JP4834498B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー像を搬送するトナー像搬送体及びトナー像搬送体を支持する支持部材を備えるトナー像搬送ユニットが、トナー像の形成位置から、トナー像搬送体の着脱位置へ移動可能に設けられる画像形成装置に関するものである。

特に、更に、トナー像搬送体に形成されたトナー像を検知する検知部材を備える画像形成装置に関するものである。

特許文献１には、トナー像搬送体及び、トナー像搬送体を支持する支持部材を備え、トナー像の形成位置から、トナー像搬送体の着脱位置へ移動可能なトナー像搬送体ユニットを有する画像形成装置が開示されている。トナー像搬送体と、支持部材をユニット化し、トナー像の形成位置から、トナー像搬送体の着脱位置へ移動可能とすることにより、トナー像搬送体の交換が簡易になる。

また、特開２００３−１９５５７８に開示の画像形成装置は、トナー像搬送体上のトナー像を検知する検知部材が装置本体に設けられている。

しかしながら、トナー像搬送体ユニットが移動可能な画像形成装置において、トナー像搬送体上のトナー像を検知する検知手段を装置本体に設けると、トナー像搬送体に対する検知部材の位置精度が低くなる。そこで、検知部材はトナー像搬送体ユニットに設けられる。
特開２００３−１９５５７８

検知部材をトナー像搬送体ユニットに設けると、トナー像搬送体ユニットにトナー像搬送体を着脱する際に検知部材が妨げになる。

本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナー像搬送体ユニットが装置本体に対して移動可能である画像形成装置において、トナー像搬送体をトナー像搬送ユニットに着脱する際に、検知部材が妨げになることを防止することである。

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、トナー像を搬送するトナー像搬送体と、前記トナー像搬送体を着脱可能に支持する支持部材と、前記トナー像搬送体上の前記トナー像を検知する検知部材と、を備え、前記トナー像搬送体に前記トナー像が形成される像形成位置と、前記トナー像搬送体が前記支持部材に着脱される着脱位置へ移動可能なトナー像搬送体ユニットと、
前記トナー像搬送体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記検知部材の検知結果に基づき、前記トナー像形成手段のトナー像形成条件を制御する制御手段と、
前記トナー像搬送体ユニットを前記像形成位置から前記着脱位置へ移動させるための動作に連動し、前記トナー像を検知する位置に在る前記検知部材を、前記支持部材に支持される前記トナー像搬送体から遠ざかるように移動させる移動手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、上記の移動手段を設けることで、トナー像搬送体を支持部材に着脱する際に、検知手段は中間転写ベルトから離れている。したがって、検知手段が妨げとならず、中間転写ベルトを支持部材から円滑に着脱することができる。

以下、図面に基づいて本発明を説明する。

図１は本発明を実施した画像形成装置１の断面図である。
本実施例の画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転する像担持体たる感光ドラム９１（９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ）上に静電潜像を形成し、静電潜像を顕像化して可視画像（トナー像）を形成する複数の画像形成部９０ａ〜９０ｄを備える。

また、各画像形成部９０ａ〜９０ｄから順次可視画像が転写され複数色画像を形成する中間転写ベルト（中間転写体、トナー像搬送体）４０を備える。更に、中間転写ベルト４０上の複数色画像を転写材Ｓに転写する二次転写手段４４と、転写材Ｓ上に転写された複数色画像を転写材Ｓ上に定着するための定着装置５０とを有している。

画像形成部（トナー像形成手段）９ａ〜９ｄは全て共通の構成を持ち、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する。感光ドラム９１はその中心で軸支され、図示されない駆動手段により回転駆動される。

感光層を有す感光ドラム（感光体）９１は、帯電手段としてのコロナ帯電器９６により表面に均一な帯電量の電荷を与えられる。その後、レーザースキャナーユニット（露光手段）９３により、記録画像信号に応じて変調されたレーザービームで走査、露光され、静電潜像が形成される。９４は、レーザービームの光路を変更する折り返しミラーである。

さらに、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像剤（以下、これをトナーと呼ぶ）をそれぞれ収納した現像ユニット（現像手段）９２によって上記静電潜像がトナー像として顕像化される。

感光ドラム９１上のトナー画像は、矢印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト４０に対向する位置に配置された一次転写ローラ（一次転写手段）４５にバイアスが印加され、一次転写部Ｎ１（一次転写位置）にて中間転写ベルト４０に一次転写される。

感光ドラム９１の一次転写位置の下流側には、感光ドラムクリーニング装置９５が配置され、クリーニングブレードによりトナーを掻き落として感光ドラム９１表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が中間転写ベルト４０上に順次転写され、中間転写ベルト４０上にトナー像が重畳される。

中間転写ベルト４０上で重畳されたトナー像は、中間転写ベルト４０が駆動されることによって、転写材Ｓに転写される二次転写部（二次転写位置）Ｎ２まで搬送される。二次転写部Ｎ２では、二次転写ローラ（二次転写手段）４４に不図示の電源からバイアスが印加されて、中間転写ベルト４０上のトナー像が転写材Ｓへ二次転写される。

給紙ユニット１０に収納された転写材Ｓは、リフタ板１１により所定の給紙部１０１（給紙位置）に保持され、給紙分離ユニット１２により一枚ずつ給紙される。

さらに転写材Ｓは搬送ユニット２０により搬送され、レジストユニット３０によりレジスト調整された後、中間転写ベルト４０上のトナー像に同期して、二次転写部（二次転写位置）Ｎ２へと搬送される。

二次転写部Ｎ２において二次転写外ローラ（二次転写手段）４４にバイアスが印加され、中間転写ベルト４０上のトナー像は転写材Ｓへと転写される。さらに転写材Ｓは定着前搬送ユニット５１により定着ユニット５０へと搬送され、トナー像が転写材Ｓ上へ定着され、フルカラー画像を得る。

また単色画像を転写材Ｓに形成する場合は、特定の画像形成部より中間転写ベルト４０上に単色のトナー像が一次転写され以下フルカラー画像を形成する場合と同様のプロセスが実行される。

転写材Ｓの片面のみにプリントされる片面プリント工程の場合、転写材Ｓは排紙ユニット６０により搬送され、排紙トレー６１へと排出される。

転写材Ｓの両面にプリントされる両面プリント工程の場合、転写材Ｓは反転ユニット７０へと搬送される。反転ユニット７０にて表裏を反転された転写材Ｓは、両面搬送ユニット８０を経て再び給紙搬送ユニット２０、レジストユニット３０へと搬送され、裏面にトナー像を転写、定着され、排紙トレー６１へと排出される。

次に、本発明の画像形成装置１の中間転写ユニット（トナー像搬送体ユニット）４について詳細に説明する。図３に示すように、中間転写ユニット４は、中間転写ベルト４０、支持部材（テンションローラ４１、駆動ローラ４２、二次転写内ローラ４３、およびアイドラローラ４８）、光学センサ４７１、中間転写体支持フレーム４６を一体化したものである。

また、図４（ｂ）、図５（ａ）に示す様に、中間転写ベルト４０およびベルト支持部材は、更に、ベルトユニット１４０を構成する。

本発明の中間転写ベルト４０は、厚さ５０〜２００μｍの樹脂製の無端状ベルトである。材質には、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＶＤＦ等の樹脂材料が用いられる。中間転写ベルト４０は、テンションローラ４１、駆動ローラ４２、二次転写内ローラ４３、およびアイドラローラ（位置決め部材）４８に架張される。このとき、テンションローラ４１により８Ｋｇｆの張力が与えられる。なお、張力はこの値に限定されず、６ｋｇｆから１０ｋｇｆでもよい。

駆動ローラ４２は、図示しない駆動手段により回転駆動され、中間転写ベルト４０は、図１中の矢印Ｂ方向に駆動される。また、テンションローラ４１は、図示しないベルト寄り制御手段により、各ローラのアライメントが調整される。そして、中間転写ベルト４０の送り方向に対して垂直方向の寄りが所定の範囲に収まるように制御される。

つづいて、ベルトユニット１４０の支持構成について、図１、図２、図３、図４、図５、図６を用いて説明する。図４、図５において、ベルトユニット１４０は、ヒンジユニット４９を介して中間転写体支持フレーム４６に接続され、画像形成装置１に収容されている。ヒンジユニット４９は、昇降ガイド４９１、昇降部材４９２、回動部材４９３により構成される。昇降ガイド４９１は中間転写体支持フレーム４６に取り付けられる。昇降部材４９２は、昇降ガイド４９１に対して上下方向に移動可能に取り付けられる。回動部材４９３は、昇降部材４９２に対して、回動軸４９３１を中心に回動自在に取り付けられており、さらにこの回動部材４９３にベルトユニット１４０が取り付けられている。中間転写体支持フレーム４６は、図６に示す、スライドレール（引き出し手段）４６１を介して画像形成装置に取り付けられている。

以上の構成により、中間転写ユニット４は、以下の２箇所の位置に固定可能である。
画像形成位置（像形成位置）：中間転写ユニット４が画像形成装置１本体内に収められた状態で、中間転写ベルト４０が感光体９１に当接（図３（ａ）、図４（ａ））、および、離間（図３（ａ）、図４（ａ））される位置。
メンテナンス位置（着脱位置）：中間転写ユニット４が画像形成装置１本体より図４（ｂ）の矢印Ｘ方向に引き出されている。この状態で、ベルトユニット１４０をヒンジユニット４９の回動中心まわりに回動させ、上方に傾斜した状態で固定する位置（図５（ａ）、図６）。

図７に、ヒンジユニット４９を示す。図７（ａ）は、ベルトユニット１４０が上記画像形成位置にあるときのヒンジユニット４９の状態を示す。また、図７（ｂ）は、上記メンテナンス位置にあるときのヒンジユニット４９の状態を示す。

このメンテナンス位置において、中間転写ベルト４０の張力を緩めることにより、ベルト支持部材を画像形成装置１本体から取り外すことなく、中間転写ベルト４０の交換が可能である。

次に、本発明の特徴である、光学式センサ４７１の取り付け構成について、図２（ａ）（ｂ）、図３（ａ）（ｂ）を用いて説明する。

光学式センサ（検知部材）４７１は、中間転写ベルト４０上に形成されたトナー像（トナーパッチ）を読み取るものである。

この光学式センサ４７１によりトナー像の通過タイミングが検知される。そして、ＣＰＵ（制御手段）１００は、その検知結果に基づいて、２次転写位置Ｎ２に供給される転写材の搬送タイミングや、感光ドラム９１ａ〜９１ｄに静電潜像が形成されるタイミングが制御され、転写材Ｓ上の画像転写位置が高精度に位置決めされる。

光学式センサ４７１は、センサ支持台４７３と一体化され、中間転写体支持フレーム４６に取り付けられている。センサ支持台４７３は、一端を回動軸４７２により支持され、他端の中間転写ベルト４０に対向する位置に光学式センサ４７１が取り付けられる。

センサ支持台４７３には、係合部４７３１が備えられている。中間転写ベルト４０が感光体９１に当接しているとき、センサ支持台４７３は、加圧バネ４７４によりベルトユニット１４０に加圧される。そして、係合部４７３１がアイドラローラ４８の端部に取り付けられた軸受部材４８１に係合する。

これにより、光学式センサ４７１は、中間転写ベルト４０からの距離、送り方向の位置ともに正確に位置決めされ、トナーパッチの高精度な読み取りが保証される。

ヒンジユニット４９の昇降部材４９２には、押し下げ部材４９４が取り付けられている。図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、中間転写ベルト４０が感光体９１に当接しているとき、中間転写ベルト４０と光学センサ４７１の距離は６ｍｍに保たれる。

そして、図２（ｂ）、図３（ｂ）のように中間転写ベルト４０を感光体９１から離間するために、ベルトユニット１４０を下降させると、押し下げ部材（移動手段）４９４の当接部４７３２に当接し、センサ支持台４７３を下方に降下する。

センサ支持台４７３が下方に降下すると、中間転写ベルト４０と光学センサ４７１の距離は１５ｍｍになる。この距離は、１５ｍｍに限定される事は無く、１４ｍｍから３０ｍｍでもよい。

即ち、中間転写ユニット４を画像形成位置からメンテナンス位置へ移動するために、ベルトユニット１４０を降下させて中間転写ベルト４０を感光体９１から離間する。この離間動作に連動して、光学式センサ４７１も降下しする。このとき、センサ支持台４７３は一端を回動軸４９２により支持されているため、センサ回動軸４７２を支点に回動しながら下降する。

つまり、中間転写ユニット４の画像形成位置からメンテナンス位置への移動に連動し、光学センサ４７１は中間転写ベルト４０から遠ざかる。この移動に連動し、中間転写ベルト４０と光学センサ４７１の距離は、中間転写ユニット４が画像形成位置に在るときよりもメンテナンス位置に在るときの方が長くなる。

当接部４７３２は、センサ回動軸４７２と、光学式センサ４７１取り付け部の中間に配置されているため、光学式センサ４７１取り付け部の下降量は、係合部４７３１の下降量より大きくなる。

かくして、図３（ｂ）に示したように、中間転写ベルト４０が感光体９１から離間しているとき、センサ支持台４７３の係合部４７３１は、アイドラローラ４８の軸受部材から離間される。

さらに、ベルトユニット１４０が上方に傾斜した状態で固定された位置（図５（ａ）、図６）にある場合も、昇降部材４９２は降下した位置にあるため、センサ支持台４７３は当接部材４９４により押し下げられたまま保持される。

ここで、中間転写ユニット４を図５（ｂ）に示す、上方に傾斜した状態で固定すると、中間転写ベルト４０と光学センサ４７１の距離は３００ｍｍになる。この距離は３００ｍｍに限定されることは無く、１５０ｍｍ〜５００ｍｍでもよい。

図４に、先端レジ検ユニットの加圧、解除動作を本体側面方向から透視した模式図を示す。図４（ａ）は中間転写ベルト４０が感光体９１に当接している状態、図４（ｂ）は、中間転写ベルト４０が感光体９１から離間している状態を示している。

中間転写ユニット４が画像形成位置にあるとき、センサ支持台４７３の係合部４７３１が、アイドラローラ４８端部に取り付けられた軸受部材４８１に当接される。そして、光学センサ４７１は中間転写ベルト４０に対する距離が６ｍｍになるように位置決めされている。また、中間転写ベルト４０と光学センサ４７１の距離は２ｍｍ〜１２ｍｍでもよい。

ベルトユニット１４０が降下し、中間転写ベルト４０が、感光ドラム９１から離間した状態のとき、光学式センサ４７１はベルトユニット１４０の降下量より大きく降下し、軸受部材４８１と係合部４７３１は離間している。

さらに図５（ａ）に、中間転写ユニット４０がメンテナンス位置にある状態で、ベルトユニット１４０を回動させ、上方に傾斜して保持する状態の模式図を示す。

また、中間転写ユニット４を上方に傾斜して保持される状態から下方へ回動される際に、軸受部材４８１外径部の描く軌跡を、図中矢印Ｒ１により示している。

メンテナンス位置において、光学式センサ４７１は、押し下げ部材４９４により押し下げられた状態で保持されている。

そのため、ベルトユニット４０を上方から回動下降させた場合でも、軸受部材４８１と係合部４７３１が接触することはなく、ベルトユニット４０のスムーズな回動動作が保証される。

比較例として、図５（ｂ）にはベルトユニット１４０が上方に傾斜して保持されているとき、光学センサ４７１が押し下げ部材４９４により押し下げられず、加圧バネ４７４により上方に加圧されていると仮定した場合の模式図を示す。

図５（ａ）と同様、中間転写ユニット４を上方から回動下降させるときの、軸受部材４８１外径部の描く軌跡を、図中矢印Ｒ２により示している。この場合、軸受部材４８１の側面と、係合部４７３１が接触し、スムーズな回動動作が保証されないばかりでなく、装置の損傷を生じることとなってしまう。

以上説明したように、画像形成位置にある中間転写ユニット４をメンテナンス位置へ移動するための動作に連動して、光学式センサ４７１が中間転写ベルト４０から離れることにより、中間転写ベルト４０を円滑に支持部材に着脱することができる。

本発明の画像形成装置の断面図 本発明の画像形成装置の先端レジ検ユニット取り付け構成を示す斜視図 本発明の画像形成装置の中間転写ベルトの動作を示す断面図 本発明の画像形成装置の先端レジ検ユニットの解除動作を示す模式図 本発明の画像形成装置の先端レジ検ユニットの解除動作の効果を示す模式図 本発明の画像形成装置の中間転写体メンテナンス時の状態を示す斜視図 本発明の画像形成装置に用いられるヒンジユニットの斜視図

符号の説明

９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 画像形成部（トナー像形成手段）
４ 中間転写ユニット（トナー像搬送体ユニット）
４０ 中間転写ベルト（トナー像搬送体）
４１ テンションローラ
４２ 駆動ローラ
４３ 二次転写内ローラ
４４ アイドラローラ
４７１ 光学センサ（検知部材）
１００ 制御手段
４９４ 押し下げ部材（移動手段）

Claims (4)

1. トナー像を搬送するトナー像搬送体と、前記トナー像搬送体を着脱可能に支持する支持部材と、前記トナー像搬送体上の前記トナー像を検知する検知部材と、を備え、前記トナー像搬送体に前記トナー像が形成される像形成位置と、前記トナー像搬送体が前記支持部材に着脱される着脱位置へ移動可能なトナー像搬送体ユニットと、
   前記トナー像搬送体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
   前記検知部材の検知結果に基づき、前記トナー像形成手段のトナー像形成条件を制御する制御手段と、
   前記トナー像搬送体ユニットを前記像形成位置から前記着脱位置へ移動させるための動作に連動し、前記トナー像を検知する位置に在る前記検知部材を、前記支持部材に支持される前記トナー像搬送体から遠ざかるように移動させる移動手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検知部材は、前記検知する位置に在るとき、前記トナー像搬送体に接する部材に位置決めされていることを特徴とする請求項１項の画像形成装置。
3. 前記トナー像形成手段は、前記トナー像搬送体に接触する感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、帯電された前記感光体を露光して静電像を形成する露光手段と、静電像を現像する現像手段を備え、
   前記移動手段は前記トナー像搬送体の前記感光体からの離間動作に連動して、前記検知部材を移動させることを特徴とする請求項２項の画像形成装置。
4. 前記移動手段は、前記検知部材を支持する部材を回動させることで、前記検知部材を移動させることを特徴とする請求項３項の画像形成装置。

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