(57)【要約】【課題】像担持体とベルト状弾性中間体を有する画像形成装置において、環境変動及び耐久後等により弾性中間転写体の形状が変化しても、弾性中間転写体の形状変化を元に戻すことができ、可撓性並びに紙用類のニップ能力を維持することが可能となり、結果として安定して画像を出力することが可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】多層構造且つ温度勾配を持つ弾性層を有する弾性中間転写体と、前記弾性中間転写体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記弾性中間転写体上のトナー像を転写部で記録材に転写する手段と、を有し、弾性中間転写体の弾性率を所望の範囲内に抑えるよう制御する制御手段、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2005250331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像にトナー像を形成し、該像担持体上に形成されたトナー画像を、中間転写体の表面上に転写する１転写部を有し、該中間転写体上に形成された該トナー画像を被転写体材に転写する２次転写部を有する画像形成装置において、
前記中間転写体の弾性率変化に伴う変形量を検知する変形量検知手段と、該変形量検知手段の信号値に基づいて、前記中間転写体の温度を調整する温度調整手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
変形量検知手段が、抵抗値検知センサーであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記抵抗値検知センサーは、所定圧で中間転写ベルトに電圧印加部材を当接させ、弾性率変化により電圧印加部材の当接状態が変わることにより得られる電気抵抗値を読み取ることを特徴とするセンサーであることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
変形量検知手段が、光センサーであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記光センサーは、発光部と位相差を受光する受光部を有し、位相の変化から中間転写体の形状変形量を検知する光ドップラーセンサーであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記光センサーは、発光部と発光部と対向に配置された受光部を有し、受光量の変化から中間転写体の弾性変形により起こる形状変化位置を検知することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項７】
温度調整手段は、上記変形量検知手段の信号値に基づいて、温度調整をする箇所にだけ熱を印加することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
多層構造且つ弾性率が温度勾配を持つ弾性層を有することを特徴とする請求項１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、電子写真方式或は静電記録方式を採用する画像形成装置において、例えば、複写機、プリンタ、ファックス等の白黒又はカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中間転写体を使用した画像形成装置は、感光体上に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写する工程を複数色のトナーに対して繰り返し、２次転写工程において中間転写体上のトナー画像を紙等の記録材に一括転写することでフルカラー画像を得ることができる。
【０００３】
図１７には中間転写体を使用した電子写真方式のカラー画像形成装置（複写機或はレーザープリンタ）の一例が示されている。
【０００４】
図１７において、この画像形成装置は矢印Ｘ方向に走行する無端状の中間転写ベルト１８１を備えている。中間転写ベルト１８１の水平部に沿って４つの画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが配設されている。最上流側の画像形成ステーションＰａを例にその構成を説明する。
【０００５】
画像形成ステーションＰａは、回転可能に配置された像担持体であるドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と言う）１０１ａを備えている。感光ドラム１０１ａの周囲には、一次帯電器１２２ａ、現像器１２３ａ、クリーナー１１２ａ等のプロセス機器が配置されている。他の画像形成部Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、画像形成部Ｐａと同様に一次帯電器１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ、現像器１２３ｂ，１２３ｃ，１２３ｄ、クリーナー１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ等を備えており、これらの画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの異なる点は、それぞれが、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点である。そのため、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄに配置した現像器１２３ａ〜１２３ｄにはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーが収納されている。
【０００６】
最上流側の画像形成ステーションＰａにおいて、原稿のイエロー成分色による画像信号がポリゴンミラー（不図示）等を介して感光ドラム１０１ａ上に投射されて静電潜像が形成され、これに現像器１２３ａからイエロートナーが供給されて、静電潜像がイエロートナーとして現像される。このトナー像が感光ドラム１０１ａの回転に伴って、感光ドラム１０１ａと中間転写ベルト８１とが当接する転写部Ｔ１に到来すると、第１の転写部材１２４ａによって、印刷される第１の転写バイアスによって、イエロートナー像が中間転写ベルト１８１へ転写される。イエロートナー像を担持した中間転写ベルト１８１は、次の画像形成ステーションＰｂに搬送されると、このときまでに、画像形成ステーションＰｂにおいて、上記と同様の方式で感光ドラム１０１ｂ上に形成されたマゼンタトナー像が上記イエロートナー像上へ転移される。
【０００７】
同様に記録材Ｐがつぎの画像形成ステーションＰｃ，Ｐｄに進行するに連れて、それぞれの転写部Ｔ１において、シアントナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写された後、このときまでに給紙カセット１６０から取り出された記録材Ｐがレジストローラー１１３でタイミングを合わせられて転写部Ｔ２に達し、第２の転写部材１４０に印加される転写バイアスによって上述の４色のトナー像は記録材Ｐ上に転写される。
【０００８】
記録材Ｐは、その後定着部１１１に搬送される。定着部１１１では熱と圧力によってトナー像を記録材Ｐ上に定着させる。一方、転写後の中間転写ベルト１８１は、ベルトクリーナー１１６によって清掃され、次に画像形成装置に供される。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１５４５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記構成の画像形成装置においては、以下のような問題がある。
【００１１】
即ち、上記画像形成装置が、多層構造且つ温度勾配を持つ弾性層（以下、「弾性中間体」とも言う）を有する場合、該弾性中間転写体が弾性層に導電性材料を有する場合、弾性層に所望の電気抵抗値を付与することが可能であるが、一方でゴムの永久伸び、オゾン劣化等により電気抵抗値が変動してしまう等の問題がある。又、該弾性中間転写体が弾性層にイオン導電性材料を有する場合、弾性層の電気抵抗値を均一且つ安定させることが可能であるが、一方で環境変動により電気抵抗値が著しく変動してまい、電気抵抗値の変動に従い弾性中間体の弾性率も変動してしまう。
【００１２】
そこで、弾性中間転写の耐久による抵抗値変動、又は環境変動に伴う抵抗値変動を極力起こさないよう材料面等での工夫をしている。
【００１３】
又、特許文献１（特開２００１−１５４５０４号公報）で開示されている弾性中間体では、内層、表層の引張弾性率をそれぞれＥ、Ｅ０としたとき、Ｅ／Ｅ０≧２とすることにより強度が高く、伸びが小さいベルトが得られる。しかし、各層の引張弾性率が変動し、上記条件Ｅ／Ｅ０≧２を満たせなくなると、弾性中間体の可撓性並びに紙用類のニップ能力を維持できなくなり、駆動による伸びの問題が懸念される。
【００１４】
従って、本発明の目的は、像担持体とベルト状弾性中間体を有する画像形成装置において、環境変動及び耐久後等により弾性中間転写体の形状が変化しても、弾性中間転写体の形状変化を元に戻すことができ、可撓性並びに紙用類のニップ能力を維持することが可能となり、結果として安定して画像を出力することが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は、本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、多層構造且つ温度勾配を持つ弾性層を有する弾性中間転写体と、前記弾性中間転写体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記弾性中間転写体上のトナー像を転写部で記録材に転写する手段と、を有し、弾性中間転写体の弾性率を所望の範囲内に抑えるよう制御する制御手段、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、多層構造且つ温度勾配を持つ弾性層を有する弾性中間転写体に関し、弾性中間転写体の初期、耐久及び環境により変動する弾性率を一定の範囲に補正するため、
（１）弾性中間転写体の電気抵抗値を前述抵抗値検知センサーにより検知し、電気抵抗値が或る範囲を超えた場合に弾性中間体の弾性率を所定の範囲内に抑えるよう、温度調整装置を用い温度調整をし、弾性中間体の弾性率を所望の値に調節することができ、弾性中間転写体の形状変形を元に戻すことが可能となる。
（２）弾性中間転写体の形状変形を、発光部と正反射光を受光する受光部を有する光ドップラーセンサーにより検知し、上記温度調整手段は、該光ドップラーセンサーの信号値に基づいて弾性中間体の温度を調整する。これにより、弾性中間転写ベルトの弾性率を所望の範囲内に制御でき、弾性中間転写体の形状変形を元に戻すことが可能となる。
（３）弾性中間転写体の形状変形を、発光部と発光部に対向に配設された受光部を有する光センサーにより検知し、温度調整手段は、光センサーの信号値に基づいて弾性中間体の温度を調整する。これにより、弾性中間転写ベルトの弾性率を所望の範囲内に制御でき、弾性中間転写体の形状変形を元に戻すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。尚、画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状及びその相対位置等は、特に、特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１を図１〜図６に基づいて説明する。
【００１９】
本実施の形態に係る画像形成装置は、図１に示すように、装置本体内に矢印Ｘ方向に走行するベルト状弾性中間転写体、即ち、無端状の弾性中間転写ベルト８１を備えている。弾性中間転写ベルト８１は支持体として駆動ローラー２５、テンションローラー２６及びバックアップローラー２９に巻回されている。この弾性中間転写ベルト８１は、弾性層にクロロプレーンのようなイオン導電性のゴムによって構成されている。
【００２０】
中間転写ベルト８１の水平部に沿って同様構成の４個の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが直列状に配設されている。画像形成部Ｐａを例にその構成を説明する。
【００２１】
画像形成部Ｐａは、回転可能に配置された像担持体であるドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と言う）１ａを備えている。感光ドラム１ａの周囲には、一次帯電器２２ａ、現像器２３ａ及びクリーニング装置１２ａ等のプロセス機器が配置されている。他の画像形成部Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、画像形成部Ｐａと同様の構成を備えており、それぞれ感光ドラム１ｂ，１ｃ，１ｄ、一次帯電器２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、現像器２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、クリーニング装置１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを備えている。これら画像形成部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの異なる点は、それぞれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する点である。
【００２２】
各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに配置した現像器２３ａ〜２３ｄにはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーが収納されている。
【００２３】
感光ドラム１ａは一次帯電器２２ａによって一様に帯電され、露光装置１１ａから原稿のマゼンタ成分色による画像信号がポリゴンミラー（不図示）等を介して感光ドラム１ａ上に投射されて静電潜像が形成される。
【００２４】
次いで、現像器２３ａからイエロートナーが供給されて静電潜像がイエロートナー像として現像される。このトナー像は、感光ドラム１ａの回転に伴って、感光ドラム１ａと弾性中間転写ベルト８１とが当接する１次転写部Ｔ１に到来すると、１次転写部材（第１の転写手段）、即ち、本実施の形態では転写ローラー２４ａから第１の転写バイアスが印加され、イエロートナー像が中間転写ベルト８１へ転写される。イエロートナー像を担持した弾性中間転写ベルト８１は、次の画像形成部Ｐｂに搬送されると、このときまでに、画像形成部Ｐｂにおいて、上記と同様の方法で感光ドラム１ｂ上に形成されたマゼンタトナー像がイエロートナー像上へ転移される。
【００２５】
同様に弾性中間転写ベルト８１が矢印方向に沿って画像形成部Ｐｃ，Ｐｄに進行するに連れて、それぞれの転写部Ｔ１において、シアントナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写された後、このときまでに、給紙カセット６０から送り出された記録材Ｐが２次転写部Ｔ２に達し、２次転写部材（第２の転写手段）４０に印加される転写バイアスによって上述の４色のトナー像は記録材Ｐ上に転写される。
【００２６】
トナー像が転写された記録材６は、定着部２１１に搬送される。定着部２１１では熱と圧力によってトナー像を記録材Ｐ上に固着させる。転写後の弾性中間転写ベルト８１はベルトクリーナー２１６によってクリーニングされ、次の画像形成に供される。
【００２７】
斯かる画像形成装置において、本実施の形態では、ベルトクリーナー２１６と第１の転写部Ｔ１の間に２つの制御装置を有している。１つは、弾性中間転写体の抵抗値を検知する抵抗値検知センサー７０であり、もう１つは前記抵抗値検知センサーの信号値に基づいて弾性中間体の温度を調整する温度調整手段８０である。この２つの制御装置の配設順序及び配設場所は他の構成でも構わない。
【００２８】
上記抵抗値検知センサー７０の検知方法は、所定圧で弾性中間転写ベルトに電圧印加部材を当接している場合、弾性率変化により電圧印加部材の当接状態が変わり、その結果、電気抵抗値が変わるというものである。
【００２９】
抵抗値検知センサー７０と温度調整装置８０について以下に詳しく述べる。
【００３０】
抵抗値検知センサー７０は、弾性中間転写ベルトの電気抵抗値を、画像形成装置起動時等の初期及び或る一定の間隔ごとに検知する。弾性中間転写体が弾性率変動により、図２（ｂ）に示すような形状変形を起こしている場合、電圧印加部材の当接状態が変わり、図３に示すように、抵抗値が上昇する。この信号値を画像形成装置が予め保有している、図４に示す抵抗値と弾性率の関係を記したチャートにより、弾性中間転写ベルトの弾性率を算出する。その後、図５に示すチャートに示すように、前記弾性率より換算される温度を予め画像形成装置が保有している弾性中間転写体を適正温度に補正するための信号値を温度制御装置に送信する。温度制御装置は、前記信号値に基づき、弾性中間体を適正温度にするよう制御をする。
【００３１】
上記記載の工程により、弾性中間体の弾性率を所望の値に制御でき、弾性中間転写体の形状変形を元に戻すことが可能となる。上記記載の制御工程を図６に示す。
【００３２】
尚、本実施の形態では、タンデム式カラー画像形成装置について説明したが、１個の感光体を用いて画像形成するタイプの画像形成装置及び白黒画像形成装置においても同様の効果を示す。
【００３３】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図７〜図１１に基づいて説明する。尚、本実施の形態に係る画像形成装置は、実施の形態１と略同様の構成を備えている。
【００３４】
本実施の形態では、ベルトクリーナー２１６と第１の転写部Ｔ１の間に２つの制御装置を有している。１つは、弾性変形量検知手段として、発光部７１と正反射光を受光する受光部７２を有する、光ドップラーセンサー１７０であり、もう１つは、前記光ドップラーセンサーの信号値に基づいて弾性中間体の温度を調整する温度調整手段８０である。尚、この２つの制御装置の配設順序及び配設場所は他の構成でも構わない。
【００３５】
上記光ドップラーセンサー１７０は、発光部７１と、位相差を検知する受光部７２とを有し、位相差の変化から中間転写体の形状変化位置及び形状変化量を検知することを特徴とする。
【００３６】
光ドップラーセンサー１７０と温度調整装置８０の制御について以下に詳しく述べる。
【００３７】
光ドップラーセンサー１７０は、画像形成装置起動時等の初期及び或る一定の間隔ごとに弾性中間転写ベルトの形状変化量を得るため、図８に示すように、前記発光部７１より光を発光し、前記受光部７２が検知する位相差変化より形状変化量を検知する。弾性中間体が形状変化を起こしている場合、図８に示す８８１のように、表面に凹凸が生じる。これにより光ドップラーセンサ１７０の発光部７１より発光される光が弾性中間体上で位相のずれを生じ、受光部７２で検知される位相が弾性中間転写体表面に凹凸の無い場合の位相とのずれを生じ、弾性中間転写体の変形量が分かる。
【００３８】
光ドップラーセンサーが検知した位相差を、図９に示すチャートにより前記弾性率に換算する。
【００３９】
その後、図１０に示すように、前記弾性率より換算される温度を予め画像形成装置が保有している、弾性中間転写体を適正温度に補正するための信号値を温度制御装置に送信する。温度制御装置は、前記信号値に基づき弾性中間体を適正温度にするよう制御をする。
【００４０】
上記記載の工程により、弾性中間体の弾性率を所望の値に制御でき、弾性中間転写体の形状変形を元に戻すことが可能となる。上記記載の制御工程を図１１に示す。
【００４１】
尚、本実施の形態では、タンデム式カラー画像形成装置について説明したが、１個の感光体を用いて画像形成するタイプの画像形成装置及び白黒画像形成装置においても同様の効果を示す。
【００４２】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３を図１２〜図１６に基づいて説明する。尚、本実施の形態に係る画像形成装置は、実施の形態１と略同様の構成を備えている。
【００４３】
本実施の形態では、ベルトクリーナー２１６と第１の転写部Ｔ１の間に２つの制御装置を有している。１つは、弾性変形量検知手段として、発光部７３と、発光部に対向に配設された受光部７４を有する光センサー２７０であり、もう１つは、前記光センサーの信号値に基づいて弾性中間体の温度を調整する温度調整手段８０である。尚、この２つの制御装置の配設順序及び配設場所は他の構成でも構わない。
【００４４】
上記光センサー２７０は、発光部７３と、発光部に対向に配設された受光部７４を有すし、光センサーであり受光量の変化から中間転写体の弾性変形により起こる形状変化位置を検知することを特徴とする。
【００４５】
光センサー２７０と温度調整装置８０の制御について以下に詳しく述べる。
【００４６】
光センサー２７０は、画像形成装置起動時等の初期及び或る一定の間隔ごとに、弾性中間転写ベルトの形状変化量を得るため、図１３に示すように、前記発光部７３より光を発光し、前記受光部の受光量変化より形状変化量を検知する。弾性中間体が形状変化を起こしている場合、図１３に示す３８１のように、表面に凹凸が生じる。これにより光センサ２７０の発光部７３より発光される光が弾性中間体上で乱反射を起こし、受光部７４で検知される受光量の割合が弾性中間転写体表面に凹凸の無い場合の受光率に比べ減少する。
【００４７】
光センサー２７０が検知した信号値を受光率に換算し、前記受光率を図１４に示すチャートにより前記受光率を弾性率に換算する。
【００４８】
その後、図１５に示すように、前記弾性率より換算される温度を、予め画像形成装置が保有している、弾性中間転写体を適正温度に補正するための信号値を温度制御装置に送信する。温度制御装置は、前記信号値に基づき弾性中間体を適正温度にするよう制御する。
【００４９】
上記記載の工程により、弾性中間体の弾性率を所望の値に制御でき、弾性中間転写体の形状変形を元に戻すことが可能となる。上記記載の制御工程を図１６に示す。
【００５０】
尚、本実施の形態では、タンデム式カラー画像形成装置について説明したが、１個の感光体を用いて画像形成するタイプの画像形成装置及び白黒画像形成装置においても同様の効果を示す。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、電子写真方式或は静電記録方式を採用する画像形成装置において、例えば、複写機、プリンタ、ファックス等の白黒又はカラー画像形成装置に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るカラー画像形成装置の概略断面図である。
【図２】図１の画像形成装置における抵抗値検知装置を示す概略図である。
【図３】図１の画像形成装置における弾性中間転写体の抵抗値変動を示すグラフである。
【図４】図１の画像形成装置における抵抗値と弾性率の関係を示すグラフである。
【図５】図１の画像形成装置における弾性率と温度の関係を示すグラフである。
【図６】図１の画像形成装置における制御工程を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２に係るカラー画像形成装置を示す概略断面図である。
【図８】図７の画像形成装置における光センサーを示す概略図である。
【図９】図７の画像形成装置における正反射光受光率と弾性率の関係を示すグラフである。
【図１０】図７の画像形成装置における弾性率と温度の関係を示すグラフである。
【図１１】図７の画像形成装置における制御工程を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３に係るカラー画像形成装置の概略断面図である。
【図１３】図１２の画像形成装置における光センサーを示す概略図である。
【図１４】図１２の画像形成装置における受光率と弾性率の関係を示すグラフである。
【図１５】図１２の画像形成装置における弾性率と温度の関係を示すグラフである。
【図１６】図１２の画像形成装置における制御工程を示すフローチャートである。
【図１７】従来の画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ａ〜１ｄ      感光ドラム（像担持体）
２４ａ〜２４ｄ  １次転写部（第１の転写手段）
２５            駆動ローラー（支持体）
２６            テンションローラー（支持体）
４０            ２次転写部（第２の転写手段）
７０            抵抗値検知センサー
７１，７３      発光部
７２，７４      受光部
８０            温度調整装置
８１            弾性中間転写ベルト（中間転写体）
１７０          光ドップラーセンサー
２７０          光センサー
【図１】
2005250331.tif 000003
【図２】
2005250331.tif 000004
【図３】
2005250331.tif 000005
【図４】
2005250331.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005250331.tif 000008
【図７】
2005250331.tif 000009
【図８】
2005250331.tif 000010
【図９】
2005250331.tif 000011
【図１０】
2005250331.tif 000012
【図１１】
2005250331.tif 000013
【図１２】
2005250331.tif 000014
【図１３】
2005250331.tif 000015
【図１４】
2005250331.tif 000016
【図１５】
2005250331.tif 000017
【図１６】
2005250331.tif 000018
【図１７】
2005250331.tif 000019