JP2007155778A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の単色トナー像を中間転写体上に重ね合わせて多色トナー像をつくる画像形成装置において、シート状媒体の搬送経路に近いところに配置される画像制御用センサに、２次転写されたシート状媒体の画像面側がこすれて、こすれ画像を発生してしまうという問題の解決。
【解決手段】センサ１３の位置を、２次転写ローラ１１が中間転写ベルト４を支持する駆動ローラ５に対して接離するのに合わせてシート状媒体の搬送径路から離間した位置に退避させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、中間転写体に形成された画像制御用のトナー像を検出するための検出センサを有する複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ、複合機などの画像形成装置に関する。

近時、カラー画像形成装置は、１つの中間転写ベルトに対して、黒トナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、イエロートナー像を形成する４つの単色トナー像形成部がベルト進行方向に順次配置され、中間転写ベルト上に各単色像を重ね合わせにしたあと、用紙等の転写材に転写をする４連タンデム方式が多用されている。

この種のカラー画像形成装置においては、高画質化のためカラー４色の重ね合わせ技術の高精度化が要求されており、中間転写ベルト上に形成された画像制御用のトナーマークを検出するセンサで各トナーマークの位置を検出して、補正制御を行わせている。また環境の変化や部品劣化による特性変化があった場合でもトナー濃度を一定に保つために、画像制御用のトナーマークを検出し、トナー付着量を補正している。

その一例として、中間転写ベルトに転写されるトナー像形成条件の最適化を図るため、ジョブ終了時やジョブ開始前の記録媒体通紙時に、濃度を変更した複数の濃度検出パターンを中間転写ベルト上に形成してそれらの画像濃度を検出する画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

上記中間転写ベルト上のトナーパターンなどを検出するためのセンサは中間転写ベルト上の画像制御用トナーマークを正確に読みとる必要があるため配置するスペースが限られてくる。例えば、ベルトの波打ちの影響を少なくするためには中間転写ベルトを支持するベルト支持ローラ近辺のテンションのかかった部分を読みとることがよく、またセンサや防塵用のシャッタ駆動部の交換性を考えると、開閉部材の付近に配置するのが都合がよい。

中間転写ベルト上のトナー像が最終転写（２次転写）されるシート状媒体を下から上に向けて搬送する所謂縦搬送経路を持つ画像形成装置では２次転写のための２次転写ローラを保持した装置本体の側面扉が開閉可能なことが多く、また、２次転写ローラと対向するベルト支持ローラ近辺に前記センサが配置されることがある。

その場合に、前記センサはシート状媒体の搬送経路に近いところに配置されることになり、２次転写されたシート状媒体の画像面側が前記センサにこすれて、こすれ画像を発生してしまうという問題が発生する。

特許文献１は、簡単な構成で、中間転写ベルトに形成される濃度検出パターンを検出する画像濃度検出装置の検出面の汚れを防止することを述べたものであり、上記問題については触れていない。

特開２００５―７０６７６号公報

本発明は、中間転写体上に担持される画像制御用のトナー像を検出するセンサにシート状媒体の画像面がこすれるのを防止することを課題とする。

前記課題を達成するため請求項１にかかる発明は、複数の単色トナー像を中間転写体上に重ね合わせて多色トナー像をつくる画像形成装置において、前記中間転写体上に担持される画像制御用のトナー像を検出するセンサを有し、前記センサの位置を移動することとした。
請求項２にかかる発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記中間転写体に対して接離動作をする２次転写ローラが設けられ、前記センサの位置を、前記２次転写ローラの前記接離動作に連動して検出位置と非検出位置間で変位させることとした。
請求項３にかかる発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記画像制御用センサが前記検出位置にあることを認識するための位置検出センサを有することとした。
請求項４にかかる発明は、請求項２又は３に記載の画像形成装置において、前記画像制御用センサが前記非検出位置にあることを認識するための位置検出センサを有することとした。
請求項５にかかる発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記位置検出センサの検出結果より、前記画像制御用センサの位置が正しい位置にない場合には、警告表示するパネルを有することとした。
請求項６にかかる発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記位置検出センサの検出結果より、前記画像制御用センサの位置が正しい位置にない場合には、音で警告するアラーム手段を有することとした。
請求項７にかかる発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記位置検出センサの検出結果より、前記画像制御用センサの位置が正しい位置にない場合には、光の点灯で警告する発光手段を有することとした。
請求項８にかかる発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置において、前記センサはトナー像濃度検出用のセンサとした。
請求項９にかかる発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置において、前記センサは多色トナー像のベルト進行方向の色ズレ検出用のセンサとした。
請求項１０にかかる発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置において、前記センサは多色トナー像のベルト進行方向と直角方向の色ずれ検出用のセンサとした。

この発明では、中間転写体上に担持される画像制御用のトナー像を検出するセンサにシート状媒体の画像面がこすれるのを防止することができる。

本発明を図面に基づいて説明する。
［１］画像形成装置の例
図１に、本発明にかかる画像形成装置の一例を示す。図１において、画像形成に際して、書き込み光学ユニット１からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色画像を形成する像担持体としての感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに向けて、書き込み用の走査光（レーザービーム）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが射出される。符号の末尾に付したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各符号は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応している。

図１には図示を省略してあるが、書き込み光学ユニット１内には各色に対応したレーザ光源ユニット（以下、ＬＤユニットという。）が設けられていて、前記した走査光３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋはこれら図示されない各ＬＤユニットから射出され、回転多面鏡などの走査手段、共通のｆθレンズ、トロイダルレンズ等を経て最終的に各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上に光スポットとして集光し紙面を貫く方向（主走査方向）に走査される。

各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋはドラム状をしていて、それぞれの上方には、これら各感光体に対して共通に接触するようにして、転写ベルト４が配置されている。各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの上部は中間転写ベルト４を挟んで１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋがそれぞれ対向配置されて１次転写部を構成している。中間転写ベルト４は、駆動ローラ５と支持ローラ６、７、８等により支持されて矢印Ｐで示すように反時計まわりの向きに回転駆動される。各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、矢印で示す中間転写ベルト４の移動方向（副走査方向）に沿って均等間隔で配列されている。

各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのまわりには、矢印で示す回転方向順に図示しない帯電器、現像装置、クリーニング装置が配置されている。例えば感光体２Ｋについて、上記帯電器と上記現像装置との間の位置に、書き込み光学ユニット１からの走査光３Ｋが主走査方向（紙面に垂直な方向）に走査されて、ブラック画像の潜像が形成される。他の感光体についても同様に各色用の潜像が形成される。

各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上の潜像は、それぞれ対応する現像装置により単色トナー像として顕像化され、各１次転写部にて中間転写ベルト４上に順次単色トナー像が重ね合わせて転写されて多色トナー像（カラー画像）が形成される。なお、１次転写後の各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋはクリーニング装置により残留トナーが除去されて次の画像形成に備えられる。

図１で中間転写ベルト４の右方部に配置された駆動ローラ５と２次転写ローラ１１とのニップ部は、１次転写部にて中間転写ベルト４へ転写された画像をレジストローラ１０からタイミングを合わせて供給されるシート状媒体（図示せず）へ転写する２次転写部１２を構成する。駆動ローラ５の右横には２次転写ローラ１１が中間転写ベルト４を介して該駆動ローラ５に対して接離動作するように構成されている。

ジョブ終了時やジョブ開始前のシート状媒体非給送時に画像制御用のトナーパターン像を中間転写ベルト４上に形成して画像制御を行うようにしている。画像制御用のトナーパターン像が中間転写ベルト４に転写された際には、２次転写ローラ１１は駆動ローラ５から離間するように制御される（このときの２次転写ローラ１１を図１に２点鎖線で示す。）。また、中間転写ベルト４上のトナー画像をシート状媒体に転写する際には、２次転写ローラ１１は駆動ローラに圧接するように制御される（このときの２次転写ローラ１１を図１に実線で示す。）。

２次転写部１２を通過したシート状媒体は、図示しない定着装置へ向かうべく矢印で示すように上方に進むが、このシート状媒体の搬送径路３４の近傍、駆動ローラ５の外周に対向するようにして中間転写ベルト４上の画像制御用のトナーパターン像を検出するための画像制御用センサ（以下、単にセンサという。）１３が配置されている。

実線で示したセンサ１３の配置位置は、中間転写ベルト４の波打ちの影響を避けるため、上記したとおり駆動ローラ５の上面に対峙するように配置されているが、この位置だと、シート状媒体の搬送径路に近く、しかも、シート状媒体の画像形成面と向き合う位置であるため、せっかく２次転写した画像とこすれやすい状況にある。

［２］実施の形態例
例１
本例では、センサ１３の位置を可動とし、２次転写部１２を通過したシート状媒体は、図示しない定着装置へ向かうべく矢印で示すように搬送経路３４に沿って上方に進むときには、センサ１３を２点鎖線で示すように、シート状媒体の搬送径路３４から離間した位置に移動するようにした。この移動位置はシート状媒体と非干渉となる位置であればよい。図１では、センサ１３を中間転写ベルト４の進行方向と同方向へ移動可能にしている。このように、センサ１３を移動することにより、２次転写されたシート状媒体の画像面側がセンサ１３にこすれて、こすれ画像を発生するという問題は解消される。

例２
上記したように、センサ１３がシート状媒体の搬送径路から離間した位置とは、駆動ローラ５の周面に中間転写ベルト４が接していないベルト波打ちの影響を受けやすい位置でありトナーパターン像の検出に適さない非検出位置である。従って、この非検出位置のままにしておくと、センサ１３の本来の目的である中間転写ベルト４上の画像制御用のトナーパターン像を検出するタイミングでは正確な検出ができないため、元の検出位置（駆動ローラ５の周面に対応した位置）に戻すことが必要である。

このように、センサ１３はシート状媒体が２次転写部を通紙されるタイミングと、トナーパターン像を検出するタイミングとで、その位置を変位させる必要がある。また、２次転写ローラ１１についても、シート状媒体が２次転写部を通紙されるタイミングでは駆動ローラ３に圧接させ、センサ１３がトナーパターン像を検出するタイミングでは駆動ローラ５から離間させる必要からその位置を変位させる必要がある。

そこで、センサ１３の位置を、２次転写ローラ１１の駆動ローラ５に対する接離動作に連動して検出位置と非検出位置間で変位させることとした。以下にそのための駆動装置例を説明する。

図２は中間転写ベルト５及びその支持手段や駆動手段などを収めた中間転写ユニット１９の外観を示し、駆動ローラ５が配置された一端部近傍（ベルトカバー２８から露出した部位）の前側板２０と後側板２１の上部にコの字状のブラケット保持部材２２、２３が配置されている。これらブラケット保持部材２２、２３に差し渡されるようにして複数のセンサ１３を支持した長尺な板状をしたブラケット２４が主走査方向に保持されている。

ブラケット保持部材２２、２３に対するブラケット２４の支持部の構造を図３の分解斜視図及び図４の断面図を参照して説明する。なお、ブラケット２４の支持部の構造はブラケット保持部材２２、２３について同じであるので、ここでは、ブラケット保持部材２２部分についての構造を説明する。

ブラケット保持部材２２は矢印Ｐで示す方向上で対向する前側板２２Ｆ、後側板２２Ｂ、左側板２２Ｌを有する。前側板２２Ｆと後側板２２Ｂとの間には、前側板２２Ｆ側から順に、ブラケット２４の端部、板状をした規制部材２５、弾性手段の一例としての伸張性のばね２６が重ねられて挿入された上、これらの部材と前側板２２Ｆと後側板２２Ｂを全て軸部材２７で貫通し、止め部材３１で抜け止めされている。

ブラケット２４、規制部材２５、ばね２６は軸部材２７に沿って可動に挿通されていて、規制部材２５はその一端部が被駆動部２５ａを構成し、切り欠き２２ｆから外部に突出している。センサ１３は規制部材２５を介してばね２６によって矢印Ｐの向きと逆向きに加圧され前側板２２Ｆ、後側板２２Ｂの各内側面に突き当てられ、中間転写ベルト４に対するあおり角方向の姿勢が決まる。

ブラケット保持部材２２における被駆動部２５ａと、ブラケット保持部材２３における被駆動部２５ａ相当部材とに外力を作用させることにより、ブラケット２４を切り欠き２２ｆ内で平行移動させることができる。

図５、図６に示すように被駆動部２５ａは支点軸３０を支点に揺動する揺動アーム２９の自由端側に設けた先端部が曲面をなす突起２９ａと当接する位置関係にある。揺動アーム２９の自由端側には２次転写ローラ１１が支持されている。図５に示すように駆動ローラ５に対して２次転写ローラ１１が離間するように揺動アーム２９が揺動されたとき、突起２９ａは被駆動部２５ａに対して外力を作用しない位置に退避している。被駆動部２５ａは外力の作用を受けない状態では図４に示すようにばね２６の力により切り欠き２２ｆの端部に位置し、このときブラケット２４は前側板２２Ｆに接していて、ブラケット２４上のセンサ１３は図１に実線で示した検出位置にある。

また、図６に示すように駆動ローラ５に対して２次転写ローラ１１が転写可能に接するように揺動アーム２９が揺動されたとき、突起２９ａは被駆動部２５ａを押し動かし、これに伴いブラケット２４上のセンサ１３は図１に２点鎖線で示した非検出位置にある。

揺動アーム２９はモータ、ソレノイド、カムなど適宜の駆動手段により、シート状媒体が２次転写部を通紙されるタイミングと、センサ１３がトナーパターン像を検出するタイミングとに応じて揺動態位が切り替えられるようになっているので、図２〜図４で説明したブラケットの移動と図５、図６で説明した揺動アーム２９との組み合わせにより、センサ１３の位置を、２次転写ローラ１１の駆動ローラ５に対する接離動作に連動して検出位置と非検出位置間で変位させることができる。

つまり、画像制御用のトナーパターン読み取り時（２次転写ローラ１１が駆動ローラ５から離間する時）には、ばね２６によってセンサ１３は検出位置へ移動するので、センサ１３は中間転写ベルト上の画像制御用トナーパターン像を正確に読み取る。
シート状媒体が２次転写部でトナー画像を転写されて通紙されるとき（２次転写ローラ１１が駆動ローラ５に接している時）にはばね２６の弾性に抗してセンサ１３はシート状媒体の搬送径路から外れた非検出位置へ移動するので、シート状媒体に画像こすれは生じない。

例２
この例では、図７に示すように被駆動部２５ａと一体に突起状のアクチュエータ３２を設けている。被駆動部２５ａと一体に移動するアクチュエータ３２のストロークエンドにフォトセンサ３３を配置している。

フォトセンサ３３は発光部３３ａと受光部３３ｂとを有し、これら発光部３３ａと受光部３３ｂ間にアクチュエータ３２が位置して遮光する態様と、発光部３３ａと受光部３３ｂ間の外にアクチュエータ３２が位置して発光部３３ａと受光部３３ｂ間を遮光しない態様をつくり、遮光の有無によりセンサ１３の位置を判断する。

本例では、発光部３３ａと受光部３３ｂ間にアクチュエータ３２が位置して遮光する状態を以って非検知位置と制御手段に判断させることができ、発光部３３ａと受光部３３ｂ間の外にアクチュエータ３２が位置して発光部３３ａと受光部３３ｂ間を遮光しない状態を以って検知位置と制御手段に判断させることができる。

フォトセンサ３３は、センサ１３が非検出位置にあることを認識するための位置検出センサの一例であり、このように、位置検出センサの出力の有無からセンサ１３が検出位置にあることを制御手段により電気的に判断することから、センサ１３が検出位置にない（非検出位置にある）ままトナー濃度や画像の位置ずれなどの画像制御を行なってしまうのを防止できる。

同様に、位置検出センサの出力の有無からセンサ１３が非検出位置にあることを制御手段により電気的に判断することから、センサ１３が検出位置にある（画像こすれのおそれがある）まま２次転写によりシート状媒体にトナー画像を形成することを防止できる。

フォトセンサ３３の検出結果より、センサ１３の位置が正しい位置にない場合には、画像形成装置の操作などのパネル上にその旨の警告表示することにより、ユーザは適宜の処理をすることができる。

また、フォトセンサ３３の検出結果より、センサ１３の位置が正しい位置にない場合には、音で警告するブザーなどアラーム手段でこれを知ることができ、ユーザは適宜の処理をすることができる。

また、フォトセンサ３３の検出結果より、センサ１３の位置が正しい位置にない場合には、ＬＥＤなどの発光素子を点灯することによりこれを知ることができ、ユーザは適宜の処理をすることができる。

例３
図２、図３などに示した複数のセンサ１３のあるものは、トナー濃度検出用のセンサ、あるものはベルト進行方向（副走査方向）の位置ずれ検出センサ、あるものはベルト進行方向と直角方向の色ずれ（主走査方向の位置ずれ）検出センサとし、同一タイプのセンサを使用することができる。

センサ１３をトナー濃度検出用のセンサとして用いて行うトナー濃度補正は、静電現像方式の画像形成装置において一般的に行われる方法に準じて行う。トナー濃度補正用のトナーパターン像検出のための光検出器として反射型（正反射光型）の光検出器を用いる。センサ１３に対向する中間転写ベルト４上の位置に、図８に示したような矩形のトナーパターン画像１８０を矢印Ｐで示すベルト進行方向に一定間隔で各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ毎に形成してこれを読み取って行う。

センサ１３をベルト進行方向（副走査方向）の位置ずれ検出センサ、ベルト進行方向と直角方向の色ずれ（主走査方向の位置ずれ）検出センサとして用いて行う画像制御は、静電現像方式の画像形成装置において一般的に行われる方法に準じて行う。ベルト進行方向（副走査方向）の位置ずれ検出用のトナーパターン像検出、ベルト進行方向と直角方向の色ずれ（主走査方向の位置ずれ）検出用のトナーパターン像検出のための光検出器として反射型（正反射光型）の光検出器を用いる。センサ１３に対向する中間転写ベルト４上の位置に、図８に示したような主走査方向と平行なライン状のトナーパターンと主走査方向に対して４５度傾いたライン状のトナーパターンとが対となってトナーパターン画像８０を矢印Ｐで示すベルト進行方向に一定間隔で各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ毎に形成してこれを読み取って行う。

本例では、トナー濃度検出用のセンサ、ベルト進行方向（副走査方向）の位置ずれ検出センサ、ベルト進行方向と直角方向の色ずれ（主走査方向の位置ずれ）検出センサによる画像こすれを防止することができる。

本発明の画像形成装置の構成図である。 センサを移動制御する装置例を説明した中間転写ベルトユニットの斜視図である。 センサを移動制御する装置部分のみ分解して示した中間転写ベルトユニットの斜視図である。 センサを移動制御する装置の断面図である。 センサ及び２次転写ベルトを移動させる機構を説明した図である。 センサ及び２次転写ベルトを移動させる機構を説明した図である。 センサの位置を認識するためのホトセンサまわりの構成を説明した斜視図である。 トナーパターン画像を例示した図である。

符号の説明

３ 中間転写ベルト
１３ センサ

Claims (10)

1. 複数の単色トナー像を中間転写体上に重ね合わせて多色トナー像をつくる画像形成装置において、
   前記中間転写体上に担持される画像制御用のトナー像を検出するセンサを有し、前記センサの位置を移動することを特徴とした画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記中間転写体に対して接離動作をする２次転写ローラが設けられ、
   前記センサの位置を、前記２次転写ローラの前記接離動作に連動して検出位置と非検出位置間で変位させることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記画像制御用センサが前記検出位置にあることを認識するための位置検出センサを有することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２又は３に記載の画像形成装置において、
   前記画像制御用センサが前記非検出位置にあることを認識するための位置検出センサを有することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３又は４に記載の画像形成装置において、
   前記位置検出センサの検出結果より、前記画像制御用センサの位置が正しい位置にない場合には、警告表示するパネルを有することを特徴とした画像形成装置。
6. 請求項３又は４に記載の画像形成装置において、
   前記位置検出センサの検出結果より、前記画像制御用センサの位置が正しい位置にない場合には、音で警告するアラーム手段を有することを特徴とした画像形成装置。
7. 請求項３又は４に記載の画像形成装置において、
   前記位置検出センサの検出結果より、前記画像制御用センサの位置が正しい位置にない場合には、光の点灯で警告する発光手段を有することを特徴とした画像形成装置。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置において、
   前記センサはトナー像濃度検出用のセンサであることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置において、
   前記センサは多色トナー像のベルト進行方向の色ズレ検出用のセンサであることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置において、
    前記センサは多色トナー像のベルト進行方向と直角方向の色ずれ検出用のセンサであることを特徴とする画像形成装置。
    

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