JP2016173503A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写部材がベルトを介して像担持体に当接しない位置に配置されている場合に、ベルトに与えられたショックによって画像不良が発生することを抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、複数の像担持体と、複数の像担持体のそれぞれにトナー像を形成する像形成手段と、複数の像担持体との接触部において複数の像担持体からトナー像が転写される回転可能な無端状のベルト７と、複数の像担持体のそれぞれに対応して設けられ、ベルトを介して像担持体に当接しない位置でベルトの内周面に接触する複数の転写部材と、ベルトに接触した転写部材に転写のための電圧を印加する電源と、複数の像担持体のうち一部の像担持体に対応して設けられ、像担持体との間でベルトを挟持するバックアップ部材１１と、を有する構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンター、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置では、ドラム状やベルト状の電子写真感光体や静電記録誘電体とされる像担持体に、適宜の作像プロセスにてトナー像が形成される。このトナー像は、記録材担持体により搬送される記録材に直接転写されたり、一旦中間転写体に１次転写された後に記録材に２次転写されたりする。記録材担持体や中間転写体としては、無端状のベルトが多く用いられている。そして、このような画像形成装置として、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナーで画像を形成する画像形成部を独立して有するタンデム型の画像形成装置がある。以下、中間転写体を備えた電子写真方式の画像形成装置を例に更に説明する。

感光体から中間転写体にトナー像を転写させる転写手段としては、中間転写体を介して感光体に対応して配置された転写ローラ（１次転写ローラ）が広く使用されている。従来、この転写ローラとしては、金属製の芯金上に弾性層としてゴム層を有するゴムローラや、金属製の芯金上に弾性層としてスポンジ状の発泡層を有するスポンジローラなどの、弾性ローラが広く使用されている。この弾性ローラは、ゴム層や発泡層などの弾性層にカーボンブラックなどの導電性粉末を分散して導電性が付与される。

上述のような弾性ローラは、環境変動や耐久変動によって電気抵抗の変動が生じる。そのため、転写ローラの電気抵抗に関する情報を検知して、その情報に応じて転写電圧を制御する、Ａｃｔｉｖｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（以下「ＡＴＶＣ」という。）制御などの高圧制御が行われている。ＡＴＶＣ制御では、例えば、転写部にトナー像が無い非画像形成時に、所定の電流値で定電流制御された電圧を転写ローラに印加し、その際に印加した電圧値に基づいて画像形成時に転写ローラに印加する転写電圧を制御する。このような高圧制御を行うことで、転写ローラの電気抵抗が変動しても、画像形成時に転写ローラに流れる電流が所望の値になるようにすることができる。しかし、転写装置の制御が複雑になりやすく、また高圧基板の容量が大きくなるためにコストが高くなりやすい。さらに、転写ローラに用いられる弾性ローラ自体も、金属ローラと比較して高コストである。

そこで、近年では、転写ローラとして、金属ローラが使用されることがある（特許文献１）。金属ローラは、それ自体が導体であるため、環境変動や耐久変動による電気抵抗の変動が実質的になく、ＡＴＶＣ制御などの高圧制御を行う必要性が低くなる。また、金属ローラ自体も弾性ローラと比較して低コストである。

特開２００６−２５９６３９号公報

しかしながら、例えば転写ローラとして金属ローラが用いられる場合に、中間転写体に与えられたショックによる画像不良が生じやすいことが分かった。

つまり、転写ベルトとして弾性ローラが用いられる場合、転写ローラは、一般に中間転写体を介して感光体に当接するように配置される。これに対して、転写ローラとして金属ローラが用いられる場合、転写ローラは、中間転写体を介して感光体に当接しない位置に配置される。これは、転写ローラの長手方向における画像比率の差によって１次転写部に供給される電流が大きく変化することを抑制するなどのためである。例えば、感光体に対する転写ローラの位置は、中間転写体の移動方向において４〜１０ｍｍ程度下流にオフセットされた位置とされる。そして、中間転写体に所望のインピーダンスを持たせて、中間転写体を介して１次転写部に所望の転写電流を供給する構成とされる。

そして、このように転写ローラが中間転写体を介して感光体に当接しない構成では、転写ローラが中間転写体を介して感光体に当接する構成と比較して、感光体と中間転写体との間の拘束力が弱くなる。その結果、例えば記録材として厚紙などが２次転写部に突入した時のショックが１次転写部に伝達されやすくなり、そのショックに起因する画像不良（ショック画像）が発生しやすくなる。このショック画像は、厚紙などの先端が２次転写部に突入した時に中間転写体に速度変動が生じ、このときに１次転写部にある画像が濃くなるなどする現象である。

ここで、タンデム型の画像形成装置では、複数の画像形成部のうち一部の画像形成部のみで画像を形成するモードが設けられることがある。例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色全てのトナーを用いて画像形成を行うフルカラーモードと、黒トナーのみを用いてモノクロ画像（黒単色画像）を形成するモノモード（黒単色モード）と、が設けられることがある。また、一部の画像形成部のみで画像を形成する場合に、画像を形成しない画像形成部で感光体と中間転写体とを離間させ、感光体の劣化などを抑制する方法が知られている。このようなフルカラーモードとモノモードとを有する画像形成装置では、モノモード時に、中間転写体に対する拘束力がフルカラーモードよりも小さくなるため、上述のショック画像の問題が発生しやすくなる。

以上では、中間転写体を備えた画像形成装置を例に従来の課題を説明したが、記録材担持体を備えた直接転写方式の画像形成装置においても、転写ローラとして金属ローラが用いられる場合などには同様の問題が生じ得る。また、同様の問題は、転写ローラが金属ローラである場合に限らず、転写部材がベルトを介して像担持体に当接しない位置に配置される任意の構成において発生し得る。

したがって、本発明の目的は、転写部材がベルトを介して像担持体に当接しない位置に配置されている場合に、ベルトに与えられたショックによって画像不良が発生することを抑制することのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、複数の像担持体と、前記複数の像担持体のそれぞれにトナー像を形成する像形成手段と、前記複数の像担持体との接触部において前記複数の像担持体からトナー像が転写されるか、又は前記複数の像担持体からトナー像が転写される記録材を担持して前記複数の像担持体との接触部に搬送する、回転可能な無端状のベルトと、前記複数の像担持体のそれぞれに対応して設けられ、前記ベルトを介して前記像担持体に当接しない位置で前記ベルトの内周面に接触する複数の転写部材と、前記ベルトに接触した前記転写部材に前記転写のための電圧を印加する電源と、前記複数の像担持体のうち一部の像担持体に対応して設けられ、前記像担持体との間で前記ベルトを挟持するバックアップ部材と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、転写部材がベルトを介して像担持体に当接しない位置に配置されている場合に、ベルトに与えられたショックによって画像不良が発生することを抑制することができる。

実施例１の画像形成装置（フルカラーモード時）の概略断面図である。 実施例１の画像形成装置（黒単色モード時）の概略断面図である。 １次転写ローラ、バックアップ部材の配置を示す模式図である。 バックアップ部材の他の例を示す模式図である。 画像形成装置の要部の概略制御態様を示すブロック図である。 画像出力動作のフローチャート図である。 ショックによる中間転写ベルトの駆動ローラの回転変動の説明図である。 ショックによる中間転写ベルトの駆動ローラの回転変動の測定結果の説明図である。 実施例２の画像形成装置（フルカラーモード時）の概略断面図である。 本発明を適用できる他の例の画像形成装置（フルカラーモード時）の概略断面図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、中間転写方式を採用したタンデム型のレーザービームプリンターである。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部（ステーション）として、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、後述する中間転写ベルト７の回転方向に沿ってこの順番で直線状に並べて配置されており、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の画像を形成する。

なお、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫに対応して設けられた同様の機能、構成を有する要素について、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを示す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素について総括的に説明する。また、各色用の要素を、語頭にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付して区別することがある。

画像形成部Ｓは、回転可能な像担持体としての、ドラム型（円筒形）の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に所定の周速度で回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、次の各電子写真用デバイスが、感光ドラム１の回転方向に沿って順に配置されている。まず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置（レーザースキャナー）３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ（金属ローラ）５が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６が配置されている。本実施例では、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４などにより、像担持体にトナー像を形成する像形成手段が構成される。

また、画像形成装置１００は、全ての画像形成部Ｓの感光ドラム１と対向するように、回転可能な中間転写体としての、無端状のベルトで構成された中間転写ベルト７を有する。中間転写ベルト１は、複数の像担持体との接触部において複数の像担持体からトナー像が転写される回転可能な無端状のベルトの一例である。中間転写ベルト７は、複数の張架ローラ（支持ローラ）としての駆動ローラ７１、テンションローラ７２、第１、第２のアイドラローラ７３、７４、２次転写対向ローラ（２次転写内ローラ）７５に張架されている。中間転写ベルト７には、ポリイミドやポリアミドなどの樹脂又は各種ゴムなどに、カーボンブラックなどの帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられる。本実施例では、中間転写ベルト７は、その表面抵抗率が１×１０⁹〜５×１０¹¹Ω／□とされている。また、本実施例では、中間転写ベルト７は、厚みが例えば０．０４〜０．５ｍｍ程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ７１に駆動が伝達されることで、図中矢印Ｒ２方向に所定の周速度で循環駆動（回動）させられる。駆動ローラ７１は、定速性に優れたモータにより駆動されて中間転写ベルト７を循環駆動させる。テンションローラ７２は、中間転写ベルト７に対して一定の張力を与える。第１、第２のアイドラローラ７３、７４は、各感光ドラム１の配列方向に沿って延びる中間転写ベルト７を支持する。２次転写対向ローラ７５は、後述する２次転写ローラ８と共に２次転写部Ｎ２を形成する。なお、本実施例では、テンションローラ７２は、ベルトテンションが３〜１２ｋｇｆ程度になるように構成されている。

中間転写ベルト７の内周面側において、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対応して、上述の各１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配置されている。１次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を感光ドラム１に接触させて、感光ドラム１と中間転写ベルト７との接触部である１次転写部（１次転写ニップ）Ｎ１を形成する。本実施例では、１次転写ローラ５は、金属ローラで構成されている。この金属の材質としては、ＳＵＭやＳＵＳが用いられる。１次転写ローラ５には、１次転写電圧印加手段としての１次転写電源（高圧電源）Ｅ１（図５）が接続されている。この金属ローラは、中間転写ベルト７に接触する部分が剛体で形成された導電性部材の一例である。なお、本実施例では、１次転写ローラ５は、スラスト方向（回転軸線方向、長手方向）において外径が略一様なストレート形状である。本実施例では、１次転写ローラ５の外径は６〜１０ｍｍ程度であることが好適であり、特に本実施例では８ｍｍである。なお、本実施例では、Ｋ画像形成部ＳＫには、バックアップ部材１１が設けられているが、このバックアップ部材１１については後述する。

中間転写ベルト７の外周面側（トナー像担持面側）において、２次転写対向ローラ７５と対向する位置に、２次転写手段としてのローラ型の２次転写部材である２次転写ローラ（２次転写外ローラ）８が配置されている。２次転写ローラ８は、２次転写対向ローラ７５に向けて押圧され、２次転写対向ローラ７５との間で中間転写ベルト７を挟持する。これにより、中間転写ベルト７と２次転写ローラ８との接触部である２次転写部（２次転写ニップ）Ｎ２が形成される。本実施例では、２次転写対向ローラ７５は、芯金上にＥＰＤＭゴムからなる弾性層を有して構成されており、外径は２０ｍｍ、弾性層の厚みは０．５ｍｍであり、硬度は７０°（アスカーＣ）程度である。また、本実施例では、２次転写ローラ８は、芯金上にＮＢＲゴムやＥＰＤＭゴムなどからなる弾性層を有して構成されており、外径は２４ｍｍである。２次転写ローラ８には、２次転写電圧印加手段としての２次転写電源（高圧電源）Ｅ２（図５）が接続されている。

また、中間転写ベルト７の外周面側には、中間転写ベルト７の回転方向において２次転写部Ｎ２より下流側（最上流の１次転写部Ｎ１Ｙより上流側）に、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１０が配置されている。本実施例では、ベルトクリーニング装置１０は、中間転写ベルト７を介して駆動ローラ７１と対向する位置に配置されている。

さらに、画像形成装置１００には、記録用紙などの記録材Ｐを搬送する記録材搬送系が設けられている。記録材搬送系には、記録材Ｐを収容するトレイ（図示せず）、この用紙トレイに収容された記録材Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップローラ（図示せず）が設けられている。また、記録材搬送系には、ピックアップローラにて繰り出された記録材Ｐを２次転写部Ｎ２へ搬送するレジストローラ９が設けられている。その他、画像形成装置１００には、トナー像を記録材Ｐに定着させる定着装置（図示せず）などが設けられている。

画像形成時には、回転駆動される感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２によって略一様に所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に帯電させられる。帯電した感光ドラム１の表面は、画像情報に応じて露光装置３によって走査露光され、静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４によってトナー像として現像（可視化）される。本実施例では、イメージ部露光と反転現像とにより、トナー像が形成される。つまり、一様に帯電処理された後に露光されることによって電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーが付着する。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、１次転写ローラ５の作用により、回転駆動される中間転写ベルト７上に静電的に転写（１次転写）される。このとき、１次転写ローラ５には、１次転写電源Ｅ１（図５）から、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性の直流電圧である１次転写電圧（１次転写バイアス）が印加される。

例えば、後述するフルカラーモードでの画像形成時には、上述のプロセスで各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成されたトナー像が、各１次転写部Ｎ１において中間転写ベルト７上に順次に重ね合わせるようにして転写される。そして、中間転写ベルト７上に転写されたトナー像は、２次転写部Ｎ２において、２次転写ローラ８の作用により、中間転写ベルト７と２次転写ローラ８とに挟持されて搬送される記録材Ｐに静電的に転写（二次転写）される。このとき、２次転写ローラ８には、２次転写電源Ｅ２（図５）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である２次転写電圧（２次転写バイアス）が印加される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置（図示せず）へと搬送され、ここで加熱及び加圧されることによってその上にトナー像が定着される。その後、記録材Ｐは、画像形成装置１００の装置本体の外部へ排出される。

一方、１次転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナー（１次転写残トナー）は、クリーニング装置７によって感光ドラム１上から除去されて回収される。また、２次転写工程後に中間転写ベルト７上に残留したトナー（２次転写残トナー）や紙粉は、ベルトクリーニング手段１０によって中間転写ベルト７上から除去されて回収される。

２．画像形成動作モード
本実施例の画像形成装置１００は、全ての画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫで画像を形成するフルカラーモード（第１のモード）と、Ｋ画像形成部のみで画像を形成する黒単色モード（モノモード、第２のモード）と、を実行可能である。

図１に示すように、フルカラーモードでは、全ての画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと中間転写ベルト７とが接触させられる。また、図２に示すように、黒単色モードでは、Ｋ画像形成部ＳＫの感光ドラム１Ｋと中間転写ベルト７とが接触させられ、ＹＭＣ画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃと中間転写ベルト７とは離間される。そのために、本実施例の画像形成装置１００は、ＹＭＣ画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣにおける感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃと中間転写ベルト７との当接・離間状態を切り替える接離手段としての接離機構５０（図５）を有する。本実施例では、接離機構５０は、第１のアイドラローラ７３及びＹＭＣ１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃを、それぞれ中間転写ベルト７の内周面側から外周面側に向けて及び外周面側から内周面側に向けて移動させることができる。そして、接離機構５０は、黒単色モード時には、第１のアイドラローラ７３、ＹＭＣ１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃを、それぞれ中間転写ベルト７から退避させて、Ｋ画像形成部Ｋのみで感光ドラム１Ｋと中間転写ベルト７とを接触させるようにする。

ここで、本実施例では、第１のアイドラローラ７３及び各１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ長手方向の両端部が軸受部材（図示せず）によって回転可能に支持されている。そして、本実施例では、接離機構５０は、第１のアイドラローラ７３及びＹＭＣ１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃの軸受部材を感光ドラム１から離れる方向に移動させる。これにより、ＹＭＣ１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃを中間転写ベルト７から退避させて、ＹＭＣ感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃから中間転写ベルト７を離間させる。

フルカラーモード時の画像形成動作は前述のとおりである。また、黒単色モード時の画像形成動作は、感光ドラム１へのトナー像の形成、トナー像の１次転写が、それぞれＫ画像形成部ＳＫにおいて行われることを除いて、前述したフルカラーモード時の画像形成動作と同様である。

３．制御態様
図５は、本実施例の画像形成装置１００の要部の概略制御態様を示すブロック図である。画像形成装置１００には、画像形成装置１００の各部を統括的に制御する制御手段としての制御部１１０が設けられている。制御部１１０は、演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ、記憶手段としての記憶素子（メモリ）であるＲＯＭ、ＲＡＭなどを有して構成される。ＲＡＭには、センサーの検出結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭには制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。本実施例との関係で言えば、制御部１１０には、感光ドラム１や中間転写ベルト７を駆動する駆動モータＭ、１次転写電源Ｅ１、２次転写電源Ｅ２、接離機構５０の他、画像形成動作に係る多くの制御対象が接続されている。

図６は、画像出力動作（ジョブ）の手順の概略を示すフローチャート図である。なお、画像出力動作（ジョブ）とは、一の開始指示による単一又は複数の記録材Ｐに画像を形成して出力する一連の動作である。まず、ユーザーなどの操作者によって、画像形成に使用する記録材Ｐの種類が選択されて制御部１１０に入力される（Ｓｔｅｐ１）。なお、後述する評価実験などでは、このときに厚紙（２０９ｇｓｍのＡ３サイズの紙）が選択されるものとする。次に、制御部１１０は、画像出力動作を開始させると（Ｓｔｅｐ２）、レジストレーション制御、階調制御などの各種制御のための工程である前回転を行わせる（Ｓｔｅｐ３）。次に、制御部１１０は、実際にトナー像の形成、トナー像の１次転写、２次転写などを行う工程である画像形成を行わせる（Ｓｔｅｐ４）。その後、制御部１１０は、各種高圧のＯＦＦ、各種駆動のＯＦＦなどを行うための工程である後回転を行わせた後に画像形成装置１００の動作を停止させ（Ｓｔｅｐ５）、画像出力動作を終了させる（Ｓｔｅｐ６）。

４．感光ドラムと１次転写ローラの配置関係
図３（ａ）は、本実施例における感光ドラム１と１次転写ローラ５の配置関係を示す模式図である。なお、本実施例では、全ての画像形成部Ｓにおいて、感光ドラム１と１次転写ローラ５の配置関係は同じである。また、図３（ａ）は、感光ドラム１が中間転写ベルト７と接触し、感光ドラム１から中間転写ベルト７へのトナー像の転写が可能な状態における配置関係を示している。

本実施例では、１次転写ローラ５は、外径が８ｍｍの金属ローラである。そして、この１次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介して感光ドラム１に当接しない（感光ドラム１、中間転写ベルト７及び１次転写ローラ５の全てが接する領域を形成しない）状態で、中間転写ベルト７の内周面に接触するように配置されている。特に、本実施例では、１次転写ローラ５は、感光ドラム１に対して中間転写ベルト７の移動方向の下流側にオフセットされて配置されている。より具体的には、本実施例では、１次転写ローラ５は、図３（ａ）に示すオフセット量Ａが７ｍｍとなる位置に配置されている。このオフセット量Ａは、各感光ドラム１の回転中心軸から各感光ドラム１の共通の接平面に引いた垂線と、１次転写ローラ５の回転中心軸から上記接平面に引いた垂線との間の距離（上記接平面に沿う方向）である。

また、本実施例では、１次転写ローラ５は、上記接平面に対して略垂直方向に、中間転写ベルト５を内周面側から外周面側に向けて（図３（ａ）中の下方に）０．１〜０．３ｍｍ突き出すように配置される。なお、中間転写ベルト７に対する１次転写ローラ５の圧接方法としては、１次転写ローラ５の軸受部材を付勢手段としてのバネを介して支持し、中間転写ベルト７の内周面側から外周面側に向かう方向にかかる圧接力（総圧）を管理する方法を採用してもよい。

ここで、前述のように、１次転写ローラ５として表層にゴム層や発砲層を有した弾性ローラを使用した場合は、１次転写ローラ５は、一般に次のようにして配置される。つまり、１次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介して感光ドラム１に当接する（感光ドラム１、中間転写ベルト７及び１次転写ローラ５の全てが接する領域を形成する）ように配置される。この場合、１次転写ローラ５は、感光ドラム１との間で中間転写ベルト７を挟持する。このような配置関係とされる場合、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間の十分な拘束力を得やすい。そのため、フルカラーモード時及び黒単色モード時のいずれにおいても、例えば厚紙が２次転写部Ｎ２に突入した時に発生するショックなどが１次転写部Ｎ１に伝達されることなどによる画像不良（ショック画像）は発生しにくい。

しかし、本実施例のように１次転写ローラ５が金属ローラなどの剛体の導電性部材で構成される場合などには、１次転写ローラ５は中間転写ベルト７を介して感光ドラム１に当接しないように配置されることが望まれることがある。これは、前述のように、１次転写ローラの長手方向における画像比率の差によって１次転写部Ｎ１に供給される電流が大きく変化することを抑制するなどのためである。この場合、１次転写ローラ５は、感光ドラム１との間で中間転写ベルト７を挟持しない。そのため、このような配置関係とされる場合、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間の拘束力が、上記１次転写ローラ５と感光ドラム１とで中間転写ベルト７を挟持する配置関係とされる場合と比較して弱くなる。その結果、例えば厚紙が２次転写部Ｎ２に突入した時に発生するショックなどが１次転写部Ｎ１に伝達されることなどによる画像不良（ショック画像）が発生しやすくなる。

５．バックアップ部材
上述のような課題に鑑みて、本実施例の画像形成装置１００は、複数の感光ドラム１のうち一部の感光ドラム１に対応して設けられ、感光ドラム１との間で中間転写ベルトを挟持するバックアップ部材１１を有する構成とされる。バックアップ部材１１は、可及的に少ない数で十分にショックに起因する画像不良を抑制できることが、装置構成の簡略化、コスト低減などの点から望ましい。そのため、バックアップ部材１１は、少なくとも、中間転写方式の画像形成装置１００においてショックの主要な発生源となり得る２次転写部Ｎ２に最も近い、中間転写ベルト７の回転方向において最下流のＫ画像形成部ＳＫに設けることが好ましい。また、他の観点から、画像形成に使用する画像形成部Ｓの数が異なる複数のモード（画像形成モード）が設けられている場合、バックアップ部材１１は、少なくとも、複数のモードのいずれにおいても用いられる画像形成部Ｓに設けることが好ましい。本実施例のようにフルカラーモードと黒単色モードとが設けられている場合、バックアップ部材１１は、少なくとも、黒単色モードで画像を形成するＫ画像形成部ＳＫに設けることが好ましい。そこで、本実施例では、中間転写ベルト７の回転方向において最下流のＫ画像形成部ＳＫの感光ドラム１Ｋに対応して、バックアップ部材１１を設ける。以下、更に詳しく説明する。

図３（ｂ）は、本実施例におけるＫ感光ドラム１ＫとＫ１次転写ローラ５Ｋとバックアップ部材１１の配置関係を示す模式図である。

本実施例では、バックアップ部材１１は、芯金（芯材）上に弾性層を有して構成された、外径が１２ｍｍ、硬度が２５°（アスカーＣ）の弾性ローラである。特に、本実施例では、バックアップ部材１１として、ＳＵＭで形成された直径８ｍｍの芯金上に、弾性層として体積抵抗率１×１０⁷Ω・ｃｍのＮＢＲゴムからなる発泡層を有して構成された、スポンジローラを使用した。

また、バックアップ部材１１の芯金は電気的に接地されておらず、周辺の高圧印加部材と導電パスを有さない状態、つまり電気的にフロートとなっている。これは、Ｋ１次転写ローラ５Ｋに高圧を印加するので、バックアップ部材１１による電気的な干渉を抑制し、Ｋ１次転写ローラ５Ｋから流れた電流が実質的に全てＫ感光ドラム１Ｋに流れるようにするためである。

本実施例では、バックアップ部材１１は、Ｋ感光ドラム１Ｋに対して中間転写ベルト７の移動方向の上流側にオフセットされて配置されている。より具体的には、本実施例では、バックアップ部材１１は、図３（ｂ）に示すオフセット量Ｂが３ｍｍとなる位置に配置されている。このオフセット量Ｂは、Ｋ感光ドラム１Ｋの回転中心軸から各感光ドラム１の共通の接平面に引いた垂線と、バックアップ部材１１の回転中心軸から上記接平面に引いた垂線との間の距離（上記接平面に沿う方向）である。

また、本実施例では、バックアップ部材１１により、対応するＫ感光ドラム１Ｋにかかる荷重は、６００ｇｆ以上、２０００ｇｆ以下とした。これは、次のような理由による。つまり、この荷重が６００ｇｆ未満の場合は、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間の拘束力が十分に得られず、ショックに起因する画像不良の発生を抑制することが難しくなることがあるためである。また、この荷重が２０００ｇｆより大きい場合は、１次転写部Ｎ１の圧力が大きくなりすぎて、例えば縦ライン画像の中央部が抜ける「中抜け」と呼ばれる画像不良が発生しやすくなるためである。

なお、バックアップ部材１１は、本実施例のような弾性ローラに限定されるものではない。図４は、バックアップ部材１１の他の適用例を示す模式図である。図４の例では、バックアップ部材１１は、弾性部材としてのゴムで形成されたゴムブレード（弾性ブレード）１１ａと、剛体としての金属で形成された板金（支持部材）１１ｂと、を有して構成されている。ゴムブレード１１ａは、感光ドラム１の長手方向に沿って配置される長手方向と、該長手方向と直交する短手方向とにそれぞれ所定の長さを有し、厚みが２ｍｍの板状部材である。ゴムブレード１１ａは、板金１１ｂに貼り付けられて固定されており、ゴムブレード１１ａの自由長（短手方向における自由端部から板金１１ｂに支持される部分までの長さ）は５ｍｍとなっている。また、板金１１ｂと中間転写ベルト７の面とのなす角度は約３０°となっている。そして、このバックアップ部材１１は、ゴムブレード１１ａによる、対応するＫ感光ドラム１Ｋにかかる荷重が１０００ｇｆとなるように、付勢手段としてのバネで付勢されている。図４の例では、ゴムブレード１１ａの自由端は、Ｋ感光ドラム１Ｋの回転中心軸から各感光ドラム１の共通の接平面に引いた垂線よりも中間転写ベルト７の回転方向の下流側まで延びている。そして、板金１１ｂは、その先端（ゴムブレード１１ａの自由端側）が図４に示すオフセット量Ｃが３ｍｍとなる位置に配置されている。このオフセット量Ｃは、Ｋ感光ドラム１Ｋの回転中心軸から上記接平面に引いた垂線と、板金１１ｂの先端から上記接平面に引いた垂線との間の距離（上記接平面に沿う方向）である。

また、本実施例では、バックアップ部材１１は、フルカラーモード時、黒単色モード時のいずれにおいても、中間転写ベルト７を介してＫ感光ドラム１Ｋに当接した状態が維持される。

なお、フルカラーモード時には、複数の画像形成部Ｓにおいて中間転写ベルト７が感光ドラム１に圧接させられるので、バックアップ部材１１を用いなくてもショックに起因する画像不良が有意には発生しない場合が考えられる。このような構成の場合、バックアップ部材１１の劣化を抑制するなどの観点から、フルカラーモード時にはバックアップ部材１１を中間転写ベルト７から退避させることができる。このためのバックアップ部材１１の接離手段としては、前述した１次転写ローラ５の接離手段と同様の構成の接離機構を用いることができる。

６．評価方法及び評価結果
次に、本実施例の効果の評価方法及び評価結果について説明する。図７は、厚紙（２０９ｇｓｍのＡ３サイズの紙）が２次転写部Ｎ２に突入する際の、時間に対する中間転写ベルト７の搬送速度（駆動ローラ７１の回転数（ｒｐｓ））の変化を示すグラフ図である。図７に示す結果は、駆動ローラ７１の軸にＭＵＴＯＨ製ロータリエンコーダＵＮ−２０００を接続して回転数の検知を行った結果の概形である。２次転写部Ｎ２に厚紙が突入することで駆動ローラ７１の回転数が大きく変動することがわかる。この回転数のＭａｘ値とＭｉｎ値との差分を回転変動として評価基準とする。

図８は、フルカラーモードと黒単色モードとのそれぞれにおける回転変動を示す。なお、本実施例では、厚紙の搬送速度は１００ｍｍ／ｓｅｃである。図８より、回転変動はフルカラーモードよりも黒単色モードの方が大きいことが分かる。

表１は、バックアップ部材１１を設けない場合（比較例）と設けた場合（本実施例）とでの、回転変動とショックに起因する画像不良の評価結果を示す。画像不良の評価は目視で識別できるか否かで判断し、画像不良が問題となるレベルのものを×、画像不良が若干発生することはあるが問題とならないレベルのものを△、画像不良が発生しないものを○とした。

表１より、バックアップ部材１１を設けることによって回転変動を大きく抑えられていることがわかる。また、それにより、ショックに起因する画像不良を十分に抑制できていることがわかる。特に、回転変動、ショックに起因する画像不良が生じやすい黒単色モードにおいて、上記効果が顕著に得られることがわかる。

以上説明したように、本実施例では、１次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介して感光ドラム１に当接しない位置に配置される。このような構成において、本実施例では、中間転写ベルト７の回転方向において最下流の画像形成部ＳＫの感光ドラム１Ｋに対応して、感光ドラム１Ｋとの間で中間転写ベルト７を挟持するバックアップ部材１１を設ける。これにより、バックアップ部材１１と感光ドラム１とによる中間ベルト７に対する拘束力で、例えば厚紙が２次転写部Ｎ２に突入した時に発生するショックに起因する画像不良を抑制することが可能となる。本実施例では、バックアップ部材１１は、電気的にフロートとされている。これにより、バックアップ部材１１による電気的な干渉をより確実に抑制することができる。また、本実施例では、バックアップ部材１１は、中間転写ベルト７に接触する部分が弾性体で形成されている。これにより、バックアップ部材１１と感光ドラム１との間で中間転写ベルト７を挟持して拘束する能力を高めることができる。特に、本実施例では、２次転写部Ｎ２に最も近く、しかもフルカラーモードと黒単色モードとの両方で画像形成が行われる、中間転写ベルト７の回転方向における最下流の画像形成部ＳＫにのみバックアップ部材１１を設ける。これにより、装置構成の簡略化、コスト低減を図りながら、効果的にショックに起因する画像不良の発生を抑制することができる。

［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能、構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。

図９は、本実施例における画像形成装置１００のフルカラーモード時の概略断面図である。本実施例では、中間転写ベルト７の回転方向において最上流のＹ画像形成部ＳＹと最下流のＫ画像形成部ＳＫの感光ドラム１Ｙ、１Ｋに対応して、それぞれバックアップ部材１１Ｙ、１１Ｋを設ける。

つまり、ショックに起因する画像不良を抑制する効果をより高めるためには、複数の感光ドラム１に対応してバックアップ部材１１を設けることが有効である。このとき、実施例１で説明したように少なくとも最下流の画像形成部ＳＫにバックアップ部材１１を設けることとしている場合、他のバックアップ部材１１は少なくとも最上流の画像形成部ＳＹに設けることが好ましい。これは、最下流の画像形成部ＳＫにバックアップ部材１１が設けられている場合、次に中間転写ベルト７の周方向においてショックが伝達されやすいのは最上流の画像形成部ＳＹであることなどによる。

なお、本実施例におけるＹ画像形成部ＳＹに設けられるバックアップ部材１１Ｙの構成及び配置関係は、Ｋ画像形成部ＳＫに設けられるバックアップ部材１１Ｋと同じである。また、本実施例におけるＫ画像形成部ＳＫに設けられるバックアップ部材１１Ｋの構成及び配置関係は、実施例１と同じである。ただし、Ｙ画像形成部ＳＹに設けられるバックアップ部材１１Ｙは、黒単色モード時には、中間転写ベルト７から退避させられ、Ｙ画像形成部ＳＹにおいて感光ドラム１Ｙから中間転写ベルト７が離間することを可能とする。このためのバックアップ部材１１Ｙの接離手段としては、前述した１次転写ローラ５の接離手段と同様の構成の接離機構を用いることができる。

表２は、バックアップ部材１１Ｙ、１１Ｋのいずれも設けない場合（比較例）とこれらを両方設けた場合（本実施例）とでの、回転変動とショックに起因する画像不良の評価結果を示す。なお、回転変動の測定方法、画像不良の評価方法は、実施例１と同じである。ただし、本実施例では、厚紙（２０９ｇｓｍのＡ３サイズの紙）の搬送速度は２００ｍｍ／ｓｅｃ（実施例１の２倍）である。

表２より、黒単色モードでは、実施例１と同様の構成となるため、厚紙の搬送速度が２倍になった分、問題ないレベルではあるがショックに起因する画像不良を抑制する効果は低下した。一方、フルカラーモードでは、厚紙の搬送速度が実施例１の２倍になったことで顕著となった回転変動を大きく抑えられていることがわかる。また、それにより、厚紙の搬送速度が実施例１の２倍になったことで発生するようになったショックに起因する画像不良を十分に抑制できていることがわかる。

以上説明したように、最下流の画像形成部ＳＫに加えて、他の画像形成部Ｓにもバックアップ部材１１を設けることで、ショックに起因する画像不良を抑制する効果を向上させることができる。この際、上述のように、バックアップ部材１１は少なくとも最上流の画像形成部ＳＹに設けることが好ましい。これにより、記録材Ｐの搬送速度が比較的速い構成にも対応することができる。

［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

例えば、上述の実施例では、一部の画像形成部のみで画像を形成するモードは黒単色画像を形成する黒単色モードとしたが、他の色の単色モードであってもよい。また、黒トナーと例えばシアントナーのみを用いた２色モードや、例えばイエロートナーのみを用いない３色モードなどが設けられていてもよい。この場合も、前述したのと同様に、バックアップ部材は、少なくとも、一部の画像形成部のみで画像形成するモードと、全ての画像形成部で画像を形成するモードと、の両方で用いられる画像形成部に設けることが好ましい。

また、上述の実施例では、中間転写方式の画像形成装置を例に説明したが、直接転写方式の画像形成装置にも本発明を適用することができる。図１０は、直接転写方式の画像形成装置（フルカラーモード時）の要部の概略断面図である。図１０において、図１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素には同一符号を付している。図１０の画像形成装置１００は、図１の画像形成装置１００における中間転写ベルト７に代えて、記録材担持体としての無端状のベルトで構成された記録材担持ベルト１０７を有する。記録材担持ベルト１０７は、複数の像担持体からトナー像が転写される記録材を担持して複数の像担持体との接触部に搬送する回転可能な無端状のベルトの一例である。図１０の画像形成装置１００では、各画像形成部Ｓで感光ドラム１に形成されたトナー像は、各転写部Ｎにおいて、記録材担持ベルト１０７上に担持されて搬送される記録材Ｐに転写される。このような直接転写方式の画像形成装置１００においても、転写ローラ５が中間転写ベルト７を介して感光ドラム１と当接しないように配置されている場合、記録材担持ベルト１０７に与えられるショックに起因する画像不良の発生が懸念される。例えば、記録材担持ベルト１０７に記録材Ｐが突入する際などに記録材担持ベルト１０７にショックが与えられることが考えられる。したがって、本発明は直接転写方式の画像形成装置にも適用することができ、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。なお、直接転写方式の画像形成装置１００では、バックアップ部材１１は、少なくとも、記録材担持ベルト１０７への記録材Ｐの突入部に最も近い記録材担持ベルト１０７の回転方向において最上流の画像形成部ＳＹに設けることが好ましい。他の観点からは、上述の実施例と同様に、複数のモードのいずれにおいても画像形成が行われる画像形成部Ｓに設けることが好ましい。したがって、例えば、図１０に示すような構成の場合、最上流のＹ画像形成部ＳＹと最下流のＫ画像形成部ＳＫの感光ドラム１Ｙ、１Ｋに対応して、バックアップ部材１１Ｙ、１１Ｋをそれぞれ設けることができる。

１ 感光ドラム
５ １次転写ローラ
７ 中間転写ベルト
８ ２次転写ローラ
１１ バックアップ部材
５０ 接離機構
１００ 画像形成装置
１１０ 制御部

Claims (12)

1. 複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体のそれぞれにトナー像を形成する像形成手段と、
   前記複数の像担持体との接触部において前記複数の像担持体からトナー像が転写されるか、又は前記複数の像担持体からトナー像が転写される記録材を担持して前記複数の像担持体との接触部に搬送する、回転可能な無端状のベルトと、
   前記複数の像担持体のそれぞれに対応して設けられ、前記ベルトを介して前記像担持体に当接しない位置で前記ベルトの内周面に接触する複数の転写部材と、
   前記ベルトに接触した前記転写部材に前記転写のための電圧を印加する電源と、
   前記複数の像担持体のうち一部の像担持体に対応して設けられ、前記像担持体との間で前記ベルトを挟持するバックアップ部材と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ベルトは、前記像担持体との接触部である１次転写部において前記像担持体から転写されたトナー像を２次転写部において記録材に転写させる中間転写体であり、
   前記バックアップ部材は、前記複数の像担持体のうち少なくとも前記ベルトの回転方向において最下流の像担持体に対応して設けら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。
3. 前記画像形成装置は、前記複数の像担持体のうち全ての像担持体にトナー像が形成される第１のモードと、前記複数の像担持体のうち前記最下流の像担持体を含む一部の像担持体にトナー像が形成される第２のモードと、を実行可能であり、前記第２のモードは、前記複数の像担持体のうち前記第２のモードでトナー像が形成されない像担持体から前記ベルトが離間された状態で実行されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記バックアップ部材は、更に少なくとも前記ベルトの回転方向において最上流の像担持体に対応して設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置は、前記複数の像担持体のうち全ての像担持体にトナー像が形成される第１のモードと、前記複数の像担持体のうち一部の像担持体にトナー像が形成される第２のモードと、を実行可能であり、前記第２のモードは、前記複数の像担持体のうち前記第２のモードでトナー像が形成されない像担持体から前記ベルトが離間された状態で実行され、
   前記バックアップ部材は、前記複数の像担持体のうち少なくとも前記第２のモードでトナー像が形成される像担持体に対応して設けら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。
6. 前記バックアップ部材は、前記第１のモードを実行するときには前記ベルトから離間されることを特徴とする請求項３又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記転写部材は、前記ベルトと接触する部分が剛体で形成された導電性部材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記転写部材は、金属ローラであることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記バックアップ部材は、前記ベルトと接触する部分が弾性体で形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記バックアップ部材は、弾性ローラ又は弾性ブレードであることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記バックアップ部材は、電気的にフロートであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記バックアップ部材により、対応する前記像担持体にかかる荷重は、６００ｇｆ以上、２０００ｇｆ以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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