(57)【要約】【課題】転写ベルト装置をカラー画像用の転写ユニット、モノクロ画像用の転写ユニットを用いて構成し、複数の機種のそれぞれにおいて転写ユニットの部品の共通化を図って機種の増加に伴う部品の種類の増加を低減し、さらに組立て方法も共通化することで、コストアップを抑制しつつ機種展開を図る。【解決手段】モノクロ画像用の一次転写ローラ１３ａが支持されるモノクロ画像用フレーム５０ａを有する第１転写ユニット７０ａと、複数のカラー画像用の一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄが支持されるカラー画像用フレーム５０ｂを有する第２転写ユニット７０ｂと、をモノクロ画像用フレーム５０ａ及びカラー画像用フレーム５０ｂで連結する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラで張架され、一定方向に沿って並列に配置されたモノクロ画像用の像担持体及び複数のカラー画像用の像担持体に対向して記録媒体又は現像剤像が搬送される搬送経路を形成する無端状の転写ベルトを備え、
前記モノクロ画像用の像担持体に形成される現像剤像を前記記録媒体又は前記転写ベルトの外周面上に転写するモノクロ画像用の転写部材が支持される第１連結部材を有する第１転写ユニットと、
前記複数のカラー画像用の像担持体のそれぞれにおいて形成される現像剤像を前記記録媒体又は前記転写ベルトの外周面上に転写する複数のカラー画像用の転写部材が支持される第２連結部材を有する第２転写ユニットと、を前記第１連結部材及び前記第２連結部材を介して連結したことを特徴とする転写ベルト装置。
【請求項２】
前記第１転写ユニット及び前記第２転写ユニットは、それぞれ前記複数のローラのうちの少なくとも１つを備え、前記複数のローラの軸方向に平行な軸において連結し、
前記第１転写ユニット又は前記第２転写ユニットは、前記軸を中心に前記第２転写ユニット又は前記第１転写ユニットに対して揺動自在であることを特徴とする請求項１に記載の転写ベルト装置。
【請求項３】
前記複数のローラのうちの１つは前記転写ベルトを回転駆動する駆動ローラであり、
前記モノクロ画像用の転写部材及び前記複数のカラー画像用の転写部材は、前記第１転写ユニット及び前記第２転写ユニットの長手方向が前記一定方向に平行である平行状態における互いの配置間隔が前記駆動ローラの外周の長さの整数倍に略等しいことを特徴とする請求項１に記載の転写ベルト装置。
【請求項４】
前記第１連結部材及び前記第２連結部材は、同一形状であることを特徴とする請求項１に記載の転写ベルト装置。
【請求項５】
前記複数のカラー画像用の転写部材の配置間隔は、前記平行状態における前記モノクロ画像用の転写部材と前記複数のカラー画像用の転写部材のうちの前記モノクロ画像用の転写部材の隣に位置するカラー画像用の転写部材との配置間隔よりも短いことを特徴とする請求項３に記載の転写ベルト装置。
【請求項６】
モノクロ画像用の現像剤像を形成するモノクロ画像用の像担持体と、
カラー画像用の現像剤像を形成する複数のカラー画像用の像担持体と、
請求項１〜５の何れかに記載の転写ベルト装置と、を備え、
前記モノクロ画像用の像担持体に形成されたモノクロ画像用の現像剤像及び前記複数のカラー画像用の像担持体のそれぞれに形成された複数のカラー画像用の現像剤像を前記転写ベルトに転写した後、記録媒体に転写することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
モノクロ画像用の現像剤像を形成するモノクロ画像用の像担持体と、
カラー画像用の現像剤像を形成する複数のカラー画像用の像担持体と、
請求項１〜５の何れかに記載の転写ベルト装置と、を備え、
前記モノクロ画像用の像担持体に形成されたモノクロ画像用の現像剤像及び前記複数のカラー画像用の像担持体のそれぞれに形成された複数のカラー画像用の現像剤像を前記転写ベルトに搬送される前記記録媒体に転写することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、像担持体に形成された現像剤像を記録媒体又は転写ベルトに転写する転写ベルト装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置はカラー化と高速化の２つの局面から開発が活発に行われている。画像形成装置のカラー化は画像形成ステーションを１つ用いた４回転プロセス方式から、高速化の可能な複数の画像形成ステーションを備えたタンデム方式が主流となってきている。
【０００３】
タンデム方式の画像形成装置は、記録媒体又は現像剤像が搬送される搬送経路を形成する無端状の転写ベルトを有した転写ベルト装置、及び、上記搬送経路に沿って並列に配置された各色相に対応した複数の画像形成ステーションを備え、カラー画像形成だけでなくモノクロ（白黒）画像形成も可能である。
【０００４】
また、タンデム方式の画像形成装置は、カラー画像形成を行うカラー画像形成モード及びモノクロ画像形成を行うモノクロ画像形成モードのそれぞれについて異なる画像形成能力を設定することができる。
【０００５】
例えば、カラー画像形成モードよりもモノクロ画像形成モードでの画像形成速度を速くし、モノクロ画像形成モードでの画像形成ボリュームを多くした構成のものがある。また、モノクロ画像用の像担持体の直径をカラー画像用の像担持体の直径よりも大きくしてモノクロ画像用の像担持体の使用可能期間をカラー画像用の像担持体の使用可能期間と同等にした構成のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
これは、一般に１の画像形成装置においてカラー画像形成よりもモノクロ画像形成を行う方が頻度が高い。また、モノクロ画像用の画像形成ステーションに含まれるモノクロ画像用の像担持体は、カラー画像形成及びモノクロ画像形成のどちらにおいても使用されるので、カラー画像用の画像形成ステーションに含まれるカラー画像用の像担持体に比べ使用頻度が高い。そのため、モノクロ画像用の像担持体の方が、カラー画像用の像担持体に比べ、同じ寿命であったとしても使用可能期間が短くなるからである。
【０００７】
したがって、タンデム方式の画像形成装置の各機種毎にモノクロ画像形成モードでの画像形成速度を変更する等の画像形成能力の仕様を設定することが可能である。また、機種毎に異なる画像形成能力の仕様を設定するためには、通常は画像形成装置の機種毎に、目的に合わせてカラー画像用及びモノクロ画像用の画像形成ステーションや転写ベルト装置の仕様を設計している。
【０００８】
一方、タンデム方式の画像形成装置に備えられる転写ベルト装置は、転写ベルトを張架する複数のローラ、この複数のローラを支持する転写ユニット等から構成されている。転写ユニットは、転写ベルトの内側に配置され、複数の転写ローラ等から構成されている。転写ローラは、転写ベルトを介して各画像形成ステーションの像担持体に対向するように配置され、各画像形成ステーションの像担持体の表面に形成された現像剤像を転写ベルトの外周面上を搬送される記録媒体や転写ベルトの外周面上に転写する。
【０００９】
上述のように転写ベルトは、転写ユニットに支持された複数のローラによって張架されているので、転写ベルトを転写ユニットから取り外して新しいものに交換する作業に手間がかかっていた。そこで、近年の転写ベルト装置には、転写ユニットを第１転写ユニット及び第２転写ユニットの２つを上記の複数のローラの軸方向に平行な軸で揺動自在に連結した構成のものがある（例えば、特許文献２，３参照。）。
【００１０】
これにより、第１転写ユニット又は第２転写ユニットを揺動させてＶ字形状にすることで張架された転写ベルトが緩まり、転写ベルトの交換が容易となる。
【特許文献１】特開２０００−２４２０５７公報
【特許文献２】特開平８−６９２３８号公報
【特許文献３】特開２００４−１０９２６７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述のようなタンデム方式の画像形成装置では、機種毎に仕様の異なる画像形成ステーションや転写ベルト装置をそれぞれ設計して供給しているので、生産コストや組立てコストが高くなってしまう問題がある。
【００１２】
また、特許文献２，３の構成についても、第１転写ユニット及び第２転写ユニットを揺動自在に連結させて転写ベルトを張架しているが、各転写ユニットをカラー画像用及びモノクロ画像用に構成していないので、上述したように機種毎に仕様の異なる転写ベルト装置を設計して供給しており、上述と同様の問題が生じる。
【００１３】
この発明の目的は、転写ベルト装置をカラー画像用の転写ユニット、モノクロ画像用の転写ユニットを用いて構成し、複数の機種のそれぞれにおいて転写ユニットの部品の共通化を図って機種の増加に伴う部品の種類の増加を低減し、さらに組立て方法も共通化することで、コストアップを抑制しつつ機種展開を図ることができる転写ベルト装置及びこの転写ベルト装置を備えた画像形成装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。
【００１５】
（１）複数のローラで張架され、一定方向に沿って並列に配置されたモノクロ画像用の像担持体及び複数のカラー画像用の像担持体に対向して記録媒体又は現像剤像が搬送される搬送経路を形成する無端状の転写ベルトを備え、
前記モノクロ画像用の像担持体に形成される現像剤像を前記記録媒体又は前記転写ベルトの外周面上に転写するモノクロ画像用の転写部材が支持される第１連結部材を有する第１転写ユニットと、
前記複数のカラー画像用の像担持体のそれぞれにおいて形成される現像剤像を前記記録媒体又は前記転写ベルトの外周面上に転写する複数のカラー画像用の転写部材が支持される第２連結部材を有する第２転写ユニットと、を前記第１連結部材及び前記第２連結部材を介して連結したことを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、第１連結部材及び第２連結部材によってモノクロ画像用の第１転写ユニット及びカラー画像用の第２転写ユニットが連結された状態で、モノクロ画像用の転写部材及びカラー画像用の転写部材によって記録媒体又は転写ベルトの外周面上に現像剤像が転写される。
【００１７】
したがって、第１連結部材を有する第１転写ユニット及び第２連結部材を有する第２転写ユニットであれば、１の第１転写ユニット又は第２転写ユニットに対し、互いに異なる構成の複数の第２転写ユニット又は第１転写ユニットが連結自在となる。
【００１８】
（２）前記第１転写ユニット及び前記第２転写ユニットは、それぞれ前記複数のローラのうちの少なくとも１つを備え、前記複数のローラの軸方向に平行な軸において連結し、
前記第１転写ユニット又は前記第２転写ユニットは、前記軸を中心に前記第２転写ユニット又は前記第１転写ユニットに対して揺動自在であることを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、第１転写ユニット及び前記第２転写ユニットのそれぞれに支持されたローラを介して転写ベルトが張架されている。この状態で第１転写ユニット及び第２転写ユニットが上記ローラの軸方向に平行な軸において揺動自在に連結されている。したがって、第１転写ユニット及び第２転写ユニットが有する各ローラ同士の転写ベルトに接触している位置からの直線距離が、揺動によって転写ベルトの張架を緩める程度にまで縮まるので、転写ベルトが第１転写ユニット及び第２転写ユニットから容易に着脱される。
【００２０】
（３）前記複数のローラのうちの１つは前記転写ベルトを回転駆動する駆動ローラであり、
前記モノクロ画像用の転写部材及び前記複数のカラー画像用の転写部材は、前記第１転写ユニット及び前記第２転写ユニットの長手方向が前記一定方向に平行である平行状態における互いの配置間隔が前記駆動ローラの外周の長さの整数倍に略等しいことを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、第１転写ユニット及び第２転写ユニットの長手方向が一定方向に平行となるように連結された平行状態、つまり記録媒体又は転写ベルトの外周面状に現像剤像を転写する状態においての各転写ユニットに備えられるモノクロ画像用の転写部材及び複数のカラー画像用の転写部材の配置間隔が、駆動ローラの外周の長さの整数倍に略等しくなる。
【００２２】
したがって、モノクロ画像用の像担持体及び複数のカラー画像用の像担持体のそれぞれの表面に形成された現像剤像が記録媒体又は転写ベルトの外周面上に転写される際の各現像剤像を重ね合わせる制御について精度を確保するために高度な制御が必要とされない。
【００２３】
これは、各像担持体に形成された現像剤像を転写するそれぞれの位置での転写タイミングを駆動ローラの回転数を基準した場合、配置間隔が駆動ローラの外周の長さの整数倍なので、駆動ローラの回転速度に影響を受けることがないからである。
【００２４】
（４）前記第１連結部材及び前記第２連結部材は、同一形状であることを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、同一形状の第１連結部材及び第２連結部材によって第１転写ユニット及び第２転写ユニットが連結されているので、部品の共通化が図られる。
【００２６】
（５）前記複数のカラー画像用の転写部材の配置間隔は、前記平行状態における前記モノクロ画像用の転写部材と前記複数のカラー画像用の転写部材のうちの前記モノクロ画像用の転写部材の隣に位置するカラー画像用の転写部材との配置間隔よりも短いことを特徴とする。
【００２７】
この構成においては、平行状態におけるモノクロ画像用の転写部材とモノクロ画像用の転写部材の隣に位置するカラー画像用の転写部材との配置間隔が、複数のカラー画像用の転写部材同士の配置間隔よりも大きいので、複数のカラー画像用の像担持体よりも直径の大きなモノクロ画像用の像担持体の表面に形成される現像剤像も適切に記録媒体又は転写ベルトの外周面上に転写される。
【００２８】
転写部材は、転写ベルトを介して像担持体に対向する位置に配置され、また像担持体は一定方向に並列に配置されるので、モノクロ画像用の転写部材とモノクロ画像用の転写部材の隣に位置するカラー画像用の転写部材との配置間隔が大きければそれだけ直径の大きいモノクロ画像用の像担持体をモノクロ画像用の転写部材に対向する位置に適切に配置できるからである。
【００２９】
したがって、モノクロ画像用の像担持体の方がカラー画像用の像担持体よりも直径が大きいので寿命が長くなる。像担持体は、現像剤像の転写後に表面に付着している残存トナー等を除去するクリーニングユニットによって表面が削られるが、その時残存トナーとともに像担持体の表面の感光層も削り取られる。そのため、像担持体を使用すればするほど感光層が削り取られて寿命が減っていくが、像担持体の外周の長さが長いほど、同一部分の使用頻度が減少し、寿命が長くなるからである。
【００３０】
（６）モノクロ画像用の現像剤像を形成するモノクロ画像用の像担持体と、
カラー画像用の現像剤像を形成する複数のカラー画像用の像担持体と、
（１）〜（５）の何れかに記載の転写ベルト装置と、を備え、
前記モノクロ画像用の像担持体に形成されたモノクロ画像用の現像剤像及び前記複数のカラー画像用の像担持体のそれぞれに形成された複数のカラー画像用の現像剤像を前記転写ベルトに転写した後、記録媒体に転写することを特徴とする。
【００３１】
この構成においては、（１）〜（５）の何れかに記載の転写ベルト装置によって、モノクロ画像用の像担持体及び複数のカラー画像用の像担持体の表面に形成された現像剤像が転写ベルトの外周面上に重ね合わされて転写された後、記録媒体に転写されて画像形成される。
【００３２】
（７）モノクロ画像用の現像剤像を形成するモノクロ画像用の像担持体と、
カラー画像用の現像剤像を形成する複数のカラー画像用の像担持体と、
（１）〜（５）の何れかに記載の転写ベルト装置と、を備え、
前記モノクロ画像用の像担持体に形成されたモノクロ画像用の現像剤像及び前記複数のカラー画像用の像担持体のそれぞれに形成された複数のカラー画像用の現像剤像を前記転写ベルトに搬送される前記記録媒体に転写することを特徴とする。
【００３３】
この構成におていは、（１）〜（５）の何れかに記載の転写ベルト装置によって、モノクロ画像用の像担持体及び複数のカラー画像用の像担持体の表面に形成された現像剤像が記録媒体に重ね合わされて転写され、画像形成される。
【発明の効果】
【００３４】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００３５】
（１）モノクロ画像用の第１転写ユニット及びカラー画像用の第２転写ユニットを連結することによって、例えばカラー画像用の第２転写ユニットを共通にして、互いに異なる構成の複数のモノクロ画像用の第１転写ユニットを連結することができるので、装置の複数の機種間で部品の共通化を図ることができ、機種の増加に伴う部品の種類の増加を低減できる。
【００３６】
また、第１連結部材及び第２連結部材で第１転写ユニット及び第２転写ユニットを連結するので、装置の複数の機種間での組立て方法も共通化できる。
【００３７】
これらによって、コストアップを抑制しつつ装置の機種を増加できる。
【００３８】
（２）支持したローラの軸方向に平行な軸において、転写ベルトを張架している第１転写ユニット及び第２転写ユニットを揺動自在に連結することによって、転写ベルトを第１転写ユニット及び第２転写ユニットから容易に着脱でき、転写ベルト、第１転写ユニット及び第２転写ユニットの交換を容易に行うことができる。
【００３９】
（３）平行状態での各転写ユニットに備えられるモノクロ画像用の転写部材及び複数のカラー画像用の転写部材の配置間隔を駆動ローラの外周の長さの整数倍に略等しくすることによって、現像剤像の記録媒体又は転写ベルトの外周面上への転写の際に各現像剤を重ね合わせる制御を精度を確保しつつ単純にできる。
【００４０】
（４）同一形状の第１連結部材及び第２連結部材を用いて第１転写ユニット及び第２転写ユニットを連結することによって、装置の複数の機種間においてより部品の共通化を図ることができ、機種の増加に伴う部品の種類の増加を低減できるので、コストアップを抑制しつつ装置の機種を増加できる。
【００４１】
（５）平行状態におけるモノクロ画像用の転写部材とモノクロ画像用の転写部材の隣に位置するカラー画像用の転写部材との配置間隔を、複数のカラー画像用の転写部材同士の配置間隔よりも大きくすることによって、モノクロ画像用の像担持体の寿命をカラー画像用の像担持体の寿命よりも長くできる。
【００４２】
（６）（１）〜（５）の何れかに記載の転写ベルト装置を用いて画像形成を行うことによって、装置の複数の機種間で部品の共通化を図ることができ、機種の増加に伴う部品の種類の増加を低減できる。
【００４３】
また、第１連結部材及び第２連結部材で第１連結ユニット及び第２連結ユニットを連結するので、装置の複数の機種間で組立て方法も共通化できる。
【００４４】
これらによって、コストアップを抑制しつつ装置の機種を増加できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、この発明の最良の実施形態に係る転写ベルト装置及び画像形成装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００４６】
図１は、この発明の実施形態に係る転写ベルト装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。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（本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）、転写ベルト１１、一次転写ローラ（本発明の転写ローラに相当する。）１３（１３ａ〜１３ｄ）、二次転写ローラ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。
【００４７】
画像形成装置１００は、ブラック（Ｋ）と、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｙ）の３色との計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）、一次転写ローラ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つの画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄを構成している。画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄは、転写ベルト１１の副走査方向である移動方向（本発明の一定方向に相当する）に並列に配列されている。
【００４８】
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非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４及び反射ミラー８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。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。
【００４９】
現像ユニット１０２は、潜像が形成された感光体ドラム１０１ａの表面に現像剤（トナー）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トナーを収納しており、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。
【００５０】
感光体ドラム１０１の上方に配置されている転写ベルト１１は、駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂとの間に張架されてトナー像を搬送する搬送経路を形成している。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、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが配置されている。転写ベルト１１が感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。
【００５１】
転写ベルト１１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されており、堆積抵抗率は１０11〜１０12Ω・ｃｍのレベルである。転写ベルト１１の抵抗値がこのレベルよりも低い場合には転写ベルト１１からのリークが生じて一次転写時に充分な転写電力を維持することができず、転写ベルト１１の抵抗値がこのレベルよりも高い場合には各転写位置を通過後の転写ベルト１１を除電する手段が別途必要になるからである。
【００５２】
本発明の転写部材である一次転写ローラ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一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。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転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、転写ベルト１１の外周面にカラーのトナー像が形成される。
【００５３】
但し、イエロー、マゼンタ、シアン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、モノクロ画像の転写時には、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、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。
【００５４】
なお、この発明の実施形態では、転写ベルト１１に付与される一次転写バイアス量を一定にするため、カラー画像用の感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄの周面に形成されるトナー像及びモノクロ画像用の感光体ドラム１０１ａの周面に形成されるトナー像を転写ベルト１１に転写するカラー画像の転写時であっても、モノクロ画像用の感光体ドラム１０１ａの周面に形成されたトナー像を転写ベルト１１に転写するモノクロ画像の転写時であっても常に全ての一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに同一の一次転写バイアスが印加される。それに伴って、常に全ての一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが転写ベルト１１に当接した状態となる。常に当接していないと、画像形成時毎に転写ベルト１１に付与される一次転写バイアス量が変化し、転写ベルト１１へのトナー像の転写精度がばらついてしまうからである。
【００５５】
一次転写バイアスは、最初のトナー像の転写ベルト１１に対する転写が開始されてから全てのトナー像の転写が終了するまでの間において一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの全てに印加される。これは、カラー画像の転写時及びモノクロ画像の転写時において、全てのトナー像の転写ベルト１１への転写が終了するまで一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに当接された転写ベルト１１に常に同一の一次転写バイアスを供給し、カラー画像の転写時及びモノクロ画像の転写時におけるトナー像の転写精度を適切に保持するためである。
【００５６】
例えば、カラー画像の転写時においては、少なくとも感光体ドラム１０１ｄの周面に形成されたイエローのトナー像を転写ベルト１１に転写開始する時から感光体ドラム１０１ａの周面に形成された黒色のトナー像の転写が終了する間、常に一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに一次転写バイアスが印加される。また、モノクロ画像の転写時においては、少なくとも感光体ドラム１０１ａの周面に形成された黒色のトナー像を転写ベルト１１に転写開始する時から転写が終了する間、常に一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに一次転写バイアスが印加される。
【００５７】
各一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄ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転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。一次転写ローラ１３のような転写ローラに代えて、ブラシ状の中間転写部材を用いることもできる。
【００５８】
なお、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄのそれぞれは、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに対して、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの周面における転写ベルト１１の当接位置における法線方向と異なる方向に付勢されている。
【００５９】
各一次転写位置において転写ベルト１１の外周面に転写されたトナー像は、転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４との対向位置に搬送される。二次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１ａの周面に接触する転写ベルト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二次転写ローラ１４と転写ベルト１１との間を通過する際に、二次転写ローラ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、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。
【００６０】
なお、二次転写ローラ１４と転写ベルト１１とのニップ圧を所定値に維持するために、二次転写ローラ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）とする。
【００６１】
また、感光体ドラム１０１から転写ベルト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１０４によって回収される。
【００６２】
トナー像が転写された用紙は、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。
【００６３】
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二次転写ローラ１４と転写ベルト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、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで二次転写ローラ１４と転写ベルト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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、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や転写ベルト１１の動作開始時には回転を停止しており、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と転写ベルト１１とが圧接する位置で、用紙の前端部と転写ベルト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。
【００６７】
図２は、この発明の実施形態に係る転写ベルト装置の構成を示す正面図である。この実施形態に係る転写ベルト装置２００では、駆動ローラ１１ａ及び従動ローラ１１ｂに張架された転写ベルト１１のトナー像の搬送経路の下側に対向するように一次転写位置Ｔａ〜Ｔｄを配置している。また、矢印Ｑ方向の転写ベルト１１の移動方向における最も下流側に配置された一次転写ローラ１３ａの下流側で、この一次転写ローラ１３ａに近接する位置に二次転写ローラ１４を配置している。
【００６８】
これは、略垂直方向に搬送される用紙に対して転写ベルト１１からトナー像を二次転写する構成において、画像形成装置１００の小型化を実現しつつ、最も上流側の一次転写ローラ１３ｄによる一次転写を開始した後に二次転写ローラ１４による二次転写を終了するまでの時間を短縮して画像形成速度を高速化するためである。
【００６９】
各一次転写位置Ｔａ〜Ｔｄにおいて、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、転写ベルト１１の移動方向における感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの下流側で、転写ベルト１１を挟んで感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに接触しない位置に配置されている。転写ベルト１１は、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄによって感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに当接する方向に常に押圧されている。
【００７０】
一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、ローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄのＬ字形状の一端に軸支されている。ローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄは、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの軸方向に直交する方向の断面がＬ字形状を呈し、屈曲部において一転写ローラ１３ａ〜１３ｄの軸方向に平行な軸で揺動自在に支持されている。ローラ昇降部材２１ａは、上端（他端）にスライド部材２２ａが係止されている。ローラ昇降部材２１ｂ〜２１ｄは、上端（他端）にスライド部材２２ｂが係止されている。
【００７１】
各スライド部材２２ａ及び２２ｂは、周面が同軸上に配置された第１の回転カム２３ａ及び第２の回転カム２３ｂに係合し、各回転カム２３ａ，２３ｂの回転による周面の変位及びスプリング２４ａ，２４ｂにより生じる矢印Ｑ方向に略平行な水平方向の弾性力によって水平方向に往復移動自在にされている。スライド部材２２ａ，２２ｂが水平方向に移動することにより、ローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄが揺動し、一次転写ローラ１３ａは単独で、一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄは一体的に感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに接近する位置と離間する位置との間を移動（昇降）する。
【００７２】
なお、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄがカラー画像の転写（カラー画像形成モード）時、モノクロ画像の転写（モノクロ画像形成モード）時及び待機時のそれぞれに応じた位置に移動することにより、転写ベルト１１のトナー像の搬送経路が変形する。これにともなって、図２に示す一端にスプリング２７が係止されたレバー２６の他端に支持されているテンションローラ２５が上下に変位し、転写ベルト１１の張力が一定に維持される。また、テンションローラ２５は接地されている。
【００７３】
図３は、この発明の実施形態に係る転写ベルト装置の構成を示す背面図である。
【００７４】
カラー画像形成を行うカラー画像形成モード時には、図３（Ａ）に示すように一次転写位置Ｔａ〜Ｔｄの全てにおいて一次転写が行われるため、モノクロ画像用の一次転写ローラ１３ａ及びカラー画像用の一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄの全てが感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに近接する下降位置に下降している。
【００７５】
モノクロ画像形成を行うモノクロ画像形成モード時には、図３（Ｂ）に示すように一次転写位置Ｔａにおいてのみ一次転写が行われるため、モノクロ画像用の一次転写ローラ１３ａのみが感光体ドラム１０１ａに近接する下降位置に下降している。
【００７６】
画像形成を行わない待機処理を行う待機時には、図３（Ｃ）に示すように一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの全てが感光体ドラム１１から離間する上側の位置に上昇している。
【００７７】
図３（Ｂ）に示したモノクロ画像形成時の転写ベルト装置２００において、上昇している一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄが転写ベルト１１に接触しない程度に上昇しているように図示されているが、自重によって実際は図示した状態よりも下降しているので転写ベルト１１に当接する。また、一次転写バイアスによっても転写ベルト１１を引き付けるので、常に一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは転写ベルト１１に当接した状態となっている。
【００７８】
なお、ローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄ及びスライド部材２２ａ，２２ｂが本発明の転写部材移動機構に相当する。
【００７９】
図４は、この発明の実施形態に係る転写ベルト装置の構成を示す背面図である。図４は、カラー画像の転写時の状態を示している。転写ベルト装置２００の裏面側には、転写ローラ１３ａ〜１３ｄのそれぞれに同一の一次転写バイアスを印加する導電部材４０が配置されている。導電部材４０は、矢印Ｑ方向に伸びたワイヤ形状であってスライド部材２２ａ，２２ｂに配置され、スライド部材２２ａ，２２ｂの往復移動に伴って移動する。また、導電部材４０は、第１の回転カム２３ａ及び第２の回転カム２３ｂの回転軸を一巡した状態で接続された当接部材４０ａ〜４０ｄに電力を供給する。第１の回転カム２３ａ及び第２の回転カム２３ｂの回転軸に導電部材４０を一巡させたのは、スライド部材２２ａ，２２ｂの往復移動に伴う導電部材４０移動によって、矢印Ｑ方向に導電部材４０を伸縮させるためである。
【００８０】
さらに、導電部材４０は、両端部に接続された図示しない電源装置から電力が供給される。
【００８１】
導電性を有する当接部材４０ａ〜４０ｄは、一端側の支持端部が各一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの上方のスライド部材２２ａ，２２ｂに固定され、他端側の自由端部が一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの軸に当接し、導電部材４０からの電力を一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに供給する。また、当接部材４０ａ〜４０ｄは、当接方向に弾性力が生じ、常に一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの軸に当接する。
【００８２】
図５は、この発明の実施形態に係る転写ベルト装置の構造を説明するための説明図である。転写ベルト装置２００は、同図に示すようにモノクロ画像用フレーム５０ａに駆動ローラ１１ａ、ローラ昇降部材２１ａ、スライド部材２２ａ及び一次転写ローラ１３ａ等が配置されて構成された第１転写ユニット７０ａ、及び、カラー画像用フレーム５０ｂに従動ローラ１１ｂ、ローラ昇降部材２１ｂ〜２１ｄ、スライド部材２２ｂ〜２２ｄ及び一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄ等が配置されて構成された第２転写ユニット７０ｂに転写ベルト１１が張架されて構成される。
【００８３】
本発明の第１連結部材及び第２連結部材であるモノクロ画像用フレーム５０ａ及びカラー画像用フレーム５０ｂは、図５の拡大図に示すように、一端５１ａ，５１ｂが鍵形状を呈している。また、モノクロ画像用フレーム５０ａ及びカラー画像用フレーム５０ｂは、一端５１ａ，５１ｂが噛み合わさって連結される。
【００８４】
各フレーム５０ａ，５０ｂの一端５１ａ，５１ｂは、固定孔５２ａ，５２ｂ及び離接孔５３ａ，５３ｂを有する。固定孔５１ａ，５１ｂは、第１の回転カム２３ａ及び第２の回転カム２３ｂの回転軸２３ｃを回転自在に支持しつつ、回転軸２３ｃを軸としてモノクロ用フレーム５０ａ及びカラー用フレーム５０ｂを連結する。離接孔５３ａ，５３ｂは、ガイド溝５４ａ，５４ｂを有している。
【００８５】
図６は、この発明の実施形態に係る転写ベルト装置の揺動状態を示す説明図である。図６（Ａ）は、第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂの長手方向が矢印Ｑ方向に平行となる平行状態を示す。この時、モノクロ用フレーム５０ａ及びカラー用フレーム５０ｂが連結された状態において、図示しない段ビスが外側から離接孔５３ａ及び５３ｂに嵌合した状態となる。
【００８６】
また、図６（Ｂ）は、平行状態から回転軸２３ｃを軸にして第２転写ユニット７０ｂに対して第１転写ユニット７０ａが揺動した状態を示す。また、第１転写ユニット７０ａは、図６（Ｂ）に示す点線の範囲で揺動する。
【００８７】
モノクロ用フレーム５０ａが揺動する際、ガイド溝５４ａを経由して段ビスからモノクロ用フレーム５０ａが離間する。この時、ガイド溝５４ａは弾性変形する。これにより、モノクロ用フレーム５０ａが揺動自在となる。なお、段ビスは、平行状態においてモノクロ用フレーム５０ａ及びカラー用フレーム５０ｂの長手方向が適切に矢印Ｑ方向に平行に連結するように揺動を規制するストッパーの機能を果たす。また、導電部材４０は、モノクロ用フレーム５０ａが揺動する際に回転軸２３ｃを一巡した箇所が弾性変形しつつモノクロ用フレーム５０側の部分が揺動する。
【００８８】
これによって、第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂが有する各ローラ１１ａ，１１ｂ同士の転写ベルト１１に接触している各位置からの直線距離が、転写ベルト１１の張架を緩める程度にまで縮まるので、転写ベルト１１を第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂから容易に着脱でき、転写ベルト１１、第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂの交換を容易に行うことができる。
【００８９】
なお、第１転写ユニット７０ａの揺動範囲は、第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂを転写ベルト１１から容易に着脱できる程度に転写ベルト１１の張架を緩めるられる範囲であればよい。
【００９０】
また、平行状態であって、図６（Ａ）に示すように全ての一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが降下したカラー画像形成を行う状態において、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの配置間隔の全てが駆動ローラ１１ａの外周の長さの整数倍に略等しい。本実施形態では、全ての配置間隔が駆動ローラ１１ａの外周の長さＬと略等しい。なお、略等しいとしたのは誤差を考慮したものである。
【００９１】
これによって、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に形成されたトナー像を転写ベルト１１の外周面上に転写して重ね合わせる（レジストする）際の制御を単純にできる。
【００９２】
これは、本実施形態では、各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに形成されたトナー像を転写するそれぞれの一次転写位置Ｔａ〜Ｔｄでの転写タイミングを駆動ローラ１１ａの回転数を基準にしているので、駆動ローラの回転数に基づいて正確に転写タイミングが設定でき、駆動ローラ１１ａの回転速度に影響を受けることがないからである。
【００９３】
なお、本実施形態では、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの配置間隔の全てを駆動ローラ１１ａの外周の長さのと略等しくしたが全て同じ配置間隔でなくてもよく、それぞれの配置間隔が駆動ローラ１１ａの外周の長さの整数倍に略等しければ異なっていてもよい。例えば、図７に示すように、一次転写ローラ１３ａと１３ｂとの配置間隔を駆動ローラ１１ａの外周の長さＬの２倍（２Ｌ）とし、一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄまでの配置間隔をＬとしてもよい。
【００９４】
これによって、図８に示すようにカラー画像用の感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄに比べて直径の大きな感光体ドラム１０１ａをモノクロ画像用として用いることができ、感光体ドラム１０１ａだけ長い寿命の感光体ドラムを用いることができる。
【００９５】
これは、感光体ドラム１０１は、トナー像の転写後に表面上に付着している残存トナー等をクリーニングユニット１０４が削り取る（除去する）が、その時残存トナーとともに表面の感光層も削り取られる。そのため、感光体ドラム１０１を使用すればするほど感光層が削り取られて寿命が減っていくが、外周の長さが長いほど、同一部分の使用頻度が減少し、寿命が長くなるからである。
【００９６】
なお、モノクロ画像用の感光体ドラム１０１ａは、カラー画像形成及びモノクロ画像形成の両方において使用されるので、カラー画像用の感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄに比べて使用頻度が高い。そのため、モノクロ画像用の感光体ドラム１０１ａ及びカラー画像用の感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄの寿命が同じでも使用可能期間はモノクロ画像用の感光体ドラム１０１ａの方が短くなるので、モノクロ画像用の感光体ドラム１０１ａの寿命を長くすることは交換時期等の保守作業の期間をカラー画像用の感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄの期間と同様にできる点で有効である。
【００９７】
また、感光体ドラム１０１ａの直径を大きくすることで、モノクロ画像形成速度の高速化を図ることができる。これは、外周の長さが短いと感光体ドラム１０１の外周に配置される帯電ローラ１０３やクリーニングローラ１０４等が接する面積が狭くなり、帯電や残存トナーの除去等の作業能力が低くなるので、感光体ドラム１０１の回転速度を遅くして作業する時間を確保しなければならないからである。
【００９８】
しかも、本実施形態の転写ベルト装置２００と上述の図７に示す転写ベルト装置２００に関しては、第１転写ユニット７０ａの構成が異なるだけであり、その他の構成は全く同じ構成にすることができる。したがって、画像形成装置１００の複数の機種間で転写ベルト装置２００の部品の共通化を図ることができる。例えば、上述したように第２転写ユニット７０ｂのみ全機種共通で第１転写ユニット７０ａのみを機種毎に目的（例えば、画像形成速度）に応じて変更することができる。
【００９９】
これによって、転写ベルト装置２００の機種の増加に伴う部品の種類の増加を低減できる。また、モノクロ用フレーム５０ａ及びカラー用フレーム５０ｂで第１連結ユニット及び第２連結ユニットを連結するので、転写ベルト装置２００の複数の機種間で組立て方法も共通化できる。
【０１００】
これらによって、コストアップを抑制しつつ転写ベルト装置２００及び画像形成装置１００の機種を増加できる。
【０１０１】
なお、図９に示すように、モノクロ画像用フレーム５０ａとカラー画像用フレーム５０ｂとを同一形状としてもよい。例えば、図９に示すようにモノクロ画像用フレーム５０ａ及びカラー画像用フレーム５０ｂの一端５１ａ及び５１ｂの鍵部分の向きを全て同方向に形成する。これにより、ノクロ画像用フレーム５０ａ及びカラー画像用フレーム５０ｂを上下方向を一致させた状態で連結することができ、図７に示す転写ベルト装置２００と同様な転写ベルト装置２００を形成することができる。なお、第１転写ユニット７０ａ、７０ｂを構成するローラ昇降部材２１やスライド部材２２等は、それぞれモノクロ画像用、カラー画像用を用いて構成される。
【０１０２】
これによって、より部品の共通化を図ることができ、転写ベルト装置２００の機種の増加に伴う部品の種類の増加を低減できるので、コストアップを抑制しつつ転写ベルト装置２００及び画像形成装置１００の機種を増加できる。
【０１０３】
なお、本発明の実施形態では、転写ベルト１１にトナー像を転写して搬送する構成を用いているが特にこれに限定されるものではなく、転写ベルト１１で記録媒体を搬送しつつ、記録媒体にトナー像を転写する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】この発明の実施形態に係る転写ベルト装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】同転写ベルト装置の構成を示す正面図である。
【図３】同転写ベルト装置の構成を示す背面図である。
【図４】同転写ベルト装置の構成を示す背面図である。
【図５】同転写ベルト装置の構造を説明するための説明図である。
【図６】同転写ベルト装置の揺動状態を示す説明図である。
【図７】同転写ベルト装置の構成を示す正面図である。
【図８】同転写ベルト装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。
【図９】同転写ベルト装置に備えられるフレームの一部の構成を拡大した拡大図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１１−転写ベルト
１１ａ−駆動ローラ
１３−一次転写ローラ
２１−ローラ昇降部材
２２−スライド部材
２３ａ−第１の回転カム
２３ｂ−第２の回転カム
２３ｃ−回転軸
５０ａ−モノクロ画像用フレーム
５０ｂ−カラー画像用フレーム
７０ａ−第１転写ユニット
７０ｂ−第２転写ユニット
１００−画像形成装置
１０１−感光体ドラム
２００−転写ベルト装置
【図１】
2006098539.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006098539.tif 000007
【図６】
2006098539.tif 000008
【図７】
2006098539.tif 000009
【図８】
2006098539.tif 000010
【図９】
2006098539.tif 000011