラを2次転写対向ローラに対して相対的に所定距離だけ離間させる技術が開示されている。
従来の画像形成装置は、2次転写ローラのローラ径が、環境変動による熱膨張・熱収縮や経時劣化によって変化してしまったときなどに、2次転写ニップにおける圧力(ニップ圧)が変化してしまうことがあった。そして、そのような場合に、ニップ圧が適正範囲からはずれて大きくなってしまうと、2次転写ニップに記録媒体が送出されるときに大きなショックジターが発生してしまったり、ニップ圧が適正範囲からはずれて小さくなってしまうと、2次転写ニップにおける記録媒体に対する搬送力が低下してジャム(紙詰り)が発生してしまったりすることになる。
このような不具合を解決するために、2次転写ニップにおけるニップ圧を調整制御するカム機構を設けたとしても、カムの回転位置(回転角度)を検知することは、環境変動や経時劣化によりニップ圧の変化を把握することにはならない。また、比較的簡易な方法でニップ圧の変化を直接的に検知することは、難しい課題となっていた。
このような不具合を解決するために、2次転写ニップにおけるニップ圧を調整制御するカム機構を設けたとしても、カムの回転位置(回転角度)を検知することは、環境変動や経時劣化によりニップ圧の変化を把握することにはならない。また、比較的簡易な方法でニップ圧の変化を直接的に検知することは、難しい課題となっていた。
このような問題は、中間転写ベルトを用いた転写装置(画像形成装置)に限定されることなく、ニップを形成する2つの回転体を回転駆動する回転体駆動装置であれば、生じる可能性がある。具体的に、第2回転体としての転写ローラが第1回転体としてのベルト部材(例えば、感光体ベルト等である。)を介して転写対向ローラに当接して転写ニップを形成するように構成されたものや、第2回転体としての転写ローラが第1回転体(例えば、中間転写ドラム等である。)に当接して転写ニップを形成するように構成されたものであっても、生じる可能性がある。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、環境変動や経時劣化が生じても、2次転写ニップ(ニップ)における圧力の変化が比較的簡易に軽減される、転写装置、画像形成装置、及び、回転体駆動装置を提供することにある。
この発明の請求項1記載の発明にかかる転写装置は、複数のローラ部材に張架されて、その表面に像担持体上に形成された画像が1次転写される中間転写ベルトと、前記複数のローラ部材のうちの1つであって、所定方向に回転駆動されて前記中間転写ベルトを所定の走行方向に走行させる駆動ローラと、前記中間転写ベルトの外周面に当接して2次転写ニップを形成して、所定方向に回転駆動されて、前記2次転写ニップに向けて搬送される記録媒体上に前記中間転写ベルト上に担持された画像を2次転写する2次転写ローラと、前記複数のローラ部材のうちの1つであって、前記中間転写ベルトを介して前記2次転写ローラに対向する2次転写対向ローラと、前記2次転写ローラと前記2次転写対向ローラとの軸間距離を可変する可変手段と、前記駆動ローラの駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第1検知手段と、前記2次転写ローラの駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第2検知手段と、を備え、前記駆動ローラと前記2次転写ローラとが回転駆動された状態で前記可変手段によって前記軸間距離を可変しながら、前記第1検知手段によって検知される駆動トルクの推移データと、前記第2検知手段によって検知される駆動トルクの推移データと、を取得して、2つの前記推移データのうち少なくとも1つの推移データを、対応する目標推移データと比較して、その結果に基いて前記可変手段によって前記軸間距離を可変制御するものである。
本発明によれば、環境変動や経時劣化が生じても、2次転写ニップ(ニップ)における圧力の変化が比較的簡易に軽減される、転写装置、画像形成装置、及び、回転体駆動装置を提供することができる。
実施の形態.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
まず、図1及び図2にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の中央には、転写装置としての中間転写ベルト装置15が設置されている。また、中間転写ベルト装置15の中間転写ベルト8(ベルト部材)に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の中央には、転写装置としての中間転写ベルト装置15が設置されている。また、中間転写ベルト装置15の中間転写ベルト8(ベルト部材)に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
図2を参照して、イエローに対応した作像部6Yは、像担持体としての感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配設された帯電部4Y、現像部5Y、クリーニング部2Y、除電部(不図示である。)等で構成されている。そして、感光体ドラム1Y上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、感光体ドラム1Y上にイエロー画像が形成されることになる。
なお、他の3つの作像部6M、6C、6Kも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部6Yとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の3つの作像部6M、6C、6Kの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部6Yのみの説明をおこなうことにする。
図2を参照して、感光体ドラム1Yは、不図示の駆動モータによって反時計方向に回転駆動される。そして、帯電部4Yの位置で、感光体ドラム1Yの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、現像部5Yとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び1次転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び1次転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、クリーニング部2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによってクリーニング部2Y内に回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部6M、6C、6Kでも、イエロー作像部6Yと同様におこなわれる。すなわち、作像部の上方に配設された露光部7から、画像情報に基いたレーザ光Lが、各作像部6M、6C、6Kの感光体ドラム1M、1C、1K上に向けて照射される。詳しくは、露光部7は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写する。こうして、第1回転体としての中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写する。こうして、第1回転体としての中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
ここで、回転体駆動装置としての中間転写ベルト装置15(転写装置)は、図3を参照して、第1回転体としての中間転写ベルト8、4つの1次転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ12A、2次転写対向ローラ11、テンションローラ12B〜12D、クリーニング対向ローラ13、中間転写クリーニング部10、第2回転体としての2次転写ローラ19、等で構成される。中間転写ベルト8は、複数のローラ部材11、12A〜12D、13によって張架・支持されるとともに、1つのローラ部材(駆動ローラ12A)の回転駆動によって図3中の矢印方向に無端移動される。
4つの1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K との間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kに、トナーの極性とは逆の転写電圧(転写バイアス)が印加される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8(第1回転体)は、2次転写ローラ19(第2回転体)との対向位置に達する。この位置では、2次転写対向ローラ11が、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップ(ニップ)を形成している。そして、中間転写ベルト8上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体P上に転写される(2次転写工程である。)。このとき、中間転写ベルト8には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト8は、中間転写クリーニング部10の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト8上の未転写トナーが除去される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。なお、転写装置としての中間転写ベルト装置15の構成・動作については、後で図3〜図8等を用いてさらに詳しく説明する。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。なお、転写装置としての中間転写ベルト装置15の構成・動作については、後で図3〜図8等を用いてさらに詳しく説明する。
ここで、図1を参照して、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、装置本体100の下方に配設された給紙部26から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
レジストローラ対28(タイミングローラ対)に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対(不図示である。)によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された記録媒体Pは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対(不図示である。)によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された記録媒体Pは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、図2にて、作像部における現像部(現像装置)の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像部5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51Yと、現像ローラ51Yに対向するドクターブレード52Yと、現像剤収容部内に配設された2つの搬送スクリュ55Yと、現像剤収容部に開口を介して連通するトナー補給経路43Yと、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56Yと、等で構成される。現像ローラ51Yは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。
現像部5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51Yと、現像ローラ51Yに対向するドクターブレード52Yと、現像剤収容部内に配設された2つの搬送スクリュ55Yと、現像剤収容部に開口を介して連通するトナー補給経路43Yと、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56Yと、等で構成される。現像ローラ51Yは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。
このように構成された現像部5Yは、次のように動作する。
現像ローラ51Yのスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ51Y上を移動する。ここで、現像部5Y内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。
その後、現像剤収容部内に補給されたトナーは、2つの搬送スクリュ55Yによって、現像剤とともに混合・撹拌されながら、隔絶された2つの現像剤収容部を循環する(図2の紙面垂直方向の移動である。)。そして、現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51Y上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51Y上に担持される。
現像ローラ51Yのスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ51Y上を移動する。ここで、現像部5Y内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。
その後、現像剤収容部内に補給されたトナーは、2つの搬送スクリュ55Yによって、現像剤とともに混合・撹拌されながら、隔絶された2つの現像剤収容部を循環する(図2の紙面垂直方向の移動である。)。そして、現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51Y上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51Y上に担持される。
現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、図2中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード52Yの位置に達する。そして、現像ローラ51Y上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ51Y上に残った現像剤はスリーブの回転にともない現像剤収容部の上方に達して、この位置で現像ローラ51Yから離脱される。
次に、図3〜図8を用いて、本実施の形態において特徴的な、中間転写ベルト装置15(転写装置)の構成・動作について詳述する。
図3を参照して、中間転写ベルト装置15(転写装置、回転体駆動装置)は、第1回転体としての中間転写ベルト8、4つの1次転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ12A、2次転写対向ローラ11、テンションローラ12B〜12D、クリーニング対向ローラ13、中間転写クリーニング部10、第2回転体としての2次転写ローラ19、等で構成される。
図3を参照して、中間転写ベルト装置15(転写装置、回転体駆動装置)は、第1回転体としての中間転写ベルト8、4つの1次転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ12A、2次転写対向ローラ11、テンションローラ12B〜12D、クリーニング対向ローラ13、中間転写クリーニング部10、第2回転体としての2次転写ローラ19、等で構成される。
中間転写ベルト8は、各色のトナー像をそれぞれ担持する4つの像担持体としての感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向するように配設されている。中間転写ベルト8は、主として6つのローラ部材(駆動ローラ12A、2次転写対向ローラ11、テンションローラ12B〜12D、クリーニング対向ローラ13、である。)によって張架・支持されている。
本実施の形態において、中間転写ベルト8は、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)、等を単層又は複数層に構成して、カーボンブラック等の導電性材料を分散させたものである。中間転写ベルト8は、体積抵抗率が107〜1012Ωcm、ベルト裏面側の表面抵抗率が108〜1012Ωcmの範囲となるように調整されている。また、中間転写ベルト8は、厚さが80〜100μmの範囲となるように設定されている。本実施の形態では、中間転写ベルト8の厚さが90μmに設定されている。
なお、必要に応じて中間転写ベルト8の表面に離型層をコートすることもできる。その際、コートに用いる材料として、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、PVDF(フッ化ビニルデン)、PEA(パーフルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体)、PVF(フッ化ビニル)、等のフッ素樹脂を使用できるが、これに限定されるものではない。
また、中間転写ベルト8の製造方法としては、注型法、遠心成形法、等があり、必要に応じてその表面を研磨する工程がおこなわれる。
なお、必要に応じて中間転写ベルト8の表面に離型層をコートすることもできる。その際、コートに用いる材料として、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、PVDF(フッ化ビニルデン)、PEA(パーフルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体)、PVF(フッ化ビニル)、等のフッ素樹脂を使用できるが、これに限定されるものではない。
また、中間転写ベルト8の製造方法としては、注型法、遠心成形法、等があり、必要に応じてその表面を研磨する工程がおこなわれる。
1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を介して対応する感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向している。詳しくは、イエロー用の転写ローラ9Yは中間転写ベルト8を介してイエロー用の感光体ドラム1Yに対向し、マゼンタ用の転写ローラ9Mは中間転写ベルト8を介してマゼンタ用の感光体ドラム1Mに対向し、シアン用の転写ローラ9Cは中間転写ベルト8を介してシアン用の感光体ドラム1Cに対向し、ブラック用(黒色用)の転写ローラ9Kは中間転写ベルト8を介してブラック用(黒色用)の感光体ドラム1Kに対向している。
駆動ローラ12Aは、不図示の減速ギア列を介して第1駆動モータ61によって回転駆動される。これにより、中間転写ベルト8は所定の走行方向(図3の時計方向である。)に走行することになる。なお、本実施の形態では、中間転写ベルト8の走行速度(プロセス線速)が、415mm/秒程度になるように設定されている。
2次転写対向ローラ11は、中間転写ベルト8を介して2次転写ローラ19に当接している。3つのテンションローラ12B〜12Dは、中間転写ベルト8の内周面又は外周面に当接している。2次転写対向ローラ11とテンションローラ12Bとの間には、中間転写ベルト8を介してクリーニング対向ローラ13に対向するように中間転写クリーニング部10(クリーニングブレード)が設置されている。
2次転写ローラ19は、中空薄肉構造の芯金(軸部)上に、ゴム硬度(Aスケール)が40度以下の加硫ゴム、シリコーンゴムなどからなる弾性層、ウレタンコーティング層(表面層)が順次積層されたローラ部材であって、中間転写ベルト8の外周面に当接して2次転写ニップを形成している。また、本実施の形態において、2次転写ローラ19は、不図示の減速ギア列を介して第2駆動モータ62によって、中間転写ベルト8との間に線速差が生じないように制御されて、回転駆動される。また、2次転写ローラ19(又は/及び、2次転写対向ローラ11)には、所定の2次転写バイアスが印可される。これにより、2次転写ニップに向けて搬送される記録媒体P上に中間転写ベルト8上に担持された画像が2次転写されて、その後に記録媒体Pは2次転写ニップから送出されることになる。
2次転写対向ローラ11は、中間転写ベルト8を介して2次転写ローラ19に当接している。3つのテンションローラ12B〜12Dは、中間転写ベルト8の内周面又は外周面に当接している。2次転写対向ローラ11とテンションローラ12Bとの間には、中間転写ベルト8を介してクリーニング対向ローラ13に対向するように中間転写クリーニング部10(クリーニングブレード)が設置されている。
2次転写ローラ19は、中空薄肉構造の芯金(軸部)上に、ゴム硬度(Aスケール)が40度以下の加硫ゴム、シリコーンゴムなどからなる弾性層、ウレタンコーティング層(表面層)が順次積層されたローラ部材であって、中間転写ベルト8の外周面に当接して2次転写ニップを形成している。また、本実施の形態において、2次転写ローラ19は、不図示の減速ギア列を介して第2駆動モータ62によって、中間転写ベルト8との間に線速差が生じないように制御されて、回転駆動される。また、2次転写ローラ19(又は/及び、2次転写対向ローラ11)には、所定の2次転写バイアスが印可される。これにより、2次転写ニップに向けて搬送される記録媒体P上に中間転写ベルト8上に担持された画像が2次転写されて、その後に記録媒体Pは2次転写ニップから送出されることになる。
なお、本実施の形態では、中間転写ベルト8の内周面における幅方向(図3の紙面垂直方向である。)の端部に対向する位置であって、図3に示す周方向の位置に、フォトセンサ65(スケールセンサ)が設置されている。また、図示は省略するが、中間転写ベルト8の内周面における幅方向端部には、フォトセンサ65の位置に対応するように、スケールパターンが等間隔で形成されている。そして、中間転写ベルト8に形成されたスケールパターンをフォトセンサ65で検知することで、中間転写ベルト8の走行速度を求めて、中間転写ベルト8の走行速度が狙いの値になるように、制御部60にて第1駆動モータ61や第2駆動モータ62の回転数(駆動モータ12Aや2次転写ローラ19の回転数)を調整制御(フィードバック制御)している。
ここで、本実施の形態における中間転写ベルト装置15(画像形成装置100)には、2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離(当接方向の距離)を可変する可変手段としてのカム機構30、31、63が設けられている。
詳しくは、図3を参照して、中間転写ベルト8が巻装された2次転写対向ローラ11は、装置15のフレーム(不図示である。)の定位置に回転可能に保持されている。また、2次転写対向ローラ11の幅方向(図3の紙面垂直方向である。)の両端部には、それぞれ、カム30(偏心カム)が回転可能に設置されている。これらのカム30(2つのカム30の偏心の位相が一致するように配設されている。)は、その回転軸30aが、2次転写対向ローラ11の回転軸と同軸上になるように配設されている。また、2つのカム30は、2次転写対向ローラ11の回転(中間転写ベルト8との摩擦抵抗による従動回転である。)とは独立して、カム用モータ63によって互いに位相を合わせて回転駆動される。カム用モータ63はDCブラシレスモータであって、そのモータ軸に設置されたプーリとカム30の回転軸30aに設置されたプーリとの間にタイミングベルトが張架されている。すなわち、カム30は、カム用モータ63によって回転駆動されて、2次転写ローラ19に当接して軸間距離(2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離である。)が大きくなる方向(2次転写ローラ19を押し下げる方向である。)に付勢することになる。
一方、2次転写ローラ19の幅方向両端部には、カム30に当接可能な突当部(2次転写ローラ19の外径よりも小さな外径からなる玉軸受である。)が設置されている。さらに、2次転写ローラ19の幅方向両端の軸部には、2次転写ローラ19を2次転写対向ローラ11に向けて付勢する圧縮スプリング31(付勢部材)が設置されている。すなわち、付勢部材としての圧縮スプリング31は、カム30の付勢方向とは逆方向に2次転写ローラ19を付勢することになる。
詳しくは、図3を参照して、中間転写ベルト8が巻装された2次転写対向ローラ11は、装置15のフレーム(不図示である。)の定位置に回転可能に保持されている。また、2次転写対向ローラ11の幅方向(図3の紙面垂直方向である。)の両端部には、それぞれ、カム30(偏心カム)が回転可能に設置されている。これらのカム30(2つのカム30の偏心の位相が一致するように配設されている。)は、その回転軸30aが、2次転写対向ローラ11の回転軸と同軸上になるように配設されている。また、2つのカム30は、2次転写対向ローラ11の回転(中間転写ベルト8との摩擦抵抗による従動回転である。)とは独立して、カム用モータ63によって互いに位相を合わせて回転駆動される。カム用モータ63はDCブラシレスモータであって、そのモータ軸に設置されたプーリとカム30の回転軸30aに設置されたプーリとの間にタイミングベルトが張架されている。すなわち、カム30は、カム用モータ63によって回転駆動されて、2次転写ローラ19に当接して軸間距離(2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離である。)が大きくなる方向(2次転写ローラ19を押し下げる方向である。)に付勢することになる。
一方、2次転写ローラ19の幅方向両端部には、カム30に当接可能な突当部(2次転写ローラ19の外径よりも小さな外径からなる玉軸受である。)が設置されている。さらに、2次転写ローラ19の幅方向両端の軸部には、2次転写ローラ19を2次転写対向ローラ11に向けて付勢する圧縮スプリング31(付勢部材)が設置されている。すなわち、付勢部材としての圧縮スプリング31は、カム30の付勢方向とは逆方向に2次転写ローラ19を付勢することになる。
このような構成により、カム用モータ63の回転駆動によってカム30の回転方向の姿勢を可変することで、2次転写対向ローラ11(中間転写ベルト8)に対して2次転写ローラ19を当接させた状態(図4(A)〜(C)の状態である。)と、2次転写対向ローラ11(中間転写ベルト8)に対して2次転写ローラ19を離間させた状態(図4(D)の状態である。)と、を切り替えることができる。
具体的に、画像形成プロセスがおこなわれない非画像形成時であって、主として一連の画像形成動作が終了した後に、図4(D)に示すように2次転写ローラ19が離間されて、2次転写ローラ19の弾性層に永久歪が生じる不具合が防止されることになる。
具体的に、画像形成プロセスがおこなわれない非画像形成時であって、主として一連の画像形成動作が終了した後に、図4(D)に示すように2次転写ローラ19が離間されて、2次転写ローラ19の弾性層に永久歪が生じる不具合が防止されることになる。
また、カム用モータ63の回転駆動によってカム30の回転方向の姿勢(回転位置、回転角度)を可変することで、2次転写対向ローラ11(中間転写ベルト8)に対する2次転写ローラ19の当接状態(軸間距離)を可変することができる。
具体的に、カム30の回転位置(回転角度)が可変されることで、図4(A)に示すように、2次転写対向ローラ11と2次転写ローラ19との軸間距離が中程度で2次転写ニップにおけるニップ圧W1が中程度である状態や、図4(B)に示すように、2次転写対向ローラ11と2次転写ローラ19との軸間距離が短くてニップ圧W0が大きくなる状態や、図4(C)に示すように、2次転写対向ローラ11と2次転写ローラ19との軸間距離が長くてニップ圧W2が小さくなる状態、を切り替えることができる(W0>W1>W2である。)。なお、カム30の外周は、回転軸30aからの距離が連続的に変化するように形成された曲面となっていて、2次転写対向ローラ11と2次転写ローラ19との軸間距離(ニップ圧)が図4(A)〜(C)で示したもの以外に連続的に可変できるように形成されている。
そして、このような2次転写対向ローラ11と2次転写ローラ19との軸間距離を可変しながら、駆動ローラ12A(中間転写ベルト8)の駆動トルクの推移データや2次転写ローラ19の駆動トルクの推移データを取得して、適正なカム回転位置を求めて補正する制御(カム位置補正制御)がおこなわれることになるが、これについては後で詳しく説明する。
具体的に、カム30の回転位置(回転角度)が可変されることで、図4(A)に示すように、2次転写対向ローラ11と2次転写ローラ19との軸間距離が中程度で2次転写ニップにおけるニップ圧W1が中程度である状態や、図4(B)に示すように、2次転写対向ローラ11と2次転写ローラ19との軸間距離が短くてニップ圧W0が大きくなる状態や、図4(C)に示すように、2次転写対向ローラ11と2次転写ローラ19との軸間距離が長くてニップ圧W2が小さくなる状態、を切り替えることができる(W0>W1>W2である。)。なお、カム30の外周は、回転軸30aからの距離が連続的に変化するように形成された曲面となっていて、2次転写対向ローラ11と2次転写ローラ19との軸間距離(ニップ圧)が図4(A)〜(C)で示したもの以外に連続的に可変できるように形成されている。
そして、このような2次転写対向ローラ11と2次転写ローラ19との軸間距離を可変しながら、駆動ローラ12A(中間転写ベルト8)の駆動トルクの推移データや2次転写ローラ19の駆動トルクの推移データを取得して、適正なカム回転位置を求めて補正する制御(カム位置補正制御)がおこなわれることになるが、これについては後で詳しく説明する。
図3を参照して、本実施の形態における中間転写ベルト装置15(転写装置)には、駆動ローラ12A(中間転写ベルト8)の駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第1検知手段としての第1検知部71、2次転写ローラ19の駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第2検知手段としての第2検知部72、が設けられている。
詳しくは、図5をも参照して、第1検知部71(第1検知手段)は、駆動ローラ12Aに設置されたエンコーダ(駆動ローラエンコーダ)を具備していて、これにより駆動ローラ12Aの回転速度情報を取得して、第1駆動モータ61のPWM指示値(又は、駆動電流値)から、駆動ローラ12Aの駆動トルク(負荷トルク)を求めている。
また、第2検知部72(第2検知手段)は、2次転写ローラ19に設置されたエンコーダ(2次転写ローラエンコーダ)や第2駆動モータ62に設置されたエンコーダ(2次転写モータエンコーダ)を具備していて、これらにより2次転写ローラ19や第2駆動モータ62の回転速度情報を取得して、第2駆動モータ62のPWM指示値(又は、駆動電流値)から、2次転写ローラ19の駆動トルク(負荷トルク)を求めている。
詳しくは、図5をも参照して、第1検知部71(第1検知手段)は、駆動ローラ12Aに設置されたエンコーダ(駆動ローラエンコーダ)を具備していて、これにより駆動ローラ12Aの回転速度情報を取得して、第1駆動モータ61のPWM指示値(又は、駆動電流値)から、駆動ローラ12Aの駆動トルク(負荷トルク)を求めている。
また、第2検知部72(第2検知手段)は、2次転写ローラ19に設置されたエンコーダ(2次転写ローラエンコーダ)や第2駆動モータ62に設置されたエンコーダ(2次転写モータエンコーダ)を具備していて、これらにより2次転写ローラ19や第2駆動モータ62の回転速度情報を取得して、第2駆動モータ62のPWM指示値(又は、駆動電流値)から、2次転写ローラ19の駆動トルク(負荷トルク)を求めている。
図5を用いて、制御部60の構成について補足的に説明する。
制御部60(モータ制御部)は、制御CPUを内蔵している。制御部60は、画像形成装置100の全体を制御するメイン制御部(後述する推移データや目標推移データなどを記憶する記憶手段としてのメモリなどが設けられている。)からのモータ指令値を受けて、第1駆動モータ61(中間転写駆動モータ)の回転速度を制御したり、第2駆動モータ62(2次転写モータ)の回転速度を制御したりする。また、制御部60の制御CPUでは、駆動ローラ12Aのエンコーダやフォトセンサ65(スケールセンサ)からの回転速度情報、2次転写モータエンコーダや2次転写ローラエンコーダからの回転速度情報、第1駆動モータ61や第2駆動モータ62の駆動電流値の情報などを収集して、駆動モータ61、62への制御出力を演算してPWM(パルス幅変調信号)として出力する。プリドライバ350、450では、駆動モータ61、62の回転角をホール素子信号により認識して、PWM信号を駆動モータ61、62の相出力信号に変換して、FET360、460を介して駆動モータ61、62を駆動する。これによって、各駆動モータ61、62の指示値である目標速度信号に基づき、各駆動モータ61、62の回転速度が目標となるように制御される。
ここで、PWM信号によってモータの駆動電流を算出することができるが、プリドライバを含むモータ駆動回路の変動や応答性の影響を受けて誤差が発生してしまうことがある。そこで、より高精度にモータの駆動電流を把握するために、FETの電流を計測して駆動電流を把握することもできる。
また、制御部60における制御CPUは、必要に応じて、メイン制御部におけるメモリに収集データや演算データを格納したり、メイン制御部に中間転写ベルト装置15の異常な状態に関する情報を通知したりする。
また、メイン制御部は、2次転写ローラ19の当接動作情報を取得したり、操作部からのオペレータ情報を取得してそれに関わる制御をおこなうこともできる。
制御部60(モータ制御部)は、制御CPUを内蔵している。制御部60は、画像形成装置100の全体を制御するメイン制御部(後述する推移データや目標推移データなどを記憶する記憶手段としてのメモリなどが設けられている。)からのモータ指令値を受けて、第1駆動モータ61(中間転写駆動モータ)の回転速度を制御したり、第2駆動モータ62(2次転写モータ)の回転速度を制御したりする。また、制御部60の制御CPUでは、駆動ローラ12Aのエンコーダやフォトセンサ65(スケールセンサ)からの回転速度情報、2次転写モータエンコーダや2次転写ローラエンコーダからの回転速度情報、第1駆動モータ61や第2駆動モータ62の駆動電流値の情報などを収集して、駆動モータ61、62への制御出力を演算してPWM(パルス幅変調信号)として出力する。プリドライバ350、450では、駆動モータ61、62の回転角をホール素子信号により認識して、PWM信号を駆動モータ61、62の相出力信号に変換して、FET360、460を介して駆動モータ61、62を駆動する。これによって、各駆動モータ61、62の指示値である目標速度信号に基づき、各駆動モータ61、62の回転速度が目標となるように制御される。
ここで、PWM信号によってモータの駆動電流を算出することができるが、プリドライバを含むモータ駆動回路の変動や応答性の影響を受けて誤差が発生してしまうことがある。そこで、より高精度にモータの駆動電流を把握するために、FETの電流を計測して駆動電流を把握することもできる。
また、制御部60における制御CPUは、必要に応じて、メイン制御部におけるメモリに収集データや演算データを格納したり、メイン制御部に中間転写ベルト装置15の異常な状態に関する情報を通知したりする。
また、メイン制御部は、2次転写ローラ19の当接動作情報を取得したり、操作部からのオペレータ情報を取得してそれに関わる制御をおこなうこともできる。
ここで、本実施の形態における中間転写ベルト装置15(転写装置)では、駆動ローラ12A(中間転写ベルト8)と2次転写ローラ19とが回転駆動された状態でカム機構30、31、63(可変手段)によって軸間距離(2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離である。)を可変しながら、第1検知部71(第1検知手段)によって検知される駆動トルクの推移データと、第2検知部72(第2検知手段)によって検知される駆動トルクの推移データと、を取得して、2つの推移データのうち少なくとも1つの推移データを、対応する目標推移データと比較して、その結果に基いて、2次転写ニップのニップ圧が適正値になるように、カム機構30、31、63によって軸間距離を可変制御している。
これにより、2次転写ローラ19のローラ径が、環境変動による熱膨張・熱収縮や経時劣化によって変化してしまったときなどであって、2次転写ニップにおけるニップ圧が変化してしまいそうになっても、図8(B)を参照して、それによって変化する駆動ローラ12Aや2次転写ローラ19の駆動トルクの検知結果(推移データ)と基準となる値(目標推移データ)とを比較することで、その状態を把握して、2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離を可変制御して、2次転写ニップのニップ圧を狙いの値(適正値)に補正することができる。そのため、ニップ圧が適正範囲からはずれて大きくなってしまって、2次転写ニップに記録媒体Pが送出されるときに大きなショックジターが発生してしまう不具合や、ニップ圧が適正範囲からはずれて小さくなってしまって、2次転写ニップにおける記録媒体Pに対する搬送力が低下してジャム(紙詰り)が発生してしまう不具合が、確実に軽減されることになる。
これにより、2次転写ローラ19のローラ径が、環境変動による熱膨張・熱収縮や経時劣化によって変化してしまったときなどであって、2次転写ニップにおけるニップ圧が変化してしまいそうになっても、図8(B)を参照して、それによって変化する駆動ローラ12Aや2次転写ローラ19の駆動トルクの検知結果(推移データ)と基準となる値(目標推移データ)とを比較することで、その状態を把握して、2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離を可変制御して、2次転写ニップのニップ圧を狙いの値(適正値)に補正することができる。そのため、ニップ圧が適正範囲からはずれて大きくなってしまって、2次転写ニップに記録媒体Pが送出されるときに大きなショックジターが発生してしまう不具合や、ニップ圧が適正範囲からはずれて小さくなってしまって、2次転写ニップにおける記録媒体Pに対する搬送力が低下してジャム(紙詰り)が発生してしまう不具合が、確実に軽減されることになる。
詳しくは、図6、図8(B)をも参照して、駆動ローラ12A(中間転写ベルト8)と2次転写ローラ19とが回転駆動された状態でカム用モータ63によってカム30を定速度で回転駆動しながら、第1検知部71によって検知される駆動トルクの推移データや、第2検知部72によって検知される駆動トルクの推移データを取得する。そして、取得した推移データと、予め制御部に記憶された目標推移データと、を比較した結果に基いて、カム用モータ63によってカム30の回転位置(回転角度)を可変制御している。すなわち、図8(B)を参照して、推移データ(実線で示すグラフである。)と目標推移データ(破線で示すグラフである。)とを比較して、黒矢印で示すように、目標推移データにおいて所望のカム30の回転位置(カム移動距離)に対応する駆動トルク(トルク推定値)と同等となる駆動トルク(トルク推定値)に対応するカム30の回転位置(カム移動距離)を補正位置として推移データから求めて、カム用モータ63によってカム30の回転位置(カム移動距離)を補正位置に可変制御している。
ここで、図8を参照して、「推移データ」は、カム30を1周期分回転させて、2次転写対向ローラ11に対して2次転写ローラ19を離間させた状態からニップ圧を可変して当接させた状態まで変化させて得た駆動トルク(トルク推定値)についての連続的なデータである。
また、「目標推移データ」は、工場出荷時に設定された目標値(初期値)であって、2次転写ローラ19が環境変動や経時劣化によってローラ径が変化しておらず、その他の駆動ローラ12Aや2次転写対向ローラ11などのローラ部材や中間転写ベルト8などにも環境変動や経時劣化が生じておらず、ショックジターやジャムなどの不具合が生じることなく良好な搬送状態で2次転写工程がおこなわれるときの最適な推移データである。この目標推移データは、後述するように適宜に補正することができる。
なお、図8(B)では、2次転写ローラ19の駆動トルク(トルク推定値)の推移データとそれに対応する目標推移データを記載しているが、駆動モータ12Aの駆動トルクの推移データとそれに対応する目標推移データについても同様に取得することができる。
また、「目標推移データ」は、工場出荷時に設定された目標値(初期値)であって、2次転写ローラ19が環境変動や経時劣化によってローラ径が変化しておらず、その他の駆動ローラ12Aや2次転写対向ローラ11などのローラ部材や中間転写ベルト8などにも環境変動や経時劣化が生じておらず、ショックジターやジャムなどの不具合が生じることなく良好な搬送状態で2次転写工程がおこなわれるときの最適な推移データである。この目標推移データは、後述するように適宜に補正することができる。
なお、図8(B)では、2次転写ローラ19の駆動トルク(トルク推定値)の推移データとそれに対応する目標推移データを記載しているが、駆動モータ12Aの駆動トルクの推移データとそれに対応する目標推移データについても同様に取得することができる。
さらに具体的に、図6に示すフローチャートを用いて、このようなカム位置補正時(ニップ圧補正時)の制御について詳述する。
画像形成装置本体100の主電源がオンされると、ウォーミングアップ動作(イニシャライズ動作)が開始されて、図6に示すように、まず、第1駆動モータ61と第2駆動モータ62との駆動が開始される(ステップS1)。すなわち、記録媒体Pの通紙をともなう通常の画像形成プロセスをおこなうことなく、中間転写ベルト8や2次転写ローラ19の空駆動が開始される。
そして、中間転写ベルト8や2次転写ローラ19の空駆動をおこないながら、カム用モータ63の駆動開始にともなうカム30の回転が開始される(ステップS2)。このとき、カム30の回転は、少なくとも1周分、比較的ゆっくりした一定の速度でおこなわれる。そして、カム30を回転させて2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離を増減しながら、対応する第1検知部71、第2検知部72の検知結果(データ)が連続的に取得される(ステップS3)。
画像形成装置本体100の主電源がオンされると、ウォーミングアップ動作(イニシャライズ動作)が開始されて、図6に示すように、まず、第1駆動モータ61と第2駆動モータ62との駆動が開始される(ステップS1)。すなわち、記録媒体Pの通紙をともなう通常の画像形成プロセスをおこなうことなく、中間転写ベルト8や2次転写ローラ19の空駆動が開始される。
そして、中間転写ベルト8や2次転写ローラ19の空駆動をおこないながら、カム用モータ63の駆動開始にともなうカム30の回転が開始される(ステップS2)。このとき、カム30の回転は、少なくとも1周分、比較的ゆっくりした一定の速度でおこなわれる。そして、カム30を回転させて2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離を増減しながら、対応する第1検知部71、第2検知部72の検知結果(データ)が連続的に取得される(ステップS3)。
こうして、図8(A)、(B)において実線で示すような推移データが作成される(ステップS4)。そして、作成された推移データは、制御部に記憶されることになる。
そして、この推移データと、予め制御部に記憶された目標推移データと、を比較して、最適なカム回転位置が求められる(ステップS5)。
そして、ステップS5で求められたカム回転位置になるように、カム用モータ63が駆動されて、そのカム位置にカム30が固定される(ステップS6)。そして、その状態で通常の画像形成プロセスがおこなわれることになる。
そして、この推移データと、予め制御部に記憶された目標推移データと、を比較して、最適なカム回転位置が求められる(ステップS5)。
そして、ステップS5で求められたカム回転位置になるように、カム用モータ63が駆動されて、そのカム位置にカム30が固定される(ステップS6)。そして、その状態で通常の画像形成プロセスがおこなわれることになる。
さらに、本実施の形態では、通常の画像形成プロセスがおこなわれているときに、第1検知部71や第2検知部72でそれぞれ駆動トルクを検知して、その検知結果を補正データとして、それに基いて目標推移データを適宜に補正している(ステップS7)。
すなわち、駆動ローラ12Aと2次転写ローラ19とが回転駆動された状態でカム機構30、31、63(可変手段)によって軸間距離を所定値に固定して、2次転写ニップに記録媒体Pが通紙される状態で、第1検知部71によって検知される駆動トルクの補助データと、第2検知部72によって検知される駆動トルクの補助データと、を取得して、2つの補助データのうち少なくとも1つの補助データに基づいて、目標推移データを補正している。さらに換言すると、カム回転位置を固定して画像形成動作をおこないながら、トルク推定値の相関に基いて目標推移データ(目標移動量プロファイル)を設定している。
これにより、2次転写ニップに記録媒体Pが介在された実際の条件が、そのような条件を仮想して設定された目標推移データに反映されることになり、より精度の高いニップ圧調整をおこなうことができることになる。
すなわち、駆動ローラ12Aと2次転写ローラ19とが回転駆動された状態でカム機構30、31、63(可変手段)によって軸間距離を所定値に固定して、2次転写ニップに記録媒体Pが通紙される状態で、第1検知部71によって検知される駆動トルクの補助データと、第2検知部72によって検知される駆動トルクの補助データと、を取得して、2つの補助データのうち少なくとも1つの補助データに基づいて、目標推移データを補正している。さらに換言すると、カム回転位置を固定して画像形成動作をおこないながら、トルク推定値の相関に基いて目標推移データ(目標移動量プロファイル)を設定している。
これにより、2次転写ニップに記録媒体Pが介在された実際の条件が、そのような条件を仮想して設定された目標推移データに反映されることになり、より精度の高いニップ圧調整をおこなうことができることになる。
ここで、本実施の形態では、図6を用いて説明した制御において、第2検知部72の検知結果に基づく推移データとそれに対応する目標推移データとの比較によって導出したカム回転位置(補正位置)と、第1検知部71の検知結果に基づく推移データとそれに対応する目標推移データとの比較によって導出したカム回転位置(補正位置)と、が異なる場合に、前者と後者とのうち予め定めた一方の補正位置(例えば、第2検知部72の検知結果に基づく補正位置である。)を優先して、その補正位置になるようにカム用モータ63を駆動制御することが好ましい。このように、双方の補正位置が一致しない例としては、中間転写ベルト8にスリップが生じるような場合などがある。
このような制御をおこなうことで、図6のステップS5で導出すべき補正値(カム回転位置)が求められなくて、制御フローが終点のない無限ループにはいってしまう不具合を防止することができる。
また、双方の補正値の差異が所定値よりも大きい場合に、中間転写ベルト装置15の駆動に異常が生じているものとして、装置本体100の表示パネルにその旨を報知するなどの制御をおこなうこともできる。
このような制御をおこなうことで、図6のステップS5で導出すべき補正値(カム回転位置)が求められなくて、制御フローが終点のない無限ループにはいってしまう不具合を防止することができる。
また、双方の補正値の差異が所定値よりも大きい場合に、中間転写ベルト装置15の駆動に異常が生じているものとして、装置本体100の表示パネルにその旨を報知するなどの制御をおこなうこともできる。
また、本実施の形態において、上述したカム位置補正制御において推移データを取得する動作(駆動ローラ12Aと2次転写ローラ19とが回転駆動された状態でカム機構30、31、63によって2つのローラ11、19の軸間距離を可変しながら推移データを取得する動作である。)は、2次転写ローラ19を回転駆動する速度を一定にした状態で、2次転写ニップに記録媒体Pが通紙されないタイミングでおこなっている。すなわち、第2駆動モータ62の出力を一定にして推移データを設定して、そのトルク推定値の相関に基いて目標推移データ(目標移動量プロファイル)との比較をおこなっている。
これにより、通常の画像形成プロセスが妨げられて、画像品質が低下したり生産性が大きく低下したりする不具合が防止されることになる。
なお、カム位置補正制御は、2次転写ニップに記録媒体Pが通紙されないタイミングであればよく、例えば、2次転写ニップから記録媒体Pが送出されてから次に記録媒体Pが2次転写ニップに送入されるまでの紙間におこなうこともできる。
これにより、通常の画像形成プロセスが妨げられて、画像品質が低下したり生産性が大きく低下したりする不具合が防止されることになる。
なお、カム位置補正制御は、2次転写ニップに記録媒体Pが通紙されないタイミングであればよく、例えば、2次転写ニップから記録媒体Pが送出されてから次に記録媒体Pが2次転写ニップに送入されるまでの紙間におこなうこともできる。
以下、本実施の形態におけるカム位置補正制御について、さらに補足的に説明する。
まず、2次転写ローラ19が中間転写ベルト8(2次転写対向ローラ11)に当接した状態でニップ圧(接触圧力)が変化することによって中間転写ベルト8の搬送トルクに影響を与えることについて説明する。
中間転写ベルト8の搬送駆動について、フォトセンサ65(スケールセンサ)からの速度情報に基いて目標値で一定となるように、第1駆動モータ61の回転速度がフィードバック制御されることで、中間転写ベルト8の表面速度は常に一定となる。一方、2次転写ローラ19の駆動については、2次転写モータエンコーダや2次転写ローラエンコーダの速度情報に基いてフィードバック制御されることで、2次転写ローラ19の回転軸の速度は常に一定となる。
ここで、2次転写ローラ19が図4(D)に示すように離間した状態から図4(A)〜(C)に示すように当接した状態になるとき、当接の衝撃で中間転写ベルト8に速度変動が発生するが、中間転写ベルト8の表面速度はフィードバック制御されているため、再び一定速度となる。このときの速度変動によりショックジターが発生する。また、2次転写ローラ19の当接により中間転写ベルト8の搬送力が減少するため駆動トルクが変化して干渉トルクが生じる。この干渉トルクは、第2駆動モータ62(2次転写ローラ駆動モータ)が、2次転写ローラ19だけでなく中間転写ベルト8の搬送トルクをも負担したり、第1駆動モータ61(中間転写ベルト駆動モータ)が、中間転写ベルト8だけでなく2次転写ローラ19の回転トルクをも負担したりすることを意味するものであって、余剰のトルク成分である。
そして、2次転写ローラ19が離間状態から通紙時の当接状態になると、2次転写ローラ19の表面速度はローラの変形量に応じて大きく変化するため、接触圧力に応じて2次転写ローラ19の表面速度と中間転写ベルト8の表面速度とに線速差が生じる。例えば、2次転写ローラ19の接触圧力が小さくて、2次転写ローラ19の変形が少ない状態で中間転写ベルト8と接触している場合、設計値や事前に計測された2次転写ローラ19のローラ径から、2次転写ローラ19の回転軸の回転速度を設定することで中間転写ベルト8と2次転写ローラ19の線速を一致させることができる。
ここで、本実施の形態では、2次転写ニップにおける転写性を向上させるために、より表面硬度の低い弾性層を具備した2次転写ローラ19が採用されている。そのため、2次転写ローラ19の接触圧力が大きく、2次転写ローラ19が大きく変形した場合には、2次転写ローラ19の回転軸の回転速度が一定であれば、2次転写ローラ19の表面線速は大きくなってしまう。そして、そのような場合に、2次転写ニップで表面線速差が生じると、中間転写ベルト8と2次転写ローラ19はそれぞれ一定速度を保つフィードバック制御をおこなっているため干渉トルクが生じてしまう。すなわち、2次転写ローラ19の側は中間転写ベルト8より速い表面線速を維持して、中間転写ベルト8の側は2次転写ローラ19より遅い表面線速を維持しようとするため、2次転写ローラ19の側は干渉トルクによりモータトルクが増加して、中間転写ベルト8の側は干渉トルクによりモータトルクが減少することになる。
このような2次転写ローラ19の変形は、環境変動、経時劣化、部品公差、通紙される紙種、接離やニップ圧変化などの様々な外乱の影響によって生じるが、特に、環境変動や経時劣化による2次転写ローラ19の変形は事前に把握しにくいものである。そのため、本願発明では、これらの外乱の影響により結果として発生する干渉トルクを捉えることで、状況に応じた最適なニップ圧(2次転写ローラ19の移動量)を設定するためのプロファイルを導出している。
まず、2次転写ローラ19が中間転写ベルト8(2次転写対向ローラ11)に当接した状態でニップ圧(接触圧力)が変化することによって中間転写ベルト8の搬送トルクに影響を与えることについて説明する。
中間転写ベルト8の搬送駆動について、フォトセンサ65(スケールセンサ)からの速度情報に基いて目標値で一定となるように、第1駆動モータ61の回転速度がフィードバック制御されることで、中間転写ベルト8の表面速度は常に一定となる。一方、2次転写ローラ19の駆動については、2次転写モータエンコーダや2次転写ローラエンコーダの速度情報に基いてフィードバック制御されることで、2次転写ローラ19の回転軸の速度は常に一定となる。
ここで、2次転写ローラ19が図4(D)に示すように離間した状態から図4(A)〜(C)に示すように当接した状態になるとき、当接の衝撃で中間転写ベルト8に速度変動が発生するが、中間転写ベルト8の表面速度はフィードバック制御されているため、再び一定速度となる。このときの速度変動によりショックジターが発生する。また、2次転写ローラ19の当接により中間転写ベルト8の搬送力が減少するため駆動トルクが変化して干渉トルクが生じる。この干渉トルクは、第2駆動モータ62(2次転写ローラ駆動モータ)が、2次転写ローラ19だけでなく中間転写ベルト8の搬送トルクをも負担したり、第1駆動モータ61(中間転写ベルト駆動モータ)が、中間転写ベルト8だけでなく2次転写ローラ19の回転トルクをも負担したりすることを意味するものであって、余剰のトルク成分である。
そして、2次転写ローラ19が離間状態から通紙時の当接状態になると、2次転写ローラ19の表面速度はローラの変形量に応じて大きく変化するため、接触圧力に応じて2次転写ローラ19の表面速度と中間転写ベルト8の表面速度とに線速差が生じる。例えば、2次転写ローラ19の接触圧力が小さくて、2次転写ローラ19の変形が少ない状態で中間転写ベルト8と接触している場合、設計値や事前に計測された2次転写ローラ19のローラ径から、2次転写ローラ19の回転軸の回転速度を設定することで中間転写ベルト8と2次転写ローラ19の線速を一致させることができる。
ここで、本実施の形態では、2次転写ニップにおける転写性を向上させるために、より表面硬度の低い弾性層を具備した2次転写ローラ19が採用されている。そのため、2次転写ローラ19の接触圧力が大きく、2次転写ローラ19が大きく変形した場合には、2次転写ローラ19の回転軸の回転速度が一定であれば、2次転写ローラ19の表面線速は大きくなってしまう。そして、そのような場合に、2次転写ニップで表面線速差が生じると、中間転写ベルト8と2次転写ローラ19はそれぞれ一定速度を保つフィードバック制御をおこなっているため干渉トルクが生じてしまう。すなわち、2次転写ローラ19の側は中間転写ベルト8より速い表面線速を維持して、中間転写ベルト8の側は2次転写ローラ19より遅い表面線速を維持しようとするため、2次転写ローラ19の側は干渉トルクによりモータトルクが増加して、中間転写ベルト8の側は干渉トルクによりモータトルクが減少することになる。
このような2次転写ローラ19の変形は、環境変動、経時劣化、部品公差、通紙される紙種、接離やニップ圧変化などの様々な外乱の影響によって生じるが、特に、環境変動や経時劣化による2次転写ローラ19の変形は事前に把握しにくいものである。そのため、本願発明では、これらの外乱の影響により結果として発生する干渉トルクを捉えることで、状況に応じた最適なニップ圧(2次転写ローラ19の移動量)を設定するためのプロファイルを導出している。
特開2012−123370号公報には、記録媒体が転写ニップに送入、送出される際に発生する衝撃による中間転写ベルト速度変動による異常画像を防止することを目的として、カムの回転開始タイミングを記録媒体の厚みによって変更して、記録媒体の厚みに応じた最適な減圧をおこなう技術が開示されている。このような2次転写ローラの接離や接触圧力の変更は、干渉トルクの変化により中間転写ベルトの速度変動を発生させる。また、2次転写ローラの接離動作は通紙毎に短時間で実施され、中間転写ベルトの1次転写面では次の記録媒体用の画像が転写されているため、次の記録媒体用の画像にショックジターの異常画像が形成されてしまう。
2次転写ローラの接触圧力と表面線速との関係は、上述したように外乱の影響を受けることになる。また、干渉トルクの発生は表面線速差と2次転写ニップの摩擦係数(2次転写ローラと中間転写ベルトとの摩擦係数、記録媒体と中間転写ベルトとの摩擦係数、記録媒体と2次転写ローラとの摩擦係数)の影響を大きく受ける。表面線速差が大きくても摩擦係数がゼロならば、干渉トルクもゼロとなる。一方で、表面線速差が小さくても摩擦係数が大きいと干渉トルクも大きくなる。
これに対して、本願発明は、画像形成装置100ごとに2次転写ローラ19の当接状態と干渉トルクとを判断して、2次転写ローラ19の当接状態に応じた最適なニップ圧(2次転移動量)を設定するためのプロファイルを導出しているため、上述したような問題の発生が軽減されることになる。
2次転写ローラの接触圧力と表面線速との関係は、上述したように外乱の影響を受けることになる。また、干渉トルクの発生は表面線速差と2次転写ニップの摩擦係数(2次転写ローラと中間転写ベルトとの摩擦係数、記録媒体と中間転写ベルトとの摩擦係数、記録媒体と2次転写ローラとの摩擦係数)の影響を大きく受ける。表面線速差が大きくても摩擦係数がゼロならば、干渉トルクもゼロとなる。一方で、表面線速差が小さくても摩擦係数が大きいと干渉トルクも大きくなる。
これに対して、本願発明は、画像形成装置100ごとに2次転写ローラ19の当接状態と干渉トルクとを判断して、2次転写ローラ19の当接状態に応じた最適なニップ圧(2次転移動量)を設定するためのプロファイルを導出しているため、上述したような問題の発生が軽減されることになる。
図7は、2次転写ローラ19の当接状態と干渉トルクとの関係を示す図である。図7において、横軸は、カム移動距離(カム回転位置)であって、2次転写ローラ19が離間状態から当接してニップ圧(接触圧力)が増加していく状態を示している。図7において、縦軸は、トルク推定値(駆動トルク)であって、第1駆動モータ61のトルク推定値を中間転写ベルト搬送トルクとして、第2駆動モータ62のトルク推定値を2次転写ローラ駆動トルクとして示している。トルク推定値とは、駆動モータの電流値(又は、駆動モータへのPWM指示値)と実際の回転速度値とに基いて算出された負荷トルク値である。各モータが一定速度又は既定速度に精度よく制御されている状態では、電流値、PWM指示値のみから負荷トルク値を算出することができる。
まず、図7(A)における干渉トルクについて説明する。2次転写ローラ19を中間転写ベルト8から離間した状態で、双方の部材8、19を一定速度のフィードバック制御で駆動して、干渉トルクがまったく発生しない状態における中間転写ベルト8のトルクと2次転写ローラ19のトルクとを図中の破線で示している。そして、中間転写ベルト8、2次転写ローラ19のそれぞれを一定速度でフィードバック制御したまま、2次転写ローラ19を当接させていく。このとき、2次転写ローラ19の表面速度は中間転写ベルト8のベルト表面速度に対して適切な線速差になるように設定されて、2次転写ローラ19が離間状態から当接状態に移行した直後は大きなトルク変化は発生しない。ところが、2次転写ローラ19が当接されて接触圧力が大きくなるにしたがって、2次転写ローラ19の変形により表面速度が増加して、2次転写ローラ19の駆動トルクが増加して、中間転写ベルト8の搬送トルクが減少する。この両者のトルク推移の逆相関が干渉トルクとなる。
図7(A)では、2次転写ローラ19が離間状態で2次転写ローラ19の表面線速が中間転写ベルト8の表面線速と一致した場合のトルク推移を示している。これに対して、図7(B)では、2次転写ローラ19が離間状態で2次転写ローラ19の表面線速が中間転写ベルト8の表面線速と一致しない場合のトルク推移を示している。2次転写ローラ19のローラ径の誤差が大きい場合や2次転写ローラ19の設定速度が当接状態で干渉トルクの小さくなるように設定されている場合には、図7(B)に示すように、2次転写ローラ19が離間状態から当接状態に変位するときに大きな干渉トルクが生じる。そして、当接時に2次転写ローラ19の表面速度が遅い場合には、2次転写ローラ19の駆動トルクはその単独駆動時の駆動トルクより下側に減少して、中間転写ベルト8の搬送トルクはその単独駆動時の搬送トルクより上側に増加する。そして、2次転写ローラ19の当接圧力が大きくなるにしたがい、干渉トルクが減少して、それぞれの単独駆動時のトルクに徐々に近づくようなトルク推移となる。
図7(A)、図7(B)のいずれの場合にも、2次転写ローラ19の設定速度に関わらず、中間転写ベルト8のベルト搬送トルクと2次転写ローラ19の駆動トルクとのトルク推移の逆相関分が干渉トルクとなる。
本願発明では、カム回転位置を可変することで、2次転写ローラ19を離間状態から当接状態に変位させて、さらに接触圧力(ニップ圧)を変化させることで、中間転写ベルト8と2次転写ローラ19とにかかるトルク推移を決定する。そして、最適なトルク推移が見られるような、2次転写ローラ19の最適な移動量(カム回転位置)を導出している。
まず、図7(A)における干渉トルクについて説明する。2次転写ローラ19を中間転写ベルト8から離間した状態で、双方の部材8、19を一定速度のフィードバック制御で駆動して、干渉トルクがまったく発生しない状態における中間転写ベルト8のトルクと2次転写ローラ19のトルクとを図中の破線で示している。そして、中間転写ベルト8、2次転写ローラ19のそれぞれを一定速度でフィードバック制御したまま、2次転写ローラ19を当接させていく。このとき、2次転写ローラ19の表面速度は中間転写ベルト8のベルト表面速度に対して適切な線速差になるように設定されて、2次転写ローラ19が離間状態から当接状態に移行した直後は大きなトルク変化は発生しない。ところが、2次転写ローラ19が当接されて接触圧力が大きくなるにしたがって、2次転写ローラ19の変形により表面速度が増加して、2次転写ローラ19の駆動トルクが増加して、中間転写ベルト8の搬送トルクが減少する。この両者のトルク推移の逆相関が干渉トルクとなる。
図7(A)では、2次転写ローラ19が離間状態で2次転写ローラ19の表面線速が中間転写ベルト8の表面線速と一致した場合のトルク推移を示している。これに対して、図7(B)では、2次転写ローラ19が離間状態で2次転写ローラ19の表面線速が中間転写ベルト8の表面線速と一致しない場合のトルク推移を示している。2次転写ローラ19のローラ径の誤差が大きい場合や2次転写ローラ19の設定速度が当接状態で干渉トルクの小さくなるように設定されている場合には、図7(B)に示すように、2次転写ローラ19が離間状態から当接状態に変位するときに大きな干渉トルクが生じる。そして、当接時に2次転写ローラ19の表面速度が遅い場合には、2次転写ローラ19の駆動トルクはその単独駆動時の駆動トルクより下側に減少して、中間転写ベルト8の搬送トルクはその単独駆動時の搬送トルクより上側に増加する。そして、2次転写ローラ19の当接圧力が大きくなるにしたがい、干渉トルクが減少して、それぞれの単独駆動時のトルクに徐々に近づくようなトルク推移となる。
図7(A)、図7(B)のいずれの場合にも、2次転写ローラ19の設定速度に関わらず、中間転写ベルト8のベルト搬送トルクと2次転写ローラ19の駆動トルクとのトルク推移の逆相関分が干渉トルクとなる。
本願発明では、カム回転位置を可変することで、2次転写ローラ19を離間状態から当接状態に変位させて、さらに接触圧力(ニップ圧)を変化させることで、中間転写ベルト8と2次転写ローラ19とにかかるトルク推移を決定する。そして、最適なトルク推移が見られるような、2次転写ローラ19の最適な移動量(カム回転位置)を導出している。
図8(A)は、中間転写ベルト8や2次転写ローラ19がそれぞれ一定速度でフィードバック制御される条件で、2次転写ローラ19の当接動作を実行して、2次転写ローラ19の当接状態を当接圧力が小から大へと変化する際の2次転写ローラ19の駆動モータ62のトルク推移と、2次転写ローラ19の駆動制御の目標設定速度プロファイル(一定値である。)と、を示す図である。先に、図7を用いて説明したように、2次転写ローラ19の設定速度は固定されたままで、2次転写ローラ19の変形により表面線速が変化するため、干渉トルクにより、2次転写ローラ19の駆動トルク推移は増加していく。
そして、カム30の動作により2次転写ローラ19の移動量を調整して当接動作を実行しながら、このときの2次転写ローラ19の駆動トルクの推移を、単独駆動時のトルクからの変化量との関係で取得する。そして、図8(B)に示すように、取得した推移データに基いて、目標推移データ(最適なトルク推移のデータ)と比較して、カム30の動作によって2次転写ローラ19の最適な移動量を設定する。すなわち、カム30の動作により、干渉トルクが最適化されることになる。
このように、第2駆動モータ62のトルク推定値の推移データを利用して、2次転写ローラ19の移動量について設定プロファイルを導出する方法は、干渉トルクの検知のみで部品公差、環境によるローラ径の変動、紙種、接離や接触圧力変化で2次転写ローラ19の形状変化などの様々な外乱を考慮してニップ圧を最適化していることになる。
そして、カム30の動作により2次転写ローラ19の移動量を調整して当接動作を実行しながら、このときの2次転写ローラ19の駆動トルクの推移を、単独駆動時のトルクからの変化量との関係で取得する。そして、図8(B)に示すように、取得した推移データに基いて、目標推移データ(最適なトルク推移のデータ)と比較して、カム30の動作によって2次転写ローラ19の最適な移動量を設定する。すなわち、カム30の動作により、干渉トルクが最適化されることになる。
このように、第2駆動モータ62のトルク推定値の推移データを利用して、2次転写ローラ19の移動量について設定プロファイルを導出する方法は、干渉トルクの検知のみで部品公差、環境によるローラ径の変動、紙種、接離や接触圧力変化で2次転写ローラ19の形状変化などの様々な外乱を考慮してニップ圧を最適化していることになる。
最後に、先に説明した図6の制御フローについて、補足的に説明する。
図6のステップS1、S2では、既定速度プロファイルで2次転写ローラ19の当接動作をおこなっている。すなわち、画像形成時の基準の速度指令値で中間転写ベルト8の駆動制御をおこない、また、既定速度プロファイルで2次転写ローラ19の駆動制御をおこない、2次転写ローラ19の当接動作を実行している。イニシャライズ動作(ウォーミングアップ動作)で2次転写ローラ19の速度設定プロファイルを導出する際には、画像形成時におこなう当接動作よりも時間をかけて当接動作をおこなうのが望ましい。その理由は、通常動作よりも緩やかに動作させる方が、トルク推定値の相関判断精度が高くなるためである。ローラ部品やベルト部品などの回転周期でモータ駆動トルクが変動するため、ローラの回転周期よりも緩やかに当接する動作をおこなうことで、フィルタ分離して2次転写ローラ19の当接動作で発生するトルク干渉の判断精度を向上させることができる。
なお、イニシャライズ動作時には、2次転写ローラ19を、速度制御駆動ではなく、モータ出力を単体駆動時の一定値(一定のPWM値又は消費電流値である。)にして駆動して、2次転写ローラ19の当接動作を実行して、そのときの2次転写ローラ19の回転速度変化から第2駆動モータ62のトルク推移を算出してもよい。これは、第2駆動モータ62を速度制御している状態よりもノイズが少なく精度よくトルク推移データが得られる場合があるためである。また、画像出力時に本導出過程を実行する際には、転写位置ずれや画像長変動を防止するために、2次転写ローラ19の駆動は速度制御が必要になる。
図6のステップS3、S4は、2次転写ローラ19と中間転写ベルト8の駆動トルク推移データを取得していることになる。すなわち、当接動作時の2次転写ローラ19と中間転写ベルト8の駆動モータ61のトルク推移データを取得する。このとき、トルク推移データに対して必要に応じてローパスフィルタ処理をおこなうこともできる。
図6のステップS5は、トルク推移データから最適な2次転写ローラ19の移動量を導出していることになる。
図6のステップS7は、画像出力時のトルク推移データを取得して、最適な2次転写ローラ19の移動量の目標値を学習していることになる。画像出力時のトルク推移データは、既定プロファイルに補正プロファイルで修正した2次転写ローラ19の設定プロファイルとして、画像出力時の2次転写ローラ19の最適な移動量の目標値として使用することになる。
図6のステップS1、S2では、既定速度プロファイルで2次転写ローラ19の当接動作をおこなっている。すなわち、画像形成時の基準の速度指令値で中間転写ベルト8の駆動制御をおこない、また、既定速度プロファイルで2次転写ローラ19の駆動制御をおこない、2次転写ローラ19の当接動作を実行している。イニシャライズ動作(ウォーミングアップ動作)で2次転写ローラ19の速度設定プロファイルを導出する際には、画像形成時におこなう当接動作よりも時間をかけて当接動作をおこなうのが望ましい。その理由は、通常動作よりも緩やかに動作させる方が、トルク推定値の相関判断精度が高くなるためである。ローラ部品やベルト部品などの回転周期でモータ駆動トルクが変動するため、ローラの回転周期よりも緩やかに当接する動作をおこなうことで、フィルタ分離して2次転写ローラ19の当接動作で発生するトルク干渉の判断精度を向上させることができる。
なお、イニシャライズ動作時には、2次転写ローラ19を、速度制御駆動ではなく、モータ出力を単体駆動時の一定値(一定のPWM値又は消費電流値である。)にして駆動して、2次転写ローラ19の当接動作を実行して、そのときの2次転写ローラ19の回転速度変化から第2駆動モータ62のトルク推移を算出してもよい。これは、第2駆動モータ62を速度制御している状態よりもノイズが少なく精度よくトルク推移データが得られる場合があるためである。また、画像出力時に本導出過程を実行する際には、転写位置ずれや画像長変動を防止するために、2次転写ローラ19の駆動は速度制御が必要になる。
図6のステップS3、S4は、2次転写ローラ19と中間転写ベルト8の駆動トルク推移データを取得していることになる。すなわち、当接動作時の2次転写ローラ19と中間転写ベルト8の駆動モータ61のトルク推移データを取得する。このとき、トルク推移データに対して必要に応じてローパスフィルタ処理をおこなうこともできる。
図6のステップS5は、トルク推移データから最適な2次転写ローラ19の移動量を導出していることになる。
図6のステップS7は、画像出力時のトルク推移データを取得して、最適な2次転写ローラ19の移動量の目標値を学習していることになる。画像出力時のトルク推移データは、既定プロファイルに補正プロファイルで修正した2次転写ローラ19の設定プロファイルとして、画像出力時の2次転写ローラ19の最適な移動量の目標値として使用することになる。
以上説明したように、本実施の形態では、2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離を可変するカム機構30、31、63(可変手段)と、駆動ローラ12Aの駆動トルクを検知する第1検知部71(第1検知手段)と、2次転写ローラ19の駆動トルクを検知する第2検知部72(第2検知手段)と、を設けて、駆動ローラ12Aと2次転写ローラ19とが回転駆動された状態でカム機構30、31、63によって軸間距離を可変しながら、第1検知部71によって検知される駆動トルクの推移データや第2検知部72によって検知される駆動トルクの推移データを取得して、対応する目標推移データと比較して、その結果に基いてカム機構30、31、63によって2次転写ローラ19と2次転写対向ローラ11との軸間距離を可変制御している。これにより、環境変動や経時劣化が生じても、2次転写ニップ(ニップ)における圧力の変化を比較的簡易に軽減することができる。
なお、本実施の形態では、第1回転体として中間転写ベルト8を用いて、第2回転体として2次転写ローラ19を用いた回転体駆動装置としての転写装置(中間転写ベルト装置15)に対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、ニップを形成する2つの回転体を回転駆動する回転体駆動装置であれば、本発明を適用することができる。具体的に、第2回転体としての転写ローラが第1回転体としてのベルト部材(例えば、感光体ベルト等である。)を介して転写対向ローラに当接して転写ニップを形成するように構成された回転体駆動装置や、第2回転体としての転写ローラが第1回転体(例えば、中間転写ドラム等である。)に当接して転写ニップを形成するように構成された回転体駆動装置などに対しても、本発明を適用することができる。
そして、そのような場合であっても、
「所定方向に回転駆動される第1回転体と、
前記第1回転体の外周面に当接してニップを形成して、所定方向に回転駆動される第2回転体と、
前記第1回転体と前記第2回転体との当接方向の距離を可変する可変手段と、
前記第1回転体の駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第1検知手段と、
前記第2回転体の駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第2検知手段と、
を備え、
前記第1回転体と前記第2回転体とが回転駆動された状態で前記可変手段によって前記軸間距離を可変しながら、前記第1検知手段によって検知される駆動トルクの推移データと、前記第2検知手段によって検知される駆動トルクの推移データと、を取得して、2つの前記推移データのうち少なくとも1つの推移データを、対応する目標推移データと比較して、その結果に基いて前記可変手段によって前記軸間距離を可変制御することを特徴とする回転体駆動装置」
とすることで、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
そして、そのような場合であっても、
「所定方向に回転駆動される第1回転体と、
前記第1回転体の外周面に当接してニップを形成して、所定方向に回転駆動される第2回転体と、
前記第1回転体と前記第2回転体との当接方向の距離を可変する可変手段と、
前記第1回転体の駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第1検知手段と、
前記第2回転体の駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第2検知手段と、
を備え、
前記第1回転体と前記第2回転体とが回転駆動された状態で前記可変手段によって前記軸間距離を可変しながら、前記第1検知手段によって検知される駆動トルクの推移データと、前記第2検知手段によって検知される駆動トルクの推移データと、を取得して、2つの前記推移データのうち少なくとも1つの推移データを、対応する目標推移データと比較して、その結果に基いて前記可変手段によって前記軸間距離を可変制御することを特徴とする回転体駆動装置」
とすることで、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、2次転写ローラ19の幅方向両端の軸部に圧縮スプリング31(付勢部材)を設置して、2次転写ローラ19を単独で2次転写対向ローラ11に向けて付勢するように構成した。これに対して、2次転写ローラ19を含む2次転写ユニットをユニットごと中間転写ベルト8に向けて付勢する引張スプリング(付勢部材)を設置して、2次転写ローラ19を2次転写対向ローラ11に向けて付勢するように構成することもできる。
さらに、本実施の形態では、2次転写ローラ19に当接して2つのローラ11、19の軸間距離が大きくなる方向に2次転写ローラ19を付勢するようにカム30(カム機構)を構成した。これに対して、2次転写ローラ19に当接して2つのローラ11、19の軸間距離が小さくなる方向に2次転写ローラ19を付勢するようにカム30(カム機構)を構成することもできる。具体的には、2次転写ローラ19を2次転写対向ローラ11(上方)に向けて付勢するようにカムを設置して、2次転写ローラ19を下方に向けて付勢するように付勢部材(スプリング)を設置することができる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
さらに、本実施の形態では、2次転写ローラ19に当接して2つのローラ11、19の軸間距離が大きくなる方向に2次転写ローラ19を付勢するようにカム30(カム機構)を構成した。これに対して、2次転写ローラ19に当接して2つのローラ11、19の軸間距離が小さくなる方向に2次転写ローラ19を付勢するようにカム30(カム機構)を構成することもできる。具体的には、2次転写ローラ19を2次転写対向ローラ11(上方)に向けて付勢するようにカムを設置して、2次転写ローラ19を下方に向けて付勢するように付勢部材(スプリング)を設置することができる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態において、記録媒体Pとして厚紙が通紙されるときに、通常時(普通紙が通紙されるときである。)に比べて、2次転写ニップにおけるニップ圧を小さくするような制御をおこなう場合に、先に図8等にて説明したものと同様に、推移データと目標推移データとの比較をして、目標推移データにおける厚紙通紙時の狙いのカム回転位置に対応するトルク値と同等になるトルク値に対応するカム回転位置を推移データから求めて、求めたカム回転位置になるようにカム用モータ63を制御することになる。
さらに、本実施の形態において、特許文献1のように2次転写ニップに記録媒体Pが送出入されるタイミングでカム回転位置を制御して中間転写ベルト8(2次転写対向ローラ11)に対して2次転写ローラ19の接離動作をおこなう場合にも、そのカム回転位置の制御について本発明を適用することができる。すなわち、取得した推移データと目標推移データとの比較をして、目標推移データにおける接離動作時の狙いのカム回転位置に対応するトルク値と同等になるトルク値に対応するカム回転位置を推移データから求めて、求めたカム回転位置になるように接離動作時におけるカム用モータ63の駆動を制御することになる。
さらに、本実施の形態において、特許文献1のように2次転写ニップに記録媒体Pが送出入されるタイミングでカム回転位置を制御して中間転写ベルト8(2次転写対向ローラ11)に対して2次転写ローラ19の接離動作をおこなう場合にも、そのカム回転位置の制御について本発明を適用することができる。すなわち、取得した推移データと目標推移データとの比較をして、目標推移データにおける接離動作時の狙いのカム回転位置に対応するトルク値と同等になるトルク値に対応するカム回転位置を推移データから求めて、求めたカム回転位置になるように接離動作時におけるカム用モータ63の駆動を制御することになる。
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
1Y、1M、1C、1K 感光体ドラム(像担持体)、
8 中間転写ベルト(第1回転体、ベルト部材)、
11 2次転写対向ローラ、
12A 駆動ローラ、
15 中間転写ベルト装置(転写装置、回転体駆動装置)、
19 2次転写ローラ(第2回転体)、
30 カム(可変手段)、
31 圧縮スプリング(付勢部材)、
30a 回転軸、
60 制御部、
61 第1駆動モータ(中間転写駆動モータ)、
62 第2駆動モータ(2次転写モータ)、
63 カム用モータ(可変手段)、
65 フォトセンサ(スケールセンサ)、
71 第1検知部(第1検知手段、駆動ローラエンコーダ)、
72 第2検知部(第2検知手段、2次転写ローラ/モータエンコーダ)、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)、 P 記録媒体。
8 中間転写ベルト(第1回転体、ベルト部材)、
11 2次転写対向ローラ、
12A 駆動ローラ、
15 中間転写ベルト装置(転写装置、回転体駆動装置)、
19 2次転写ローラ(第2回転体)、
30 カム(可変手段)、
31 圧縮スプリング(付勢部材)、
30a 回転軸、
60 制御部、
61 第1駆動モータ(中間転写駆動モータ)、
62 第2駆動モータ(2次転写モータ)、
63 カム用モータ(可変手段)、
65 フォトセンサ(スケールセンサ)、
71 第1検知部(第1検知手段、駆動ローラエンコーダ)、
72 第2検知部(第2検知手段、2次転写ローラ/モータエンコーダ)、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)、 P 記録媒体。
Claims (7)
- 複数のローラ部材に張架されて、その表面に像担持体上に形成された画像が1次転写される中間転写ベルトと、
前記複数のローラ部材のうちの1つであって、所定方向に回転駆動されて前記中間転写ベルトを所定の走行方向に走行させる駆動ローラと、
前記中間転写ベルトの外周面に当接して2次転写ニップを形成して、所定方向に回転駆動されて、前記2次転写ニップに向けて搬送される記録媒体上に前記中間転写ベルト上に担持された画像を2次転写する2次転写ローラと、
前記複数のローラ部材のうちの1つであって、前記中間転写ベルトを介して前記2次転写ローラに対向する2次転写対向ローラと、
前記2次転写ローラと前記2次転写対向ローラとの軸間距離を可変する可変手段と、
前記駆動ローラの駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第1検知手段と、
前記2次転写ローラの駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第2検知手段と、
を備え、
前記駆動ローラと前記2次転写ローラとが回転駆動された状態で前記可変手段によって前記軸間距離を可変しながら、前記第1検知手段によって検知される駆動トルクの推移データと、前記第2検知手段によって検知される駆動トルクの推移データと、を取得して、2つの前記推移データのうち少なくとも1つの推移データを、対応する目標推移データと比較して、その結果に基いて前記可変手段によって前記軸間距離を可変制御することを特徴とする転写装置。 - 前記可変手段は、
カム用モータによって回転駆動されて前記2次転写ローラに当接して前記軸間距離が大きくなる方向又は小さくなる方向に前記2次転写ローラを付勢するカムと、
前記カムの付勢方向とは逆の方向に前記2次転写ローラを付勢する付勢部材と、
を具備したカム機構であって、
前記推移データと前記目標推移データとを比較した結果に基いて前記カム用モータによって前記カムの回転位置を可変制御することを特徴とする請求項1に記載の転写装置。 - 前記推移データと前記目標推移データとを比較して、前記目標推移データにおいて所望の前記カムの回転位置に対応する駆動トルクと同等となる駆動トルクに対応する前記カムの回転位置を補正位置として前記推移データから求めて、前記カム用モータによって前記カムの回転位置を前記補正位置に可変制御することを特徴とする請求項2に記載の転写装置。
- 前記駆動ローラと前記2次転写ローラとが回転駆動された状態で前記可変手段によって前記軸間距離を可変しながら前記推移データを取得する動作は、前記2次転写ローラを回転駆動する速度を一定にした状態で、前記2次転写ニップに記録媒体が通紙されないタイミングでおこなわれることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の転写装置。
- 前記駆動ローラと前記2次転写ローラとが回転駆動された状態で前記可変手段によって前記軸間距離を所定値に固定して、前記第1検知手段によって検知される駆動トルクの補助データと、前記第2検知手段によって検知される駆動トルクの補助データと、を取得して、2つの前記補助データのうち少なくとも1つの補助データに基づいて、前記目標推移データを補正することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の転写装置。
- 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 所定方向に回転駆動される第1回転体と、
前記第1回転体の外周面に当接してニップを形成して、所定方向に回転駆動される第2回転体と、
前記第1回転体と前記第2回転体との当接方向の距離を可変する可変手段と、
前記第1回転体の駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第1検知手段と、
前記第2回転体の駆動トルクを直接的又は間接的に検知する第2検知手段と、
を備え、
前記第1回転体と前記第2回転体とが回転駆動された状態で前記可変手段によって前記軸間距離を可変しながら、前記第1検知手段によって検知される駆動トルクの推移データと、前記第2検知手段によって検知される駆動トルクの推移データと、を取得して、2つの前記推移データのうち少なくとも1つの推移データを、対応する目標推移データと比較して、その結果に基いて前記可変手段によって前記軸間距離を可変制御することを特徴とする回転体駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014108682A JP2015225142A (ja) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | 転写装置、画像形成装置、及び、回転体駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014108682A JP2015225142A (ja) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | 転写装置、画像形成装置、及び、回転体駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015225142A true JP2015225142A (ja) | 2015-12-14 |
Family
ID=54841938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014108682A Pending JP2015225142A (ja) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | 転写装置、画像形成装置、及び、回転体駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015225142A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016139115A (ja) * | 2014-07-04 | 2016-08-04 | 株式会社リコー | 転写装置、画像形成装置及びプログラム |
JP2017122849A (ja) * | 2016-01-07 | 2017-07-13 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
-
2014
- 2014-05-27 JP JP2014108682A patent/JP2015225142A/ja active Pending
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