画像形成装置
【課題】下流の黒色の画像形成部Ｐｄに直径の大きい感光ドラム１０１ｄを有する構成で、画像不良が生じにくい構造を実現する。
【解決手段】転写ローラ１２４ｄは、導電性の剛体により形成される。また、転写ローラ１２４ｄを、感光ドラム１０１ｄと中間転写ベルト１８１を挟んで反対側で、且つ、感光ドラム１０１ｄと当接する中間転写ベルト１８１の領域よりも走行方向下流に配置する。これにより、感光ドラム１０１ｄの直径が大きくても、一次転写部Ｔ１ｄの下流の電界強度を小さくでき、一次転写部の転写電圧を小さくしても、異常放電による画像不良を抑制できる。転写電圧を小さくできれば、二次転写部での転写不良も抑制できる。
【解決手段】転写ローラ１２４ｄは、導電性の剛体により形成される。また、転写ローラ１２４ｄを、感光ドラム１０１ｄと中間転写ベルト１８１を挟んで反対側で、且つ、感光ドラム１０１ｄと当接する中間転写ベルト１８１の領域よりも走行方向下流に配置する。これにより、感光ドラム１０１ｄの直径が大きくても、一次転写部Ｔ１ｄの下流の電界強度を小さくでき、一次転写部の転写電圧を小さくしても、異常放電による画像不良を抑制できる。転写電圧を小さくできれば、二次転写部での転写不良も抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、複数の像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトを介して記録材に転写する構成で、中間転写ベルトの走行方向下流の像担持体の直径が大きい構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置では、いつもカラー画像を出力するものではなく、文字などの黒のみの画像を出力することが多かった。このため、黒画像を形成するブラックステーション（黒色の画像形成部）の像担持体である感光ドラムなどが他色のステーションよりも早く消耗してしまう。そして、ブラックステーションのメンテナンス頻度のみが多くなり、延いては画像形成装置全体として、メンテナンス頻度が増大する。
【０００３】
このように使用頻度の高い黒画像を形成するブラックステーションの長寿命を求めるニーズから、ブラックステーションに他の色より直径の大きい感光ドラムが用いた構造が知られている（特許文献１参照）。この構成によれば、ブラックステーションの感光ドラムの周長を他のステーションの感光ドラムの周長よりも長くできる。そして、ブラックステーションの感光ドラムの画像形成に使用できる範囲が他のステーションの感光ドラムよりも広くなり、使用頻度が高くてもブラックステーションの感光ドラムの寿命を他のステーションの感光ドラムと同様にできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１５８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように感光ドラムとして直径の大きいものを使用した場合、特に高温高湿環境において異常放電による画像不良が生じ易い。即ち、通常、感光ドラムから中間転写ベルトにトナー像を転写する一次転写手段としての転写ローラは、感光ドラムに対して中間転写ベルトの走行方向下流に僅かにシフトした位置に配置される。また、感光ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部では、感光ドラムの直径が大きいと、一次転写部の走行方向下流の近傍で感光ドラム表面と中間転写ベルト表面との距離が近くなる。このため、転写ローラに転写バイアスを印加した際に、一次転写部下流の電界強度が高くなり、沿面放電を伴う火花放電（異常放電）が生じ易くなる。また、このような異常放電は、高温高湿環境でより生じ易くなる。そして、異常放電が生じた場合には、すじ状の画像不良が生じてしまう。
【０００６】
そこで、このような異常放電を抑制するために一次転写部での転写電圧を上げることが考えられる。転写電圧を上げれば、一次転写部で沿面放電が生じにくくなり、異常放電が生じにくくなる。但し、転写電圧を上げると、上流で中間転写ベルトに転写されたトナー像の帯電量の分布が変化してしまう。即ち、図４（ａ）に示すような帯電量の分布を示すトナー像が、下流で転写電圧の高い一次転写部を通過することにより、図４（ｂ）に示す様にその分布が広がってしまう。この結果、帯電量がゼロ近傍のトナーが増加してしまう。そして、中間転写ベルトから記録材に転写する二次転写部で、トナーのクーロン力による記録材への引力が低下して二次転写部での転写効率が低下し、画像抜けなどの画像不良が生じてしまう。特に２次色の二次転写効率が低下し、品質の良くない紙の凹部に対する画像抜けが顕著になる可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、下流に直径の大きい像担持体を有する構成で、画像不良が生じにくい構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、走行する中間転写ベルトと、円筒状の第１像担持体と、前記第１像担持体にトナー像を形成する第１トナー像形成手段と、転写バイアスを印加することにより、前記第１像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第１転写手段と、前記中間転写ベルトの走行方向に関して前記第１像担持体の下流に配置され、直径が前記第１像担持体よりも大きい円筒状の第２像担持体と、前記第２像担持体にトナー像を形成する第２トナー像形成手段と、転写バイアスを印加することにより、前記第２像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第２転写手段と、二次転写バイアスを印加することにより、前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写する二次転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記第２転写手段は、導電性の剛体により形成され、前記第２像担持体と前記中間転写ベルトを挟んで反対側で、且つ、前記第２像担持体と当接する前記中間転写ベルトの領域よりも前記走行方向下流に配置されている、ことを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第２転写手段を、導電性の剛体により形成し第２像担持体と当接する中間転写ベルトの領域よりも下流に配置しているため、第２像担持体から中間転写ベルトにトナー像が転写される一次転写部の下流の電界強度を小さくできる。この結果、一次転写部で転写電圧を上げなくても異常放電を抑制できるため、転写電圧を低く設定でき、中間転写ベルトから記録材にトナー像が転写される二次転写部での転写抜けも抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】（ａ）はブラックステーションの一次転写部の構成を、（ｂ）は他のステーションの一次転写部の構成を、それぞれ簡略化して示す模式図。
【図３】本実施形態の効果を確認するために行った実験の結果を示す図。
【図４】（ａ）は上流のトナー像のトナー帯電量の分布を、（ｂ）は上流のトナー像が転写電圧が高い一次転写部を通過した後のトナー帯電量の分布を、それぞれ示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について、図１ないし図３を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１２】
［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置は、図１に示すように４つの感光体からなる像担持体を、ベルト状中間転写体、即ち、無端状の中間転写ベルト１８１に沿って並べて配置した、中間転写タンデム方式である。中間転写ベルト１８１は、支持体として駆動ローラ１２５、テンションローラ１２６、及びバックアップローラ１２９に巻回されている。中間転写ベルト１８１の駆動ローラ１２５とテンションローラ１２６とにより張架された部分に中間転写ベルト１８１の走行方向に沿って、４個の画像形成部（画像形成ステーション）Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが直列状に配設されている。本実施形態では、走行方向最下流の画像形成部Ｐｄの電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１０１ｄの直径を、他の色の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの直径より大きくしている。
【００１３】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃは、回転可能に配置された円筒状の第１像担持体である感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃをそれぞれ備えている。感光ドラム１０１ａの周囲には、一次帯電器１２２ａ、現像器１２３ａ、及びクリーニング装置１１２ａ等のプロセス機器が配置されている。他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃも同様に、それぞれ感光ドラム１０１ｂ、１０１ｃの周囲に、一次帯電器１２２ｂ、１２２ｃ、現像器１２３ｂ、１２３ｃ、クリーニング装置１１２ｂ、１１２ｃを備えている。
【００１４】
また、画像形成部Ｐｄは、回転可能に配置された円筒状の第２像担持体であり、直径が感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃよりも大きい感光ドラム１０１ｄを備えている。感光ドラム１０１ｄの周囲には、他の画像形成部と同様に、一次帯電器１２２ｄ、現像器１２３ｄ、及びクリーニング装置１１２ｄ等のプロセス機器が配置されている。また、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの図中の上側には、それぞれ露光装置１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄを配置している。
【００１５】
これら画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの感光ドラム直径以外の異なる点は、それぞれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する点である。即ち、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに配置した現像器１２３ａ〜１２３ｄにはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーが収納されている。
【００１６】
感光ドラム１０１ａは一次帯電器１２２ａによって一様に帯電され、露光装置１１１ａから原稿のイエロー成分色による画像信号がポリゴンミラー等を介して感光ドラム１０１ａ上に投射されて静電潜像が形成される。次いで、現像器１２３ａからイエロートナーが供給されて静電潜像がイエロートナー像として現像される。他の画像形成部でも同様に、それぞれマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が形成される。したがって、本実施形態の場合、一次帯電器１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、露光装置１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、現像器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃが、それぞれの画像形成部の第１トナー像形成手段に相当する。また、一次帯電器１２２ｄ、露光装置１１１ｄ、現像器１２３ｄが、それぞれ第２トナー像形成手段に相当する。
【００１７】
イエロートナー像は感光ドラム１０１ａの回転に伴って、感光ドラム１０１ａと中間転写ベルト１８１とが当接する一次転写部Ｔ１ａに搬送される。そして、一次転写部Ｔ１ａで、第１転写手段である転写ローラ１２４ａから一次転写バイアスが印加され、イエロートナー像が中間転写ベルト１８１へ転写される。
【００１８】
イエロートナー像を担持した中間転写ベルト１８１が次の画像形成部Ｐｂに搬送されると、このときまでに画像形成部Ｐｂで感光ドラム１０１ｂ上に形成されたマゼンタトナー像が、一次転写部Ｔ１ｂでイエロートナー像上へ転写される。同様に中間転写ベルト１８１が矢印Ｘ方向に沿って画像形成部Ｐｃ、Ｐｄに進行するにつれて、それぞれの一次転写部Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄで、シアントナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写される。ここで、転写ローラ１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃが第１転写手段、転写ローラ１２４ｄが第２転写手段に相当する。
【００１９】
その後、このときまでに、給紙カセット１６０から送り出された記録材Ｐが二次転写部Ｔ２に達する。二次転写部Ｔ２には、バックアップローラ１２９と中間転写ベルト１８１を介して対向する二次転写手段である二次転写ローラ１４０が配置されている。そして、二次転写ローラ１４０に印加される二次転写バイアスによって、上述の４色のトナー像は記録材Ｐ上に転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは定着部２１１に搬送される。定着部２１１では熱と圧力によってトナー像を記録材Ｐ上に固着させる。
【００２０】
各一次転写部で転写しきれなかった感光ドラム上の転写残トナーは、それぞれクリーニング装置１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄによってクリーニングされる。また、二次転写部で転写しきれなかった中間転写ベルト１８１上の転写残トナーは、クリーニング装置１１６によってかきとられる。そして、各感光ドラム及び中間転写ベルト１８１が、それぞれ次の画像形成に供される。
【００２１】
次に各部の構成について説明する。なお、各部の基本的な構成は同じであるため、画像形成部Ｐａを例に順次説明する。像担持体としての感光ドラム１０１ａ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１０１ａは、そ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、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、図の反時計回り方向に回転駆動される。
【００２２】
一次帯電器１２２ａは、ローラ状に形成された導電性ローラである。このローラを感光ドラム１０１ａ表面に当接させるとともに、不図示の電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１０１ａ表面を一様に負極性に帯電させる。
【００２３】
露光装置１１１ａは、レーザスキャナで、不図示の駆動回路により画像信号に応じて点灯制御され、帯電された感光ドラム１０１ａ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。
【００２４】
現像器１２３ａは、それぞれ負帯電特性のイエローのトナーを収納した不図示のトナー収納部を有する。また、感光ドラム１０１ａ表面に隣接し、不図示の駆動部により回転駆動されると共に、図示しない現像バイアス電源により現像バイアス電圧を印加することにより現像を行う現像ローラ等を有する。なお、各現像器のトナー収納部には、記録材の搬送方向上流側から順にトナー収納部にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーが収納されている。また、このトナーにはトナーの離型性を上げるためのシリカ等の外添剤が添加されている。
【００２５】
後述する中間転写ベルト１８１の内側には、４個の感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄの近傍に中間転写ベルト１８１に当接する一次転写手段である、転写ローラ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄがそれぞれ並設されている。即ち、転写ローラ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄは、それぞれ、感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄと中間転写ベルト１８１を挟んで反対側に配置されている。これら転写ローラは不図示の転写バイアス用電源に接続されており、転写ローラから正極性の電圧が印加される。そして、この電界により、感光ドラム１０１に接触中の中間転写ベルト１８１に、感光ドラム１０１上の負極性の各色トナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。
【００２６】
中間転写ベルト１８１は、本実施形態では、樹脂で形成されているものを用いた。この樹脂材料としては、次のような材料が挙げられる。即ち、ポリカーボネート，フッ素系樹脂（ＥＴＦＥ，ＰＶＤＦ）、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体。スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体。スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体。スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）。スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）。メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂。スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン。ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂。変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、変性ポリカーボネート等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【００２７】
上記樹脂には、抵抗値調節用導電剤が添加される。この抵抗値調節用導電剤は特に制限はないが、例えば、次のようものが挙げられる。即ち、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫，酸化チタン，酸化アンチモン，酸化インジウム，チタン酸カリウム，酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物（ＡＴＯ）。酸化インジウム−酸化錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物。導電性金属酸化物は、硫酸バリウム，ケイ酸マグネシウム，炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。上記導電剤に限定されるものではない。
【００２８】
一次転写部で中間転写ベルト１８１に担持されたカラー画像は、中間転写ベルト１８１に当接する二次転写ローラ１４０で記録材Ｐにさらに転写される。二次転写ローラ１４０は、不図示の転写バイアス用電源に接続されており、二次転写ローラから正極性の電圧が印加される。そして、この電界により、中間転写ベルト１８１に接触中の記録材Ｐに、中間転写ベルト１８１上の負極性のトナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。この転写電界の決定は、例えば、特開平２−１２３３８５号公報に開示されているようなＡＴＶＣ（Active Transfer voltage Control）制御によって決定される。
【００２９】
また、二次転写ローラ１４０は、中間転写ベルト１８１表面に当接する作動状態と、中間転写ベルト１８１から離間された非作動状態とを選択的に切替え可能に構成されている。本実施形態においては、切替え手段として、中間転写ベルト１８１に対して選択的に当接及び離間させる接離機構であるソレノイドを使用している（不図示）。
【００３０】
次に、二次転写後に中間転写ベルト１８１上に残留する転写残トナーのクリーニング装置１１６について詳細を述べる。中間転写ベルトのクリーニング装置１１６は、ブレード状のクリーニング部材であるベルトクリーニングブレード１１６ａを備えている。このベルトクリーニングブレード１１６ａは、ゴム硬度７７°(ＪＩＳ Ａ)、反発弾性率４５％（２３℃）、板厚２ｍｍ、自由長８ｍｍで構成され、例えばポリウレタンゴムなどの弾性材料を用いることができる。
【００３１】
中間転写ベルト１８１に当接する方向を正とした場合、当接設定角度は０°以上２５°以下に構成されている。本実施形態では、揺動角度０°、当接設定角度２５°、中間転写ベルト１８１に対しての総圧７．８４Ｎで構成されている。
【００３２】
また、ベルトクリーニングブレード１１６ａの中間転写ベルト１８１に当接する先端角部分には、予め潤滑剤を塗布している。この潤滑剤としては、球形を有する平均粒径３μｍ、円形度０．９３のシリコーン樹脂粒子と、不定形、具体的には鱗片形状を有する平均粒径２μｍのフッ化黒鉛と、を所定の割合で混合したものを用いた。なお、シリコーン樹脂粒子としては、例えば、商品名トスパール（東芝シリコーン社製）のものを、フッ化黒鉛としては、例えば、商品名セフボン（セントラル硝子社製）のものを、それぞれ用いる。これは初期動作時に、ベルトとブレードの間の滑り性をよくし、めくれを発生させないためである。なお、ベルトクリーニングブレード１１６ａのエッジ先端からの塗布幅としては、概ね１ｍｍとした。
【００３３】
クリーニング装置１１６は、ベルトクリーニングブレード１１６ａによって除去された残留トナーや紙粉等の付着物を収容する収容部１１６ｂを備えている。収容部１１６ｂの内部では、ベルトクリーニングブレード１１６ａによって除去された残留トナーや紙粉等の付着物を回動スクリューにより、クリーニング装置１１６の外部へと搬送する。
【００３４】
［一次転写部］
次に、各画像形成部の一次転写部の構成について、図２を用いて説明する。黒色の画像形成部（ブラックステーション）Ｐｄの一次転写部の構成を、図２（ａ）に示す。本実施形態の場合、画像形成部Ｐｄの感光ドラム１０１ｄの直径は、他の画像形成部Ｐａ〜Ｐｃの感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃよりも大きくしている。これにより、使用頻度の高い黒色の画像形成部Ｐｄの寿命を他の画像形成部と同様にしている。
【００３５】
このような黒色の画像形成部Ｐｄの一次転写部Ｔ１ｄでは、第２転写手段である転写ローラ１２４ｄが、導電性の剛体により形成されている。本実施形態では、転写ローラ１２４ｄは、材質がＳＵＭあるいはＳＵＳなどの金属製のローラで構成されている。なお、剛体の第２転写手段としては、表面が金属面である金属ローラ以外に、例えば、金属ローラの表面に薄いゴム層を設けたもので、ほぼ剛体として扱えるものも含む。また、樹脂製のブレードにより構成されるものも含む。
【００３６】
図２（ａ）に示す様に、転写ローラ１２４ｄは、第２像担持体である感光ドラム１０１ｄと中間転写ベルト１８１を挟んで反対側で、且つ、感光ドラム１０１ｄと当接する中間転写ベルト１８１の領域よりも走行方向下流に配置されている。具体的には、感光ドラム１０１ｄの半径をＲ、転写ローラ１２４ｄの半径をｒ、感光ドラム１０１ｄと転写ローラ１２４ｄとの中心間距離をｄとする。このとき、転写ローラ１２４ｄは、ｄ＞Ｒ＋ｒとなるように、感光ドラム１０１ｄに対して中間転写ベルト１８１の走行方向下流にずらして配置されている。そして、転写ローラ１２４ｄは、例えば、８．８２Ｎのバネ荷重により中間転写ベルト１８１に接触している。
【００３７】
例えば、転写ローラ１２４ｄの直径８ｍｍ、感光ドラム１０１ｄの直径を８４ｍｍとした場合に、転写ローラ１２４ｄを感光ドラム１０１ｄに対して下流に５ｍｍにオフセットして配置している。この５ｍｍとなるオフセット量ｆは、感光ドラム１０１ｄの中心軸から中間転写ベルト１８１に引いた垂線と、中間転写ベルト１８１の回転方向に関する転写ローラ１２４ｄの中心軸との距離である。なお、図２は、（ａ）の構成と（ｂ）の構成との差異を明確にするために誇張して記載しているため、各部の寸法関係は、実際とは異なる。
【００３８】
一方、他の画像形成部（ステーション）の一次転写部Ｔ１では、図２（ｂ）に示す様に、転写ローラ１２４は、感光ドラム１０１に対して僅かに下流にずらして配置している。即ち、黒の画像形成部Ｐｄよりも転写ローラ１２４を感光ドラム１０１に対して下流にずらす量を小さくしている。なお、図２（ｂ）の説明では、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃで共通であるため、各画像形成部の構成であることを示す添え字を省略して説明する。
【００３９】
また、他の画像形成部の一次転写部Ｔ１の転写ローラ１２４は、スポンジローラとしている。例えば、直径が８ｍｍの芯金の周囲に外径が１６ｍｍのスポンジを配置したローラである。また、他の画像形成部の感光ドラム１０１の直径は、例えば３０ｍｍとしている。また、感光ドラム１０１に対する転写ローラ１２４のオフセット量ｆは、例えば２ｍｍである。そして、転写ローラ１２４は、例えば、１１．７６Ｎのバネ荷重により中間転写ベルト１８１を介して感光ドラム１０１に圧接されている。
【００４０】
また、本実施形態の場合、中間転写ベルト１８１の体積抵抗率ρｖは、１Ｅ＋８〜１Ｅ＋１０（Ω・ｃｍ）とすることが好ましく、例えば、１Ｅ＋１０（Ω・ｃｍ）とする。また、表面抵抗率は１Ｅ＋８〜１Ｅ＋１１（Ω／□）とすることが好ましく、例えば、３Ｅ＋１０（Ω／□）とする。
【００４１】
このように構成される本実施形態の場合、黒色の画像形成部Ｐｄの転写ローラ１２４ｄを、導電性の剛体により形成し、感光ドラム１０１ｄと当接する中間転写ベルト１８１の領域よりも下流に配置している。このため、感光ドラム１０１ｄの直径が大きくても、一次転写部Ｔ１ｄの下流で、感光ドラム１０１ｄの表面と中間転写ベルト１８１の表面との距離を確保できる。したがって、転写ローラ１２４ｄを例えば図２（ｂ）に示す位置に配置した場合よりも、一次転写部Ｔ１ｄの下流の電界強度を小さくできる。
【００４２】
電界強度を小さくできれば、一次転写部Ｔ１ｄで転写電圧を上げなくても異常放電を抑制できるため、転写電圧を低く設定できる。言い換えれば、転写電圧を小さくしても異常放電が生じにくい。転写電圧を小さくできれば、上流のトナー像、即ち、イエロー、マゼンタ、シアンの少なくとも何れかのトナー像が、ブラックの一次転写部Ｔ１ｄを通過しても、このトナー像のトナーの帯電量分布が広がることを抑えられる。この結果、中間転写ベルト１８１から記録材Ｐにトナー像が転写される二次転写部Ｔ２での転写抜けも抑制できる。
【００４３】
［実験］
次に、このような本実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。実験では、図１、２に示した本実施形態の構成を実施例、黒色の画像形成部Ｐｄの転写ローラの構成及び配置を他の画像形成と同じとした構成を比較例とした。
【００４４】
また、それぞれの実験条件は、動作時の温湿度環境は３０度、８０％ＲＨであり、中間転写ベルト１８１等の移動速度であるプロセススピードは３２１ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００４５】
また、実施例の黒色の画像形成部Ｐｄの転写ローラ１２４ｄの直径８ｍｍ、感光ドラム１０１ｄの直径を８４ｍｍとし、転写ローラ１２４ｄの感光ドラム１０１ｄに対するオフセット量ｆを５ｍｍとした。また、転写ローラ１２４ｄに付勢するバネ荷重は、８．８２Ｎとした。
【００４６】
また、実施例の他の画像形成部及び比較例の全部の画像形成部の転写ローラ１２４は、直径が８ｍｍの芯金の周囲に外径が１６ｍｍのスポンジを配置したローラとし、感光ドラム１０１の直径は、３０ｍｍとした。また、感光ドラム１０１に対する転写ローラ１２４のオフセット量ｆを２ｍｍとした。また、転写ローラ１２４に付勢するバネ荷重は、１１．７６Ｎとした。
【００４７】
また、実施例も比較例も、中間転写ベルト１８１の体積抵抗率ρｖは１Ｅ＋１０（Ω・ｃｍ）とし、表面抵抗率は３Ｅ＋１０（Ω／□）とした。
【００４８】
また、実施例も比較例も、各色の一次転写部に印加する一次転写設定電流はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に３０μＡ、３０μＡ、３０μＡ、２０〜５０μＡとした。ここでの設定電流とは、ＡＴＶＣ動作により決定される。つまり、ＡＴＶＣ動作時に感光ドラム１０１の暗部電位部に対して、転写ローラ１２４に転写高圧を印加し、設定電流となる定電圧を印加した状態である。また、黒色の一次転写部での設定電流（一次転写電流）は、２０、３０、４０、５０、６０μＡを順次印加した。
【００４９】
このような実験条件のもとで、黒色の一次転写部での設定電流を上述のように変更して、それぞれ異常放電による画像不良の有無、二次転写部での２次色の転写抜けの有無を目視で調べた。この結果を図３に示す。なお、図３の丸印は、画像不良或いは転写抜けが殆どなかった場合を、三角印は、画像不良或いは転写抜けが多少生じるが許容できる場合を、バツ印は、画像不良或いは転写抜けが生じて許容できない場合を、それぞれ示している。
【００５０】
図３から明らかなように、比較例の場合、黒色の一次転写部での設定電流が４０μＡ以下で、異常放電による画像不良が発生した。これに対して実施例の場合、黒色の一次転写部での設定電流が４０μＡ以下でも異常放電による画像不良が発生しなかった。なお、黒色の一次転写部での設定電流が５０、６０μＡの場合には、何れの場合も異常放電による画像不良が発生しなかった。
【００５１】
一方、二次転写部での転写抜けについては、比較例も実施例も同じ結果で、黒色の一次転写部での設定電流が３０μＡ以下の場合に、それぞれ発生しなかった。
【００５２】
以上より、本実施形態の構成によれば、黒色の一次転写部での設定電流が４０μＡ以下でも異常放電による画像不良が発生しなかったため、一次転写部での電流を４０μＡ以下に設定できる。したがって、二次転写部での転写抜けが生じない３０μＡ以下に設定可能である。なお、黒色の一次転写部での設定電流が４０μＡでも二次転写部での転写抜けを許容できるため、この設定電流を４０μＡ以下に設定することもできる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の像担持体、また他種の画像形成装置にも適用できる。また、これまで説明した実施形態において、説明に使用した数値等は一例を示すものであり、本発明はそれらに限定するものではない。更に、上述の実施形態では、他の画像形成部では一次転写部の転写ローラとしてスポンジローラを使用した構造について説明したが、他の画像形成部についても黒色の画像形成部と同様に剛体のローラを使用して、同様に配置するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ・・・感光ドラム（第１像担持体）、１０１ｄ・・・感光ドラム（第２像担持体）、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ・・・露光装置、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ・・・一次帯電器、１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ・・・現像器、１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ・・・転写ローラ（第１転写手段）、１２４ｄ・・・転写ローラ（第２転写手段）、１４０・・・二次転写ローラ（二次転写手段）、１８１・・・中間転写ベルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、複数の像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトを介して記録材に転写する構成で、中間転写ベルトの走行方向下流の像担持体の直径が大きい構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置では、いつもカラー画像を出力するものではなく、文字などの黒のみの画像を出力することが多かった。このため、黒画像を形成するブラックステーション（黒色の画像形成部）の像担持体である感光ドラムなどが他色のステーションよりも早く消耗してしまう。そして、ブラックステーションのメンテナンス頻度のみが多くなり、延いては画像形成装置全体として、メンテナンス頻度が増大する。
【０００３】
このように使用頻度の高い黒画像を形成するブラックステーションの長寿命を求めるニーズから、ブラックステーションに他の色より直径の大きい感光ドラムが用いた構造が知られている（特許文献１参照）。この構成によれば、ブラックステーションの感光ドラムの周長を他のステーションの感光ドラムの周長よりも長くできる。そして、ブラックステーションの感光ドラムの画像形成に使用できる範囲が他のステーションの感光ドラムよりも広くなり、使用頻度が高くてもブラックステーションの感光ドラムの寿命を他のステーションの感光ドラムと同様にできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１５８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように感光ドラムとして直径の大きいものを使用した場合、特に高温高湿環境において異常放電による画像不良が生じ易い。即ち、通常、感光ドラムから中間転写ベルトにトナー像を転写する一次転写手段としての転写ローラは、感光ドラムに対して中間転写ベルトの走行方向下流に僅かにシフトした位置に配置される。また、感光ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部では、感光ドラムの直径が大きいと、一次転写部の走行方向下流の近傍で感光ドラム表面と中間転写ベルト表面との距離が近くなる。このため、転写ローラに転写バイアスを印加した際に、一次転写部下流の電界強度が高くなり、沿面放電を伴う火花放電（異常放電）が生じ易くなる。また、このような異常放電は、高温高湿環境でより生じ易くなる。そして、異常放電が生じた場合には、すじ状の画像不良が生じてしまう。
【０００６】
そこで、このような異常放電を抑制するために一次転写部での転写電圧を上げることが考えられる。転写電圧を上げれば、一次転写部で沿面放電が生じにくくなり、異常放電が生じにくくなる。但し、転写電圧を上げると、上流で中間転写ベルトに転写されたトナー像の帯電量の分布が変化してしまう。即ち、図４（ａ）に示すような帯電量の分布を示すトナー像が、下流で転写電圧の高い一次転写部を通過することにより、図４（ｂ）に示す様にその分布が広がってしまう。この結果、帯電量がゼロ近傍のトナーが増加してしまう。そして、中間転写ベルトから記録材に転写する二次転写部で、トナーのクーロン力による記録材への引力が低下して二次転写部での転写効率が低下し、画像抜けなどの画像不良が生じてしまう。特に２次色の二次転写効率が低下し、品質の良くない紙の凹部に対する画像抜けが顕著になる可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、下流に直径の大きい像担持体を有する構成で、画像不良が生じにくい構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、走行する中間転写ベルトと、円筒状の第１像担持体と、前記第１像担持体にトナー像を形成する第１トナー像形成手段と、転写バイアスを印加することにより、前記第１像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第１転写手段と、前記中間転写ベルトの走行方向に関して前記第１像担持体の下流に配置され、直径が前記第１像担持体よりも大きい円筒状の第２像担持体と、前記第２像担持体にトナー像を形成する第２トナー像形成手段と、転写バイアスを印加することにより、前記第２像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第２転写手段と、二次転写バイアスを印加することにより、前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写する二次転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記第２転写手段は、導電性の剛体により形成され、前記第２像担持体と前記中間転写ベルトを挟んで反対側で、且つ、前記第２像担持体と当接する前記中間転写ベルトの領域よりも前記走行方向下流に配置されている、ことを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第２転写手段を、導電性の剛体により形成し第２像担持体と当接する中間転写ベルトの領域よりも下流に配置しているため、第２像担持体から中間転写ベルトにトナー像が転写される一次転写部の下流の電界強度を小さくできる。この結果、一次転写部で転写電圧を上げなくても異常放電を抑制できるため、転写電圧を低く設定でき、中間転写ベルトから記録材にトナー像が転写される二次転写部での転写抜けも抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】（ａ）はブラックステーションの一次転写部の構成を、（ｂ）は他のステーションの一次転写部の構成を、それぞれ簡略化して示す模式図。
【図３】本実施形態の効果を確認するために行った実験の結果を示す図。
【図４】（ａ）は上流のトナー像のトナー帯電量の分布を、（ｂ）は上流のトナー像が転写電圧が高い一次転写部を通過した後のトナー帯電量の分布を、それぞれ示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について、図１ないし図３を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１２】
［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置は、図１に示すように４つの感光体からなる像担持体を、ベルト状中間転写体、即ち、無端状の中間転写ベルト１８１に沿って並べて配置した、中間転写タンデム方式である。中間転写ベルト１８１は、支持体として駆動ローラ１２５、テンションローラ１２６、及びバックアップローラ１２９に巻回されている。中間転写ベルト１８１の駆動ローラ１２５とテンションローラ１２６とにより張架された部分に中間転写ベルト１８１の走行方向に沿って、４個の画像形成部（画像形成ステーション）Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが直列状に配設されている。本実施形態では、走行方向最下流の画像形成部Ｐｄの電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１０１ｄの直径を、他の色の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの直径より大きくしている。
【００１３】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃは、回転可能に配置された円筒状の第１像担持体である感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃをそれぞれ備えている。感光ドラム１０１ａの周囲には、一次帯電器１２２ａ、現像器１２３ａ、及びクリーニング装置１１２ａ等のプロセス機器が配置されている。他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃも同様に、それぞれ感光ドラム１０１ｂ、１０１ｃの周囲に、一次帯電器１２２ｂ、１２２ｃ、現像器１２３ｂ、１２３ｃ、クリーニング装置１１２ｂ、１１２ｃを備えている。
【００１４】
また、画像形成部Ｐｄは、回転可能に配置された円筒状の第２像担持体であり、直径が感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃよりも大きい感光ドラム１０１ｄを備えている。感光ドラム１０１ｄの周囲には、他の画像形成部と同様に、一次帯電器１２２ｄ、現像器１２３ｄ、及びクリーニング装置１１２ｄ等のプロセス機器が配置されている。また、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの図中の上側には、それぞれ露光装置１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄを配置している。
【００１５】
これら画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの感光ドラム直径以外の異なる点は、それぞれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する点である。即ち、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに配置した現像器１２３ａ〜１２３ｄにはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーが収納されている。
【００１６】
感光ドラム１０１ａは一次帯電器１２２ａによって一様に帯電され、露光装置１１１ａから原稿のイエロー成分色による画像信号がポリゴンミラー等を介して感光ドラム１０１ａ上に投射されて静電潜像が形成される。次いで、現像器１２３ａからイエロートナーが供給されて静電潜像がイエロートナー像として現像される。他の画像形成部でも同様に、それぞれマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が形成される。したがって、本実施形態の場合、一次帯電器１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、露光装置１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、現像器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃが、それぞれの画像形成部の第１トナー像形成手段に相当する。また、一次帯電器１２２ｄ、露光装置１１１ｄ、現像器１２３ｄが、それぞれ第２トナー像形成手段に相当する。
【００１７】
イエロートナー像は感光ドラム１０１ａの回転に伴って、感光ドラム１０１ａと中間転写ベルト１８１とが当接する一次転写部Ｔ１ａに搬送される。そして、一次転写部Ｔ１ａで、第１転写手段である転写ローラ１２４ａから一次転写バイアスが印加され、イエロートナー像が中間転写ベルト１８１へ転写される。
【００１８】
イエロートナー像を担持した中間転写ベルト１８１が次の画像形成部Ｐｂに搬送されると、このときまでに画像形成部Ｐｂで感光ドラム１０１ｂ上に形成されたマゼンタトナー像が、一次転写部Ｔ１ｂでイエロートナー像上へ転写される。同様に中間転写ベルト１８１が矢印Ｘ方向に沿って画像形成部Ｐｃ、Ｐｄに進行するにつれて、それぞれの一次転写部Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄで、シアントナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写される。ここで、転写ローラ１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃが第１転写手段、転写ローラ１２４ｄが第２転写手段に相当する。
【００１９】
その後、このときまでに、給紙カセット１６０から送り出された記録材Ｐが二次転写部Ｔ２に達する。二次転写部Ｔ２には、バックアップローラ１２９と中間転写ベルト１８１を介して対向する二次転写手段である二次転写ローラ１４０が配置されている。そして、二次転写ローラ１４０に印加される二次転写バイアスによって、上述の４色のトナー像は記録材Ｐ上に転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは定着部２１１に搬送される。定着部２１１では熱と圧力によってトナー像を記録材Ｐ上に固着させる。
【００２０】
各一次転写部で転写しきれなかった感光ドラム上の転写残トナーは、それぞれクリーニング装置１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄによってクリーニングされる。また、二次転写部で転写しきれなかった中間転写ベルト１８１上の転写残トナーは、クリーニング装置１１６によってかきとられる。そして、各感光ドラム及び中間転写ベルト１８１が、それぞれ次の画像形成に供される。
【００２１】
次に各部の構成について説明する。なお、各部の基本的な構成は同じであるため、画像形成部Ｐａを例に順次説明する。像担持体としての感光ドラム１０１ａ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１０１ａは、そ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、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、図の反時計回り方向に回転駆動される。
【００２２】
一次帯電器１２２ａは、ローラ状に形成された導電性ローラである。このローラを感光ドラム１０１ａ表面に当接させるとともに、不図示の電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１０１ａ表面を一様に負極性に帯電させる。
【００２３】
露光装置１１１ａは、レーザスキャナで、不図示の駆動回路により画像信号に応じて点灯制御され、帯電された感光ドラム１０１ａ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。
【００２４】
現像器１２３ａは、それぞれ負帯電特性のイエローのトナーを収納した不図示のトナー収納部を有する。また、感光ドラム１０１ａ表面に隣接し、不図示の駆動部により回転駆動されると共に、図示しない現像バイアス電源により現像バイアス電圧を印加することにより現像を行う現像ローラ等を有する。なお、各現像器のトナー収納部には、記録材の搬送方向上流側から順にトナー収納部にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーが収納されている。また、このトナーにはトナーの離型性を上げるためのシリカ等の外添剤が添加されている。
【００２５】
後述する中間転写ベルト１８１の内側には、４個の感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄの近傍に中間転写ベルト１８１に当接する一次転写手段である、転写ローラ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄがそれぞれ並設されている。即ち、転写ローラ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄは、それぞれ、感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄと中間転写ベルト１８１を挟んで反対側に配置されている。これら転写ローラは不図示の転写バイアス用電源に接続されており、転写ローラから正極性の電圧が印加される。そして、この電界により、感光ドラム１０１に接触中の中間転写ベルト１８１に、感光ドラム１０１上の負極性の各色トナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。
【００２６】
中間転写ベルト１８１は、本実施形態では、樹脂で形成されているものを用いた。この樹脂材料としては、次のような材料が挙げられる。即ち、ポリカーボネート，フッ素系樹脂（ＥＴＦＥ，ＰＶＤＦ）、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体。スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体。スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体。スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）。スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）。メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂。スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン。ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂。変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、変性ポリカーボネート等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【００２７】
上記樹脂には、抵抗値調節用導電剤が添加される。この抵抗値調節用導電剤は特に制限はないが、例えば、次のようものが挙げられる。即ち、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫，酸化チタン，酸化アンチモン，酸化インジウム，チタン酸カリウム，酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物（ＡＴＯ）。酸化インジウム−酸化錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物。導電性金属酸化物は、硫酸バリウム，ケイ酸マグネシウム，炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。上記導電剤に限定されるものではない。
【００２８】
一次転写部で中間転写ベルト１８１に担持されたカラー画像は、中間転写ベルト１８１に当接する二次転写ローラ１４０で記録材Ｐにさらに転写される。二次転写ローラ１４０は、不図示の転写バイアス用電源に接続されており、二次転写ローラから正極性の電圧が印加される。そして、この電界により、中間転写ベルト１８１に接触中の記録材Ｐに、中間転写ベルト１８１上の負極性のトナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。この転写電界の決定は、例えば、特開平２−１２３３８５号公報に開示されているようなＡＴＶＣ（Active Transfer voltage Control）制御によって決定される。
【００２９】
また、二次転写ローラ１４０は、中間転写ベルト１８１表面に当接する作動状態と、中間転写ベルト１８１から離間された非作動状態とを選択的に切替え可能に構成されている。本実施形態においては、切替え手段として、中間転写ベルト１８１に対して選択的に当接及び離間させる接離機構であるソレノイドを使用している（不図示）。
【００３０】
次に、二次転写後に中間転写ベルト１８１上に残留する転写残トナーのクリーニング装置１１６について詳細を述べる。中間転写ベルトのクリーニング装置１１６は、ブレード状のクリーニング部材であるベルトクリーニングブレード１１６ａを備えている。このベルトクリーニングブレード１１６ａは、ゴム硬度７７°(ＪＩＳ Ａ)、反発弾性率４５％（２３℃）、板厚２ｍｍ、自由長８ｍｍで構成され、例えばポリウレタンゴムなどの弾性材料を用いることができる。
【００３１】
中間転写ベルト１８１に当接する方向を正とした場合、当接設定角度は０°以上２５°以下に構成されている。本実施形態では、揺動角度０°、当接設定角度２５°、中間転写ベルト１８１に対しての総圧７．８４Ｎで構成されている。
【００３２】
また、ベルトクリーニングブレード１１６ａの中間転写ベルト１８１に当接する先端角部分には、予め潤滑剤を塗布している。この潤滑剤としては、球形を有する平均粒径３μｍ、円形度０．９３のシリコーン樹脂粒子と、不定形、具体的には鱗片形状を有する平均粒径２μｍのフッ化黒鉛と、を所定の割合で混合したものを用いた。なお、シリコーン樹脂粒子としては、例えば、商品名トスパール（東芝シリコーン社製）のものを、フッ化黒鉛としては、例えば、商品名セフボン（セントラル硝子社製）のものを、それぞれ用いる。これは初期動作時に、ベルトとブレードの間の滑り性をよくし、めくれを発生させないためである。なお、ベルトクリーニングブレード１１６ａのエッジ先端からの塗布幅としては、概ね１ｍｍとした。
【００３３】
クリーニング装置１１６は、ベルトクリーニングブレード１１６ａによって除去された残留トナーや紙粉等の付着物を収容する収容部１１６ｂを備えている。収容部１１６ｂの内部では、ベルトクリーニングブレード１１６ａによって除去された残留トナーや紙粉等の付着物を回動スクリューにより、クリーニング装置１１６の外部へと搬送する。
【００３４】
［一次転写部］
次に、各画像形成部の一次転写部の構成について、図２を用いて説明する。黒色の画像形成部（ブラックステーション）Ｐｄの一次転写部の構成を、図２（ａ）に示す。本実施形態の場合、画像形成部Ｐｄの感光ドラム１０１ｄの直径は、他の画像形成部Ｐａ〜Ｐｃの感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃよりも大きくしている。これにより、使用頻度の高い黒色の画像形成部Ｐｄの寿命を他の画像形成部と同様にしている。
【００３５】
このような黒色の画像形成部Ｐｄの一次転写部Ｔ１ｄでは、第２転写手段である転写ローラ１２４ｄが、導電性の剛体により形成されている。本実施形態では、転写ローラ１２４ｄは、材質がＳＵＭあるいはＳＵＳなどの金属製のローラで構成されている。なお、剛体の第２転写手段としては、表面が金属面である金属ローラ以外に、例えば、金属ローラの表面に薄いゴム層を設けたもので、ほぼ剛体として扱えるものも含む。また、樹脂製のブレードにより構成されるものも含む。
【００３６】
図２（ａ）に示す様に、転写ローラ１２４ｄは、第２像担持体である感光ドラム１０１ｄと中間転写ベルト１８１を挟んで反対側で、且つ、感光ドラム１０１ｄと当接する中間転写ベルト１８１の領域よりも走行方向下流に配置されている。具体的には、感光ドラム１０１ｄの半径をＲ、転写ローラ１２４ｄの半径をｒ、感光ドラム１０１ｄと転写ローラ１２４ｄとの中心間距離をｄとする。このとき、転写ローラ１２４ｄは、ｄ＞Ｒ＋ｒとなるように、感光ドラム１０１ｄに対して中間転写ベルト１８１の走行方向下流にずらして配置されている。そして、転写ローラ１２４ｄは、例えば、８．８２Ｎのバネ荷重により中間転写ベルト１８１に接触している。
【００３７】
例えば、転写ローラ１２４ｄの直径８ｍｍ、感光ドラム１０１ｄの直径を８４ｍｍとした場合に、転写ローラ１２４ｄを感光ドラム１０１ｄに対して下流に５ｍｍにオフセットして配置している。この５ｍｍとなるオフセット量ｆは、感光ドラム１０１ｄの中心軸から中間転写ベルト１８１に引いた垂線と、中間転写ベルト１８１の回転方向に関する転写ローラ１２４ｄの中心軸との距離である。なお、図２は、（ａ）の構成と（ｂ）の構成との差異を明確にするために誇張して記載しているため、各部の寸法関係は、実際とは異なる。
【００３８】
一方、他の画像形成部（ステーション）の一次転写部Ｔ１では、図２（ｂ）に示す様に、転写ローラ１２４は、感光ドラム１０１に対して僅かに下流にずらして配置している。即ち、黒の画像形成部Ｐｄよりも転写ローラ１２４を感光ドラム１０１に対して下流にずらす量を小さくしている。なお、図２（ｂ）の説明では、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃで共通であるため、各画像形成部の構成であることを示す添え字を省略して説明する。
【００３９】
また、他の画像形成部の一次転写部Ｔ１の転写ローラ１２４は、スポンジローラとしている。例えば、直径が８ｍｍの芯金の周囲に外径が１６ｍｍのスポンジを配置したローラである。また、他の画像形成部の感光ドラム１０１の直径は、例えば３０ｍｍとしている。また、感光ドラム１０１に対する転写ローラ１２４のオフセット量ｆは、例えば２ｍｍである。そして、転写ローラ１２４は、例えば、１１．７６Ｎのバネ荷重により中間転写ベルト１８１を介して感光ドラム１０１に圧接されている。
【００４０】
また、本実施形態の場合、中間転写ベルト１８１の体積抵抗率ρｖは、１Ｅ＋８〜１Ｅ＋１０（Ω・ｃｍ）とすることが好ましく、例えば、１Ｅ＋１０（Ω・ｃｍ）とする。また、表面抵抗率は１Ｅ＋８〜１Ｅ＋１１（Ω／□）とすることが好ましく、例えば、３Ｅ＋１０（Ω／□）とする。
【００４１】
このように構成される本実施形態の場合、黒色の画像形成部Ｐｄの転写ローラ１２４ｄを、導電性の剛体により形成し、感光ドラム１０１ｄと当接する中間転写ベルト１８１の領域よりも下流に配置している。このため、感光ドラム１０１ｄの直径が大きくても、一次転写部Ｔ１ｄの下流で、感光ドラム１０１ｄの表面と中間転写ベルト１８１の表面との距離を確保できる。したがって、転写ローラ１２４ｄを例えば図２（ｂ）に示す位置に配置した場合よりも、一次転写部Ｔ１ｄの下流の電界強度を小さくできる。
【００４２】
電界強度を小さくできれば、一次転写部Ｔ１ｄで転写電圧を上げなくても異常放電を抑制できるため、転写電圧を低く設定できる。言い換えれば、転写電圧を小さくしても異常放電が生じにくい。転写電圧を小さくできれば、上流のトナー像、即ち、イエロー、マゼンタ、シアンの少なくとも何れかのトナー像が、ブラックの一次転写部Ｔ１ｄを通過しても、このトナー像のトナーの帯電量分布が広がることを抑えられる。この結果、中間転写ベルト１８１から記録材Ｐにトナー像が転写される二次転写部Ｔ２での転写抜けも抑制できる。
【００４３】
［実験］
次に、このような本実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。実験では、図１、２に示した本実施形態の構成を実施例、黒色の画像形成部Ｐｄの転写ローラの構成及び配置を他の画像形成と同じとした構成を比較例とした。
【００４４】
また、それぞれの実験条件は、動作時の温湿度環境は３０度、８０％ＲＨであり、中間転写ベルト１８１等の移動速度であるプロセススピードは３２１ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００４５】
また、実施例の黒色の画像形成部Ｐｄの転写ローラ１２４ｄの直径８ｍｍ、感光ドラム１０１ｄの直径を８４ｍｍとし、転写ローラ１２４ｄの感光ドラム１０１ｄに対するオフセット量ｆを５ｍｍとした。また、転写ローラ１２４ｄに付勢するバネ荷重は、８．８２Ｎとした。
【００４６】
また、実施例の他の画像形成部及び比較例の全部の画像形成部の転写ローラ１２４は、直径が８ｍｍの芯金の周囲に外径が１６ｍｍのスポンジを配置したローラとし、感光ドラム１０１の直径は、３０ｍｍとした。また、感光ドラム１０１に対する転写ローラ１２４のオフセット量ｆを２ｍｍとした。また、転写ローラ１２４に付勢するバネ荷重は、１１．７６Ｎとした。
【００４７】
また、実施例も比較例も、中間転写ベルト１８１の体積抵抗率ρｖは１Ｅ＋１０（Ω・ｃｍ）とし、表面抵抗率は３Ｅ＋１０（Ω／□）とした。
【００４８】
また、実施例も比較例も、各色の一次転写部に印加する一次転写設定電流はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に３０μＡ、３０μＡ、３０μＡ、２０〜５０μＡとした。ここでの設定電流とは、ＡＴＶＣ動作により決定される。つまり、ＡＴＶＣ動作時に感光ドラム１０１の暗部電位部に対して、転写ローラ１２４に転写高圧を印加し、設定電流となる定電圧を印加した状態である。また、黒色の一次転写部での設定電流（一次転写電流）は、２０、３０、４０、５０、６０μＡを順次印加した。
【００４９】
このような実験条件のもとで、黒色の一次転写部での設定電流を上述のように変更して、それぞれ異常放電による画像不良の有無、二次転写部での２次色の転写抜けの有無を目視で調べた。この結果を図３に示す。なお、図３の丸印は、画像不良或いは転写抜けが殆どなかった場合を、三角印は、画像不良或いは転写抜けが多少生じるが許容できる場合を、バツ印は、画像不良或いは転写抜けが生じて許容できない場合を、それぞれ示している。
【００５０】
図３から明らかなように、比較例の場合、黒色の一次転写部での設定電流が４０μＡ以下で、異常放電による画像不良が発生した。これに対して実施例の場合、黒色の一次転写部での設定電流が４０μＡ以下でも異常放電による画像不良が発生しなかった。なお、黒色の一次転写部での設定電流が５０、６０μＡの場合には、何れの場合も異常放電による画像不良が発生しなかった。
【００５１】
一方、二次転写部での転写抜けについては、比較例も実施例も同じ結果で、黒色の一次転写部での設定電流が３０μＡ以下の場合に、それぞれ発生しなかった。
【００５２】
以上より、本実施形態の構成によれば、黒色の一次転写部での設定電流が４０μＡ以下でも異常放電による画像不良が発生しなかったため、一次転写部での電流を４０μＡ以下に設定できる。したがって、二次転写部での転写抜けが生じない３０μＡ以下に設定可能である。なお、黒色の一次転写部での設定電流が４０μＡでも二次転写部での転写抜けを許容できるため、この設定電流を４０μＡ以下に設定することもできる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の像担持体、また他種の画像形成装置にも適用できる。また、これまで説明した実施形態において、説明に使用した数値等は一例を示すものであり、本発明はそれらに限定するものではない。更に、上述の実施形態では、他の画像形成部では一次転写部の転写ローラとしてスポンジローラを使用した構造について説明したが、他の画像形成部についても黒色の画像形成部と同様に剛体のローラを使用して、同様に配置するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ・・・感光ドラム（第１像担持体）、１０１ｄ・・・感光ドラム（第２像担持体）、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ・・・露光装置、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ・・・一次帯電器、１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ・・・現像器、１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ・・・転写ローラ（第１転写手段）、１２４ｄ・・・転写ローラ（第２転写手段）、１４０・・・二次転写ローラ（二次転写手段）、１８１・・・中間転写ベルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する中間転写ベルトと、
円筒状の第１像担持体と、
前記第１像担持体にトナー像を形成する第１トナー像形成手段と、
転写バイアスを印加することにより、前記第１像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第１転写手段と、
前記中間転写ベルトの走行方向に関して前記第１像担持体の下流に配置され、直径が前記第１像担持体よりも大きい円筒状の第２像担持体と、
前記第２像担持体にトナー像を形成する第２トナー像形成手段と、
転写バイアスを印加することにより、前記第２像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第２転写手段と、
二次転写バイアスを印加することにより、前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写する二次転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記第２転写手段は、導電性の剛体により形成され、前記第２像担持体と前記中間転写ベルトを挟んで反対側で、且つ、前記第２像担持体と当接する前記中間転写ベルトの領域よりも前記走行方向下流に配置されている、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２転写手段は、金属製のローラにより構成され、前記第２像担持体の半径をＲ、前記ローラの半径をｒ、前記第２像担持体と前記ローラとの中心間距離をｄとしたとき、ｄ＞Ｒ＋ｒとなるように、前記第２像担持体に対して前記中間転写ベルトの走行方向下流にずらして配置されている、
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１】
走行する中間転写ベルトと、
円筒状の第１像担持体と、
前記第１像担持体にトナー像を形成する第１トナー像形成手段と、
転写バイアスを印加することにより、前記第１像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第１転写手段と、
前記中間転写ベルトの走行方向に関して前記第１像担持体の下流に配置され、直径が前記第１像担持体よりも大きい円筒状の第２像担持体と、
前記第２像担持体にトナー像を形成する第２トナー像形成手段と、
転写バイアスを印加することにより、前記第２像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第２転写手段と、
二次転写バイアスを印加することにより、前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写する二次転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記第２転写手段は、導電性の剛体により形成され、前記第２像担持体と前記中間転写ベルトを挟んで反対側で、且つ、前記第２像担持体と当接する前記中間転写ベルトの領域よりも前記走行方向下流に配置されている、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２転写手段は、金属製のローラにより構成され、前記第２像担持体の半径をＲ、前記ローラの半径をｒ、前記第２像担持体と前記ローラとの中心間距離をｄとしたとき、ｄ＞Ｒ＋ｒとなるように、前記第２像担持体に対して前記中間転写ベルトの走行方向下流にずらして配置されている、
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−９７１９６（Ｐ２０１３−９７１９６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０４７３（Ｐ２０１１−２４０４７３）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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