JP4068038B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、電子写真方式の画像形成によって互いに異なる色相の画像を形成する複数の画像形成部を一方向に並べて配置し、無端ベルトを介して用紙等の記録媒体上にフルカラー画像を形成することができるタンデム方式の画像形成装置に関し、特には、無端ベルトを各画像形成部が個別に備える像担持体に対して選択的に接触又は離間させるようにした画像形成装置に関する。 The present invention forms a full-color image on a recording medium such as paper via an endless belt by arranging a plurality of image forming portions that form images of different hues by electrophotographic image formation in one direction. In particular, the present invention relates to an image forming apparatus in which an endless belt is selectively brought into contact with or separated from an image carrier provided in each image forming unit.
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、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カラー画像を読み取り、読み取ったデータから少なくとも減法混色の3原色の各色相(シアン、マゼンタ、イエロー)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。 In recent years, there has been an increasing demand not only for monochrome image formation but also full-color image formation for electrophotographic image forming apparatuses, and development of electrophotographic full-color image forming apparatuses has been promoted. Usually, a full-color image forming apparatus forms an image using toner of a corresponding hue for each of image data of a plurality of hues obtained by color-separating a color image. For example, the same color image is read through a filter for each of the three primary colors (red, green, and blue) of additive mixed colors, and at least the three primary colors (cyan, magenta, yellow) of the subtractive mixed colors are read from the read data. Image data is created, a visualized image is created using toner of a corresponding hue based on the image data of each hue, and a full color image is formed by superimposing the visualized images of each hue.
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。 In such a full-color image forming apparatus, an exposure process, a development process, and a transfer process are necessary for each hue, and the alignment of the visualized image of each hue becomes a problem, and the image formation speed of a full-color image is a monochrome image formation. The impression that it is slow compared to the speed is strong.
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方式のフルカラー画像形成装置が提案されている。 For this reason, conventionally, a semiconductive endless belt is rotatably provided, and a plurality of image forming portions that individually form visualized images of different hues are arranged in a line along the moving direction of the outer peripheral surface of the endless belt. There has been proposed a tandem-type full-color image forming apparatus that is arranged and forms one full-color image while the endless belt rotates at least once.
タンデム方式のフルカラー画像形成装置では、各画像形成部で形成された各色相の可視化像を無端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、又は、無端ベルトの外周面に吸着して搬送される記録媒体の表面に各画像形成部で形成された各色相の可視化像を順次転写する転写搬送方式が用いられ、フルカラー画像形成の高速化が図られている。フルカラー画像形成時には、中間転写方式では無端ベルトの外周面が、転写搬送方式では無端ベルトによって搬送される記録媒体の表面が、各画像形成部に個別に備えられた像担持体に所定の圧接力で当接する。 In the tandem full-color image forming apparatus, the visualized image of each hue formed by each image forming unit is superimposed on the outer peripheral surface of the endless belt and then transferred onto the paper, or the outer peripheral surface of the endless belt. A transfer conveyance system that sequentially transfers the visualized image of each hue formed by each image forming unit onto the surface of the recording medium that is sucked and conveyed is used to increase the speed of full-color image formation. During full-color image formation, the outer peripheral surface of the endless belt in the intermediate transfer system and the surface of the recording medium transported by the endless belt in the transfer transport system are applied to the image carrier individually provided in each image forming unit with a predetermined pressure contact force. Abut.
転写搬送方式は、各画像形成部で形成された可視化像を直接に記録媒体の表面に転写するため、各色相について転写工程を1回のみ行えばよいという利点があるが、無担ベルトに記録媒体を吸着させて搬送するため、記録媒体を帯電させるための構成が必要になるだけでなく、記録媒体の帯電電荷が可視化像の転写状態に影響を与えて画像形成状態を劣化させるという欠点がある。これに対して、中間転写方式は、各色相について転写工程を2回行うが、搬送のために記録媒体を帯電させる必要がなく、画像形成状態を良好にできる点で注目されている。 The transfer conveyance method has an advantage that the transfer process is performed only once for each hue because the visualized image formed in each image forming unit is directly transferred to the surface of the recording medium. Since the medium is adsorbed and transported, not only the configuration for charging the recording medium is required, but also the disadvantage that the charged charge of the recording medium affects the transfer state of the visualized image and deteriorates the image forming state. is there. On the other hand, in the intermediate transfer method, although the transfer process is performed twice for each hue, it is notable that the recording medium need not be charged for conveyance and the image forming state can be improved.
一方、フルカラー画像形成の要請が高まったといえども、今尚、ブラックの色相のモノクロ画像形成が主流であり、モノクロ画像形成のさらなる高速化が望まれている。このため、フルカラー画像形成装置においては、フルカラー画像形成のために配置された複数の画像形成部を経由することによるモノクロ画像形成の低速化を解消する必要がある。 On the other hand, even though the demand for full-color image formation has increased, black-and-white monochrome image formation is still the mainstream, and a further increase in monochrome image formation is desired. For this reason, in a full-color image forming apparatus, it is necessary to eliminate the slowdown of monochrome image formation caused by going through a plurality of image forming units arranged for full-color image formation.
また、タンデム方式のフルカラー画像形成装置におけるモノクロ画像形成時には、複数の画像形成部のうちの単一の画像形成部においてのみ画像形成が行われ、残りの画像形成部では画像形成が行われない。このように、モノクロ画像形成に使用されない画像形成部において、像担持体が無端ベルトや記録媒体に接触することによる像担持体の劣化やトナーの混色を防止する必要もある。 When a monochrome image is formed in a tandem full-color image forming apparatus, image formation is performed only in a single image forming unit among the plurality of image forming units, and image formation is not performed in the remaining image forming units. As described above, in an image forming unit that is not used for monochrome image formation, it is also necessary to prevent deterioration of the image carrier and color mixing of toner due to the image carrier contacting the endless belt or the recording medium.
さらに、モノクロ画像形成及びフルカラー画像形成の何れもが行われない待機時に無端ベルトが各像担持体に当接したままであると、無端ベルトに変形を生じる。また、ジャム処理時に像担持体と無端ベルトとの間に残留した記録媒体を取り除くことができず、メンテナンス作業時に部品の交換や清掃を行うことができない。 Furthermore, if the endless belt remains in contact with each image carrier during standby when neither monochrome image formation nor full color image formation is performed, the endless belt is deformed. Further, the recording medium remaining between the image carrier and the endless belt cannot be removed during jam processing, and parts cannot be replaced or cleaned during maintenance work.
そこで、従来のタンデム方式のフルカラー画像形成装置では、減法混色の3原色のそれぞれの画像を形成する画像形成部に加えてブラックの画像を形成する画像形成部を備え、かつ、これらの画像形成部に対する無端ベルトの位置をモノクロ画像形成時とフルカラー画像形成時とで変化させ、モノクロ画像形成の高速化を図る構成が開示されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
Therefore, a conventional tandem full-color image forming apparatus includes an image forming unit that forms a black image in addition to an image forming unit that forms images of the three primary colors of subtractive color mixing, and these image forming units A configuration is disclosed in which the position of the endless belt is changed between when a monochrome image is formed and when a full-color image is formed to increase the speed of monochrome image formation (see, for example,
これら従来の構成では、無端ベルトを張架して無端ベルトに回転力を供給する駆動ローラ及び従動ローラの少なくとも一方を、画像形成部に対して移動させるようにしている。これらの構成では、無端ベルトの移動時に無端ベルトを張架する駆動ローラと従動ローラとの軸間距離が常に一定に維持され、無端ベルトの周長の変化を考慮することなく無端ベルトを移動させることができる。
しかしながら、上記従来の構成においてモノクロ画像形成時とフルカラー画像形成時とで無端ベルトの位置を明確に変位させ、モノクロ画像形成時に使用されない画像形成部が備える像担持体に悪影響を与えないようにするためには、駆動ローラ又は従動ローラの移動量を大きくする必要があり、装置の大型化を招来する問題がある。 However, in the above-described conventional configuration, the position of the endless belt is clearly displaced during monochrome image formation and full-color image formation so as not to adversely affect the image carrier provided in the image forming unit that is not used during monochrome image formation. For this purpose, it is necessary to increase the amount of movement of the driving roller or the driven roller, which causes a problem of increasing the size of the apparatus.
また、各画像形成部が備える像担持体と無端ベルトとは転写ニップと呼ばれる所定幅の転写領域で接触しており、この転写領域において無端ベルトは像担持体の表面の曲率に応じて湾曲しているため、駆動ローラと従動ローラとの軸間距離を常に一定に維持する構成では、モノクロ画像形成時に使用しない画像形成部が備える像担持体から離間した無端ベルトにタルミを生じ、無端ベルトの蛇行を発生する問題がある。 In addition, the image carrier and the endless belt included in each image forming unit are in contact with each other in a transfer region having a predetermined width called a transfer nip. In this transfer region, the endless belt bends according to the curvature of the surface of the image carrier. Therefore, in the configuration in which the distance between the shafts of the driving roller and the driven roller is always kept constant, the endless belt separated from the image carrier provided in the image forming unit not used at the time of monochrome image formation causes a tarmi, There is a problem of causing meandering.
この発明の目的は、装置の大型化や無端ベルトの蛇行を生じることなく画像形成内容に応じて無端ベルトを像担持体に接触又は離間させることができる画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of bringing an endless belt into contact with or separating from an image carrier in accordance with image forming contents without causing an increase in the size of the apparatus or meandering of the endless belt.
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。 The present invention has the following configuration as means for solving the above-described problems.
(1) 装置内における位置を固定された駆動ローラと従動ローラとの間に架け渡されてループ状の移動経路を形成する無端ベルトと、
前記無端ベルトの移動方向に沿う所定範囲内に並設され、フルカラー画像形成時に減法混色の3原色のトナー像がそれぞれ形成されるカラー画像用の像担持体、及び、モノクロ画像形成時に黒色のトナー像が形成されるモノクロ画像用の像担持体を含む複数の像担持体と、
前記移動経路の内側に配置され、前記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接離自在に対向する複数の転写部材と、
前記移動経路の内側に配置され、前記駆動ローラ及び従動ローラの回転軸に平行な回転軸を中心に画像形成動作の内容に応じた回転角度で回転する第1及び第2の偏心カムと、
前記移動経路の内側に配置され、前記第1の偏心カムの回転に応じて前記駆動ローラ及び従動ローラの軸間方向に変位する第1のカムフォロワと、該第1のカムフォロワに前記軸間方向に直交する方向に変位自在に支持された第1の伝達部材であって前記軸間方向及びこれに直交する方向の異なる位置に複数の凹部を備えた第1の伝達部材と、を含み、前記第1の偏心カムの特定の回転角度における半径の変化を、前記第1のカムフォロワの変位に伴う前記第1の伝達部材の変位によって前記転写部材を前記複数の凹部の何れかに選択的に支持させて、前記転写部材の前記像担持体に対する接離方向の変位に変換し、前記カラー画像用の像担持体に対向する転写部材を像担持体に接離する方向に移動させるカラー画像用移動部材と、
前記移動経路の内側に配置され、前記第2の偏心カムの回転に応じて前記駆動ローラ及び従動ローラの軸間方向に変位する第2のカムフォロワと、該第2のカムフォロワに前記軸間方向に直交する方向に変位自在に支持された第2の伝達部材であって前記軸間方向及びこれに直交する方向における異なる位置に複数の凹部を備えた第2の伝達部材と、を含み、前記第2の偏心カムの特定の回転角度における半径の変化を、前記第2のカムフォロワの変位に伴う前記第2の伝達部材の変位によって前記転写部材を前記複数の凹部の何れかに選択的に支持させて、前記転写部材の前記像担持体に対する接離方向の変位に変換し、前記モノクロ画像用の像担持体に対向する転写部材を像担持体に接離する方向に移動させるモノクロ画像用移動部材と、
前記カラー画像用移動部材に係止され、前記カラー画像用移動部材の動作に連動して前記無端ベルトの移動経路を変形させるテンション部材と、を備え、
前記カラー画像用移動部材は、画像形成動作の内容に応じた前記偏心カムの回転によって3種類の位置の何れかに選択的に変位し、
前記テンション部材は、一端部が前記無端ベルトの内周面に当接するとともに他端部において揺動自在に支持され、かつ中間部が弾性部材を介して前記カラー画像用移動部材に係止されており、前記カラー画像用移動部材の3種類の位置に応じて、水平位置からの角度を3段階に変化させ、この角度が最大の時、中間の時及び最小の時のそれぞれで、前記無端ベルトの移動経路を、前記無端ベルトが前記複数の像担持体の全て及び前記複数の転写部材の全てから離間する画像形成動作の待機時の経路、前記無端ベルトが前記複数の像担持体の全て及び前記複数の転写部材に接触するフルカラー画像形成時の経路、又は、前記無端ベルトがモノクロ画像用の像担持体及び転写部材に接触しフルカラー画像用の像担持体及び転写部材から離間するモノクロ画像形成時の経路の何れかにすることを特徴とする。
(1) an endless belt that is looped between a driving roller and a driven roller whose positions in the apparatus are fixed to form a loop-shaped movement path;
An image carrier for a color image that is arranged in parallel within a predetermined range along the moving direction of the endless belt, and each of which forms a subtractive primary color toner image when forming a full color image, and a black toner when forming a monochrome image A plurality of image carriers including an image carrier for a monochrome image on which an image is formed;
A plurality of transfer members disposed inside the moving path and facing each of the plurality of image carriers so as to be able to contact and separate with a part of the endless belt interposed therebetween;
First and second eccentric cams arranged inside the movement path and rotating at a rotation angle corresponding to the content of the image forming operation around a rotation axis parallel to the rotation axis of the drive roller and the driven roller;
A first cam follower disposed inside the moving path and displacing in the inter-axial direction of the driving roller and the driven roller according to the rotation of the first eccentric cam; and in the inter-axial direction of the first cam follower A first transmission member that is supported so as to be displaceable in a direction orthogonal to the first transmission member , the first transmission member having a plurality of concave portions at different positions in the inter-axis direction and the direction orthogonal thereto . The change of the radius at a specific rotation angle of one eccentric cam is selectively supported by any one of the plurality of recesses by the displacement of the first transmission member accompanying the displacement of the first cam follower. Then, the color image moving member which converts the transfer member into a displacement in the contact / separation direction with respect to the image carrier and moves the transfer member facing the image carrier for the color image in a direction to contact / separate the image carrier. When,
A second cam follower disposed inside the movement path and displaced in the interaxial direction of the driving roller and the driven roller in accordance with the rotation of the second eccentric cam; and the second cam follower in the interaxial direction. A second transmission member that is supported so as to be displaceable in a direction orthogonal to the first transmission member and includes a plurality of recesses at different positions in the inter-axis direction and the direction orthogonal thereto . The change in radius of the eccentric cam of the second eccentric cam at a specific rotation angle is selectively supported by any of the plurality of recesses by the displacement of the second transmission member accompanying the displacement of the second cam follower. Te, the converted to the displacement of contact and separation direction relative to the image bearing member of the transfer member, moving member for monochrome images of moving toward or away from the transfer member to the image carrier facing the image carrier for said monochrome image When
A tension member that is locked to the color image moving member and deforms the moving path of the endless belt in conjunction with the operation of the color image moving member;
The color image moving member is selectively displaced to one of three positions by the rotation of the eccentric cam according to the content of the image forming operation,
The tension member has one end abutting on the inner peripheral surface of the endless belt and supported to be swingable at the other end, and an intermediate portion engaged with the color image moving member via an elastic member. According to the three types of positions of the color image moving member, the angle from the horizontal position is changed in three stages, and the endless belt is respectively at the maximum, intermediate and minimum angles. A path during standby for an image forming operation in which the endless belt is separated from all of the plurality of image carriers and all of the plurality of transfer members, and the endless belt includes all of the plurality of image carriers and The path during full-color image formation that contacts the plurality of transfer members, or the endless belt contacts the image carrier and transfer member for monochrome images and is separated from the image carrier and transfer member for full-color images. Characterized by either of the routes during Nokuro image formation.
この構成においては、画像形成動作の内容に応じた回転角度で偏心カムが回転すると、偏心カムの特定の回転角度における半径の変化が転写部材移動機構を介して転写部材に伝達され、転写部材が像担持体に対する接離方向に変位するとともに、転写部材移動機構に連動するテンション部材によって無端ベルトの移動経路が変形する。したがって、無端ベルトによって形成されたループ状の移動経路の内側に位置する複数の転写部材のそれぞれが無端ベルトを挟んで複数の像担持体のそれぞれに接近又は離間するのに応じて、無端ベルトが架け渡されている駆動ローラ及び従動ローラの変位を伴うことなく、無端ベルトが複数の像担持体のそれぞれに接触又は離間する。
また、位置を固定された駆動ローラ及び従動ローラに張架されている無端ベルトの移動経路が画像形成動作の内容に応じて3種類に変化する。したがって、駆動ローラと従動ローラとの間での複数の像担持体に対する複数の転写部材の接近又は離間状態、及び無端ベルトの接触又は離間状態が、画像形成動作の内容に合せて適正に変化する。
さらに、画像形成動作の待機時には、無端ベルトが複数の像担持体の全てから離間する。したがって、画像形成動作が行われていない状況で無端ベルトが複数の像担持体と接触することがなく、無端ベルトが部分的に変形することがない。
また、フルカラー画像形成時には無端ベルトが複数の像担持体の全てに接触し、モノクロ画像形成時にはモノクロ画像用の像担持体にのみ接触する。したがって、無端ベルトは複数の像担持体のうちで画像形成動作に使用される像担持体のみに接触し、画像形成動作に使用されない像担持体が無端ベルトに接触することによる劣化を生じない。
In this configuration, when the eccentric cam rotates at a rotation angle corresponding to the content of the image forming operation, a change in radius at a specific rotation angle of the eccentric cam is transmitted to the transfer member via the transfer member moving mechanism, and the transfer member is The moving path of the endless belt is deformed by the tension member that is displaced in the contact / separation direction with respect to the image bearing member and interlocked with the transfer member moving mechanism. Therefore, as the plurality of transfer members positioned inside the loop-shaped moving path formed by the endless belt approaches or separates from the plurality of image carriers with the endless belt interposed therebetween, the endless belt is The endless belt is brought into contact with or separated from each of the plurality of image carriers without being displaced by the driving roller and the driven roller that are stretched.
In addition, the movement path of the endless belt stretched between the driving roller and the driven roller whose positions are fixed changes into three types according to the contents of the image forming operation. Therefore, the approach or separation state of the plurality of transfer members with respect to the plurality of image carriers and the contact or separation state of the endless belt between the driving roller and the driven roller appropriately change according to the contents of the image forming operation. .
Further, when waiting for the image forming operation, the endless belt is separated from all of the plurality of image carriers. Therefore, the endless belt does not come into contact with the plurality of image carriers in a state where the image forming operation is not performed, and the endless belt is not partially deformed.
In addition, the endless belt contacts all of the plurality of image carriers when forming a full-color image, and only contacts the image carrier for monochrome images when forming a monochrome image. Therefore, the endless belt contacts only the image carrier used for the image forming operation among the plurality of image carriers, and deterioration due to the contact of the image carrier not used for the image forming operation with the endless belt does not occur.
(2)前記無端ベルトは、前記複数の像担持体に形成されたトナー像が順次転写される中間転写ベルトであることを特徴とする。 (2) The endless belt is an intermediate transfer belt onto which toner images formed on the plurality of image carriers are sequentially transferred.
この構成においては、画像形成動作の内容に応じた回転角度で偏心カムが回転すると、偏心カムの特定の回転角度における半径の変化が転写部材移動機構を介して転写部材に伝達され、転写部材が像担持体に対する接離方向に変位するとともに、転写部材移動機構に連動するテンション部材によって中間転写ベルトの移動経路が変形する。したがって、無端ベルトによって形成されたループ状の移動経路の内側に位置する複数の転写部材のそれぞれが中間転写ベルトを挟んで複数の像担持体のそれぞれに接近又は離間するのに応じて、中間転写ベルトが架け渡されている駆動ローラ及び従動ローラの変位を伴うことなく、中間転写ベルトが複数の像担持体のそれぞれに接触又は離間し、画像形成動作の内容に応じて像担持体に形成されたトナー像が中間転写ベルトに転写される。 In this configuration, when the eccentric cam rotates at a rotation angle corresponding to the content of the image forming operation, a change in radius at a specific rotation angle of the eccentric cam is transmitted to the transfer member via the transfer member moving mechanism, and the transfer member is The moving path of the intermediate transfer belt is deformed by a tension member that is displaced in the contact / separation direction with respect to the image carrier and is linked to the transfer member moving mechanism. Therefore, the intermediate transfer member is moved in accordance with the movement of each of the plurality of transfer members positioned inside the loop-shaped movement path formed by the endless belt toward or away from each of the plurality of image carriers with the intermediate transfer belt interposed therebetween. The intermediate transfer belt contacts or separates from each of the plurality of image carriers without being displaced by the driving roller and the driven roller on which the belt is stretched, and is formed on the image carrier according to the contents of the image forming operation. The transferred toner image is transferred to the intermediate transfer belt.
さらに、複数のカラー画像用の像担持体のそれぞれに対向する複数の転写部材の一体的な移動に応じて無端ベルトがカラー画像用の像担持体の全てに対して接触又は離間するとともに、モノクロ画像用の像担持体に対向する転写部材の移動に応じて無端ベルトがモノクロ画像用の像担持体に対して接触又は離間する。したがって、複数の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のそれぞれに対して各1度の工程で無端ベルトが接触又は離間する。 Further , the endless belt comes into contact with or separates from all of the color image image bearing members in accordance with the integral movement of the plurality of transfer members facing each of the plurality of color image image bearing members. The endless belt contacts or separates from the monochrome image carrier in accordance with the movement of the transfer member facing the image carrier. Therefore, the endless belt contacts or separates in each step for each of the plurality of color image carrier and monochrome image carrier.
(3)前記転写部材移動機構及び前記テンション部材は、前記移動経路の内側に配置されたことを特徴とする。 ( 3 ) The transfer member moving mechanism and the tension member are arranged inside the moving path.
この構成においては、無端ベルトが形成するループ状の移動経路の内部に配置された転写部材移動機構及びテンション部材によって無端ベルトが複数の像担持体に接触又は離間する。したがって、無端ベルトを複数の像担持体に接触又は離間させるための機構が無端ベルトの移動経路の外側に配置されることがない。 In this configuration, the endless belt is brought into contact with or separated from the plurality of image carriers by the transfer member moving mechanism and the tension member arranged inside the loop-shaped moving path formed by the endless belt. Therefore, a mechanism for bringing the endless belt into contact with or separating from the plurality of image carriers is not arranged outside the moving path of the endless belt.
(4)前記転写部材移動機構は、前記偏心カムの周面に前記特定の回転角度位置で当接する当接部を備えたことを特徴とする。 (4) the transfer member moving mechanism is characterized in that example Bei the abutment portion abutting with the specific rotational angular positions on the circumferential surface of the eccentric cam.
この構成においては、偏心カムが回転することによって偏心カムの特定の回転角度における半径が変化すると、その特定の回転角度位置で偏心カムの周面に当接部を当接させている転写部材移動機構が移動し、この移動が弾性部材を介してテンション部材に伝達されてテンション部材が揺動する。したがって、テンション部材の一端部は弾性部材の弾性力によって付勢された状態で無端ベルトの内周面に当接する。 In this configuration, when the radius at a specific rotation angle of the eccentric cam changes due to the rotation of the eccentric cam, the transfer member moves so that the contact portion contacts the peripheral surface of the eccentric cam at the specific rotation angle position. The mechanism moves, and this movement is transmitted to the tension member via the elastic member, and the tension member swings. Therefore, one end of the tension member abuts on the inner peripheral surface of the endless belt while being urged by the elastic force of the elastic member.
(5)前記テンション部材は、周面が前記無端ベルトの内周面に当接するローラであって軸方向について中央部の径が両端部の径に比較して大きいローラを前記駆動ローラ及び従動ローラの回転軸に平行な回転軸によって軸支したことを特徴とする。 ( 5 ) The tension member is a roller whose peripheral surface is in contact with the inner peripheral surface of the endless belt, and has a roller having a larger central diameter than the diameter of both end portions in the axial direction. It is supported by a rotating shaft parallel to the rotating shaft.
この構成においては、無端ベルトが移動経路に沿って移動する際に、無端ベルトには幅方向の両端部が中央部に向う方向の力がテンション部材のローラの周面から作用する。したがって、無端ベルトが高速で移動した際にも、無端ベルトの蛇行を生じることがない。 In this configuration, when the endless belt moves along the movement path, a force in the direction in which both end portions in the width direction are directed toward the center acts on the endless belt from the peripheral surface of the roller of the tension member. Therefore, even when the endless belt moves at a high speed, the endless belt does not meander.
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1)無端ベルトによって形成されたループ状の移動経路の内側に位置する複数の転写部材のそれぞれが無端ベルトを挟んで複数の像担持体のそれぞれに接近又は離間するのに応じて、無端ベルトが架け渡されている駆動ローラ及び従動ローラの変位を伴うことなく、無端ベルトを複数の像担持体のそれぞれに接触又は離間させることができるため、無端ベルトの移動経路を画像形成動作の内容に応じた状態にするために駆動ローラ又は従動ローラを変位させる複雑な機構を用いる必要がなく、装置の小型化を実現できる。また、駆動ローラと従動ローラとの間での複数の像担持体に対する複数の転写部材の接近又は離間状態、及び無端ベルトの接触又は離間状態を、画像形成動作の内容に合せて適正に変化させることができる。さらに、画像形成動作が行われていない状況で無端ベルトを複数の像担持体と接触しないようにして、無端ベルトの部分的な変形を防止することができる。また、無端ベルトを複数の像担持体のうちで画像形成動作に使用される像担持体のみに接触させることにより、画像形成動作に使用されない像担持体の無端ベルトに接触することによる劣化を防止することができる。 (1) An endless belt as each of a plurality of transfer members positioned inside a loop-shaped moving path formed by the endless belt approaches or separates from each of the plurality of image carriers with the endless belt interposed therebetween. Since the endless belt can be brought into contact with or separated from each of the plurality of image carriers without any displacement of the driving roller and the driven roller, the movement path of the endless belt is included in the contents of the image forming operation. There is no need to use a complicated mechanism for displacing the driving roller or the driven roller in order to achieve the corresponding state, and the apparatus can be downsized. Further, the approach or separation state of the plurality of transfer members with respect to the plurality of image carriers and the contact or separation state of the endless belt between the driving roller and the driven roller are appropriately changed according to the contents of the image forming operation. be able to. Furthermore, it is possible to prevent partial deformation of the endless belt by preventing the endless belt from coming into contact with a plurality of image carriers in a state where no image forming operation is performed. In addition, by bringing the endless belt into contact with only the image carrier used for the image forming operation among the plurality of image carriers, deterioration due to contact with the endless belt of the image carrier not used for the image forming operation is prevented. can do.
(2)中間転写ベルトによって形成されたループ状の移動経路の内側に位置する複数の転写部材のそれぞれが中間転写ベルトを挟んで複数の像担持体のそれぞれに接近又は離間するのに応じて、中間転写ベルトが架け渡されている駆動ローラ及び従動ローラの変位を伴うことなく、中間転写ベルトを複数の像担持体のそれぞれに接触又は離間させることができるため、中間転写ベルトの移動経路を画像形成動作の内容に応じた状態にして中間転写ベルトに適正な状態でトナー像を転写させするために駆動ローラ又は従動ローラを変位させる複雑な機構を用いる必要がなく、装置の小型化を実現できる。 (2) As each of the plurality of transfer members positioned inside the loop-shaped movement path formed by the intermediate transfer belt approaches or separates from each of the plurality of image carriers with the intermediate transfer belt interposed therebetween, The intermediate transfer belt can be brought into contact with or separated from each of the plurality of image carriers without being displaced by the driving roller and the driven roller on which the intermediate transfer belt is stretched. It is not necessary to use a complicated mechanism for displacing the driving roller or the driven roller in order to transfer the toner image in an appropriate state to the intermediate transfer belt in a state corresponding to the content of the forming operation, and the apparatus can be downsized. .
さらに、複数の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のそれぞれに対して各1度の工程で無端ベルトを接触又は離間させることにより、複数の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に対して各1度の工程で無端ベルトを接触又は離間させることができ、無端ベルトの移動経路をフルカラー画像形成動作及びモノクロ画像形成動作を含む画像形成動作の内容のそれぞれに応じた状態に素早く変化させることができる。 Further, the endless belt is brought into contact with or separated from each of the plurality of color image image carriers and monochrome image image carriers in one step, thereby allowing a plurality of color image image carriers and The endless belt can be brought into contact with or separated from the image carrier for monochrome images in one step each time, and the movement path of the endless belt can be changed according to the contents of the image forming operation including the full color image forming operation and the monochrome image forming operation. It is possible to quickly change to a state according to each.
(3)無端ベルトを複数の像担持体に接触又は離間させるための機構が無端ベルトの移動経路の外側に配置されることがないようにし、装置の小型化を実現できる。 ( 3 ) A mechanism for bringing the endless belt into contact with or separating from the plurality of image carriers is not arranged outside the moving path of the endless belt, and the apparatus can be downsized.
(4)テンション部材の一端部を弾性部材の弾性力によって付勢された状態で無端ベルトの内周面に当接させることより、移動経路が変化しても無端ベルトに所定の張力を作用させることができる。 ( 4 ) A predetermined tension is applied to the endless belt even if the movement path is changed by bringing one end of the tension member into contact with the inner peripheral surface of the endless belt while being urged by the elastic force of the elastic member. be able to.
(5)移動経路に沿って移動する無端ベルトに幅方向の両端部が中央部に向う方向の力をテンション部材のローラの周面から作用させることにより、無端ベルトの蛇行を確実に防止することがてきる。 ( 5 ) The endless belt meandering can be reliably prevented by applying a force in the direction in which both ends in the width direction are directed toward the center to the endless belt moving along the moving path from the peripheral surface of the roller of the tension member. Come.
以下に、この発明の最良の実施形態に係る画像形成装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus according to the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。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(この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(この発明の無端ベルトに相当する。)11、中間転写ローラ(この発明の転写部材に相当する。以下、単に転写ローラという。)13(13a〜13d)、2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。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 100 forms multicolor and single color images on a recording medium such as paper according to image data transmitted from the outside. For this reason, the image forming apparatus 100 includes an exposure unit E, a photosensitive drum (corresponding to the image carrier of the present invention) 101 (101a to 101d), a developing unit 102 (102a to 102d), and a charging roller 103 (103a to 103a). 103d), a cleaning unit 104 (104a to 104d), an intermediate transfer belt (corresponding to an endless belt of the present invention) 11, an intermediate transfer roller (corresponding to a transfer member of the present invention, hereinafter simply referred to as a transfer roller) 13. (13a to 13d) A
画像形成装置100は、カラー画像を色分解して得られる減法混色の3原色であるシアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)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)、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。
The image forming apparatus 100 converts each hue of four colors by adding black (K) to cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), which are three subtractive primary colors obtained by color separation of a color image. Image formation is performed using corresponding image data. The photosensitive drum 101 (101a to 101d), the developing unit 102 (102a to 102d), the charging roller 103 (103a to 103d), the transfer roller 13 (13a to 13d), and the cleaning unit 104 (104a to 104d) are in each hue. Accordingly, four each are provided, and four image forming portions Pa to Pd are configured. The image forming portions Pa to Pd are arranged in a line in the moving direction (sub-scanning direction) of the
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、ポリゴンミラー及び反射ミラー等を備えており、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ことにより、感光体ドラム101a〜101dの表面に画像データに応じた潜像を形成する。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。
The charging roller 103 is a contact-type charger that uniformly charges the surface of the
したがって、感光体ドラム101aがモノクロ画像形成時に黒色のトナー像が形成されるこの発明のモノクロ画像用の像担持体であり、感光体ドラム101b〜101dがフルカラー画像形成時に減法混色の3原色のトナー像がそれぞれ形成されるこの発明のカラー画像用の像担持体である。
Therefore, the
現像ユニット102は、潜像が形成された感光体ドラム101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。
The developing unit 102 supplies a developer to the surface of the
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、転写ローラ13a〜13dが配置されている。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転写バイアスが印加される。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。
The
但し、シアン、マゼンタ、イエロー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。
However, when image data of only a part of the hues of cyan, magenta, yellow, and black is input, some of the four
各転写ローラ103a〜103d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。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。
Each of the
上述のようにして、中間転写ベルト11の外周面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト11の回転によって、2次転写ローラ14との対向位置に搬送される。2次転写ローラ14は、画像形成時において、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2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、2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。
As described above, the toner image formed on the outer peripheral surface of the
なお、2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、2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々)とする。
In order to maintain the nip pressure between the
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。
Further, of the toner adhering to the
トナー像を転写された用紙は、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。
The sheet on which the toner image has been transferred is guided to the fixing
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2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、搬送された用紙を所定のタイミングで2次2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。
In the image forming apparatus 100, a substantially vertical direction for feeding the paper stored in the
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。
Further, inside the image forming apparatus 100, a paper conveyance path P2 in which a
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。
The
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。
The
図2は、上記画像形成装置に備えられる転写部材移動機構及びベルト接離機構の構成を示す図である。中間転写ベルト11は、駆動ローラ11aと従動ローラ11bとの間に架け渡されて上下の略水平な範囲を含むループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト11の下方には、画像形成ステーションPa〜Pdの感光体ドラム101a〜101dが配置されている。感光体ドラム101a〜101dは中間転写ベルト11は移動経路の下側の範囲に沿って並設されており、中間転写ベルト11の外周面は移動経路の下側の範囲で感光体ドラム101a〜101dに対向している。中間転写ベルト11は、駆動ローラ11aの矢印A方向の回転により、移動経路の下側の範囲で矢印B方向に移動する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a transfer member moving mechanism and a belt contacting / separating mechanism provided in the image forming apparatus. The
中間転写ベルト11のループ状の移動経路の内側には、画像形成ステーションPa〜Pdに含まれる転写ローラ13a〜13dが配置されている。転写ローラ13a〜13dのそれぞれは、中間転写ベルト11を挟んで感光体ドラム101a〜101dのそれぞれに対向する位置において上下方向(Y−Y方向)に移動自在にして軸支されている。したがって、転写ローラ13a〜13dは、感光体ドラム101a〜101dに近接又は離間する。転写ローラ13a〜13dは、所定の弾性力で上方に付勢されている。
中間転写ベルト11のループ状の移動経路の内側には、偏心カム212,222、この発明の転写部材移動機構としてのカムフォロワ214,224及び伝達部材215a〜215d、並びに、テンション部材230が配置されている。カムフォロワ214及び伝達部材215aはこの発明のモノクロ画像用移動部材210を構成しており、カムフォロワ224及び伝達部材215b〜215dはこの発明のカラー画像用移動部材220を構成している。偏心カム212は、回転軸213を中心に回転する。偏心カム222は、回転軸223を中心に回転する。回転軸213,223は、駆動ローラ11a及び従動ローラ11bの回転軸と平行に配置されている。
テンション部材230は、一端部にローラ232を軸支するとともに他端部において回転軸233を中心に揺動自在にされたレバー231によって構成されている。レバー231の中間部には一端部をカムフォロワ224に係止したコイルバネ(この発明の弾性部材に相当する。)234の他端部が係止されている。したがって、レバー231は、コイルバネ234を介してカムフォロワに係止されている。ローラ232の周面は、中間転写ベルト11の移動経路の上側の範囲で中間転写ベルト11の内周面に当接している。
The
モノクロ画像用移動部材210において、カムフォロワ214は水平方向(X−X方向)に移動自在にされており、カムフォロワ214の当接部が偏心カム212の水平方向の回転角度位置で偏心カム212の周面に当接している。カムフォロワ214は、図示しない弾性部材の弾性力によって偏心カム212側に付勢されている。伝達部材215aは、カムフォロワ214に上下方向に移動自在に支持されており、スプリング216aの弾性力によって下方に付勢されている。伝達部材215aには、ブラックの画像形成ステーションPaに含まれる転写ローラ13aを上方から支持する凹部215aa及び凹部215abが上下方向及び水平方向の異なる位置に形成されている。
In the monochrome
偏心カム212の回転によって回転軸213から偏心カム212の周面までの距離(偏心カム212の水平方向の回転角度におけるカムフォロワ214側の半径の長さ)が変化すると、カムフォロワ214が伝達部材215aとともに水平方向に変位し、転写ローラ13aの上方に伝達部材215aの凹部215aa又は凹部215abの一方が選択的に位置する。伝達部材215aにおいて凹部215aaと凹部215abとは上下に異なる位置に形成されている。また、転写ローラ13aは上方に付勢されている。したがって、転写ローラ13aの上下位置は伝達部材215aによって規定され、偏心カム212の回転により転写ローラ13aの上方に凹部215aaが位置するか凹部215abが位置するかに応じて転写ローラ13aの上下位置が変化し、転写ローラ13aはモノクロ画像用の像担持体である感光体ドラム101aに近接又は離間する。
When the distance from the
カラー画像用移動部材220において、カムフォロワ224は水平方向に移動自在にされており、カムフォロワ224の当接部が偏心カム222の水平方向の回転角度位置で偏心カム222の周面に当接している。カムフォロワ224は、図示しない弾性部材の弾性力によって偏心カム222側に付勢されている。伝達部材215b〜215dは、カムフォロワ224に上下方向に移動自在に支持されており、スプリング216b〜216dの弾性力によって下方に付勢されている。伝達部材215b〜215dには、シアン、マゼンタ及びイエローの各色の画像形成ステーションPb〜Pdに含まれる転写ローラ13b〜13dを上方から支持する凹部215ba,215bb,215bc〜215da,215db,215dcが上下方向及び水平方向の異なる位置に形成されている。
In the color
偏心カム222の回転によって回転軸223から偏心カム222の周面までの距離(偏心カム212の水平方向の回転角度におけるカムフォロワ224側の半径の長さ)が変化すると、カムフォロワ224が伝達部材215b〜215dとともに水平方向に変位し、転写ローラ13b〜dの上方に伝達部材215b〜215dの凹部215ba〜215da、凹部215bb〜215db又は凹部215bc〜215dcいずれかが選択的に位置する。伝達部材215b〜215dにおいて凹部215ba〜215da及び凹部215bc〜215dcと凹部215bb〜215dbとは上下に異なる位置に形成されている。また、転写ローラ13b〜13dは上方に付勢されている。したがって、転写ローラ13b〜13dの上下位置は伝達部材215b〜215dによって規定され、偏心カム212の回転により転写ローラ13b〜daの上方に凹部215ba〜215da又は凹部215bc〜215dcが位置するか凹部215bb〜215dbが位置するかに応じて転写ローラ13b〜13dの上下位置が変化し、転写ローラ13b〜13dはカラー画像用の像担持体である感光体ドラム101b〜101dに近接又は離間する。
When the distance from the
偏心カム222の回転によるカムフォロワ224の水平方向の変位はコイルバネ234を介してレバー231に伝達され、偏心カム222が回転するとレバー231は回転軸233を中心に揺動する。レバー231が回転軸233を中心に揺動すると、レバー231の揺動角度に応じてローラ232の上下位置が変化する。ローラ232の周面は中間転写ベルト11の移動経路における上側の範囲で中間転写ベルト11の内周面に当接しているため、ローラ232の上下位置が変化すると中間転写ベルト11の移動経路が変形する。
The horizontal displacement of the
したがって、偏心カム222の回転によりカムフォロワ224が伝達部材215b〜215dとともに水平方向に変位すると、転写ローラ13b〜13dの上方に凹部215ba〜215da、凹部215bc〜215dc又は凹部215bb〜215dbのいずれが位置するかに応じてレバー231の揺動角度が変化し、中間転写ベルト11の移動経路が変形する。
Accordingly, when the
図3は、上記画像形成装置における中間転写ベルトの移動経路を示す図である。図3(A)は、画像形成装置100における中間転写ベルト11の画像形成動作の待機時の移動経路である第1の経路を示している。画像形成動作の待機時には、モノクロ画像用移動部材210において、偏心カム212の周面における回転軸213から最も離れた部分(半径が最も長い部分)にカムフォロワ214が当接し、伝達部材215aの上側の凹部215aaが転写ローラ13aの上方に位置し、転写ローラ13aは感光体ドラム101a及び中間転写ベルト11から離間している。
FIG. 3 is a diagram showing a moving path of the intermediate transfer belt in the image forming apparatus. FIG. 3A shows a first path which is a movement path during standby of the image forming operation of the
また、画像形成動作の待機時には、カラー画像用移動部材220において、偏心カム222の周面における回転軸223から最も離れた部分(半径が最も長い部分)にカムフォロワ224が当接し、カムフォロワ224は水平方向の移動範囲における最も右側に位置しているため、伝達部材215b〜215dの上側の凹部215ba〜215daが転写ローラ13b〜13dの上方に位置し、転写ローラ13b〜13dは感光体ドラム101b〜101d及び中間転写ベルト11から離間している。これとともに、テンション部材230のレバー231の垂直方向からの傾斜角が最も小さくなり、ローラ232が最も上方に位置し、中間転写ベルト11の移動経路における上側の範囲の一部が最も上方に突出する。
In the standby state of the image forming operation, the
これによって、画像形成動作の待機時には、中間転写ベルト11は移動経路における上側の範囲でテンション部材230のローラ232によって最も上方に押し上げられており、移動経路における下側の範囲に対して転写ローラ13a〜13dが上方に離間していることから、中間転写ベルト11は移動経路における下側の範囲において従動ローラ11bの周面を離れた後に駆動ローラ11aの周面に接触するまでの間で水平になり、中間転写ベルト11は感光体ドラム101a〜101d及び転写ローラ13a〜13dの何れにも接触しない。
As a result, when waiting for the image forming operation, the
図3(B)は、画像形成装置100における中間転写ベルト11のモノクロ画像形成時の移動経路である第3の経路を示している。モノクロ画像形成時には、モノクロ画像用移動部材210において、偏心カム212の周面における回転軸213から最も近い部分(半径が最も短い部分)にカムフォロワ214が当接し、伝達部材215aの下側の凹部215abが転写ローラ13aの上方に位置し、転写ローラ13aは感光体ドラム101aに接近しており、実際には中間転写ベルト11を挟んで感光体ドラム101aに当接している。
FIG. 3B shows a third path that is a movement path when the
また、モノクロ画像形成時には、カラー画像用移動部材220において、偏心カム222の周面における回転軸223からの距離が中間の部分(最大半径と最小半径との中間の半径の部分)にカムフォロワ224が当接し、伝達部材215b〜215dの上側の凹部215bc〜215dcが転写ローラ13b〜13dの上方に位置し、転写ローラ13b〜13dは感光体ドラム101b〜101d及び中間転写ベルト11から離間している。これとともに、画像形成動作の待機時に比較して、テンション部材230のレバー231の垂直方向からの傾斜角が大きくなり、ローラ232が下方に位置する。この結果、中間転写ベルト11の移動経路における上側の範囲の一部が、画像形成動作の待機時に比較して少ない量だけ上方に突出する。
Further, when forming a monochrome image, the
これによって、モノクロ画像形成時には、中間転写ベルト11の移動経路における上側の範囲でテンション部材230のローラ232によって中間転写ベルト11が上方に少し押し上げられて、中間転写ベルト11の移動経路における下側の範囲で転写ローラ13aを介して中間転写ベルト11が感光体ドラム101aに当接するとともに転写ローラ13b〜13dが中間転写ベルト11に対して上方に離間する。このため、中間転写ベルト11は移動経路における下側の範囲において従動ローラ11bの周面を離れると感光体ドラム101b〜101d及び転写ローラ13b〜13dに接触することなく感光体ドラム101a及び転写ローラ13aの周面に当接した後に駆動ローラ11aの周面に接触する。
As a result, during monochrome image formation, the
図3(C)は、画像形成装置100における中間転写ベルト11のフルカラー画像形成時の移動経路である第2の経路を示している。フルカラー画像形成時には、モノクロ画像用移動部材210において、偏心カム212の周面における回転軸213から最も近い部分(半径が最も短い部分)にカムフォロワ214が当接し、伝達部材215aの下側の凹部215abが転写ローラ13aの上方に位置し、転写ローラ13aは感光体ドラム101aに接近しており、実際には中間転写ベルト11を挟んで感光体ドラム101aに当接している。
FIG. 3C shows a second path that is a movement path of the
また、フルカラー画像形成時には、カラー画像用移動部材220において、偏心カム222の周面における回転軸223から最も近い部分にカムフォロワ224が当接し、伝達部材215b〜215dの下側の凹部215bb〜215dbが転写ローラ13b〜13dの上方に位置し、転写ローラ13b〜13dは感光体ドラム101aに接近しており、実際には中間転写ベルト11を挟んで感光体ドラム101aに当接している。これとともに、テンション部材230のレバー231の垂直方向からの傾斜角が最も大きくなり、ローラ232が最も下方に位置する。この結果、中間転写ベルト11の移動経路における上側の範囲の一部は上方に突出しなくなる。
Further, at the time of full-color image formation, the
これによって、フルカラー画像形成時には、中間転写ベルト11の移動経路における上側の範囲で中間転写ベルト11は駆動ローラ11aの周面を離れた後に従動ローラ11bの周面に達するまで略水平に移動する。また、中間転写ベルト11の移動経路における下側の範囲で転写ローラ13a〜13dによって中間転写ベルト11が感光体ドラム101a〜101dの全てに当接する。このため、中間転写ベルト11は移動経路における下側の範囲において従動ローラ11bの周面を離れると感光体ドラム101a〜101d及び転写ローラ13a〜13dの周面に当接した後に駆動ローラ11aの周面に接触する。
As a result, during full-color image formation, the
以上のように、画像形成装置100では、画像形成動作の内容に応じた偏心カム212,222の回転状態に基づいて、中間転写ベルト11の移動経路が第1〜第3の経路に選択的に変化する。中間転写ベルト11は移動方向について殆ど伸縮しないため、第1〜第3の経路のいずれにおいても中間転写ベルト11の移動経路の全長が常に一定に維持されるように、偏心カム222の形状、並びに、テンション部材230の形状及び配置位置が決定されている。
As described above, in the image forming apparatus 100, the movement path of the
図4は、上記画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。画像形成装置100の制御部300は、ROM302及びRAM303を備えたCPU301に、インタフェース304、画像メモリ305、給紙搬送部負荷機器306、画像形成部負荷機器307、温度センサ308、モータドライバ309及び表示部310等の入出力機器を接続して構成されている。CPU301はROM302に予め書き込まれたプログラムに従ってこれら入出力機器を統括して制御し、この間に入出力されるデータをRAM303の所定のメモリエリアに格納する。CPU301は、インタフェース304を介してパーソナルコンピュータ等の外部の画像出力装置に接続されており、インタフェース304から入力された画像データを画像メモリ305に格納する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of the image forming apparatus. The
給紙搬送部負荷機器305には、給紙トレイ16又は手差しトレイ17から用紙を1枚ずつ給紙及び搬送するためのモータ、クラッチ及びセンサを含む。画像形成部負荷装置307には、画像形成ステーションPa〜Pd及び定着装置15によって用紙上に画像を形成するためのモータ、クラッチ及びセンサを含む。温度センサ308は、定着装置15における加熱ローラ15aの温度を検出する。モータドライバ309は、中間転写ベルト11内に配置されている回転軸213及び223のそれぞれに回転力を供給するモータM1及びM2を駆動する。表示部310は、CPU301から供給された表示データに基づいて動作状態等をディスプレイに表示する。
The sheet feeding / conveying
図5及び図6は上記画像形成装置の制御部の処理手順を示すフローチャートであり、図5は装置に対する通電開始時における処理手順を示し、図6は外部の画像出力装置からの画像形成要求が入力された際の処理手順を示している。 5 and 6 are flowcharts showing a processing procedure of the control unit of the image forming apparatus. FIG. 5 shows a processing procedure at the start of energization of the apparatus. FIG. 6 shows an image forming request from an external image output apparatus. The processing procedure at the time of input is shown.
図5に示すように、画像形成装置100において電源がオンされると、CPU301は、中間転写ベルト11の状態を検出し(S1)、中間転写ベルト11の移動経路が図3(C)に示した第2の経路となるようにモータM1及びM2を駆動する(S2)。次いで、CPU301は、用紙搬送路中に用紙が滞留しているか否かを判別し(S3)、用紙搬送路中に用紙が滞留している場合には表示部310を介して用紙の除去を促す表示を行う(S4)。用紙搬送路中に用紙が滞留しなくなると、CPU301は、ウォームアップ処理及び初期化処理を行う(S5,S6)。ウォームアップ処理は、定着装置15における加熱ローラ15aを設定温度まで上昇させる処理である。初期化処理は、感光体ドラム101a〜101dの残留電位の除去、現像ユニット102a〜102d内の現像剤の予備帯電及び現像剤濃度の適正化、各センサ及びタイマの初期化等を含む。
As shown in FIG. 5, when the power is turned on in the image forming apparatus 100, the
ウォームアップ処理及び初期化処理が完了すると、CPU301は、表示部310を介して画像形成動作が可能な状態である旨を表示し(S7)、RAM303のメモリエリアMA1に割り当てられているタイマを起動して画像形成要求の入力の有無を判別する(S8,S9)。画像形成要求が入力されることなくタイマが所定時間を計時すると(S10)、CPU301は、定着装置15の制御温度を設定温度よりも低い省エネルギ温度にし(S11)、モータドライバ309を介してモータM1,M2を駆動して中間転写ベルト11の移動経路を図3(A)に示した第1の経路にする(S12)。
When the warm-up process and the initialization process are completed, the
以上の処理により、CPU301は、中間転写ベルト11の移動経路を第2の経路にした状態でウォームアップ処理及び初期化処理を実行し、ウォームアップ処理及び初期化処理が完了して画像形成が可能になった状態で画像形成要求が入力されることなく所定時間が経過すると、画像形成装置100を省エネルギモードにして電力消費量を低減させる。このとき、CPU301は中間転写ベルト11の移動経路を第1の経路にするため、画像形成動作を実行しない状態では中間転写ベルト11は感光体ドラム101a〜101d及び転写ローラ13a〜13dに接触することがなく、中間転写ベルト11の部分的な変形や、感光体ドラム101a〜101dの周面の部分的な劣化を生じることがない。
With the above processing, the
図5におけるS9又はS13において外部の画像出力装置から画像形成要求が入力されると、CPU301は、省エネルギモードが設定されているか否かの判別を行い(S21)、省エネルギモードが設定されている場合には画像形成装置100に対する通電状態を通常状態に戻し、定着装置15の制御温度を設定温度に変更する(S22)。定着装置15が設定温度になると(s23)、CPU301は、中間転写ベルト11の移動経路が第1の経路にされているか否かの判別を行い(S24)、中間転写ベルト11の移動経路が第1の経路にされている場合には中間転写ベルト11の移動経路を第2の経路に変更する(S25)。
When an image formation request is input from the external image output device in S9 or S13 in FIG. 5, the
次いで、CPU301は、入力された画像形成要求がフルカラー画像に係るものである場合には、中間転写ベルト11の移動経路を第2の経路にしたままでフルカラー画像形成を実行する(S26→S27→S30)。CPU301は、入力された画像形成要求がモノクロ画像に係るものである場合には、中間転写ベルト11の移動経路を第3の経路に変更した後、モノクロ画像形成を実行する(S26→S28〜S30)。
Next, when the input image formation request relates to a full-color image, the
以上の処理により、CPU301は、フルカラー画像についての画像形成要求が入力されると中間転写ベルト11の移動経路を図3(C)に示す第2の経路にし、中間転写ベルト11を感光体ドラム101a〜101d及び転写ローラ13a〜13dの全てに接触させてフルカラー画像形成を実行する。また、CPU301は、モノクロ画像についての画像形成要求が入力されると中間転写ベルト11の移動経路を図3(B)に示す第3の経路にし、中間転写ベルト11を感光体ドラム101a及び転写ローラ13aのみに接触させてモノクロ画像形成を実行する。モノクロ画像形成時には、画像形成動作に使用されない感光体ドラム101b〜101d及び転写ローラ13b〜13dには中間転写ベルト11が接触することがないため、感光体ドラム101b〜101d及び転写ローラ13b〜13dの劣化や現像装置102a〜102dにおける異なる色のトナーの混合を防止することができる。したがって、中間転写ベルト11の移動経路を複数の画像形成内容のそれぞれに応じた適切な状態にすることができる。
With the above processing, when an image formation request for a full-color image is input, the
図7は、上記画像形成装置におけるテンション部材に含まれるローラの側面図である。ローラ232の軸方向の両端部からは回転軸232aが突出しており、この回転軸232aの両端部が一対のレバー231の一端側において軸支されている。一対のレバー231は、回転軸233によって軸支されている。周面を中間転写ベルト11の内側面の一部に当接させるローラ232の軸方向の長さは、中間転写ベルト11の幅に略等しくされている。また、ローラ232の軸方向の中央部の径Dcは両端部の径Deよりも大きくされており、かつ軸方向における中心線Lmについて対称形状にされている。
FIG. 7 is a side view of a roller included in a tension member in the image forming apparatus. A
ローラ232の周面から中間転写ベルト11の全幅に当接力を作用させることができるとともに、中間転写ベルト11には回転移動時に幅方向(ローラ232の軸方向)の両端部から中央部に向う力が作用する。これによって、中間転写ベルト11が高速で回転移動した場合にも、中間転写ベルト11に蛇行を生じることがなく、中間転写ベルト11を安定して回転移動させることができる。
A contact force can be applied to the entire width of the
11 中間転写ベルト
11a 駆動ローラ
12b 従動ローラ
13a〜13d 転写ローラ
100 画像形成装置
101a〜101d 感光体ドラム
210 モノクロ画像用移動部材
212,222 偏心カム
214,224 カムフォロワ
215a〜215d 伝達部材
220 カラー画像用移動部材
230 テンション部材
231 レバー
232 ローラ
233 回転軸
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記無端ベルトの移動方向に沿う所定範囲内に並設され、フルカラー画像形成時に減法混色の3原色のトナー像がそれぞれ形成されるカラー画像用の像担持体、及び、モノクロ画像形成時に黒色のトナー像が形成されるモノクロ画像用の像担持体を含む複数の像担持体と、
前記移動経路の内側に配置され、前記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接離自在に対向する複数の転写部材と、
前記移動経路の内側に配置され、前記駆動ローラ及び従動ローラの回転軸に平行な回転軸を中心に画像形成動作の内容に応じた回転角度で回転する第1及び第2の偏心カムと、
前記移動経路の内側に配置され、前記第1の偏心カムの回転に応じて前記駆動ローラ及び従動ローラの軸間方向に変位する第1のカムフォロワと、該第1のカムフォロワに前記軸間方向に直交する方向に変位自在に支持された第1の伝達部材であって前記軸間方向及びこれに直交する方向の異なる位置に複数の凹部を備えた第1の伝達部材と、を含み、前記第1の偏心カムの特定の回転角度における半径の変化を、前記第1のカムフォロワの変位に伴う前記第1の伝達部材の変位によって前記転写部材を前記複数の凹部の何れかに選択的に支持させて、前記転写部材の前記像担持体に対する接離方向の変位に変換し、前記カラー画像用の像担持体に対向する転写部材を像担持体に接離する方向に移動させるカラー画像用移動部材と、
前記移動経路の内側に配置され、前記第2の偏心カムの回転に応じて前記駆動ローラ及び従動ローラの軸間方向に変位する第2のカムフォロワと、該第2のカムフォロワに前記軸間方向に直交する方向に変位自在に支持された第2の伝達部材であって前記軸間方向及びこれに直交する方向における異なる位置に複数の凹部を備えた第2の伝達部材と、を含み、前記第2の偏心カムの特定の回転角度における半径の変化を、前記第2のカムフォロワの変位に伴う前記第2の伝達部材の変位によって前記転写部材を前記複数の凹部の何れかに選択的に支持させて、前記転写部材の前記像担持体に対する接離方向の変位に変換し、前記モノクロ画像用の像担持体に対向する転写部材を像担持体に接離する方向に移動させるモノクロ画像用移動部材と、
前記カラー画像用移動部材に係止され、前記カラー画像用移動部材の動作に連動して前記無端ベルトの移動経路を変形させるテンション部材と、を備え、
前記カラー画像用移動部材は、画像形成動作の内容に応じた前記偏心カムの回転によって3種類の位置の何れかに選択的に変位し、
前記テンション部材は、一端部が前記無端ベルトの内周面に当接するとともに他端部において揺動自在に支持され、かつ中間部が弾性部材を介して前記カラー画像用移動部材に係止されており、前記カラー画像用移動部材の3種類の位置に応じて、水平位置からの角度を3段階に変化させ、この角度が最大の時、中間の時及び最小の時のそれぞれで、前記無端ベルトの移動経路を、前記無端ベルトが前記複数の像担持体の全て及び前記複数の転写部材の全てから離間する画像形成動作の待機時の経路、前記無端ベルトが前記複数の像担持体の全て及び前記複数の転写部材に接触するフルカラー画像形成時の経路、又は、前記無端ベルトがモノクロ画像用の像担持体及び転写部材に接触しフルカラー画像用の像担持体及び転写部材から離間するモノクロ画像形成時の経路の何れかにする画像形成装置。 An endless belt that is bridged between a driving roller and a driven roller whose positions in the apparatus are fixed, and forms a loop-shaped movement path;
An image carrier for a color image that is arranged in parallel within a predetermined range along the moving direction of the endless belt, and each of which forms a subtractive primary color toner image when forming a full color image, and a black toner when forming a monochrome image A plurality of image carriers including an image carrier for a monochrome image on which an image is formed;
A plurality of transfer members disposed inside the moving path and facing each of the plurality of image carriers so as to be able to contact and separate with a part of the endless belt interposed therebetween;
First and second eccentric cams arranged inside the movement path and rotating at a rotation angle corresponding to the content of the image forming operation around a rotation axis parallel to the rotation axis of the drive roller and the driven roller;
A first cam follower disposed inside the moving path and displacing in the inter-axial direction of the driving roller and the driven roller according to the rotation of the first eccentric cam; and in the inter-axial direction of the first cam follower A first transmission member that is supported so as to be displaceable in a direction orthogonal to the first transmission member , the first transmission member having a plurality of concave portions at different positions in the inter-axis direction and the direction orthogonal thereto . The change of the radius at a specific rotation angle of one eccentric cam is selectively supported by any one of the plurality of recesses by the displacement of the first transmission member accompanying the displacement of the first cam follower. Then, the color image moving member which converts the transfer member into a displacement in the contact / separation direction with respect to the image carrier and moves the transfer member facing the image carrier for the color image in a direction to contact / separate the image carrier. When,
A second cam follower disposed inside the movement path and displaced in the interaxial direction of the driving roller and the driven roller in accordance with the rotation of the second eccentric cam; and the second cam follower in the interaxial direction. A second transmission member that is supported so as to be displaceable in a direction orthogonal to the first transmission member and includes a plurality of recesses at different positions in the inter-axis direction and the direction orthogonal thereto . The change in radius of the eccentric cam of the second eccentric cam at a specific rotation angle is selectively supported by any of the plurality of recesses by the displacement of the second transmission member accompanying the displacement of the second cam follower. Te, the converted to the displacement of contact and separation direction relative to the image bearing member of the transfer member, moving member for monochrome images of moving toward or away from the transfer member to the image carrier facing the image carrier for said monochrome image When
A tension member that is locked to the color image moving member and deforms the moving path of the endless belt in conjunction with the operation of the color image moving member;
The color image moving member is selectively displaced to one of three positions by the rotation of the eccentric cam according to the content of the image forming operation,
The tension member has one end abutting on the inner peripheral surface of the endless belt and supported to be swingable at the other end, and an intermediate portion engaged with the color image moving member via an elastic member. According to the three types of positions of the color image moving member, the angle from the horizontal position is changed in three stages, and the endless belt is respectively at the maximum, intermediate and minimum angles. A path during standby for an image forming operation in which the endless belt is separated from all of the plurality of image carriers and all of the plurality of transfer members, and the endless belt includes all of the plurality of image carriers and The path during full-color image formation that contacts the plurality of transfer members, or the endless belt contacts the image carrier and transfer member for monochrome images and is separated from the image carrier and transfer member for full-color images. An image forming apparatus to any one of path during Nokuro image formation.
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