JP4457876B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば無端ベルトを用いて用紙やトナー像を搬送するベルト搬送装置等に係り、特に、回動する無端ベルトの蛇行を検出する機能を備えたベルト搬送装置等に関する。

近年、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、カラー画像を高速且つ高画質に形成することを目的として、所謂フルカラーのタンデム機が提案されている。このタンデム機の代表的なものとしては、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニットを互いに並列的に配置し、これらの各画像形成ユニットにて順次形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を、中間転写体である中間転写ベルト上に一旦、多重に転写(一次転写)した後、この中間転写ベルトから記録材(用紙)上に一括して転写(二次転写)し、この記録材上に形成されたトナー像を定着することによって、フルカラーや白黒(モノクロ)の画像を形成するものが挙げられる。

ここで、従来技術として、中間転写ベルトに二次転写ロールを対峙させ、この二次転写ロールが配置された二次転写部にて、中間転写ベルトから記録材に対してトナー像を転写する技術が広く採用されている。しかしながら、二次転写ロールを中間転写ベルトに当接させて、搬送される記録材に二次転写を行う際、薄紙コート紙などが搬送されると、この二次転写ロール側に記録材が巻きついてしまい、ジャムなどのトラブルを引き起こす場合があった。そこで、例えばタンデム機における二次転写部にて、記録材を搬送させる転写ベルトを中間転写ベルトに圧接配置させ、また、この二次転写部における転写ロールとして、転写ベルトを張架する張架ロールを用いて中間転写ベルトに転写ベルトを圧接配置させる技術が提案されている(例えば、特許文献１参照。)。かかる技術では、例えば転写ベルトに記録材を静電吸着させて転写/搬送し、曲率が小さい張架ロール位置にて記録材を転写ベルトから剥離するように構成することで、例えば薄紙コート紙での剥離トラブルの発生を防止することができる。

ところで、張架ロールに張架された転写ベルトは、張架ロール同士の平行度、張架ロールの円柱精度、転写ベルト両端側の周長差等に起因して、回動時に搬送方向と直交する方向（張架ロールの軸方向に相当）に移動する所謂蛇行現象が生ずることがある。このような蛇行現象が生じると、例えば転写ベルトの端面が装置に設けられたフレームに擦られることによって無端ベルトが破断してしまったり、あるいは、転写ベルトが張架ロールから外れてしまったりするという問題が生じ得る。
そこで、転写ベルト等の無端ベルトの端縁近傍にリミットスイッチを設け、リミットスイッチによって所定時間以上無端ベルトの存在が検知された場合に無端ベルトが蛇行したものとして検出する技術が開示されている(特許文献２参照。)。また、無端ベルトの側端部近傍にセンサを取り付ける一方、無端ベルトの側端部にマーキングを施し、このマーキングを一定時間以上センサが検出した場合に、無端ベルトが蛇行したものとして検出する技術も存在する。

特開平１０−３１９７４１号公報(第４−６頁、図２) 特開平１−２８１２３７号公報(第２−４頁、第３図)

しかしながら、上記特許文献２では、無端ベルトがリミットスイッチに接触することにより無端ベルトの蛇行を検出しているため、ベルトが蛇行した際に無端ベルトの側端が擦られてしまう。無端ベルトの側端が擦られると、無端ベルトが傷つけられたり、あるいは、破断してしまったりするおそれがある。また、無端ベルトの蛇行を検出するためのリミットスイッチを別個設けなければならないため、装置構成が複雑化する他、かかるコストも嵩んでしまうという問題が生じる。特に、上述した転写ベルトの場合、転写ベルトの周囲には、中間転写ベルト、二次転写ロールや転写ベルトの外周面に付着したトナーや紙粉等の異物を取り除くクリーナ等が設けられるため、スペース的な制約があり、新たにリミットスイッチやセンサなどを装着しようとすると、装置が大型化してしまうという問題もある。

他方、無端ベルトにマーキングとして例えば反射シールを貼り付けるような場合には、経時的な劣化によって無端ベルトから反射シールが剥がれてしまうおそれがある。そして、反射シールが剥がれてしまった後は、無端ベルトの蛇行が検出できなくなってしまうことになる。
なお、このような問題は、上述した転写ベルトに限られるものではなく、例えば画像形成装置における中間転写ベルトや使用される他の無端ベルトにおいても同様に生じ得るものである。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、無端ベルトの破損を抑制しながら、無端ベルトの蛇行を検出することにある。
また、他の目的は、また、装置構成の簡略化、小型化を図りながら、無端ベルトの蛇行を検出することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用されるベルト搬送装置は、回動可能に配設される無端ベルトと、無端ベルトの外周面に接触配置される第１の部材と、無端ベルトを挟んで第１の部材と対向し且つ無端ベルトの内周面に接触配置される第２の部材と、第１の部材と第２の部材との間に所定のバイアスを印加する電源とを備え、第１の部材および第２の部材を流れる電流の大きさの変化によって第１の部材および第２の部材の接触を検出し、無端ベルトの蛇行を検出することを特徴としている。
ここで、電源は、バイアスとして一定値の電圧を印加し、第１の部材および第２の部材に流れる電流の大きさが所定の閾値を超えたときに、無端ベルトの蛇行を検出することを特徴とすることができる。

また、本発明が適用される画像形成装置は、トナー像が担持される像担持体と、像担持体に接触配置され、像担持体に担持されたトナー像を記録材に対して転写せしめる転写ベルトと、転写ベルトの外周面に接触配置され、転写ベルトの外周面に付着した異物を除去する清掃部材と、転写ベルトを挟んで清掃部材と対向し且つ転写ベルトの内周面に接触配置される対向部材と、清掃部材と対向部材との間に異物を静電吸着させるための清掃バイアスを印加する清掃電源と、清掃部材および対向部材を流れる電流の大きさに基づいて転写ベルトの蛇行を検出する蛇行検出部とを含んでいる。
ここで、清掃部材は、回転可能に配設される導電性ブラシからなることを特徴とすることができる。また、転写ベルトは５logΩ以上の抵抗値を有していることを特徴とすることができる。さらに、対向部材は９logΩ以下の抵抗値を有していることを特徴とすることができる。

さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、トナー像が担持される像担持体と、像担持体に接触配置され、像担持体に担持されたトナー像を記録材に対して転写せしめる転写ベルトと、転写ベルトを挟んで像担持体に圧接配置される転写部材と、像担持体と転写部材との間にトナー像を転写するための転写バイアスを印加する転写電源と、像担持体および転写部材を流れる電流の大きさに基づいて転写ベルトの蛇行を検出する蛇行検出部とを含んでいる。
ここで、蛇行検出部は、像担持体と転写ベルトとの間に記録材が挿通されていないときに、転写ベルトの蛇行を検出することを特徴とすることができる。

本発明によれば、無端ベルトの蛇行を電流の変化として検出するようにしたので、無端ベルトの破損を抑制しながら、無端ベルトの蛇行を検出することができる。
また、本発明によれば、清掃部材(あるいは転写部材)に印加されるバイアスを利用して電流の変化を検出するようにしたので、装置構成の簡略化、小型化を図りながら、無端ベルトの蛇行を検出することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
―実施の形態１―
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置を示す概略構成図である。同図に示す画像形成装置は、所謂タンデム型の画像形成装置であって、電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)して保持させる中間転写ベルト１５を備えている。また画像形成装置は、中間転写ベルト１５上に転写された重ね画像を用紙Ｐに一括転写(二次転写)させる二次転写装置２０、二次転写された画像を記録材としての用紙Ｐ上に定着させる定着装置３０を備えている。また、各装置の動作を制御する制御部４０を有している。

本実施の形態において、各画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１、感光体ドラム１１の周囲に配設され、これらの感光体ドラム１１が帯電される帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像が書込まれるレーザ露光器１３(図中露光ビームを符号Ｂｍで示す)を備えている。また、画像形成ユニット１０は、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６を備えている。さらに、画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７を備えている。これらの画像形成ユニット１０は、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の順に配置されている。

また、中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０．１ｍｍ程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動(回動)可能に構成されている。これら各種ロールとして、図示しないモータにより駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する機能を備えたテンションロール３２、中間転写ベルト１５を支持し、一定の張力を与える従動ロール３３、二次転写する部分に設けられたバックアップロール（支持ロール）２８が設けられている。

各感光体ドラム１１に対向して設けられたＩＢＴモジュール１８において、略直線状に延びる中間転写ベルト１５の内側に設けられる各一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重ねトナー像が形成されるようになっている。

二次転写装置２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写搬送ベルト２１を備えている。その対向ロールとしてのバックアップロール２８は、表面にカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブで、内部はＥＰＤＭゴムからなり、その表面抵抗率が１０^７〜１０^１０Ω／□でロール径が２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０度（アスカーＣ）に設定されている。バックアップロール２８は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写搬送ベルト２１の対向電極をなしている。そして、バックアップロール２８には、二次転写バイアスを安定的に印加させるためのステンレス製でロール径が１４ｍｍの給電ロール２９が当接配置されている。

一方、二次転写搬送ベルト２１は、駆動ロール２２と従動ロール２３とによって張架された、例えば体積抵抗率が１０^６〜１０^１０Ω(６〜１０logΩ)の半導電性の無端環状ベルトであり、１００％伸張モジューラスが３．８ＭＰａの材料が使用されている。この二次転写搬送ベルト２１は、駆動ロール２２によって所定の速度で搬送され、また、駆動ロール２２と従動ロール２３とによって所定のテンションが与えられている。

ここで、駆動ロール２２は、二次転写搬送ベルト２１および中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２８に圧接配置され、二次転写搬送ベルト２１上に搬送される用紙Ｐに対して二次転写を施すための二次転写ロールとして機能している。また、バックアップロール２８と駆動ロール２２との圧力状態を変えることで二次転写部の当接状態を変えることができ、アライメント調整、画像平行度の調整を行うことができる。本実施の形態において、駆動ロール２２は、体積抵抗が１０^９Ω(９logΩ)以下でロール径が２８ｍｍの半導電性ゴムにて構成される。半導電性ゴムとしては、例えばＥＰＤＭからなる発泡ゴムにカーボンブラックを適量含有させたものが用いられる。一方、従動ロール２３は、例えばゴム材にて構成され、その直径は、薄紙コート紙などが搬送された場合であっても二次転写搬送ベルト２１に巻きつかない程度に、小さな径が採用されている。

さらに、二次転写搬送ベルト２１には、中間転写ベルト１５と当接する二次転写部の上流側近傍に、導電性のファーブラシ２４及び回収ロール２６を備えたクリーニング装置６０と、導電性のファーブラシ２５及び回収ロール２７を備えたクリーニング装置７０とが配置されている。導電性のファーブラシ２４，２５は、二次転写搬送ベルト２１に接触して配置され、二次転写搬送ベルト２１に付着したトナーや紙粉等の異物(汚れ)を除去する。回収ロール２６，２７は、ファーブラシ２４，２５に隣接して配置され、ファーブラシ２４，２５で除去された異物(汚れ)を回収する。

また、バックアップロール２８の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするベルトクリーナ４１が中間転写ベルト１５に対して接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１０Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１０における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)４３が配置されている。この基準センサ４３は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生し、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１０は画像形成を開始するように構成されている。また、黒の画像形成ユニット１０Ｋの下流側には、各画像形成ユニット１０によって形成される画像の画質調整を行うための画像濃度センサ４２が配設されている。

更に、画像形成装置には、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０と、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１とが設けられている。また、ピックアップロール５１にて繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２と、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写装置２０による二次転写位置へと送り込む搬送シュート５３とを備えている。さらに、二次転写後の用紙Ｐを定着装置３０へと搬送する搬送ベルト５４，５５と、搬送ベルト５４，５５間で用紙Ｐを案内するシュート５６とを備えている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図示しない画像読取装置(ＩＩＴ)や図示しないパーソナルコンピュータ(ＰＣ)等から出力される画像データは、図１に示す画像形成装置に入力される。画像形成装置では、図示しない画像処理装置(ＩＰＳ)にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１０等によって作像作業が実行される。画像処理装置(ＩＰＳ)では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。

レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部にて、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部において、一次転写ロール１６にて中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性の電圧が付加され、未定着トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせられて一次転写が行われる。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト１５の回転に伴って二次転写装置２０に搬送される。

一方、用紙搬送系では、画像形成のタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写装置２０に到達する。この二次転写装置２０に到達する前に、搬送シュート５３が、二次転写搬送ベルト２１の上昇動作(アドバンス動作)に連動して上昇し、二次転写装置２０への搬送路を形成している。用紙Ｐは一旦停止され、前述のようにしてトナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。

二次転写装置２０では、用紙Ｐへの二次転写のタイミングに合わせ、半導電性の二次転写搬送ベルト２１および中間転写ベルト１５が間に挟まれた状態にて駆動ロール２２がバックアップロール２８に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写搬送ベルト２１との間に挟み込まれる。かかる際に、給電ロール２９にトナーの帯電極性と同極性の電圧（正規の転写バイアス）が印加されると転写電界が形成される。そして形成された転写電界により、駆動ロール２２とバックアップロール２８とによって押圧される二次転写位置にて、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像が用紙Ｐに静電転写される。

その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写搬送ベルト２１によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写搬送ベルト２１の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５４まで一定速度で搬送される。搬送ベルト５４の終端まで搬送された用紙Ｐは、シュート５６を介して搬送ベルト５５に移送される。搬送ベルト５５では、定着装置３０における最適な搬送速度に合わせて速度を変え、用紙Ｐを定着装置３０まで搬送する。用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置３０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着され、定着画像が形成された用紙Ｐは、排出ロール（図示せず）によって装置の外部に排出される。一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、ベルトクリーナ４１によって中間転写ベルト１５上から除去される。

図２は、図１に示す二次転写搬送ベルト２１周辺の構成を示した図である。同図に示すように、二次転写搬送ベルト２１(転写ベルト、無端ベルト)を駆動する駆動ロール２２(第２の部材、対向部材)は、中間転写ベルト１５(像担持体)を挟んでバックアップロール２８を押圧するように構成され、中間転写ベルト１５に担持されたトナー像を用紙Ｐに二次転写するための転写ロールとしても機能している。また、駆動ロール２２及び従動ロール２３は共に接地されており、二次転写搬送ベルト２１を挟んでファーブラシ２４，２５(第１の部材、清掃部材)に隣接する駆動ロール２２は、クリーニング装置６０,７０の対向電極としても機能する。本実施の形態では、駆動ロール２２にクリーニング装置６０,７０の対向電極としての機能を持たせる目的で、駆動ロール２２の体積抵抗を１０^９Ω(９logΩ)以下としている。また、張架される二次転写搬送ベルト２１が蛇行(ウォーク)しにくいようにするために、駆動ロール２２の硬度をアスカーＣで２５°以上にしている。硬度が低すぎて柔らかすぎると、二次転写搬送ベルト２１のウォークによってシワが発生し、ファーブラシ２４,２５によるクリーニングが不完全となることを考慮して、駆動ロール２２の硬度を規定している。

また、クリーニング装置６０(７０)において、ファーブラシ２４(２５)は、例えば導電性ナイロンにて構成され、その径は１７ｍｍに、その体積抵抗率は１０^５〜１０^６Ω・ｃｍの範囲より適宜設定される。そして、回収ロール２６(２７)は、例えば導電性フェノール樹脂にて構成され、そのロール径は１６ｍｍに、その体積抵抗率は１０^７〜１０^９Ω・ｃｍの範囲より適宜設定される。そして、回収ロール２６(２７)には、回収ロール２６(２７)に付着した異物を除去するためのスクレーパ６１(７１)がカウンタ方向に当接配置されている。このスクレーパ６１(７１)は、例えば厚さ０.ｍｍ程度のステンレス板にて構成されている。

そして、中間転写ベルト１５の回転方向上流側に位置するクリーニング装置６０とその下流側に位置するクリーニング装置７０とには、互いに異なる極性のバイアスが印加されている。すなわち、転写後に二次転写搬送ベルト２１に残ったトナーや紙粉は異なる極性に帯電している可能性があることから、クリーニング装置６０には、マイナスに帯電しているトナーを吸着するために正極性のバイアスが印加され、クリーニング装置７０には、プラスに帯電しているトナーを吸着するために負極性のバイアスが印加されている。
また、クリーニング装置６０において、ファーブラシ２４と回収ロール２６とバイアスの大きさが異なるように正極性が印加されている。すなわち、ファーブラシ２４には、電源７２にて小さいバイアスが印加され、回収ロール２６は、電源７３にてより大きいバイアスが印加される。一方、クリーニング装置７０において、ファーブラシ２５と回収ロール２７とでバイアスの大きさが異なるよう負極性が印加されている。すなわち、ファーブラシ２５には、電源７４にてより小さいバイアスが印加され、回収ロール２７には電源７５にてより大きいバイアスが印加される。このように、回収ロール２６,２７に印加するバイアスをファーブラシ２４,２５に印加するバイアスよりも大きい値とすることで、ファーブラシ２４,２５で回収されたトナーを回収ロール２６,２７へと円滑に転移させることができ、ファーブラシ２４,２５によるクリーニング能力を維持している。なお、これら電源７２,７４は、清掃電源として機能している。
また、図２に示すように、電源７２にて印加されたバイアスによってファーブラシ２４に流れる電流値を測定する電流測定部７６が設けられている。本実施の形態では、この電流測定部７６によって測定された電流値に基づいて、制御部４０(蛇行検出部)で二次転写搬送ベルト２１のウォーク(蛇行)の有無を判断するのであるが、その詳細については後述する。

さらに、本実施の形態では、制御部４０が、クリーニング装置６０およびクリーニング装置７０に印加するバイアスの極性を、所定のプリントサイクルごとに反転させるように構成している。トナーは通常どちらか一方の極性を有しており、現像装置１４においてトナーを負極性に帯電させている場合には、マイナスに帯電しているトナーがプラスに帯電しているトナーよりも多くなる。このため、まずクリーニング装置６０でマイナスに帯電している多くのトナーを除去した後に、プラスに帯電している比較的量の少ないトナーをクリーニング装置７０により除去することになる。すると、クリーニング装置６０のトナー除去量の方がクリーニング装置７０のトナー除去量よりも多いため、図示しないトナー回収ボックスに堆積する異物の増加割合は、クリーニング装置７０よりもクリーニング装置６０のほうが大きい。かかる事情を考慮し、所定のプリントサイクルごとに、クリーニング装置６０とクリーニング装置７０との極性を互いに反転させることで、トナー回収ボックス内の堆積を均一化することができ、トナー回収ボックスの容量を有効に使用できるようにしている。

図２に示すように、バックアップロール２８に当接配置されている給電ロール２９には、転写バイアス印加装置８０が設けられている。すなわち、転写バイアスをバックアップロール２８側から印加されている。なお、上述したように、駆動ロール２２は接地されている。
このように構成したのは次の理由による。駆動ロール２２側から転写用のバイアスを印加すると、駆動ロール２２は、電位を有することになるため、クリーニング装置６０,７０の対向電極としての機能を果たすことができない。その一方で、中間転写ベルト１５の内面側に位置するバックアップロール２８側から転写用のバイアスを印加し、駆動ロール２２を接地すれば、１つのロールで転写ロールとクリーニング装置の対向電極を共用することが可能になり、装置構成を簡易なものとすることができる。

転写バイアス印加装置８０は、制御部４０によって印加する転写バイアスの極性を正極性または負極性に切り換えることができるように構成されている。通常は、転写バイアスとしてトナーの極性と同極性である負極性のバイアスが印加されているが、用紙Ｐが走行していないとき(非通紙時)には、その逆の極性である正極性のバイアスが印加されるようになっている。例えば用紙詰まり(ジャム)が発生して多量のトナーが二次転写搬送ベルト２１に転移したときには、クリーニング装置６０,７０だけでは対応することができないことから、第３のクリーニング装置として、中間転写ベルト１５用のベルトクリーナ４１(図１参照)を利用する。すなわち、用紙詰まり等が生じたときには制御部４０が転写バイアス印加装置８０に転写バイアスとは逆の極性である正極性のバイアスを印加するように信号を送り、これにより、二次転写搬送ベルト２１から中間転写ベルト１５にトナーが転移し、中間転写ベルト１５に転移したトナーは、ベルトクリーナ４１によっても除去回収されることになる。このようにして、二次転写搬送ベルト２１の表面をより確実にクリーニングすることが可能になる。

ここで、図３は、図２のIII−III断面図を示している。本実施の形態において、中間転写ベルト１５および二次転写搬送ベルト２１の移動方向に直交する方向の長さ(幅)は、略同一に設定されている。そして、その大きさは、例えばこの画像形成装置で使用可能な最大幅の用紙Ｐ(例えばＡ３ＳＥＦ)よりも大きくなるように設定される。また、バックアップロール２８,駆動ロール２２,ファーブラシ２４,および回収ロール２６の移動方向に直交する方向の長さ(幅)も、略同一に設定されている。ただし、これらバックアップロール２８,駆動ロール２２,ファーブラシ２４,および回収ロール２６の幅は、この画像形成装置で使用可能な最大幅の用紙よりもわずかに大きく、且つ、上述した中間転写ベルト１５および二次転写搬送ベルト２１の幅よりも小さくなるように設定されている。
そして、画像形成装置の製造時には、駆動ロール２２の軸方向中央部と二次転写搬送ベルト２１の移動方向に直交する方向中央部とが一致するように、二次転写搬送ベルト２１が駆動ロール２２に巻き回され、セットされる。これにより、通常の状態では、転写ロール２２の軸方向両端が、図３に示すように、二次転写搬送ベルト２１の両端よりも内側となるように配置される。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置における特徴点である、二次転写搬送ベルト２１の蛇行検出について詳細に説明する。なお、二次転写搬送ベルト２１の蛇行検出は、用紙Ｐが二次転写装置２０に挿通(搬入)されない状態、つまり、非通紙時に行われる。
通常時すなわち二次転写搬送ベルト２１が蛇行していない場合、二次転写搬送ベルト２１は図３に示す状態になっている。これを具体的に説明すると、二次転写搬送ベルト２１の移動方向に直交する方向両端は、駆動ロール２２の軸方向両端よりも外側にあり、且つ、ファーブラシ２４の軸方向両端よりも外側にある。このとき、電源７２によってファーブラシ２４にバイアスが印加されると、ファーブラシ２４、二次転写搬送ベルト２１、および駆動ロール２２を介して電流が流れる。つまり、この場合には、ファーブラシ２４、二次転写搬送ベルト２１、および駆動ロール２２の合成抵抗に見合った電流値が電流測定部７６によって測定されることになる。

一方、二次転写搬送ベルト２１が蛇行した場合、二次転写搬送ベルト２１は図４に示す状態となる。すなわち、二次転写搬送ベルト２１の移動方向に直交する方向の一端が、駆動ロール２２の軸方向一端よりも内側になり、且つ、ファーブラシ２４の軸方向一端よりも内側になる。すると、図４に示すように、駆動ロール２２とファーブラシ２４とが二次転写搬送ベルト２１を介さずに直接接触する領域Ｓが生じることになる。このとき、電源７２によってファーブラシ２４にバイアスが印加されると、電流は抵抗がより低いところを流れるために、ファーブラシ２４および駆動ロール２２を介して電流が流れる。つまり、この場合には、ファーブラシ２４および駆動ロール２２の合成抵抗に見合った電流値が電流測定部７６によって測定されることになる。

当然のことながら、同じ大きさのバイアス(ここでは電圧)を印加したとすると、二次転写搬送ベルト２１に蛇行が生じたときに電流測定部７６で測定される電流値の大きさは、二次転写搬送ベルト２１に蛇行が生じていないときに電流測定部７６で測定される電流値をよりも大幅に大きくなる。このため、電流測定部７６によって測定される電流値の大きさを制御部４０で監視することにより、二次転写搬送ベルト２１の蛇行の有無を検出することが可能になる。
そして、制御部４０によって二次転写搬送ベルト２１の蛇行が検出された場合には、例えば実行中の画像形成動作を緊急停止させ、また、図示しないユーザインタフェース(ＵＩ)にトラブルが発生した旨の表示を行わせるようにすればよい。このようにすることで、蛇行による二次転写搬送ベルト２１の破断や駆動ロール２２,従動ロール２３から外れてしまうといった事態を回避することができる。

次に、本発明者が行った実験について説明する。本発明者は、本実施の形態に係る画像形成装置を用い、二次転写搬送ベルト２１の蛇行の程度とファーブラシ２４を介して駆動ロール２２に流れる電流との関係について調査を行った。なお、この実験では、二次転写搬送ベルト２１の幅を駆動ロール２２の幅よりも１０ｍｍ大きくし、二次転写搬送ベルト２１の両端を駆動ロール２２の両端よりもそれぞれ５ｍｍずつ外側に位置するように配置した。そして、二次転写搬送ベルト２１の位置を幅方向にずらしながら、流れる電流値を測定した。

図５は、実験によって得られた結果を示している。ここで、横軸の距離とは、二次転写搬送ベルト２１の一側端と駆動ロール２２の一側端との距離を意味しており、初期状態においては上述したように５ｍｍである。また、距離が０ｍｍであるということは、二次転写搬送ベルト２１の一側端と駆動ロール２２の一側端とが重なった状態にあるということになる。図５より、距離が０ｍｍを下回る(マイナスになる)と、流れる電流値が著しく増大していることが理解される。距離が０ｍｍを下回るということは、駆動ロール２２とファーブラシ２４とが直接接触する状態になったこと、すなわち二次転写搬送ベルト２１が蛇行したことを意味し、電流測定部７６にて電流値を測定することにより、二次転写搬送ベルト２１の蛇行の有無を検出できることが理解される。

また、本実施の形態では、二次転写搬送ベルト２１が数ｍｍ程度蛇行した程度では、二次転写搬送ベルト２１の側端部が画像形成装置に設けられたフレーム(図示せず)に接触することはなく、したがって二次転写搬送ベルト２１が破断するおそれもない。また、この程度の蛇行であれば、さらに二次転写搬送ベルト２１が回動することによって蛇行のない元の状態に戻る可能性もある。このため、本実施の形態では、電流値に閾値を設けている。つまり、８ｍｍ程度のずれが生じたと推定される１００μＡまでは許容範囲とし、画像形成動作の停止等は行わないこととしている。

ここで、例えば二次転写搬送ベルト２１の抵抗が低すぎる場合には、二次転写部のシステム抵抗に占める二次転写搬送ベルト２１の抵抗の割合が小さくなりすぎてしまうために、二次転写搬送ベルト２１の蛇行の有無によって大きな抵抗差が生じず、流れる電流の大きさがあまり変化しないことになってしまう。そこで、本実施の形態では、二次転写搬送ベルト２１の抵抗値を１０⁵Ω(５logΩ)以上に設定することで、抵抗変化すなわち電流値の変化が観測できるようにしている。
また、例えば駆動ロール２２の抵抗が高すぎる場合には、二次転写部のシステム抵抗に占める駆動ロール２２の抵抗の割合が大きくなりすぎてしまうために、二次転写搬送ベルト２１の蛇行の有無によって大きな抵抗差が生じず、流れる電流の大きさがあまり変化しないことになってしまう。そこで、本実施の形態では、駆動ロール２２の抵抗値を１０⁹Ω(９logΩ)以下に設定することで、抵抗変化すなわち電流値の変化が観測できるようにしている。

以上説明したように、本実施の形態では、二次転写搬送ベルト２１を静電的にクリーニングするファーブラシ２４を設けると共に、このファーブラシ２４に流れる電流の大きさに基づいて、二次転写搬送ベルト２１が蛇行しているか否かを検出するようにした。このように、本実施の形態では、二次転写搬送ベルト２１を介して流れる電流の変化に基づいて蛇行の検出を行うようにしたので、二次転写搬送ベルト２１のエッジ(側端)が傷つけられるといった事態を防止することができる。また、クリーニング装置とベルト蛇行の検出装置とを兼用することにより、二次転写回りの装置構成を簡略化することができ、また、小型化を図ることができる。
さらに、二次転写搬送ベルト２１にマーキングを施す必要もないため、二次転写搬送ベルト２１の信頼性が向上し、長寿命化を図ることもできる。

なお、本実施の形態では、クリーニング装置６０に設けられたファーブラシ２４に流れる電流の大きさに基づいて、二次転写搬送ベルト２１の蛇行を検出する例を説明した。ただし、これに限られるものではなく、例えばクリーニング装置７０に設けられたファーブラシ２５に流れる電流の大きさに基づいて、二次転写搬送ベルト２１の蛇行を検出することも可能である。
また、本実施の形態では、ファーブラシ２４(２５)を用いて二次転写搬送ベルト２１のクリーニングを行っていたが、充分に柔らかい材質で構成され、二次転写搬送ベルト２１の蛇行した際に駆動ロール２２と接触するものであれば、例えばゴムロール等のロール材であっても構わない。

さらに、本実施の形態では、クリーニング装置６０を用いて二次転写搬送ベルト２１のクリーニングおよび蛇行検出を行う例について説明を行ったが、例えばベルトクリーナ４１を用いて中間転写ベルト１５のクリーニングおよび蛇行検出を行うこともできる。但し、この場合には、ベルトクリーナ４１として、本実施の形態で説明したような静電吸着を利用したクリーニング手段を使用する必要がある。
さらにまた、本実施の形態では、中間転写ベルト１５に対向配置される二次転写搬送ベルト２１の蛇行を検出する例について説明を行ったが、例えば感光体ドラム１１に直接転写搬送ベルトを対向配置するような場合にも適用することが可能である。
また、本実施の形態では、二次転写搬送ベルト２１の駆動ロール２２をファーブラシ２４(２５)の対向電極として用いていたが、これに限られるものではなく、例えば従動ロール２３を対向電極としてもよい。すなわち、対向電極が二次転写搬送ベルト２１の駆動ロールとしての機能、あるいは、転写ロールとしての機能を有している必要はない。

―実施の形態２―
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、転写バイアス印加装置８０によって二次転写バイアスを印加する際に駆動ロール２２に流れる電流の大きさに基づいて、二次転写搬送ベルト２１の蛇行を検出するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

図６は、本実施の形態に係る二次転写搬送ベルト２１周辺の構成を示した図である。同図に示すように、本実施の形態では、転写バイアス印加装置８０(転写電源)と給電ロール２９との間に電流測定部７７が設けられており、二次転写バイアスが印加された際に給電ロール２９、バックアップロール２８、中間転写ベルト１５(像担持体)、二次転写搬送ベルト２１(転写ベルト)、および駆動ロール２２(転写部材)を介して流れる二次転写電流が検出されるようになっている。

次に、本実施の形態における二次転写搬送ベルト２１の蛇行検出について詳細に説明する。なお、本実施の形態においても、二次転写搬送ベルト２１の蛇行検出は、用紙Ｐが二次転写装置２０に挿通されない状態で行われる。
通常時すなわち二次転写搬送ベルト２１が蛇行していない場合、二次転写搬送ベルト２１は図３に示す状態になっている。これを具体的に説明すると、二次転写搬送ベルト２１の移動方向に直交する方向両端は、駆動ロール２２の軸方向両端よりも外側にあり、且つ、ファーブラシ２４の軸方向両端よりも外側にある。このとき、転写バイアス印加装置８０によって給電ロールにバイアスが印加されると、給電ロール２９、バックアップロール２８、中間転写ベルト１５、二次転写搬送ベルト２１、および駆動ロール２２を介して電流が流れる。つまり、この場合には、給電ロール２９、バックアップロール２８、中間転写ベルト１５、二次転写搬送ベルト２１、および駆動ロール２２の合成抵抗に見合った電流値が電流測定部７７によって測定されることになる。

一方、二次転写搬送ベルト２１が蛇行した場合、二次転写搬送ベルト２１は図４に示す状態となる。すなわち、二次転写搬送ベルト２１の移動方向に直交する方向の一端が、駆動ロール２２の軸方向一端よりも内側になり、且つ、ファーブラシ２４の軸方向一端よりも内側になる。すると、図４に示すように、駆動ロール２２とファーブラシ２４とが二次転写搬送ベルト２１を介さずに直接接触する領域Ｓが生じることになる。このとき、転写バイアス印加装置８０によって給電ロール２９にバイアスが印加されると、電流は抵抗がより低いところを流れるために、給電ロール２９、バックアップロール２８、中間転写ベルト１５、および駆動ロール２２を介して電流が流れる。つまり、この場合には、給電ロール２９、バックアップロール２８、中間転写ベルト１５、および駆動ロール２２の合成抵抗に見合った電流値が電流測定部７７によって測定されることになる。

実施の形態１と同様、同じ大きさのバイアス(ここでは電圧)を印加したとすると、二次転写搬送ベルト２１に蛇行が生じたときに電流測定部７７で測定される電流値の大きさは、二次転写搬送ベルト２１に蛇行が生じていないときに電流測定部７７で測定される電流値をよりも大幅に大きくなる。このため、電流測定部７７によって測定される電流値の大きさを制御部４０で監視することにより、二次転写搬送ベルト２１の蛇行の有無を検出することが可能になる。
そして、制御部４０によって二次転写搬送ベルト２１の蛇行が検出された場合には、例えば実行中の画像形成動作を緊急停止させ、また、図示しないユーザインタフェース(ＵＩ)にトラブルが発生した旨の表示を行わせるようにすればよい。このようにすることで、蛇行による二次転写搬送ベルト２１の破断や駆動ロール２２,従動ロール２３から外れてしまうといった事態を回避することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、二次転写バイアスを印加するために設けられた転写バイアス印加装置８０によって二次転写バイアスが印加されたときに流れる電流の大きさに基づいて、二次転写搬送ベルト２１が蛇行しているか否かを検出するようにした。本実施の形態では、二次転写搬送ベルト２１を介して流れる電流の変化に基づいて蛇行の検出を行うようにしたので、二次転写搬送ベルト２１のエッジ(側端)が傷つけられるといった事態を防止することができる。また、二次転写バイアスの印加装置とベルト蛇行の検出装置とを兼用することにより、二次転写回りの装置構成を簡略化することができ、また、小型化を図ることができる。

本実施の形態が適用される画像形成装置の概略を示す図である。 実施の形態１における二次転写搬送ベルト周辺の構成を示す図である。 図２のIII−III断面図である。 二次転写搬送ベルトが蛇行した状態を示す断面図である。 二次転写搬送ベルトの蛇行量(ずれ量)とファーブラシに流れる電流値との関係を示すグラフ図である。 実施の形態２における二次転写搬送ベルト周辺の構成を示す図である。

符号の説明

１０(１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ)…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１５…中間転写ベルト、２０…二次転写装置、２１…二次転写搬送ベルト、２２…駆動ロール(転写ロール)、２３…従動ロール、２４…ファーブラシ、２５…ファーブラシ、２６…回収ロール、２７…回収ロール、２８…バックアップロール、２９…給電ロール、４０…制御部、６０…クリーニング装置、６１…スクレーパ、７０…クリーニング装置、７１…スクレーパ、７６…電流測定部、７７…電流測定部、８０…転写バイアス印加装置

Claims (3)

1. トナー像が担持される像担持体と、
   前記像担持体に接触配置され、当該像担持体に担持されたトナー像を記録材に対して転写せしめる転写ベルトと、
   前記転写ベルトの外周面に接触配置され、当該転写ベルトの外周面に付着した異物を除去する清掃部材と、
   前記転写ベルトを挟んで前記清掃部材と対向し且つ当該転写ベルトの内周面に接触配置される対向部材と、
   前記清掃部材と前記対向部材との間に前記異物を静電吸着させるための清掃バイアスを印加する清掃電源と、
   前記清掃部材および前記対向部材を流れる電流の大きさに基づいて前記転写ベルトの蛇行を検出する蛇行検出部と
   を含む画像形成装置。
2. 前記清掃部材は、回転可能に配設される導電性ブラシからなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記蛇行検出部は、前記像担持体と前記転写ベルトとの間に前記記録材が挿通されていないときに、当該転写ベルトの蛇行を検出することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。

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