(57)【要約】【課題】像担持体と中間転写体に線速差をつける際に生じる中抜けの現象を解消し、高効率な転写を可能にする画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、中間転写体に最後に転写する色のトナー像を担持する像担持体の中間転写体に対する線速差が＋符号又は−符号となるように設定され、最後に転写する色の直前に中間転写体に転写する色のトナー像を担持する像担持体の中間転写体に対する線速差が−符号又は＋符号となるように設定されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
色の異なる単色のトナー像を夫々担持する複数の像担持体、又は、色の異なる単色のトナー像を順次担持する単一の像担持体と、
前記像担持体によって担持されたトナー像の転写を受ける中間転写体と、
前記中間転写体に形成されたカラートナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、を備えた画像形成装置であって、
前記カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、前記中間転写体に最後に転写する色のトナー像を担持する前記像担持体の前記中間転写体に対する線速差が＋符号又は−符号となるように設定され、前記最後に転写する色の直前に前記中間転写体に転写する色のトナー像を担持する前記像担持体の前記中間転写体に対する線速差が−符号又は＋符号となるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、後行して転写される色のトナー像を担持する前記像担持体ほど、前記中間転写体との線速差が大きくなるように設定されてい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】
前記カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、後行して転写される色のトナー像を担持する前記像担持体ほど、前記中間転写体とのニップ圧が大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に係り、特に、中間転写体を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体と被転写体との間の線速差を大きくするほど転写率が高くなることが既に知られている。これは例えば像担持体としての感光体から被転写体としての中間転写ベルトに転写する際には、両者の線速差を大きくするほど転写ニップ中で中間転写ベルトに転写されたトナーが中間転写ベルトに転写されていない未転写トナーを寄せ集める効果があるためである。そして未転写トナーは感光体との付着力が一次的に下がったところで中間転写ベルトに転写される。
特許文献１には、感光体と中間転写ベルトとの間に線速差を設ける発明が記載されている。この発明では、記録媒体に形成される画像にいわゆる「中抜け」を生じさせないことを目的として、感光体と中間転写ベルトとに一定の線速差を設けている。ここで「中抜け」とは一部のトナーが転写されない転写不良のことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、転写率を高めようと感光体と中間転写ベルトとの線速差を大きくしすぎると最終的に記録媒体に形成される画像に中抜けが生じる。これは、一次転写部を通過した後のトナーと中間転写ベルトとの付着力が、線速差を大きくすることで顕著に高くなり、二次転写部に与えられる転写電界では記録媒体に転写しきれないトナーが生じてしまうためである。以上のような理由から、感光体と中間転写ベルトとの間の線速差を必要以上に大きくすることはできなかった。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、像担持体と中間転写体に線速差をつける際に生じる中抜けの現象を解消し、高効率な転写を可能にする画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、色の異なる単色のトナー像を夫々担持する複数の像担持体、又は、色の異なる単色のトナー像を順次担持する単一の像担持体と、前記像担持体によって担持されたトナー像の転写を受ける中間転写体と、前記中間転写体に形成されたカラートナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、を備えた画像形成装置であって、前記カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、前記中間転写体に最後に転写する色のトナー像を担持する前記像担持体の前記中間転写体に対する線速差が＋符号又は−符号となるように設定され、前記最後に転写する色の直前に前記中間転写体に転写する色のトナー像を担持する前記像担持体の前記中間転写体に対する線速差が−符号又は＋符号となるように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、中間転写体に最後に転写する色のトナー像を担持する像担持体の中間転写体に対する線速差が＋符号又は−符号となるように設定され、最後に転写する色の直前に中間転写体に転写する色のトナー像を担持する像担持体の中間転写体に対する線速差を−符号又は＋符号となるように設定する。この設定により、中間転写体とトナーとの付着力を低減させるので、像担持体と中間転写体に線速差をつける場合でも、中抜けを解消でき、高効率な転写を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】線速差と一次転写率との関係を示す図である。
【図３】中抜け画像の一例を示す図である。
【図４】マゼンタのベタパッチ端部に発生する中抜けをランク評価した図である。
【図５】（ａ）は中抜け発生のメカニズムを示す模式図であり、（ｂ）は中抜け解消のメカニズムを示す模式図である。
【図６】各色の一次転写部における線速差の組み合わせと、中抜けランクとの関係を示すグラフ図である。
【図７】画像面積率と一次転写率との関係を示す図である。
【図８】各色の一次転写部における線速差及び圧縮コイルバネによる加圧の有無と、中抜けランクとの関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明は、転写率を高めるために像担持体と中間転写体に線速差をつける画像形成装置において以下の特徴を有する。即ち、像担持体が担持する各色のトナー像順次中間転写体に転写する際に、最下流の転写部での線速差は、最下流から２つ目の転写部での線速差と異なる符号の線速差をもつ点に特徴がある。ここで「線速差」とは、中間転写体の速度に対する像担持体の速度の比率［％］である。また線速差の符号は、像担持体が中間転写体よりも速い場合を正（＋）とし、遅い場合を負（−）とする。
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【０００８】
＜画像形成装置＞
図１は、本発明が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
画像形成装置１００は、トナー像が一次転写される中間転写体としての中間転写ベルト８を備え、タンデム現像方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラープリンタである。
画像形成装置１００の上方には、トナー容器収容部３１が配置され、このトナー容器収容部３１には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した４つのトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。トナー容器収容部３１の下方には一次転写ユニット１５（一次転写部）が配設されている。その一次転写ユニット１５の中間転写ベルト８（中間転写体又は一次転写体）に対向するように、各色に対応した４つの画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。なお、画像形成ユニットの色の並び順は図示するものに限らず、他の並び順であっても構わない。
トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの下方には、それぞれ、トナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋが配設されている。そして、トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋに収容されたトナーは、それぞれ、トナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋによって、画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの現像装置内に供給（補給）される。
【０００９】
画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ（像担持体）と、各感光体ドラムの周りに配置された帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を備えている。各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、色の異なる単色のトナー像を夫々担持する。また、画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの回転軸が平行になるように、且つ中間転写ベルト８の走行方向に沿って所定のピッチで配列されている。画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが備える現像手段は、使用するトナー色が異なる以外は何れも同様の構成である。
【００１０】
画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの下方には、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面にレーザー光Ｌを走査しながら照射する光書込ユニット７（露光装置）が配置されている。
画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの上方には、画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにて形成された各色トナー像が重ね合わされて転写される中間転写ベルト８を備えた一次転写ユニット１５が配置されている。
一次転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの一次転写ローラ９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ、及び中間転写クリーニング装置１０等を含んで構成される。中間転写ベルト８は、複数のローラ部材によって張架・支持されるとともに、１つのローラ部材（二次転写バックアップローラ１２）の回転駆動によって図１中、反時計回りに無端移動される。
中間転写クリーニング装置１０は、ブラシローラとクリーニングブレードとから構成されている。中間転写クリーニング装置１０は、中間転写ベルト８の外周面にブラシローラとクリーニングブレードが接触するように配置されている。中間転写クリーニング装置１０により中間転写ベルト８に付着したトナー等の異物が除去される。
【００１１】
一次転写ユニット１５の図中右側には、中間転写ベルト８が担持搬送するトナー像を記録媒体Ｐに転写する二次転写ユニット１６（二次転写手段、二次転写部）が配置されている。二次転写ユニット１６は、二次転写ローラ１９と二次転写バックアップローラ１２とを備え、二次転写ローラ１９と二次転写バックアップローラ１２との間に中間転写ベルト８を挟み込んで二次転写ニップを形成している。
【００１２】
二次転写ユニット１６の上方には、定着ユニット２０が配置されている。定着ユニット２０は、定着ベルト及び加圧ローラを備え、記録媒体Ｐの表面に二次転写されたカラートナー像を熱と圧力とにより記録媒体Ｐ上に定着させる。
【００１３】
定着ユニット２０の記録媒体Ｐの搬送方向下流には、画像が形成された記録媒体Ｐを装置外へ排出する排紙ローラ対２９が備えられている。排紙ローラ対２９のローラ間を経て装置外へ排出された記録媒体Ｐは、スタック部３０上に順次スタックされる。
【００１４】
二次転写ユニット１６及び定着ユニット２０の図中右側には、両面ユニット１８が備えられている。両面ユニット１８は、一方の面に画像が転写されて定着ユニット２０を通過した記録媒体Ｐを反転させつつ再び二次転写ユニット１６へ搬送して、記録媒体Ｐの他方の面に画像を転写し、定着する場合に用いる。
【００１５】
画像形成装置１００の最下部には、給紙カセット２６ａを備えている。給紙カセット２６ａには、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。給紙ローラ２７ａが図１中の反時計方向に回転駆動されると、最上部の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。
また、両面ユニット１８の図中右側には、画像形成装置側面から手差しで給紙を行う手差しトレイ２６ｂが備えられている。給紙ローラ２７ｂが図１中の時計方向に回転駆動されると、最上部の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。
【００１６】
なお、図示していないが、画像形成装置１００はこの他にも、廃トナーボトルや、電源ユニットなどを備えている。
【００１７】
＜画像形成動作＞
画像形成動作について説明する。
感光体ドラム１は、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電手段と対向する位置で、感光体ドラム１の表面が一様に帯電される。所定の電位に帯電した感光体ドラム１の表面には、光書込ユニット７により画像データに基づくレーザー光Ｌが走査され、該当色の静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した感光体ドラム１の表面が現像装置との対向位置に到達すると、感光体ドラム１表面の静電潜像にトナーが供給されて、トナー像が形成される。
上記の動作が全ての画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいて同様に所定のタイミングで行われ、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの表面には、夫々所定の色のトナー像が形成される。
【００１８】
画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの画像形成動作タイミングに合わせて、中間転写ベルト８が駆動され、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト８に順次転写される。このトナー像の転写は、中間転写ベルト８を挟んで各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと対向配置されている一次転写ローラ９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋに、図示しない電源より感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナーと逆極性の電圧が印加されることで行われる。
記録媒体Ｐは、給紙カセット２６ａ、又は手差しトレイ２６ｂの何れかから搬送され、レジストローラ対２８に到達したところで一端停止する。前述の画像形成動作タイミングに合せて、記録媒体Ｐはレジストローラ対２８より二次転写ユニット１６へ搬送される。
中間転写ベルト８上に重ね合わされた４色のトナー像は、二次転写ローラ１９と中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）で記録媒体Ｐに転写される。このトナー像の転写は、二次転写ローラ１９に図示しない電源より中間転写ベルト８上のトナーと逆極性の電圧が印加されることで行われる。記録媒体Ｐは二次転写ニップにより定着ユニット２０へ搬送される。
【００１９】
定着ユニット２０では、記録媒体Ｐの上のトナー像は、定着ベルト及び加圧ローラとの間の定着ニップにて、熱と圧力により定着される。記録媒体Ｐは定着ニップにより搬送される。
一方の面に画像が形成された記録媒体Ｐは、片面印刷の場合、各搬送ローラによって搬送され、排紙ローラ対２９のローラ間を経て装置外へ排出され、スタック部３０上にスタックされる。両面印刷の場合、各搬送ローラによって両面ユニット１８へ搬送される。
【００２０】
上記画像形成装置１００は中間転写ベルト８を備え、４つの画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋがタンデム式に配置された構成である。しかし、本発明は中間転写体を備え、中間転写体に色の異なる単色のトナー像を順次中間転写する画像形成装置であれば、上記以外の形式の画像形成装置に適用可能である。例えば、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いたもの等、単一の感光体に色の異なる単色のトナー像を順次担持させる画像形成装置にも適用可能である。また、画像形成ユニットの数（或いは現像装置の数）は４つより多くても少なくても構わない。
【００２１】
＜制御部の構成＞
画像形成装置の各部の動作を制御する制御手段としての制御部は、周知のコンピュータ装置であり、ＣＰＵやメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）等を有して構成されている。ＣＰＵがＲＯＭ内に記憶された制御プログラムを読み出し、ＲＡＭに展開して実行することにより、画像形成装置の各部の動作が制御される。
【００２２】
＜本発明の原理＞
本発明によって、中抜け画像が解消するメカニズムについて説明する。
まず「線速差」とは、中間転写ベルト８と感光体ドラム１との走行速度（線速）の差を意味する。具体的には「線速差」とは、中間転写ベルト８の線速を基準としたときの感光体ドラム１の線速の比率［％］であり、感光体ドラム１の線速が中間転写ベルト８の線速より速い場合を符号「＋」で表現し、遅い場合を符号「−」で表現する。
線速差は、感光体ドラム１及び中間転写ベルト８を駆動させるモータやギヤの駆動構成、或いは中間転写ベルトユニットのローラ構成によって、予め設定される。なお、各感光体ドラム１と中間転写ベルト８とを別駆動として、上記制御部によって線速及び線速差を制御する構成としてもよい。
【００２３】
図２は、定電流制御された一次転写部における線速差と一次転写率との関係を示す図である。図２に示すように、中間転写ベルト８と感光体ドラム１の線速差が大きいほど、各一次転写電流において転写率が向上する。なお、図２は、感光体ドラム１の線速が中間転写ベルト８の線速よりも遅い場合の例であるが、逆の場合も同様である。
【００２４】
図３は、中抜け画像の一例を示す図である。
比較的画像面積が大きく、トナーで密に被覆される画像領域であるベタパッチ（又はベタ画像）では、その端部でのトナー付着量が多い。このため、ベタパッチの端部では、二次転写時に一部のトナーが二次転写されない転写不良、いわゆる「中抜け」が生じる（図中楕円囲み部分）。特に、一次転写率を高めようと感光体ドラム１と中間転写ベルト８との線速差を大きく設定した場合に中抜けが顕著となる。
これは、一次転写部で感光体ドラム１と中間転写ベルト８との線速差を大きくするほど中間転写ベルト８とトナーとの付着力、及び中間転写ベルト８への付着力が高まったトナーとこれに隣接するトナー同士の付着力が高まるためである（以下、これらを合わせて単に「付着力」という）。その結果、二次転写時（二次転写部）に与えた転写電界だけでは、二次転写しきれないトナーが一部生じ、「中抜け画像」として現れる。この現象は、平滑度の低い紙ほど、その紙の凹部で顕著に発生する。
【００２５】
図４は、マゼンタのベタパッチ端部に発生する中抜けをランク評価した図である。ランク評価に使用したＣｌａｓｓｉｃＷｈｉｔｅの平滑度は２４、マイペーパーの平滑度は４８、ＰＯＤグロスコートの平滑度は６５１である。
中抜けのランク評価は目視で行った。中抜けランクは、中抜けによってトナーが紙に付着せず白く抜けた部分の面積と相関のある値である。中抜けのランクは５〜１とし、ランク５は、中抜けが全くなく良好な画像であることを意味する。評価値が低いほど、中抜けが大きく発生している（悪い）ことを意味する。
【００２６】
トナーの付着力は、一次転写部を通過するごとに大きくなるため、上流にあたるトナー色ほど中抜けが顕著に発生する。例えば、画像形成ユニット６がＹＭＣＫの順で並んでいる場合、最上流に位置するトナー色Ｙは、ＭＣＫの各一次転写部を通過していくごとに、徐々に付着力が大きくなり、中抜けランクが低くなる傾向にある。
また、二次転写部では孤立したベタパッチよりも他色のベタパッチが隣接した画像の方が、中抜けランクが低くなる傾向にある。これは、他色のベタパッチが隣接していると、中間転写ベルトから擦り取るようにして記録媒体にトナー画像を転写することが難しいためである。ただし、他色のベタパッチが隣接する場合、一次転写部では中間転写ベルトに対するトナーの付着力の高まりを抑えられるため、二次転写部で中抜けが改善する傾向にある。しかし、隣接する他色のベタパッチが最下流のトナー色の場合、この付着力の高まりを抑える効果が最も小さくなる。その結果、画像形成ユニット６がＹＭＣＫの順で並んでいる場合は、黒ベタパッチの隣のベタパッチの中抜けが最も顕著になる。
【００２７】
図５（ａ）は中抜け発生のメカニズムを示す模式図であり、（ｂ）は中抜け解消のメカニズムを示す模式図である。この図は、透明なガラス基板を用いた転写の可視化装置により観察されたトナーの挙動を模式的に表したものである。
上記付着力の高まりは、中間転写ベルト８に一次転写されたトナーが、未だ一次転写されていないトナーを塞き止めるように作用する結果、一次転写ニップ部Ｎ１（Ｎ１ａ）中のトナーが密集することで生じることがわかった。図５中、符号Ｔｂはベルトとの付着力が高まったトナーを示し、符号Ｔｔは隣接するトナーとの付着力が高まったトナーを示す。この付着力は、感光体ドラム１と中間転写ベルト８との線速差が大きいほど高くなる。
【００２８】
本発明では、上記付着力を低減させることにより中抜けを解消するべく、最下流の一次転写ニップ部Ｎ１に与える線速差と、少なくともその直上流の一次転写ニップ部Ｎ１に与える線速差の向きが異なる（異なる符号の線速差を与える）ようにした。例えば、図５（ａ）に示すように、上流の一次転写ニップ部Ｎ１ａで中間転写ベルト８と感光体ドラム１との間に「−」符号の線速差（感光体ドラム１の方が遅い）を与えるとする。この場合、下流の一次転写ニップ部Ｎ１ｂでは、図５（ｂ）に示すように中間転写ベルト８と感光体ドラム１との間に「＋」符号の線速差（感光体ドラム１の方が速い）を与える。
このように設定することで、図５（ａ）のように上流の一次転写ニップ部Ｎ１ａにおいて一度は密集したトナーを、図５（ｂ）のように下流の一次転写ニップ部Ｎ１ｂにおいて解きほぐすことができる。その結果、上流の一次転写ニップ部Ｎ１ａにて高まった付着力を下流の一次転写ニップ部Ｎ１ｂにおいて低減させることができる。図５（ｂ）ではトナーＴｂ、トナーＴｔともに減少している。
一次転写時に上記線速設定を行うことにより、中抜け画像を防止した上で、高効率に転写することができる。
【００２９】
図６は、各色の一次転写部における線速差の組み合わせと、中抜けランクとの関係を示すグラフ図である。画像形成ユニット６が上流からＹＣＭＫの順で並んでいる場合の例である。
パターンＡ０は線速差を与えない場合、パターンＡ１〜Ａ６は線速差の絶対値が「２」の場合、パターンＡ７〜Ａ１２は線速差の絶対値が「１」の場合を示す。
パターンＡ１は全ての線速差の符号を「−」とした例、パターンＡ２は最下流の一次転写部のみ線速差の符号を「＋」とした例、パターンＡ３は線速差の符号を交互にした例である。パターンＡ１は従来の画像形成装置に設定される線速差の例であり、全ての色の一次転写部において線速差の符号が同一である。グラフを見てわかるように、パターンＡ２、Ａ３の中抜けランクが、パターンＡ１よりも改善していることがわかる。特に、パターンＡ３のように、線速差の符号を交互にした場合に中抜けが一番改善する。パターンＡ４〜Ａ６は、パターンＡ１〜Ａ３と符号を逆にした例であり、パターンＡ１〜Ａ３と同様の中抜け改善効果を確認できた。
パターンＡ７〜Ａ１２は、線速差の絶対値が「１」である点でパターンＡ１〜Ａ６と異なるが、線速差に設定される符号はパターンＡ１〜Ａ６と同様である。この例では、最下流の一次転写部のみ線速差の符号を変更した場合（パターンＡ８、Ａ１１）と、線速差の符号を交互にした場合（パターンＡ９、Ａ１２）とで同様の中抜け改善効果が得られている。
以上の結果から、一次転写率を高めるために中間転写ベルト８と感光体ドラム１との間に線速差を付けた場合であっても、最下流の一次転写部とその直上流の一次転写部とで異なる符号の線速差を与えることにより、中抜け画像を解消できる。特に、線速差（の絶対値）を大きく設定した場合には、線速差の符号を交互に設定することで高効率に画像を転写しつつ、中抜け画像を解消することができる。
【００３０】
＜第一の実施形態＞
本発明の第一の実施形態について説明する。本実施形態においては、中間転写ベルトと感光体ドラムとの線速差を、最下流の画像形成ユニットと、その直上流の画像形成ユニットとの間で、異なる符号に設定している点に特徴がある。特に本実施形態においては、感光体ドラム１と中間転写ベルト８との線速差を、最下流に配置されたブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６Ｋと、その上流に配置されたカラー（Ｃ、Ｍ、Ｙ）の画像形成ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙとで、異なる符号に設定している点に特徴がある。
【００３１】
表１は、感光体ドラムと中間転写体の線速差（単位：％）の一例を示す。この表では、画像形成ユニット６は、上流からＹＭＣＫの順で配置されているものとする。像担持体の中間転写体に対する相対線速度は、最下流の画像形成ユニット６Ｋと、その上流の画像形成ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙとの間で逆向きに設定されている。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
画像形成装置１００にてモノクロ印刷を行う場合、カラーの画像形成ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙの一次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃは、中間転写ベルト８から離間する。画像形成装置１００は、ブラックの画像形成ユニット６Ｋの一次転写ローラ９Ｋのみが中間転写ベルト８に接触した状態、即ち、ブラックの感光体ドラム１Ｋが中間転写ベルト８に接触した状態にて画像形成動作を行う。
画像形成装置１００にてカラー印刷を行う場合、すべての画像形成ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ、６Ｋの一次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋが、中間転写ベルト８に接触した状態となる。即ち、画像形成装置１００は、カラーの感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙが中間転写ベルト８に接触した状態にて画像形成動作を行う。
【００３４】
例えばモノクロ印刷を行う場合、及びカラー印刷を行う場合の感光体ドラム１Ｋと中間転写ベルト８との線速差を「−２［％］」に設定したとする。このとき、カラーの感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙと中間転写ベルト８との線速差は「＋２［％］」のように設定する。
このように、中間転写ベルト８に対する線速差を、ブラックの感光体ドラム１Ｋと、カラーの感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙとで異なる符号に設定すれば、転写率を高める観点から感光体ドラムと中間転写体の線速差を大きくした場合であっても、トナーの中抜けを防止できる。従って、中抜けを防止した上で転写効率を高めることができる。
また、転写効率を高めることで、中間転写ベルト８に転写されずに感光体ドラム１に残留する残留トナーが減少する。残留トナーは、最終的にはクリーニング手段によりクリーニングされた後に廃棄されるため、トナー資源を節約する観点からすると少ない方が良い。本実施形態によれば、転写効率を高められるので、感光体ドラム１に付着させるべきトナーの量（トナーの使用量）を減らしても、記録媒体Ｐに転写されるトナーの量は変わらず、トナー少量を低減できる。
【００３５】
なお、線速差の符号「＋」「−」は、ブラックとカラーとで逆に設定してもよい。即ち、ブラックの感光体ドラム１Ｋと中間転写ベルト８との線速差を「＋」に設定し、カラーの感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙと中間転写ベルト８との線速差を「−」に設定してもよい。
【００３６】
図７は、画像面積率と一次転写率との関係（転写率カーブ）を示す図である。
線速差が０％のように小さい場合、画像面積率（記録媒体の面積に対する画像部分の面積）が高い場合と低い場合とでは、転写率カーブのピークとなる一次転写電流値に大きなズレが生じる。１枚の記録媒体中における転写率（画像濃度）の変動、又は複数の記録媒体間における転写率の変動を防止するため、一次転写電流は、異なる画像面積率の転写率カーブを考慮して決定される。例えば、線速差０％の場合には、図の点線で示した一次転写電流値に設定して、画像面積率に因らず一定の転写率を維持できるようにする。このような設定にすると、一次転写率を転写率カーブのピークに持ってくることができず、一次転写率が低く抑えられた状態となる。
一方、線速差を２％のように大きくした場合、画像面積率の大小によらず転写率カーブのピークとなる一次転写電流値が近い値になる。このため、画像面積率によらず、高い転写率を維持することができる。これにより、１枚の記録媒体中、又は複数の記録媒体間における画像濃度の変動を防止できる。
【００３７】
以上のように本実施形態に係る画像形成装置１００においては、カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、中間転写ベルト８に最後に転写する色（Ｋ）のトナー像を担持する感光体ドラム１Ｋの中間転写ベルト８に対する線速差が＋符号又は−符号となるように設定され、少なくとも最後に転写する色（Ｋ）の直前に中間転写ベルト８に転写する色（Ｃ）のトナー像を担持する感光体ドラム１Ｃの中間転写ベルトに対する線速差が−符号又は＋符号となるように設定されている。
【００３８】
＜第二の実施形態＞
本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態においては、中間転写ベルトと感光体ドラムとの線速差の絶対値を下流の画像形成ユニットほど、大きくする点に特徴がある。特に、本実施形態においては、最下流に配置されたブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６における感光体ドラム１Ｋと中間転写ベルト８との線速差の絶対値を、その上流に配置されたカラー（Ｃ、Ｍ、Ｙ）の画像形成ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙの感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙと中間転写ベルト８との線速差の絶対値よりも大きく設定している点に特徴がある。
【００３９】
表２は、感光体ドラムと中間転写体の線速差（単位：％）の一例を示す。この表では、画像形成ユニット６は、上流からＹＭＣＫの順で配置されているものとする。像担持体の中間転写体に対する線速差は、最下流の画像形成ユニット６Ｋと、その上流の画像形成ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙとの間で逆符号に設定されている。その上で、感光体ドラム１Ｋの中間転写ベルト８に対する線速差の絶対値を、感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙの線速差の絶対値よりも大きく設定している。
【００４０】
【表２】
2015175883.tif 000004
【００４１】
これは、感光体ドラム１と中間転写ベルト８との線速差を大きくするほど転写率は改善する一方で、上流に位置する画像形成ユニット６によって形成されるトナー像ほど中抜けが悪化するためである。そこで、上流に位置する画像形成ユニット６については、中抜け画像を防止するという観点から、感光体ドラム１と中間転写ベルト８との線速差の絶対値を比較的小さく設定する。また、中抜け画像が比較的発生しにくい最下流の画像形成ユニット６Ｋについては、転写率を高めるという観点から、感光体ドラム１と中間転写ベルト８との線速差の絶対値を比較的大きく設定する。
これにより、中抜け画像の顕著なカラーの画像形成ユニット６では中抜け画像の発生を抑えた上で、ブラックの画像形成ユニット６Ｋの転写率を向上させることができる。
また、各画像形成ユニット６の線速差の組合せはこの限りではなく、例えば表２のＮｏ．３に示す設定でもよい。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１００においては、カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、後行して転写される色のトナー像を担持する感光体ドラム１ほど、中間転写ベルト８との線速差が大きくなるように設定されている。
【００４３】
＜第三の実施形態＞
本発明の第三の実施形態について説明する。本実施形態においては、中間転写ベルトと感光体ドラムとのニップ圧を下流の画像形成ユニットほど、大きくする点に特徴がある。特に、本実施形態においては、最下流に配置されたブラックの画像形成ユニット６Ｋにおける感光体ドラム１Ｋと中間転写ベルト８とのニップ圧を、その上流に配置されたカラー（Ｃ、Ｍ、Ｙ）の画像形成ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙの感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙと中間転写ベルト８とのニップ圧よりも大きく設定している点に特徴がある。
【００４４】
感光体ドラム１と中間転写ベルト８とのニップ圧を弱めると、中抜けが改善する傾向にある。しかしニップ圧を弱めた場合で特に厚紙にモノクロ印刷を行う場合は、二次転写部において紙が中間転写ベルト８に衝突したショックから、一次転写部において画像のズレが生じる。この結果、形成画像に横方向（搬送方向と交差する方向）に伸びる黒帯状又は白帯状の異常画像“ショックジター”が生じる傾向にある。ショックジターは、二次転写部を形成する二次転写ユニット１６に一番近い、最下流の画像形成ユニット６Ｋの一次転写部において発生しやすい。
【００４５】
そこで本実施形態では、モノクロ印刷に使用する画像形成ユニット６Ｋにおいては、圧縮コイルばね（弾性付勢手段）を利用して中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１Ｋに一次転写ローラ９Ｋを例えば片側１．０［Ｎ］で圧接させる加圧機構を有する構成とした。一方、カラーの画像形成ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙにおいては、特に加圧機構を有さない構成とした。これにより、カラーの画像形成ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙは一次転写ローラ９Ｃ、９Ｍ、９Ｙの自重と静電的な吸着により一次転写がなされる程度のニップ圧とすることができる。
【００４６】
図８は、各色の一次転写部における線速差及び圧縮コイルバネによる加圧の有無と、中抜けランクとの関係を示すグラフ図である。以下は、画像形成ユニット６が上流からＹＣＭＫの順で並び、圧縮コイルバネから加圧される場合の加圧力を１．０［Ｎ］とした例である。
パターンＢ０は、全ての画像形成ユニット６において加圧有、且つ線速差を与えない場合、パターンＢ１〜Ｂ６は線速差の絶対値が「２」の場合、パターンＢ７〜Ｂ１２は線速差の絶対値が「３」の場合を示す。
パターンＢ１は全ての画像形成ユニット６において加圧有、且つ線速差を「−」とした例、パターンＢ２はパターンＢ１のうち最下流の一次転写部のみ線速差を「＋」とした例、パターンＢ３はパターンＢ２の画像形成ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙにおける加圧無しとした例である。パターンＢ２、Ｂ３の中抜けランクが、パターンＢ１よりも改善していることがわかる。特に、パターンＢ３のように、画像形成ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙを加圧無しとし、画像形成ユニット６Ｋを加圧有とした場合に中抜けが一番改善する。パターンＢ４〜Ｂ６は、パターンＢ１〜Ｂ３と線速差の符号を逆にした例であり、パターンＢ１〜Ｂ３と同様の中抜け改善効果を確認できた。
【００４７】
パターンＢ７〜Ｂ１２は、線速差の絶対値が「３」である点でパターンＢ１〜Ｂ６と異なるが、線速差に設定される符号や加圧条件はパターンＢ１〜Ｂ６と同様である。この例では、最下流の一次転写部のみ線速差の符号を変更し、且つ加圧有とした場合（パターンＢ９、Ｂ１２）において非常に高い中抜け改善効果を確認できた。
パターンＢ９、Ｂ１２のような構成とすることにより、線速差を大きく設定した場合であっても中抜けの悪化を抑えることが可能となる。第一の実施形態よりも大きい線速差±３［％］を設定している。このため第一の実施形態よりも高効率な転写が可能となる。
以上のように、本実施形態における画像形成装置１００は、カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、後行して転写される色のトナー像を担持する感光体ドラム１ほど、中間転写ベルト８とのニップ圧が大きくなるように構成されている。
【００４８】
〔実施態様例とその効果〕
＜態様例１＞
本態様は、色の異なる単色のトナー像（ＹＭＣＫ）を夫々担持する複数の像担持体（感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）、又は、色の異なる単色のトナー像（ＹＭＣＫ）を順次担持する単一の像担持体と、像担持体によって担持されたトナー像の転写を受ける中間転写体（中間転写ベルト８）と、中間転写体に形成されたカラートナー像を記録媒体Ｐに転写する二次転写手段（二次転写ユニット１６）と、を備えた画像形成装置１００に関わる実施態様である。
画像形成装置１００は、カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、中間転写体に最後に転写する色のトナー像を担持する像担持体の中間転写体に対する線速差が＋符号又は−符号となるように設定され、最後に転写する色の直前に中間転写体に転写する色のトナー像を担持する像担持体の中間転写体に対する線速差が−符号又は＋符号となるように設定されていることを特徴とする。
この設定により、中間転写体とトナーとの付着力を低減させるので、像担持体と中間転写体に線速差をつける場合でも、中抜けを解消できる。
【００４９】
＜態様例２＞
本態様においては、カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、後行して転写される色のトナー像を担持する像担持体（感光体ドラム１）ほど、中間転写体（中間転写ベルト８）との線速差が大きくなるように設定されていることを特徴とする。
線速差を大きくするほど高効率に転写することができる。しかし、二次転写部（二次転写ユニット１６）にて記録媒体Ｐに二次転写した場合の中抜けが悪化する方向にある。この中抜けは先行して転写されるトナー色ほど顕著に発生するが、最後に転写するトナー色では発生しない。そこで、後行して転写される色のトナー像を担持する像担持体ほど、中間転写体との線速差が大きくなるように設定して、中抜けを解消しつつ、高効率な中間転写体への転写を実現する。
【００５０】
＜態様例３＞
本態様においては、カラートナー像を構成する各色トナー像のうち、後行して転写される色のトナー像を担持する像担持体（感光体ドラム１）ほど、中間転写体（中間転写ベルト８）とのニップ圧が大きくなるように構成されていることを特徴とする。
二次転写部（二次転写ユニット１６）にて記録媒体Ｐに二次転写する場合の中抜けを解消する方法のひとつとして、一次転写部（一次転写ユニット１５）における像担持体と中間転写体とのニップ圧を下げることが考えられる。特に、像担持体と中間転写体との間により大きな線速差を与えて高効率に転写するためには、一次転写部のニップ圧を下げて中抜けを改善するのがよい。
しかし、すべての一次転写部におけるニップ圧を下げてしまうと、厚紙にモノクロ印刷を行う場合は、二次転写部において紙が中間転写体に衝突したショックから、一次転写部において画像がズレる異常画像“ショックジター”が生じる傾向にある。これは、二次転写ニップ部に厚紙が突入する際に発生する中間転写ベルトの速度変動が原因であり、一次転写部のニップ圧を下げるほど悪化する。
そこで、中抜けが顕著に発生する色として、先行して転写される色のトナー像を担持する像担持体ほど、中間転写体とのニップ圧を低減させる。逆に、二次転写部に近い一次転写部として、後行して転写される色のトナー像を担持する像担持体ほど、中間転写体とのニップ圧を高くする。このような構成により、ショックジターを発生させずにより大きな線速差をつけることが可能となり、異常画像の防止と高効率な転写を両立させることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…感光体ドラム（像担持体）、６…画像形成ユニット、７…光書込ユニット、８…中間転写ベルト（中間転写体）、９…一次転写ローラ、１０…中間転写クリーニング装置、１２…二次転写バックアップローラ、１５…一次転写ユニット（一次転写手段、一次転写部）、１６…二次転写ユニット（二次転写手段、二次転写部）、１８…両面ユニット、１９…二次転写ローラ、２０…定着ユニット、２６ａ…給紙カセット、２６ｂ…手差しトレイ、２７ａ、２７ｂ…給紙ローラ、２８…レジストローラ対、２９…排紙ローラ対、３０…スタック部、３１…トナー容器収容部、３２…トナー容器、６０…トナー補給装置、１００…画像形成装置、Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ…一次転写ニップ部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【特許文献１】特開平１１−２４９４５９号公報
【図１】
2015175883.tif 000005
【図２】
2015175883.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015175883.tif 000010
【図７】
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【図８】
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