(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の像担持体と、該第一の像担持体上にトナー像を形成する第一の画像形成手段と、該第一の像担持体上に形成されたトナー像が一次的に転写される中間転写体と、該第一の像担持体上から該中間転写体上にトナー像を一次転写する一次転写手段と、該中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写する二次転写手段とを備えた第一の画像形成ユニットと、
第二の像担持体と、該第二の像担持体上にトナー像を形成する第二の画像形成手段と、該第二の像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に直接転写する直接転写手段とを備え、上記中間転写体上から記録媒体上にトナー像が二次転写される二次転写位置よりも記録媒体搬送方向上流側または下流側に設けられた第二の画像形成ユニットと、
上記第二の像担持体上から記録媒体上にトナー像が直接転写される直接転写位置と上記二次転写位置とを通過するように記録媒体を担持して搬送する、回転可能に複数のローラ部材で張架されたベルト部材と、を備えた画像形成装置において、
上記第一の画像形成手段および上記第二の画像形成手段の少なくとも一方に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を備え、
上記ベルト部材のおもて面に対向して配設され、上記ベルト部材上のトナー像を検知するトナー像検知手段と、
上記ベルト部材のおもて面に当接して上記ベルト部材のおもて面に付着したトナーを除去するクリーニング部材と、
上記第一の画像形成ユニットおよび上記第二の画像形成ユニットを用いて上記ベルト部材上にテストパターンを形成し、該テストパターンを上記トナー像検知手段で検知して、その検知結果に基づき、各画像形成手段の画像形成条件を調整する画像調整手段と、
上記ベルト部材にトナーを付与して、上記クリーニング部材とベルト部材との当接部にトナーを入力するトナー入力手段とを備え、
上記第画像調整手段は、上記トナー入力手段で、上記クリーニング部材とベルト部材との当接部にトナーを入力した後に、上記ベルト部材上にテストパターンを形成するものであって、
上記トナー入力手段は、上記ベルト部材の上記トナー像検知手段と対向する部分にのみトナーを付与することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
画像形成枚数の累積が所定枚数に達したら、上記画像調整手段を実行するものであって、
連続画像形成中に、上記所定枚数に達するとき、上記所定枚数に達する前に上記トナー入力手段により、上記ベルト部材の紙間にトナーを付与す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２の画像形成装置において、
上記画像調整手段は、上記クリーニング部材と上記ベルト部材との当接部にトナーを入力してから、上記ベルト部材を一回転以上させた後に、上記ベルト部材にテストパターンを形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
上記トナー像検知手段は、主走査方向に複数有し、
主走査方向一端に配置された上記トナー像検知手段から主走査方向他端に配置された上記トナー像検知手段までの長さに比べて主走査方向長さが短い複数枚の記録媒体に画像形成を行うとき、
上記トナー入力手段は、上記ベルト部材の上記主走査方向一端に配置されたトナー像検知手段と対向する部分と、上記ベルト部材の上記主走査方向他端に配置されたトナー像検知手段と対向する部分とに、トナーを付与することを特徴とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
上記トナー入力手段は、上記ベルト部材上の記録媒体の主走査方向端部よりも外側の部分にトナーを付与することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、
上記第二の画像形成ユニットを、上記二次転写位置よりも記録媒体搬送方向下流側に設けており、
上記トナー入力手段が、上記第二の画像形成ユニットであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、
上記第二の画像形成ユニットを、上記二次転写位置よりも記録媒体搬送方向上流側に設けており、
上記トナー入力手段が、上記第一の画像形成ユニットであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかの画像形成装置において、
上記第二の画像形成ユニットを、上記二次転写位置よりも記録媒体搬送方向上流側に設けており、
上記潤滑剤塗布手段は、上記第一の画像形成手段にのみを設けられており、
上記第二の像担持体上の転写残トナーを、画像形成に再利用するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、
上記潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛を用いた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、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イエロー（Ｙ）色のトナー像、マゼンタ（Ｍ）色のトナー像、シアン（Ｃ）色のトナー像を担持する第一の像担持体たる複数の感光体から順次Ｙ、Ｍ、Ｃ色のトナー像が転写される中間転写体たる中間転写ベルトを備え、中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に二次転写する第一の画像形成ユニットたるカラー画像形成ユニットと、ブラック（Ｂ）色のトナー像を担持する第二の像担持体たる感光体を備え、感光体上のＢ色トナー像を直接記録紙に転写する第二の画像形成ユニットたるＢ色の画像形成ユニットとを備えた画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の画像形成装置には、Ｂ色のトナー像が直接記録紙に転写される直接転写位置と中間転写ベルト上のトナー像が記録紙に二次転写される二次転写位置とを通過するように記録紙を担持して搬送する、回転可能に複数のローラ部材で張架されたベルト部材が設けられている。特許文献１に記載の画像形成装置では、ベルト部材によって記録紙を直接転写位置と二次転写位置とを通過させて、直接転写位置から記録紙上に転写された黒色画像とを二次転写位置から記録紙上に転写されたカラー画像とを記録紙上で重ね合わせて記録紙上にフルカラー画像を形成する。また、ベルト部材によって記録紙を担持搬送することで、直接転写位置と二次転写位置との間の記録紙搬送経路の変動が抑えられ、直接転写位置と二次転写位置との間で記録紙を安定して搬送することができる。
【０００４】
また、感光体の長寿命化のために、感光体に潤滑剤を塗布することが従来から行われている。Ｙ、Ｍ、Ｃ色の感光体に塗布された潤滑剤は、中間転写ベルトに転移し、さらには中間転写ベルトから上記ベルト部材へと転移する。また、Ｂ色の感光体に塗布された潤滑剤も、上記ベルト部材へと転移する。
【０００５】
トナー転写工程においては、転写側部材と被転写側部材との摩擦係数の関係により転写効率が変化し、良好な転写効率を保つためには被転写側部材の摩擦係数を転写側部材の摩擦係数よりも大きくしておくことが必要である。このため、カラー画像形成ユニットにおいては、中間転写ベルトの摩擦係数は、感光体よりも大きく、記録紙よりも小さくしている。中間転写ベルトは、感光体から潤滑剤が転移するため、転移した潤滑剤により摩擦係数が下がるが、感光体には常に潤滑剤が塗布されており、また、中間転写ベルト上の潤滑剤は記録紙や上記ベルト部材に転移していくため、中間転写ベルトの摩擦係数が潤滑剤によって感光体の摩擦係数よりも下がることはない。よって、感光体から中間転写ベルトへの転写は、良好な転写効率を保つことができる。また、Ｂ色の画像形成ユニットにおいても、感光体の摩擦係数を記録紙の摩擦係数よりも低くして、良好な転写性を確保している。
【０００６】
また、従来から、電源が投入された直後であるという条件や、プリントアウト枚数の累積が所定枚数に達したという条件などの所定の条件に基づいて、プロセスコントロールなどの画質調整制御を実施している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載のような構成の画像形成装置においては、上記直接転写位置および上記二次転写位置よりもベルト部材移動方向下流側の位置にトナー像検知手段たる光センサを配置する。そして、カラー画像形成ユニットで形成したＹ，Ｍ，Ｃ色の階調パターンと、上記Ｂ色の画像形成ユニットで形成した階調パターンとを上記ベルト部材に転写して、上記ベルト部材上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ色の階調パターンからなるテストパターンを形成する。ベルト部材に形成されたテストパターンを上記光センサで検知し、その検知結果に基づいて、カラー画像形成ユニットの画像形成条件およびＢ色の画像形成ユニットの画像形成条件を調整する。
上記ベルト部材の摩擦係数は、中間転写ベルトとの転写性を良好にするため、中間転写ベルトの摩擦係数よりも高くしている。
【０００８】
しかしながら、上記ベルト部材には、上記Ｂ色の感光体や中間転写ベルトから潤滑剤が転移する。このため、ベルト部材の摩擦係数がベルト部材のおもて面に付着した潤滑剤によって低下し、中間転写ベルトの摩擦係数の方が上記ベルト部材の摩擦係数よりも大きくなってしまう場合があった。中間転写ベルトの摩擦係数が上記ベルト部材の摩擦係数よりも大きいと、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の階調パターンが、上記ベルト部材へ良好に転写されず、上記ベルト部材に転写された階調パターンの濃度が、転写前の階調パターンの濃度に比べて大幅に低下してしまう。その結果、画質調整が適正に行われなくなり、安定した作像が行えなくなるという不具合が生じる。
【０００９】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、中間転写体からベルト部材へのテストパターンの転写性を良好にして、適正に画質調整を行うことが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】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、第一の像担持体と、該第一の像担持体上にトナー像を形成する第一の画像形成手段と、該第一の像担持体上に形成されたトナー像が一次的に転写される中間転写体と、該第一の像担持体上から該中間転写体上にトナー像を一次転写する一次転写手段と、該中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写する二次転写手段とを備えた第一の画像形成ユニットと、第二の像担持体と、該第二の像担持体上にトナー像を形成する第二の画像形成手段と、該第二の像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に直接転写する直接転写手段とを備え、上記中間転写体上から記録媒体上にトナー像が二次転写される二次転写位置よりも記録媒体搬送方向上流側または下流側に設けられた第二の画像形成ユニットと、上記第二の像担持体上から記録媒体上にトナー像が直接転写される直接転写位置と上記二次転写位置とを通過するように記録媒体を担持して搬送する、回転可能に複数のローラ部材で張架されたベルト部材と、を備えた画像形成装置において、上記第一の画像形成手段および上記第二の画像形成手段の少なくとも一方に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を備え、上記ベルト部材のおもて面に対向して配設され、上記ベルト部材上のトナー像を検知するトナー像検知手段と、上記ベルト部材のおもて面に当接して上記ベルト部材のおもて面に付着したトナーを除去するクリーニング部材と、上記第一の画像形成ユニットおよび上記第二の画像形成ユニットを用いて上記ベルト部材上にテストパターンを形成し、該テストパターンを上記トナー像検知手段で検知して、その検知結果に基づき、各画像形成手段の画像形成条件を調整する画像調整手段と、上記ベルト部材にトナーを付与して、上記クリーニング部材とベルト部材との当接部にトナーを入力するトナー入力手段とを備え、上記第画像調整手段は、上記トナー入力手段で、上記クリーニング部材とベルト部材との当接部にトナーを入力した後に、上記ベルト部材上にテストパターンを形成するものであって、上記トナー入力手段は、上記ベルト部材の上記トナー像検知手段と対向する部分にのみトナーを付与することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、画像形成枚数の累積が所定枚数に達したら、上記画像調整手段を実行するものであって、連続画像形成中に、上記所定枚数に達するとき、上記所定枚数に達する前に上記トナー入力手段により、上記ベルト部材の紙間にトナーを付与することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記画像調整手段は、上記クリーニング部材と上記ベルト部材との当接部にトナーを入力してから、上記ベルト部材を一回転以上させた後に、上記ベルト部材にテストパターンを形成することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、上記トナー像検知手段は、主走査方向に複数有し、主走査方向一端に配置された上記トナー像検知手段から主走査方向他端に配置された上記トナー像検知手段までの長さに比べて主走査方向長さが短い複数枚の記録媒体に画像形成を行うとき、上記トナー入力手段は、上記ベルト部材の上記主走査方向一端に配置されたトナー像検知手段と対向する部分と、上記ベルト部材の上記主走査方向他端に配置されたトナー像検知手段と対向する部分とに、トナーを付与することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記トナー入力手段は、上記ベルト部材上の記録媒体の主走査方向端部よりも外側の部分にトナーを付与することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、上記第二の画像形成ユニットを、上記二次転写位置よりも記録媒体搬送方向下流側に設けており、上記トナー入力手段が、上記第二の画像形成ユニットであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、上記第二の画像形成ユニットを、上記二次転写位置よりも記録媒体搬送方向上流側に設けており、上記トナー入力手段が、上記第一の画像形成ユニットであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかの画像形成装置において、上記第二の画像形成ユニットを、上記二次転写位置よりも記録媒体搬送方向上流側に設けており、上記潤滑剤塗布手段は、上記第一の画像形成手段にのみを設けられており、上記第二の像担持体上の転写残トナーを、画像形成に再利用するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、上記潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナー入力手段で、クリーニング部材とベルト部材との当接部にトナーを入力することで、入力されたトナーが、クリーニング部材によって堰き止められる。クリーニング部材によって堰き止められたトナーが上記当接部でベルト部材と摩擦、摺擦することによってベルト部材表面が研磨され、ベルト部材表面に付着した潤滑剤が除去される。これにより、潤滑剤の付着により低下したベルト部材の摩擦係数を回復させることができる。そして、トナー入力手段で上記当接部にトナーを入力した後に、テストパターンをベルト部材に形成するので、摩擦係数が回復したベルト部材にテストパターンを形成することができる。その結果、ベルト部材に付着した潤滑剤を除去していないものに比べて、中間転写体からベルト部材へのテストパターンの転写性を良好にすることができ、転写前のテストパターンの濃度に比べて大幅に低下するという事態を抑制することができる。その結果、画質調整が適正に行うことができ、安定した作像が行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】カラー画像形成ユニットに用いられる作像ユニットの概略構成図。
【図３】Ｂ色の作像ユニットの概略構成図。
【図４】光学センサユニット周辺の概略構成図。
【図５】研磨用パターンの形成タイミングを示すタイミングチャート。
【図６】研磨用パターンの一例を示す図。
【図７】小サイズの用紙を用いた場合の研磨用パターンの形成位置について説明する図。
【図８】小サイズの用紙を用いた場合の研磨用パターンの形成位置について図７の形成位置と別の位置に形成した図。
【図９】第一の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１４】
［実施形態１］
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて説明する。図は、本発明に係る画像形成装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。なお、図１に示す画像形成装置は、第一の画像形成ユニットたるカラー画像形成ユニット１００と、第二の画像形成ユニットたるブラック（以下、Ｂと略す）の画像形成ユニット１０１とを備えている。
カラー画像形成ユニット１００は、イエロー、シアン、マゼンタ（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍと略す）の３つの第一の画像形成手段たる画像作像ユニット１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、ループ状をなして略水平に延びる中間転写体としての中間転写ベルト９、一次転写手段たる３つの一次転写ローラ１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍ、二次転写手段たる二次転写ローラ２８などを備えている。作像ユニット１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍは、中間転写ベルト９に沿ってベルト移動方向に直列に配置されている。
【００１５】
図２は、カラー画像形成ユニット１００に用いられる作像ユニット１２の概略構成図である。いずれの作像ユニット１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍでも同様の構成であるので、この図においては、色の区別を示すＹ、Ｃ、Ｍの表示を省略する。
図２に示すように第一の画像形成手段たるカラー画像形成ユニット１００の作像ユニット１２は、第一の像担持体である感光体１を備えている。感光体１は、例えば直径３０〜９０［ｍｍ］程度のアルミニウム円筒基体上に感光層を形成したいわゆる有機感光体である。更にその感光層の上にポリカーボネート系の樹脂で保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けても良い。本実施例では直径３０［ｍｍ］の感光体を用いた。また、感光体１の周囲には、感光体１の表面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電装置２、感光体１に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段としての現像装置３、感光体１上の転写残トナー等の不要トナーをクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置４、感光体１表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置たる潤滑剤塗布装置６を備えている。
【００１６】
帯電装置２は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ２ａを備える。帯電ローラ２ａは、感光体１に対して微小な間隙をもって配設される。この微小な間隙は、帯電ローラ２ａと感光体１との最近接部における距離が５〜１００[μｍ]に維持できるよう構成している。この微小な間隙は、例えば、帯電ローラ２ａの両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１表面に当接させることで、設定することができる。この間隙のより好ましい範囲は、３０〜６５[μｍ]であり、本実施形態では、５０［μｍ］に設定した。また、帯電ローラ２ａには、帯電ローラ２ａ表面に接触してクリーニングする帯電クリーニング部材２ｂが設けられている。帯電クリーニング部材２ｂは例えば表層にメラミン樹脂フォームを備えたものを用いた。
【００１７】
帯電ローラ２ａには図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。感光体表面と帯電ローラ表面との間の微小な空隙での近接放電により、感光体表面を均一に帯電する。印加電圧は、直流成分であるＤＣ電圧に交流成分であるＡＣ電圧を重畳した交番電圧を用いている。帯電ローラ２ａに印加する印加電圧としてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させた交番電圧を印加すると、微小ギャップ変動による帯電電位のばらつきなどの影響が抑制されて均一な帯電が可能となる。本実施例においてはＤＣ電圧が−７００［Ｖ］、ＡＣはピークツウピーク電圧が２［ｋＶ］、周波数が２［ｋＨｚ］の矩形波のバイアスを印加した。帯電ローラ２ａは円柱状を呈する導電性支持体としての芯金と、芯金の外周面上に形成された抵抗調整層を有する。帯電ローラ２ａの表面は硬質であることが望ましい。ローラ部材としてはゴム部材も使用できるが、ゴム部材もように変形しやすい部材であると感光体１との微小ギャップの均一な維持が困難となり、作像条件によっては帯電ローラ２ａの中央部のみが感光体表面に突発的に接触する可能性がある。帯電ローラ２ａが感光体表面に局所的／突発的に接触する事によって生じる、トナーの乱れに対応することは困難であるため、非接触帯電方式を使用する場合にはたわみが少ない硬質の部材が望ましい。表面が硬質な帯電ローラ２ａの具体例としては、例えば、抵抗調整層を高分子型イオン導電剤が分散する熱可塑性樹脂組成物（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン及びその共重合体等）により形成し、抵抗調整層の表面を硬化剤により硬化皮膜処理されたものが挙げられる。また硬化皮膜処理は、例えば、イソシアネート含有化合物を含む処理溶液に抵抗調整層を浸漬させることにより行われるが、抵抗調整層の表面に改めて硬化処理皮膜層を形成することにより行われてもよい。本実施形態では、帯電ローラ２ａをφ１０［ｍｍ］（直径１０［ｍｍ］）で形成した。
【００１８】
現像装置３は、感光体１と対向する位置に、内部に磁界発生手段を備える現像スリーブ３ａが配置されている。現像スリーブ３ａの下方には、図示しないトナーボトルから投入されるトナーを現像剤と混合し、攪拌しながら現像スリーブ３ａへ汲み上げるための２つのスクリュー３ｂが備えられている。現像スリーブ３ａによって汲み上げられるトナーと磁性キャリアからなる現像剤は、ドクターブレード３ｃによって所定の現像剤層の厚みに規制され、現像スリーブ３ａに担持される。現像スリーブ３ａは、感光体１との対向位置において同方向に移動しながら、現像剤を担持搬送し、トナーを感光体１の潜像面に供給する。なお、図１及び図２においては、二成分現像方式の現像装置３の構成を示したが、本発明が対象とする画像形成装置は、これに限るものではなく、一成分現像方式の現像装置であっても適用可能である。
【００１９】
クリーニング装置４は、ウレタンゴムからなるクリーニングブレード４ａを感光体１の回転方向に対してカウンター方向から感光体表面に当接させ、そのエッジ部で感光体表面上の不要トナー等の付着物を堰き止めてクリーニングする構成である。図２に示すように、クリーニング装置４は、クリーニングブレード４ａによって感光体１の表面から回収された回収トナーを搬送する回収コイル４ｂを備えている。クリーニングブレードによって堰き止められた不要トナー等は、クリーニング装置４の内部に落下し、回収コイル４ｂにより図中手前方向若しくは奥側方向に搬送され、廃トナータンクに収容される。カラー画像形成ユニットに用いられる作像ユニットにおいては、回収したトナーの混色の問題、また、回収したトナーに潤滑剤が付着する問題があるので、再利用しない。本実施形態ではクリーニング装置４としてブレードタイプのものを用いたが、ファーブラシローラ、磁気ブラシクリーニング方式であっても良い。
【００２０】
潤滑剤塗布装置６は、塗布ブラシローラ６ａと、塗布ブラシローラ６ａに当接する固形潤滑剤６ｂと、固形潤滑剤６ｂをブラシローラ６ａに加圧する加圧部材６ｃとを備えている。回転しながら感光体１と潤滑潤滑剤６ｂとに接触する塗布ブラシローラ６ａが固形潤滑剤６ｂを削り取り、削り取った潤滑剤を感光体１に塗布する構成である。固形潤滑剤６ｂは、直方体状に形成されており、加圧部材６ｃによってブラシローラ６ａ側に加圧されている。加圧部材６ｃは、本構成ではレイアウト上おもりを用いてその重力により固形潤滑剤の加圧を行っている。その他、板バネ、圧縮バネ等のバネも好適に用いることができる。固形潤滑剤６ｂはブラシローラ６ａによって削り取られ消耗し、経時的にその厚みが減少するが、加圧部材６ｃで加圧されているために常時ブラシローラ６ａに当接している。
【００２１】
ブラシローラ６ａのブラシは炭素含有アクリル繊維や導電性ポリエステル繊維などを用いることができる。ブラシローラ６ａのブラシ繊維の太さは、３〜８デニールが好ましく、ブラシ繊維の密度は２万〜１０万本／ｉｎｃｈ２が好ましい。ブラシ繊維の太さが細すぎると、ブラシローラ６ａが感光体１表面に当接したときに毛倒れを起こしやすくなり、逆にブラシ繊維が太すぎると繊維の密度を高くすることができなくなる。また、ブラシ繊維の密度が低いと 感光体１表面に当接するブラシ繊維の本数が少ないため、潤滑剤を均一に塗布することができず、逆にブラシ繊維の密度が高すぎると繊維と繊維の隙間が小さくなり、掻き取った潤滑剤の粉体の付着量が減るため、塗布量が不足してしまう。そこで、毛倒れを起こしにくくするためのブラシ繊維の太さと、潤滑剤の均一な塗布を効率的に行うことができるブラシ繊維の密度とを有する、前記設定範囲のブラシローラ６ａとする。
【００２２】
固形潤滑剤６ｂとしては、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることが可能であり、ステアリン酸亜鉛が最も一般的である。ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウムなどのステアリン酸基を持つものを用いることができる。また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、や、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウムを用いてもよい。他にも、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウム等の脂肪酸、脂肪酸の金属塩なども使用できる。さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックス等も使用できる。
【００２３】
また、作像ユニット１２は、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとしてなる。
【００２４】
中間転写ベルト９は、駆動ローラ１７、従動ローラ１８により支持されており、中間転写ベルト９の内側には、各感光体１に対向して一次転写手段としての一次転写ローラ１９Ｙ、１９Ｃ、１９Ｍとクリーニング対向ローラ２０が設けられている。一次転写ローラ１９Ｙ，Ｃ，Ｍは、作像ユニット１２Ｙ，Ｃ，Ｍに設けられた感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍに中間転写ベルト９を介して対向して中間転写ベルト回転方向の若干下流側に設けられている。クリーニング対向ローラ２０に対向して中間転写ベルト９の外側には、中間転写ベルト９上の残留トナーを除去する中間転写クリーニング手段７が設けられている。
【００２５】
中間転写ベルト９はポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトであり、厚みは６０［μｍ］のものを用いた。
【００２６】
二次転写手段たる二次転写ローラ２８は中間転写ベルト９の駆動ローラ１７に対向して配置されており、ベルト部材たる紙搬送ベルト８を介して中間転写ベルト９と二次転写ローラ２８とにより二次転写ニップが形成されている。
【００２７】
中間転写ベルト９の図中右側方で、定着装置１０の下方のスペースには、紙搬送手段たる紙搬送装置１５が設けられている。紙搬送装置１５は、略水平に延びる中間転写ベルト９に対して略垂直に交差するように配置され、駆動ローラ２５、テンションローラ２７、クリーニング対向ローラ２６、入口ローラ５０、二次転写ローラ２８、直接転写ローラ１９Ｂにより回転可能に張架された紙搬送ベルト８を備えている。入口ローラ５０に対向して紙搬送ベルト８の外側には、吸着ローラ５１が設けられている。吸着ローラ５０には、電圧が印加されており、記録紙を紙搬送ベルト８に静電吸着させる。クリーニング対向ローラ２６に対向して紙搬送ベルト８の外側には、紙搬送ベルト８上に付着したトナーや紙粉を除去する搬送ベルトクリーニング装置２９が設けられている。搬送ベルトクリーニング装置２９は、ウレタンゴムからなるを紙搬送ベルト８に当接させ、そのエッジ部で紙搬送ベルト表面上のトナーや紙粉などの付着物を堰き止めてクリーニングする構成である。
【００２８】
ブラックの画像形成ユニット１０１は、第二の画像形成手段たる作像ユニット１２Ｂ、直接転写手段たる直接転写ローラ１９Ｂなどで構成されている。
図３は、ブラックの画像形成ユニット１０１の作像ユニット１２Ｂの概略構成図である。ここでは、カラー画像形成ユニット１００の作像ユニット１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍとの相違点のみを説明する。
図に示すように、作像ユニット１２Ｂは、カラー画像形成ユニット１００の作像ユニット１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍとは異なり、潤滑剤塗布装置６を備えていない。また、このＢ色の作像ユニット１２Ｂは、クリーニング装置４Ｂと現像装置３Ｂとを連結するリサイクルトナー搬送経路３Ｂｄを備えている。クリーニングブレード４Ｂａによって感光体１Ｂの表面から回収されたトナーは、回収コイル４Ｂｄにより、図中手前方向若しくは奥側方向に搬送され、リサイクルトナー搬送経路３Ｂｄを通って、現像装置３Ｂへ回収される。これにより、感光体１Ｂ表面の転写残トナーを再び画像形成に再利用することができる。なお、リサイクルトナー搬送経路３Ｂｄ内部に、搬送用のコイル等を備えても良い。
【００２９】
Ｂ色の作像ユニット１２Ｂは、二次転写ニップよりも記録紙移動方向の下流位置にＹ，Ｍ，Ｃ色の作像ユニットは独立して設けられており、作像ユニット１２Ｂのトナー像が記録紙に直接転写されるよう配置されている。さらに詳述すると、Ｂの作像ユニット１２Ｂは、記録紙の略垂直搬送パスの近傍にこれに沿って配置されている。紙搬送ベルト８を介して感光体１Ｂに対向する位置に、直接転写ローラ１９Ｂが設けられており、紙搬送ベルト８を介して感光体１Ｂと直接転写ローラ１９Ｂとにより直接転写ニップが形成されている。
【００３０】
カラー画像形成ユニット１００の上部には、露光装置５が設けられており、帯電せしめられた感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂの表面にレーザーにより潜像を形成する。露光装置５については、レーザー方式に限定するものではなく、ＬＥＤ方式などの方式であっても良い。
【００３１】
本実施形態の画像形成装置は、記録紙上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂのトナー像からなるフルカラー画像を作成する第一の画像形成モードであるフルカラーモードと、記録紙上にＢのトナー像だけからなるモノクロ画像を作成する第二画像形成モードであるモノクロモードとを有している。これらのモードは、不図示の画像形成装置の制御部で、画像データに基づいて、切替えられる。
【００３２】
まず、記録紙上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂのトナー像からなるフルカラー画像を作成するフルカラーモードについて説明する。
スキャナ１６で読み取られた原稿、ファクシミリなどの受信データ、またはコンピュータから送信されるカラー画像情報は、の各色に色分解され、各色の版のデータが形成され、露光装置５に送られる。均一に帯電された感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂは、露光装置５によって、画像部を露光され、現像装置３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂによってトナー像が作られる。
【００３３】
一次転写ローラ１９Ｙ，Ｃ，Ｍに、トナーと逆極性の高電圧が印加されており、この電圧による電界で感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ上の各色トナー像は中間転写ベルト６上に各色トナー像が重なり合うように順次転写され、中間転写ベルト６上にＹ，Ｍ，Ｃの三色からなるカラー画像が形成される。
【００３４】
給紙トレイ２１、２２には出力画像が形成される記録媒体である記録紙がセットされており、記録紙は給紙トレイ２１、２２から呼び出しコロ２３ａにより、給紙トレイから記録紙を繰り出し、給紙ローラ２３ｂと分離ローラ２３ｃとで、一枚に分離し、分離した記録紙をレジストローラ対２４へ向けて搬送する。レジストローラ対２４へ向けて搬送された記録紙は、鉛直方向に沿って延びる紙搬送路内に配設されたレジストローラ対２４に突き当たってスキューが補正された後、レジストローラ対２４のローラ間に挟み込まれる。そして、レジストローラ対２４により、所定のタイミングで更に上方に向けて送り出される。レジストローラ対２４により、上方へ送り出された記録紙は、入口ローラ５１と紙搬送ベルト８と吸着ニップに搬送され、入口ローラ５１により、紙搬送ベルト８に密着せしめられる。紙搬送ベルト８は、吸着ローラ５０により帯電せしめられており、入口ローラ５１により、紙搬送ベルト８に密着せしめられた記録紙は、紙搬送ベルト８に静電吸着する。そして、紙搬送ベルト８に静電吸着した記録紙は、二次転写ニップへ搬送される。
【００３５】
中間転写ベルト６上のカラー画像は、中間転写ベルト６を介して二次転写ローラ２８と対向ローラ１７とで形成される二次転写ニップで、二次転写ローラ２８と対向ローラ１７間に印加された電圧により、紙搬送ベルト８によって二次転写ニップまで搬送された記録紙に転写される。この際、二次転写ローラ２８にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧を印加しても良いし、対向ローラ１７にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加しても良い。
【００３６】
二次転写ローラ２８にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧を印加する場合は、直接転写ローラ１９Ｂへの電圧印加のための高圧電源を利用することが可能となり、二次転写ローラ２８に電圧を印加するため専用の電源を設ける必要が無い分、コスト削減や画像形成装置の小型化を図ることができる。一方、対向ローラ１７にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加する場合は、中間転写ベルト６を介してトナーに電圧がかかるため、記録紙が吸湿して抵抗が低下していても良好な転写が可能となる。
【００３７】
二次転写ニップで、３色トナー像が転写された記録紙は、紙搬送ベルト８によって直接転写ニップへ搬送され、感光体１Ｂ上に作られたブラックトナー像が、直接転写ニップで、記録紙の３色トナー像上に直接転写される。
【００３８】
このようにして、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂのトナー像が転写された記録紙は、二次転写ニップよりも紙搬送ベルト回転方向下流側で紙搬送ベルト８を張架する駆動ローラ２５の曲率によって紙搬送ベルト８の回転方向が急激に変化した屈曲部で、記録紙の腰により紙搬送ベルト８から曲率分離して定着装置１０に到達し、記録紙上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂのトナー像を最後に定着装置１０により定着され、記録紙上にカラー画像が形成される。定着を終えた記録紙は排紙経路Ｒを搬送され、排紙ローラ対３０により排紙トレイ３１にフェイスダウン状態で排出されてスタックされる。
【００３９】
次に、モノクロモードについて、説明する。モノクロモードにおけるモノクロ画像作成時においては、スキャナで読み取られた原稿、ファクシミリなどの受信データ、または、コンピュータから送信される画像情報などに基づいて形成されたブラック画像のデータにより、露光装置５から、感光体１Ｂ上の画像部を露光され、現像装置３Ｂによってブラックトナー像が作られ、紙搬送ベルト８によって搬送される記録紙上に感光体１Ｂ上からブラックトナー像が直接転写され、記録紙上のブラックトナー像が定着装置１０により記録紙上に定着され、モノクロ画像が形成される。
【００４０】
また、モノクロモードでは、中間転写ベルト６と紙搬送ベルト８との接触部（二次転写ニップ）を後述する離間手段たる離間機構により解除して離間させる。これにより、作像ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２及び中間転写ベルト６を動作させなくてもモノクロ画像の作像に影響が生じない。そのため、モノクロモード時に作像ユニット１２Ｙ，Ｃ，Ｍ及び中間転写ベルト６を動作させなければ、その分、作像ユニット１２Ｙ，Ｃ，Ｍ及び中間転写ベルト６などの劣化を抑えられ、作像ユニット１２Ｙ，Ｃ，Ｍ及び中間転写ベルト６の長寿命化を図ることができるというメリットが得られる。
【００４１】
なお、本実施形態で用いたブラックトナー像の転写は記録紙への直接転写であるが、この直接転写は、構成部品を少なくすることと、露光装置５から露光するブラック画像のレーザー書込み像が、Ｙ，Ｃ，Ｍ画像のレーザー書込み像と同じ方向に書込みができるというメリットがある。さらに、黒色の画像形成部で感光体１Ｂ上に形成したブラック画像を記録紙上に直接転写することで、Ｙ，Ｍ，Ｃ画像のように中間転写ベルトを介して感光体１Ｂ上から記録紙上にブラック画像を転写する場合よりも転写効率が高くなる。そのため、感光体１Ｂ上から記録紙上にブラック画像を直接転写するほうが、中間転写ベルトを介して感光体１Ｂから記録紙上にブラック画像を転写するよりも、黒色の画像形成部で感光体１Ｂ上に黒画像を形成する際の黒色のトナーの消費量を抑えることができる。
【００４２】
本実施形態の画像形成装置は、不図示の制御手段たる制御部を有している。制御部は、演算手段たるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、データ記憶手段たる不揮発性のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、データ記憶手段たるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を有している。この制御部には、帯電装置２、露光装置５、現像装置３などが電気的に接続されている。そして、制御部は、ＲＡＭやＲＯＭ内に記憶している制御プログラムに基づいて、これらの各種の機器を制御するようになっている。
【００４３】
不図示の制御部は、画像を形成するための画像形成条件の制御も行っている。具体的には、制御部は、各色の帯電装置２に対して、帯電バイアスをそれぞれ個別に印加する制御を実施する。これにより、各色の感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂが、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ用ドラム帯電電位に一様帯電せしめられる。また、制御部は、露光装置５の各色に対応する４つの半導体レーザーのパワーをそれぞれ個別に制御する。また、制御部は、各現像スリーブに、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ用現像バイアスを印加する制御を実施する。これにより、感光体ドラム１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの静電潜像と、現像スリーブとの間に、トナーをスリーブ表面側から感光体側に静電移動させる現像ポテンシャルを作用させて、静電潜像を現像する。
【００４４】
また、不図示の制御部は、電源投入時、環境変化時、所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像調整動作たるプロセスコントロールを実行する。すなわち、不図示の制御部が、画像調整手段として機能する。
【００４５】
本実施形態においては、４色のトナー像の記録紙上への転写が終了しおえる二次転写位置よりも紙搬送ベルト８の回転方向下流側に、紙搬送ベルト８のループ外側面であるおもて面に対向させてトナー像検知手段たる３つの光学センサを備えた光学センサユニット８５を配置している。
図４は、光学センサユニット８５周辺の概略構成図である。図に示すように、光学センサユニット８５は、紙搬送ベルト８の幅方向（主走査方向）中央に設けられた中央光学センサ８４Ｃ、紙搬送ベルト８の図中右端付近に設けられた第一端部光学センサ８４Ｒ、紙搬送ベルト８の図中左端付近に設けられた第二端部光学センサ８４Ｌを有している。各光学センサ８４Ｒ，８４Ｃ，８４Ｌは、光を紙搬送ベルト８に向けて出射する光出射部と紙搬送ベルト８から反射した光を受光する光受光部とからなる。また、各光学センサ８４Ｒ，８４Ｃ，８４Ｌは、紙搬送ベルト８からの正反射光と拡散反射光の２種類を受光できるよう、２つの受光部を備えている。
【００４６】
プロセスコントロールは、まず、図４に示すような各色の階調パターンＰｂ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｙ（Ｐｙは、不図示）からなるテストパターンを紙搬送ベルト８に自動生成する。本実施形態においては、Ｂ色の階調パターンＰｂを紙搬送ベルト８の第二端部光学センサ８４Ｌに対向する位置に形成し、Ｃ色の階調パターンＰｃを紙搬送ベルト８の中央光学センサ８４Ｃと対向する位置に自動生成し、Ｍ色の階調パターンＰｍを紙搬送ベルト８の第一端部光学センサ８４Ｒと対向する位置に自動生成する。不図示のＹ色の階調パターンＰｙは、階調パターンＰｂ，Ｐｃ，Ｐｍのいずれかの後に、自動生成する。
【００４７】
各色の階調パターンＰｂ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｙは、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂを回転させながら一様帯電せしめる。このときの帯電電位については、プリントプロセスにおける一様なドラム帯電電位とは異なり、値を徐々に大きくする。そして、レーザー光の走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂにそれぞれ形成せしめながら、それらをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂ用の現像装置によって現像する。この現像の際、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ用の現像スリーブに印加される現像バイアスの値を徐々に大きくしていく。このような現像により、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ上にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ階調パターン像が形成される。
【００４８】
紙搬送ベルト８に形成され各階調パターン（Ｐｂ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｙ）は、紙搬送ベルト８の無端移動に伴って、光学センサ８４Ｌ，８４Ｃ，８４Ｒとの対向位置を通過する。この際、各光学センサ８４Ｌ，８４Ｃ，８４Ｒは、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の光を受光する。Ｂ色トナーの場合は照射した光は、トナー表面で吸収されてしまうため、拡散反射光成分がほとんど含まれず、無視できる。よって、Ｂ色の階調パターンは、正反射光を受光する受光部の出力電圧を用いて付着量の検知を行う。一方、Ｙ，Ｍ，Ｃ色のカラートナーの場合、トナー表面に照射した光が拡散反射するため、光学センサ８４の正反射光を受光する受光部には、正反射光以外に多くの拡散反射光が含まれる。よって、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の階調パターンは、拡散反射光を受光する受光部の出力電圧を用いて付着量の検知を行う。
【００４９】
各色の階調パターンにおける各トナーパッチについて、付着量を検知したら、各色の階調パターンにおける各トナーパッチに基づいて、作像条件を調整する。
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色において、それぞれ階調パターン（Ｐｙ，ｍ，ｃ，ｂ）内の複数のトナーパッチは、それぞれ異なるドラム帯電電位及び現像バイアスの組合せで現像されたものであり、単位面積あたりのトナー付着量（画像濃度）が徐々に多くなっている。このトナー付着量は、ドラム帯電電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルと相関関係にあるため、両者の関係は二次元座標上でほぼ直線グラフとなる。
制御部は、各トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャルとに基づいてその直線グラフを示す関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することで適切な現像バイアス値を演算し、この演算した適切な現像バイアス値に基づき、適切な帯電バイアス値、露光量などを求める。このような補正により、画像を形成するための作像条件が、それぞれ所望の画像濃度のトナー像を形成し得る条件に補正される。
【００５０】
また、紙搬送ベルト８上に形成されるテストパターンには、位置ずれ検知用パターンを有していてもよい。この位置ずれ検知用パターンを各光学センサ８４Ｌ，８４Ｃ，８４Ｒによって検知し、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂの各画像間の位置ずれ量を検出する。これによって、各光学センサ８４Ｌ，８４Ｃ，８４Ｒによる検知結果に基づいて各色作像位置の調整を行うことで、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂの画像の位置合わせを行うことができる。
【００５１】
紙搬送ベルト８上に形成されたテストパターンは、搬送ベルトクリーニング装置２９によって回収される。
【００５２】
次に、本実施形態の特徴点について説明する。
本実施形態の作像ユニット１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍには、潤滑剤塗布装置６を備えており、各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍに潤滑剤を塗布している。これら感光体に塗布された潤滑剤の一部は、中間転写ベルトに転移し、中間転写ベルト９から紙搬送ベルト８に転移する。中間転写ベルト上の潤滑剤は記録紙や紙搬送ベルト８に転移していく。また、転写残トナーが、中間転写クリーニング手段７のクリーニングブレードに堰き止められ、このクリーニングブレードに堰き止められた転写残トナーが、中間転写ベルト９の表面と摺擦することで、中間転写ベルトに付着した潤滑剤が除去される。よって、中間転写ベルト９の摩擦係数が潤滑剤によって下がることは抑制されている。一方、紙搬送ベルト８に付着した潤滑剤は、記録紙に転移するだけであり、また、搬送ベルトには、プロセスコントロール実施時以外は、トナーが付着することがほとんどない。その結果、プロセスコントロール実施前において、紙搬送ベルト８に潤滑剤が堆積している場合がある。潤滑剤が付着していない状態のとき、中間転写ベルトの摩擦係数は、０．１５であり、紙搬送ベルトの摩擦係数は、０．２０以上である。よって、紙搬送ベルトに潤滑剤が付着していないときにおいては、中間転写ベルトから紙搬送ベルトへ階調パターンを良好に転写することができる。また、Ｂ色の感光体の摩擦係数よりも紙搬送ベルトの摩擦係数が高いため、Ｂ色の感光体から紙搬送ベルトへ階調パターンを良好に転写することができる。しかし、上記のように、紙搬送ベルトに潤滑剤が堆積する結果、プロセスコントロール実施するとき、紙搬送ベルトの摩擦係数が潤滑剤によって大幅に低下し、中間転写ベルトの摩擦係数やＢ色の感光体の摩擦係数よりも小さくなってしまう。その結果、中間転写ベルトから紙搬送ベルトへの転写効率、Ｂ色の感光体から紙搬送ベルトへの転写効率が大幅に下がり、上記ベルト部材に転写された階調パターンの濃度が、転写前の階調パターンの濃度に比べて大幅に低下してしまう。これにより、光学センサの検知結果に基づいて、各作像ユニットの現像特性を精度よく検知することができず、適正な画像形成条件に調整することができなくなってしまう。
【００５３】
そこで、本実施形態においては、プロセスコントロール実施前に、紙搬送ベルト８に研磨用パターンを形成して、紙搬送ベルトにトナーを付与し、この研磨用パターンを搬送ベルトクリーニング装置２９へ入力する。このように、研磨用パターンを搬送ベルトクリーニング装置２９へ入力すると、クリーニングブレード２９ａによって、研磨用パターンを構成するトナーが堰き止められ、この堰き止められたトナーが、紙搬送ベルトと摺擦し、紙搬送ベルト表面を研磨する。これにより、紙搬送ベルトに付着した潤滑剤が除去され、紙搬送ベルトの摩擦係数が回復して、中間転写ベルトの摩擦係数やＢ色の感光体の摩擦係数よりも大きくなる。研磨用パターンがクリーニングブレード２９ａに入力してから、少なくとも紙搬送ベルトが1周した後に、各色の階調パターンが、紙搬送ベルトに転写されるよう、各画像形成ユニット１００，１０１の階調パターンを作像するタイミングが調整されている。これにより、潤滑剤が除去された紙搬送ベルト上に、各階調パターンを転写することができる。よって、中間転写ベルト上のＹ，Ｃ，Ｍの階調パターンを紙搬送ベルトに良好に転写することができ、Ｂ色の感光体上Ｂ色の階調パターンを紙搬送ベルトに良好に転写することができる。よって、紙搬送ベルトに転写された階調パターンの濃度を、転写前の階調パターンの濃度とほぼ同じにすることができ、光学センサの検知結果に基づいて、各作像ユニットの現像特性を精度よく検知することができ、適正な画像形成条件に調整することができる。
【００５４】
また、連続画像形成中に所定枚数のプリントに達したりして、連続画像形成終了後にプロセスコントロールを実行するときは、紙間に研磨用パターンを形成してもよい。
図５は、研磨用パターンの形成タイミングを示すタイミングチャートである。
図に示すように、研磨用パターンは、紙搬送ベルト８一周以上よりも前の紙間に研磨用パターンを形成する。
【００５５】
図６は、紙搬送ベルト上の研磨用パターンを示す図である。
本実施形態においては、Ｂ色の画像形成ユニット１０１を用いて、紙搬送ベルト８に研磨用パターンを形成している。すなわち、Ｂ色の画像形成ユニットが、トナー入力手段として機能する。直接転写位置が、二次転写位置よりも記録紙移動方向下流側にあるので、カラー画像形成ユニット１００をトナー入力手段として用いると、研磨用パターンが直接転写位置を通過することになる。直接転写位置を通過するときに、研磨用パターンを構成するカラートナーの一部が、Ｂ色の感光体に付着するおそれがある。Ｂ色の画像形成ユニットは、クリーニングベルトで回収したトナーを画像形成にリサイクルしているので、カラートナーがＢ色の感光体に付着すると、このカラートナーがＢ色の現像装置へ回収されてしまい、Ｂ色の現像装置内のトナーの混色が進んでしまう。このため、研磨用パターンをＢ色の画像形成ユニットで形成している。もちろん、カラー画像形成ユニットで研磨用パターンを形成してもよい。カラー画像形成ユニットを用いた場合は、Ｙ，Ｍ，Ｃ色のトナーを重ね合わせて研磨用パターンを形成することができるため、Ｂ色の画像形成ユニットで研磨用パターンに比べて、研磨用パターンの付着量を多くすることができる。これにより、研磨用パターンの付着量の制御範囲を広くすることができるというメリットがある。紙搬送ベルト８には、第二端部光学センサ８４Ｌに対向する位置に形成される第一研磨用パターン８６ａと、紙搬送ベルト８の中央光学センサ８４Ｃに対向する位置に形成される第二研磨用パターン８６ｂと、紙搬送ベルト８の第一端部光学センサ８４Ｒに対向する位置に形成される第３研磨用パターン８６ｃとからなる。各研磨用パターン８６ａ〜８６ｃは、トナー付着量が０．６［ｍｇ／ｃｍ２］以上となるように、画像形成条件が調整されて作像されている。
また、図６は、連続画像形成時における紙間に形成する場合の研磨用パターンを示しており、このように、紙間に研磨用パターンを形成する場合は、各研磨用パターンの紙搬送ベルト移動方向長さを２０［ｍｍ］としている。なお、紙間に形成しない場合は、各研磨用パターンの長さを２０［ｍｍ］よりも長くしてもよい。
【００５６】
また、フルカラーモードにおいて、主走査方向の用紙サイズが両端の光学センサ８４Ｌ，８４Ｒよりも短いような小サイズ用紙を用いて、ある程度の枚数を連続印刷すると、両端の光学センサ８４Ｌ,８４Ｒに対向する紙搬送ベルトの位置には、用紙が担持されないため、中間転写ベルトからより多くの潤滑剤が転移して、その部分表面摩擦係数が中央光学センサ８４Ｃと対向する部分よりも低下してしまう。その結果、プロセスコントロール前の紙搬送ベルト研磨動作だけでは、両端の光学センサ８４Ｌ,８４Ｒに対向する紙搬送ベルトの部分に潤滑剤が残留し、その部分の摩擦係数が十分に回復しないおそれがある。よって、主走査方向の用紙サイズが両端の光学センサ８４Ｌ，８４Ｒよりも短いような小サイズ用紙を用いて、ある程度の枚数を連続印刷する場合、両端の光学センサ８４Ｌ,８４Ｒに対向する紙搬送ベルトの位置に所定の間隔で研磨パッチを形成のが好ましい。
【００５７】
この場合、図７に示すように、紙間に研磨用パターンを形成してもよいし、図８に示すように、記録紙Ｐの両端よりも外側に研磨用パターンを形成してもよい。本実施形態においては、１０枚以上の小サイズ用紙を連続印刷する場合に、上記研磨用パターンを紙搬送ベルトに形成した。
【００５８】
上記実施形態においては、Ｂ色の作像ユニットにおいては、クリーニング装置で回収したトナーをリサイクルするため、Ｂ色の作像ユニットには、潤滑剤塗布装置を設けていないが、Ｂ色の作像ユニットを、作像ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃと同様な構成としてもよい。
【００５９】
次に、トナーについて説明する。
本実施形態の画像形成装置は、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーを用いた。
【００６０】
トナーの重量平均粒径は３〜８［μｍ］が好ましい。粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができる。よって現像における濃度変動を小さくすることができる。また６００［ｄｐｉ］以上の微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることができる。一方、重量平均粒径（Ｄ４）が３［μｍ］未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。重量平均粒径（Ｄ４）が８［μｍ］を超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は、１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。
【００６１】
（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００６２】
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
【００６３】
まず、電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５［ｍｌ］加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１［％ＮａＣｌ］水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０［ｍｇ］加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００［μｍ］アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。
【００６４】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上乃至４０．３０［μｍ］未満の粒子を対象とする。
【００６５】
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１５０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１５０の範囲にあることが好ましい。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを二次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（１）
【００６６】
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
【００６７】
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを二次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）・・・式（２）
【００６８】
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
【００６９】
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
【００７０】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなり高画質化に寄与する。一方、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１５０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
【００７１】
［実施形態２］
次に、実施形態２の画像形成装置について、説明する。本実施形態２の画像形成装置も、基本的には実施形態１と同様の構成を備えているので、以下、相違点のみを説明する。
【００７２】
図９は、実施形態２の画像形成装置の概略構成図である。
この実施形態の画像形成装置は、Ｂ色の画像形成ユニットが二次転写位置よりも記録紙搬送方向上流側以外にある。また、露光装置が、第二の画像形成ユニットよりも下方に配置されており、中間転写ベルトが、Ｙ，Ｍ，Ｃの作像ユニットよりも上方に配置されている。
このように、Ｂ色の画像形成ユニットを二次転写位置よりも記録紙搬送方向上流側に設けることで、直接転写ニップにＹ，Ｍ，Ｃ色のカラー色のトナー像が通過することがない。これにより、Ｂ色の感光体にＹ，Ｍ，Ｃ色のカラートナーが付着することがないので、Ｂ色の現像装置の混色を防止できる。
【００７３】
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、第一の像担持体たる感光体を備え、感光体上にトナー像を形成する第一の画像形成手段たる作像ユニット１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍと、各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ上に形成されたトナー像が一次的に転写される中間転写体たる中間転写ベルト９と、各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ上から中間転写ベルト９上にトナー像を一次転写する一次転写手段たる一次転写ローラ１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍと、中間転写ベルト９上に転写されたトナー像を記録媒体たる記録紙上に二次転写する二次転写手段たる二次転写ローラ２８と、を備えた第一の画像形成ユニットたるカラー画像形成ユニットを備えている。また、中間転写ベルト上から記録紙上にトナー像が二次転写される二次転写位置よりも記録紙搬送方向上流側または下流側に設けられ、第二の像担持体たる感光体１Ｂを備え、感光体１Ｂ上にトナー像を形成する第二の画像形成手段たる作像ユニット１２Ｂと、感光体１Ｂ上に形成されたトナー像を記録紙上に直接転写する直接転写手段たる直接転写ローラ１９Ｂと、を備えた第二の画像形成ユニットたるＢ色の画像形成ユニット１０１と、直接転写位置と上記二次転写位置とを通過するように記録紙を担持して搬送する、回転可能に複数のローラ部材で張架されたベルト部材たる紙搬送ベルト８とを備えている。また、作像ユニット１２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂの少なくともひとつに潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段たる潤滑剤塗布装置を設けており、また、紙搬送ベルトのおもて面に対向して配設され、紙搬送ベルト上のトナー像のトナー濃度を検知するトナー像検知手段たる光学センサ８４と、紙搬送ベルト８のおもて面に当接して紙搬送ベルト８のおもて面に付着したトナーを除去するクリーニング部材たるクリーニングブレード２９ａとを有している。また、画像調整手段たる制御部は、上記カラー画像形成ユニット１００および上記Ｂ色の画像形成ユニット１０１を用いて上記紙搬送ベルト８上にテストパターンを形成し、テストパターンを上記光学センサで検知して、その検知結果に基づき、各作像ユニット１２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂの画像形成条件を調整している。また、本実施形態においては、Ｂ色の画像形成ユニットまたはカラー画像形成ユニットをトナー入力手段として用い、紙搬送ベルトに研磨用パターンを形成して紙搬送ベルトにトナーを付与して、クリーニングブレードと紙搬送ベルトとの当接部にトナーを入力している。そして、本実施形態の制御部は、上記紙搬送ベルト８に研磨用パターンを形成して、紙搬送ベルトにトナーを付与し、クリーニングブレード２９ａと紙搬送ベルト８との当接部にトナーを入力した後に、紙搬送ベルト上にテストパターンを形成する。
このように、トナーをクリーニングブレードと紙搬送ベルトとの当接部に入力すると、トナーが、クリーニングブレードによってせき止められ、紙搬送ベルトと摺擦する。これにより、紙搬送ベルトのおもて面が、クリーニングブレードによって堰き止められたトナーによって研磨され、紙搬送ベルトのおもて面に付着した潤滑剤が除去される。これにより、紙搬送ベルトの摩擦係数が回復し、紙搬送ベルトに良好にテストパターンを形成することができる。その結果、紙搬送ベルトに付着した潤滑剤を除去していないものに比べて、良好な転写性を得ることができ、紙搬送ベルト上のテストパターンが、転写前のテストパターンの濃度に比べて大幅に低下するという事態を抑制することができる。その結果、画質調整が適正に行うことができ、安定した作像が行うことができる。
【００７４】
また、研磨用パターンを、上記紙搬送ベルトの光学センサと対向する部分にのみ形成する。これにより、紙搬送ベルトの光学センサと対向する部分が研磨される。この部分にテストパターンが形成されるため、この部分の摩擦係数が回復しておけば、テストパターンが、転写前のテストパターンの濃度に比べて大幅に低下することはない。よって、紙搬送ベルト幅方向に研磨用パターンを形成するものに比べて、トナー消費を抑えて、テストパターンの濃度低下を抑制することができる。
【００７５】
また、画像形成枚数の累積が所定枚数に達したら、プロセスコントロールを実行するものであって、連続画像形成中に、上記所定枚数に達するとき、上記所定枚数に達する前に上記紙搬送ベルトの紙間に上記研磨用パターンを形成する。これにより、画像形成枚数の累積が所定枚数に達したときは、紙搬送ベルトの摩擦係数が回復しているので、画像形成枚数の累積が所定枚数に達したら、直ちに、テストパターン作像動作を行えることができる。これにより、お待たせ時間を短縮することができる。また、紙間に研磨用パターンを形成するので、連続画像形成動作時間を遅延させることがない。
【００７６】
また、クリーニングブレードと紙搬送ベルトとの当接部に研磨用パターンを入力してから、紙搬送ベルトを一回転以上させた後に、上記紙搬送ベルトにテストパターンを形成することで、確実に摩擦係数が回復した部分に、テストパターンを形成することができる。
【００７７】
また、光学センサは、主走査方向に複数有し、主走査方向一端に配置された光学センサ８４Ｌから主走査方向他端に配置された光学センサ８４Ｒまでの長さに比べて主走査方向長さが短い複数枚の記録紙に画像形成を行うとき、上記研磨用パターンを、上記紙搬送ベルト８の光学センサ８４Ｌと対向する部分と、光学センサ８４Ｒと対向する部分とに形成する。これにより、紙搬送ベルトの両端の光学センサと対向する部分が、中央光学センサと対向する部分よりも潤滑剤の付着量を多くなるの抑制することができる。これにより、プロセスコントロール実行前の紙搬送ベルトの研磨によって、紙搬送ベルトの両端の光学センサと対向する部分が、中央光学センサと対向する部分と同程度に摩擦係数を回復することができる。
【００７８】
また、紙搬送ベルトに担持されている記録紙の主走査方向端部よりも外側に上記研磨用パターンを形成することができる。これにより、記録紙搬送方向に制約がなくなるので、紙間に形成する場合よりも研磨用パターンを長くすることができ、確実に必要量のトナーを、クリーニングブレードと紙搬送ベルトとの当接部へ入力することができる。
【００７９】
また、Ｂ色の画像形成ユニットが、二次転写位置よりも記録紙搬送方向下流側に設けられている構成においては、Ｂ色の画像形成ユニットを用いて上記研磨用パターンを形成するのが好ましい。Ｂ色の画像形成ユニットで形成することで、紙搬送ベルト上に形成された研磨用パターンは、二次転写ニップを通過することなく、クリーニングブレードへ入力されるので、研磨用パターンの一部が中間転写ベルトに付着することがない。よって、トナーブレードに入力されるトナー量が減ることが抑制される。
【００８０】
また、Ｂ色の画像形成ユニットが、上記二次転写位置よりも記録紙搬送方向上流側に設けている構成においては、カラー画像形成ユニットで、上記研磨用パターンを形成するのが好ましい。搬送ベルト上に形成された研磨用パターンは、直接転写ニップを通過することなく、クリーニングブレードへ入力されるので、研磨用パターンの一部が中間転写ベルトに付着することがない。よって、トナーブレードに入力されるトナー量が減ることが抑制される。
【００８１】
また、カラー画像形成ユニットで研磨用パターンを形成する場合、複数の像担持体を用いて、上記研磨用パターンを形成し、中間転写ベルトに各像担持体に形成した研磨用パターンを重ね合わせることができるため、研磨用パターンの単位面積あたりの付着量を多くすることができる。これにより、検知用パターンの記録紙移動方向の長さが短くても、クリーニングブレードに所定のトナー量を入力することができる。
【００８２】
また、Ｂ色の画像形成ユニットを、二次転写位置よりも記録紙搬送方向上流側に設けられ、作像ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃにのみに潤滑剤塗布装置を備えた構成において、感光体１Ｂ上の転写残トナーを、画像形成に再利用するよう構成した。これにより、ブラックトナーの消費を抑えることができる。また、ブラックトナーの廃トナーがなくなり、環境負荷を低減するこができる。また、Ｂ色の画像形成ユニットを二次転写位置よりも上流側にあるので、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のトナー像が、直接転写位置を通過することがない。よって、感光体１ＢにＹ、Ｍ、Ｃ色のトナーが付着するのを抑制することができ、混色を抑制することができる。また、作像ユニット１２Ｂには、潤滑剤塗布装置がないので、潤滑剤の混入も抑制することができる。
【００８３】
また、上記潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛を用いた。ステアリン酸亜鉛は、副作用が少なく、感光体上への延展性に優れているため、画像に影響を与えることなく、均一に潤滑剤を塗布することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ：感光体（第一の像担持体）
１Ｂ：感光体（第二の像担持体）
６：潤滑剤塗布装置
８：紙搬送ベルト（ベルト部材）
９：中間転写ベルト
１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ：作像ユニット（第一の画像形成手段）
１２Ｂ：作像ユニット（第二の画像形成手段）
１９Ｙ，１９Ｃ，１９Ｍ：一次転写ローラ
１９Ｂ：直接転写ローラ
２８：二次転写ローラ
２９ａ：クリーニングブレード
８４Ｌ，８４Ｃ，８４Ｒ：光学センサ
８６：研磨用パターン
１００：カラー画像形成ユニット（第一の画像形成ユニット）
１０１：Ｂ色の画像形成ユニット（第二の画像形成ユニット）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８５】
【特許文献１】特開２００６−２０１７４３号公報
【図１】
0005424106.tif 000002
【図２】
0005424106.tif 000003
【図３】
0005424106.tif 000004
【図４】
0005424106.tif 000005
【図５】
0005424106.tif 000006
【図６】
0005424106.tif 000007
【図７】
0005424106.tif 000008
【図８】
0005424106.tif 000009
【図９】
0005424106.tif 000010