JP2006220943A

JP2006220943A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2006220943A
Application number: JP2005034658A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Tsuda; 直明津田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2006-08-24

Abstract

【課題】転写ベルトに、複数の像担持体に形成された検査用パターンを転写してこの検査用パターンを該転写ベルトに対向配置したセンサで検知するようにした画像形成装置において、転写ベルトに対するセンサの配置位置を検出精度を高め、かつ、転写紙と干渉しにくい適切に定めた画像形成装置、プロセスカートリッジを提供すること。
【解決手段】センサＳ１を、転写ベルト１１の巻き付け角度を一定角以上もつ支持ローラＲ１の円周面であって、該ベルト１１の張設方向での支持ローラＲ１との接点近傍に配置した。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。

カラープリンタや複写機において、転写体の上に各色のトナーを重ね合わせてカラー画像を作成している。しかし、この転写体の上で各色のトナーの位置がずれると求める画像を得ることができない。このトナーの位置を転写体上にずれないようにのせていくために転写体上にトナーパターンを各色トナーで像担持体から転写していき、トナーパターンのピッチをセンサで検出し、そのデータに基づいて各色の担持体の回転速度やレーザによる書き込みのタイミングを変えるなどの調整を行う。

転写体として転写ベルトを使用する場合、センサと転写ベルト表面の距離は一定していることが望ましいが、転写ベルトの裏面に支えのない箇所でセンサを配置した場合、転写ベルトの波打ちなどでトナーパターンの読み取り精度に影響が生じる。そのため、転写ユニットのローラ面上にセンサをレイアウトしている例などがある（例えば、特許文献１参照）。

しかし、かかる例では、転写ベルトはシート材を担持搬送する部材としてのベルトあり、該シート材に対する像担持体からのトナー像の転写は、各担持体毎に設けた転写ローラにより行われているため、センサが配置されるローラ部には２次転写部を必要とせず、したがって、該ローラのまわりには２次転写ローラが配置されることはなく、センサの配置の自由度を広く有している。

一方、複数の像担持体にそれぞれ形成されたトナー像を転写ベルト上に重ね転写し、この重ね転写像を該転写ベルトの一端部を支持する支持ローラと対向配置された２次転写部でシート状媒体に一括転写する方式の画像形成装置では、レイアウト上の都合で該転写ベルトの張設方向と交差する方向にシート状媒体の搬送路を構成し、この搬送路上に該２次転写部を配置するものがある。

かかる構成の画像形成装置では、転写ベルトの一端部を支持する支持ローラに２次転写ローラが対向配置され、かつ、２次転写部の近傍はシート状媒体の進路となるので、支持ローラ面上といってもセンサを配置可能な領域は制約を受けざるを得ない。

特開２００２−３１１７１９号公報

本発明は、転写ベルトに対するセンサの配置位置を適切に定めた画像形成装置、プロセスカートリッジを提供することを課題とする。

前記課題を達成するため本発明は、複数の像担持体にそれぞれ形成されたトナー像を転写ベルト上に重ね転写し、この重ね転写像を該転写ベルトの一端部を支持する支持ローラと対向配置された２次転写部で、該２次転写部を通り該転写ベルトの張設方向と交差する方向に搬送されるシート状媒体に一括転写する画像形成装置であって、前記転写ベルトに前記複数の像担持体に形成された検査用パターンを転写してこの検査用パターンをベルトに対向配置したセンサで検知するようにし、前記センサを、前記転写ベルトの巻き付け角度を一定角以上もつ前記支持ローラの円周面であって、前記ベルトの張設方向での前記ローラとの接点近傍に配置した（請求項１）。ここで、前記センサの配置位置を、前記転写ベルトから記録媒体への転写部よりも前記転写ベルトの回転方向の下流側とすることができる（請求項２）。また、前記センサと前記ローラの各中心を結んだ線が読み取り面に対して直角をなす関係に構成することができる（請求項３）。さらに、前記センサ側面もしくは該センサ取り付け用部材に紙送り用の拍車を設けることが有効である（請求項４）。ここで、前記の画像形成装置に用いられるユニットであって、前記像担持体と、該担持体に形成された潜像の顕像化手段を備えた作像ユニットが一体化され、露光手段に対し一体的に着脱可能にプロセスカートリッジを構成し、転写ベルトに当接可能に前記像担持体を配置したとき、該像担持体からセンサにて検出可能なトナーパターンを該転写ベルト表面に置くことができるようにすることができる（請求項５）。

この発明では、シート状媒体の搬送路を避けて、かつ、検出乱れの小さい位置にセンサを配置することができる。

以下に、この発明の実施の形態を説明する。
図１により、この発明に係る画像形成装置を説明する。図１において、カラー画像形成装置には転写ベルト１１を有する転写ベルト装置１０と４つの画像ステーションが配置され、各画像ステーションには像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋが設けられている。

これら感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋのまわりには、それぞれ専用の帯電装置３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｂｋ、現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋ、クリーニング装置４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋが設けられている。画像形成装置本体７０の上部には、図中左からトナーを補給するトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋが配置されており、これらのトナーボトルには順にイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｂｋ）のトナーが充填されており、ここから図示しない搬送経路を経て所定の補給量だけ各色のトナーが現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋに補給される。

動作に関しては、シート状媒体の例である転写紙２が給紙カセット１より給紙ローラ３によって送り出され、転写紙２の先端がレジストローラ対４まで到達すると図示しないセンサによって検知される。この検出信号でタイミングを取りながら、レジストローラ対４によって転写紙２は２次転写ローラ５と転写ベルト１１とのニップ部である２次転写部２２に搬送される。

予め帯電装置３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｂｋによって一様に帯電された感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、露光手段である光書込み装置８によりレーザー光にて露光走査され、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ上に静電潜像が作られる。

各静電潜像は、それぞれ静電潜像の顕像化手段である各色の現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋにより現像され、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ表面にイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。

次に１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋに電圧が印加され、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ上のトナーが、転写ベルト１１上に順次転写されていく。この時、各色の作像動作は、そのトナー像が転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるように、転写ベルト１１の回転方向での上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。

転写ベルト１１上に形成された重ねトナー画像は、２次転写ローラ５の位置まで搬送され、２次転写部で転写紙２に２次転写される。各色のトナー像が転写された転写紙２は、定着装置６に搬送されて熱定着され、排紙ローラ７により排紙されて、排紙トレイ７Ｔに積載される。

なお、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ上の残留トナーは、それぞれのクリーニング装置４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋでクリーニングされ、その後、直流に交流成分のバイアスが重畳印加された帯電用電圧を印加する帯電装置３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｂｋによって除電と同時に帯電され、次の作像に備える。また、転写ベルト１１上の残留トナーは、転写ベルトクリーニング装置１３によってクリーニングされ、次の作像工程に備える。

この例の画像形成装置は、上記のように、複数の感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋにそれぞれ形成されたトナー像を転写ベルト１１上に重ね転写し、この重ね転写像を、該転写ベルトの一端部を支持する支持ローラＲ１の周面部で２次転写ローラ５とのニップで構成される２次転写部２２にて、該２次転写部２２を通り該転写ベルト１１の張設方向と交差する縦方向に搬送される転写紙２に一括転写する。

図１に示した画像形成装置の要部を拡大して示した図２において、支持ローラＲ１は本例では駆動ローラであり、この支持ローラＲ１付近に設置されたセンサＳ１により、転写ベルト１１上に一定のピッチで形成されたトナーによる検査用パターンを読み取り、その間隔の情報を基にイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｂｋ）の各色の書き込みタイミングや感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの回転速度を調節することで、重ね画像の色ずれを防止する。

転写ベルト１１の表面に形成される検査パターンを検出するため、センサＳ１は転写ベルト１１表面に対向しておかれるが、作像時に転写ベルト１１が波打ったり、振動したりすることで検出距離が変わってしまい、検査用パターンの検出精度が悪化してしまう。

そのため、センサＳ１の反対側に裏当てローラを配することで転写ベルト１１の波打ちなどを抑えることができるが、転写ベルト１１の挙動が安定する箇所はベルトとローラの接触するごく僅かな範囲しかないため、センサ位置がばらついてもベルト挙動が安定している面で検出できるよう、ある程度以上の巻き掛け角度が必要になる。

そして、センサＳ１を、転写ベルト１１の巻き付け角度を一定角以上もつ支持ローラＲ１の円周面であって、該ベルトの張設方向での支持ローラＲ１との接点Ｐ近傍に配置することで、縦方向に延びる搬送経路３５から極力離間した配置とし、転写部を通過して搬送される転写紙２とセンサＳ１とが可能な限り離れる構成として両者の接触を回避することができる。

ここで、センサＳ１の位置は、転写ベルト１１が反時計回りの向きに回転する構成では、転写部２２よりも転写ベルト１１の回転方向の下流側とすることで、図中、上向きに搬送される転写紙２とセンサＳ１との接触を極力回避する。

また、同様にセンサ位置のばらつきを考慮してベルト平行部（ベルト張設方向上下のベルトがほぼ平行となる部分。図では横方向の部分）とＲ部（支持ローラＲ１に巻きかけられてＲ状となっている部分）との接続点（境界点）からセンサ位置のばらつき範囲分以上、Ｒ部の方へずらした位置にセンサＳ１をレイアウトするのがよい。

本例では、支持ローラ径を１８ｍｍとしてベルト角度θ＝６５度（このときの巻き掛け角度＝１１５度）で支持ローラＲ１の、Ｒ部とベルト平行部との接続点からΔ＝２ｍｍ離れた位置で転写ベルト表面の検査用パターンを検出できるように、センサＳ１がレイアウトされている。

この巻き掛け角度は転写ユニットの機能上決められた角度であり、単にセンサレイアウトのみ考慮すればよいのであればセンサの位置ばらつき＋α程度あればよい。
ベルト平行部とＲ部の接点からΔ＝２ｍｍ離しているのは、センサＳ１の取り付け位置ばらつきを考慮したためで、センサＳ１の取り付け方法などによりこの値も変わってくる。

センサＳ１をなるべくこの接点付近にレイアウトしたいのは、支持ローラＲ１を中心にして転写ベルト１１の反対側を通る転写紙の搬送経路３５からなるべくセンサＳ１を離し、転写後の画像がセンサＳ１に接触して乱れてしまうのを防ぐためである。

それでも、２次転写部２２を通った転写紙２はセンサＳ１側面近くを通るので、安全を考慮して転写紙２がセンサＳ１に触れないようにセンサＳ１の側面若しくはセンサ取り付け用部材に紙送り用の拍車４５を設ければ、未然に画像面とセンサとの接触による画像乱れを防止することができる。図４は、センサ取り付け台４６に拍車４５を設けた場合を例示したものである。センサＳ１は各色の検査パターン５５を検知し得るように、検査パターン５５に沿う態様で構成されている。なお、２次転写ローラ５は弾性ローラであり、太鼓形をしている。

図３に示すように、支持ローラＲ１の中心とセンサＳ１の中心とを結ぶ線は、センサＳ１の読み取り面に対してα＝９０度とするのがよい。センサＳ１の読み取り面と検出面とが平行でないと、反射光が返ってくる量が減ってしまい、検出精度に影響を与えてしまうので、これを避けるためである。これにより検出精度を上げることができる。

図１で説明した例で、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋと、該感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成された静電潜像を顕像化する現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋを備えた作像ユニットが一体化され、光書込み装置８に対し一体的に着脱可能な構成を採り、転写ベルト１１に対して当接可能に前記感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋを配置したとき、該感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢｋからセンサＳ１にて検出可能なトナーパターンを該転写ベルト１１表面に置くことができるようにする。これにより、本発明の配置にかかるセンサＳ１にて検知可能な検査パターンを作成することができる作像ユニットをプロセスカートリッジとして一体化することができる。

本発明にかかる画像形成装置の概略構成図である。本発明にかかる構成要部を説明した図である。本発明にかかるセンサの配置を説明した図である。本発明にかかるセンサ及び拍車の配置を説明した図である。

符号の説明

Ｒ１支持ローラ
Ｓ１センサ

Claims

複数の像担持体にそれぞれ形成されたトナー像を転写ベルト上に重ね転写し、この重ね転写像を該転写ベルトの一端部を支持する支持ローラの周面部に設けた２次転写部にて、該２次転写部を通り該転写ベルトの張設方向と交差する方向に搬送されるシート状媒体に一括転写する画像形成装置であって、
前記転写ベルトに前記複数の像担持体に形成された検査用パターンを転写してこの検査用パターンを該転写ベルトに対向配置したセンサで検知するようにし、
前記センサが、前記転写ベルトの巻き付け角度を一定角以上もつ前記支持ローラの円周面であって、前記ベルトの張設方向での前記ローラとの接点近傍に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
前記センサの配置位置が、前記転写ベルトから記録媒体への転写部よりも前記転写ベルトの回転方向の下流側であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記センサと前記ローラの各中心を結んだ線が読み取り面に対して直角をなすことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置において、
前記センサ側面もしくは該センサ取り付け用部材に紙送り用の拍車を設けたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至４に記載の画像形成装置に用いられるユニットであって、前記像担持体と、該担持体に形成された潜像の顕像化手段を備えた作像ユニットが一体化され、露光手段に対し一体的に着脱可能であり、転写ベルトに当接可能に前記像担持体を配置したとき、該像担持体からセンサにて検出可能なトナーパターンを該転写ベルト表面に置くことができることを特徴とするプロセスカートリッジ。