(57)【要約】      （修正有）【課題】一次転写ローラーの配置を簡易な構成で切り換え可能な中間転写ユニット及びそれを備えたカラー画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写ユニットのローラー接離機構５０は、一次転写ローラー６ａ〜６ｄの回転軸の両端部を回転可能に支持する一対の支持部材３７ａ、３７ｂと、支持部材３７ａ、３７ｂを中間転写ベルトの進行方向に対し垂直に往復移動させる偏芯カム７７と、を有する。支持部材３７ａ、３７ｂは、画像形成部に配置された感光体ドラムに対向配置される一次転写ローラー６ａ〜６ｃの回転軸を回転可能に支持する第１軸受孔と、画像形成部に配置された感光体ドラムに対向配置される一次転写ローラー６ｄの回転軸を回転可能且つ感光体ドラムに対して接近または離間する方向に移動可能に支持する長孔状の第２軸受孔と、を有する。【選択図】図３
2014106442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像形成部に沿って移動する無端状の中間転写ベルトと、
該中間転写ベルトを挟んで前記各画像形成部に配置された像担持体に対向配置され、前記像担持体上に形成されたトナー像を前記中間転写ベルト上に転写する複数の一次転写ローラーと、
該一次転写ローラーの回転軸の両端部を回転可能に支持する一対の支持部材と、該支持部材を前記中間転写ベルトの進行方向に対し垂直に往復移動させる駆動手段と、を有するローラー接離機構と、
を備えた中間転写ユニットにおいて、
前記支持部材は、ブラック以外の画像形成部に配置された像担持体に対向配置されるカラー用一次転写ローラーの回転軸を回転可能に支持する第１軸受孔と、ブラックの画像形成部に配置された像担持体に対向配置されるブラック用一次転写ローラーの回転軸を回転可能且つ像担持体に対して接近または離間する方向に移動可能に支持する長孔状の第２軸受孔と、を有し、
前記各一次転写ローラーの回転軸を像担持体に対して接近する方向に付勢する第１の付勢部材が設けられており、
前記ローラー接離機構は、前記駆動手段により前記支持部材を前記像担持体に最も接近した第１の位置に配置することにより、前記第１の付勢部材の付勢力によって前記カラー用一次転写ローラー及び前記ブラック用一次転写ローラーを前記中間転写ベルトに接触させるカラーモードと、前記支持部材を前記像担持体に対し前記第１の位置から所定量だけ離間した第２の位置に配置することにより、前記カラー用一次転写ローラーを前記中間転写ベルトから離間させるとともに、前記ブラック用一次転写ローラーの前記中間転写ベルトに対する接触状態を維持するモノクロモードと、前記支持部材を前記像担持体から最も離間した第３の位置に配置することにより、前記第１の付勢部材の付勢力に抗して前記ブラック用一次転写ローラーを前記中間転写ベルトから離間させる待機モードと、を切り替え可能としたことを特徴とする中間転写ユニット。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記支持部材を像担持体に対して接近または離間する方向に付勢する第２の付勢部材と、外周面が前記支持部材に接触するように配置される偏芯カムと、を有し、
前記偏芯カムの回転による外径の変化量と、前記第２の付勢部材の付勢力とを用いて、前記支持部材を像担持体に対して接近または離間する方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の中間転写ユニット。
【請求項３】
前記駆動手段は、
前記偏芯カムを回転させるモーターと、
該モーターの出力を減速して前記偏芯カムに伝達するギア列と、
該ギア列に連結される一つのギアと一体形成され、複数のスリットが等間隔で形成されたパルス板と、
前記パルス板と同軸上に独立して回転可能に配置され、前記ギア列に連結される他のギアと噛み合うことで前記パルス板よりも遅い回転速度で回転するホームポジション検出部材と、
発光部と受光部とから成る検出部を有し、該検出部を通過した前記パルス板のスリット数に基づいて前記偏芯カムの回転量を検出するとともに、前記ホームポジション検出部材が前記検出部を遮光するタイミングに基づいて前記偏芯カムのホームポジションを検出するカム位置検出センサーと、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の中間転写ユニット。
【請求項４】
前記ホームポジション検出部材が前記検出部の遮光を解除するとき、前記パルス板のいずれかのスリットが前記検出部を通過することを特徴とする請求項３に記載の中間転写ユニット。
【請求項５】
前記パルス板の回転速度は前記偏芯カムよりも速く、前記ホームポジション検出部材の回転速度は前記偏芯カムよりも遅いことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の中間転写ユニット。
【請求項６】
前記偏芯カムと、前記パルス板と、前記ホームポジション検出部材の位相を合わせて配置するための位相決定手段を有することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の中間転写ユニット。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の中間転写ユニットを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端状の中間転写ベルトに沿って複数の画像形成部を配置し、各色のトナー像を中間転写ベルト上に順次積層して形成されたトナー像を記録媒体上に一度に転写する中間転写方式のカラー画像形成装置に用いられる中間転写ユニット及びそれを備えたタンデム式のカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の画像形成装置が提案されているが、その中に、複数の画像形成部により各色のトナー像を順次重ね合わせてフルカラー画像を形成するタンデム式のカラー画像形成装置がある。さらに、タンデム式のカラー画像形成装置には、無端状の搬送ベルトにより搬送されてくる記録媒体上に各画像形成部で形成されたトナー像を転写する直接転写方式と、複数の画像形成部により無端状の中間転写ベルト上にトナー像を順次重ね合わせた（一次転写した）後、記録媒体上に一度に転写（二次転写）する中間転写方式とがある。
【０００３】
中間転写方式のタンデム式カラー画像形成装置では、モノクロ画像を出力するモノクロモードにおいてはブラックトナーのみを用いた画像形成が行われる。このモノクロモード時にブラック以外のイエロー、マゼンタ、シアンの各画像形成部の像担持体を中間転写ベルトに接触させたままにすると、イエロー、マゼンタ、シアンの像担持体に接触することで中間転写ベルトが汚れたり、中間転写ベルトの駆動トルクが不必要に大きくなったりする不具合が発生する。
【０００４】
そこで、モノクロモード時にブラック以外のイエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部の像担持体を中間転写ベルトから離間させる方法が提案されている。例えば特許文献１には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの像担持体に中間転写ベルトを挟んで一次転写ローラーの一部または全てを接触させる接触モードと、全ての一次転写ローラーを離間させる離間モードとを切り換え可能とした画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７９５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の転写ローラー駆動ユニットは、モーターの動力が伝達されるシャフトに設けられた第１カムおよび第２カムと、第１カムの回転に応じて往復動する少なくとも１つの第１レバーと、第２カムの回転に応じて往復動する少なくとも１つの第２レバーと、第１レバーの往動に連動することにより、各１次転写ローラーのうち少なくとも１つの１次転写ローラーに係合してその１次転写ローラーを転写ベルトと反対側に移動させ、かつ第１レバーの複動に連動することにより、１次転写ローラーとの係合を解除してその１次転写ローラーを転写ベルト側に移動させる少なくとも１つの第１フックと、第２レバーの往動に連動することにより、各１次転写ローラーのうち第１フックの係合対象ではない残りの１次転写ローラーに係合してその１次転写ローラーを転写ベルトと反対側に移動させ、かつ第２レバーの複動に連動することにより、残りの１次転写ローラーとの係合を解除してその１次転写ローラーを転写ベルト側に移動させる少なくとも１つの第２フックと、で構成されている。
【０００７】
そのため、転写ローラー駆動ユニットの構成が複雑で部品点数も多く、転写ローラー駆動ユニット及びそれが搭載される画像形成装置が大型化するという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、一次転写ローラーの配置を簡易な構成で切り換え可能な中間転写ユニット及びそれを備えたカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、複数の画像形成部に沿って移動する無端状の中間転写ベルトと、複数の一次転写ローラーと、ローラー接離機構と、を備えた中間転写ユニットである。ローラー接離機構は、一次転写ローラーの回転軸の両端部を回転可能に支持する一対の支持部材と、該支持部材を中間転写ベルトの進行方向に対し垂直に往復移動させる駆動手段と、を有する。支持部材は、ブラック以外の画像形成部に配置された像担持体に対向配置されるカラー用一次転写ローラーの回転軸を回転可能に支持する第１軸受孔と、ブラックの画像形成部に配置された像担持体に対向配置されるブラック用一次転写ローラーの回転軸を回転可能且つ像担持体に対して接近または離間する方向に移動可能に支持する長孔状の第２軸受孔と、を有し、各一次転写ローラーの回転軸を像担持体に対して接近する方向に付勢する第１の付勢部材が設けられている。ローラー接離機構は、駆動手段により支持部材を像担持体に最も接近した第１の位置に配置することにより、第１の付勢部材の付勢力によってカラー用一次転写ローラー及びブラック用一次転写ローラーを中間転写ベルトに接触させるカラーモードと、支持部材を像担持体に対し第１の位置から所定量だけ離間した第２の位置に配置することにより、カラー用一次転写ローラーを中間転写ベルトから離間させるとともに、ブラック用一次転写ローラーの中間転写ベルトに対する接触状態を維持するモノクロモードと、支持部材を像担持体から最も離間した第３の位置に配置することにより、第１の付勢部材の付勢力に抗してブラック用一次転写ローラーを中間転写ベルトから離間させる待機モードと、を切り替え可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の構成によれば、ブラック用の一次転写ローラーの回転軸を支持する支持部材の第２軸受孔を長孔状とすることで、支持部材の配置を３段階に切り替えるだけで、カラー用一次転写ローラー及びブラック用一次転写ローラーが中間転写ベルトに接触したカラーモード、ブラック用一次転写ローラーのみが中間転写ベルトに接触したモノクロモード、及びカラー用一次転写ローラー及びブラック用一次転写ローラーが中間転写ベルトから離間した待機モードの３つのモードに切り替え可能となり、ローラー接離機構の構成が簡単なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の中間転写ユニットが搭載されるカラープリンター１００の構成を示す概略側面図
【図２】本発明の中間転写ユニットを下方向から見た外観斜視図
【図３】中間転写ユニット３０内のローラー接離機構を示す斜視図
【図４】本発明の中間転写ユニット３０のローラー接離機構を構成する支持部材３７ａの側面図
【図５】カム駆動機構７０を構成する偏芯カム７７の正面図
【図６】ローラー接離機構５０を構成するカム駆動機構７０を偏芯カム７７の表面側から見た部分斜視図
【図７】ローラー接離機構５０を構成するカム駆動機構７０を偏芯カム７７の裏面側から見た部分斜視図
【図８】偏芯カム７７のホームポジションを検出する前のパルス板８０とホームポジション検出部材８１との関係を示す正面図
【図９】偏芯カム７７の回転角の検出を開始する際のパルス板８０とホームポジション検出部材８１との関係を示す正面図
【図１０】カラーモードにおけるローラー接離機構５０の動作状態及び一次転写ローラー６ａ〜６ｄの配置を示す側面図
【図１１】モノクロモードにおけるローラー接離機構５０の動作状態及び一次転写ローラー６ａ〜６ｄの配置を示す側面図
【図１２】待機モードにおけるローラー接離機構５０の動作状態及び一次転写ローラー６ａ〜６ｄの配置を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の中間転写ユニットが搭載される画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタ及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの画像を順次形成する。
【００１３】
これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳される。そして、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像が、二次転写ローラー９の作用によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写される。さらに、転写紙Ｐ上に二次転写されたトナー像が定着ユニット１３において転写紙Ｐ上に定着された後、転写紙Ｐが装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００１４】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａ及びレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と後述する中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。
【００１５】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング部７ａ、７ｂ、７ｃ及び７ｄが設けられている。
【００１６】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００１７】
そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄに所定の転写電圧を付与することにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング部７ａ〜７ｄにより除去される。
【００１８】
中間転写ベルト８は、上流側のテンションローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されており、駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が転写紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは用紙搬送路１８を通過して定着ユニット１３へと搬送される。
【００１９】
定着ユニット１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００２０】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着ユニット１３を通過した転写紙Ｐは一旦排出ローラー１５方向に搬送され、転写紙Ｐの後端が分岐部１４を通過した後に排出ローラー１５を逆回転させるとともに分岐部１４の搬送方向を切り換えることで、転写紙Ｐの後端から両面搬送路２０に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ニップ部に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着ユニット１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００２１】
図２は、図１に示した画像形成装置１００に搭載される本発明の中間転写ユニット３０を下方向から見た外観斜視図、図３は、中間転写ユニット３０内のローラー接離機構５０を示す斜視図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２２】
中間転写ユニット３０は、２枚の側面フレーム３１、３２及び上面フレーム（図示せず）で構成されるユニット本体と、側面フレーム３１、３２の間に支持された一次転写ローラー６ａ〜６ｄ、テンションローラー１０、駆動ローラー１１と、これらの各ローラーに張架された無端状の中間転写ベルト８等により構成されている。また、中間転写ユニット３０の引き出し側端部（図２の右端部）には一対のハンドル（把持部）３５ａ、３５ｂが設けられている。
【００２３】
図３に示すローラー接離機構５０において、一次転写ローラー６ａ〜６ｄの回転軸６ａａ〜６ｄａ（図１０参照）の両端は、中間転写ユニット３０の側面フレーム３１、３２の内側に沿って配置される支持部材３７ａ、３７ｂに支持されている。一次転写ローラー６ｄと支持部材３７ａ、３７ｂとの間には、回転軸６ａａ〜６ｄａが遊嵌される樹脂製の軸受部材（図示せず）が配置されており、軸受部材には第１コイルバネ４０の一端が固定されている。第１コイルバネ４０は圧縮バネであり、軸受部材を介して一次転写ローラー６ａ〜６ｄの回転軸６ａａ〜６ｄａを下向きに付勢している。
【００２４】
各支持部材３７ａ、３７ｂの上面２箇所には、それぞれ２本ずつ、計４本の第２コイルバネ４１の一端（下端）が固定されている。第２コイルバネ４１の他端（上端）は中間転写ユニット３０の上面フレームに固定されている。第１コイルバネ４０、第２コイルバネ４１のバネ定数は、第１コイルバネ４０から一次転写ローラー６ｄに作用する下向きの付勢力が、第２コイルバネ４１から支持部材３７ａ、３７ｂに作用する上向きの付勢力よりも小さくなるように設定される。
【００２５】
図４は、本発明の中間転写ユニット３０のローラー接離機構５０を構成する支持部材３７ａの側面図である。なお、支持部材３７ｂは支持部材３７ａと左右対称形である以外は同様の構成であるため説明を省略する。支持部材３７ａは樹脂製の棒状部材であり、一次転写ローラー６ａ〜６ｃの回転軸６ａａ〜６ｃａ（図１０参照）を回転可能に支持する第１軸受孔４５ａ〜４５ｃと、一次転写ローラー６ｄの回転軸６ｄａを支持する第２軸受孔４５ｄとが形成されている。第１軸受孔４５ａ〜４５ｃは丸孔に形成されており、第２軸受孔４５ｄは上下方向に延在する長孔状に形成されている。
【００２６】
また、支持部材３７ａ、３７ｂの上面には、一対の偏芯カム７７が当接している。各偏芯カム７７はカムシャフト４３で連結されており、位相を合わせてカムシャフト４３の両端に固定されている。
【００２７】
図５は、偏芯カム７７の正面図、図６及び図７は、ローラー接離機構５０を構成するカム駆動機構７０を偏芯カム７７の表面側及び裏面側から見た部分斜視図である。なお、カム駆動機構７０は一方（ここでは支持部材３７ａに当接する側）の偏芯カム７７のみに設けられており、他方（支持部材３７ｂに当接する側）の偏芯カム７７にはカムシャフト４３を介してカム駆動機構７０の駆動力が伝達される。
【００２８】
図５に示すように、偏芯カム７７は二段ギア７５の回転軸７５ｃを中心として一体形成されており、回転軸７５ｃから外周面までの距離（外径）が徐々に変化するような形状となっている。そして、偏芯カム７７は、支持部材３７ａ（図４参照）の上面に接触するように配置されている。
【００２９】
本実施形態では、回転軸７５ｃからの距離が最も大きい大径部７７ａと、回転軸７５ｃからの距離が最も小さい小径部７７ｂと、回転軸７５ｃからの距離が大径部７７ａと小径部７７ｂとの間にある中径部７７ｃとを用いて支持部材３７ａ、３７ｂ（図３参照）を上下方向に移動させ、一次転写ローラー６ａ〜６ｄの配置を切り換える。一次転写ローラー６ａ〜６ｄの配置を切り換える方法については後述する。
【００３０】
図６に示すように、カム駆動機構７０は、カム駆動モーター６０と、カム駆動モーター６０の駆動出力軸に固定されたウォームギア７１と、ウォームギア７１に噛み合うギア歯が形成されたウォームホイル７２と、ウォームホイル７２と噛み合う多段ギア７３と、多段ギア７３に噛み合う大径ギア部７５ａと、小径ギア部７５ｂとを有する二段ギア７５と、二段ギア７５の回転軸７５ｃを中心として一体形成された偏芯カム７７とで構成されている。
【００３１】
図７に示すように、多段ギア７３には、偏芯カム７７の位置（回転角）を検出するための多数のスリット８０ａが等間隔で形成されたパルス板８０が一体形成されている。また、多段ギア７３にはギア歯の形成されていない軸受け面が設けられており、この軸受け面には偏芯カム７７の基準位置（ホームポジション）を検出するためのホームポジション検出部材８１が回転自在に支持されている。ホームポジション検出部材８１の外周面には、二段ギア７５の小径ギア部７５ｂと噛み合うギア歯が形成されている。
【００３２】
また、多段ギア７３の斜め上方には、偏芯カム７７のホームポジション及びカム位置（回転角）を検出するカム位置検出センサー８３が配置されている。カム位置検出センサー８３は、ＰＩ（フォトインタラプター）センサーであり、発光部及び受光部が設けられたコ字型の検出部８３ａでパルス板８０及びホームポジション検出部材８１の外周縁近傍を表裏方向から挟むように配置されている。
【００３３】
上記構成により、多段ギア７３の回転に伴い、パルス板８０及びホームポジション検出部材８１はそれぞれ多段ギア７３と同方向に異なる速度で回転する。ここでは、ホームポジション検出部材８１の回転速度がパルス板８０（多段ギア７３）の回転速度の１／９となるように、多段ギア７３及び二段ギア７５のギア比が設定されている。多段ギア７３、二段ギア７５、及びホームポジション検出部材８１の位相は、遮光部８１ａが検出部８３ａの光路を開放状態から遮光状態に切り換えるとき、偏芯カム７７がホームポジションとなるように調整されている。ここでは偏芯カム７７の小径部７７ｂが支持部材３７ａの上面と接触する位置をホームポジションとしている。
【００３４】
図８は、偏芯カム７７のホームポジションを検出する前のパルス板８０とホームポジション検出部材８１との関係を示す正面図であり、図９は、偏芯カム７７の回転角の検出を開始する際のパルス板８０とホームポジション検出部材８１との関係を示す正面図である。図６〜図９を参照しながら、偏芯カム７７のホームポジション及びカム位置（回転角）を検出する方法について詳述する。
【００３５】
偏芯カム７７のホームポジションを検出する場合は、カム駆動モーター６０を駆動して多段ギア７３を図８の時計回り方向に回転させることにより、多段ギア７３と一体形成されたパルス板８０も時計回り方向に回転する。また、多段ギア７３と噛み合う二段ギア７５が反時計回り方向に回転するため、二段ギア７５の小径ギア部７５ｂと噛み合うホームポジション検出部材８１も多段ギア７３の１／９の回転速度で時計回り方向に回転する。即ち、ホームポジション検出部材８１は遮光部８１ａがカム位置検出センサー８３の検出部８３ａに近づく方向に回転する。
【００３６】
ホームポジション検出部材８１の遮光部８１ａがカム位置検出センサー８３の検出部８３ａに到達するまでは、パルス板８０のスリット８０ａが一定間隔で検出部８３ａを通過するため、検出部８３ａの受光信号レベルが一定のタイミングでＬＯＷ（ＯＦＦ状態）及びＨＩＧＨ（ＯＮ状態）に切り換わる。そして、遮光部８１ａが検出部８３ａの光路を遮断する位置までホームポジション検出部材８１が回転すると、検出部８３ａの受光信号レベルがＬＯＷ（ＯＦＦ状態）のまま維持される。
【００３７】
従って、検出部８３ａの受光信号レベルが所定時間以上ＬＯＷとなった時点でカム駆動モーター６０の駆動を停止することにより、偏芯カム７７がホームポジションに配置される。なお、遮光部８１ａが検出部８３ａの光路を遮断してから所定時間後に偏芯カム７７の回転が停止するため、厳密には偏芯カム７７はホームポジションから所定量だけ回転した位置に配置される。しかし、後述するように偏芯カム７７の回転角は常にホームポジションを基準として検出されるため問題はない。
【００３８】
また、偏芯カム７７の回転角を検出する場合は、遮光部８１ａが検出部８３ａの光路を遮断している状態でカム駆動モーター６０を逆回転させて、多段ギア７３を図９の反時計回り方向に回転させる。その結果、多段ギア７３と噛み合う二段ギア７５が時計回り方向に回転するため、二段ギア７５の小径ギア部７５ｂと噛み合うホームポジション検出部材８１も多段ギア７３の１／９の回転速度で反時計回り方向に回転する。即ち、ホームポジション検出部材８１は検出部８３ａの光路を遮断していた遮光部８１ａが光路を開放する方向に回転する。また、二段ギア７５は図６の時計回り方向に回転するため、支持部材３７ａの上面と接触する偏芯カム７７の径は徐々に大きくなる。
【００３９】
ここで、図９に示すように、遮光部８１ａが検出部８３ａの光路を開放したとき、パルス板８０のいずれかのスリット８０ａ（ここではスリット８０ａａ）が検出部８３ａの光路を通過するように位相が調整されている。そのため、検出部８３ａの受光信号レベルがＬＯＷ（ＯＦＦ状態）からＨＩＧＨ（ＯＮ状態）に切り換わった時点をホームポジションとし、その後のスリット８０ａの通過によって受光信号レベルがＬＯＷからＨＩＧＨへ切り換わる回数をカウントすることにより、パルス板８０の回転角を検出し、それに基づいて偏芯カム７７の回転角を検出することができる。
【００４０】
なお、カム駆動機構７０を組み立てる際は、ホームポジション検出部材８１の側面に形成された位相調整孔８５に調整ピンを挿入し、多段ギア７３の側面に形成された位相調整孔（図示せず）に調整ピンが係合するように多段ギア７３とホームポジション検出部材８１の位相を合わせる。次に、二段ギア７５の外周縁に形成された突起８７が多段ギア７３の回転軸に形成された凹部８９に対向するように多段ギア７３と二段ギア７５の位相を合わせる。これにより、偏芯カム７７（二段ギア７５）、パルス板８０、ホームポジション検出部材８１の３部材が予め所定の位相となるように組み立てることができる。
【００４１】
上記の構成によれば、パルス板８０とホームポジション検出部材８１とが多段ギア７３にまとめて配置されているため、偏芯カム７７のホームポジション及び回転角をコンパクトな構成で検出することができ、装置の省スペース化を図ることができる。また、一つのカム位置検出センサー８３でホームポジション及び回転角を検出可能となるため、高価なＰＩセンサーを複数設ける必要がなくなり、カム駆動モーター６０として安価なＤＣブラシモータを使用できるためコスト面においても有利となる。
【００４２】
また、パルス板８０の回転速度は偏芯カム７７よりも速いため、パルス板８０の隣接するスリット８０ａが検出部８３ａを通過する時間当たりの偏芯カム７７の回転角変化は小さくなる。従って、パルス板８０の直径を大きくすることなく分解能を高めることができ、偏芯カム７７の回転角を精度良く検出することができる。
【００４３】
一方、ホームポジション検出部材８１の回転速度は偏芯カム７７よりも遅いため、ホームポジション検出部材８１の遮光部８１ａが光路を開放した後、偏芯カム７７の回転範囲内で再び遮光部８１ａが検出部８３ａを遮光してしまうおそれがなくなる。従って、偏芯カム７７の回転範囲の全域に亘って回転角を精度良く検出することができる。
【００４４】
次に、本発明の中間転写ユニット３０における一次転写ローラー６ａ〜６ｄの動作について説明する。図１０は、カラー画像を出力するカラーモードにおける一次転写ローラー６ａ〜６ｄの配置を示す側面図である。なお、ここでは中間転写ベルト８、テンションローラー１０、駆動ローラー１１は記載を省略している。
【００４５】
カラーモードにおいては、４つの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄで画像形成を行うため、４本の一次転写ローラー６ａ〜６ｄを、それぞれ中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ａ〜１ｄに圧接する必要がある。そこで、カム駆動モーター６０（図６参照）を所定量だけ駆動して、偏芯カム７７を大径部７７ａが支持部材３７ａ、３７ｂに接触する位置まで回転させる。
【００４６】
これにより、支持部材３７ａ、３７ｂは第２コイルバネ４１の上向きの付勢力に抗して感光体ドラム１ａ〜１ｄに最も近接した位置（第１の位置）まで押し下げられ、一次転写ローラー６ａ〜６ｃの回転軸６ａａ〜６ｃａは支持部材３７ａ、３７ｂと共に下降し、中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ａ〜１ｃに接触する。ここで、回転軸６ａａ〜６ｃａは軸受部材（図示せず）を介して第１コイルバネ４０（図３参照）によって下向きに付勢されているため、回転軸６ａａ〜６ｃａと第１軸受孔４５ａ〜４５ｄとの遊び（ガタ）の範囲で一次転写ローラー６ａ〜６ｃ第１コイルバネ４０の付勢力が作用する。従って、感光体ドラム１ａ〜１ｃに対する一次転写ローラー６ａ〜６ｃの接触圧が常に一定に調整される。
【００４７】
また、一次転写ローラー６ｄの回転軸６ｄａは支持部材３７ａ、３７ｂの長孔状の第２軸受孔４５ｄに係合しているため、一次転写ローラー６ｄは支持部材３７ａ、３７ｂと共に下降しない。しかし、回転軸６ｄａは軸受部材を介して第１コイルバネ４０で下向きに付勢されているため、一次転写ローラー６ｄは中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ｄに接触する。その結果、一次転写ローラー６ａ〜６ｄは所定の圧力で中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ａ〜１ｄに圧接される。
【００４８】
図１１は、モノクロ画像を出力するモノクロモードにおける一次転写ローラー６ａ〜６ｄの配置を示す側面図である。モノクロモードにおいては、ブラックの画像形成部Ｐｄのみを用いて画像形成を行うため、一次転写ローラー６ｄのみを、中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ｄに圧接する必要がある。そこで、カラーモードからカム駆動モーター６０を所定量だけ駆動して、偏芯カム７７を中径部７７ｃが支持部材３７ａ、３７ｂに接触する位置まで回転させる。
【００４９】
これにより、第２コイルバネ４１の付勢力によって、偏芯カム７７の外径の変化分だけ支持部材３７ａ、３７ｂが上昇し、支持部材３７ａ、３７ｂは感光体ドラム１ａ〜１ｃに対して第１の位置から所定距離だけ離間した位置（第２の位置）に配置される。一次転写ローラー６ａ〜６ｃの回転軸６ａａ〜６ｃａは支持部材３７ａ、３７ｂと共に上昇するため、一次転写ローラー６ａ〜６ｃが中間転写ベルト８から離間する。また、一次転写ローラー６ｄの回転軸６ｄａは支持部材３７ａ、３７ｂの長孔状の第２軸受孔４５ｄに係合しているため、一次転写ローラー６ｄは支持部材３７ａ、３７ｂと共に上昇せず、第１コイルバネ４０の下向きの付勢力によって中間転写ベルト８を介した感光体ドラム１ｄへの接触状態が維持される。
【００５０】
従って、感光体ドラム１ａ〜１ｃ表面の残留トナーによる中間転写ベルト８の汚れを防止することができる。また、中間転写ベルト８を回動する駆動ローラー１１の駆動トルクが不必要に増大するおそれもなくなる。
【００５１】
図１２は、画像を出力しない待機モードにおける一次転写ローラー６ａ〜６ｄの配置を示す側面図である。待機モードにおいては、モノクロモードからカム駆動モーター６０をさらに駆動させて、偏芯カム７７を小径部７７ｂが支持部材３７ａ、３７ｂに接触する位置まで回転させる。
【００５２】
これにより、第２コイルバネ４１の付勢力によって、偏芯カム７７の外径の変化分だけ支持部材３７ａ、３７ｂがさらに上昇し、支持部材３７ａ、３７ｂは感光体ドラム１ａ〜１ｃから最も離間した位置（第３の位置）に配置される。ここで、一次転写ローラー６ｄを下向きに付勢する第１コイルバネ４０の付勢力は支持部材３７ａ、３７ｂを上向きに付勢する第２コイルバネ４１の付勢力よりも小さいため、一次転写ローラー６ｄの回転軸６ｄａは第２軸受孔４５ｄの下端部に押し上げられ、一次転写ローラー６ｄが中間転写ベルト８から離間する。その結果、中間転写ベルト８に付与されていたテンションが緩められ、中間転写ベルト８の変形や伸びを防止することができる。
【００５３】
本実施形態によれば、カラーモード、モノクロモード、及び待機モードの３つのモードにおける一次転写ローラー６ａ〜６ｄの配置を１つのカム駆動モーター６０を用いて変更できるため、一次転写ローラー６ａ〜６ｄ押圧または押圧解除のための制御を簡素化することができ、画像形成装置１００の低コスト化を図ることができる。
【００５４】
また、ブラック用の一次転写ローラー６ｄの回転軸６ｄａを支持する支持部材３７ａ、３７ｂの第２軸受孔４５ｄを長孔状とすることで、支持部材３７ａ、３７ｂの配置を上下方向の３段階に切り替えるだけで、カラーモード、モノクロモード、及び待機モードの３つのモードに切り替え可能となり、ローラー接離機構５０の構成が簡単なものとなる。
【００５５】
また、カム駆動機構７０を構成するパルス板８０とホームポジション検出部材８１とを同軸上にまとめて配置し、ホームポジション検出部材８１の回転速度をパルス板８０よりも遅くすることにより、偏芯カム７７のホームポジション及び回転角をコンパクトな構成で精度良く検出することができ、カム駆動機構７０の省スペース化を図ることができる。また、一つのカム位置検出センサー８３でホームポジション及び回転角を検出可能となるため、高価なＰＩセンサーを複数設ける必要がなくなり、カム駆動モーター６０として安価なブラシモータを使用できるためコスト面においても有利となる。
【００５６】
また、カム位置検出センサー８３の検出部８３ａを遮光していたホームポジション検出部材８１が検出部８３ａの遮光を解除するとき、パルス板８０のいずれかのスリット８０ａが検出部８３ａを通過することにより、検出部８３ａの受光信号レベルがＬＯＷ（ＯＦＦ状態）からＨＩＧＨ（ＯＮ状態）に切り換わった時点をホームポジションとして確実に検出できる。
【００５７】
また、パルス板８０の回転速度を偏芯カム７７よりも速く、ホームポジション検出部材８１の回転速度を偏芯カム７７よりも遅くすることにより、パルス板８０の直径を大きくすることなく分解能を高めることができ、偏芯カム７７の回転角を精度良く検出することができる。また、偏芯カム７７の回転範囲内でホームポジション検出部材８１が再び検出部８３ａを遮光して偏芯カム７７の回転角の検出を妨げるおそれがなくなる。さらに、偏芯カム７７と、パルス板８０と、ホームポジション検出部材８１の位相を合わせる位相決定手段を設けたので、カム駆動機構７０の組み立て作業性が向上する。
【００５８】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色に対応する画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの配置順序は任意に設定可能である。また、上記実施形態では偏芯カム７７の回転により第２コイルバネ４１の付勢力に抗して支持部材３７ａ、３７ｂを押し下げる構成としたが、偏芯カム７７を支持部材３７ａ、３７ｂの下面に当接するように配置し、偏芯カム７７が第２コイルバネ４１の付勢力に抗して支持部材３７ａ、３７ｂを押し上げる構成としても良い。この場合、第１コイルバネ４０の付勢力は第２コイルバネ４１より大きくても構わない。
【００５９】
また、本発明の中間転写ユニット３０が搭載される画像形成装置として、ここではカラープリンター１００を例に挙げて説明したが、本発明はカラー複写機、ファクシミリ等、中間転写ベルトを用いる種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、駆動ローラーとテンションローラーと一次転写ローラーとを含む複数のローラーに張架され、各画像形成部に沿って移動する無端状の中間転写ベルトを備えたタンデム式のカラー画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、一次転写ローラーの配置を切り換えるローラー接離機構が簡単な構成となり、部品点数も削減できるため、低コストでコンパクトな中間転写ユニット及び画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６１】
Ｐａ〜Ｐｄ        画像形成部
１ａ〜１ｄ        感光体ドラム（像担持体）
６ａ〜６ｃ        一次転写ローラー（カラー用）
６ｄ              一次転写ローラー（ブラック用）
８                中間転写ベルト
９                二次転写ローラー
３０              中間転写ユニット
３７ａ、３７ｂ    支持部材
４０              第１コイルバネ（第１の付勢部材）
４１              第２コイルバネ（第２の付勢部材）
４５ａ〜４５ｃ    第１軸受孔
４５ｄ            第２軸受孔
５０              ローラー接離機構
６０              カム駆動モーター
７０              カム駆動機構
７７              偏芯カム
８０              パルス板
８０ａ            スリット
８１              ホームポジション検出部材
８３              カム位置検出センサー
８３ａ            検出部
８５              位置調整孔（位相決定手段）
８７              突起（位相決定手段）
８９              凹部（位相決定手段）
１００            カラープリンター
【図３】
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【図４】
2014106442.tif 000004
【図９】
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【図１０】
2014106442.tif 000006
【図１１】
2014106442.tif 000007
【図１２】
2014106442.tif 000008
【図１】
2014106442.tif 000009
【図２】
2014106442.tif 000010
【図５】
2014106442.tif 000011
【図６】
2014106442.tif 000012
【図７】
2014106442.tif 000013
【図８】
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