JP2008233196A - 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】カラーモード時とモノクロモード時における転写ベルトのテンションの変動を小さく抑えてテンションの安定化を図ることができる転写ユニットを提供すること。
【解決手段】無端状の転写ベルト７と、複数の感光ドラム（像担持体）２ａ〜２ｄに形成された各色のトナー像を転写ベルト７に転写するカラーモードと、モノクロ用感光ドラム２ｄに形成されたモノクロトナー像を転写ベルト７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感光ドラム２ａ〜２ｃから転写ローラ５ａ〜５ｃを離間させるようにした転写ユニットにおいて、前記転写ベルト７のテンションを調整するリンク部材（テンション調整部材）１４，１５を設け、モノクロモード時の転写ローラ５ａ〜５ｃのカラー感光ドラム２ａ〜２ｃからの離間動作に連動して前記リンク部材１４，１５を移動させるよう構成する。
【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。

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高く、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転写ベルトに接触し、カラー像担持体や転写ベルトが摩耗してこれらの寿命が短くなるという問題が発生する。

そこで、モノクロモードを選択してモノクロ画像を出力する場合には、ブラック像担持体以外のイエロー、マゼンタ、シアンのカラー像担持体から転写ローラと転写ベルトを離間させるようにしたカラー画像形成装置が提案されている。このようなカラー画像形成装置では、ブラック像担持体に対する転写ベルトの軌道がカラーモードとモノクロモードとで異なるため、ブラック像担持体とこれに当接する転写ローラ間の転写ニップや転写ベルトのテンションがカラーモードとモノクロモードとで変化し、モノクロモードでの転写効率が悪化したり、転写ベルトの撓みや振動等が発生し易い。

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、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、モノクロモード時に転写ローラと転写ベルトをカラー像担持体から離間させる際の転写ベルトの形状変更が全てテンションローラに依存しているため、テンションローラを付勢するバネの長さが大きくなって転写ベルトのテンションが不安定になるという問題がある。

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、カラーモード時とモノクロモード時における転写ベルトのテンションの変動を小さく抑えてテンションの安定化を図ることができる転写ユニット及び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、前記ベルトのテンションを調整するテンション調整部材を設け、モノクロモード時の前記転写ローラのカラー用像担持体からの離間動作に連動して前記テンション調整部材を移動させる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に当接するモノクロ用転写ローラの上流に固定ローラを配置し、該固定ローラを中心として回動するリンク部材によって前記テンション調整部材を構成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、モノクロモード時に前記転写ベルトに当接して該転写ベルトのテンションを調整するテンション調整ローラを設けたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、画像形成装置に請求項１〜３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。

請求項１記載の発明によれば、モノクロモード時の転写ローラのカラー用像担持体からの離間動作に連動してテンション調整部材を移動させるようにしたため、カラーモード時とモノクロモード時における転写ベルトのテンションの変動を小さく抑えてテンションの安定化を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、モノクロ用転写ローラの上流に配置された固定ローラを回動するリンク部材によってテンション調整部材を構成したため、モノクロモード時にカラー用転写ローラと転写ベルトをカラー用像担持体から離間させても、転写ベルトとモノクロ用像担持体とのニップの安定化が図られるとともに、テンション調整部材が接離機構を構成するために構造の単純化と部品点数の削減が図られる。

請求項３記載の発明によれば、モノクロモード時にテンション調整ローラが転写ベルトに当接して該転写ベルトのテンションを調整するとともに、テンション調整ローラによって転写ベルトの軌道が保持されて該転写ベルトとモノクロ用像担持体とのニップが一定に保持されて高い転写効率が維持される。

請求項４記載の発明によれば、画像形成装置において、転写ユニットの転写ベルトのテンションをカラーモード時とモノクロモード時における変動を小さく抑えてテンションの安定化を図り、高質なカラー画像及びモノクロ画像を安定的に得ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１及び図２は本発明の実施の形態１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と、その周囲に配された一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、一次帯電手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ設けられている。

ここで、前記感光ドラム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（反時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記一次帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に一様に帯電させるものである。

前記現像装置４ａ〜４ｄ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５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて無端状の中間転写ベルト７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５ａ〜５ｄや中間転写ベルト７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７は、駆動ローラ８、従動ローラ９、テンションローラ１０及び二次転写対向ローラ１１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５ａ〜５ｄは、中間転写ベルト７の内側に配され、中間転写ベルト７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１１は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１２に当接されている。尚、中間転写ベルト７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。

又、本実施の形態では、ブラック感光ドラム２ｄに当接するブラック転写ローラ５ｄの上流（中間転写ベルト７の走行方向上流）には、中間転写ベルト７に当接する固定ローラ１３が配置されており、中間転写ベルト７の内側には、固定ローラ１３を中心として回動する２つのリンク部材１４，１５が設けられている。これらのリンク部材１４，１５はテンション調整部材を構成しており、一方のリンク部材１４の一端は固定ローラ１３の軸に連結されており、該リンク部材１４の他端には他方のリンク部材１５の一端が連結されている。

上記他方のリンク部材１５は、略水平に長く延び、これにはブラック転写ローラ５ｄ以外の３つのカラー転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃがバネ１６によって支持されており、図１に示すようにカラー画像を出力するカラーモード時には、各転写ローラ５ａ〜５ｃはバネ１６によって付勢されて中間転写ベルト７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、リンク部材１５の他端には、前記テンションローラ１０を付勢するバネ１７が連結されており、テンションローラ１１はバネ１７によって中間転写ベルト７に押し当てられて該中間転写ベルト７に所定のテンションを付与している。

尚、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１８が設けられている。

ところで、画像形成装置本体内の前記転写ユニットの下方であって、二次転写部の下流側（図１の左側）には搬送ベルト１９が配置され、更にその下流側には定着装置２０が設けられている。

上記定着装置２０は、加熱ローラ２１と、該加熱ローラ２１と対向配置された定着ローラ２２と、これらの加熱ローラ２１と定着ローラ２２間に張設された無端状の定着ベルト２３と、この定着ベルト２３を間に挟んで定着ローラ２２に押圧された加圧ローラ２４を備えている。

他方、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不図示の給紙カセットが着脱可能に設置されている。又、画像形成装置本体内には、前記給紙カセットから延びて二次転写部側に向かう搬送パスＬ１が設けられており、この搬送パスＬ１の途中には複数の給紙ローラ２５が設けられている。そして、搬送パスＬ１の二次転写部に近い部位にはレジストローラ２６が配置されている。

又、前記定着装置２０からは搬送パスＬ２が装置本体外の不図示の排紙トレイへ延びており、その途中には搬送ローラ２７と排紙ローラ２８が設けられている。

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５ａ〜５ｄが中間転写ベルト７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（反時計方向）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、一次帯電器３ａ〜３ｄ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現像装置４ａ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５ａとの間の一次転写部において転写ローラ５ａの作用によって、図１の矢印方向（時計方向）に回転している中間転写ベルト７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７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７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７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７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７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、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄ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７上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ１１と二次転写ローラ１２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パスＬ１へと送り出された用紙がレジストローラ２６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７上のフルカラートナー像が二次転写ローラ１２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７上に残留する転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１８によって除去され、中間転写ベルト７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２０へと搬送され、この定着装置２０においてフルカラー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る。そして、トナー像が定着された用紙は、搬送ローラ２７によって搬送パスＬ２に沿って搬送され、排紙ローラ２８によって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、リンク部材１４，１５が固定ローラ１３の軸を中心として回動せしめられるため、リンク部材１５に支持されたカラー転写ローラ５ａ〜５ｃと中間転写ベルト７が各感光ドラム２ａ〜２ｃから離間する。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いＢｋにおいてのみ転写ローラ５ｄと中間転写ベルト７が感光ドラム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ドベルト７上に一次転写され、中間転写ベルト７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２０へと搬送され、この定着装置２０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、排紙ローラ２８によって装置本体外の不図示の排紙トレイへと排出される。

而して、本実施の形態では、モノクロモード時のカラー転写ローラ５ａ〜５ｃのカラー感光ドラム２ａ〜２ｃからの離間動作によってテンションローラ１０が移動するが、このテンションローラ１０の移動に連動してリンク部材１４，１５も移動するため、テンションローラ１０を付勢するバネ１７の長さがカラーモード時とモノクロモード時で大きく変化せず、中間転写ベルト７のテンションの変動が小さく抑えられてテンションの安定化が図られる。

特に、本実施の形態では、ブラック転写ローラ５ｄの上流に配置された固定ローラ１３の軸を中心として回動するリンク部材１４，１５によってテンション調整部材を構成したため、モノクロモード時にカラー転写ローラ５ａ〜５ｃと中間転写ベルト７をカラー感光ドラム２ａ〜２ｃから離間させても、中間転写ベルト７とブラック感光ドラム２ｄとのニップの安定化が図られるとともに、テンション調整部材であるリンク部材１４，１５が接離機構を構成するために構造の単純化と部品点数の削減が図られる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図３及び図４に基づいて説明する。

図３は本発明の実施の形態２に係る転写ユニットのカラーモード時の状態を模式図、図４は同転写ユニットのモノクロモード時の状態を示す模式図であり、これらの図においては図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、図３に示すようにカラーモード時には中間転写ベルト７から離間し、図４に示すようにモノクロモード時に中間転写ベルト７に当接して該中間転写ベルト７のテンションを調整する２つのテンション調整ローラ２９を設けたことを特徴とし、他の構成は前記実施の形態のそれと同じである。

而して、本実施の形態によれば、前記実施の形態１と同様の効果が得られる他、モノクロモード時にテンション調整ローラ２９が中間転写ベルト７に当接して該中間転写ベルト７のテンションが調整されるとともに、テンション調整ローラ２９によって中間転写ベルト７の軌道が保持されて該中間転写ベルト７とブラック感光ドラム２ｄとのニップが一定に保持されて高い転写効率が維持される。

尚、本実施の形態では、テンション調整ローラ２９を２つ設けたが、その個数は限定されず任意である。

＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３を図５及び図６に基づいて説明する。

図５は本発明の実施の形態３に係る転写ユニットのカラーモード時の状態を模式図、図６は同転写ユニットのモノクロモード時の状態を示す模式図であり、これらの図においても図３及び図４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、前記実施の形態１，２において用いた固定ローラ１３とリンク部材１４，１５を省略し、モノクロモード時のカラー転写ローラ５ａ〜５ｃのカラー感光ドラム２ａ〜２ｄからの離間動作に連動して移動するテンション調整部材３０を設けたことを特徴としている。

従って、本実施の形態においても、前記実施の形態１，２と同様にテンションローラ１０を付勢するバネ１７の長さがカラーモード時とモノクロモード時で大きく変化しないため、中間転写ベルト７のテンションの変動が小さく抑えられてテンションの安定化が図られる。

本発明の実施の形態１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。 本発明の実施の形態１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。 本発明の実施の形態２に係る転写ユニットのカラーモード時の状態を模式図である。 本発明の実施の形態２に係る転写ユニットのモノクロモード時の状態を模式図である。 本発明の実施の形態３に係る転写ユニットのカラーモード時の状態を模式図である。 本発明の実施の形態３に係る転写ユニットのモノクロモード時の状態を模式図である。

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 一次帯電器
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラ
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 駆動ローラ
９ 従動ローラ
１０ テンションローラ
１１ 二次転写対向ローラ
１２ 二次転写ローラ
１３ 固定ローラ
１４，１５ リンク部材（テンション調整部材）
１６，１７ バネ
１８ ベルトクリーニング装置
１９ 搬送ベルト
２０ 定着装置
２１ 加熱ローラ
２２ 定着ローラ
２３ 定着ベルト
２４ 加圧ローラ
２５ 給紙ローラ
２６ レジストローラ
２７ 搬送ローラ
２８ 排紙ローラ
２９ テンション調整ローラ
３０ テンション調整部材
Ｌ１，Ｌ２ 搬送パス

Claims (4)

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、
   前記ベルトのテンションを調整するテンション調整部材を設け、モノクロモード時の前記転写ローラのカラー用像担持体からの離間動作に連動して前記テンション調整部材を移動させる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に当接するモノクロ用転写ローラの上流に固定ローラを配置し、該固定ローラを中心として回動するリンク部材によって前記テンション調整部材を構成したことを特徴とする請求項１記載の転写ユニット。
3. モノクロモード時に前記転写ベルトに当接して該転写ベルトのテンションを調整するテンション調整ローラを設けた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. 請求項１〜３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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