(57)【要約】【課題】カラーモードの時には、中抜けや逆転写を考慮し転写条件を設定し、単色モード時には、中抜けと転写性を向上させる画像形成装置を提供する。【解決手段】複数全ての感光体５と中間転写ベルト１１が接触した状態で転写を行うカラーモードと、複数の感光体５のうち少なくとも一つは中間転写ベルト１１と接触し残りの感光体５は中間転写ベルト１１と離間した状態で転写を行う単色モードと、からなる転写モードを有する画像形成装置１において、複数ある帯電装置６は、ローラ帯電方式とコロナ帯電方式をそれぞれ少なくとも一つ以上を有し、かつ、前記単色モードで中間転写ベルト１１と接触している感光体５への転写条件は、前記カラーモードとでは異なる画像形成装置１である。【選択図】      図１
2009098170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と帯電手段とを有する複数の画像形成部と、
該像担持体に接触して回動する被転写体と、
該被転写体を該像担持体に押付ける転写部材と、を有する画像形成装置であって、
前記複数全ての像担持体と被転写体が接触した状態で転写を行う第一の転写モードと、
前記複数の像担持体のうち少なくとも一つは被転写体と接触し残りの像担持体は被転写体と離間した状態で転写を行う第二の転写モードと備える転写モードを有する画像形成装置において、
複数ある前記帯電手段は、ローラ帯電方式とコロナ帯電方式をそれぞれ少なくとも一つ以上を有し、かつ
前記第二の転写モードで被転写体と接触している像担持体への転写条件は、前記第一の転写モードとでは異なる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第二の転写モードで被転写体と接触している画像形成部の帯電手段は、コロナ帯電方式である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置は、前記像担持体が前記被転写体に転写する転写位置で、前記像担持体が移動する線速度と被転写体が移動する線速度に差を設ける
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。
【請求項４】
前記転写手段の転写条件とは、前記像担持体に押圧する押圧手段の押圧力である
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前期第二の転写モードで接触している画像形成部は一つのみであり、かつ、トナーの色はブラックである
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第二の転写モードでは、前記被転写体と接触している像担持体は、前記被転写体の回動方向最下流に具備されている
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
カラートナー像を形成する前記画像形成部の帯電手段は、ローラ帯電方式を用いた
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ローラ帯電方式を用い帯電手段は帯電ローラであり、印加する電圧は直流成分と交流成分を重畳する
ことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電ローラは、前記像担持体と接触せず帯電を実現する非接触帯電方式である
ことを特徴とする請求項７又は８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、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。特に、カラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー画像形成装置として多くの形態が知られており、複数の像担持体に形成されたトナー像を搬送される記録媒体に直接多重転写し定着する直接転写方式や、中間転写体にいったん多重転写し、しかる後に記録媒体に転写し定着する中間転写方式（間接転写方式）がある。いずれにしても電子写真方式の画像形成装置では、画像形成部において帯電手段によって像担持体を帯電させ、ＬＤやＬＥＤを用いて露光し静電潜像を書き込み、現像手段によってトナー像を形成している。例えば中間転写方式のカラー画像形成装置は複数の画像形成部を持ち、各々の像担持体が異なる位置で中間転写体と接触している。中間転写体は、例えば、複数本のローラに掛け渡された無端状の中間転写ベルトとして構成されている。一次転写手段では、像担持体と中間転写ベルトの間に形成される転写電界を用いる。二次転写手段でも中間転写ベルトと記録媒体（例えば紙）との間に形成される転写電界を用いる。転写手段は、転写前後においてトナー像を忠実、かつ、安定して中間転写体に転写することが求められる。つまり、一次転写手段及び二次転写手段に求められる性能を実現するには、安定した転写を高い転写効率で行う必要がある。そして、各像担持体上に形成された静電潜像は、互いに異なる色の帯電トナーを用いて現像され、各像担持体と中間転写ベルトとが接触対向する転写位置において、通常中間転写体に転写バイアスが印加され、転写バイアスで発生した転写電界によって各像担持体上のトナー像が中間転写体に順次転写されてカラー画像となる。
【０００３】
近年の画像形成装置において前記帯電手段の主流は、ローラを用いたローラ帯電方式と帯電チャージャを用いたコロナ帯電方式がある。
コロナ帯電方式とは、ワイヤ電極などの放電電極とそれを囲むシールド電極を備え、放電電極とシールド電極に高電圧を印加することにより生じるコロナシャワーによって被帯電体表面を所定電位に帯電させるものである。コロナ帯電方式では、印加バイアスが直流成分のみでも実用上十分均一に感光体表面を帯電し、非接触であるのでトナーや潤滑剤による汚染も少ない。反面、多くのオゾンが発生し、また高電圧を必要とする。
これに対し、低オゾンや低消費電力の利点からローラ帯電方式を採用することが多い。ローラ帯電方式は、感光体表面に対して接触あるいは近傍に帯電ローラを配置し帯電を行う。所定電位に均一な帯電をするために印加バイアスは直流成分と交流成分を重畳するのが一般的である。交流バイアスが印加されているために、コロナ帯電方式よりも多くの放電するので感光体表面がめくれてしまったり、放電生成物により感光体表面が荒れたりといった感光体へのハザードが起こりやすい。これを回避するために、感光体表面に潤滑剤を塗布して、感光体表面のめくれに対する不具合は回避できるが、今度は、帯電ローラに潤滑剤が固着してしまい感光体に対して均一な帯電を出来なくなってしまう。したがって、感光体表面のめくれと潤滑剤の帯電ローラへの固着の両方に対して成立するような潤滑剤の塗布量の最適化が行われている。しかしながら、完全に両立するような潤滑剤の塗布量はなく、帯電ローラの寿命はある程度割り切って使用されている。
【０００４】
上述のコロナ帯電方式では、非接触帯電であるので潤滑剤やトナーによる帯電チャージャへの劣化が少なく、さらに感光体へのハザードも小さい。よって、感光体へのハザードを防止するために潤滑剤を必要十分に塗布でき、帯電手段に対する潤滑剤やトナーの汚染を考慮しなくてよい。したがって、オゾン発生量や消費電力では帯電ローラよりも劣るものの、寿命に関していえば帯電ローラよりも優秀である。
これらの帯電方式の特徴を踏まえ、帯電チャージャと帯電ローラをトナー像形成部ごとに使い分ける方法がある。つまり、使用頻度の高いトナー像形成部（例えば、ブラック）には寿命の長い帯電チャージャを用いて、使用頻度の低い画像形成部（例えば、カラー）には低オゾン・低電力である帯電ローラを用いる方法である。これによって、画像形成装置としてのメンテナンス頻度を減らしつつ、環境性などから要請のある低オゾンや低消費電力を実現できる。
【０００５】
ところで、カラー画像形成装置では、全ての色の画像形成部を使用するカラーモードと、一つの画像形成部のみを使用する単色モードとを選択し得るようになっている装置がある。さらに、いくつかの画像形成部を使用する減色モードを備える装置もある。
このようなカラーモードと単色モードとを切換可能なカラー画像形成装置では、単色モードで使用しない画像形成部を中間転写ベルトから離間させて画像形成を行うことがある（例えば、特許文献１）。離間させない場合には、使用しない画像形成部の感光体も中間転写ベルトと接触しているため、摩擦による不具合を回避するため、感光体を回転駆動させなければならない。使用していないにも関わらず感光体を回転駆動させることで、感光体表面の汚染、クリーニングブレードの摩擦や磨耗、帯電バイアスの印加による電力の消費、現像ローラの回転駆動による現像剤の劣化など、様々な不具合が生じる。結果として、画像形成部の寿命が短くなってしまう。これを回避するため、単色モードで使用しない画像形成部を中間転写ベルトから離間させて画像形成を行う。使用しない画像形成部の感光体を停止することができるので、寿命を大きく伸ばすことができる。
さらに、単色モード時に使用する画像形成部において、転写条件をカラーモードと単色モードで異ならせる手法が開示されている（例えば、特許文献２、３）。カラーモードと比較して単色モードでは、中間転写ベルトに対する感光体の速度遅くし、感光体へ押し上げる押圧力と転写部材のオフセット量を最適化している。単色モードで起こるバンディングといった不具合を転写条件の最適化によって回避できるという内容である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２４２６８０号公報
【特許文献２】特開２００７−３３９３８号公報
【特許文献３】特開２００５−１８１６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような画像形成装置では、転写中抜けが生じることがあった。中抜けとは、トナーを重ねた場合や細線を転写する場合に一部のトナーが転写出来ずに色が抜けてしまう現象である。これは、感光体と中間転写ベルト間の圧力をかけて転写する場合に、トナーの一部に応力が集中することによってトナー像の一部が抜けてしまう。押圧力が弱すぎると、帯電量の高いトナーや粒子経の大きいトナーといった転写にくいトナーが転写されないため、トナー像の一部が抜けてしまう転写効率不足といった現象も起こる。これを回避するために感光体と中間転写ベルトにかける押圧力は、適正な範囲にする必要がある。
また、上流の感光体で転写された中間転写ベルト上のトナーが下流の感光体を通過する際に、中間転写ベルトから感光体へトナーが戻ってしまう逆転写という現象がある。逆転写を起こすとトナーの消費量が増大するために、コストアップに直結する。これらの実情を鑑みて、転写中抜けといった異常画像を防止、転写効率の最大化、逆転写の低減を両立させる画像形成装置の提供が望まれている。
感光体と中間転写ベルトの回転駆動する線速度に差（以下、単に線速差と略称する）をつけると、中抜けを防止することができる。さらに、帯電ローラと帯電チャージャでは、線速差を付けた場合に改善の効果に著しい違いが生じることが新たに明らかとなった。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、カラーモードの時には、中抜けや逆転写を考慮し転写条件を設定し、単色モード時には、中抜けとトナーイールドを向上させ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】
【０００９】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置は、像担持体と帯電手段とを有する複数の画像形成部と、該像担持体に接触して回動する被転写体と、該被転写体を該像担持体に押付ける転写部材と、を有する画像形成装置であって、前記画像形成装置は、前記複数全ての像担持体と被転写体が接触した状態で転写を行う第一の転写モードと、前記複数の像担持体のうち少なくとも一つは被転写体と接触し残りの像担持体は被転写体と離間した状態で転写を行う第二の転写モードと、からなる転写モードを有する画像形成装置において、複数ある前記帯電手段は、ローラ帯電方式とコロナ帯電方式をそれぞれ少なくとも一つ以上を有し、かつ、前記第二の転写モードで被転写体と接触している像担持体への転写条件は、前記第一の転写モードとでは異なることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記第二の転写モードで被転写体と接触している画像形成部の帯電手段は、コロナ帯電方式であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記像担持体が前記被転写体に転写する転写位置で、前記像担持体が移動する線速度と被転写体が移動する線速度に差を設ける。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記転写手段の転写条件とは、前記像担持体に押圧する押圧手段の押圧力であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前期第二の転写モードで接触している画像形成部は一つのみであり、かつ、トナーの色はブラックである。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記第二の転写モードでは、前記被転写体と接触している像担持体は、前記被転写体の回動方向最下流に具備されている。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置は、さらに、カラートナー像を形成する前記画像形成部の帯電手段は、ローラ帯電方式を用いた。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記ローラ帯電方式を用い帯電手段は帯電ローラであり、印加する電圧は直流成分と交流成分を重畳する。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記帯電ローラは、前記像担持体と接触せず帯電を実現する非接触帯電方式である。
【発明の効果】
【００１１】
上記解決する手段としての画像形成装置では、第一の転写モードと第二の転写モードで転写条件が変化させることで、第一の転写モードでは、逆転写について最適な条件に、第二の転写モードではトナーイールドに対して最適な条件とすることができるので、全体としてトナー消費量の少ない画像形成装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明を実施する画像形成装置を示す全体構成図であり、ここではその一例としてカラー複写機を示している。このカラー複写機は中間転写ベルト１１を用いたタンデム型の電子写真装置であり、最下部に給紙テーブル２を、その上方に複写装置本体１を、さらにその上部にスキャナ３及び原稿自動給送装置（ＡＤＦ）４をそれぞれ設けてある。
【００１４】
複写装置本体１には、ほぼ中央に無端状の中間転写ベルト１１を備えた転写装置９が設けてあり、中間転写ベルト１１は駆動ローラ１４と従動ローラ１５、１６とテンションローラ７０により張架され、図１で時計回り方向に回転駆動し、上記従動ローラ１５の左方に設けられているクリーニング装置８により、画像転写後その表面に残留する残留トナーが除去されて転写装置９による次の画像形成に備えられる。
駆動ローラ１４と従動ローラ１５との間に架け渡された直線状の中間転写ベルト１１の上方には、その移動方向に沿って、感光体５Y、５M、５C、５K（以下、色を特定する必要がない場合には単に感光体５という）を、それぞれ図１で反時計方向に回転可能に設けてあり、その回りには公知の露光装置２１、現像装置７を設けてある。帯電装置はイエロー、マゼンタ、シアンには帯電ローラ６ａを、ブラックには帯電チャージャ６ｂを設けてある。尚、帯電ローラ６ａと帯電チャージャ６ｂは、設計思想により任意に選ぶことができる。一次転写手段を構成する一次転写ローラ９Y、９C、９M、９B（以下、色を特定する必要がない場合には単に一次転写ローラ９という）が設けてある。感光体５の回りには、帯電装置、感光体クリーニング装置、除電装置、潤滑剤塗布装置をそれぞれ設けてあり、これらは１つの画像形成部を構成している特に、感光体と帯電装置とを含むことが多いが、その他の装置を適宜選択して組み合わせることができる。
一方、中間転写ベルト１１の下側には二次転写手段を構成する二次転写装置２２を設けてある。この二次転写装置２２が中間転写ベルト１１を解して従動ローラ１６に圧接するようになっている。そして、この二次転写装置２２が中間転写ベルト１１との間に送り込まれる記録媒体としてシートPに、中間転写ベルト１１上のトナー画像を一括転写する。
二次転写装置２２のシート搬送方向下流側には、シートP上に形成されたトナー画像を定着する定着装置２５を設けてあり、無端状の定着ベルト２６に加圧ローラ２７が圧接されており、画像転写後のシートPは、一対のローラ２３，２３間に架け渡された無端状の搬送ベルト２４によって定着装置２５へ搬送される。なお、この二次転写装置２２は転写ローラや非接触のチャージャを用いた転写方式であっても差し支えない。そして、この二次転写装置２２の下側には、シート表裏両面に画像を形成する際にシートPを反転させるシート反転装置２８を設けてある。
【００１５】
次に、中間転写ベルト１１の離間方法について簡単に説明する。
図２は、感光体を含む画像形成部が並ぶタンデム型の主要部の拡大図である。カラー画像を形成するカラーモードでは、感光体５と一次転写ローラ９は接触して作像を行う。このために、「複数全ての像担持体と被転写体が接触した状態で転写を行う第一の転写モード」とは、このカラーモードをいう（以下、特に断らない限り、第一の転写モードをカラーモードという。）。これに対して、モノクロ画像を形成する単色モードでは、ＹＣＭの感光体５Y、５C、５Mと一次転写ローラ９Y、９C、９Mが離間して作像を行う。このために、「複数の像担持体のうち少なくとも一つは被転写体と接触し残りの像担持体は被転写体と離間した状態で転写を行う第二の転写モード」とは、この単色モードをいう（以下、特に断らない限り、第二の転写モードを単色モードという。）。離間方法は、支点ローラ７２を支点としてカラーの一次転写ローラ９Y、９C、９Mと従動ローラ１５が下方に移動し、テンションローラ７０がテンションローラバネ７１によって上方へ押し上げられる。一次転写ローラ９Y、９C、９Mと従動ローラ１５の移動によってベルトテンションが下がるが、テンションローラ７０が移動することによってベルトテンションが維持される。これにより、所謂ショックジターやバンディング等を例として挙げることができるカラーモードと単色モードでのベルトテンションの変動による異常画像の発生を未然に防いでいる。また、単色モードで離間しているカラーの画像形成部は、駆動させる必要がないので、感光体５の回転や帯電ローラ６ａのバイアス印加を行わない。
【００１６】
上記のような構成からなるカラー複写機でカラーのコピーをとるときは、通常、原稿自動給送装置４の原稿台３０上に原稿をセットするが、手動で原稿をセットする場合には、原稿自動給送装置４を開いてスキャナ３のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、この原稿を原稿自動給送装置４を閉じることによりコンタクトガラス３２へ押圧する。
次に、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動給送装置４に原稿をセットしたときは原稿が自動でコンタクトガラス３２上に給送され、手動でコンタクトガラス３２上にセットしたときは直ちにスキャナ３が作動し、第一走行体３３及び第二走行体３４が走行を開始する。これにより、第一走行体３３の光源からの光が原稿に向けて照射され、さらに第二走行体３４の一対のミラーにより１８０度方向を変えて結象レンズ３５を通り読取りセンサ３６に入射して原稿の内容が読取られる。
また、上述したスタートスイッチの押下により、中間転写ベルト１１が回動を開始すると同時に各感光体５Y、５C、５M、５Kも回動を開始してそれぞれの感光体上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各単色画像を形成する。このようにして各感光体上に形成された各単色画像は、図1で時計回り方向に回動する中間転写ベルト１１上に重ね合わせて順次転写されてフルカラーの合成カラー画像が形成される。
【００１７】
一方、給紙テーブル２内の選択された給紙段の給紙ローラ４２が回転し、ペーパバンク４３内の選択された給紙カセット４４からシートPが繰り出され、分離ローラ４５により一枚に分離されて給紙路４６に搬送される。繰り出されたシートPは搬送ローラ４７により複写機本体１の給紙路４８に搬送され、レジストローラ４９に当接して一旦停止状態になる。なお、手差し給紙の場合には、手差しトレイ５１上にセットされたシートPが給紙ローラ５０の回転により繰り出され、分離ローラ５２により一枚に分離されて手差し給紙路５３に搬送され、レジストローラ４９に当接して一旦停止状態となる。いずれの場合でも、レジストローラ４９は中間転写ベルト１１上のカラー画像に合わせた正確なタイミングで回転を開始し、停止状態にあった嫉妬Pを中間転写ベルト１１と二次転写ローラ２２との間に送り込み、シートP上に上記の二次転写装置２２によりカラー画像を転写する。カラー画像が転写されたシートPは、搬送機能も有する二次転写装置２２により、定着装置２５へ搬送され、過熱・加圧されて転写画像が定着した後、切換爪５５により排出側に案内され、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出されてスタックされる。
【００１８】
なお、両面コピーモードが選択されている場合には、表面に画像を形成したシートPは切換爪５５によりシート反転装置２８側に搬送され、反転して再び２次転写位置２２へ導かれ、裏面に画像が形成された後、排出ローラ５６により排紙トレイ上に排出されてスタックされる。また、ブラック単色画像を中間転写ベルト１１上に形成する場合には、駆動ローラ１４以外の従動ローラ１５、１６を移動させてイエロー、マゼンタ、シアンの感光体５Y、５M、５Cを中間転写ベルト１１から離間させるようにしている。なお、図１に示したタンデム型でなく、感光体が一つしかない所謂１ドラム型の画像形成装置１にあっては、ファーストコピー速度を早くするために、最初にブラックを作像するのが一般的であり、その後原稿がカラーの場合のみ残りの色の作像を行うようにしている。
【００１９】
このような構成において、レジストローラ４９は通常接地されて用いられることが多いが、シートPの紙粉除去のためにバイアスを印加することもできる。例えば計１８ｍｍで表面を厚さ１ｍｍの導電性ＮＢＲゴムで被覆した導電性のゴムローラを用いてバイアスを印加する場合、ゴム材の体積抵抗は１０９Ωｃｍ程度であり、トナーを転写する側（表面側）にー８００V程度の電圧を印加し、シート裏面側には＋２００V程度の電圧を印加する。一般的に中間転写方式では紙粉が感光体まで移動しにくいため、紙粉転写を考慮する必要が少なく、アースになっていても差し支えない。また、印加電圧として一般にＤＣバイアスが印加されているが、シートをより均一に帯電させるため、ＤＣオフセット成分を持ったＡＣ電圧を印加することも可能である。
このようにバイアスを印加したレジストローラを通過した後のシート表面は、若干マイナス側に帯電しているため、中間転写ベルトからシートへの転写では、レジストローラに電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わり、転写条件を変更する場合もある。
【００２０】
次に、本実施形態における線速差と中抜けの関係を説明する。図３は、それぞれの帯電方式での線速比と中抜けランクとの関係を示すグラフである。中抜けランクとは、中抜けの度合いを5段階で評価したもので、１が悪く5が一番よい。中抜けランクの許容ランクはランク３以上である。中間転写ベルト１１の回転運動する速度を基準として、感光体が回転する速度が速い場合には線速差を正として、遅い場合には線速差を負として、その線速度の比で表記している。
帯電ローラ６ａを使用した場合には、線速差が０％と差がない方が中抜けランクがよい。対して、帯電チャージャ６ｂを使用した場合には、線速差をつけると中抜けランクがよく、かつ、線速差がないときに比べて中抜けランクが著しく向上している。これは、帯電ローラ６ａでは直流成分と交流成分を重畳してバイアスを印加しており、感光体表面へのハザードが大きい。このハザードは、数〜数十μmオーダーの微小な放電生成物が表面に付着することが原因で、クリーニングブレードの磨耗を促進する。さらに転写する場合にも、局所的な表面摩擦力が異なるため局所的にトナーと感光体間の物理的付着力が増減するので、物理的付着力が増大した場所において、中抜けが生じる。
したがって、線速差を変えても局所的な物理的付着力に変化がないので、根本的な打開策とならず中抜けランクの変化が乏しい。対して帯電チャージャ６ｂを用いると、感光体５表面へのハザードは小さいので、線速差がない場合でも許容範囲である。線速差をつけると、せん断応力が生じるのでトナーが移動する方向、即ち、感光体５から中間転写ベルト１１へ転写する方向の垂直な向きにトナーがせん断する力の作用が働く。せん断は一番物理的相互作用が小さい場所で起こるので、本実施例では感光体５とトナー界面付近で生じる。これは、帯電ローラ６ａの場合には、表面ハザードの寄与がせん断応力寄与より大きいことによるものである。したがって、帯電ローラ６ａと帯電チャージャ６ｂでは線速差と中抜けの傾向が異なり、それぞれ最適な値がある。
【００２１】
カラーモードの場合には、4つの感光体５全てが中間転写ベルト１１と接触しているので、線速差は全ての感光体５で同じであることが望ましい。これは、線速差が異なることで生じる、メカニカルな振動やブレを回避するためである。線速差をつけると帯電ローラ６ａを用いた中抜けが許容範囲外となるため、カラーモードでは線速差はつけない。対して単色モードでは、カラーの感光体５は離間しているので、ブラックの感光体５Ｋのみを考慮すればいい。したがって、中抜けランクが大幅に改善する線速差をつけて作像を行う。ただし、線速差を大きくし過ぎると、転写した文字が伸びたり縮んだりしてしまうので、文字の伸びが許容範囲内で線速差をつける。帯電チャージャ６ｂの全ての色で用いると、中抜けランクは改善する。しかしながら、オゾンやNOｘといった環境汚染ガスの発生が顕著となってしまうため現実的ではない。
【００２２】
次に本実施形態における押圧力と転写率の関係を説明する。図４は、押圧力と感光体からの一次転写率、逆転射率との関係を示すグラフである。
転写率とは感光体５表面のトナーが中間転写ベルト１１へどれだけ効率的に転写できるかを示す指標であり、（中間転写ベルト１１上の単位面積あたりのトナー付着量）／（感光体上の単位面積あたりのトナー付着量）×１００で定義される。したがって、転写率は大きい方が好ましい。
逆転写率は、中間転写ベルト１１上のトナーが転写ニップを通過する際にどれだけ感光体５上にトナーが移動するかを示す指標であり、（感光体上の単位面積あたりのトナー付着量）／（中間転写ベルト１１上の単位面積あたりのトナー付着量）×１００で定義される。逆転写は上流で転写されたトナーが下流の転写ニップで下流の感光体５に逆に転写されてしまう現象で逆転写率はより小さい方が好ましい。
図４には、ブラック感光体と中間転写ベルトで起こる転写率と逆転写率を示している。押圧力が高まると、転写率も逆転写率も増大することがわかる。これは、感光体５と中間転写ベルト１１接触している転写ニップ部において押し圧力を高めることで、トナーがベルトと均一に密着し転写率を高めている。
下流に位置する程多色のトナーが通過するので、逆転写率は転写率よりも重要である。つまり、本実施形態では、ブラックの転写ニップにはイエロー、シアン、マゼンタの3色のトナーが通過するので、逆転写の寄与は非常に大きい。したがって、カラーモードの場合には、逆転写率を低減するよう押圧力を低く設定する方が、トナー消費量の観点から有利である。逆に、単色モードの場合には、カラーの感光体５は離間しているので逆転写を考慮しないでよいので、押圧力を増大させ転写率を上げ、トナー消費量をおさえる。
このようにカラーモードと単色モードで押圧力を変化させることで、トナー消費量を最適化することができる。
【００２３】
次に本実施形態における押圧力と中抜けランクの関係を説明する。図５は、押圧力と画像形成モードによる中抜けランクとの関係を示すグラフである。中抜けランクは前記同様ランク３以上が許容範囲である。カラーモードと単色モードでランクか大きく異なるが、これはモードごとに線速差を最適な値での実験結果のためそのような値となっている。
カラーモードの場合、押圧力は弱い方が好ましく、それを踏まえると、押圧力は２０Ｎ／ｍ程度となる。押圧力が弱いと、図５から転写効率が下がることからもわかるように、感光体５と中間転写ベルト１１の間に十分な圧力が加えられないため、中抜けが悪化するものと思われる。
対して、単色モードのときは、転写効率が高まるので押圧力は高い方が好ましい。しかし、押圧力が高まると、感光体５と中間転写ベルト１１に挟まれたトナーに応力が集中して、中抜けが発生する。中抜けが許容範囲内において押圧力を高めることで、中抜けと転写率を両立することができる。
【００２４】
以上をまとめると、カラーモードでは全ての色において中抜けランクを満足するように線速差をつけず、転写効率を最適化するよう押圧力を弱めるよう設定する。単色モードでは、カラーの感光体５と中間転写ベルト１１が離間しているので、ブラックでの最適な設定にすればよい。つまり、線速差をつけて中抜けを著しく改善させ、押圧力を高めて転写効率を上げてトナー消費量を抑えるという設定とする。中抜けの許容ランクの余裕度が上がったため転写効率を高めるよう押圧力を強くすることができる。
したがって、カラーモードと単色モードで転写条件が変化させることで、カラーモードでは、逆転写について最適な条件に、単色モードではトナーイールドに対して最適な条件とすることが出来るので、全体としてトナー消費量の少ない画像形成装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明を実施する画像形成装置を示す全体構成図であり、ここではその一例としてカラー複写機を示している。
【図２】感光体を含む画像形成部が並ぶタンデム型の主要部の拡大図である。
【図３】それぞれの帯電方式での線速比と中抜けランクとの関係を示すグラフである。
【図４】押圧力と感光体からの一次転写率、逆転射率との関係を示すグラフである。
【図５】押圧力と画像形成モードによる中抜けランクとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１  画像形成装置本体
２  給紙テーブル
３  スキャナ
４  原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
５  感光体
６  帯電装置
６ａ  帯電ローラ
６ｂ  帯電チャージャ
７  現像装置
８  クリーニング装置
９  １次転写装置
１０  画像形成部
１１  中間転写体
２１  露光装置
２２  ２次転写装置
２４  ２次転写ベルト
２５  定着装置
４２  給紙ローラ
４４  給紙カセット
４５  分離ローラ
４６  側板
４７  搬送ローラ
４８  給紙路
４９  レジストローラ
５６  排出ローラ
５７  排紙トレイ
【図１】
2009098170.tif 000003
【図２】
2009098170.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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