JP2008268610A - 転写ユニット及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モノクロモード時とカラーモード時の転写条件を変えないで高質画像を安定的に得ることができる転写ユニットを提供すること。
【解決手段】中間転写ベルト１と、複数の感光ドラム（像担持体）２ａ〜２ｄと、転写ベルト４を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接する複数の転写ローラ３ａ〜３ｄを備え、各色のトナー像を転写ベルト４に転写するカラーモードと、モノクロトナー像を転写ベルト４に転写するモノクロモードを選択可能であって、モノクロモード時にはカラー用感光ドラム２ａ〜２ｃから転写ベルト４と転写ローラ３ａ〜３ｃを離間させるようにした転写ユニットにおいて、転写ベルト４の周内に可動ローラ１０を設け、該可動ローラ１０をモノクロモード時に移動させて転写ベルト４に押し当て、モノクロモード時の中間転写ベルト４とモノクロ用感光ドラム２ｄとの転写ニップの角度がカラーモード時のそれと同じになるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の像担持体に形成された各色のトナー像を転写ベルトに転写するための転写ユニットとこれを備えた画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式によって画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置に対するカラー化の要求が強く、この要求に応えてカラー画像形成装置が開発され、既に実用に供されている。この種のカラー画像形成装置にはモノクロ並みの出力スピードが要求されることからタンデム型のカラー画像形成装置が注目されている。

タンデム型のカラー画像形成装置においては、少なくとも駆動ローラとテンションローラ及び従動ローラの間に張架された無端状の中間転写ベルトと、モノクロ用のブラック像担持体とイエロー、マゼンタ、シアンの３つのカラー像担持体を備え、各像担持体に形成された各色のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する方式が採用されている。

ところで、カラー画像形成装置においては、カラー画像を出力するカラーモードと、ブラック単色のモノクロ画像を出力するモノクロモードを選択可能であって、モノクロモードを選択してモノクロ画像を出力するときにも画像形成に供されないイエロー、マゼンタ、シアンのカラー像担持体を動作させると、これらのカラー像担持体が中間転写ベルトに接触し、カラー像担持体や中間転写ベルトが摩耗してこれらの寿命が低下するという問題が発生する。

そこで、特許文献１には、少なくとも２つの像担持体と、用紙搬送手段と、転写手段を備えた画像形成装置において、１つの像担持体の回転軸を支点として搬送手段と転写手段を回転移動させ、１つの像担持体と搬送手段との接点をずらすことによって他の像担持体と搬送手段とを離間させ、中間転写ベルトの蛇行と像担持体の摩耗を防ぐ技術が提案されている。

又、特許文献２には、ベルト状部材（中間転写体、潜像担持体又は転写材搬送部材）と、該ベルト状部材に接触又は近接して対向するように並設された複数の対向部材（潜像担持体又は現像剤担持体）とを備えた画像形成装置において、ベルト状部材と対向部材の一部とを離間させる離間手段を設けることによって、対向部材とベルト状部材との不要な接触による寿命低下等の問題の発生を防ぐ技術が提案されている。

ところが、上記特許文献１，２において提案された技術では、構造が複雑化し、転写ユニットが大型化するという問題がある。

そこで、特許文献３には、ベルトに接触する位置とベルトから離間する位置との間で移動してベルトの循環移動経路を変更するリトラクトロールを追加することによって装置全体を小型化する提案がなされている。
特開２０００−１８１１８４号公報 特開２００１−２４２６８０号公報 特開２００３−３３７４５４号公報

しかしながら、特許文献３において提案された構成では、モノクロモード時のブラック用像担持体とベルトとの転写ニップの角度がカラーモード時のそれに対して変化するために転写条件も変化し、高質画像を安定して得られない可能性がある。

又、リトラクトロールを追加することによってベルト裏側の介在物が増え、この介在物によってベルト裏側が摩耗してベルトの寿命低下を招くとともに、ベルトの削れによって発生した摩耗粉が転写ローラに巻き込まれて転写不良が生じ、画像乱れが引き起こされる可能性がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、モノクロモード時とカラーモード時の転写条件を変えないで高質画像を安定的に得ることができるとともに、転写ベルトの摩耗を抑制することができる転写ユニットとこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、少なくとも駆動ローラとテンションローラ及び固定ローラの間に張架された無端状の転写ベルトと、モノクロ用を含む複数の像担持体と、前記転写ベルトを介して前記各像担持体に当接する複数の転写ローラを備え、複数の像担持体に形成された各色のトナー像を前記転写ベルトに転写するカラーモードと、モノクロ用像担持体に形成されたモノクロトナー像を前記転写ベルトに転写するモノクロモードを選択可能であって、モノクロモード時にはモノクロ用以外の複数のカラー用像担持体から前記転写ベルトと前記転写ローラを離間させるようにした転写ユニットにおいて、前記転写ベルトの周内に可動ローラを設け、該可動ローラをモノクロモード時に移動させ転写ベルトに押し当て、モノクロモード時の前記転写ベルトと前記モノクロ用像担持体との転写ニップの角度がカラーモード時のそれと同じになるようにしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、画像形成装置に請求項１記載の転写ユニットを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、可動ローラをモノクロモード時に移動させてモノクロモード時の転写ベルトとモノクロ用像担持体との転写ニップの角度がカラーモード時のそれと同じになるようにしたため、モノクロモード時とカラーモード時の転写条件も同じとなり、高画質のモノクロ画像を安定的に得ることができる。

又、本発明によれば、可動ローラはモノクロモード時にのみ転写ベルトに当接し、カラーモード時には転写ベルトから離間するため、転写ベルトの摩耗が抑制されてその耐久性が高められる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１及び図２は本発明に係る転写ユニットを備えた画像形成装置要部の断面図であり、図１はカラーモード時の状態を、図２はモノクロモード時の状態をそれぞれ示す。

本実施の形態に係る画像形成装置は、カラー画像とモノクロ画像を出力可能であって、その本体の内部にはイエロー画像形成ユニット１Ｙ、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ及びブラック画像形成ユニット１Ｂｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋには、像担持体としての感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、一次帯電手段としての転写ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの他、不図示の一次帯電器、現像装置、ドラムクリーニング装置がそれぞれ設けられている。

ここで、上記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動装置によって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、不図示の現像装置は、イエロー（Ｙ）トナー、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、ブラック（Ｂｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像を各色のトナーを付着させて各静電潜像を現像して各色のトナー像として可視像化するものである。

一次帯電手段としての前記転写ローラ３ａ〜３ｄは、各一次転写部にて無端状の中間転写ベルト４を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、転写ローラ３ａ〜３ｄや中間転写ベルト４は本発明に係る転写ユニットを構成しており、中間転写ベルト４は、駆動ローラ５、テンションローラ６及び固定ローラ（二次転写対向ローラ）７の間に張架されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの下面側に走行可能に配置されており、前記各転写ローラ３ａ〜３ｄは、中間転写ベルト４の周内に配され、中間転写ベルト４を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄにそれぞれ所定の圧力で押圧されている。又、前記固定ローラ７は、二次転写部において中間転写ベルト４を介して二次転写ローラ８に当接されている。尚、中間転写ベルト４の材質としては、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の誘導体樹脂が選定される。

而して、本実施の形態においては、中間転写ベルト４の周内であって、マゼンタ用転写ローラ３ｂとシアン用転写ローラ３ｃの間には上下動可能なリトラクトロール９が設けられ、シアン用転写ローラ３ｃとブラック用転写ローラ３ｄの間には同じく上下動可能な可動ローラ１０が設けられている。尚、転写ローラ３ａ〜３ｄは、バネ等の不図示の付勢手段によって感光ドラム２ａ〜２ｄ側に付勢され、図１に示すカラーモード時においては、全ての転写ローラ３ａ〜３ｄは中間転写ベルト４を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに所定の圧力で押圧されている。又、テンションローラ６は、不図示のバネ等の付勢手段によって中間転写ベルト４に押し当てられて該中間転写ベルト４に所定のテンションを付与している。更に、図示しないが、転写ユニットの二次転写部の下流側にはベルトクリーニング装置が設けられている。

他方、画像形成装置本体内の前記転写ユニットの下方の搬送経路Ｌの途中であって、二次転写部の上流側（図１の左側）にはレジストローラ１１が配置され、二次転写部の下流側（図１の右側）には搬送ベルト１２が配置され、更にその下流側には定着装置１３が設けられている。ここで、定着装置１３は、互いに圧接された状態で回転する定着ローラ１４と加圧ローラ１５を備えている。尚、図示しないが、画像形成装置本体内の底部には、複数枚の用紙を積層収容した給紙カセットが着脱可能に設置されている。

次に、以上の構成を有する画像形成装置による画像形成動作について説明する。

本実施の形態に係る画像形成装置は、カラー画像を出力するカラーモードとモノクロ画像を出力するモノクロモードを選択可能であって、カラーモードが選択された場合には、図１に示すように、全ての転写ローラ３ａ〜３ｄが中間転写ベルト４を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに押圧されるとともに、リトラクトロール９が中間転写ベルト４に当接され、可動ローラ１０が中間転写ベルト４から離間している。

上記状態において画像開始信号が発せられると、
各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図１の矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、不図示の一次帯電器によって一様に帯電される。そして、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザ光が例えば不図示のレーザスキャナユニットから各感光ドラム２ａ〜２ｄに照射されると、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各カラー画像信号に対応した静電潜像がそれぞれ形成される。

すると、先ず、イエロー画像形成ユニット１Ｙの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像が不図示の現像装置によって現像されてイエロートナー像として可視化される。そして、このイエロートナー像は、該感光ドラム２ａと転写ローラ３ａとの間の一次転写部において転写ローラ３ａの作用によって、図１の矢印方向（反時計方向）に回転している中間転写ベルト４上に一次転写される。

上述のようにしてイエロートナー像が一次転写された中間転写ベルト４は、次のマゼンタ画像形成ユニット１Ｍへと移動する。そして、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたマゼンタトナー像が一次転写部において中間転写ベルト４上にイエロートナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト４上に重畳転写されたイエロー及びマゼンタトナー像の上に、シアン及びブラック画像形成ユニット１Ｃ，１Ｂｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたシアン及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト４上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト４上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、不図示の各ドラムクリーニング装置によって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト４上のフルカラートナー像の先端が固定ローラ（二次転写対向ローラ）７と二次転写ローラ８間の二次転写部に達するタイミングに合わせて、不図示の給紙カセットから搬送経路Ｌへと送り出された用紙がレジストローラ１１によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部において、中間転写ベルト４上のフルカラートナー像が二次転写ローラ８の作用によって用紙に一括して二次転写される。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト４上に残留する転写残トナーは、不図示のベルトクリーニング装置によって除去され、中間転写ベルト４は次の画像形成に備えられる。

以上のようにしてフルカラートナー像が転写された用紙は、定着装置１３へと搬送され、この定着装置１３において定着ローラ１４と加圧ローラ１５によって挟持されながら搬送される過程でフルカラートナー像が加熱及び加圧されて該用紙の表面に熱定着される。そして、トナー像が定着された用紙は、装置本体外の不図示の排紙トレイへと排出される。

他方、モノクロモードが選択された場合には、図２に示すように、可動ローラ１０が上動して中間転写ベルト４を押し上げるとともに、カラー用転写ローラ３ａ〜３ｃとリトラクトロール９が下動し、カラー用転写ローラ３ａ〜３ｃと中間転写ベルト４がカラー用感光ドラム２ａ〜２ｃから離間する。このとき、中間転写ベルト４とモノクロ用感光ドラム２ｄとの転写ニップの角度がカラーモード時のそれと同じになるように可動ローラ１０の移動量が設定されている。従って、このモノクロモードにおいては、ブラック画像形成ユニット１Ｂｋにおいてのみ転写ローラ５ｄと中間転写ベルト４が感光ドラム２ｄに当接している。

而して、モノクロモードにおいてはブラック画像形成ユニット１Ｂｋのみが動作し、他のイエロー、マゼンタ及びシアン画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは休止するため、前記と同様にブラック画像形成ユニット１Ｂｋにおいて感光ドラム２ｄ上に形成されたブラックトナー像は一次転写部において中間転写ベルト４上に一次転写され、中間転写ベルト４上に転写されたブラックトナー像は、適当なタイミングで二次転写部に供給された用紙上に二次転写される。そして、ブラックトナー像が転写された用紙は、定着装置１３へと搬送され、この定着装置１３においてブラックトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、ブラックトナー像が定着された用紙は、装置本体外の不図示の排紙トレイへと排出される。

以上のように、本実施の形態では、可動ローラ１０をモノクロモード時に移動させてモノクロモード時の中間転写ベルト４とブラック用感光ドラム３ｄとの転写ニップの角度がカラーモード時のそれと同じになるようにしたため、モノクロモード時とカラーモード時の転写条件も同じとなり、高画質のモノクロ画像を安定的に得ることができる。

又、本実施の形態によれば、可動ローラ１０はモノクロモード時にのみ中間転写ベルト４に当接し、カラーモード時には中間転写ベルト４から離間するため、中間転写ベルト４の摩耗が抑制されてその耐久性が高められる。

本発明に係る転写ユニットを備えた画像形成装置要部の断面図（カラーモード）である。 本発明に係る転写ユニットを備えた画像形成装置要部の断面図（モノクロモード）である。

符号の説明

１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｂｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 転写ローラ
４ 中間転写ベルト（転写ベルト）
５ 駆動ローラ
６ テンションローラ
７ 固定ローラ（二次転写対向ローラ）
８ 二次転写ローラ
９ リトラクトロール
１０ 可動ローラ
１１ レジストローラ
１２ 搬送ベルト
１３ 定着装置
１４ 定着ローラ
１５ 加圧ローラ
Ｌ 搬送経路

Claims (2)

1. 少なくとも駆動ローラとテンションローラ及び固定ローラの間に張架された無端状の転写ベルトと、モノクロ用を含む複数の像担持体と、前記転写ベルトを介して前記各像担持体に当接する複数の転写ローラを備え、複数の像担持体に形成された各色のトナー像を前記転写ベルトに転写するカラーモードと、モノクロ用像担持体に形成されたモノクロトナー像を前記転写ベルトに転写するモノクロモードを選択可能であって、モノクロモード時にはモノクロ用以外の複数のカラー用像担持体から前記転写ベルトと前記転写ローラを離間させるようにした転写ユニットにおいて、
   前記転写ベルトの周内に可動ローラを設け、該可動ローラをモノクロモード時に移動させ転写ベルトに押し当て、モノクロモード時の前記転写ベルトと前記モノクロ用像担持体との転写ニップの角度がカラーモード時のそれと同じになるようにしたことを特徴とする転写ユニット。
2. 請求項１記載の転写ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。
   

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