JP5151339B2

JP5151339B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5151339B2
Application number: JP2007239928A
Authority: JP
Inventors: 亮田上
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2027-09-14
Also published as: JP2009069673A

Description

本発明は、電子写真複写装置、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の現像装置に関し、詳しくは転写装置の構造に関する。

従来、個々に画像形成機能を有する４組の画像形成機構を内蔵し、４つの像担持体上にイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの現像剤により各色のトナー像を形成し、１枚の被転写材に順次トナー像を転写してカラー画像を得るカラー画像形成装置が知られている。このカラー画像形成装置では、中間転写体上に各色の画像を形成した後、転写手段により中間転写体から記録媒体へとカラー画像を転写させる構成が多用されており、中間転写体として複数のローラによって張架された走行可能なベルトが一般的に用いられている。ベルトを張架する構成としては、駆動ローラ、テンションローラ、速度制御ローラの３つのローラを用いる構成が主に採用されているが、各色（マゼンタ、シアン、イエロ）のトナー重ねの品質を割り切った構成として、速度制御ローラを使用せず２つのローラのみを用いる構成も採用されている。

上述のように、色ずれの少ない高品質な画像形成を目的とした中間転写体には３つ以上のローラが必要であるが、ベルトを張架するローラの個数が増加すると中間転写体の大きさが大きくなり、昨今の画像形成装置に要求されている省スペース化への対応が困難となる。そこで、中間転写体内部のスペースを有効活用することにより画像形成装置の省スペース化を図る技術が、例えば「特許文献１」に開示されている。

特開２００４−１７７７７３号公報

しかし上述の技術では、中間転写体自体の大きさは小さくならず、装置本体を小型化することは困難であるという問題点を有している。
本発明は上述の問題点を解決し、中間転写体を大型化することなく色ずれの少ない高品質な画像を提供することが可能な画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、複数の像担持体と、前記複数の像担持体上に形成されたトナー像が重畳転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルト上の１次転写画像を転写媒体上に２次転写する２次転写手段とを具備し、前記複数の像担持体として黒色画像を形成する１つの黒色画像用像担持体と黒色以外の画像を形成する少なくとも１つの他色画像用像担持体とを有し、多色画像形成時には前記複数の像担持体の全てを前記中間転写ベルトに接触させると共に黒色画像形成時には前記黒色画像用像担持体のみを前記中間転写ベルトに接触させて前記他色画像用像担持体を前記中間転写ベルトより離間させるベルト接離手段と、前記ベルト接離手段の作動状態を検知する接離検知手段とを有する画像形成装置において、黒色画像形成時に前記中間転写ベルトを前記他色画像用像担持体から離間する方向に移動させるベルト移動手段と、前記ベルト移動手段の作動状態を検知する移動検知手段とを有し、前記中間転写ベルトは装置本体に対して着脱自在であり、前記接離検知手段と前記移動検知手段との検知結果に基づいて前記装置本体に対する前記中間転写ベルトの装着不良及び前記ベルト移動手段の動作不良を判断し、警告を行わない第１の動作または前記装置本体に対する前記中間転写ベルトの装着不良の警告を行う第２の動作または前記ベルト移動手段の動作不良の警告を行う第３の動作の何れかを選択して行うことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、さらに第２の動作または第３の動作が選択された場合に装置を停止させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、プリンタまたはファクシミリまたは複写機であることを特徴とする。

本発明によれば、中間転写ベルトが振動した際等に中間転写ベルトと像担持体とが接触してしまい中間転写ベルトが損傷してしまう等の不具合の発生を防止することができ、装置を大型化することなく色ずれの少ない高品質な画像を提供することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態を採用した画像形成装置を示している。同図においてカラー複写機である画像形成装置１は、装置本体２のほぼ中央に中間転写ベルト３を有する転写ベルトユニット４と４個の画像ステーションとを有している。各画像ステーションには、像担持体である感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋが配設されており、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋの周囲にはそれぞれ帯電装置６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｂｋ、現像装置７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｂｋ、クリーニング装置８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｂｋが配設されている。各画像ステーション及び転写ベルトユニット４は、それぞれ装置本体２に対して着脱可能に設けられている。転写ベルトユニット４については後述する。転写ベルトユニット４の上方には、内部に黄色（イエロ）のトナーを貯容したトナーボトル９Ｙ、青色（シアン）のトナーを貯容したトナーボトル９Ｃ、赤色（マゼンタ）のトナーを貯容したトナーボトル９Ｍ、黒色（ブラック）のトナーを貯容したトナーボトル９Ｂｋが配設されている。各トナーボトル９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋ内のトナーは図示しない補給経路を通って所定の補給量だけ各現像装置７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｂｋに補給される。

上述の画像形成装置１において、画像形成動作を開始する図示しないスタートキーが押下されると、各帯電装置６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｂｋにより各感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋが一様に帯電され、各画像ステーションの下方に配設された光書き込み装置１４からのレーザ光によって露光走査されることにより各感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋの表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は各現像装置７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｂｋによって現像され、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋの表面にはイエロ、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像がそれぞれ形成される。

各感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋの表面にそれぞれトナー像が形成されると、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋと中間転写ベルト３を介して接触する位置に配設された１次転写ローラ１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｂｋにそれぞれ電圧が印加され、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋ上のトナー像が中間転写ベルト３上に１次転写される。この１次転写は、各トナー像が中間転写ベルト３の同じ位置に重畳転写されるように、ベルト走行方向の上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。

一方、図示しないスタートキーが押下されると、装置本体２の下方に配設された給紙カセット１０に設けられた給紙ローラ１１が回転することにより、給紙カセット１０の内部から転写媒体である転写紙１２が１枚給送される。転写紙１２は、その先端がレジストローラ対１３に到達すると図示しないセンサによって検知され、所定のタイミングでレジストローラ対１３が回転することにより２次転写手段である２次転写ローラ１４と中間転写ベルト３とのニップ部に向けて給送される。

中間転写ベルト３は走行を継続し、その上に形成された１次転写画像が２次転写ローラ１４と接触する位置に到達するタイミングでレジストローラ対１３が回転して転写紙１２が給送されると共に２次転写ローラ１４に電圧が印加されることにより、中間転写ベルト３上の１次転写画像が転写紙１２上に２次転写され、転写紙１２上にフルカラーのトナー像が形成される。フルカラーのトナー像が転写された転写紙１２はさらに下流へと搬送され、定着装置１６に送り込まれて熱と圧力とによってトナー像を定着された後に排出ローラ対１７によって排紙トレイ１８上に排出される。

画像形成動作終了後、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋはその表面の残留トナーを各クリーニング装置８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｂｋによってクリーニングされた後、直流に交流成分のバイアスが重畳印加された各帯電装置６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｂｋにより除電と同時に帯電され、次の作像に備えられる。また中間転写ベルト３は、その上の残留トナーをベルトクリーニング装置１９によってクリーニングされて次の作像工程に備えられる。

ここで、従来の画像形成装置に用いられる転写ベルトユニットについて図２を用いて説明する。なお、上述した画像形成装置１と共通する部材については同一の符号を付す。
図２において、転写ベルトユニット２０は、中間転写ベルト３、駆動ローラ２１、テンションローラ２２、入口ローラ２３、各１次転写ローラ１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｂｋ、ベルト接離手段２４等を有している。

駆動ローラ２１とテンションローラ２２と入口ローラ２３とはそれぞれ図示しないユニット本体に回転自在に支持されており、各ローラ間には中間転写ベルト３が掛け渡されている。駆動ローラ２１には図示しないモータ等の駆動手段が接続されており、この駆動手段の作動により駆動ローラ２１が回転することで中間転写ベルト３が走行する。テンションローラ２２は図示しないユニット本体に移動可能に支持されており、加圧ばね２５で図２において左方に向けて加圧されることにより中間転写ベルト３に張力を付与している。入口ローラ２３には図示しない速度検知装置が接続されており、入口ローラ２３の回転周速度を検知することにより中間転写ベルト３の走行速度が検知される。これは、駆動ローラ２１では速度検知によるフィードバック制御は行うことができず、テンションローラ２２では中間転写ベルト３の揺動に対して速度検知装置とテンションローラ２２との間の距離を保つことが困難であるためである。

各１次転写ローラ１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｂｋのうち、黒色画像転写に用いられる転写ローラ１５Ｂｋのみは図示しないユニット本体に回転自在に支持されており、中間転写ベルト３を介して黒色画像用像担持体である感光体ドラム５Ｂｋに接触配置されている。他の１次転写ローラ１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍはそれぞれローラホルダ２６に回転自在に支持されており、ローラホルダ２６は支軸２７を中心に図示しないユニット本体にその一端を揺動自在に支持されていて、ローラホルダ２６の他端には押し下げローラ２８が回転自在に配設されている。ローラホルダ２６は図示しないモータ等の揺動手段によって揺動され、図２に示す各１次転写ローラ１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍが中間転写ベルト３より離間すると共に中間転写ベルト３が各感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍより離間する離間位置と、図２に二点差線で示す各１次転写ローラ１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍが中間転写ベルト３を介して各感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍに接触する接触位置とを選択的に占める。上記構成において、ローラホルダ２６、支軸２７、押し下げローラ２８、図示しない揺動手段によってベルト接離手段２４が構成されている。

ローラホルダ２６の他端側には検知片２９が固定されており、ローラホルダ２６の揺動に伴う検知片２９の移動経路上には接離検知手段として機能する光透過型のセンサ３０が配設されている。センサ３０は、ローラホルダ２６が接触位置を占めたときに検知片２９によって光の透過を阻害されることによりオフし、ローラホルダ２６が離間位置を占めたときにオンする。

上述した転写ベルトユニット２０は、黒色画像のみを形成するモノクロ画像形成時にはベルト接離手段２４の作動によりローラホルダ２６が離間位置を占め、感光体ドラム５Ｂｋのみが回転して画像形成が行われ、カラー画像形成時にはベルト接離手段２４の作動によりローラホルダ２６が接触位置を占め、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｂｋがそれぞれ回転して上述したように画像形成が行われる。装置待機時にはローラホルダ２６は離間位置を占めており、センサ３０はオンした状態となっている。

この転写ベルトユニット２０では、モノクロ画像形成時において感光体ドラム５Ｍと中間転写ベルト３との間隔が狭いという問題点がある。両者の間隔が狭いと、中間転写ベルト３が振動した際等に両者が接触してしまい、中間転写ベルト３が損傷してしまう等の不具合が発生する。この問題点を解消するため、従来はテンションローラ２２の位置を上方へ移動させる構成、またはテンションローラ２２の直径を小さくする構成を採用していた。しかし、前者では中間転写ベルト３が大きくなる構成であり昨今の省スペース化には逆行してしまう。また後者では、テンションローラ２２にはベルトクリーニング装置１９が設けられているため、ベルトクリーニング装置１９を構成するブレードと接触するテンションローラ２２の直径が小さくなるとクリーニング品質が低下してしまう。また、テンションローラ２２の直径が小さくなることでテンションローラ２２自体の撓みが発生して中間転写ベルト３の搬送性が低下してしまう。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解消すべく構成されている。以下、図３及び図４を用いて本発明の転写ベルトユニット４を説明する。この転写ベルトユニット４は、上述した転写ベルトユニット２０と比較すると、ベルト移動手段３１及び移動検知手段として機能するセンサ３２を有する点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。

ベルト移動手段３１は、図４に示すように、押し上げローラ３３、ローラ保持部材３４、カム３５、引張ばね３６等を有している。ローラ保持部材３４は支軸３７によって図示しないユニット本体に揺動自在に支持されており、支点よりも右側の部位において押し上げローラ３３を回転自在に支持している。ローラ保持部材３４の支点よりも左側の部位の下方に位置する図示しないユニット本体にはカム３５が支軸３８によって回転自在に配設されており、カム３５は図示しないモータによって図４に示す位置と図３より１８０度回転した位置とを選択的に占める。ローラ保持部材３４の押し上げローラ３３を支持する位置よりも右側には引張ばね３６が配設されており、押し上げローラ３３はカム３５が図４に示す位置を占めているときに引張ばね３６の付勢力によって中間転写ベルト３に圧接する圧接位置を占め、カム３５が図５に示す位置を占めているときに引張ばね３６の付勢力に抗して中間転写ベルト３より離間する離間位置を占める。押し上げローラ３３は、画像形成装置１の電源がオフされているときあるいは装置停止時等の通常時において、離間位置を占めるように構成されている。

押し上げローラ３３の右上方の位置には、図示しないユニット本体に固定された光透過型のセンサ３２が配設されている。ローラ保持部材３４の右側端部には曲折部３４ａが形成されており、押し上げローラ３３が圧接位置を占めたときに曲折部３４ａがセンサ３２の光路を遮断してセンサ３２がオフし、押し上げローラ３３が離間位置を占めたときにセンサ３２がオンするように構成されている。

上述の構成により、モノクロ画像形成時には図３に示すように中間転写ベルト３が図２に示す状態よりも多色画像用像担持体である感光体ドラム５Ｍから離間する方向に移動し、中間転写ベルト３が振動した際等に中間転写ベルト３と感光体ドラム５Ｍとが接触してしまい中間転写ベルト３が損傷してしまう等の不具合の発生を防止することができ、装置を大型化することなく色ずれの少ない高品質な画像を提供することが可能となる。なお、カラー画像形成時には押し上げローラ３３は離間位置を占め、中間転写ベルト３との接触防止が図られている。

図６は、本実施形態において転写ベルトユニット４が装置本体２に装着されているか否かを検知する動作のフローチャートを示している。この動作において、転写ベルトユニット４の装着検知は画像形成装置１の電源オン時またはユニット着脱時に開閉される図示しない本体開閉ドアのスイッチオン時に行われる。図４において、電源がオンされるかまたは本体開閉ドアのスイッチがオンされると、画像形成装置１の内部に設けられた図示しない制御手段は押し上げローラ３３の状態を確認する。このとき、センサ３２がオフである場合には押し上げローラ３３が圧接位置を占めているので、転写ベルトユニット４が装置本体２に装着されていると判断して検知動作は完了する。

センサ３２がオンである場合には、装置本体２に転写ベルトユニット４が装着されているものの押し上げローラ３３が離間位置を占めている場合と、装置本体２に転写ベルトユニット４が装着されていない場合とが考えられるので、図示しない制御手段はベルト接離手段２４を作動させてローラホルダ２６を接触位置に移動させて押し下げローラ２８を中間転写ベルト３に接触させる。そしてセンサ３０の状態を確認し、センサ３０がオフである場合には装置本体２に転写ベルトユニット４が装着されていると判断してベルト移動手段３１の動作不良すなわち押し上げローラ３３の接離異常を、例えば図示しない操作パネル上に表示したり図示しないブザー等を鳴動させたりして警告する。センサ３０がオンである場合には装置本体２に転写ベルトユニット４が装着されていないと判断してユニット装着不良の警告を行う。

上述の構成により、転写ベルトユニット４の装置本体２に対する装着検知センサを設けることなく、センサ３０とセンサ３２とにより転写ベルトユニット４の装置本体２に対する装着不良及びベルト移動手段３１の動作不良を判断することができ、各検知装置の設置スペースの低減及びコストダウンを図ることができると共に、何れの部位の不具合かを判断でき修理やメンテナンスの効率を向上することができる。また、警告を行うことで装置使用者に不具合の発生が速やかに伝達されるので、修理やメンテナンス及びこれらからの復帰の効率を向上することができる。

図７は、モノクロ画像形成時における押し上げローラ３３の動作検知のフローチャートを示している。画像形成装置１の図示しない制御手段は、モノクロ画像形成が開始されるとセンサ３２の出力を確認する。ここでセンサ３２がオフである場合には押し上げローラ３３が圧接位置を占めているので画像形成動作が続行される。センサ３２がオンである場合には押し上げローラ３３が離間位置を占めているので、画像不良が発生する虞があるため画像形成装置１の動作を停止させると共に押し上げローラ３３の動作不良を使用者に警告する。

図８は、カラー画像形成時における押し上げローラ３３の動作検知のフローチャートを示している。画像形成装置１の図示しない制御手段は、カラー画像形成が開始されるとベルト移動手段３３を作動させて押し上げローラ３３を離間位置に位置決めさせる。その後、図示しない制御手段はセンサ３２の出力を確認し、センサ３２がオンである場合には押し上げローラ３３が離間位置を占めているので画像形成動作が続行される。センサ３２がオフである場合には押し上げローラ３３が圧接位置を占めているので、画像不良が発生する虞があるため画像形成装置１の動作を停止させると共に押し上げローラ３３の動作不良を使用者に警告する。

上述の構成によれば、押し上げローラ３３の動作不良を検知したときに画像形成装置１の動作を停止させると共に使用者への警告を行うので、画像不良の発生及び装置の故障の発生を防止でき、さらに装置使用者に不具合の発生が速やかに伝達されるので修理やメンテナンス及びこれらからの復帰の効率を向上することができる。

上述した実施形態では、画像形成装置１としてカラー複写機を用いた例を示したが、本発明が適用可能な画像形成装置としてはこれに限られず、本発明をプリンタ、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に適用することももちろん可能である。

本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の要部概略正面図である。従来の転写ベルトユニットの概略図である。本発明の一実施形態に用いられる転写ベルトユニットの概略図である。本発明の一実施形態に用いられる押し上げローラの圧接位置を示す概略図である。本発明の一実施形態に用いられる押し上げローラの離間位置を示す概略図である。本発明の一実施形態における装置本体に対する転写ベルトユニットの装着検知動作を説明するフローチャートである。本発明の一実施形態におけるモノクロ画像形成時での押し上げローラの接離検知動作を説明するフローチャートである。本発明の一実施形態におけるカラー画像形成時での押し上げローラの接離検知動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１画像形成装置
３中間転写ベルト
５像担持体（感光体ドラム）
５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ多色画像用像担持体（感光体ドラム）
５Ｂｋ黒色画像用像担持体（感光体ドラム）
１４２次転写手段（２次転写ローラ）
２４ベルト接離手段
３０接離検知手段（センサ）
３１ベルト移動手段
３２移動検知手段（センサ）

Claims

複数の像担持体と、前記複数の像担持体上に形成されたトナー像が重畳転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルト上の１次転写画像を転写媒体上に２次転写する２次転写手段とを具備し、前記複数の像担持体として黒色画像を形成する１つの黒色画像用像担持体と黒色以外の画像を形成する少なくとも１つの他色画像用像担持体とを有し、多色画像形成時には前記複数の像担持体の全てを前記中間転写ベルトに接触させると共に黒色画像形成時には前記黒色画像用像担持体のみを前記中間転写ベルトに接触させて前記他色画像用像担持体を前記中間転写ベルトより離間させるベルト接離手段と、前記ベルト接離手段の作動状態を検知する接離検知手段とを有する画像形成装置において、
黒色画像形成時に前記中間転写ベルトを前記他色画像用像担持体から離間する方向に移動させるベルト移動手段と、前記ベルト移動手段の作動状態を検知する移動検知手段とを有し、前記中間転写ベルトは装置本体に対して着脱自在であり、前記接離検知手段と前記移動検知手段との検知結果に基づいて前記装置本体に対する前記中間転写ベルトの装着不良及び前記ベルト移動手段の動作不良を判断し、警告を行わない第１の動作または前記装置本体に対する前記中間転写ベルトの装着不良の警告を行う第２の動作または前記ベルト移動手段の動作不良の警告を行う第３の動作の何れかを選択して行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
第２の動作または第３の動作が選択された場合に装置を停止させることを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２記載の画像形成装置において、
プリンタまたはファクシミリまたは複写機であることを特徴とする画像形成装置。