JP2008268612A - 転写ユニット及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図りつつ、モノクロモード時とカラーモード時の転写条件を変えないで高質画像を安定的に得ることができる転写ユニットを提供すること。
【解決手段】転写ベルト４と、複数の感光ドラム２ａ〜２ｄ（像担持体）と、複数の転写ローラ３ａ〜３ｄを備え、各色のトナー像を転写ベルト４に転写するカラーモードと、モノクロトナー像を転写ベルト４に転写するモノクロモードを選択可能であって、モノクロモード時にはモノクロ用以外の複数のカラー用感光ドラム２ａ〜２ｃから転写ベルト４と転写ローラ３ａ〜３ｃを離間させるようにした転写ユニットにおいて、モノクロ用転写ローラ２ｄの前後に一対のバックアップローラ７，８を配置し、該バックアップローラ７，８をブラック用感光ドラム２ｄの回転中心Ｏを支点として一体的に回動させ、ブラック用感光ドラム２ｄと転写ベルト４の転写ニップがカラーモード時とモノクロモード時で変化しないようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の像担持体に形成された各色のトナー像を転写ベルトに転写するための転写ユニットとこれを備えた画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式によって画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置に対するカラー化の要求が強く、この要求に応えてカラー画像形成装置が開発され、既に実用に供されている。この種のカラー画像形成装置にはモノクロ並みの出力スピードが要求されることからタンデム型のカラー画像形成装置が注目されている。

タンデム型のカラー画像形成装置においては、少なくとも駆動ローラとテンションローラ及び従動ローラの間に張架された無端状の中間転写ベルトと、モノクロ用のブラック像担持体とイエロー、マゼンタ、シアンの３つのカラー像担持体を備え、各像担持体に形成された各色のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する方式が採用されている。

ところで、カラー画像形成装置においては、カラー画像を出力するカラーモードと、ブラック単色のモノクロ画像を出力するモノクロモードを選択可能であって、モノクロモードを選択してモノクロ画像を出力するときにも画像形成に供されないイエロー、マゼンタ、シアンのカラー像担持体を動作させると、これらのカラー像担持体が中間転写ベルトに接触し、カラー像担持体や中間転写ベルトが摩耗してこれらの寿命が低下するという問題が発生する。

そこで、特許文献１には、カラー用転写ローラの接離機構を、カラー用転写ローラを保持するカラーフレームで構成し、転写ローラのニップを安定させるためのバックアップローラの軸を回転軸としてカラーフレームを回動させる提案がなされている。
特開２００５−０６２６４２号公報

しかしながら、特許文献１において提案された構成では、カラーフレームという大掛かりな部材を必要とするため、転写ユニット及びこれを備えた画像形成装置が大型化するという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、小型化を図りつつ、モノクロモード時とカラーモード時の転写条件を変えないで高質画像を安定的に得ることができる転写ユニットとこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、少なくとも駆動ローラとテンションローラ及び従動ローラの間に張架された無端状の転写ベルトと、モノクロ用を含む複数の像担持体と、前記転写ベルトを介して前記各像担持体に当接する複数の転写ローラを備え、複数の像担持体に形成された各色のトナー像を前記転写ベルトに転写するカラーモードと、モノクロ用像担持体に形成されたモノクロトナー像を前記転写ベルトに転写するモノクロモードを選択可能であって、モノクロモード時にはモノクロ用以外の複数のカラー用像担持体から前記転写ベルトと前記転写ローラを離間させるようにした転写ユニットにおいて、モノクロ用転写ローラの前後に一対のバックアップローラを配置し、該バックアップローラを前記モノクロ用像担持体の回転中心を支点として一体的に回動させ、モノクロ用像担持体と前記転写ベルトの転写ニップがカラーモード時とモノクロモード時で変化しないようにしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記モノクロ用像担持体を他の複数のカラー用像担持体の位置よりも前記転写ベルトの搬送方向下流側に配置したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記バックアップローラがＩＤセンサのバックアップを兼ねており、該バックアップローラとＩＤセンサが一体的に回動することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、少なくとも駆動ローラとテンションローラ及び従動ローラの間に張架された無端状の転写ベルトと、モノクロ用を含む複数の像担持体と、前記転写ベルトを介して前記各像担持体に当接する複数の転写ローラを備え、複数の像担持体に形成された各色のトナー像を前記転写ベルトに転写するカラーモードと、モノクロ用像担持体に形成されたモノクロトナー像を前記転写ベルトに転写するモノクロモードを選択可能であって、モノクロモード時にはモノクロ用以外の複数のカラー用像担持体から前記転写ベルトと前記転写ローラを離間させるようにした転写ユニットにおいて、モノクロ用転写ローラの近傍にバックアップローラを配置し、該バックアップローラとモノクロ用転写ローラを移動させ、モノクロ用像担持体と前記転写ベルトの転写ニップがカラーモード時とモノクロモード時で変化しないようにしたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、画像形成装置に請求項１〜４の何れかに記載の転写ユニットを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、一対のバックアップローラをモノクロ用像担持体の回転中心を支点として一体的に回動させ、或はモノクロ用転写ローラの近傍に配置されたバックアップローラとモノクロ用転写ローラを移動させることによって、モノクロ用像担持体と転写ベルトの転写ニップがカラーモード時とモノクロモード時で変化しないようにしたため、モノクロモード時とカラーモード時の転写条件が同じとなり、高画質のモノクロ画像を安定的に得ることができる。

又、本発明によれば、大掛かりな部材を使用することがないため、転写ユニット及びこれを備えた画像形成装置の小型化を図ることができる。

［第１発明］
以下に第１発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１及び図２は第１発明に係る転写ユニットを備えた画像形成装置要部の断面図であり、図１はカラーモード時の状態を、図２はモノクロモード時の状態をそれぞれ示す。

本実施の形態に係る画像形成装置は、カラー画像とモノクロ画像を出力可能であって、その本体の内部にはイエロー画像形成ユニット１Ｙ、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ及びブラック画像形成ユニット１Ｂｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋには、像担持体としての感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、一次帯電手段としての転写ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの他、不図示の一次帯電器、現像装置、ドラムクリーニング装置がそれぞれ設けられている。

ここで、上記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動装置によって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、不図示の現像装置は、イエロー（Ｙ）トナー、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、ブラック（Ｂｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像を各色のトナーを付着させて各静電潜像を現像して各色のトナー像として可視像化するものである。

一次帯電手段としての前記転写ローラ３ａ〜３ｄは、各一次転写部にて無端状の中間転写ベルト４を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、転写ローラ３ａ〜３ｄや中間転写ベルト４は本発明に係る転写ユニットを構成しており、中間転写ベルト４は、駆動ローラ５、ベルト接離支点ローラ６、一対のバックアップローラ７，８、テンションローラ９及び二次転写対向ローラ１０の間に張架されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの下面側に走行可能に配置されており、前記各転写ローラ３ａ〜３ｄは、中間転写ベルト４の周内に配され、中間転写ベルト４を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄにそれぞれ所定の圧力で押圧されている。又、前記二次転写対向ローラ１０は、二次転写部において中間転写ベルト４を介して二次転写ローラ１１に当接されている。尚、中間転写ベルト４の材質としては、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の誘導体樹脂が選定される。

而して、本実施の形態においては、ブラック用感光ドラム２ｄは他の３つのカラー用感光トラム２ａ〜２ｃの位置よりも中間転写ベルト４の搬送方向下流側に配置されている。

又、中間転写ベルト４の周内であって、ブラック用転写ローラ３ｄを挟んでこれの前後（中間転写ベルト４の走行方向（反時計方向））に前記バックアップローラ７，８が配置されており、一方のバックアップローラ８はＩＤセンサ１２のバックアップを兼ねており、該バックアップローラ７，８とＩＤセンサ１２はブラック用感光ドラム２ｄの回転中心Ｏを支点として一体的に回動可能に支持されている。

尚、転写ローラ３ａ〜３ｄは、バネ１３によって感光ドラム２ａ〜２ｄ側に付勢され、図１に示すカラーモード時においては、全ての転写ローラ３ａ〜３ｄは中間転写ベルト４を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに所定の圧力で押圧されている。又、テンションローラ９は、バネ１４によって中間転写ベルト４に押し当てられて該中間転写ベルト４に所定のテンションを付与している。更に、図示しないが、転写ユニットの二次転写部の下流側にはベルトクリーニング装置が設けられている。

他方、画像形成装置本体内の前記転写ユニットの下方の搬送経路Ｌの途中であって、二次転写部の上流側（図１の左側）にはレジストローラ１５が配置され、二次転写部の下流側（図１の右側）には搬送ベルト１６が配置され、更にその下流側には定着装置１７が設けられている。ここで、定着装置１７は、互いに圧接された状態で回転する定着ローラ１８と加圧ローラ１９を備えている。尚、図示しないが、画像形成装置本体内の底部には、複数枚の用紙を積層収容した給紙カセットが着脱可能に設置されている。

次に、以上の構成を有する画像形成装置による画像形成動作について説明する。

本実施の形態に係る画像形成装置は、カラー画像を出力するカラーモードとモノクロ画像を出力するモノクロモードを選択可能であって、カラーモードが選択された場合には、図１に示すように、全ての転写ローラ３ａ〜３ｄが中間転写ベルト４を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに押圧されている。

上記状態において画像開始信号が発せられると、
各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図１の矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、不図示の一次帯電器によって一様に帯電される。そして、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザ光が例えば不図示のレーザスキャナユニットから各感光ドラム２ａ〜２ｄに照射されると、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各カラー画像信号に対応した静電潜像がそれぞれ形成される。

すると、先ず、イエロー画像形成ユニット１Ｙの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像が不図示の現像装置によって現像されてイエロートナー像として可視化される。そして、このイエロートナー像は、該感光ドラム２ａと転写ローラ３ａとの間の一次転写部において転写ローラ３ａの作用によって、図１の矢印方向（反時計方向）に回転している中間転写ベルト４上に一次転写される。

上述のようにしてイエロートナー像が一次転写された中間転写ベルト４は、次のマゼンタ画像形成ユニット１Ｍへと移動する。そして、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたマゼンタトナー像が一次転写部において中間転写ベルト４上にイエロートナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト４上に重畳転写されたイエロー及びマゼンタトナー像の上に、シアン及びブラック画像形成ユニット１Ｃ，１Ｂｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたシアン及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト４上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト４上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、不図示の各ドラムクリーニング装置によって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト４上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ１０と二次転写ローラ１１間の二次転写部に達するタイミングに合わせて、不図示の給紙カセットから搬送経路Ｌへと送り出された用紙がレジストローラ１５によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部において、中間転写ベルト４上のフルカラートナー像が二次転写ローラ１１の作用によって用紙に一括して二次転写される。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト４上に残留する転写残トナーは、不図示のベルトクリーニング装置によって除去され、中間転写ベルト４は次の画像形成に備えられる。

以上のようにしてフルカラートナー像が転写された用紙は、定着装置１７へと搬送され、この定着装置１７において定着ローラ１８と加圧ローラ１９によって挟持されながら搬送される過程でフルカラートナー像が加熱及び加圧されて該用紙の表面に熱定着される。そして、トナー像が定着された用紙は、装置本体外の不図示の排紙トレイへと排出される。

他方、モノクロモードが選択された場合には、図２に示すように、バックアップローラ７，８とＩＤセンサ１２がブラック用感光ドラム２ｄの回転中心Ｏを支点として時計方向に所定角度だけ一体に回動する。すると、カラー用転写ローラ３ａ〜３ｃと中間転写ベルト４がカラー用感光ドラム２ａ〜２ｃから離間する。このとき、中間転写ベルト４とモノクロ用感光ドラム２ｄとの転写ニップがカラーモード時のそれと同じになるようにバックアップローラ７，８及びＩＤセンサ１２の回動量が設定されている。従って、このモノクロモードにおいては、ブラック画像形成ユニット１Ｂｋにおいてのみ転写ローラ５ｄと中間転写ベルト４がブラック用感光ドラム２ｄに当接している。

而して、モノクロモードにおいてはブラック画像形成ユニット１Ｂｋのみが動作し、他のイエロー、マゼンタ及びシアン画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは休止するため、前記と同様にブラック画像形成ユニット１Ｂｋにおいて感光ドラム２ｄ上に形成されたブラックトナー像は一次転写部において中間転写ベルト４上に一次転写され、中間転写ベルト４上に転写されたブラックトナー像は、適当なタイミングで二次転写部に供給された用紙上に二次転写される。そして、ブラックトナー像が転写された用紙は、定着装置１７へと搬送され、この定着装置１７においてブラックトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、ブラックトナー像が定着された用紙は、装置本体外の不図示の排紙トレイへと排出される。

以上のように、本実施の形態では、一対のバックアップローラ７，８をブラック用感光ドラム２ｄの回転中心Ｏを支点として一体的に回動させることによって、ブラック用感光ドラム２ｄと中間転写ベルト４の転写ニップがカラーモード時とモノクロモード時で変化しないようにしたため、モノクロモード時とカラーモード時の転写条件が同じとなり、高画質のモノクロ画像を安定的に得ることができる。

又、本実施の形態では、大掛かりな部材を使用することがないため、転写ユニット及びこれを備えた画像形成装置の小型化を図ることができる。

［第２発明］
次に、第２発明の実施の形態を図３〜図６に基づいて説明する。

図３及び図４は第２発明に係る転写ユニットを備えた画像形成装置要部の断面図であり、図３はカラーモード時の状態を、図４はモノクロモード時の状態をそれぞれ示す。又、図５は図３のＡ部拡大詳細図、図６は図４のＢ部拡大詳細図であり、図３〜図６においては図１及び図２に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

本実施の形態は、上下動可能なリンクアーム２０によってカラー用転写ローラ３ａ〜３ｃと解除ローラ２１を回転可能に支持するとともに、ブラック用転写ローラ３ｄの近傍（ブラック用転写ローラ３ｄとテンションローラ９の間）にバックアップローラ（アイドルローラ）２２を配置したことを特徴としており、他の構成は図１及び図２に示す第１発明に係る画像形成装置のそれと同じである。

而して、本実施の形態に係る画像形成装置においてカラーモードが選択された場合には、図３に示すように、全ての転写ローラ３ａ〜３ｄが中間転写ベルト４を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに押圧されるとともに、解除ローラ２１が中間転写ベルト４に当接して該中間転写ベルト４を押し上げている。

上記状態において、前記第１発明と同様に、中間転写ベルト４上にはイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各トナー像が重畳転写されてフルカラーのトナー像が形成され、このフルカラー像は、その先端が二次転写部に達するタイミングに合わせて供給される用紙上に転写される。このようにしてフルカラートナー像が転写された用紙は、定着装置１７へと搬送され、この定着装置１７においてフルカラートナー像の定着を受けた後、装置本体外の不図示の排紙トレイへと排出される。

他方、モノクロモードが選択された場合には、図４に示すように、リンクアーム２０が下動してカラー用転写ローラ３ａ〜３ｃと解除ローラ２１及び中間転写ベルト４がカラー用感光ドラム２ａ〜２ｃから離間するとともに、ブラック用転写ローラ３ｄとバックアップローラ２２が図６の矢印方向に移動する。このとき、中間転写ベルト４は図３に示すカラーモード時の状態に対して図４に示す角度αだけ傾斜するが、ブラック用感光ドラム２ｄと中間転写ベルト４の転写ニップがカラーモード時のそれと同じになるように、ブラック用転写ローラ３ｄとバックアップローラ２２が図６に示すように角度αだけ図示矢印方向に移動する。

而して、モノクロモードにおいてはブラック画像形成ユニット１Ｂｋのみが動作し、他のイエロー、マゼンタ及びシアン画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは休止するため、前記と同様にブラック画像形成ユニット１Ｂｋにおいて感光ドラム２ｄ上に形成されたブラックトナー像は一次転写部において中間転写ベルト４上に一次転写され、中間転写ベルト４上に転写されたブラックトナー像は、適当なタイミングで二次転写部に供給された用紙上に二次転写される。そして、ブラックトナー像が転写された用紙は、定着装置１７へと搬送され、この定着装置１７においてブラックトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、ブラックトナー像が定着された用紙は、装置本体外の不図示の排紙トレイへと排出される。

以上のように、本実施の形態では、ブラック用転写ローラ３ｄの近傍に配置されたバックアップローラ２２とブラック用転写ローラ３ｄを移動させることによって、ブラック用感光ドラム２ｄと中間転写ベルト４の転写ニップがカラーモード時とモノクロモード時で変化しないようにしたため、モノクロモード時とカラーモード時の転写条件が同じとなり、高画質のモノクロ画像を安定的に得ることができる。

又、本発明によれば、大掛かりな部材を使用することがないため、転写ユニット及びこれを備えた画像形成装置の小型化を図ることができる。

第１発明に係る転写ユニットを備えた画像形成装置要部の断面図（カラーモード）である。 第１発明に係る転写ユニットを備えた画像形成装置要部の断面図（モノクロモード）である。 第２発明に係る転写ユニットを備えた画像形成装置要部の断面図（カラーモード）である。 第２発明に係る転写ユニットを備えた画像形成装置要部の断面図（モノクロモード）である。 図３のＡ部拡大詳細図である。 図４のＢ部拡大詳細図である。

符号の説明

１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｂｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 転写ローラ
４ 中間転写ベルト（転写ベルト）
５ 駆動ローラ
６ ベルト接離支点ローラ
７，８ バックアップローラ
９ テンションローラ
１０ 二次転写対向ローラ
１１ 二次転写ローラ
１２ ＩＤセンサ
１３，１４ バネ
１５ レジストローラ
１６ 搬送ベルト
１７ 定着装置
１８ 定着ローラ
１９ 加圧ローラ
２０ リンクアーム
２１ 解除ローラ
２２ バックアップローラ（アイドルローラ）
Ｌ 搬送経路
Ｏ ブラック用感光ドラムの回転中心

Claims (5)

1. 少なくとも駆動ローラとテンションローラ及び従動ローラの間に張架された無端状の転写ベルトと、モノクロ用を含む複数の像担持体と、前記転写ベルトを介して前記各像担持体に当接する複数の転写ローラを備え、複数の像担持体に形成された各色のトナー像を前記転写ベルトに転写するカラーモードと、モノクロ用像担持体に形成されたモノクロトナー像を前記転写ベルトに転写するモノクロモードを選択可能であって、モノクロモード時にはモノクロ用以外の複数のカラー用像担持体から前記転写ベルトと前記転写ローラを離間させるようにした転写ユニットにおいて、
   モノクロ用転写ローラの前後に一対のバックアップローラを配置し、該バックアップローラを前記モノクロ用像担持体の回転中心を支点として一体的に回動させ、モノクロ用像担持体と前記転写ベルトの転写ニップがカラーモード時とモノクロモード時で変化しないようにしたことを特徴とする転写ユニット。
2. 前記モノクロ用像担持体を他の複数のカラー用像担持体の位置よりも前記転写ベルトの搬送方向下流側に配置したことを特徴とする請求項１記載の転写ユニット。
3. 前記バックアップローラがＩＤセンサのバックアップを兼ねており、該バックアップローラとＩＤセンサが一体的に回動することを特徴とする請求項１又は２記載の転写ユニット。
4. 少なくとも駆動ローラとテンションローラ及び従動ローラの間に張架された無端状の転写ベルトと、モノクロ用を含む複数の像担持体と、前記転写ベルトを介して前記各像担持体に当接する複数の転写ローラを備え、複数の像担持体に形成された各色のトナー像を前記転写ベルトに転写するカラーモードと、モノクロ用像担持体に形成されたモノクロトナー像を前記転写ベルトに転写するモノクロモードを選択可能であって、モノクロモード時にはモノクロ用以外の複数のカラー用像担持体から前記転写ベルトと前記転写ローラを離間させるようにした転写ユニットにおいて、
   モノクロ用転写ローラの近傍にバックアップローラを配置し、該バックアップローラとをモノクロ用転写ローラを移動させ、モノクロ用像担持体と前記転写ベルトの転写ニップがカラーモード時とモノクロモード時で変化しないようにしたことを特徴とする転写ユニット。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の転写ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。
   

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