(57)【要約】【課題】外径の異なるドラム状の感光体を用いると共に、静電クリーニング方式で中間転写体をクリーニングする場合の、中間転写体の速度変動による濃度ムラを抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、第１の外径の第１の感光体１Ｙ〜１Ｃと、第１の外径よりも大きい第２の外径の第２の感光体１Ｋと、中間転写ベルト７と、第１の一次転写ローラ５Ｙ〜５Ｃ、第２の一次転写ローラ５Ｋと、中間転写ベルト７に付着したトナーを静電的に除去する清掃手段９と、を有し、第１、第２の感光体と中間転写ベルトとを接触させる第１の画像形成モードと、第１の感光体と中間転写ベルトとが離間される第２の画像形成モードと、を実行可能であり、第２の一次転写ローラ５Ｋの第２の感光体１Ｋに対する押圧力は、第１の一次転写ローラ５Ｙ〜５Ｃの第１の感光体１Ｙ〜１Ｃに対する押圧力よりも大きい構成とする。【選択図】図２
2015222405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の外径を有しトナー像が形成されるドラム状の第１の感光体と、
前記第１の外径よりも大きい第２の外径を有しトナー像が形成されるドラム状の第２の感光体と、
前記第１、第２の感光体からそれぞれの一次転写部でトナー像が転写され、二次転写部で転写材にトナー像を二次転写する無端状の回転可能な中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトを介して前記第１、第２の感光体にそれぞれ押圧されて前記一次転写部を形成し、電圧が印加されて前記第１、第２の感光体からそれぞれトナー像を前記中間転写ベルトに転写させる第１、第２の一次転写ローラと、
前記中間転写ベルトの回転方向において前記一次転写部よりも上流かつ前記二次転写部よりも下流において前記中間転写ベルトに付着したトナーを静電的に除去する清掃手段と、
を有し、
前記第１、第２の感光体と前記中間転写ベルトとを接触させて前記第１、第２の感光体から前記中間転写ベルトにトナー像を転写する第１の画像形成モードと、前記第１、第２の感光体のうち前記第１の感光体と前記中間転写ベルトとが離間されて前記第２の感光体から前記中間転写ベルトにトナー像を転写する第２の画像形成モードと、を実行可能であり、
前記第２の一次転写ローラの前記第２の感光体に対する押圧力は、前記第１の一次転写ローラの前記第１の感光体に対する押圧力よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
調整動作において前記中間転写ベルトに付着した調整用のトナー像を前記清掃手段で回収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】
前記二次転写部において前記中間転写ベルトに接触して前記中間転写ベルトから転写材にトナー像を転写させる二次転写ローラを有し、前記二次転写ローラは、前記中間転写ベルト上の前記調整用のトナー像が前記二次転写部を通過する際には前記中間転写ベルトから離間されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の感光体に対する前記第２の一次転写ローラの前記中間転写ベルトの搬送方向の位置は、前記第１の感光体に対する前記第１の一次転写ローラの前記中間転写ベルトの搬送方向の位置よりも前記中間転写ベルトの搬送方向の下流側に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写ベルトの搬送方向において前記第２の一次転写ローラの下流で前記中間転写ベルトの内周面を外周面側に向けて押圧して前記中間転写ベルトを支持する支持部材を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の一次転写ローラは、前記第１の一次転写ローラよりも大きいクラウン量のクラウン形状を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記中間転写ベルトは、複数層を有し、トナー像を担持する面側の層が、トナー像を担持しない面側の最下層よりも硬度が低いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記中間転写ベルトの搬送方向に沿って前記第１、第２の感光体を含む複数の感光体を有しており、前記第２の感光体は前記中間転写ベルトの搬送方向において最下流に配置される感光体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項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、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置では、中間転写体の回転経路に沿って複数の画像形成部を配置してフルカラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置がある。中間転写体としては、一般に、無端状のベルトで構成された中間転写ベルトが用いられる。
【０００３】
中間転写方式のタンデム型の画像形成装置においては、移動する中間転写体と電子写真感光体（感光体）とを一次転写部で接触させているため、摩擦や接触圧によって接触部で両者が次第に磨耗したり表面特性が変化したりしてくる。ブラック単色の画像形成を行う場合など、使用しない感光体があるときにも、使用しない感光体を中間転写体に接触させていると、その感光体の寿命が不必要に短くなることがある。特に、感光体と中間転写体との搬送速度が異なる場合は、感光体の表層の削れ量が著しく増え感光体の寿命が短命となることがある。
【０００４】
これに対し、ブラック単色モード時に他色の画像形成部の感光体と中間転写体とが非接触になるような機構を設けた画像形成装置がある。また、特にオフィス向けのフルカラー複写機などでは、最も使用頻度の高いブラックの画像形成部のドラム状の感光体のみ大径化する画像形成装置がある（特許文献１）。
【０００５】
一方、中間転写体からトナー像を転写材に転写した後に、中間転写体に残ったトナー像をクリーニングする方法として、静電的にトナーを吸着させて除去する静電クリーニング方式と呼ばれる手法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−２６１４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
中間転写体のクリーニング手段が上述の静電クリーニング方式の場合、静電クリーニング部で電界をかけてトナーを除去するため、静電クリーニング部材と中間転写体との間に電荷による静電的な吸着力が生じる。この吸着力は、電荷の変化により変動する。例えば、トナーの有無、トナー電荷量、二次転写部での印加電圧による中間転写体の残留電荷量、中間転写体や静電クリーニング部材の単体の抵抗ムラなどにより、電荷は変化する。
【０００８】
通常の画像形成時の二次転写後の転写残トナーではなく、所望の画像濃度を得るための濃度パッチや色ずれ補正のためのレジパッチなどの調整用のトナー像であるパッチが中間転写体に形成されることがある。また、二次転写部材を中間転写体から離間させて、二次転写部材にパッチのトナーが付着しないようにすることがある。この場合、パッチのトナーは、電界を受けないまま転写クリーニング部で回収することになるため、パッチのトナーの電荷量は、極性がマイナスで、かつ、その総量も通常の画像形成時の転写残トナーよりはるかに大量である。そのため、特にこのようなパッチのトナーが静電クリーニング部に突入する時に、中間転写体との吸着力が大きく変動し、静電クリーニング部と相対速度をもって接触しながら回動している中間転写体の速度に影響を与え、速度変動を生じさせやすい。
【０００９】
ここで、感光体の径が異なり、一次転写部材の径が同じ場合、感光体の径が大きい方が、一次転写部でのニップの大きさはより大きくなるため、一次転写部に同じ圧力をかけた場合、感光体の径が大きい方が、単位面積あたりの圧力が小さくなる。そのため、大径の感光体を用いる画像形成部では、中間転写体の速度変動の影響を受けやすい。
【００１０】
特に、上述のようにブラック単色モードで他色の画像形成部の感光体を中間転写体から離間させる場合、１個の画像形成部の一次転写部材と感光体とで中間転写体を挟持することになり、中間転写体の速度変動の影響を受けやすい。この速度変動が一次転写部に伝達されると、一次転写部で微小なスリップを起こし、それによりニップ内でトナーが動きやすくなり、トナーの飛び散りを発生させることがある。この飛び散りはハーフトーン画像などで顕著に見え、飛び散っている部分と飛び散っていない部分の差が、画像の濃度ムラとなって顕在化することがある（ムラ画像）。
【００１１】
なお、パッチを二次転写部材に付着させて回収する構成や、中間転写体のクリーニング手段がブレードクリーニング方式の場合、上述のような中間転写体の速度変動は発生しにくい。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、外径の異なるドラム状の感光体を用いると共に、静電クリーニング方式で中間転写ベルトをクリーニングする場合の、中間転写ベルトの速度変動による濃度ムラを抑制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】
【００１３】
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、第１の外径を有しトナー像が形成されるドラム状の第１の感光体と、前記第１の外径よりも大きい第２の外径を有しトナー像が形成されるドラム状の第２の感光体と、前記第１、第２の感光体からそれぞれの一次転写部でトナー像が転写され、二次転写部で転写材にトナー像を二次転写する無端状の回転可能な中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを介して前記第１、第２の感光体にそれぞれ押圧されて前記一次転写部を形成し、電圧が印加されて前記第１、第２の感光体からそれぞれトナー像を前記中間転写ベルトに転写させる第１、第２の一次転写ローラと、前記中間転写ベルトの回転方向において前記一次転写部よりも上流かつ前記二次転写部よりも下流において前記中間転写ベルトに付着したトナーを静電的に除去する清掃手段と、を有し、前記第１、第２の感光体と前記中間転写ベルトとを接触させて前記第１、第２の感光体から前記中間転写ベルトにトナー像を転写する第１の画像形成モードと、前記第１、第２の感光体のうち前記第１の感光体と前記中間転写ベルトとが離間されて前記第２の感光体から前記中間転写ベルトにトナー像を転写する第２の画像形成モードと、を実行可能であり、前記第２の一次転写ローラの前記第２の感光体に対する押圧力は、前記第１の一次転写ローラの前記第１の感光体に対する押圧力よりも大きいことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、外径の異なるドラム状の感光体を用いると共に、静電クリーニング方式で中間転写ベルトをクリーニングする場合の、中間転写ベルトの速度変動による濃度ムラを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像形成装置の概略断面図（フルカラーモード時）である。
【図２】画像形成装置の概略断面図（ブラック単色モード時）である。
【図３】ベルトクリーニング装置の概略断面図である。
【図４】画像形成装置の要部の制御ブロック図である。
【図５】中間転写ベルトを押圧して支持する支持部材を示す模式的な断面図である。
【図６】一次転写ローラのシフト量を説明する模式図である。
【図７】中間転写ベルトの層構成を説明する模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いて転写材（記録用紙、ＯＨＰシート、布など）にフルカラー画像を形成することのできる、中間転写方式を採用したタンデム型のレーザビームプリンタである。
【００１８】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部（ステーション）として第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する。本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＹＫの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて、共通する部分が多い。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素について総括的に説明する。
【００１９】
画像形成部Ｓは、回転可能に配置された像担持体としてのドラム状（円筒形）の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、駆動手段としての駆動モータ（図示せず）によって図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、次のプロセス機器が配置されている。まず、帯電手段としての帯電ローラ２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６が配置されている。各画像形成部Ｓの各現像装置４には、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーが収納されている。また、本実施例では、第４の画像形成部ＳＫにおいては、感光ドラム１Ｋの直径が他の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣよりも大きい。
【００２０】
各画像形成部Ｓの各感光ドラム１と対向するように、中間転写体としての無端状のベルトで構成された中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は支持体（張架ローラ）として、駆動ローラ７１、テンションローラ７２、二次転写対向ローラ７３、及び押し上げローラ７４、７５に保持されている。駆動ローラ７１は、中間転写ベルト７に駆動を伝達する。テンションローラ７２は、中間転写ベルト７に所定の張力を付与する。二次転写対向ローラ７３は、後述する二次転写ローラ８の対向部材（対向電極）となる。押し上げローラ７４、７５は、中間転写ベルト７上にトナー像を転写するための一次転写平面７０を形成する。この一次転写平面７０の水平部に沿って、４個の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫが直列状に配設されている。駆動ローラ７１は、駆動手段としてのパルスモータなどの駆動モータ（図示せず）によって回動駆動される。これにより、中間転写ベルト７は、図中矢印Ｒ２で示す方向（以下、「回転方向」あるいは「搬送方向」ともいう。）に回転（周回移動）する。駆動ローラ７１以外の張架ローラは、中間転写ベルト７の回転に従動して回転する。
【００２１】
中間転写ベルト７の内周面（裏面）側において、各画像形成部Ｓの各感光ドラム１と対向する位置に、一次転写手段としてのローラ状の一次転写部材である一次転写ローラ５が配置されている。一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介して感光ドラム１に向けて付勢（押圧）され、中間転写ベルト７と感光ドラム１とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｔ１を形成する。また、中間転写ベルト７の外周面（表面）側において、二次転写対向ローラ７３と対向する位置に、二次転写手段としてのローラ状の二次転写部材である二次転写ローラ８が配置されている。二次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して二次転写対向ローラ７３に向けて付勢（押圧）され、中間転写ベルト７と二次転写ローラ８とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｔ２を形成する。また、中間転写ベルト７の外周面側において、駆動ローラ７１と対向する位置に、中間転写体クリーニング手段（清掃手段）としてのベルトクリーニング装置９が配置されている。
【００２２】
回転する感光ドラム１は、帯電ローラ２によって一様に帯電される。帯電した感光ドラム１は、露光装置３によって画像情報に応じて露光され、その上に画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４から各画像形成部Ｓに対応する色のトナーが供給されてトナー像として現像される。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｔ１において、一次転写ローラ５の作用により、回転する中間転写ベルト７に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ５には、印加手段としての一次転写電源５１から、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性の直流電圧である一次転写バイアス（一次転写電圧）が印加され、一次転写部Ｔ１に一次転写電界が形成される。本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの各一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのそれぞれに一次転写電源５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが接続されている。例えば、フルカラー画像の形成時には、各画像形成部Ｓで形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、各一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト７上に重ね合わせるようにして順次に転写される。
【００２３】
中間転写ベルト７上に転写されたトナー像は、二次転写部Ｔ２において、二次転写ローラ８の作用により、転写材Ｐに転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ８には、印加手段としての二次転写電源８１からトナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である二次転写バイアス（二次転写電圧）が印加され、二次転写部Ｔ２に二次転写電界が形成される。また、このときまでに、記録材Ｐが、給紙カセット１０から送り出され、レジストローラ１２で一旦停止された後に所定のタイミングで二次転写部Ｔ２まで搬送される。トナー像が転写された転写材Ｐは、定着装置１１に搬送される。定着装置１１において、熱と圧力によってトナー像が転写材Ｐ上に定着（固着）させられる。その後、転写材Ｐは、画像形成装置１００の装置本体の外部へと排出（出力）される。
【００２４】
一次転写工程において中間転写ベルト７に転写しきれなかった感光ドラム１上の転写残トナーは、ドラムクリーニング装置６によって感光ドラム１から除去されて回収される。また、二次転写工程において転写材Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト７上の転写残トナーは、ベルトクリーニング装置９によって中間転写ベルト７から除去されて回収される。
【００２５】
２．各部の構成
２−１．感光ドラム
感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ）を塗布して構成したものである。感光ドラム１は、その長手方向（回転軸線方向）の両端部をフランジによって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（図示せず）から駆動力が伝達されることにより回転駆動される。本実施例では、感光ドラム１の帯電極性は負極性である。
【００２６】
本実施例では、イエロー、マゼンタ、シアンの各色用の画像形成部である第１、第２、第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの外径はφ３０（ｍｍ）である（ここでは、「小径の感光ドラム」ともいう。）。一方、ブラック用の画像形成部である第４の画像形成部ＳＫの感光ドラム１Ｋの外径はφ８４（ｍｍ）である（ここでは、「大径の感光ドラム」ともいう。）。すなわち、ブラック用の感光ドラム１Ｋのみが他の色用の感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃよりも大きい。
【００２７】
２−２．帯電ローラ
帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に接触して感光ドラム１の周面を一様に帯電処理する接触帯電部材である。帯電ローラ２は、芯金（芯材）の周りに弾性層が形成された導電性ローラである。帯電ローラ２は、その長手方向（回転軸線方向）の両端部が軸受け部材により回転自在に保持されると共に、付勢手段としての押圧バネによって感光ドラム１に向けて付勢されている。これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接され、感光ドラム１の回転に従動して回転する。帯電ローラ２の芯金には、印加手段としての帯電電源２１（図４参照）から、所定の条件の帯電バイアス（帯電電圧）が印加される。これにより、回転する感光ドラム１の周面が所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に帯電処理される。本実施例では、帯電バイアスは、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、−６００Ｖの直流電圧（直流成分）と、周波数ｆが１ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐが１．５ｋＶ、正弦波の交流電圧（交流成分）とを重畳した振動電圧である。これにより、感光ドラム１の周面は、−６００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に帯電処理される。
【００２８】
２−３．露光装置
露光装置３は、レーザ光源、ポリゴンミラーなどを備え、駆動回路により画像信号に応じて点灯制御されるレーザスキャナ装置である。露光装置３は、各画像形成部Ｓに対応する原稿の成分色の画像信号に応じたレーザビームがポリゴンミラーなどを介して感光ドラム１上に投射する。
【００２９】
２−４．現像装置
現像装置４は、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を用いる。本実施例では、トナーは負帯電特性のトナーである。現像装置４は、現像剤を収納した現像容器を有する。また、現像装置４は、現像容器の感光ドラム１と対向する開口部から一部露出するようにして設けられた現像剤担持体としての現像スリーブを有する。現像スリーブは、感光ドラム１の表面に隣接して配置され、駆動手段としての駆動モータ（図示せず）により回転駆動されると共に、印加手段としての現像電源（図示せず）により所定の現像バイアス（現像電圧）が印加される。これにより、現像スリーブに担持されて感光ドラム１との対向位置（現像部）に搬送された現像剤からトナーが供給されて、感光ドラム１上の静電潜像がトナー像として現像される。本実施例では、現像装置４は、一様に帯電処理された後に電位の絶対値が低下させられた感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性と同極性のトナーを付着させる反転現像により、トナー像を形成する。なお、トナーには、トナーの離型性を上げるための外添剤が添加されている。
【００３０】
２−５．一次転写ローラ
一次転写ローラ５は、芯金（芯材）の周りに弾性層が形成された導電性ローラである。芯金は、導電性金属からなる直径８ｍｍ円柱形の部材である。弾性層は、抵抗値１．０×１０４〜５．０×１０６［Ω］で０．５ｍｍの厚さを有する導電性発泡体であり、芯金の周りを覆っている。また、一次転写ローラ５の重量は、３００ｇである。本実施例では、全ての画像形成部Ｓにおいて一次転写ローラ５の外径は同じである。
【００３１】
一次転写ローラ５は、電気的な作用及び押圧力によって感光ドラム１から中間転写ベルト７にトナー像を転写させるため、中間転写ベルト７の裏面から感光ドラム１に当接させるために、押圧機構によって支持される。本実施例では、一次転写ローラ５は、その長手方向（回転軸線方向）の両端部が、付勢手段としての押圧バネによって鉛直方向上方に押圧されている。
【００３２】
一次転写ローラ５は、感光ドラム１の回転中心を通る鉛直方向よりも、中間転写ベルト７の搬送方向の下流側へシフトされている。本実施例では、第１、第２、第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃのシフト量は２．５ｍｍ、第４の画像形成部ＳＫの一次転写ローラ５Ｋのシフト量は４．５ｍｍである。ここで、図６に示すように、感光ドラム１の回転中心を通り、感光ドラムより中間転写ベルト７の搬送方向の上流側の中間転写ベルト７に直交する直線をＸ１とする。また、一次転写ローラ５の回転中心を通り、直線Ｘ１に平行な直線をＸ２とする。この場合、本実施例では、感光ドラム１に対する一次転写ローラ５のシフト量Ｚは、直線Ｘ１に対する、直線Ｘ２のシフト量で代表できる。
【００３３】
一次転写ローラ５の押圧力の測定は、圧測定治具を用いて行うことができる。例えば、感光ドラム１と同じ径で、回転軸線方向に５分割された疑似の金属対向ローラを用意し、金属対向ローラにかかる圧力をロードセルを用いて検出することで、一次転写ローラ５の押圧力の測定を行う。この測定系は、画像形成装置１００の装置本体の内部に設置することができ、実際に一次転写ローラ５から感光ドラム１にかかる圧力を測定することが可能である。また、５分割された金属対向ローラを用いるため、一次転写ローラ５の長手方向における圧力の分布を測定することができる。詳しくは後述する検証のため、本実施例では、一次転写ローラ５の押圧力は、総圧４００ｇｆ〜２０００ｇｆとした。
【００３４】
ここで、異なる径の感光ドラムを用いる場合、感光ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写させるときに、感光ドラムに対向する一次転写ローラの条件を同じにした場合、転写性が異なってしまうことがある。一次転写ローラの条件は、例えば、一次転写ローラの抵抗や外径、感光ドラムとの当接位置などの条件である。これは、次のような理由が考えられる。つまり、一次転写部では、中間転写ベルトの面が、感光ドラムに近づき、感光ドラムと一次転写ローラとで挟持され、その後離れていく過程で、微小な放電が生じている。感光ドラムの径が異なると、この放電状態が異なるので、転写性が異なってしまうことがある。そこで、感光ドラムの径が異なる場合、感光ドラムに対向する一次転写ローラの位置を調整して上述の微小な放電を調整するなどして、各感光ドラムに応じた位置にすることで、転写性を同等にしている。
【００３５】
本実施例では、画像形成装置１００は、トナー像の形成に使用する画像形成部Ｓの数が異なる複数の画像形成モードとして、フルカラーモード（第１の画像形成モード）とブラック単色モード（第２の画像形成モード、単色画像形成モード）とを実行可能である。フルカラーモードでは、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫでトナー像を形成してフルカラー画像を形成することができる。ブラック単色モードでは、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫのうちの所定の画像形成部として第４の画像形成部ＳＫのみでトナー像を形成してブラック色の画像を形成することができる。そして、画像形成装置１００は、ブラック単色モードで使用しない画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃと中間転写ベルト７とを非接触にすることを可能とするベルト接離機構１７０（図４参照）を有している。
【００３６】
本実施例では、一次転写平面７０は、図２に示すように押し上げローラ７４、７５、及び第１、第２、第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃが上下に移動することで移動する。フルカラーモード時には、一次転写平面７０は、押し上げローラ７４、７５及びテンションローラ７２で形成される。ブラック単色モード時には、一次転写平面７０は、中間転写ベルト７の搬送方向において下流側の押し上げローラ７５及びテンションローラ７２で形成される。これにより、フルカラーモード時には、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと中間転写ベルト７とが接触させられる。一方、ブラック単色モード時には、第１、第２、第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃと中間転写ベルト７とが離間される。このようにして、ブラック単色モードとフルカラーモードとに選択的に切り替えることが可能な構成とされている。ベルト接離機構１７０は、押し上げローラ７４、７５、及び第１、第２、第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃの支持部材、該支持部材を介してこれらのローラを移動させるための切り替え手段などで構成される。本実施例では、この切り替え手段として、ソレノイドを用いた。切り替え手段は、上記各ローラを、上下に、すなわち、中間転写ベルト７を感光ドラムにより近接させる第１の位置と感光ドラム１からより離間させる第２の位置との間で選択的に移動させる。本実施例では、ブラック単色モード時に使用しない第１、第２、第３の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃを中間転写ベルト７から離間可能とすることで、これらの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの長寿命化が図られている。また、一般に使用頻度が高いことの多いブラック用の第４の画像形成部ＳＫの感光ドラム１Ｋを大径化することで、この感光ドラム１Ｋの長寿命化が図られている。なお、大径の感光ドラムを用いる画像形成部は、必ずしもブラック用の画像形成部でなくてもよいし、中間転写ベルトの搬送方向において最下流の画像形成部でなくてもよい。また、例えばブラック用の画像形成部など１つの画像形成部のみが大径の感光ドラムを用いるとは限らない。複数の画像形成部が、その他の画像形成部よりも外径の大きな感光ドラム（それら複数の画像形成部間で感光ドラムの外径は同一でも異なっていてもよい。）を用いる画像形成部とされていてもよい。
【００３７】
なお、本実施例では、一次転写バイアスは、公知のＡＴＶＣ制御（Ａｃｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）によって決定される（特開平２−１２３３８５号公報参照）。すなわち、画像形成装置の非画像形成時に一次転写ローラに所望の定電流電圧を印加し、そのときの電圧値を保持する。そして、その電圧値に応じた定電圧を画像形成時の一次転写時に一次転写電圧として一次転写ローラ５に印加する。非画像形成時の定電流電圧の印加時の一次転写電流としては、予め最適な電流が求められ、その電流をターゲット電流とした場合の一次転写部Ｔ１の転写電界が決定される。
【００３８】
２−６．中間転写ベルト
本実施例では、中間転写ベルト７として、複数層を有しかつ弾性層を有するベルト（以下、「弾性中間転写ベルト」ともいう。）を用いる。図７は、弾性中間転写ベルト７の一例の層構成を示す模式的な断面図である。本実施例では、弾性中間転写ベルト７は、基層（樹脂層）７ａ、弾性層７ｂ、表層７ｃの３層構造からなる。本実施例の弾性中間転写ベルト７は、画像性を保つため、３層での表面抵抗率は１０１２Ω／□、体積抵抗率は１０９Ω・ｃｍである。抵抗率の測定は、三菱化学社の高抵抗率計ハイレスタ−ＵＰＭ、ＣＰ−ＨＴ４５０、ＵＲプローブを用い、測定条件として印加電圧１０００Ｖ、印加時間１０秒にて行った。また、弾性中間転写ベルト７の各層の膜厚としては、基層７ａが５０〜１００μｍ、弾性層７ｂが２００〜３００μｍ、表層７ｃが２〜２０μｍ程度が好ましく、本実施例では、基層７ａを８５μｍ、弾性層７ｂを２６０μｍ、表層７ｃを２μｍとした。また、弾性中間転写ベルト７は、３層での表面硬度としては、ＩＲＨＤ硬度で４０〜９０度程度が好ましく、本実施例では７３±３度とした。
【００３９】
基層７ａ、弾性層７ｂは、上述のような特性を満たす材料であればよく、代表的なものとしては、次のものが挙げられる。基層（樹脂層）７ａを構成する樹脂材料としては、例えばヤング率（ＪＩＳＫ７１２７準拠）が５．０×１０２〜５．０×１０３ＭＰａのポリカーボネート、フッ素系樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ）、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などを使用することができる。また、弾性層７ｂを構成する弾性材料（弾性材ゴム、エラストマー）としては、ヤング率が０．１〜１．０×１０２ＭＰａのブチルゴム、フッ素系ゴム、ＣＲゴム、ＥＰＤＭ、ウレタンゴムなどを使用することができる。また、表層７ｃの材料は、特に制限は無いが、中間転写ベルト７の表面へのトナーの付着力を小さくして、二次転写性を高めるものが望ましい。例えばヤング率１．０×１０２〜５．０×１０３ＭＰａのフッ素樹脂、フッ素化合物などの樹脂材料や、ウレタン系の樹脂にフッ素系樹脂微粒子を分散したものや、弾性材料などが挙げられる。ただし、基層７ａ、弾性層７ｂ、表層７ｃのいずれの層においても、上記材料に限定されるものではない。このように、本実施例では、中間転写体は少なくとも複数層から構成され、トナー像を担持する面側の層が、トナー像を担持しない面側の最下層よりも硬度が低い。
【００４０】
なお、本実施例では、中間転写ベルト７として上述のような弾性中間転写ベルトを用いたが、樹脂ベルトなどの単層のベルトを用いてもよい。
【００４１】
２−７．二次転写ローラ
二次転写ローラ８は、芯金（芯材）の周りにイオン導電系発泡ゴム（ＮＢＲゴム）の弾性層が形成された導電性ローラである。この二次転写ローラ８は、外径が２４ｍｍ、ローラの表面粗さＲｚ＝６．０〜１２．０（μｍ）である。また、この二次転写ローラ８は、抵抗値が、Ｎ／Ｎ（２３℃、５０％ＲＨ）測定、２ｋＶ印加で１．０×１０５〜１．０×１０８Ωである。
【００４２】
本実施例では、画像形成装置１００は、二次転写ローラ８を中間転写ベルト７に対して当接又は離間させる二次転写ローラ接離機構１８０（図４参照）を有する。これにより、二次転写ローラ８は、中間転写ベルト７に当接され中間転写ベルト７の回転に伴って回転する作動状態と、中間転写ベルト７から離間された非作動状態とに選択的に切り替え可能な構成とされている。二次転写ローラ接離機構１８０は、二次転写ローラ８の支持部材、該支持部材を介して二次転写ローラを移動させるための切り替え手段などで構成される。本実施例では、この切り替え手段として、ソレノイドを用いた。切り替え手段は、二次転写ローラ８を上下、すなわち、二次転写ローラ８を中間転写ベルト１８１に対して当接させる第１の位置と離間させる第２の位置との間で選択的に移動させる。本実施例では、二次転写ローラ８は、画像濃度調整時などに中間転写ベルト７に形成される調整用のトナー像であるパッチが二次転写部Ｔ２を通過する際には、中間転写ベルト７から離間される。このパッチは、検知手段としてのパッチセンサ１５０で検知されるようになっている。
【００４３】
２−８．ベルトクリーニング装置（静電ファークリーニング）
本実施例では、中間転写体クリーニング手段として、静電的にトナーを除去する静電クリーニング方式のベルトクリーニング装置９を用いる。図３は、本実施例におけるベルトクリーニング装置９の模式的な断面図である。ベルトクリーニング装置９は、中間転写ベルト７の搬送方向において一次転写部Ｔ１（より詳細には最上流の一次転写部Ｔ１Ｙ）よりも上流かつ二次転写部Ｔ２よりも下流に配置されている。
【００４４】
ベルトクリーニング装置９は、中間転写ベルト７の近傍に配置されたハウジング９５を有する。ベルトクリーニング装置９は、ハウジング９５の内部に、中間転写ベルト７の搬送方向の上流側に配置された第１の回収部材としての上流ファーブラシ９１ａ、下流側に配置された第２の回収部材としての下流ファーブラシ９１ｂを有する。上流ファーブラシ９１ａ、下流ファーブラシ９１ｂは、それぞれ中間転写ベルト７を介して駆動ローラ７１に対向する位置で中間転写ベルト７に接触し、中間転写ベルト７からトナーを回収する第１、第２の静電クリーニング部ＣＬ１、ＣＬ２を形成する。また、ベルトクリーニング装置９は、ハウジング９５の内部に、上流ファーブラシ９１ａに接触する第１の電圧印加部材としての上流バイアスローラ９２ａ、下流ファーブラシ９１ａに接触する第２の電圧印加部材としての下流バイアスローラ９２ｂを有する。さらに、ベルトクリーニング装置９は、ハウジング９５の内部に、上流バイアスローラ９２ａに当接する第１の除去部材としての上流ブレード９３ａ、下流バイアスローラ９２ｂに当接する第２の除去部材としての下流ブレード９３ｂを有する。
【００４５】
上流、下流ファーブラシ９１ａ、９１ｂは、糸の抵抗値が０．３Ｍ（Ω／ｃｍ）、繊維太さが６デニールのカーボン分散型ナイロン繊維を、その植毛密度が５０万本／ｉｎｃｈ２の割合で金属ローラ（芯材）上に植毛して構成された導電性ファーブラシである。また、上流、下流バイアスローラ９２ａ、９２ｂは、アルミニウム製の金属ローラで構成される。また、上流、下流ブレード９３ａ、９３ｂは、ウレタンゴムで形成された板状部材で構成される。このように、本実施例では、上流ファーブラシ（クリーニングブラシ）９１ａ、上流バイアスローラ９２ａ、上流ブレード９３ａによって、第１のクリーニング部材としての上流クリーニング部材９６ａが構成される。また、本実施例では、下流ファーブラシ（クリーニングブラシ）９１ｂ、下流バイアスローラ９２ｂ、下流ブレード９３ｂによって、第２のクリーニング部材としての下流クリーニング部材９６ｂが構成される。そして、これら上流、下流クリーニング部材９６ａ、９６ｂが、中間転写ベルト７の搬送方向に沿って並列に配列される。
【００４６】
上流、下流ファーブラシ９１ａ、９１ｂは、中間転写ベルト７に対し約１．０ｍｍの侵入量を保って中間転写ベルト７に摺接するように配置される。上流、下流ファーブラシ９１ａ、９１ｂは、駆動手段としての駆動モータ（図示せず）により、５０ｍｍ／秒の速度（周速度）で図中矢印Ｒ３方向へ回転駆動される。この矢印Ｒ３で示す移動方向は、第１、第２の静電クリーニング部ＣＬ１、ＣＬ２において中間転写ベルト７の移動方向と逆方向である。上流、下流バイアスローラ９２ａ、９２ｂは、上流、下流ファーブラシ９１ａ、９１ｂに対して約１．０ｍｍの侵入量を保って配置されている。上流、下流バイアスローラ９２ａ、９２ｂは、駆動手段としての駆動モータ（図示せず）により、上流、下流ファーブラシ９１ａ、９１ｂと同等の速度（周速度）で図中矢印Ｒ４方向へ回転駆動される。この矢印Ｒ４で示す移動方向は、上流、下流ファーブラシ９１ａ、９１ｂとの接触部において上流、下流ファーブラシ９１ａ、９１ｂの移動方向と逆方向である。上流、下流ブレード９３ａ、９３ｂは、上流、下流バイアスローラ９２ａ、９２ｂに侵入量１．０ｍｍを保って配置されている。上流、下流ブレード９３ａ、９３ｂは、固定端部よりも自由端部の方が上流、下流バイアスローラ９２ａ、９２ｂの回転方向の上流側となるように、上流、下流バイアスローラ９２ａ、９２ｂに当接されている（カウンター当接）。
【００４７】
上流バイアスローラ９２ａには、印加手段としての第１のクリーニング電源９４ａから、クリーニングバイアス（クリーニング電圧）として、負極性の直流電圧が印加される。また、下流バイアスローラ９２ｂには、印加手段としての第２のクリーニング電源９４ｂから、クリーニングバイアスとして、正極性の直流電圧が印加される。第１、第２のクリーニング電源９４ａ、９４ｂは、様々な条件での中間転写ベルト７、上流、下流ファーブラシ９１ａ、９１ｂの電位に対応するため、クリーニングバイアスを定電流制御で印加する。本実施例では、クリーニングバイアスの電流値は、予め、通常の画像形成時と、パッチのクリーニング時との、それぞれクリーニング性に対して適した電流が求められており、その電流が流れるように定電流制御で印加される。
【００４８】
中間転写ベルト７上の転写残トナーをクリーニングする動作について説明する。上流バイアスローラ９２ａに負極性（−）のクリーニングバイアスを印加することより、中間転写ベルト７と上流ファーブラシ９１ａとの間に電位差が生じる。これにより、中間転写ベルト７上の転写残トナー中の正極性（＋）に帯電したトナーを上流ファーブラシ９１ａ側に吸着、転移させる。この上流ファーブラシ９１ａに吸着、転移したトナーは、上流ファーブラシ９１ａと上流バイアスローラ９２ａとの間の電位差により、上流ファーブラシ９１ａから上流バイアスローラ９２ａに転移する。そして、この上流バイアスローラ９２ａに転移したトナーは、上流ブレード９３ａにより上流バイアスローラ９２ａ上から掻き落とされてハウジング９５内に形成された回収トナー収容部に回収される。
【００４９】
上流クリーニング部材９６ａで中間転写ベルト７上の転写残トナーをクリーニングしても、中間転写ベルト７上には極性を持たないトナーや、負極性（−）に帯電したトナーが残っている。これらのトナーは、上流ファーブラシ９１ａに印加される負極性（−）のクリーニングバイアスにより、負極性（−）に帯電される。これは、電荷注入又は放電により帯電されるものと考えられる。
【００５０】
そして、それらのトナーは、下流バイアスローラ９２ｂに正極性（＋）のクリーニングバイアスを印加することにより、中間転写ベルト７と下流ファーブラシ９１ｂとの間に電位差が生じ、下流ファーブラシ９１ｂに吸着、転移させることができる。この下流ファーブラシ９１ｂに吸着、転移したトナーは、下流ファーブラシ９１ｂと下流バイアスローラ９２ｂとの間の電位差により、下流ファーブラシ９１ｂから下流バイアスローラ９２ｂに転移する。そして、この下流バイアスローラ９２ｂに転移したトナーは、下流ブレード９３ｂにより下流バイアスローラ９２ｂ上から掻き落とされる。こうして、中間転写ベルト７上に残留した転写残トナーを、十分に除去、回収することができる。
【００５１】
次に、パッチをクリーニングする場合の動作について説明する。パッチが二次転写部Ｔ２を通過する際には、二次転写ローラ８は中間転写ベルト７から離間される。パッチのトナーは、転写材Ｐに転写されずに、第１、第２の静電クリーニング部ＣＬ１、ＣＬ２に送られる。そのため、パッチのトナーは、大部分が負極性（−）に帯電している。この負極性（−）に帯電したパッチのトナーは、負極性（−）のクリーニングバイアスが印加された上流クリーニング部材９６ａではほとんど回収されず、正極性（＋）のクリーニングバイアスが印加された下流クリーニング部材９６ｂで回収される。
【００５２】
なお、本実施例では、パッチを用いた調整動作の実行時には、中間転写ベルト７上に転写されたパッチが二次転写部Ｔ２に到達する前に、二次転写ローラ８が中間転写ベルト７から離間される。これにより、パッチのトナーが二次転写ローラ８に転写されないようになっている。しかし、本発明は斯かる態様に限定されるものではなく、二次転写ローラ８が中間転写ベルト７から離間できない構成の場合は、次のような方法を採用できる。すなわち、パッチのトナーが二次転写部Ｔ２を通過する際に、通常の画像形成時とは逆極性である負極性の二次転写バイアスを二次転写ローラ８に印加する。これにより、二次転写部Ｔ２に形成される電界の作用で、二次転写ローラ８にパッチのトナーが転写されるのが抑制される。
【００５３】
３．制御態様
図４は、本実施例の画像形成装置１００の要部の概略制御態様を示す。画像形成装置１００には、画像形成装置１００を統括的に制御する制御部としてのＣＰＵ１１０、記憶部としてのＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ１１１が設けられている。ＲＡＭには、センサの検知結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭには制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。本実施例との関係では、ＣＰＵ１１０は、像形成制御部１１２、帯電バイアス制御部１１３、一次転写バイアス制御部１１４、二次転写バイアス制御部１１５、クリーニングバイアス制御部１１６などを制御する。また、ＣＰＵ１１０は、パッチセンサ１５０、ベルト接離機構１７０、二次転写ローラ接離機構１８０などを制御する。
【００５４】
像形成制御部１１２は露光装置３の露光タイミングなどを制御する。帯電バイアス制御部１１３は、帯電電源２１から帯電ローラ２に対して定電圧制御された電圧を出力することができる。つまり、帯電バイアス制御部１１３は、出力している電圧値を検知する電圧検知部を有し、ＣＰＵ１１０の制御により設定電圧値で定電圧制御することができる。また、一次転写バイアス制御部１１４は、一次転写電源５１から一次転写ローラ５に対して定電流制御された電圧、定電圧制御された電圧を出力することができる。つまり、一次転写バイアス制御部１１４は、一次転写ローラ５に電圧を印加している際に流れる電流値を検知する電流検知部と、出力している電圧値を検知する電圧検知部とを有する。そして、検知結果をＣＰＵ１１０にフィードバックさせることで、一次転写ローラ５に印加するバイアスを定電流制御、定電圧制御することができる。二次転写バイアス制御部１１５についても、一次転写バイアス制御部１１４と同様である。また、クリーニングバイアス制御部１１６は、クリーニング電源９４からバイアスローラ９２に対して定電流制御された電圧を出力することができる。つまり、クリーニングバイアス制御部１１６は、バイアスローラ９２に電圧を印加している際に流れる電流値を検知する電流検知部を有する。そして、検知結果をＣＰＵ１１０にフィードバックさせることで、バイアスローラ９２に印加するバイアスを定電流制御することができる。
【００５５】
４．一次転写ローラの押圧力
次に、一次転写ローラ５の押圧力の設定について更に詳しく説明する。なお、ここでは、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを、それぞれ単に「Ｙステーション」、「Ｍステーション」、「Ｃステーション」、「Ｋステーション」ということがある。
【００５６】
二次転写部Ｔ２で転写電界を受けた後の転写残トナーと調整用のトナー像であるパッチのトナーとでは、トナーの電荷量は大きく異なる。パッチとしては、所望の画像濃度を得るための濃度パッチ、現像剤のトナー濃度を制御するためのトナー補給制御パッチ、色ずれ補正のためのレジパッチなどが挙げられる。転写残トナーは、二次転写部で転写されずに中間転写ベルト７に残ったトナーであり、二次転写部Ｔ２での電界により電荷量が０又はほぼ０に近い微量にマイナスの電荷かプラスの電荷を帯びたトナーである。一方、本実施例では、二次転写ローラ８のクリーニング部材を設けない構成を採用しているため、パッチが二次転写部Ｔ２を通過する際には二次転写ローラ８を中間転写ベルト７から離間する。したがって、パッチのトナーは、二次転写部Ｔ２での電界を受けずに、静電クリーニング部ＣＬ１、ＣＬ２に供給される。そのため、パッチのトナーの電荷量は、二次転写残トナーとは異なり極性はマイナスであり、かつ、その総量も転写残トナーよりはるかに大量である。
【００５７】
パッチのトナーのような、静電クリーニング部ＣＬ１、ＣＬ２に供給されるトナーの単位時間当たりの電荷量が大きい場合、ファーブラシ９１ａ、９１ｂへの印加電圧は外部から流入したトナーの電荷によって変動してしまう。そのため、中間転写ベルト７とファーブラシ９１ａ、９１ｂの吸着力が変動し、中間転写ベルト７の速度を変動させてしまう。この速度変動は、中間転写ベルト７を伝播し、静電クリーニング部ＣＬ１、ＣＬ２の下流の部材、特に直下流の画像形成部Ｓへと伝播しやすい。フルカラーモード時のＹステーションと、ブラック単色モード時のＫステーションである。
【００５８】
本実施例では、感光ドラム１の外径は、Ｙステーションはφ３０ｍｍ、Ｋステーションはφ８４ｍｍとしている。このように感光ドラム１の外径が異なり、一次転写ローラ５の外径が同じ場合、感光ドラム１の外径が大きい方が、一次転写部Ｔ１でのニップの大きさはより大きくなる。つまり、ＹステーションとＫステーションとで一次転写部Ｔ１に同じ圧力をかけた場合、感光ドラム１の外径が大きい方が、単位面積あたりの圧力が小さくなるため、中間転写ベルト７の速度変動の影響を受けやすい。この速度変動が一次転写部Ｔ１に伝播すると、一次転写部Ｔ１のニップ内で微小に振動し、スリップを起こすなどしてトナー像が飛び散ってしまう。これにより画像の濃度ムラが顕在化することがある（ムラ画像）。また、一次転写部Ｔ１から感光ドラム１へと振動が伝わり、現像部や帯電部に振動が伝わることで、さらにトナー像を乱してしまうことがある。
【００５９】
また、中間転写体として、転写の際に大きな圧力でトナーの一部分が転写されずに感光体上に残留する中抜けを解消するなどのために、本実施例のように弾性層を用いた弾性中間転写ベルトが使われることがある。特に、弾性中間転写ベルトは弾性層を有するために、一次転写部Ｔ１で中間転写ベルト７と感光ドラム１との間で上述のような微小なスリップが発生しやすい。
【００６０】
そこで、本実施例では、ブラック単色モードで使用するＫステーションの一次転写ローラ５Ｋの押圧力を、最適な範囲内で高くする。これにより、上述の中間転写ベルト７の振動の伝達を減少させることができる。
【００６１】
なお、このとき小径の感光ドラム１を備えたＹ、Ｍ、Ｃステーションの一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃの押圧力も同様に高くすると、トナーに与える圧力が高くなりすぎる。そして、トナーが凝集された状態で二次転写部Ｔ２で転写材Ｐに転写され、特に二次色以上の画像を転写する際に、転写材Ｐに転写しきれずに中間転写ベルト７側に残ってしまうボソ画像が発生してしまうため、好ましくない。
【００６２】
本実施例では、次の検証を行った。一次転写ローラ５の押圧力（総圧）をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋステーションで４００〜２０００ｇｆの範囲でふって、それぞれの場合のムラ画像（画像の濃度ムラ）の発生の有無について調べた。このとき、評価用の画像としては、各色のベタ及びハーフトーン画像、並びに、イエロー、マゼンタ、シアンに関しては二次色ベタ及びハーフトーン画像を出力した。また、一次転写ローラ５の総圧を変化させることで発生したボソ画像の発生の有無について調査した。どの画像出力タイミングも、ムラ画像の発生しやすいパッチのクリーニング直後１枚目の出力物で確認した。それぞれの画像の詳細については後述する。ここでは、複数の転写材Ｐに連続して画像を形成する際の紙間（転写材Ｐと転写材Ｐとの間に対応する領域）にパッチが形成される。
【００６３】
なお、画像濃度に関しては、Ｘ−Ｒｉｔｅ社の５３０分光濃度計で１．６±０．１内の濃度がでる露光設定にした。また、一次転写電流は、それぞれ最も効率よく転写する転写電流を設定して比較を行った。
【００６４】
結果を表１に示す。表１では、ムラ画像やボソ画像が許容以上発生した場合は×、未発生の場合は○で表している。なお、一次転写ローラ５の総圧が４００ｇｆの場合、ボソ画像に関しては所望の濃度を達成できず、比較に値しないため横棒線を引いている。
【００６５】
【表１】
2015222405.tif 000003
【００６６】
表１から、フルカラーモードでの一次転写ローラ５の最適な総圧は、Ｙ、Ｍ、Ｃステーションにおいて６００〜８００ｇｆ、Ｋステーションにおいて６００〜１６００ｇｆであることがわかる。一方、ブラック単色モードでの一次転写ローラ５の最適な総圧は、Ｋステーションにおいて１２００〜１６００ｇｆであることがわかる。
【００６７】
まず、ムラ画像は、前述の中間転写ベルト７の速度変動によるものである。フルカラーモードでは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋステーションにおいては一次転写ローラ５の総圧４００ｇｆで発生した。一方、ブラック単色モードでは、１０００ｇｆ以下で発生し、ブラック単色モードではムラが発生しやすいことがわかる。ブラック単色モードでは、Ｙ、Ｍ、Ｃステーションで中間転写ベルト７を感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃから離間させるため、Ｋステーションの１個だけで中間転写ベルト７を挟持している。その結果、ブラック単色モード時には、４個の画像形成部Ｓで中間転写ベルト７の速度変動を吸収するフルカラーモード時よりも、中間転写ベルト７の速度変動の影響を受けやすいためと考えられる。
【００６８】
なお、表１には示していないが、Ｙステーションでは総圧４５０ｇｆでムラ画像が発生し、Ｍステーション、Ｃステーションでは総圧４００ｇｆでムラ画像が発生した。このことから、中間転写ベルト７の速度変動は、静電クリーニング部ＣＬ１、ＣＬ２の直下流の画像形成部Ｓに伝達されやすいことがわかる。
【００６９】
次に、ボソ画像は、一次転写ローラ５の押圧力を高くすることで悪化する。これは、次のような理由によるものと考えられる。つまり、一次転写部Ｔ１のニップ部でトナーに圧力がかかり、トナー同士が密着し、凝集度が高くなる。また、中間転写ベルト７への密着力が増してしまうことで、二次転写部Ｔ２で中間転写ベルト７からトナーが離れにくくなる。そのため、二次転写部Ｔ２ではトナー載り量が多くなっているが、二次転写部Ｔ２の転写効率が落ちてしまい、特にラフ紙などの凹凸の大きな転写材Ｐに二次転写する場合に、二次転写電界でトナーを転写材Ｐに転写することができなくなる。特に、二次色ベタ画像を二次転写するときに、この転写効率の低下は顕著になるため、Ｙ、Ｍ、Ｃステーションでは、総圧１０００ｇｆ以上でボソ画像が悪化する。Ｋステーションについては、ブラックベタ画像の場合は、トナー載り量が少ない単色であり、かつ、最下流の画像形成部ＳであることからＫステーションを通過した後に一次転写部Ｔ１で圧力を受けることがない。そのため総圧１６００ｇｆでもボソ画像は発生しなかった。また、Ｙ、Ｍ、Ｃステーションの総圧が８００ｇｆ以下であれば、Ｋステーションの総圧が１６００ｇｆであっても二次色ベタ画像のボソ画像は発生しなかった。そのため、Ｋステーションの総圧の上限は１６００ｇｆとした。
【００７０】
一方、比較例１として、二次転写ローラ８のクリーニング部材を設けてパッチを二次転写ローラ８に付着させた後に二次転写ローラ８から回収した場合の上記同様の実験の結果を、表２の（ａ）に示す。また、比較例２として、中間転写ベルト７のクリーニング方式としてブレードで掻き取るブレードクリーニング方式を用いた場合の上記同様の実験の結果を、表２の（ｂ）に示す。なお、比較例２においても、パッチが二次転写部Ｔ２を通過する際には二次転写ローラ８は中間転写ベルト７から離間する。表２には、実施例と差がでたブラック単色モードの結果を載せている。
【００７１】
【表２】
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【００７２】
比較例１のように二次転写部Ｔ２でパッチを回収する場合は、二次転写部Ｔ２を通過した後の中間転写ベルト７上のパッチのトナー量は、通常の画像形成時の転写残トナーと同量かつ電荷量もほぼ同じである。そのため、静電クリーニング部ＣＬ１、ＣＬ２でトナーが回収される際の中間転写ベルト７の速度変動は小さい。そのため、Ｋステーションの総圧は６００ｇｆ以上でもムラは発生しない。また、比較例２では、二次転写ローラ８は中間転写ベルト７から離間されるが、パッチのトナーがブレードクリーニング部で実質的に全て回収される。この場合、パッチのトナーであっても、中間転写ベルト７の速度変動に与える影響は小さく、Ｋステーションの総圧は４００ｇｆ以上でもムラは発生しない。
【００７３】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、第１の外径を有しトナー像が形成されるドラム状の第１の感光体１Ｙ〜１Ｃと、第１の外径よりも大きい第２の外径を有しトナー像が形成されるドラム状の第２の感光体１Ｋと、を有する。また、画像形成装置１００は、第１、第２の感光体からそれぞれの一次転写部Ｔ１でトナー像が転写され、二次転写部Ｔ２で転写材Ｐにトナー像を二次転写する無端状のベルトで形成された回転可能な中間転写ベルト７を有する。また、画像形成装置１００は、第１の一次転写ローラ５Ｙ〜５Ｃ、第２の一次転写ローラ５Ｋを有する。第１、第２の一次転写ローラは、中間転写ベルト７を介して第１、第２の感光体にそれぞれ押圧されて一次転写部Ｔ１を形成し、電圧が印加されて第１、第２の感光体からそれぞれトナー像を中間転写ベルト７に転写させる。また、画像形成装置１００は、中間転写ベルト７の回転方向において一次転写部（より詳細には最上流の一次転写部）Ｔ１よりも上流かつ二次転写部Ｔ２よりも下流において中間転写ベルト７に付着したトナーを静電的に除去する清掃手段９を有する。また、画像形成装置１００は、画像形成モードとして、次の各モードを実行可能である。１つは、第１、第２の感光体と中間転写ベルトとを接触させて第１、第２の感光体から中間転写ベルトにトナー像を転写する第１の画像形成モード（フルカラーモード）である。他の１つは、第１、第２の感光体のうち第１の感光体と中間転写ベルトとが離間されて第２の感光体から中間転写ベルトにトナー像を転写する第２の画像形成モード（ブラック単色モード）である。そして、第２の一次転写ローラ５Ｋの第２の感光体１Ｋに対する押圧力は、第１の一次転写ローラ５Ｙ〜５Ｃの第１の感光体１Ｙ〜１Ｋに対する押圧力よりも大きい。特に、本実施例では、調整動作において中間転写ベルト７に付着した調整用のトナー像を上記静電クリーニング方式の清掃手段９で回収する。また、二次転写ローラ８は、中間転写ベルト上の調整用のトナー像が二次転写部Ｔ２を通過する際には中間転写体７から離間される。
【００７４】
以上のように、本実施例によれば、中間転写ベルト７と外径の異なる感光ドラム１とを有する構成において、単色画像形成モードで使用する画像形成部Ｓにおいて感光ドラム１に対する一次転写ローラ５の押圧力を高くする。これにより、その画像形成部Ｓの一次転写部Ｔ１に伝達される中間転写ベルト７の速度変動の影響を抑制し、一次転写部Ｔ１を安定にすることで濃度ムラなどの不具合を抑制することが可能になる。
【００７５】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１のものと同一又は実施例１のものに対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００７６】
図５は、本実施例におけるＫステーションの一次転写部Ｔ１Ｋの近傍を示す模式的な断面図である。本実施例では、実施例１と同様、大径の感光ドラム１に対する一次転写ローラ５の押圧力を高くする。そして、本実施例では更に、中間転写ベルト７の搬送方向において大径の感光ドラム１の下流に、中間転写ベルト７の内周面（裏面）を中間転写ベルト７の外周面側に向けて押圧して中間転写ベルト７を支持する支持部材としてのスクレーパー３０１を配置する。図５に示すように、スクレーパー３０１は、保持部３０２に保持されて、固定端部よりも自由端部の方が中間転写ベルト７の搬送方向の上流側に配置されるようにして、中間転写ベルト７の内周面に当接させられている。このスクレーパー３０１は、Ｋステーションの一次転写部Ｔ１Ｋの下流近傍で中間転写ベルト７をその外周面側に押圧することで、中間転写ベルト７の張り面を支える役割を果たす。
【００７７】
本実施例では、スクレーパー３０１は、ポリカーボネートなどのプラスチック材料で形成することができる。本実施例では、スクレーパー３０１は、厚みが２００μｍのシート状部材である。また、本実施例では、スクレーパー３０１の中間転写ベルト７の裏面に対する侵入量は１．５ｍｍ、中間転写ベルト７の内周面とスクレーパー３０１とのなす角度は２０度とした。ただし、これらの材料、寸法、配置に限定されるものではない。
【００７８】
感光ドラム１に対する一次転写ローラ５の押圧力を高くすることで、一次転写部Ｔ１の長手方向において押圧力のムラの差が大きくなる傾向にある。これに対し、スクレーパー３０１によって中間転写ベルト７の張り面を支えることで、この長手方向の押圧力のムラを抑制することができる。この長手方向の押圧力のムラが大きいと、中間転写ベルト７の速度差によって起きる一次転写部Ｔ１のニップ内の微小な振動が、長手方向の押圧力のムラにより助長されて面内ムラとなってしまうことがある。しかし、スクレーパー３０１を設けることにより、中間転写ベルト７の速度差が生じても、面内ムラを起きにくくすることができる。
【００７９】
以上のように、本実施例では、画像形成装置１００は、中間転写体７の搬送方向において第２の一次転写ローラ５Ｋの下流で中間転写体７の内周面を外周面側に向けて押圧して中間転写体７を支持する支持部材を有する。これにより、大径の感光ドラム１を用いる画像形成部Ｓの一次転写部Ｔ１に対する中間転写ベルト７の速度変動の影響をより良好に抑制できる。
【００８０】
実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１のものと同一又は実施例１のものに対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００８１】
本実施例では、実施例１と同様、大径の感光ドラム１に対する一次転写ローラ５の押圧力を高くする。そして、本実施例では更に、一次転写ローラ５のゴム部（弾性層）の形状を、長手方向の端部から中央部に行くにしたがって外径が大きくされたクラウン形状にする。そして、そのクラウン量（長手方向の端部の外径に対する中央部における外径の増加分）を、大径の感光ドラム１に対向する一次転写ローラ５において、小径の感光ドラム１に対向する一次転写ローラ５よりも大きくする。
【００８２】
つまり、一次転写ローラの押圧力を高くすると、一次転写ローラ５はたわむため、総圧としては高くなるが、長手方向の分布としては中央が凹んでしまい、長手方向の中央部が圧抜けする可能性がある。これに対し、一次転写ローラ５のゴム部のクラウン形状によって圧力分布を調整することで、一次転写ローラ５の押圧力とニップ形状を長手方向にわたって一定にすることができる。これにより、長手方向の圧力分布のムラをなくし、中間転写ベルト７の速度ムラが一次転写部Ｔ１に影響するのを一層抑制することができる。
【００８３】
なお、本実施例では、小径の感光ドラム１に対向する一次転写ローラ５と大径の感光ドラム１に対向する一次転写ローラ５の両方がクラウン形状を有するが、小径の感光ドラム１に対向する一次転写ローラ５はクラウン形状を有していなくてもよい。
【００８４】
以上のように、本実施例では、少なくとも第２の一次転写ローラ５Ｋは、第１の一次転写ローラ５Ｙ〜５Ｃよりも大きいクラウン量のクラウン形状を有する。これにより、大径の感光ドラム１を用いる画像形成部Ｓの一次転写部Ｔ１に対する中間転写ベルト７の速度変動の影響をより良好に抑制できる。なお、本実施例の構成を実施例２の構成と組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１          感光ドラム
２          帯電ローラ
５          一次転写ローラ
７          中間転写ベルト
８          二次転写ローラ
９          ベルトクリーニング装置
【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７】
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