(57)【要約】【課題】  ベルト形状の中間転写体を使用した電子写真方式の画像形成装置において、長期放置時に発生する中間転写ベルトの”巻き癖”や弾性層を持つ中間体の”Ｃセット”を緩和して、画像不良を回避する。【解決手段】  方策として、ベルトパスをＳ字構成にする、当接部材を全て当接する、通常画像形成時より圧力を高める、転写部のインピーダンスやベルト駆動トルクから、緩和モードの終了時間を制御する。【選択図】  図１
2006235054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト状の中間転写体を用いた画像形成装置において、非画像形成時に、中間転写体に対して接離可能な接触部材を、画像形成時とは異なる状態で当接させる緩和モードを有する。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置で、
前記緩和モードは、接離可能な全ての接触部材を当接させる状態である。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置で、
前記緩和モードは、前記接触部材のいずれかが、画像形成時の当接圧とは異なる。
【請求項４】
請求項１の画像形成装置で、
停止時に前記ベルト状中間転写体が１周にわたって全ての部分で、外に凸に張架される場合に、前記緩和モードは、内に凸の部分を作る。
【請求項５】
請求項１の画像形成装置で、
前記中間転写体の１周にわたっての変形を検知する検知手段を有し、
該検知手段の検知結果に応じて、前記緩和モードを行う。
【請求項６】
前記検知手段は、ベルト状中間転写体にバイアスを印加し、厚み方向のインピーダンスを検知することによって、前記ベルト状中間転写体の変形を判断する、
請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検知手段は、ベルト状中間転写体の駆動トルクを検知することによって、
前記ベルト状中間転写体の変形を判断する請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ベルト状中間転写体を用いた画像形成装置において、該ベルト状中間転写体の変形を検知する手段を有し、該検知手段の検知結果に応じて、非画像形成時緩和モードの回転時間を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト形状の中間転写体を用いた電子写真方式を利用して、画像を記録材上に形成してハードコピーを得る複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は、従来例を示すカラー画像形成装置の概略図を示している。以下、図２にしたがって説明する。
【０００３】
図２のカラー画像形成装置では、像担持体として感光体１の周りに、１次帯電器２、露光装置（図示せず）、現像器群４、中間転写体７ｊが配置されている。
現像器群４はマゼンタ現像器４ｍ、シアン現像器４ｃ、イエロー現像器４ｙ、および、ブラック現像器４ｋからなり、これらの現像器４ｍ、４ｃ、４ｙ、および、４ｋはそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、および、ブラックの色現像剤が供給装置（図示せず）によって所定量充填されている。これらの現像器群４は感光体１の外周面と対向する位置に着脱されて感光体１上に形成された静電潜像の現像を行う。
【０００４】
感光体１の下方には、複数の張架ローラにより支持されたシームレスベルトからなる中間転写体７ｉが配置されている。中間転写体ベルトとしては本例では、体積抵抗率を調整するためにカーボンブラックを分散させたポリイミド樹脂フィルムをシームレスベルト状に成形したものを用いた。
【０００５】
中間転写体ベルト７１に使用する樹脂材料としては、ポリイミド樹脂に限られず、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタン樹脂などのフィルムやゴム材料が用いられることもある。
【０００６】
以上のような構成のカラー画像形成装置について、全体の動作を４色フルカラー画像形成の場合を例にとって簡単に説明する。
【０００７】
感光体１が回転し、その外周表面を１次帯電器２によって一様に帯電する。次に図示しない原稿の１色目の例えばマゼンタの画像信号によって変調されたレーザー光を感光体１に照射し、感光体１上にマゼンタの静電潜像を形成する。そしてその潜像を予め現像位置に定置したマゼンタ現像器４ｍによって減増して、感光体１上に１色目のマゼンタトナー像を形成する。一方中間転写体ベルト７１は感光体１と同期して回転しており、転写帯電ローラ７ｔに転写帯電を与えることにより、感光体１上に形成されたマゼンタトナー像を中間転写体ベルト７１上に転写する。中間転写体ベルト７１はマゼンタトナー像を担時したまま回転を続けて、次の２色目のシアントナー像の転写に備える。このとき、マゼンタトナー像を担時した中間転写体ベルト７１の表面が通過するので、２次転写ローラ７Ｔ、中間転写体クリーナー７ｃはそれぞれ、中間転写体ベルト７１からは離間している。
【０００８】
マゼンタのトナー像の転写が終了した感光体１の部分は、クリーニング部材９によって感光体１上の転写残トナーをクリーニングした後、回転現像器４が回転して、感光体１と対向した２色目のシアン現像器４ｃの現像を経て、感光体１上にシアントナー像を形成し、そのシアントナー像を中間転写体ベルト７１上にマゼンタトナー像の上から重ねて転写する。同様な画像形成工程を３色目のイエロー、および、４色目のブラックについても行い、中間転写体ベルト７ｉ上にマゼンタ、シアン、イエロー、および、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせたトナー像を得る。
【０００９】
一方、給紙カセット（図示せず）からは記録材Ｐが、レジストローラ８２等によって２次転写ローラ７Ｔの部分に、上記中間転写体ベルト上の４色重ねトナー像と同期して搬送されて、これもまた４色のトナー像と同期して、中間転写体ベルト７１に着した２次転写ローラ７Ｔに転写バイアスを印加することによって記録材Ｐ上にトナー像を転写する。
【００１０】
４色のトナー像が転写された記録材Ｐは定着器６に搬送され、熱と圧力によって、トナー像を混色、記録材Ｐへの固定を行い、機外へと排出する。
【００１１】
中間転写体ベルト７１上に残留したトナーは、中間転写体クリーナー７ｃによって除去される。中間転写体クリーナー７ｃはウレタン樹脂からなる部材を、２次転写残留トナーの部分に同期して、中間転写体ベルト７１に押し当てることにより、残留トナーを除去する。残留トナーを清掃された中間転写体ベルト７１は次なる画像形成に備えるため、２次転写ローラ７Ｔ、中間転写体クリーナー７ｃが脱状態となる。
【００１２】
又、従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２と特許文献３をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平7-140805号公報
【特許文献２】特開2000-231286号公報
【特許文献３】特開2000-228722号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記従来例で説明したような、ベルト状の中間転写体を用いた画像形成装置では、長期にわたって休止状態が続いた場合に、次のような不都合が発生する場合がある。
【００１４】
すなわち、休止時では、上記の中間転写体ベルトがある張力で複数の張架ローラに張架された状態を保ち、この状態が長く続くと中間転写体ベルトの張架ローラに巻き付いている部分では、その形状が保存されてしまう、いわゆる“巻き癖”を作る。
【００１５】
このような現象は中間転写ベルトの材料、厚み、張力、放置される雰囲気温度、湿度、など多様な要素が関連しているが、より小型で多様な環境性能が要求される場合には、小径の張架ローラ、巻き付け角度の自由度、高温高湿環境などで顕著な問題となる可能性を持っている。
【００１６】
また、さらには、中間転写体ベルト７１として弾性を利用した例が上げられる。厚み方向に弾性を持つ、例えばゴム製の中間転写ベルトは、感光体や、様々な表面性（粗さ、形状）、厚みの記録材に対して密着性を高く維持できるため転写不良が発生しにくく、用いられる例が見受けられる。しかしながら、上記の例のように長期にわたって休止状態に置かれた場合については、弾性材料の弾性限界内であったとしても、同様に伸び、或いは、上記例の１次転写部のように、常に圧縮力を受けている場所で停止している場合には、圧縮による癖、いわゆる「Ｃセット（コンプレッション・セット）」が発生し、この場合には、その部分のみに、厚みの減少、弾性の減少（硬化）が発生する。
【００１７】
これらのように、“巻き癖”や“Ｃセット”が発生した中間転写体ベルトでは、その部分のベルト体が１次転写、或いは、２次転写に使用されるときに、変形具合によって画像不良を生じることがある。
【００１８】
図３では、“巻き癖”や“Ｃセット”によって、トナー像転写時に画像不良が発生する様子が説明される。図３（１）は図２のカラー画像形成装置の１次転写部下流の張架ローラ（図２中の中間転写体ベルト部分の左端のローラ）に巻き付いた中間転写体ベルトを示している。このように張架された状態で長期放置された中間転写体ベルトは図３（２）のような“巻き癖”変形を生じることがある。“巻き癖”が発生した中間転写体ベルトの部分は、例えば図３（３）のように１次転写ニップ部を通過する場合に、“巻き癖”をつぶしきれずに感光体と中間転写体ベルトの間に微少な隙間を作ってしまう。その結果として、中間転写体ベルトの１周の内この部分だけにおいて、空気層を介して感光体上のトナー像を中間転写体ベルトへと転写することになり、トナー像は空中を飛翔して、運ばれるため画像が乱れる。また、同様の理由から、１次転写帯電器（１次転写ローラ）から見込んだ１次転写部のインピーダンスも（空気層を含む分だけ）高くなり、１次転写バイアスが定電流制御である場合には、この部分で高電圧になり異常放電現象に伴う放電画像不良が発生しやすく、また逆に定電圧制御である場合には、この部分で電流不足となり転写不良となる。さらには、“巻き癖”は実質周長を短くすることから、“巻き癖”を発生させた固有の位置に中間転写ベルト体が重なった１点においてだけ周長が長くなり、張力の変化、中間転写ベルト体の駆動負荷（トルク）の変動となって、周速度ムラを引き起こし、例のようなカラー画像形成装置では各色の画像間のずれ（色ずれ）を発生させる原因となる。
【００１９】
上記の“巻き癖”を要因とする数々の画像不良は、当然のことながら２次転写部においても発生する。
【００２０】
図３（４）は図２のカラー画像形成装置で弾性層を持つ中間転写体ベルトを用いた場合の１次転写部において、挟持された中間転写体ベルトを示している。このように挟持された状態で長期放置された弾性層を持つ中間転写体ベルトは図３（５）のような“Ｃセット”変形とそれに伴う硬度アップを生じることがある。“Ｃセット”が発生した弾性層を持つ中間転写体の部分は、上記“巻き癖”の場合と同様に感光体との密着性の悪化、中間転写ベルト体の駆動速度ムラの要因となり、“巻き癖”とほぼ同様の画像不良を引き起こす。
【００２１】
以上、述べたように、ベルト状の中間転写体、さらには、弾性層を持つ中間転写体を用いた画像形成装置で、長期休止時に発生する“巻き癖”“Ｃセット”が本発明の解決しようとする課題である。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題は、第１の態様として、
ベルト状の中間転写体を用いた画像形成装置において、非画像形成時に、中間転写体に対して接離可能な接触部材を、画像形成時とは異なる状態で当接させる緩和モードを有する画像形成装置によって実現される。
【００２３】
第２の態様として第１の態様の画像形成装置で、
前記緩和モードは、接離可能な全ての接触部材を当接させる状態である画像形成装置によって実現される。
【００２４】
第３の態様として第１の態様の画像形成装置で、
前記緩和モードは、前記接触部材のいずれかが、画像形成時の当接圧とは異なる画像形成装置によって実現される。
【００２５】
第４の態様として第１の態様の画像形成装置で、
停止時に前記ベルト状中間転写対が１周にわたって全ての部分で、外に凸に張架される場合に、前記緩和モードは、内に凸の部部を作る画像形成装置によって実現される。
【００２６】
第５の態様として第１の態様の画像形成装置で、
前記中間転写体の１周にわたっての変形を検知する検知手段を有し、該検知手段の検知結果に応じて、前記緩和モードを行う画像形成装置によって実現される。
【００２７】
第６の態様として、
前記検知手段は、ベルト状中間転写体にバイアスを印加し、厚み方向のインピーダンスを検知することによって、前記ベルト状中間転写体の変形を判断する
第５の態様の画像形成装置によって実現される。
【００２８】
第７の態様として、
前記検知手段は、ベルト状中間転写体の駆動トルクを検知することによって、前記ベルト状中間転写体の変形を判断する
第５の態様の画像形成装置によって実現される。
【００２９】
第８の態様として、
前記ベルト状中間転写体を用いた画像形成装置において、該ベルト状中間転写体の変形を検知する手段を有し、該検知手段の検知結果に応じて、非画像形成時緩和モードの回転時間を制御する画像形成装置によって実現される。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本例の画像形成装置では、ベルト状の中間転写体、さらには、弾性層を持つ中間転写体を用いた画像形成装置においても、前記第１から第８の態様を用いることによって、長期休止時に発生する“巻き癖”“Ｃセット”によって中間転写体ベルトが変形・変質しても画像欠陥の無い良好な画像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施例１）
図１は、従来例で既に説明されたベルト状の中間転写体を用いた画像形成装置である。しかしながら、長期放置時に発生する可能性のある中間転写体ベルトの“巻き癖”と“Ｃセット”を原因とする画像不良対策が機構・動作として付与されている。
【００３２】
本例の画像形成装置の構成要素、画像形成動作は前記従来例と全く同じであるので、本発明の特徴に関する事項以外は改めて記載しない。実施例１では、本発明にかかる機構・動作について、図１を用いて説明する。
【００３３】
本例の画像形成装置は電源オフ時には以下の状態で停止している。中間転写体ベルト７１については張力を保ったまま、すなわち通常の画像形成時と同様の張力を与えられた状態で張架され停止している。ただし、通常弾性部材で構成され、かつ、そもそも画像形成動作において接離の動作が必要な２次転写外ローラ７Ｔ、中間転写体クリーナー７ｃについては、それぞれの部材のＣセットや高湿環境下での張り付き（タック性）などの問題から離間した状態で停止している。このような状態で長期放置された場合には、既に述べたように中間転写体ベルト７１の“巻き癖”或いは、中間転写体ベルトが弾性層を持つ場合においては、さらに“Ｃセット”などの問題が懸念される。
【００３４】
このように、電子写真方式を用い、カット紙を給紙するような画像形成装置では、通常電源投入時に残留紙のチェック、感光体・や中間転写体など画像形成媒体の初期クリーニングなど初期化回転を行うことが多い。
【００３５】
具体的には、感光体１、中間転写体ベルト７１の回転動作、それらと同時に、感光体の１時帯電と電位測定による感光体電位の制御（詳細は記載せず）、１次転写ローラ７ｔの抵抗測定、２次転写ローラ７Ｔの抵抗測定、感光体１のクリーニング、中間転写体１のクリーニング、残留紙のチェックであり、さらに積極的に感光体１上、あるいは、中間転写体上にトナー像を形成し、濃度制御を行うこともある。
【００３６】
１次・２次転写ローラの抵抗測定は、温湿度や耐久履歴によって異なる転写ローラ、あるいは、中間転写体や感光体まで見込んだ１次転写、２次転写部の抵抗測定を行い、画像形成時にトナー転写に要する最適な電圧（あるいは電流値）を算出するものである。この１次・２次転写ローラの抵抗測定の必要性から、２次転写外ローラ７Ｔは初期化回転で電源オフ時の脱状態から、中間転写体ベルト７１に圧接する着状態へと移行し、感光体１、中間転写体ベルト７１は回転動作を与えられる。さらに同時に感光体１、および中間転写体のクリーニングを行うため、同様に脱状態にある中間転写体クリーナー７ｃは着状態となり、少なくとも中間転写体ベルト７１の１周以上は回転動作を実行する。
【００３７】
本例では、これらの初期化回転に以下の動作を加えて、“巻き癖”や“Ｃセット”を原因とする画像不良を緩和する作用を発揮する。
【００３８】
２次転写外ローラ７Ｔは通常の画像形成時には、図１中のＡの位置（点線描画）で画像形成を行う。このとき、中間転写体ベルトは全ての張架ローラが内側から当接し、外側から当接する場合のある２次転写外ローラ７Ｔも中間転写体クリーナー７ｃも、当接した場合であっても、中間転写体ベルトを内凸の状態にすることは無い。
【００３９】
前記のように初期化回転として、単純に空回転を与えることでも、図３（２）や図３（５）のように変形した“巻き癖”や弾性層の“Ｃセット”を緩和することは知られている。しかしながら、単純な空回転では強固な“巻き癖”、弾性層の“Ｃセット”を緩和するためには、非常に長い時間が必要となってくる。そこで、本例ではより積極的な方法を用いる。
【００４０】
本例では、上記初期化回転時に、２次転写外ローラ７Ｔが通常の画像形成時とは異なる図１中のＢの位置に当接する。Ｂ位置で当接するためには、中間転写体ベルト７１の通常の走行パスを変化させるために、より強い２次転写ローラ圧力も必要となる。
【００４１】
このように通常とは異なるずれた位置に、通常より強い圧力で当接することで、中間転写体ベルト７１の走行パスはＳ字状を描き、内凸の部分を作ることができる。
【００４２】
ここで実現されるＳ字状走行パスと通常より強い圧力規制があることにより、“巻き癖”は強制的に修正され、また、弾性層の“Ｃセット”についても、積極的に弾性層を曲げ伸ばしすることにより、より早期に復元する。
【００４３】
（実施例２）
第２の実施例の画像形成装置についても、基本的な構成要素、画像形成動作は従来例、実施例１と同様であるので、詳細は記載しない。
【００４４】
実施例１では、既存の画像形成装置でも多く用いられる電源投入時の初期化回転に付随する形で、本発明の特徴とする動作を説明した。しかしながら、本来原因となっている中間転写体ベルト７１の“巻き癖”や弾性層の“Ｃセット”は休止時の温湿度や休止放置時間など画像形成装置本体の使用される状況により大きく異なり、実施例１のように効果的な緩和モードを採用しても、画像不良を発生させないためには多くの時間を要してしまったり、その状況を回避するために、不用意に緩和モード時間を延ばすことは、短い休止時間でジョブを頻繁に行うユーザには無用な時間を与えることになり、無駄が生じる。
【００４５】
そこで、本実施例では、中間転写体ベルト７１の“巻き癖”あるいは弾性層の“Ｃセット”を検知し、緩和モードに要する時間を制御するシステムを設けている。
【００４６】
より具体的には、既に従来例でも説明したように、“巻き癖”や弾性層の“Ｃセット”が発生した中間転写体ベルト７１の部分が１次転写部や２次転写部を通過するときには、空気層の隙間が出来ている。このような状態では、例えば１次転写部では、１次転写ローラ７ｔから中間転写体ベルト７１を介して感光体１の内周面の金属体までの見込む抵抗（インピーダンス）が一様にならず、変形箇所で高いインピーダンスを示す。
【００４７】
図４は“巻き癖”の発生した中間転写ベルト体を用いて、１次転写ローラ７ｔの軸心に定電圧（３００Ｖ）を印加した実験を示している（ただし、実施例１の緩和モードではなく、実験のため、２次転写ローラ７Ｔは脱した状態である）。
【００４８】
横軸は時間軸を示し、縦軸には、１次転写ローラ７ｔと高圧電源の間にに配置した電流計で検知される電流量を示している。このとき感光体電位は−４００Ｖに固定している。
【００４９】
測定電流離は、ベルトの１周の周期にわたって、４カ所大きなインピーダンス変動が観測されている。これは、図１で示された中間転写体の張架状態で、巻き付け角度の大きい４つの張架ローラ（１次転写ローラ７ｔとそのすぐ上流の１本の張架ローラ以外の４本）のそれぞれによる“巻き癖”の位置に対応している。
【００５０】
図５では、実施例１で示した緩和モードを動作させ、同時に図４と同じ１次転写ローラ７ｔに定電圧を印加して電流値をモニターしたものである。図の縦軸・横軸・バイアス値などは全て同じにしてある。グラフから分かるように、中間転写体ベルトが１周から３周する間に電流値の変動、すなわちインピーダンス変動が小さくなっている。さらに回転を続けた結果、約５周目をもって、インピーダンス変動は無くなった。
【００５１】
本実施例の画像形成装置では、上記述べたように、実施例１と同様の構成要素、動作にて緩和モードを行い、１次転写部のバイアス印加手段である１次転写ローラ７ｔによって、定電圧制御によるバイアス印加と同時に電流測定を行い、そのインピーダンス変動を検知する。インピーダンス変動がある値以下になったことにより、“巻き癖”や弾性層の“Ｃセット”が画像不良を引き起こす条件を脱したと判断し、緩和モードを停止する。
【００５２】
具体的には、実際に出力された画像の画像不良を主観官能評価し、検知電流値の最大値と最小値の差分が平均値の２０分の１になるときを停止条件とした。
【００５３】
【表１】
2006235054.tif 000003
○：画像不良なし、△：やや濃度むら、×：白線上に転写不良
緩和モード停止条件：Ｉ（ｍａｘ）−Ｉ（ｍｉｎ）＜Ｉ（ａｖｇ）／２０
このように、緩和モードの時間を１次転写ローラの見込むインピーダンス（ここでは定電圧印加時の電流値）で判断することによって、長時間放置されて、強固な変形が中間転写体ベルト７１に発生している場合には、緩和モードを長く取り、放置時間が短く、変形が微少である場合には、緩和時間ほとんど必要とせずに無用な時間を費やさない。
【００５４】
以上の例では、１次転写部・１次転写ローラ７ｔによるインピーダンス検知をもって説明したが、２次転写ローラ７Ｔを用いても全く同様の作用が見込まれることは言うまでもない。
【００５５】
また、さらに、本例では、中間転写体ベルトの“巻き癖”および弾性層の“Ｃセット”などの変形具合を転写部のインピーダンスで判断、制御したが、上記のような変形の部分は元々変形の原因となった部分の張架ローラに該当する変形箇所が一致したとき一点では、見かけ上の周長が長くなり、張力が弱くなる傾向がある。この現象は中間転写体ベルト７１の駆動トルクにも現れることから、上気した、変形具合を中間転写体ベルトの駆動トルクから判断・制御することも出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例１のベルト体を示す概略図。
【図２】従来例を示す概略図。
【図３】従来例の課題を示す概略図。
【図４】実施例２を説明する概略図。
【図５】実施例２を説明する概略図。
【符号の説明】
【００５７】
１  感光体
２  磁気ブラシ
３  露光装置
４  現像装置
５  転写装置
６  定着装置
７１  中間転写体ベルト
７ｔ  １次転写ローラ
７Ｔ  ２次転写ローラ
【図１】
2006235054.tif 000004
【図２】
2006235054.tif 000005
【図３】
2006235054.tif 000006
【図４】
2006235054.tif 000007
【図５】
2006235054.tif 000008