JP5067861B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー像を転写した記録材を、像担持体又は記録材搬送ベルトから曲率分離させる画像形成装置、詳しくはトナー像の転写部や記録材の分離部における記録材の曲率分離を容易にする制御に関する。

像担持体と転写部材とを当接して形成される転写部でトナー像を転写された記録材を像担持体から曲率分離して定着装置へ送り込む画像形成装置が実用化されている。

記録材搬送ベルトに記録材を担持させて像担持体からトナー像を転写した後に、記録材搬送ベルトを湾曲して形成される分離部で記録材を曲率分離して定着装置へ送り込む画像形成装置が実用化されている。

これらの画像形成装置では、帯電し易い記録材や、薄くて剛性の低い記録材を用いて画像形成を行うと、像担持体や記録材搬送ベルトから記録材を曲率分離することが困難になる。

このため、転写部や分離部における記録材の曲率分離を助けるための種々の技術が提案されている。

特許文献１には、記録材搬送ベルトに担持させた記録材に感光ドラムからトナー像を転写する画像形成装置が示される。ここでは、記録材搬送ベルトを折り返して分離部を形成する支持ローラを多角形断面に形成して記録材搬送ベルトを加振することにより、記録材搬送ベルトからの記録材の分離を容易にしている。

特許文献２には、ロータリ現像装置を備えた１ドラム型中間転写方式のフルカラー画像形成装置が示される。ここでは、一次転写部の下流側に超音波振動素子を配置して中間転写ベルトを加振することにより、感光ドラムから中間転写ベルトへトナー像を転写させる際の転写効率を高めている。

特開２００５−３３８４２３号公報 特開２００７−１４０４１３号公報

後述するように、記録材の先端から転写部や分離部までの記録材の通過長さが異なると、分離に最適な加振周波数は変化する。

しかし、特許文献１における記録材の加振は、記録材の搬送速度が一定であれば常に一定である。従って、記録材が転写部や分離部を通過する過程で記録材が分離に最適な周波数で加振される時間が一瞬で終わってしまい、分離できないまま像担持体や記録材搬送ベルトに連れ回る可能性が高くなる。

特許文献２における中間転写ベルトの加振は、そもそも記録材の分離を容易にするものではなく、また、中間転写ベルトが一次転写部を通過する過程で加振の周波数は一定に保たれている。

本発明は、転写部又は分離部を通過する記録材に対する好ましい加振周波数での加振機会が増えて、像担持体や記録材搬送ベルトからの分離が促進される画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に当接してトナー像の転写部を形成する転写部材と、前記転写部に記録材を給送する給送手段と、前記転写部に電圧を印加して、前記転写部を通過する記録材へ前記像担持体からトナー像を転写する電源手段とを備えたものである。そして、前記転写部を通過した記録材を可変の周波数で加振する加振手段と、記録材が前記転写部を通過する過程で、前記転写部における記録材の通過長さが大きくなると前記周波数が少なくとも１回は低下するように、前記加振手段を制御する制御手段とを備える。

本発明の画像形成装置では、記録材が転写部又は分離部を通過する過程で、転写部又は分離部を通過し終えた記録材の長さ（通過長さ）が刻々と変化する。このため、転写部や分離部の下流側における記録材の分離に最適な加振周波数も通過長さに応じて刻々と変化する。

従って、転写部又は分離部における記録材の通過長さが大きくなると少なくとも１回は周波数が低下するように、加振周波数を制御することで、一定の加振周波数を継続する場合よりも分離に好ましい周波数で記録材が加振される回数又は時間が増える。

これにより、転写部又は分離部を通過する記録材に対する好ましい加振周波数で加振される機会が増えて、像担持体や記録材搬送ベルトからの分離が促進される。

以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、転写部又は分離部を通過する過程で記録材の加振周波数を変化させる限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、中間転写ベルトから記録材へトナー像を転写する二次転写部のみならず、感光ドラムから記録材へトナー像を転写する転写部でも実施できる。

本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１、２に示される画像形成装置及び超音波発生装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。

説明中、特許請求の範囲で用いた構成名に示した参照記号は、発明の理解を助けるための例示であって、実施形態中の該当する部材等に構成を限定する趣旨のものではない。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図２は画像形成部及び二次転写部の構成の説明図である。

図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト９の直線区間に、４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラー複写機である。

画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト９に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト９のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト９に順次重ねて一次転写される。

中間転写ベルト９に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて、二次転写部Ｔ２へ給送された記録材Ｐへ一括二次転写される。二次転写部Ｔ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置７で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に画像形成装置１００の外部へ排出される。

中間転写ベルト９は、テンションローラ１２、駆動ローラ１３、及びバックアップローラ１０に支持されて、１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。中間転写ベルト９は、テンションローラ１２によって３０Ｎ（３ｋｇｆ）の張架力を付与され、駆動ローラ１３の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して駆動される。

給紙ローラ２２は、給紙カセット２０からピックアップローラ２１によって引き出された記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ２３へ送り出す。

給送手段の一例であるレジストローラ２３は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト９のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。

クリーニング装置８は、クリーニングブレードを中間転写ベルト９に摺擦させて、二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト９に残留した転写残トナーを除去する。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、付設された現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、説明中の符号末尾のａを、ｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。

図２に示すように、画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａの周囲に、帯電装置２ａ、露光装置３ａ、現像装置４ａ、一次転写ローラ５ａ、クリーニング装置６ａを配置する。

感光ドラム１ａは、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の感光層を形成してある。感光ドラム１ａは、両端部を回転自在に支持され、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して、１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電装置２ａは、感光ドラム１ａに帯電ローラを圧接して従動回転させ、電源Ｄ３から帯電ローラに直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加して、感光ドラム１ａの表面を一様な負極性の電位に帯電する。

露光装置３ａは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１ａの表面に画像の静電像を書き込む。

現像装置４ａは、二成分現像剤を攪拌して帯電させて、固定磁極４ｊの周囲で感光ドラム１ａとカウンタ方向に回転する現像スリーブ４ｓに穂立ち状態で担持させて、感光ドラム１ａを摺擦させる。

電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ４ｓに印加して、現像スリーブ４ｓよりも相対的に正極性となった感光ドラム１ａの静電像へ負極性に帯電したトナーを付着させて、静電像を反転現像する。

一次転写ローラ５ａは、両端部を不図示のバネ部材で付勢されて感光ドラム１ａとの間に中間転写ベルト９を挟み込み、感光ドラム１ａと中間転写ベルト９との間に一次転写部Ｔ１を形成する。

電源Ｄ１は、一次転写ローラ５ａのローラ軸に正極性の直流電圧を印加して、感光ドラム１ａに担持された負極性のトナー像を、一次転写部Ｔ１を通過する中間転写ベルト９へ一次転写する。

クリーニング装置６ａは、クリーニングブレードを感光ドラム１ａに摺擦して、一次転写部Ｔ１を通過して感光ドラム１ａの表面に残留した転写残トナーを除去する。

＜転写部＞
像担持体の一例である中間転写ベルト９は、幅３７０ｍｍ、周長９００ｍｍの無端状に形成され、一次転写部Ｔ１で一次転写されたトナー像を担持して二次転写部Ｔ２へ搬送する。中間転写ベルト９は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂または各種ゴム等で形成される。

中間転写ベルト９は、厚みを０．０７〜０．５［ｍｍ］とし、帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させて、体積抵抗率ρ（Ωｃｍ）を１０^９（Ωｃｍ）に調整してある。

バックアップローラ１０は、外径３０ｍｍのステンレス製の円筒材料で形成されて接地電位に接続されている。

転写部材の一例である二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト９を介してバックアップローラ１０に圧接して、中間転写ベルト９と二次転写ローラ１１との間に二次転写部Ｔ２を形成する。

二次転写ローラ１１は、ステンレス製のローラ軸１１ａの外周に、ウレタンゴム等のイオン導電性の弾性ゴム層とコーティング層からなる弾性層１１ｂを形成して外径２６ｍｍに仕上げてある。弾性ゴム層は、カーボンブラックを分散させたセル径０．０５〜１．０ｍｍの発泡合成ゴム材料で形成され、表面層は、イオン導電性ポリマーを分散した厚み０．１〜１．０ｍｍのフッ素樹脂系材料で形成される。二次転写ローラ１１の表面硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度値で３５度である。

電源手段の一例である電源Ｄ２は、正極性の定電圧を転写電圧として二次転写ローラ１１のローラ軸１１ａへ印加して、バックアップローラ１０と中間転写ベルト９と記録材Ｐと二次転写ローラ１１との直列回路に転写電流を流す。これにより、中間転写ベルト９のトナー像に重ね合わせて記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過する過程で、中間転写ベルト９から記録材Ｐへトナー像が静電的に移動する。

＜加振手段、制御手段＞
超音波振動子１７は、中間転写ベルト９に振動を付与し、駆動部１８は、超音波振動子１７に高周波電圧を出力して駆動し、超音波振動子１７と駆動部１８とが加振手段を構成する。制御部１９は、画像形成装置１００を統括的に制御するマイコン制御装置であって、メモリＭに保持した制御プログラムと各種データとを用いて画像形成を実行する。制御部１９とメモリＭとが協働して、制御手段を構成する。

超音波振動子１７は、中間転写ベルト９の両端部と中央部とに合計３個が、それぞれ中間転写ベルト９の内側面に直接接触するように配置されている。中間転写ベルト９のたわみの余裕を考慮して、超音波振動子１７は振動を伝えるに適切な圧力でもって中間転写ベルト９に圧接されている。

超音波振動子１７が圧接している位置は、中間転写ベルト９の二次転写部Ｔ２ではなく、中間転写ベルト９の回転方向で二次転写部Ｔ２の下流側に位置させている。

中間転写ベルト９における二次転写部Ｔ２よりも上流側と下流側とが二次転写ローラ１１によって振幅を分離されているため、二次転写部Ｔ２の上流側よりも下流側に配置したほうが記録材Ｐの先端部を有効に加振できる。これにより、二次転写部Ｔ２の下流側における記録材Ｐの分離性を高められる。

超音波振動子１７は、超音波領域の周波数で振動可能な、フェライト振動子、圧電素子等を用いた超音波振動子であり、駆動部１８から出力される高周波電圧の駆動電圧と周波数に従って振動する。

駆動部１８は、超音波振動子１７に対して高周波の駆動電圧を出力する駆動電源であり、制御部１９により制御され、制御部１９の制御に従って周波数を変化させ、設定された振幅の駆動電圧を出力する。

例えば、駆動部１８から電力で２０〜６００Ｗ程度となる電圧振幅Ｖ０、最大で５０００ｋＨｚ程度の周波数ｆでのｓｉｎ波出力電圧Ｖ（ｔ）が出力される。
Ｖ（ｔ）＝Ｖ０ｓｉｎ（２πｆｔ）

このとき超音波振動子１７には、ｓｉｎ波出力電圧Ｖ（ｔ）に応じて、次式で表される時間的な変位変化、すなわちｓｉｎ波振動Ｘ（ｔ）が生ずる。
Ｘ（ｔ）＝Ｘ０ｓｉｎ（２πｆｔ）

ｓｉｎ波振動Ｘ（ｔ）の振幅Ｘ０は、最大で３５〜４０μｍ程度である。このｓｉｎ波振動Ｘ（ｔ）が中間転写ベルト９を介して転写部Ｔ２に伝わり、記録材Ｐに微少な振動が生ずる。

制御部１９は、駆動部１８を通じて超音波振動子１７が記録材Ｐに付与する振動の周波数及び振幅を制御する。

制御部１９は、駆動部１８に対して設定すべき駆動電圧の振動周波数と電圧の大きさ等、適時必要な情報を必要な時期にメモリＭから読み出す。

制御部１９は、記録材Ｐの分離のシーケンスに合わせて超音波振動子１７の振動周波数を設定し、分離のタイミングとして適切な時期に振動を開始させ、変更のタイミングとして適切な時期に振動周波数を変化させる。

超音波振動子１７から発生した振動は、超音波等の縦波の疎密波である。超音波振動は、中間転写ベルト９に張り付いた記録材Ｐの先端部を加振して、二次転写部Ｔ２の後端Ｐ１を節とした片持ち振動を発生させることにより、中間転写ベルト９から記録材Ｐの先端Ｐ２を引き剥がす。

＜振動付与による記録材の挙動＞
図３は二次転写部における記録材の振動の説明図、図４は突き出し長さと最適な加振周波数との関係の説明図である。図３中、（ａ）は二次転写部の模式図、（ｂ）は記録材の片持ち振動の説明図である。

図３の（ａ）に示すように、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過中で、記録材Ｐの先端Ｐ２が二次転写部Ｔ２の後端Ｐ１を通過して、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過し終わる前のある瞬間を考察する。

超音波振動子１７は、バックアップローラ１０とテンションローラ１２との間の固定長さの中間転写ベルト９を加振して、中間転写ベルト９に貼り付いた記録材Ｐを振り落とす。固定長さの中間転写ベルト９の固有振動周波数と、刻々突き出し長さが変化する記録材Ｐの固有振動周波数との違いを利用して、中間転写ベルト９と記録材Ｐとの間に大きな振幅差を形成して中間転写ベルト９から記録材Ｐを分離する。

超音波振動子１７は、二次転写部Ｔ２から突き出した記録材Ｐの先端領域をその共振周波数で加振する。そして、超音波振動子１７は、記録材Ｐの搬送に伴って１００ｍｍ／ｓｅｃの速度で長くなる先端領域の共振周波数の低下に追従させて加振周波数を低下させる。これにより、中間転写ベルト９と記録材Ｐとの間の大きな振幅差を維持して、高い分離性能と再付着防止効果とを達成している。

図３の（ｂ）は、図３の（ａ）と対応して、二次転写部Ｔ２の後端Ｐ１が固定端、先端Ｐ２が自由端となっている片持ち梁モデルである。この片持ち梁となっている記録材Ｐに機械的振動を印加することにより、記録材Ｐには定在波Ｗ１、Ｗ２が生じる。定在波Ｗ１、Ｗ２は位相差がπで、定在波Ｗ１を初期位相とした場合に半周期で定在波Ｗ２となり、１周期で定在波Ｗ１に戻る。

ここで、記録材Ｐに生じる定在波の振幅を最も効率良く最大にできる機械的振動の周波数は、記録材Ｐの二次転写部Ｔ２の通過長さ、すなわち記録材Ｐの先端Ｐ２から二次転写部Ｔ２の後端Ｐ１までの突き出し長さで決まる。

そのような加振周波数のうちで最も次数の低い周波数は、二次転写部の後端Ｐ１から記録材Ｐの先端Ｐ２までの突き出し長さをｌとし、記録材Ｐにおける音波の伝達速度をｖとすると下式で求められる。伝達速度ｖは、記録材Ｐの弾性係数、密度等によって変化する。
ｆ＝ｖ／４ｌ

なお、薄紙の分離性を課題としているため、これらのパラメータにおける厚み方向の影響は無視している。

記録材Ｐの先端Ｐ２が二次転写部Ｔ２の後端Ｐ１を通過後、時間が進むに従って、突き出し長さｌは長くなるので、記録材Ｐの定在波の振幅を最大に維持するためには、加振周波数を下げる必要がある。

図３を参照して図４に示すように、記録材Ｐの先端Ｐ２が二次転写部Ｔ２から出てくるときの、刻々の突き出し長さｌに応じて付与すべき振動の周波数も刻々と変化する。ここでは、記録材Ｐは、樹脂フィルム（ＰＥＴシート）としており、記録材Ｐにおける音波の伝播速度は２０００ｍ／ｓｅｃである。また、プロセススピードを１００ｍｍ／ｓｅｃとし、記録材Ｐの先端余白部の長さに合わせて、先端Ｐ２から１０ｍｍの区間で加振を行った。

図４に示すように、最も次数の低い固有振動モードを励起できるｆ＝ｖ／４ｌの関係を保って加振周波数を変化させることで、記録材Ｐの先端Ｐ２に最大振幅の加振を継続して、中間転写ベルト９からの分離性を高めている。

制御部１９は、中間転写ベルト９に担持されたトナー像に対する記録材Ｐの位置合わせにより、記録材Ｐの先端Ｐ２の位置情報を得る。そして、先端Ｐ２が二次転写部Ｔ２を通過する推定時刻からの時間経過に応じて超音波振動子１７の出力周波数を連続的に変化させる。

下式により求めた刻々の突き出し長さｌに応じた周波数の印加を行う。
ｌ＝０．１ｔ（ｍ）

＜加振制御＞
図５は振動付与処理の動作の流れを示すフローチャート、図６は振動付与制御による加振周波数の変化の説明図である。

図２を参照して図５に示すように、制御部１９は、感光ドラム１にトナー像を形成する処理と並行して、二次転写部Ｔ２の下流側で記録材Ｐを加振する制御を実行する。図５には記録材Ｐの加振制御のみを図示している。

制御部１９は、画像形成ジョブが入力されると、画像形成装置１００を起動して前回転を実行し、各部の運転条件を設定する（Ｓ１１）。

制御部１９は、ジョブデータで指定された記録材Ｐが予め登録された分離困難な記録材Ｐに該当するか否かを判断する（Ｓ１２）。

制御部１９は、記録材Ｐが分離困難な記録材Ｐに該当しなければ、記録材Ｐの加振制御を実行することなく、トナー像を二次転写部Ｔ２にて二次転写する（Ｓ２３、Ｓ２０）。

制御部１９は、記録材Ｐが分離困難な記録材Ｐに該当している場合、メモリＭに予め記憶されている振動条件の読み込みを行う（Ｓ１３）。振動条件とは、超音波振動子１７を振動させるために駆動部１８に指示する条件であり、振動の大きさとしての駆動電圧Ｖと画像形成速度等から計算される振動周波数ｆの変化条件である。具体的な周波数の変化の様子は図６の曲線Ｆ１に示される。

制御部１９は、記録材Ｐの種類及びプロセススピードに応じてメモリＭから呼び出した周波数下降プログラムを設定する。周波数下降プログラムは、画像形成速度を見込んで予め加振周波数を変化させる範囲と変化方法がメモリＭに記憶されている。

制御部１９は、超音波振動子１７の常用周波数範囲の上限に定めた一定周波数１００ｋＨｚにて超音波振動子１７による振動付与を開始する（Ｓ１５）。図４に示す１００ｋＨｚを越えた範囲では、超音波振動子１７の発熱が著しくて、記録材Ｐを効率的に加振できないからである。

制御部１９は、メモリＭから読み込んだ振動条件に従って、振動周波数ｆと駆動電圧Ｖの初期値を駆動部１８に指示し、駆動部１８はその指示に従い超音波振動子１７を振動させる。

制御部１９は、記録材Ｐに応じて予め定められた規定長さに通過長さが達したタイミングで、図６に示すように、周波数の下降を開始する（Ｓ１７）。すなわち、記録材Ｐの二次転写部Ｔ２からの突き出し長さ（ｌ）が固有振動周波数が１００ｋＨｚとなるタインミングである。

その後は、制御部１９は、条件に従って振動周波数を変化させながら振動を付与する振動制御動作を行い、時間経過に従って順次振動周波数ｆを変化させていく。この時点では、振動周波数ｆに対応する駆動電圧Ｖｓｉｎ（２πｆ）の出力Ｖも電力で２０〜６００Ｗ程度となる一定値が予め定められ、メモリＭから読み出されて設定されている。

制御部１９は、通過長さが記録材Ｐにおけるトナー像の担持領域に達した後は加振の振幅を低下させる。記録材Ｐの先端余白部が二次転写部Ｔ２の後端に達すると（Ｓ１８のＹＥＳ）、出力Ｖを低下させて加振の振幅を低下させる（Ｓ１９）。

トナー像を担持した記録材Ｐを大きな振幅で振動させ続けると、トナーが飛散するからである。また、記録材Ｐの先端が確実に分離していれば、分離した部分の重みに引き剥がされて後続の部分では分離が比較的容易になるからである。

トナー像の二次転写（Ｓ２０）の終了後、ジョブが終了するまで（Ｓ２１のＹＥＳ）、Ｓ１２〜Ｓ２１の処理を繰り返して（Ｓ２１のＮＯ）、画像形成装置１００を後回転制御して停止させる（Ｓ２２）。

図２を参照して図６に示すように、記録材Ｐの先端Ｐ２が二次転写部Ｔ２から出た後の経過時間に応じて付与する振動の周波数が変化する。印加する周波数は、所定の時間一定とし、その後周波数を下げている。

ここでも、記録材Ｐは、樹脂フィルム（厚さ５０μｍのＰＥＴシート）であり、材料中の音波の伝播速度は２０００ｍ／ｓｅｃとした。また、プロセススピードを１００ｍｍ／ｓｅｃ、先端余白部は１０ｍｍまでとし、薄紙の転写部分離を課題としているため、厚み方向の影響は無視している。ここでは、所定の時間を０．０５秒とし、これに対応する記録材Ｐの突き出し長さｌは５ｍｍである。

一般的に超音波振動子１７の形状、性能等で印加できる周波数に制限があり、記録材Ｐの突き出し長さが極端に短い場合には、それに応じた周波数を印加しても大きな効果が期待できない。このため、記録材Ｐの突き出し長さｌが所定の長さに達するまでは、一定の周波数で印加する振動を維持し、その後、記録材Ｐの先端Ｐ２の振幅が最大となるように、印加する周波数を時間経過に伴って低下させてｆ＝ｖ／４ｌの関係を保っている。 第１実施形態では、印加する振動周波数は、ｆ＝ｖ／４ｌとしたが、実際に使用する中間転写ベルト９や二次転写部Ｔ２の各部材の影響を含めた記録材Ｐの固有振動モードの変動を加味して振動周波数は調整することが望ましい。

周波数下降プログラムや下降開始タイミングは、これらの部材の影響に加えて、超音波振動子１７の出力特性や駆動部１８の出力周波数のばらつき等に応じても調整することが望ましい。

これにより、印加する周波数で固有振動モードを制御していても、様々な要因で避けがたい変動が入り込み、そのため十分な振動力が得られず、分離性能を十分高められない、といった課題を解決できる。そして、十分な振幅を与えられるように振動周波数を制御して分離性の向上と維持を達成できる。

第１実施形態は、上記の構成及び制御に限定されるものではなく、本発明の趣旨に則る限り、様々な変更された形態もその範囲に許容される。

＜第２実施形態＞
図７は第２実施形態における超音波振動子の配置の説明図である。

第２実施形態では、図１〜図６に示す第１実施形態の画像形成装置１００において、超音波振動子１７の配置のみを異ならせており、それ以外は同様に構成されて同様に制御される。従って、図７中、第１実施形態と共通する構成には図３の（ａ）と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

図７に示すように、第２実施形態では、超音波振動子１７を中間転写ベルト９の外側面から離間させて配置しており、超音波振動子１７と中間転写ベルト９との間隔を記録材Ｐが通過する。

超音波振動子１７は、記録材Ｐに空気層を介して超音波振動を付与する素子であり、駆動部１８は、超音波振動子１７に高周波電圧を出力して駆動する。超音波振動子１７と駆動部１８とで加振手段としての振動装置が構成される。制御部１９は、ＣＰＵを備えたマイコン制御回路であって、ＲＡＭなどのメモリＭに書き込まれた制御プログラムにより作動する。制御部１９とメモリＭとが協働して制御手段として機能する。

超音波振動子１７は、記録材Ｐのトナーが二次転写されない裏側面に対向させて配置されている。記録材Ｐの厚みと加振された記録材Ｐの振幅とを考慮して、超音波振動子１７は、中間転写ベルト９から最短で５０μｍ程度離間して配置されている。

超音波振動子１７は、中間転写ベルト９の幅方向に長い不図示の振動部材を取り付けられて、中間転写ベルト９の両端部と中央部とに合計３個が配置されている。第１実施形態において記録材Ｐの幅全体を加振させていた中間転写ベルト９の代わりに振動部材を設けて、様々なサイズの記録材Ｐに対しても記録材Ｐの幅全体が等しく加振されるようにしている。

＜第３実施形態＞
図８は第３実施形態における分離部の構成の説明図である。

第３実施形態の画像形成装置２００は、記録材搬送ベルト９Ｈの直線部にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配置したタンデム型直接転写方式のフルカラー画像形成装置である。図８中、第１実施形態と共通する構成には、図１、図２と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

画像形成装置２００は、記録材搬送ベルト９Ｈの記録材分離部に超音波振動子１７を配置している。

記録材搬送ベルト９Ｈは、第１実施形態の中間転写ベルト（９：図１）と同じ材料で形成されており、記録材Ｐを担持して最初の画像形成部Ｐａを通過する過程で記録材Ｐを静電気的に吸着させる。これにより、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおける記録材Ｐと記録材搬送ベルト９Ｈとの分離は容易になるが、駆動ローラ１３（支持部材）における記録材Ｐの曲率分離が問題となる。

そこで、第２実施形態と同様に、超音波振動子１７を記録材Ｐから離間させて配置し、記録材Ｐに空気層を介して超音波振動を付与する構成とした。制御部１９は、第１実施形態と同様に、記録材Ｐが正常な離間ポイントＰ１を越えた後の時間経過に伴って駆動部１８から出力させる駆動信号の周波数を低下させる。

これにより、超音波振動子１７は、正常な離間ポイントＰ１を越えて記録材搬送ベルト９Ｈに接している先端Ｐ２までの長さ部分を固有振動周波数で加振し続ける。

＜変形例＞
近年、電子写真方式の画像形成装置の用途拡大に伴って、多様な記録材への対応が求められている。そして、記録材として薄紙や帯電し易い樹脂フィルムを使用すると、中間転写ベルト、感光ドラム、記録材搬送ベルトに対して静電気的に記録材が貼り付いて、うまく曲率分離できない分離不良が発生する可能性が高まる。この分離不良は、主に、記録材の坪量が小さい場合における記録材の剛性の不足（コシの弱さ）と静電気力の過剰に起因している。

転写部において記録材の裏面から与えた電荷の総量が転写されたトナー電荷の総量を上回ると記録材に働く静電気力が像担持体側に向き、この静電気力により記録材が変形して像担持体に貼りつくことがある。また、記録材の坪量が小さい場合は、記録材の剛度が低いため、曲率分離のパワーが不足して像担持体に貼りつく可能性が高くなる。

第１〜第３実施形態では、このような問題に対して超音波振動子１７を用いて分離性を確保している。超音波振動子１７に出力させる超音波の周波数を変化させて、記録材Ｐが固有振動数に近い周波数で加振され続けるようにして、一定周波数をかけ続ける場合よりも効率的に、つまり低い電力投入で同等以上の分離効果を確保させている。

記録材の先端の長さが時間の経過に伴い変化するので、記録材の先端に付与する振動の周波数を変化させることで、記録材の先端の固有振動周波数の定在波振動モードを高振幅に保つことができる。従って、常に記録材の先端の振動モードを分離に都合よく維持することができ、安定した分離補助による分離性の向上と維持を達成できる。

第１実施形態で説明したように、超音波振動子１７は、中間転写ベルト９の内側面に当接させて配置してもよい。

第２実施形態で説明したように、超音波振動子１７は、記録材Ｐの裏側面に対向させて配置してもよい。超音波振動子１７は、記録材Ｐに超音波振動が伝わるならば、記録材や中間転写ベルトから離間して配置してもよい。

第３実施形態で説明したように、超音波振動子１７は、記録材Ｐを担持する記録材搬送ベルト９Ｈにおける記録材Ｐの離間領域に対向させて配置してもよい。

超音波振動子１７は、第３実施形態における記録材搬送ベルト９Ｈの離間側の駆動ローラ１３、又は第１実施形態における転写部材としての二次転写ローラ１１に組み込んで配置してもよい。

超音波振動子１７は、振動周波数が可変である別の加振素子に置き換えてもよい。ボイスコイル等の打撃素子、モータ、バイブレータ等で同様な周波数を変化させる制御を行っても良い。

周波数の変化は連続的である必要は無い。図６の曲線Ｆ２に示すように、少なくとも１回の断続的、不連続な変化としてもよい。一定の周波数を印加し続ける場合よりも固有振動数により近い周波数で加振される回数が増えただけ、分離性が高まるからである。

制御手段１９は、転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐを可変の周波数で加振する加振手段１７を制御して、記録材Ｐが転写部Ｐ１を通過する過程で、記録材Ｐの通過長さが大きくなると周波数を少なくとも１回は低下させる。

制御手段１９は、分離部Ｐ１を通過した記録材Ｐを可変の周波数で加振する加振手段１７を制御して、記録材Ｐが分離部Ｐ１を通過する過程で、記録材Ｐの通過長さが大きくなると周波数を少なくとも１回は低下させる。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 画像形成部及び二次転写部の構成の説明図である。 二次転写部における記録材の振動の説明図である。 突き出し長さと最適な加振周波数との関係の説明図である。 振動付与処理の動作の流れを示すフローチャートである。 振動付与制御による加振周波数の変化の説明図である。 第２実施形態における超音波振動子の配置の説明図である。 第３実施形態における分離部の構成の説明図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 感光ドラム
９ 像担持体（中間転写ベルト）
９Ｈ 記録材搬送ベルト
１０ バックアップローラ
１１ 転写部材（二次転写ローラ）
１２ テンションローラ
１３ 支持部材（駆動ローラ）
１７ 加振手段（超音波振動子）
１８ 駆動部
１９ 制御手段（制御部）
２３ 給送手段（レジストローラ）
１００、２００ 画像形成装置
Ｍ メモリ
Ｐ１ 分離部（後端）
Ｐ２ 先端
Ｔ２ 転写部（二次転写部）

Claims (7)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に当接してトナー像の転写部を形成する転写部材と、
   前記転写部に記録材を給送する給送手段と、
   前記転写部に電圧を印加して、前記転写部を通過する記録材へ前記像担持体からトナー像を転写する電源手段と、を備えた画像形成装置において、
   前記転写部を通過した記録材を可変の周波数で加振する加振手段と、
   記録材が前記転写部を通過する過程で、前記転写部における記録材の通過長さが大きくなると前記周波数が少なくとも１回は低下するように、前記加振手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体は、中間転写ベルトであって、
   前記加振手段は、前記転写部よりも下流側に配置されて前記中間転写ベルトを加振することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. トナー像が転写された記録材を担持する記録材搬送ベルトと、
   前記記録材搬送ベルトに当接して記録材を曲率分離させる分離部を形成する支持部材と、を備えた画像形成装置において、
   前記分離部を通過した記録材を可変の周波数で加振する加振手段と、
   記録材が前記分離部を通過する過程で、前記分離部における記録材の通過長さが大きくなると前記周波数が少なくとも１回は低下するように、前記加振手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記制御手段は、等しい前記通過長さにおける前記周波数が記録材の種類に応じて異なるように、前記加振手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記通過長さが規定長さに達した後に前記周波数を連続的に低下させることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記通過長さが記録材におけるトナー像の担持領域に達した後は加振の振幅を低下させることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、分離が容易な記録材に対しては前記加振手段を作動させないことを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の画像形成装置。

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