JP2005208577A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
検知手段への異物付着を低減し、画像品質の安定した画像形成装置を提供する。
【解決手段】
像担持体（10）に形成されたトナー像（36）を検知する検知手段（18）と、記録材（7）を搬送する搬送手段（17）とを備えた画像形成装置において、記録材搬送方向と直交する方向において、像担持体の幅よりも内側で、且つ搬送手段が用紙に接する領域の外側となる位置に対応させて、検知手段を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は画像形成装置に関する。更に詳しくは、像担持体（感光体、中間転写体等）に形成されたトナー像を検知する検知手段を備えた画像形成装置の改善に関する。

プリンターや複写機などで知られる画像形成装置においては、像担持体に形成されたトナー像を検知手段で検知し、検知手段の出力に基づき画像形成条件を調整可能にしたものがある。例えば特許文献１には、中間転写ドラム上にテストパターン画像を形成し、付着量測定手段によりテストパターン画像からトナー付着量を測定し、この測定値をもとに各種記録プロセスの制御を行う構成が記載されている。

特開平７−２１９３０２号公報

像担持体は、トナー像を用紙へ転写する際に用紙と接触する。この接触により用紙上の紙粉や塵埃等の異物が像担持体に付着することがある。像担持体に付着した異物の殆どは像担持体を清掃するクリーナーによって除去されるが、クリーナーを通り抜けて検知手段の検知面に付着する異物もあり、検知面に異物が付着すると検知手段の出力が安定しなかったり、誤検出をまねく原因となっていた。

本発明は、像担持体に形成されたトナー像を検知する検知手段と、記録材を搬送する搬送手段とを備えた画像形成装置において、記録材搬送方向と直交する方向において、像担持体の幅よりも内側で、且つ搬送手段が用紙に接する領域の外側となる位置に対応させて、検知手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、検知手段への異物付着を低減し、画像品質の安定した画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。

はじめに、図２を用いて画像形成装置の全体構成を説明する。図２において、符号９は感光体ベルトであり、矢印方向へ無端移動可能に支持されている。符号８は帯電器であり、帯電器８はホストからの印刷開始信号により感光体ベルト９の表面を均一に帯電させる。帯電した感光体ベルト９の表面に光を照射する光学ユニット５は、ホストからの印刷データにしたがい感光体ベルト９を露光し、感光体ベルト９の表面に静電潜像を形成する。

感光体ベルト９上に形成された静電潜像には、現像器１、２、３、４のいずれかの色のトナーが供給されトナー像として可視化され、感光体ベルト９と中間転写体１０とが接触する領域（以下、「一次転写位置」と称する）へ搬送される。一次転写位置では、感光体ベルト９と中間転写体１０との電位差により感光体ベルト９上のトナー像が中間転写体１０の表面へ転写される。

一次転写位置を通過した感光体ベルト１の表面は、除電器（図示せず）及び清掃装置（図示せず）を経て清掃され、次の画像形成が可能な状態となる。

上記の工程を単色印刷及び複数色印刷に応じて各現像器１〜４により必要回数繰り返すことにより、中間転写体１０にはトナー像が形成される。

中間転写体１０上に転写されたトナー像は、中間転写体１０と転写ローラー１２とが接触する領域（以下、「二次転写位置」と称する）において、用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は、除電器１３の作用を受けて中間転写体１０から剥離され、定着器１４へ送り込まれる。定着器には、熱ローラーと加圧ローラー（又は熱ローラー）とにより用紙を挟持搬送する形態、あるいは熱ローラーと加圧ベルト（又は熱源を備えた加圧ベルト）とにより用紙を挟持搬送する形態等、周知の定着方式を適用することが可能であり、トナー像が定着された用紙は、画像形成装置本体上部に設けられた排紙トレイ１６に排出される。

給紙ローラー１７と転写ローラー１２との間には一対の搬送ローラー１１が設けられている。この搬送ローラー１１は、給紙カセット６から送り出された用紙７を二次転写位置へ搬送するだけの搬送ローラーであっても構わないが、本実施例においては用紙の待機及び搬送を制御するレジストローラーとして設けている。

レジストローラー１１は、給紙ローラー１７によって給紙カセット６から送り出された用紙の姿勢を矯正するとともに待機させ、中間転写体１０に形成されたトナー像が用紙の所定位置に転写されるタイミングで用紙を転写ローラー１２側へ送り出す。また、定着器１４と排紙トレイ１６との間には一対の排紙ローラー１５が設けられている。

図２において符号１８は検知手段であり、一次転写位置から二次転写位置に至る経路において中間転写体１０に対向させて設けられている。本実施例において検知手段１８は、中間転写体１０に形成されたトナー像からトナーの付着量を検知するトナー付着量センサーとして設けられている。

本実施例のようにセンサー１８を中間転写体１０の下方に配置することにより、中間転写体のクリーナー１９から遠ざけて配置することができ、クリーナー１９周辺を浮遊する異物による汚染を防ぐことができる。また、定着器１４に対しても遠ざけることができるので、高温によるセンサー１８の誤検出も低減される。

センサー１８は、中間転写体１０の表面に対して垂直に配置されるのが好ましい。特に、中間転写体１０が本実施例のように、複数本の支持ローラー２０，２１，２２に掛け渡された無端ベルトの場合、支持ローラー上を走行する無端ベルトに対向させて配置すると、無端ベルトが暴れず、センサーとトナー像との距離が安定している状態で検知することができ、測定誤差の少ないトナー付着量検知が行える。

また、無端ベルトを支持する支持ローラーの内、感光体ベルト９と接触する一次転写位置側の支持ローラーを大径ローラーとしてもよい。これにより一次転写位置における感光体ベルト９と中間転写体１０とのニップが拡大され、感光体ベルト９から中間転写体１０へのトナー像転写が十分に行えるようになる。また、センサー１８が大径ローラー上を走行する無端ベルトに対向するので、無端ベルト面が近似的に平面になり、測定誤差をさらに減らすことができる。

また、感光体ベルト９と中間転写体１０とのニップ拡大により、中間転写体１０を従動回転にすることができる。駆動される感光体ベルト９と等速で中間転写体１０が移動するので、一次転写位置における画像ずれや駆動源によるジッターを少なくでき、より安定したトナー付着量の検知が可能になる。

また、必要に応じては、支持ローラーの１本（例えば支持ローラー２２）にスプリング２３を接続し、無端ベルトの内側を付勢してベルトのたるみを吸収するテンションローラーとして設けてもよい。

トナー付着量センサー１８には、電位式センサーや光学式センサーが用いられる。電位式センサーの場合は、予め中間転写体１０の表面電位を検知しておき、トナーが付着したときの電位変動を検知することにより画像濃度制御を行うようにする。光学式センサーの場合は、発光素子からの反射光を受光素子で検知することによって画像濃度制御を行う。光学式センサーの場合、中間転写体１０上にトナーが付着していないときにセンサーの校正を行い、画像形成装置の立上げ時に所定の画像パッチ３６（図１参照）を検出することによって高精度のトナー付着量検知を行うことができる。

画像濃度制御方法には以下のような方法があり、この内の１つの方法によって画像濃度制御を行うようにしてもよいし、複数の方法を組み合わせて画像濃度制御を行うようにしてもよい。本実施例においては、色ごとに制御しやすく、トナー付着量を容易に変化させることができる点から制御方法１を適用している。
（制御方法１）
図１に示すようにトナー付着量センサー１８からプリンターエンジンの制御回路２４に対して検知信号を出力し、制御回路２４により検知信号に従って演算した後、高圧電源２５に制御信号を与え、各現像器１〜４の現像バイアスを制御してトナー付着量を安定させる。
（制御方法２）
トナー付着量センサー１８の検知信号に従って光学ユニット５から照射されるレーザー出力を変化させ、感光体ベルト９上の露光部電位を変化させてトナー付着量を安定させる。
（制御方法３）
トナー付着量センサー１８の検知信号に従って帯電器８の出力を変化させ、感光体ベルト９上の非露光部電位（帯電電位）を変化させてトナー付着量を安定化させる。
（制御方法４）
トナー付着量センサー１８の検知信号に従って一次転写位置での転写電圧を変化させ、転写効率を変化させることによりトナー付着量を安定化させる。

次に、トナー付着量センサーの配置に関して図１に基づき説明する。上述したように用紙７は給紙ローラー１７によってピックされ、矢印方向に搬送される。図１のように例えば１個の給紙ローラー１７を用紙７の幅方向（搬送方向と直交する方向）中央部に設けた場合、送り出された用紙７の幅方向中央部（図１のハッチング領域）には、給紙ローラー１７との擦れにより発生した紙粉が残りやすくなる。

用紙７の中央部に載った紙粉は、二次転写位置において中間転写体１０の中央部へ付着する場合があり、中間転写体１０の中央部に対向させてセンサー１８を配置すると、紙粉が妨げとなり正確なトナー付着量検知が行えなくなる。

そこで、本発明においては、センサー１８の配置に関して、用紙搬送方向と直交する方向において、中間転写体１０の幅よりも内側で、且つ給紙ローラ１７が用紙７に接する領域（図１のハッチング領域）の外側となる位置に対応させてセンサー１８を設けている。

なお、本実施例においては、便宜上、１個の給紙ローラとして例示したが、本発明はこれに限られず、用紙搬送方向と直交する方向に複数個の給紙ローラを設けた構成であってもよく、この場合は、互いに隣り合った給紙ローラ間の幅に対応させてセンサーを配置することで１個の給紙ローラーの場合と同等の効果が得られる。

以上のように、センサー１８を用紙搬送方向と直交する方向において給紙ローラー１７が用紙７に接する領域よりも外側に設けたので、中間転写体１０上に付着した紙粉を避けることができ、トナー付着量を正確に検知することが可能になる。

次に、本発明の他の実施例を図３を用いて説明する。上記した構成と異なる点は、トナー付着量センサー１８の検知面を清掃する清掃手段２６を備えた点である。

清掃手段２６は、軸２７を支点に回動自在に支持されたレバー２８と、センサー１８の検知面に対し接触可能にレバー２８の一端に設けられた清掃ブレード２９とから構成されている。レバー２８の他端は給紙カセット６に対し接触可能に設けられており、給紙カセット６と清掃ブレード２９との間を伝達する手段として機能する。

すなわち、図３の実線で示す状態から給紙カセット６を矢印方向へ押し進めて行くと、直立状態にあったレバー２８は破線で示す位置へと回動する。このとき清掃ブレード２９はセンサー１８の検知面３０に触れながら、レバー２８とともに破線で示す位置へ移動する。また、上記と反対に、破線で示す位置にある給紙カセット６を矢印とは反対方向に引き出す動作においても、清掃ブレード２９による検知面３０の清掃は実施される。

このように本実施例によれば、清掃ブレード２９を移動させるための駆動モーターを設けることなく、給紙カセット６の装填動作に連動して定期的に検知面を清掃することができる。

なお、上記実施例においては、給紙カセット６の装填動作に連動して検知面を清掃する構成を説明したが、給紙カセットに限らず、画像形成装置本体に対し着脱自在もしくは開閉自在に設けられた可動部材の移動に連動できればよく、画像形成装置本体に設けられたドアの開閉動作に連動して清掃するよう、ドアとセンサーとの間にレバーを介在させ、検知面を清掃するように構成してもよい。また、駆動モーターを用いてレバーを駆動させてもよい。

清掃ブレード２９には、樹脂フィルム（ポリエステルフィルム等）やゴムが用いられるが、スポンジなどの弾性部材を用いてもよい。また、清掃ブレードによってセンサーの検知面に傷をつけぬように検知面に光透過性を有するカバーを設けてもよい。

レバー２８が図３の実線で示すように直立の状態においては、センサー１８の検知面３０と中間転写体１０との間がレバー２８によって遮られ、給紙カセット６を装着しなければ中間転写体１０上のトナー付着量を検知することができなくなる。従って、給紙カセット６を取り外した状態でもトナー付着量を検知する必要がある場合は、図４のようにレバー２８に貫通孔３１を設け、レバー２８が閉じた状態でも貫通孔３１を通して中間転写体１０表面を検知できるようにしてもよい。

なお、給紙カセット６に連動して清掃ブレード２９がセンサー１８の検知面３０上を通過している期間は誤検知を招くため、給紙カセット６が装填されていないときはトナー付着量の検知は行わず、給紙カセット６を装填した後にトナー付着量の検知を行うのが好ましい。

図５はトナー付着量センサーを他の部材と一体的に構成したセンサーユニットを示している。ベース３２には、センサー１８、レバー２８および清掃ブレード２９とともに、中間転写体のエンコーダ３３や、イレーズランプ３４を装着することで、ユニットの小型化を実現している。また、イレーズランプ３４の発光周波数、エンコーダ３３の受光周波数、センサー１８の受光周波数は干渉しやすいので、イレーズランプ３４の長手方向に沿ってベース３２に壁面３５を設けておくとよい。

本発明の一実施例を示す概略構成図である。 本発明を適用した画像形成装置の全体構成図である。 給紙カセットと清掃手段との関係を示す概略構成図である。 清掃手段の全体斜視図である。 センサーユニットの全体斜視図である。

符号の説明

１、２、３、４ 現像器
５ 光学ユニット
６ 給紙カセット
７ 用紙
８ 帯電器
９ 感光体ベルト（像担持体）
１０ 中間転写体（像担持体）
１１ レジストローラー
１２ 転写ローラー
１３ 除電器
１４ 定着器
１５ 排紙ローラー
１６ 排紙トレイ
１７ 給紙ローラー
１８ トナー付着量センサー
１９ クリーナー
２０、２１、２２ 支持ローラー
２３ スプリング
２４ 制御回路
２５ 高圧電源
２６ 清掃手段
２７ 軸
２８ レバー
２９ 清掃ブレード
３０ 検知面
３１ 貫通孔
３２ ベース
３３ エンコーダ
３４ イレーズランプ
３５ 壁面

Claims (7)

1. 像担持体に形成されたトナー像を検知する検知手段と、記録材を搬送する搬送手段とを備えた画像形成装置において、
   記録材搬送方向と直交する方向において、像担持体の幅よりも内側で、且つ搬送手段が用紙に接する領域の外側となる位置に対応させて、検知手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体が中間転写体であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体は、複数本の支持ローラーに掛け渡された無端ベルトであり、前記検知手段を、支持ローラー上の無端ベルトに対向させたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記検知手段を、複数本の支持ローラーの内、直径が最も大きい支持ローラー上の無端ベルトに対向させたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記検知手段がトナー付着量センサーであることを特徴とする請求項１、３又は４記載の画像形成装置。
6. 前記検知手段の検知面を清掃する清掃手段を有するとともに、清掃手段が、画像形成装置本体に対し着脱自在又は開閉自在に設けられた可動部材に連動して検知面を清掃するように、清掃手段と可動部材との間に伝達手段を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の画像形成装置。
7. 前記可動部材が給紙カセットであることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
   

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