JP2010262062A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、各像形成ユニットの感光体ドラム及び中間転写ローラの転写圧及び接触幅を同一に設定することができるとともに像形成ユニットを中間転写ベルトに対して確実に接離させることが可能な画像読取装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】画像形成装置１は、異なる色のトナー像を感光体ドラム表面に形成する複数の像形成ユニット２０〜２３、感光体ドラムに近接配置されて感光体ドラムに形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト３０、各感光体ドラムに対して中間転写ベルト３０を介して対向配置された複数の中間転写ローラ３５０〜３５３、中間転写ベルト３０に転写された複数色からなるトナー画像を用紙に転写する転写部４とを備え、像形成ユニットを個別に移動させて感光体ドラムを中間転写ベルトに接離させる駆動部材７０を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関する。

上述の画像形成装置では、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成してトナーにより可視像化し、形成されたトナー像を用紙に転写して画像形成を行い、用紙に転写されたトナー像を用紙に定着させる電子写真方式が採用されている。

電子写真方式の画像形成装置においてカラー画像を形成する場合、転写ドラムに用紙を巻き付けておき異なる色のトナー像を感光体ドラム表面に形成する複数の像形成部から巻き付けた用紙にトナー像を繰り返し転写する方式（転写ドラム方式）がある。また、それ以外に、複数の像形成部から一旦中間転写ベルトにトナー像を転写してカラーのトナー像を形成し、形成されたカラートナー像を用紙に転写する方式（中間転写方式）といった方式が提案されている。

中間転写方式の画像形成装置では、モノクロ画像を記録する黒色トナーの像形成部とカラー画像を記録する複数色のカラートナーの像形成部を備えている。そして、モノクロ画像を記録する場合には、カラートナーの像形成部を中間転写ベルトから離間させるようになっている。

例えば、特許文献１では、すべての画像形成ユニットをユニット取付フレームに組み付けて一体化し、ユニット取付フレームを偏心カムにより上下動させるように構成した画像形成装置が記載されている。そして、フルカラーモード又はモノクロモードの際に偏心カムを動作させユニット取付フレームを回動して画像形成ユニットの感光体ドラムを搬送ベルトに圧接又は離隔させるようにした点が記載されている。また、特許文献２では、モノクロ画像形成手段を本体フレームに固定し、カラー画像形成手段を本体フレームとは別のサブフレームに固定した画像形成装置が記載されている。サブフレームをカラー画像形成手段の感光体ドラムが転写搬送ベルトとの当接位置又は離間位置に移動可能となるように取り付けた点が記載されている。また、特許文献３及び４には、ドラムユニットの現像ローラを感光体ドラムに対して離間又は押圧するための離間押圧機構を備えた画像形成装置が記載されている。

特開平１１−８４７９９号公報 特開平８−３２８３９５号公報 特開２００７−１７８６５４号公報 特開２００７−１９９６５１号公報

特許文献１及び２に示すような中間転写方式の画像形成装置の場合、各感光体ドラムに対して中間転写ローラを接触させる転写圧は同一で低荷重に設定されることが一般的である。しかし、中間転写ベルトを張架する搬送ローラに近い位置に配置された感光体ドラムでは遠い位置に配置されたものに比べて中間転写ベルトの張力が大きくなるため、転写圧が低荷重の場合には感光体ドラム及び中間転写ローラに接触不良を生じるおそれがある。

また、カラートナー像を形成する像形成ユニットを一体的に回動させて中間転写ベルトに対して接離させる場合、像形成ユニットの感光体ドラムに対する中間転写ベルトの離間間隔が異なる。そのため、最も間隔の狭くなる感光体ドラムに合わせて他の感光体ドラムの間隔を広くする必要がある。その場合、回動機構の組立精度の影響によりすべての感光体ドラムに対する転写圧を同一に設定するのが難しいといった問題点がある。

また、中間転写ローラ側を一体的に回動させて中間転写ベルトを感光体ドラムから接離させる方法も考えられている。この場合には、中間転写ベルトを接離しやすくするために搬送ローラを感光体ドラムから予め離間した位置に設定することが多く、そのため感光体ドラムと中間転写ローラの接触幅が小さくなって好ましくない。

そこで、本発明は、各像形成ユニットの感光体ドラム及び中間転写ローラの転写圧及び接触幅を同一に設定することができるとともに像形成ユニットを中間転写ベルトに対して確実に接離させることが可能な画像読取装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る画像読取装置は、異なる色のトナー像を感光体ドラム表面に形成する複数の像形成ユニットと、一対の搬送ローラに張架されて前記感光体ドラムに近接して配置されるとともに前記感光体ドラムに形成されたトナー像が転写される中間転写ベルトと、前記感光体ドラムのそれぞれに対して前記中間転写ベルトを介して対向配置された複数の中間転写ローラと、前記中間転写ベルトに転写された複数色からなるトナー画像を用紙に転写する転写部とを備えた画像形成装置であって、前記搬送ローラ及び前記中間転写ローラは、そのいずれにも接する平面が設定されるとともに当該平面がすべての前記感光体ドラムに接する基準平面に対して平行になるように配列されており、前記像形成ユニットを個別に移動させて前記感光体ドラムを前記中間転写ベルトに接離させる接離機構を備えていることを特徴とする。さらに、前記接離機構は、黒色のトナー像を形成する前記像形成ユニット以外の前記像形成ユニットを同時に接離動作させることを特徴とする。さらに、前記像形成ユニットは、装置本体に回動可能に軸支されており、前記接離機構は、前記像形成ユニットに取り付けられるとともに移動することで前記像形成ユニットを回動させて接離動作を行う駆動部材を備えていることを特徴とする。さらに、前記接離機構は、前記中間転写ベルトを駆動する動力源により駆動されることを特徴とする。

上記のような構成を有することで、搬送ローラ及び中間転写ローラは、すべての感光体ドラムに接する基準平面に対して平行になるように平面配列され、感光体ドラムに対して中間転写ローラを同一の接触幅で同一の転写圧を印加するように設定することができる。

また、像形成ユニットを個別に移動させて感光体ドラムを中間転写ベルトに接離させる接離機構を備えているので、感光体ドラムを中間転写ベルトから同じ間隔だけ離間させるように設定することができる。特に、すべての感光体ドラムが接する基準平面に平行となる平面に接するようにすべての中間転写ローラが配列されていても、感光体ドラムを個別に移動させて中間転写ベルトから確実に接離させることが可能となる。

本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。 感光体ドラム、中間転写ローラ、駆動ローラ及び従動ローラの配置関係に関する説明図である。 駆動部材を駆動して感光体ドラムを中間転写ベルトに接離させる接離機構に関する概略構成図である。 感光体ドラムを中間転写ベルトから離間する場合の駆動部材に関する動作説明図である。 感光体ドラムを中間転写ベルトに対して離間状態から接触状態に設定する場合の駆動部材に関する動作説明図である。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。画像形成装置１は、筐体内に、画像形成部２、中間転写部３、転写部４及び給紙部５を備えている。

画像形成部２は、異なる色のトナー像を感光体ドラム表面に形成する複数の像形成ユニット２０〜２３を備えている。像形成ユニット２０は、黒色のトナー像を形成する像形成ユニットで、フレーム２００に、現像器２０１、帯電ローラ２０２、露光ヘッド２０３、感光体ドラム２０４及びメモリ除去ブラシ２０５を取り付けて一体構成されている。フレーム２００は、装置本体フレームに固定された回動軸２０６に回動可能に取り付けられている。フレーム２００は、その底面部の一方の端部が回動軸２０６に取り付けられ、他方の端部が装置本体フレームに設けられた図示せぬストッパにより支持されて所定位置に位置決めされるようになっている。

像形成ユニット２０では、まず、感光体ドラム２０４の表面を帯電ローラ２０２により一様に帯電させ、帯電された感光体ドラム２０４の表面に露光ヘッド（ＬＥＤヘッド）２０３で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像を形成する。次に、現像器２０１内のトナーを供給ローラ及び現像ローラによって感光体ドラム２０４に形成された静電潜像に転移させて可視像化し、後述する中間転写ローラ３５０により感光体ドラム２０４表面に形成されたトナー像が後述する中間転写ベルト３０に転写される。

こうして、感光体ドラム２０４への帯電、露光、現像、転写といった一連のプロセスが行われて、黒色のトナー像が形成されて中間転写ベルトに転写される。転写後に感光体ドラム２０４の表面に残留したトナーは、メモリ除去ブラシ（ＥＲＳブラシ）２０５により付着力が弱められ、感光体ドラム２０４の表面上に分散させられる。そして、残留トナーは、現像器２０１の現像ローラに回収される。

なお、トナー像を転写した後に感光体ドラム２０４の表面に残留したトナーについては、感光体ドラム２０４にクリーニングブレードを近接配置し、クリーニングブレードで除去するようにしてもよい。

像形成ユニット２１〜２３は、カラー画像形成のためのトナー像を形成するために用いられる。像形成ユニット２１は、イエローのトナー像を感光体ドラム表面に形成する像形成ユニットである。像形成ユニット２１は、像形成ユニット２０と同様に、フレーム２１０に、現像器２１１、帯電ローラ２１２、露光ヘッド２１３、感光体ドラム２１４及びメモリ除去ブラシ２１５を取り付けて一体構成されている。フレーム２１０は、フレーム２００と同様に、装置本体フレームに固定された回動軸２１６に回動可能に取り付けられている。そして、像形成ユニット２０と同様に、感光体ドラム２１４への帯電、露光、現像、転写といった一連のプロセスが行われて、イエローのトナー像が形成されて中間転写ベルト３０に転写される。

像形成ユニット２２は、マゼンタのトナー像を感光体ドラム表面に形成する像形成ユニットである。像形成ユニット２２は、像形成ユニット２０と同様に、フレーム２２０に、現像器２２１、帯電ローラ２２２、露光ヘッド２２３、感光体ドラム２２４及びメモリ除去ブラシ２２５を取り付けて一体構成されている。フレーム２２０は、フレーム２００と同様に、装置本体フレームに固定された回動軸２２６に回動可能に取り付けられている。そして、像形成ユニット２０と同様に、感光体ドラム２２４への帯電、露光、現像、転写といった一連のプロセスが行われて、マゼンタのトナー像が形成されて中間転写ベルト３０に転写される。

像形成ユニット２３は、シアンのトナー像を感光体ドラム表面に形成する像形成ユニットである。像形成ユニット２３は、像形成ユニット２０と同様に、フレーム２３０に、現像器２３１、帯電ローラ２３２、露光ヘッド２３３、感光体ドラム２３４及びメモリ除去ブラシ２３５を取り付けて一体構成されている。フレーム２３０は、フレーム２００と同様に、装置本体フレームに固定された回動軸２３６に回動可能に取り付けられている。そして、像形成ユニット２０と同様に、感光体ドラム２３４への帯電、露光、現像、転写といった一連のプロセスが行われて、シアンのトナー像が形成されて中間転写ベルト３０に転写される。

像形成ユニット２０〜２３は水平方向に配列されており、下面には感光体ドラム２０４〜２３４が下方に向かって一部露出した状態になっている。各感光体ドラムの下端に接する基準平面Ｓは、図２に示すように、水平方向に沿って設定されている。

中間転写部３は、無端状の中間転写ベルト３０及び中間転写ローラ３５０〜３５３を備えている。中間転写ベルト３０は、駆動ローラ３１、従動ローラ３２及び３３、支持ローラ３４により張架されており、駆動ローラ３１が回転駆動することで周回搬送されるようになっている。

張架された中間転写ベルト３０の内側には、中間転写ローラ３５０〜３５３が、それぞれ感光体ドラム２０４〜２３４に対向配置されるように中間転写ベルト３０の下面側に配列される。

駆動ローラ３１、従動ローラ３３及び中間転写ローラ３５０〜３５３は、図２に示すように、これらすべてのローラの上端に接する平面Ｔが設定されるように配列されている。そして、平面Ｔは、基準平面Ｓと平行になるように水平方向に設定されている。

平面Ｔは、基準平面Ｓよりもわずかに上方にずれた位置になるように位置決めされている。そのため、中間転写ローラ３５０〜３５３は、感光体ドラムに対してその下端位置（基準平面Ｓが接する位置）から中間転写ベルトの搬送方向下流側にわずかにずれた位置で接するように設定される。このように中間転写ローラの感光体ドラムに対する接触位置を搬送方向下流側にずらすことで、感光体ドラムの中間転写ベルトに対する接触幅を広くして安定した接触状態を保持することができる。

この場合、基準平面Ｓに対して平面Ｔが平行となるように設定されているので、各感光体ドラムに対して各中間転写ローラが同一の接触幅で同一の転写圧となるように接触するようになる。そのため、中間転写ローラの圧接不良による転写不良といったことを防止することができる。

中間転写ローラ３５０〜３５３を弾性部材等により作動位置に上昇させることで、中間転写ローラ３５０〜３５３が中間転写ベルト３０の下面を押し上げてそれぞれ感光体ドラム２０４〜２３４に中間転写ベルト３０を介して圧接するようになる。各中間転写ローラには図示せぬ電圧印加回路から転写電圧が印加されており、各感光体ドラムの回転速度に同期して中間転写ベルト３０が搬送されることで各感光体ドラム表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト３０の表面に転写される。

給紙部５は、給紙カセット５０内の用紙を給紙ローラ５１により１枚ずつ給紙するようになっている。給紙された用紙は、搬送ローラ６０及びプレスローラ６１に挟持されて転写部４に搬送される。転写部４では、支持ローラ３４に対向して転写ローラ４０が配置されており、転写ローラ４０には図示せぬ電圧印加回路により所定の転写電圧が印加されている。搬送された用紙は、転写ローラ４０と中間転写ベルト３０との間に挟持されながら搬送され、その間に中間転写ベルト３０に担持されたトナー像が用紙に転写される。

トナー像が転写された用紙は、定着ローラ６２及びプレスローラ６３の間に挟持されて定着処理が行われ、トナー像が定着された用紙は排紙ローラ６４及びプレスローラ６５に挟持されて排紙トレイに排紙される。

像形成ユニット２１〜２３のフレーム２１０〜２３０には、棒状の駆動部材７０が取り付けられている。駆動部材７０は、中間転写ベルト３０の搬送方向に沿って像形成ユニット２１〜２３の上部の側面に横断するように設けられている。フレーム２１０〜２３０の回動軸２１６〜２３６に軸支されている側の側部には軸部材２１７〜２２７が固定されており、各軸部材は駆動部材７０に回動可能に軸支されている。したがって、駆動部材７０を搬送方向に沿って移動させることで、フレーム２１０〜２３０が回動軸２１６〜２３６を中心に回動するようになる。そのため、像形成ユニット２１〜２３が同時に回動して感光体ドラム２１４〜２３４が中間転写ベルト３０に対して離間するようになる。こうして、駆動部材７０を搬送方向に往復動させることで、感光体ドラム２１４〜２３４を中間転写ベルト３０に対して接離動作させることができる。

図３は、駆動部材７０を駆動して感光体ドラムを中間転写ベルトに接離させる接離機構に関する概略構成図である。この例では、中間転写ベルト３０を搬送動作させる駆動源である駆動モータ８０により駆動部材７０を駆動するようにしている。駆動モータ８０と駆動ローラ３１との間には、駆動モータ８０の回転駆動を伝達する歯車列８１が設けられており、そのうちの１つの歯車には電磁クラッチ８２が取り付けられている。

駆動部材７０の一方の端部にはラック歯列（図示せず）が形成されており、このラック歯列に噛合する歯車列７１が設けられている。歯車列７１には、伝達歯車７２を介して電磁クラッチ７３を設けた歯車が噛合しており、電磁クラッチ７３を設けた歯車は伝達歯車７６を介して駆動モータ８０により回転駆動される伝達歯車８３と噛合している。また、伝達歯車７２には伝達歯車７４を介して電磁クラッチ７５を設けた歯車が噛合しており、電磁クラッチ７５を設けた歯車は伝達歯車７６に噛合している。

電磁クラッチ７３及び７５は、いずれか一方が接続されて他方が切断されるように駆動制御される。そのため、例えば、電磁クラッチ７３が接続されている場合には、歯車列７１が所定の方向に回転して駆動伝達が行われ、駆動部材７０は搬送方向に沿って所定方向に移動するように駆動される。一方、電磁クラッチ７５が接続されている場合には、伝達歯車７４が設けられているため、歯車列７１は電磁クラッチ７３の場合とは反対方向に回転して駆動伝達が行われ、駆動部材７０は電磁クラッチ７３の場合とは反対方向に移動するように駆動される。こうして、電磁クラッチ７３及び７５を交互に接続することで、駆動部材７０を搬送方向に沿って往復動させることができる。

なお、図３では、電磁クラッチ７３及び７５が切断され電磁クラッチ８２が接続されて、駆動モータ８０の回転駆動が駆動ローラ３１に伝達され、中間転写ベルト３０が搬送されるようになり、上述した記録動作が行われる。

図４は、感光体ドラムを中間転写ベルトから離間する場合の駆動部材７０に関する動作説明図である。記録動作が停止された状態で電磁クラッチ８２が切断されて中間転写ベルト３０の搬送が停止される。そして、電磁クラッチ７５が接続され電磁クラッチ７３が切断されて駆動モータ８０の回転駆動が駆動部材７０側に伝達される。この場合には、駆動部材７０は、像形成ユニット２１〜２３を時計回りに回動させて、感光体ドラム２１４〜２３４を中間転写ベルト３０から離間する方向に移動させるように動作する。なお、像形成ユニット２１〜２３が所定角度回動したときに像形成ユニットに当接する規制部材を装置本体に設けておき、所定角度以上回動しないようにしてもよい。

こうして感光体ドラム２１４〜２３４を中間転写ベルト３０から離間した状態で電磁クラッチ７５を切断し、電磁クラッチ８２を接続して中間転写ベルト３０を搬送動作させる。中間転写ベルト３０には、黒色のトナー像を形成する像形成ユニット２０のみが接触状態となっており、モノクロモードの画像形成処理を行うことができる。また、カラーのトナー像を形成する像形成ユニット２１〜２３が個別に移動して中間転写ベルト３０との間に同一の間隔を空けて設定されているので、像形成ユニット２１〜２３の不用意な接触による影響を確実に防止できる。

上述したように、感光体ドラム２１４〜２３４に接する基準平面に対して、中間転写ローラに接する平面は、平行となるように設定されている。そのため、像形成ユニット２１〜２３を個別に移動させることで各感光体ドラムと中間転写ベルトとの間の間隔を容易に同一間隔に離間した状態に設定することが可能となる。

図５は、感光体ドラムを中間転写ベルトに対して離間状態から接触状態に設定する場合の駆動部材７０に関する動作説明図である。記録動作が停止された状態で電磁クラッチ８２が切断されて中間転写ベルト３０の搬送が停止される。そして、電磁クラッチ７３が接続され電磁クラッチ７５が切断されて駆動モータ８０の回転駆動が駆動部材７０側に伝達される。

この場合には、駆動部材７０は、像形成ユニット２１〜２３を反時計回りに回動させて、感光体ドラム２１４〜２３４を中間転写ベルト３０に接触する方向に移動させるように動作する。そして、各像形成ユニットは、装置本体フレームに設けられた図示せぬストッパにより底面部が支持されて中間転写ベルト３０に接触する位置に位置決めされる。こうして、すべての像形成ユニットが中間転写ベルト３０に接触した状態となってカラーモードの画像形成処理を行うことができる。

以上説明した例では、軸支された像形成ユニットを回動させて感光体ドラムと中間転写ベルトとの間を接離するようにしているが、像形成ユニットを個別に移動させることが可能であれば、これ以外のやり方でもよい。例えば、像形成ユニットをスライドするように移動させたり、上下動させるようにしてもよい。

１ 画像形成装置
２ 画像形成部
３ 中間転写部
４ 転写部
５ 給紙部
20〜23 像形成ユニット
30 中間転写ベルト
350〜353 中間転写ローラ
70 駆動部材

Claims (4)

1. 異なる色のトナー像を感光体ドラム表面に形成する複数の像形成ユニットと、一対の搬送ローラに張架されて前記感光体ドラムに近接して配置されるとともに前記感光体ドラムに形成されたトナー像が転写される中間転写ベルトと、前記感光体ドラムのそれぞれに対して前記中間転写ベルトを介して対向配置された複数の中間転写ローラと、前記中間転写ベルトに転写された複数色からなるトナー画像を用紙に転写する転写部とを備えた画像形成装置であって、前記搬送ローラ及び前記中間転写ローラは、そのいずれにも接する平面が設定されるとともに当該平面がすべての前記感光体ドラムに接する基準平面に対して平行になるように配列されており、前記像形成ユニットを個別に移動させて前記感光体ドラムを前記中間転写ベルトに接離させる接離機構を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記接離機構は、黒色のトナー像を形成する前記像形成ユニット以外の前記像形成ユニットを同時に接離動作させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像形成ユニットは、装置本体に回動可能に軸支されており、前記接離機構は、前記像形成ユニットに取り付けられるとともに移動することで前記像形成ユニットを回動させて接離動作を行う駆動部材を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記接離機構は、前記中間転写ベルトを駆動する動力源により駆動されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。

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