(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する感光体上にトナー像を形成する画像形成部と，前記感光体に接触しつつ回転するとともに，前記感光体からトナー像が転写される転写ベルトとを有する画像形成装置において，
前記転写ベルトのトナー像担持面に対して圧接する位置と離隔する位置との間で移動可能にされている移動部材と，
前記転写ベルトに接触して固定して配置され，転写ベルトの回転に対して摺動抵抗となる固定部材と，
前記固定部材に電圧を印加する電圧印加部と，
前記移動部材と前記電圧印加部とを制御する制御部と，
前記転写ベルト上のトナー像を検出するトナーセンサとを有し，
前記制御部は，少なくとも前記感光体から前記転写ベルトへトナー像が転写されている期間中は，前記移動部材の位置にかかわらず前記電圧印加部によって前記固定部材に電圧を印加させるとともに，前記移動部材の移動を，前記電圧印加部による電圧の印加が行われている期間中に行わせるものであり，
前記固定部材は，前記トナーセンサのセンシング位置の裏面に配置されているものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載する画像形成装置において，
各色のトナー像を前記転写ベルト上の同じ位置に重ねて一次転写し，重ねられたトナー像を前記転写ベルトからまとめて二次転写することによりカラー画像を形成するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する画像形成装置において，
前記画像形成部が，１つの感光体と，１つずつ交替で前記感光体に対面する複数の現像部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載する画像形成装置において，前記制御部は，
第１色のトナー像の先頭が前記移動部材のところに達する前に前記移動部材を前記転写ベルトから離間させ，
最終から２番目の色まで重ねられたトナー像の末尾が前記移動部材のところを通過してから前記移動部材を前記転写ベルトに接触させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ベルト状の中間転写体を有する画像形成装置に関する。さらに詳細には，中間転写体に各色のトナー像を重ね合わせて転写することにより，カラー画像を形成できる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，いわゆる４サイクル機と呼ばれるタイプの画像形成装置がある。このタイプの装置では，回転式のラック等に組み込まれた各色の現像装置が，１つの感光体に順に対面する。そして，その色のトナー像が形成されては，中間転写体へ転写される。この手順を各色について繰り返すことにより，各色のトナー像が中間転写体の同じ位置に順に転写されて，重ね合わされる。
【０００３】
４サイクル機では中間転写体が各色ごとに１周される構成のため，クリーナ装置や２次転写装置は，画像形成のための各処理にタイミングを合わせて，中間転写体に圧接・離隔される。そのため，クリーナ装置や２次転写装置が圧接されているか離隔されているかによって，中間転写体の駆動に対する負荷状態が変化する。
【０００４】
この中間転写体として，複数のローラ等によって張架されたベルト状のものが使用されているものがある。ベルト状の中間転写体では，部分的に撓みが発生することがある。特にクリーナ装置等の接離時のショックによる影響で，一時的に撓むことがある。また，撓みによりその駆動状態に一時的に変動が起きることがある。そのため，一次転写の実施中にクリーナ装置等の接離を行うと，そのタイミングで色ずれが発生するという問題点があった。
【０００５】
これに対し，例えば特許文献１に記載の画像形成装置は，一次転写のタイミングとクリーナ装置の接離のタイミングとをずらしたものとされている。すなわち，クリーナ装置の離隔が終了してから，一次転写が開始されるタイミングとすることにより，ショックによる色ずれが防止されている。また，特許文献２に記載の画像形成装置では，このクリーナ装置等の接離時の負荷の変動による色ずれを打ち消すように，相当する箇所の潜像の書き込み位置をあらかじめずらしたものとされている。
【特許文献１】特開平９−１４６４３８号公報
【特許文献２】特開２００２−２７８２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，前記した従来の画像形成装置には，以下の問題点があった。特許文献１に記載の装置では，一次転写中にクリーナ装置の接離を行うものに比較して，一次転写の開始を遅らせたものとなっている。そのため，装置全体の生産性が低いものとなるという問題点があった。また，特許文献２に記載の装置では，クリーナ装置等の接離のショックによる色ずれの，中間転写体のばたつき等によって生じるバラツキをも打ち消すことは困難であるという問題点があった。
【０００７】
なお近年，トナーの小径化に伴って，クリーナ装置の圧接力がより大きくされる傾向にある。そのため，クリーナ装置の圧接・離隔による負荷変動の変動幅も大きくなってきている。したがって，この負荷変動のショックに起因する色ずれが大きくなる傾向にあるという問題点があった。
【０００８】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，生産性を低下させることなく，クリーナ装置の接離のショックによる色ずれを効果的に防止できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，回転する感光体上にトナー像を形成する画像形成部と，感光体に接触しつつ回転するとともに，感光体からトナー像が転写される転写ベルトとを有する画像形成装置であって，転写ベルトのトナー像担持面に対して圧接する位置と離隔する位置との間で移動可能にされている移動部材と，転写ベルトに接触して固定して配置され，転写ベルトの回転に対して摺動抵抗となる固定部材と，固定部材に電圧を印加する電圧印加部と，移動部材と電圧印加部とを制御する制御部と，転写ベルト上のトナー像を検出するトナーセンサとを有し，制御部は，少なくとも感光体から転写ベルトへトナー像が転写されている期間中は，移動部材の位置にかかわらず電圧印加部によって固定部材に電圧を印加させるとともに，移動部材の移動を，電圧印加部による電圧の印加が行われている期間中に行わせるものであり，固定部材は，トナーセンサのセンシング位置の裏面に配置されているものである。
【００１０】
本発明の画像形成装置によれば，感光体から転写ベルトへのトナー像の転写期間中は，固定部材に電圧が印加されている。そのため，固定部材と転写ベルトとの接触箇所で，これらの間に吸着力が働く。この吸着力は転写ベルトの走行に対して負荷となる。一方，転写ベルトに移動部材が圧接から離隔，あるいはその逆へと位置が移動されると，転写ベルトの走行に対する負荷が変化する。この負荷の変化の程度が全負荷に対して占める割合は，固定部材による負荷の分だけ相対的に小さい。このため，移動部材の移動が転写ベルトの走行状態へ与える影響は小さい。従って，転写期間中に移動部材の位置を変化させても，転写時のトナー像のずれは防止されている。これにより，生産性を低下させることなく，クリーナ装置の接離のショックによる色ずれを効果的に防止できる画像形成装置となっている。
【００１２】
また本発明では，固定部材は，トナーセンサのセンシング位置の裏面に配置されている。トナーセンサのセンシング位置は，転写ベルトのバタツキの少ない箇所に設けられる。よって，その裏面に固定部材を配置することで，固定部材と転写ベルトとが安定して摺動する。そのため，吸着状態の変動を抑制することができる。
【００１３】
さらに本発明では，各色のトナー像を転写ベルト上の同じ位置に重ねて一次転写し，重ねられたトナー像を転写ベルトからまとめて二次転写することによりカラー画像を形成するものであることが望ましい。
このような画像形成装置では，転写ベルト上の二次転写残トナーを除去することが必要である。
【００１４】
さらに本発明では，画像形成部が，１つの感光体と，１つずつ交替で感光体に対面する複数の現像部材とを有することが望ましい。
本発明は，このようないわゆる４サイクル型の画像形成装置には特に有効である。
【００１５】
さらに本発明では，制御部は，第１色のトナー像の先頭が移動部材のところに達する前に移動部材を転写ベルトから離間させ，最終から２番目の色まで重ねられたトナー像の末尾が移動部材のところを通過してから移動部材を転写ベルトに接触させることが望ましい。
このようになっていれば，クリーニングのために転写ベルトを空回りさせる必要がない。従って，生産性の高い画像形成装置となっている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像形成装置によれば，生産性を低下させることなく，クリーナ装置の接離のショックによる色ずれを効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，いわゆる４サイクル方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００１８】
本形態のカラープリンタ１は，図１にその概略構成を示すように，いわゆる４サイクル機である。図中の中央付近に１つの感光体１１を有し，その下方の周囲に，帯電装置１２，露光装置１３，現像装置１４，クリーナ装置１５が配置されている。現像装置１４は，回転可能な現像ラック１４ａに，各色の現像部１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋが装着されたものである。その内部についてはイエローの現像部１４Ｙについてのみ概略構成を図示しているが，他色のものもほぼ同じ構成である。
【００１９】
さらにカラープリンタ１は，感光体１１の図１中の上方に，中間転写ベルト２１を有している。中間転写ベルト２１はベルト状の部材であり，クリーナ対向ローラ２３，一次転写ローラ２４，駆動ローラ２５，テンションローラ２６の各ローラに巻き掛けられている。そして，テンションローラ２６は，テンションバネ２７によって図中右上向きに押し上げられている。
【００２０】
さらに，クリーナ対向ローラ２３に対向して，ベルトクリーナ２８が備えられている。本形態のベルトクリーナ２８はクリーニングブレードであり，図中に矢印で示すように，中間転写ベルト２１に対して圧接あるいは離隔される。また，中間転写ベルト２１の上方にトナーセンサ２９が配置されている。このトナーセンサ２９は，中間転写ベルト２１上のトナー像を検査するためのものである。
【００２１】
さらに，カラープリンタ１の図１中下方には，用紙カセット３１が備えられ，その中に用紙が収納されている。画像形成時には，用紙カセット３１から用紙が１枚ずつ引き出されて使用される。また本形態は，駆動ローラ２５に対向して二次転写ローラ３２が設けられている。さらにその用紙搬送方向について下流には，定着装置３３，排紙ローラ３４，排紙トレイ３５が設けられている。
【００２２】
本形態のカラープリンタ１によってカラー画像を形成する動作を簡単に説明する。感光体１１は，帯電装置１２によって略一様に帯電される。次に，露光装置１３によって，感光体１１の表面にイエローの画像データに基づいた静電潜像が形成される。また，現像ラック１４ａを，感光体１１にイエローの現像部１４Ｙが対面する位置に停止させる。イエローの現像部１４Ｙによって，感光体１１の静電潜像が現像され，感光体１１上にイエローのトナー像が形成される。形成されたトナー像は，一次転写ローラ２４によって中間転写ベルト２１に転写される。
【００２３】
続いて，感光体１１の表面は，クリーナ装置１５によって残留トナーが除去され，上記と同様の手順で２色目（マゼンタ）のトナー像が形成される。この間に，中間転写ベルト２１は１周され，イエローのトナー像と合わせた位置に，マゼンタのトナー像が転写される。さらに同様の手順で，中間転写ベルト２１上にシアンとブラックのトナー像が重ねられる。そして，二次転写ローラ３２によって，重ねられた４色のトナー像が用紙に転写される。トナー像は定着装置３３によって用紙に定着される。このようにして，カラー画像が形成された用紙は，排紙ローラ３４によって排紙トレイ３５に排出される。
【００２４】
次に，本発明に特徴的な部分である中間転写ベルト２１の周辺部分を図２に示す。本形態の中間転写ベルト２１は，画像形成時には，駆動ローラ２５によって図中に矢印で示すように回転される。そして，画像形成のタイミングに合わせて，ベルトクリーナ２８と二次転写ローラ３２が圧接・離隔される。そのため，そのタイミングで，中間転写ベルト２１の駆動に対する負荷が変動する。さらに，本形態では，中間転写ベルト２１は，ベルト部材であるので，多少の撓みが発生する。この撓みの状態がベルトクリーナ２８の圧接時と離隔時とで変化することが，色ずれの原因の１つとなっていた。特に，一次転写ローラ２４の接触箇所と駆動ローラ２５による駆動箇所との間の中間転写ベルト２１の長さが変動することは好ましくない。
【００２５】
本形態のカラープリンタ１は，図２に示すように，中間転写ベルト２１の回転方向について，クリーナ対向ローラ２３のやや下流側に電極部材４１を備えている。この電極部材４１は，クリーナ対向ローラ２３と一次転写ローラ２４との間の位置で，中間転写ベルト２１の内面に接触するように固定して配置されている。従って，中間転写ベルト２１が回転すると，電極部材４１は中間転写ベルト２１に対して摺動する。また，電極部材４１には高圧電源４２が接続されている。これにより，電極部材４１は，電圧の印加を受けることができるようになっている。さらに本形態は，ベルトクリーナ２８や二次転写ローラ３２の中間転写ベルト２１への圧接・離隔，および，高圧電源４２のＯＮ・ＯＦＦを制御する制御部４３を有している。
【００２６】
本形態の電極部材４１は，導電性，あるいは半導電性の部材で形成されている。例えば，金属部材，金属部材に導電性または半導電性のフィルムを貼ったもの，等が使用できる。また，本形態の中間転写ベルト２１は，面内方向にも厚み方向にも電流を流すことのできる材料で形成されている。また，クリーナ対向ローラ２３は接地されている。高圧電源４２が制御部４３によってＯＮされると，高圧電源４２によって電極部材４１に電圧が印加される。なお，この高圧電源４２によって電極部材４１に印加される電圧の印加方式は，定電圧でも定電流でもよい。
【００２７】
これにより，中間転写ベルト２１と電極部材４１との間に，電気的吸着力が働く。すなわち，中間転写ベルト２１の駆動に対する負荷となる。駆動ローラ２５は，この負荷に打ち勝って適切な速度で中間転写ベルト２１を回転させることのできるものである。このようにすることにより，中間転写ベルト２１の駆動負荷を大きいものとしている。従って，ベルトクリーナ２８が中間転写ベルト２１に圧接または離隔する際のショックによる負荷の変動による影響をごく小さくすることができ，色ずれを防止できる。
【００２８】
次に，カラー画像を形成する場合における，高圧電源４２による電圧印加のタイミングについて，図３を参照して説明する。図３では，図中左から右へと時間の経過を示している。そして，一点鎖線の縦線で区切られた各期間は，それぞれ中間転写ベルト２１が１周する時間を示している。１枚のカラー画像は，Ｙ色，Ｍ色，Ｃ色，Ｋ色が順に転写されて，中間転写ベルト２１上に重ねられることにより形成される。そして，各色の一次転写期間ごとに，中間転写ベルト２１はそれぞれ１周する。
【００２９】
中間転写ベルト２１が１周する期間のうち，図３の上段に網掛けで示している期間は一次転写が行われている期間である。さらに本形態では，図中の下段に示すように，高圧電源４２によって，少なくとも一次転写が実行されている期間中は電極部材４１に電圧が印加される。また，ベルトクリーナ２８の圧接・離隔状態は，図中の中段に示すように，変更される。すなわち，Ｙ色の一次転写を実行中に，ベルトクリーナ２８が中間転写ベルト２１への圧接状態から離隔される。そして，Ｋ色の一次転写を実行中に，ベルトクリーナ２８が中間転写ベルト２１に圧接される。従って，ベルトクリーナ２８が移動されるタイミングは，いずれも高圧電源４２によって電極部材４１に電圧が印加されている期間中である。
【００３０】
本形態による１枚のカラー画像のためのトナー像の形成手順は以下の通りである。まず，感光体１１にＹ色のトナー像が形成され，中間転写ベルト２１に一次転写される。前回の画像形成から連続した処理であれば，ベルトクリーナ２８は中間転写ベルト２１に圧接されており，前回の２次転写残トナーをクリーニングしながら，並行して今回のＹ色の一次転写を開始する。そして，今回のＹ色のトナー像の先頭がベルトクリーナ２８の位置まで到達する前に，ベルトクリーナ２８を離隔する。すなわち，Ｙ色の一次転写を実行中に，ベルトクリーナ２８が中間転写ベルト２１に圧接状態から離隔される。従って，ベルトクリーナ２８が離隔されるタイミングには，高圧電源４２によって電極部材４１に電圧が印加されている。
【００３１】
２番目と３番目のＭ色とＣ色の一次転写を実行中は，トナー像を中間転写ベルト２１上に温存する必要があるので，ベルトクリーナ２８は離隔状態のままとされる。そして，３色分の重ねられたトナー像の後端がベルトクリーナ２８の位置を通り過ぎたら，ベルトクリーナ２８が中間転写ベルト２１に圧接される。この圧接されるタイミングは，Ｋ色の一次転写を実行中であり，高圧電源４２によって電極部材４１に電圧が印加されている。そして，二次転写終了後も中間転写ベルト２１上に残留しているトナーは，ベルトクリーナ２８によって除去される。
【００３２】
本形態では，一次転写の実行中は電極部材４１に電圧が印加されているので，中間転写ベルト２１は電極部材４１に吸着されている。そのため，一次転写中にベルトクリーナ２８の圧接・離隔を行っても，そのショックによる負荷の変動の割合はごく小さい。従って，クリーニングのために中間転写ベルト２１を空回りさせる必要はない。これにより，画像形成を遅らせることなく，中間転写ベルト２１の全周をクリーニングできるので，生産性が高いものとなっている。
【００３３】
なお，電極部材４１への電圧の印加期間は，一次転写の実行期間と同じ期間中とし，それ以外の期間には印加しないようにしてもよい。あるいは，それ以外の期間も含めて，画像形成中は常時印加されるようにしてもよい。ただし，一次転写の実行中には高圧電源４２の切り換えは行わない。
【００３４】
次に，電極部材４１に高圧電源４２によって印加される電圧の大きさと，その時の駆動負荷の関係を図４に示す。なお，図中の「２ｍｍ」，「４ｍｍ」等の表記は，電極部材４１と中間転写ベルト２１との接触幅である。すなわち，電極部材４１は，この接触幅×転写領域幅の面積で中間転写ベルト２１に接触している。図に示すように，「回転式」のもの以外，すなわち固定のものであれば，印加電圧を大きくするにつれて，駆動負荷が大きくなる。そして，接触幅が大きいほど印加電圧に対する駆動負荷の上昇率は大きい。従って，適切な駆動負荷が得られるように，接触幅と印加電圧とを選択すればよい。
【００３５】
本形態では例えば，電極部材４１による駆動負荷が約１７Ｎとなるように，接触幅を８ｍｍ，印加電圧を７００Ｖとした。このようにすることにより，従来の高圧電源４２を有しないものでは最大０．１７ｍｍ程度であった色ずれ量が，最大０．０４ｍｍ程度まで低減された。
【００３６】
なお，この図４の結果は，以下のような中間転写ベルト２１を用いて得られたものである。中間転写ベルト２１の材質はポリカーボネイト（ＰＣ）であり，その周長が５００ｍｍ，厚さが０．１５ｍｍのものを使用した。また，この中間転写ベルト２１を３０Ｎの張力で張架し，回転速度１５０ｍｍ／ｓで駆動した。電極部材４１としては，金属製のものを用いた。また，回転式の電極部材４１では，図中一番下のグラフに示すように，電圧を印加しても駆動負荷は変わらないので効果が得られない。
【００３７】
なお，電極部材４１を備える代わりに，図５に示すように，一次転写部材５１に高圧電源４２を接続して，電極部材としても作用させるようにしてもよい。この一次転写部材５１は，ローラ様の形状をしているものの回転しない部材である。一次転写部材５１のシャフトの端部は，図示のようにＤカットされており，筐体の一部に固定されている。これにより，一次転写部材５１は，常時同じ箇所で中間転写ベルト２１の内面側に接触し摺動する。なお，この一次転写部材５１は，かならずしもローラ形状でなくてもよい。板形状や角柱形状のものでもよい。
【００３８】
この場合には，一次転写部材５１が中間転写ベルト２１に接触している箇所は，感光体１１が中間転写ベルト２１に接触している箇所から，中間転写ベルト２１の進行方向について４〜６ｍｍ程度下流の位置にしている。感光体１１との間をこの程度離す事により，一次転写部材５１から感光体１１上のトナーへの放電が防止されている。
【００３９】
あるいは，図６に示すように，トナーセンサ２９の対向部材５２に高圧電源４２を接続して，電極部材として使用することもできる。トナーセンサ２９は，一般に，できるだけ正確にトナー像を検出するために，中間転写ベルト２１のバタツキが少ない箇所に配置される。例えば，クリーナ対向ローラ２３のやや上流側に配置される。対向部材５２は，トナーセンサ２９のセンシング位置において，検出状態を安定させるために，中間転写ベルト２１の裏面側に固定配置されている。
【００４０】
この対向部材５２も，中間転写ベルト２１に摺動される部材であり，これに電圧を印加することにより駆動負荷を大きくすることもできる。このように，本形態の電極部材は，中間転写ベルト２１のバタツキが少なく，摺動状態が変化しにくい箇所に固定して設けられることが好ましい。
【００４１】
以上詳細に説明したように本形態のカラープリンタ１によれば，電極部材４１が中間転写ベルト２１の内周側に摺動する位置に固定されている。さらに，一次転写の実行中には，この電極部材４１に高圧電源４２によって電圧が印加される。これにより，電極部材４１と中間転写ベルト２１との間に吸着力が働くので，中間転写ベルト２１の駆動負荷が大きくなる。従って，一次転写の実行中に，ベルトクリーナ２８が中間転写ベルト２１に接離されても，そのショックによる負荷変動の割合は相対的に小さいものとなる。従って，生産性を低下させることなく，クリーナ装置の接離のショックによる色ずれを効果的に防止できる。
【００４２】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，ベルトクリーナとしては，ブレードタイプのものに限らず，クリーニングローラやクリーニングブラシでもよい。
また，二次転写ローラ３２が中間転写ベルト２１に対して圧接・離隔されるタイミングにおいても，電極部材４１への電圧の印加を行うようにしてもよい。
また，Ｍ色とＣ色の一次転写中は，ベルトクリーナ２８の圧接・離隔は行われないので，かならずしも電極部材４１への電圧の印加をしなくてもよい。ただしその場合には，Ｙ色やＫ色の一次転写時とベルト進行速度を合わせる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本形態のカラープリンタを示す概略構成図である。
【図２】中間転写ベルト周辺を示す説明図である。
【図３】電圧印加のタイミングを示すタイミング図である。
【図４】一次転写ローラに印加する電圧の大きさと駆動負荷との関係を示す図である。
【図５】一次転写部材と電極部材とを共用した例の説明図である。
【図６】トナーセンサの対向部材と電極部材とを共用した例の説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  カラープリンタ
１１  感光体
１４  現像装置
２１  中間転写ベルト
２８  ベルトクリーナ
４１  電極部材
４２  高圧電源
４３  制御部
５１  一次転写部材
５２  対向部材
【図１】
0005504582.tif 000002
【図２】
0005504582.tif 000003
【図３】
0005504582.tif 000004
【図４】
0005504582.tif 000005
【図５】
0005504582.tif 000006
【図６】
0005504582.tif 000007