画像形成装置
【課題】速度切り替え時に駆動ローラと中間転写ベルトのスリップを抑制し、良好な画像を形成することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像の全体を中間転写ベルトに１次転写した後、記録材の種類に応じて中間転写ベルトの速度を変更し、中間転写ベルト上にトナー像を保持した状態で、再度、トナー像が１次転写位置を通過した後、記録材に２次転写を行う画像形成装置において、中間転写ベルトの速度を変更する前に、１次転写部材に印加する電圧及び感光体の表面電位の一方、若しくは、両方を制御し、１次転写部材と感光体表面の電位の差が、中間転写ベルト上のトナー像が１次転写位置を通過するときの電位差よりも小さくし、その後、中間転写ベルトの速度変更を行なう。
【解決手段】トナー像の全体を中間転写ベルトに１次転写した後、記録材の種類に応じて中間転写ベルトの速度を変更し、中間転写ベルト上にトナー像を保持した状態で、再度、トナー像が１次転写位置を通過した後、記録材に２次転写を行う画像形成装置において、中間転写ベルトの速度を変更する前に、１次転写部材に印加する電圧及び感光体の表面電位の一方、若しくは、両方を制御し、１次転写部材と感光体表面の電位の差が、中間転写ベルト上のトナー像が１次転写位置を通過するときの電位差よりも小さくし、その後、中間転写ベルトの速度変更を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ＦＡＸ、複写機などの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７に、当業者には周知の、電子写真感光体１の周りに帯電手段２、露光手段３、現像手段５０を備え、電子写真プロセスにて感光体１にトナー像を形成するフルカラー画像形成装置の一例を示す。本例のようなフルカラー画像形成装置では、感光体１上のトナー像は、一旦、被転写体としての中間転写ベルト１６上に重ね合わせて１次転写し、その後、中間転写ベルト１６上の４色のトナー像を最終転写材Ｐに一括して２次転写する。
【０００３】
中間転写ベルト１６は、ベルト内部に複数のローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを有し、それらでベルト１６を架張した状態にしている。ローラの一つが駆動ローラ１６ａである。駆動ローラ１６ａは、ベルト１６を回転するため、回転駆動する。駆動ローラ１６ａとベルト１６の間には摩擦力が働いており、この力で、ベルト１６は駆動ローラ１６ａに追従して搬送される。また、感光体１と中間転写ベルト１６が接触する１次転写位置Ｂには、ベルト内部に１次転写部材２０が設けられている。この１次転写部材２０は中間転写ベルト１６を挟んで感光体１に押圧されている。この１次転写部材２０には電圧が印加されている。感光体表面と中間転写ベルト間に電位差によって感光体上のトナー像が中間転写ベルト１６に１次転写される。
【０００４】
また、近年のユーザーの多様化に対応するため、紙種に応じて２次転写工程や定着工程の速度を変更している。従来、例えば、厚紙、ＯＨＴシートを最終転写材Ｐとして使用するときには、普通紙を使用するときよりも２次転写工程、定着工程のプロセススピードを半分程度に落とすものが知られている。これは、厚紙等の転写材Ｐにトナーを２次転写する場合では、普通紙に比べて電界が小さくなり転写不良が生じる。また、定着する場合には、普通紙よりも熱の伝わり方が弱いため定着不良が生じる。そのため、速度を下げニップを通過する時間を長くすることでこの課題に対応している。
【０００５】
この定着時の速度を変更する方法のひとつとして、１次転写までは所定のプロセススピードで実施し、中間転写ベルトにトナー像を全て転写した後に、プロセススピードを切り換え、２次転写工程と定着工程を行う方法が知られている。プロセススピードを変化させるときには、感光体、中間転写ベルト、定着器の速度を変化させている。この際、１次転写と２次転写の距離が画像サイズよりも短い構成では、トナー像全体を１次転写し終わるとき、トナー像の先端は２次転写部を通過している状態になってしまう。そのため、１次転写が完全に終了したのちに、中間転写ベルトと定着器の速度を切り換え、中間転写ベルト上にトナー像を保持した状態で１周、中間転写ベルトを空回転させる動作を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７７２０３２号公報
【特許文献２】特開２００９−２０４８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような画像形成装置において、画像形成途中に中間転写ベルトの速度を切り換える際、ギア列差やモータ（駆動源）差によって、感光体と中間転写ベルトの間に速度差が生じることがある。また、切り替え時にも感光体と中間転写ベルト間には電位差があり、その電位差によって感光体と中間転写ベルト間に吸着力が働いている。
【０００８】
例えば、図７に示すような構成の画像形成装置において、感光体の速度が先に減速すると、感光体１と中間転写ベルト１６間の吸着力で中間転写ベルト１６にブレーキがかかる。これにより駆動可能以上のトルクが発生し、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６がスリップしてしまう。また、逆に中間転写ベルト１６が先に減速すると、感光体１が中間転写ベルト１６を引っ張ってしまう。このときには、中間転写ベルト１６の速度が駆動ローラ１６ａの搬送速度より速くなり、結果として、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６がスリップしてしまう。このスリップが短い時間で発生すると、形成したトナー像と紙との位置が合わない現象が発生する。また、一度、スリップを起こすと、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６間の摩擦力が低下しそのまま駆動ローラ１６ａがスリップし続け、中間転写ベルト１６を正常に回転させることができない状態になってしまうことがあった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、速度切り替え時に駆動ローラと中間転写ベルトのスリップを抑制し、良好な画像を形成することのできる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】
【００１０】
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、第１の本発明は、
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電部材を備えた帯電手段と、
前記帯電された感光体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、
形成された前記静電潜像を現像しトナー像とする現像手段と、
前記感光体のトナー像を中間転写ベルトに転写するために、前記中間転写ベルトの内部に配置され、前記中間転写ベルトを挟んで前記感光体に押圧する１次転写部材を備えた１次転写手段と、
を有し、
前記トナー像の全体を前記中間転写ベルトに１次転写した後、記録材の種類に応じて前記中間転写ベルトの速度を変更し、
前記中間転写ベルトの上に前記トナー像を保持した状態で、再度、前記トナー像が１次転写位置を通過した後、前記記録材に２次転写を行う画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの速度を変更する前に、前記１次転写部材に印加する電圧及び前記感光体の表面電位の一方、若しくは、両方を制御し、前記１次転写部材と前記感光体表面の電位の差が、前記中間転写ベルト上のトナー像が１次転写位置を通過するときの電位差よりも小さくし、その後、前記中間転写ベルトの速度変更を行なうことを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
第２の本発明は、
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電部材を備えた帯電手段と、
前記帯電された前記感光体表面に露光することで静電潜像を形成する露光手段と、
形成された前記静電潜像を現像しトナー像とする現像手段と、
前記感光体の前記トナー像を前記中間転写ベルトに転写するための前記中間転写ベルトの内部に配置され、前記中間転写ベルトを挟んで前記感光体に押圧する１次転写部材を備えた１次転写手段と、
を有し、
前記トナー像を前記中間転写ベルトに１次転写した後、記録材の種類に応じて前記中間転写ベルトの速度を変更し、前記記録材に２次転写を行う画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの速度変更前に、前記感光体の表面を露光し、露光面が１次転写位置に到達後、前記中間転写ベルトの速度を変更することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中間転写ベルト速度切り替え時に感光体と中間転写ベルト間の電位差を小さくすることで、駆動ローラと中間転写ベルトの間でスリップが発生することを抑制することが可能となった。これにより、本発明によれば、良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】１次転写器の概略構成図である。
【図３】画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】プロセススピード切り替え時の感光ドラムと中間転写ベルトの速度差を表す図である。
【図５】一実施例のプロセススピード切り替え時のフロー図である。
【図６】他の実施例のプロセススピード切り替え時のフロー図である。
【図７】従来の画像形成装置を概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して詳しく説明する。
【００１５】
実施例１
（画像形成装置の全体構成）
図１に、本実施例の画像形成装置１００の構成を示す。本実施例にて、画像形成装置１００は、回転式現像装置５０を備えたフルカラーのレーザービームプリンタとされる。
【００１６】
本実施例の画像形成装置１００は、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」という。）１を備えている。感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転し、感光ドラム１の周囲には、帯電部材である帯電ローラ２を備えた帯電手段と、レーザビーム走査装置（露光装置）３とされる露光手段が配置されている。露光装置３から発信されたレーザビームＬは、反射ミラー４を介して感光ドラム１上の露光位置Ａに達し、感光ドラム１を露光する。
【００１７】
回転式現像装置５０は、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーをそれぞれ内包した現像装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄである。各現像装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの内部構成は同じであるので、特に内包されているトナーを区別しない場合は、各現像装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの呼称を区別せず、現像装置５として以下説明する。
【００１８】
全ての現像装置５は、現像装置支持体たるロータリ５０Ａに装着可能に構成されている。ロータリ５０Ａは、現像装置５を装着した状態で回転自在に支持され、所望の現像装置（例えば現像装置５ａ）を感光ドラム１に対向、接触する現像位置Ｃに、Ｒ２方向へと回転移動することができる。
【００１９】
感光ドラム１の下部には、被転写材である中間転写体としての中間転写ベルト１６が３本のローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃに架張されて、図２のＲ３方向に回動するように配置されている。中間転写ベルト１６を架張するローラの中の一つのローラ１６ａは、駆動源Ｍから駆動力が伝達される駆動ローラである。駆動ローラ１６ａには、Ａｌ芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗１０4Ω、肉厚１．０ｍｍの摩擦力の高いＥＰＤＭゴムを被覆した直径３０ｍｍのローラ部材が用いられる。駆動ローラ１６ａは、駆動ローラ１６ａ表面と中間転写ベルト１６内面の摩擦力を利用して、中間転写ベルト１６を回動させている。
【００２０】
他のローラは、従動ローラ１６ｃとテンションローラ１６ｂであり、テンションローラ１６ｂは、所定の張力を中間転写ベルト１６に与えるようにバネ等の張力印加手段（図示せず）により付勢されている。テンションは、片側１９．６Ｎ、総圧３９．２Ｎとしている。
【００２１】
感光ドラム１と中間転写ベルト１６が押圧、接触する１次転写位置Ｂには、１次転写手段である１次転写器２０が中間転写ベルト１６の内部に配置されている。１次転写器２０を構成する１次転写部材である１次転写シート２０ａが、中間転写ベルト１６を感光ドラム１と挟むように配置されている。
【００２２】
駆動ローラ１６ａに対向配置し、中間転写ベルト１６を挟んで、２次転写手段としての２次転写ローラ１８が配置され、２次転写位置Ｄを構成している。２次転写位置Ｄにて２次転写ローラ１８は、中間転写ベルト１６に対し、当接／離間できるように構成されている。２次転写位置Ｄでは後述するように、搬送されて来た転写材（記録材）Ｐ上に画像を転写する。転写後の記録材Ｐは定着器１５に送られる。
【００２３】
２次転写位置Ｄに対し、中間転写ベルト１６の移動方向下流には２次転写残トナー帯電装置を構成する帯電ローラ１９が設置されている。２次転写残トナー帯電ローラ１９は、２次転写残トナーを帯電させるために、中間転写ベルト１６に接離可能に配置されている。感光ドラム１に対しては、１次転写位置Ｂに対して感光ドラム１の移動方向下流には感光体クリーニング装置９が設置され、付属のブレードが感光ドラム１上のトナーを掻き落とせるように接触配置されている。
【００２４】
（１次転写器の構成）
図２を参照して、本実施例における１次転写手段である１次転写器２０の構成について説明する。
【００２５】
１次転写器２０は、中間転写ベルト１６を挟んで感光ドラム１と反対側に配置され、１次転写部材としてシート形状の転写部材（シート部材）２０ａを有している。シート部材２０ａは、感光ドラム１の反対側から押圧部材２０ｄにより中間転写ベルト１６に押圧され、当接している。なお、本実施例では、シート部材２０ａとして、長手幅が２３０ｍｍの超高分子ポリエチレンが使用される。
【００２６】
この超高分子ポリエチレンの体積抵抗率は、５Ｖ印加で１０3〜１０4Ωｃｍであり、１５℃２０％ＲＨの低温低湿環境から３０℃８０％ＲＨの高温多湿環境まで、大きく変動することはない。
【００２７】
また、シート部材２０ａには、図２に示す１次転写用電源２１が接続されている。感光ドラム１から中間転写ベルト１６にトナー像を転写する際には、１次転写用電源２１からシート部材２０ａに転写電圧が印加されることで転写が行われる。シート部材２０ａの一方の端部側は、シート支持部材２０ｂとシートカバー２０ｃに挟まれて支持される。このシート支持部材２０ｂとシートカバー２０ｃは、シート部材２０ａの支持手段として設けられている。
【００２８】
本実施例では、１次転写部材２０ａとしてシート形状のシート部材２０ａを用いたが、従来からある当業者には周知のローラ形状のローラ部材やパッド形状のパッド部材であってもよい。
【００２９】
（中間転写ベルト）
中間転写ベルト１６は、厚さ６０μｍ、体積抵抗率１０6〜１０11ΩｃｍのＰＥＮ（ポリエチレンナフタレイト）を用いることができる。本実施例にてベルト周長は３７７ｍｍとされた。
【００３０】
（画像形成プロセス）
次に、画像形成装置の画像形成動作について説明する。
【００３１】
図１にて矢印Ｒ１方向に１００ｍｍ／ｓｅｃで回転している感光ドラム１の表面上を、帯電部材である帯電ローラ２で所定電位に帯電する。具体的には、帯電ローラ２には、約−９５０Ｖから−１２００Ｖ程度の直流電圧が印加され、感光ドラム表面を約−４５０〜−６００Ｖに帯電する。露光位置Ａにおいて、露光装置３、反射ミラー４により色毎の画像信号に応じて発信されたレーザビームＬにより、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。形成した静電潜像を現像位置Ｃにおいて現像装置５で現像し、トナー像を形成する。現像位置Ｃに設置される現像装置５は、色毎の画像信号に応じて定められており、予め、ロータリ５０Ａを矢印Ｒ２方向へ回転させて所望の色の現像装置５を現像位置Ｃに設置する。現像されるトナー像の色順も決まっており、本実施例ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に形成する。現像動作終了後は直ちにロータリ５０Ａを回転させ、現像位置Ｃから離脱される。
【００３２】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、１次転写位置Ｂにて中間転写ベルト上に転写される。このとき１次転写部材であるシート部材２０ａには５００〜１２００Ｖ程度の電圧が印加される。転写されトナー像上に次に形成したトナー像を順次重畳することで、フルカラートナー像を中間転写ベルト上に形成する。２次転写ローラ１８と２次転写残トナー帯電ローラ１９は、フルカラートナー像が形成されるまでは中間転写ベルト６から離間され、形成された後に中間転写ベルト１６に当接される。形成されたフルカラートナー像が２次転写位置Ｄに到達するタイミングに合わせて記録材Ｐが搬送される。２次転写ローラ１８と駆動ローラ１６ａは、記録材Ｐを中間転写ベルト１６と共に挟み込んでフルカラートナー像を記録材Ｐ上に転写する。フルカラートナー像を転写された記録材Ｐは定着器１５に送られる。定着器１５は記録材Ｐ上のフルカラートナー像を加圧及び加熱して記録材Ｐに定着し、最終画像とする。
【００３３】
２次転写で転写ベルト１６上に残ったトナーは、２次転写残トナー帯電ローラ１９でトナーの正規極性とは逆極性に帯電され、１次転写位置Ｂで電気的に感光ドラム１上に逆転写される。その後、感光ドラム１に配設されたクリーニング装置９に回収される。
【００３４】
（厚紙モード）
本実施例の画像形成装置１００では、使用する記録材Ｐが普通紙である場合（通常モード）と、厚紙やＯＨＰシートである場合（厚紙モード）とによって、２次転写以降のプロセススピードを可変制御している。具体的には、図３にあるように、画像形成装置１００にユーザーから記録材Ｐの種類を指定されると、厚紙モードと判断し、プロセススピードが通常モード時の、例えば半分になるように、定着器１５、駆動ローラ１６ａ、感光ドラム１に回転力を与える駆動モータＭを制御している。ここでは、ユーザーが紙種を指定することで紙種を判断しているが、これに限らず、紙種検知手段などを設けることができれば画像形成装置１００で自動的に判断することも可能である。
【００３５】
上記のように、厚紙モードで画像形成を行う場合、２次転写時のプロセススピード（Ｖ２）を通常モードのプロセススピード（Ｖ１）の半分にする必要がある。すなわち、４色のトナー像が全て中間転写ベルト１６の上に１次転写が終了してから、記録材Ｐに２次転写するまでの間にプロセススピードをＶ２まで落とさなければならない。
【００３６】
本実施例の構成では、装置の小型化を達成するため、１次転写位置Ｂと２次転写位置Ｄの距離がＡ４の紙の長さよりも短い構成となっている。そのため、トナー像を全て１次転写完了した後、プロセススピードをＶ２に下げるタイミングでは、既にトナー像の先端は２次転写位置Ｂを通過してしまっている。従って、プロセススピードをＶ２まで下げたのちに、中間転写ベルト１６を１周空回転させ、再度トナー像の先端が２次転写位置Ｄに到達するときに記録材Ｐに２次転写を行う。最終的に、定着工程が全て終了するまでは少なくともプロセススピードはＶ２を維持した状態である。
【００３７】
当然、プロセススピードの切り換えは、上記中間転写ベルト１６の空回転時にトナー像の先端が再度１次転写位置Ｂに到達するまでに完了する必要がある。なぜなら、トナー像が１次転写位置Ｂを通過中にプロセススピードを切り換えると、後述する感光ドラム１と中間転写ベルト１６の速度差によってトナー像が乱されることがあるからである。
【００３８】
上記のようなプロセススピードの切り替えを実施する際、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６の間でスリップが生じて、中間転写ベルト１６が回動できなくなるという現象が生じた。
【００３９】
上記現象の発生には、二つの要因があることが本発明者らの検討によって分かった。
【００４０】
第一の要因について説明する。プロセススピードの切り替えを実施する際、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の速度を同時に切り替えるものの、ギヤ列差によって、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の間に速度差が生じる。図４にあるように定速になるまでのタイミングとスロープのプロフィールが違ってしまう。本実施例の場合、感光ドラム１が先に減速し、中間転写ベルト１６が後から減速している。この速度切り替え時の感光ドラム１と中間転写ベルト１６の速度差が第一の要因である。
【００４１】
次に、第二の要因について説明する。感光ドラム表面と中間転写ベルト表面の間に電位差があると、中間転写ベルト１６は感光ドラム１に静電的に吸着することは知られている。この吸着力は、上記電位差に依存し、電位差が大きいほど吸着力も増す。この電位差による吸着力が第二の要因である。
【００４２】
吸着力が高い状態であっても、感光ドラム１と中間転写ベルト１６がほぼ同じ速度で回動していれば、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６がスリップすることはない。逆に、感光ドラム１と中間転写ベルト１６に速度差があっても、感光ドラム１と中間転写ベルト１６に電位差がなければ、スリップすることはない。しかし、要因１、２が合わさったときには、以下のようなメカニズムでスリップが発生する。
【００４３】
図１に示すような画像形成装置の構成において、図４に示すように、感光ドラム１の速度が先に減速すると、感光ドラム１と中間転写ベルト１６間の吸着力で中間転写ベルト１６にブレーキがかかる。これにより駆動ローラ１６ａが中間転写ベルト１６を搬送できる範囲を超えたトルクが発生する。そして、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６がスリップしてしまう。
【００４４】
感光ドラム１と中間転写ベルト１６の速度差をなくすことは、非常に困難である。本実施例では同一駆動モータから駆動力を伝達することで、可能な限り上記速度差をなくすようにしたが、ギア列の差によって速度差が生じてしまった。また、駆動源を別にして制御することも考えられるが、駆動モータのばらつきなどを考えると完全に速度差をなくすことは難しい。
【００４５】
（実験結果）
そこで、本発明者らは、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の電位差を小さくすることに着目し実験を行なった。実験結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表中の「帯電バイアス」ＯＮ／ＯＦＦは、帯電に電圧を印加する（帯電バイアスＯＮ）か、否かを示している。具体的には、帯電バイアスＯＮは、画像形成時に使用する−９５０〜−１２００Ｖの電圧を印加している。ＯＦＦは、上記電圧を印加していない状態を示す。「強制発光」あり・なしは、露光手段３によって感光ドラム面を強制的に露光する（強制発光あり）か、否かを示している。「１次転写バイアス」のＯＮ／ＯＦＦは、１次転写部材(シート部材）２０ａに電圧を印加する（１次転写バイアスＯＮ）か、否かを示している。具体的には、１次転写バイアスＯＮは、画像形成中に１次転写するときに使用している５００〜１２００Ｖの電圧を印加している。ＯＦＦは、上記電圧を印加していない状態を示す。「スリップ」は、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６のスリップを表しており、「×」が完全に中間転写ベルト１６がスリップして搬送されず画像が出力できない状態若しくは中間転写ベルト１６が短い時間でスリップして紙に対して若干画像が搬送方向にずれている状態（画像上許容範囲外）を示している。「○」は、スリップによる画像上の問題が発生していない状態を示している。
【００４８】
帯電バイアス、１次転写バイアスのＯＦＦは、完全に０Ｖになっている状態に限るものではなく、画像形成時に印加している電圧の絶対値より小さくしている状態も含む。
【００４９】
表中の帯電バイアスＯＦＦと強制発光ありについては、これらを実行した感光ドラム面が１次転写位置Ｂに到達後、プロセススピードを切り換えている。１次転写バイアスは、プロセススピード切り替え前にＯＦＦしている。
【００５０】
表中Ａの条件は、画像形成時（１次転写工程終了まで）の条件である。この条件のままプロセススピードを切り換えるとスリップが発生することがあった。しかし、表中Ｂ〜Ｈではスリップの発生はなく、非常に良好な画像を出力することが可能となった。これにより、帯電バイアスＯＦＦ、強制発光、１次転写バイアスＯＦＦの全ての動作が個々にスリップに対して効果があることが分かった。
【００５１】
最初に、感光ドラム表面電位（感光体表面電位）に着目して、それぞれの条件の作用を説明する。帯電バイアスをＯＦＦすることで、１次転写終了後の感光ドラム表面（感光体表面）の電位を再度帯電しないため、感光ドラム表面の電位の絶対値は通常の画像形成時よりも低い状態となっている。また、帯電バイアスＯＮの状態で、強制発光を実施することで、感光ドラム表面電位の絶対値は画像形成時以下の状態となっている。さらに、帯電バイアスＯＦＦの状態で通過した感光ドラム表面を強制発光することで、感光ドラム電位をほぼ０Ｖ付近まで下げることができる。これらの効果によって、感光ドラムと中間転写ベルト間の電位差は画像形成時よりも小さくなっている。
【００５２】
また、１次転写バイアスをＯＦＦすることでＯＮ状態よりも感光ドラム１と中間転写ベルト１６間の電位差が小さくなることは明らかである。つまり、１次転写部材２０ａに印加する電圧及び感光ドラム表面電位の一方、若しくは、両方を制御し、１次転写部材２０ａと感光ドラム表面の電位の差を小さくすることができる。
【００５３】
上記のように、表中Ｂ〜Ｈは、Ａと比較して、感光ドラム１と中間転写ベルト１６間の電位差が小さくなっている。それによって、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の静電的吸着力が低下し、スリップを抑制している。
【００５４】
以下にプロセススピード切り換えシーケンスの実施例を実施例Ａ、実施例Ｂとして説明する。
【００５５】
（実施例Ａ）
本実施例における本発明の特徴である厚紙モードにおけるプロセススピード切り換えシーケンスを説明する。厚紙モードでは、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の電位差を可能な限り小さくするため、以下のシーケンスを実施している。図５を用いて説明する。
【００５６】
本実施例における最終画像形成色（Ｂｋ）の現像終了後、ロータリ回転によってブラック（Ｂｋ）の現像装置を現像位置Ｃから離間したあと、帯電に印加している電圧をＯＦＦする（Ｓ１：帯電バイアスＯＦＦ動作）。次に、露光を強制的に発光させる（Ｓ２：強制発光動作）ことで感光ドラム表面（感光体表面）の電位を０Ｖ近くまで下げる。更に、トナー像全体を１次転写し終わったあと、１次転写部材２０ａに印加している電圧をＯＦＦする（Ｓ３：１次転写バイアスＯＦＦ動作）。１次転写バイアスをＯＦＦした後、プロセススピードをＶ１からＶ２に切り換え、プロセススピードの速度変更を行う（Ｓ４）。
【００５７】
本実施例Ａの構成では、プロセススピードを切り換えたあと、トナー像を保持した状態で中間転写ベルト１６を１周空回転させる。
【００５８】
即ち、プロセススピード変更後、帯電バイアスを印加して（Ｓ５）、感光ドラム表面を帯電し、強制発光動作を停止（Ｓ６）し、その後、１次転写バイアスを印加する（Ｓ７）。この状態をトナー像が全て１次転写部を通過し終わるまで継続する。
【００５９】
プロセススピード変更後、２次転写工程、定着工程はこれらのシーケンスと並行で行われる。画像出力後は、所定のタイミングで帯電バイアス、１次転写バイアス等印加している電圧を切り、駆動モータＭも停止する（Ｓ８、Ｓ９）。
【００６０】
Ｓ１の帯電バイアスＯＦＦ動作とＳ２の強制発光動作の順番はどちらが先でも構わないが、どちらかの動作を行なった感光ドラム表面が現像位置Ｃに到達したときに、現像装置５は現像位置Ｃから確実に離脱していなければいけない。現像装置５を確実に現像位置Ｃから離脱させておくことで、上記二つの動作を行なうことで感光ドラム表面の電位を０Ｖ付近まで下げてもカブリなど問題が発生することはない。
【００６１】
また、Ｓ３の１次転写バイアスＯＦＦ動作は、上記表面電位が下がった感光ドラム表面が１次転写位置Ｂに到達してから実施することが望ましい。このタイミングよりも前に実施すると、感光ドラム１の電位を１次転写位置Ｂで下げることができず、感光ドラム表面電位が残った状態になってしまうためである。
【００６２】
Ｓ５の帯電バイアスＯＮし、Ｓ６の強制発光停止することで感光ドラム表面電位を画像形成中と同様の状態にする。Ｓ５、Ｓ６のタイミングは、中間転写ベルト１６が空回転してトナー像が１次転写位置Ｂに到達するよりも先に、この画像形成中の電位に帯電された感光ドラム面が１次転写位置Ｂに到達するようなタイミングにする必要がある。また、Ｓ７の１次転写バイアスＯＮは、トナー像が１次転写位置Ｂを再度通過する前に実施する必要がある。これらは、中間転写ベルト１６が空回転してトナー像が１次転写位置Ｂを再度通過する際に、感光ドラム１と中間転写ベルト１６に所定の電位差を設けることでトナー像が逆転写することを抑制するためである。
【００６３】
この時、１次転写部材２０ａに印加する電圧は、１次転写を行なうときよりも弱い電圧とすることが望ましい。これは、既に中間転写ベルト１６上にトナー像があるため、保持できる電位差を得られればよいためである。この電位差が大き過ぎるとトナー像の逆帯電が起こり、トナーが感光ドラムへ転移してしまう。この電位差を小さくすることでトナー像の逆帯電を抑制し、トナーが感光ドラム１へ転移することを抑制する効果がある。
【００６４】
本実施例Ａの構成にすることで、プロセススピード切り替え時に感光ドラム１と中間転写ベルト１６間の電位差を極力小さくすることで、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の吸着力を低下させることが可能となった。よって、たとえ、プロセススピード切り替え時に感光ドラム１と中間転写ベルト１６間に速度差が生まれたとしても、感光ドラム１に中間転写ベルト１６が引っ張られる力が弱いため、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６がスリップするのを抑制することが可能となった。
【００６５】
（実施例Ｂ）
本発明の特徴であるプロセススピード切り換えシーケンスにおける第２の実施例について図６を用いて説明する。
【００６６】
最終画像形成色（Ｂｋ）の現像終了後、ロータリ回転によってブラックの現像装置５を現像位置Ｃから離間したあと、露光を強制的に発光させる（Ｓ１１：強制発光動作）ことで感光ドラム表面の電位の絶対値を通常画像形成時よりも小さくする。その後、トナー像全体を１次転写し終わったあと、１次転写部材２０ａに印加している電圧を通常画像形成時の２／３倍程度のバイアスに切り換える（Ｓ１２：１次転写バイアス切り換え動作）。１次転写バイアス切り換え後、感光体ドラム１の露光面が１次転写位置に到達後に、プロセススピードをＶ１からＶ２に切り換える（Ｓ１３）。切り換え後、強制発光動作を停止（Ｓ１４）する。
【００６７】
本実施例Ｂの構成では、プロセススピードを切り換えたあと、トナー像を保持した状態で中間転写ベルト１６を１周空回転させる。プロセススピード切り替え後、２次転写工程、定着工程はこれらのシーケンスと並行で行われる。画像出力後は、所定のタイミングで帯電バイアス、１次転写バイアス等印加している電圧を切り、駆動モータＭも停止する（Ｓ１５、Ｓ１６）。
【００６８】
Ｓ１２の工程については、印加している電圧によっては実施しないこともある。
【００６９】
本実施例Ｂのシーケンスを実施することで、プロセススピード切り替え時に感光ドラム１と中間転写ベルト１６間の電位差を小さくすることができ、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の吸着力を低下させることが可能となった。その結果、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６のスリップを抑制することが可能となった。
【００７０】
本実施例Ｂのシーケンスは特に、小型化により１次転写位置Ｂと２次転写位置Ｄの距離が近く、プロセススピードの切り換えに使用できる時間が短い構成において有効である。例えば、電圧出力のＯＮ、ＯＦＦの感度が遅い場合など、プロセススピードの切り換えに使用できる時間が短いと、上記実施例Ａの全ての動作が時間内に終わらない可能性がある。このような状況になると、トナー像の先端が１次転写位置Ｂを通過するときに、所望の電位差を感光ドラム１と中間転写ベルト１６間に設けることができず、トナーの逆転写が起きてしまう。しかし、本実施例Ｂのシーケンスであれば、帯電バイアスや１次転写バイアスを再度印加する必要がないため、上記のような問題が生じることがない。
【符号の説明】
【００７１】
１ 感光ドラム（感光体）
２ 帯電ローラ（帯電手段）
３ 露光装置（露光手段）
５ 現像装置（現像手段）
１５ 定着器
１６ 中間転写ベルト（中間転写体）
１６ａ 駆動ローラ
１８ ２次転写ローラ（２次転写手段）
２０ １次転写器（１次転写手段）
２０ａ シート部材（１次転写部材）
５０ 回転式現像装置
５０Ａ ロータリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ＦＡＸ、複写機などの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７に、当業者には周知の、電子写真感光体１の周りに帯電手段２、露光手段３、現像手段５０を備え、電子写真プロセスにて感光体１にトナー像を形成するフルカラー画像形成装置の一例を示す。本例のようなフルカラー画像形成装置では、感光体１上のトナー像は、一旦、被転写体としての中間転写ベルト１６上に重ね合わせて１次転写し、その後、中間転写ベルト１６上の４色のトナー像を最終転写材Ｐに一括して２次転写する。
【０００３】
中間転写ベルト１６は、ベルト内部に複数のローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを有し、それらでベルト１６を架張した状態にしている。ローラの一つが駆動ローラ１６ａである。駆動ローラ１６ａは、ベルト１６を回転するため、回転駆動する。駆動ローラ１６ａとベルト１６の間には摩擦力が働いており、この力で、ベルト１６は駆動ローラ１６ａに追従して搬送される。また、感光体１と中間転写ベルト１６が接触する１次転写位置Ｂには、ベルト内部に１次転写部材２０が設けられている。この１次転写部材２０は中間転写ベルト１６を挟んで感光体１に押圧されている。この１次転写部材２０には電圧が印加されている。感光体表面と中間転写ベルト間に電位差によって感光体上のトナー像が中間転写ベルト１６に１次転写される。
【０００４】
また、近年のユーザーの多様化に対応するため、紙種に応じて２次転写工程や定着工程の速度を変更している。従来、例えば、厚紙、ＯＨＴシートを最終転写材Ｐとして使用するときには、普通紙を使用するときよりも２次転写工程、定着工程のプロセススピードを半分程度に落とすものが知られている。これは、厚紙等の転写材Ｐにトナーを２次転写する場合では、普通紙に比べて電界が小さくなり転写不良が生じる。また、定着する場合には、普通紙よりも熱の伝わり方が弱いため定着不良が生じる。そのため、速度を下げニップを通過する時間を長くすることでこの課題に対応している。
【０００５】
この定着時の速度を変更する方法のひとつとして、１次転写までは所定のプロセススピードで実施し、中間転写ベルトにトナー像を全て転写した後に、プロセススピードを切り換え、２次転写工程と定着工程を行う方法が知られている。プロセススピードを変化させるときには、感光体、中間転写ベルト、定着器の速度を変化させている。この際、１次転写と２次転写の距離が画像サイズよりも短い構成では、トナー像全体を１次転写し終わるとき、トナー像の先端は２次転写部を通過している状態になってしまう。そのため、１次転写が完全に終了したのちに、中間転写ベルトと定着器の速度を切り換え、中間転写ベルト上にトナー像を保持した状態で１周、中間転写ベルトを空回転させる動作を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７７２０３２号公報
【特許文献２】特開２００９−２０４８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような画像形成装置において、画像形成途中に中間転写ベルトの速度を切り換える際、ギア列差やモータ（駆動源）差によって、感光体と中間転写ベルトの間に速度差が生じることがある。また、切り替え時にも感光体と中間転写ベルト間には電位差があり、その電位差によって感光体と中間転写ベルト間に吸着力が働いている。
【０００８】
例えば、図７に示すような構成の画像形成装置において、感光体の速度が先に減速すると、感光体１と中間転写ベルト１６間の吸着力で中間転写ベルト１６にブレーキがかかる。これにより駆動可能以上のトルクが発生し、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６がスリップしてしまう。また、逆に中間転写ベルト１６が先に減速すると、感光体１が中間転写ベルト１６を引っ張ってしまう。このときには、中間転写ベルト１６の速度が駆動ローラ１６ａの搬送速度より速くなり、結果として、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６がスリップしてしまう。このスリップが短い時間で発生すると、形成したトナー像と紙との位置が合わない現象が発生する。また、一度、スリップを起こすと、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６間の摩擦力が低下しそのまま駆動ローラ１６ａがスリップし続け、中間転写ベルト１６を正常に回転させることができない状態になってしまうことがあった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、速度切り替え時に駆動ローラと中間転写ベルトのスリップを抑制し、良好な画像を形成することのできる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】
【００１０】
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、第１の本発明は、
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電部材を備えた帯電手段と、
前記帯電された感光体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、
形成された前記静電潜像を現像しトナー像とする現像手段と、
前記感光体のトナー像を中間転写ベルトに転写するために、前記中間転写ベルトの内部に配置され、前記中間転写ベルトを挟んで前記感光体に押圧する１次転写部材を備えた１次転写手段と、
を有し、
前記トナー像の全体を前記中間転写ベルトに１次転写した後、記録材の種類に応じて前記中間転写ベルトの速度を変更し、
前記中間転写ベルトの上に前記トナー像を保持した状態で、再度、前記トナー像が１次転写位置を通過した後、前記記録材に２次転写を行う画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの速度を変更する前に、前記１次転写部材に印加する電圧及び前記感光体の表面電位の一方、若しくは、両方を制御し、前記１次転写部材と前記感光体表面の電位の差が、前記中間転写ベルト上のトナー像が１次転写位置を通過するときの電位差よりも小さくし、その後、前記中間転写ベルトの速度変更を行なうことを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
第２の本発明は、
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電部材を備えた帯電手段と、
前記帯電された前記感光体表面に露光することで静電潜像を形成する露光手段と、
形成された前記静電潜像を現像しトナー像とする現像手段と、
前記感光体の前記トナー像を前記中間転写ベルトに転写するための前記中間転写ベルトの内部に配置され、前記中間転写ベルトを挟んで前記感光体に押圧する１次転写部材を備えた１次転写手段と、
を有し、
前記トナー像を前記中間転写ベルトに１次転写した後、記録材の種類に応じて前記中間転写ベルトの速度を変更し、前記記録材に２次転写を行う画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの速度変更前に、前記感光体の表面を露光し、露光面が１次転写位置に到達後、前記中間転写ベルトの速度を変更することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中間転写ベルト速度切り替え時に感光体と中間転写ベルト間の電位差を小さくすることで、駆動ローラと中間転写ベルトの間でスリップが発生することを抑制することが可能となった。これにより、本発明によれば、良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】１次転写器の概略構成図である。
【図３】画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】プロセススピード切り替え時の感光ドラムと中間転写ベルトの速度差を表す図である。
【図５】一実施例のプロセススピード切り替え時のフロー図である。
【図６】他の実施例のプロセススピード切り替え時のフロー図である。
【図７】従来の画像形成装置を概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して詳しく説明する。
【００１５】
実施例１
（画像形成装置の全体構成）
図１に、本実施例の画像形成装置１００の構成を示す。本実施例にて、画像形成装置１００は、回転式現像装置５０を備えたフルカラーのレーザービームプリンタとされる。
【００１６】
本実施例の画像形成装置１００は、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」という。）１を備えている。感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転し、感光ドラム１の周囲には、帯電部材である帯電ローラ２を備えた帯電手段と、レーザビーム走査装置（露光装置）３とされる露光手段が配置されている。露光装置３から発信されたレーザビームＬは、反射ミラー４を介して感光ドラム１上の露光位置Ａに達し、感光ドラム１を露光する。
【００１７】
回転式現像装置５０は、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーをそれぞれ内包した現像装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄである。各現像装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの内部構成は同じであるので、特に内包されているトナーを区別しない場合は、各現像装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの呼称を区別せず、現像装置５として以下説明する。
【００１８】
全ての現像装置５は、現像装置支持体たるロータリ５０Ａに装着可能に構成されている。ロータリ５０Ａは、現像装置５を装着した状態で回転自在に支持され、所望の現像装置（例えば現像装置５ａ）を感光ドラム１に対向、接触する現像位置Ｃに、Ｒ２方向へと回転移動することができる。
【００１９】
感光ドラム１の下部には、被転写材である中間転写体としての中間転写ベルト１６が３本のローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃに架張されて、図２のＲ３方向に回動するように配置されている。中間転写ベルト１６を架張するローラの中の一つのローラ１６ａは、駆動源Ｍから駆動力が伝達される駆動ローラである。駆動ローラ１６ａには、Ａｌ芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗１０4Ω、肉厚１．０ｍｍの摩擦力の高いＥＰＤＭゴムを被覆した直径３０ｍｍのローラ部材が用いられる。駆動ローラ１６ａは、駆動ローラ１６ａ表面と中間転写ベルト１６内面の摩擦力を利用して、中間転写ベルト１６を回動させている。
【００２０】
他のローラは、従動ローラ１６ｃとテンションローラ１６ｂであり、テンションローラ１６ｂは、所定の張力を中間転写ベルト１６に与えるようにバネ等の張力印加手段（図示せず）により付勢されている。テンションは、片側１９．６Ｎ、総圧３９．２Ｎとしている。
【００２１】
感光ドラム１と中間転写ベルト１６が押圧、接触する１次転写位置Ｂには、１次転写手段である１次転写器２０が中間転写ベルト１６の内部に配置されている。１次転写器２０を構成する１次転写部材である１次転写シート２０ａが、中間転写ベルト１６を感光ドラム１と挟むように配置されている。
【００２２】
駆動ローラ１６ａに対向配置し、中間転写ベルト１６を挟んで、２次転写手段としての２次転写ローラ１８が配置され、２次転写位置Ｄを構成している。２次転写位置Ｄにて２次転写ローラ１８は、中間転写ベルト１６に対し、当接／離間できるように構成されている。２次転写位置Ｄでは後述するように、搬送されて来た転写材（記録材）Ｐ上に画像を転写する。転写後の記録材Ｐは定着器１５に送られる。
【００２３】
２次転写位置Ｄに対し、中間転写ベルト１６の移動方向下流には２次転写残トナー帯電装置を構成する帯電ローラ１９が設置されている。２次転写残トナー帯電ローラ１９は、２次転写残トナーを帯電させるために、中間転写ベルト１６に接離可能に配置されている。感光ドラム１に対しては、１次転写位置Ｂに対して感光ドラム１の移動方向下流には感光体クリーニング装置９が設置され、付属のブレードが感光ドラム１上のトナーを掻き落とせるように接触配置されている。
【００２４】
（１次転写器の構成）
図２を参照して、本実施例における１次転写手段である１次転写器２０の構成について説明する。
【００２５】
１次転写器２０は、中間転写ベルト１６を挟んで感光ドラム１と反対側に配置され、１次転写部材としてシート形状の転写部材（シート部材）２０ａを有している。シート部材２０ａは、感光ドラム１の反対側から押圧部材２０ｄにより中間転写ベルト１６に押圧され、当接している。なお、本実施例では、シート部材２０ａとして、長手幅が２３０ｍｍの超高分子ポリエチレンが使用される。
【００２６】
この超高分子ポリエチレンの体積抵抗率は、５Ｖ印加で１０3〜１０4Ωｃｍであり、１５℃２０％ＲＨの低温低湿環境から３０℃８０％ＲＨの高温多湿環境まで、大きく変動することはない。
【００２７】
また、シート部材２０ａには、図２に示す１次転写用電源２１が接続されている。感光ドラム１から中間転写ベルト１６にトナー像を転写する際には、１次転写用電源２１からシート部材２０ａに転写電圧が印加されることで転写が行われる。シート部材２０ａの一方の端部側は、シート支持部材２０ｂとシートカバー２０ｃに挟まれて支持される。このシート支持部材２０ｂとシートカバー２０ｃは、シート部材２０ａの支持手段として設けられている。
【００２８】
本実施例では、１次転写部材２０ａとしてシート形状のシート部材２０ａを用いたが、従来からある当業者には周知のローラ形状のローラ部材やパッド形状のパッド部材であってもよい。
【００２９】
（中間転写ベルト）
中間転写ベルト１６は、厚さ６０μｍ、体積抵抗率１０6〜１０11ΩｃｍのＰＥＮ（ポリエチレンナフタレイト）を用いることができる。本実施例にてベルト周長は３７７ｍｍとされた。
【００３０】
（画像形成プロセス）
次に、画像形成装置の画像形成動作について説明する。
【００３１】
図１にて矢印Ｒ１方向に１００ｍｍ／ｓｅｃで回転している感光ドラム１の表面上を、帯電部材である帯電ローラ２で所定電位に帯電する。具体的には、帯電ローラ２には、約−９５０Ｖから−１２００Ｖ程度の直流電圧が印加され、感光ドラム表面を約−４５０〜−６００Ｖに帯電する。露光位置Ａにおいて、露光装置３、反射ミラー４により色毎の画像信号に応じて発信されたレーザビームＬにより、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。形成した静電潜像を現像位置Ｃにおいて現像装置５で現像し、トナー像を形成する。現像位置Ｃに設置される現像装置５は、色毎の画像信号に応じて定められており、予め、ロータリ５０Ａを矢印Ｒ２方向へ回転させて所望の色の現像装置５を現像位置Ｃに設置する。現像されるトナー像の色順も決まっており、本実施例ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に形成する。現像動作終了後は直ちにロータリ５０Ａを回転させ、現像位置Ｃから離脱される。
【００３２】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、１次転写位置Ｂにて中間転写ベルト上に転写される。このとき１次転写部材であるシート部材２０ａには５００〜１２００Ｖ程度の電圧が印加される。転写されトナー像上に次に形成したトナー像を順次重畳することで、フルカラートナー像を中間転写ベルト上に形成する。２次転写ローラ１８と２次転写残トナー帯電ローラ１９は、フルカラートナー像が形成されるまでは中間転写ベルト６から離間され、形成された後に中間転写ベルト１６に当接される。形成されたフルカラートナー像が２次転写位置Ｄに到達するタイミングに合わせて記録材Ｐが搬送される。２次転写ローラ１８と駆動ローラ１６ａは、記録材Ｐを中間転写ベルト１６と共に挟み込んでフルカラートナー像を記録材Ｐ上に転写する。フルカラートナー像を転写された記録材Ｐは定着器１５に送られる。定着器１５は記録材Ｐ上のフルカラートナー像を加圧及び加熱して記録材Ｐに定着し、最終画像とする。
【００３３】
２次転写で転写ベルト１６上に残ったトナーは、２次転写残トナー帯電ローラ１９でトナーの正規極性とは逆極性に帯電され、１次転写位置Ｂで電気的に感光ドラム１上に逆転写される。その後、感光ドラム１に配設されたクリーニング装置９に回収される。
【００３４】
（厚紙モード）
本実施例の画像形成装置１００では、使用する記録材Ｐが普通紙である場合（通常モード）と、厚紙やＯＨＰシートである場合（厚紙モード）とによって、２次転写以降のプロセススピードを可変制御している。具体的には、図３にあるように、画像形成装置１００にユーザーから記録材Ｐの種類を指定されると、厚紙モードと判断し、プロセススピードが通常モード時の、例えば半分になるように、定着器１５、駆動ローラ１６ａ、感光ドラム１に回転力を与える駆動モータＭを制御している。ここでは、ユーザーが紙種を指定することで紙種を判断しているが、これに限らず、紙種検知手段などを設けることができれば画像形成装置１００で自動的に判断することも可能である。
【００３５】
上記のように、厚紙モードで画像形成を行う場合、２次転写時のプロセススピード（Ｖ２）を通常モードのプロセススピード（Ｖ１）の半分にする必要がある。すなわち、４色のトナー像が全て中間転写ベルト１６の上に１次転写が終了してから、記録材Ｐに２次転写するまでの間にプロセススピードをＶ２まで落とさなければならない。
【００３６】
本実施例の構成では、装置の小型化を達成するため、１次転写位置Ｂと２次転写位置Ｄの距離がＡ４の紙の長さよりも短い構成となっている。そのため、トナー像を全て１次転写完了した後、プロセススピードをＶ２に下げるタイミングでは、既にトナー像の先端は２次転写位置Ｂを通過してしまっている。従って、プロセススピードをＶ２まで下げたのちに、中間転写ベルト１６を１周空回転させ、再度トナー像の先端が２次転写位置Ｄに到達するときに記録材Ｐに２次転写を行う。最終的に、定着工程が全て終了するまでは少なくともプロセススピードはＶ２を維持した状態である。
【００３７】
当然、プロセススピードの切り換えは、上記中間転写ベルト１６の空回転時にトナー像の先端が再度１次転写位置Ｂに到達するまでに完了する必要がある。なぜなら、トナー像が１次転写位置Ｂを通過中にプロセススピードを切り換えると、後述する感光ドラム１と中間転写ベルト１６の速度差によってトナー像が乱されることがあるからである。
【００３８】
上記のようなプロセススピードの切り替えを実施する際、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６の間でスリップが生じて、中間転写ベルト１６が回動できなくなるという現象が生じた。
【００３９】
上記現象の発生には、二つの要因があることが本発明者らの検討によって分かった。
【００４０】
第一の要因について説明する。プロセススピードの切り替えを実施する際、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の速度を同時に切り替えるものの、ギヤ列差によって、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の間に速度差が生じる。図４にあるように定速になるまでのタイミングとスロープのプロフィールが違ってしまう。本実施例の場合、感光ドラム１が先に減速し、中間転写ベルト１６が後から減速している。この速度切り替え時の感光ドラム１と中間転写ベルト１６の速度差が第一の要因である。
【００４１】
次に、第二の要因について説明する。感光ドラム表面と中間転写ベルト表面の間に電位差があると、中間転写ベルト１６は感光ドラム１に静電的に吸着することは知られている。この吸着力は、上記電位差に依存し、電位差が大きいほど吸着力も増す。この電位差による吸着力が第二の要因である。
【００４２】
吸着力が高い状態であっても、感光ドラム１と中間転写ベルト１６がほぼ同じ速度で回動していれば、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６がスリップすることはない。逆に、感光ドラム１と中間転写ベルト１６に速度差があっても、感光ドラム１と中間転写ベルト１６に電位差がなければ、スリップすることはない。しかし、要因１、２が合わさったときには、以下のようなメカニズムでスリップが発生する。
【００４３】
図１に示すような画像形成装置の構成において、図４に示すように、感光ドラム１の速度が先に減速すると、感光ドラム１と中間転写ベルト１６間の吸着力で中間転写ベルト１６にブレーキがかかる。これにより駆動ローラ１６ａが中間転写ベルト１６を搬送できる範囲を超えたトルクが発生する。そして、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６がスリップしてしまう。
【００４４】
感光ドラム１と中間転写ベルト１６の速度差をなくすことは、非常に困難である。本実施例では同一駆動モータから駆動力を伝達することで、可能な限り上記速度差をなくすようにしたが、ギア列の差によって速度差が生じてしまった。また、駆動源を別にして制御することも考えられるが、駆動モータのばらつきなどを考えると完全に速度差をなくすことは難しい。
【００４５】
（実験結果）
そこで、本発明者らは、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の電位差を小さくすることに着目し実験を行なった。実験結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表中の「帯電バイアス」ＯＮ／ＯＦＦは、帯電に電圧を印加する（帯電バイアスＯＮ）か、否かを示している。具体的には、帯電バイアスＯＮは、画像形成時に使用する−９５０〜−１２００Ｖの電圧を印加している。ＯＦＦは、上記電圧を印加していない状態を示す。「強制発光」あり・なしは、露光手段３によって感光ドラム面を強制的に露光する（強制発光あり）か、否かを示している。「１次転写バイアス」のＯＮ／ＯＦＦは、１次転写部材(シート部材）２０ａに電圧を印加する（１次転写バイアスＯＮ）か、否かを示している。具体的には、１次転写バイアスＯＮは、画像形成中に１次転写するときに使用している５００〜１２００Ｖの電圧を印加している。ＯＦＦは、上記電圧を印加していない状態を示す。「スリップ」は、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６のスリップを表しており、「×」が完全に中間転写ベルト１６がスリップして搬送されず画像が出力できない状態若しくは中間転写ベルト１６が短い時間でスリップして紙に対して若干画像が搬送方向にずれている状態（画像上許容範囲外）を示している。「○」は、スリップによる画像上の問題が発生していない状態を示している。
【００４８】
帯電バイアス、１次転写バイアスのＯＦＦは、完全に０Ｖになっている状態に限るものではなく、画像形成時に印加している電圧の絶対値より小さくしている状態も含む。
【００４９】
表中の帯電バイアスＯＦＦと強制発光ありについては、これらを実行した感光ドラム面が１次転写位置Ｂに到達後、プロセススピードを切り換えている。１次転写バイアスは、プロセススピード切り替え前にＯＦＦしている。
【００５０】
表中Ａの条件は、画像形成時（１次転写工程終了まで）の条件である。この条件のままプロセススピードを切り換えるとスリップが発生することがあった。しかし、表中Ｂ〜Ｈではスリップの発生はなく、非常に良好な画像を出力することが可能となった。これにより、帯電バイアスＯＦＦ、強制発光、１次転写バイアスＯＦＦの全ての動作が個々にスリップに対して効果があることが分かった。
【００５１】
最初に、感光ドラム表面電位（感光体表面電位）に着目して、それぞれの条件の作用を説明する。帯電バイアスをＯＦＦすることで、１次転写終了後の感光ドラム表面（感光体表面）の電位を再度帯電しないため、感光ドラム表面の電位の絶対値は通常の画像形成時よりも低い状態となっている。また、帯電バイアスＯＮの状態で、強制発光を実施することで、感光ドラム表面電位の絶対値は画像形成時以下の状態となっている。さらに、帯電バイアスＯＦＦの状態で通過した感光ドラム表面を強制発光することで、感光ドラム電位をほぼ０Ｖ付近まで下げることができる。これらの効果によって、感光ドラムと中間転写ベルト間の電位差は画像形成時よりも小さくなっている。
【００５２】
また、１次転写バイアスをＯＦＦすることでＯＮ状態よりも感光ドラム１と中間転写ベルト１６間の電位差が小さくなることは明らかである。つまり、１次転写部材２０ａに印加する電圧及び感光ドラム表面電位の一方、若しくは、両方を制御し、１次転写部材２０ａと感光ドラム表面の電位の差を小さくすることができる。
【００５３】
上記のように、表中Ｂ〜Ｈは、Ａと比較して、感光ドラム１と中間転写ベルト１６間の電位差が小さくなっている。それによって、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の静電的吸着力が低下し、スリップを抑制している。
【００５４】
以下にプロセススピード切り換えシーケンスの実施例を実施例Ａ、実施例Ｂとして説明する。
【００５５】
（実施例Ａ）
本実施例における本発明の特徴である厚紙モードにおけるプロセススピード切り換えシーケンスを説明する。厚紙モードでは、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の電位差を可能な限り小さくするため、以下のシーケンスを実施している。図５を用いて説明する。
【００５６】
本実施例における最終画像形成色（Ｂｋ）の現像終了後、ロータリ回転によってブラック（Ｂｋ）の現像装置を現像位置Ｃから離間したあと、帯電に印加している電圧をＯＦＦする（Ｓ１：帯電バイアスＯＦＦ動作）。次に、露光を強制的に発光させる（Ｓ２：強制発光動作）ことで感光ドラム表面（感光体表面）の電位を０Ｖ近くまで下げる。更に、トナー像全体を１次転写し終わったあと、１次転写部材２０ａに印加している電圧をＯＦＦする（Ｓ３：１次転写バイアスＯＦＦ動作）。１次転写バイアスをＯＦＦした後、プロセススピードをＶ１からＶ２に切り換え、プロセススピードの速度変更を行う（Ｓ４）。
【００５７】
本実施例Ａの構成では、プロセススピードを切り換えたあと、トナー像を保持した状態で中間転写ベルト１６を１周空回転させる。
【００５８】
即ち、プロセススピード変更後、帯電バイアスを印加して（Ｓ５）、感光ドラム表面を帯電し、強制発光動作を停止（Ｓ６）し、その後、１次転写バイアスを印加する（Ｓ７）。この状態をトナー像が全て１次転写部を通過し終わるまで継続する。
【００５９】
プロセススピード変更後、２次転写工程、定着工程はこれらのシーケンスと並行で行われる。画像出力後は、所定のタイミングで帯電バイアス、１次転写バイアス等印加している電圧を切り、駆動モータＭも停止する（Ｓ８、Ｓ９）。
【００６０】
Ｓ１の帯電バイアスＯＦＦ動作とＳ２の強制発光動作の順番はどちらが先でも構わないが、どちらかの動作を行なった感光ドラム表面が現像位置Ｃに到達したときに、現像装置５は現像位置Ｃから確実に離脱していなければいけない。現像装置５を確実に現像位置Ｃから離脱させておくことで、上記二つの動作を行なうことで感光ドラム表面の電位を０Ｖ付近まで下げてもカブリなど問題が発生することはない。
【００６１】
また、Ｓ３の１次転写バイアスＯＦＦ動作は、上記表面電位が下がった感光ドラム表面が１次転写位置Ｂに到達してから実施することが望ましい。このタイミングよりも前に実施すると、感光ドラム１の電位を１次転写位置Ｂで下げることができず、感光ドラム表面電位が残った状態になってしまうためである。
【００６２】
Ｓ５の帯電バイアスＯＮし、Ｓ６の強制発光停止することで感光ドラム表面電位を画像形成中と同様の状態にする。Ｓ５、Ｓ６のタイミングは、中間転写ベルト１６が空回転してトナー像が１次転写位置Ｂに到達するよりも先に、この画像形成中の電位に帯電された感光ドラム面が１次転写位置Ｂに到達するようなタイミングにする必要がある。また、Ｓ７の１次転写バイアスＯＮは、トナー像が１次転写位置Ｂを再度通過する前に実施する必要がある。これらは、中間転写ベルト１６が空回転してトナー像が１次転写位置Ｂを再度通過する際に、感光ドラム１と中間転写ベルト１６に所定の電位差を設けることでトナー像が逆転写することを抑制するためである。
【００６３】
この時、１次転写部材２０ａに印加する電圧は、１次転写を行なうときよりも弱い電圧とすることが望ましい。これは、既に中間転写ベルト１６上にトナー像があるため、保持できる電位差を得られればよいためである。この電位差が大き過ぎるとトナー像の逆帯電が起こり、トナーが感光ドラムへ転移してしまう。この電位差を小さくすることでトナー像の逆帯電を抑制し、トナーが感光ドラム１へ転移することを抑制する効果がある。
【００６４】
本実施例Ａの構成にすることで、プロセススピード切り替え時に感光ドラム１と中間転写ベルト１６間の電位差を極力小さくすることで、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の吸着力を低下させることが可能となった。よって、たとえ、プロセススピード切り替え時に感光ドラム１と中間転写ベルト１６間に速度差が生まれたとしても、感光ドラム１に中間転写ベルト１６が引っ張られる力が弱いため、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６がスリップするのを抑制することが可能となった。
【００６５】
（実施例Ｂ）
本発明の特徴であるプロセススピード切り換えシーケンスにおける第２の実施例について図６を用いて説明する。
【００６６】
最終画像形成色（Ｂｋ）の現像終了後、ロータリ回転によってブラックの現像装置５を現像位置Ｃから離間したあと、露光を強制的に発光させる（Ｓ１１：強制発光動作）ことで感光ドラム表面の電位の絶対値を通常画像形成時よりも小さくする。その後、トナー像全体を１次転写し終わったあと、１次転写部材２０ａに印加している電圧を通常画像形成時の２／３倍程度のバイアスに切り換える（Ｓ１２：１次転写バイアス切り換え動作）。１次転写バイアス切り換え後、感光体ドラム１の露光面が１次転写位置に到達後に、プロセススピードをＶ１からＶ２に切り換える（Ｓ１３）。切り換え後、強制発光動作を停止（Ｓ１４）する。
【００６７】
本実施例Ｂの構成では、プロセススピードを切り換えたあと、トナー像を保持した状態で中間転写ベルト１６を１周空回転させる。プロセススピード切り替え後、２次転写工程、定着工程はこれらのシーケンスと並行で行われる。画像出力後は、所定のタイミングで帯電バイアス、１次転写バイアス等印加している電圧を切り、駆動モータＭも停止する（Ｓ１５、Ｓ１６）。
【００６８】
Ｓ１２の工程については、印加している電圧によっては実施しないこともある。
【００６９】
本実施例Ｂのシーケンスを実施することで、プロセススピード切り替え時に感光ドラム１と中間転写ベルト１６間の電位差を小さくすることができ、感光ドラム１と中間転写ベルト１６の吸着力を低下させることが可能となった。その結果、駆動ローラ１６ａと中間転写ベルト１６のスリップを抑制することが可能となった。
【００７０】
本実施例Ｂのシーケンスは特に、小型化により１次転写位置Ｂと２次転写位置Ｄの距離が近く、プロセススピードの切り換えに使用できる時間が短い構成において有効である。例えば、電圧出力のＯＮ、ＯＦＦの感度が遅い場合など、プロセススピードの切り換えに使用できる時間が短いと、上記実施例Ａの全ての動作が時間内に終わらない可能性がある。このような状況になると、トナー像の先端が１次転写位置Ｂを通過するときに、所望の電位差を感光ドラム１と中間転写ベルト１６間に設けることができず、トナーの逆転写が起きてしまう。しかし、本実施例Ｂのシーケンスであれば、帯電バイアスや１次転写バイアスを再度印加する必要がないため、上記のような問題が生じることがない。
【符号の説明】
【００７１】
１ 感光ドラム（感光体）
２ 帯電ローラ（帯電手段）
３ 露光装置（露光手段）
５ 現像装置（現像手段）
１５ 定着器
１６ 中間転写ベルト（中間転写体）
１６ａ 駆動ローラ
１８ ２次転写ローラ（２次転写手段）
２０ １次転写器（１次転写手段）
２０ａ シート部材（１次転写部材）
５０ 回転式現像装置
５０Ａ ロータリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電部材を備えた帯電手段と、
前記帯電された感光体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、
形成された前記静電潜像を現像しトナー像とする現像手段と、
前記感光体のトナー像を中間転写ベルトに転写するために、前記中間転写ベルトの内部に配置され、前記中間転写ベルトを挟んで前記感光体に押圧する１次転写部材を備えた１次転写手段と、
を有し、
前記トナー像の全体を前記中間転写ベルトに１次転写した後、記録材の種類に応じて前記中間転写ベルトの速度を変更し、
前記中間転写ベルト上に前記トナー像を保持した状態で、再度、前記トナー像が１次転写位置を通過した後、前記記録材に２次転写を行う画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの速度を変更する前に、前記１次転写部材に印加する電圧及び前記感光体の表面電位の一方、若しくは、両方を制御し、前記１次転写部材と前記感光体表面の電位の差が、前記中間転写ベルト上のトナー像が１次転写位置を通過するときの電位差よりも小さくし、その後、前記中間転写ベルトの速度変更を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体の表面電位の制御方法は、前記帯電手段に印加している電圧の絶対値を小さく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】
前記感光体表面電位の制御方法は、前記露光手段を発光させ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４】
前記１次転写部材は、シート部材、ローラ部材又はパッド部材であ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５】
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電部材を備えた帯電手段と、
前記帯電された前記感光体表面に露光することで静電潜像を形成する露光手段と、
形成された前記静電潜像を現像しトナー像とする現像手段と、
前記感光体の前記トナー像を前記中間転写ベルトに転写するための前記中間転写ベルトの内部に配置され、前記中間転写ベルトを挟んで前記感光体に押圧する１次転写部材を備えた１次転写手段と、
を有し、
前記トナー像を前記中間転写ベルトに１次転写した後、記録材の種類に応じて前記中間転写ベルトの速度を変更し、前記記録材に２次転写を行う画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの速度変更前に、前記感光体の表面を露光し、露光面が１次転写位置に到達後、前記中間転写ベルトの速度を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記１次転写手段は、シート部材、ローラ部材又はパッド部材であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項１】
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電部材を備えた帯電手段と、
前記帯電された感光体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、
形成された前記静電潜像を現像しトナー像とする現像手段と、
前記感光体のトナー像を中間転写ベルトに転写するために、前記中間転写ベルトの内部に配置され、前記中間転写ベルトを挟んで前記感光体に押圧する１次転写部材を備えた１次転写手段と、
を有し、
前記トナー像の全体を前記中間転写ベルトに１次転写した後、記録材の種類に応じて前記中間転写ベルトの速度を変更し、
前記中間転写ベルト上に前記トナー像を保持した状態で、再度、前記トナー像が１次転写位置を通過した後、前記記録材に２次転写を行う画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの速度を変更する前に、前記１次転写部材に印加する電圧及び前記感光体の表面電位の一方、若しくは、両方を制御し、前記１次転写部材と前記感光体表面の電位の差が、前記中間転写ベルト上のトナー像が１次転写位置を通過するときの電位差よりも小さくし、その後、前記中間転写ベルトの速度変更を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体の表面電位の制御方法は、前記帯電手段に印加している電圧の絶対値を小さく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】
前記感光体表面電位の制御方法は、前記露光手段を発光させ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４】
前記１次転写部材は、シート部材、ローラ部材又はパッド部材であ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５】
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電部材を備えた帯電手段と、
前記帯電された前記感光体表面に露光することで静電潜像を形成する露光手段と、
形成された前記静電潜像を現像しトナー像とする現像手段と、
前記感光体の前記トナー像を前記中間転写ベルトに転写するための前記中間転写ベルトの内部に配置され、前記中間転写ベルトを挟んで前記感光体に押圧する１次転写部材を備えた１次転写手段と、
を有し、
前記トナー像を前記中間転写ベルトに１次転写した後、記録材の種類に応じて前記中間転写ベルトの速度を変更し、前記記録材に２次転写を行う画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの速度変更前に、前記感光体の表面を露光し、露光面が１次転写位置に到達後、前記中間転写ベルトの速度を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記１次転写手段は、シート部材、ローラ部材又はパッド部材であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−４２７４０（Ｐ２０１２−４２７４０Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８４２６７（Ｐ２０１０−１８４２６７）
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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