JP5599048B2

JP5599048B2 - 画像形成装置

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Inventors: 和清明石
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Description

本発明は、記録用紙等の被記録材表面に光沢性を有するトナー等の記録材によって印刷、或は電子写真等の画像形成記録を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであり、特に弾性層を有する中間転写ベルトを備えた画像形成装置に関する。

従来、光導電性感光体等の像担持体表面に静電潜像を形成し、現像，中間転写部材への一次転写、記録材への二次転写後、上記像担持体表面及び中間転写部材表面をクリーニングして再び潜像形成プロセスを行う電子写真複写機が、各種実用に供されている。

中間転写部材として、必要に応じて抵抗調整を行なったＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びポリカーボネート等の樹脂フィルムで形成された無端上の樹脂ベルトが汎用されている。このように剛性の高い樹脂を用いることにより、回転駆動中におけるベルトのしわの発生を防止することができる。また近年では、剛性の高い樹脂ベルト上に弾性層を設けることによって、記録材表面の凹凸に対する追従性を上げることや、一次転写部・二次転写部でのトナーに対する応力集中を緩和することで、画像品位の向上を実施している。

二次転写後に中間転写部材表面上の現像剤等の残留物を除去するクリーニング装置として、弾性を有するクリーニングブレードを中間転写部材に当接させてクリーニングするブレード方式が汎用されている。ブレードクリーニングの代わりに弾性ローラ或いはブラシローラを単体で用いることもある。また、ブレードクリ―ニング方式の補助機構として、クリーニングブレードの先端部当接位置の像担持体移動方向上流側に、シート状の案内部材や弾性ローラ或いはブラシローラ等を配置し、像担持体の外周面に圧接する。これにより、トナーの漏れ防止、紙粉等の除去、トナーフィルミング防止を実施している。

弾性層を有する樹脂ベルト（弾性中間転写ベルト）とクリーニングブレード、ファーブラシによる代表的なクリーニング装置について図１３に示す。剛性の高い樹脂フィルム７１上に弾性層７２が設けられた弾性中間転写ベルト７に対し、回転可能な支持軸１７に対向するようにクリーニングブレード２３が配置されている。また弾性中間転写ベルト７の駆動方向上流側にはクリーニング補助部材としてのファーブラシ２２が配置されている。

弾性中間転写ベルト７の弾性層７２は、上述した理由により硬度が低いことが望ましく、そのためクリーニングブレード２３の先端は弾性中間転写ベルト７に食い込んだ状態で当設する。

このような構成で画像形成を行った場合、使用環境の変化や耐久状況によって弾性中間転写ベルトとクリーニングブレードの摩擦係数が高くなると、『ビビリ』、『めくれ』といった現象が発生する。この現象が発生すると、十分なクリーニング能力が得られず、残留物がすり抜ける所謂クリーニング不良が発生し、画像不良となって顕在化する。特に『めくれ』現象は、画像形成装置全体の破損につながる大きな弊害であり、その回復にも多大な時間と費用がかかってしまう。

『ビビリ』、『めくれ』といった現象を解決するために、「感光体、中間転写ベルト、又は二次転写ローラの何れかに潤滑剤を塗布し、転写中抜けなどの一次転写不良やブレードめくれを防止する画像形成装置」が提案されている（特許文献１）。

即ち、クリーニングの対象に潤滑剤を塗布することにより、ブレードとの摩擦力を下げることを目的としている。

特開２００７−１４００８５号公報

しかしながら、二次転写後の弾性中間転写ベルトに潤滑剤を塗布しようとした場合、
以下の課題が生じた。即ち、記録材の種類によってはＨＴ画像のようなハイライト画像では横スジが発生してしまった。これは、弾性層が記録材表面の凹凸に対して追従するようにした結果、二次転写ニップ位置で記録材と弾性中間転写ベルトが押圧されると、記録材のエッジに対応した段差が弾性中間転写ベルトにできてしまうことが前提となる。そして、この段差が解消されないまま弾性中間転写ベルトに潤滑剤が塗布されてしまったために、塗布ムラが生じてしまったことが原因である。

従来の画像形成装置で望まれる機能を十分に発揮するためには、上記段差が解消されるまでの時間をとるために二次転写位置と潤滑剤塗布位置との距離を十分に確保すれば良い。しかしながら、近年求められるようになった『装置の小型化』を満たすためには、各部材の配置間隔を縮めることが必須となる。

そこで、装置の小型化による潤滑剤の塗布ムラが生じないように、本発明は簡単な構成により二次転写部で生じた弾性中間転写ベルトの段差を解消することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、移動可能であって、弾性層を有する無端状の中間像担持体と、前記中間像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、前記中間像担持体とニップ部を形成し前記ニップ部で記録材を挟持搬送して前記中間像担持体の前記トナー像を記録材に転写する転写部材と、前記中間像担持体の移動方向において前記ニップ部より下流側に配置され、前記中間像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材と、前記中間像担持体の移動方向において前記潤滑剤塗布部材より下流側で前記画像形成部より上流側に配置され前記中間像担持体に当接して前記中間像担持体の面を拭掃するクリーニングブレードと、を有する画像形成装置において、画像形成中の前記中間像担持体の移動速度を変更可能な変更手段と、前記中間像担持体が前記ニップ部から前記潤滑剤塗布部材まで移動する時間が、前記ニップ部での記録材の挟持により発生した前記弾性層の弾性変形量が５０μｍ未満に回復する時間より長くなるように、通紙される記録材の厚み情報に基づき、前記中間像担持体の前記移動速度を前記変更手段により制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

以上説明したように本発明は、弾性層を有する中間像担持体に潤滑剤を塗布することで良好なクリーニング能力を得る画像形成装置において、潤滑剤を均一に弾性中間記録材上に塗布することが可能となり、長期にわたって良好な画像を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態における画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置における画像形成ステーションの概略断面図である。第１の実施形態における潤滑剤塗布装置の概略断面図である。（ａ）は二次転写ニップで生じる記録材の先端位置に対応した中間転写ベルトの段差の説明図、（ｂ）は二次転写で生じる記録材の後端位置に対応した中間転写ベルトの段差の説明図である。（ａ）は二次転写ニップで生じる記録材の先端位置に対応し潤滑剤塗布装置で生じる潤滑剤の塗布ムラを説明するための説明図、（ｂ）は二次転写ニップで生じる記録材の後端位置に対応し潤滑剤塗布装置で生じる潤滑剤の塗布ムラを説明するための説明図である。弾性層の変形が回復する経時変化を表すグラフである。（ａ）は第１の実施形態におけるプロセススピード制御のブロック図、（ｂ）はプロセススピード制御のフローチャートである。弾性層の変形が回復する経時変化の温度依存性を表すグラフである。第２の実施形態における画像形成装置の概略断面図である。（ａ）は第２の実施形態におけるプロセススピード制御のブロック図、（ｂ）はプロセススピード制御のフローチャートである。第３の実施形態における画像形成装置の概略断面図である。（ａ）は弾性層の変化を測定する測定装置の加圧時の概略断面図、（ｂ）は除加時の概略断面図である。従来技術における弾性中間転写ベルトのクリーニング装置の概略断面図である。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１に本実施形態のフルカラー画像形成装置（複写機能、プリンタ機能、ＦＡＸ機能を併せ持つ複合機）の概略断面図を示す。また、図２に本画像形成装置における画像形成ステーションの概略断面図を示す。

図に示す画像形成装置は、弾性層を有し回動する無端状の中間像担持体としての中間転写ベルト７の回転方向（矢印Ｒ７方向）に沿って上流側から下流側にかけて４個の画像形成部（画像形成ステーション）Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄが配置されている。

各画像形成ステーションＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、この順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成するものであり、以下に図２を用いて画像形成ステーションを詳細に説明する。尚、４つの各画像形成ステーションＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄは同一の構成となっており、ここではａ、ｂ、ｃ、ｄの符号を省略する。

画像形成ステーションＳ，は、像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光体ドラム」という。）１を備えている。

感光体ドラム１は、それぞれ矢印Ｒ１方向（図２中の反時計回り）に３００ｍｍ／ｓで回転駆動されるようになっている。各感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電器（帯電手段）２、露光装置（潜像形成手段）３、現像器（現像手段）４、一次転写ローラ（一次転写手段）５、クリーニング装置（クリーニング手段）６、が配置されている。上述の一次転写ローラ５及び二次転写対向ローラ８，テンションローラ１６、支持軸１７には、中間像担持体としての無端状の弾性中間転写ベルト７が掛け渡されている。

上述した構成の画像形成装置においては、以下のようにして、記録材Ｐ上にフルカラーのトナー像が形成される。即ち、不図示の画像データ読込部より入力された画像データには、画像の各画素に対応してＲＧＢ信号が、それぞれ２５６階調で記録される。この画素毎のＲＧＢ信号は、不図示のＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換部により、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの成分による最小印字単位（以後１ｄｏｔと呼ぶ）毎のＣＭＹＫ画像信号に変換される。

ＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換部には、例えば３×４のマスキング・マトリクスを用いる方式や、３×３のマトリクスでまずＣＭＹに変換した後、３×４のマトリクスによる所謂墨入れを行い、Ｋ画像信号を生成する方式等を用いることができる。

不図示のＣＭＹＫトナー印字部では、変換されたＣＭＹＫ画像信号にあわせて、露光装置３によって露光が行われる。

続いて、感光体ドラム１は、感光体ドラム駆動モータ（不図示）によって矢印方向に３００ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転駆動され、帯電器２によって−７００Ｖに一様に帯電される。帯電後の感光体ドラム１は、露光装置３によって画像信号に基づく露光が行われ、露光部分の電荷が−２００Ｖにされて各色毎の静電潜像が形成される。

これら感光体ドラム１上の静電潜像は、現像器４に印加した−５５０Ｖとの電位差によってイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像として現像される。これら４色のトナー像は、一次転写ニップＴ１において、一次転写ローラ５に印加した１５００Ｖにより、弾性中間転写ベルト７上に順次に一次転写される。こうして、４色のトナー像が中間転写ベルト７上で重ね合わされる。一次転写時に、弾性中間転写ベルト７に転写されないで感光体ドラム１上に残ったトナー（一次転写残トナー）は、クリーニング装置６によって除去される。

弾性中間転写ベルト７上で重ね合わされた４色のトナー像は、記録材Ｐに二次転写される。記録材Ｐは給紙カセット１００に積載された状態で収納され、給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラ等を有する給搬送装置によって、弾性中間転写ベルト７上のトナー像にタイミングを合わせるようにして二次転写ニップＴ２に供給される。供給された記録材Ｐには、二次転写ニップＴ２において、二次転写ローラ９により、中間転写ベルト７上の４色のトナー像が一括で二次転写される。二次転写時に、記録材Ｐに転写されないで弾性中間転写ベルト７上に残ったトナー（二次転写残トナー）は、ブレード１２３によって除去される。

一方、４色のトナー像が二次転写された記録材Ｐは、定着装置１３に搬送され、ここで定着ローラ１４とこれに加圧された加圧ローラ１５とにより加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。トナー像定着後の記録材Ｐは、排紙トレイ（不図示）上に排出される。

（弾性中間転写ベルト）
弾性中間転写ベルト７は、図３に示すように基層７１上に弾性層７２に設けており、記録材表面の凹凸による当接圧の振れを吸収し、長手方向（移動方向に交差する方向）
において略均一な二次転写ニップ幅が得られるようになっている。基層７１の材料としては、回転駆動中におけるベルトのしわの発生を防止するために、剛性の高い樹脂を用いることが望ましい。具体的にはＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びポリカーボネート等の剛性の高い樹脂である。また基層７１の厚さとしては、０．０２ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲が望ましい。これは、薄すぎると磨耗による十分な耐久性が得られなくなったり、厚すぎるとテンションローラ１６、支持軸１７で適当に曲がらずに凹みや折れが発生したりするためである。

弾性層７２の材料としては、ＮＢＲゴム、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭ及びウレタンゴム等の弾性材料が選択可能である。弾性層７２の厚さとしては、０．１０ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲が望ましい。これは、薄すぎると記録材表面の凹凸に対する追従性得られなくなったり、厚すぎると長手方向や周方向での体積抵抗率のムラが発生したりするためである。

ゴム硬度としては、低すぎると放置後に一次転写ニップや二次転写ニップに、ブレードニップ跡が生じやすくなり、高すぎると記録材表面の凹凸に対する追従性得られなくなるため、ＪＩＳ−Ａ硬度が４０度から８０度の範囲が望ましい。更に、弾性中間転写ベルト７の電荷蓄積による画像不良を防止するために、カーボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、及びＴｉＯ_２等の導電性の充填材を分散させ、体積低効１０^７〜１０^１１Ω・ｃｍに調整することが良い。

そこで、本実施形態では、厚さが０．０６ｍｍのポリイミド樹脂からなる基層７１と、厚さが０．３０ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度が５５°、体積抵抗が１０^８Ω・ｃｍにしたクロロプレンゴムからなる弾性層７２とを用いて、弾性中間転写ベルト７を成型した。

弾性中間転写ベルト７は、その裏面側から一次転写ローラ５によって押圧されていて、その表面を感光体ドラム１に当接させている。これにより、感光体ドラム１と、弾性中間転写ベルト７との間には、一次転写ニップ（一次転写部）Ｔ１が形成されている。

弾性中間転写ベルト７は、駆動ローラも兼ねる二次転写対向ローラ８の矢印Ｒ８方向（図１）の回転に伴って、矢印Ｒ７方向に回転するようになっている。この中間転写ベルト７の回転速度は、上述の各感光体ドラム１の回転速度とほぼ同じに設定されている。即ち、中間転写ベルト７はプロセススピードで移動されている。

弾性中間転写ベルト７表面における、二次転写対向ローラ８に対応する位置には、二次転写ローラ（二次転写手段）９が配置されている。二次転写ローラ９は、二次転写対向ローラ８との間に弾性中間転写ベルト７を挟持しており、二次転写ローラ９と中間転写ベルト７との間には、二次転写ニップ（二次転写部）Ｔ２が形成されている。即ち、転写部材としての二次転写ローラ９は中間転写ベルト７とニップ部を形成し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送して中間転写ベルト７上で重ね合わされたトナー像を記録材に一括転写する。

（潤滑剤塗布装置）
弾性中間転写ベルト７表面における、回転可能な支持軸１７に対応する位置（ニップ部を形成する二次転写ニップＴ２より下流側）には、潤滑剤塗布装置が当接されている。

図３は潤滑剤塗布装置の概略断面図であり、固形の潤滑剤１２１と、ファーブラシ１２２と、ブレード１２３とからなる。潤滑剤１２１はファーブラシ１２２によって掻き取られ、弾性中間転写ベルト７に塗布される。そしてブレード１２３で塗り伸ばされて、弾性中間転写ベルト７上に薄層コートが形成されることで、ブレードとの摩擦係数を下げている。

また、ファーブラシ１２２とブレード１２３は上述した機能と共に、二次転写後に残留したトナー（二次転写残トナー）を有する弾性中間転写ベルトの面を拭掃する（クリーニングする）機能も持ち合わせている。即ち、ブレード１２３は画像形成部より上流側に配置されるクリーニングブレードとしての機能を備える。

本実施形態で使用する固形の潤滑剤１２１は例えばステアリン酸亜鉛である。具体的にはステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウムである。また、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅でも良い。また、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛でも良い。

また、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウムのような脂肪酸、これら脂肪酸の金属塩でも良い。更には、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックスなどが挙げられる。

ブレード１２３にはＪＩＳ−Ａ硬度が７５°のウレタンゴムを使用し、弾性中間転写ベルト７の回転方向Ｒ７に対してカウンタ方向に当接しており、当接角θ（弾性中間転写ベルト７の接線との角度）は３０°とした。また、ファーブラシ１２２のブラシ繊維は、材質としてアクリル系の絶縁糸を使用し、また繊度３００デニールで、ブラシ上の繊維密度は２００ＫＦ／ｉｎｃｈ＾２とした。

二次転写ニップＴ２位置から潤滑剤塗布部材としてのファーブラシ１２２位置までの距離Ｌは、画像形成装置の小型化を達成する為には小さいことが望ましく、本実施形態では１５０ｍｍとした。

（中間転写ベルトの弾性層の変形）
上述した画像形成装置を用いて画像を形成していると、記録材Ｐの進行方向に直交した方向にスジ状に濃度が薄くなるという現象（以後スジ抜けと呼ぶ）が発生する場合があった。筆者等の検討によると、この現象は記録材Ｐの坪量が大きい場合に頻繁に発生した。画像形成途中の感光体ドラム１、弾性中間転写ベルト７上のトナー像を確認したところ、以下の様であった。即ち、ドラム１上のトナー像は問題なかったが、一次転写された弾性中間転写ベルト７上では既にスジ抜けが発生しており、一次転写部での部分的な転写不良であることが分かった。

そこで、二次転写ニップＴ２から一次転写ニップＴ１までの区間での弾性中間転写ベルトの挙動を確認したところ、次のことが分かった。

図４は記録材Ｐが二次転写ニップＴ２に突入し、通過していく様子を表したものであり、記録材Ｐに関し（ａ）に先端エッジが二次転写ニップＴ２を通過した直後の様子と、（ｂ）に後端エッジが二次転写ニップＴ２を通過した直後の様子を示す。

弾性中間転写ベルト７は記録材Ｐの表面の凹凸に対して追従するような材料・硬度・厚み選択しているため、通紙部と非通紙部の境界においても同様に追従してしまう。即ち、図４（ａ）のように記録材Ｐの先端位置Ｔに対応する弾性中間転写ベルト７上の点Ｔ’では急激な段差が生じてしまう。記録材Ｐの坪量と厚みは比例関係にあり、坪量が大きいと厚みは厚くなる。つまり、記録材Ｐの坪量が大きいほど弾性中間転写ベルト７上に生じる段差は大きくなる。また図４（ｂ）のように記録材Ｐの後端エッジにおいても先端エッジと同様な理由で記録材Ｐの後端位置Ｅに対応する弾性中間転写ベルト７上の点Ｅ’では、急激な段差が生じる。

図５は弾性中間転写ベルト７が潤滑剤塗布装置であるファーブラシ１２２に突入し、通過していく様子を表したものであり、（ａ）は弾性中間転写ベルト７に記録材Ｐの先端エッジによる段差がある場合、（ｂ）は記録材Ｐの後端エッジによる段差がある場合である。

ファーブラシ１２２によって潤滑剤１２１が塗布され、ブレード１２３によって弾性中間転写ベルト７に塗り伸ばされる過程で以下の現象が現れる。即ち、二次転写ニップＴ２で生じた段差が解消されないまま移動してくると、図５（ａ）のようにブレードニップ位置で突然弾性層７２の膜厚が下がるような段差（Ｔ’位置）では、ブレード圧が一瞬下がる。このため、潤滑剤１２１のコート層が他の場所と比較して厚くなる。また、図５（ｂ）のようにブレードニップ位置で突然弾性層７２の膜厚が上がるような段差（Ｅ’位置）では、ブレード圧が一瞬上がるため潤滑剤１２１のコート層が他の場所と比較して薄くなる。

感光体ドラム１に関連する画像形成プロセスが実行される状況下では、弾性中間転写ベルト７上に潤滑剤１２１のコート層のムラが生じると、ベルトの抵抗値ムラとなってしまい、転写効率の低下が生じる。即ち、一次転写ニップ部Ｔ１で潤滑剤１２１のコート層が厚い場所では、感光体ドラム１に流れる電流値が下がることによる転写効率の低下が生じる。また、潤滑剤１２１のコート層が薄い場所では、感光体ドラム１に流れる電流値が上がることによる転写効率の低下が生じるため、スジ抜けが発生してしまう。これを解消するためには、潤滑剤１２１を弾性中間転写ベルト７上に均一に塗布することが必要である。

（中間転写ベルトの弾性層の変形回復の測定）
弾性層７２は変形に対して元の状態に回復するものであり、図１２の測定装置を用いてその様子を測定した。図１２は、２０℃環境で三角形状の重りＸに加重を加えて弾性層７２をΔｄだけ変形させ（図１２（ａ））、その後除加した瞬間から弾性層７２の変形部分が元の状態に回復させる（図１２（ｂ））ときの変形量の時間変化を測定するものである。ここで、重りＸに加える加重を二次転写ニップに記録材が突入することによって変化する圧力と同じにすることで、その記録材によって生じる段差と同等の弾性層の変化量を得ることができる。

図６は、図１２の測定装置を用いた時の弾性層７２の変形量の経時変化を表すグラフである。図６の実線は記録材の坪量が３００ｇｓｍの場合の回復曲線であり、この時の弾性層７２（図３）の初期変形量は２６４μｍであった。また、図中の一点鎖線は記録材の坪量が１５０ｇｓｍの場合の回復曲線、点線は記録材の坪量が８０ｇｓｍの場合の回復曲線であり、それぞれの初期変化量は１２４μｍ、７２μｍであった。

横軸は弾性層の段差が二次転写ニップ位置で作られてからの経過時間である。図６のａ点は上述した画像形成装置の構成の場合に、弾性層の変形が潤滑剤塗布部材（ファーブラシ１２２）に到達する時間であり、０．５０ｓである。

筆者等の検討によると、実質的にスジ抜けが気にならなくなる弾性層の変形量は５０μｍ未満であることが分かっており、弾性中間転写ベルト７上に生じた変形が回復する時間Δｔとは、弾性層の弾性変形量が５０μｍ未満に達するまでの時間とする。

図６より、弾性中間転写ベルト７上に生じた変形が回復する時間Δｔは、記録材の坪量が３００ｇｓｍでは１．９０ｓ、記録材の坪量が１２８ｇｓｍでは０．９５ｓ、記録材の坪量が８０ｇｓｍでは０．３５ｓである。

（中間転写ベルトの弾性層の変形回復時間の取得）
中間転写ベルト７の弾性層７２の変形回復時間については、予め記録材の坪量に応じた厚さ毎に弾性層７２の回復時間が回復時間判断部２０２（図７）に換算データとしてあるいは変換式として格納されている。そして、記録材の厚さを入力して変形回復時間を換算する、あるいは記録材の厚さを測定して変形回復時間を出力することで、変形回復時間を変形回復時間取得手段である回復時間判断部２０２より取得する。

（中間転写ベルトへの潤滑剤塗布のタイミング）
上述した本実施形態における弾性層の変形が潤滑剤塗布部材に到達する時間０．５０ｓでは、記録材の坪量が８０ｇｓｍの場合、弾性層の変形量が５０μｍ未満になった状態で潤滑剤塗布部材に突入しているためスジ抜けが発生しない。しかし、記録材の坪量が１２８ｇｓｍ、３００ｇｓｍの場合、弾性層の変形量が５０μｍ以上ある状態で潤滑剤塗布部材に突入しているためにスジ抜けが発生することが分かる。

即ち、潤滑剤を均一にコートし、スジ抜けを防止するためには、一括転写時から潤滑剤塗布時までの経過時間ｔと弾性層の変形が回復する時間Δｔが、ｔ≧Δｔの関係を満足していれば良い。

また、弾性層の変形が潤滑剤塗布部材に到達する時間ｔは、二次転写ニップ位置から潤滑剤塗布部材位置までの距離Ｌ（＝１５０ｍｍ）と、画像形成装置のプロセススピードＶｐ（中間転写ベルトの移動速度に相当）とで、一義的に決まるもの（ｔ＝Ｌ／Ｖｐ）であり、上述した関係式は、
Δｔ≦ｔ＝Ｌ／Ｖｐ
Ｖｐ≦Ｌ／Δｔ
となる。

（プロセススピード変化による潤滑剤塗布タイミング調整）
そこで本実施形態では弾性層の変形量が十分回復するになる時間ｔ’を記録材の坪量に応じた厚さから予測し、Ｖｐ≦Ｌ／Δｔの関係式を満たすようにプロセススピードを変更するという制御を行った。

プロセススピードを変更することで、感光体ドラムの回転速度、中間転写ベルトの移動速度が画像形成前に変更される。以下にプロセススピード制御の詳細について説明する。図７（ａ）は本実施形態におけるプロセススピード制御を示すブロック図、図７（ｂ）は本実施例におけるプロセススピード制御を示すフローチャートであり、これらに基づいて説明する。

画像形成が開始すると、記録材Ｐを給紙カセット１００にセットした際に入力した記録材の坪量情報が格納された坪量認識部２０１より、回復時間判断部２０２に信号が送られる（工程１）。回復時間判断部２０２は、坪量に応じた厚さ毎の弾性層の回復時間が予め格納されており、坪量認識部２０１からの信号に応じて回復時間を判断する（工程２）。具体的には記録材Ｐの坪量が３００ｇｓｍであるという信号が入力された場合、弾性層の回復時間が１．９０ｓと判断する。回復時間判断部２０２で判断された情報は、回転速度切換判断部２０３に入力される。回転速度切換判断部２０３では、二次転写ニップから潤滑剤塗布位置までの距離と回復時間判断部２０２からの情報により、画像形成装置のプロセススピードが算出される（工程３）。具体的には二次転写ニップ−潤滑剤塗布位置間の距離Ｌ（１５０ｍｍ）と弾性層の回復時間１．９０ｓにより、画像形成装置のプロセススピードは７８ｍｍ／ｓとなる。ここで、算出された値がプロセススピードより大きくするために、小数点以下は切り捨てる。回転速度切換判断部２０３で算出されたプロセススピードの信号は、画像形成装置の駆動モータ２０４に出力することで、画像形成装置を所定のプロセススピードで回転させる（工程４）。

上述した制御は給紙カセット１００の記録材の坪量に応じた厚さが変化する毎に実施され、最適なプロセススピードが選択される。上述した制御を用いて画像形成を行ったところ、潤滑剤の塗布ムラによるスジ抜けが発生することが無くなった。

以上説明したように、本実施形態では、弾性層を有する中間転写体に潤滑剤を塗布することで良好なクリーニング能力を得る画像形成装置において、記録材の厚みを取得し、その値に応じて画像形成装置のプロセススピードを変更する。これにより、二次転写ニップで生じた弾性層の変形を十分回復させることが可能となったため、中間転写ベルト７に潤滑剤を均一にコートすることができ、長期にわたって良好な画像を提供することができる。

本実施形態では画像形成前に記録材の厚みを取得して画像形成前にプロセススピードを変更したが、記録材が二次転写ニップに搬送される手前で記録材の厚みを検知する部材を設け、その値を用いてプロセススピードを変更するようにしても良い。

《第２の実施形態》
上述した実施形態では、記録材の厚みに応じて画像形成装置のプロセススピードを変更することで、中間転写ベルトに潤滑剤を均一にコートすることができ、長期にわたって良好な画像を提供することができる構成について述べた。しかしながら、１０℃といった低温環境で画像形成を行った場合に、再びスジ抜けが発生してしまった。

図８は弾性層７２が３００ｇｓｍの坪量の記録材Ｐにより変形した状態から回復するまでの時間変化の温度依存性を表すグラフである。図８の点線は外気温度が３０℃の場合の回復曲線、実線は外気温度２０℃の場合の回復曲線、二点鎖線は外気温度が１０℃の場合の回復曲線、一点鎖線は外気温度が０℃の場合の回復曲線である。これより外気温度が高い方が中間転写ベルト７の弾性層７２に生じた段差の回復が早いことが分かる。

このように徐々に段差が回復する遅延弾性変形は、ゴムの粘性抵抗により発生するものであり、筆者等の検討によると、以下のことが分かった。即ち、この現象は外気温度と弾性中間転写ベルト７の弾性体７２が同等に冷えてしまった場合に、粘性抵抗が大きくなり、段差の回復が遅くなってしまった為に発生したことが分かった。また、本実施形態で用いている弾性体においては、弾性体の温度が５℃変化すると回復時間が０．３ｓ変化することが分かった。

そこで、環境に依存することなく、第１の実施形態と同様な効果が得られるという本実施形態について説明する。本実施形態で特徴とするのは、記録材の厚みと弾性中間転写ベルトの温度に応じて、弾性中間転写ベルトの回復時間を判断し、プロセススピードを変更することによって、低温環境でも潤滑剤を均一にコートすることができる点である。

以下にプロセススピード制御の詳細について説明する。図９は本実施形態における画像形成装置の概略断面図、図１０（ａ）は本実施形態におけるプロセススピード制御を示すブロック図、図１０（ｂ）は本実施形態におけるプロセススピード制御を示すフローチャートであり、これらに基づいて説明する。

本実施形態における画像形成装置は、概ね第１の実施形態と同じであるが、弾性中間転写ベルト７上の温度を検知する中間転写ベルト温度検知手段３０５が配置される。本実施形態では、中間転写ベルト温度検知手段３０５として非接触型の温度検知センサを潤滑剤塗布装置であるファーブラシ１２２と画像形成ステーションＳａの間に配置した。

画像形成が開始すると、記録材Ｐを給紙カセット１００にセットした際に入力した記録材の坪量情報が格納された坪量認識部３０１より、回復時間判断部３０２に信号が送られる（工程１’）。また同時に、中間転写ベルト温度検知手段３０５が検知した値が復時間判断部３０２に送られる（工程２’）。回復時間判断部３０２には、弾性中間転写ベルトの温度が２０℃時の坪量に応じた厚さ毎の弾性層の回復時間と、弾性中間転写ベルトの温度による補正時間が予め格納されている。そして、坪量認識部３０１、中間転写ベルト温度検知手段３０５からの信号に応じて弾性中間転写ベルトの回復時間を決定する（工程３’）。具体的には記録材Ｐの坪量が３００ｇｓｍ、中間転写ベルトの温度が１０℃であるという信号が入力された場合、弾性層の回復時間が２．６ｓと決定する。回復時間判断部３０２で判断された情報は、回転速度切換判断部３０３に入力される。回転速度切換判断部３０３では、二次転写ニップから潤滑剤塗布位置までの距離と回復時間判断部３０２からの情報により、画像形成装置のプロセススピードが算出される（工程４’）。具体的には二次転写ニップ−潤滑剤塗布位置間の距離１５０ｍｍと弾性層の回復時間２．６ｓにより、画像形成装置のプロセススピードは５７ｍｍ／ｓとなる。回転速度切換判断部３０３で算出されたプロセススピードの信号は、画像形成装置の駆動モータ３０４に出力することで、画像形成装置を所定のプロセススピードで回転させる。（工程５’）
上述した制御は給紙カセット１００の記録材の坪量に応じた厚さが変化するたびに実施され、最適なプロセススピードが選択される。

上述した制御を用いて画像形成を行ったところ、低温環境においても潤滑剤の塗布ムラによるスジ抜けが発生することが無くなった。

以上説明したように、中間転写ベルトの温度と記録材の厚みを検知し、その値に応じて画像形成装置のプロセススピードを変更することで、画像形成装置の使用環境に依存することなく、二次転写ニップで生じた弾性層の変形を十分回復させることができる。このため、中間転写ベルトに潤滑剤を均一にコートすることができ、長期にわたって良好な画像を提供することができる。

なお、外部環境による弾性中間転写ベルトの温度変化の他、耐久による弾性中間転写ベルトの温度変化に応じて、プロセススピードを変更して弾性中間転写ベルトの移動速度を変えるようにしても良い。

《第３の実施形態》
上述した実施形態では、記録材の厚み、中間転写体の温度に応じて画像形成装置のプロセススピードを変更することで、移動速度が変更された中間転写ベルトに潤滑剤を均一にコートすることができる構成について述べた。しかし、そのような構成において複数種の坪量に応じた厚さの記録材が混載されているような成果物を作成する場合には、生産性の観点を考慮することが好ましい。

連続画像形成中におけるプロセススピードの切り換え動作は、作像動作を一旦停止し、切り換えたプロセススピードで再度作像動作を開始するようになっているため、生産性を低下させる傾向にある。筆者等の検討によると、記録材の坪量に応じた厚さ毎にプロセススピードを切り換える制御を行った結果、記録材の坪量に応じた厚さの切換回数が多いほど画像形成装置のウェイトが頻繁に行なわれ、生産性の低下となり得る。

本実施形態では、記録材毎に坪量に応じた厚さに対応したプロセススピードを変更するのではなく、記録材を坪量に応じた厚さでグループ化し、記録材のグループ毎に坪量に応じた厚さに対応したプロセススピードへ変更する。本実施形態では、記録材の坪量に応じた厚さ別にグループ分けし、そのグループ毎にプロセススピードを変更することで、坪量に応じた厚さが近い記録材が混載しているような場合に、画像形成装置を一旦停止させることが無くなる。これにより、生産性の著しい低下を防止することができる。

ここで、記録材のグループ分けは、その数が多いとプロセススピード切り換えるための画像形成装置の停止が頻繁に実施され、生産性の低下が生じてしまう。また数が少ないとグループ内の坪量に応じた厚さが厚い記録材は最適な生産性を確保できるが、グループ内の坪量に応じた厚さが薄い記録材ではやはり生産性が低下してしまう。そのため、３〜５グループに分けることが望ましく、本実施形態では８０ｇｓｍ以下、８０〜１２８ｇｓｍ以下、１２８ｇｓｍより以上の３グループに分けた。

また、弾性中間転写ベルト７上の弾性層７２の変形が十分回復する時間ｔ’は、図６に示すように、記録材の坪量が８０ｇｓｍ、１２８ｇｓｍ、３００ｇｓｍでは０．３５ｓ、０．９５ｓ、１．９０ｓであることが分かっている。弾性層７２の変形箇所が潤滑剤塗布部材であるファーブラシ１２２に到達する時間ｔが、ｔ≧ｔ’の関係を満たすようにそれぞれの坪量において０．５０ｓ、１．００ｓ、２．００ｓと設定することで、各グループでのプロセススピードを決定した。具体的には、記録材の坪量が８０ｇｓｍ以下の場合には３００ｍｍ／ｓ、８０〜１２８ｇｓｍ以下の場合には１５０ｍｍ／ｓ、１２８ｇｓｍより以上の場合には７５ｍｍ／ｓとした。

上述した構成で様々な坪量に応じた厚さの記録材が混載した成果物を出力すると、坪量が８０ｇｓｍから２５６ｇｓｍに変更する場合（坪量グループ外への変更の場合）には、プロセススピードが３００ｍｍ／ｓで駆動していた画像形成装置を一旦停止する。そして、７５ｍｍ／ｓに変更してから作像を再開することで、スジ抜け等の画像弊害がない良好の画像を得ることができる。また、坪量が２５６ｇｓｍから３００ｇｓｍに変更する場合（坪量グループ内での変更の場合）には、プロセススピードは３００ｍｍ／ｓのままで作像が続くため、生産性が低下することなく、良好の画像を得ることができた。

以上説明したように、記録材の坪量に応じた厚さ別にグループ分けし、それに応じたプロセススピードで画像形成を行なうことで、複数の坪量に応じた厚さの記録材が混載された場合においても中間転写体に潤滑剤を均一にコートすることができる。そして、長期にわたって良好な画像を提供することができると共に、プロセススピードの切り換え作業時に発生する時間のロスを極力なくすことができ、生産性の著しい低下を防止することができる。

なお、本実施形態において、第２の実施形態である中間像担持体上の温度に応じて弾性層の変形回復時間を補正することを加味することもできる。

（変形例）
以上、カラー画像形成装置について述べたが、本発明は透明トナーと黒トナーを用い透明トナー像と黒トナー像を中間転写ベルトに重畳して記録材に一括転写するモノクロ画像形成装置にも適用可能である。

７・・弾性中間転写ベルト、８・・二次転写対向ローラ、９・・二次転写ローラ、１３・・定着装置、１４・・定着ローラ、１５・・加圧ローラ、１６・・テンションローラ、１７・・支持軸、１００・・給紙カセット、１２１・・潤滑剤、１２２・・ファーブラシ、１２３・・ブレード、Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ・・イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の各画像形成ステーション、Ｐ・・記録材

Claims

移動可能であって、弾性層を有する無端状の中間像担持体と、
前記中間像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、
前記中間像担持体とニップ部を形成し前記ニップ部で記録材を挟持搬送して前記中間像担持体の前記トナー像を記録材に転写する転写部材と、
前記中間像担持体の移動方向において前記ニップ部より下流側に配置され、前記中間像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材と、
前記中間像担持体の移動方向において前記潤滑剤塗布部材より下流側で前記画像形成部より上流側に配置され前記中間像担持体に当接して前記中間像担持体の面を拭掃するクリーニングブレードと、を有する画像形成装置において、
画像形成中の前記中間像担持体の移動速度を変更可能な変更手段と、
前記中間像担持体が前記ニップ部から前記潤滑剤塗布部材まで移動する時間が、前記ニップ部での記録材の挟持により発生した前記弾性層の弾性変形量が５０μｍ未満に回復する時間より長くなるように、通紙される記録材の厚み情報に基づき、前記中間像担持体の前記移動速度を前記変更手段により制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
前記中間像担持体の温度を検知する温度検知手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に応じて前記移動速度を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、グループ化された記録材の厚み情報に応じて前記移動速度を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記弾性層はＪＩＳ−Ａ硬度が４０度から８０度の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。