(57)【要約】【課題】規制ローラ９０の電圧制御を行うことなく、規制ローラ９０との接触に起因する中間転写ベルト５１の帯電ムラを解消して、細密なトナー像が散乱しない画像形成装置１００を提供する。【解決手段】中間転写ベルト５１の直線部にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像をそれぞれ形成する感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを配置する。ブラック単色モードでは、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから中間転写ベルト５１を離間させる一方、規制ローラ９０を上昇位置９０ｂへ突き出して中間転写ベルト５１を支持させ、感光ドラム１ｄのみで画像形成を行う。フルカラーモードでは、規制ローラ９０を下降位置９０ａへ移動させて、接地電位に接続された規制ローラ９０が、一次転写ローラ１ｃによる中間転写ベルト５１の帯電状態に影響を及ぼさないようにする。【選択図】図３
2008107506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２像担持体と、
前記第１及び第２像担持体に接触しながら移動し、前記第１像担持体上のトナー像、及び、前記第２像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、
前記第１及び第２像担持体からトナー像が前記中間転写体へ転写されて画像が形成される第１モードと、
前記第１像担持体と前記中間転写体とが離間している状態で、前記第２像担持体上のトナー像が前記中間転写体に転写されて画像が形成される第２モードと、
前記第１像担持体と前記第２像担持体との間で前記中間転写体に接触し、前記第２モード中に、前記中間転写体の移動の軌跡を規制する規制部材と、を有する画像形成装置において、
前記規制部材は、前記第１モード中に、前記中間転写体から離間していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
第１及び第２像担持体と、
担持する記録材を介して前記第１及び第２像担持体に接触しながら移動し、前記記録材に前記第１像担持体上のトナー像、及び、前記第２像担持体上のトナー像が転写される記録材担持体と、
前記第１及び第２像担持体からトナー像が記録材へ転写される第１モードと、
前記第１像担持体と前記記録材担持体とが離間している状態で、前記第２像担持体上のトナー像が記録材に転写される第２モードと、
前記第１像担持体と前記第２像担持体との間で前記記録材担持体に接触し、前記第２モード中に、前記記録材担持体の移動の軌跡を規制する規制部材と、を有する画像形成装置において、
前記規制部材は、前記第１モード中に、前記記録材担持体から離間していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記中間転写体または前記記録材担持体の移動方向における前記第２像担持体の上流側に前記第１像担持体が配置され、
前記中間転写体または前記記録材担持体と前記第２像担持体との相対位置関係を前記規制部材が保持した状態で、前記中間転写体または前記記録材担持体を前記第１像担持体から離間させる離間機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記規制部材は、前記離間機構と機構的に連動して、前記中間転写体または前記記録材担持体における前記第２像担持体と反対側の面に当接することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体または前記記録材担持体の直線部に、現像剤の異なる複数の前記第１像担持体が一列に配列していることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２像担持体は、ブラックのトナー像を形成し、
白黒画像を形成する際に、前記離間機構を作動させて前記中間転写体または前記記録材担持体を前記第１像担持体から離間させる制御手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１像担持体との転写部から前記規制部材までの距離をＬ（ｍｍ）とし、前記中間転写体または前記記録材担持体の移動速度をｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、前記中間転写体または前記記録材担持体の表面抵抗率をρ（Ω／□）としたとき、
０．９５＜ｅｘｐ−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）＜１
の関係を満たすことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
循環する中間転写体または記録材担持体の直線区間に上流側から第１像担持体、規制部材、第２像担持体が順番に配置され、前記中間転写体または前記記録材担持体を前記規制部材で支持して折り曲げることにより、前記第１像担持体から前記中間転写体または前記記録材担持体を離間させる画像形成装置において、
前記直線区間を直線状に循環させる場合には、前記規制部材を、前記中間転写体または前記記録材担持体の帯電状態に影響を及ぼさない状態へ移行させる制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
循環する中間転写体または記録材担持体の直線区間に上流側から第１像担持体、規制部材、第２像担持体が順番に配置され、前記中間転写体または前記記録材担持体に前記規制部材を接触させた状態で、前記第２像担持体に形成したトナー像を前記記録材担持体に担持させた記録材または前記中間転写体へ転写する画像形成装置において、
前記第１像担持体に形成したトナー像を前記記録材担持体に担持させた記録材または前記中間転写体へ転写する場合には、前記規制部材を、前記中間転写体または前記記録材担持体の帯電状態に影響を及ぼさない状態へ移行させる制御手段を備え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、トナー像を直接的または間接的に搬送するベルト部材を用いてトナー像を記録材に転写する画像形成装置、詳しくはベルト部材を支持する支持部材を制御して搬送されるトナー像の乱れを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光ドラムに形成した分解色ごとのトナー像を中間転写ベルトに重ねて転写してフルカラー画像を画像形成する画像形成装置が実用化されている。記録材搬送ベルトに吸着搬送させた記録材に異なる分解色のトナー像を重ねて転写してフルカラー画像を画像形成する画像形成装置も実用化されている。ブラックのトナー像を形成する感光ドラムを最も下流側に配置し、白黒画像を形成する場合には、ブラックのトナー像を形成する感光ドラムだけを用いるフルカラー画像形成装置も実用化されている。
【０００３】
特許文献１乃至３には、ブラック以外の分解色のトナー像を形成する像担持体からベルト部材を離間させて、最も下流側の感光ドラムにより白黒画像を形成する画像形成装置が示される。ベルト部材を離間させて関係の無い感光ドラムや帯電装置を停止させることにより、不必要な機械的磨耗や電力消費を節約している。
【０００４】
また、最も下流側に位置する２つの感光ドラムの間には、ベルト部材の内側面を支持して、最も下流側の感光ドラムにおけるベルト部材の当たり位置を一定に保つ支持ローラが配置される。白黒画像を形成する際には、複数の感光ドラムから離間した下流側で、ベルト部材は、支持ローラによって曲げて支持される。
【０００５】
特許文献１には、ベルト部材の内側面を支持する３つの転写ローラを偏心カムを用いて一体に移動させるベルト部材の当接／離間機構が示される。特許文献３には、支持ローラの回転軸を中心にして回動される板材に、複数の感光ドラムの転写ローラを軸支させたベルト部材の当接／離間機構が示される。
【０００６】
特許文献４、５には、感光ドラムの下流側で中間転写ベルトを支持するローラ部材に印加する電圧を調整して、中間転写ベルトに担持されたトナー像の乱れを防止する技術が示される。特許文献６には、ローラ部材の前後で中間転写ベルトを除電して、中間転写ベルトに担持されたトナー像の乱れを防止する技術が示される。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４９５１９号公報
【特許文献２】特開２００４−１１７４２６号公報
【特許文献３】特開２００５−６２６４２号公報
【特許文献４】特開２０００−２９８４０８号公報
【特許文献５】特開２００６−１１９５０８号公報
【特許文献６】特開２００４−３１７９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１乃至３に示される画像形成装置では、中間転写ベルトを循環させてカラー画像を形成すると、中間転写ベルト上のトナー像に乱れが発生することが判明した。後述するように、中間転写ベルトが循環すると、支持ローラを通過する際に中間転写ベルトに帯電ムラが発生して、中間転写ベルト上の細密なトナー像を散乱させてしまうことが確認された。具体的には、細いライン画像の飛び散り現象や、ハーフトーン画像における横縞状のムラが発生してしまう。
【０００９】
しかし、特許文献４、５に示されるように、支持ローラの電位を調整しても、中間転写ベルト上の細密なトナー像の散乱は解消されない。後述するように、中間転写ベルトの速度や上流側での転写バイアス電圧によって、支持ローラを通過する時点での中間転写ベルトの内側面の帯電電位が変化するので、支持ローラを一律一様に電位調整しても帯電ムラの発生を完全には阻止できない。
【００１０】
また、特許文献６に示されるように、中間転写ベルトの除電を行っても、中間転写ベルト上の帯電したトナー像に起因する中間転写ベルトの帯電ムラは解消されない。トナー像と中間転写ベルトとの帯電バランスを無視した除電を行うと、トナー像の乱れは一段と激しくなる。
【００１１】
そこで、中間転写ベルトの速度や転写バイアス電圧に応じて支持ローラに印加する電圧を調整して、支持ローラを通過する中間転写ベルトの帯電電位に一致させることが提案された。
【００１２】
しかし、支持ローラに可変の電圧を印加する専用電源が必要となり、中間転写ベルトの帯電電位を検知するセンサや電圧を制御する制御回路等も必要となって、部品点数が増加し、機構設計、機器配置の自由度も損なわれる。
【００１３】
本発明は、支持ローラの電圧制御を行うことなく、支持ローラとの接触に起因する中間転写ベルトの帯電ムラを解消して、細密なトナー像が散乱しない画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の画像形成装置は、第１及び第２像担持体と、前記第１及び第２像担持体に接触しながら移動し、前記第１像担持体上のトナー像、及び、前記第２像担持体上のトナー像が転写される中間転写体とを有するものである。前記第１及び第２像担持体からトナー像が前記中間転写体へ転写されて画像が形成される第１モードと、前記第１像担持体と前記中間転写体とが離間している状態で、前記第２像担持体上のトナー像が前記中間転写体に転写されて画像が形成される第２モードとを実行する。前記第１像担持体と前記第２像担持体との間で前記中間転写体に接触し、前記第２モード中に、前記中間転写体の移動の軌跡を規制する規制部材を有するが、前記規制部材は、前記第１モード中に、前記中間転写体から離間している。
【００１５】
別発明の画像形成装置は、第１及び第２像担持体と、担持する記録材を介して前記第１及び第２像担持体に接触しながら移動し、前記記録材に前記第１像担持体上のトナー像、及び、前記第２像担持体上のトナー像が転写される記録材担持体とを有するものである。前記第１及び第２像担持体からトナー像が記録材へ転写される第１モードと、前記第１像担持体と前記記録材担持体とが離間している状態で、前記第２像担持体上のトナー像が記録材に転写される第２モードとを実行する。前記第１像担持体と前記第２像担持体との間で前記記録材担持体に接触し、前記第２モード中に、前記記録材担持体の移動の軌跡を規制する規制部材を有するが、前記規制部材は、前記第１モード中に、前記記録材担持体から離間している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像形成装置によれば、支持部材がベルト部材の帯電状態に影響を及ぼさない位置へ退去するので、上流側帯電手段によるベルト部材の帯電状態が、支持部材を通過する前後で変化しない。退去した支持部材は、ベルト部材上のトナー像の分布状態を無視した一様な帯電や一様な除電をベルト部材に施す心配がない。
【００１７】
従って、支持部材を通過する前のトナー像とベルト部材との帯電バランス、帯電分布が支持部材を通過した後もそのまま維持されるので、帯電バランス、帯電分布の変化に起因するトナー像の乱れが発生しない。細いライン、微細なパターン、グラデーションのトナー像におけるトナー粒子の散乱や移動が発生しないので、解像度の高い高品質の画像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態であるフルカラー画像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の画像形成装置は、以下に説明する実施形態の限定的な構成には限定されない。感光ドラムの下流側で支持ローラを離間させて中間転写ベルト等への電気的な影響を回避する限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実現可能である。
【００１９】
本実施形態では、中間転写ベルト５１に沿って４つの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを配置したタンデム型画像形成装置を説明する。しかし、本発明の画像形成装置は、記録材搬送ベルトに沿って中間色を含む４つ以上の感光ドラムを配置した画像形成装置としてもよく、感光ドラム１つのモノクロ仕様でもよい。すなわち、本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像を形成する装置において、ブラック単色モードにおける動作の詳細を説明する。しかし、本構成は、前記４色以外の色を用いた画像形成装置や、淡色トナーを用いた画像形成装置に適用することも可能である。
【００２０】
本発明の画像形成装置は、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途に対応させて実施できる。
【００２１】
なお、特許文献１乃至６に示される画像形成装置の構成、搭載された各電源、装置機器の詳細構造、制御等については、繰り返しの煩雑を回避すべく、図示を省略して詳細な説明も省略する。
【００２２】
＜画像形成装置＞
図１はタンデム型フルカラー画像形成装置の構成を示す説明図、図２は各分解色の画像形成部の構成を示す説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、ユニット化された画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを中間転写ベルト５１に沿って配列させた中間転写方式タンデム型フルカラー画像形成装置である。画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、それぞれ感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを有して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各分解色のトナー像を電子写真プロセスにより形成する。
【００２３】
画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに充填される現像剤（トナー）の色が異なる以外は共通に構成されている。従って、画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの詳細な構造については、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄを除いて総括的に図示した図２を参照して共通に説明する。
【００２４】
図２に示すように、画像形成部Ｓ（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ：図１）は、それぞれ像担持体としての感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ：図１）を有する。矢印Ｒ１方向に回転する感光ドラム１を囲んで、一次帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５３、クリーニング装置６が矢印Ｒ１方向に順次配設されている。
【００２５】
感光ドラム１は、アルミニウム等の導電性基体１１の外周に光導電層１２を形成した円筒状の電子写真感光体であって、表面の帯電極性は負極性である。感光ドラム１は、中心の支軸１３によって回転自在に支持され、不図示の駆動源によって回転駆動される。
【００２６】
一次帯電ローラ２は、帯電バイアス電源２４によって帯電バイアス電圧を印加された状態で感光ドラム１に圧接して矢印Ｒ２方向へ従動回転することにより、感光ドラム１の表面を負極性の所定電位に帯電させる。一次帯電ローラ２は、導電性発泡材料の低抵抗導電層２２の中心に導電性の芯金２１を配置して回転軸とし、外周に中抵抗導電層２３を被せて全体としてローラ状に構成されている。芯金２１の両端部は、不図示の軸受部材によって回転自在に支持され、不図示の押圧ばねによって感光ドラム１に向けて付勢されているので、一次帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に所定の押圧力で圧接される。
【００２７】
露光装置３は、画像データを走査線に沿って展開した画像信号によってパルス変調されたレーザービームを不図示のポリゴンミラーにより走査して、感光ドラム１の表面を走査露光する。一様に帯電していた感光ドラム１の表面には、露光の走査線に沿って画素濃度に応じた電位が書き込まれ、感光ドラム１の表面に静電潜像が形成される。
【００２８】
現像装置４は、感光ドラム１の表面の静電潜像に現像剤を付着させてトナー像に現像する。現像容器４１には、非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを混合した２成分系現像剤が収容される。現像容器４１は、現像室４５と撹拌室４６とに区画され、撹拌室４６の上方には補給用のトナーを収容した補給室４７が接続されている。
【００２９】
感光ドラム１に面した現像容器４１の開口部に現像スリーブ４２が回転自在に設置され、現像スリーブ４２の内側にマグネットローラ４３が非回転に固定配置されている。マグネットローラ４３の磁界によって現像スリーブ４２に担持された２成分現像剤は、現像スリーブ４２の回転に伴って、規制ブレード４４で薄層に規制され、感光ドラム１の表面に対向する現像領域に供給される。現像領域では、マグネットローラ４３の磁界によって２成分現像剤が穂立ちして磁気ブラシを形成し、磁気ブラシによって感光ドラム１の表面が摺擦される。現像スリーブ４２には、現像バイアス電源４８によって現像バイアス電圧が印加されているので、磁気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナーが感光ドラム１の静電潜像に静電気的に移動して付着する。ここでは、感光ドラム１の表面の露光によって負極性の電位が減衰した部分に、感光ドラム１の帯電極性と同極性（負極性）に帯電させたトナーを付着させる反転現像によってトナー像を形成する。
【００３０】
感光ドラム１の表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５３を用いて帯電させた中間転写ベルト５１に一次転写される。一次転写ローラ５３は、回転軸を兼ねた芯金５３１の外周面に円筒状の導電層５３２を被せてある。回転自在に支持された芯金５３１の両端部を不図示のばね部材によって付勢することにより、導電層５３２が中間転写ベルト５１を介して所定の押圧力で感光ドラム１に圧接される。一次転写ローラ５３は、中間転写ベルト５１の内側面に圧接しており、中間転写ベルト５１の移動に伴って従動回転する。
【００３１】
一次転写ローラ５３は、芯金５３１に一次転写バイアス電源５４を接続して一次転写バイアス電圧を印加することにより、中間転写ベルト５１と感光ドラム１との間に一次転写部Ｎ１を形成する。トナー像を一次転写する際の一次転写ローラ５３には、トナーの正規の帯電極性（負極性）とは逆極性（正極性）の一次転写バイアス電圧が印加される。一次転写ローラ５３と感光ドラム１との間には、感光ドラム１の表面の負極性に帯電したトナー粒子を中間転写ベルト５１に向かって付勢する電界が形成され、電界に応答したトナー粒子が感光ドラム１から中間転写ベルト５１へ移動する。
【００３２】
一次転写部Ｎ１で一次転写されなかった転写残トナー等は、クリーニング装置６により除去して、感光ドラム１の表面を、次回の一次帯電〜一次転写のプロセスに備えさせる。クリーニング装置６は、柔軟な弾性体材料のクリーニングブレード６１を感光ドラム１の表面に摺擦させて、感光ドラム１の表面の付着物をドラムクリーナハウジング６３に掻き落とす。ドラムクリーナハウジング６３に堆積した廃トナーは、搬送スクリュー６２によって軸方向に搬送して、不図示の廃トナー収容部に貯留される。
【００３３】
図１に示すように、画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄに共通に圧接させて中間転写ベルト５１が配置される。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで形成された４つの分解色のトナー像は、中間転写ベルト５１に重ねて一次転写されて二次転写部Ｎ２に搬送され、二次転写部Ｎ２で記録材Ｐに一括して二次転写される。
【００３４】
中間転写ベルト５１は、駆動ローラ５２、従動ローラ５５、二次転写内ローラ５６、上流規制ローラ５８に掛け渡して支持された状態で中間転写ユニット５にまとめられている。中間転写ベルト５１は、不図示の駆動源に接続された駆動ローラ５２に駆動されて矢印Ｒ３方向に循環し、圧接された感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを従動回転させる。中間転写ベルト５１は、一次転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄによって内側面を押圧されることにより、外側面を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに圧接して一次転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄを形成する。
【００３５】
中間転写ベルト５１を挟んで二次転写内ローラ５６に対向する二次転写外ローラ５７は、中間転写ベルト５１に圧接して二次転写部Ｎ２を形成する。記録材供給部８は、中間転写ベルト５１上のトナー像に同期したタイミングで二次転写部Ｎ２に記録材Ｐを供給する。すなわち、記録材Ｐを貯留したカセット８１からピックアップローラ８２によって記録材Ｐを１枚ずつ取り出してレジストローラ８３で待機させる。そして、中間転写ベルト５１上のトナー像の先頭にタイミングを合わせてレジストローラ８３を作動させて記録材Ｐを二次転写部Ｎ２に受け渡す。記録材Ｐは、中間転写ベルト５１の循環速度と等しい速度で二次転写部Ｎ２を通過して、中間転写ベルト５１上のトナー像を二次転写される。
【００３６】
二次転写外ローラ５７には、二次転写バイアス電源６０が接続され、トナー像の二次転写に際しては、トナーの正規の帯電極性（負極性）とは逆極性（正極性）の二次転写バイアス電圧が印加される。これにより、接地電位に接続された二次転写内ローラ５６と、二次転写バイアス電圧を印加された二次転写外ローラ５７との間には、中間転写ベルト５１上の負極性のトナー粒子を記録材Ｐに向かって付勢する電界が形成される。電界に応答したトナー粒子が中間転写ベルト５１から記録材Ｐへ移動することにより、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各分解色のトナー像が一括して記録材Ｐに二次転写される。
【００３７】
二次転写部Ｎ２を通過してフルカラーのトナー像が二次転写された記録材Ｐは、定着装置７へ搬送される。定着装置７は、回転自在に配設された定着ローラ７１と、定着ローラ７１に圧接しながら回転する加圧ローラ７２とを有する。定着ローラ７１の内部には、ハロゲンランプヒータ７３が配設され、ヒータ７３へ供給する電力を制御して、定着ローラ７１の表面の温度調節が行われている。定着装置７に搬送された記録材Ｐは、一定速度で回転する定着ローラ７１と加圧ローラ７２との加圧ニップを通過する過程で表裏両面からほぼ一定の圧力と温度とで加圧加熱される。これにより、記録材Ｐの表面の未定着トナー像は、溶融して記録材Ｐに定着されてフルカラー画像が形成される。
【００３８】
二次転写部Ｎ２で記録材Ｐに二次転写されずに中間転写ベルト５１に残った転写残トナーは、中間転写ベルト５１の循環に伴ってベルトクリーニング装置５９に搬送されて除去、回収される。ベルトクリーニング装置５９は、クリーニング装置６と同様に、クリーニングブレードを用いて転写残トナーをドラムクリーナハウジングに掻き落とし、搬送スクリューによって搬送して廃トナー収容部に貯留する。
【００３９】
本実施形態におけるプロセス速度、すなわち感光ドラム１及び中間転写ベルト５１の周速度は、１００ｍｍ／ｓｅｃである。中間転写ベルト５１は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のような誘電体樹脂によって構成できる。本実施形態では、表面抵抗率１０１２Ω／□（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃／５０％ＲＨ）、厚み１００μｍのＰＩ（ポリイミド）樹脂で形成されたものを用いた。しかし、これに限定されるものではなく、他の材料、体積抵抗率、及び厚みのものでも構わない。
【００４０】
一次転写ローラ５３は、外径８ｍｍの芯金５３１と、厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ層５３２とによって構成され、一次転写ローラ５３の電気抵抗値は、約１０５Ω（２３℃／５０％ＲＨ）である。一次転写ローラ５３の電気抵抗値は、５００ｇ重の荷重の下で接地された金属ローラに当接させた一次転写ローラ５３を５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金５３１に１００Ｖの電圧を印加して測定された電流値から求めた。
【００４１】
二次転写内ローラ５６は、外径１８ｍｍの芯金５６１と、厚さ２ｍｍの導電性のシリコンゴムのソリッド層５６２とによって構成され、二次転写内ローラ５６の電気抵抗値は、一次転写ローラ５３と同様に測定して約１０４Ωである。
【００４２】
二次転写外ローラ５７は、外径２０ｍｍの芯金５７１と、厚さ４ｍｍの導電性のＥＰＤＭゴムのスポンジ層５７２とによって構成され、二次転写外ローラ５７の電気抵抗値は、一次転写ローラ５３と同様に測定して約１０８Ωである。ただし、測定時の印加電圧は２０００Ｖとした。
【００４３】
＜第１実施形態＞
図３は中間転写ベルトを感光ドラムから離間させた状態の説明図、図４は中間転写ベルトおよび支持ローラの着脱機構の説明図、図５は支持ローラの昇降制御のフローチャートである。第１実施形態では、上述した画像形成装置１００で白黒画像を形成する際には、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間して、規制ローラ９０により中間転写ベルト５１の内側面を支持させる。しかし、カラー画像を形成する際には、規制ローラ９０を中間転写ベルト５１の内側面から離間させて、規制ローラ９０が中間転写ベルト５１の帯電状態に影響を及ぼさないようにする。
【００４４】
図１に示すように、画像形成装置１００は、感光ドラム１ａの上流に上流規制ローラ５８を備え、感光ドラム１ｄの上流に規制ローラ９０を備える。
【００４５】
図３に示すように、上流規制ローラ５８は、上昇位置５８ａと下降位置５８ｂとの間を移動して中間転写ベルト５１を昇降させることにより、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃと中間転写ベルト５１との圧接／離間を制御する。上流規制ローラ５８は、上昇位置５８ａで中間転写ベルト５１の内側面を支持して、駆動ローラ５２との間に中間転写ベルト５１の直線部を形成して、感光ドラム１ａと中間転写ベルト５１との接触状態および接触位置を一定に確保する。
【００４６】
規制ローラ９０は、中間転写ベルト５１が下降して感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間すると、上昇位置９０ｂで中間転写ベルト５１の内側面を支持して、感光ドラム１ｄと中間転写ベルト５１との接触状態および接触位置を一定に確保する。しかし、中間転写ベルト５１が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃに圧接されると、下降位置９０ａへ移動して中間転写ベルト５１から離間する。
【００４７】
図４に示すように、上流規制ローラ５８と一次転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃとは、それぞれの回転軸が共通のリトラクトフレーム５８１に固定される。上流規制ローラ５８は接地電位に接続されている。しかし、一次転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃは、リトラクトフレーム５８１から絶縁されて、それぞれ独立した一次転写バイアス電圧を印加可能にしてある。
【００４８】
リトラクトフレーム５８１は、回転軸５８４を中心に回動するカム５８２と、回転軸５８５を中心に回転するカム５８３とを並列に回動することにより、平行を保ったままに上下に移動する。リトラクトフレーム５８１の昇降に伴う中間転写ベルト５１のたるみは、テンションローラ５５の移動によって吸収される。ベルトクリーニング装置５９は、テンションローラ５５に位置関係を固定されているので、テンションローラ５５が移動しても、ベルトクリーニング装置５９と中間転写ベルト５１との関係は一定に保たれる。
【００４９】
一方、規制ローラ９０は、回転軸９０２を中心にして回動可能なアーム９０１の先端に軸支されて、接地電位に接続されている。回転軸９０４を中心にして回転可能なカム９０３を回転させることにより、アーム９０１を回動させて規制ローラ９０を昇降させる。
【００５０】
回転軸５８４、５８５、９０４は、モータ９０５によって駆動される不図示の連動機構によって並列に回転駆動される。連動機構は、回転軸５８４、５８５を図中右回り方向に回転して上流規制ローラ５８を上昇位置５８ａに停止させる過程で、回転軸９０４を反対方向に回転して規制ローラ９０を下降位置９０ａへ停止させる。連動機構は、回転軸５８４、５８５を図中左回り方向に回転して上流規制ローラ５８を下降位置５８ｂに停止させる過程で、回転軸９０４を反対方向に回転して規制ローラ９０を上昇位置９０ｂへ停止させる。
【００５１】
図１〜図４を参照して図５に示すように、画像形成が指令されると、制御部１１０は、画像データが白黒画像か否かを判断する（Ｓ１１１）。白黒画像ではない場合（Ｓ１１１のＮＯ）、白黒印刷モードが設定されているか否かを判断する（Ｓ１１２）。
【００５２】
白黒画像の場合（Ｓ１１１のＹＥＳ）および白黒印刷モードの場合（Ｓ１１２のＹＥＳ）、制御部１１０は、ブラック単色モードで画像形成する。モータ９０５を作動させて、上流規制ローラ５８を下降位置５８ｂ、規制ローラ９０を上昇位置９０ｂへ位置決め、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間させる（Ｓ１１３）。
【００５３】
これにより、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃが中間転写ベルト５１に従動回転しなくなり、中間転写ベルト５１は、規制ローラ９０で曲がって支持される（Ｓ１１３）。中間転写ベルト５１が離間しない場合と同じ位置に感光ドラム１ｄの一次転写部Ｎ１ｄが再現され、制御部１１０は、ブラックのトナー像を形成する画像形成部Ｓｄだけを作動させて画像形成する（Ｓ１１４）。
【００５４】
カラー画像をカラー画像形成する場合（Ｓ１１２のＮＯ）、制御部１１０は、フルカラーモードで画像形成する。モータ９０５を作動させて、上流規制ローラ５８を上昇位置５８ａ、規制ローラ９０を下降位置９０ａへ位置決め（Ｓ１１５）、中間転写ベルト５１が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃに圧接させる（Ｓ１１５）。これにより、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃが中間転写ベルト５１に従動回転し、規制ローラ９０が中間転写ベルト５１に接触しなくなる（Ｓ１１５）。一次転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄが等しく配列し、制御部１１０は、画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを作動させて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各分解色のトナー像を形成させる（Ｓ１１６）。
【００５５】
画像形成装置１００は、フルカラーモードとブラック単色モードとを持ち、これらのモードに応じて中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃに対して当接／離間させる。そして、当接／離間に伴って中間転写ベルト５１の転写面における張り角度が不安定にならないために、中間転写ベルト５１の内側面を支持する規制ローラ９０を設けており、必要に応じて中間転写ベルト５１に当接／離間させる。
【００５６】
図１に示すように、画像形成装置１００がフルカラーモードで画像形成する場合、中間転写ベルト５１は、感光ドラム１ａ〜１ｄに圧接して一次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄを等しく形成する。このとき、上流規制ローラ５８が上昇位置５８ａに移動して中間転写ベルト５１の位置を規制し、上流規制ローラ５８と駆動ローラ５２とに掛け渡される中間転写ベルト５１の面は直線部を構成する。そして、中間転写ベルト５１に形成されたトナー像への影響を避けるために、規制ローラ９０は、中間転写ベルト５１から離れた下降位置９０ａに退去している。
【００５７】
図３に示すように、画像形成装置１００がブラック単色モードで画像形成する場合、中間転写ベルト５１は、感光ドラム１ｄのみに圧接して転写ニップＮ１ｄのみを形成し、ブラックの単色画像が中間転写ベルト５１に転写される。このとき、上流規制ローラ５８は、下降位置５８ｂへ移動して中間転写ベルト５１の位置を規制している。
【００５８】
そして、ブラック単色モードにおいて、一次転写部Ｎ１ｄの転写ニップが安定して形成されるために、一次転写ローラ５３ｄの上流に、中間転写ベルト５１の内側面を規制する規制ローラ９０が配置される。規制ローラ９０は、フルカラーモードでは下降位置９０ａに退去しているが、ブラック単色モードでは、上昇位置９０ｂに移動して、中間転写ベルト５１を曲げるように支持する。
【００５９】
このように、規制ローラ９０が、フルカラーモードでは退避し、ブラック単色モードでは中間転写ベルト５１の内面に当接する。これにより、フルカラーモードにおけるライン画像の飛び散りやハーフトーン画像の横縞ムラを回避し、一方で、ブラック単色モード時のブラックの一次転写も安定して行うことができる。
【００６０】
なお、ブラック単色モードでは、テンションローラ５５よりも低い位置へ下降位置５８ｂを設定して、上流規制ローラ５８を中間転写ベルト５１から離間させてもよい。テンションローラ５５と規制ローラ９０と規制ローラ９０とによって中間転写ベルト５１の位置を規制して、上流規制ローラ５８の従動負荷を無くすことができる。
【００６１】
規制ローラ９０および上流規制ローラ５８は、いずれも外径１６ｍｍの中空のアルミパイプを採用して接地電位に接続してある。ただし、この外径や材質は前記に限定されるものではなく、半導電性のゴムローラなどを用いることも可能である。
【００６２】
規制ローラ９０の位置は、ブラック単色モードにおける二次転写部Ｎ１ｄが安定するように、二次転写部Ｎ１ｄの近くに設置することが好ましい。しかし、一次転写ローラ５３ｃ、５３ｄへ一次転写バイアス電圧が印加された際の干渉や放電リークを避けるために、規制ローラ９０は、一次転写ローラ５３ｃ、５３ｄから表面距離を５ｍｍ以上確保することが好ましい。そこで、第１実施形態では、一次転写部Ｎ１ｃと一次転写部Ｎ１ｄとの間隔を８０ｍｍとし、規制ローラ９０は、一次転写部Ｎ１ｄの４０ｍｍ上流側に配置した。つまり、一次転写部Ｎ１ｃと一次転写部Ｎ１ｄとの中間点である。
【００６３】
さらに、接地電位の規制ローラ９０と中間転写ベルト５１との間で放電や短絡を起こさないために、中間転写ベルト５１から離間させた際の規制ローラ９０と中間転写ベルト５１との間隔を５ｍｍ以上確保している。
【００６４】
また、規制ローラ９０は、ブラック単色モードにおいて安定的に中間転写ベルト５１を規制するためには、中間転写ベルト５１の巻きつき角度を３度以上としてなるべく大きくすることが好ましい。しかし、巻きつき角度を大きく取りすぎると、規制ローラ９０の着脱動作のストロークが大きくなり過ぎて機構の大型化が懸念されるので、上限は約３０度が好ましい。
【００６５】
また、駆動ローラ５２は接地電位に接続されているので、一次転写部Ｎ１ｄの下流で駆動ローラ５２に中間転写ベルト５１が接触すると、一次転写ローラ５３ｄによる中間転写ベルト５１の帯電状態が変化する。これにより、一次転写部Ｎ１ｄで一次転写されたトナー像が乱れる可能性がある。しかし、駆動ローラ５２を規制ローラ９０のように中間転写ベルト５１から離間させることは不可能なので、駆動ローラ５２は、一次転写部Ｎ１ｄからなるべく遠ざけることが好ましい。第１実施形態では、一次転写ローラ５３ｄと駆動ローラ５２の距離を８０ｍｍ離すことにより、駆動ローラ５２におけるトナー像の乱れは回避できることが確認された。
【００６６】
一方、この観察結果に基づけば、規制ローラ９０を中間転写ベルト５１に圧接したままでも、上流の一次転写ローラ５３ｃと規制ローラ９０との間隔を８０ｍｍ離せばトナー像の乱れを回避できる可能性がある。しかし、画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは等しくユニット化され、一次転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの間隔は等しく設定する必要がある。従って、規制ローラ９０が配置される一次転写ローラ５３ｃと一次転写ローラ５３ｄとの間隔だけを大きくすることは無理がある。一次転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの間隔を等しく大きくすると、中間転写ユニット５も大型化して本体サイズが著しく大きくなる。従って、本体サイズを小型化する観点から見ても規制ローラ９０の着脱の構成をとる本発明は非常に有効である。
【００６７】
以上説明したように、第１実施形態によれば、規制ローラ９０が、フルカラーモードでは退避し、ブラック単色モードでは中間転写ベルト５１の内側面に当接する。これにより、フルカラーモードにおけるライン画像の飛び散りやハーフトーン画像の横縞ムラを回避し、一方でブラック単色モード時のブラックトナー像の一次転写も安定して行うことができる。
【００６８】
＜第１実施形態の変形例＞
第１実施形態では、中間転写ベルト５１の昇降と完全同期して規制ローラ９０を昇降させているが、中間転写ベルト５１を昇降させるリトラクトフレーム５８１の昇降と、規制ローラ９０を昇降させるアーム９０１の回転とは別駆動としてもよい。これにより、必要なモータ数は増えるが、第１実施形態よりもきめ細かく規制ローラ９０の昇降を制御できる。
【００６９】
例えば、フルカラーモードからブラック単色モードに切り替わる際に、規制ローラ９０の着脱の手順を以下のように制御できる。すなわち、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃで形成されて中間転写ベルト５１に一次転写されたトナー像が規制ローラ９０を通過した後に、規制ローラ９０を上昇させて中間転写ベルト５１に当接させる。その後、上流規制ローラ５８を下方に移動して、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間させる。
【００７０】
一方、ブラック単色モードからフルカラーモードへ切り替えるときは、上流規制ローラ５８を上方に移動させて、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃへ当接させる。その後、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃで作像されたトナー像を中間転写ベルト５１に転写するが、これらの画像が規制ローラ９０を通過する以前に、規制ローラ９０を中間転写ベルト５１から離間させている。
【００７１】
以上のような動作手順により、フルカラーモードでフルカラー画像が規制ローラ９０によって乱されることや、ブラック単色モードで一次転写部Ｎ１ｄが不安定になることを避けることができる。さらに、フルカラーモードとブラック単色モードとを短時間で相互に切り替えて画像形成装置の稼動率を高めることができる。
【００７２】
＜第２実施形態＞
図６は第２実施形態における中間転写ベルトおよび支持ローラの着脱機構の説明図である。第２実施形態は、図１〜図３を参照して説明した画像形成装置１００において、中間転写ベルトおよび支持ローラの着脱機構だけを第１実施形態とは異ならせている。従って、図６中、図１〜図３と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７３】
図６に示すように、上流規制ローラ５８と規制ローラ９０とは、回転軸９１３を中心にして一体に回動されるリンクアーム９１１とリンクアーム９１２とにそれぞれ回転自在に支持されている。制御部１１０がモータ９０５を作動させると、回転軸９１５が回転駆動されて、カム９１４が回転し、カム９１４が回転軸９１３を中心にしてリンクアーム９１２を回転させて、上流規制ローラ５８と規制ローラ９０とを連動して昇降させる。
【００７４】
制御部１１０は、フルカラーモードでは、カム９１４により上流規制ローラ５８を上昇位置５８ａへ位置決めると同時に規制ローラ９０を下降位置９０ａへ位置決める。これにより、中間転写ベルト５１が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに等しく圧接して各分解色のトナー像の形成が可能となると同時に、規制ローラ９０が中間転写ベルト５１から離間する。
【００７５】
制御部１１０は、逆にブラック単色モードでは、上流規制ローラ５８を下降位置５８ｂへ位置決めて、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間させる。同時に規制ローラ９０を上昇位置９０ｂへ位置決めて中間転写ベルト５１の内側面を押し上げさせ、感光ドラム１ｄのみを用いた画像形成を可能にする。
【００７６】
なお、上流規制ローラ５８および規制ローラ９０の着脱機構は、第１実施形態、第２実施形態で説明した態様には限定されない。
【００７７】
＜比較例の画像形成装置＞
図７は比較例の画像形成装置の構成を示す説明図、図８は支持ローラを通過する際の中間転写ベルト上のトナー像の乱れの説明図である。比較例の画像形成装置３００は、規制ローラ９０が常時中間転写ベルト５１に圧接している以外は第１実施形態の画像形成装置と同様に構成される。従って、図１〜図４と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７８】
図７に示すように、比較例の画像形成装置３００は、上流規制ローラ５８と駆動ローラ５２との間に中間転写ベルト５１を架け渡した直線部（破線）に沿って感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを等間隔で配置する。感光ドラム１ｃ、１ｄの中間点に規制ローラ９０を設けて中間転写ベルト５１の内側面を支持させている。上流規制ローラ５８を昇降させて、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃに対して中間転写ベルト５１を当接／離間に制御できる。フルカラーモードでは、破線で示すように感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに中間転写ベルト５１を圧接した状態で、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各分解色のトナー像を電子写真プロセスにより形成する。しかし、ブラック単色モードでは、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間させて、感光ドラム１ｄによるブラックのトナー像だけを形成する。
【００７９】
画像形成装置３００では、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに圧接させてフルカラー画像を形成する場合、規制ローラ９０に起因して中間転写ベルト５１上のトナー像が乱れることがある。接地電位に接続されて中間転写ベルト５１の内側面に接触する規制ローラ９０を通過する際に、中間転写ベルト５１上のライン画像の飛び散り等が発生する。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃで形成し、中間転写ベルト５１に一次転写されたトナー画像が規制ローラ９０を通過する際に、ライン画像の飛び散り現象や、ハーフトーン画像が横縞状にムラが発生してしまう。
【００８０】
ここで、中間転写ベルト５１に形成されたトナー像が駆動ローラ５２等を通過する際にトナー像が乱れる課題に対して、特許文献４、５では、駆動ローラ５２等にバイアス電圧を印加している。また、特許文献６では、駆動ローラ５２等に除電部材を設置している。しかし、特許文献４、５、６に示される方法は、中間転写ベルト５１が規制ローラ９０を通過する際の飛び散りや横縞状のムラを完全には解決できない。
【００８１】
さらに、画像形成装置３００は、４色のトナー像を作成する４つの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが存在するため、これらの間隔をなるべく狭くして画像形成装置３００の全体サイズを小さくする必要がある。そのため、規制ローラ９０は、一次転写ローラ５３ｃ、５３ｄに近接しており、規制ローラ９０にバイアス電圧を印加する場合には縁面放電等の設計条件が厳しくなる上、高圧電源等のコストアップという課題もある。従って、特許文献４、５、６に示される方法では、フルカラーモードとブラック単色モードで中間転写ベルト５１の張り角度を一定に保ちつつ、規制ローラ９０を中間転写ベルト５１が通過する際に発生する画像劣化を簡易な構成によって回避できない。
【００８２】
図８は、図７の規制ローラ９０近傍におけるトナーの飛び散りの様子を示している。トナーの飛び散り現象は、以下のような理由で発生すると考えられる。
【００８３】
中間転写ベルト５１の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５１の裏面の電荷と対になって中間転写ベルト５１に吸着されて図中の矢印方向に搬送される。中間転写ベルト５１の裏面は、一次転写ローラ（５３ｃ：図７）により印加された一次転写バイアス電圧によって、トナー像が無い部分も含めて余剰電荷がチャージされている。この余剰電荷は、中間転写ベルト５１の表面に一次転写バイアス電圧と逆極性の電荷を誘起して、トナー像の面積から同一極性に帯電したトナー粒子が静電気的に散乱することを阻止している。
【００８４】
しかし、この余剰電荷が、接地電位に接続された規制ローラ９０に接触して放電されてしまうと、中間転写ベルト５１の表面に誘起される電荷も消滅してトナー粒子の散乱阻止力が失われる。微細なトナー像の面積に閉じ込められた同一極性に帯電したトナー粒子は、相互の静電気的な反発力によって、トナー像の周囲に散乱してしまう。中間転写ベルト５１と規制ローラ９０との接触状態が変動して余剰電荷の放電ムラを生じると、放電ムラに応じたトナー像の散乱パターンが形成されてしまう。
【００８５】
中間転写ベルト５１の裏面における余剰電荷の放電に及ぼす規制ローラ９０の影響は、仮に規制ローラ９０を抵抗を介して接地したり、バイアス電圧を印加したり、非接地にしたりしても、完全には無くせない。影響が残る限り、規制ローラ９０の接触に起因して中間転写ベルト５１の表面のトナー像におけるトナー粒子の飛び散り等が発生してしまうと考えられる。
【００８６】
従って、規制ローラ９０によるトナー粒子の飛び散りは、中間転写ベルト５１にチャージされる余剰電荷が、規制ローラ９０に達するまでに緩和しない条件において発生し易いと言うことができる。
【００８７】
規制ローラ９０に至るまでに要する時間は、一次転写ローラ５３ｃと規制ローラ９０の軸間距離Ｌ（ｍｍ）と、中間転写ベルト５１のプロセススピードｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）とを用いて、Ｌ／ｓ（ｓｅｃ）で表せる。
【００８８】
そして、規制ローラ９０に至るまでに中間転写ベルト５１の電荷が減衰する際の特性時間は、中間転写ベルト５１の表面抵抗率ρ（Ω／□）と前記Ｌ／ｓ（ｓｅｃ）との関数で表される。ここで、一次転写ローラ５３ｃによって与えられた電荷の減衰量を表す減衰指標として、ｅｘｐ−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）なる値を導入した。
【００８９】
第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト５１の表面抵抗率ρは１０１２Ω／□であり、プロセススピードｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）は１００ｍｍ／ｓｅｃである。この条件において、一次転写ローラ５３と規制ローラ９０の軸間距離Ｌ（ｍｍ）の条件を変えて、規制ローラ９０を通過するときの画像の飛び散りのレベルを確認した。
【００９０】
【表１】
2008107506.tif 000003
【００９１】
表１に示すように、減衰指標であるｅｘｐ−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）が０．９５以上の条件で、飛び散りが許容出来ないことが分かる。その他のプロセススピードやベルト表面抵抗等においても同様に確認した結果、ｅｘｐ−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）＞０．９５の条件では、中間転写ベルト５１の電荷の緩和が十分でなく、飛び散り現象が発生しやすいことが分かった。
【００９２】
従って、以下に説明する、規制ローラ９０の着脱の構成は、規制ローラ９０の配置およびその他の本体構成が、上記の値を満たす条件下で実施する場合に極めて有効である。
【００９３】
なお、減衰指標のｅｘｐ−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）は、関数の特性から、一次転写ローラ５３と規制ローラ９０の軸間距離Ｌをできる限り小さく、プロセススピードｓをできる限り大きく、表面抵抗率ρをできる限り大きく設定しても、値が１未満である。従って、減衰指標は、０．９５＜ｅｘｐ−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）＜１の範囲が、規制ローラ９０の離間効果がより有効な条件である。
【００９４】
＜第３実施形態＞
図９は第３実施形態の画像形成装置の構成を示す説明図である。第３実施形態の画像形成装置２００は、直接転写方式を用いたフルカラー電子写真画像形成装置である。
【００９５】
なお、図９に示す画像形成装置２００において、図１に示す画像形成装置１００のものと実質的に同じ機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００９６】
また、画像形成装置２００において、画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの構成は、用いられるトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、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表すために、図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に説明する。
【００９７】
第３実施形態の画像形成装置２００は、画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの感光ドラム１ａ〜１ｄに隣接して、記録材搬送ベルトとしての転写ベルト１５１を有する。転写ベルト１５１は、駆動ローラ１５２とテンションローラ１５５とに掛け渡されている。転写ベルト１５１は、不図示のモータ機構に接続された駆動ローラ１５２によって駆動力が伝達されて、図中の矢印Ｒ４方向に循環する。
【００９８】
転写ベルト１５１の内側面において感光ドラム１ａ〜１ｄに対向する位置には、転写ローラ１５３ａ〜１５３ｄが配置されている。転写ローラ１５３ａ〜１５３ｄによって転写ベルト１５１が感光ドラム１ａ〜１ｄに向けて付勢され、感光ドラム１ａ〜１ｄと転写ベルト１５１とが接触する転写部（転写ニップ）Ｎａ〜Ｎｄが形成される。
【００９９】
画像形成装置２００では、画像形成部Ｓａ〜Ｓｄにて形成された感光ドラム１ａ〜１ｄ上の画像が、感光ドラム１ａ〜１ｄに隣接して移動通過する転写ベルト１５１上の紙等の記録材Ｐへ順次多重転写される。
【０１００】
画像形成時には、カセット８１からピックアップローラ８２によって１枚ずつ取り出された記録材Ｐは、レジストローラ８３等を経て転写ベルト１５１に受け渡される。記録材Ｐは、帯電ローラ８４によって転写ベルト１５１上に静電吸着され、転写ベルト１５１と一体に画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの転写部Ｎａ〜Ｎｄへ順次搬送される。
【０１０１】
例えば、フルカラー画像の形成時には、４つの画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの感光ドラム１ａ〜１ｄ上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像がそれぞれ形成される。各分解色のトナー像は、記録材Ｐと転写ベルト５１とを挟んで感光ドラム１ａ〜１ｄに対向する転写ローラ１５３ａ〜１５３ｄから転写バイアス電圧を受けて、順次転写ベルト１５１上の記録材Ｐ上に転写される。
【０１０２】
転写部Ｎａ〜Ｎｄにおける転写工程が終了すると、記録材Ｐは、分離除電器６５による分離バイアス電圧を受けて転写ベルト１５１から分離され、続いて、定着装置７へと搬送される。転写工程後に転写ベルト１５１上に残留したトナー（転写残トナー）等は、ベルトクリーニング装置５９によって除去、回収される。
【０１０３】
ここで、転写ベルト１５１は、前述の中間転写ベルト５１と同様に、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のような誘電体樹脂によって構成することができる。第３実施形態では、表面抵抗率１０１４Ω／□（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１０００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃／５０％ＲＨ）、厚み８０μｍの、カーボンが分散されたＰＩ（ポリイミド）樹脂で形成されたものを用いた。しかし、これに限定されるものではなく、他の材料、体積抵抗率、及び厚みのものでも構わない。
【０１０４】
転写ローラ１５３は、前述の１次転写ローラ５３と同様の構成である。即ち、転写ローラ１５３は、外径８ｍｍの芯金と、厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ層とによって構成されている。転写ローラ１５３の電気抵抗値は、約１０６．５Ω（２３℃／５０％ＲＨ）であった。転写ローラ１５３の電気抵抗値は、５００ｇ重の荷重の下で電気的に接地された金属ローラに当接された転写ローラ１５３を５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金に１００Ｖの電圧を印加して測定された電流の関係から求めた。
【０１０５】
第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、規制ローラ９０を転写ベルト１５１が通過する際に、ライン画像の飛び散り等が発生する。発生メカニズムは同様であると考えられるので詳細は省略するが、転写ベルト１５１は中間転写ベルト（５１：図３）よりも表面抵抗率が高いものを用いることが多いため、より飛び散りが発生しやすい条件となる。
【０１０６】
また、駆動ローラ１５２におけるライン画像の飛び散りについては、記録材Ｐが分離除電器６５により分離除電される領域であることから、規制ローラ９０で発生するほどには発生していなかった。
【０１０７】
画像形成装置２００は、フルカラーモードとブラック単色モードを持ち、ブラック単色モードでは、転写ベルト１５１を感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間させる。離間に伴って転写部Ｎｄにおける転写ベルト１５１の張り角度が不安定にならないために、ブラック単色モードでは、転写ベルト１５１の内側面を規制ローラ９０によって支持させる。そして、フルカラーモードでは、規制ローラ９０でのライン画像の飛び散りを防止するために、転写ベルト１５１の帯電状態に影響を及ぼさない位置へ規制ローラ９０を退避させる。
【０１０８】
フルカラーモードにおいては、テンションローラ１５５を上昇位置１５５ａへ位置決めて、転写ベルト１５１を破線で示される位置に張り渡して直線部を形成する。転写ベルト１５１は、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに当接して転写部Ｎａ〜Ｎｄを形成し、転写ベルト１５１上の記録材Ｐに４色のトナー像が順次転写される。規制ローラ９０は、第１実施形態と同様に下降位置９０ａへ移動させる。
【０１０９】
ブラック単色モードにおいては、テンションローラ１５５を下降位置１５５ｂへ位置決めて、転写ベルト１５１を実線で示されるように、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間させる。転写ベルト１５１は、感光ドラム１ｄのみに接触して転写部Ｎｄを形成し、転写ベルト１５１上の記録材Ｐにブラックのトナー像のみが転写される。規制ローラ９０は、第１実施形態と同様に、フルカラーモードにおける下降位置９０ａから上昇位置９０ｂへ移動して、転写ベルト１５１の内側面を支持する。これにより、感光ドラム１ｄに転写ベルト１５１が当接してフルカラーモードと等しく転写部Ｎｄが再現される。
【０１１０】
ブラック単色モードでは、テンションローラ１５５とともに転写ベルト１５１の上流側部分が下降するので、記録材Ｐを転写ベルト１５１へ導くガイド部材や帯電ローラ８４も下降する。
【０１１１】
第１実施形態と同様に、規制ローラ９０は、フルカラーモードでは転写ベルト１５１から退避し、ブラック単色モードでは転写ベルト１５１の内側面を支持する。これにより、フルカラーモードにおけるライン画像の飛び散りやハーフトーン画像の横縞ムラを回避し、一方でブラック単色モード時のブラックの転写も安定して行うことができる。
【０１１２】
第３実施形態では、規制ローラ９０には外径１６ｍｍの中空のアルミパイプ、テンションローラ１５５には外径５５ｍｍのアルミパイプを用いて、それぞれ接地電位に接続してある。ただし、外径や材質は前記に限定されるものではなく、半導電性のゴムローラや樹脂ローラなどを用いてもよい。
【０１１３】
また、規制ローラ９０の転写ベルト１５１を挟んだ対向側にブラック単色モード専用の帯電ローラ（不図示）を配置し、ブラック単色モードにおける記録材Ｐの吸着を行わせてもよい。
【０１１４】
また、規制ローラ９０は、ブラック単色モードにおける転写部Ｎｄが安定するように、Ｎｄの近くに配置することが好ましい。しかし、転写部Ｎｄと規制ローラ９０とが近過ぎると、転写部Ｎｄと規制ローラ９０との間で記録材Ｐを通じて転写電流が干渉するので、規制ローラ９０と転写ローラ１５３ｄとの間に所定の距離を確保した。転写部Ｎｃ、Ｎｄの間隔（感光ドラム１ｃ、１ｄの間隔）が１００ｍｍであるのに対して、規制ローラ９０は、転写部Ｎｃ、Ｎｄの中間点よりも転写部Ｎｃに寄せて、転写ローラ１５３ｃの中心から３０ｍｍ下流に配置した。
【０１１５】
また、第３実施形態では、記録材Ｐと転写ベルト１５１との重なりに転写バイアス電圧を印加して転写を行うので、転写ローラ１５３には第１実施形態よりも高圧の転写バイアスが印加される。従って、誘導干渉や放電リーク等の影響を考慮して、転写ローラ１５３ｃと規制ローラ９０の表面距離は１０ｍｍ以上離すことが好ましい。
【０１１６】
さらに、規制ローラ９０を転写ベルト１５１から離間する場合、放電等の影響を避けるために、規制ローラ９０と転写ベルト１５１の間隔を１０ｍｍ以上離すことが好ましい。
【０１１７】
また、規制ローラ９０は、ブラック単色モードにおいて安定的に転写ベルト１５１を規制するために、転写ベルト１５１の巻きつき角度を大きくすることが好ましい。本発明者の検討によれば安定して規制できる角度として３度以上が必要であり、一方で巻きつき角を大きく取りすぎるとブラック単色モードでの通紙パスが不安定になることから上限は１０度程度が好ましい。
【０１１８】
また、規制ローラ９０の着脱機構については、第１実施形態、第２実施形態で説明した機構構成を採用してもよく、必要な応答速度とストローク、動作の確実さを備えたその他の構成を用いてもよい。
【０１１９】
さらに、規制ローラ９０の着脱の手順については、以下のような関係を満たすことが好ましい。すなわち、フルカラーモードからブラック単色モードに切り替わる際には、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃで作像され記録材Ｐに転写された画像が、規制ローラ９０を通過した後に、規制ローラ９０を転写ベルト１５１に当接させる。その後、テンションローラ１５５を下降位置１５５ｂへ移動させて、転写ベルト１５１を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間させる。
【０１２０】
一方、ブラック単色モードからフルカラーモードへ切り替えるときは、テンションローラ１５５を上昇位置１５５ａに移動させて、転写ベルト１５１を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃへ当接させる。その後、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃで作像された画像を記録材Ｐに転写し、記録材Ｐが規制ローラ９０に達する前に、規制ローラ９０を転写ベルト１５１から離脱させる。
【０１２１】
以上のような動作手順により、フルカラー画像が規制ローラ９０によって乱されることや、ブラック単色での作像時にブラックの転写部Ｎｄが不安定になることが無い。
【０１２２】
以上説明したように、第３実施形態によれば、直接転写方式を用いた画像形成装置２００においても、規制ローラ９０が、フルカラーモードでは退避し、ブラック単色モードでは転写ベルト１５１の内面に当接する。これにより、フルカラーモードにおけるライン画像の飛び散りやハーフトーン画像の横縞ムラを回避し、一方でブラック単色モード時のブラックの転写も安定して行うことができる。
【０１２３】
＜発明との対応＞
第１実施形態の画像形成装置１００は、感光ドラム１ｃおよび感光ドラム１ｄと、感光ドラム１ｃおよび感光ドラム１ｄに接触しながら移動し、感光ドラム１ｃ上のトナー像、及び、感光ドラム１ｄ上のトナー像が転写される中間転写ベルト５１とを有する。感光ドラム１ｃおよび感光ドラム１ｄからトナー像が中間転写ベルト５１へ転写されて画像が形成される第１モード（フルカラーモード）と、感光ドラム１ｃと中間転写ベルト５１とが離間している状態で、感光ドラム１ｄ上のトナー像が中間転写ベルト５１に転写されて画像が形成される第２モード（ブラック単色モード）とを実行する。感光ドラム１ｃと感光ドラム１ｄとの間で中間転写ベルト５１に接触し、前記第２モード中に、中間転写ベルト５１の移動の軌跡を規制する規制ローラ９０とを有し、規制ローラ９０は、前記第１モード中に、中間転写ベルト５１から離間している。
【０１２４】
第３実施形態の画像形成装置２００は、感光ドラム１ｃおよび感光ドラム１ｄと、担持する記録材Ｐを介して感光ドラム１ｃおよび感光ドラム１ｄに接触しながら移動し、記録材Ｐに感光ドラム１ｃ上のトナー像、及び、感光ドラム１ｄ上のトナー像が転写される転写ベルト１５１とを有する。感光ドラム１ｃおよび感光ドラム１ｄからトナー像が記録材Ｐへ転写される第１モード（フルカラーモード）と、感光ドラム１ｃと転写ベルト１５１とが離間している状態で、感光ドラム１ｄ上のトナー像が記録材Ｐに転写される第２モード（ブラック単色モード）とを実行する。感光ドラム１ｃと感光ドラム１ｄとの間で転写ベルト１５１に接触し、前記第２モード中に、転写ベルト１５１の移動の軌跡を規制する規制ローラ９０とを有し、規制ローラ９０は、前記第１モード中に、転写ベルト１５１から離間している。
【０１２５】
画像形成装置１００は、中間転写ベルト５１の移動方向における感光ドラム１ｄの上流側に感光ドラム１ｃが配置される。そして、中間転写ベルト５１と感光ドラム１ｄとの相対位置関係を規制ローラ９０が保持した状態で、中間転写ベルト５１を感光ドラム１ｃから離間させるリトラクトフレーム５８１、カム５８２、５８３を備える。
【０１２６】
第２実施形態では、規制ローラ９０は、リンクアーム９１１、カム９１４と機構的に連動して、中間転写ベルト５１における感光ドラム１ｄと反対側の面に当接する。
【０１２７】
画像形成装置１００は、中間転写ベルト５１の直線部に、現像剤色の異なる複数の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃが一列に配列している。
【０１２８】
画像形成装置１００の感光ドラム１ｄは、ブラックのトナー像を形成し、白黒画像を形成する際に、リトラクトフレーム５８１、カム５８２、５８３を作動させて中間転写ベルト５１を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから離間させる制御部１１０を備える。
【０１２９】
画像形成装置１００は、感光ドラム１ｃとの転写部から規制ローラ９０までの距離をＬ（ｍｍ）とし、中間転写ベルト５１の移動速度をｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、中間転写ベルト５１の表面抵抗率をρ（Ω／□）としたとき、０．９５＜ｅｘｐ−Ｌ／（ｓ×ｌｏｇρ）＜１の関係を満たす。
【０１３０】
画像形成装置１００は、循環する中間転写ベルト５１の直線区間に上流側から感光ドラム１ｃ、規制ローラ９０、感光ドラム１ｄが順番に配置され、中間転写ベルト５１を規制ローラ９０で支持して折り曲げることにより、感光ドラム１ｃから中間転写ベルト５１を離間させる。そして、前記直線区間を直線状に循環させる場合には、規制ローラ９０を、中間転写ベルト５１の帯電状態に影響を及ぼさない状態へ移行させる制御部１１０を備える。
【０１３１】
画像形成装置１００は、循環する中間転写ベルト５１の直線区間に上流側から感光ドラム１ｃ、規制ローラ９０、感光ドラム１ｄが順番に配置され、中間転写ベルト５１に規制ローラ９０を接触させた状態で、感光ドラム１ｄに形成したトナー像を中間転写ベルト５１へ転写する。そして、感光ドラム１ｃに形成したトナー像を中間転写ベルト５１へ転写する場合には、規制ローラ９０を、中間転写ベルト５１の帯電状態に影響を及ぼさない状態へ移行させる制御部１１０を備える。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】タンデム型フルカラー画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図２】各分解色の画像形成部の構成を示す説明図である。
【図３】中間転写ベルトを感光ドラムから離間させた状態の説明図である。
【図４】中間転写ベルトおよび支持ローラの着脱機構の説明図である。
【図５】支持ローラの昇降制御のフローチャートである。
【図６】第２実施形態における中間転写ベルトおよび支持ローラの着脱機構の説明図である。
【図７】比較例の画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図８】支持ローラを通過する際の中間転写ベルト上のトナー像の乱れの説明図である。
【図９】第３実施形態の画像形成装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１ａ、１ｂ、１ｃ  第１像担持体（感光ドラム）
１ｄ  第２像担持体（感光ドラム）
５１、１５１  中間転写体、記録材担持体（中間転写ベルト、転写ベルト）
５３  一次転写ローラ
９０  規制部材（規制ローラ）
１１０  制御手段（制御部）
１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃ、１５３ｄ  転写ローラ
５８１、５８２、５８３  離間機構（リトラクトフレーム、カム）
９０１、９０３  規制部材離間機構（アーム、カム）
【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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【図８】
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【図９】
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