JP7115053B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、中間転写ベルトに担持されたトナー像を用紙に転写させる画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、中間転写ベルトから用紙へのトナーの転写性を向上させることが望まれる。

特開平９－１９７８４６号公報（特許文献１）には、中間転写ベルトを一定の周期で変動させ、２次転写バイアスローラーを一定速度で回転させる技術が開示されている。これにより、２次転写バイアスローラーに対して中間転写ベルトが微小な滑りを繰り返しながら進行し、中間転写ベルトから用紙へのトナーの転写性が向上する。特開２００８－３３２９３号公報（特許文献２）および特開２００４－１９８８４３号公報（特許文献３）にも同様の技術が開示されている。

特開平９－１９７８４６号公報 特開２００８－３３２９３号公報 特開２００４－１９８８４３号公報

特許文献１～３に記載の技術では、中間転写ベルトと用紙との間のせん断力（横ズリの力）により、トナーが用紙へ転写されやすくなる。しかしながら、特殊東海製紙株式会社製のレザック（登録商標）６６のような凹凸紙を用紙として用いる場合、中間転写ベルト上のトナーは、凹凸紙の凹部と接触しない。そのため、当該凹部への転写性は向上しない。

本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、転写ベルトから凹凸紙へのトナーの転写性を向上させることが可能な画像形成装置を提供することである。

ある局面に従うと、画像形成装置は、転写ベルトと、転写ベルトを挟持する第１ローラーおよび第２ローラーとを備え、転写ベルトと第２ローラーとの間に記録媒体を通過させることにより、転写ベルトに担持されたトナー像を記録媒体に転写させる。画像形成装置は、転写ベルトの表面の移動速度が変動するように、転写ベルトを駆動する第１駆動部をさらに備える。転写ベルトの表面の第１移動速度と第１ローラーの表面の第２移動速度とが異なる。

本開示によれば、転写ベルトから凹凸紙へのトナーの転写性を向上させることができる。

実施の形態に係る画像形成装置の内部構成を示す概略図である。 中間転写ベルトの駆動部の構成を示す図である。 モーターへの印加電圧のデューティー比の例を示す図である。 図１に示す二次転写部の概略構成を示す拡大図である。 中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１とシステム速度Ｖｓとの時間変化の一例を示す図である。 モーターへの印加電圧のデューティー比と、中間転写ベルトの表面の移動速度と、中間転写ベルトの加速度との時間変化の一例を示す図である。 用紙が平滑である場合のニップ部の拡大図である。 対向ローラーが中間転写ベルトに遅れることなく従動し、かつ、用紙が凹凸紙である場合における、ある瞬間のニップ部の拡大図である。 対向ローラーが中間転写ベルトに遅れることなく従動し、かつ、用紙が凹凸紙である場合における、別の瞬間のニップ部の拡大図である。 中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２とが異なり、かつ、用紙が凹凸紙である場合における、ある瞬間の二次転写部の一例を示す拡大図である。 中間転写ベルトの変調駆動の周波数ｆと、中間転写ベルトから対向ローラーへの振動の伝達効率Ｇとの関係を示す図である。 具体例１における中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２との時間波形の一例を示す図である。 具体例１の構成の実験結果を示す図である。 移動速度の計測点を示す図である。 移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２とを異ならせる構成の具体例２を示す図である。 具体例２における移動速度Ｖ１および移動速度Ｖ２の時間波形の一例を示す図である。 具体例２におけるニップ部内の中間転写ベルトに働く力を説明する図である。 具体例２の構成の実験結果を示す図である。 具体例３における中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２との一例を示す図である。 具体例３における中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２との別の例を示す図である。 具体例３におけるニップ部内の中間転写ベルトに働く力を説明する図である。 具体例３の構成の実験結果を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う実施の形態に係る画像形成装置について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される実施の形態および変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

（画像形成装置の全体構成）
図１は、実施の形態に係る画像形成装置の内部構成を示す概略図である。図１に示す画像形成装置１は、コピージョブ、画像印刷ジョブ、スキャンジョブ、ファクスジョブを実行することができる、いわゆる、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）である。

図１に示されるように、画像形成装置１は、画像読取部２と、画像処理部３と、画像形成部４と、用紙搬送部５と、定着装置６と、制御部８とを備える。

画像読取部２は、自動原稿給紙装置２ａと、原稿画像走査装置２ｂ（スキャナー）とを有している。このうち、原稿画像走査装置２ｂには、コンタクトガラスと、各種のレンズ系と、ＣＣＤセンサー７とが設けられている。ＣＣＤセンサー７は、画像処理部３に接続される。画像処理部３は、入力された画像に所定の画像処理を行なう。

画像形成部４は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナーによる画像を形成する画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）を有している。これらについては、収容されるトナー以外はいずれも同じ構成を有するので、以後、色を表す記号を省略する。画像形成部４は、さらに、中間転写ユニット２０および二次転写ローラー３３を有している。

画像形成ユニット１０は、露光装置１１と、現像装置１２と、感光体ドラム１３と、帯電装置１４と、ドラムクリーニング装置１５とを有している。感光体ドラム１３の表面は、光導電性を有しており、例えば負帯電型の有機感光体である。感光体ドラム１３は、トナー像を担持する像担持体である。

帯電装置１４は、例えばコロナ帯電器であるが、帯電ローラーや帯電ブラシ、帯電ブレードなどの接触帯電部材を感光体ドラム１３に接触させて帯電させる接触帯電装置であってもよい。露光装置１１は、例えば半導体レーザーで構成される。

現像装置１２は、例えば二成分現像方式の現像装置であるが、キャリアを含まない一成分現像方式の現像装置であってもよい。

中間転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１と、中間転写ベルトを支持する複数の支持ローラーと、中間転写ベルト２１を感光体ドラム１３に圧接させる一次転写ローラー２２と、ベルトクリーニング装置２５とを有している。中間転写ベルト２１は、無端状の転写ベルトである。ここで、主として一次転写ローラー２２により、感光体ドラム１３に担持されたトナー像を中間転写ベルト２１に転写する一次転写部が構成されることになる。

中間転写ベルト２１は、複数の支持ローラーによりループ状に張架され、回転移動可能となっている。複数の支持ローラーは、中間転写ベルト２１を駆動するための駆動ローラー２３を含む。駆動ローラー２３が回転することにより、中間転写ベルト２１は矢印Ａ方向に走行する。複数の支持ローラーは、さらに、中間転写ベルト２１を挟んで二次転写ローラー３３に対して対向配置される対向ローラー２４を含む。

二次転写ローラー３３は、無端状の中間転写ベルト２１に接し、中間転写ベルト２１の外側に位置する。対向ローラー２４と二次転写ローラー３３とは、中間転写ベルト２１を挟持する。言い換えると、対向ローラー２４と二次転写ローラー３３とによってニップ部が形成され、中間転写ベルト２１は当該ニップ部を通過する。二次転写ローラー３３および対向ローラー２４により、中間転写ベルト２１に担持されたトナー像を記録媒体としての用紙に転写する二次転写部３０が構成される。

定着装置６は、用紙に転写されたトナー像を用紙上に定着させるためのものであり、用紙上のトナーを加熱および融解する定着ローラー６ａと、用紙を定着ローラー６ａに向けて押圧する加圧ローラー６ｂとを有している。

用紙搬送部５は、給紙部５ａと、排紙部５ｂと、搬送経路部５ｃとを有している。給紙部５ａを構成する給紙トレイユニット５ａ１～５ａ３には、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５ｃは、レジストローラー対５ｃ１などの複数の搬送ローラー対を有している。排紙部５ｂは、排紙ローラー５ｂ１によって構成されている。

制御部８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、インターフェイス（Ｉ／ Ｆ：Interface）とを備える。

ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することで、画像形成装置１全体の処理を実現する。ＲＡＭは、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などであり、ＣＰＵがプログラムを動作するために必要なデータおよび画像データを一時的に記憶する。したがって、ＲＡＭは、いわゆるワーキングメモリとして機能する。ＲＯＭは、典型的には、フラッシュメモリなどであり、ＣＰＵで実行されるプログラムおよび、画像形成装置の動作に関係する各種設定情報などを記憶する。インターフェイスは、外部機器との間で各種信号のやりとりを行う。

搬送経路部５ｃにおける用紙の搬送速度は、制御部８によって決定される。搬送経路部５ｃは、上述した複数の搬送ローラー対に加えて、モーター、モータードライバ、ギア等を含んでいる。これら複数の搬送ローラー対、モーター、モータードライバ、ギア等は、制御部８からの電気信号を受けて各種モーターを回転させることで、記録媒体としての用紙を搬送する。

上述した各種モーターによって回転させられる部材には、例えば現像装置１２に含まれる現像ローラーや、感光体ドラム１３、駆動ローラー２３、二次転写ローラー３３、定着ローラー６ａ、上述した搬送ローラー対等があるが、これらの部材は、１個のモーターで一元的に駆動されてもよいし、複数のモーターで別々に駆動されてもよい。各部材の外周面は、同じ線速度（この線速度は、一般にシステム速度と称される）で駆動される。すなわち、用紙の搬送速度は、システム速度と同じである。なお、制御部８は、これら各種モーターの回転数やギアを切り替えることにより、システム速度を変更させることができる。後述するように、駆動ローラー２３および対向ローラー２４のうち少なくとも駆動ローラー２３は、表面の移動速度がシステム速度を中心として変動するように駆動される。

（画像形成の処理）
次に、画像形成装置１による画像形成の処理について説明する。原稿画像走査装置２ｂは、コンタクトガラス上の原稿を光学的に走査して読み取る。原稿からの反射光は、ＣＣＤセンサー７により読み取られ、入力画像データとなる。入力画像データは、画像処理部３において所定の画像処理が施され、露光装置１１に送られる。なお、入力画像データは、外部パソコンやモバイル機器などから画像形成装置１に送付されたものであってもよい。

感光体ドラム１３は、一定の周速度で回転する。帯電装置１４は、感光体ドラム１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置１１は、各色成分の入力画像データに対応するレーザー光を感光体ドラム１３に照射し、感光体ドラム１３の表面に静電潜像を形成する。現像装置１２は、感光体ドラム１３の表面にトナーを付着させ、感光体ドラム１３上の静電潜像を可視化させる。こうして感光体ドラム１３の表面に静電潜像に応じたトナー像が形成される。

感光体ドラム１３の表面のトナー像は、中間転写ユニット２０によって中間転写ベルト２１に転写される。転写後に感光体ドラム１３の表面に残存する転写残トナーは、感光体ドラム１３の表面に摺接するドラムクリーニングブレードを有するドラムクリーニング装置１５によって除去される。一次転写ローラー２２によって中間転写ベルト２１が感光体ドラム１３に圧接されることにより、中間転写ベルト２１に各色のトナー像が順次重なって転写される（形成される）。

二次転写ローラー３３は、中間転写ベルト２１を介して、対向ローラー２４に圧接される。これにより、ニップ部が形成される。画像形成装置１は、用紙搬送部５によって、中間転写ベルト２１と二次転写ローラー３３との間に用紙を通過させる。ニップ部に用紙が搬送されると、二次転写ローラー３３へ所定の電圧が印加される。この電圧の印加によって、中間転写ベルト２１に担持されたトナー像は用紙に転写される。中間転写ベルト２１の表面に残存する転写残トナーは、中間転写ベルト２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置２５によって除去される。ベルトクリーニング装置２５については、中間転写ベルト２１上の残留トナーを清掃するものであれば、ブラシによるクリーニング方式を採用したものであってもよい。転写率の高いトナーを使用する場合には、クリーニング装置を使用しない態様もありえる。トナー像が転写された用紙は、定着装置６に向けて搬送される。

定着装置６は、トナー像が転写されて搬送されてきた用紙を加熱および加圧する。こうしてトナー像は用紙に定着する。トナー像が定着された用紙は、排紙ローラー５ｂ１を備えた排紙部５ｂにより機外に排紙される。

（中間転写ベルトの駆動部）
図２は、中間転写ベルトの駆動部の構成を示す図である。図２に示されるように、画像形成装置１は、モーター４１と、ギア４２，４３と、カップリング４４とを有する。制御部８と、モーター４１と、ギア４２，４３と、カップリング４４と、駆動ローラー２３とは、中間転写ベルト２１の駆動部を構成する。

モーター４１は、例えばＤＣモーターである。ギア４２は、モーター４１の主軸に取り付けられ、モーター４１と同じ回転速度で回転する。ギア４３は、ギア４２と噛み合い、ギア比に応じた回転速度で回転する。カップリング４４は、ギア４３の回転軸と駆動ローラー２３の回転軸とを結合する。これにより、モーター４１の回転速度に比例する回転速度で駆動ローラー２３が回転する。

駆動ローラー２３は、例えば、アルミや鉄等から成る芯金の周りにウレタンゴムやＮＢＲ、シリコーンゴム等から成る弾性層を設けたローラーである。中間転写ベルト２１と駆動ローラー２３との間に適度な摩擦力が発生するように、駆動ローラー２３の表面粗さは、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。なお、表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年）に規定された十点平均表面粗さＲｚである。モーター４１の回転トルクが中間転写ベルト２１にロスなく伝わるように、弾性層の厚みは、１０μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。

中間転写ベルト２１は、例えば、ポリイミド等の樹脂ベルトである。また、中間転写ベルト２１は、基層と基層を覆う弾性層とを含む多層構造であってもよい。基層は、中間転写ベルト２１の機械的強度を向上させるための層であり、例えばポリイミド等から構成される。弾性層は、中間転写ベルト２１に弾性を付与するための層であり、例えばニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などの粘弾性を有する有機化合物から構成される。これにより、中間転写ベルト２１と駆動ローラー２３との間に適度な摩擦力が発生する。なお、中間転写ベルト２１は、樹脂層のみで構成されていてもよいし、基層、弾性層に加えて、表層やその他の層を設け、多層化することもできる。

駆動ローラー２３が回転すると、駆動ローラー２３と中間転写ベルト２１との摩擦力によって、中間転写ベルト２１が搬送される。中間転写ベルト２１の表面の移動速度は、駆動ローラー２３の回転速度に依存する。

制御部８は、モーター４１の回転速度を制御することにより、中間転写ベルト２１の表面の移動速度を制御する。例えば、制御部８は、モーター４１の励磁電圧を高周波数でオンオフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行なう。制御部８は、ＰＷＭ制御のデューティー比を変更することにより、モーター４１の回転速度を変更することができる。

図３は、モーターへの印加電圧のデューティー比の例を示す図である。制御部８は、図３（ａ）に示されるように、モーター４１への印加電圧のデューティー比を小さくすることにより、モーター４１の回転速度を遅くすることができる。制御部８は、図３（ｂ）に示されるように、モーター４１への印加電圧のデューティー比を大きくすることにより、モーター４１の回転速度を速くすることができる。

制御部８は、ＰＷＭ制御以外の方法により、モーター４１の回転速度を制御してもよい。例えば、パルス電力を受けるたびに一定の角度だけ回転するステッピングモーターによってモーター４１が構成される場合、制御部８は、モーター４１へのパルスの入力間隔を変えることにより、モーター４１の回転速度を変更してもよい。もしくは、圧電素子等の振動エネルギーを特定方向への運動として出力する超音波モーターによってモーター４１が構成される場合、制御部８は、圧電素子への印加電圧（あるいは電流）を変化させることにより、モーター４１の回転速度を変更してもよい。

（二次転写部の概略構成）
次に、図４を参照して、二次転写部３０の概略構成について説明する。図４は、図１に示す二次転写部の概略構成を示す拡大図である。図４に示すように、中間転写ベルト２１は、画像形成装置１の二次転写部３０を通過するように配置される。

二次転写部３０は、互いに対向するように平行に配置され、中間転写ベルト２１を挟持する二次転写ローラー３３および対向ローラー２４を含んでいる。二次転写ローラー３３と対向ローラー２４との間には、ニップ部Ｎが形成される。中間転写ベルト２１は、このニップ部Ｎを通過するように配置されている。

二次転写ローラー３３は、導電性の材料からなり、二次転写ローラー３３には、二次転写電源３３ｃが接続されている。対向ローラー２４は、導電性の材料からなる芯金２４ａと、当該芯金２４ａの周面を覆う導電性の弾性層２４ｂとを含んでおり、このうちの芯金２４ａは、接地されている。これにより、ニップ部Ｎには、二次転写ローラー３３、対向ローラー２４および二次転写電源３３ｃによって所定の電界が形成される。

中間転写ベルト２１は、用紙１００よりも対向ローラー２４側を挿通するように配置されている。用紙１００は、中間転写ベルト２１と二次転写ローラー３３との間を通過するように供給される。

二次転写ローラー３３は、図中に示す矢印ＡＲ１方向に回転駆動され、対向ローラー２４は、図中に示す矢印ＡＲ２方向に回転する。二次転写ローラー３３は、トナー像の転写に際して図中に示す矢印ＡＲ３方向に向けて図示しない押圧機構によって押圧されている。これにより二次転写ローラー３３と対向ローラー２４とは、中間転写ベルト２１および用紙１００を介して圧接する。

駆動ローラー２３（図１および図２参照）の回転と二次転写ローラー３３の回転とに基づき、中間転写ベルト２１および用紙１００は、それぞれ図中に示す矢印ＡＲ４方向および矢印ＡＲ５方向に搬送される。その際、ニップ部Ｎを通過するに当たり、中間転写ベルト２１および用紙１００が二次転写ローラー３３と対向ローラー２４とによって加圧された状態で挟み込まれて密着することになる。

その際、密着した部分の中間転写ベルト２１および用紙１００には、上述した所定の電界が作用することになる。これにより、中間転写ベルト２１の第１主面２１ｓ１に付着していたトナーが用紙１００に付着することになり、トナー像の転写が行なわれる。

（中間転写ベルトに対する変調駆動）
中間転写ベルト２１の駆動部は、中間転写ベルト２１の表面の移動速度が変動するように、中間転写ベルト２１を駆動する。具体的には、中間転写ベルト２１の駆動部は、システム速度（つまり、用紙１００の搬送速度）を中心として一定の周期で中間転写ベルト２１の表面の移動速度を変動させる。本明細書において、移動速度を周期的に変動させるような駆動を「変調駆動」という。また、周期の逆数を「変調駆動の周波数」という。

図５は、中間転写ベルトの移動速度Ｖ１とシステム速度Ｖｓとの時間変化の一例を示す図である。図５に示されるように、中間転写ベルト２１の移動速度Ｖ１は、一定のシステム速度Ｖｓ（用紙１００の搬送速度）を中心とし、最小速度Ｖａから最大速度Ｖｂまでの範囲で周期的に変動する。

上述したように、制御部８は、ＰＷＭ制御のデューティー比を変更して、モーター４１の回転速度を変更することにより、中間転写ベルト２１の移動速度Ｖ１を変動させることができる。

図６は、モーターへの印加電圧のデューティー比と、中間転写ベルトの表面の移動速度と、中間転写ベルトの加速度との時間変化の一例を示す図である。制御部８は、モーター４１への印加電圧のデューティー比を時間とともに周期的に変化させることにより、モーター４１の回転速度を変動させる。中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１は、モーター４１の回転速度に比例する。そのため、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１は、モーター４１の回転速度の変動に合わせて変動する。中間転写ベルト２１の加速度は、モーター４１の回転速度が上昇するときに正の値となり、モーター４１の回転速度が減少するときに負の値となる。なお、中間転写ベルト２１の加速度は、中間転写ベルト２１の搬送方向（図４に示す矢印ＡＲ４の方向）と同じ向きのときに正の値をとる。

中間転写ベルト２１の変調駆動の周期Ｔは、モーター４１への印加電圧のデューティー比の変動の周期と一致する。制御部８は、モーター４１への印加電圧のデューティー比の変動の周期を調整することにより、中間転写ベルト２１の位置の変化幅（一定速度で移動する場合の位置を基準とした振幅）を数十μｍ程度以下に抑える。これにより、感光体ドラム１３から中間転写ベルト２１へのトナー像の一次転写、および、中間転写ベルト２１から用紙１００へのトナー像の二次転写における画像の乱れを抑制できる。

図７は、用紙が平滑である場合のニップ部Ｎの拡大図である。中間転写ベルト２１が変調駆動されることにより、中間転写ベルト２１と用紙１００との間に、瞬間的に大きな速度差が生じる。用紙１００は、一定のシステム速度Ｖｓで搬送される。

中間転写ベルト２１の移動速度Ｖ１とシステム速度ＶｓとがＶ１＞Ｖｓを満たす場合（例えばＶ１＝Ｖｂの場合）、中間転写ベルト２１は、用紙１００に対して、矢印ＡＲ４で示される中間転写ベルト２１の搬送方向に向かって相対的に変位する。逆に、Ｖ１＜Ｖｓを満たす場合（例えばＶ１＝Ｖａの場合）、中間転写ベルト２１は、用紙１００に対して矢印ＡＲ４で示される搬送方向と逆向きに相対的に変位する。したがって、用紙１００に対する中間転写ベルト２１の相対位置は、両矢印ＡＲ６で示されるように振動する。

用紙１００が平滑である場合、中間転写ベルト２１上のトナー２００は、用紙１００と接触する。用紙１００に対する中間転写ベルト２１の相対位置が振動しているため、トナー２００には、せん断力が作用する。これにより、トナー２００の用紙１００への転写性が向上する。

変調駆動の周波数（１／Ｔ）は、５０Ｈｚ以上が好ましく、１００Ｈｚ以上がより好ましい。このような高周波数で中間転写ベルト２１を変調駆動することにより、中間転写ベルト２１の表面は高周波数で振動する。その結果、中間転写ベルト２１上のトナー２００は、中間転写ベルト２１の搬送方向に平行な方向の大きな加速度を受ける。これにより、トナー２００の転写性が向上する。

（凹凸紙に対する転写性の問題点）
図８は、対向ローラーが中間転写ベルトに遅れることなく従動し、かつ、用紙が凹凸紙である場合における、ある瞬間のニップ部の拡大図である。図９は、対向ローラーが中間転写ベルトに遅れることなく従動し、かつ、用紙が凹凸紙である場合における、別の瞬間のニップ部の拡大図である。図８には、中間転写ベルト２１が加速しているときの様子が示される。図９には、中間転写ベルト２１が減速しているときの様子が示される。

図８および図９に示されるように、凹凸紙である用紙１００の凹部１０１は、中間転写ベルト２１上のトナー２００と接触しない。そのため、凹部１０１と対向するトナー２００にはせん断力が作用しない。

図８に示されるように、中間転写ベルト２１が加速しているとき、加速させるための力Ｆ１ａが中間転写ベルト２１に働いている。力Ｆ１ａは、矢印ＡＲ４で示される中間転写ベルト２１の搬送方向と同じ向きの力である。一方、図９に示されるように、中間転写ベルト２１が減速しているとき、減速させるための力Ｆ１ｂが中間転写ベルト２１に働いている。力Ｆ１ｂは、矢印ＡＲ４で示される中間転写ベルト２１の搬送方向と逆向きの力である。

中間転写ベルト２１に接する対向ローラー２４（図４参照）が中間転写ベルト２１に遅れることなく従動しており、中間転写ベルト２１の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度とは同じである。そのため、中間転写ベルト２１と対向ローラー２４との速度差が常に略０であり、中間転写ベルト２１は、当該速度差に起因する作用力を受けない。すなわち、中間転写ベルト２１には、中間転写ベルト２１が加速しているときには力Ｆ１ａが均一に働いており、中間転写ベルト２１が減速しているときには力Ｆ１ｂが均一に働いている。

中間転写ベルト２１が加速しているとき、中間転写ベルト２１上のトナー２００は、中間転写ベルト２１に働いている力Ｆ１ａと同じ向きの力Ｆ２ａを中間転写ベルト２１から受ける。中間転写ベルト２１が減速しているとき、中間転写ベルト２１上のトナー２００は、中間転写ベルト２１に働いている力Ｆ１ｂと同じ向きの力Ｆ２ｂを中間転写ベルト２１から受ける。

このように、トナー２００が中間転写ベルト２１から受ける力の向きは、時間の経過とともに変化する。ただし、各瞬間において、ニップ部Ｎ内の中間転写ベルト２１上の全てのトナー２００の各々は、同じ力（力Ｆ２ａまたは力Ｆ２ｂ）を受ける。したがって、中間転写ベルト２１が変調駆動されたとしても、用紙１００の凹部１０１と対向するトナー２００は、中間転写ベルト２１の動きに合わせて一様に移動するだけである。そのため、中間転写ベルト２１とトナー２００との間の付着力には何の変化も起こらず、用紙１００の凹部１０１と対向するトナー２００の用紙１００への転写性は低いままである。

（凹凸紙に対する転写性を向上させる構成とそのメカニズム）
本実施の形態に係る画像形成装置１では、凹凸紙である用紙１００の凹部１０１へのトナーの転写性を向上させるために、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２とが異なるように制御される。

中間転写ベルト２１は、上述したように、二次転写ローラー３３と対向ローラー２４とで形成されるニップ部Ｎを通過する。ニップ部Ｎの中央以外の領域（ニップ部Ｎの入口付近および出口付近を含む）では、中間転写ベルト２１は、対向ローラー２４から受ける圧力が弱いため、変調駆動に従って周期的に振動しながら移動する。

しかしながら、中間転写ベルト２１は、ニップ部Ｎの中央において、二次転写ローラー３３と対向ローラー２４とから強い圧力を受け、対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２と同じ速度で移動する。中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２とが異なる場合、中間転写ベルト２１におけるニップ部Ｎの中央において、変調駆動させるための力（図８に示す力Ｆ１ａまたは図９に示す力Ｆ１ｂ）と異なる作用力が働く。すなわち、ニップ部Ｎ内の位置によって、中間転写ベルト２１に働く力が異なる。そのため、ニップ部Ｎ内のトナーが中間転写ベルト２１から受ける力も不均一となる。その結果、隣り合うトナー同士の衝突が生じ、トナーと中間転写ベルト２１との付着力が低下し、用紙１００へのトナーの転写性が向上する。

図１０は、中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２とが異なり、かつ、用紙が凹凸紙である場合における、ある瞬間の二次転写部の一例を示す拡大図である。図１０に示す例では、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２との速度差に起因して、変調駆動させるための力Ｆ１（図８に示す力Ｆ１ａまたは図９に示す力Ｆ１ｂ）とは逆向きの作用力Ｆ３が中間転写ベルト２１に発生している。変調駆動させるための力Ｆ１は、中間転写ベルト２１が駆動ローラー２３から受ける力である。作用力Ｆ３は、中間転写ベルト２１が対向ローラー２４から受ける力である。

中間転写ベルト２１上のトナー２００ａには、変調駆動させるための力Ｆ１により、中間転写ベルト２１との界面において、力Ｆ１と同じ向きの力Ｆ２が働いている。一方、力Ｆ１とは逆向きの作用力Ｆ３により、中間転写ベルト２１上の別のトナー２００ｂには、中間転写ベルト２１との界面において、作用力Ｆ３と同じ向きの力Ｆ４が働いている。これにより、トナー２００ａとトナー２００ｂとが接触し、トナー２００ｂがトナー２００ａを押す力Ｆ５が発生する。

このようにして、トナー２００ａは、中間転写ベルト２１と接する点において、力Ｆ２を受けるとともに、トナー２００ｂと接する点において、力Ｆ２と逆向きの力Ｆ５を受ける。この結果、トナー２００ａには、図面上の反時計回りの方向に回転させようとするモーメントＭが働く。トナー２００ａが少しでも回転すると、トナー２００ａと中間転写ベルト２１との接触の仕方が変化し、不安定な状態になる。すなわち、トナー２００ａの中間転写ベルト２１への付着力が大きく低下する。

この状態において、帯電したトナー２００ａを用紙１００の側に引き付ける電界を受けると、トナー２００ａは、用紙１００の凹部１０１に向かう方向（矢印ＡＲ７の方向）に転写する。

なお、図１０に示す例では、変調駆動させるための力Ｆ１と逆向きの作用力Ｆ３が中間転写ベルト２１に働く。これにより、隣り合うトナー２００ａ，２００ｂの激しい衝突が生じ、用紙１００の凹部１０１であっても、トナー２００ａの転写性がより向上しやすい。ただし、力Ｆ１と同じ向きの作用力Ｆ３が中間転写ベルト２１に働いたとしても、ニップ部Ｎ内の位置によってトナーが中間転写ベルト２１から受ける力の大きさが異なるため、隣り合うトナーの衝突が生じる。その結果、用紙１００の凹部１０１であっても、トナーの転写性が向上する。

（移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２とを異ならせる構成の具体例１）
移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２とを異ならせる構成の具体例１では、対向ローラー２４は、中間転写ベルト２１の表面の移動に従動するように設けられる。制御部８は、対向ローラー２４の回転運動の固有振動数ｆｂよりも大きい周波数ｆで中間転写ベルト２１を変調駆動する。これにより、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１は、対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２と異なることになる。

図１１は、中間転写ベルトの変調駆動の周波数ｆと、中間転写ベルトから対向ローラーへの振動の伝達効率Ｇとの関係を示す図である。伝達効率Ｇは、中間転写ベルト２１の表面の振動の振幅ａと、対向ローラー２４の表面の振動の振幅ｂとの比（ｂ／ａ）を示す。

図１１に示されるように、fを低い値から増大させていくと、ある周波数においてＧが最大値を取る。当該周波数は、中間転写ベルト２１の振動が最も効率良く対向ローラー２４の回転方向の振動に伝わるような周波数である。当該周波数は、対向ローラー２４の回転運動の固有振動数ｆｂである。

対向ローラー２４の回転運動の固有振動数ｆｂ［Ｈｚ］は、以下の式（１）で表される。

式（１）において、ｋは、系の剛性、つまり、中間転写ベルト２１や対向ローラー２４の硬さ、軸部のねじれ剛性によって定められる。Ｊは、慣性項であり、主として対向ローラー２４の質量によって定められる。

中間転写ベルト２１の変調駆動の周波数ｆをｆｂよりも大きくすると、伝達効率Ｇは小さくなる。伝達効率Ｇが小さくなるのは、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１の変化に、対向ローラー２４の回転速度の変化がついて行かず、遅れが発生するためである。つまり、ｆ＞ｆｂのとき、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１に対して、対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２が遅れる。その結果、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２とが異なる。

図１２は、具体例１における中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２との時間波形の一例を示す図である。図１２（ａ）には、中間転写ベルト２１の変調駆動の周波数ｆが対向ローラー２４の回転運動の固有振動数ｆｂよりも小さい場合の移動速度Ｖ１，Ｖ２の例が示される。図１２（ｂ）には、中間転写ベルト２１の変調駆動の周波数ｆが対向ローラー２４の回転運動の固有振動数ｆｂよりも大きい場合の移動速度Ｖ１，Ｖ２の例が示される。

図１２（ａ）に示されるように、ｆ＜ｆｂである場合、中間転写ベルト２１の動作は、中間転写ベルト２１に従動して回転する対向ローラー２４の回転運動に遅れなく伝達される。そのため、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２とは概ね一致する。

一方、図１２（ｂ）に示されるように、ｆ＞ｆｂである場合、中間転写ベルト２１の動作は、対向ローラー２４の回転運動に遅れて伝達される。そのため、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２との位相にずれが生じ、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２とが異なる。

図１２（ａ）に示す例では、中間転写ベルト２１は、ニップ部内のどの点においても、概ね同じように速度変化することになる。これに対し、図１２（ｂ）に示す例では、中間転写ベルト２１は、変調駆動に従うニップ部の中央以外（入口付近および出口付近）と、対向ローラーとの間の摩擦力の影響を受けるニップ部の中央とで、異なる力を受ける。特に、図１２（ｂ）に示す例のように移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２との位相差が大きくなると、中間転写ベルト２１と対向ローラー２４との間の摩擦力により、中間転写ベルト２１におけるニップ部の中央には、変調駆動のための力とは逆向きの作用力が働く。そのため、図１０に示されるように、用紙１００が凹凸紙であっても、凹部１０１へのトナーの転写性が向上する。

（具体例１の構成の実験結果）
コニカミノルタ株式会社製の画像形成装置（デジタル印刷機：ｂｉｚｈｕｂ ＰＲＥＳＳ Ｃ８０００）の中間転写ベルトの駆動部を改造して、中間転写ベルトを変調駆動させた。

中間転写ベルトとして、抵抗約１×１０^９Ω・ｃｍ、厚み８０μｍのポリイミドベルトを用いた。

対向ローラーとして、直径１８ｍｍの芯金の周りにゴムからなる弾性層を設けた、直径２４ｍｍのローラーを用いた。弾性層の材料は、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）である。ゴム硬度計（高分子計器社製タイプＡデュロメータ）で計測した弾性層の硬度は、７０度であった。弾性層の抵抗は、約１×１０^８Ω・ｃｍであった。対向ローラーは、中間転写ベルトに従動回転するように設計されている。二次転写部におけるピーク圧を２００ｋＰａとした。二次転写部の軸方向長さは、３４０ｍｍである。

対向ローラーの回転運動の固有振動数は、１２６Ｈｚであった。対向ローラーの質量は、５２０ｇであった。

システム速度（つまり、画像形成時の用紙の搬送速度）を４００ｍｍ／secに設定した。中間転写ベルトの表面の移動速度が４００ｍｍ／secを中心として±５％程度変動するように、中間転写ベルトの変調駆動を行なった。

この画像形成装置を用い、中間転写ベルトの変調駆動の周波数を変更しながら、凹凸紙に対してベタ画像を形成し、凹凸紙の凹部へのトナーの転写性を調べた。

凹凸紙として、特種東海製紙株式会社製のエンボス紙（商品名レザック６６（登録商標））を使用した。凹凸紙の坪量は、２５０ｇ／ｍ^２であった。

凹部における画像濃度をランク評価し、転写性の指標とした。ランクは１～５の５段階評価とし、ランク４以上が良好なレベルである。

図１３は、具体例１の構成の実験結果を示す図である。図１３に示されるように、変調駆動の周波数を５０Ｈｚおよび１００Ｈｚに設定した場合、凹凸紙の凹部へのトナーの転写性は、ランク２（不可レベル）であり、中間転写ベルトの変調駆動を行わない場合に比べても改善されなかった。

これに対し、対向ローラーの回転運動の固有振動数１２６Ｈｚを超える１５０Ｈｚの周波数で中間転写ベルトを変調駆動した場合、凹凸紙の凹部へのトナーの転写性は、ランク４（良好レベル）に向上した。このときの変調駆動による中間転写ベルトの表面の振動の振幅は、±１５μｍ程度であった。さらに、変調駆動の周波数を２００Ｈｚ以上に設定すると、凹凸紙の凹部へのトナーの転写性がランク５（優秀レベル）にまで向上した。

図１４は、移動速度の計測点を示す図である。図１４に示されるように、中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１と、対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２とをレーザー速度計（株式会社小野測器製 レーザー面内速度計LV-7000）で確認した。

変調駆動の周波数が５０Ｈｚおよび１００Ｈｚであるとき、移動速度Ｖ１，Ｖ２の時間波形の位相のずれはほとんど見られなかった。すなわち、変調駆動の周波数が５０Ｈｚおよび１００Ｈｚであるときには、中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２とが略同じであった。そのため、凹凸紙の凹部へのトナーの転写性が向上しなかったものと推測される。

これに対し、変調駆動の周波数が１５０Ｈｚ，２００Ｈｚ，２５０Ｈｚであるときには、移動速度Ｖ１，Ｖ２の時間波形の位相にずれが見られた。すなわち、変調駆動の周波数が１５０Ｈｚ，２００Ｈｚ，２５０Ｈｚであるときには、中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２とが異なる。そのため、凹凸紙の凹部へのトナーの転写性が向上したものと推測される。

（移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２とを異ならせる構成の具体例２）
図１５は、移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２とを異ならせる構成の具体例２を示す図である。図１５に示されるように、対向ローラー２４の芯金２４ａにはモーター４６が接続される。モーター４６は、制御部８によって制御される。モーター４６および制御部８は、対向ローラー２４の駆動部を構成する。

具体例２では、モーター４６は、制御部８からの制御に従って、対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２がシステム速度Ｖｓ（つまり、用紙１００の搬送速度）と同じになるように、対向ローラー２４を一定速度で回転させる。

さらに、モーター４１は、制御部８からの制御に従って、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１がシステム速度Ｖｓを中心として周期的に変動するように、駆動ローラー２３を回転させる。

図１６は、具体例２における移動速度Ｖ１および移動速度Ｖ２の時間波形の一例を示す図である。図１６に示されるように、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１は、一定である移動速度Ｖ２を中心として周期的に変動する。そのため、移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２とは異なる。図１６において、両矢印ＡＲ８は、移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２との最大速度差を示す。

中間転写ベルト２１の表面は、ニップ部Ｎの中央以外（ニップ部Ｎの入口付近および出口付近）では、変調駆動に従って移動速度Ｖ１で移動する。しかしながら、中間転写ベルト２１の表面は、ニップ部Ｎの中央では、対向ローラー２４の移動速度Ｖ２で移動する。これにより、中間転写ベルト２１におけるニップ部Ｎの中央において、変調駆動させるための力（図８に示す力Ｆ１ａまたは図９に示す力Ｆ１ｂ）と異なる作用力が働く。

図１７は、具体例２におけるニップ部内の中間転写ベルトに働く力を説明する図である。ニップ部Ｎの中央以外（入口付近及び出口付近）では、中間転写ベルト２１を変調駆動させる力が働いている。すなわち、中間転写ベルト２１を加速させる力Ｆ１ａ（中間転写ベルト２１の搬送方向と同じ向きの力）と、中間転写ベルト２１を減速させる力Ｆ１ｂ（中間転写ベルト２１の搬送方向と逆向きの力）とが、時間と共に交互に入れ替わって中間転写ベルト２１に働く。

一方、ニップ部Ｎの中央付近では、一定速度で回転する対向ローラー２４によって一定速度で中間転写ベルト２１を移動させようとする作用力Ｆ６が働いている。

このように、ニップ部Ｎの中央以外と中央とで中間転写ベルト２１に働く力が異なる。そのため、ニップ部Ｎ内のトナーが中間転写ベルト２１から受ける力が不均一となり、隣り合うトナー同士の衝突が生じ、用紙１００の凹部１０１へのトナーの転写性が向上する。

特に、中間転写ベルト２１におけるニップ部Ｎの入口付近および出口付近に減速させる力Ｆ１ｂが働いているとき、力Ｆ１ｂと中央に働く作用力Ｆ６との向きが逆になる。このとき、中間転写ベルト２１上の隣り合うトナー同士に激しい衝突が生じ、用紙１００の凹部１０１へのトナーの転写性がさらに向上する。

中間転写ベルト２１上の任意の一点がニップ部Ｎを通過中に少なくとも１回、変調駆動させるための力とニップ部Ｎの中央に働く作用力とが逆向きになる局面があれば、用紙１００の凹部１０１へのトナーの転写性がさらに向上する。そのため、変調駆動の周波数をｆ［Ｈｚ］、システム速度（つまり、用紙１００の搬送速度）をＶｓ［ｍｍ／sec］、ニップ部Ｎの幅をｗ［ｍｍ］（図１５参照）とするとき、
ｆ×ｗ／Ｖｓ≧１
となるように変調駆動の周波数ｆを設定することが好ましい。例えば、システム速度が４００ｍｍ／sec、ニップ部Ｎの幅ｗが４ｍｍである場合、変調駆動の周波数は、１００Ｈｚ以上に設定される。これにより、用紙１００の凹部１０１へのトナーの転写性がさらに向上する。

具体例２の構成では、具体例１の構成と異なり、対向ローラー２４の固有振動数に関係なく、凹凸紙である用紙１００へのトナーの転写性を向上できる。そのため、対向ローラー２４を構成する部材の選択の自由度が上がる。

さらに、具体例１の構成では、繰り返しの使用や環境温度によって、対向ローラー２４を構成するゴムの物性の変化などによって、対向ローラー２４の剛性が変化し得る。この場合、対向ローラー２４の回転運動の固有振動数も変化する。その結果、凹凸紙である用紙１００へのトナーの転写性が悪化する可能性があるが、具体例２の構成では、そのような可能性を抑制できる。

（具体例２の構成の実験結果）
コニカミノルタ株式会社製の画像形成装置（デジタル印刷機：ｂｉｚｈｕｂ ＰＲＥＳＳ Ｃ８０００）を用いて、中間転写ベルトの駆動部を改造して、中間転写ベルトを変調駆動させた。さらに、対向ローラーを一定速度に駆動する駆動部を設け、対向ローラーの表面の移動速度をシステム速度Ｖｓと同じ４００ｍｍ／secに設定した。ニップ部の幅ｗを４ｍｍに設定した。その他の条件は、具体例１の構成の実験条件と同一とした。

この画像形成装置を用い、中間転写ベルトの変調駆動の周波数ｆを変更しながら、凹凸紙に対してベタ画像を形成し、凹凸紙の凹部へのトナーの転写性を調べた。

図１８は、具体例２の構成の実験結果を示す図である。図１８に示されるように、変調駆動の周波数ｆが１００Ｈｚ以上のとき、凹部の濃度ムラは発生せず、凹部へのトナーの転写性もランク４（良好レベル）以上であった。

変調駆動の周波数が１００Ｈｚ以上のとき、ｆ×ｗ／Ｖｓ≧１を満たしていた。そのため、各トナーがニップ部を通過する間に、変調駆動させるための力とニップ部Ｎの中央に働く作用力とが逆向きになる局面が少なくとも１回発生する。これにより、中間転写ベルト２１上の隣り合うトナー同士に激しい衝突が生じ、凹部へのトナーの転写性が非常に高くなったため、凹部の濃度ムラが発生せず、各凹部へのトナーの転写性がランク４以上になったものと推測される。

変調駆動の周波数が４０Ｈｚ，５０Ｈｚ，７５Ｈｚのときでも、中間転写ベルトの表面の移動速度と対向ローラーの表面の移動速度とが異なるため、凹部へのトナーの転写性が向上する。ただし、一部の凹部へのトナーの転写が不十分であり、凹部の濃度ムラが発生した。凹部へのトナーの転写性は、場所によって異なり、濃度の高い場所ではランク４以上であった。ただし、濃度の低い場所ではランク２であった。

変調駆動の周波数が４０Ｈｚ，５０Ｈｚ，７５Ｈｚのときでは、ｆ×ｗ／Ｖｓ≧１を満たさない。そのため、変調駆動させるための力とニップ部Ｎの中央に働く作用力とが逆向きになる局面を一度も経ずにニップ部Ｎを通過してしまう場所が発生する。当該場所でも、中間転写ベルトの表面の移動速度と対向ローラーの表面の移動速度とが異なるため、凹部へのトナーの転写性が向上する。ただし、転写性の向上の度合いが、変調駆動させるための力とニップ部Ｎの中央に働く作用力とが逆向きになるときの度合いと比べて小さいために、濃度ムラが発生したものと推測される。

（移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２とを異ならせる構成の具体例３）
移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２とを異ならせる構成の具体例３は、図１５に示す具体例２の構成と同じである。ただし、制御部８は、対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２がシステム速度Ｖｓを中心として周期的に変動するように、モーター４６を制御する。すなわち、対向ローラー２４も変調駆動される。さらに、制御部８は、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１の時間波形の位相と、対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２の時間波形の位相とが異なるように、モーター４１，４６を制御する。

図１９は、具体例３における中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２との一例を示す図である。図２０は、具体例３における中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２との別の例を示す図である。図１９には、位相が９０°ずれた移動速度Ｖ１，Ｖ２が示される。図２０には、位相が１８０°ずれた移動速度Ｖ１，Ｖ２が示される。

図１９において、両矢印ＡＲ９は、移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２との最大速度差を示す。移動速度Ｖ１の時間波形の位相と移動速度Ｖ２の時間波形の位相とを９０°以上ずらすことにより、具体例２における移動速度Ｖ１と移動速度Ｖ２との最大速度差（図１６の両矢印ＡＲ８参照）と同様の十分大きな最大速度差を得ることができる。これにより、位相差を９０°以上にすることにより、凹凸紙である用紙１００の凹部１０１へのトナーの転写性を向上させることができる。

図２１は、具体例３におけるニップ部内の中間転写ベルトに働く力を説明する図である。中間転写ベルト２１におけるニップ部Ｎの中央以外（入口付近および出口付近）には、加速させる力Ｆ１ａ（中間転写ベルト２１の搬送方向と同じ向きの力）と、減速させる力Ｆ１ｂ（中間転写ベルト２１の搬送方向と逆向きの力）とが、時間と共に交互に入れ替わって働く。

一方、中間転写ベルト２１におけるニップ部Ｎの中央では、対向ローラー２４の変調駆動に応じた作用力が働く。すなわち、対向ローラー２４の回転運動が加速しているときには、中間転写ベルト２１の搬送方向と同じ向きの作用力（以下、「作用力Ｆ７ａ」という）が中間転写ベルト２１におけるニップ部Ｎの中央に働く。対向ローラー２４の回転運動が減速しているときには、中間転写ベルト２１の搬送方向と逆向きの作用力（以下、「作用力Ｆ７ｂ」という）が中間転写ベルト２１におけるニップ部Ｎの中央に働く。

図２１に示されるように、移動速度Ｖ１の時間波形の位相と移動速度Ｖ２との時間波形の位相とがずれている場合、中間転写ベルト２１の変調駆動の１周期において、第１～第４の状態が順に発生する。

第１の状態は、中間転写ベルト２１に力Ｆ１ａと作用力Ｆ７ｂとが働いている状態である。第２の状態は、中間転写ベルト２１に力Ｆ１ａと作用力Ｆ７ａとが働いている状態である。第３の状態は、中間転写ベルト２１に力Ｆ１ｂと作用力Ｆ７ａとが働いている状態である。第４の状態は、中間転写ベルト２１に力Ｆ１ｂと作用力Ｆ７ｂとが働いている状態である。第１の状態および第３の状態では、中間転写ベルト２１を変調駆動するための力と逆向きの作用力が中間転写ベルト２１におけるニップ部Ｎの中央に働く。第２の状態および第４の状態では、中間転写ベルト２１を変調駆動するための力と同じ向きの作用力が中間転写ベルト２１におけるニップ部Ｎの中央に働く。

図２１に示されるように、具体例３では、中間転写ベルト２１の変調駆動の１周期において、中間転写ベルト２１を変調駆動するための力の逆向きの作用力が中間転写ベルト２１におけるニップ部Ｎの中央に働く曲面が２回となる。そのため、中間転写ベルト２１の変調駆動の周波数をｆ［Ｈｚ］、システム速度（つまり、用紙１００の搬送速度）をＶｓ［ｍｍ／sec］、ニップ部Ｎの幅をｗ［ｍｍ］（図１５参照）とするとき、
ｆ×ｗ／Ｖｓ≧０．５
となるように変調駆動の周波数ｆを設定することが好ましい。これにより、中間転写ベルト２１上の任意の一点がニップ部Ｎを通過中に少なくとも１回、変調駆動させるための力とニップ部Ｎの中央に働く作用力とが逆向きになる局面が生じる。

具体例３の構成では、中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１の時間波形の位相と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２の時間波形の位相との差を１８０°に設定することにより、凹凸紙の凹部へのトナーの転写性を大きく向上させることができる。そのため、高温高湿環境や低温低湿環境下での使用あるいは繰返しの使用によって部材が劣化した場合であっても、安定した品質を確保することができる。

さらに、具体例２の構成に比べてf×ｗ／Ｖｓの好ましい範囲が拡がるので、システム速度がより速くなっても、凹凸紙の凹部へのトナーの転写性をさらに向上させやすくなる。

（具体例３の構成の実験結果）
コニカミノルタ株式会社製の画像形成装置（デジタル印刷機：ｂｉｚｈｕｂ ＰＲＥＳＳ Ｃ８０００）を用いて、中間転写ベルトの駆動部を改造して、中間転写ベルトを変調駆動させた。さらに、対向ローラーを変調駆動する駆動部を設け、対向ローラーの表面の移動速度を４００ｍｍ／secを中心として±５％変動させた。中間転写ベルトの表面の移動速度Ｖ１の時間波形の位相と対向ローラーの表面の移動速度Ｖ２の時間波形の位相との差を１８０°とした。その他の条件は、具体例２の構成の実験条件と同一とした。

この画像形成装置を用い、中間転写ベルトの変調駆動の周波数を変更しながら、凹凸紙に対してベタ画像を形成し、凹凸紙の凹部へのトナーの転写性を調べた。

図２２は、具体例３の構成の実験結果を示す図である。図２２に示されるように、変調駆動の周波数ｆが５０Ｈｚ以上のとき、凹部の濃度ムラは、発生せず、凹部へのトナーの転写性もランク４（良好レベル）以上であった。

変調駆動の周波数ｆが５０Ｈｚ以上のとき、ｆ×ｗ／Ｖｓ≧０．５を満たしていた。そのため、各トナーがニップ部を通過する間に、変調駆動させるための力とニップ部Ｎの中央に働く作用力とが逆向きになる局面が少なくとも１回発生する。これにより、中間転写ベルト２１上の隣り合うトナー同士に激しい衝突が生じ、凹部へのトナーの転写性が非常に高くなったため、凹部の濃度ムラが発生せず、各凹部へのトナーの転写性がランク４以上になったものと推測される。

一方、変調駆動の周波数ｆが４０Ｈｚのときでも、中間転写ベルトの表面の移動速度と対向ローラーの表面の移動速度とが異なるため、凹部へのトナーの転写性が向上する。ただし、一部の凹部へのトナーの転写が不十分であり、凹部の濃度ムラが発生した。凹部へのトナーの転写性は、場所によって異なり、濃度の高い場所ではランク４以上であった。ただし、濃度の低い場所ではランク２であった。

変調駆動の周波数ｆが４０Ｈｚのときでは、ｆ×ｗ／Ｖｓ≧０．５を満たさない。そのため、変調駆動させるための力とニップ部Ｎの中央に働く作用力とが逆向きになる局面を一度も経ずにニップ部を通過してしまう場所が発生する。当該場所でも、中間転写ベルトの表面の移動速度と対向ローラーの表面の移動速度とが異なるため、凹部へのトナーの転写性が向上する。ただし、転写性の向上の度合いが、変調駆動させるための力とニップ部Ｎの中央に働く作用力とが逆向きになるときの度合いと比べて小さいために、濃度ムラが発生したものと推測される。

（利点）
以上のように、本実施の形態の画像形成装置１は、中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１を挟持する対向ローラー２４および二次転写ローラー３３とを備える。中間転写ベルト２１と二次転写ローラー３３との間に記録媒体である用紙１００を通過させることにより、中間転写ベルト２１に担持されたトナー像が用紙１００に転写される。画像形成装置１は、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１が変動するように、中間転写ベルト２１を駆動する駆動部をさらに備える。当該駆動部は、制御部８、モーター４１および駆動ローラー２３によって構成される。中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２とが異なる。

これにより、中間転写ベルト２１におけるニップ部Ｎの中央において、変調駆動させるための力と異なる作用力が働く。すなわち、ニップ部Ｎ内の位置によって、中間転写ベルト２１に働く力が異なる。そのため、ニップ部Ｎ内のトナーが中間転写ベルト２１から受ける力も不均一となる。その結果、凹凸紙である用紙１００の凹部１０１であっても、隣り合うトナー同士の衝突が生じ、トナーと中間転写ベルト２１との付着力が低下し、用紙１００へのトナーの転写性が向上する。

中間転写ベルト２１が駆動ローラー２３から受ける力の方向と、中間転写ベルト２１が対向ローラー２４から受ける力の方向とが逆向きであることが好ましい。

これにより、隣り合うトナー間で激しい衝突が生じ、用紙１００の凹部１０１であっても、トナー２００ａの転写性がより向上しやすい。

上記の具体例１では、対向ローラー２４は、中間転写ベルト２１の表面の移動に伴って従動回転する。中間転写ベルト２１の駆動部は、対向ローラー２４の回転運動の固有振動数よりも大きい周波数に従って、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１を周期的に変動させる。

これにより、中間転写ベルト２１の動作は、対向ローラー２４の回転運動に遅れて伝達される。そのため、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２との位相にずれが生じ、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２とを異ならせることができる。

上記の具体例２では、画像形成装置１は、対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２が用紙１００の搬送速度（つまり、システム速度Ｖｓ）と同じになるように、対向ローラー２４を一定速度で回転させる駆動部をさらに備える。当該駆動部は、制御部８およびモーター４６によって構成される。中間転写ベルト２１の駆動部は、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１が用紙１００の搬送速度を中心として周期的に変動するように、中間転写ベルト２１を駆動する。

これにより、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２とを異ならせることができる。

対向ローラー２４と二次転写ローラー３３との間のニップ部Ｎの幅をｗ、用紙１００の搬送速度をＶｓ、移動速度Ｖ１の変動の周波数をｆとするとき、ｆ×ｗ／Ｖｓ≧１が満たされる。

これにより、中間転写ベルト２１上の任意の一点がニップ部Ｎを通過中に少なくとも１回、変調駆動させるための力とニップ部Ｎの中央に働く作用力とが逆向きになる局面が生じる。その結果、用紙１００の凹部１０１へのトナーの転写性がさらに向上する。

上記の具体例３では、画像形成装置１は、対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２が用紙１００の搬送速度（つまり、システム速度Ｖｓ）を中心として周期的に変動するように、対向ローラー２４を回転駆動する駆動部をさらに備える。当該駆動部は、制御部８およびモーター４６によって構成される。中間転写ベルト２１の駆動部は、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１が用紙１００の搬送速度を中心として周期的に変動するように、中間転写ベルト２１を駆動する。対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２の時間波形の位相は、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１の時間波形の位相と異なる。

これにより、中間転写ベルト２１の表面の移動速度Ｖ１と対向ローラー２４の表面の移動速度Ｖ２とを異ならせることができる。

対向ローラー２４と二次転写ローラー３３との間のニップ部Ｎの幅をｗ、用紙１００の搬送速度をＶｓ、移動速度Ｖ１の変動の周波数をｆとするとき、ｆ×ｗ／Ｖｓ≧０．５が満たされる。

これにより、中間転写ベルト２１上の任意の一点がニップ部Ｎを通過中に少なくとも１回、変調駆動させるための力とニップ部Ｎの中央に働く作用力とが逆向きになる局面が生じる。その結果、用紙１００の凹部１０１へのトナーの転写性がさらに向上する。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置、２ 画像読取部、２ａ 自動原稿給紙装置、２ｂ 原稿画像走査装置、３ 画像処理部、４ 画像形成部、５ 用紙搬送部、５ａ 給紙部、５ａ１，５ａ２，５ａ３ 給紙トレイユニット、５ｂ 排紙部、５ｂ１ 排紙ローラー、５ｃ 搬送経路部、５ｃ１ レジストローラー対、６ 定着装置、６ａ 定着ローラー、６ｂ 加圧ローラー、７ ＣＣＤセンサー、８ 制御部、１０ 画像形成ユニット、１１ 露光装置、１２ 現像装置、１３ 感光体ドラム、１４ 帯電装置、１５ ドラムクリーニング装置、２０ 中間転写ユニット、２１ 中間転写ベルト、２１ｓ１ 第１主面、２２ 一次転写ローラー、２３ 駆動ローラー、２４ 対向ローラー、２４ａ 芯金、２４ｂ 弾性層、２５ ベルトクリーニング装置、３０ 二次転写部、３３ 二次転写ローラー、３３ｃ 二次転写電源、４１，４６ モーター、４２，４３ ギア、４４ カップリング、１００ 用紙、１０１ 凹部、２００，２００ａ，２００ｂ トナー。

Claims (6)

1. 転写ベルトと、
   前記転写ベルトを挟持する第１ローラーおよび第２ローラーとを備え、
   前記転写ベルトと前記第２ローラーとの間に記録媒体を通過させることにより、前記転写ベルトに担持されたトナー像を前記記録媒体に転写させる画像形成装置であって、
   前記転写ベルトの表面の移動速度が変動するように、前記転写ベルトを駆動する第１駆動部をさらに備え、
   前記転写ベルトの表面の第１移動速度と前記第１ローラーの表面の第２移動速度とが異なり、
   前記転写ベルト上の任意の一点が前記第１ローラーと前記第２ローラーとの間のニップ部を通過中に少なくとも１回、前記転写ベルトが前記第１駆動部から受ける力の方向と、前記転写ベルトが前記第１ローラーから受ける力の方向とが逆向きになる、画像形成装置。
2. 前記第１ローラーは、前記転写ベルトの表面の移動に伴って従動回転し、
   前記第１駆動部は、前記第１ローラーの回転運動の固有振動数よりも大きい周波数に従って、前記第１移動速度を周期的に変動させる、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２移動速度が前記記録媒体の搬送速度と同じになるように、前記第１ローラーを一定速度で回転させる第２駆動部をさらに備え、
   前記第１駆動部は、前記第１移動速度が前記記録媒体の搬送速度を中心として周期的に変動するように、前記転写ベルトを駆動する、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記ニップ部の幅をｗ、前記記録媒体の搬送速度をＶｓ、前記第１移動速度の変動の周波数をｆとするとき、ｆ×ｗ／Ｖｓ≧１が満たされる、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１ローラーの表面の移動速度が前記記録媒体の搬送速度を中心として周期的に変動するように、前記第１ローラーを回転駆動する第２駆動部をさらに備え、
   前記第１駆動部は、前記第１移動速度が前記記録媒体の搬送速度を中心として周期的に変動するように、前記転写ベルトを駆動し、
   前記第２移動速度の時間波形の位相は、前記第１移動速度の時間波形の位相と異なる、請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記ニップ部の幅をｗ、前記記録媒体の搬送速度をＶｓ、前記第１移動速度の変動の周波数をｆとするとき、ｆ×ｗ／Ｖｓ≧０．５が満たされる、請求項５に記載の画像形成装置。

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