JP4034271B2

JP4034271B2 - 転写装置

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Publication number: JP4034271B2
Application number: JP2004009111A
Authority: JP
Inventors: 進村上; 良恵岩倉; 高弘福永; 雅則山田; 久仁昭仲野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: US7062209B2; JP2005202206A; CN1641491A; CN100399201C; US20050158085A1

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成によって形成されたトナー像を無端ベルトを介して用紙等の記録媒体（以下、用紙という。）上に転写する画像形成装置の転写装置に関し、特に、転写ローラを用いて像担持体転から無端ベルト又は無端ベルト上の用紙にトナー像を転写する転写装置に関する。

近年、電子写真方式の画像形成装置に対して、モノクロ画像形成だけでなくフルカラー画像形成の要請が高まっており、電子写真方式のフルカラー画像形成装置の開発が進められている。通常、フルカラー画像形成装置は、フルカラー画像を色分解した複数の色相の画像データ毎に、対応する色相のトナーを用いて画像形成を行う。例えば、加法混色の３原色の各色相（赤、緑、青）のフィルタを介して同一のフルカラー画像を読み取り、読み取ったデータから減法混色の３原色（シアン、マゼンタ、イエロー）及びブラックの各色相の画像データを作成し、各色相の画像データに基づいて対応する色相のトナーを用いて可視化像を作成し、各色相の可視化像を重ね合せることによってフルカラー画像を形成する。

このようなフルカラー画像形成装置では、色相毎に露光工程、現像工程及び転写工程が必要であるとともに、各色相の可視化像の位置合わせが問題となり、フルカラー画像の画像形成速度はモノクロ画像の画像形成速度に較べて遅いとの印象が強い。

このため、従来より、半導電性の無端ベルトを回転自在に設け、それぞれが互いに異なる色相の可視化像を個別に形成する複数（例えば、４個）の画像形成部を無端ベルトの外周面の移動方向に沿って一列に配置し、無端ベルトが少なくとも１回転する間に１枚のフルカラー画像を形成するタンデム型のフルカラー画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。

また、タンデム型のフルカラー画像形成装置として、各画像形成部で像担持体である感光体ドラムの表面に形成された各色相の可視化像を無端ベルト（中間転写ベルト）の外周面において重ね合わせた後に用紙上に転写する中間転写方式によりフルカラー画像を形成するようにしたものがある。

中間転写方式による画像形成を行うタンデム型のフルカラー画像形成装置では、フルカラー画像形成及びモノクロ画像形成が可能である。フルカラー画像形成時は、図８（Ａ）に示すように、装置本体に備えられる転写装置において無端ベルト１１が形成するループ形状の移動経路の内側に伝達部材２１５ａ〜２１５ｄに保持された昇降自在な転写ローラ１３ａ〜１３ｄが下降して無端ベルト１１の外周面を各色相の像担持体１０１ａ〜１０１ｄの周面に接触させた状態で、転写ローラ１３ａ〜１３ｄに供給された電力によって各色相に分解された画像情報に基づいて像担持体の周面に作成された可視化像が無端ベルト１１に一次転写され、その後用紙に二次転写が行われる。

一方、モノクロ画像形成時は、図８（Ｂ）に示すように黒色の可視化像が形成される像担持体１０１ａに対向する転写ローラ１３ａのみが下降して無端ベルト１１の外周面を像担持体１０１ａの周面にのみ接触させた状態で、転写ローラ１３ａにのみ供給された電力によって画像情報に基づいて作成された黒色の可視化像が一次転写され、その後用紙に二次転写が行われる。

なお、画像形成を行わない待機時においては、図８（Ｃ）に示すように全ての転写ローラ１３ａ〜１３ｄが上昇して無端ベルト１１の外周面と像担持体１０１ａ〜１０１ｄの周面とが離間した状態となる。

転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、同軸上のモノクロ画像用の第１及び第２の偏心カム２１１，２１２及びフルカラー画像用の第１及び第２の偏心カム２２１，２２２における第２の偏心カム２１２，２２２の回転による周面の変位に伴って昇降する。第１及び第２の偏心カム２１１，２１２及び第１及び第２の偏心カム２２１，２２２は、それぞれ図示しないモノクロ画像用及びフルカラー画像用のモータが接続され、各モータの駆動によって回転する。これにより、第２の偏心カム２１２，２２２の周面が変位するので、第２の偏心カム２１４，２２４の周面に当接するカムフォロワ２１４，２２４が水平方向に往復移動して伝達部材２１５ａ〜２１５ｄとともに転写ローラ１３ａ〜１３ｄが昇降する。
特願平１０−０３９６５１号公報

しかしながら、図８に示す構成では、モノクロ画像形成及びフルカラー画像形成のそれぞれに個別のモータ及びそれに接続される第１の偏心カム２１１，２２１及び第２の偏心カム２１２，２２２等が必要になるので、装置の構成が複雑になり、またコストが高騰する問題があった。

この発明の目的は、単純な構成でモノクロ画像形成時、フルカラー画像形成時及び画像形成を行わない待機時における無端ベルトの移動経路の切換を行うことができる転写装置を提供することにある。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。

（１）ループ状の移動経路を形成する無端ベルトの一定の移動方向の上流側から下流側に向かって並設された複数のフルカラー画像用の像担持体及びモノクロ画像用の像担持体を含む複数の像担持体のそれぞれに前記無端ベルトの一部を挟んで対向するように前記移動経路の内側に昇降自在に支持された複数の転写ローラを備え、前記複数の像担持体の全てに前記無端ベルトが接触している第１の経路と、前記モノクロ画像用の像担持体にのみ前記無端ベルトが接触している第２の経路と、前記複数の像担持体の全てから前記無端ベルトが離間している第３の経路と、の前記無端ベルトの３つの前記移動経路を選択的に切り換える転写装置において、
前記移動方向に略平行な方向に往復移動して前記複数のフルカラー画像用の転写ローラを昇降させるフルカラー画像用の転写部材移動機構及び前記モノクロ画像用の転写ローラを昇降させるモノクロ画像用の転写部材移動機構と、
所定の周面形状を有し、回転による周面の変位に伴って前記複数のフルカラー画像用の転写部材移動機構及び前記モノクロ画像用の転写部材移動機構のそれぞれを前記往復移動させて前記移動経路を前記第１〜第３の経路から選択的に切り換える同軸上の第１の回転カム及び第２の回転カムと、を備え、
前記複数の転写ローラは、常に前記無端ベルトに当接し、
前記所定の周面形状は、前記フルカラー画像用の転写部材移動機構及び前記モノクロ画像用の転写部材移動機構を前記往復移動させて前記複数の転写ローラのそれぞれを像担持体と無端ベルトとを接触させる下降位置に下降させる際、各転写ローラを一旦前記下降位置よりも下方に下降させた後、該下降位置に上昇させる形状であることを特徴とする

この構成においては、所定の周面形状を有する回転自在な第１の回転カム及び第２の回転カムの回転による周面の変位に伴って、フルカラー画像用の転写部材移動機構及びモノクロ画像用の転写部材移動機構が無端ベルトの移動方向に略平行な方向に往復移動する。また、フルカラー画像用の転写部材移動機構の往復移動によってフルカラー画像用の転写ローラが昇降し、モノクロ画像用の転写部材移動機構の往復移動によってモノクロ画像用の転写ローラが昇降するので、無端ベルトが各転写ローラに対向する像担持体に対して離間又は接触する。したがって、同軸上に設けられた第１の回転カム及び第２の回転カムの一体的な回転に伴って無端ベルトの移動経路が第１〜第３の経路に選択的に切り換えられる。
また、この構成においては、転写ローラのそれぞれを像担持体と無端ベルトとを接触させる下降位置に下降させる際、転写ローラが一旦下降位置よりも下方に下降した後に下降位置に上昇するように第１及び第２の回転カムの周面の形状が形成される。転写ローラが下降位置よりも下方に下降している状態の方が無端ベルトがより像担持体に当接した状態となる。したがって、転写ローラが下降位置に上昇した際には無端ベルトの像担持体との接触面が像担持体によく馴染んだ状態で接触する。
また、この構成においては、全ての転写ローラは上昇した状態であっても下降した状態であっても常に無端ベルトに当接している。ここで、転写ローラが下降位置に下降して無端ベルトと像担持体とが接触している状態で像担持体に形成されたトナー像が無端ベルトに転写されるのは、転写ローラに供給される転写電力が無端ベルトを介してトナー像を引き寄せるからである。
そのため、モノクロ画像であってもフルカラー画像であってもトナー像の無端ベルトへの転写時には複数の転写ローラ全てに一定の電力が供給される場合は、常に全ての転写ローラが無端ベルトに当接していないと、転写ローラから無端ベルトに付与される転写電力がモノクロ画像用のトナー像の転写の場合とフルカラー画像用のトナー像の転写の場合とで異なってくるので、トナー像の転写精度にばらつきが生じる。
したがって、転写ローラ全てを常に無端ベルトに当接させることで、無端ベルトに付与される転写電力量が常に一定になり、トナー像の転写精度にばらつきが生じない。

（２）前記フルカラー画像用の転写部材移動機構及びモノクロ画像用の転写部材移動機構は、前記第１及び第２の回転カムのそれぞれの周面の一部に係合し、前記移動方向に略平行な方向に往復移動自在な前記フルカラー画像用のスライド部材及び前記モノクロ画像用のスライド部材と、一端に前記複数の転写ローラをそれぞれ軸支し且つ他端に前記一端に軸支された該転写ローラに対応する前記フルカラー画像用又は前記モノクロ用のスライド部材が係止され、屈曲部が前記転写ローラの軸方向に平行な軸で揺動自在に支持された前記転写ローラの軸方向に直交する方向の断面がＬ字形状を呈する複数のローラ昇降手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成においては、フルカラー画像用及びモノクロ画像用のスライド部材のそれぞれが第１及び第２の回転カムの回転による周面の変位によって無端ベルトの移動方向に略平行な方向に往復移動し、Ｌ字形状の他端に各スライド部材が係止されたローラ昇降手段が屈曲部の軸を中心に揺動する。つまり、第１及び第２の回転カムの回転による周面の変位に伴うスライド部材の移動方向の力が転写ローラの昇降方向の力に変わる。これによって、各Ｌ字形上の一端に軸支される複数のフルカラー画像用の転写ローラがフルカラー画像用のスライド部材の往復移動に伴って一体的に昇降し、モノクロ画像用の転写ローラがモノクロ画像用のスライド部材の往復移動に伴って単独で昇降する。

（３）前記第１及び第２の回転カムは、一方向にのみ回転することを特徴とする。

この構成においては、第１及び第２の回転カムが一方向にのみ回転する。第１及び第２の回転カムが回転して転写ローラが一旦下降位置よりも下降した後に下降位置に上昇するので、第１及び第２の回転カムが逆回転して転写ローラを下降位置から上昇させると、無端ベルトが再び下降位置よりも下方に下降した後に上昇することになり、無駄に無端ベルトに下降方向の力を加えることになるので無端ベルトの消耗を早めてしまう。

したがって、第１及び第２の回転カムが一方向にのみ回転することで、転写ローラから無端ベルトに無駄な下方向の力が加えられることがない。

（４）前記複数の転写ローラが上昇した位置は、転写電力の影響が前記複数の像担持体に及ばない位置であることを特徴とする。

この構成においては、トナー像の転写の際に供給される転写電力の影響が像担持体に及ばない位置に転写ローラが上昇する。なお、複数の転写ローラのうちトナー像の無端ベルトへの転写の際に上昇している転写ローラは、トナー像が形成されずに無端ベルトに転写の行われない像担持体に対向している。したがって、トナー像の無端ベルトへの転写の際に常に複数の転写ローラ全てに一定の電力が供給される場合であっても、上昇した転写ローラに供給される転写電力によって、トナー像の形成されていない像担持体に付着している残留トナー等が無端ベルトに付着することが防止される。

（５）前記ローラ昇降部材は、前記転写ローラを軸支した箇所から前記屈曲部までの距離の方が前記スライド部材が係止された箇所から前記屈曲部までの距離よりも長いことを特徴とする。

この構成においては、Ｌ字形状において、転写ローラを軸支した箇所から屈曲部までの距離の方がスライド部材が係止された箇所から屈曲部までの距離よりも長い。そのため、スライド部材の移動距離に対して転写ローラの昇降距離が長くなる。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）同軸上に設けられた第１の回転カム及び第２の回転カムの一体的な回転に伴って無端ベルトの移動経路を第１〜第３の経路に選択的に切り換えることによって、同軸上の第１及び第２の回転カムを駆動するために必要な駆動源が１つで足り、また３つの移動経路を切り換えるために複数の軸上に回転カムを設ける必要がないので、移動経路を切り換える構成を単純にでき、装置を小型化できる。またコストダウンを図ることができる。

（２）同軸上に設けられた第１の回転カム及び第２の回転カムの回転による周面の変位に伴ってスライド部材及びローラ昇降部材を介して無端ベルトの移動経路を第１〜第３の経路に選択的に切り換えることによって、単純な構成で第１及び第２の回転カムを回転駆動する力を転写ローラを昇降させる力に変換し、容易に無端ベルトの移動経路を切り換えることができるので、装置を小型化できる。また、コストダウンを図ることができる。

（３）転写ローラのそれぞれを像担持体と無端ベルトとを接触させる下降位置に下降させる際、転写ローラを一旦下降位置よりも下方に下降させた後に下降位置に上昇させる第１及び第２の回転カムの周面形状によって、転写ローラが下降位置に上昇した際には無端ベルトの像担持体との接触面を像担持体によく馴染んだ状態で接触させることができるので、無端ベルトの移動経路の切換に伴って像担持体に形成されたトナー像の無端ベルトへの転写精度が低下することを防止できる。

（４）第１及び第２の回転カムを一方向にのみ回転させることによって、転写ローラから無端ベルトに無駄に下降方向の力が加えられることがなく、無端ベルトの消耗を抑制することができる。

（５）転写ローラ全てを常に無端ベルトに当接することによって、モノクロ画像であってもフルカラー画像であってもトナー像の無端ベルトへの転写時には複数の転写ローラ全てに一定の電力が供給される場合は、無端ベルトに付与される転写電力量を常に一定にでき、トナー像の無端ベルトへの転写精度のばらつきが生じることを防止できる。

（６）転写電力の影響が像担持体に及ばない位置に転写ローラを上昇させることによって、トナー像の無端ベルトへの転写時に常に複数の転写ローラ全てに一定の電力が供給される場合は、転写電力によってトナー像の形成されていない像担持体に付着している残留トナー等が無端ベルトに付着することを防止できる。

（７）Ｌ字形状において、転写ローラを軸支した箇所から屈曲部までの距離をスライド部材が係止された箇所から屈曲部までの距離よりも長くすることによって、スライド部材の移動距離に対して転写ローラの昇降距離を長くできる。そのため、スライド部材の往復移動することができる範囲が小さい場合であっても、転写ローラが昇降できる範囲を大きくできる。これによって、トナー像の無端ベルトへの転写時に常に複数の転写ローラ全てに一定の電力が供給される場合であっても、転写電力の影響が像担持体に及ばない十分な位置に転写ローラを容易に上昇させることができ、転写電力によってトナー像の形成されていない像担持体に付着している残留トナー等が無端ベルトに付着することを防止できる。

以下に、この発明の最良の実施形態に係る転写装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、この発明の実施形態に係る転写装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、用紙等の記録媒体に対して多色および単色の画像を形成する。このため、画像形成装置１００は、露光ユニットＥ、感光体ドラム（本発明の像担持体に相当する。）１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像ユニット１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、クリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）、中間転写ベルト（本発明の無端ベルトに相当する。）１１、一次転写ローラ（本発明の転写ローラに相当する。）１３（１３ａ〜１３ｄ）、二次転写ローラ１４、定着装置１５、用紙搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７及び排紙トレイ１８等を備えている。

なお、中間転写ベルト１１、一次転写ローラ１３が、この発明の転写装置に含まれる。

画像形成装置１００は、フルカラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）にブラック（Ｋ）を加えた４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成を行う。感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像ユニット１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、一次転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）及びクリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）は、各色相に応じてそれぞれ４個ずつ設けられており、４つの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄを構成している。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、中間転写ベルト１１の移動方向（副走査方向）に一列に配列されている。

帯電ローラ１０３は、感光体ドラム１０１の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電チャージャを用いた被接触方式の帯電器を用いることもできる。露光ユニットＥは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー４及び反射ミラー８等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビームのそれぞれを感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる潜像が形成される。

現像ユニット１０２は、潜像が形成された感光体ドラム１０１ａの表面に現像剤を供給し、潜像をトナー像に顕像化する。現像ユニット１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の現像剤を収納しており、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに形成された各色相の潜像をブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー像に顕像化する。クリーニングユニット１０４は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０１上の表面に残留したトナーを除去・回収する。

感光体ドラム１０１の上方に配置されている中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１ｄ、感光体ドラム１０１ｃ、感光体ドラム１０１ｂ及び感光体ドラム１０１ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが配置されている。中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。

中間転写ベルト１１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されており、抵抗値は１０¹¹〜１０¹²Ω・ｃｍのレベルである。中間転写ベルト１１の抵抗値がこのレベルよりも低い場合には中間転写ベルト１１からのリークが生じて一次転写時に充分な転写電力を維持することができず、中間転写ベルト１１の抵抗値がこのレベルよりも高い場合には各転写位置を通過後の中間転写ベルト１１を除電する手段が別途必要になるからである。

一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄには、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアス（本発明の転写電力に相当する。）が定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）に形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。

但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体１０１のみにおいて潜像及びトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム１０１ａのみにおいて潜像の形成及びトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。

なお、この発明の実施形態では、中間転写ベルト１１に付与される一次転写バイアス量を一定にするため、モノクロ画像形成時であってもフルカラー画像形成時であっても常に全ての一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに一次転写バイアスが印加される。それに伴って、常に全ての一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが中間転写ベルト１１に当接した状態となる。常に当接していないと、画像形成時毎に中間転写ベルト１１に付与される一次転写バイアス量が変化し、転写精度がばらついしてしまうからである。

各一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。中間転写ローラ１０３に代えて、ブラシ状の中間転写部材を用いることもできる。

なお、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄのそれぞれは、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに対して、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの法線方向と異なる方向に付勢されている。

各一次転写位置において中間転写ベルト１１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４との対向位置に搬送される。二次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。給紙カセット１６又は手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙が二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、二次転写ローラ１４にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１１の外周面から用紙の表面にトナー像が転写される。

なお、二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とのニップ圧を所定値に維持するために、二次転写ローラ１４又は駆動ローラ１１ａの何れか一方を硬質材料（金属等）によって構成し、残る他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）とする。

また、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１に付着したトナーのうち用紙上に転写されずに中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、クリーニングユニット１２によって回収される。

トナー像が転写された用紙は、定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの間を通過して加熱及び加圧を受ける。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ１８ａによって排紙トレイ１８上に排出される。

画像形成装置１００には、用紙カセット１６に収納されている用紙を二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間及び定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。用紙搬送路Ｐ１には、用紙カセット１６内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６ａ、繰り出された用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラｒ、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、及び、用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８ａが配置されている。

また、画像形成装置１００の内部には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に、ピックアップローラ１７ａ及び搬送ローラｒを配置した用紙搬送路Ｐ２が形成されている。さらに、排紙ローラ１８ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。

排紙ローラ１８ａは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、及び、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ１８に排出する。一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排出ローラ１８ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面及び前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。

レジストローラ１９は、用紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７から給紙され、又は、用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を、中間転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には回転を停止しており、中間転写ベルト１１の回転に先立って給紙又は搬送された用紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で、用紙の前端部と中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。

図２は、この発明の実施形態に係る転写装置の構成を示す正面図である。この実施形態に係る転写装置２００では、駆動ローラ１１ａ及び従動ローラ１１ｂに張架された中間転写ベルト１１のループ状の移動経路の下側に対向するように一次転写位置Ｔａ〜Ｔｄを配置している。また、矢印Ｑ方向の中間転写ベルト１１の移動方向における最も下流側に配置された一次転写ローラ１３ａの下流側で、この一次転写ローラ１３ａに近接する位置に二次転写ローラ１４を配置している。

これは、略垂直方向に搬送される用紙に対して中間転写ベルト１１からトナー像を二次転写する構成において、画像形成装置１００の小型化を実現しつつ、最も上流側の一次転写ローラ１３ｄによる一次転写を開始した後に二次転写ローラ１４による二次転写を終了するまでの時間を短縮して画像形成速度を高速化するためである。

各一次転写位置Ｔａ〜Ｔｄにおいて、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、中間転写ベルト１１の移動方向における感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの下流側で、中間転写ベルト１１を挟んで感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに接触しない位置に配置されている。中間転写ベルト１１は、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄによって感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに当接する方向に常に押圧されている。

一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、ローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄのＬ字形状の一端に軸支されている。ローラ昇降部材２１ａ〜２２ｄは、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの軸方向に直交する方向の断面がＬ字形状を呈し、屈曲部において一転写ローラ１３ａ〜１３ｄの軸方向に平行な軸で揺動自在に支持されている。ローラ昇降部材１３ａは、上端（他端）にスライド部材２２ａが係止されている。ローラ昇降部材１３ｂ〜１３ｄは、上端（他端）にスライド部材２２ｂが係止されている。

各スライド部材２２ａ及び２２ｂは、周面が同軸上に配置された第１の回転カム２３ａ及び第２の回転カム２３ｂに係合し、各回転カム２３ａ，２３ｂの回転による周面の変位及びスプリング２４ａ，２４ｂにより生じる矢印Ｑ方向に略平行な水平方向の弾性力によって水平方向に往復移動自在にされている。スライド部材２２ａ，２２ｂが水平方向に移動することにより、ローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄが揺動し、一次転写ローラ１３ａは単独で、一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄは一体的に感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに接近する位置と離間する位置との間を移動する。

フルカラー画像形成時には一次転写位置Ｔａ〜Ｔｄの全てにおいて一次転写が行われるため、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの全てが感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに近接する下降位置に下降している。モノクロ画像形成時には一次転写位置Ｔａにおいてのみ一次転写が行われるため、一次転写ローラ１３ａのみが感光体ドラム１０１ａに近接する下降位置に下降している。画像形成が行われない待機時には、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの全てが感光体ドラム１１から離間する上側の位置に上昇している。

この発明の実施形態では、ローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄの一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄを軸支する部分から屈曲部までの距離の方が、スライド部材２２ａ，２２ｂに係止する上端から屈曲部までの距離よりも長く、スライド部材２１ａ〜２１ｄの移動距離に対して一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの昇降距離が長い。

これによって、スライド部材２２ａ，２２ｂの往復移動することができる範囲が小さい場合であっても、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが昇降できる範囲を大きくできるので、一次転写バイアスの影響がトナー像を形成していない感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに及ばない十分な位置（本発明の実施形態では３ｍｍ〜５ｍｍ。）に一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄを容易に上昇させることができ、一次転写バイアスによってトナー像の形成されていない感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに付着している残留トナー等が中間転写ベルト１１に付着することを防止することができる。

図３は、この発明の実施形態に係る転写装置に備えられる回転カムの構成を示す外観図である。図３（Ａ）〜（Ｃ）は第１及び第２の回転カム２３ａ，２３ｂの上面、正面及び裏面から見た図である。

第１の回転カム２３ａ及び第２の回転カム２３ｂは、それぞれ所定の周面形状を有し、図示しない単一の駆動源によって一体的に回転する。これにより、各スライド部材２２ａ，２２ｂは、それぞれが係合する回転カム２３ａ，２３ｂの回転による周面の変位に伴って水平方向に往復移動する。各回転カム２３ａ，２３ｂの周面の形状は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すような形状となる。図４（Ａ），（Ｂ）は、図３（Ｂ），（Ｃ）に示す状態を初期位相（０度）とした場合における、カム回転角毎のカム基礎円φ２２．２ｍｍに対する第１及び第２の回転カムと各スライド部材２２ａ，２２ｂとの水平方向の係合位置の変位を示すカム曲線図である。

図５は、この発明の実施形態に係る転写装置に備えられる回転カムを一回転させた際の一次転写ローラの状態を示す遷移図である。また図５は、転写装置２００を裏面から見た図であり、中間転写ベルト１１の移動経路の切換の状態を示す図でもある。

図４に示す回転カム２３ａ，２３ｂの初期位相（０度）の転写装置２００の状態は、図５（Ａ）に示すように一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄから離間している一次転写動作を行わない待機時（初期状態）を示す。また、待機時の中間転写ベルト１１の移動経路がこの発明の第３の経路に相当する。この状態から回転カム２３ａ，２３ｂを回転させると、図５（Ｂ）に示すカム回転角５２．８７５５度においてモノクロセンサ３０がＯＮし、またモノクロ画像用の一次転写ローラ１３ａがモノクロ画像用の感光体ドラム１０１ａに所定の距離だけ近づいた状態となる。モノクロセンサ３０は、一次転写ローラ１３ａが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ａに接触させる下降位置に近づきつつあることを検知する。

さらに、図５（Ｃ）に示すカム回転角１００度において第１の回転カム上死点に到達する。第１の回転カム上死点は、回転中心からの距離が最も大きい点であり、図４（Ａ）の示す点Ａである。この時、スライド部材２２ａが水平方向の駆動ローラ１１ａに近づく方向に最も移動するので、一次転写ローラ１３ａは下降位置を通過して最も感光体ドラム１０１ａに近接した位置に移動した状態となる。

次に、図５（Ｄ）に示すカム回転角１２０度において、一次転写ローラ１３ａが下降位置に上昇して感光体ドラム１０１ａに形成された黒色のトナー像を一次転写可能な適切な状態で中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１ａに接触する。また、図４（Ａ）に示すようにカム回転角１２０度〜２６０度の範囲Ｂは、一次転写ローラ１３ａの周面はほとんど変位しないので、中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ａに一次転写可能に接触させることができる。したがって、モノクロ画像形成時は、範囲Ｂが一次転写可能な範囲となる。なお、モノクロ画像形成時の中間転写ベルト１１の移動経路がこの発明の第２の経路に相当する。

ここで、一次転写ローラ１３ａを一旦下降位置よりも下方に下降させた後に下降位置に上昇させるのは、中間転写ベルト１１の移動経路の切換に伴って感光体ドラム１０１ａに形成されたトナー像の中間転写ベルト１１への転写精度が低下することを防止するためである。

一次転写ローラ１３ａが下降位置よりも下方に下降している状態の方が感光体ドラム１０１ａに中間転写ベルト１１をより当接させた状態になるので、その後一次転写ローラ１３ａが下降位置に上昇した際には、中間転写ベルト１１の感光体ドラム１０１ａとの接触面を感光体ドラム１０１ａによく馴染んだ状態で接触させることができ、中間転写ベルト１１に転写し易い状態となるからである。

また、図６（Ｅ）に示すカム回転角１７２．８７５５度においてカラーセンサ３１がＯＮし、フルカラー画像用の一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄがフルカラー画像用の感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄに所定の距離だけ近づいた状態となる。カラーセンサ３１は、一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄに接触させる所定の下降位置に近づきつつあることを検知する。さらに、図６（Ｆ）に示すカム回転角２２０度において第２の回転カム上死点に到達する。第２の回転カム上死点は、図４（Ｂ）に示す点Ｘである。この時、スライド部材２２ｂが水平方向の従動ローラ１１ｂに近づく方向に最も移動するので、一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄは下降位置を通過して最も感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄに近接した位置に移動した状態となる。

次に、図６（Ｇ）に示すカム回転角２４０度において、一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄが下降位置に上昇して各感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄに形成された各色相のトナー像を一次転写可能な適切な状態で中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄに接触する。図４（Ｂ）に示すようにカム回転角２４０度〜２７０度の範囲Ｙは、一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄの周面はほとんど変位しないので、中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄに一次転写可能に接触させることができる。フルカラー画像形成時は、黒色のトナー像が形成される感光体ドラム１０１ａからも中間転写ベルト１１に一次転写が行われるので、図４（Ａ）に示す範囲Ｃが一次転写可能な範囲となる。なお、フルカラー画像形成時の中間転写ベルト１１の移動経路がこの発明の第１の経路に相当する。

また、カム回転角２６０度以上から第１の回転カム２３ａとスライド部材２２ａとの水平方向の係合位置が、水平方向における駆動ローラ１１ａから第１及び第２の回転カム２３ａ，２３ｂに進む方向に移動し始めるので、一次転写ローラ１３ａが上昇し始める。さらに、カム回転角２７０度以上から第２の回転カム２３ｂとスライド部材２２ｂとの水平方向の係合位置が、水平方向における従動ローラ１１ｂから第１及び第２の回転カム２３ａ，２３ｂに進む方向に移動し始めるので、一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄが上昇し始める。

その後、図６（Ｈ）に示すカム回転角２９４．２８６３度においてモノクロセンサ３０がＯＦＦし、また図７（Ｉ）に示すカム回転角３００．６７０４度においてカラーセンサ３１がＯＦＦする。最終的に図７（Ｊ）に示すカム回転角３６０度において待機時の一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが上昇した初期位相時の状態に戻る。

上述のように、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄをフルカラー画像形成時、モノクロ画像形成時及び待機時のそれぞれに応じた位置に移動させることにより、中間転写ベルト１１の下側の３つの移動経路（第１〜第３の経路）が選択的に切り換えられる。これにともなって、図２に示すように一端にスプリングが係止されたレバー２６の他端に支持されているテンションローラ２５が上下に変位し、中間転写ベルト１１の張力が一定に維持される。

なお、ローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄ及びスライド部材２２ａ，２２ｂは、この発明の転写部材移動機構に含まれる。

また、第１及び第２の回転カム２３ａ，２３ｂは一方向にのみ回転する。これは、中間転写ベルト１１の消耗を抑制するためである。第１及び第２の回転カム２３ａ，２３ｂが回転して一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが一旦下降位置よりも下方に下降した後に下降位置に上昇するので、第１及び第２の回転カム２３ａ，２３ｂが逆回転して一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄを下降位置から上昇させると、中間転写ベルト１１が再び下降位置よりも下方に下降した後に上昇することになり、中間転写ベルト１１に無駄に下降方向の力を加えることになるので中間転写ベルト１１の消耗が早くなってしまうからである。

図５〜図７において、モノクロ画像形成時には、上昇している一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄが中間転写ベルト１１に接触しない程度に上昇しているように図示されているが、実際は図示した状態よりも自重によって下降しているので中間転写ベルト１１に当接する。また、一次転写バイアスによっても中間転写ベルト１１を引き付けるので、常に一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは中間転写ベルト１１に当接した状態となる。

この実施形態に係る転写装置２００では、複数の一次転写位置Ｔａ〜Ｔｄのうち、中間転写ベルト１１の移動方向における最も上流側の一次転写位置Ｔｄにおいて、ローラ昇降部材２１ｄには一次転写ローラ１３ｄとともに加圧ローラ２０が軸支されている。加圧ローラ２０は、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄのそれぞれと同一の外径に形成され、フルカラー画像形成時に一次転写位置Ｔｄの転写ニップ幅が一次転写位置Ｔａ〜Ｔｃの転写ニップ幅と同一になるように中間転写ベルト１１を押圧する。加圧ローラ２０は、一例として外周が絶縁性材料によって構成されており、中間転写ベルト１１は加圧ローラ２０を介して接地されることはない。これは、一次転写ローラ１３ｄを介して中間転写ベルト１１に印加された一次転写電圧が加圧ローラ２０を経由して接地されると、一次転写位置Ｔｄにおいてトナー像の転写に充分な一次転写電界を形成することができなくなるからである。

以上のようにして、この発明の転写装置２００にローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄ、スライド部材２２ａ，２２ｂ及び同軸上の第１及び第２の回転カム２３ａ，２３ｂを備え、第１及び第２の回転カム２３ａ，２３ｂの回転による周面の変位に伴って一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄを昇降させることによって、同軸上の第１及び第２の回転カム２３ａ，２３ｂを駆動するために必要な駆動源が１つで足り、また３つの移動経路を選択的に切り換えるために複数の軸上に回転カムを設ける必要がないので、移動経路を切り換える構成が単純にでき、転写装置２００の小型化を図ることができる。またコストダウンを図ることができる。

また、スライド部材２２ａ，２２ｂに付与される中間転写ベルト１１の移動方向である水平方向の力をローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄを用いて一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄを昇降する力に変えることによって、単純な構成で第１及び第２の回転カム２３ａ，２３ｂを回転駆動する力を一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄを昇降させる力に変換し、容易に無端ベルト１１の移動経路を切り換えることができるので、装置を小型化でき、コストダウンを図ることができる。

この発明の実施形態に係る転写装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。同転写装置の構成を示す正面図である。同転写装置に備えられる回転カムの構成を示す外観図である。同転写装置に備えられる回転カムのカム曲線図である。同転写装置に備えられる回転カムを一回転させた際の一次転写ローラの状態を示す遷移図である。同転写装置に備えられる回転カムを一回転させた際の一次転写ローラの状態を示す遷移図である。同転写装置に備えられる回転カムを一回転させた際の一次転写ローラの状態を示す遷移図である。従来の転写装置に備えられる無端ベルトの移動経路を示す図である。

符号の説明

１１中間転写ベルト
１３ａ〜１３ｄ一次転写ローラ
２１ａ〜２１ｄローラ昇降部材
２２ａ，２２ｂスライド部材
２３ａ第１の回転カム
２３ｂ第２の回転カム
１００画像形成装置
１０１ａ〜１０１ｄ感光体ドラム
２００転写装置

Claims

ループ状の移動経路を形成する無端ベルトの一定の移動方向の上流側から下流側に向かって並設された複数のフルカラー画像用の像担持体及びモノクロ画像用の像担持体を含む複数の像担持体のそれぞれに前記無端ベルトの一部を挟んで対向するように前記移動経路の内側に昇降自在に支持された複数の転写ローラを備え、前記複数の像担持体の全てに前記無端ベルトが接触している第１の経路と、前記モノクロ画像用の像担持体にのみ前記無端ベルトが接触している第２の経路と、前記複数の像担持体の全てから前記無端ベルトが離間している第３の経路と、の前記無端ベルトの３つの前記移動経路を選択的に切り換える転写装置において、
前記移動方向に略平行な方向に往復移動して前記複数のフルカラー画像用の転写ローラを昇降させるフルカラー画像用の転写部材移動機構及び前記モノクロ画像用の転写ローラを昇降させるモノクロ画像用の転写部材移動機構と、
所定の周面形状を有し、回転による周面の変位に伴って前記複数のフルカラー画像用の転写部材移動機構及び前記モノクロ画像用の転写部材移動機構のそれぞれを前記往復移動させて前記移動経路を前記第１〜第３の経路から選択的に切り換える同軸上の第１の回転カム及び第２の回転カムと、を備え、
前記複数の転写ローラは、常に前記無端ベルトに当接し、
前記所定の周面形状は、前記フルカラー画像用の転写部材移動機構及び前記モノクロ画像用の転写部材移動機構を前記往復移動させて前記複数の転写ローラのそれぞれを像担持体と無端ベルトとを接触させる下降位置に下降させる際、各転写ローラを一旦前記下降位置よりも下方に下降させた後、該下降位置に上昇させる形状であることを特徴とする転写装置。
前記フルカラー画像用の転写部材移動機構及びモノクロ画像用の転写部材移動機構は、前記第１及び第２の回転カムのそれぞれの周面の一部に係合し、前記移動方向に略平行な方向に往復移動自在な前記フルカラー画像用のスライド部材及び前記モノクロ画像用のスライド部材と、一端に前記複数の転写ローラをそれぞれ軸支し且つ他端に前記一端に軸支された該転写ローラに対応する前記フルカラー画像用又は前記モノクロ用のスライド部材が係止され、屈曲部が前記転写ローラの軸方向に平行な軸で揺動自在に支持された前記転写ローラの軸方向に直交する方向の断面がＬ字形状を呈する複数のローラ昇降手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
前記第１及び第２の回転カムは、一方向にのみ回転することを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
前記複数の転写ローラが上昇した位置は、転写電力の影響が前記複数の像担持体に及ばない位置であることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
前記ローラ昇降部材は、前記転写ローラを軸支した箇所から前記屈曲部までの距離の方が前記スライド部材が係止された箇所から前記屈曲部までの距離よりも長いことを特徴とする請求項２に記載の転写装置。