(57)【要約】【課題】従来より、一層簡単な構成で、カラー感光体から中間転写ベルト若しくは搬送ベルトとカラー感光体とを接触及び離間させ、カラーモードとモノクロモードとの切替が可能であり、かつ小型化された画像形成装置を提供する。【解決手段】黒色画像を形成する感光体ドラム１ｄの上流側にカラー画像を形成する感光体ドラム１ａ〜１ｃが配設され、感光体ドラム１ｄと１ｃの間に、中間転写ベルト８と内接する部分の外径が変化する径可変ローラ２１が配設され、カラー感光体ドラム１ａの上流側には駆動ローラ１１が、黒色感光体１ｄの下流側にはテンションローラ２３が配設されている。【選択図】図２
2008209587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と現像装置を含む複数の画像形成部と、前記感光体上に現像されたトナー像が順次積層される無端状の中間転写ベルトと、前記感光体上に現像されたトナー像を前記中間転写ベルト上に積層する転写手段と、前記中間転写ベルト上に積層されたトナー像を記録媒体上に一度に転写する二次転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記感光体は、前記中間転写ベルトの回転方向に対して最上流側又は最下流側に配設された黒色のトナー像が形成される黒色感光体と、黒以外の色のトナー像が形成される１つ以上のカラー感光体とからなり、
前記中間転写ベルトは、少なくとも駆動ローラと、従動ローラと、前記中間転写ベルトに内接する部分の外径が変化する径可変ローラと、に張架されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体と現像装置を含む複数の画像形成部と、該画像形成部に記録媒体を搬送する無端状の搬送ベルトと、前記感光体上に現像されたトナー像を記録媒体上若しくは前記搬送ベルト上に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記感光体は、前記搬送ベルトの回転方向に対して最上流側又は最下流側に配設された黒色のトナー像が形成される黒色感光体と、黒以外の色のトナー像が形成される１つ以上のカラー感光体とからなり、
前記搬送ベルトは、少なくとも駆動ローラと、従動ローラと、前記搬送ベルトに内接する部分の外径が変化する径可変ローラと、に張架されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記径可変ローラは、円筒状のローラ本体と、当該ローラ本体の両端に配置される、軸方向外側に向かうテーパ状の外周面を有し、軸方向に移動可能なフランジ部とを備え、前記中間転写ベルト若しくは搬送ベルトが、前記カラー感光体と接触するカラーモードでは当該フランジ部と、前記カラー感光体から離間するモノクロモードでは前記ローラ本体と接触することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記フランジ部内には、前記外周面に沿って軸方向外側に傾斜した空洞部と、当該空洞部に挿入され、当該空洞部内を移動可能なウエイト部材とが備えられており、前記フランジ部は、前記カラーモードとモノクロモードにおけるベルト速度の違いにより、当該ウエイト部材の移動に伴って軸方向に移動することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記径可変ローラが、前記黒色感光体と当該黒色感光体の直近のカラー感光体との間に配設されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法を用いた画像形成装置に関し、特にタンデム型カラー画像形成装置における感光体と、中間転写ベルト若しくは搬送ベルト、及び転写ローラとの離接に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置の概略図を図９に示す。画像形成装置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では右側）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（マゼンタ、シアン、イエロー及び黒色）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マゼンタ、シアン、イエロー及び黒色の画像を順次形成する。
【０００３】
この画像形成部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、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図９において時計回りに回転しながら各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト８上に順次転写（一次転写）された後、二次転写ローラ９において用紙Ｐ上に一度に転写（二次転写）され、さらに、定着部７において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図９において反時計回りに回転させながら、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。
【０００４】
トナー像が転写される用紙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１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９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、そのフランジ部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ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を除去するためのクリーニングブレード１９が配置されている。
【０００５】
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ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像ユニット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）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【０００６】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、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、次いで露光ユニット４ａ〜４ｄによって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラ（現像剤担持体）を備え、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及び黒色の各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像ユニット３ａ〜３ｄの現像ローラ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、露光ユニット４ａ〜４ｄ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。
【０００７】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエロー、及び黒色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がクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【０００８】
中間転写ベルト８は、従動ローラ１０、駆動ローラ１１及びテンションローラ２０に掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）において用紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【０００９】
定着部７に搬送された用紙Ｐは、定着ローラ対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が用紙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用紙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。用紙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１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００１０】
一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した用紙Ｐの一部を一旦排出ローラ１５から装置外部にまで突出させる。その後、用紙Ｐは排出ローラ１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９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９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７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。
【００１１】
このように、電子写真法を用いたカラー画像形成装置においては、マゼンタ、シアン、イエロー及び黒色のトナーが担持される各感光体と、中間転写ベルト又は搬送ベルトが接触することにより、感光体表面上に形成されたトナー像が順次転写される。
【００１２】
カラー画像を転写するカラーモードでは、全ての感光体からの転写によりトナー像が転写され、モノクロ画像を転写するモノクロモードでは、黒色のトナーが担持される感光体（以下、「黒色感光体」という）のみから黒色画像が転写される。
【００１３】
しかし、カラーモードとモノクロモードを選択的に転写する場合、モノクロモードでは、マゼンタ、シアン及びイエローの画像を形成する各感光体が、転写されないにも拘らず中間転写ベルトと接触し、回転することになる。このため、これら感光体には、不要な回転に晒されることよる消耗、上記ベルトに残存する電荷による感光層の劣化、及び劣化による感光体の電位ムラの発生等が生じる。また、感光体の回転に伴い現像装置内部でトナーが攪拌されるため、トナーに不要な帯電が生じ、感光体への現像が困難となる。また不要な攪拌により現像装置の劣化も生じる。更に、感光体と接触するクリーニング部も摩擦により消耗する。加えて、感光体との摺動により中間転写ベルトも消耗してしまう。
【００１４】
そこで、中間転写ベルトを、カラーモードでは全ての感光体と接触させ、モノクロモードではカラー画像形成用の感光体（以下、「カラー感光体」という）から離間させる技術が提案されている。例えば特許文献１及び２には、アームやクランクギア等の支持体を用い、中間転写ベルトの循環経路を変化させることによって当該ベルトと感光体とを接触及び離間させる技術が開示されている。しかし、中間転写ベルトを感光体から離間させるために支持体を設置すると、装置が大きくなり、移動機構も複雑になる。
【００１５】
このため、例えば特許文献３には、黒色感光体、カラー感光体、中間転写ベルト、及び中間転写ベルトを介して各感光体と接触する転写ローラとを備えた画像形成装置において、黒色感光体に隣接するカラー感光体と他のカラー感光体との間の何れかの位置に配置されたリトラクトロールを備え、当該リトラクトロールを移動させることによって、中間転写ベルトとカラー感光体とを接触及び離間させる技術が開示されており、当該技術によって、複雑な機構を用いることなく装置全体の小型化を図っている。
【特許文献１】特開平９−２７４３５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８６３１３号公報
【特許文献３】特開２００３−３３７４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、リトラクトロールを上下移動させるためには、駆動源、駆動伝達のためのギアやベルト、電気系統等が必要であり、構成が複雑になり、装置の小型化も困難と成り易い。
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑み、従来より、一層簡単な構成で、カラー感光体と中間転写ベルト若しくは搬送ベルトとを接触及び離間させ、カラーモードとモノクロモードとの切替が可能であり、かつ小型化された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】
【００１８】
感光体と現像装置を含む複数の画像形成部と、前記感光体上に現像されたトナー像が順次積層される無端状の中間転写ベルトと、前記感光体上に現像されたトナー像を前記中間転写ベルト上に積層する転写手段と、前記中間転写ベルト上に積層されたトナー像を記録媒体上に一度に転写する二次転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記感光体は、前記中間転写ベルトの回転方向に対して最上流側又は最下流側に配設された黒色のトナー像が形成される黒色感光体と、黒以外の色のトナー像が形成される１つ以上のカラー感光体とからなり、前記中間転写ベルトは、少なくとも駆動ローラと、従動ローラと、前記中間転写ベルトに内接する部分の外径が変化する径可変ローラと、に張架されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、感光体と現像装置を含む複数の画像形成部と、該画像形成部に記録媒体を搬送する無端状の搬送ベルトと、前記感光体上に現像されたトナー像を記録媒体上若しくは前記搬送ベルト上に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記感光体は、前記搬送ベルトの回転方向に対して最上流側又は最下流側に配設された黒色のトナー像が形成される黒色感光体と、黒以外の色のトナー像が形成される１つ以上のカラー感光体とからなり、前記搬送ベルトは、少なくとも駆動ローラと、従動ローラと、前記搬送ベルトに内接する部分の外径が変化する径可変ローラと、に張架されていることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記径可変ローラは、円筒状のローラ本体と、当該ローラ本体の両端に配置される、軸方向外側に向かうテーパ状の外周面を有し、軸方向に移動可能なフランジ部とを備え、前記中間転写ベルト若しくは搬送ベルトが、前記カラー感光体と接触するカラーモードでは当該フランジ部と、前記カラー感光体から離間するモノクロモードでは前記ローラ本体と接触することを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記フランジ部内には、前記外周面に沿って軸方向外側に傾斜した空洞部と、当該空洞部に挿入され、当該空洞部内を移動可能なウエイト部材とが備えられており、前記フランジ部は、前記カラーモードとモノクロモードにおけるベルト速度の違いにより、当該ウエイト部材の移動に伴って軸方向に移動することを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、前記径可変ローラが、前記黒色感光体と当該黒色感光体の直近のカラー感光体との間に配設されることを特徴とする
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１の構成によれば、装置に感光体から中間転写ベルトとカラー感光体とを接触及び離間させるために複雑な部材及び機構を設ける必要がなくなるため、従来より一層簡単な構成で、カラーモードとモノクロモードとの切替が可能となる。また、装置も小型化できる。
【００２４】
本発明の第２の構成によれば、装置に感光体から搬送ベルトとカラー感光体とを接触及び離間させるために複雑な部材及び機構を設ける必要がなくなるため、従来より一層簡単な構成で、カラーモードとモノクロモードとの切替が可能となる。また、装置も小型化できる。
【００２５】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１または第２の構成の画像形成装置において、中間転写ベルト若しくは搬送ベルトに対する径可変ローラの接触部分を変えることによって、当該ベルトとカラー感光体との接触及び離間が可能となる。このため、より簡単な構成で、カラーモードとモノクロモードとの切替が可能となる。また、装置もより小型化できる。
【００２６】
本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、装置に元々備わっている機構を用いて中間転写ベルト若しくは搬送ベルトとカラー感光体とを接触及び離間させることができる。また、上記径可変ローラの外径を変化させるための駆動源若しくは駆動伝達手段を設ける必要もない。従って、一層簡単な構成で、カラーモードとモノクロモードとの切替が可能となる。また、装置も一層小型化できる。
【００２７】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１〜４のいずれかの構成の画像形成装置において、各カラー感光体と中間転写ベルト若しくは搬送ベルトとのニップ部を略同一平面上とすることが可能となり、露光ユニットからカラー感光体への光路長を一定にできるため、画像形成精度を向上させるために複雑な機構を用いる必要がない。また、感光体配置及び径可変ローラ配置の観点からもスペースの無駄を減らすことができる。従って、更なる装置の小型化と画像形成精度の向上を両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の画像形成部及び中間転写ベルト周辺の構成を示す概略図であり、図１はカラーモード、図２はモノクロモードの構成を示す。図９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。
【００２９】
上流側から、シアンの画像が形成される感光体ドラム１ａ、マゼンタの画像が形成される感光体ドラム１ｂ及びイエローの画像が形成される感光体ドラム１ｃが、そして最下流側には、黒色の画像が形成される感光体ドラム１ｄが回転自在に配設されている。また、各感光体ドラム１ａ〜１ｃと中間転写ベルト８とのニップ部は、略同一平面上にある。
【００３０】
また、中間転写ベルト８の内周面に沿って、最上流側のシアン感光体ドラム１ａの上流側に駆動ローラ１１が、最下流側の黒色感光体１ｄの下流側にテンションローラ２３が、テンションローラ２３の下流側且つ駆動ローラの上流側に従動ローラ１０が回転自在に配設されている。そして、最下流側の黒色感光体ドラム１ｄと当該感光体ドラム１ｄの上流側直近のイエロー感光体ドラム１ｃとの間には、径可変ローラ２１が、回転自在に配設されている。
【００３１】
中間転写ベルト８は、駆動ローラ１１に駆動されて、シアン感光体ドラム１ａ、マゼンタ感光体ドラム１ｂ、イエロー感光体ドラム１ｃ、径可変ローラ２１、黒色感光体ドラム１ｄ、テンションローラ２３、従動ローラ１０に、順次近接あるいは接触して反時計回り（矢印方向）に循環して通過する。中間転写ベルト８は径可変ローラ２１、テンションローラ２３、従動ローラ１０、駆動ローラ１１で張架されている。
【００３２】
図３及び図４は、第１実施形態の画像形成装置に用いられる径可変ローラと中間転写ベルトとの、カラーモード及びモノクロモードでの配置関係を示す側面図である。
【００３３】
図３及び図４に示すように、径可変ローラ２１は、径可変ローラ２１の回転軸２２と、ローラ本体２３と、フランジ部２４及び２４’と、ウエイト部材２５（図５及び図６参照）と、空洞部２６（図５及び図６参照）とから構成されている。また、フランジ部２４及び２４’は軸方向外側から内側へ、付勢部材２７及び２７’により付勢されている。
【００３４】
以下、径可変ローラ２１について説明する。図１、図２及び図９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。尚、フランジ部２４及び２４’は、全く同様の構成のため、フランジ部２４についてのみ説明する。付勢部材２７及び２７’も全く同様の構成のため、付勢部材２７についてのみ説明する。
【００３５】
ローラ本体２３は、円筒状であり、回転軸２２に嵌合若しくは一体成型され、図４に示す様に、モノクロモードにおいて中間転写ベルト８と接触し、当該ベルトの回動を支持することができる。
【００３６】
フランジ部２４は、ローラ本体２３より外径が大きくなるよう、軸方向にテーパ状の外周面を有する形状であり、ローラ本体２３及び回転軸２２と共に回転する様に嵌合されている。フランジ部２４の軸方向外側は、台形円錐状に形成され、図３に示す様に、カラーモードにおいて、最も外側且つ外径の大きい部分で中間転写ベルト８と内接し、当該ベルトの回動を支持することができる。一方、フランジ部２４のローラ本体２３側は円筒状であり、モノクロモードにおいて、図４に示す様に、ローラ本体２３と共に中間転写ベルト８と接触し、当該ベルト８の回動を支持することができる。尚、フランジ部２４の軸方向外側部分は、中間転写ベルト８との接触面積を大きくして当該ベルトの回動を支持し易い様、面取り部２４ａ（及び２４’ａ）が形成されている。
【００３７】
この様に、フランジ部２４の外径をローラ本体２３より大きくし、カラーモードでは中間転写ベルト８をフランジ部２４と接触させ、モノクロモードではローラ本体２３と接触させるように、中間転写ベルト８と接触する径可変ローラ２１の外径を変化させることによって、中間転写ベルト８とカラー感光体ドラム１ａ〜１ｃとを接触及び離間させることができる。尚、径可変ローラ２１のフランジ部２４は、ローラ本体２３より外径が大きければよく、本実施形態のように台形円錐状に限られないが、本実施形態の構成とすることによって、中間転写ベルト８のローラ本体２３からフランジ部２４への移動を滑らかに、且つ容易にすることができる。また、フランジ部２４のローラ本体２３側に円筒状部分を設けることによって、モノクロモードにおいて中間転写ベルト８と径可変ローラ２１との接触面積を大きくすることができ、中間転写ベルト８の回動を安定させることができる。
【００３８】
図５は、第１実施形態の画像形成装置に用いられる径可変ローラの、一方のフランジ部周辺の、カラーモードでの軸方向の拡大断面図（図５（ａ））、及び図５（ａ）のＡにおける軸方向に対して垂直方向の拡大断面図（図５（ｂ））である。図１〜図４及び図９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。フランジ部２４の内部には、外周面に沿って、軸方向外側に向かうテーパ状の空洞部２６が設けられている。当該空洞部２６は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す様に、軸方向の断面が２つの台形、軸に対して垂直方向の断面は環状であり、当該環状断面は、軸方向外側へ向かうにつれ、内径及び外径が大きくなるよう形成されている。当該空洞部２６は、後述するウエイト部材２５を、軸方向内側及び外側へ移動することができるよう挿入可能な空間であればよく、上記軸方向及び軸に垂直方向の断面形状は本実施形態に限定されるものではない。しかし、ウエイト部材２５を外側へ移動させるためには、空洞部２６は、軸方向ローラ本体２３側から外側に向って、軸から遠ざかるよう傾斜している必要がある。
【００３９】
ウエイト部材２５は、上記空洞部２６内に、回転軸２２の周り、軸方向内側及び外側に移動可能に挿入されている。径可変ローラ２１の回転によりウエイト部材２５には中心軸２２を中心とする遠心方向と、当該軸の外側方向への力が作用する。かかる外側への力、即ち慣性力により、ウエイト部材２５が空洞部２６の外側に移動する。径可変ローラ２１の回転速度が大きくなると、当該慣性力も大きくなる。そして、空洞部２６の最も外側へ到達すると、更にフランジ部２４を軸方向外側へ移動させようとする。ウエイト部材２５の慣性力が、フランジ部２４を軸方向外側から内側へ付勢する付勢部材２７の付勢力より大きくなると、フランジ部２４は軸方向外側へ移動する。
【００４０】
かかるウエイト部材２５としては、慣性力が十分作用するような質量を有すものであれば、従来公知の部材を用いることができるが例えばステンレス製の球等が挙げられる。また、形状としては球状の他、楕円回転体、立方体や直方体、その他四面体、五面体や六面体等の多面体等の形状とすることができる。本実施形態の様に球状とすることによって、ウエイト部材２５と空洞部２６との摩擦を低減することができる。ウエイト部材２５は、１つ以上配設されていれば良く、特に限定されるものではないが、ウエイト部材２５が多ければより大きな慣性力を付与し易い一方、重くなるために径可変ローラ２１の回転に影響を及ぼすおそれがある。従って、例えばこれら要因を考慮して決定すればよい。
【００４１】
上記付勢部材２７としては、径可変ローラ２１の回転停止時及び後述するカラーモードでの低回転速度時にはフランジ部２４をローラ本体２３に接触させ、一方、モノクロモードではウエイト部材２５の慣性力によりフランジ部２４を外側へ移動させる様な付勢をフランジ部２４に付与することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、従来公知のバネ等の弾性体を用いることができる。
【００４２】
通常、画像形成速度は、中間転写ベルト８の移動速度によって決定される。また、中間転写ベルト８と接触している径可変ローラ２１の回転速度は、中間転写ベルト８の移動速度によって決定される。従って、画像形成速度が大きければ、ウエイト部材２５はフランジ部２４に大きな慣性力を付与することができる。
【００４３】
ここで、カラーモードでは、シアン、マゼンタ、イエロー及び黒色画像の転写が実行されるのに対し、モノクロモードでは黒色画像の転写のみ実行される。また、カラーモードでは画像の形成精度が要求されるのに対し、モノクロモードでは画像の形成スピードが要求される傾向にある。このため、通常、モノクロモードではカラーモードより画像形成速度が約１．５〜２倍程大きくなる。従って、中間転写ベルト８の移動速度も、当該ベルトと接触して回転する径可変ローラ２１の回転速度もモノクロモードではカラーモードの約１．５〜２倍程度大きくなる。
【００４４】
このため、カラーモードでは、径可変ローラ２１の回転速度が小さく、ウエイト部材２５の慣性力が小さいため、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す様に、付勢部材２７の付勢力に抗してフランジ部２４を軸方向外側へ移動させることができない。従って、図３に示す様に中間転写ベルト８は、ローラ本体２３より外径の大きいフランジ部２４に接触し、回動を支持されることになる。その結果、図１に示す様に、中間転写ベルト８は上方に移動し、カラー感光体ドラム１ａ〜１ｃと接触する。こうして全ての感光体ドラム１ａ〜１ｄと接触した中間転写ベルト８は、転写ローラ６ａ〜６ｄで一次転写を受けて回動する。
【００４５】
図６は、第１実施形態の画像形成装置に用いられる径可変ローラの、一方のフランジ部周辺の、モノクロモードでの軸方向の拡大断面図（図６（ａ））、及び図６（ａ）のＢにおける軸方向に対して垂直方向の拡大断面図（図６（ｂ））である。図１〜図５及び図９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。
【００４６】
上記カラーモードに対し、モノクロモードでは、径可変ローラ２１の回転速度が大きいため、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す様に、ウエイト部材２５の慣性力が大きく、ウエイト部材２５は空洞部２６の最も外側へ移動し、更に付勢部材２７の付勢力に抗してフランジ部２４を軸方向外側へ移動させることができる。従って、図４に示すように、中間転写ベルト８は、フランジ部２４より外径の小さいローラ本体２３と接触し、回動を支持される。その結果、図２に示す様に、中間転写ベルト８は下方に移動し、カラー感光体ドラム１ａ〜１ｃから離間する。こうして、感光体ドラム１ｄとのみ接触した中間転写ベルト８は、転写ローラ６ｄのみで一次転写を受けて回動する。
【００４７】
上記カラーモード及びモノクロモードでの径可変ローラ２１の回転速度、ウエイト部材２５の重量及び数量、付勢部材の付勢力は、予試験を行い、カラーモードでは付勢部材２７の付勢力がウエイト部材２５の慣性力に抗してフランジ部２４が外側に移動できず（図５ａ及び図５ｂ）、一方、モノクロモードではウエイト部材２５の慣性力により付勢部材に抗してフランジ部２４を軸方向外側に移動するよう（図６（ａ）及び図６（ｂ））適宜設定すればよい。
【００４８】
径可変ローラ２１の配設は、上述の通り当該ローラの外径が変化することによって中間転写ベルト８とカラー感光体ドラム１ａ〜１ｃとを接触及び離間させることができれば、本実施形態に示す黒色感光体ドラム１ｄと当該黒色感光体ドラム１ｄの上流側直近のカラー感光体ドラム１ｃとの間に限られない。例えば、カラー感光体ドラム１ａ〜１ｃのいずれかの間に配設することもできる。カラー感光体ドラム１ｂと１ｃとの間に配設した場合には、感光体ドラム１ａ及び１ｄを感光体ドラム１ｂ及び１ｃより図１における下方（径可変ローラ２１側）に配設することによって、感光体ドラム１ａ〜１ｃと中間転写ベルト８とを接触及び離間することができる。しかし、本実施形態の様に径可変ローラ２１を配置することによって、当該ローラ２１及び感光体ドラム１ａ〜１ｄの配置をよりコンパクトにすることができ、画像形成装置をより小型化できる。また、各感光体ドラム１ａ〜１ｃの中間転写ベルト８とのニップ部を略同一平面上とすることができる。
【００４９】
本実施形態では、感光体ドラム１ａ〜１ｃは、中間転写ベルト８との各ニップ部が略同一平面上にあるよう配設されている。しかし、感光体ドラム１ａ〜１ｃの配設は、上記の通り径可変ローラ２１の外径が変化することによって中間転写ベルト８とカラー感光体ドラム１ａ〜１ｃとを接触及び離間させることができればよく、上記径可変ローラ２１の配設位置に応じて適宜設定すればよい。本実施形態では、上記の通り、中間転写ベルト８と感光体ドラム１ａ〜１ｃとのニップ部が略同一平面上にあるため、装置を小型化することができる。加えて、露光ユニット４ａ〜４ｃからそれぞれ対応する感光体ドラム１ａ〜１ｃへ照射されるレーザーの光路長を等しくすることができるため、感光体ドラムの露光にバラツキが生じ難く、カラーモード及びモノクロモードでカラー画像形成用の静電潜像を精度よく形成することができる。このため、露光状態を同一にするための、対応する露光ユニットの配置の変更、あるいは露光ユニットごとに複雑な調整をする必要等を回避することができ、装置構成の大型化や複雑化を一層回避することができ、装置の小型化に寄与する。
【００５０】
上記テンションローラ２３は、例えば、従来公知のバネ等の弾性体からなる付勢部材によって、モードの切替に伴う中間転写ベルト８の張力を調整可能なものであればよく、特に限定されない。
【００５１】
上記転写ローラ６ａ〜６ｃの移動は、例えばバネ等の弾性体からなる付勢部材で付勢し、中間転写ベルト８の張力に従って、当該当該ローラが移動するような構成とする等、従来公知の技術を用いて行うことができる。
【００５２】
上記カラーモード、モノクロモードの選択的な切替は、従来公知の技術を用いることによって行うことができる。初期状態をいずれのモードとしてもよいが、径可変ローラ２１が回転していないとき、ウエイト部材２５及びフランジ部２４は軸方向内側に留まっているため、初期状態をカラーモードとすることが望ましい。また、上記とは逆にモードを切り替えることにより、径可変ローラ２１の回転速度は減少し、フランジ部２４がローラ本体２３と接触するため、モノクロモードからカラーモード（図２から図１の状態）とすることができる。
【００５３】
このように上記第１実施形態によって、中間転写ベルトを上下に移動させるための複雑な部材及び機構を用いることなく、中間転写ベルトと感光体とを接触及び離間させることができる。従って、従来より一層簡単な構成で、カラーモードとモノクロモードとの切替が可能となる。また、装置も小型化できる。
【００５４】
図７は、本発明の第２実施形態の画像形成装置に用いられる径可変ローラの、一方のフランジ部周辺の、カラーモードでの軸方向の拡大断面図（図７（ａ））、及び図７（ａ）のＣにおける軸方向に対して垂直方向の拡大断面図（図７（ｂ））である。また、図８は、第２実施形態の画像形成装置に用いられる径可変ローラの、一方のフランジ部周辺の、モノクロモードでの軸方向の拡大断面図（図８（ａ））、及び図８（ａ）のＤにおける軸方向に対して垂直方向の拡大断面図（図８（ｂ））である。図１〜図６及び図９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。
【００５５】
本実施形態では、ウエイト部材として、図７及び図８に示すような立方体の部材を用いること以外は第１実施形態と全く同様の構成であるため、説明を省略する。
【００５６】
上記第１実施形態及び第２実施形態において、トナー担持体の一例である中間転写ベルト８上に各色のトナー像を順次積層して形成されたフルカラー画像を用紙Ｐ上に一度に転写する中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置について説明したが、本発明は、図１０に示すような、搬送ベルト上に担持されて搬送される用紙Ｐに各色のトナー像を順次転写する直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置においても全く同様に適用可能である。
【００５７】
その他本発明は、上記各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、上記実施形態において示した現像装置構成は一例に過ぎず、二次転写ローラ９を、テンションローラ２３と中間転写ベルト８を介して接触する位置に配設する構成とすることも可能である。
【００５８】
また、上記各実施形態では、黒色感光体ドラム１ｄを最下流側としたが、当該黒色感光体ドラム１ｄを最上流側とすることもできる。例えば、各感光体を、黒色感光体ドラム１ｄ、イエロー感光体ドラム１ｃ、マゼンタ感光体ドラム１ｂ、シアン感光体ドラム１ａの順に配設することができる。かかる場合、中間転写ベルト若しくは搬送ベルトの内周面に沿って、最下流側のシアン感光体ドラム１ａの更に下流側に駆動ローラ１１を、最上流側の黒色感光体ドラム１ｄの更に上流側にテンションローラ２３を、テンションローラ２３の上流側且つ駆動ローラ１１の下流側に従動ローラ１０を配設し、最上流側の黒色感光体ドラム１ｄと当該感光体ドラムの直近のイエロー感光体１ｃとの間に径可変ローラを配設することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、感光体と現像装置を含む複数の画像形成部と、前記感光体上に現像されたトナー像が順次積層される中間転写ベルト若しくは記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記感光体上に現像されたトナー像を前記中間転写ベルト若しくは搬送ベルト上に転写する手段と、を備えた画像形成装置において、前記感光体は、前記中間転写ベルト若しくは搬送ベルトの回転方向に対して最上流側又は最下流側に配設された黒色のトナー像が形成される黒色感光体と、黒以外の色のトナー像が形成される１つ以上のカラー感光体とからなり、前記中間転写ベルト若しくは搬送ベルトは、少なくとも駆動ローラと、従動ローラと、前記中間転写ベルト若しくは搬送ベルトに内接する部分の外径が変化する径可変ローラと、に張架されているものである。
【００６０】
これにより、カラー感光体と中間転写ベルト若しくは搬送ベルトとを接触及び離間させるために複雑な部材及び機構を付加する必要がなくなるため、従来より一層簡単な構成で、カラーモードとモノクロモードとの切替が可能となる。また、装置も小型化できる。
【００６１】
また、上記径可変ローラの両端に、軸方向外側に向かうテーパ状の外周面を有するフランジ部を備え、当該フランジ部内に、当該フランジ部の外周面に沿って傾斜した空洞部を設けてウエイト部材を挿入し、カラーモードとモノクロモードのベルト速度の違いによって、中間転写ベルト若しくは搬送ベルトと接触する上記径可変ローラの外径を変化させることによって、更に、装置構成を簡素化できる。そして、上記径可変ローラを黒色感光体と当該感光体の直近のカラー感光体との間に配設すれば、露光ユニットから感光体への光路長を一定にすることができるため、画像形成精度を向上させるための複雑な機構を付加することも回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】は、第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の、カラーモードでの画像形成部及び中間転写ベルト周辺の構成を示す側面断面図である。
【図２】は、第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の、モノクロモードでの画像形成部及び中間転写ベルト周辺の構成を示す側面断面図である。
【図３】は、第１実施形態の画像形成装置に用いられる径可変ローラと中間転写ベルトとの、カラーモードでの配置関係を示す側面図である。
【図４】は、第１実施形態の画像形成装置に用いられる径可変ローラと中間転写ベルトとの、モノクロモードでの配置関係を示す側面図である。
【図５】は、第１実施形態の画像形成装置に用いられる径可変ローラの、一方のフランジ部周辺の、カラーモードでの軸方向の拡大断面図（図５（ａ））及び軸方向に対して垂直方向の拡大断面図（図５（ｂ））である。
【図６】は、第１実施形態の画像形成装置に用いられる径可変ローラの、一方のフランジ部周辺の、モノクロモードでの軸方向の拡大断面図（図６（ａ））及び軸方向に対して垂直方向の拡大断面図（図６（ｂ））である。
【図７】は、第２実施形態の画像形成装置に用いられる径可変ローラの、一方のフランジ部周辺の、カラーモードでの軸方向の拡大断面図（図７（ａ））及び軸方向に対して垂直方向の拡大断面図（図７（ｂ））である。
【図８】は、第２実施形態の画像形成装置に用いられる径可変ローラの、一方のフランジ部周辺の、モノクロモードでの軸方向の拡大断面図（図８（ａ））及び軸方向に対して垂直方向の拡大断面図（図８（ｂ））である。
【図９】は、従来の中間転写方式の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図１０】は、従来の直接転写方式の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６３】
Ｐａ〜Ｐｄ      画像形成部
１ａ〜１ｄ      感光体ドラム
２ａ〜２ｄ      帯電器
３ａ〜３ｄ      現像ユニット（現像装置）
４ａ〜４ｄ      露光ユニット
６ａ〜６ｄ      転写ローラ（転写手段）
７              定着部
８              中間転写ベルト
９              二次転写ローラ（二次転写手段）
１０            従動ローラ
１１            駆動ローラ
２１            径可変ローラ
２２            回転軸
２３            ローラ本体
２４            フランジ部
２５            ウエイト部材
２６            空洞部
２７            付勢部材
３０            搬送ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図９】
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【図１０】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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