(57)【要約】      （修正有）【課題】付着物による表面性の変化を検知してクリーニングモードを実施するため、無駄な装置の稼働率の低下を防止し、且つ中間転写ベルトの表面状態を維持することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】像坦持体を回転駆動する第一の駆動手段と像坦持体の回転速度を検知する第一の検知手段と、回転可能に従動するローラと駆動ローラで張架され像坦持体と当接する中間転写ベルト５と、前記駆動ローラを回転駆動する第２の駆動手段と駆動ローラ回転速度を検知する第２の検知手段と、を備えた画像形成装置において、第二の検知手段で検知されたトルク特性の変化に応じて前記転写ベルト５を清掃するクリーニングモードを実施する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体１と、前記像担持体１上にトナー画像を形成するための現像器４と、像担持体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト５上に形成するための一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋと、一次転写部で転写しないトナー像を回収するクリーニング部材１０と、中間転写ベルト５上に形成されたトナー像を転写材Ｐへ転写するための二次転写手段２４と、二次転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、
像坦持体１を回転駆動する第一の駆動手段と像坦持体１の回転速度を検知する第一の検知手段と、回転可能に従動するローラと駆動ローラ２２で張架され像坦持体１と当接する中間転写ベルト５と、前記駆動ローラ２２を回転駆動する第２の駆動手段と駆動ローラ回転速度を検知する第２の検知手段と、を備えた画像形成装置において、
第二の検知手段で検知されたトルク特性の変化に応じて前記転写ベルト５を清掃するクリーニングモードを実施することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
第二の検値手段で検値されたトルク特性の変化は現像スリーブ４２を駆動させた時のトルク特性と、現像器４を駆動させない時のトルク特性の差が域値を超えた時に中間転写ベルト５のクリーニングモードを実施することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
像担持体１と転写ベルト５の表面速度に差があることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置で使われる数多ある記録材の中で、白色度を高めるために填料としてタルクや炭酸カルシウムを含むものが数多く存在する。紙の中に含まれるタルクはトナー粒径よりも小さく（数ミクロン以下）、中間転写ベルトの表面に付着してもクリーニングされにくく蓄積しやすく、クリーニングブレードをすり抜け裏周りし、ブレード裏に顛料が堆積しブレードを押し上げることによるクリーニング不良が発生する。また、中間転写ベルトにタルクが付着すると転写ベルトの離型性が低下してしまう。
【０００３】
特許文献１では、中間転写ベルト表面のフィルミング防止の為に行うコーティング剤のブラシング方法の改良に関し、ブラシングのタイミングを適切に制御することにより、装置の稼働率の低下を防止するようにした多色画像形成装置について検討がなされている。
【０００４】
可動率を維持し、クリーニング効果を適切に保つために、単色、或は多色画像形成回数をカウントするベルト転写カウンタと、中間転写ベルトに対向配置され且つ中間転写ベルトに対して接離し且つ回転動作することによりブラシング処理動作を行うブラシを有する多色画像形成装置において、連続した画像形成動作の途中で上記ベルト転写カウンタが所定回数をカウントした時に、該画像形成動作を中断させることなく、該画像形成動作中に該ブラシを作動させる提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３９６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の画像形成装置では、中間転写ベルトの表面離型性の変化によるクリーニング不良の発生を防止するために実施する中間転写ベルトクリーニングを、装置の稼働率の低下を防ぎながら、必要なタイミングで適切に行うことが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
像担持体１と、前記像担持体１上にトナー画像を形成するための現像器４と、像担持体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト５上に形成するための一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋと、一次転写部で転写しないトナー像を回収するクリーニング部材１０と、中間転写ベルト５上に形成されたトナー像を転写材Ｐへ転写するための二次転写手段２４と、二次転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、
像坦持体１を回転駆動する第一の駆動手段と像坦持体１の回転速度を検知する第一の検知手段と、回転可能に従動するローラと駆動ローラ２２で張架され像坦持体１と当接する中間転写ベルト５と、前記駆動ローラ２２を回転駆動する第２の駆動手段と駆動ローラ回転速度を検知する第２の検知手段と、を備えた画像形成装置において、
第二の検知手段で検知されたトルク特性の変化に応じて前記転写ベルト５を清掃するクリーニングモードを実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置によれば、付着物による表面性の変化を検知してクリーニングモードを実施するため、無駄な装置の稼働率の低下を防止し、且つ中間転写ベルトの表面状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】タンデム方式中間転写系画像形成装置の概略構成を示す縦断面図
【図２】中間転写ベルト駆動部の概略構成図
【図３】実施例１の２次転写部の概略図
【図４】新品中間転写ベルトのＰＷＭｄｕｔｙ特性
【図５】耐久後顛料付着時の中間転写ベルトのＰＷＭｄｕｔｙ特性
【図６】紙種による耐久接触角推移
【図７ａ】耐久時中間転写ベルトのＰＷＭｄｕｔｙ特性
【図７ｂ】耐久時中間転写ベルトのＰＷＭｄｕｔｙ特性
【図８】本実施例の中間転写ベルトの顛料付着検値フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１１】
［画像形成装置概要］
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の４色フルカラーの画像形成装置であり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【００１２】
同図を参照して、画像形成全体の構成及び動作を説明する。同図に示す画像形成装置は、４個（４色）の画像形成ステーション、すなわち、それぞれイエロー，マゼンダ，シアン，ブラックのトナー像を形成する画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。そして、これら画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで形成された各色のトナー像を順次に中間転写体５上に一次転写して重ねあわせ、その後、一括で紙等の記録材（他部材）Ｐに二次転写し、二次転写された４色のトナー像を定着することで４色フルカラー画像を得るようにしている。
【００１３】
各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ像担持体（感光体、感光ドラム）としてドラム型の感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備えている。各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、外径３０ｍｍのアルミニウム製シリンダの外周面に、感光層としてＯＰＣ（有機光半導体）を塗布して構成したものである。各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、その表面が帯電ローラ（帯電手段）３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋによって一様に帯電された後、露光装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋからレーザ光の照射を受け、それぞれの色に対応する静電潜像が形成される。
【００１４】
帯電ローラー３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋには帯電バイアス印加電源から、電気接触子、これを接触させた芯金を介して所定の帯電バイアス電圧、本例に於いては交流と負極性の直流の重畳電圧が印加され、回転感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周面が負極性の所定電位に一様帯電される。
【００１５】
各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された静電潜像は、それぞれイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナーを収容した現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによってそれぞれの色のトナーが付着され、トナー像として現像される。
【００１６】
本発明において、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとしては、通常使用される有機感光体等を用いることができるが、好ましくは、感光体上にその抵抗値が１０＾９〜１０＾１４Ωｃｍの表面層を持つものや、アモルファスシリコン感光体などを用いると、電荷注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、および消費電力の低減に効果がある。また帯電性についても向上させることが可能となる。
【００１７】
そこで、本実施例では、負帯電性の有機感光体で、直径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上につぎの第１〜第５の５層を下から順に設けた感光ドラムを用いた。第１層は下引き層であり、アルミニウム基体を均すために設けられた層で、厚さ２０μｍの導電層からなる。第２層は正電荷注入防止層であり、基体から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アラミン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０×１０＾６Ωｃｍ程度に抵抗調整した厚さ１μｍの中抵抗層からなる。
【００１８】
第３層は電荷発生層であり、ジアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体である。したがって、感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することができず、電荷発生層で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【００１９】
第５層は電荷注入層であり、絶縁性樹脂のバインダーにＳｎＯ２超微粒子を分散した材料の塗工層である。具体的には、絶縁性樹脂に光透過性の絶縁フィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導電化）し、この樹脂に対して粒径０．０３μｍのＳｎＯ２粒子を７０重量パーセント分散した材料の塗工層である。このように調合してと交易をディッピング法、スプレー塗工法、ロール塗工法、ビーム塗工法等の適当な塗工法で厚さ約３μｍに塗工して、電荷注入層を形成することができる。
【００２０】
上述の４個の画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、中間転写体５が配設されている。中間転写体５は、駆動ローラ２２と、テンションローラ２１と、二次転写内ローラ２３とに掛け渡されており、駆動ローラ２２の同図中の時計回りの回転により、矢印Ｒ５方向に回転駆動（移動）される。駆動ローラは金属芯金上に導電ゴム層を有し、１×１０３〜１×１０５Ωのローラーで、芯金は接地されている。また、中間転写体５の内側における、各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する位置には、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが配設されている。
【００２１】
一次転写ローラは電気的な作用及び押圧力によって中間転写体に転写されるため、押圧機構によって支持される。中間転写体５は、これら一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによって感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ表面に押圧されており、これにより、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと中間転写体５との間には、一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１が形成されている。また、中間転写体５の外側における二次転写内ローラ２３に対応する位置には、二次転写外ローラ２４が配設されている。
【００２２】
上述の各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに転写バイアスが印加されることで、中間転写体５上にそれぞれの一次転写部Ｔ１において順次に一次転写されていく。これにより、中間転写体５上で４色のトナー像が重ね合わされる。トナー像転写後の各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、表面に残ったトナー（転写残トナー）がクリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋによって除去され、次のトナー像の形成に供される。
【００２３】
転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの抵抗値は導電性金属からなる直径８ｍｍ円柱型の部材と、金属部材周辺は、抵抗値〜５．０×１０＾６［Ω／ｃｍ］で１．０ｍｍの厚さを有した導電性発泡体で覆われていたものである。転写ローラ重量は３００ｇであり、中間転写体裏面から各感光体ドラムに接触させるために、各転写ローラの両端部のバネよって鉛直方向上方に加圧され（１．５ｋｇｆ）、転写ローラ位置は感光体中心鉛直方向よりも中間転写体搬送方向下流へ２．５ｍｍシフトさせてある。
【００２４】
上述の中間転写体５上で重ねられた４色のトナー像は、中間転写体５の矢印Ｒ５方向の回転に伴って二次転写部Ｔ２に搬送される。一方、給紙カセット１２又は給紙カセット１６に収納されていた記録材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）は、給紙ローラ１３又は給紙ローラ１４によって給紙され、搬送ローラによってレジストローラ１５に搬送される。この記録材Ｐは、上述の中間転写体５上の４色トナー像にタイミングを合わせるようにして、レジストローラ１５により二次転写部Ｔ２に供給され、Ｔ２位置で記録材Ｐに転写される。中間転写ベルトに転写されずに残った転写残トナーは転写クリーニング装置１０によって除去される。
【００２５】
トナー像が形成された記録材Ｐは定着装置９に搬送され、定着装置９の定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂ間の定着ニップ部でトナー像を加熱、加圧して記録材Ｐ表面に熱定着した後に外部に排出して、一連の画像形成動作を終了する。
【００２６】
なお、同図中の符合８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、各色の現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに補給するためのトナーが収納されたトナー補給容器である
本実施例では中間転写体５の駆動速度（プロセススピード）を３０９．４ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの駆動速度を３１０ｍｍ／ｓｅｃとし、転写ベルトの対感光ドラムの周速差は−０．２％とした。
【００２７】
［中間転写ベルト駆動ローラ制御値による中間転写ベルト表面の離型性の検出］
次に、中間転写ベルト駆動ローラの制御値による中間転写ベルト表面の離型性の検出について述べる。まず、中間転写ベルト駆動ローラの駆動部の概略構成図を示す（図２）。
【００２８】
駆動ローラは回転軸８１で保持され回転させられる。回転軸には光学エンコーダ８２、駆動力を伝達する駆動ローラギア８３が付いており、駆動力にはＤＣモータの回転がモーターギア８５を介して付いており、駆動ローラギアに伝達することで得られる。一方、光学エンコーダからは回転により円盤状の光学バターンエッジが通過するごとにパルス信号が出力され、ＣＰＵ１００に入力される。ＣＰＵ１００は入力されるパルス信号から速度を導出し、所定の速度になるようにフィードバック制御演算を行い、駆動指令であるＰＷＭ信号をＤＣモータ８４へ出力する。このようにして中間転写駆動ローラ８の定速回転制御を実現している。
【００２９】
中間転写ベルトの速度指令値を固定値Ｖｂ＿ｔａｒ、感光体ドラムの速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒをＶｂ＿ｔａｒから＋０．２％にし、ブラシレスＤＣモータの定速回転を開始する。速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒ、Ｖｄ＿ｔａｒはＣＰＵ１００の計算上、エンコーダーの角速度ｒａｄ／ｓが単位として用いられるが、速度単位の記載を統一するため表面速度換算値mm／ｓを速度として便宜上記載することとする。また速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒ、Ｖｄ＿ｔａｒはエンコーダーの目標速度であって感光体ドラムや中間転写ベルトの表面速度目標速度でないことを注記する。この制御を用いて中間転写ベルト表面の付着物による離形性の変化を検出する。
【００３０】
中間転写ベルト速度指令値Ｔｂ＿ｔａｒは固定し、感光体ドラム速度指令値Ｔｄ＿ｔａｒを振っていく。各速度指令値に対してエンコーダーの検知フィードバックが行われ定速回転した状態において、ブラシレスＤＣモータへのＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙを１０ｍｓごとに検知し、１秒間、１００サンプリング値の平均値Ｔｂ＿Ｄｅｖｏｎを導出、記憶する。このとき感光体ドラム１、中間転写ベルト５、現像スリーブ４２は駆動している。帯電ローラ３、現像スリーブ４２、一次転写ローラ６には作像時と同じバイアスが印加されている。次に現像スリーブバイアス印加と現像スリーブ駆動を停止し、同様にＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙをサンプリングし平均値Ｔｂ＿Ｄｅｖｏｆｆを導出、記憶する。このシーケンスを感光体ドラムの速度指令値を０．０５％ずつ変化させながら繰り返し行った。
【００３１】
今回は新品の中間転写ベルトと顛料の多い紙を１００００枚通紙して得られた耐久ベルトを使用した。紀州上質紙（北越紀州製紙製）を通紙すると紙中に含まれるタルクが中間転写ベルト上に付着し接触角が低下する。タルクや炭酸カルシウムを填料として含有する転写材は同様の傾向があり（表１）、それぞれ通紙枚数を増やすと接触角低下がみられる。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
本調整動作によって得られたＴｂ値をグラフ化したものを図４と図５に示す。縦軸はＤＣモータのＰＷＭ  ｄｕｔｙの大きさを示しており、一定速度に制御された状態において出力トルクと比例するパラメータである。また横軸は感光体ドラムの速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒに対する中間転写ベルトの速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒの速度差を示している。中間転写ベルトの速度指令値が負の値の時には感光体ドラムが中間転写ベルトを引っ張る関係になることから中間転写ベルト駆動のＰＷＭ  ｄｕｔｙの大きさは小さいが、感光体ドラムの速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが増加して速度差がプラス側になると中間転写ベルトが感光体ドラムを押す状態になることが分かる。
【００３４】
図４は新品の中間転写ベルトを使用した中間転写ベルト駆動のＰＷＭ  ｄｕｔｙと感光体ドラムと中間転写ベルトの現像駆動ＯＮ／ＯＦＦ時の速度差をグラフ化したものである。
【００３５】
新品で中間転写ベルトの離形性が高いため、現像駆動ＯＮ時のかぶりトナーがある場合と現像駆動をＯＦＦしてかぶりトナーが来ない状態にした時のＰＷＭ  ｄｕｔｙの差が少ない。
【００３６】
図５は顛料の多い紙を通紙して得られた耐久ベルトのグラフである。
【００３７】
付着物により離形性が低下しているため、現像駆動をＯＦＦして感光体ドラムと中間転写ベルトの間にトナーが介在しない状態のため摩擦が大きくなり、感光体ドラムが中間転写ベルトを引張る挙動が大きく見られる。特に中間転写ベルトの速度を遅くすると中間転写ベルト駆動のＰＷＭ  ｄｕｔｙの値が極端に低くなり中間転写ベルト駆動モータがほとんどベルトを駆動するために電力を消費していない状態にある。
【００３８】
紀州上質紙を耐久した時とＣＳ６８０を耐久した時の中間転写ベルト表面の離形性をヘキサデカンによる接触角で測定をした結果を図６に示す。
【００３９】
紀州上質紙はタルクを多く含むため通紙枚数とともに接触角が低下する。１００００枚程度でほとんどヘキサデカンでは測定が困難なレベルまで離形性が低下する。それに対し、タルクを含まないＣＳ６８０は接触角の若干の低下は見られるものの付着物による接触角の低下は見られない。実際に紀州上質紙で耐久した時の中間転写ベルト駆動のＰＷＭ  ｄｕｔｙの値を図７に示す。
【００４０】
図７ａは新品中間転写ベルトの通紙時の中間転写ベルト駆動のＰＷＭ  ｄｕｔｙであり、作像時のトナーのある場合のＰＷＭ  ｄｕｔｙの値は５００程度である。後回転に現像駆動を停止した時のＰＷＭ  ｄｕｔｙの値は４００程度である。図７ｂは耐久１００００枚後のＰＷＭ  ｄｕｔｙの値の値で、作像時のトナーのある場合の値は耐久後もほとんど変わらず５００程度であるが、後回転に現像駆動を停止した時のＰＷＭ  ｄｕｔｙの値は１３０程度まで下がっている。この結果、通紙時と後回転に現像駆動を停止した時のＰＷＭ  ｄｕｔｙの値からタルクなどの顛料の付着による離形性の低化、摩擦力の増加を判断することができた。
【００４１】
［中間転写ベルトのＰＷＭ  ｄｕｔｙ値による顛料付着判定方法］
次に中間転写ベルトのＰＷＭ  ｄｕｔｙ値による顛料付着判定方法についてフローチャート図８のステップ毎に説明する。Ｓｔｅｐ１、通紙中の転写駆動ＰＷＭ  Ｄｕｔｙを１０ｍｓごとに検知し、１秒間、１００サンプリング値の平均値ＴｂをＣＰＵ１００内の記憶装置の中に記憶する。Ｔｂ＿Ｄｅｖｏｎ＿ａｖｅを導出、記憶する。Ｓｔｅｐ２、後回転または割り込み処理時の現像駆動ＯＦＦ時の転写駆動ＰＷＭ  ｄｕｔｙ値を１０ｍｓ毎にサンプリングし１００データを平均してＴｂ＿Ｄｅｖｏｆｆ＿Ａｖｅ  を導出、記憶する。
【００４２】
Ｓｔｅｐ３、Ｔｂ＿Ｄｅｖｏｆｆ＿Ａｖｅ取得時に過去１０回分のＴｂ＿Ｄｅｖｏｎ＿ａｖｅを記憶装置から参照し、最大最小を除いた８個のデータを平均した値に対しＴｂ＿Ｄｅｖｏｆｆ＿Ａｖｅの値が６０％以下になるまで続ける。Ｔｂ＿Ｄｅｖｏｆｆ＿Ａｖｅ  の値が６０％以下になった場合、Ｓｔｅｐ４におい中間転写ベルトクリーニングモードを実施する。クリーニングモードが終了した後、速やかに画像形成動作に移行する。
【符号の説明】
【００４３】
１  感光体ドラム、３  帯電ローラ、５  中間転写ベルト、６  一次転写ローラ、８  転写駆動ローラ、１０  クリーニング部材、２４  ２次転写外ローラ、４２  現像スリーブ、１００  ＣＰＵ回路部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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