JP5538788B2

JP5538788B2 - 画像形成装置

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Inventors: 浩行関; 益朗斎藤; 政秀平井; 和弘船谷
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Description

本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、ページプリンタ等の画像形成装置として電子写真方式を採用したものが知られている。電子写真方式では静電的な力を利用し、トナー像を紙等の転写材上に形成し、その後、定着器で加えられる熱と圧力により、トナー像は転写材上に溶融固着（定着）され出力画像として排出される。近年電子写真方式の画像形成装置では、カラー対応、高速化等の高機能化が進み、これらの点に対応するため転写ベルトを有する電子写真プロセスのカラー画像形成装置が広く採用されている。

図９に、電子写真プロセスのカラー画像形成装置の一例として、転写ベルトとして中間転写体である中間転写ベルト３１を採用した画像形成装置の該略図を示す。８、１０、３４は中間転写ベルトを張架するための張架ローラである。この画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）各色用のプロセスカートリッジ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが独立して配置されている。

プロセスカートリッジは、ドラム状の像担持体（以下、感光ドラムという）を備え、この感光ドラム２は矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム２はこの回転過程で、１次帯電器３により所定の極性の電位に一様に帯電処理される。次に、像露光ユニット４により像露光を受け、これにより、目的とするカラー画像の第１の色成分像（たとえばイエロー色成分像）に対応した静電潜像が感光ドラム上に形成される。次いで、その静電潜像が現像位置において現像器５（イエロー現像器５ａ）により現像され、トナー像として感光ドラム上に可視化される。感光体ドラム２上に形成されたイエロートナー像は、中抵抗の弾性体である中間転写ベルト３１に１次転写部で感光ドラム２から転写される。１次転写部は、感光ドラム２に対向し中間転写ベルト３１の内周面側に配置された１次転写部材１４と、感光ドラム２と、中間転写ベルト３１で形成される。

感光ドラム２上に形成されたトナー像が中間転写ベルト３１に転写される行程がシアン、マゼンダ、ブラックの各プロセスカートリッジでも行われる。その結果、中間転写ベルト３１上に４色フルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト３１上に形成された４色フルカラー画像は、２次転写部材３５により転写材Ｓへ一括転写され、定着装置１８によって溶融定着されてカラープリント画像が形成される。２次転写部で転写材に転写されず、中間転写ベルト３１上に残った２次転写残トナーは、中間転写ベルト３１の回転方向のカウンター方向に配置される弾性ブレードを有するベルトクリーニングブレード３３により清掃される。また、画像形成終了後、一次転写部材１４が中間転写ベルト３１から離間され、中間転写ベルト３１の回転が停止する。

カラー画像を形成可能な画像形成装置では、一般に、複数の画像形成ユニットを機能させる複数色モードと、一つの画像形成ユニットのみを機能させる単色モードとを選択し得るようになっている。

このような複数色モードと、単色モードとを切り替え可能な画像形成装置では、単色モードの画像形成時に機能させない画像形成ユニットの感光ドラムが転写ベルトに接触し続けると、不具合が生ずることが懸念される。例えば、感光ドラム表面が転写ベルトとの接触によって摩耗してしまう不具合が考えられる。

そこで、特許文献１では、単色モードの時に機能させない感光ドラムの摩耗を抑制するために、単色モードの時に機能させない感光ドラムと回転中の転写ベルトを離間させる構成が提案されている。特許文献１では、単色モードの時は、機能させない感光ドラムに対向する転写部材を離間させることで、感光ドラムと転写ベルトを離間させている。

特開平１０−２０７１５１号公報

しかしながら、転写部材として転写ベルトに対して従動する構成を用いた場合、複数色モードから単色モードに切り替える際の転写部材離間時に転写部材表面が転写ベルトとの摺擦により磨耗する場合があることがわかった。

本発明は、上記課題を解決するため、回転可能な転写ベルトと、回転可能でありトナー像を担持する第１、第２の像担持体と、前記転写ベルトに接触し前記第１の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する第１の転写部材と、前記転写ベルトに接触し前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する第２の転写部材と、を有し、前記第１の転写部材と前記第１の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態、且つ、前記第２の転写部材と前記第２の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態で、前記第１の像担持体と前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する複数色モードと、前記第１の転写部材が前記転写ベルトから離れた状態、且つ、前記第２の転写部材と前記第２の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態で、前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を一次転写する単色モードと、を実行可能である画像形成装置において、
前記複数色モードから前記単色モードに切り替える場合、前記第１、前記第２の像担持体と前記転写ベルトの回転速度を、前記複数色モードで前記転写ベルト側にトナー像を転写する際の前記第１、前記第２の像担持体と前記転写ベルトの回転速度よりも遅い回転速度に変更した後に前記第１の転写部材を前記転写ベルトから離間させることを特徴とする。

また、上述の課題を解決するために本発明は、回転可能な転写ベルトと、回転可能でありトナー像を担持する第１、第２の像担持体と、前記転写ベルトに接触し前記第１の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する第１の転写部材と、前記転写ベルトに接触し前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する第２の転写部材と、を有し、前記第１の転写部材と前記第１の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態、且つ、前記第２の転写部材と前記第２の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態で、前記第１の像担持体と前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する複数色モードと、前記第１の転写部材が前記転写ベルトから離れた状態、且つ、前記第２の転写部材と前記第２の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態で、前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を一次転写する単色モードと、を実行可能である画像形成装置において、前記転写ベルトの回転速度を制御する制御部を有し、前記転写ベルトの回転速度は、前記制御部によって数段階に変更可能であり、前記複数色モードから前記単色モードに切り替える場合、前記転写ベルトの回転速度を、前記複数色モードで前記転写ベルトにトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度よりも遅い回転速度に変更した後に前記第１の転写部材を前記転写ベルトから離間させ、前記第１の転写部材が前記転写ベルトから離間した後に、前記転写ベルトの回転速度を、前記単色モードで前記転写ベルトにトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度へ増加させ、前記複数色モードで前記転写ベルトにトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度が前記制御部によって回転される前記転写ベルトの回転速度の中で最も遅い速度である場合、前記複数色モードから前記単色モードに切り替える際、前記転写ベルトの回転速度を変更せずに前記第１の転写部材を前記転写ベルトから離間させることを特徴とする。

本発明によれば、回転中の転写ベルトの内周面に対して離間可能な転写部材が、転写ベルトに対して離間する際に、転写ベルトと摺擦することによって転写部材が削れるのを抑制する。

実施例１における画像形成装置の概略断面の一例を示す図である。実施例１における複数色モードの転写部材の状況を示す概略図である。実施例１における単色モードの転写部材の状況を示す概略図である。実施例１における全離間モードの転写部材の状況を示す概略図である。実施例１における複数色モードと単色モードの切り替え時の中間転写ベルトの速度制御を示す図である。実施例１における複数色モードの中間転写ベルトの速度制御を示す図である。実施例１における転写材搬送ベルト方式を有する画像形成装置の概略断面の一例を示す図である。実施例２における画像形成装置の概略断面の一例を示す図である。従来のカラー画像形成装置の全体構成図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

（実施例１）
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて行う。

図１に、本実施例の画像形成装置としての、中間転写方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図を示す。本実施例では、タンデム中間転写方式、つまり、それぞれ像担持体を備えた、複数の画像形成ユニットにて各色のトナー像を形成するカラー画像形成装置を用いる。

図中の３２は、像担持体である感光ドラム２、感光ドラム２にトナーを現像する現像器５、感光ドラム２上に転写されずに残ってしまった残留トナーを除去するクリーニング部６を有するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ用の４つの独立したプロセスカートリッジ３２である。プロセスカートリッジ３２は、装置本体に対して着脱可能である。各像担持体は、後述する中間転写体の回転方向に配列されている。そして、これらプロセスカートリッジ３２で形成したそれぞれ色の異なるトナー像を、中間転写体上に順次に重ねて転写した後、それを転写材Ｓに一括して二次転写することでフルカラー画像を得る構成となっている。転写材Ｓは、給紙ユニット１５から給紙され、排紙トレイ（不図示）に排出される。

以下詳細な説明を行うが、各プロセスカートリッジ内部の構成、動作はほぼ同じであるので、イエローのプロセスカートリッジ３２ａの動作を代表して示すことにする。

感光ドラム２は、繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体であり、予め決められた周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。本実施例の画像形成装置のプロセススピードは転写材Ｓの種類によって異なる。

例えば、坪量７５〜１０５ｇ／ｍ^２の普通紙では１８０ｍｍ／ｓｅｃである。また、坪量１０６〜１２８ｇ／ｍ^２の厚紙および坪量９１〜１３０ｇ／ｍ^２のグロス紙（光沢紙）および封筒、ラベル紙では９０ｍｍ／ｓｅｃである。また、坪量１２９〜２１６ｇ／ｍ^２の厚紙および坪量１３１〜２２０ｇ／ｍ^２のグロス紙では６０ｍｍ／ｓｅｃである。以上のように本実施例の画像形成装置は計３つのプロセススピードを有している。即ち、本実施例では、転写材Ｓの種類によって、感光ドラム２の周速度（プロセススピード）を変更している。以上をまとめると以下の表１の通りになる。

像担持体である感光ドラム２は、１次帯電ローラ３により予め決められた極性の電位（本実施の形態１では負極性の電圧）に一様に帯電処理されている。そして、感光ドラム２は、露光ユニット（レーザダイオード、ポリゴンスキャナ、レンズ群、等によって構成される）４ａによる露光を受けることにより、イエローの色成分に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ユニット５ａにより、感光ドラム２に形成された静電潜像がイエロートナーにより可視化される。現像ユニット５ａは、トナーを収容するトナー容器と、トナーを担持し搬送する現像ローラからなる。現像ローラは、抵抗調整された弾性ゴムで構成されている。現像ローラは感光ドラムに対して順方向に回転しながら、感光ドラム２に対して当接されている。現像ローラに予め決められた極性の電圧（本実施の形態では負極性の電圧）を印加することで、各現像器内で同一極性に摩擦帯電された状態で現像ローラ上に担持されているトナーが、感光ドラム２上の静電潜像に転移することで現像が行われる。

本実施例の中間転写体は回転可能な中間転写ベルト３１である。中間転写ベルト３１は、感光ドラム２と接触しながら、感光ドラム２とほぼ同じ周速度をもって、張加ローラでもある駆動ローラ８の作用で回転駆動されている。駆動ローラ８は、駆動源１００によって回転し、駆動源１００は制御部１０１（コントローラー）によって制御される。制御部１０１は、中間転写ベルトの回転速度を、感光ドラム２のプロセススピードに合わせて数段階（１８０ｍｍ／ｓｅｃ、９０ｍｍ／ｓｅｃ、６０ｍｍ／ｓｅｃ）に制御している。また、中間転写ベルト３１は、１０^８〜１０^１２Ω・ｃｍの体積抵抗率を有し、厚さ６５μｍの無端のフィルム状部材である。

中間転写ベルト３１を挟んで、感光ドラム２の対向に１次転写部材が配置されている。本実施例では、１次転写部材は、回転可能なローラである１次転写ローラ１４ａである。さらに１次転写ローラ１４ａは、中間転写ベルトの回転を受けて従動回転し、中間転写ベルトの回転を受けない場合は回転しない。なお、一次転写ローラ１４ａは、低硬度の材質で形成されてある。具体的には、硬度１７〜２３°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度）で、体積抵抗率が１０^６〜１０^７Ω・ｃｍに抵抗調整されたスポンジゴムローラである。

本実施例では、１次転写ローラ１４ａの回転軸を、対向する感光ドラム２の回転軸よりも中間転写ベルト３１の移動方向下流側に設けている。１次転写ローラ１４ａの回転軸を移動方向下流側に設けることで、１次転写ローラ１４ａと感光ドラム２の間に発生する放電による画像不良を抑制する効果がある。回転軸を下流側に配置しつつ、１次転写ローラ１４ａと感光ドラム２の転写ニップ幅を確保するために、本実施例の１次転写ローラ１４ａは、低硬度である硬度１７〜２３°のスポンジゴムローラで構成されている。硬度１７〜２３°のスポンジゴムローラは、中間転写ベルト３１の弾性率よりも低い弾性率である。中間転写ベルト３１を介して感光ドラム２と１次転写ローラ１４ａは、１次転写ニップ部を形成している。

感光ドラム２に担持されたトナー像は、１次転写部を通過すると１次転写ローラ１４に印加した正極性の電圧による静電気の作用で、感光ドラム２から中間転写ベルト３１に転写される。感光ドラム２から中間転写ベルト３１にトナー像の転写が行われた後の感光ドラム２上に残留する一次転写残留トナーは、クリーニングブレード６によって除去回収される。

以上の行程がシアン、マゼンダ、ブラックの各プロセスカートリッジ３２ｂ，３２ｃ，３２ｄで行われ、中間転写ベルト３１にトナー像が重畳される。中間転写ベルト３１に重畳されたトナー像は、２次転写ローラ３５によって転写材Ｓに転写される。

本実施例の画像形成装置は、中間転写ベルト３１の内周面に当接する対向ローラ３４を有しており、対向ローラ３４に対向し、中間転写ベルト３１の外周面側に、２次転写ローラ３５を有している。中間転写ベルト３１を介して対向ローラ３４と２次転写ローラ３５は、２次転写ニップ部を形成している。２次転写ローラ３５は、体積抵抗率が１０^７〜１０^９Ω・ｃｍに抵抗調整されている。

給紙ユニット１５から給紙された転写材Ｓは、予め決められたタイミングにて駆動回転するレジストローラ対１７によって、２次転写ニップ部に向けて給送される。中間転写ベルトに形成された未定着トナー像は、２次転写ローラ３５に印加された電圧による静電気の作用で、転写材Ｓに転写される。そして、転写材Ｓは、フルカラートナー像が定着器１８による加熱加圧によって転写材Ｓに定着され、機外（画像形成装置本体外部）に排出される。中間転写ベルト３１から転写材Ｓにトナー像の転写が行われた後の中間転写ベルト３１上に残留する２次転写残トナーは、クリーニング手段としてのベルトクリーニングブレード３３によって除去回収される。

次に、本画像形成装置の中間転写ベルト構成を説明する。

中間転写ベルト３１の内面には３本の張架ローラが配置されている。駆動ローラ８は金属芯金にシリコーンゴムを厚み７５μｍコーティングした構成で、光学検知センサ４０の対向ローラを兼ねている。光学検知センサ４０は、ＬＥＤ発光素子、受光素子、及びホルダーからなっている。光学検知センサ４０は、発光素子からの赤外光を中間転写ベルト３１上のトナーパッチやラインに照射させ、そこからの反射光を受光素子で測定することにより、トナー付着量やトナー位置ずれ量を算出する。これにより、画像濃度制御や色ずれ制御を行っている。

２次転写ローラ３５の対向に配置された対向ローラ３４は、２次転写部で中間転写ベルト３１から転写材Ｓへトナー画像を転写するためのニップを形成する機能を有する。さらに、対向ローラ３４は、２次転写残トナーを回収するためのクリーニングブレードが中間転写ベルトに所定の圧力で接触するためのベルトを支える機能を兼ねている。対向ローラ３４は、金属芯金に厚み２ｍｍのエチレンプロピレンゴム表層をもつ構成で、硬度７４±５°（ＪＩＳ−Ａ）、体積抵抗率が１０^５Ω・ｃｍ以下である。中間転写ベルトを張架する張架ローラ１０は金属表面のローラで表面粗さがＲａ＝３．２μｍ以下となっている。張架ローラ１０を用いて中間転写ベルト３１を３軸張架構成とすることで、２次転写ニップ部でのニップ形状および転写材と中間転写ベルトの距離関係を適正化でき、異常放電画像やトナーの飛び散りによる画質低下を抑制することができる。

１次転写ローラ１４は、中間転写ベルト３１に対し当接、離間可能で、非画像形成時は中間転写ベルト３１から離間する。１次転写ローラ１４が離間することで、中間転写ベルト３１が感光ドラム２から離間する。感光ドラム２と中間転写ベルト３１を離間させることで、感光ドラム２の表面が、回転する中間転写ベルト３１によって削れることを抑制する効果がある。感光ドラム２と中間転写ベルト３１の当接時間を減らすことで感光ドラム２表面の摺擦傷等が起こり難くなる。

なお、本構成のカラー画像形成装置は転写材Ｓへの画像形成にあたり、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋに対応する複数の感光ドラム２を使用してフルカラー画像を形成する複数色モードと、Ｂｋに対応する感光ドラム２のみを使用しモノクロ画像を形成する単色モードを有する。この二つのモードを実行可能に構成されている。複数色モードは、第１の転写部材と第１の像担持体が中間転写ベルトを介してニップ部を形成した状態、且つ、第２の転写部材と第２の像担持体が中間転写ベルトを介してニップ部を形成した状態である。この状態で、複数色モードは、第１の像担持体と第２の像担持体から中間転写ベルトにトナー像を一次転写するモードである。本実施例では、第１の像担持体は、Ｙ、Ｍ、Ｃ用の感光ドラム（２ａ、２ｂ、２ｃ）であり、第２の像担持体は、Ｂｋ用の感光ドラム（２ｄ）であり、１次転写ローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が第１の転写部材、１次転写ローラ１４ｄが第２の転写部材である。

また単色モードは、第１の転写部材が中間転写ベルトから離れた状態、且つ、第２の転写部材と第２の像担持体が中間転写ベルトを介してニップ部を形成した状態で、第２の像担持体から中間転写ベルトにトナー像を一次転写するモードである。

本実施例の複数色モード時は複数色印字するため、１次転写時にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの１次転写ローラ１４が図２に示すように中間転写ベルト３１に当接する。一方、本実施例の単色モード時は、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光ドラム２の表面が中間転写ベルト３１によって削れることを抑制する。つまり、Ｙ、Ｍ、Ｃの１次転写ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは中間転写ベルト３１から離間し、Ｂｋの１次転写ローラ１４ｄのみが図３に示すように中間転写ベルト３１と当接する。また、非画像形成時は全ステーションの１次転写ローラ１４が図４に示すように中間転写ベルト３１から離間される。以上のように、本実施例における１次転写ローラ１４の当接、離間動作は計３パターンを有する。

以上をまとめると以下の表２の通りになる。

画像形成時において、１次転写ローラ１４は、回転駆動している中間転写ベルト３１に当接して中間転写ベルトの回転によって従動回転する。画像形成終了後、回転駆動している中間転写ベルト３１から離間される。１次転写ローラ１４と中間転写ベルト３１が当接する、または離れる瞬間に、中間転写ベルト３１と１次転写ローラ１４の摩擦力が大きくなり、１次転写ローラ１４のスポンジ部への負荷が大きくなる。これは、１次転写ローラ１４が中間転写ベルト３１から離間して従動回転していない時は、１次転写ローラ１４と中間転写ベルトの間に大きな周速度差が生じるからである。そのため、当接時又は離間時に中間転写ベルト３１の回転速度が速いほど、中間転写ベルトと１次転写ローラ１４の間の周速度差は大きくなり、１次転写ローラ１４への負荷が増大する。さらに、当接、離間動作を繰り返すことで１次転写ローラ１４表面のスポンジ部が中間転写ベルト３１との摺擦によって削り取られ、一部脱落する場合がある。脱落したスポンジは５００〜６００μｍのサイズで、中間転写ベルト３１内周面に付着して運ばれ、駆動ローラ８、対向ローラ３４、張架ローラ１０に付着する。

例えば、脱落したスポンジが、光学検知センサ４０の対向を兼ねる駆動ローラ８に付着する。駆動ローラ８にスポンジが付着した場合、トナーパッチからの反射光に加え付着スポンジによる反射の影響がローラの回転周期で発生するため、正常な光学検知ができない。

そのため、画像濃度制御や色ずれ制御の精度低下または制御エラーが発生してしまう可能性がある。また、脱落したスポンジが、２次転写ローラ３５およびクリーニングブレードの対向を兼ねる対向ローラ３４に付着すると、２次転写ローラ３５からの転写電流が付着箇所に流れなくなる可能性がある。そのため、転写不良や、付着によって中間転写ベルトが凸状になるため、クリーニングブレードの欠け、偏磨耗を生じさせ、クリーニング不良を引き起こす可能性がある。

上述の転写不良やクリーニング不良の発生を抑制するために、複数色モードと単色モードの切り替え時に発生する中間転写ベルト３１との摺擦による１次転写ローラ１４の削れを抑制する必要がある。

離間時の１次転写ローラ１４と中間転写ベルト３１の周速度差が小さければ、中間転写ベルト３１との摺擦によって発生する１次転写ローラの負荷は小さくなる。例えば、１次転写ローラ１４と中間転写ベルト３１の周速度差が０の状態、即ち、中間転写ベルト３１の回転速度が０の状態で、１次転写ローラ１４を中間転写ベルトから離間させると、１次転写ローラ１４に発生する負荷は小さくなる。

しかしながら、中間転写ベルト３１と１次転写ローラが共に停止するまで１次転写ローラ１４が中間転写ベルト３１に当接していると、感光ドラム２の表面を中間転写ベルト３１が摺擦してしまうため感光ドラム２が摩耗し易くなってしまう。さらに、複数色モードから単色モードに切り替える場合に中間転写ベルト３を停止にした後に１次転写ローラ１４を離間させると、モード切り替えに要する時間が不必要に長くなってしまいスループットダウンの要因となる。

そこで、本実施例は、感光ドラム２の摩耗を抑えるため、及びモード切り替えに要する時間を不必要に長くさせることを抑制するために、１次転写ローラ１４の中間転写ベルト３１への当接、離間時における中間転写ベルト３１の回転速度を速度制御する。

本実施例における画像形成時の中間転写ベルト３１の速度制御について、図５、図６を用いて説明する。

画像形成開始信号が本画像形成装置に送り込まれると、転写材Ｓに応じたプロセススピードで感光ドラム２が回転駆動される。中間転写ベルト３１は、プロセススピードに合わせて制御部１０１によって回転速度が制御される。本実施例では、例えば複数色モードで普通紙に対して画像形成する場合、感光ドラム２と中間転写ベルト３１は１８０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。さらに、単色モードで普通紙に対して画像形成する場合も、感光ドラム２と中間転写ベルト３１は１８０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。

ここで、図５を用いて複数色モードから単色モードに切り替える場合を説明する。普通紙に対する複数色モードで画像形成を終了した時点では、中間転写ベルトは１８０ｍｍ／ｓｅｃで回転している。単色モードに切り替える場合は、１次転写ローラ１４を中間転写ベルト３１に接触させた状態で、制御部１０１によって中間転写ベルトの回転速度を６０ｍｍ／ｓｅｃに減速する。中間転写ベルトの回転速度を６０ｍｍ／ｓｅｃにした状態で、１次転写ローラ１４のうち、単色モードで機能しない１次転写ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを中間転写ベルト３１から離間させる。１次転写ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの離間が終了した後に、中間転写ベルト３１の回転速度は、制御部１０１によって、単色モードで普通紙に対して画像形成する場合の回転速度である１８０ｍｍ／ｓｅｃに変更される。本発明の画像形成装置は、中間転写ベルトの回転速度は、中間転写ベルトにトナー像を転写する際の中間転写ベルトの回転速度である第１の速度と、第１の速度よりも遅い第２の速度に、変更可能である。即ち、複数色モードから単色モードに切り替える場合、中間転写ベルトの回転速度を、複数色モードで中間転写ベルトにトナー像を転写する際の中間転写ベルトの回転速度よりも遅い回転速度に変更する。その後に第１の転写部材（１次転写ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を中間転写ベルトから離間させる。第１の転写部材が中間転写ベルトから離間した後に、中間転写ベルトの回転速度を単色モードで中間転写ベルトにトナー像を転写する際の中間転写ベルトの回転速度へ上げる。

本実施例では、単色モードから、複数色モードに切り替える場合も、複数色モードから単色モードに切り替える場合と同様の速度制御を行う。

即ち、単色モードから複数色モードに切り替える場合、中間転写ベルトの回転速度を、単色モードで中間転写ベルトにトナー像を転写する際の中間転写ベルトの回転速度よりも遅い回転速度に変更する。その後、第１の転写部材（１次転写ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を中間転写ベルトに当接させる。第１の転写部材が中間転写ベルトに当接した後に、中間転写ベルトの回転速度を複数色モードで中間転写ベルトにトナー像を転写する際の中間転写ベルトの回転速度へ上げる。

以下に、本実施例の速度制御の効果を説明するために実験結果を示す。

１次転写ローラ１４にＮＢＲとヒドリンを配合した外径φ１４、硬度２０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の弾性のローラを用い、中間転写ベルト３１に厚み６５μｍのポリイミドを材料とする無端ベルトを用いる。転写材Ｓは坪量７５ｇ／ｍ^２の普通紙を使用し、図１の画像形成装置を用いてフルカラー画像を４枚連続印字した後、１秒待機する間欠印字モードで耐久試験を行う。その際、トナー像が転写される際の中間転写ベルトの回転速度を１８０ｍｍ／ｓｅｃにする。１次転写ローラを当接、離間させる時の中間転写ベルト３１の回転速度を１８０ｍｍ／ｓｅｃ（速度変更無し）、９０ｍｍ／ｓｅｃ、６０ｍｍ／ｓｅｃの３段階に分けて、５００００枚印字後の１次転写ローラ１４の削れ具合を評価した。結果を表３に示す。

ここで、○は１次転写ローラ１４の削れカスが発生しない、△は１次転写ローラ１４の削れカスがわずかに発生、×は１次転写ローラ１４の削れカスが多数発生、をそれぞれ示している。

１次転写ローラ１４が当接、離間する際の中間転写ベルト３１の回転速度が１８０ｍｍ／ｓｅｃの場合、中間転写ベルト３１、駆動ローラ８、対向ローラ３４に１次転写ローラ１４の脱落したスポンジが大量に付着する。そのため、各張架ローラ上で中間転写ベルトが凸状に膨れ上がっているのを確認できた。

１次転写ローラ１４が当接、離間する際の中間転写ベルト３１の回転速度が９０ｍｍ／ｓｅｃの場合、駆動ローラ８と対向ローラ３４にわずかながら脱落したスポンジが付着していたがサイズは３００μｍと微小なものであった。

１次転写ローラ１４が当接、離間する際の中間転写ベルト３１の回転速度が６０ｍｍ／ｓｅｃの場合、１次転写ローラのスポンジはほとんど脱落しなかった。

よって、１次転写ローラ１４が離間する際の中間転写ベルト３１の回転速度を遅くすることで、１次転写ローラ１４表面の摩擦力を低減し、削れを抑制する効果があることが確認された。また、１次転写ローラ１４が当接する際の中間転写ベルト３１の回転速度を遅くすることで、１次転写ローラ１４表面の摩擦力を低減し、削れを抑制する効果があることが確認された。

さらに、中間転写ベルトの回転速度を０にすることなく、１次転写ローラ１４を中間転写ベルトから当接、離間させることができるので感光ドラム２の摩耗と、モード切り替えに要する時間を不必要に長くさせることを抑制することが可能である。

よって、上述の速度制御により、１次転写ローラ１４が中間転写ベルト３１に当接している時間を必要最低限とし、かつ、１次転写ローラ１４の削れを抑制することができる。また、上述の速度制御により、１次転写ローラ１４を中間転写ベルト３１に当接する際も、１次転写ローラ１４の削れを抑制することができる。

普通紙の時と同様に、転写材Ｓが坪量１０６〜１２８ｇ／ｍ^２の厚紙の時にモードを切り替える場合９０ｍｍ／ｓｅｃで回転する中間転写ベルト３１を６０ｍｍ／ｓｅｃに減速させて、１次転写ローラを当接、離間させる。

尚、本実施例では、トナー像を転写する際の中間転写ベルトの回転速度が、複数色モードと単色モードで異なった回転速度でも良い。１次転写ローラを当接、離間させる際の中間転写ベルトの回転速度が、各モードのトナー像を転写する際の中間転写ベルトの回転速度より小さければ、１次転写ローラ１４に発生する負荷を小さくする効果がある。

上述のように、普通紙や、坪量１０６〜１２８ｇ／ｍ^２の厚紙の時は、１次転写ローラ１４を当接、離間させる時の中間転写ベルト３１の回転速度を、制御部１０１が設定可能な速度の中で、最も遅い速度にしている。

本実施例の画像形成装置では、転写材Ｓが坪量１２９〜２１６ｇ／ｍ^２の厚紙の場合は、プロセススピードが６０ｍｍ／ｓｅｃである。この場合は制御部１０１が設定可能な速度の内、もっとも遅い速度（６０ｍｍ／ｓｅｃ）がプロセススピードに設定されている。即ち、転写材Ｓが坪量１２９〜２１６ｇ／ｍ^２の厚紙の場合は、１次転写ローラ１４を離間する時の中間転写ベルト３１の回転速度と、トナー像を転写する際の中間転写ベルト３１の回転速度を同じ回転速度に設定している。そのため、モード切り替えをする際に当接、離間時の速度変更は無い。

以上のように、本実施例は、転写ローラを中間転写ベルトに対して当接及び離間させる時の中間転写ベルトの回転速度を、制御部１０１によって設定可能な回転速度のうち最も遅い回転速度にする。トナー像を転写する際の中間転写ベルトの回転速度が最も遅い回転速度よりも速い回転速度の場合は、モードを切り替える際に中間転写ベルト３１の回転速度の制御を行う。トナー像を転写する際の中間転写ベルトの回転速度が、転写ローラを中間転写ベルトから離間させても転写ローラからスポンジを脱落させないような回転速度である場合におついて考える。この場合は、モード切り替えによる感光ドラムの摩耗と、スループットダウンを抑制するために、モードを切り替える際に中間転写ベルト３１の回転速度の制御を行わなくてもよい。

また、本実施例のように、最も遅いプロセススピード（６０ｍｍ／ｓｅｃ）が、転写ローラを中間転写ベルトから離間させても転写ローラからスポンジを脱落させないような回転速度である場合がある。この場合は制御部１０１に、離間時専用の速度を新たに設ける必要がなく簡易的な制御にしている。

以上のように、中間転写ベルト３１の回転速度を減速させ１次転写ローラ１４への摩擦力を低減することで、１次転写ローラ１４の削れを抑制することができる。また、中間転写ベルト３１の速度変更は、図６で示すように１次転写ローラ１４当接（離間）動作開始５００ｍｓ前から開始し、当接（離間）動作を９５０ｍｓ間で行った後、５００ｍｓ間で所定の画像形成モードのプロセススピードに変更する。速度を減速する時間幅を極力少なくすることで、画像形成装置自体の印字速度の低下や他の制御タイミングへの影響を小さくしている。

また、本実施例の速度制御を行えば、転写材をベルト状の搬送手段で静電的に吸着搬送しながら、各色の画像形成ユニットから順次トナー像を重ねて転写していく転写材搬送ベルト方式を有する図７記載のカラー画像形成装置においても同様の効果が得られる。

図７の転写材搬送ベルト方式の画像形成装置である。具体的には、像担持体である感光ドラム２２と、感光ドラム２２を帯電する帯電部材２３と、感光ドラム２２に静電潜像を形成する露光ユニット２４と、静電潜像を現像する現像ローラ２６と、を有する画像形成ユニット３２を複数有する。各画像形成ユニット３２の転写部材である転写ローラ２７が、モード切り替えに応じて転写材搬送ベルトから当接、離間可能である。

複数色モードの場合、第１の転写部材（転写ローラ２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ）と第１の像担持体（感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ）が転写材搬送ベルトを介してニップ部を形成した状態になる。さらに、第２の転写部材（転写ローラ２７Ｋ）と第２の像担持体（感光ドラム２２Ｋ）が転写材搬送ベルトを介してニップ部を形成した状態で、転写材搬送ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する。単色モードの場合を説明する。単色モードの場合は、第１の転写部材（転写ローラ２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ）が転写材搬送ベルトから離れた状態になる。且つ、第２の転写部材（転写ローラ２７Ｋ）と第２の像担持体（感光ドラム２２Ｋ）が転写材搬送ベルトを介してニップ部を形成した状態で、転写材搬送ベルトが搬送する転写材にトナー像を転写する。

中間転写ベルト方式の画像形成装置と同様の速度制御をすることで、転写材材搬送ベルト方式の画像形成装置は、モード切り替え時の転写材搬送ベルトによる転写部材の削れを抑制可能である。

（実施例２）
本実施例では、中間転写ベルトを有し、電圧が印加されるシート材を有する１次転写部材を用いたインラインカラー画像形成装置について述べる。尚、本実施例は、中間転写ベルト３１の駆動によって従動回転せず、中間転写ベルト３１の内周面に面接触するシート部材を有する１次転写部材を用いた以外の構成は、実施例１の画像形成装置の構成と同じである。

図８に本実施例における中間転写体構成を示す。１次転写部材に高分子ポリエチレンにカーボンを配合したシート材を用いる。厚みは２００μｍで、抵抗は１０^５Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率である。シート１２は支持部材１３により端部を固定されており、支持部材１３に固定されている不図示の加圧バネ等の加圧部材によって、中間転写ベルト３１に対して当接、離間可能である。感光ドラム２から中間転写ベルト３１へ１次転写する時、不図示の電圧供給源から所望の電圧が印加されてシート材１２に電圧が供給される。これにより、中間転写ベルト３１にトナー像が１次転写される。

画像形成に関わる構成および制御方法に関しては、実施例１のカラー画像形成装置と同様であり、転写材Ｓに応じてプロセススピードが１８０ｍｍ／ｓｅｃ、９０ｍｍ／ｓｅｃ、６０ｍｍ／ｓｅｃの３つの速度モードを有する。

中間転写ベルト３１への１次転写時における制御は実施例１と同様である。まず、転写材Ｓに応じたプロセススピードで中間転写ベルト３１が回転駆動され始め、一旦回転速度を６０ｍｍ／ｓｅｃに変更した状態で、一次転写部材としての一端が固定されているシート部材１２を当接させる。当接動作完了後、５００ｍｓの間に中間転写ベルト３１を再び所定の回転速度に戻し、シート部材１２に１次転写電圧を印加して、感光ドラム２から中間転写ベルト３１にトナー像を１次転写させる。画像形成終了後も同様に、シート部材１２が離間動作を開始する５００ｍｓ前から中間転写ベルト３１の回転速度を６０ｍｍ／ｓｅｃに変更し始め、シート部材１２に対する摩擦力を軽減させた状態でシート部材１２を中間転写ベルト３１から離間する。

複数色モードから単色モードに切り替える場合を、実施例１と同様に、図５を用いて説明する。普通紙に対する複数色モードで画像形成を終了した時点では、中間転写ベルトは１８０ｍｍ／ｓｅｃで回転している。単色モードに切り替える場合は、制御部１０１によって中間転写ベルトの回転速度を６０ｍｍ／ｓｅｃに減速する。中間転写ベルトの回転速度を６０ｍｍ／ｓｅｃにした状態で、単色モードで機能しないシート部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃを中間転写ベルト３１から離間させる。シート部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃの離間が終了した後に、中間転写ベルト３１の回転速度は、制御部１０１によって、単色モードで普通紙に対して画像形成する場合の回転速度である１８０ｍｍ／ｓｅｃに変更される。

１次転写部材としてのシート部材１２は、実施例１の１次転写部材のように中間転写ベルト３１の駆動により従動回転する構成ではない。シート部材１２は、中間転写ベルト３１に対し回転しないため、実施例１のようなローラよりも摺擦による削れが発生し易い。また、ローラ部材は表面が削れて中間転写ベルト裏面に付着するのが問題であるのに対し、シート部材は削れによる中間転写ベルト裏面への付着に加え、シートへの摺擦傷、磨耗による削れ等により、転写不良を引き起こす要因になる場合がある。これに対し本実施例で述べた、中間転写ベルトへの１次転写材の当接、離間時に中間転写ベルト速度を低速化させて、摩擦による負荷を低減させてやることで、１次転写材の削れや傷の発生を抑制する。

なお、本実施例では１次転写部材としてシート部材を用いたが、面で接触し中間転写ベルト３１の内周面に摺擦し続ける弾性部材を１次転写部材として用いても本速度制御を用いることで同様の効果が得られる。

２感光ドラム（像担持体）
３１次帯電ローラ（帯電手段）
４露光手段
５現像手段
６クリーニングブレード
８駆動ローラ
１０張架ローラ
１２シート部材（当接部材）
１３支持部材
１４１次転写ローラ（当接部材）
１５給紙ユニット
３１中間転写ベルト（ベルト）
３２プロセスカートリッジ
３３ベルトクリーニングブレード
３４対向ローラ
３５２次転写ローラ
４０光学検知センサ
Ｓ転写材

Claims

回転可能な転写ベルトと、回転可能でありトナー像を担持する第１、第２の像担持体と、前記転写ベルトに接触し前記第１の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する第１の転写部材と、前記転写ベルトに接触し前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する第２の転写部材と、を有し、前記第１の転写部材と前記第１の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態、且つ、前記第２の転写部材と前記第２の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態で、前記第１の像担持体と前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する複数色モードと、前記第１の転写部材が前記転写ベルトから離れた状態、且つ、前記第２の転写部材と前記第２の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態で、前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を一次転写する単色モードと、を実行可能である画像形成装置において、
前記複数色モードから前記単色モードに切り替える場合、前記第１、前記第２の像担持体と前記転写ベルトの回転速度を、前記複数色モードで前記転写ベルト側にトナー像を転写する際の前記第１、前記第２の像担持体と前記転写ベルトの回転速度よりも遅い回転速度に変更した後に前記第１の転写部材を前記転写ベルトから離間させることを特徴とする画像形成装置。
前記第１の転写部材が前記転写ベルトから離間した後に、前記転写ベルトの回転速度を、前記単色モードで前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度へ増加させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記単色モードから前記複数色モードに切り替える場合、前記転写ベルトの回転速度を、前記単色モードで前記転写ベルト側にトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度より遅い回転速度に変更した後に前記第１の転写部材を前記転写ベルトに接触させ、前記第１の転写部材が前記転写ベルトに接触した後に前記転写ベルトの回転速度を、前記複数色モードで前記転写ベルト側にトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度へ増加させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
前記第１の転写部材は、前記転写ベルトの回転に従動する転写ローラであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記第１の転写部材は、一端が固定されて前記転写ベルトと摺擦するシート部材と、前記シート部材を支持する支持部材と、を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記第１、前記第２の像担持体の回転速度に合わせて前記転写ベルトの回転速度を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記転写ベルトの回転速度を前記第１、前記第２の像担持体の回転速度と同じ回転速度になるように制御することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記転写ベルトの回転速度を制御する制御部を有し、前記転写ベルトの回転速度は、前記制御部によって数段階に変更可能であり、前記複数色モードで前記転写ベルト側にトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度が前記制御部によって回転される前記転写ベルトの回転速度の中で最も遅い速度である場合、前記複数色モードから前記単色モードに切り替える際、前記転写ベルトの回転速度を変更せずに前記第１の転写部材を前記転写ベルトから離間させることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
回転可能な転写ベルトと、回転可能でありトナー像を担持する第１、第２の像担持体と、前記転写ベルトに接触し前記第１の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する第１の転写部材と、前記転写ベルトに接触し前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する第２の転写部材と、を有し、前記第１の転写部材と前記第１の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態、且つ、前記第２の転写部材と前記第２の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態で、前記第１の像担持体と前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を転写する複数色モードと、前記第１の転写部材が前記転写ベルトから離れた状態、且つ、前記第２の転写部材と前記第２の像担持体が前記転写ベルトを介してニップ部を形成した状態で、前記第２の像担持体から前記転写ベルト側にトナー像を一次転写する単色モードと、を実行可能である画像形成装置において、
前記転写ベルトの回転速度を制御する制御部を有し、前記転写ベルトの回転速度は、前記制御部によって数段階に変更可能であり、
前記複数色モードから前記単色モードに切り替える場合、前記転写ベルトの回転速度を、前記複数色モードで前記転写ベルトにトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度よりも遅い回転速度に変更した後に前記第１の転写部材を前記転写ベルトから離間させ、前記第１の転写部材が前記転写ベルトから離間した後に、前記転写ベルトの回転速度を、前記単色モードで前記転写ベルトにトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度へ増加させ、
前記複数色モードで前記転写ベルトにトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度が前記制御部によって回転される前記転写ベルトの回転速度の中で最も遅い速度である場合、前記複数色モードから前記単色モードに切り替える際、前記転写ベルトの回転速度を変更せずに前記第１の転写部材を前記転写ベルトから離間させることを特徴とする画像形成装置。
前記単色モードから前記複数色モードに切り替える場合、前記転写ベルトの回転速度を、前記単色モードでトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度より遅い回転速度に変更した後に前記第１の転写部材を前記転写ベルトに接触させ、前記第１の転写部材が前記転写ベルトに接触した後に前記転写ベルトの回転速度を、前記複数色モードでトナー像を転写する際の前記転写ベルトの回転速度へ増加させることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
前記第１の転写部材は、前記転写ベルトの回転に従動する転写ローラであることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の画像形成装置。
前記転写ベルトは、前記第１、前記第２の像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記転写ベルトは、前記第１、前記第２の像担持体からトナー像が転写される転写材を搬送する搬送ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。