JP2020129084A - 画像形成装置、転写方法及び転写制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体が転写ニップに突入する際や記録媒体が転写ニップから排出される際の転写ニップ量を適切に調整する。【解決手段】複数の支持ローラに張架される中間転写ベルトと、中間転写ベルトを挟んで１つの支持ローラに対向する二次転写ローラと、二次転写ローラが中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整可能なカムと、カムを駆動するモータと、中間転写ベルトと二次転写ローラとに挟まれて形成される転写ニップに記録媒体を送り込む搬送部と、を含む転写装置を備える画像形成装置に、モータの回転角度を検知する検知部と、モータの動作を制御する制御部と、を設け、制御部は、モータを一定のトルクで動作させ、かつ、モータの回転角速度が予め定めた第１の閾値以下になったらモータを停止させる第１の制御と、所定のタイミングでモータを動作させて転写ニップ量を調整する第２の制御と、を実行する。【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成装置、転写方法及び転写制御プログラムに関し、特に、カムを用いて、二次転写ローラが中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整する転写装置を備える画像形成装置、当該画像形成装置を用いた転写方法及び当該画像形成装置で動作する転写制御プログラムに関する。

電子写真方式を用いて画像を形成する複写機や複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional Peripherals）などの画像形成装置は、原稿から画像を読み取る画像読取部と、読み取った画像を処理する画像処理部と、処理した画像を記録紙に印刷する画像形成部と、画像形成部に記録紙を供給する給紙部などで構成される。また、画像形成部は、感光体ドラムと、感光体ドラムを帯電させる帯電装置と、感光体ドラム上に静電潜像を書き込む露光装置と、静電潜像を可視像化する現像装置と、感光体ドラム上の可視像を中間転写ベルトに転写した後、二次転写ローラを用いて記録媒体に転写する転写装置と、転写された像を定着させる定着装置と、記録媒体を搬送する搬送装置などで構成される。

上記画像形成装置のコピー動作を概説すると、原稿台上に載置された原稿は、画像読取部の光学系により走査され、イメージセンサにより原稿が読み取られる。イメージセンサからの信号は、画像処理部において所定の画像処理等が行われた後、画像形成部に送られる。画像形成部では、露光装置において帯電装置で帯電された感光体ドラム上に、画像データに基づいてレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像が形成され、現像装置により可視像化された後、転写装置によって中間転写ベルト上に逐次転写（一次転写）されてトナー像が形成される。そして、搬送装置により記録媒体が給紙され、給紙ローラ、レジストローラを経て転写装置に搬送され、二次転写ローラによって中間転写ベルト上のトナー像が記録媒体に転写（二次転写）される。その後、記録媒体は定着装置において加熱、加圧され、転写されたトナー像が定着されて出力される。

ここで、上記の二次転写の際に、二次転写ローラと中間転写ベルトとに挟まれて形成される部分（転写ニップと呼ぶ。）に記録媒体が進入すると、二次転写ローラや中間転写ベルトにかかる負荷が急激に変化して中間転写ベルトの速度が変動し、画像の乱れ（ショックノイズ）が発生する。そこで、記録媒体が転写ニップに進入する前に中間転写ベルトと二次転写ローラとを離間させ、進入後に中間転写ベルトと二次転写ローラとを圧着させることで上記ショックノイズを抑制する方法が提案されている。

例えば、下記特許文献１には、複数の張架ローラによって張架されながら無端移動せしめられる無端状の中間転写ベルトと、それら張架ローラのうちの１つとして機能しているニップ裏側張架ローラに対するベルト掛け回し箇所にベルトおもて面側から当接して記録部材への転写ニップを形成する転写ニップ形成ローラとを備え、潜像担持体の表面で現像された可視像を該表面から該中間転写ベルトのおもて面に転写した後、該転写ニップ内に挟み込んだ記録部材に転写する転写装置において、上記複数の張架ローラの少なくとも何れか１つ、あるいは上記中間転写ベルト、に当接する当接部材と、該張架部材あるいは該中間転写ベルトに対する該当接部材の押圧力を調整する押圧力調整手段と、上記記録部材が上記転写ニップに進入する際に、該押圧力を進入直前のときよりも弱めるように該押圧力調整手段を制御、又は、上記記録部材の後端が上記転写ニップから排出される際に、該押圧力を排出直前のときよりも強めるように該押圧力調整手段を制御する押圧力制御手段とを設けた構成が開示されている。また、下記特許文献１には、上記記録部材の厚み情報を取得する厚み情報取得手段を設け、且つ、上記記録部材が上記転写ニップに進入する際、あるいは該記録部材の後端が該転写ニップから排出される際、における上記押圧力の変更度合いを、該厚み情報に応じて異ならせる制御を実施することが記載されている。

特開２００７−２８６３８２号公報

上記の従来技術では、紙厚に応じて中間転写ベルトと二次転写ローラとの離間量を調整するため、紙厚を検知する手段を別に設ける必要がある。また、紙厚によっては、記録媒体が転写ニップに進入する時や、記録媒体を転写ニップから排出する時のある一定期間で、押圧力の変更が間に合わず、転写ニップ量（二次転写ローラと中間転写ベルトとの間隔）が安定しないという問題がある。

このような問題を解決するために、カムを用いて二次転写ローラを駆動する構造において、一定時間、低電流でカムを動作させて、二次転写ローラにカムを突き当て、トルクが釣り合った（一定になった）時点から圧力の微調整（微圧動作）を行い、転写ニップ量を安定させるカム突き当てと呼ばれる技術が知られている。

しかしながら、カムを起動するモータにはトルクのばらつきがあるため、固定の低電流では、モータが自起動できない可能性がある。更に、カムが突き当った際にモータの出力トルクが想定よりも大きくなって、転写ニップ量を想定よりも小さくしてしまったり、時間によって突き当てを判断するため、カムが突き当たっていない状態で微圧動作を開始してしまったりする可能性がある。

一方、上述したようなトルク制御を行わず、モータの回転角度に基づくエンコーダ制御のみにしてしまうと、紙厚のばらつきによって、二次転写ローラにカムが到達する前にモータが停止してしまい、微圧動作が安定しない可能性がある。

また、モータに流す電流を大きくしてしまうと、カム突き当て時の衝撃が大きくなって画像が乱れる可能性がある上、モータの動作が高速になるため、エンコーダ制御が間に合わず、転写ニップ量が想定よりも小さくなってしまう可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、モータのトルクばらつきや紙厚のばらつきの影響を抑制し、記録媒体が転写ニップに突入する際や記録媒体が転写ニップから排出される際の転写ニップ量を適切に調整することができ、転写ニップ量の変動による画像異常の発生を防止することができる画像形成装置、転写方法及び転写制御プログラムを提供することにある。

本発明の一側面は、複数の支持ローラに張架される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを挟んで１つの前記支持ローラに対向する二次転写ローラと、前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整可能なカムと、前記カムを駆動するモータと、前記中間転写ベルトと前記二次転写ローラとに挟まれて形成される転写ニップに記録媒体を搬送する搬送部と、を含む転写装置を備える画像形成装置であって、前記モータの回転角度を検知する検知部と、前記モータの動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モータを一定のトルクで動作させ、かつ、前記モータの回転角速度が予め定めた第１の閾値以下になったら前記モータを停止させる第１の制御と、所定のタイミングで前記モータを動作させて転写ニップ量を調整する第２の制御と、を実行することを特徴とする。

本発明の一側面は、複数の支持ローラに張架される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを挟んで１つの前記支持ローラに対向する二次転写ローラと、前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整可能なカムと、前記カムを駆動するモータと、前記モータの回転角度を検知する検知部と、前記中間転写ベルトと前記二次転写ローラとに挟まれて形成される転写ニップに記録媒体を搬送する搬送部と、を含む転写装置を備える画像形成装置における転写方法であって、前記モータを一定のトルクで動作させ、かつ、前記モータの回転角速度が予め定めた第１の閾値以下になったら前記モータを停止させる第１処理と、所定のタイミングで前記モータを動作させて転写ニップ量を調整する第２処理と、を実行することを特徴とする。

本発明の一側面は、複数の支持ローラに張架される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを挟んで１つの前記支持ローラに対向する二次転写ローラと、前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整可能なカムと、前記カムを駆動するモータと、前記モータの回転角度を検知する検知部と、前記モータの動作を制御する制御部と、前記中間転写ベルトと前記二次転写ローラとに挟まれて形成される転写ニップに記録媒体を搬送する搬送部と、を含む転写装置を備える画像形成装置で動作する転写制御プログラムであって、前記制御部に、前記モータを一定のトルクで動作させ、かつ、前記モータの回転角速度が予め定めた第１の閾値以下になったら前記モータを停止させる第１処理、所定のタイミングで前記モータを動作させて転写ニップ量を調整する第２処理、を実行させることを特徴とする。

本発明の画像形成装置、転写方法及び転写制御プログラムによれば、モータのトルクばらつきや紙厚のばらつきの影響を抑制し、記録媒体が転写ニップに突入する際や記録媒体が転写ニップから排出される際の転写ニップ量を適切に調整することができ、転写ニップ量の変動による画像異常の発生を防止することができる。

その理由は、複数の支持ローラに張架される中間転写ベルトと、中間転写ベルトを挟んで１つの支持ローラに対向する二次転写ローラと、二次転写ローラが中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整可能なカムと、カムを駆動するモータと、中間転写ベルトと二次転写ローラとに挟まれて形成される転写ニップに記録媒体を送り込む搬送部と、を含む転写装置を備える画像形成装置に、モータの回転角度を検知する検知部と、モータの動作を制御する制御部と、を設け、制御部は、モータを一定のトルクで動作させ、かつ、モータの回転角速度が予め定めた第１の閾値以下になったらモータを停止させる第１の制御と、所定のタイミングでモータを動作させて転写ニップ量を調整する第２の制御と、を実行するからである。

本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置における転写装置の圧着状態を示す模式図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置における転写装置のニップ進入前突き当て状態を示す模式図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置における転写装置のニップ排出前突き当て状態を示す模式図である。 本発明の一実施例に係る転写装置の他の構成を示す模式図である。 本発明の一実施例に係る転写装置の動作を示すフローチャート図である。 本発明の一実施例に係る転写装置の動作（転写ニップ進入時の転写ニップ量調整処理）を示すフローチャート図である。 本発明の一実施例に係る転写装置の動作（ニップ時の転写ニップ量調整処理）を示すフローチャート図である。 本発明の一実施例に係る転写装置におけるカムモータの停止条件を説明するグラフである。 本発明の一実施例に係る転写装置における転写方法を従来の方法と比較して説明するグラフである。 本発明の一実施例に係る転写装置における定トルク動作のトルク決定方法を説明するグラフである。 本発明の一実施例に係る転写装置における定トルク動作のトルクを決定するための閾値の用紙サイズ又は用紙間時間の依存性を示すグラフである。

背景技術で示したように、電子写真方式を用いて画像を形成するＭＦＰなどの画像形成装置では、二次転写の際に、二次転写ローラと中間転写ベルトとに挟まれて形成される転写ニップに記録媒体が進入すると、二次転写ローラや中間転写ベルトにかかる負荷が急激に変化して、画像の乱れ（ショックノイズ）が発生する。そこで、記録媒体が二次転写の転写ニップに進入する前に中間転写ベルトと二次転写ローラとを離間させ、進入後に中間転写ベルトと二次転写ローラとを圧着させることで上記ショックノイズを抑制する方法が提案されている。

しかしながら、この方法では、紙厚に応じて中間転写ベルトと二次転写ローラとの離間量を調整するため、紙厚を検知する手段を別に設ける必要があり、更に、紙厚によっては記録媒体が転写ニップに進入する時や、記録媒体が転写ニップから排出される時のある一定期間で、押圧力の変更が間に合わず、転写ニップ量が安定しないという問題がある。

このような問題を解決するために、カム（高速圧離カム）を用いて二次転写ローラを駆動する構造において、一定時間、低電流で高速圧離カムを動作させて、トルクが釣り合った時点から微調整（微圧動作）を行い、転写ニップ量を安定させるカム突き当て技術がある。しかしながら、カムを起動するモータにはトルクのばらつきがあるため、固定の低電流では、モータが自起動できない可能性があり、更に、カムが突き当った際にモータの出力トルクが想定よりも大きくなって、転写ニップ量を想定よりも小さくしてしまったり、カムが突き当たっていない状態で微圧動作を開始してしまったりする可能性がある。

一方、上述したようなトルク制御を行わず、モータの回転角度に基づくエンコーダ制御のみでは、紙厚のばらつきによって、二次転写ローラに高速圧離カムが到達する前にモータが停止してしまい、微圧動作が安定しない可能性がある。また、モータに流す電流を大きくすると、カム突き当て時の衝撃が大きくなって画像が乱れる可能性があり、モータの動作が高速になるためにエンコーダ制御が間に合わず、転写ニップ量が想定よりも小さくなってしまう可能性がある。

そこで、本発明の一実施の形態では、トルク制御とエンコーダ制御とを組み合わせて、カムを起動するモータの動作を制御する。具体的には、複数の支持ローラに張架される中間転写ベルトと、中間転写ベルトを挟んで１つの支持ローラに対向する二次転写ローラと、二次転写ローラが中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整可能なカムと、カムを駆動するモータと、中間転写ベルトと二次転写ローラとに挟まれて形成される転写ニップに記録媒体を送り込む搬送部と、を含む転写装置を備える画像形成装置に、モータの回転角度を検知する検知部と、モータの動作を制御する制御部と、を設け、制御部は、モータを一定のトルクで動作させ、かつ、モータの回転角速度が予め定めた第１の閾値以下になったらモータを停止させる第１の制御と、所定のタイミングでモータを動作させて転写ニップ量を調整する第２の制御と、を実行する。

これにより、モータのトルクばらつきや紙厚のばらつきの影響を抑制し、記録媒体が転写ニップに突入する際や記録媒体が転写ニップから排出される際の転写ニップ量を適切に調整することができ、転写ニップ量の変動による画像異常の発生を防止することができる。

上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る画像形成装置、転写方法及び転写制御プログラムについて、図１乃至図１３を参照して説明する。図１は、本実施例の画像形成装置の全体構成を示す断面図であり、図２は、画像形成装置の構成を示すブロック図である。また、図３乃至図５は、本実施例の画像形成装置における転写装置の状態を示す模式図であり、図６は、転写装置の他の構成を示す模式図である。また、図７乃至図９は、本実施例の転写装置の動作を示すフローチャート図であり、図１０乃至図１３は、本実施例の転写装置における転写方法を説明するグラフである。

図１に示すように、本実施例の画像形成装置１は、原稿を読み取って取得した画像データ、又は、通信ネットワークを介して外部の情報機器（例えばクライアント装置）から入力された画像データに基づいて、用紙に色を重ね合わせることにより画像を形成する装置であり、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する感光体としての感光体ドラム８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋが、被転写体（中間転写ベルト）の走行方向に直列配置されたタンデム方式の画像形成装置である。

この画像形成装置１は、図２（ａ）に示すように、制御部１０、記憶部２０、ネットワークＩ／Ｆ部３０、表示操作部４０、画像読取部５０、画像処理部６０、搬送部７０、画像形成部８０などで構成される。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２やＲＡＭ（Random Access Memory）１３等のメモリとで構成される。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２又は記憶部２０から処理内容に応じたプログラムを読み出し、ＲＡＭ１３に展開して実行することにより、画像形成装置１の各ブロック（表示操作部４０、画像読取部５０、画像処理部６０、搬送部７０、画像形成部８０等）の動作を集中制御する。

上記制御部１０は、特に、二次転写ローラが中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整するカムを駆動するモータの動作を制御する。このモータの制御は、第１の制御と第２の制御とを含み、ＣＰＵ１１が転写制御プログラムを実行することによって、第１の制御（第１の処理）と第２の制御（第２の処理）とを実行する。

第１の制御では、制御部１０は、モータを一定のトルクで動作させ、かつ、モータの回転角速度が予め定めた閾値（第１の閾値）以下になったらモータを停止させる。その際、モータの回転角速度が予め定めた閾値（用紙サイズ又は用紙間時間に応じて決定される第２の閾値）以上になった時のトルクで、モータを駆動する。また、所定時間のモータの回転角速度が予め記憶した過去の回転角速度よりも小さくなったら、カムが二次転写ローラ又は後述する伝達機構に突き当たったと判断してモータを停止させる。この第１の制御は、記録媒体が転写ニップに進入する前、及び／又は、記録媒体が中間転写ベルトと二次転写ローラとの間にニップされている状態で行う。

第２の制御では、制御部１０は、所定のタイミングでモータを動作させて転写ニップ量を調整する。その際、記録媒体が転写ニップに進入する前に、第１の制御を実行する場合は、第２の制御では、記録媒体が転写ニップに進入する直前に、二次転写ローラが中間転写ベルトから離間しない範囲で、二次転写ローラが中間転写ベルトを押圧する押圧力が小さくなるようにモータを駆動する。また、記録媒体が中間転写ベルトと二次転写ローラとの間にニップされている時に、第１の制御を実行する場合は、第２の制御では、記録媒体が転写ニップから排出される直前に、二次転写ローラが記録媒体から離間しない範囲で、上記押圧力が小さくなるようにモータを駆動する。

記憶部２０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などで構成され、ＣＰＵ１１が各部を制御するためのプログラム、自装置の処理機能に関する情報、画像読取部５０が読み取った画像データ、図示しないクライアント装置などから入力された画像データ、モータの動作を制御するための閾値（上記の第１の閾値や第２の閾値）、過去に上記第１の制御を行った時のモータの回転角速度などを記憶する。

ネットワークＩ／Ｆ部３０は、ＮＩＣ（Network Interface Card）やモデムなどで構成され、画像形成装置１をＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続し、外部の情報機器（例えばクライアント装置）との間で各種データの送受信を行う。

表示操作部４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどの表示部上に、透明電極が格子状に配置された感圧式や静電容量式などの操作部（タッチセンサ）を設けたタッチパネルなどで構成され、表示部及び操作部として機能する。表示部は、制御部１０から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部は、ユーザによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０に出力する。

画像読取部５０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と呼ばれる自動原稿給紙装置５１及び原稿画像走査装置（スキャナー）５２などで構成される。自動原稿給紙装置５１は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送して原稿画像走査装置５２へ送り出す。原稿画像走査装置５２は、自動原稿給紙装置５１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサの受光面上に結像させて原稿画像を読み取る。画像読取部５０によって読み取られた画像（アナログ画像信号）は、画像処理部６０において所定の画像処理が施される。

画像処理部６０は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換処理を行う回路及びデジタル画像処理を行う回路などで構成される。画像処理部６０は、画像読取部５０からのアナログ画像信号にＡ／Ｄ変換処理を施すことによりデジタル画像データを生成する。また、画像処理部６０は、外部の情報機器（例えばクライアント装置）から取得した印刷ジョブを解析し、原稿の各ページをラスタライズしてデジタル画像データを生成する。そして、画像処理部６０は、必要に応じて、画像データに対して、色変換処理、初期設定又はユーザ設定に応じた補正処理（シェーディング補正等）、及び圧縮処理等の画像処理を施し、画像処理後の画像データを画像形成部８０に出力する。

搬送部７０は、図１に示すように、給紙装置７１、搬送機構７２、及び排紙装置７３などで構成される。本実施例では、給紙装置７１は、３つの給紙トレイユニットを備えている。これらの給紙トレイユニットには、用紙の坪量やサイズ等に基づいて識別された規格用紙や特殊用紙が予め設定された種類ごとに収容される。給紙トレイユニットに収容されている用紙は、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラ等の複数の搬送ローラを備えた搬送機構７２により画像形成部８０に搬送される。このとき、レジストローラが配設されたレジスト部により、給紙された用紙の傾きが補正されると共に搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部８０によって画像が形成された用紙は、排紙ローラを備えた排紙装置７３により機外の排紙トレイに排紙される。

画像形成部８０は、図１及び図２（ｂ）に示すように、異なる色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対応して設けられた、露光装置８１（８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋ）、現像装置８２（８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２Ｋ）、感光体ドラム８３（８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋ）、帯電装置８４（８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｋ）、クリーニング装置８５（８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃ、８５Ｋ）、一次転写ローラ８６（８６Ｙ、８６Ｍ、８６Ｃ、８６Ｋ）、中間転写ユニット８７、定着装置８８等を備えて構成される。なお、以下の説明では、必要に応じて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを除いた符号を使用する。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの感光体ドラム８３は、アルミ材よりなる円筒状の金属基体の外周面上に、保護層としてのオーバーコート層を設けた有機感光体層（ＯＰＣ）が形成された像担持体である。感光体ドラム８３は、接地された状態で後述する中間転写ベルトに従動して図１における反時計方向に回転される。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの帯電装置８４は、例えばスコロトロン式であって、その長手方向を感光体ドラム８３の回転軸方向に沿わせた状態で、対応する感光体ドラム８３に近接配設されており、トナーと同極性のコロナ放電によって、当該感光体ドラム８３の表面に一様な電位を与える。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの露光装置８１は、例えばポリゴンミラーなどによって感光体ドラム８３の回転軸と平行に走査を行い、一様に帯電された対応する感光体ドラム８３の表面上に画像データに基づいて像露光を行うことにより静電潜像を形成させる。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像装置８２は、対応する色成分の小粒径のトナーと磁性体とからなる二成分現像剤を収容しており、トナーを感光体ドラム８３の表面に搬送して、当該感光体ドラム８３に担持された静電潜像をトナーにより顕像化する。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの一次転写ローラ８６は、中間転写ベルトを感光体ドラム８３に圧接し、対応する感光体ドラム８３に形成された各色トナー像を順次重ねて中間転写ベルトに一次転写する。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのクリーニング装置８５は、一次転写後に対応する感光体ドラム８３上に残留した残留トナーを回収する。また、クリーニング装置８５の感光体ドラム８３の回転方向下流側には図示しない潤滑剤の塗布機構が隣接状態で設けられており、対応する感光体ドラム８３の感光面に潤滑剤の塗布を行っている。

中間転写ユニット８７は、被転写体となる無端状の中間転写ベルトと支持ローラと二次転写ローラと中間転写クリーニング部などを備え、複数の支持ローラに中間転写ベルトが張架されて構成される。一次転写ローラ８６Ｙ、８６Ｍ、８６Ｃ、８６Ｋによって各色トナー像が一次転写された中間転写ベルトが、二次転写ローラによって用紙に圧接されると、圧接部（転写ニップ）にて用紙にトナー像が二次転写され、定着装置８８に送られる。中間転写クリーニング部は、中間転写ベルトの表面に摺接されるベルトクリーニングブレード（ＢＣＬブレード）を有する。二次転写後に中間転写ベルトの表面に残存する転写残トナーは、ＢＣＬブレードによって掻き取られ、除去される。なお、この中間転写ユニットの詳細な構成及び動作については後述する。

定着装置８８は、熱源となる加熱ローラと定着ローラとこれらに掛け渡された定着ベルトと加圧ローラなどを備え、定着ベルトを介して定着ローラに加圧ローラが圧接されている。そして、加熱ローラで加熱された定着ベルトと各ローラとにより圧接部（定着ニップ）を通過する用紙を加熱加圧し、用紙に形成された未定着のトナー像を定着させる。

そして、定着装置８８によりトナー像が定着された用紙は、排紙ローラを備えた排紙装置７３により機外の排紙トレイに排紙される。

次に、本実施例の画像形成装置１における転写装置（中間転写ユニット８７）の構成について説明する。図２（ｃ）及び図３乃至図５に示すように、本実施例の転写装置（中間転写ユニット８７）は、複数の支持ローラ９０ａに張架される無端状の中間転写ベルト９０及び当該中間転写ベルト９０を駆動するベルト駆動モータ（図示せず）と、中間転写ベルト９０を挟んで１つの支持ローラ９０ａに対向する二次転写ローラ９１と、カム９３ａとカム９３ａの回転軸となるカムシャフト９３ｂとカムシャフト９３ｂに直接又はギアなどを介して接続され、カム９３ａを回転させるカムモータ９３ｃ（図示せず）とを含む駆動部９３と、駆動部９３の動力を二次転写ローラ９１に伝達する伝達機構９２と、カムモータの回転角度を検知する検知部（センサ９４）などで構成される。また、伝達機構９２は、回転可能に支持される部材の一方の端部がカム９３ａに当接可能な位置に配置され、上記部材の他方の端部が二次転写ローラ９１に当接可能な位置に配置され、他方の端部を介して二次転写ローラ９１に押圧力を発生させるコイルバネ９２ａを有する。また、用紙の搬送経路には用紙の位置を検出するセンサ（図示せず）などが配置されており、センサからの信号に基づいて用紙が転写ニップに進入するタイミングや転写ニップから排出されるタイミングを特定することができる。そして、所定のタイミングでカム９３ａを回転させることによって、伝達機構９２を介して、二次転写ローラ９１が中間転写ベルト９０に圧着又は中間転写ベルト９０から離間する方向に移動し、二次転写ローラ９１が中間転写ベルト９０を押圧する押圧力が変化する。

具体的には、図３に示すように、カム９３ａが伝達機構９２の上記一方の端部に当接していない時は、コイルバネ９２ａによって伝達機構９２の上記他方の端部が二次転写ローラ９１を押圧して、二次転写ローラ９１と中間転写ベルト９０とが圧着し、中間転写ベルト９０と二次転写ローラ９１とに挟まれた部分に転写ニップが形成される。

また、記録媒体が転写ニップに進入する前は、図４に示すように、カム９３ａが回転して伝達機構９２の上記一方の端部に当接した状態（ニップ進入前突き当て状態）になり、伝達機構９２の上記他方の端部がコイルバネ９２ａを押圧し、二次転写ローラ９１が中間転写ベルト９０を押圧する押圧力が小さくなる。

また、記録媒体が中間転写ベルト９０と二次転写ローラ９１との間にニップされている状態では、図５に示すように、カム９３ａが更に回転して伝達機構９２の上記一方の端部を押圧した状態（ニップ排出前突き当て状態）になり、伝達機構９２の上記他方の端部がコイルバネ９２ａを押圧し、二次転写ローラ９１が中間転写ベルト９０を押圧する押圧力が小さくなる。

このような構成において、従来の転写方法では、突き当て状態のカムモータ９３ｃのトルクが想定よりも大きくなって、転写ニップ量が想定よりも小さくなったり、カム９３ａが突き当たっていない状態で微圧動作を開始したり、カム９３ａが突き当たる前にカムモータ９３ｃが停止したりするという問題があった。

そこで、本実施例では、カムモータ９３ｃを制御する制御部１０は、カムモータ９３ｃを一定のトルクで動作させ、かつ、カムモータ９３ｃの回転角速度が予め定めた第１の閾値以下になったらカムモータ９３ｃを停止させる第１の制御と、カムモータ９３ｃを動作させて転写ニップ量を調整する第２の制御と、を実行する。例えば、記録媒体が転写ニップに進入する前に第１の制御を実行し、第２の制御において、記録媒体が転写ニップに進入する直前に、二次転写ローラ９１が中間転写ベルト９０から離間しない範囲で、二次転写ローラ９１が中間転写ベルト９０を押圧する押圧力が小さくなるようにカムモータ９３ｃを駆動する。また、記録媒体が中間転写ベルト９０と二次転写ローラ９１との間にニップされている状態で第１の制御を実行し、第２の制御において、記録媒体が転写ニップから排出される直前に、二次転写ローラ９１が記録媒体から離間しない範囲で、上記押圧力が小さくなるようにカムモータ９３ｃを駆動する。

なお、図３乃至図５では、転写装置（中間転写ユニット８７）を、中間転写ベルト９０と、二次転写ローラ９１と、カム９３ａとカムシャフト９３ｂとカムモータ９３ｃとを含む駆動部９３と、伝達機構９２と、センサ９４と、で構成したが、図６に示すように、転写装置（中間転写ユニット８７）を、中間転写ベルト９０と、二次転写ローラ９１と、カム９３ａとカムシャフト９３ｂとカムモータ９３ｃとを含む駆動部９３と、センサ９４と、で構成し、伝達機構を介さずに、駆動部９３の駆動力を二次転写ローラ９１に直接付加するようにしてもよい。また、カム９３ａや伝達機構９２の形状や構造、配置は、図の記載に限定されない。また、センサ９４の構造は特に限定されず、例えば、回転するロータと固定されたステータのリアクタンス変化を検出する回転角センサなどを利用することができる。

以下、本実施例の転写装置（中間転写ユニット８７）の動作について、図７乃至図９を参照して説明する。制御部１０のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２又は記憶部２０に記憶した転写制御プログラムをＲＡＭ１３に展開して実行することにより、図７乃至図９のフローチャート図に示す各ステップの処理を実行する。なお、制御部１０はセンサ９４からの出力をモニターし、カムモータ９３ｃの回転角速度（以下、単に角速度と言う。）を監視しているものとする。

まず、制御部１０は、第１の制御として、カムモータ９３ｃに流す電流を増やして出力トルクを増やし（Ｓ１０１）、カムモータ９３ｃの角速度が予め定めた閾値（第２の閾値）以上であるかを判断する（Ｓ１０２）。カムモータ９３ｃの角速度が第２の閾値未満の場合は（Ｓ１０２のＮｏ）、Ｓ１０１に戻って出力トルクを増やす。一方、カムモータ９３ｃの角速度が第２の閾値以上になったら（Ｓ１０２のＹｅｓ）、その時の出力トルクでカムモータ９３ｃを動作させる（Ｓ１０３）。

図１２は、定トルク動作のトルク決定方法を説明するグラフであり、カムモータ９３ｃのトルクを徐々に増やした時の角速度の時間変化を示している。制御部１０は、カムモータ９３ｃの角速度を監視し、角速度が第２の閾値以上になった点を検知して、その時のトルクで定トルク動作を行う。その際、図１３に示すように、第２の閾値は、用紙サイズや用紙間時間に応じて決定する。具体的には、用紙サイズが大きい場合や、用紙間時間（ある用紙が転写ニップから排出された後、次の用紙が転写ニップに進入するまでの時間）が長い場合は、用紙が転写ニップから排出されるまでの時間や次の用紙が転写ニップに進入するまでの時間が長くなるため、第２の閾値を小さい値に設定することができ、低電流でカムモータ９３ｃを動作させることができる。

次に、制御部１０は、第１の制御として、カムモータ９３ｃの角速度が予め定めた閾値（第１の閾値）以下であるかを判断する（Ｓ１０４）。カムモータ９３ｃの角速度が第１の閾値を超えていれば（Ｓ１０４のＮｏ）、Ｓ１０３に戻って、定トルク動作を継続し、カムモータ９３ｃの角速度が第１の閾値以下になったら（Ｓ１０４のＹｅｓ）、カム９３ａが伝達機構９２（図６の構成の場合は二次転写ローラ９１）に突き当たったと判断して、カムモータ９３ｃを停止させる（Ｓ１０５）。

図１０は、カムモータ９３ｃの停止条件を説明するグラフであり、カム９３ａが伝達機構９２（又は二次転写ローラ９１）に突き当たる時のカムモータ９３ｃの角速度の時間変化を示している。制御部１０は、カムモータ９３ｃの角速度を監視し、角速度が第１の閾値以下になった点を検知して、カムモータ９３ｃを停止させる。このような制御を行うのは、図１１に示すように、時間に応じてカムモータ９３ｃの動作を停止させる方法では、中間転写ベルト９０と二次転写ローラ９１間の距離が紙厚よりも小さい状態（カム９３ａが突き当たってから更に押圧している状態：図の細かい破線参照）になったり、中間転写ベルト９０と二次転写ローラ９１間の距離が紙厚よりも大きい状態（カム９３ａが突き当たっていない状態：図の粗い破線参照）になったりする場合があるからであり、本実施例のように、角速度が第１の閾値以下になった点でカムモータ９３ｃを停止させることにより、中間転写ベルト９０と二次転写ローラ９１間の距離と紙厚とが等しくなる状態（カム９３ａが丁度突き当たった状態）にすることができる（図の実線参照）。

次に、制御部１０は、第２の制御として、カム９３ａが伝達機構９２（又は二次転写ローラ９１）に突き当たった位置を記憶し（Ｓ１０６）、その位置からカム９３ａを徐々に回転させることによって、転写ニップ量を調整する（Ｓ１０７）。この転写ニップ量調整処理は、記録媒体が転写ニップに進入する時と、記録媒体が中間転写ベルト９０と二次転写ローラ９１との間にニップされている時とで異なる。

図８は、記録媒体が転写ニップに進入する時の転写ニップ量調整方法を示しており、制御部１０は、用紙搬送経路に設けたセンサの出力などに基づいて、記録媒体が転写ニップに進入するタイミングであるかを判断し（Ｓ２０１）、記録媒体が転写ニップに進入するタイミングになったら（Ｓ２０１のＹｅｓ）、二次転写ローラ９１が中間転写ベルト９０から離間しない範囲で、二次転写ローラ９１が中間転写ベルト９０を押圧する押圧力が小さくなるようにカムモータ９３ｃを駆動する（Ｓ２０２）。

図９は、記録媒体が中間転写ベルト９０と二次転写ローラ９１との間にニップされている時の転写ニップ量調整方法を示しており、制御部１０は、用紙搬送経路に設けたセンサの出力などに基づいて、記録媒体が転写ニップから排出されるタイミングであるかを判断し（Ｓ２１１）、記録媒体が転写ニップから排出されるタイミングになったら（Ｓ２１１のＹｅｓ）、二次転写ローラ９１が記録媒体から離間しない範囲で、二次転写ローラ９１が中間転写ベルト９０を押圧する押圧力が小さくなるようにカムモータ９３ｃを駆動する（Ｓ２１２）。

以上説明したように、カムモータ９３ｃを一定のトルクで動作させ、かつ、カムモータ９３ｃの回転角速度が第１の閾値以下になったらカムモータ９３ｃを停止させる第１の制御と、カムモータ９３ｃを動作させて転写ニップ量を調整する第２の制御と、を実行することにより、モータのトルクばらつきや紙厚のばらつきの影響を抑制し、記録媒体が転写ニップに突入する際や記録媒体が転写ニップから抜け出す際の転写ニップ量を適切に調整することができ、転写ニップ量の変動による画像異常の発生を防止することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、その構成や制御は適宜変更可能である。

例えば、上記実施例では、図３乃至図５の構成を前提にして、カム９３ａが伝達機構９２に突き当たったかどうかを判断したが、図６の構成において、カム９３ａが二次転写ローラ９１に突き当たったかどうかを判断する場合に対しても、本発明の転写方法を同様に適用することができる。

また、上記実施例では、カム９３ａを円形とし、カムシャフト９３ｂがカム９３ａの中心からずれた位置に配置された構造を例示したが、カム９３ａの形状やカムシャフト９３ｂの配置は図３乃至図６の構成に限定されず、例えば、カム９３ａを短径と長径とが異なる形状とし、カムシャフト９３ｂがカム９３ａの重心位置に配置された構造などとすることができる。

本発明は、カムを用いて、二次転写ローラが中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整する転写装置を備える画像形成装置、当該画像形成装置を用いた転写方法、当該画像形成装置で動作する転写制御プログラム及び当該転写制御プログラムを記録した記録媒体に利用可能である。

１ 画像形成装置
１０ 制御部
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
２０ 記憶部
３０ ネットワークＩ／Ｆ部
４０ 表示操作部
５０ 画像読取部
５１ 自動原稿給紙装置
５２ 原稿画像走査装置
６０ 画像処理部
７０ 搬送部
７１ 給紙装置
７２ 搬送機構
７３ 排紙装置
８０ 画像形成部
８１、８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋ 露光装置
８２、８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２Ｋ 現像装置
８３、８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋ 感光体ドラム
８４、８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｋ 帯電装置
８５、８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃ、８５Ｋ クリーニング装置
８６、８６Ｙ、８６Ｍ、８６Ｃ、８６Ｋ 一次転写ローラ
８７ 中間転写ユニット
８８ 定着装置
９０ 中間転写ベルト
９０ａ 支持ローラ
９１ 二次転写ローラ
９２ 伝達機構
９２ａ コイルバネ
９３ 駆動部
９３ａ カム
９３ｂ カムシャフト
９３ｃ カムモータ
９４ センサ
９５ 記録媒体

Claims (19)

1. 複数の支持ローラに張架される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを挟んで１つの前記支持ローラに対向する二次転写ローラと、前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整可能なカムと、前記カムを駆動するモータと、前記中間転写ベルトと前記二次転写ローラとに挟まれて形成される転写ニップに記録媒体を搬送する搬送部と、を含む転写装置を備える画像形成装置であって、
   前記モータの回転角度を検知する検知部と、
   前記モータの動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記モータを一定のトルクで動作させ、かつ、前記モータの回転角速度が予め定めた第１の閾値以下になったら前記モータを停止させる第１の制御と、所定のタイミングで前記モータを動作させて転写ニップ量を調整する第２の制御と、を実行する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記記録媒体が前記転写ニップに進入する前に、前記第１の制御を実行する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記第２の制御において、前記記録媒体が前記転写ニップに進入する直前に、前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトから離間しない範囲で、前記押圧力が小さくなるように前記モータを駆動する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記記録媒体が前記中間転写ベルトと前記二次転写ローラとの間にニップされている状態で、前記第１の制御を実行する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記第２の制御において、前記記録媒体が前記転写ニップから排出される直前に、前記二次転写ローラが前記記録媒体から離間しない範囲で、前記押圧力が小さくなるように前記モータを駆動する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記第１の制御において、前記モータの回転角速度が予め定めた第２の閾値以上になった時のトルクで、前記モータを駆動する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の画像形成装置。
7. 前記第２の閾値は、用紙間時間、又は、用紙サイズに応じて決定する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記転写装置は、一方の端部が前記カムに当接可能な位置に配置され、他方の端部が前記二次転写ローラに当接可能な位置に配置される部材と、前記他方の端部の前記二次転写ローラに対向する位置に配置されるバネと、を含む伝達機構を更に備え、
   前記第２の制御において、前記カムが前記部材の一方の端部から離れると、前記バネが前記部材の他方の端部を押圧することによって、前記二次転写ローラの前記押圧力が大きくなり、前記カムが前記部材の一方の端部を押圧すると、前記部材の他方の端部が前記バネを押圧することによって、前記二次転写ローラの押圧力が小さくなる、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記第１の制御において、所定時間の前記モータの回転角速度が予め記憶した過去の回転角速度よりも小さくなったら、前記カムが前記二次転写ローラ又は前記部材の一方の端部に突き当たったと判断する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の画像形成装置。
10. 複数の支持ローラに張架される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを挟んで１つの前記支持ローラに対向する二次転写ローラと、前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整可能なカムと、前記カムを駆動するモータと、前記モータの回転角度を検知する検知部と、前記中間転写ベルトと前記二次転写ローラとに挟まれて形成される転写ニップに記録媒体を搬送する搬送部と、を含む転写装置を備える画像形成装置における転写方法であって、
    前記モータを一定のトルクで動作させ、かつ、前記モータの回転角速度が予め定めた第１の閾値以下になったら前記モータを停止させる第１の処理と、
    所定のタイミングで前記モータを動作させて転写ニップ量を調整する第２の処理と、を実行する、
    ことを特徴とする転写方法。
11. 前記第１の処理を、前記記録媒体が前記転写ニップに進入する前に実行する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の転写方法。
12. 前記第２の処理では、前記記録媒体が前記転写ニップに進入する直前に、前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトから離間しない範囲で、前記押圧力が小さくなるように前記モータを駆動する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の転写方法。
13. 前記第１の処理を、前記記録媒体が前記中間転写ベルトと前記二次転写ローラとの間にニップされている状態で実行する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の転写方法。
14. 前記第２の処理では、前記記録媒体が前記転写ニップから排出される直前に、前記二次転写ローラが前記記録媒体から離間しない範囲で、前記押圧力が小さくなるように前記モータを駆動する、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の転写方法。
15. 前記第１の処理では、前記モータの回転角速度が予め定めた第２の閾値以上になった時のトルクで、前記モータを駆動する、
    ことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一に記載の転写方法。
16. 前記第２の閾値は、用紙間時間、又は、用紙サイズに応じて決定する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の転写方法。
17. 前記転写装置は、一方の端部が前記カムに当接可能な位置に配置され、他方の端部が前記二次転写ローラに当接可能な位置に配置される部材と、前記他方の端部の前記二次転写ローラに対向する位置に配置されるバネと、を含む伝達機構を更に備え、
    前記第２の処理では、前記カムが前記部材の一方の端部から離れると、前記バネが前記部材の他方の端部を押圧することによって、前記二次転写ローラの前記押圧力が大きくなり、前記カムが前記部材の一方の端部を押圧すると、前記部材の他方の端部が前記バネを押圧することによって、前記二次転写ローラの押圧力が小さくなる、
    ことを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか一に記載の転写方法。
18. 前記第１の処理では、所定時間の前記モータの回転角速度が予め記憶した過去の回転角速度よりも小さくなったら、前記カムが前記二次転写ローラ又は前記部材の一方の端部に突き当たったと判断する、
    ことを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか一に記載の転写方法。
19. 複数の支持ローラに張架される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを挟んで１つの前記支持ローラに対向する二次転写ローラと、前記二次転写ローラが前記中間転写ベルトを押圧する押圧力を調整可能なカムと、前記カムを駆動するモータと、前記モータの回転角度を検知する検知部と、前記モータの動作を制御する制御部と、前記中間転写ベルトと前記二次転写ローラとに挟まれて形成される転写ニップに記録媒体を搬送する搬送部と、を含む転写装置を備える画像形成装置で動作する転写制御プログラムであって、
    前記制御部に、
    前記モータを一定のトルクで動作させ、かつ、前記モータの回転角速度が予め定めた第１の閾値以下になったら前記モータを停止させる第１の処理、
    所定のタイミングで前記モータを動作させて転写ニップ量を調整する第２の処理、を実行させる、
    ことを特徴とする転写制御プログラム。

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