JP5152647B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式、イオノグラフィー、磁気記録方式等の画像形成方式を採用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

近年、この種の画像形成装置においては、薄紙、厚紙、はがき、封筒など、紙厚が異なるさまざまな種類の記録材に画像形成ができるような高い汎用性が要求されている。この要求に応える上で有利であるという理由から、いわゆる中間転写方式が多く採用されている。この中間転写方式とは、一般に、感光体等の潜像担持体上に形成したトナー像を像担持体である中間転写体上に一次転写し、この中間転写体と、中間転写体に圧接する二次転写部材の間に記録材を通すことにより中間転写体上のトナー像を記録材へ二次転写するものである。このような画像形成装置においては、記録材が二次転写部（中間転写体と二次転写部材との圧接部）に突入する際に、それまで一定速度で駆動されていた中間転写体の速度が変動し、一次転写部で画像に乱れが生じる。その結果、最終的に記録材上に形成される画像が劣化するという不具合が発生していた。特に、この不具合は、記録材が厚紙の場合に顕著に現れる。

このような不具合を解決するために、特許文献１においては、記録材の厚みに応じて中間転写体と二次転写部材の間隔を変化させることで、記録材が中間転写体と二次転写部材との圧接部に突入する際、又は記録材が上記圧接部を抜ける際に発生する中間転写体の速度変動を抑制するようにしている。こうすることにより、最終的に記録材上に形成される画像の劣化をある程度抑制することは可能である。

特開平４−２４２２７６号公報

しかし、上記特許文献１に記載の画像形成装置には以下に示すような問題点がある。
上記画像形成装置では、記録材の厚みを記録材が二次転写部に突入する前に測定しておき、その測定結果に基づき中間転写体と二次転写部材との間隔を記録材の厚みに応じて変化させるようにしている。ここで、複数枚の記録材に画像を形成する際の二次転写部材を移動させるタイミングについて考える。二次転写部に搬送される記録材の厚みが同じであり、互いに異なる厚みの記録材が混在していない場合には、ジョブの開始時に、測定された記録材の厚み情報に基づきあらかじめ決められた移動量だけ二次転写部材を移動させて、ジョブの実行中は上記二次転写部材の移動量を保持しながら記録材への画像形成を行い、ジョブの終了時には二次転写部材を元の状態に戻すようにすればよい。つまり、二次転写部に搬送される記録材の厚みが同じであり異なる厚みの記録材が混在していない場合には、中間転写体へのトナー像の一次転写が行われている間は二次転写部材が移動することがないため、二次転写部材の移動による中間転写体の速度変動は発生しない。

しかしながら、異なる厚みの記録材が混在している場合には、中間転写体へのトナー像の一次転写が行われている最中に二次転写部材を移動させる必要が生じることとなる。その結果、二次転写部材を移動させ中間転写体と二次転写部材との間隔を変化させることにより中間転写体に速度変動が発生し従来と同様、記録材に最終的に形成される画像に乱れを生じるという不具合が発生することとなる。二次転写部材を移動させ中間転写体と二次転写部材との間隔を変化させることにより中間転写体に生じる速度変動としては、主に二次転写部材の可動開始時や停止時に生じる衝撃により中間転写体に発生する振動や、中間転写体と二次転写部材との間隔を変化させることによって生じる加圧力の変化に起因して発生するものが考えられる。したがって、記録材が厚紙等である場合には二次転写部材の移動量が大きくなる。そのため二次転写部材の可動開始時や停止時に生じる衝撃や加圧力の変化も大きくなり、その結果、中間転写体に発生する速度変動も大きくなる。つまり、二次転写部に搬送される複数の記録材の中に厚紙等が混在している場合には画像の劣化が顕著になる。

なお、上記のような二次転写部材の移動に起因して画質が劣化する問題は、一次転写部でトナー像の転写が行われている最中に中間転写体の表面に対して二次転写部材を移動させる場合に限らない。例えば、潜像担持体（像担持体）の表面上の画像を中間転写体や直接転写方式においては記録材へ転写している最中にその潜像担持体の表面に対してクリーニング部材や転写部材などの移動部材を移動させる場合にも同様に生じ得る。また、例えば、潜像担持体（像担持体）の表面に潜像を書き込んでいる最中にその潜像担持体の表面に対してクリーニング部材や転写部材などの移動部材を移動させる場合にも同様に生じ得る。
要するに、像担持体に対して画像を作像している最中や、像担持体上の画像を他の被転写材（中間転写体や記録材等）へ転写している最中に、像担持体の表面に対して移動部材を移動させる場合には、上述した問題が同様に生じ得る。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、移動部材の移動に起因した像担持体の駆動負荷変動を抑制して画質劣化を抑制し得る画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と、該像担持体を駆動させる像担持体駆動手段と、該像担持体に画像を作像する作像手段と、該像担持体に対して接離方向に移動可能な移動部材と、該像担持体に対して移動部材を接離方向に移動させる移動部材駆動手段とを有し、該像担持体に作像された画像を記録材上に転写することで、記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記移動部材の移動中に、予め決められた各サンプリング時刻における該移動部材の位置を検知する検知手段と、上記移動部材の移動に際して上記像担持体に生じる駆動負荷変動が小さくなるように予め設定された各サンプリング時刻に対応する目標値を記憶する目標値記憶手段と、上記作像手段が上記像担持体に対して画像を作像している期間に行われる上記移動部材の移動にあたり、上記検知手段の検知結果が上記目標値記憶手段に記憶された各サンプリング時刻に対応する目標値に追従するように上記移動部材駆動手段をフィードバック制御する移動制御手段と、上記移動部材の移動によって生じる上記像担持体の速度変動が少なくなるように、上記移動制御手段が用いる上記目標値に基づいて、上記像担持体駆動手段をフィードフォワード制御する速度制御手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、上記各サンプリング時刻における各目標値は、上記移動部材の移動方向加速度の時間微分の２乗積分が最小となる加速パターンを時間に関する多項式で表した数式に上記各サンプリング時刻をそれぞれ代入して得られる値であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、上記フィードフォワード制御に用いる制御量は、上記移動制御手段が用いる上記目標値に基づいて求めた上記像担持体の負荷変動に相当する上記像担持体駆動手段の駆動電流値であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記移動部材は、上記像担持体との間に記録材を挟持する転写部材であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４記載の画像形成装置において、上記移動制御手段は、上記像担持体と上記転写部材との間に搬送される記録材の厚みに応じた設定位置へ該転写部材を移動させるものであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記像担持体は、中間転写体であり、上記作像手段は、潜像担持体に作像した画像を該中間転写体に転写することで、該中間転写体に画像を作像するものであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、上記作像手段は、上記潜像担持体を複数備え、各潜像担持体に作像した画像を互いに重なり合うように上記中間転写体に転写することで、該中間転写体に画像を作像するものであることを特徴とするものである。

本発明においては、作像手段が像担持体に対して画像を作像している期間に行われる移動部材の移動をフィードバック制御し、移動中の各時刻に移動部材の位置が予め決められた目標位置に達するように移動部材を移動させる。よって、移動部材の移動に際して像担持体に生じる駆動負荷変動が小さくなるような目標値を適宜設定することで、移動部材の移動により像担持体に与える駆動負荷変動を小さくすることができる。したがって、移動部材の移動をフィードバック制御しない従来構成に比べて、移動部材の移動の際に生じる像担持体の駆動負荷変動を小さくすることが可能となる。

しかも、移動部材の目標移動量を用いて像担持体の駆動手段をフィードフォワード制御するので、移動部材の移動により発生する振動に基づく像担持体の駆動負荷変動を小さくできることに加え、移動部材の移動により発生する押圧力変動による像担持体の速度変動を制御することが可能になる。
特に、像担持体が中間転写体であり、移動部材が転写部材（二次転写部材）であり、これらの間隔を変化させる場合には、二次転写部材の移動開始時や停止時に生じる衝撃により中間転写体に発生する振動や、中間転写体と二次転写部材との間隔を変化させることによって生じる加圧力の変化に起因して発生する中間転写体の速度変動を抑制することが可能となり、画質劣化の少ない画像が得られる画像形成装置を提供することができる。

以上、本発明によれば、移動部材の移動に起因した像担持体の駆動負荷変動を抑制することが可能となり、従来に比べて画像劣化を低減できるという優れた効果がある。

〔実施形態１〕
以下、本発明を、画像形成装置としての複写機に適用した一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説明する。
図１は、実施形態１に係る複写機の画像形成部を示す概略構成図である。この複写機は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色ごとに潜像担持体としての感光体を個別に備えたタンデム型の画像形成装置である。図中には、各色に対応する部材にはその符号にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの色分け符号を添え字してあるが、各色の部材は互いに実質的には同一構成であるため、文中では色分け符号を省略する。

潜像担持体としての感光体１は、帯電装置２により、表面が一様な電位となるように帯電され、露光部にて、形成する画像情報に基づき画像部／非画像部とを分けて、書き込み露光３が行われることで、表面に静電潜像が形成される。感光体表面上の静電潜像の画像部には、現像装置４による現像処理によってトナーが付着し、トナー像（画像）が形成される。トナー像はその後、一次転写部で、一次転写ローラ５に印加したバイアスの作用により、像担持体としての中間転写ベルト６に転写される。

各感光体１は、中間転写ベルト６の表面移動経路上に、中間転写ベルトに接して並んでおり、各感光体上に形成されたトナー像は、各一次転写部で、順番に位置を合わせるようにして、中間転写ベルトに転写される。中間転写ベルトはベルト駆動ローラ７を含む複数のローラに張架され駆動されている。ベルト駆動ローラはモータ等の駆動源により回転駆動されている。

中間転写ベルト上に形成されたフルカラーのトナー像は、二次転写部で搬送経路２１を図１に示す矢印の方向に搬送される記録材としての転写紙２０上に転写される（転写紙２０は、図２、図３、図４に記載）。転写紙２０は、画像形成装置の給紙部より搬送されてきて、レジストローラ対８にて先端位置を調整されて、二次転写部へ送られる。二次転写部では、中間転写ベルトの外側に配置された二次転写ローラ１０と、ベルトの内側の二次転写対向ローラ９との間に電界を形成し、転写紙にトナー像を転写する。二次転写ローラ１０の軸は、二次転写ユニット１３の筺体により支持されている。二次転写ユニットは、揺動支点１３ａを中心に回動可能であり、二次転写ユニットは、加圧バネ１４の加圧力によって、二次転写ローラが二次転写対向ローラに対して加圧される方向に付勢されている。二次転写ユニットは移動用カム１６の回転に応じて揺動支点１３ａを中心に回動する。このカム１６は、図示しないモータにより回転駆動される。

本実施形態１においては、カム１６により二次転写ユニット１３を揺動させるが、二次転写ユニットの揺動支点１３ａと二次転写ローラ１０との距離よりも、揺動支点１３ａとカム１６の作用点との距離の方が大きくなっている。これにより、カム作用点での二次転写ユニット１３の移動量よりも、二次転写ローラ１０の移動量が小さくなり、二次転写ローラの位置を細かいステップで決めることが可能となる。

また、本実施形態１では、二次転写ユニット１３の位置を検出するセンサである二次転写位置検出センサ１５を設けており、二次転写ユニット１３の位置を検出しながらカム１６の回転を制御することで、二次転写ローラ１０の移動を、高精度に、また、様々な紙厚に対応して行うことができる。二次転写位置検出センサ１５は、二次転写ユニット１３の一部分である被検出部１３ｂの位置を検出するが、この位置についても、揺動支点と二次転写ローラとの距離よりも、揺動支点と被検出部との距離の方が大きくなっているので、センサ１５の検出分解能よりも細かい分解能で二次転写ローラの位置を特定することができるようになり、二次転写ローラ１０の位置を高精度に制御することが可能となる。
以上のように、二次転写ローラ１０は、中間転写ベルト方向に加圧され、中間転写ベルト６または転写紙２０に接触しながら回転する。トナー像が転写された転写紙は、定着装置１１を通過し、加熱、加圧により、トナー像が転写紙上に定着される。

このような画像形成工程においては、感光体１、中間転写ベルト６が一定の速度で駆動されていることが重要である。感光体に速度変動があると、画像が伸び縮みするために、速度変動が微小であっても一定の画像濃度であるべき部分に濃淡が生じる。また、感光体速度が一定に維持されていても、中間転写ベルトの速度に変動がある場合には、一次転写部分で、感光体との間で速度差が生じることから、同様に、画像の伸び縮み、濃淡が生じてしまう。

中間転写ベルト６において速度変動が生じる要因としては、モータなど駆動源の回転変動、駆動伝達系において生じる変動、ベルトを張架する駆動ローラや従動ローラの偏心、ベルトの厚み偏差などによるもののほか、稼動中に突発的に生じる変動も挙げられる。突発的な変動が生じる例としては、転写紙を通紙した場合が挙げられる。

図２（ａ）は転写紙２０がニップ部に突入する直前を、図２（ｂ）は突入後をそれぞれ示す。図２のように、転写紙２０が、二次転写部で二次転写ローラ１０と二次転写対向ローラ９のニップ部分に進入する際、転写紙の先端をニップ内に入り込ませるのに、二次転写対向ローラの負荷が増加し、ベルト速度が一時的に遅くなる。その際に、一次転写部で転写が行われていると、中間転写ベルト上の画像にムラが生じてしまう。
また、図３（ａ）は転写紙２０がニップ部を通過する前を、図３（ｂ）は通過後をそれぞれ示す。図３に示すように、二次転写部を転写紙２０が通過し終わり、転写紙の後端が二次転写ローラ１０、二次転写対向ローラ９間のニップを抜ける時には、二次転写対向ローラの負荷が軽くなるため速度が一時的に速くなる。これによっても一次転写部で感光体、中間転写ベルトに速度差が生じることから画像にムラが発生してしまう。

このような二次転写部を転写紙２０が通過することによる中間転写ベルト６の負荷変動を低減するための手段として、二次転写ローラ１０を二次転写対向ローラ９から一定量遠ざけておき、転写紙の先端進入、後端抜出し時の衝撃を低減する方法がある。その方法について図４を用いて具体的に説明する。

図４（ａ）は２次転写ニップ部に用紙が無い状態であるが、本実施形態の画像形成装置では、画質を向上するために、二次転写ローラと二次転写対向ローラが中間転写ベルトを挟んでニップを形成する領域よりも上流側に、二次転写ローラと中間転写ベルトだけが接触する領域（いわゆるプレニップ部）を設けている場合が多い。
また、上記ニップ部よりも上流の転写電界が作用しない部分で用紙と中間転写ベルトが接触すると、中間転写ベルト上に形成されているトナー像が乱される場合があることから、ニップの上流ではできるだけ用紙とベルトが接触しない様に、用紙搬送方向と中間ベルト搬送方向に角度を持たせ、さらに、ニップ部への突入時の紙の位置を規制する転写前用紙ガイド１７を設けている。

二次転写部に転写紙２０がない状態では、移動用カム１６は二次転写ユニット１３に触れない位置に停止しており（図１の実線で示す位置。つまり、移動用カムにより二次転写ローラを押し下げていない状態。）、図４（ａ）に示すように、二次転写ローラ１０は、加圧バネ１４の作用により対向ローラ９と中間転写ベルト６に押し当てられた状態となっている。この状態を"通常状態"とし、このときの二次転写対向ローラ９と二次転写ローラ１０との軸間距離をａとする。
次の、移動カムによる二次転写ローラの押し下げを行なっていない状態で二次転写部に普通紙を通過させた場合には、図４（ｂ）に示すように、用紙は二次転写ニップ部の形状に倣うように突入し、二次転写対向ローラ９と二次転写ローラ１０との軸間距離はctへと変化する。このときの用紙の突入による二次転写ローラの下がる量、つまり（ct−ａ）は、ほぼ紙厚に等しくなる。

しかし、同じように二次転写ローラを押し下げていない状態で二次転写部に厚紙を通過させた場合には、図４（ｃ）に示すように、紙の強度が強くなることから、普通紙のように二次転写ニップ部の形状に倣うことがなく、二次転写ローラを加圧バネ１４の加圧力に抗して押し下げる結果、二次転写対向ローラ９と二次転写ローラ１０との軸間距離はcへと変化する。このときの用紙の突入による二次転写ローラが下がる量、つまり（c−ａ）は、紙厚以上になっている。そのため、厚紙突入時には中間転写ベルトにかかる負荷が増大し、その速度変動が増大することになる。
従って、厚紙を二次転写部に突入させる際には、事前に二次転写対向ローラと二次転写ローラの距離を紙厚以上にあけておくことにより上記中間転写ベルトに発生する速度変動を著しく低減することが可能となる。

転写紙の厚さの認識については、本実施形態１では転写紙がレジストローラに到達する前の位置に紙厚検出センサ１２を設けており、その検出結果に応じて、二次転写ローラの移動実施の有無、移動時の移動量を決定する。このようなセンサを用いなくても、ユーザが使用する紙の厚みを事前に操作部で設定し、そのモードに応じて二次転写ローラを移動させることも可能である。

ここで、前回の転写紙の厚みとは異なる厚みの転写紙が紙厚検出センサ１２で検知されると、その転写紙が二次転写部に到達する前に、その検知結果に応じて二次転写ローラ１０を移動させる必要がある。二次転写ローラ１０を移動させたとき、すでに中間転写ベルトへの一次転写が開始されている場合、二次転写ローラ１０を移動させることによって中間転写ベルト６に駆動負荷変動が生じると、中間転写ベルト６の速度変動が生じ、一次転写部において画像の乱れが生じる。特に、前述のように紙厚さよりも大きく二次転写ローラ１０を移動させるために、薄紙を使用していた状態から厚紙に変更した場合や、その逆に厚紙を使用していた状態から薄紙に変更した場合においては、中間転写ベルト６の駆動負荷変動が大きく生じる。そこで、本実施形態１では、二次転写対向ローラ9に対する二次転写ローラ１０の接離時に生じる中間転写ベルト６の駆動負荷変動を小さくし、一次転写部での画像乱れを低減するために、以下のような制御を行なう。

図５は、本実施形態１における二次転写ローラ移動の制御系及び制御対象のハードウェア構成を示すブロック図である。
この制御系は、二次転写ユニット（二次転ローラ）の移動量を検出する二次転写位置検出センサ１５の出力信号に基づいて、移動用カム１６を回転駆動させる駆動源としてのＤＣモータ２６の角変位、すなわち、二次転写ローラ１０の移動量をデジタル制御する制御系である。この制御系は、マイクロコンピュータ２１、バス２２、指令発生装置２３、モータ駆動用インターフェイス部２４、モータ駆動部としてのモータ駆動装置２５、及び、検出用インターフェイス部２７を用いて構成されている。

上記マイクロコンピュータ２１は、マイクロプロセッサ２１ａ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）２１ｂ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１ｃ等で構成されている。これらのマイクロプロセッサ２１ａ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）２１ｂ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１ｃ等はそれぞれバス２２を介して接続されている。
上記指令発生装置２３は、ＤＣモータ２６に対する駆動信号指令値を出力する。この指令発生装置２３の出力側もバス２２へ接続されている。この駆動信号指令値は、移動用カム１６の各サンプリング時刻における目標角変位（目標値）を示すものである。
検出用インターフェイス部２７は、エンコーダで構成される二次転写位置検出センサ１５の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。この検出用インターフェイス部２７は、二次転写位置検出センサ１５の出力パルスを計数するカウンタを備えており、このカウンタのカウントした数値に、あらかじめ定められたパルス数対角変位の変換定数をかけて移動用カム１６の角変位に対応するデジタル数値に変換する。この移動用カム１６の角変位に対応するデジタル数値の信号は、バス２２を介してマイクロコンピュータ２１に送られる。
モータ駆動装置２５は、モータ駆動用インターフェイス部２４から出力されたパルス状の制御信号に基づいて動作し、ＤＣモータ２６にパルス状の駆動電圧（ＰＷＭ信号）を印加する。この結果、ＤＣモータ２６すなわち二次転写ローラ１０の移動量は、指令発生装置２３から出力される駆動信号指令値に対応する移動量パターンで駆動制御される。
なお、図５中の符号２０で示した部分（図６も同様）は、図１に示したベルト搬送制御系全体と、モータ駆動用インターフェイス部２４と、モータ駆動装置２５と、検出用インターフェイス部２７とを含む制御対象である。

図６は、本実施形態１における二次転写ローラ１０の移動制御に係るブロック図である。
二次転写位置検出センサ１５の出力パルス信号を処理する検出用インターフェイス部２７から出力される情報、すなわち、二次転写ローラの移動量の情報（以下「検出移動量」という。）Ｐ（ｉ−１）は、演算部（減算器）３１に与えられる。この演算部３１は、制御目標値である、二次転写ローラの移動量の目標値（以下「目標移動量」という。）Ｒｅｆ（ｉ）と二次転写ローラの検出移動量Ｐ（ｉ−１）との差ｅ（ｉ）を算出する。この差ｅ（ｉ）は制御コントローラ部３２に入力される。制御コントローラ部３２は、高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ３３と、比例要素（ゲインＫｐ）３４とで構成されている。制御コントローラ部３２では、ＤＣモータ２６の駆動に用いる制御電圧ｕ（ｉ）が求められる。駆動電圧ｕ（ｉ）に基づいて、モータ駆動用インターフェイス部２４及びモータ駆動装置２５により駆動信号が生成され、ＤＣモータ２６へ出力される。このように駆動制御されたＤＣモータ２６の駆動力が、移動用カム１６を回転させ、二次転写ローラ１０を所定の目標移動量に従って移動させる。以上のフィードバックループの制御動作が繰り返される。
なお、上述した制御系は一例を示したものであり、この他のＰＩＤ制御系、現代制御系、ロバスト制御系等のいずれの制御系を用いてもよい。

次に、目標移動量の設定方法について説明する。
本実施形態１では、二次転写ローラ１０の駆動開始時と駆動停止時に生じる衝撃により中間転写ベルト６に振動を発生させず、かつ、二次転写ローラ１０の移動により生じる、中間転写ベルトに対する二次転写ローラ１０の加圧力変化に起因した中間転写ベルトの速度変動を発生させないような、二次転写ローラの目標移動量を設定する。具体的には、二次転写ローラの移動加速度の時間微分の２乗積分が最小となる加速パターンに対応する目標移動量を設定する。このような目標移動量は、時間に関する多項式であらわすことができる。

具体的に説明すると、二次転写ローラ１０の加速度の時間微分値を仮想的な入力ｕ’として導入すると、二次転写ローラ１０の状態方程式は下記の数１に示すとおりである。

ここで、記号ｐ，ν，αは、それぞれ、二次転写ローラ１０の変位、速度、加速度を示すものである。

そして、二次転写ローラの移動加速度の時間微分の２乗積分が最小となる加速パターンに対応する目標移動量を算出するための評価関数Ｊは、移動開始の時間を０からＴとすると、下記の数２に示すとおりである。

この評価関数Ｊを最小にする二次転写ローラ１０の目標変位（移動量）は時間に関する５次式であらわすことができる。すなわち、定数をＣ₀〜Ｃ₅とすると、二次転写ローラ１０の目標移動量Ｒｐ１は、下記の数３に示す数式で表される。

ここで、上述した状態方程式において、制御対象としての二次転写ローラ１０の初期条件及び終端条件を、それぞれ、下記の数４に示す。

なお、Ｐ１は二次転写ローラ１０の移動量、Ｔは二次転写ローラ１０の移動開始から停止までの目標移動時間である。

以上より、二次転写ローラ１０の目標移動量Ｒｐは、下記の数５に示すとおりとなる。

以上で求めた式を元に、マイクロコンピュータ２１内において、サンプリング時刻ごとに、目標移動量を求めて、ＤＣモータ２６がそれに追従するような駆動を行うものである。このような制御の結果、中間転写ベルト６に振動が発生することをなくし、かつ、二次転写部の加圧力変化に起因した中間転写ベルト６の速度変動が発生することをなくすことができる。

以上に説明した制御方法は、目標値の時間に関する多項式を求めるためには、一般に逆行列を求めなければならず計算量が多いという欠点がある。すなわち、前述の式のままでは、多項式の係数を求めるために、逆行列を計算しなければならないので、計算が複雑になってしまう。そこで、別の方法として、サンプリング時刻ｔを移動開始からＰ１までの目標移動時間をＴで割った値を用いることにより、目標角変位Ｒｐの時間ｔに関する多項式を次のように変形する。すなわち、目標角変位の時間ｔに関する多項式Ｒｐを、下記の数６に示すものとする。そして、以上で求めた式を元に、マイクロコンピュータ２１内において、サンプリング時刻ごとに、目標移動量を求めて、ＤＣモータ２６がそれに追従するような駆動を行うようにしてもよい。

以上に説明した式に基づいて得られる二次転写ローラ１０の目標移動量の一例を図７に示す。ここでは、厚紙を通紙している状態から薄紙を通紙する状態に変更する場合の二次転写ローラの目標移動量を例として示している。すなわち、厚紙を通紙している状態とは、図１に示す移動用カム１６を二次転写ユニット１３の当接部１３ｂに当接させた状態から所定量回転させることにより二次転写ユニット１３を押し下げ、それにより二次転写ローラ１０を厚紙に対応する所定距離だけ下方に移動させた状態をいう。又、薄紙を通紙する状態とは、上記カム１６を二次転写ユニット１３の当接部１３ｂから離間し、加圧バネ１４の作用により二次転写ローラを中間転写ベルト６に当接させている状態をいう。尚、図７において縦軸の「移動量」は二次転写ローラの移動量を意味している。従って、縦軸の「Ｐ１」は、上記厚紙通紙時から上記薄紙通紙時の二次転写ローラの所定移動量を意味している。又、横軸の時間は、二次転写ローラが上記所定押下量を移動するための時間を意味している。従って、横軸の「Ｔ」は、厚紙通紙時から薄紙通紙時の状態に二次転写ローラを移動し終わるまでの時間、つまり、二次転写ローラの移動停止時刻を意味する。

図７に示すように二次転写ローラ１０の目標移動量は、二次転写ローラを厚紙通紙時の所定量だけ押し下げた状態から薄紙通紙時の状態への移動を開始してから完了するまでの時間について、二次転写ローラの加速度の変化をできるだけ小さくするように設定される。そうすることにより、二次転写ローラの移動に伴う振動による中間転写ベルトの速度変動を低減することが可能となる。

図８に示したのは、図７の二次転写ローラ１０の目標移動量から導き出した制御目標値を用いて移動用カム１６のフィードバック駆動制御を実施しない場合、すなわち、二次転写ローラを厚紙通紙時の所定量押し下げた状態から一気に薄紙通紙の位置まで移動させた場合（上記カム１６を二次転写ユニット１３の当接部１３ｂに突き当てている状態から、加圧バネ１４の作用のみで二次転写ローラが中間転写ベルトに当接している状態になる位置まで上記カム１６を回転させた場合）の二次転写ローラ１０の移動量の変化を示したものである。図８の縦軸は、二次転写ローラの移動量を、横軸は、時間を示している。図８から分かるように、図７の移動目標値を用いたフィードバック制御を行なわない場合には、二次転写ローラの移動が開始してから停止するまで（時刻Ｔまで）だけでなく、移動が停止した後（時刻Ｔ以降）も二次転写ローラの移動量が振動的に変化していることが確認できる。上述のように二次転写ローラは、加圧バネで加圧されているため、この二次転写ローラの移動量の振動的な変化は、そのまま二次転写ローラの中間転写ベルトへの押圧力の変化になる。従って、中間転写ベルトに対しては、上記押圧力の変化が駆動負荷変動として働くことになる。そして、この駆動負荷変動により中間転写ベルトに速度変動が発生し、その際に一次転写部での作像作業が行なわれている場合には、この中間転写ベルトの速度変動が色ずれ等の画像乱れを引き起こす原因となる。

一方、図９に示したのは、図７の二次転写ローラ１０の目標移動量から導き出した制御目標値を用いて移動用カム１６のフィードバック駆動制御を実施した場合、すなわち、二次転写ローラを厚紙通紙時の所定量押し下げた状態から薄紙通紙時の位置まで図７の移動目標値に近づくように移動させた場合（上記カム１６を図７の二次転写ローラの移動目標から導き出した制御目標値に用いて回転駆動制御した場合）の二次転写ローラ１０の移動量の変化を示したものである。図９から分かるように、図８で発生していた二次転写ローラ移動量の振動的な変化が著しく低減できていることが確認できる。
従って、本実施形態１によれば、二次転写ローラの移動に伴う中間転写ベルトの駆動負荷変動が抑えられる結果、中間転写ベルトの速度変動を低減でき、一次転写部での画像乱れを抑制することが可能となる。

〔実施形態２〕
次に、本発明の他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。
上述したように実施形態１によれば、二次転写ローラ１０の移動により発生する中間転写ベルト６の振動に起因する駆動負荷変動を低減できるので、画質劣化を改善することができる。しかし、二次転写ローラ１０の移動により、振動的ではないが二次転写ローラの中間転写ベルトへの押圧力は変動する。この変動は転写ベルトに対しては負荷変動として働く。一般的にこの変動に対しては、中間転写ベルトをフィードバック駆動制御することにより対応できるが、応答性との関係で変動抑制効果に一定の限界がある。 そこで、本実施形態２では、上述した実施形態１の二次転写ローラの移動目標値に基づいて二次転写ローラ１０がその目標値のように移動した場合に中間転写ベルトに生じる負荷変動を予め設定しておく。そして、その中間転写ベルトに生じる負荷変動をモータ駆動電流値に換算して、その換算した駆動電流値を中間転写ベルトのモータ駆動電流にフィードフォワード量として与えるように中間転写ベルト駆動制御系を構築している。これにより、より高精度な中間転写ベルト駆動を行いより有効に画質劣化を改善する。なお、本実施形態２における複写機の基本構成や動作は上記実施形態１と同様なので、その詳細な説明は省略し、本実施形態２では上記実施形態１とは異なる点についてのみ説明する。

図１０は、本実施形態２における中間転写ベルト６の駆動制御系及び制御対象のハードウェア構成を示すブロック図である。
この制御系は、中間転写ベルト６を張架するベルト駆動ローラ７に接続された駆動モータの角速度を、モータに取り付けたエンコーダの信号で制御する制御系である。この制御系は、マイクロコンピュータ４１、バス４２、指令発生装置４３、モータ駆動用インターフェイス部４４、モータ駆動装置４５、及び検出用インターフェイス部４７を用いて構成されている。上記マイクロコンピュータ４１は、マイクロプロセッサ４１ａ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）４１ｂ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４１ｃ等で構成されている。これらのマイクロプロセッサ４１ａ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）４１ｂ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４１ｃ等はそれぞれバス４２を介して接続されている。

上記指令発生装置４３は、ＤＣモータ４６に対する駆動信号指令値を出力する。この指令発生装置の出力側もバス４２へ接続されている。検出用インターフェイス部４７は、エンコーダの出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。この検出用インターフェイス部４７は、エンコーダの出力パルス間隔をより細かい周期のパルスで計数し、モータの角速度を算出する。このデジタル数値の信号は、バス４２を介してマイクロコンピュータ４１に送られる。モータ４６に流れる電流は、電流検出装置４８により検出され、Ａ／Ｄ変換装置４９を介してマイクロコンピュータ２１に取り込まれる。モータ駆動装置４５は、モータ駆動用インターフェイス部４４から出力されたパルス状の制御信号に基づいて動作し、ＤＣモータ４６にパルス状の駆動電圧（ＰＷＭ信号）を印加する。この結果、ＤＣモータ、すなわち中間転写ベルト６の移動速度は、指令発生装置４３から出力される所定の移動速度パターンで駆動制御される。

なお、ＤＣモータ４６と中間転写ベルト６のベルト駆動ローラ７とは図示しない減速装置７ａにより機械的に接続されている。
また、図１０中の符号４０で示した部分（図１１も同様）は、図１に示したベルト搬送制御系全体と、モータ駆動用インターフェイス部４４と、モータ駆動装置４５と、検出用インターフェイス部４７と、電流検出装置４８と、Ａ／Ｄ変換装置４９とを含む制御対象である。

図１１は、本実施形態２における二次転写ローラ１０の移動制御及び中間転写ベルト６の速度制御に係るブロック図である。
なお、二次転写ローラ１０の移動制御系は上記実施形態１の図６で示したものと同様であるため、図６と同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
モータエンコーダの出力を処理するインターフェース装置４７の出力、すなわち、中間転写ベルト６の駆動モータの角速度Ｐ３０１（ｉ−１）は、ループ５３を経て演算部５６に与えられる。この演算部５６は、指令発生装置４３から出力された制御目標値である角速度指令信号Ｒ（ｉ）とループ５３からの角速度Ｐ３０１（ｉ−１）との差ｅ（ｉ）を算出する。このｅ（ｉ）は、制御コントローラブロック５１に入力される。制御コントローラブロック５１では制御演算が行われ、目標電流値ＲＣ（ｉ）を算出し、演算部５７に与える。同時に、電流検出装置４８により検出され、Ａ／Ｄ変換装置４９を介してマイクロコンピュータ２１に取り込まれたモータ駆動電流Ｃ３０１（ｉ−１）は、ループ５８を経て演算部５７に与えられる。

ここで、本実施形態２では、二次転写ローラ１０の移動制御系における二次転写ローラ１０の目標移動量Ｒｅｆ（ｉ）から計算された中間転写ベルトの負荷変動に相当するモータ変動電流値Ｒｅｆ（ｉ−１）が演算部５７に与えられる。この変換を行っているのが変換部６０であり、入力される二次転写ローラ１０の目標移動量Ｒｅｆ（ｉ）を、その目標移動量だけ二次転写ローラを移動させた場合に中間転写ベルトの駆動系に発生する負荷変動に相当するモータ変動電流値Ｒｅｆ'（ｉ）に換算する。この変換部６０には、上記目標移動量Ｒｅｆ（ｉ）と上記モータ変動電流値Ｒｅｆ'（ｉ）との対応関係を示す変換係数Ｋｑが与えられており、上記目標移動量に変換係数Ｋｑをかけることで上記モータ変動電流値を求めるよう構成される。ここで、この換算式や対応表は、実験により簡単に求めることができるが、その一例を以下に説明する。

２次転写ローラは、図１のように加圧バネ１４によって支持されているので、二次転写ローラの位置が与えられると、「その位置×バネ定数」の力が二次転写ローラに加わり、この力が二次転写ローラの中間転写ベルトに対する押圧力として中間転写ベルトに加わることになる。これが中間転写ベルトに対する負荷である。従って、上記二次転写ローラの位置が変化すると二次転写ローラに加わる力が変化し、二次転写ローラの中間転写ベルトに対する押圧力が変化することから中間転写ベルトに負荷変動が生じることになる。つまり、二次転写ローラの移動量と中間転写ベルトの負荷変動には比例関係が存在する。この負荷変動は駆動電流で制御されるが、負荷変動とそれを制御するために必要なモータ電流は比例関係にあるので、二次転写ローラの移動量とモータ電流にも比例関係が存在する。二次転写ローラの移動量は目標移動量になるように制御されている。従って、二次転写ローラの目標移動量とモータ変動電流値にも比例関係が存在することになる。そこで、実際に二次転写ローラを中間転写ベルトに対して所定量移動させ、その移動に伴い中間転写ベルトのモータ駆動電流がどれだけ変化するかを検出する。例えば、二次転写ローラを所定の位置にした状態で中間転写ベルトのモータ駆動電流を徐々に増やしていき中間転写ベルトが動き出す直前の電流値を検知することによりその変換係数を求めることが可能である。そして、演算部５７は、中間転写ベルトのモータ目標電流値ＲＣ（ｉ）と、ループ５８からのモータ駆動電流Ｃ３０１（ｉ−１）との差に、上記モータ変動電流値Ｒｅｆ'（ｉ）を加算した値ｅｃ（ｉ）を算出する。

演算部５７から出力されたｅｃ（ｉ）は、電流制御コントローラ部５２に入力される。電流制御コントローラ部５２は、例えばＰＩ制御系で構成される。演算部５７で算出されたｅｃ（ｉ）は、ブロック５３で積分され、ブロック５４で定数ＫＩｃがかけられて演算部５８に与えられる。また、同時に、演算部５７で算出されたｅｃ（ｉ）は、ブロック５５で定数ＫＰｃがかけられて演算部５８に与えられる。演算部５８は、ブロック５４，５５からの２つの入力信号を加えてモータの制御電圧Ｕａ（ｉ）を求める。この演算部５８で求めた制御電圧値Ｕａ（ｉ）がモータ駆動用インターフェイス部４４、モータ駆動装置４５を介してモータ４６へ出力され、以上のループ動作が繰返される。

以上説明した本実施形態の効果について図１２を用いて説明する。
図１２は、二次転写ローラの移動に伴う中間転写ベルトの速度変動を表したものである。図１２（ａ）は、上述の本実施形態２で説明した中間転写ベルトに対するフィードフォワード制御を行なわない場合の中間転写ベルトの速度変動を表したものである。すなわち、上述の実施形態１の図７で示した二次転写ローラの目標移動量に基づいて二次転写ローラを移動させただけの場合の中間転写ベルトの速度変動を表したものである。
一方、図１２（ｂ）は、上述の本実施形態２で説明した中間転写ベルトに対するフィードフォワード制御を行なった場合の中間転写ベルトの速度変動を表したものである。すなわち、上述の実施形態１の図７で示した二次転写ローラの目標移動量に基づいて二次転写ローラを移動させるだけでなく、二次転写ローラの目標移動量に基づき算出した中間転写ベルトのモータ変動電流値を用いて中間転写ベルトをフィードフォワード制御した場合の中間転写ベルトの速度変動を表したものである。
図１２（ａ）では、二次転ローラの移動開始から停止まで間で、二次転写ローラの移動に伴い中間転写ベルトに発生する負荷変動によって生じる速度変動が生じている。又、その速度変動を制御するために、二次転写ローラ停止後も中間転写ベルトに速度変動が生じてしまっている。
一方、図１２（ｂ）では、二次転写ローラの移動に伴って発生する中間転写ベルトの速度変動がフィードフォワード制御により著しく改善されており、二次転写ローラの移動開始から停止までの間だけでなく停止後もその速度変動がほとんど生じていないことがわかる。

以上のように本実施形態２によれば、二次転写ローラの目標移動量に対応した中間転写ベルトのモータ変動電流値を用いて中間転写ベルトのモータをフィードフォワード制御することにより、二次転写ローラ１０の移動により発生する振動に基づく中間転写ベルト６の駆動負荷変動を小さくできることに加え、二次転写ローラ１０の移動により発生する押圧力変動による中間転写ベルト６の速度変動をも制御できるので画質劣化を更に改善することができる。
なお、本実施形態２では、電流制御コントローラ部５２は、一例としてＰＩ制御系を用いたが、これに限定されるものではない。以上の演算のすべては、マイクロコンピュータ２１内の数値演算で行われ、簡単に実現することができる。しかし、各種演算処理についてはデジタル処理に限定されるものではなく、アナログ系で構築することも可能である。
なお、以上実施形態１、２の説明は、厚紙通過から薄紙通過に変わった場合において説明してきたが、薄紙通過から厚紙通過に変わった場合においても、二次転写ローラの移動方向が変わるだけであり両者は同じように考えられるので、ここでの詳細な説明は省略する。

〔実施形態３〕
次に、本発明の更に他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態３」という。）について説明する。
図１３は、本実施形態３に係る画像形成装置としてのカラー複写機の概略構成図である。
図１３において、本実施形態３のカラー複写機の装置本体１１０は、その外装ケース１１１内の中央よりもやや右寄りに、潜像担持体としてのドラム状の感光体（以下「感光体ドラム」という。）１１２を備えている。感光体ドラム１１２の周りには、その上に設置されている帯電器１１３から矢示の回転方向（反時計方向）へ順に、現像手段としての回転型現像装置１１４、中間転写ユニット１１５、クリーニング装置１１６、除電器１１７などである。
これらの帯電器１１３、回転型現像装置１１４、クリーニング装置１１６、除電器１１７の上には、露光手段としての光書込み装置、例えばレーザ書込み装置１１８が設置されている。回転型現像装置１１４は、現像ローラ１２１を有する現像器１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄを備えている。これら現像器１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄにはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーがそれぞれ収納されている。そして、中心軸まわりに回動して各色の現像器１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄを選択的に感光体ドラム１１２の外周に対向する現像位置へ移動させる。

中間転写ユニット１１５は、複数のローラ１２３に像担持体である中間転写体としての中間転写ベルト１２４が掛け渡され、この中間転写ベルト１２４は感光体ドラム１１２に当接される。中間転写ベルト１２４の内側には転写装置１２５が設置され、中間転写ベルト１２４の外側には転写装置１２６及びクリーニング装置１２７が設置されている。クリーニング装置１２７は中間転写ベルト１２４に対して接離自在に設けられる。

レーザ書込み装置１１８は、画像読み取り装置１２９から図示しない画像処理部を介して各色の画像信号が入力される。そして、各色の画像信号により順次に変調されたレーザ光Ｌを一様帯電状態の感光体ドラム１１２に照射して感光体ドラム１１２を露光することで感光体ドラム１１２上に静電潜像を形成する。画像読み取り装置１２９は装置本体１１０の上面に設けられた原稿台１３０上にセットされた原稿Ｇの画像を色分解して読み取り、電気的な画像信号に変換する。記録材搬送路１３２は右から左へ転写紙等の記録材を搬送する。記録材搬送路１３２には、中間転写ユニット１１５及び転写装置１２６より手前にレジストローラ１３３が設置されている。また、中間転写ユニット１１５及び転写装置１２６より下流側に、搬送ベルト１３４、定着装置１３５、排紙ローラ１３６が配置されている。

装置本体１１０は給紙装置１５０上に載置される。給紙装置１５０内には、複数の給紙カセット１５１が多段に設けられ、給紙ローラ１５２のいずれか１つが選択的に駆動されて、給紙カセット１５１のいずれか１つから記録材が送り出される。この記録材は装置本体１１０内の自動給紙路１３７を通して記録材搬送路１３２へ搬送される。また、装置本体１１０の右側には、手差しトレイ１３８が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ１３８から挿入された記録材は装置本体１１０内の手差し給紙路１３９を通して記録材搬送路１３２へ搬送される。装置本体１１０の左側には、図示しない排紙トレイが着脱自在に取り付けられ、記録材搬送路１３２を通して排紙ローラ１３６により排出された記録材が排紙トレイへ収容される。

本実施形態３のカラー複写機において、カラーコピーをとる時には、原稿台１３０上に原稿Ｇをセットし、図示しないスタートスイッチを押すと、複写動作が開始される。まず、画像読み取り装置１２９が原稿台１３０上の原稿Ｇの画像を色分解して読み取る。同時に、給紙装置１５０内の給紙カセット１５１から給紙ローラ１５２で選択的に記録材が送り出され、この記録材は自動給紙路１３７、記録材搬送路１３２を通してレジストローラ１３３に突き当たって止まる。

感光体ドラム１１２は、反時計方向に回転し、複数のローラ１２３のうちの駆動ローラの回転で中間転写ベルト１２４が時計方向へ回転する。感光体ドラム１１２は、回転に伴い、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置１１８に加えられる１色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。

この感光体ドラム１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の１色目の現像器１２０Ａにより現像されて１色目の画像となり、この感光体ドラム１１２上の１色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト１２４に転写される。感光体ドラム１１２は、１色目の画像の転写後にクリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。

続いて、感光体ドラム１１２は、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置１１８に加えられる２色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の２色目の現像器１２０Ｂにより現像されて２色目の画像となる。そして、この感光体ドラム１１２上の２色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト１２４上に１色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム１１２は、２色目の画像の転写後にクリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。

次に、感光体ドラム１１２は、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置１１８に加えられる３色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の３色目の現像器１２０Ｃにより現像されて３色目の画像となる。そして、この感光体ドラム１１２上の３色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト１２４上に１色目の画像、２色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム１１２は、３色目の画像の転写後にクリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。

さらに、感光体ドラム１１２は、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置１１８に加えられる４色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の４色目の現像器１２０Ｄにより現像されて４色目の画像となる。そして、この感光体ドラム１１２上の４色目の画像が転写装置１２５により中間転写ベルト１２４上に１色目の画像、２色目の画像、３色目の画像と重ねて転写されることでフルカラー画像が形成される。感光体ドラム１１２は、４色目の画像の転写後にクリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。

そして、レジストローラ１３３がタイミングをとって回転して記録材が送り出され、この記録材は転写装置１２６により中間転写ベルト１２４上のフルカラー画像が転写される。この記録材は、搬送ベルト１３４で搬送されて定着装置１３５によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ１３６により排紙トレイへ排出される。また、中間転写ベルト１２４はフルカラー画像の転写後にクリーニング装置１２７でクリーニングされて残留トナーが除去される。

以上、４色重ね画像を形成する動作について説明したが、３色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム１１２上に３つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト１２４上に重ねて転写される。その後に記録材に一括して転写され、２色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム１１２上に２つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト１２４上に重ねて転写された後に記録材に一括して転写される。また、単色画像を形成する場合には、感光体ドラム１１２上に１つの単色画像が形成されて中間転写ベルト１２４上に転写された後に記録材に転写される。

本実施形態３の複写機においては、中間転写ベルト１２４に最終色の画像が転写されるまでは、それまでに中間転写ベルトに転写された画像を乱さないように、移動部材としてのクリーニング装置１２７を中間転写ベルト１２４の表面から離間させておく。そして、二次転写されたフルカラー画像が担持されていたベルト部分の先端がクリーニング位置に到来する前に、クリーニング装置１２７を中間転写ベルト１２４の表面に接触させる。そして、このようなクリーニング装置１２７の移動の際には、感光体ドラム１１２と中間転写ベルト１２４との対向部である一次転写部において画像の転写が行われている。よって、クリーニング装置１２７の移動により中間転写ベルト１２４の駆動負荷変動が生じ、これに起因する中間転写ベルト１２４の速度変動により一次転写部で画像の乱れが発生して画質劣化が生じる。

そこで、本実施形態３では、上述した実施形態１や２における二次転写ローラの移動制御と同様の方法で、クリーニング装置１２７の移動を制御する。これにより、クリーニング装置１２７の移動による中間転写ベルト１２４の駆動負荷変動を小さくできるので、中間転写ベルト１２４の速度変動による画質劣化を改善することができる。
また、クリーニング装置１２７の移動制御だけでは画質劣化の改善が不十分な場合には、更に上述した実施形態２のように、クリーニング装置１２７の目標移動量を用いて、クリーニング装置１２７の移動に起因した中間転写ベルトの速度変動を抑制するように中間転写ベルト１２４の駆動制御を行ってもよい。

〔実施形態４〕
次に、本発明の更に他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態４」という。）について説明する。
図１４は、本実施形態４に係る画像形成装置としてのカラー複写機の概略構成図である。
図１４において、潜像担持体としての感光体ベルト２０１は、閉ループ状のＮＬのベルト基材の外周面上に、有機光半導体（ＯＰＣ）等の感光層が薄膜状に形成された無端状の感光体ベルトである。この感光体ベルト２０１は、３本の支持回転体としての感光体搬送ローラ２０２〜２０４によって支持され、駆動モータ（図示せず）によって矢印Ａ方向に回動する。

感光体ベルト２０１の周りには、矢印Ａで示す感光体回転方向へ順に、帯電器２０５、露光手段としての露光光学系（以下「ＬＳＵ」という。）２０６、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の現像器２０７〜２１０、中間転写ユニット２１１、感光体クリーニング手段２１２及び除電器２１３が設けられている。帯電器２０５は、−４ｋＶ〜−５ｋＶ程度の高電圧が図示しない電源装置から印加され、感光体ベルト２０１の帯電器２０５に対向した部分を帯電して一様な帯電電位を与える。

上記ＬＳＵ２０６は、レーザ駆動回路（図示せず）により階調変換手段（図示せず）からの各色の画像信号を順次に光強度変調やパルス幅変調してその変調信号で半導体レーザ（図示せず）を駆動することにより露光光線２１４を得、この露光光線２１４により感光体ベルト２０１を走査して感光体ベルト２０１上に各色の画像信号に対応する静電潜像を順次に形成する。継ぎ目センサ２１５はループ状に形成された感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知するものであり、継ぎ目センサ２１５が感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知すると、感光体ベルト２０１の継ぎ目を回避するように、かつ、各色の静電潜像形成角変位が同一になるように、タイミングコントローラ２１６がＬＳＵ２０６の発光タイミングを制御する。

各現像器２０７〜２１０は、それぞれの現像色に対応したトナーを収納しており、感光体ベルト２０１上の各色の画像信号に対応した静電潜像に応じたタイミングで選択的に感光体ベルト２０１に当接し、感光体ベルト２０１上の静電潜像をトナーにより現像して各色の画像とすることで、４色重ねの画像によるフルカラー画像を形成する。

中間転写ユニット２１１は、アルミニウム等の金属の素管に導電性の樹脂等からなるベルト状のシートを巻いたドラム状の中間転写体（転写ドラム）２１７と、ゴム等をブレード状に形成した中間転写体クリーニング手段２１８とからなり、中間転写体２１７上に４色重ねの画像が形成されている間は中間転写体クリーニング手段２１８が中間転写体２１７から離間している。中間転写体クリーニング手段２１８は、中間転写体２１７をクリーニングする時のみ中間転写体２１７に当接し、中間転写体２１７から記録媒体としての記録紙２１９に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙は、記録紙カセット２２０から給紙ローラ２２１により１枚ずつ転写紙搬送路２２２に送り出される。

転写手段としての転写ユニット２２３は、中間転写体２１７上のフルカラー画像を記録紙２１９に転写するものであり、導電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト２２４と、中間転写体２１７上のフルカラー画像を記録紙２１９に転写するための転写バイアスを中間転写体２１７に印加する転写器２２５と、記録紙２１９にフルカラー画像が転写された後に記録紙２１９が中間転写体２１７に静電的に張り付くのを防止するようにバイアスを中間転写体２１７に印加する分離器２２６とから構成されている。

定着器２２７は、内部に熱源を有するヒートローラ２２８と、加圧ローラ２２９とから構成され、記録紙２１９上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ２２８と加圧ローラ２２９との記録紙挟持回転に伴い圧力と熱を記録紙２１９に加えて記録紙２１９にフルカラー画像を定着させてフルカラー画像を形成する。

上記構成のカラー複写は次のように動作する。ここで、静電潜像の現像は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順で行われるものとして説明を進める。
感光体ベルト２０１と中間転写体２１７は、それぞれの駆動源（図示せず）により、矢印Ａ、Ｂ方向にそれぞれ駆動される。この状態で、まず、帯電器２０５に−４〜５ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加され、帯電器２０５が感光体ベルト２０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。次に、継ぎ目センサ２１５が感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２０１にＬＳＵ２０６からブラックの画像信号に対応したレーザビームの露光光線２１４が照射され、感光体ベルト２０１は露光光線２１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。

一方、ブラック現像器２０７は所定のタイミングで感光体ベルト２０１に当接される。ブラック現像器２０７内のブラックトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２０１上の露光光線２１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみブラックトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。ブラック現像器２０７により感光体ベルト２０１の表面に形成されたブラックトナー像は、中間転写体２１７に転写される。感光体ベルト２０１から中間転写体２１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段２１２により除去され、さらに除電器２１３によって感光体ベルト２０１上の電荷が除去される。

次に、帯電器２０５が感光体ベルト２０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ２１５が感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２０１にＬＳＵ２０６からシアンの画像信号に対応したレーザビームの露光光線２１４が照射され、感光体ベルト２０１は露光光線２１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。

一方、感光体ベルト２０１には所定のタイミングでシアン現像器２０８が当接される。シアン現像器２０８内のシアントナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２０１上の露光光線２１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみシアントナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。シアン現像器２０８により感光体ベルト２０１の表面に形成されたシアントナー像は、中間転写体２１７上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体ベルト２０１から中間転写体２１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段２１２により除去され、さらに除電器２１３によって感光体ベルト２０１上の電荷が除去される。

次に、帯電器２０５が感光体ベルト２０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ２１５が感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２０１にＬＳＵ２０６からマゼンタの画像信号に対応したレーザビームの露光光線２１４が照射され、感光体ベルト２０１は露光光線２１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。

一方、感光体ベルト２０１には所定のタイミングでマゼンタ現像器２０９が当接される。マゼンタ現像器２０９内のマゼンタトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２０１上の露光光線２１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみマゼンタトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。マゼンタ現像器２０９により感光体ベルト２０１の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写体２１７上にブラックトナー像、シアントナー像と重ねて転写される。感光体ベルト２０１から中間転写体２１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段２１２により除去され、さらに除電器２１３によって感光体ベルト２０１上の電荷が除去される。

さらに、帯電器２０５が感光体ベルト２０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ２１５が感光体ベルト２０１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２０１にＬＳＵ２０６からイエローの画像信号に対応したレーザビームの露光光線２１４が照射され、感光体ベルト２０１は露光光線２１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。

一方、感光体ベルト２０１には所定のタイミングでイエロー現像器２１０が当接される。イエロー現像器２１０内のイエロートナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２０１上の露光光線２１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみイエロートナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。イエロー現像器２１０により感光体ベルト２０１の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写体２１７上にブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像と重ねて転写され、中間転写体２１７上にフルカラー画像が形成される。感光体ベルト２０１から中間転写体２１７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段２１２により除去され、さらに除電器２１３によって感光体ベルト２０１上の電荷が除去される。

中間転写体２１７上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写体２１７から離間していた転写ユニット２２３が中間転写体２１７に接触し、転写器２２５に＋１ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加されることで、記録紙カセット２２０から転写紙搬送路２２２に沿って搬送されてきた記録紙２１９へ転写器２２５により一括して二次転写される。

また、分離器２２６には記録紙２１９を引き付ける静電力が働くように電圧が電源装置から印加され、記録紙２１９が中間転写体２１７から剥離される。続いて、記録紙２１９は、定着器２２７に送られ、ここでヒートローラ２２８と加圧ローラ２２９とによる挟持圧、ヒートローラ２２８の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ２３０により排紙トレイ２３１へ排出される。

また、転写ユニット２２３により記録紙２１９上に転写されなかった中間転写体２１７上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段２１８により除去される。中間転写体クリーニング手段２１８は、フルカラー画像が得られるまで中間転写体２１７から離間した角変位にあり、フルカラー画像が記録紙２１９に転写された後に中間転写体２１７に接触して中間転写体２１７上の残留トナーを除去する。以上の一連の動作によって１枚分のフルカラー画像形成が終了する。

本実施形態４のカラー複写機において、中間転写体２１７に最終色の画像が転写されるまでは、それまでに中間転写体に転写された画像を乱さないように、移動部材としての中間転写体クリーニング手段２１８を中間転写体２１７の表面から離間させておく。そして、二次転写されたフルカラー画像が担持されていた中間転写体表面部分の先端がクリーニング位置に到来する前に、中間転写体クリーニング手段２１８を中間転写体２１７の表面に接触させる。そして、このような中間転写体クリーニング手段２１８の移動の際には、感光体ベルト２０１と中間転写体２１７との対向部である一次転写部において画像の転写が行われている。よって、中間転写体クリーニング手段２１８の移動により中間転写体２１７の駆動負荷変動が生じ、これに起因する中間転写体２１７の速度変動により一次転写部で画像の乱れが発生して画質劣化が生じる。

そこで、本実施形態４では、上述した実施形態１や２における二次転写ローラの移動制御と同様の方法で、中間転写体クリーニング手段２１８の移動を制御する。これにより、中間転写体クリーニング手段２１８の移動による中間転写体２１７の駆動負荷変動を小さくできるので、中間転写体２１７の速度変動による画質劣化を改善することができる。
また、中間転写体クリーニング手段２１８の移動制御だけでは画質劣化の改善が不十分な場合には、更に上述した実施形態２のように、中間転写体クリーニング手段２１８の目標移動量を用いて、中間転写体クリーニング手段２１８の移動に起因した中間転写体の速度変動を抑制するように中間転写体２１７の駆動制御を行ってもよい。

また、本実施形態４のカラー複写機では、各色の現像器２０７〜２１０を感光体ベルト２０１の表面に対して接離させるため、各色の現像器２０７〜２１０の移動によって感光体ベルト２０１に駆動負荷変動が生じる。そして、各色の現像器２０７〜２１０の移動の際には、感光体ベルト２０１への静電潜像の書き込みや、感光体ベルト２０１と中間転写体２１７との対向部である一次転写部において画像の転写が行われている。よって、各色の現像器２０７〜２１０の移動により生じる感光体ベルト２０１の駆動負荷変動に起因して、感光体ベルト２０１の速度変動が生じ、静電潜像の書き込み位置や一次転写部で画像の乱れが発生して画質劣化が生じる。

このような画質劣化についても抑制する場合には、上述した実施形態１や２における二次転写ローラの移動制御と同様の方法で、各色の現像器２０７〜２１０の移動を制御するようにしてもよい。これにより、各色の現像器２０７〜２１０の移動による感光体ベルト２０１の駆動負荷変動を小さくできるので、感光体ベルト２０１の速度変動による画質劣化を改善することができる。
また、各色の現像器２０７〜２１０の移動制御だけでは画質劣化の改善が不十分な場合には、更に上述した実施形態２のように、各色の現像器２０７〜２１０の目標移動量を用いて、各色の現像器２０７〜２１０の移動に起因した感光体ベルト２０１の速度変動を抑制するように感光体ベルト２０１の駆動制御を行ってもよい。

以上、上述した実施形態１〜４に係る画像形成装置は、像担持体として、中間転写ベルト６，１２４や中間転写体２１７あるいは感光体ベルト２０１を備え、その像担持体を移動させる像担持体駆動手段としてのモータ４６と、像担持体に画像を作像する作像手段と、像担持体に接触しかつ像担持体に対して接離方向に移動する移動部材としての二次転写ローラ１０、クリーニング装置１２７、中間転写体クリーニング手段２１８、各色の現像器２０７〜２１０と、像担持体に対して移動部材を接離方向に移動させる移動部材駆動手段としてのモータ２６とを有し、像担持体に作像された画像を最終的に記録材上に転写することで、記録材上に画像を形成するものである。
そして、上記実施形態１おいては、移動部材である二次転写ローラ１０の移動中に、予め決められた各サンプリング時刻における二次転写ローラ１０の位置を検知する検知手段としての二次転写位置検出センサ１５を有し、作像手段が像担持体である中間転写ベルト６に対して画像を作像している期間に行われる二次転写ローラ１０の移動にあたり、二次転写位置検出センサ１５の検知結果が予め決められた各サンプリング時刻に対応する目標値に追従するようにモータ２６をフィードバック制御する移動制御手段としてのマイクロコンピュータ２１等の制御系を有する。これにより、目標値を適切に設定することで、二次転写ローラ１０の移動により中間転写ベルト６に与える駆動負荷変動を小さくすることができる。したがって、二次転写ローラ１０の移動をフィードバック制御しない従来構成に比べて、二次転写ローラ１０の移動の際に生じる中間転写ベルト６の駆動負荷変動を小さくできる。
特に、上述した実施形態１〜４では、各サンプリング時刻における各目標値が、移動部材の移動方向加速度の時間微分の２乗積分が最小となる加速パターンを時間に関する多項式で表した上記数５又は上記数６に示した数式に各サンプリング時刻をそれぞれ代入して得られる値である。よって、移動部材の移動の際における加速度変化を最小限に抑えることができ、像担持体に与える駆動負荷変動を効果的に抑制することができる。
また、上述した実施形態２においては実施形態１に加え、移動部材用のモータ２６が用いる目標値に対応した像担持体のモータ変動電流値を用いて像担持体のモータをフィードフォワード制御する速度制御手段としてのマイクロコンピュータ４１等の制御系を有するので、移動部材の移動による像担持体の駆動負荷変動を小さくできることに加え、これにより取り除くことができなかった駆動負荷変動による像担持体の速度変動についても抑制できるので、画質劣化を更に改善することができる。
また、上述した実施形態１及び２では、移動部材が、像担持体である中間転写ベルト６との間に記録材を挟持する転写部材としての二次転写ローラ１０であるので、記録材が二次転写部を通過する際に生じる中間転写ベルト６の駆動負荷変動に起因した画質劣化についても改善することができる。
特に、上述した実施形態１及び２は、中間転写ベルト６と二次転写ローラ１０との間に搬送されてくる記録材の厚みに応じた設定位置へ二次転写ローラ１０を移動させる際に、上述したフィードバック制御を行うものであるので、多種多様な厚みをもつ記録材に対しても、記録材が二次転写部を通過する際に生じる中間転写ベルト６の駆動負荷変動に起因した画質劣化を適切に改善することが可能となる。

実施形態１に係る複写機の画像形成部を示す概略構成図である。 （ａ）及び（ｂ）は従来の二次転写部への記録材進入時の様子を示す説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は二次転写部からの記録材抜け出し時の様子を示す説明図である。 （ａ）乃至（ｃ）は転写紙の先端進入、後端抜出し時の衝撃を低減する方法を説明するための説明図である。 実施形態１における二次転写ローラ移動の制御系及び制御対象のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施形態１における二次転写ローラの移動制御に係るブロック図である。 実施形態１における目標移動量の一例を図示したグラフである。 二次転写ローラの移動をフィードバック制御しない従来例における二次転写ローラの検出移動量の概要を示すグラフである。 実施形態１における二次転写ローラの検出移動量の概要を示すグラフである。 実施形態２における中間転写ベルトの駆動制御系及び制御対象のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施形態２における二次転写ローラの移動制御及び中間転写ベルトの速度制御に係るブロック図である。 （ａ）は、中間転写ベルトに対するフィードフォワード制御を行なわない場合の中間転写ベルトの速度変動を表したグラフである。（ｂ）は、中間転写ベルトに対するフィードフォワード制御を行なった場合の中間転写ベルトの速度変動を表したグラフである。 実施形態３に係る画像形成装置としてのカラー複写機の概略構成図である。 実施形態４に係る画像形成装置としてのカラー複写機の概略構成図である。

符号の説明

１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ 感光体
６ 中間転写ベルト
７ ベルト駆動ローラ
１０ 二次転写ローラ
１２ 紙厚検出センサ
１３ 二次転写ユニット
１４ 加圧バネ
１５ 二次転写位置検出センサ
１６ 移動用カム
２１，４１ マイクロコンピュータ
２２，４２ バス
２３，４３ 指令発生装置
２４，４４ モータ駆動用インターフェイス部
２５，４５ モータ駆動装置
２６，４６ モータ
２７，４７ 検出用インターフェイス部
３２ 制御コントローラ部
４８ 電流検出装置
４９ 変換装置
５１ 制御コントローラブロック
５２ 電流制御コントローラ部
６０ 変換部
１１２ 感光体ドラム
１２４ 中間転写ベルト
１２７ クリーニング装置
２０１ 感光体ベルト
２０７，２０８，２０９，２１０ 現像器
２１７ 中間転写体
２１８ 中間転写体クリーニング手段

Claims (7)

1. 像担持体と、該像担持体を駆動させる像担持体駆動手段と、該像担持体に画像を作像する作像手段と、該像担持体に対して接離方向に移動可能な移動部材と、該像担持体に対して移動部材を接離方向に移動させる移動部材駆動手段とを有し、
   該像担持体に作像された画像を記録材上に転写することで、記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
   上記移動部材の移動中に、予め決められた各サンプリング時刻における該移動部材の位置を検知する検知手段と、
   上記移動部材の移動に際して上記像担持体に生じる駆動負荷変動が小さくなるように予め設定された各サンプリング時刻に対応する目標値を記憶する目標値記憶手段と、
   上記作像手段が上記像担持体に対して画像を作像している期間に行われる上記移動部材の移動にあたり、上記検知手段の検知結果が上記目標値記憶手段に記憶された各サンプリング時刻に対応する目標値に追従するように上記移動部材駆動手段をフィードバック制御する移動制御手段と、
   上記移動部材の移動によって生じる上記像担持体の速度変動が少なくなるように、上記移動制御手段が用いる上記目標値に基づいて、上記像担持体駆動手段をフィードフォワード制御する速度制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記各サンプリング時刻における各目標値は、上記移動部材の移動方向加速度の時間微分の２乗積分が最小となる加速パターンを時間に関する多項式で表した数式に上記各サンプリング時刻をそれぞれ代入して得られる値であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   上記フィードフォワード制御に用いる制御量は、上記移動制御手段が用いる上記目標値に基づいて求めた上記像担持体の負荷変動に相当する上記像担持体駆動手段の駆動電流値であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   上記移動部材は、上記像担持体との間に記録材を挟持する転写部材であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４記載の画像形成装置において、
   上記移動制御手段は、上記像担持体と上記転写部材との間に搬送される記録材の厚みに応じた設定位置へ該転写部材を移動させるものであることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   上記像担持体は、中間転写体であり、
   上記作像手段は、潜像担持体に作像した画像を該中間転写体に転写することで、該中間転写体に画像を作像するものであることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６記載の画像形成装置において、
   上記作像手段は、上記潜像担持体を複数備え、各潜像担持体に作像した画像を互いに重なり合うように上記中間転写体に転写することで、該中間転写体に画像を作像するものであることを特徴とする画像形成装置。

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