JP2004102123A

JP2004102123A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2004102123A
Application number: JP2002266727A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Kanekura; 金倉　和紀; Kazuhiro Seguchi; 瀬口　和宏; Yuji Nagai; 永井　雄二; Yuzo Kawano; 川野　裕三
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】カラー画像形成装置において、第１の転写ローラの中間転写ベルトに対する接触高さを高精度で制御する。
【解決手段】感光体ベルト２ａ〜５ａと、無端状の中間転写ベルト７と、感光体ベルト２ａ〜５ａ上の各色トナー像を中間転写ベルト７に圧接転写する第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄと、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄの回転軸がはめ込まれ、中間転写ベルト７を感光体ベルト２ａ〜５ａに圧接させる圧接位置および中間転写ベルト７を感光体ベルト２ａ〜５ａから離間させる離間位置に第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄを変位可能とするガイド溝１９と、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄの配列方向に直線的に往復移動可能に設けられ、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄをガイド溝１９に沿って昇降させて圧接位置および離間位置に変位させるカム山が形成された昇降駆動部２０を有する構成とする。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端状の中間転写体を有する電子写真方式のカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真方式を採用した画像形成装置においては、像担持体である感光体を帯電器により帯電し、帯電された感光体に画像情報に応じた光照射を行って潜像を形成し、この潜像を現像器によって現像し、現像されたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成することが行われている。
【０００３】
一方、画像のカラー化に伴って、このような各画像形成プロセスが実行される画像形成ユニットを複数備え、シアン像、マゼンタ像、イエロー像、好ましくはブラック像の各色トナー像をそれぞれの感光体に形成し、各感光体の転写位置において無端状の中間転写体にこれらのトナー像を重ね合わせて転写することによりフルカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置も提案されている。
【０００４】
このようなタンデム方式のカラー画像形成装置は各色ごとにそれぞれの画像形成部を有するため、高速化に有利である。
【０００５】
以下に、タンデム方式の従来のカラー画像形成装置について説明する。
【０００６】
図６は従来のカラー画像形成装置の構成を示す概略図である。
【０００７】
図６において、カラー画像形成装置の本体１内にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像をそれぞれ形成するための画像形成ユニット２，３，４，５が配置され、これらの画像形成ユニット２〜５のそれぞれに対応して露光器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを備えている。画像形成ユニット２〜５は、露光器６ａ〜６ｄからのレーザビームの照射によってその周面に静電潜像を形成する感光体ドラム（感光体）２ａ，３ａ，４ａ，５ａと、トナータンクから供給されるトナーを感光体ドラム２ａ〜５ａに付着させて静電潜像をトナー像として顕像化する現像ローラ２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ等を備えたものである。
【０００８】
画像形成ユニット２〜５の下側には、感光体ドラム２ａ，３ａ，４ａ，５ａ上に顕像化された各色トナー像が重ね転写してカラートナー像を形成す無端状の中間転写ベルト（中間転写体）７が矢印方向に走行可能に配置されている。中間転写ベルト７には、駆動ローラ８、テンションローラ９、４個の第１の転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ、従動ローラ１１がループ内に配置されている。
【０００９】
装置の下部には、用紙（記録媒体）Ｐが収納された給紙カセット１３が設けられている。そして、用紙Ｐは、給紙ローラにより給紙カセット１３から１枚ずつ用紙搬送路に送り出される。
【００１０】
用紙搬送路上には、従動ローラ１１の位置で中間転写ベルト７の外周面と所定量にわたって接触して中間転写ベルト７上のカラー画像を用紙Ｐに転写する第２の転写ローラ１２、用紙Ｐ上に転写されたカラー画像を用紙Ｐに定着する定着器１４が配置されている。
【００１１】
このような構成の画像形成装置において、中間転写ベルト７の表面には画像形成ユニット２〜５の感光体ドラム２ａ〜５ａによってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が付着しカラー画像が形成される。そして、このトナーによるカラー画像は従動ローラ１１と第２の転写ローラ１２との間のニップ力によって、給紙カセット１３から取り出された用紙Ｐに転写される。そして、用紙Ｐは定着器１４に供給されてトナー像を定着した後に排紙される。
【００１２】
このようなカラー画像形成装置において、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄは、中間転写ベルト７を感光体ドラム２ａ〜５ａに圧接させる圧接位置と中間転写ベルト７を感光体ドラム２ａ〜５ａから離間させる離間位置の２つの位置に上下動する。
【００１３】
ここで、本発明者が検討した第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄの昇降機構を図７に示す。
【００１４】
図７（ａ）は全ての第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄが下降していて、中間転写ベルト７が感光体ドラム２ａ〜５ａから離間した状態を示している。
【００１５】
モノクロ画像を形成する場合にブラックの画像形成ユニット５だけが作動するように指令が出されると、駆動モータ（図示せず）が作動して第２の伝達軸１７が回転され、図７（ｂ）に示すように、起倒用カム１７ａによって起倒ロッド１８ｃが起立してこの起倒ロッド１８ｂに取り付けられた第１の転写ローラ１０ｄが中間転写ベルト７を感光体ドラム５ａに圧接する。
【００１６】
また、カラー画像を形成する場合に全ての画像形成ユニット２〜５が作動するように指令が出されると、第１および第２の伝達軸１６，１７が回転され、図７（ｃ）に示すように、起倒用カム１６ａによって水平ロッド１８ａを介して起倒ロッド１８ｂが起立するとともに起倒用カム１７ａによって起倒ロッド１８ｃが起立して、起倒ロッド１８ｂ，１８ｃに取り付けられた第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄが中間転写ベルト７を感光体ドラム２ａ〜５ａに圧接する。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−００６６２３号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
感光体ドラムに形成されたトナー像を適正に中間転写ベルトに転写するためには、第１の転写ローラにより、最適な圧接力で中間転写ベルトを感光体ドラムに圧接させることが必要になる。
【００１９】
しかしながら、前述したリンク機構により第１の転写ローラを昇降させる構造では、部品点数が多くなって精度が出にくく、最適化を図ることが困難になる。すなわち、起倒用カムや伝達軸の工作精度や回転支点など精度出しの要素が多くなるために、第１の転写ローラにより中間転写ベルトを最適な圧接力で感光体ドラムに圧接させることが困難になる。
【００２０】
そこで、本発明は、第１の転写ローラの中間転写体に対する接触高さを高精度で制御することのできるカラー画像成形装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明のカラー画像形成装置は、回転中心軸が相互に平行になるように一列に配置されて周方向に回転し、各色トナー像がそれぞれ現像形成される複数の感光体と、感光体に接触可能に配置されて走行する無端状の中間転写体と、中間転写体のループ内に各感光体に対応してそれぞれ配置され、感光体に中間転写体を圧接して感光体上の各色トナー像を中間転写体に転写する複数の第１の転写ローラと、第１の転写ローラの回転軸がはめ込まれ、中間転写体を感光体に圧接させる圧接位置および中間転写体を感光体から離間させる離間位置の２つの位置に第１の転写ローラを変位可能とするガイド溝と、複数の第１の転写ローラの配列方向に直線的に往復移動可能に設けられるとともに第１の転写ローラの回転軸を支持し、第１の転写ローラをガイド溝に沿って昇降させて圧接位置および離間位置に変位させるカム山が形成された昇降駆動部を有する構成としたものである。
【００２２】
このように、直線的に往復移動する昇降駆動部に形成されたカム山により第１の転写ローラを昇降させているので、カム山の高さで第１の転写ローラの昇降量が決定されることになり、第１の転写ローラの中間転写体に対する接触高さを高精度で制御することが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、回転中心軸が相互に平行になるように一列に配置されて周方向に回転し、各色トナー像がそれぞれ現像形成される複数の感光体と、感光体に接触可能に配置されて走行する無端状の中間転写体と、中間転写体のループ内に各感光体に対応してそれぞれ配置され、感光体に中間転写体を圧接して感光体上の各色トナー像を中間転写体に転写する複数の第１の転写ローラと、第１の転写ローラの回転軸がはめ込まれ、中間転写体を感光体に圧接させる圧接位置および中間転写体を感光体から離間させる離間位置の２つの位置に第１の転写ローラを変位可能とするガイド溝と、複数の第１の転写ローラの配列方向に直線的に往復移動可能に設けられるとともに第１の転写ローラの回転軸を支持し、第１の転写ローラをガイド溝に沿って昇降させて圧接位置および離間位置に変位させるカム山が形成された昇降駆動部を有するカラー画像形成装置であり、直線的に往復移動する昇降駆動部に形成されたカム山により第１の転写ローラを昇降させているので、カム山の高さで第１の転写ローラの昇降量が決定されることになり、第１の転写ローラの中間転写体に対する接触高さを高精度で制御することが可能になるという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、昇降駆動部は、イエロー、マゼンタおよびシアンのトナー像が形成される感光体にそれぞれ対応した第１の転写ローラを昇降させる第１の駆動部と、ブラックのトナー像が形成される感光体に対応した第１の転写ローラを昇降させる第２の駆動部とを備え、第２の駆動部は、第１の駆動部とは独立して第１の転写ローラを昇降させるとともに、第１の駆動部が第１の転写ローラを圧接位置に変位させるように移動したときには当該第１の駆動部により移動されて第１の転写ローラを圧接位置に変位させるカラー画像形成装置であり、さらに、モノクロ画像を形成するときにはカラー画像を形成するときにのみ用いられる感光体を休止させることが可能になるという作用を有する。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００２６】
図１は本発明の一実施の形態によるカラー画像形成装置の構成を示す概略図、図２は図１のカラー画像形成装置における第１の転写ローラの昇降機構を側方から示す説明図、図３は図２の昇降機構を上方から示す説明図、図４は図２の昇降機構において一部の第１の転写ローラが上昇位置となった状態を示す説明図、図５は図２の昇降機構において全ての第１の転写ローラが上昇位置となった状態を示す説明図である。
【００２７】
図１において、カラー画像形成装置の本体１内にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像をそれぞれ形成するための画像形成ユニット２，３，４，５が順に配置され、これらの画像形成ユニット２〜５のそれぞれに対応して露光器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを備えている。画像形成ユニット２〜５は、露光器６ａ〜６ｄからのレーザビームの照射によってその周面に静電潜像を形成する像担持体としての感光体ドラム（感光体）２ａ，３ａ，４ａ，５ａと、トナータンクから供給されるトナーを感光体ドラム２ａ〜５ａに付着させて静電潜像をトナー像として顕像化する現像ローラ２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ等を備えたものである。周方向に回転する感光体ドラム２ａ，３ａ，４ａ，５ａは、その回転中心軸が相互に平行になるように一列に配置されている。
【００２８】
配列された画像形成ユニット２〜５の下側には、感光体ドラム２ａ，３ａ，４ａ，５ａ上に顕像化された各色トナー像が相互に重ね合わせ転写されてカラートナー像が形成される無端状の中間転写ベルト（中間転写体）７が矢印方向に走行可能に配置されている。中間転写ベルト７は、この中間転写ベルト７を走行させる駆動ローラ８、中間転写ベルトに所定の張力を与えるテンションローラ９、各感光体ドラム２ａ〜５ａに対応して配置されて中間転写ベルト７を各感光体ドラム２ａ〜５ａに圧接して感光体ドラム２ａ〜５ａ上の各色トナー像を中間転写ベルト７に転写する４個の第１の転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ、駆動ローラ８による中間転写ベルト７の回転により回転する従動ローラ１１がループ内に配置され、これらを巡って矢印方向に周回駆動される。
【００２９】
テンションローラ９は印刷期間では図においてスプリング（図示せず）によって付勢され右下に位置を移動することで中間転写ベルト７に張力を付与している。また非印刷期間では中間転写ベルト７と各ローラが長時間同じ位置で巻き付くことで巻癖が付かないようにテンションローラ８による中間転写ベルト７への張力の付与を解除している。
【００３０】
装置の下部には、用紙（記録媒体）Ｐが収納された給紙カセット１３が設けられている。そして、用紙Ｐは、給紙ローラにより給紙カセット１３から１枚ずつ用紙搬送路に送り出される。
【００３１】
用紙搬送路上には、従動ローラ１１の位置で中間転写ベルト７の外周面と所定量にわたって接触し、この中間転写ベルト７上に形成されたカラー画像を用紙Ｐに転写する第２の転写ローラ１２、用紙Ｐ上に転写されたカラー画像をローラの狭持回転に伴う圧力と熱とによって用紙Ｐに定着する定着器１４が配置されている。
【００３２】
このような構成の画像形成装置において、先ず画像形成ユニット２の感光体ドラム２ａ上に画像情報のイエロー成分色の潜像が形成される。この潜像はイエロートナーを有する現像手段２ｂによりイエロートナー像として可視像化され、第１の転写ローラ１０ａにより中間転写ベルト７上にイエロートナー像として転写される。
【００３３】
一方、イエロートナー像が中間転写ベルト７に転写されている間に、画像形成ユニット３ではマゼンタ成分色の潜像が形成され、続いて現像手段３ｂでマゼンタトナーによるマゼンタトナー像が顕像化される。そして、先の画像ユニット２でイエロートナー像の転写が終了した中間転写ベルト７にマゼンタトナー像が画像ユニット３の第１の転写ローラ１０ｂにて転写され、イエロートナー像と重ね合わされる。
【００３４】
以下、シアントナー像、ブラックトナー像についても同様にして画像形成が行われ、中間転写ベルト７に４色のトナー像の重ね合わせが終了する。
【００３５】
中間転写ベルト７上に形成されたカラー画像は、従動ローラ１１と第２の転写ローラ１２との間のニップ力によって給紙カセット１３から給紙された用紙Ｐに一括転写される。そして、転写されたトナー像は定着器１４で用紙Ｐに加熱定着され、この用紙Ｐ上にフルカラー画像が形成され、その後排紙される。
【００３６】
このようなカラー画像形成装置において、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄは、中間転写ベルト７を感光体ドラム２ａ〜５ａに圧接させる圧接位置と中間転写ベルト７を感光体ドラム２ａ〜５ａから離間させる離間位置の２つの位置に上下動する。
【００３７】
ここで、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄの昇降機構を図２〜図５を用いて説明する。
【００３８】
図２および図３に示すように、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄは、その回転軸がガイド溝１９にはめ込まれている。ガイド溝１９は上下方向に形成されており、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄはこのようなガイド溝１９を移動することにより、中間転写ベルト７を感光体ドラム２ａ〜５ａに圧接させる圧接位置および中間転写ベルト７を感光体ドラム２ａ〜５ａから離間させる離間位置の２つの位置に変位可能となっている。
【００３９】
また、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄは、その両端部が第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄをガイド溝１０に沿って昇降させる昇降駆動部２０のカム山にそれぞれ支持されている。昇降駆動部２０は第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄの配列方向に直線的に往復移動可能に設けられており、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄを支持しているカムの位置が移動によって変化して、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄを前述した圧接位置および離間位置に変位させる。
【００４０】
昇降駆動部２０は、イエロー、マゼンタおよびシアンのトナー像が形成される感光体ドラム２ａ〜４ａにそれぞれ対応した第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｃを昇降させる第１の駆動部２０ａと、ブラックのトナー像が形成される感光体ドラム５ａに対応した第１の転写ローラ１０ｄを昇降させる第２の駆動部２０ｂとからなる。
【００４１】
そして、図３および図４に示すように、第２の駆動部２０ｂは、第１の駆動部２０ａとは独立して第１の転写ローラ１０ｄを昇降させることができるようになっている。
【００４２】
また、図３および図５に示すように、第１の駆動部２０ａは、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｃを圧接位置に変位させるように移動したときには第２の駆動部２０ｂに当接して、この第２の駆動部２０ｂを第１の転写ローラ１０ｄを圧接する位置に変位させる。
【００４３】
このような構造によれば、モノクロ画像を形成する場合にブラックの画像形成ユニット５だけが作動するように指令が出されると、駆動モータ（図示せず）が作動して昇降駆動部２０の第２の駆動部２０ｂのみが移動し、図４に示すように、第１の転写ローラ１０ｄのみのカム支持位置が次第に高くなることによりガイド溝１９に沿って上昇してこの第１の転写ローラ１０ｄが中間転写ベルト７を感光体ドラム５ａに圧接する。
【００４４】
また、カラー画像を形成する場合に全ての画像形成ユニット２〜５が作動するように指令が出されると、昇降駆動部２０の第１の駆動部２０ａが移動するとともにこの第１の駆動部２０ａに押されて第２の駆動部２０ｂも移動し、図５に示すように、全ての第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄのカム支持位置が次第に高くなることによりガイド溝１９に沿って上昇して中間転写ベルト７を感光体ドラム２ａ〜５ａに圧接する。
【００４５】
このように、本実施の形態によれば、直線的に往復移動する昇降駆動部２０に形成されたカム山により第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄを昇降させているので、カム山の高さで第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄの昇降量が決定されることになる。これにより、第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄの中間転写ベルト７に対する接触高さを高精度で制御することが可能になる。
【００４６】
なお、以上の説明では、モノクロ画像を形成するときにはカラー画像を形成するときにのみ用いられる感光体ドラム２ａ〜４ａを休止させるために、昇降駆動部２０を第１の駆動部２０ａと第２の駆動部２０ｂとに分離した構造としたが、一体構造として全ての第１の転写ローラ１０ａ〜１０ｄが同時に昇降するようになっていてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、直線的に往復移動する昇降駆動部に形成されたカム山により第１の転写ローラを昇降させているので、カム山の高さで第１の転写ローラの昇降量が決定されることになり、第１の転写ローラの中間転写体に対する接触高さを高精度で制御することが可能になるという有効な効果が得られる。
【００４８】
また、第２の駆動部を、第１の駆動部とは独立して第１の転写ローラを昇降させるとともに、第１の駆動部が第１の転写ローラを圧接位置に変位させるように移動したときには当該第１の駆動部により移動されて第１の転写ローラを圧接位置に変位させるようにすれば、モノクロ画像を形成するときにはカラー画像を形成するときにのみ用いられる感光体を休止させることが可能になるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるカラー画像形成装置の構成を示す概略図
【図２】図１のカラー画像形成装置における第１の転写ローラの昇降機構を側方から示す説明図
【図３】図２の昇降機構を上方から示す説明図
【図４】図２の昇降機構において一部の第１の転写ローラが上昇位置となった状態を示す説明図
【図５】図２の昇降機構において全ての第１の転写ローラが上昇位置となった状態を示す説明図
【図６】従来のカラー画像形成装置の構成を示す概略図
【図７】本発明者が検討した第１の転写ローラの昇降機構を示す説明図
【符号の説明】
２ａ，３ａ，４ａ，５ａ　感光体ドラム（感光体）
７　中間転写ベルト（中間転写体）
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ　第１の転写ローラ
１９　ガイド溝
２０　昇降駆動部
２０ａ　第１の駆動部
２０ｂ　第２の駆動部
Ｐ　用紙（記録媒体）

Claims

回転中心軸が相互に平行になるように一列に配置されて周方向に回転し、各色トナー像がそれぞれ現像形成される複数の感光体と、
前記感光体に接触可能に配置されて走行する無端状の中間転写体と、
前記中間転写体のループ内に各感光体に対応してそれぞれ配置され、前記感光体に前記中間転写体を圧接して前記感光体上の各色トナー像を前記中間転写体に転写する複数の第１の転写ローラと、
前記第１の転写ローラの回転軸がはめ込まれ、前記中間転写体を前記感光体に圧接させる圧接位置および前記中間転写体を前記感光体から離間させる離間位置の２つの位置に前記第１の転写ローラを変位可能とするガイド溝と、
複数の前記第１の転写ローラの配列方向に直線的に往復移動可能に設けられるとともに前記第１の転写ローラの前記回転軸を支持し、前記第１の転写ローラを前記ガイド溝に沿って昇降させて前記圧接位置および前記離間位置に変位させるカム山が形成された昇降駆動部を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
前記昇降駆動部は、イエロー、マゼンタおよびシアンのトナー像が形成される前記感光体にそれぞれ対応した前記第１の転写ローラを昇降させる第１の駆動部と、ブラックのトナー像が形成される前記感光体に対応した前記第１の転写ローラを昇降させる第２の駆動部とを備え、
前記第２の駆動部は、前記第１の駆動部とは独立して前記第１の転写ローラを昇降させるとともに、前記第１の駆動部が前記第１の転写ローラを前記圧接位置に変位させるように移動したときには当該第１の駆動部により移動されて前記第１の転写ローラを前記圧接位置に変位させることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。