以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置1は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、およびファクシミリ機能等の複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置1は、装置本体11に、画像形成部12、定着部13、給紙部14、原稿給送部6、及び画像読取部5等を備えて構成されている。
画像読取部5は、原稿を載置するためのコンタクトガラス161と、このコンタクトガラス161に載置された原稿を押さえる開閉自在の原稿押さえカバー162と、コンタクトガラス161に載置された原稿の画像を読み取る読取機構163とを備えている。読取機構163は、原稿に向けて光を照射するLED(Light Emitting Diode)を有する光源としての光照射部と、CCD(Charge Coupled Device)等のイメージセンサーと、複数のミラー及び集光レンズ等を有して原稿読取スリット53の下方位置とコンタクトガラス161の下方位置である原稿読取位置との間で移動可能な光学系とを備え、これらを用いて原稿の画像を光学的に読み取り、画像データを生成する。
原稿給送部6は、給紙ローラー及び搬送ローラーの駆動により、原稿載置部61に載置された原稿を1枚ずつ繰り出して、原稿読取スリット53に対向する位置へ搬送し、原稿読取スリット53を介して画像読取部5の読取機構163による読取を可能とした後、原稿排出部66へと排出する。なお、読取機構163は、原稿読取スリット53の下方となる給送原稿読取位置において上記搬送されてくる原稿を読み取る。
給紙部14は、装置本体11に対して挿脱可能の給紙カセット142,143,144を有している。
画像形成部12は、給紙部14から給紙された記録紙にトナー像を形成する画像形成動作を行う。画像形成部12は、中間転写ベルト(特許請求の範囲における転写ベルトの一例)125の走行方向において上流側から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色のトナーを用いるマゼンタ用の画像形成ユニット12M、シアン色のトナーを用いるシアン用の画像形成ユニット12C、イエロー色のトナーを用いるイエロー用の画像形成ユニット12Yおよびブラック色のトナーを用いるブラック用の画像形成ユニット12Bk(以下、各画像形成ユニットを区別することなく述べる場合には、それぞれを「画像形成ユニット120」という)と、駆動ローラー125a及び従動ローラー125b等の複数のローラー間に画像形成における副走査方向へ無端走行可能に張架された中間転写ベルト125と、中間転写ベルト125が従動ローラー125bに張架される部分で中間転写ベルト125の外周面に当接する二次転写ローラー210とを備えている。
各画像形成ユニット120は、現像ユニット128と、当該現像ユニット128に中間転写ベルト125を挟んで対向する位置に配置された一次転写ローラー(特許請求の範囲における転写ローラーの一例)126とを備える。現像ユニット128は、感光体ドラム121と、感光体ドラム121へトナーを供給する現像装置122と、トナーを収容するトナーカートリッジ(不図示)と、帯電装置123と、露光装置124と、ドラムクリーニング装置127とを備えている。
なお、中間転写ベルト125、一次転写ローラー126、駆動ローラー125a、及び従動ローラー125bは、中間転写ユニット50に実装されている。
中間転写ベルト125は、各感光体ドラム121の上方位置に配置されている。中間転写ベルト125は、その外周面にトナー像が転写される像担持面が設定され、感光体ドラム121の周面に当接した状態で駆動ローラー125aによって駆動される。中間転写ベルト125は、各感光体ドラム121と同期しながら、駆動ローラー125aと従動ローラー125bとの間を無端走行する。従動ローラー125bは、押しバネ130(図3参照)が取り付けられ、張架状態にある中間転写ベルト125を図1において左側に押圧して、中間転写ベルト125にテンションを付与する。
中間転写ベルト125を挟んで各感光体ドラム121に対向する位置には、一次転写ローラー126が設けられている。一次転写ローラー126は、各感光体ドラム121の外周周面に形成された上記トナー像を中間転写ベルト125の表面に転写させる。
動作制御部101(図13)は、各色のユニットについて一次転写ローラー126及び画像形成ユニット120を駆動制御して、中間転写ベルト125の表面に、マゼンタ用の画像形成ユニット12Mにより形成されたマゼンタのトナー像の転写と、次いで中間転写ベルト125の同一位置にシアン用の画像形成ユニット12Cにより形成されたシアンのトナー像の転写と、次いで中間転写ベルト125の同一位置にイエロー用の画像形成ユニット12Yにより形成されたイエローのトナー像の転写と、最後のブラック用の画像形成ユニット12Bkにより形成されたブラックのトナー像の転写とを、各色のトナー像が重なり合うように行わせ、これによりカラーのトナー像を中間転写ベルト125の表面に形成させる(中間転写(一次転写))。
二次転写ローラー210は、図略の転写バイアス印加機構により転写バイアスが印加されている。二次転写ローラー210は、中間転写ベルト125の表面に形成されたカラーの上記トナー像を、中間転写ベルト125を挟んで駆動ローラー125aとの間のニップ部Nにおいて、給紙部14から用紙搬送路190を搬送されてきた記録紙に転写させる。
画像形成部12に対して図1での右方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路190が形成されている。用紙搬送路190には、適所に搬送ローラー対192が設けられている。搬送ローラー対192は、給紙部14から繰り出された記録紙を、ニップ部N及び定着部13に向けて搬送する。
給紙部14は、装置本体11の図1における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ141と、給紙カセット142,143,144とを備えている。給紙カセット142,143,144の上方に設けられたピックアップローラー145は、給紙カセット142,143,144に収容された用紙束の最上位の記録紙を用紙搬送路190へ向けて繰り出す。
定着部13は、画像形成部12で転写された記録紙上のトナー像に対し、記録紙が加熱ローラー132と加圧ローラー134との間の定着ニップ部を通過する間に、加熱ローラー132から熱を与えて定着処理を施す。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙は、定着部13の上部から延設された排紙搬送路194を通って、排出トレイ151へ向けて排出される。
用紙排出部15は、排出トレイ151を備える。排出トレイ151には、画像形成部12でトナー像が形成された記録紙が、定着部13で定着処理が施された後に排出される。
次に、中間転写ユニット50について説明する。図2は中間転写ユニット50の外観を示す斜視図である。図3は中間転写ユニット50のケーシング内の概略構成を示す斜視図である。図4は中間転写ユニット50の外観を図2とは反対方向から見た状態を示す斜視図である。なお、図3では中間転写ベルト125の図示は省略する。
中間転写ユニット50は、上述したように、中間転写ベルト125、一次転写ローラー126、駆動ローラー125a、及び従動ローラー125bを実装している。
中間転写ユニット50は、ケーシング51を備えている。ケーシング51は、中間転写ユニット50に備えられる各機構を覆って内包する。ケーシング51は、上面部51cと、当該上面部51cの縁部に設けられた側面部51a,51bとからなる。ケーシング51の一端部には、駆動ローラー125aが回転自在に支持され、他端部には、従動ローラー125bが支持されている。中間転写ベルト125は、このように支持された駆動ローラー125a及び従動ローラー125b間に張架された状態で、その上方及び両側方が上面部51c及び側面部51a,51bからなるケーシング51により覆われ、中間転写ベルト125の下部は、ケーシング51から露出した状態とされている。当該露出した中間転写ベルト125部分の下方となる装置本体11内には、各色用の現像ユニット128が配設されている。
また、中間転写ユニット50は、各色用の一次転写ローラー126と、バックアップローラー1261と、バックアップローラー129とを実装している。各色用の一次転写ローラー126と、バックアップローラー1261は、その一端部が支持部材523を介して可動部材501aに支持され、他端部が支持部材523を介して可動部材501bに支持されている。各一次転写ローラー126及びバックアップローラー1261の各端部は、支持部材523に回転自在に軸支されている。
また、中間転写ユニット50は、移動機構52を備えている。移動機構52は、中間転写ベルト125を、上述した各現像ユニット128に向かう方向に移動させ、モノクロ印刷時とカラー印刷時とで、中間転写ベルト125に対してトナー像転写が可能な位置に配置される現像ユニット128を切り換える機構である。
移動機構52は、駆動源520と、駆動力伝達機構521と、スライダー522とを有している。駆動源520は、回転駆動力を発生させる例えばモーターからなる。駆動力伝達機構521は、回転軸5211と、駆動ギア5212とを備える。回転軸5211は、駆動ローラー125aの回転軸方向に延び、駆動源520の駆動回転軸に設けられたギアと噛合する回転ギアを有して当該回転ギアと供回りする。駆動ギア5212は、回転軸5211の両端部であって、スライダー522の下方となる位置に取り付けられ、回転軸5211と一体的に供回りする構成とされている。駆動ギア5212は、その周囲がカバーにて覆われ、後述するピニオン部502と噛合する箇所が、当該カバーから露出している。
スライダー522は、図3に示すように、可動部材501a,501bを備えてなる。可動部材501a,501bは、中間転写ベルト125の走行方向(以下、ベルト走行方向という)に延びる長尺形状とされる。可動部材501aは側面部51aに沿ってベルト走行方向にスライド移動自在に取り付けられている。例えば、可動部材501bは、側面部51bに沿ってベルト走行方向に移動自在に取り付けられている。
可動部材501a,501bは、それぞれにピニオン部502を有している。各ピニオン部502は、駆動ギア5212の配設位置の上方に設けられている。各ピニオン部502は、駆動ギア5212のギア歯に噛合し、当該駆動ギア5212をラックとして、駆動ギア5212の回転駆動力を直線方向の駆動力に変換する。これにより、駆動源520からの回転駆動力で回転軸5211が回転すると、駆動ギア5212によりピニオン部502に駆動力が伝達される。可動部材501a,501bは、側面部51a,51bにスライド移動自在に取り付けられているため、当該伝達された駆動力により、ベルト走行方向において駆動ギア5212の回転する方向に応じた向きに移動する。
また、可動部材501a,501bには、支持部材523を支持すると共に、支持部材523の可動部材501a,501bに対する相対的な移動(以下、単に移動という)を案内する案内部503が形成されている。案内部503は、板状の部材により形成されている。
黒色案内部503Bkは、保持部としての下部511及び上部512と、斜面部513(後述する図7(B)参照)とを有している。下部511及び上部512は、支持部材523を支持する。斜面部513は、下部511及び上部512間において支持部材523の移動を案内する。
黄色案内部503Yは、保持部としての下部531及び上部532と、斜面部533とを有している。同様に、シアン案内部503Cは、保持部としての下部541及び上部542と、斜面部543とを有している。これら下部531,541及び上部532,542は支持部材523を支持する。斜面部533は、下部531及び上部532間において支持部材523の移動を案内する。斜面部543は、下部541及び上部542間において支持部材523の移動を案内する。
マゼンタ案内部503Mは、保持部としての下部551及び上部552と、中間部553とを有している。マゼンタ案内部503Mは、さらに、下部551と中間部553とを繋ぐ斜面部554と、中間部553と上部552とを繋ぐ斜面部555(図7(B)参照)とを有している。下部551、上部552、及び中間部553は、支持部材523を支持する。また、斜面部554は、下部551及び中間部553間において支持部材523の移動を案内する。斜面部555は、中間部553及び上部552間において支持部材523の移動を案内する。
続いて、支持部材523について説明する。なお、各色の一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、いずれも同様の構成である。
支持部材523は、第1係止部561と、第2係止部562と、底部563と、弾性部564とを有している(後述の図5(A))。
第1係止部561は、可動部材501a又は501bの案内部503に上方から当接して、当該支持部材523を案内部503に係止させる部材である。
第2係止部562は、案内部503の下面に下方から当接して、第1係止部561による案内部503への係止を補強する部材である。
底部563は、一次転写ローラー126を回転可能に軸支する。
弾性部564は、一次転写ローラー126を中間転写ベルト125に向けて押圧する押しバネである。
なお、本実施形態では、第1係止部561及び第2係止部562は、案内部503に接する先端部の形状が例えば鋭角に形成されており、可動部材501a,501bの移動に伴って、案内部503に沿ってスライド移動が容易になるように構成されている。
この支持部材523は、一次転写ローラー126の両端部にそれぞれ取り付けられ、軸支している一次転写ローラー126を案内部503に支持された状態とする。
当該支持部材523により、黒色案内部503Bk、黄色案内部503Y、シアン案内部503C、及びマゼンタ案内部503Mには、それぞれの一次転写ローラー126が取り付けられている。
なお、支持部材523は、バックアップローラー1261の両端部にもそれぞれ取り付けられ、軸支しているバックアップローラー1261を案内部503に支持された状態とする。なお、バックアップローラー1261を支持する支持部材523には、弾性部564が設けられていない。
また、支持部材523は、ベルト走行方向への移動が規制されつつ、上下方向への移動が自在となっている。このため、可動部材501a,501bが移動機構52によりベルト走行方向において移動するときは、支持部材523は案内部503に沿って相対的にスライド移動する。
また、図4に示すように、移動機構52の駆動源の回転軸5211の一端部には、中間転写ベルト125の走行速度を検出するロータリーエンコーダー60と、回転軸5211と共に回転し、上記ロータリーエンコーダー60によるスリット検出の可不可を切り換えるアクチュエーター70とが設けられている。当該ロータリーエンコーダー60及びアクチュエーター70の構成の詳細は後述する。
次に、モノクロ印刷時、カラー印刷時、及び待機(ニュートラル)時における可動部材501a,501b、一次転写ローラー126及び中間転写ベルト125の配置について説明する。なお、可動部材501a,501b、一次転写ローラー126及び中間転写ベルト125が待機時の位置にある状態を待機モード、可動部材501a,501b、一次転写ローラー126及び中間転写ベルト125がモノクロ印刷時の位置にある状態をモノクロ印刷モード、可動部材501a,501b、一次転写ローラー126及び中間転写ベルト125がカラー印刷時の位置にある状態をカラー印刷モードと称する。
図5(A)は待機モード時における可動部材501a,501b、一次転写ローラー126及び中間転写ベルト125の配置を示す側面図、(B)は待機モード時における可動部材501a,501b、一次転写ローラー126及び中間転写ベルト125の配置を示す斜視図である。なお、中間転写ベルト125は、画像形成時(印刷時)には、駆動ローラー125aによる駆動力で図5(A)に矢印で示す方向に無端回転する。
中間転写ユニット50は、モノクロ印刷時、カラー印刷時、及び待機時に応じて、その下方に配置されている各色の現像ユニット128に対する中間転写ベルト125の位置を変更する。この中間転写ベルト125の位置変更は、各一次転写ローラー126、及びテンションローラー1261の上下方向(ベルト走行方向に垂直な方向)位置を、モノクロ印刷時、カラー印刷時、及び待機時に応じて変更することによって行われる。すなわち、中間転写ユニット50は、モノクロ印刷時、カラー印刷時、及び待機時に応じて、駆動ローラー125a及び従動ローラー125bに張架された状態の中間転写ベルト125を内側から押圧する一次転写ローラー126及びテンションローラー1261を異ならせることによって、中間転写ベルト125に対してトナー像の転写が可能な位置に配置される現像ユニット128を、上記各印刷モードに応じた現像ユニット128に切り換える。
まず、図5(A)(B)を参照して待機モード時の状態を説明する。画像形成機構40による画像形成を行わない待機モード時には、移動機構52により、可動部材501a,501bは、上記の各モード時における可動部材501a,501bの配置の中で、最も従動ローラー125b側に配置された待機状態とされる(図5(A)(B)に示す状態)。
この待機モードの状態において、黒色用の画像形成ユニット12Bkの一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、黒色案内部503Bkの上部512を第1係止部561及び第2係止部562により狭持した状態で、当該上部512に位置するように、ケーシング51の側面部51a,51bへの上記ガイドレールによる係止で位置決めがされている。
また、黄色用の画像形成ユニット12Yの一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、黄色案内部503Yの上部532を第1係止部561及び第2係止部562によりを狭持した状態で、当該上部532に位置するように、ケーシング51の側面部51a,51bへの上記ガイドレールによる係止で位置決めがされている。
同様に、シアン用の画像形成ユニット12Cの一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、シアン案内部503Cの上部542を第1係止部561及び第2係止部562によりを狭持した状態で、当該上部542に位置するように、ケーシング51の側面部51a,51bへの上記ガイドレールによる係止で位置決めがされている。
そして、マゼンタ用の画像形成ユニット12Mの一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、マゼンタ案内部503Mの上部552を第1係止部561及び第2係止部562を狭持した状態で、当該上部552に位置するように、ケーシング51の側面部51a,51bへの上記ガイドレールによる係止で位置決めがされている。さらに、マゼンタ案内部503Mには、テンションローラー1261を支持する支持部材523も、上部552に位置するようにケーシング51の側面部51a,51bへの上記ガイドレールによる係止で位置決めがされている。
この待機状態においては、中間転写ユニット50内では、上記張架された状態の中間転写ベルト125に覆われた内側に配置される各一次転写ローラー126は、上記各色の案内部において、それぞれの最上部となる位置に支持部材523により取り付けられている。この状態では、各一次転写ローラー126及びテンションローラー1261が、図5(A)に示すように、中間転写ベルト125の内側面(トナー画像転写が行われない面)125cに当接しない位置となるように、各色の案内部における上部512,532,542,552の高さが設定されている。このため、中間転写ベルト125の内側面125cは、各一次転写ローラー126及びテンションローラー1261の押圧を受けない。これにより、中間転写ベルト125の張架状態は、駆動ローラー125a及び従動ローラー125bに張架された状態で、バックアップローラー129によりテンションが掛かった状態となる。
このように、中間転写ユニット50は、待機時には、全ての一次転写ローラー126及びバックアップローラー1261を中間転写ベルト125の内側面125cから離間した状態として、各色の一次転写ローラー126及び現像ユニット128の全てが中間転写ベルト125に接触していない状態とする。これにより、一次転写ローラー126が中間転写ベルト125に常時接触していることを要因とする劣化を低減することができる。
続いて、図6(A)(B)を参照してモノクロ印刷モード時の状態を説明する。図6(A)はモノクロモード時における可動部材501a,501b、一次転写ローラー126及び中間転写ベルト125の配置を示す側面図、(B)は待機モード時における可動部材501a,501b、一次転写ローラー126及び中間転写ベルト125の配置を示す斜視図である。
画像形成機構40によりモノクロ印刷を行うモノクロ印刷モード時には、移動機構52による移動で、可動部材501a,501bは、上記待機状態の位置から、従動ローラー125bから更に離れる方向に一定距離移動した位置に配置される。
モノクロ印刷モードでは、図6(B)に示すように、黒色用の画像形成ユニット12Bkの一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、黒色案内部503Bkの下部511に取り付けられた状態となる。すなわち、移動機構52の駆動源520の駆動力により回転軸5211及び駆動ギア5212が回転し、ピニオン部502により可動部材501a,501bが上記待機モードの位置から従動ローラー125bに対して更に離れる方向に一定距離移動すると、支持部材523は、上述したように、ケーシング51に対してベルト走行方向における移動が規制されているため、移動せずに元の位置に留まる。このとき、可動部材501aの当該移動に伴い、支持部材523は黒色案内部503Bkの上部512から斜面部513を通過して下部511まで案内される。なお、下部511の高さ位置は、支持部材523に支持されている一次転写ローラー126周面の最下部が中間転写ベルト125の内側面125cに当接する位置に設定されている。
但し、黄色用の画像形成ユニット12Yの一次転写ローラー126を支持する支持部材523と、シアン用の画像形成ユニット12Cの一次転写ローラー126を支持する支持部材523と、マゼンタ用の画像形成ユニット12Mの一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、上記のように可動部材501a,501bが移動した状態であっても、図6(B)に示すように、それぞれの案内部における上部532又は542に取り付けられた状態に留まるように設定されている。すなわち、それぞれの各色の案内部の上部532,542,552においては、一次転写ローラー126を支持する支持部材523の待機モード時における取付位置(支持位置)から、斜面部までの距離が、待機モード位置からモノクロ印刷モード位置までの可動部材501a,501bの移動距離よりも、長く形成されている。
但し、マゼンタ案内部503Mにおいては、可動部材501a,501bの上記移動時に、バックアップローラー1261を支持する支持部材523が、中間部553に位置する。この中間部553に、バックアップローラー1261を支持する支持部材523が位置することにより、マゼンタ用の画像形成ユニット12Mの一次転写ローラー126を支持する支持部材523との干渉が回避される。
このモノクロ印刷モードでは、図6(A)に示すように、各一次転写ローラー126のうち、黒色用の画像形成ユニット12Bkの一次転写ローラー126のみが中間転写ベルト125の内側面125cに当接する。
このモノクロ印刷モードでは、黒色用の一次転写ローラー126のみが中間転写ベルト125の内側面125cを押圧して、中間転写ベルト125の当該部分を現像ユニット128によるトナー像転写が可能な位置に配置させ、その一方、当該トナー像転写を行わない他色の一次転写ローラー126は、中間転写ベルト125に接触及び押圧しないので、当該他色の一次転写ローラー126と、これらに対応して設けられている現像ユニット128とにかかる負担を軽減することができる。
続いて、図7(A)(B)を参照してカラー印刷モード時の状態を説明する。図7(A)は、カラー印刷モード時における可動部材501a,501b、一次転写ローラー12
6及び中間転写ベルト125の配置を示す側面図、(B)はカラー印刷モード時における可動部材501a,501b、一次転写ローラー126及び中間転写ベルト125の配置を示す斜視図である。
画像形成機構40によりカラーの画像形成を行うカラー印刷モード時には、移動機構52による移動で、可動部材501a,501bは、上記モノクロ印刷モードにおける状態の位置から、従動ローラー125bに対して更に離れる方向に一定距離移動した位置に配置される。
このカラー印刷モード時には、黒色用の画像形成ユニット12Bkの一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、黒色案内部503Bkの下部511上を移動するが、当該下部511に取り付けられている状態が保たれる。
また、黄色用の画像形成ユニット12Yの一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、黄色案内部503Yの斜面部533を通過して下部531に移動し、当該下部531に取り付けられた状態となる。同様に、シアン用の画像形成ユニット12Cの一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、シアン案内部503Cの斜面部543を通過して下部541に移動し、当該下部541に取り付けられた状態となる。
なお、下部531,541の高さ位置は、支持部材523に支持されている一次転写ローラー126周面の最下部が中間転写ベルト125の内側面125cに当接し、中間転写ベルト125の当該当接部分の位置が、現像ユニット128によるトナー像転写が可能な位置となるように設定されている。
また、マゼンタ用の画像形成ユニット12Mの一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、テンションローラー1261を支持する支持部材523と共に、下部551に移動する。すなわち、テンションローラー1261を支持する支持部材523は、斜面部554によって下部551に案内される。一次転写ローラー126を支持する支持部材523は、斜面部555及び中間部553及び斜面部554を通過して下部551まで案内され、当該下部551に取り付けられた状態となる。なお、下部541の高さ位置は、支持部材523に支持されている一次転写ローラー126周面及びバックアップローラー1261周面の最下部が中間転写ベルト125の内側面125cに当接し、中間転写ベルト125の当該当接部分の位置が、現像ユニット128によるトナー像転写が可能な位置となるように設定されている。
このカラー印刷モードでは、図7(A)に示すように、各色用の画像形成ユニット120の一次転写ローラー126の全てが中間転写ベルト125の内側面125cに当接する。そして、当該各色の画像形成ユニット120の一次転写ローラー126の全てと、テンションローラー1261と、バックアップローラー129とにより、中間転写ベルト125にテンションが付与される。当該カラー印刷モードでは、カラー印刷に必要な各色の一次転写ローラー126が中間転写ベルト125の裏面を押圧して、中間転写ベルト125の当該部分を現像ユニット128によるトナー像転写が可能な位置に配置するため、カラー印刷に必要な画像形成が可能な状態となる。
次に、移動機構52による可動部材501a,501bの移動時における中間転写ベルト125の位置を検出する機構について上記図4及び下記図8〜図10を参照して説明する。図8は、移動機構52の回転軸5211の端部に取り付けられたアクチュエーター70及びロータリーエンコーダー60を示す斜視図である。図9(A)はモノクロ印刷モード時における中間転写ベルト125,一次転写ローラー126、アクチュエーター70、及びロータリーエンコーダー60の状態を示す側面図、(B)はアクチュエーター70及びロータリーエンコーダー60部の拡大図である。図10(A)はカラー印刷モード時における中間転写ベルト125,一次転写ローラー126、アクチュエーター70、及びロータリーエンコーダー60の状態を示す側面図、(B)はアクチュエーター70及びロータリーエンコーダー60部の拡大図である。なお、図4、図8〜図10は、中間転写ユニット50を側面部51bの側から見た状態を示している。
ロータリーエンコーダー60は、本実施形態では、移動機構52の回転軸5211の一端部であって、側面部51b側となる位置に設けられている。
ロータリーエンコーダー60は、スリット盤601と、フォトセンサー602とを備えている。スリット盤601は、円盤状とされ、その円周に沿って同形状の複数のスリット601aが等間隔に形成されている。スリット盤601には、その回転中心に供回りする回転軸611が取り付けられている。
また、回転軸611の他端部には、中間転写ベルト125の内側面125cに当接して、当該中間転写ベルト125の走行に伴って従動回転するコロ状の回転体(図略)が、回転軸611と供回りするように取り付けられている。中間転写ベルト125の走行に伴って、当該回転体及び回転軸611が回転すると、スリット盤601も回転軸611を回転中心として回転する。
スリット盤601のスリット601aの形成位置に対向する位置には、フォトセンサー602が設けられている。フォトセンサー602は、空隙を有するケーシング602aを有し、スリット盤601は、ケーシング602aの当該空隙を通過して回転するように配置されている。
ケーシング602a内には、LED(Light Emitting Diode)等を備える発光部6021と、フォトダイオード等を備える受光部(図略)とが設けられている。発光部6021は、スリット盤601のスリット601aに対向する一方側に配置される。受光部は、スリット盤601のスリット601aに対向する他方側であって、発光部6021に対向する位置に配設される。すなわち、スリット盤601は、その回転時には、このように配置された発光部6021及び受光部の間となる上記空隙を、その円周部及びスリット601aが通過するように配置されている。
アクチュエーター70は、移動機構52の回転軸5211と供回りするように回転軸5211に取り付けられている。アクチュエーター70は、側面視で一部に切り欠きを有する円状とされた回転軸5211との嵌合によりアクチュエーター70を回転軸5211に固定する固定部701と、固定部701と一体的に形成されて駆動ギア5212の径方向に延びる支持部702と、上記支持部702から駆動ギア5212の周方向に沿って延びる遮光部703とを有する。
遮光部703は、回転軸5211の延びる方向における配設位置が、上記ロータリーエンコーダー60が有する上記空隙内を通過する位置に設定されている。すなわち、遮光部703は、回転軸5211の回転と共に、固定部701が回転すると、遮光部703がロータリーエンコーダー60の空隙を通過しつつ、当該回転軸5211の回転方向に回転する。ロータリーエンコーダー60の空隙内には、互いに非接触の状態で、スリット盤601及び遮光部703が回転自在に配置されている。
アクチュエーター70は、図9(A)(B)に示すように、移動機構52が可動部材501a,501bをモノクロ印刷モード(及び待機モード)の位置に移動させている状態において、この状態における姿勢となっている支持部702から延びる遮光部703は、その端部703bが、フォトセンサー602に差し掛からない長さに設定されている。
また、アクチュエーター70は、図10(A)(B)に示すように、移動機構52が可動部材501a,501bをカラー印刷モードの位置に移動させている間の状態においては、この状態における姿勢となっている支持部702から延びる遮光部703は、その端部703bが、フォトセンサー602に差し掛かり、対向して配置されている発光部6021及び受光部の間に介在する長さに設定されている。
なお、遮光部703には、アクチュエーター70が当該カラー印刷モードの姿勢となっているときにフォトセンサー602の発光部6021及び受光部に対向する位置に、孔部703aが形成されている。すなわち、遮光部703がカラー印刷モードの位置にあるときは、発光部6021から発光された光が受光部まで届くものとなっている。
但し、遮光部703は、アクチュエーター70がモノクロ印刷モードの姿勢からカラー印刷モードの姿勢まで回転するときに、発光部6021及び受光部に対向することになる部分には、上記孔部703aは形成されていない。
これにより、アクチュエーター70が待機モード、モノクロ印刷モード、及びカラー印刷モードの姿勢となっているときは、遮光部703は、フォトセンサー602の発光部6021から受光部に無形発光する光を遮断せず、アクチュエーター70がモノクロ印刷モードからカラー印刷モードの間での姿勢を変更している間は、遮光部703は、フォトセンサー602の発光部6021から受光部に無形発光する光を遮断する。
次に、ロータリーエンコーダー60によるスリット検出に基づいた中間転写ベルト125の位置検出、特に、モノクロ印刷モード及びカラー印刷モード相互間におけるモード変更時における中間転写ベルト125の位置検出を説明する。
図11(A)はモノクロ印刷モード時におけるアクチュエーター70の姿勢を示す側面図、(B)はモノクロ印刷モード時からカラー印刷モード時に姿勢を変更しているアクチュエーター70の状態を示す側面図、(C)はカラー印刷モード時におけるアクチュエーター70の姿勢を示す側面図、(D)は駆動源520の駆動信号を示す図、(E)はモノクロ印刷モード及びカラー印刷モード時におけるフォトセンサー602からの出力信号を示す図、(F)はモノクロ印刷モード及びカラー印刷モードの間でのモード切替時におけるフォトセンサー602からの出力信号を示す図である。この図11(E)(F)では、フォトセンサー602の受光部が発光部6021からの光を受光しない場合にHigh信号が出力される例を示している。図12は画像形成装置1の制御部の構成を示す概略ブロック図である。なお、図12には、中間転写ベルト125の位置検出に関する構成を示している。
画像形成装置1は、画像形成装置1は、全体的な動作制御を司る制御部100を有している。制御部100は、動作制御部101と、速度計測部102と、ベルト位置検出部103とを備える。
動作制御部101は、画像形成装置1の各動作機構、例えば、画像形成部40、及び移動機構52の駆動源520等を制御する。速度計測部102は、フォトセンサー602からの出力信号に基づいて、予め定められた単位時間に検出されたスリット数から中間転写ベルト125の走行速度を計測する。この速度計測部102及びロータリーエンコーダー60により、中間転写ベルト125の走行速度を検出する走行速度検出部となる。
ベルト位置検出部103は、移動機構52による上記一次転写ローラー126の上下方向位置の変更に伴う中間転写ベルト125の移動により、上記のモノクロ印刷モード及びカラー印刷モード間でモード変更がされた場合に、中間転写ベルト125が当該モノクロ印刷モード及びカラー印刷モードの一方の位置から他方の位置に移動したことを検出する。
ベルト位置検出部103による中間転写ベルト125の位置検出について更に説明する。
中間転写ベルト125の可動部材501a,501bの位置がモノクロ印刷モード時の位置にあるとき、アクチュエーター70の姿勢は、図11(A)に示す状態である。このとき、アクチュエーター70の遮光部703は、フォトセンサー602には差し掛かっていない。
この状態で、動作制御部101が、画像形成部40を駆動してモノクロ印刷を行わせ、更に、ロータリーエンコーダー60を駆動して、スリット盤601のスリット601aの検出を行う。速度計測部102は、フォトセンサー602の受光部からの出力信号を取得し、当該出力信号に基づいて、中間転写ベルト125の走行速度を検出する。
このとき、受光部は、発光部6021及び受光部間をスリット601aが通過しているときに、発光部6021から発光される光を受光するため、フォトセンサー602の受光部からの出力信号は、図11(E)に示すように、スリットの数に対応した矩形を有する波形の信号となる。なお、アクチュエーター70の遮光部703は、発光部6021及び受光部間に介在しないため、当該遮光部703による上記出力信号への影響はない。
中間転写ベルト125の位置が当該モノクロ印刷モードの状態において、動作制御部101が、移動機構52の駆動源520に図11(D)に示すような駆動信号を出力し、駆動源520を駆動して回転軸5211及び駆動ギア5212を回転させると、可動部材501a,501bが、カラー印刷モードの位置への移動を開始する。
このモード切替中の状態では、上記回転軸5211の回転に伴って、アクチュエーター70が図11(A)に示したモノクロ印刷モード時の姿勢から、図11(B)に示すモード切替中の状態に姿勢を変更する。このとき、上述したように、アクチュエーター70がモノクロ印刷モードの姿勢からカラー印刷モードの姿勢まで回転するときに発光部6021及び受光部に対向する遮光部703部分には孔部703aが形成されていないため、フォトセンサー602の発光部6021及び受光部の間に介在する遮光部703により、当該受光部は、発光部6021から発光される光を受光しない。このため、上記動作制御部101からの駆動源520への駆動信号の出力期間(図11(D))は、フォトセンサー602の受光部からは、図11(F)に示すように、発光部6021からの光を受光していない(スリット601aを検出していない)ことを示す波形を有する出力信号が出力される期間が発生する。このため、アクチュエーター70による当該姿勢変更により、速度計測部102による中間転写ベルト125の走行速度の検出が不可能な状態となる。
このため、ベルト位置検出部103は、(1)アクチュエーター70の受光部から、スリット601aの検出を示す波形を有する出力信号が出力されているときは、移動機構52が中間転写ベルト125をモノクロ印刷モード又はカラー印刷モードのいずれかの位置としていると検出でき、(2)アクチュエーター70の受光部から、スリット601aの検出を示す波形を有する出力信号が出力されていないときは、移動機構52が中間転写ベルト125をモノクロ印刷モード及びカラー印刷モードの一方の位置から他方の位置に移動させている状態であると検出可能である。
動作制御部101が、更に移動機構52の駆動源520を駆動させ、回転軸5211の回転に伴って、アクチュエーター70が図11(B)に示したモード切替中の姿勢から、図11(C)に示すカラー印刷時の状態に姿勢を変更すると、フォトセンサー602の発光部6021及び受光部間には、アクチュエーター70の遮光部703に形成されている孔部703aが位置するため、当該受光部は、発光部6021から発光される光を受光する状態となる。このため、フォトセンサー602の受光部からの出力信号は、図11(F)に示すものから、図11(E)に示すスリットの数に対応した矩形を有する波形の信号に戻る。このため、アクチュエーター70による当該姿勢変更により、速度計測部102による中間転写ベルト125の走行速度の検出が可能な状態に復帰する。
ベルト位置検出部103は、フォトセンサー602の受光部から上記出力信号を取得する。ベルト位置検出部103は、予め定められた一定期間(例えば、上記動作制御部101による駆動源520への駆動信号出力期間の半分の期間等)、フォトセンサー602から、スリット601aの検出を示す波形を有する出力信号が得られなくなった場合であって、この後に、スリット601aの検出を示す波形を有する出力信号が再度取得されるに至ったと判断したときに、中間転写ベルト125の位置が、モノクロ印刷モード時又はカラー印刷モード時のいずれかの位置から他方の位置に移動したと判定する。
なお、ベルト位置検出部103は、初期動作時における中間転写ベルト125の位置(モノクロ印刷又はカラー印刷)を記憶しておき、上記のように、中間転写ベルト125がモノクロ印刷モード時又はカラー印刷時のいずれかの位置から他方の位置に移動したと検出したとき、例えば、この時点で記憶していた中間転写ベルト125の位置がモノクロ印刷モード時の位置であれば、カラー印刷モード時の位置に移動したと判定する。
このため、画像形成装置1によれば、中間転写ベルト125の走行速度を検出する走行速度検出部と、モノクロ印刷又はカラー印刷の印刷形式に応じたモード変更を行って中間転写ベルト125の位置を変更する移動機構52の両方を画像形成装置1に採用する場合であっても、当該走行速度検出部と、移動機構52によって変更される中間転写ベルト125の位置を検出するベルト位置検出装置とを、上記アクチュエーター70及び走行速度検出部により兼ねることができ、これにより、画像形成装置1の装置サイズを大きくすることなく、製造コストを低減できる。
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、待機モード、モノクロ印刷モード、及びカラー印刷モードの間で、中間転写ベルト125が位置を変化させるものとしているが、例えば、モノクロ印刷モードに限られず、他の色、すなわち、黄色、シアン、マゼンタのいずれか一色で印刷を行う印刷モード(モノクロを含め、一色のみで印刷を行うモードを単色印刷モードとする)としてもよい。
また、上記実施形態では、画像形成装置1を、複合機を例にして説明しているが、本発明に係る画像形成装置はこれに限られず、コピー機、プリンター、ファクシミリ装置等であっても構わない。
また、図1乃至図12を用いて上記各実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。