JP4701900B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタや複写機、ファクシミリ等に用いられる画像形成装置に関する。

近時、プリンタや複写機、ファクシミリ等に用いられる画像形成装置として、カラー画像を高速且つ高画質に形成することのできるフルカラーのタンデム機が普及している。
タンデム機は、例えば、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニットが並列に配置され、これら画像形成ユニットの感光体ドラムに、中間転写体である中間転写ベルトが順次接触する経路で周回するように構成されている。そして、周回する中間転写ベルト上に、各画像形成ユニットによってイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を順次形成して、一旦、多重に一次転写した後、この中間転写ベルトから記録紙上に一括して二次転写し、さらにこの記録紙上のトナー像を定着することによって、フルカラーの画像を形成する。

ところで、フルカラーの画像を形成可能な画像形成装置では、一般に、全ての色の画像形成ユニットを機能させるフルカラーモードと、一つの（通常黒の）画像形成ユニットのみを機能させる単色（モノクロ）モードとを選択し得るようになっている。さらに、最近では多数の画像形成ユニットのうちの特定の複数の画像形成ユニットのみを機能させる減色モードを備えるものも提案されている。

このようなフルカラーモードと、単色モードまたは減色モード（以下両者を含めて減色モードと称する）とを切り換え可能なタンデム機では、減色モードの画像形成時に機能させない画像形成ユニットの感光体ドラムに中間転写ベルトが接触し続けると、以下のような不具合が生ずる。すなわち、その感光体ドラム表面が中間転写ベルトとの接触によって磨耗する。また、感光体ドラムのクリーニングをブレードによって行うものでは、減色モードにて連続して画像形成を行う場合、ブレードを潤滑してめくれを防ぐために画像形成とは無関係な感光体ドラム上にトナーバンドを形成する必要があり、これが現像剤を消耗させる。
そこで、減色モード時には、機能させない画像形成ユニットの感光体ドラムから中間転写ベルトを離間させる構成が採用されている。（例えば、特許文献１および２参照。）

図１２は、そのような画像形成装置の概念図を示す。この画像形成装置は、各色の画像形成ユニット１０′（１０Ｙ′、１０Ｍ′、１０Ｃ′、１０Ｋ′）が並列に配設され、減色モード（この例は黒の単色モード）時に用いられる画像形成ユニット（黒色の画像形成ユニット１０Ｋ′）は一方の端に位置している。そして、中間転写ベルト２０′はこれら画像形成ユニット１０′を廻る経路で配設されている。
また、画像形成ユニット１０′の感光体ドラム１１′と中間転写ベルト２０′を挟んで対峙する位置にはそれぞれ転写ロール３０′が配置されている。さらに、マゼンタの画像形成ユニット１０Ｍ′とシアンの画像形成ユニット１０Ｃ′との間の中間転写ベルト２０′の裏面側にはリトラクトロール２２′が配設されている。
中間転写ベルト２０′の下側の周回経路には、バックアップロール４２′と二次転写ロール４１′が中間転写ベルト２０′を挟んで設けられて二次転写装置４０′を構成している。

中間転写ベルト２０′は、カラーモードの際の経路（フルカラーポジションＣＰ）と、単色モードの際の経路（モノクロポジションＫＰ）とに、その周回経路を変位させることができるようになっている。フルカラーポジションＣＰは、中間転写ベルト２０′が、図中実線で示すように全ての画像形成ユニット１０′の感光体ドラム１１′に接触する。一方、モノクロポジションＫＰは、中間転写ベルト２０′が、図中二点鎖線で示すように黒色を除く他の色の画像形成ユニット１０Ｙ′、１０Ｍ′、１０Ｃ′の感光体ドラム１１′から離間する。

フルカラーポジションＣＰとモノクロポジションＫＰとの変更は、リトラクトロール２２′の上下移動と、黒色の画像形成ユニット１０Ｋ′を除く他の色の画像形成ユニット１０Ｙ′、１０Ｍ′、１０Ｃ′と対応する転写ロール３０Ｙ′、３０Ｍ′、３０Ｃ′の上下移動とによって行われる。
すなわち、リトラクトロール２２′は、カラーモードでは中間転写ベルト２０′の上側の経路を感光体ドラム１１′側に押し上げる作用位置とされ、モノクロモードでは下側に離間した退避位置とされる。また、転写ロール３０Ｙ′、３０Ｍ′、３０Ｃ′は、カラーモードでは中間転写ベルト２０′を感光体ドラム１１′に押圧する作用位置とされ、モノクロモードでは感光体ドラム１１′から離間する退避位置（図中二点鎖線で示す）とされる。これらリトラクトロール２２′と転写ロール３０Ｙ′、３０Ｍ′、３０Ｃ′との移動は同期して行われる。
そして、周回駆動される中間転写ベルト２０′の上面に、各画像形成ユニット１０′によってイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を順次形成して、多重に一次転写する。その後、記録紙搬送系のレジロール９０′によって同期して搬送される記録紙Ｐ′に、中間転写ベルト２０′から二次転写装置４０′において一括して二次転写し、さらにこの記録紙Ｐ′上のトナー像を定着装置で定着するものである。

特開２００１−２４２６８０号公報 特開２００３−３３７４５４号公報

ところで、上記従来構成のごとく、フルカラーモードと減色モードとで中間転写ベルトのポジションが切り換えられるカラータンデム機では、減色モードの際に中間転写ベルトの拘束力が弱まり、画像形成不良を生ずるという問題がある。
すなわち、中間転写ベルトは、フルカラーモードの際には複数の画像形成ユニットの各感光体ドラムと転写ロールの間に挟まれ、多くの部位（点）で拘束されて安定して周回移動する。一方、減色モードの際には、その拘束点が減少する。たとえば単色モード時には黒色の画像形成ユニットと転写ロールの間の一点のみとなる。このため、中間転写ベルトにその周回速度の変動や、振動（移動方向と直交する方向の揺れ）が生じ易くなる。その結果、記録紙のロール部材への咬み込み等の際の衝撃によって容易に速度変動や振動を生じ、その際に黒色の画像形成ユニットの感光体ドラムから中間転写ベルトに画像を転写していれば、その部位の画像に乱れを生ずる。

たとえば、黒色の画像形成ユニットから二次転写装置に至る中間転写ベルトの長さが記録紙の長さより短い場合には、記録紙の先端が二次転写装置に突入する際の衝撃で、その時点において黒色の画像形成ユニットの感光体ドラムから中間転写ベルトに転写する画像が乱れる。その結果、記録紙の対応する位置に筋状の画像不良（いわゆるバンディング）が生ずる。また、連続して画像形成する場合には、前の記録紙の後端が二次転写装置から排出される際や、レジロールから前の記録紙の後端が外れる際の画像の乱れが、次の記録紙上に筋状の画像不良となって表れる。

なお、このような問題は、中間転写体としての中間転写ベルトを備えるものに限るものではなく、記録紙を搬送する搬送ベルトを備えるものでも同様である。その場合、搬送ベルトへの記録紙の吸着または記録紙搬送ベルトからの記録紙の剥離の際の衝撃によって画像乱れを生ずる。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、フルカラーモードから減色モードに切り替えた際等に、中間転写部材等の被転写部材の拘束力が低下することに起因して生ずる画像不良を抑制することのできる画像形成装置を提供することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、それぞれトナー像を担持する複数の像担持体と、複数の像担持体に接触して回動する被転写部材と、を備え、複数の像担持体によって画像形成する第一の画像モードと、被転写部材が複数の像担持体のうちの一部から離間する第二の画像モードとを有し、第二の画像モードでは、被転写部材が接触する像担持体から被転写部材への転写条件が、第一の画像モードの転写条件とは異なるように構成されていることを特徴とする。
転写条件は、たとえば、被転写部材と像担持体との速度差である。

また、それぞれトナー像を担持する複数の像担持体と、各像担持体に接触して回動する被転写部材と、被転写部材を挟んで各像担持体にそれぞれ対峙して設けられ、転写電流が供給されて、当該各々の像担持体に担持されたトナー像を被転写部材に直接または当該被転写部材によって搬送される用紙に対して転写する転写部材と、を備え、複数の像担持体によって画像形成する第一の画像モードと、被転写部材が複数の像担持体のうちの一部から離間する第二の画像モードとを有し、第二の画像モードでは、転写部材の転写条件が第一の画像モードの転写条件とは異なるように構成されていることを特徴とする。
ここで、転写条件は、たとえば、転写部材が被転写部材を像担持体に圧接させる押圧力である。また、たとえば、転写部材の、像担持体に対する被転写部材の移動方向における変位量である。

さらに、それぞれトナー像を担持する複数の像担持体と、各像担持体に接触して回動する被転写部材と、被転写部材を挟んで各像担持体にそれぞれ対峙して設けられ、転写電流が供給されて、当該各々の像担持体に担持されたトナー像を被転写部材に直接または当該被転写部材によって搬送される用紙に対して転写する転写部材と、を備え、複数の像担持体によって画像形成する第一の画像モードと、被転写部材が複数の像担持体のうちの一部から離間する第二の画像モードとを有し、第二の画像モードで転写を行う転写部材は、対応する像担持体に対する位置が固定されて、設定された所定のニップ量が不変に構成されていることを特徴とする。

さらにまた、それぞれトナー像を担持する複数の像担持体と、複数の像担持体に接触して回動する被転写部材と、を備え、被転写部材が複数の像担持体のうちの一部から離間する画像モードを有し、当該画像モードの際に被転写部材の移動不具合を抑制する抑制手段を備えていることを特徴とする。
ここで、抑制手段は、たとえば、被転写部材の裏面側に設けられた内周側ロール部材と、被転写部材を介して内周側ロール部材に対峙し、被転写部材に対して接離移動可能な押さえロール部材と、から成るロール対であって、画像モードの際に画像形成を行う像担持体より被転写部材の移動方向上流側に設けられ、画像モードでは、押さえロール部材が内周側ロール部材との間に被転写部材を挟むように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、フルカラーモードから減色モードへの切り替え等によって、中間転写部材等の被転写部材の拘束点が減少して拘束力が低下しても、被転写部材の速度変動や振動を抑制することができる。これにより、被転写部材の速度変動や振動に起因する画像不良を抑制することができる。

以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施の形態が適用された画像形成装置の概略構成図である。図に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラー画像形成装置である。例えば、電子写真方式にて各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１０(１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)と、各画像形成ユニット１０を廻る経路で周回するように設けられた被転写部材としての中間転写ベルト２０とを備えている。また、各画像形成ユニット１０にそれぞれ対応して設けられた転写部材としての一次転写ロール３０(３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ)と、中間転写ベルト２０上のトナー像を記録紙Ｐ上に転写する二次転写装置４０と、記録紙Ｐ上にトナー像を定着する定着装置（図示しない）とを備えている。さらに、二次転写装置４０で記録紙Ｐ上にトナー像を転写した後の中間転写ベルト２０の表面に残存するトナーをブレード７１によって除去するクリーニング装置７０と、この画像形成装置１の全ての動作を統括制御する制御部５０とを備えている。

そして、中間転写ベルト２０を図中反時計回りに周回動させて、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分のトナー像を、それぞれの一次転写ロール３０の作用で中間転写ベルト２０上に順次転写(一次転写)し、この中間転写ベルト２０上に保持された重ね画像を二次転写装置４０で用紙Ｐに一括転写(二次転写)する。その後、この二次転写された画像を定着装置で記録紙Ｐ上に定着させるものである。記録紙Ｐ上にトナー像を転写した後の中間転写ベルト２０は、クリーニング装置７０によってその表面に残存するトナーが除去される。これらの動作は、全て制御部５０によって制御される。
なお、本実施の形態では、各色成分のトナー像の形成に際し、負極性に帯電するトナーが使用される。また、中間転写ベルト２０の周速は、感光体ドラム１１の回転周速に対してよりわずかに速く（たとえば＋０．３％）に設定されている。
以下の説明においては、中間転写ベルト２０の移動方向上流側（図中右側）を前方、下流側を後方とする。

この画像形成装置１では、画像形成モードとして、第一の画像モードとしてのフルカラーモードと、減色モードである第二の画像モードとしてのモノクロモードとを備えている。
フルカラーモードでは、図１中実線で示すように、中間転写ベルト２０が全ての画像形成ユニット１０の感光体ドラム１１に接触する経路（フルカラーポジションＣＰ）を形成する。一方、モノクロモードでは、図１中二点鎖線で示すように、中間転写ベルト２０が黒色の画像形成ユニット１０Ｋを除く他の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの感光体ドラム１１から離間した経路（モノクロポジションＫＰ）を形成する。そして、フルカラーモードでは全ての画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって画像形成を行い、モノクロモードでは黒色の画像形成ユニット１０Ｋのみによって画像形成を行う。

中間転写ベルト２０のフルカラーポジションＣＰとモノクロポジションＫＰの切り換えは、リトラクトロール２２と、黒色の画像形成ユニット１０Ｋを除く各色の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃに対応する一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃとの、上下移動によって行われる。これらのロールは図１には示さない一つの移動機構６０（後述する図２に示す）によって同期して上下駆動される。そして、これらのロールが上側の作用位置にある状態でフルカラーポジションＣＰとなり、下側の退避位置にある状態でモノクロポジションＫＰとなる。

次に、この画像形成装置１の各部を詳細に説明する。
各画像形成ユニット１０は、図中矢印方向に回転する像担持体としての感光体ドラム１１を各々備えている。それぞれの感光体ドラム１１の周囲には、回転方向に沿って、感光体ドラム１１を帯電させる帯電器、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器、感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写ロール３０、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ、等の電子写真用デバイスが順次配設されている。なお、帯電器、レーザ露光器、現像装置、ドラムクリーナは図示していない。

一次転写ロール３０は、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１１と対峙する位置に配置されている。一次転写ロール３０には、図示しないがバイアス電流を供給する一次転写電流供給装置が接続されている。この一次転写電流源から、一次転写ロール３０と、中間転写ベルト２０と、感光体ドラム１１とを通して正極性の一次転写バイアス（一次転写電流）が供給される。これによって、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０との間に、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト２０に転写するための転写電界が形成される。

各画像形成ユニット１０は、図中矢印で示す中間転写ベルト２０の移動方向上流側から、イエローのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｙ,マゼンタのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｍ, シアンのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｃ, 黒のトナー像を形成する黒色の画像形成ユニット１０Ｋの順で並列に配置されている。

中間転写ベルト２０は、樹脂・ゴム等に導電剤としてのカーボンブラックが含有されて適宜の体積抵抗率に設定されている。その形状は、例えば、０．１ｍｍの厚さで所定幅の円環状に形成され、複数のロールに掛け回されて、これらのロールによって規定された経路で周回可能に設けられている。各ロールとしては、図中右端に配置された駆動ロール２１から、反時計回りに、リトラクトロール２２、固定アイドルロール２３、従動ロール２４がある。また、中間転写ベルト２０に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト２０の蛇行を防止する機能を備えた第一テンションロール２５、二次転写装置４０のバックアップロール２６およびクリーニングバックアップロール２７がある。駆動ロール２１は図示しない駆動モータに接続されており、中間転写ベルト２０はこの駆動モータによる駆動ロール２１の回転で周回駆動される。

固定アイドルロール２３は、画像形成ユニット１０Ｃと黒色の画像形成ユニット１０Ｋの間の、中間転写ベルト２０の裏面側（周回経路の内側）に位置している。そして、この固定アイドルロール２３は、従動ロール２４との間の中間転写ベルト２０の経路を、リトラクトロール２２の位置に係わらず（フルカラーまたはモノクロの何れのポジションでも）黒色の画像形成ユニット１０Ｋの感光体ドラム１１に接触するように規定している。

リトラクトロール２２は、画像形成ユニット１０Ｍと画像形成ユニット１０Ｃの間の中間転写ベルト２０の裏面側に、上下方向に移動可能として設けられている。そして、その移動範囲の上側の位置（作用位置）では、図１中実線で示すように、中間転写ベルト２０を押し上げて、その経路を全ての画像形成ユニット１０の感光体ドラム１１に接触させてフルカラーポジションＣＰとする。また、移動範囲の下側の位置（退避位置）では、図１中に二点鎖線で示すように、中間転写ベルト２０の下側に離間する。このリトラクトロール２２の上下移動は、後述する移動機構６０（図２参照）によって一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃの上下移動と同期して行われる。これにより、リトラクトロール２２が下側の退避位置の時には、一次転写ロール３０も下側の退避位置となり、中間転写ベルト２０の経路は画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの各感光体ドラム１１から離間したモノクロポジションＫＰとなる。

各一次転写ロール３０は、例えばステンレス製の導電性心材の外周に、ゴム製の半導電性発泡弾性体を被覆して形成されている。半導電性発泡弾性体は、イオン伝導性を有する物質(例えばＮＢＲゴム)や電子伝導性を有する物質(例えばカーボンブラック)等が混入されて適宜抵抗値に設定されている。
これら一次転写ロール３０は、それぞれ感光体ドラム１１に対して接離する方向に移動可能に設けられると共に、押圧スプリング３１によって感光体ドラム１１に接近する側に付勢されている。
なお、これら一次転写ロール３０は、その中心が感光体ドラム１１の中心に対して後方側に所定量（たとえば３ｍｍ）変位（オフセット）して配設されている。

図２は、一次転写ロール３０の支持構造と、移動機構６０および後述する転写条件変更機構７０とを概念的に示す図である。なお、一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃと、一次転写ロール３０Ｋとでは、支持構造が異なるが、以下、一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃを一次転写ロール３０として説明する。一次転写ロール３０Ｋの支持構造については、後述する実施の形態で詳しく説明する。
図２に示すごとく、一次転写ロール３０の軸端３０Ａは、軸受け３２により回転自在に支持されており、この軸受け３２は断面形状Ｕ字状のホルダ３３に上下に摺動可能に嵌合している。ホルダ３３は、本画像形成装置の図示しないフレームに固定されている。軸受け３２の下面とホルダ３３の内底面との間には、押圧スプリング３１が介装されている。これら押圧スプリング３１およびホルダ３３は、一次転写ロール３０の左右両軸端に設けられている。これにより、一次転写ロール３０は、押圧スプリング３１の弾性復帰力で中間転写ベルト２０を感光体ドラム１１側に押圧付勢し、その上面を感光体ドラム１１の感光体表面に所定の力で圧接させるように作用する。

これら一次転写ロール３０は、前述のごとく、移動機構６０によって作用位置と退避位置との間を移動操作される。
移動機構６０は、図示しない切換モータによって回転駆動される偏心リンク６２で、切換操作ロッド６３と操作アーム６４とを介して一次転写ロール３０を移動操作するように構成されている。操作アーム６４は各一次転写ロール３０の左右両軸端にそれぞれ設けられている。偏心リンク６２と切換操作ロッド６３は中間転写ベルト２０の移動方向に対する左右にそれぞれ設けられている。

操作アーム６４は、Ｌ字状に形成され、その一端が操作部６４Ａ、他端が被操作部６４Ｂとなっている。そして、本画像形成装置の図示しないフレームに固定されたシャーシに、その角部近傍で軸６４Ｃによって枢着されている。操作部６４Ａは一次転写ロール３０の軸端３０Ａの上側に略水平に位置し、被操作部６４Ｂはその下側の切換操作ロッド６３に向けて垂下している。

切換操作ロッド６３は、矩形断面の角軸で、画像形成ユニット１０の配列方向（図２中左右方向）に移動可能に設けられている。その上面の各一次転写ロール３０の操作アーム６４と対応する位置には、それぞれ操作部６３Ａが突設されている。また、内側側面に後述する偏心リンク６２の操作ピン６２Ｂが嵌る操作溝６３Ｂが形成されている。

偏心リンク６２は、偏心カム６２Ａの外側面に操作ピン６２Ｂが植設されると共に、内側面に操作ピン６２Ｂと所定量偏心してカムシャフト６５が結合されている。操作ピン６２Ｂは、切換操作ロッド６３の操作溝６３Ｂに嵌合している。これにより、偏心リンク６２の回転で、操作ピン６２Ｂが切換操作ロッド６３を図中左右に移動操作するようになっている。操作ピン６２Ｂはカムシャフト６５の一回転（偏心リンク６２の一回転）でその偏心量の二倍前後に移動する。この移動ストロークが一次転写ロール３０の作用位置と退避位置との移動ストロークに対応している。つまり、図２に示すように操作ピン６２Ｂがその移動範囲中で最も図中右側で一次転写ロール３０が作用位置となり、最も左側では退避位置となるように設定されている。

このような構成の移動機構６０は、切換モータの回転によって一次転写ロール３０を作用位置と退避位置の間で移動操作する。
すなわち、図２に示すように、一次転写ロール３０が作用位置にある状態から、切換モータによって偏心リンク６２が図中反時計回りに回転される。これにより、カムシャフト６５に対する操作ピン６２Ｂの偏心量分、切換操作ロッド６３が図中左側に移動操作され、切換操作ロッド６３の操作部６３Ａが被操作部６４Ｂを移動操作して操作アーム６４を図中時計回りに揺動させる。この操作アーム６４の揺動によって、操作部６４Ａが一次転写ロール３０を押圧スプリング３１の押圧力に抗して退避位置に押し下げる。一次転写ロール３０の作用位置から退避位置への移動操作は、偏心リンク６２の半回転で行われる。この状態からさらに偏心リンク６２が半回転すると、一次転写ロール３０は作用位置に戻る。つまり、偏心リンク６２の一回転で、一次転写ロール３０を退避位置と作用位置の間で一往復させるようになっているものである。

偏心リンク６２の偏心カム６２Ａの外周転動面は、カムシャフト６５の中心から偏心しており、この転動面とリトラクトロール２２とが図示しない機構で連係している。これにより、前述のごとく、移動機構６０がリトラクトロール２２の移動操作も行い、偏心リンク６２の回転に伴う偏心カム６２Ａの転動面の変位で、リトラクトロール２２を作用位置と退避位置との間で昇降移動させるようになっている。
つまり、移動機構６０は、図１に示すように黒色の画像形成ユニット１０Ｋを除く各色の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃに対応する一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃと、リトラクトロール２２とを、同期させて上下移動駆動し、フルカラーポジションＣＰとモノクロポジションＫＰ（フルカラーモードとモノクロモード）とを切り換える。

ここで、フルカラーモード（フルカラーポジションＣＰ）では、中間転写ベルト２０は、その上側の周回経路において、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの各感光体ドラム１１と転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃの間に挟まれ、多くの点で拘束される。その結果、記録紙のロールへの噛み込みや排出等の外乱が作用しても周回速度の変動や厚さ方向の振動が抑えられ、安定して周回移動する。
一方、モノクロモード（モノクロポジションＫＰ）では、中間転写ベルト２０は、黒色の画像形成ユニット１０Ｋと一次転写ロール３０Ｋの間の一点のみで拘束されることとなる。このため、モノクロモードでは中間転写ベルト２０の拘束力が低下して、周回速度の変動や厚さ方向の振動を生じ易い。このような周回速度の変動や振動を防ぎ、これらに起因する画像の乱れを抑制すべく、本発明の実施の形態が適用されている。

つぎに、その構成を詳細に説明する。
図１１−１乃至図１１−４は、画像不良の発生要因と発生部位を例示する図である。以下の構成例では、これらの画像不良の改善を図る。図１１−１に示す発生要因は、記録紙Ｐの先端が二次転写装置４０に突入した際の速度変動や振動に起因する画像の乱れが、図１１−４中にＬ１で示すように後端近傍に筋状画像不良として表れるものである。これを事例Ａとする。図１１−２に示す発生要因は、連続して画像形成する際に、先行する記録紙Ｐ１の後端が二次転写装置４０から排出された際の速度変動や振動に起因する画像の乱れが、図１１−４中にＬ２で示すように次の記録紙Ｐ２の中央付近に筋状画像不良として表れるものである。これを事例Ｂとする。図１１−３に示す発生要因は、連続して画像形成する際に、先行する記録紙Ｐ１の後端がレジロール９０から排出された際の速度変動や振動に起因する画像の乱れが、図１１−４中にＬ３で示すように次の記録紙Ｐ２の先端近傍に筋状画像不良として表れるものである。これを事例Ｃとする。なお、これら事例は、あくまでも一例であって、発現箇所は中間転写ベルト２０の長さやロールの配置およびそれらの径によって異なるのは言うまでもない。

実施の形態［その１］
本実施の形態では、黒色の画像形成ユニット１０Ｋと対応する一次転写ロール３０Ｋを移動操作する転写条件変更機構を備えている。
図３は、転写条件変更機構８０の分解斜視図である。この図３と前述の図２とに基づいて、転写条件変更機構８０を説明する。
転写条件変更機構８０は、移動機構６０に連動し、黒色の画像形成ユニット１０Ｋの感光体ドラム１１が担持したトナー像の中間転写ベルト２０への転写条件を変化させる。ここで、転写条件とは、一次転写ロール３０Ｋが中間転写ベルト２０を感光体ドラム１１に押圧する押圧力と、感光体ドラム１１の中心からの変位量（オフセット量）である。そして、モノクロモードの際には、フルカラーモードの際より、押圧力を高めると共にオフセット量を増加させるように構成されている。

一次転写ロール３０Ｋは、前述した他の一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃと同様に、ホルダ３３Ｋによって支持される。このホルダ３３Ｋは転写条件変更機構８０によって移動操作可能となっている。
すなわち、一次転写ロール３０Ｋは、その軸端３０Ａを支持する軸受け３２Ｋが、ホルダ３３Ｋに上下に摺動可能に嵌合している。軸受け３２Ｋの下面とホルダ３３Ｋの内底面との間には押圧スプリング３１Ｋが介装され、一次転写ロール３０Ｋは、この押圧スプリング３１Ｋによって上方に押圧付勢されている。

転写条件変更機構８０は、ホルダ３３Ｋの移動を案内するガイドプレート８１と、ホルダ３３Ｋを移動操作する操作ブロック８２と、ホルダ３３Ｋを操作ブロック８２に押圧付勢する位置決めスプリング８３とを備えている。
ホルダ３３Ｋは、その側面の上下二カ所にスライド突起３３Ｋａが突設されている。また、下面の前方側には、前方側に所定勾配で上方に広がる被操作斜面３３Ｋｂが形成されている。
ガイドプレート８１は、本画像形成装置の図示しないフレームに固定されており、ホルダ３３Ｋのスライド突起３３Ｋａが移動可能に嵌合するガイド孔８１ａが形成されている。ガイド孔８１ａは、後方側が徐々に上方となる所定の勾配の長孔となっている。
操作ブロック８２は、移動機構６０の切換操作ロッド６３の上面に固定されている。その後方端部は、ホルダ３３Ｋの被操作斜面３３Ｋｂと合致する勾配で先細りの操作斜面８２ａとなっている。
位置決めスプリング８３は、ホルダ３３Ｋの後方側に、後方端を図示しないフレームに固定されて、ホルダ３３Ｋを前方側に押圧付勢するように設けられている。

このような構成により、ホルダ３３Ｋは、ガイドプレート８１のガイド孔８１ａに沿って移動可能であるが、位置決めスプリング８３によって前方側へ押圧され、その被操作斜面３３Ｋｂが操作ブロック８２の操作斜面８２ａに当接して位置が決まる。つまり、その位置は、操作ブロック８２によって規定される。これにより、ホルダ３３Ｋは、移動機構６０の切換操作ロッド６３の移動に伴う操作ブロック８２の移動に追従して、前後方向に移動する。すなわち、フルカラーモードでは、移動機構６０の切換操作ロッド６３は前方側にあり、ホルダ３３Ｋは図２に示すようにその移動範囲の最も前方側に位置する。この状態から、モノクロモードに切り替えるために移動機構６０の切換操作ロッド６３が後方側に移動すると、後方側に移動操作される。これにより、ホルダ３３Ｋは、ガイド孔８１ａに沿って、後方に、且つ、所定の比率で上方に移動する。
その結果、ホルダ３３Ｋの支持する一次転写ロール３０Ｋは、モノクロモードではフルカラーモードより感光体ドラム１１に接近し、且つ、後方となる。これにより、感光体ドラム１１に中間転写ベルト２０を強く押圧する（押圧力が高くなる）と共に、感光体ドラム１１の中心に対するオフセット量が大きくなる。

つぎに、本構成を、黒色の画像形成ユニット１０Ｋの感光体ドラムの直径が６０ｍｍ、一次転写ロール３０Ｋの直径が１８．７ｍｍ、一次転写ロール３０Ｋの周面のゴム層の硬度がアスカＣ３５±５°、フルカラーモードにおける押圧力１３ｇｆ／ｃｍ、オフセット量５ｍｍに設定されたものに適用した具体例について説明する。なお、説明中の各部材については図１乃至図３参照のこと。また、これらの構成条件は、後述する実施の形態の全てに共通するものである。
図４は、オフセット量を変更せず（５ｍｍ）、押圧力のみを変更して画像不良の程度を調べた結果を示すグラフである。画像不良の程度は、その幅と濃度差を指標とし、幅２ｍｍ、濃度差０．１未満を許容レベルとした。
これによって解るように、押圧力１３ｇｆ／ｃｍでは、事例Ａ，Ｂは許容レベル外となるが、押圧力を２０ｇｆ／ｃｍに高めることで、許容レベル内とすることができた。これは、一次転写ロール３０Ｋによる、中間転写ベルト２０の感光体ドラム１１への押圧力が高くなることによって中間転写ベルト２０に対する拘束力が強まり、速度変動や振動が抑制されたことによると考えられる。

ここで、一次転写ロール３０Ｋの押圧力を高めることにより、従来、筋状画像不良を生じていた部位に逆に白筋が生じたり、特に文字画像の画像形成時において文字画像の中央部の画像が抜けるいわゆる中抜けと呼ばれる画像形成不良が生ずることがある。前者は、一次転写ロール３０Ｋの押圧力が高まることで、その外周の弾性変形量が増大して中間転写ベルト２０の裏面への接触面積（接触幅：ニップ）が大きくなることによって生ずる。つまり、接触面積が大きくなることで両者間の抵抗値が低下し、その結果、所定の電位差が得られず転写作用が低下することによって生ずるものである。また後者は、転写時における過剰な荷重の付与により、トナー像の感光体ドラムに対する機械的付着力が高まることで発生するものであり、以下これらを二次障害と称する。

図５は、一次転写ロール３０Ｋの押圧力の変更に加えて、オフセット量を変更して二次障害の程度を調べた結果を示すグラフである。（ａ）は白筋、（ｂ）は中抜けを示す。白筋の許容値は、その幅と濃度差を指標とし、幅２ｍｍ，濃度差０．１未満である。また、中抜けの許容値は、8pointの明朝体「子」の字において、目視にて判別不可のレベルである。
これによって解るように、押圧力を高めることによって発生した白筋、中抜けが、オフセット量を増やすことで解消し、押圧力２０ｇｆ／ｃｍでオフセット量７ｍｍとすることで許容レベル内もしくは未発生とすることができた。
つまり、押圧力を高めて中間転写ベルト２０の拘束力を強めることで、外乱による中間転写ベルト２０の速度変化や振動に起因する筋状画像不良を解消する一方、押圧力過多によって生ずる白筋や中抜け等の二次障害は、オフセット量を増やすことでニップ幅を狭くし、また転写部での局所的な圧力を小さくして解消することができたものである。オフセット量を増やすことによっても、一次転写ロール３０Ｋの中間転写ベルト２０への押圧力は感光体ドラム１１に対する程は変化せず、拘束力の低下は少ない。

実施の形態［その２］
本実施の形態は、黒色の画像形成ユニット１０Ｋと対応する一次転写ロール３０Ｋを、感光体ドラム１１と一定の軸心距離で固定し、一次転写ロール３０Ｋの感光体ドラム１１に対するニップを不変に設定したものである。つまり、フルカラーモードであるかモノクロモードであるかにかかわらず、一次転写ロール３０Ｋの変形量は一定（定変位）となっているものである。たとえば、変位量０．６ｍｍ、オフセット量５ｍｍに設定される。

図６（ａ）、（ｂ）は、オフセット量を横軸に、一次転写ロール３０Ｋに作用する総荷重を縦軸に取ったグラフであり、定変位と定荷重の両者について、それぞれ条件を変えて筋状の画像不良の出方を調べた図である。（ａ）は定変位の場合、（ｂ）は定荷重の場合である。図中○印が許容レベル内、×印が許容レベルから外れたものを示す。（ａ）において、ハッチングを施した領域が、許容レベル内の領域である。
図７（ａ）、（ｂ）は、オフセット量を横軸に、一次転写ロール３０Ｋに作用する総荷重を縦軸に取ったグラフであり、定変位と定荷重の両者について、それぞれ条件を変えて中抜けの画像不良の出方を調べた図である。（ａ）は定変位の場合、（ｂ）は定荷重の場合である。図中○印が許容レベル内、×印が許容レベルから外れたものを示す。（ａ）において、ハッチングを施した領域が、許容レベル内の領域である。
図６（ａ）および図７の（ａ）双方の許容レベル内の領域の重合領域が、筋状の画像不良と中抜けの画像不良の双方が許容レベルとなる領域である。この重合領域を、図６（ｂ）および図７の（ｂ）中にクロスハッチングで示してある。

これらの結果から、次のようなことが解る。
すなわち、定荷重１３ｇｆ／ｃｍでは、いずれのオフセット量でも筋状の画像不良が許容レベル外である。定荷重２６ｇｆ／ｃｍとすることで、許容レベル内となるが、中抜けの画像不良は、オフセット量７ｍｍ未満では、許容レベル外である。これは、前述の実施の形態［その１］における結果を証明するものである。
一方、定変位では、中抜けの画像不良の発生の無い総荷重の低い領域においても、筋状の画像不良の発生がみられない。
このことから、図６（ｂ）および図７の（ｂ）中にクロスハッチングで示す、筋状の画像不良と中抜けの双方が許容レベルである領域の略中央となる変位量０．６ｍｍ、オフセット量５ｍｍに設定することで、筋状の画像不良と中抜けの画像不良の双方を抑えることができる。なお、定荷重方式の場合には、この近傍である荷重１３ｇｆ／ｃｍ、オフセット量５ｍｍでは、筋状の画像不良が許容レベル外である。これは、スプリングによって押圧力を得る定荷重方式では、静的には一定の荷重（押圧力）が作用していることになっているが、実際には荷重に振幅があることに起因する。つまり、中間転写ベルト２０が移動中荷重は増減を繰り返しており、その小さい状態ではほとんど拘束力がなくなって外乱によって容易に速度変動や振動を生じ、その結果、筋状の画像不良を生ずるためと考えられる。

実施の形態［その３］
本実施の形態は、感光体ドラム１１の回転周速と、中間転写ベルト２０の回動周速との速度差を通常より大きく設定したものである。たとえば、感光体ドラム１１の回転周速に対して、中間転写ベルト２０の回動周速を、０．５％以上速く設定する。
図８は、感光体ドラム１１の回転周速に対して中間転写ベルト２０の回動周速を変化させ、筋状の画像不良の発生を調べたグラフである。
これによれば、感光体ドラム１１の回転周速に対する中間転写ベルト２０の回動周速が、＋０．３％では前述の事例Ａの筋状の画像不良は許容レベル外であるが、＋０．５％以上とすることで許容レベル内に収めることができる。これは、感光体ドラム１１が、中間転写ベルト２０の移動に対する抵抗となり、速度変動を抑制することによると考えられる。

実施の形態［その４］
本実施の形態は、拘束力の低下するモノクロモードの際に、中間転写ベルト２０を拘束し、速度変動や振動等の移動不具合を抑える抑制手段を備えるものである。
図９は、抑制手段としてのロール対を備える画像形成装置１Ａの概略構成図である。
ロール対は、固定ロール部材としての固定アイドルロール２３と、押さえロール部材としての押さえロール２８とで構成されている。図示画像形成装置１Ａは、押さえロール２８を除いては前述の画像形成装置１と同じ構成であり、他の部位の説明は省略する。

押さえロール２８は、黒色の画像形成ユニット１０Ｋの前方側（中間転写ベルト２０の移動方向上流側）に隣接して配設された固定アイドルロール２３に対して、中間転写ベルト２０を挟んで対峙する位置に配設されている。図示しない支持機構によって回転自在に支持されると共に、上下方向に所定量移動可能となっている。その移動範囲の下側の位置（作用位置）では、図９中実線で示すように、中間転写ベルト２０を固定アイドルロール２３との間に挟んで拘束する。また、移動範囲の上側の位置（退避位置）では、図９中に二点鎖線で示すように、中間転写ベルト２０の上側に離間する。この押さえロール２８の上下移動は、前述の移動機構６０（図２参照）等によって、リトラクトロール２２および一次転写ロール３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃの上下移動と同期して行われる。

これにより、押さえロール２８は、対応する位置の中間転写ベルト２０がトナー像を担持しているフルカラーモードの際には退避し、拘束点の少ないモノクロモードの際に中間転写ベルト２０を固定アイドルロール２３との間で拘束するものである。モノクロモードでは、後方に位置する黒色の画像形成ユニット１０Ｋのみが画像形成を行うため、中間転写ベルト２０の上面側から押圧しても中間転写ベルト２０上のトナー像を乱すことはない。

図１０は、押さえロール２８の有無による筋状の画像不良の発生を調べたグラフである。
これによれば、押さえロール２８が無い状態では筋状の画像不良は許容レベル外であるが、押さえロール２８を設けることによって許容レベル内に収めることができる。これは、拘束点の少ないモノクロモードの際に、押さえロール２８によって中間転写ベルト２０を固定アイドルロール２３との間に挟んで拘束すると共に、その回転に要する負荷で中間転写ベルト２０を減速させ、速度変動や振動を抑制することによると考えられる。

また、図９中に二点鎖線で示すように、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ロール２１に対峙する位置に、たとえばブラシ等の抵抗付与部材２９を圧接位置と退避可能との間を移動可能として設けて抑制部材としても良い。そして、モノクロモードの際にはこの抵抗付与部材によって、中間転写ベルト２０の移動に抵抗を付与することで、中間転写ベルト２０を減速させて速度変動や振動を抑制することができる。

なお、上記実施の形態は、フルカラーモードとモノクロモードとを切換可能であって、フルカラーモードの際には全ての画像形成ユニットによって画像形成を行い、モノクロモードの際には黒色の画像形成ユニットのみで画像形成を行う画像形成装置に本願発明を適用したものである。しかし、本願発明はこのような画像形成装置に限るものではなく、特定のモード時に画像形成を行わない画像形成ユニットを備えるものであれば、例えば、黒色と特定色の二色で画像形成を行う画像モードを有する画像形成装置に適用しても良いことは勿論である。また、モノクロモードの中にテキストモードと写真モードとを備えるものでは、トナー量が多いために筋状の画像不良が目立つ写真モードに本願発明の構成を適用しても良いものである。

さらに、中間転写ベルトにトナー像を重畳させる画像形成装置を例に挙げて説明したが、中間転写ベルトを単に搬送ベルトとして機能させ、この搬送ベルトに記録紙を直接搬送させて、記録紙上にトナー像を順に重畳させていく方法を採用した画像形成装置にも適用することが可能である。

本実施の形態が適用された画像形成装置の概略構成図である。。 一次転写ロールの支持構造と移動機構および転写条件変更機構とを概念的に示す図である。 転写条件変更機構の分解斜視図である。 一次転写ロールのオフセット量を変更せず押圧力のみを変更して画像不良の程度を調べた結果を示すグラフである。 一次転写ロールの押圧力の変更に加えてオフセット量を変更して二次障害の程度を調べた結果を示すグラフである。 定変位と定荷重の両者を、それぞれ条件を変えて筋状の画像不良の出方を調べた図である。 定変位と定荷重の両者を、それぞれ条件を変えて中抜けの画像不良の出方を調べた図である。 感光体ドラムの回転周速に対して、一次転写ロールの回転周速を変化させ、筋状の画像不良の発生を調べたグラフである。 抑制手段としての押さえロールを備えた画像形成装置の概略構成図である。 押さえロールの有無による筋状の画像不良の発生を調べたグラフである。 画像不良の発生要因を例示する図である。 画像不良の発生要因を例示する図である。 画像不良の発生要因を例示する図である。 画像不良の発生部位を例示する図である。 従来例としての画像形成装置の概念構成図である。

符号の説明

１…画像形成装置、１０(１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)…画像形成ユニット、１０Ｋ…黒色の画像形成ユニット（特定の画像形成ユニット）、１１…感光体ドラム（像担持体）、２０…中間転写ベルト（被転写部材）、２３…固定アイドルロール（固定ロール部材）、２８…押さえロール（押さえロール部材）、３０Ｋ…一次転写ロール（転写部材）、ＣＰ…フルカラーポジション、ＫＰ…モノクロポジション

Claims (1)

1. それぞれトナー像を担持する複数の像担持体と、
   前記各像担持体に接触して回動する被転写部材と、
   前記被転写部材を挟んで前記各像担持体にそれぞれ対峙して設けられ、転写電流が供給されて、当該各々の像担持体に担持されたトナー像を前記被転写部材に直接または当該被転写部材によって搬送される用紙に対して転写する転写部材と、を備え、
   前記複数の像担持体によって画像形成する第一の画像モードと、前記被転写部材が前記複数の像担持体のうちの一部から離間する第二の画像モードとを有し、
   前記第二の画像モードでは、前記転写部材の転写条件が、前記第一の画像モードの転写条件とは異なるように構成され、
   前記転写条件は、前記転写部材が前記被転写部材を前記像担持体に圧接させる押圧力と、当該転写部材の、当該像担持体に対する当該被転写部材の移動方向における変位量とであり、
   前記第二の画像モードで設定される押圧力は、前記第一の画像モードで設定される押圧力よりも高く設定されるとともに、当該第二の画像モードで設定される変位量は、当該第一の画像モードで設定される変位量よりも大きく設定され、
   前記変位量は、前記像担持体の中心からの変位量であることを特徴とする画像形成装置。

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