JP6919353B2 - 接離システム、画像形成装置、接離方法 - Google Patents

Description

本発明は、接離システム、画像形成装置、接離方法に関する。

従来、画像形成装置では、ローラやベルトの速度が一瞬だけ大きく低下するショックジターを軽減するため、転写装置にローラとベルトとを離間又は当接させる接離機構が設けられている。この接離機構の駆動用の駆動モータにはステッピングモータが用いられている。転写装置に設けられた接離機構は二次転写接離機構と呼ばれて良い。因みに、この場合のショックジターを発生するローラは二次転写ローラ（その接触側と反対側）、ベルトは中間転写ベルトを示す。

このような二次転写接離機構を備えた周知技術として、二次転写ローラが中間転写ベルトに接触する際の衝撃を低減させ、ショックジターを抑制することができる「転写装置、及びこれを備えた画像形成装置」（特許文献１参照）が挙げられる。

上述した特許文献１に係る技術は、二次転写ローラが中間転写ベルトに接触する際の衝撃を低減させ、ショックジターを抑制することを目的とする。そこで、ステッピングモータを用いて二次転写ローラと中間転写ベルトとを当接又は離間（総称的に接離と呼ばれても良い）させる二次転写接離機構を転写装置に持たせたものである。

しかしながら、二次転写接離機構にステッピングモータを使用した場合、フィードバック制御を行うことができず、二次転写ローラと中間転写ローラとの接離時における負荷変動を検知することができない。このため、ローラ同士の接離速度を最適化することが困難になっている。この結果、ローラ同士が接離する瞬間のタイミングで回転速度を変更させることができず、接離の瞬間の衝撃（負荷変動)が大きくなってしまうことにより、依然としてショックジターが発生し、ショックジターを十分に抑制することができないという問題がある。

因みに、特開２０１２−１１８２００号公報に開示された画像形成装置に適用可能な駆動装置では、簡単にかつ精度良く駆動源の駆動制御を行うことを目的としている。具体的には、負荷の大きさを示す負荷特性に基づいて負荷変動ポイントを決定し、その位置をホームポジションとしている。ところが、この構成の場合には負荷変動を検知する専用のセンサを設けることによるコストアップ化を回避できないという問題がある。

本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、下記に集約される。接離システムにおいて、負荷変動を検知するセンサを設けずに廉価にローラとベルトとの接離時における負荷変動を検知でき、フィードバック制御が実行可能でローラ同士の接離速度を最適化してショックジターを十分に抑制することである。

上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態は、ベルトに当接する第１のローラと、前記第１のローラに対向する第２のローラと、搬送されるシートを介して前記ベルトを前記第２のローラに当接又は離間させる接離機構と、を備えた接離システムであって、前記接離機構は、前記第１のローラの回転軸の端部に取り付けられ、モータを動力として回転する偏心カムと、前記モータを制御する制御手段と、を備え、前記偏心カムは、一部に凸状又は凹状の変形部が形成されていて、その回転によって前記ベルトを前記搬送されるシートを介して前記第２のローラに当接又は離間させるものであり、前記制御手段は、対向する前記第１のローラ及び前記第２のローラの間で前記ベルトが離間又は当接するタイミングにおいて、前記モータの回転速度を減速する。

本発明によれば、上記構成又は処理プロセスにより、負荷変動を検知するセンサを設けずに廉価にローラとベルトとの接離時における負荷変動を検知でき、フィードバック制御を実行可能でローラ同士の接離速度を最適化してショックジターを十分に抑制できるようになる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施例１に係る二次転写接離機構が適用される画像形成装置の要部構成を抽出して示した概略図である。 図１に示す画像形成装置の転写装置に備えられる二次転写接離機構の概略構成を示した斜視図である。（ａ）は中間転写ベルトと二次転写ローラとの離間時の対向軸受の縮み状態に関する図、（ｂ）は中間転写ベルトと二次転写ローラとの離間時の偏心カムの回転位置に関する図である。（ｃ）は中間転写ベルトと二次転写ローラとの当接時の対向軸受の伸び状態に関する図、（ｄ）は中間転写ベルトと二次転写ローラとの当接時の偏心カムの回転位置に関する図である。 図２で説明した二次転写接離機構の二次転写ローラの軸に取付けられる回転位置検知機構を示した概略図である。（ａ）は二次転写接離機構の中間転写ベルトへの当接時の状態に関する図、（ｂ）は二次転写接離機構の中間転写ベルトへの離間時の状態に関する図である。 図１に示す画像形成装置に備えられる制御手段によりＤＣモータを駆動させたときの二次転写接離機構における動作処理の一例を示した図である。（ａ）は二次転写接離機構への制御処理の一例を示したフローチャートである。（ｂ）は二次転写接離機構の離間時の偏心カムの停止位置を決定するタイミングを時間に対する電圧の関係で示した図である。 図１に示す画像形成装置に備えられる制御手段によりＤＣモータを駆動させての二次転写接離機構における動作処理の他例を示した図である。（ａ）は二次転写接離機構への制御処理の他例を示したフローチャートである。（ｂ）は（ａ）の制御処理における初期段階での二次転写接離機構のテスト駆動の細部を示すフローチャートである。 図４（ａ）、図５（ａ）の制御処理に含まれるＤＣモータのフィードバック制御を行うためのＤＣモータ制御回路を例示した図である。 図４（ａ）、図５（ａ）の制御処理に含まれるＤＣモータに係る負荷変動をフィードバック制御を適用して検知するときの判定基準を説明するために示した図である。（ａ）はＤＣモータの時間に対する変動波形の特性図、（ｂ）は（ａ）の局部での閾値判定及び面積判定を示す図である。 図５（ａ）の制御処理に含まれる負荷変動に基づく偏心カムの回転位置、並びに二次転写ローラと中間転写ベルトとの離間速度の決定の制御の一例を従来のステッピングモータを用いた場合を対比して説明する図である。具体的には、時間に対する中間転写斥力ローラ及び二次転写ローラに係るローラ間距離の関係で特性図を示す。 図５（ａ）の制御処理に含まれる負荷変動に基づく偏心カムの回転位置、並びに二次転写ローラと中間転写ベルトとの離間速度の決定の制御の他例を従来のステッピングモータを用いた場合を対比して説明する図である。具体的には、時間に対する電圧の関係で特性図を示す。 図２に示す二次転写接離機構に備えられるＤＣモータの外観構成を示した斜視図である。 図１０に示すＤＣモータに対する駆動装置及び負荷変動推定装置の細部構成を示した機能ブロック図である。 図１０に示すＤＣモータによる二次転写接離機構の制御時の偏心カムの回転角度に対するローラ中心間距離からローラ半径の和を減じた距離の関係を示した図である。 本発明の実施例２に係る二次転写接離機構の要部を実施例１の場合と対比して示す概略図である。（ａ）は実施例１の場合の偏心カム及び二次転写ローラの離間時のホームポジションを示す図である。（ｂ）は実施例２の一例に係る偏心カム及び二次転写ローラの離間時のホームポジションとその決定時の負荷変動検知位置とを示す図である。（ｃ）は実施例２の他例に係る偏心カム及び二次転写ローラの離間時のホームポジションとその決定時の負荷変動検知位置とを示す図である。（ｄ）は実施例２の別例に係る偏心カム及び二次転写ローラの離間時のホームポジションとその決定時の負荷変動検知位置とを示す図である。 図１に示す画像形成装置に備えられる制御手段によりＤＣモータを駆動させての実施例２に係る二次転写接離機構への制御処理を示すフローチャートである。 図１３（ｂ）に示す偏心カムを適用した場合のＤＣモータに係る負荷変動及びカム衝突時変動をフィードバック制御を適用して検知するときの判定基準を説明するために示した図である。（ａ）はＤＣモータの時間に対する変動波形の特性図、（ｂ）は（ａ）の局部での閾値判定及び面積判定を示す図である。 図１３（ｃ）に示す偏心カムを適用した場合のＤＣモータに係るカム衝突時変動をフィードバック制御を適用して検知するときの判定基準（閾値判定及び面積判定）を説明するために示した図である。 図１３（ｄ）に示す偏心カムを適用した場合のＤＣモータに係るフィードバック制御を適用してカム衝突時変動を経ての位置誤差計算を説明するために偏心カムの時間に対する回転角度の特性を示した図である。 実施例１に係る二次転写接離機構と実施例２に係る二次転写接離機構との離間時におけるＤＣモータの駆動時間と離間距離との比較を時間に対するローラ中心間距離からローラ半径の和を減じた距離の関係で示した図である。（ａ）は実施例１に係る二次転写接離機構のホームポジションがすれる場合を示した図である。（ｂ）は実施例１に係る二次転写接離機構と対比させて実施例２に係る二次転写接離機構のホームポジションが一点に定まる場合を示した図である。

以下に、本発明の接離機構、接離システム、接離システムを有する画像形成装置、接離方法について、幾つかの実施例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る二次転写接離機構が適用される画像形成装置の要部構成を抽出して示した概略図である。

図１を参照すれば、この画像形成装置は、例えばプリンタ、複写機、スキャナ、ファクシミリ等の複数の機能を一つの筐体に纏めたデジタル複合機（ＭＦＰ：ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）仕様のものである。具体的には、二次転写ローラ６周辺の転写装置１を含む中間転写部を示している。

この中間転写部は、カラー画像を得るためにブラック（Ｋ）とシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）とのそれぞれの色のトナーに対応した４つの現像回転体である感光体ドラムを同一平面上に並設した４連タンデム型カラーの転写装置１を備える。また、これらの感光体ドラム上に現像手段により形成されたトナー像を重畳して中間転写ベルト７の外面上にオフセット転写する一次転写ローラ２を備える。更に、中間転写部では、それぞれの回転軸にベルト４が架け渡されてＤＣモータ３の回転駆動が伝達されて従動する中間転写斥力ローラ５と二次転写ローラ６とで中間転写ベルト７上に転写されたトナー像を記録媒体に二次転写するようになっている。ここで、記録媒体とは紙、コート紙、ラベル紙、ＯＨＰシート（オーバーヘッドプロジェクタシート）、フィルム等を含むシート類の総称であるとする。以下は記録媒体をシートとみなす。尚、ここでのＤＣモータ３及び中間転写斥力ローラ５は、後述するように二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とを当接又は離間させる二次転写接離機構に含まれる。

上述した二次転写部では、中間転写ベルト７の速度を一定にすることが要求される。ところが、シートが二次転写用の中間転写斥力ローラ５と二次転写ローラ６との接触部（ニップ部）に突入したり、或いは離脱する際の衝撃によって中間転写ベルト７にトルク負荷が発生する。これにより、各感光体ドラムと中間転写ベルト７との間に速度差が発生してしまうことがある。このときの速度差が原因となり、シートに対する印刷画像に横筋状の濃度ムラを発生させ、印刷不良を引き起こしてしまうことがある。このような異常画像を生じさせる二次転写ローラ６や中間転写ベルト７の速度が一瞬だけ大きく低下する現象はショックジターと呼ばれている。そこで、ショックジターを低減させるために二次転写接離機構が設けられている。

図２は、上述した画像形成装置の転写装置１に備えられる二次転写接離機構の概略構成を示した斜視図である。図２（ａ）は中間転写ベルト７と二次転写ローラ６との離間時の対向軸受１０の縮み状態に関する図、図２（ｂ）は中間転写ベルト７と二次転写ローラ６との離間時の偏心カム９の回転位置に関する図である。図２（ｃ）は中間転写ベルト７と二次転写ローラ６との当接時の対向軸受１０の伸び状態に関する図、図２（ｄ）は中間転写ベルト７と二次転写ローラ６との当接時の偏心カム９の回転位置に関する図である。

図２（ａ）を参照すれば、二次転写接離機構において、まずシート８が抜ける際には、シート８が抜ける少し前に制御手段（汎用的にはＣＰＵ機能を持つプリンタ部コントローラが担う）によりＤＣモータ３を駆動する。これに従動してベルト４と中間転写斥力ローラ５の回転軸１１とが回転し、回転軸１１に固定されている偏心カム９も回転する。このときの回転で偏心カム９がばね部材による対向軸受１０を押し下げ、二次転写ローラ６と中間転写ベルト７(以下も同様に、中間転写斥力ローラ５を含めるようにみなしても良い)とが離間する。このとき、偏心カム９の回転位置は、図２（ｂ）に示されるように長径が立ち上がって二次転写ローラ６の端部に接触した状態となる。これにより、シート８が抜ける際の衝撃を低減することができる。

図２（ｃ）を参照すれば、二次転写接離機構において、シート８が突入する際には、シートが突入した少し後に上述した場合と同様に偏心カム９が回転し、今度は偏心カム９が対向軸受１０から離れ、二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とが当接する。このとき、偏心カム９の回転位置は、図２（ｄ）に示されるように長径が立ち上がって二次転写ローラ６の端部から離間した状態となる。これにより、シート８の突入時に生じる衝撃を低減することができる。即ち、この二次転写接離機構では、搬送されるシート８を介して中間転写ベルト７が当接する中間転写斥力ローラ５と対向する二次転写ローラ６に中間転写ベルト７を当接又は離間させる基本機能を持つ。ここでの中間転写斥力ローラ５は第１のローラ、二次転写ローラ６は第２のローラとみなされても良い。中間転写斥力ローラ５の回転軸１１の端部に取り付けられた偏心カム９は、制御手段によって制御されるＤＣモータ３を動力として回転する。偏心カム９は、通常回転軸１１の両端部に取り付けられるが、回転軸１１の片端部に取り付けられる構成とすることも可能である。この偏心カム９の回転によって中間転写ベルト７を搬送されるシート８を介して二次転写ローラ６に当接又は離間させることになる。

この二次転写接離機構によれば、シートが中間転写斥力ローラ５と二次転写ローラ６との接触部（ニップ部）へ突入するか、或いは抜ける際の衝撃によるショックジターを低減させることができる。ところが、離間した二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とが接触又は離間する際の衝撃が新たなショックジター源として発生し、この影響で逆にショックジターを悪化させる虞がある。こうした対策として、実施例１に係る二次転写接離機構では駆動用として、制御手段により回転速度及び回転角度をフィードバック制御できるＤＣモータ３を用いている。このため、二次転写接離機構において、制御手段でフィードバック制御によりＤＣモータ３の回転速度及び回転角度を調整して偏心カム９の回転位置、並びに対向する二次転写ローラ６及び中間転写斥力ローラ５間での中間転写ベルト７に対する接離速度が変更される。制御手段は、対向する中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６の間で中間転写ベルト７が離間又は当接するタイミングにおいて、ＤＣモータ３の回転速度を減速する。この結果、対向する二次転写ローラ６及び中間転写斥力ローラ５間で中間転写ベルト７を離間又は当接する際の衝撃を緩衝可能となっており、これによってショックジターを抑制することができる。因みに、ここでの二次転写接離機構と制御手段とを合わせた構成は、二次転写接離システムとみなすことができる。

図３は、上述した二次転写接離機構の二次転写ローラ６の軸に取付けられる回転位置検知機構を示した概略図である。図３（ａ）は二次転写接離機構の中間転写ベルト７への当接時の状態に関する図、図３（ｂ）は二次転写接離機構の中間転写ベルト７への離間時の状態に関する図である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照すれば、回転位置検知機構は、二次転写ローラ６の軸の一端部に取付けられたフィラー１７と、フィラー１７の回転時の進退する位置に対向して設けられた光学素子の発光素子１８ａ及び受光素子１８ｂと、から構成される。図３（ａ）の場合は二次転写ローラ６及び中間転写斥力ローラ５間で中間転写ベルト７を当接させている状態に該当する。この場合には、発光素子１８ａからの照射光が半円筒状のフィラー１７本体に遮られて受光素子１８ｂで検知されないため、制御手段でフィラー１７有りと判定できる。図３（ｂ）の場合は二次転写ローラ６及び中間転写斥力ローラ５間で中間転写ベルト７を離間させている状態に該当する。この場合には、発光素子１８ａからの照射光が半円筒状のフィラー１７本体に遮られずに受光素子１８ｂで検知されるため、制御手段でフィラー１７無しと判定できる。そこで、制御手段では、フィラー１７の有無を検知してから所定のタイミングで偏心カム９を停止位置（回転位置）を決定する。

図４は、上述した画像形成装置に備えられる制御手段によりＤＣモータ３を駆動させたときの二次転写接離機構における動作処理の一例を示した図である。図４（ａ）は二次転写接離機構への制御処理の一例を示したフローチャートである。図４（ｂ）は二次転写接離機構の離間時の偏心カム９の停止位置（回転位置）を決定するタイミングを時間[ｍｓ]に対する電圧[Ｖ]の関係で示した図である。

図４（ａ）を参照すれば、二次転写接離機構への制御処理の一例では、中間転写ベルト７と二次転写ローラ６との当接、離間時の衝撃を緩和させることを目的とする。このため、まず通シート中に、二次転写接離機構をテスト駆動し、中間転写ベルト７と二次転写ローラ６とを離間、当接させる（ステップＳ１）。この後、二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とが離間又は当接する瞬間のＤＣモータ３に係る負荷変動をフィードバック制御を用いて検知する（ステップＳ２）。因みに、ここでフィードバック制御から得られるフィードバック値の負荷変動は、例えば電流値、速度誤差、位置誤差、パルス幅変調（ＰＷＭ）、トルク等が該当する。更に、このときのＤＣモータ３により検知した負荷変動によって偏心カム９の停止位置（回転位置）を決定する（ステップＳ３）。因みに、このときの偏心カム９の回転方向は、正転動作、逆転動作の何れでも構わない。この偏心カム９に係る物理量が離間のホームポジションに寄与する。

図４（ｂ）を参照すれば、時刻ｔ０の当接状態から時刻ｔ１の離間状態に推移する制御では、時刻ｔ１の離間時の負荷変動を検知し、その検知のタイミングからＮパルス[ｐｕｌｓｕ]稼動させて時刻ｔ２の離間状態のホームポジションで偏心カム９を停止する。因みに、時刻ｔ１では二次転写ローラ６及び中間転写斥力ローラ５間の距離は０[ｍｍ]であるが、負荷変動検知位置となる。この負荷変動検知位置から所定のパルス数Ｎを駆動させてから偏心カム９を停止する制御となる。

図５は、上述した画像形成装置に備えられる制御手段によりＤＣモータ３を駆動させての二次転写接離機構における動作処理の他例を示した図である。図５（ａ）は二次転写接離機構への制御処理の他例を示したフローチャートである。図５（ｂ）は図５（ａ）の制御処理における初期段階での二次転写接離機構のテスト駆動の細部を示したフローチャートである。

図５（ａ）を参照すれば、二次転写接離機構への制御処理の他例では、中間転写ベルト７と二次転写ローラ６との当接、離間時の衝撃を緩和させることを目的とする。このため、まず通シート中に、二次転写接離機構をテスト駆動し、中間転写ベルト７と二次転写ローラ６とを離間、当接させる（ステップＳ１）。この後、二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とが離間又は当接する瞬間のＤＣモータ３に係る負荷変動をフィードバック制御を用いて検知する（ステップＳ２）。因みに、ここでもフィードバック制御から得られるフィードバック値の負荷変動は、例えば電流値、速度誤差、位置誤差、パルス幅変調（ＰＷＭ）、トルク等が該当する。更に、このときのＤＣモータ３により検知した負荷変動によって偏心カム９の回転位置（停止位置）、離間、当接のスピード（速度）を決定する（ステップＳ３）。この偏心カム９に係る物理量がショックジターの軽減化に寄与する。

図５（ｂ）を参照すれば、二次転写接離機構のテスト駆動では、スタート信号を取得すると、ＤＣモータ３を駆動し、当接している中間転写ベルト７から二次転写ローラ６を離間させる（ホームポジション動作）（ステップＳ１‐１）処理を行う。次に、中間転写ベルト７を駆動する（ステップＳ１‐２）処理を行ってから二次転写ローラ６を駆動する（ステップＳ１‐３）処理を行う。更に、ＤＣモータ３を駆動させ、偏心カム９を回転させることで中間転写ベルト７と二次転写ローラ６とを離間、当接させる(離間、当接検知位置を取得する)（ステップＳ１‐４）処理を行う。このようにして、起動時、スリープ復帰時、転写前後等で二次転写接離機構をテスト駆動する。

図６は、上述した図４（ａ）、図５（ａ）の制御処理に含まれるＤＣモータ３のフィードバック制御を行うためのＤＣモータ制御回路を例示した図である。

図６を参照すれば、このＤＣモータ制御回路は、モータ制御処理を行う電圧制御（ＣＴＬ）部１０２、及びトルク推定処理を行うトルク推定処理部１０８を内蔵する中央演算処理装置としてのＣＰＵ１０１を備える。その他、電圧制御（ＣＴＬ）部１０２からの制御電圧Ｖｃｔｌを受けてＤＣモータ３を駆動するためのスイッチング処理を行うモータドライバ１０３と、モータドライバ１０３により駆動されてモータトルクＴを出力するＤＣモータ３と、を備える。また、ＤＣモータ３からのモータトルクＴと外部からの負荷トルクτとを加算する加算器１０４と、モータトルクＴと負荷トルクτとの加算値からモータ回転速度ωｄｅｔを検知して出力するメカ回路１０５と、を備える。更に、モータ回転速度ωｄｅｔを積分（１／ｓ）してモータ位置ｘｄｅｔを出力する積分（１／ｓ）回路１０６を備える。加えて、モータドライバ１０３におけるシャント抵抗間電圧信号に基づいて電流を検知した電流検知信号をトルク推定処理部１０８へ出力する電流検知回路１０７を備える。

このうち、電圧制御（ＣＴＬ）部１０２は、外部から目標速度（ωｔｇｔ）及び目標位置（ｘｔｇｔ）が入力される他、メカ回路１０５からモータ回転速度ωｄｅｔ、及び積分（１／ｓ）回路１０６からモータ位置ｘｄｅｔが入力される。そこで、電圧制御（ＣＴＬ）部１０２では、これらの情報に基づいてモータ制御用の計算処理を行ってパルス幅変調（ＰＷＭ）形式の制御電圧Ｖｃｔｌをモータドライバ１０３へ出力して電圧制御を行う。電圧制御（ＣＴＬ）部１０２内では、具体的に云えば、速度フィードバック制御、位置フィードバック制御、速度フィードフォワード制御、位置フィードフォワード制御等が行われる。モータドライバ１０３では、上述したスイッチング処理を行う他、合成電流をシャント抵抗間電圧で検知することができる。メカ回路１０５には、測定センサとして２相エンコーダ等を適用する場合を例示できる。トルク推定処理部１０８は、電流検知回路１０７からの電流検知信号をアナログＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）で受けてトルク推定処理を行う。このとき、モータ回転速度ωｄｅｔによって推定式を変更し、回転速度情報として目標速度ωt又はモータ回転速度ωｄｅｔを用いる。ＣＰＵ１０１は、上述した制御手段としての機能を担う制御装置とみなせる。このＣＰＵ１０１は、二次転写接離機構による離間又は当接に際しての瞬間のタイミングをフィードバック制御から得られるフィードバック値の負荷変動に基づいて離間又は当接を検知する機能を持つ。二次転写接離機構と制御装置としてのＣＰＵ１０１とを合わせた構成は、上述したように接離機構システムと呼ばれても良い。即ち、図１に示す画像形成装置は、このような接離機構システムを備えて構成される。

図７は、上述した図４（ａ）、図５（ａ）の制御処理に含まれるＤＣモータ３に係る負荷変動をフィードバック制御を用いて検知するときの判定基準を説明するために示した図である。図７（ａ）はＤＣモータ３の時間Ｔｉｍｅ［ｓ］に対する変動波形の特性図、図７（ｂ）は図７（ａ）の局部での閾値判定及び面積判定を示す図である。

図７（ａ）を参照すれば、ここでは図６に示したＤＣモータ制御回路によるフィードバック制御で得られる変動波形を示している。その変動波形における丸で囲った局部領域は、中間転写ベルト７と二次転写ローラ６とが離間又は当接する位置のタイミングであり、その際に大きな変動が生じていることが分かる。このような変動を図６に示したＤＣモータ制御回路のＣＰＵ１０１によりフィードバック制御から得られるフィードバック値として、例えば電流値、速度誤差、位置誤差、パルス幅変調（ＰＷＭ）、トルク等の各物理値（以下、各値と呼ぶ）で検知する。

負荷変動検知の判定基準として、図７（ｂ）のＡ．閾値判定では、ＣＰＵ１０１がフィードバック制御により検知した各値の負荷変動が正負問わずに予め設定した所定の閾値を越えたときに離間又は当接の検知と判定する場合を例示できる。その他、図７（ｂ）のＢ．面積判定（或る特定範囲）では、ＣＰＵ１０１がフィードバック制御により検知した各値の或る特定範囲の負荷変動の面積が所定の閾値を越えたときに離間又は当接の検知と判定する。具体的には、フィードバック制御により検知した各値の全データの平均値を０とした場合、負荷変動が大きく生じている特定範囲及び０に囲まれた面積が設定した閾値を越えた場合に離間又は当接の検知として判定する。

図８は、図５（ａ）の制御処理に含まれる負荷変動に基づく偏心カム９の回転位置、並びに二次転写ローラ６と中間転写ベルト７との離間速度の決定の制御の一例を従来のステッピングモータを用いた場合を対比して説明する図である。具体的には、時間［ｍｓ］に対する中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６に係るローラ間距離［ｍｍ］の関係で特性図を示す。

図８を参照すれば、ここでは、図６及び図７を参照して説明したＤＣモータ制御回路でのフィードバック制御により負荷変動を検知した後の制御として、離間時の場合に絞って説明する。点線で示す従来のステッピングモータを用いた制御の場合には、当接状態に係る離間開始のタイミングｆから離間状態に係る当接終了のタイミングｇまで一定の速度でしか中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６を離間させることができない。一定の速度はタイミングｆ〜ｇの区間の傾きが該当する。

これに対し、実線で示すＤＣモータ３を用いた場合には、上述したフィードバック制御により、二次転写接離機構による二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とが離間する瞬間のタイミングｃをフィードバック値の負荷変動に基づいて検知できる。そこで、ＤＣモータ制御回路のＣＰＵ１０１に係る制御では、この離間の検知と判定した瞬間のタイミングｃをメモリ等の記憶手段に記憶する。また、二次転写接離機構による離間する瞬間のタイミングｃの前後の所定時間以内の期間での速度を着目する。因みに、ここでの所定時間以内の期間はタイミングｂ〜ｄの区間が該当し、速度はタイミングｂ〜ｄの区間での傾きが該当する。更に、この速度について、中間転写ベルト７が二次転写ローラ６と当接している状態から中間転写ベルト７と二次転写ローラ６との接触圧（ニップ圧）を減少させる際の速度よりも遅くなるように二次転写接離機構を駆動させる。合わせて同時に中間転写ベルト７と二次転写ローラ６とが離間した後に距離を広げる際の速度よりも遅くなるように二次転写接離機構を駆動させる。因みに、ここでの接触圧を減少させる際の速度はタイミングａ〜ｂの区間の傾きが該当し、距離を広げる際の速度はタイミングｄ〜ｅの区間の傾きが該当する。即ち、ここではフィードバック制御されたフィードバック値に基づいて負荷変動を検知した結果に応じてＤＣモータ制御回路でＤＣモータ３の回転速度及び回転角度を調整して二次転写接離機構による離間動作に際して緩衝させる。これにより、ショックジターを有効に抑制できる。

また、フィードバック制御により、二次転写接離機構による二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とが当接する瞬間のタイミングについてもフィードバック値の負荷変動に基づいて検知できる。そこで、ＤＣモータ制御回路のＣＰＵ１０１に係る制御では、当接の検知と判定した瞬間のタイミングを同様に記憶手段に記憶する。また、二次転写接離機構による当接する瞬間のタイミングの前後の所定時間以内の期間での速度を着目する。更に、この速度について、中間転写ベルト７が二次転写ローラ６と離間している状態から中間転写ベルト７を二次転写ローラ６に向けて移動させる際の速度よりも遅くなるように二次転写接離機構を駆動させる。合わせて同時に中間転写ベルト７が二次転写ローラ６に接触した後に規定の接触圧（ニップ圧）に達するまで加圧する際の速度よりも遅くなるように二次転写接離機構を駆動させる。即ち、ここではフィードバック制御されたフィードバック値に基づいて負荷変動を検知した結果に応じてＤＣモータ制御回路でＤＣモータ３の回転速度及び回転角度を調整して二次転写接離機構による当接動作に際して衝撃を緩衝させる。これにより、ショックジターを有効に抑制できる。

図９は、図５（ａ）の制御処理に含まれる負荷変動に基づく偏心カム９の回転位置、並びに二次転写ローラ６と中間転写ベルト７との離間速度の決定の制御の他例を従来のステッピングモータを用いた場合を対比して説明する図である。具体的には、時間［ｍｓ］に対する電圧［Ｖ］の関係で特性図を示す。

図９を参照すれば、ここでは、図６及び図７を参照して説明したＤＣモータ制御回路でのフィードバック制御により負荷変動を検知した後の制御として、ここでも離間時の場合に絞って説明する。点線で示す従来のステッピングモータを用いた制御の場合には、当接状態に係る離間開始のタイミングｈから離間状態に係る当接終了のタイミングｌまで一定の間隔でしかパルスを与えることができない。ここでの一定の間隔はタイミングｈ〜ｌの区間でのパルス波形が該当する。

これに対し、実線で示すＤＣモータ３を用いた場合には、上述したフィードバック制御により、二次転写接離機構による二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とが離間する瞬間のタイミングｊをフィードバック値の負荷変動に基づいて検知できる。ここでのタイミングｊは中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６に係るローラ間距離が０ｍｍであることを示す。そこで、ＤＣモータ制御回路のＣＰＵ１０１に係る制御では、この離間の検知と判定した瞬間のタイミングｊを略図するメモリ等の記憶手段に記憶する。また、二次転写接離機構による離間する瞬間のタイミングｊの前後の所定パルス数（ここでは３パルス分が該当する）以内のパルス区間Ｐ[ｐｕｌｓｅ]でのパルス間隔を着目する。ここでのパルス間隔はタイミングｉ〜ｋの区間でのパルス波形が該当する。更に、このパルス間隔について、中間転写ベルト７が二次転写ローラ６と当接している状態から中間転写ベルト７と二次転写ローラ６との接触圧（ニップ圧）を減少させる際のパルス間隔よりも広くなるように二次転写接離機構を駆動させる。合わせて同時に中間転写ベルト７と二次転写ローラ６とが離間した後に距離を広げる際のパルス間隔よりも広くなるように二次転写接離機構を駆動させる。ここでの接触圧を減少させる際のパルス間隔はタイミングｈ〜ｉの区間でのパルス波形が該当し、距離を広げる際のパルス間隔はタイミングｋ〜ｌの区間でのパルス波形が該当する。即ち、ここでもフィードバック制御されたフィードバック値に基づいて負荷変動を検知した結果に応じてＤＣモータ制御回路でＤＣモータ３の回転速度及び回転角度を調整して二次転写接離機構による離間動作に際して衝撃を緩衝させる。これにより、ショックジターを有効に抑制できる。

また、フィードバック制御により、二次転写接離機構による二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とが当接する瞬間のタイミングについてもフィードバック値の負荷変動に基づいて検知できる。そこで、ＤＣモータ制御回路のＣＰＵ１０１に係る制御では、当接の検知と判定した瞬間のタイミングを同様に記憶手段に記憶する。また、二次転写接離機構による当接する瞬間のタイミングの前後の所定パルス数以内のパルス区間でのパルス間隔を着目する。更に、このパルス間隔について、中間転写ベルト７が二次転写ローラ６と離間している状態から中間転写ベルト７と二次転写ローラ６とを接近させる際のパルス間隔よりも広くなるように二次転写接離機構を駆動させる。合わせて同時に中間転写ベルト７が二次転写ローラ６に接触した後に規定の接触圧に達するまで加圧する際のパルス間隔よりも広くなるように二次転写接離機構を駆動させる。即ち、ここでもフィードバック制御されたフィードバック値に基づいて負荷変動を検知した結果に応じてＤＣモータ制御回路でＤＣモータ３の回転速度及び回転角度を調整して二次転写接離機構による当接動作に際して衝撃を緩衝させる。これにより、ショックジターを有効に抑制できる。

上記図８及び図９を参照して説明した２つの制御により、従来のステッピングモータを用いた場合の制御よりも二次転写ローラ６と中間転写ベルト７との離間又は当接する瞬間の速度を遅くすることができる。このため、衝撃が抑えられてショックジターを軽減することができる。また、離間動作時間や当接動作時間も短縮することが可能となる。

図１０は、上述した二次転写接離機構に備えられるＤＣモータ３の外観構成を示した斜視図である。

図１０を参照すれば、このＤＣモータ３は、ブラシレスタイプのもので、モータ本体１２のモータ回転軸１６の周りにエンコーダディスク１３が同軸状に取り付けられており、エンコーダディスク１３近傍のモータ本体１２にはフォトセンサ１４が取り付けられている。その他、モータ本体１２上の図示されない基板には、ドライバ回路やコネクタ１５が取り付けられており、モータ信号とエンコーダ信号との入出力が行われるようになっている。

図１１は、上述したＤＣモータ３に対する駆動装置及び負荷変動推定装置の細部構成を示した機能ブロック図である。

図１１を参照すれば、この駆動装置及び負荷変動推定装置は、上述したＣＰＵ１０１の機能構成を具体的に示したもので、上位ＣＰＵ１２０及び制御回路１２１の機能がモータドライバ１０３の機能と協働して構築されるものである。

具体的に云えば、上位ＣＰＵ１２０内の目標信号生成手段１３０から制御回路１２１内の目標位置・速度計算回路１３１に対して回転方向、移動パルス数に係る信号が渡される。目標位置・速度計算回路１３１では、信号から得られた情報及び図示されないオシレータの時間情報から目標位置及び目標速度を導出して位置誤差速度誤差算出回路１３６へ送出する。また、制御回路１２１内のモータ位置・速度計算回路１３２では、ＤＣモータ３に取り付けられたエンコーダディスク１３に対して設置された２チャンネルのフォトセンサ１４から出力されるエンコーダパルスＡ、エンコーダパルスＢを計測する。ここでの２チャンネルのフォトセンサ１４は、２組の発光素子と受光素子とを有し、各々パルス信号の位相差が所定量となるように配置されている。このため、モータ位置・速度計算回路１３２では、その位相差を利用して回転方向を検知することができ、その得られた情報及び図示されないオシレータの時間情報からモータ位置及びモータ速度を導出する。

位置誤差速度誤差算出回路１３６は、目標位置・速度計算回路１３１からの目標位置及び目標速度を示す信号とモータ位置・速度計算回路１３２からのモータ位置及びモータ速度を示す信号とに基づいて位置偏差、速度偏差を求める。そして、求めた位置偏差、速度偏差を位置・速度追従制御器１３３へ送出する。位置・速度追従制御器１３３では、目標位置とモータ位置とが一致し、且つ目標速度とモータ速度とが一致するように位置・速度を追従する制御を行う。また、位置・速度追従制御器１３３は必要に応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）、回転方向、スタートストップ、ブレーキといった各種信号をモータドライバ１０３へ送出する。モータドライバ１０３では、位置・速度追従制御器１３３から得られた各種信号とＤＣモータ３に設けられたホールＩＣ１３４からのホール信号とに基づいてＤＣモータ３に供給するモータ電流とパルス幅変調（ＰＷＭ）電圧とを制御する。二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とが当接又は離間する際の負荷変動の検知は、位置誤差速度誤差算出回路１３６で算出された各種誤差やモータドライバ１０３に入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）等に基づいて推定される。上位ＣＰＵ１２０では、タイマ１３７や外部入力であるセンサ１３８の信号からトリガ検知部１３９がトリガを検知して目標信号生成手段１３０へ停止命令を送出する。この他、特性値推定部１４０が特性値を推定してトリガ検知部１３９へ送出してトリガ検知部１３９でのトリガ検知の決定用とする。

従来のステッピングモータを用いた二次転写接離機構への制御では、中間転写斥力ローラ５と二次転写ローラ６とに係るローラ同士が接離する瞬間のタイミングで回転速度を変更させることができない。このため、接離の瞬間の衝撃を示す負荷変動が大きくなってショックジターを十分に抑制できなかったが、実施例１に係る二次転写接離機構では、こうした短所を解消することができる。即ち、ＤＣモータ３を用いた二次転写接離機構に対してＤＣモータ制御回路でのフィードバック制御のフィードバック値により二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とが離間又は当接する瞬間の衝撃を示す負荷変動を検知する。そして、検知した負荷変動に応じてＤＣモータ３の回転速度及び回転角度を調整して二次転写接離機構における偏心カム９の回転位置、並びに二次転写ローラ６と中間転写ベルト７との接離速度を適宜変更する。これにより、二次転写ローラ６と中間転写ベルト７とが離間又は当接する際に衝撃を緩衝させることでショックジターを抑制する。この結果、負荷変動を検知するセンサを設けることなく廉価に二次転写ローラ６と中間転写ベルト７との接離時における負荷変動を検知できる。また、フィードバック制御を実行可能で中間転写斥力ローラ５と二次転写ローラ６とに係るローラ同士の接離速度を最適化してショックジターを十分に抑制できるようになる。

実施例１の二次転写接離機構の技術的要点は、搬送されるシート８を介して中間転写ベルト７に当接する中間転写斥力ローラ５と対向する二次転写ローラ６に中間転写ベルト７を当接又は離間させる接離機構を含む接離システムに係る接離方法として換言できる。この場合の接離方法は、接離ステップと減速ステップとを有する。接離ステップでは、中間転写斥力ローラ５の回転軸１１の端部に取り付けられ、制御手段により制御されるＤＣモータ３を動力として回転する偏心カム９の回転によって、中間転写ベルト７を搬送されるシート８を介して二次転写ローラ６に当接又は離間させる。減速ステップでは、対向する中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６の間で中間転写ベルト７が離間又は当接するタイミングにおいて、ＣＰＵ１０１がＤＣモータ３の回転速度を減速する。これにより、ショックジターを抑制することができる。

ところで、実施例１に係る二次転写接離機構は、負荷変動を検知するセンサを設けずに中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６或いは中間転写ベルト７同士が接触するタイミングで負荷変動を検知して偏心カム９の停止位置を決定する機能を持つ。この偏心カム９の停止位置はホームポジション（ＨＰ）と呼ばれる。係る機能によれば、中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６或いは中間転写ベルト７の接離による負荷変動のタイミングにばらつきが生じてしまうため、ホームポジションが毎回一箇所に定まらなくなる可能性がある。

図１２は、上述したＤＣモータ３による二次転写接離機構の制御時の偏心カム９の回転角度θ[ｄｅｇ]に対するローラ中心間距離からローラ半径の和を減じた距離[ｍｍ]の関係を示した図である。但し、ここでのローラは中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６を示す。

図１２を参照すれば、実施例１に係る二次転写接離機構をＤＣモータ３で駆動する場合、初期的な離間時にＤＣモータ３を起動したときの偏心カム９の回転角度θ０＝０のホームポジション（ＨＰ）の位置から偏心カム９を一回転させる状態を想定する。こうした場合、中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６或いは中間転写ベルト７同士が接離する瞬間の偏心カム９の回転角度θ１、θ３で負荷変動を検知して記憶手段に記憶してホームポジションを決定する。因みに、偏心カム９の回転角度θ１は離間から当接へ推移するタイミングの角度であり、偏心カム９の回転角度θ３は当接から離間へ推移するタイミングの角度である。また、偏心カム９の回転角度θ２は接触（ニップ）位置の角度に該当し、偏心カム９の回転角度θ４は一回転したホームポジション（ＨＰ）の位置の角度（＝３６０度）に該当する。ところが、こうした手法によれば、中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６或いは中間転写ベルト７同士が接離するタイミングで偏心カム９の回転角度θ０、θ１、θ３、θ４の各点に矢印方向範囲で示すようなばらつきが生じ、ホームポジション（ＨＰ）が一点に定まらない。接触（ニップ）位置についても同様に毎回ずれる可能性がある。そこで、以下に説明する二次転写接離機構では、ホームポジション（ＨＰ）が一点に定まり、接触位置についても固定されるように工夫を施す。

図１３は、本発明の実施例２に係る二次転写接離機構の要部を実施例１の場合と対比して示す概略図である。図１３（ａ）は実施例１の場合の偏心カム９及び二次転写ローラ６の離間時のホームポジションを示す図である。図１３（ｂ）は実施例２の一例に係る偏心カム９ａ及び二次転写ローラ６の離間時のホームポジションとその決定時の負荷変動検知位置とを示す図である。図１３（ｃ）は実施例２の他例に係る偏心カム９ｂ及び二次転写ローラの離間時のホームポジションとその決定時の負荷変動検知位置とを示す図である。図１３（ｄ）は実施例２の別例に係る偏心カム９ｃ及び二次転写ローラ６の離間時のホームポジションとその決定時の負荷変動検知位置とを示す図である。

図１３（ｂ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）を参照すれば、偏心カム９ａ、９ｂ、９ｃは図１３（ａ）に示す偏心カム９と比べると、その一部に凸状又は凹状の変形部が形成されている様子が判る。実施例２に係る偏心カム９ａ、９ｂ、９ｃの形状は、対向する中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６間で中間転写ベルト７を離間又は当接させる接離時の負荷変動よりも変形部でのカム衝突時の負荷変動が大きくなるように形成されている。そこで、図１１に示した駆動装置及び負荷変動推定装置は、その大きな負荷変動に基づいて偏心カム９ａ、９ｂ、９ｃの停止位置を決定する。これによって、負荷変動のばらつきに影響されずにホームポジションを一点に定めることができる。因みに、図１３（ａ）に示す偏心カム９の場合には矢印の方向に回転し、一回転したときに大きな速度変動が生じないように滑らかな形状となっている。この場合には実施例１で説明したように中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６或いは中間転写ベルト７同士の接離時に負荷変動を検知してホームポジションを決定する。

具体的に云えば、図１３（ｂ）に示す偏心カム９ａは一部に凸状の変形部が設けられている。偏心カム９ａは、一回転中に丸印で囲った箇所に差し掛かった時点でホームポジションを決定するための負荷変動を検知する。このときの速度変動や位置誤差は回転速度目標値に対してマイナス側に大きくなる。また、図１３（ｃ）に示す偏心カム９ｂは一部に凹状の変形部が設けられている。偏心カム９ｂは、一回転中に丸印で囲った箇所に差し掛かった時点でホームポジションを決定するための負荷変動を検知する。このときの速度変動や位置誤差は回転速度目標値に対してプラス側に大きくなる。更に、図１３（ｄ）に示す偏心カム９ｃは局部を肉厚に変形させてその一部に鍔部状の変形部が設けられている。偏心カム９ｃは、離間から当接に推移するときに１回転弱回転させて使用する。回転中に丸印で囲った箇所に差し掛かった時点でホームポジションを決定するための負荷変動を検知する。回転し続けると鍔部状の変形部が二次転写ローラ６に突き当たり速度零、位置誤差零となって停止する。細部については後文で詳述する。因みに、ＣＰＵ１０１は、このような負荷変動に基づくタイミングでＤＣモータ３の回転速度を減速する。

図１４は、ＤＣモータ３を駆動させての実施例２に係る二次転写接離機構への制御処理を示すフローチャートである。因みに、この制御処理は図１３（ｂ）に示す偏心カム９ａ、図１３（ｃ）に示す偏心カム９ｂ、図１３（ｄ）に示す偏心カム９ｃの何れを適用した場合にも共通するＤＣモータ３を用いた駆動でのホームポジションを決定する内容となっている。

図１４を参照すれば、この制御処理では、まず画像形成装置の起動後にＤＣモータ３を駆動させ、偏心カム９ａ、９ｂ、９ｃを回転させる（ステップＳ１）。偏心カム９ａ、９ｂ、９ｃの回転方向は正転動作、逆転動作の何れであっても構わない。次に、ローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）、ベルト（中間転写ベルト７）同士が接離する際に発生する負荷変動より大きいカム衝突変動（速度変動・位置誤差）を図１１に示した駆動装置及び負荷変動推定装置により検知（ステップＳ２）する。ここでは偏心カム９ａ、９ｂ、９ｃの回転によりローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士は接離動作を行う。この接離の瞬間に負荷変動が生じるが、接離時の負荷変動の大きさはホームポジションの決定には関与しない設定としている。そして、回転中にローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士の接離時以上の負荷変動が発生する箇所に到達した時点で始めて閾値範囲を超えた変動を図１１に示した駆動装置及び負荷変動推定装置により検知する。この閾値範囲はローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士の接離時の負荷変動の最大ピーク値よりも高い値の範囲に設定されている。即ち、ここでのカム衝突変動の検知は、接離時に発生する負荷変動よりも大きい速度変動検知により衝突判定を行う以外、その後に行う位置誤差の検知を含んでいる。更に、位置誤差が検知された場合にはその位置誤差発生位置をホームポジションとするか、或いはそこから数パルス移動させた位置をホームポジションとする（ステップＳ３）。このようにして、画像形成装置における起動時、スリープ復帰時、自動再起動時、転写前後、前カバーＯＦＦ／ＯＮ等で二次転写接離機構をテスト駆動させてホームポジションを決定することができる。

図１５は、図１３（ｂ）に示す偏心カム９ａを適用した場合のＤＣモータ３に係る負荷変動及びカム衝突時変動をフィードバック制御を適用して検知するときの判定基準を説明するために示した図である。図１５（ａ）はＤＣモータ３の時間に対する変動波形の特性図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の局部での閾値判定及び面積判定を示す図である。

図１５（ａ）を参照すれば、ここでは二次転写接離機構を図１４で説明した制御処理に従ってＤＣモータ３で駆動した際の変動波形を示している。長丸形で囲った箇所は、偏心カム９ａが回転し、変形部の凸状の段差が二次転写ローラ６に衝突するタイミングのカム衝突位置に該当する。このタイミングでは大きな変動を生じていることが分かる。この大きな変動を図１１に示した駆動装置及び負荷変動推定装置により電流値、速度誤差、位置誤差、パルス幅変調（ＰＷＭ）、トルク等の各値で検知する。ローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士の接離時の負荷変動は発生タイミングにばらつきが生じるのに対し、この大きな変動はタイミングが一点に定まる。このため、ホームポジションを精度良く決定することができる。また、偏心カム９ａの変形部の凸状箇所の段差が二次転写ローラ６に突き当たる動作であるため、その変動は目標速度、目標位置に対してマイナス側となる。

カム衝突時変動検知の判定基準として、図１５（ｂ）のＡ．閾値判定では、ＤＣモータ３のフィードバック制御により検知した各値について、目標速度、目標位置に対してマイナス側に設定した閾値範囲内に入った場合を確認する。具体的には図１１に示した駆動装置及び負荷変動推定装置により閾値範囲内に入った場合を偏心カム９ａの変形部の段差が二次転写ローラ６に衝突したと判定する。この閾値範囲は、ローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士の接離時の負荷変動の波形ピークＰ１値よりもマイナス側に大きい値の範囲に設定されている。カム衝突時変動の波形ピーク値Ｐ２はマイナス側にもっと大きくて閾値範囲内に入るため、ホームポジションを適確に決定できる。

その他、図１５（ｂ）のＢ．面積判定（或る特定範囲）では、フィードバック制御により検知した各値の或る特定範囲の負荷変動の面積が所定の閾値を越えたときに偏心カム９ａの変形部の段差が二次転写ローラ６に衝突したと判定する。この判定も図１１に示した駆動装置及び負荷変動推定装置により行われる。但し、ここでもローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士が接離する際の変動成分よりも大きい値で所定の閾値を設定する。具体的には、フィードバック制御により検知した各値の全データの平均値を０とした場合、負荷変動が大きく生じている特定範囲及び０に囲まれた面積が所定の閾値を越えると偏心カム９ａの変形部の凸部の段差の二次転写ローラ６への衝突とみなす。この速度変動検知による衝突判定の後には位置誤差の検知が行われる。そこで、位置誤差が検知された場合の位置誤差発生位置をホームポジションとするか、或いはそこから数パルス駆動させた位置をホームポジションとして決定することができる。このようにして、カム衝突時の負荷変動の発生位置を常に一点にすることができるため、カム衝突時の変動検知をローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士の接離時の変動検知を行う場合よりも精度良く行うことができる。

図１６は、図１３（ｃ）に示す偏心カム９ｂを適用した場合のＤＣモータ３に係るカム衝突時変動をフィードバック制御を適用して検知するときの判定基準（閾値判定及び面積判定）を説明するために示した図である。

図１６を参照すれば、ここではＤＣモータ３の時間に対する変動波形の特性図を省略するが、図１５（ａ）の場合とは逆で、変動が目標速度、目標位置に対してプラス側に変動する場合に該当する。図１５（ａ）の場合と同様に偏心カム９ｂが回転して変形部が二次転写ローラ６に衝突し、変形部の凹状箇所が二次転写ローラ６に突入するタイミングでプラス側に大きな変動を生じる。この大きな変動を図１１に示した駆動装置及び負荷変動推定装置により電流値、速度誤差、位置誤差、パルス幅変調（ＰＷＭ）、トルク等の各値で検知する。ローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士の接離時の負荷変動は発生タイミングにばらつきが生じるのに対し、この大きな変動はタイミングが一点に定まる。このため、ホームポジションを精度良く決定することができる。

カム衝突時変動検知の判定基準として、図１６のＡ．閾値判定では、ＤＣモータ３のフィードバック制御により検知した各値について、目標速度、目標位置に対してプラス側に設定した閾値範囲内に入った場合を確認する。具体的には図１１に示した駆動装置及び負荷変動推定装置により閾値範囲内に入った場合を偏心カム９ｂの変形部が二次転写ローラ６に衝突し、変形部の凹状箇所が二次転写ローラ６に突入したと判定する。この閾値範囲は、ローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士の接離時の負荷変動の波形ピークＰ１値よりもプラス側に大きい値の範囲に設定されている。ここでもカム衝突時変動の波形ピーク値Ｐ２はプラス側にもっと大きくて閾値範囲内に入るため、ホームポジションを適確に決定できる。

その他、図１６のＢ．面積判定（或る特定範囲）では、フィードバック制御により検知した各値の或る特定範囲の負荷変動の面積が所定の閾値を越えたときに偏心カム９ｂの変形部の凹状箇所が二次転写ローラ６に衝突したと判定する。この判定も図１１に示した駆動装置及び負荷変動推定装置により行われる。但し、ここでもローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士が接離する際の変動成分よりも大きい値で所定の閾値を設定する。具体的には、フィードバック制御により検知した各値の全データの平均値を０とした場合、負荷変動が大きく生じている特定範囲及び０に囲まれた面積が所定の閾値を越えると偏心カム９ｂの変形部の凹状箇所の衝突の検知として判定する。この速度変動検知による衝突判定の後には位置誤差の検知が行われる。そこで、位置誤差が検知されたときの位置誤差発生位置をホームポジションとするか、或いはそこから数パルス駆動させた位置をホームポジションとして決定することができる。このようにして、負荷変動の発生位置を常に一点にすることができるため、カム衝突時の変動検知をローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士の接離時の変動検知を行う場合よりも精度良く行うことができる。

図１７は、図１３（ｄ）に示す偏心カム９ｃを適用した場合のＤＣモータ３に係るフィードバック制御を適用してカム衝突時変動を経ての位置誤差計算を説明するために偏心カム９ｃの時間［ｍｓ］に対する回転角度［ｄｅｇ］の特性を示した図である。

図１７を参照すれば、偏心カム９ｃは図１３（ｄ）を参照して説明したように回転中に変形部の鍔状箇所が二次転写ローラ６に突き当たり、速度零、位置誤差零となって停止する。ここでは衝突の際の位置誤差の検知の様子を示している。具体的に云えば、時刻ｔ０は起動する瞬間の偏心カム９ｃの位置を示している。この状態のときにはローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士は離間している状態である。この状態から、図１４を参照して説明した制御処理として、画像形成装置の電源をオンにして偏心カム９ｃを矢印の方向に駆動させる。図１７中の時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間範囲では、ＤＣモータ３の駆動で時間に対して一定の回転量（回転角度）が得られている。

そして、時刻ｔ１の位置まで回転した際に丸印で囲った箇所のように偏心カム９ｃの変形部の鍔状箇所が二次転写ローラ６に突き当たる。このとき、これ以上回転できなくなるため、図１７に示されるように回転量が急激に小さくなるか、或いは零になる。このときの位置誤差を図１１に示した駆動装置及び負荷変動推定装置でＤＣモータ３のフィードバック制御により検知した電流値、速度誤差、位置誤差、パルス幅変調（ＰＷＭ）、トルク等の各値から算出する。そして、目標回転位置からの位置誤差を計算し、その値が設定した閾値を超えているか否かで速度変動検知による衝突判定を行う。この速度変動検知による衝突判定の後には別途位置誤差の検知が行われる。そこで、位置誤差が検知されたときの位置誤差発生位置をホームポジションとするか、或いはそこから数パルス駆動させた位置をホームポジションとして決定することができる。このようにして、負荷変動の発生位置を常に一点にすることができるため、カム衝突時の変動検知をローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）同士の接離時の変動検知を行う場合よりも精度良く行うことができる。

図１８は、実施例１に係る二次転写接離機構と実施例２に係る二次転写接離機構との離間時におけるＤＣモータ３の駆動時間と離間距離との比較を時間［ｍｓ］に対するローラ中心間距離からローラ半径の和を減じた距離［ｍｍ］の関係で示した図である。図１８（ａ）は実施例１に係る二次転写接離機構のホームポジションがずれる場合を示した図である。図１８（ｂ）は実施例１に係る二次転写接離機構と対比させて実施例２に係る二次転写接離機構のホームポジションが一点に定まる場合を示した図である。但し、ここでもローラは中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６を示す。

図１８（ａ）を参照すれば、実施例１に係る二次転写接離機構では、図１２を参照して説明したようにローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）、ベルト（中間転写ベルト７）同士が接離するタイミングにばらつきが生じる。このため、ホームポジションが一点に定まらず、接触位置についても同様に毎回ずれる可能性がある。この対策には、当接が安定する終点のタイミングｎを経て離間へ移行する変局のタイミングｏから切り替え点のタイミングｐを経て離間直後の変局のタイミングｑに至るまでの時間範囲Δｔを大きくし、接離する瞬間の速度を遅くする必要がある。因みに、離間直後の変局のタイミングｑを経て離間が安定する始点のタイミングｒに至ると離間が安定する。ここでの時間範囲Δｔが大きければ画像形成装置に適用した場合にシートの搬送速度を速くすることができず、時間に余裕がないために生産性が低下してしまう。

これに対し、図１８（ｂ）を参照すれば、実施例２に係る二次転写接離機構では、上述したようにローラ（中間転写斥力ローラ５及び二次転写ローラ６）、ベルト（中間転写ベルト７）同士が接離するタイミングにばらつきが生じない。このため、ホームポジションが一点に定まり、接触位置についても同様に毎回ずれない。また、当接が安定する終点のタイミングｓを経て離間へ移行する変局のタイミングｔから切り替え点のタイミングｐを経て離間直後の変局のタイミングｗに至るまでの時間範囲Δｔ′は先の時間範囲Δｔと比べて小さくなっている。時間範囲Δｔ′は接離前後で速度を遅くする範囲を狭く取ることができることを示している。また、タイミングｎとタイミングｓとの間、並びにタイミングｒとタイミングｘとの間における時間の余裕ができることも判る。因みに、離間直後の変局のタイミングｗを経て離間が安定する始点のタイミングｘに至ると離間が安定する。ここでの時間範囲Δｔ′が小さければ画像形成装置に適用した場合に時間の余裕ができるため、シート間を狭くしたり、シートの搬送速度を速くして生産性を向上させることができる。

尚、本発明は上述した実施の形態における各実施例で説明した主旨に限定されず、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記各実施例は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能であるが、これらは添付した特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１ 転写装置
２ 一次転写ローラ
３ ＤＣモータ
４ ベルト
５ 中間転写斥力ローラ
６ 二次転写ローラ
７ 中間転写ベルト
８ シート
９、９ａ、９ｂ、９ｃ 偏心カム
１０ 対向軸受
１１ 回転軸
１２ モータ本体
１３ エンコーダディスク
１４ フォトセンサ
１５ コネクタ
１６ モータ回転軸
１７ フィラー
１８ａ 発光素子
１８ｂ 受光素子
１０１ ＣＰＵ
１０２ 電圧制御（ＣＴＬ）部
１０３ モータドライバ
１０４ 加算器
１０５ メカ回路
１０６ 積分（１／ｓ）回路
１０７ 電流検知回路
１０８ トルク推定処理部
１２０ 上位ＣＰＵ
１２１ 制御回路
１３０ 目標信号生成手段
１３１ 目標位置・速度計算回路
１３２ モータ位置・速度計算回路
１３３ 位置・速度追従制御器
１３４ ホールＩＣ
１３７ タイマ
１３８ センサ
１３９ トリガ検知部
１４０ 特性値推定部

特開２０１５−１３５３９４号公報

Claims (10)

1. ベルトに当接する第１のローラと、前記第１のローラに対向する第２のローラと、搬送されるシートを介して前記ベルトを前記第２のローラに当接又は離間させる接離機構と、を備えた接離システムであって、
   前記接離機構は、前記第１のローラの回転軸の端部に取り付けられ、モータを動力として回転する偏心カムと、前記モータを制御する制御手段と、を備え、前記偏心カムは、一部に凸状又は凹状の変形部が形成されていて、その回転によって前記ベルトを前記搬送されるシートを介して前記第２のローラに当接又は離間させるものであり、
   前記制御手段は、対向する前記第１のローラ及び前記第２のローラの間で前記ベルトが離間又は当接するタイミングにおいて、前記モータの回転速度を減速する接離システム。
2. 請求項１記載の接離システムにおいて、
   前記制御手段は、前記モータの回転速度及び回転角度をフィードバック制御する接離システム。
3. 請求項１又は２に記載の接離システムにおいて、
   前記偏心カムの形状は、前記対向する前記第１のローラ及び前記第２のローラの間で前記ベルトを離間又は当接させる接離時の負荷変動よりも前記変形部でのカム衝突時の負荷変動が大きくなるように形成され、
   前記制御手段は、前記負荷変動に基づくタイミングで前記モータの回転速度を減速する接離システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の接離システムにおいて、
   前記制御手段は、当接の検知と判定した瞬間のタイミングを記憶手段に記憶し、前記接離機構による当接する瞬間のタイミングの前後の所定時間以内の期間での速度について、前記ベルトが対向する前記第１のローラ及び前記第２のローラと離間している状態から当該ベルトを対向する当該第１のローラ及び当該第２のローラに向けて移動させる際の速度、及び当該ベルトが対向する当該第１のローラ及び当該第２のローラに接触した後に規定の接触圧に達するまで加圧する際の速度よりも遅くなるように当該接離機構を駆動させる接離システム。
5. 請求項１〜３のいずれか１項記載の接離システムにおいて、
   前記制御手段は、離間の検知と判定した瞬間のタイミングを記憶手段に記憶し、前記接離機構による離間する瞬間のタイミングの前後の所定時間以内の期間での速度について、前記ベルトが対向する前記第１のローラ及び前記第２のローラと当接している状態から当該ベルトと対向する当該第１のローラ及び当該第２のローラとの接触圧を減少させる際の速度、及び当該ベルトと対向する当該第１のローラ及び当該第２のローラとが離間した後に距離を広げる際の速度よりも遅くなるように当該接離機構を駆動させる接離システム。
6. 請求項１〜３のいずれか１項記載の接離システムにおいて、
   前記制御手段は、当接の検知と判定した瞬間のタイミングを記憶手段に記憶し、前記接離機構による当接する瞬間のタイミングの前後の所定パルス数以内のパルス区間でのパルス間隔について、前記ベルトが対向する前記第１のローラ及び前記第２のローラと離間している状態から当該ベルトと対向する当該第１のローラ及び当該第２のローラとを接近させる際のパルス間隔、及び当該ベルトが対向する当該第１のローラ及び当該第２のローラに接触した後に規定の接触圧に達するまで加圧する際のパルス間隔よりも広くなるように当該接離機構を駆動させる接離システム。
7. 請求項１〜３のいずれか１項記載の接離システムにおいて、
   前記制御手段は、離間の検知と判定した瞬間のタイミングを記憶手段に記憶し、前記接離機構による離間する瞬間のタイミングの前後の所定パルス数以内のパルス区間でのパルス間隔について、前記ベルトが対向する前記第１のローラ及び前記第２のローラと当接している状態から当該ベルトと対向する当該第１のローラ及び当該第２のローラとの接触圧を減少させる際のパルス間隔、及び当該ベルトと対向する当該第１のローラ及び当該第２のローラとが離間した後に距離を広げる際のパルス間隔よりも広くなるように当該接離機構を駆動させる接離システム。
8. 請求項１〜７のいずれか１項記載の接離システムにおいて、
   前記制御手段が記録媒体を搬送する上位の中央演算処理装置に備えられたことを特徴とする接離システム。
9. 請求項８に記載の接離システム及び前記制御手段を備える中央演算処理装置を備えた画像形成装置。
10. 搬送されるシートを介してベルトに当接する第１のローラと対向する第２のローラに当該ベルトを当接又は離間させる接離機構を含む接離システムに係る接離方法であって、
    前記第１のローラの回転軸の端部に取り付けられ、制御手段により制御されるモータを動力として回転する偏心カムであって一部に凸状又は凹状の変形部が形成されている偏心カムの回転によって、前記ベルトを前記搬送されるシートを介して前記第２のローラに当接又は離間させる接離ステップと、
    対向する前記第１のローラ及び前記第２のローラの間で前記ベルトが離間又は当接するタイミングにおいて、前記制御手段が前記モータの回転速度を減速する減速ステップと、を有する接離方法。

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