JP6812117B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、及びこれらの複数の機能を有する複合機等として広く応用されている。この種の画像形成装置では、帯電したトナーを現像スリーブから感光ドラム（像担持体）に接近させ、静電的にトナーを感光ドラム上の静電潜像に付着させることにより現像が行なわれ、画像が形成される。また、画像形成装置としては、中間転写方式のものが広く普及している。この中間転写方式の画像形成装置では、感光ドラム上に形成された各色トナー像を中間転写ベルトに一次転写する。そして、中間転写ベルトと二次転写ローラとのニップ部でシートを挟持及び搬送して、二次転写ローラに転写電圧を印加することにより中間転写ベルトのトナー像をシートに二次転写する。

ここで、中間転写ベルトと二次転写ローラとのニップ部の電界が強すぎると、放電によりトナーには逆極性の電荷が飛び込む。これにより、電荷量が０近傍になるトナーが発生し、このようなトナーはシート上へ転写されないため、シートに形成された画像の放電位置に対応する部分が白く抜けてしまうことがある（白抜け現象）。白抜け現象は、二次転写ローラにおける電界が強ければ強いほど発生しやすい。

白抜け現象の程度は、例えば、トナーの受けた負荷の大きさによって差が生じる。即ち、大きな負荷を受けたトナーは、トナーの外添剤が剥がれ落ちてしまう。トナーの外添剤は、トナーと他の物体との付着力を下げる役割を有するため、大きな負荷を受けて外添剤が剥がれ落ちたトナーは、中間転写ベルトとの付着力が上がってしまい、白抜け現象の程度が高くなってしまう。大きな負荷を受けたトナーを用いずに、大きな負荷を受けていない良好な状態のトナーにより画像形成を実行することが望ましい。そこで、シート上へ画像を形成しない非画像形成時に、周辺環境の水分量が所定量より多い場合に現像容器内のトナーを吐出する画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。

この画像形成装置によれば、現像容器内で大きな負荷を受けているトナーを吐出し、トナー供給部から新しいトナーを補給することで、トナーの状態を良好に保つことができるので、白抜け現象の発生を抑制することができる。しかしながら、特許文献１記載の画像形成装置では、転写バイアスが小さく高濃度画像領域を十分に二次転写できなくなるため、シート上に形成される高濃度画像の画質が損なわれるという問題が発生する虞がある。

これに対し、白抜け現象の原因となる放電は、中間転写体のトナー像担持面とシート表面との間に空隙があることにより発生しやすいことが知られている。特に、中間転写体としてベルト状の中間転写ベルトを使用した場合には、二次転写部近傍で中間転写ベルトが振動していると空隙が発生しやすくなるため、白抜け現象が悪化することが確認された。

中間転写ベルトの振動を防止するためにはテンションローラ等の使用により、中間転写ベルトの張力を強くすれば良い。これに対し、画質に大きく寄与する二次転写部近傍の中間転写ベルトの振動を十分に抑えるためには、二次転写部近傍の中間転写ベルトの裏面から接触する押圧部材を配置することが効果的であることが知られている。この場合、押圧部材は、中間転写ベルトの裏面から接触することで、二次転写部近傍に中間転写ベルトの張り面を変化させる形状に形成されている。

それを実現するための構成としては、例えば、二次転写部近傍に中間転写ベルトの裏面からシート状の押圧部材（振動防止部材）を中間転写ベルトに押し付けるように配置した画像形成装置が提案されている（特許文献２参照）。この画像形成装置では、二次転写部近傍に中間転写ベルトの裏面から接触するシート状の押圧部材を固定配置し、中間転写ベルトの張り面を変化させて、二次転写部近傍のテンションを強くすることで、白抜け現象の発生を抑制するようにしている。また、この画像形成装置では、押圧部材は、中間転写ベルトの張り面に対して大きく侵入させるようにした方がその効果が大きくなる。そのため、押圧部材は、中間転写ベルトに強く当接するような状態で配置させることが望まれる。

特開２０００−１８１３２１号公報 特開２００２−８２５４３号公報

しかしながら、上述した特許文献２の画像形成装置では、押圧部材を常に大きな力で中間転写ベルトに当接しているので、中間転写ベルトは回動により押圧部材との間に常に大きな摩擦力を受けてしまう。このような摩擦は、中間転写ベルトの摩耗や破損の要因となり、中間転写ベルトの経時的な機能低下に繋がってしまう可能性がある。また、押圧部材と中間転写ベルトの強い摩擦によって中間転写ベルトや二次転写ローラの削れ粉が発生し、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラ等の内ローラの汚れを進行させる要因となる虞がある。内ローラの汚れは、転写クリーニングの不良を引き起こし、画像不良として顕在化される可能性がある。このように、押圧部材が中間転写ベルトに対して常に強く当接した状態で固定配置された画像形成装置では、中間転写ベルトの経時的な摩耗や破損の原因となってしまう虞がある。そのため、この画像形成装置では、中間転写ベルトの短寿命化を招いたり、クリーニング不良に伴う画像不良の発生要因となるという課題があった。

本発明は、中間転写ベルトの振動による空隙に起因する白抜け現象の発生を抑えながらも、中間転写ベルトの経時的な摩耗や破損を抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、トナー像を担持して移動可能な像担持体と、回転可能に設けられ、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内面に当接する内ローラと、前記内ローラとの間で前記中間転写ベルトを挟持し、前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を二次転写するための二次転写ニップ部を形成する外ローラと、前記二次転写ニップ部よりも前記中間転写ベルトの回転方向上流側にて前記二次転写ニップ部に隣接して配置され、前記中間転写ベルトの内面を押圧可能な押圧部材と、前記押圧部材が前記中間転写ベルトを押圧する第１位置と、前記押圧部材が前記中間転写ベルトから離間する第２位置と、に前記押圧部材を移動可能な移動機構と、前記移動機構を駆動する駆動部と、画像形成ジョブの開始に伴い、前記中間転写ベルトの駆動を開始する前に前記押圧部材を前記第２位置から前記第１位置へ移動させる一方、画像形成ジョブの終了に伴い、前記中間転写ベルトの停止前に前記押圧部材を前記第１位置から前記第２位置へ移動させるように前記駆動部を制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、制御部は、押圧部材が中間転写ベルトを所定の押圧力で押圧する第１のモードと、押圧部材が中間転写ベルトを所定の押圧力より小さい力で付勢するか、あるいは押圧部材が中間転写ベルトから離間する第２のモードを実行可能である。このため、制御部は、画像形成する際には、第１のモードを実行することにより、中間転写ベルトの振動による空隙を抑えることで白抜け現象の発生を抑制することができる。また、制御部は、画像形成することなく中間転写ベルトを回転させる際には、第２のモードを実行することにより、所定の押圧力で付勢する場合に比べて中間転写ベルトにおける押圧部材からの摩擦力を小さくすることができる。このように、中間転写ベルトと押圧部材との摩擦の発生する時間を短縮し、摩擦による中間転写ベルトの摩耗を抑制することができる。これにより、中間転写ベルトの振動による空隙に起因する白抜け現象の発生を抑えながらも、中間転写ベルトの経時的な摩耗や破損を抑制することができる。

実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 実施の形態に係る二次転写部の概略構成を示す側面図である。 実施の形態に係る押圧機構の概略構成を示す側面図であり、（ａ）は押圧部材が中間転写ベルトを付勢する第１のモード、（ｂ）は押圧部材が中間転写ベルトから離間した第２のモードである。 実施の形態に係る画像形成装置における押圧機構の動作手順を示すフローチャートである。 （ａ）は、実施の形態に係る押圧部材の動作を示すタイムチャートであり、（ｂ）は、駆動ローラの回転速度の変動を示す説明図である。 実施の形態に係る押圧部材の動作の変形例を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態の画像形成装置を、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。尚、本実施の形態では、画像形成装置を、一例としてタンデム型のフルカラープリンタとした場合について説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施することができる。

図１に示すように、画像形成装置１は、装置本体１０と、シート給送部３０と、画像形成部４０と、不図示のシート搬送部と、シート排出部６０と、制御部７０とを備えている。装置本体１０には、各種の実行指令を制御部７０に入力可能な操作部１１が設けられている。尚、記録材であるシートＳは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である合成樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。

シート給送部３０は、装置本体１０の下部に配置されており、シートＳを積載して収容するシートカセット３１と、給送ローラ３２とを備え、シートＳを画像形成部４０に給送する。

画像形成部４０は、画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋと、トナーボトル４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋと、露光装置４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋと、中間転写ユニット４４と、二次転写部４５と、定着部４６とを備えている。画像形成部４０は、画像情報に基づいてシートＳに画像を形成可能である。尚、本実施の形態の画像形成装置１は、フルカラーに対応するものであり、画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋは、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図１中では４色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示すが、明細書中では色の識別子を付さずに符号のみで説明する場合もある。

本実施の形態では、現像剤として、非磁性のトナーと磁性のキャリアと外添剤との混合物である二成分現像剤を使用している。本実施の形態では、設置時の現像剤はトナーとキャリアの重量比を１：９としている。尚、本実施の形態では、現像剤として二成分現像剤を適用しているが、これには限られず、トナーのみを含む一成分現像剤を適用してもよい。

画像形成ユニット５０は、４色のトナー画像を形成するための４個の画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋを含んでいる。各画像形成ユニット５０は、トナー画像を形成する感光ドラム（像担持体）５１と、感光ドラム５１を帯電する帯電ローラ５２と、現像装置２０と、感光ドラム５１を除電する前露光部５８と、クリーニング部材５９とを備えている。

感光ドラム５１は、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持つよう形成された感光層を有し、所定のプロセススピード（周速度）で矢印方向に回転する。帯電ローラ５２は、感光ドラム５１の表面に接触して、感光ドラム５１の表面を、例えば、一様な負極性の暗部電位に帯電させる。感光ドラム５１の表面では、帯電後、露光装置４２によって画像情報に基づいて静電像が形成される。感光ドラム５１は、静電像を担持して移動可能であり、現像装置２０によってトナーで現像される。露光装置４２によって形成される静電像は小さいドット画像の集合体であり、ドット画像の密度を変化させることで感光ドラム５１の表面に形成するトナー像の濃度を変化させることができる。本実施の形態では、各色トナー像は、それぞれ最大濃度を約１．５〜１．７としており、最大濃度の時のトナーの載り量を約０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ^２としている。尚、各感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋは、それぞれドラムカートリッジに設けられ、各ドラムカートリッジをそれぞれ装置本体１０に対して着脱可能である。

現像装置２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋは、現像剤を収容する現像容器と、第１搬送スクリュ及び第２搬送スクリュと、現像スリーブ２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋと、規制部材とを有している。現像容器には、トナーが充填されたトナーボトル４１から未使用のトナーが供給される。現像装置２０は、トナーを有する現像剤が収容され、感光ドラム５１に担持された静電像をトナーにより現像する。本実施の形態では、現像剤担持体として円筒形状の現像スリーブ２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋを採用しているが、これには限られず、現像剤担持体としては例えば可撓性のベルトを適用してもよい。

感光ドラム５１において現像されたトナー像は、後述する中間転写ベルト４４ｂに一次転写される。一次転写後の感光ドラム５１は、前露光部５８によって表面を除電される。クリーニング部材５９は、感光ドラム５１の表面に接して配置され、一次転写後の感光ドラム５１の表面に残留する転写残留トナー等の残留物を清掃する。本実施の形態では、吐出モードの実行時に形成された吐き出しトナー像はクリーニング部材５９により清掃される。

中間転写ユニット４４は、画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋの下方に配置されている。中間転写ユニット４４は、駆動ローラ４４ａや従動ローラ４４ｄ、一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋ等の複数のローラと、これらのローラに巻き掛けられて回転する中間転写ベルト４４ｂとを備えている。一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋは、感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋにそれぞれ対向して配置され、中間転写ベルト４４ｂに当接する。中間転写ベルト４４ｂの回転速度は、２５０〜３００ｍｍ／ｓｅｃとしている。尚、本実施の形態では、感光ドラム５１うち、中間転写ベルト４４ｂの回転方向の最上流側にはイエロー用の感光ドラム（第１の像担持体）５１ｙが配置され、その下流側にはマゼンタ用の感光ドラム（第２の像担持体）５１ｍが配置される。

中間転写ベルト４４ｂに一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋによって正極性の転写バイアスを印加することにより、感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋ上のそれぞれの負極性を持つトナー像が順次中間転写ベルト４４ｂに多重転写される。これにより、中間転写ベルト４４ｂは、感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋの表面で静電像を現像して得られたトナー像を転写して移動する。即ち、中間転写ベルト４４ｂは、感光ドラム５１から一次転写されたトナー像を担持して回転可能である。

中間転写ベルト４４ｂは、装置本体１０に対して着脱可能であると共に、感光ドラム５１に形成されたトナー像が転写される。中間転写ベルト４４ｂは、内側から樹脂層、弾性層、表層の３層構造を有する無端ベルトである。樹脂層は厚さ７０〜１００μｍであり、構成材料としてポリイミド、ポリカーボネート等の樹脂材料が用いられている。弾性層は厚さ２００〜２５０μｍであり、構成材料としてウレタンゴム、クロロプレンゴム等の弾性材料が用いられている。

表層は厚さ５〜１０μｍであり、構成材料としては中間転写ベルト４４ｂの表面へのトナーの付着力を小さくして、二次転写部４５の二次転写ニップ部ＮでトナーがシートＳへ転写しやすくなるものが要求される。具体的には、構成材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の１種類の樹脂材料を使用することができる。あるいは、構成材料としては、弾性材料（弾性材ゴム、エラストマ）を使用し、表面エネルギを小さくし潤滑性を高める材料、例えばフッ素樹脂等の粉体や粒子を分散させて使用することができる。また、中間転写ベルト４４ｂはカーボンブラック等の抵抗値調整用の導電剤が添加されており、体積抵抗率は１×１０^９〜１×１０^１４Ω・ｃｍに調整されている。

二次転写部４５は、二次転写内ローラ（支持ローラ）４５ａと、二次転写ベルトユニット８０と、押圧機構９０とを備えている。二次転写内ローラ４５ａは、中間転写ベルト４４ｂの内側面に当接する。二次転写ベルトユニット８０は、二次転写外ローラ８１と、搬送面形成ローラ８２と、テンションローラ８３と、駆動ローラ８４と、これらのローラに巻き掛けられて回転する二次転写ベルト（回転体）８５とを備えている。二次転写ベルト８５は、駆動ローラ８４に駆動されて矢印方向に回転する。中間転写ベルト４４ｂ及び二次転写ベルト８５が二次転写内ローラ４５ａ及び二次転写外ローラ８１により押圧される部位において、二次転写ニップ部Ｎが形成されている。二次転写ベルトユニット８０は、二次転写ベルト８５にシートＳを担持させて二次転写ニップ部Ｎを通過させる。二次転写ベルト８５を用いることで、二次転写ニップ部Ｎにおけるトナー像の転写後、中間転写ベルト４４ｂからのシートＳの分離が容易になり、シートＳを安定して定着部４６へ搬送することができる。即ち、二次転写ベルト８５は、二次転写内ローラ４５ａとの間で中間転写ベルト４４ｂを挟持してトナー像を二次転写する二次転写ニップ部Ｎを形成する。

二次転写ベルト８５は、ポリイミドやポリカーボネートなどの樹脂材料に帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させて、体積抵抗率を１×１０^９〜１×１０^１４Ω・ｃｍに調整した樹脂材料で形成されている。二次転写ベルト８５は、単層構造で厚みは０．０７〜０．１ｍｍである。二次転写ベルト８５は、引っ張り試験法（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）で測定したヤング率の値が１００ＭＰａ以上１０ＧＰａ以下であり、十分な硬度を有している。

二次転写外ローラ８１は、ステンレス丸棒の芯金の外周にイオン導電系発泡ゴム（ＮＢＲゴム）の弾性層を配置して外径２４ｍｍに形成されている。二次転写外ローラ８１は、弾性層の表面粗さＲｚ＝６．０〜１２．０μｍである。常温常湿環境（Ｎ／Ｎ：２３℃、５０％ＲＨ）にて２ｋＶを印加して測定した抵抗値が１×１０^５〜１×１０^７Ωである。弾性層１０ｂのＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度は３０〜４０程度である。

二次転写外ローラ８１には、出力電流が可変の二次転写電源８６が接続される。二次転写電源８６は、一例として＋４０〜６０μＡの転写電流が流れるように出力電圧を自動調整する。二次転写電源８６は、二次転写外ローラ８１に正極性の二次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト４４ｂに担持されたトナー像を二次転写ベルト８５上のシートＳへ二次転写させる。トナー像の二次転写に伴って二次転写電源８６から供給された静電気力によって、シートＳは、二次転写ベルト８５へ吸着される。

搬送面形成ローラ８２は、分離ローラを兼ねている。二次転写ベルト８５上のシートＳは、搬送面形成ローラ８２に到達した後、搬送面形成ローラ８２の周面に沿った二次転写ベルト８５の湾曲面で、二次転写ベルト８５から曲率分離する。二次転写ベルト８５から曲率分離したシートＳは、分離爪８７から搬送ベルト８８を経て定着部４６に搬送される。分離爪８７は、二次転写ベルト８５から分離したシートＳが二次転写ベルト８５に再び静電的に巻き付くのを防ぐ。押圧機構９０については、後述する。

定着部４６は、定着ローラ４６ａ及び加圧ローラ４６ｂを備えている。定着ローラ４６ａと加圧ローラ４６ｂとの間をシートＳが挟持され搬送されることにより、シートＳに転写されたトナー像は加熱及び加圧されてシートＳに定着される。

シート排出部６０は、排出経路の下流側に配置された排出ローラ対６１と、装置本体１０の側部に配設された排出口６２及び排出トレイ６３とを備えている。排出ローラ対６１は、排出経路から搬送されるシートＳを排出ニップ部から給送し、排出口６２から排出可能である。排出口６２から排出されたシートＳは、排出トレイ６３に積載される。

制御部７０はコンピュータにより構成され、例えばＣＰＵと、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、外部と信号を入出力する入出力回路（Ｉ／Ｆ）とを備えている。ＣＰＵは、画像形成装置１の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。ＣＰＵは、入出力回路を介して、シート給送部３０、画像形成部４０、シート搬送部、シート排出部６０に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。

制御部７０は、後述する押圧機構９０の駆動部９３を制御することにより、第１のモードと第２のモードとを切り換えて実行可能である。制御部７０は、第１のモードでは、押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂを所定の押圧力で押圧するように制御する。制御部７０は、第２のモードでは、押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂを押圧力より小さい力で付勢するか、あるいは押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂから離間するように制御する。

また、制御部７０は、画像形成ジョブ中において、少なくとも二次転写が行われる間、第１のモードを実行し、二次転写が行われた後、第２のモードを実行する。また、制御部７０は、画像形成ジョブ中において、二次転写が行われる前、第２のモードを実行する。更に、制御部７０は、第２のモードにおいて押圧部材９１を中間転写ベルト４４ｂから離間させるように制御する。

また、制御部７０は、画像形成ジョブ中において、一次転写が行われる前、第１のモードを実行する。本実施の形態では、制御部７０は、複数の感光ドラム５１のうち、中間転写ベルト４４ｂの最上流側に配置されるイエロー用の感光ドラム５１ｙによる一次転写が行われる前、第１のモードを実行する。

次に、このように構成された画像形成装置１における画像形成動作について説明する。

図１に示すように、画像形成動作が開始されると、まず感光ドラム５１が回転して表面が帯電ローラ５２により帯電される。そして、露光装置４２により画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム５１に対して発光され、感光ドラム５１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーが付着することにより、現像されてトナー画像として可視化され、中間転写ベルト４４ｂに転写される。

一方、このようなトナー像の形成動作に並行して給送ローラ３２が回転し、シートカセット３１の最上位のシートＳを分離しながら給送する。そして、中間転写ベルト４４ｂのトナー画像にタイミングを合わせて、搬送経路を介してシートＳが二次転写部４５に搬送される。更に、中間転写ベルト４４ｂからシートＳに画像が転写され、シートＳは、定着部４６に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されてシートＳの表面に定着され、排出ローラ対６１により排出口６２から排出されて排出トレイ６３に積載される。

次に、押圧機構９０について、図２及び図３を用いて詳細に説明する。図２に示すように、押圧機構９０は、押圧部材９１と、押圧部材９１に一体化され回転可能な支持部材９２と、押圧部材９１の傾斜角度を変更可能な駆動部９３とを有している。押圧部材９１は、二次転写ニップ部Ｎよりも中間転写ベルト４４ｂの回転方向上流側にて二次転写ニップ部Ｎに隣接して配置され、中間転写ベルト４４ｂの内側面を弾性的に押圧可能に設けられている。押圧部材９１は、例えばシート状の弾性板部材からなる。また、押圧部材９１は、中間転写ベルト４４ｂの回転方向上流側に設けられた固定端部９１ａと、中間転写ベルト４４ｂの回転方向下流側に設けられ、中間転写ベルト４４ｂの内側面に当接して、例えば弾性的に押圧する自由端部９１ｂと、を有している。更に、押圧部材９１は、支持部材９２により、固定端部９１ａを片持ち支持されている。

支持部材９２は、中心軸において装置本体１０に対して回転可能に支持されている。駆動部９３は、押圧部材９１を中間転写ベルト４４ｂに付勢するよう駆動可能である。駆動部９３は、支持部材９２の中心軸上に設けられた従動プーリ９４と、駆動プーリ９５と、両プーリ９４，９５に巻き掛けられたベルト９６と、駆動プーリ９５を回転させるモータ９７とを有している。モータ９７が制御部７０により駆動されることで、駆動部９３が支持部材９２及び押圧部材９１の傾斜角度を変更することができる。これにより、押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂを押圧するか否か、あるいは押圧する場合は押圧力を調整することができる。

ここで、押圧部材９１の中間転写ベルト４４ｂへの侵入量Ｈが大きいほど、二次転写ニップ部Ｎ上流で中間転写ベルト４４ｂの振動を防止する効果が大きくなる。一方、侵入量Ｈが大きくなると、二次転写ニップ部Ｎ近傍で中間転写ベルト４４ｂ上の未定着トナー像とシートＳとがこすれる画像不良、二次転写ニップ部Ｎ上流のガイドを抜けた時のショックが大きくなるという弊害も発生する。そのため、中間転写ベルト４４ｂの張り面に対する押圧部材９１の侵入量Ｈの初期設定値（所定の押圧力）は、本実施の形態では１．０±０．５ｍｍの間に設定されている。押圧部材９１は厚みが０．４〜０．６ｍｍ程度の厚みで、ポリエステル等の樹脂材料から構成される。二次転写内ローラ４５ａと接触しないように、二次転写内ローラ４５ａと中間転写ベルト４４ｂが接触する位置から上流側へ１０〜４０ｍｍ離した位置で、中間転写ベルト４４ｂの裏面と押圧部材９１の先端の自由端部９１ｂが接触するように配置されている。

押圧機構９０は、図３（ａ）に示すように、押圧部材９１と中間転写ベルト４４ｂとが接触する第１のモードと、図３（ｂ）に示すように、間転写押圧部材９１と中間転写ベルト４４ｂとが離間する第２のモードとに変化可能である。

図３（ａ）に示すように、中間転写ベルト４４ｂと接触して、所定の押圧力で押圧するときには、中間転写ベルト４４ｂの張り面が変化し、二次転写ニップ部Ｎ近傍のテンションが強くなる。これにより、中間転写ベルト４４ｂの振動やそれによる白抜け現象の発生が抑制される。接触位置に押圧部材９１が配置された状態で中間転写ベルト４４ｂの回動が行われると、押圧部材９１と中間転写ベルト４４ｂの間に摩擦が発生し、摩耗の要因となることは既に述べた通りである。

図３（ｂ）に示すように、押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂとの接触位置から離れた状態にあるときには、両者の間に摩擦が起こらないため、経時的な摩耗は進行しない。一方で、この状態にあるときには押圧部材９１によって中間転写ベルト４４ｂにテンションが加えられていないため、白抜け現象を防止する効果が得られない。

そこで、本実施の形態では、押圧部材９１と中間転写ベルト４４ｂの接触時間帯を、画像形成時の特定期間に限定するようにしている。これにより、押圧部材９１と中間転写ベルト４４ｂとの摩耗を適度に抑え、画像形成時には中間転写ベルト４４ｂの張り面を変化させることで白抜け現象による画像不良の発生の抑制を達成している。

また、押圧部材９１を中間転写ベルト４４ｂに接触させる制御は、画像形成中に行うと中間転写ベルト４４ｂにショックを与えてしまうため、画像形成を行っていない時に実施する必要がある。また、感光ドラム５１上に形成された各色未定着トナー像を、中間転写ベルト４４ｂ上に一次転写する際に押圧部材９１が侵入すると、未定着トナー像の重ね合わせが乱れ、画像不良を引き起こしてしまう虞がある。そこで本実施の形態では、中間転写ベルト４４ｂへのショックによる画像不良を防止するため、以下のフローチャートに示したような動作で押圧部材９１の制御を行っている。

次に、上述した本実施の形態の画像形成装置１において、押圧機構９０の動作について、図４に示すフローチャート及び図５（ａ）に示すタイムチャートに沿って説明する。

画像形成ジョブの発信前は、押圧部材９１は、中間転写ベルト４４ｂから離間している。そして、制御部７０は、画像形成ジョブを開始すると、前回転処理として、中間転写ベルト４４ｂの回転を開始する（ステップＳ１、図５のｔ０）。この時点では、二次転写ニップ部Ｎでのシート搬送（通紙）は行われていない。この時、押圧機構９０の駆動部９３は駆動されず、押圧部材９１は、中間転写ベルト４４ｂから離間したままである（図５のｔ０〜ｔ１）。これにより、前回転時には、押圧部材９１及び中間転写ベルト４４ｂが接触しないので、これらの間で摩擦の発生する時間を短縮し、摩擦による中間転写ベルト４４ｂの摩耗を抑制することができる。

そして、制御部７０は、前回転処理の後、駆動部９３を制御して押圧部材９１を中間転写ベルト４４ｂに対して所定の押圧力で押圧する（ステップＳ２、第１のモード、図５のｔ１）。その後、制御部７０は、第１のモードに切り換わってから所定時間の経過後に一次転写を実行する（ステップＳ３）。即ち、前回転の後、フルカラーモードでは感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋの順、モノクロモードでは５１ｋの未定着トナー像を中間転写ベルト４４ｂへと重ね合わせて一次転写していく。ここで、一次転写が始まる前に、押圧部材９１の制御動作を行うようにする。つまり、フルカラーモードでは一次転写ローラ４４ｙ、モノクロモードでは一次転写ローラ４４ｋでの一次転写の前に押圧部材９１を中間転写ベルト４４ｂに接触させる。これにより、押圧部材９１の制御からの影響を受けることなく一次転写を行うことができる。

続いて、制御部７０は、二次転写を実行し（ステップＳ４）、通紙を行う（図５のｔ１〜ｔ２）。通紙中は、感光ドラム５１上に形成された各色トナー像が中間転写ベルト４４ｂ上へ一次転写した後、シートＳ上へ一括して二次転写される。この際に、中間転写ベルト４４ｂの振動などにより中間転写ベルト４４ｂのトナー像担持面とシートＳ表面との間に空隙が発生すると強抜けの要因となる放電が発生しやすくなる。そのため、この間には押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂに接触してテンションを加えることで振動を防止するので、放電の発生が抑制する効果を得ることができる。

制御部７０は、画像形成が終了し通紙が完了してから、駆動部９３を制御して押圧部材９１を中間転写ベルト４４ｂから離間する（ステップＳ５、第２のモード、図５のｔ２）。その後、制御部７０は後回転処理を実行し（ステップＳ６、図５のｔ２〜ｔ３）、後回転後に処理を終了する。これにより、後回転時には、押圧部材９１及び中間転写ベルト４４ｂが接触しないので、これらの間で摩擦の発生する時間を短縮し、摩擦による中間転写ベルト４４ｂの摩耗を抑制することができる。

尚、押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂに接触した際の駆動ローラ４４ａの回転速度の時間変化を計測した。その結果を図５（ｂ）に示す。駆動ローラ４４ａの軸に回転速度計（ＭＵＴＯＨ製 ロータリエンコーダＵＮ−２０００）を接続し回転速度を検知して得た概形であり、押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂと接触することで回転速度が大きく変動していることが確認された。本願発明者が検討を行った結果、この変動が起こっている時間幅は約０．０５秒であることが確認された。従って、押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂに侵入することによる画像形成への影響を除去するためには、押圧部材９１が接触してから所定時間として例えば約０．０５秒以上経過した後に一次転写が開始されることが好ましい。即ち、押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂへの押圧を開始してから、押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂを押圧することにより発生した中間転写ベルト４４ｂの回転速度の変動が収束するまでの時間を、収束時間として予め設定しておく。この場合に、制御部７０は、第２のモードから第１のモードに移行する際に、収束時間を空けてから第１のモードを実行する。

時間間隔が０．０５秒よりも短い場合には、押圧部材９１と中間転写ベルト４４ｂとの接触による影響が緩和されていないため、トナー像の乱れによる画像不良が発生する虞がある。また、二次転写ニップ部Ｎへ供給されたシートＳに中間転写ベルト４４ｂ上のトナー像を二次転写する際には、既に押圧部材９１が接触した状態で回動動作しているため、このタイミングでのショックの発生は防止されている。

上述したように本実施の形態の画像形成装置１によれば、押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂを所定の押圧力で押圧する第１のモードと、押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂから離間する第２のモードを実行可能である。このため、制御部７０は、画像形成する際には、第１のモードを実行することにより、中間転写ベルト４４ｂの振動による空隙を抑えることで白抜け現象の発生を抑制することができる。また、制御部７０は、画像形成することなく中間転写ベルト４４ｂを回転させる際には、第２のモードを実行することにより、所定の押圧力で付勢する場合に比べて中間転写ベルト４４ｂにおける押圧部材９１からの摩擦力を小さくすることができる。このように、中間転写ベルト４４ｂと押圧部材９１との摩擦の発生する時間を短縮し、摩擦による中間転写ベルト４４ｂの摩耗を抑制することができる。これにより、中間転写ベルト４４ｂの振動による空隙に起因する白抜け現象の発生を抑えながらも、中間転写ベルト４４ｂの経時的な摩耗や破損を抑制することができる。

また、本実施の形態の画像形成装置１によれば、制御部７０は、前回転時及び後回転時の両方で第２のモードを実行している。このため、中間転写ベルト４４ｂと押圧部材９１との摩擦の発生する時間をより短縮することができる。

上述した実施の形態の画像形成装置１では、制御部７０は、第２モードにおいて押圧部材９１が中間転写ベルト４４ｂから離間するようにしているが、これには限られない。例えば、制御部７０は、第２モードにおいて押圧部材９１が中間転写ベルトを所定の押圧力より小さい力で付勢するようにしてもよい。この場合も、押圧部材９１が中間転写ベルトを所定の押圧力で押圧する場合にくらべて、摩擦力を低減することができる。

また、上述した実施の形態の画像形成装置１では、制御部７０は、前回転時及び後回転時の両方で第２のモードを実行しているが、これには限られない。例えば、図６に示すように、前回転時に第１のモードを実行するようにしてもよい。この場合、前回転時に押圧部材９１の制御が行われないため、より容易な制御で中間転写ベルト４４ｂのショックの発生を防止することができる。また、押圧部材９１が常に所定の押圧力で当接される場合に比べて、摩擦の発生する時間は短縮されるため、中間転写ベルト４４ｂの摩耗を抑制する効果を得ることができる。

また、上述した実施の形態の画像形成装置１では、押圧部材９１は、例えばシート状の弾性板部材からなり、中間転写ベルト４４ｂの内側面を弾性的に押圧可能に設けられている場合について説明したが、これには限られない。例えば、押圧部材９１は弾性率の高い材質から成るようにし、中間転写ベルト４４ｂの内側面を非弾性的に押圧可能に設けるようにしてもよい。

１…画像形成装置、４４ｂ…中間転写ベルト、４５ａ…二次転写内ローラ（支持ローラ）、５１，５１ｃ，５１ｋ…感光ドラム（像担持体）、５１ｍ…感光ドラム（像担持体、第２の像担持体）、５１ｙ…感光ドラム（像担持体、第１の像担持体）、７０…制御部、８５…二次転写ベルト（回転体）、９０ａ…固定端部、９０ｂ…自由端部、９１…押圧部材、９３…駆動部、Ｎ…二次転写ニップ部。

Claims (2)

1. トナー像を担持して移動可能な像担持体と、
   回転可能に設けられ、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトの内面に当接する内ローラと、
   前記内ローラとの間で前記中間転写ベルトを挟持し、前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を二次転写するための二次転写ニップ部を形成する外ローラと、
   前記二次転写ニップ部よりも前記中間転写ベルトの回転方向上流側にて前記二次転写ニップ部に隣接して配置され、前記中間転写ベルトの内面を押圧可能な押圧部材と、
   前記押圧部材が前記中間転写ベルトを押圧する第１位置と、前記押圧部材が前記中間転写ベルトから離間する第２位置と、に前記押圧部材を移動可能な移動機構と、
   前記移動機構を駆動する駆動部と、
   画像形成ジョブの開始に伴い、前記中間転写ベルトの駆動を開始する前に前記押圧部材を前記第２位置から前記第１位置へ移動させる一方、画像形成ジョブの終了に伴い、前記中間転写ベルトの停止前に前記押圧部材を前記第１位置から前記第２位置へ移動させるように前記駆動部を制御する制御部と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記押圧部材は、板部材であり、前記中間転写ベルトの回転方向上流側に設けられた固定端部と、前記中間転写ベルトの回転方向下流側に設けられ、前記中間転写ベルトの内面に当接して押圧する自由端部と、を有して、片持ち支持される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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