JP6100332B2 - ベルトユニット、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、無端ベルトの表面に担持されたトナー像を読み取る読取部を備えたベルトユニット及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置には、無端ベルトを用いて被転写体へトナー像を転写するベルトユニットを備えるものがある。

ベルトユニットは、温度や湿度等の環境変化、及び像担持体の劣化やトナーの劣化等の経時変化によって、無端ベルトに担持させるトナー像の濃度を適切に維持することができず、画質不良が生じることがある。このため、ベルトユニットには、所定の作像条件で無端ベルトに基準トナー像を作像し、無端ベルトの表面から基準トナー像の濃度を読取部によって読み取り、読み取った濃度が所定の基準濃度となるように作像条件を変更することで、トナー像の濃度を調整するものがある（例えば、特許文献１参照。）。読取部が濃度を正確に読み取るには、読取部と無端ベルトの表面との間隔を一定に保ちつつ、無端ベルトの波打ちを防止する必要があるため、読取部による読み取り時に無端ベルトの裏面に補助ローラを当接させている。

なお、読取部には、無端ベルトの蛇行調整時における無端ベルトの蛇行量の検出に用いられるものがある。

特開２００８−２４１９５８号公報

しかし、無端ベルトは、補助ローラとの当接箇所が湾曲するため、湾曲した表面からトナーが落下することがある。落下したトナーが読取面に付着すると、読取部は、無端ベルトの表面からトナー像を正確に読み取ることができない。

この発明の目的は、無端ベルトから落下したトナーが読取部の読取面に付着することを防止できるベルトユニット及び画像形成装置を提供することである。

この発明のベルトユニットは、無端ベルト、読取部、補助ローラ、移動機構を備える。無端ベルトは、駆動ローラと従動ローラとの間に張架され、トナー像を担持する表面が所定の移動方向に沿って循環移動自在に支持される。読取部は、垂直方向における無端ベルトの下方に配設され、無端ベルトの表面からトナー像を読み取る。補助ローラは、読取部の読取面と無端ベルトの表面との間隔を一定にするように駆動ローラの上流側でかつ従動ローラの下流側で無端ベルトの裏面に当接する当接位置と裏面から離間する離間位置との間で移動自在に構成され、水平方向において回転中心が読取面の中心からその半径以上の距離だけ下流側に位置する。移動機構は、読取部による読み取り時のみに、補助ローラを当接位置に位置させる。

読取面を開放する開放位置と読取面を閉鎖する閉鎖位置との間で移動自在に構成されるシャッタと、読取部による読み取り時のみにシャッタを開放位置に位置させる開閉機構と、をさらに備えることが好ましい。

また、補助ローラが当接位置に位置するか否かを検出するセンサと、読取面を開放する開放位置と読取面を閉鎖する閉鎖位置との間で移動自在に構成されるシャッタと、補助ローラが当接位置に位置することをセンサによって検出した時に、シャッタを開放位置に位置させる開閉機構と、をさらに備えることが好ましい。

この発明の画像形成装置は、感光体、上述のベルトユニット、及び転写部材を備える。感光体は、表面にトナー像を担持する。転写部材は、感光体の表面からトナー像を無端ベルトである中間転写ベルトに転写する。

この発明によれば、無端ベルトから落下したトナーが読取部の読取面に付着することを防止できる。

この発明の実施形態に係る画像形成装置の一部の模式図である。 同画像形成装置の読取部及び補助ローラの近傍の拡大図である。 トナーの付着状況、読取結果、及び読み取り結果の測定結果である。 同画像形成装置の制御部のブロック図である。 同制御部における濃度調整処理を示すフローチャートである。

この発明のベルトユニットである中間転写ユニットを備える画像形成装置について、図を参照して説明する。図１に示すように、画像形成装置１００は、一例として、プロセス部１、中間転写ユニット２、及び制御部２００を備え、制御部２００の指示に基づいて、図示しない外部装置から入力される画像データを用いて用紙に電子写真方式による画像形成処理を行う。

プロセス部１は、露光ユニット１１、及び感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄを備える。プロセス部１は、画像データに基づく画像光を露光ユニット１１から照射して感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄの表面に静電潜像を形成し、トナーを供給して静電潜像をトナー像に可視化する。

中間転写ユニット２は、中間転写ベルト（この発明の無端ベルトに相当する。）２１、駆動ローラ２２、従動ローラ２３、一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄ、読取部２５、及び補助ローラ２６を有する。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２２及び従動ローラ２３に張架され、感光体ドラム１２Ｄ、１２Ｃ、１２Ｂ、１２Ａをこの順に通過する循環経路に沿って移動する。

一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄは、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄに対向配置される。一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄは、中間転写ベルト２１の表面を感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄに当接する当接位置と中間転写ベルト２１の表面を感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄから離間する離間位置との間で移動自在に構成されている。一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄは、一次転写電圧が印加されると、感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄの表面からトナー像を中間転写ベルト２１の表面に一次転写する。
読取部２５は、ＬＥＤ等の発光素子とフォトダイオード等の受光素子とを有する光学センサであり、中間転写ベルト２１の表面からトナー像の濃度を読み取る。読取部２５は、読取面を中間転写ベルト２１の表面側に向けて配設されている。読取部２５は、発光素子から中間転写ベルト２１の表面に測定光を照射して、中間転写ベルト２１の表面で反射した反射光を受光素子によって受光する。読取部２５は、中間転写ベルト２１の表面の反射光とトナーの反射光とで光量が異なるため、受光素子が受光した光量に応じてトナー像の濃度を読み取る。

図２に示すように、読取部２５の読取面と中間転写ベルト２１の表面との間には、シャッタ２５１が設けられている。シャッタ２５１は、読取部２５の読取面を閉鎖する閉鎖位置と読取部２５の読取面を開放する開放位置との間で移動自在に構成されている。シャッタ２５１は、シャッタ用ソレノイド４５が接続されており、シャッタ用ソレノイド４５の通電時に開放位置へ移動し、シャッタ用ソレノイド４５の非通電時に閉鎖位置に移動する。

補助ローラ２６は、読取部２５の読取面と中間転写ベルト２１の表面との間隔を一定にするように中間転写ベルト２１の裏面に当接する当接位置と中間転写ベルト２１の裏面から離間する離間位置との間で移動自在に構成されている。補助ローラ２６は、補助ローラ用ソレノイド４４が接続されており、補助ローラ用ソレノイド４４の通電時に当接位置へ移動し、補助ローラ用ソレノイド４４の非通電時に離間位置に移動する。

補助ローラ２６は、所定距離Ｓだけ水平方向における読取部２５の下流側に配置されている。所定距離Ｓは、水平方向における読取部２５の中心Ｏから補助ローラ２６が中間転写ベルト２１に当接する当接点Ｐまでの距離である。

図３は、補助ローラ２６の半径Ｒが５ｍｍであり、読取部２５の中心から一端までの距離Ｌが２ｍｍの場合において、所定距離Ｓ毎のトナーの付着状況、読み取り可否、及び読み取り結果の測定結果を示す。

トナーの付着状況は、中間転写ベルト２１から落下したトナーが読取部２５の読取面に付着した程度を示す。◎は付着なし、○はほとんど付着なし、△は僅かな付着あり、×は多量の付着ありを示す。

読み取り可否は、トナーが読取面に付着していない読取部２５を用いて中間転写ベルト２１の表面からトナー像を読み取ることができるか否かを示す。◎は良好な読み取り可、○は読み取り可、△は一部読み取り可、×は読み取り不可を示す。

読み取り結果は、所定期間使用後における読取部２５による読み取り結果が正しいか否かを示す。○は正確な読み取り可、△は誤った読み取りあり、×は正確な読み取り不可を示す。

所定距離Ｓが補助ローラ２６の半径Ｒより短い場合は、読取部２５の読取面にトナーが付着するため、正確に濃度を読み取ることができない。所定距離Ｓを補助ローラ２６の半径Ｒに一致させた場合は、読取部２５の読取面にトナーが付着せず、中間転写ベルト２１の波打ちを防止できるため、正確に濃度を読み取ることができる。また、所定距離Ｓが補助ローラ２６の半径Ｒより長い場合は、中間転写ベルト２１の波打ちを防止できないため、正確に濃度を読み取ることができない。

以上より、所定距離Ｓは、補助ローラ２６の半径Ｒの距離とする。これにより、中間転写ベルト２１の表面から落下した読取面にトナーが付着せず、且つ中間転写ベルト２１の波打ちを防止できるため、読取部２５は、中間転写ベルト２１の表面から正確にトナー像の濃度を読み取ることができる。

図４に示すように、制御部２００は、操作部４０、読取部２５、補助ローラ用ソレノイド４４、シャッタ用ソレノイド４５、及びモータ４６に接続されている。

操作部４０は、画像形成処理の開始指示や濃度調整処理の開始指示等を受け付ける。濃度調整処理は、中間転写ベルト２１の表面が担持するトナー像の濃度を検出して、検出した濃度に応じて作像条件を変更する。作像条件とは、例えば、静電潜像に供給するトナー量や、露光ユニット１１による画像光の光量、一次転写電圧の電圧値等である。なお、濃度調整処理は、画像形成装置１００の電源投入時や、所定回数の画像形成処理毎や、画像形成処理におけるエラー処理時等にも行われる。

ソレノイド用ドライバ４４１，４５１のそれぞれは、切換データに基づいて、補助ローラ用ソレノイド４４、シャッタ用ソレノイド４５のそれぞれに対して選択的に通電する。モータ用ドライバ４６１は、駆動データに基づいて、モータ４６に対して選択的に電力供給を行う。モータ４６は、駆動機構３０に接続されている。駆動機構３０は、モータ４６への電力供給時に、一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄを当接位置又は離間位置へ変位させて、カラー画像形成時の姿勢であるカラー姿勢、モノクロ画像形成時の姿勢であるモノクロ姿勢、非画像形成時の姿勢である待機姿勢へ順に移動する。カラー姿勢では、一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄが当接位置に位置する。モノクロ姿勢では、一次転写ローラ２４Ａが当接位置に位置し、一次転写ローラ２４Ｂ〜２４Ｄが離間位置に位置する。待機姿勢では、一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄが待機位置に位置する。

制御部２００は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、ソレノイド用ドライバ４４１，４５１、及びモータ用ドライバ４６１を備える。ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶している各種プログラムを読み出し、ＲＡＭ４３をワーキングエリアとして活用して、各種プログラムを実行する。

ＣＰＵ４１は、画像形成処理や濃度調整処理を行う。ＣＰＵ４１は、画像形成処理時や濃度調整処理時に、モータ４６に対して電力供給を行うように駆動データをモータ用ドライバ４６１へ出力する。また、ＣＰＵ４１は、濃度調整処理時のみに、補助ローラ用ソレノイド４４及びシャッタ用ソレノイド４５に対して通電するように切換データをソレノイド用ドライバ４４１，４５１へ出力する。

以下に、制御部２００による濃度調整処理について図５を参照して説明する。図５に示すように、制御部２００は、濃度調整処理の開始タイミングになるまで待つ（Ｓ１１）。制御部２００は、濃度調整処理の開始タイミングになると、モータ４６を駆動してカラー姿勢へ移動させる（Ｓ１２）。制御部２００は、補助ローラ用ソレノイド４４へ通電して、補助ローラ２６を当接位置へ移動させる（Ｓ１３）。制御部２００は、補助ローラ２６が当接位置に位置するか否かを検出するセンサ（不図示）の検出結果に基づいて、補助ローラ２６の位置が当接位置であるか否かを判断する（Ｓ１４）。制御部２００は、補助ローラ２６が当接位置に位置しない場合に、エラー処理を行い（Ｓ１５）、処理を終了する。

制御部２００は、補助ローラ２６が当接位置に位置する場合に、シャッタ用ソレノイド４５へ通電してシャッタ２５１を開放位置へ移動させる（Ｓ１６）。制御部２００は、シャッタ２５１が開放位置に位置するか否かを検出するセンサ（不図示）の検出結果に基づいて、シャッタ２５１の位置が開放位置であるか否かを判断する（Ｓ１７）。制御部２００は、シャッタ２５１が開放位置に位置しない場合に、エラー処理を行い（Ｓ１５）、処理を終了する。

制御部２００は、シャッタ２５１が開放位置に位置する場合に、プロセス部１に指示して、感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄの表面に色相毎のトナー像を作像し（Ｓ１８）、一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄに一次転写電圧を印加して、感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの表面から色相毎のトナー像を中間転写ベルト２１へ重ならないように順に転写する（Ｓ１９）。制御部２００は、読取部２５が読み取った色相毎のトナー像の濃度を取得する（Ｓ２０）。制御部２００は、シャッタ用ソレノイド４５への通電を停止してシャッタ２５１を閉鎖位置へ移動させる（Ｓ２１）。制御部２００は、補助ローラ用ソレノイド４４への通電を停止して補助ローラ２６を離間位置へ移動させる（Ｓ２２）。制御部２００は、モータ４６を駆動して待機姿勢へ移動させる（Ｓ２３）。制御部２００は、読取部２５から取得した色相毎のトナー像の濃度に基づいて、全色相のトナー像に関する作像条件を変更する（Ｓ２４）。

以上より、読取部２５による濃度の読み取り時以外には、シャッタ２５１を閉鎖位置に位置させるため、中間転写ベルト２１から落下したトナーが読取部２５の読取面に確実に付着することがない。このため、落下したトナーによって読取部２５の読取面が汚れることを確実に防止できる。

また、シャッタ２５１による読取部２５の読取面の開放前に補助ローラ２６を当接位置へ移動し、シャッタ２５１による読取部２５の読取面の閉鎖後に補助ローラ２６を離間位置へ移動するため、中間転写ベルト２１に対する補助ローラ２６の当接時の衝撃力によって落下するトナーが読取部２５の読取面に付着することがない。

なお、上述の実施形態では、カラー姿勢に移動して濃度調整処理を行ったが、モノクロ姿勢に移動して濃度調整処理を行ってもよい。モノクロ姿勢では、黒色のトナー像に関する作像条件を調整することができる。

なお、本発明の画像形成装置１００は、中間転写ベルト２１を介してトナー像を用紙に転写したが、これに限らず、感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄと転写ベルトとの間を通過する用紙に、感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄからトナー像を直接転写してもよい。

また、本発明の無端ベルトは、中間転写ベルト２１に限らず、トナー像を担持するベルトであればよい。また、読取部２５は、中間転写ベルト２１や二次転写ベルトや転写ベルト等の無端ベルトの蛇行調整を行う際に、無端ベルトの蛇行量を読み取るものであってもよい。この場合、無端ベルトは、トナー像を担持するベルトに限らない。

この発明のベルトユニットである中間転写ユニット２は、無端ベルトである中間転写ベルト２１、読取部２５、及び補助ローラ２６を備える。中間転写ベルト２１は、トナー像を担持する表面が所定の移動方向に沿って循環移動自在に支持される。読取部２５は、垂直方向における中間転写ベルト２１の下方に配設され、中間転写ベルト２１の表面からトナー像を読み取る。補助ローラ２６は、読取部２５の読取面と中間転写ベルト２１の表面の間隔を一定にするように中間転写ベルト２１の裏面に当接し、所定距離Ｓだけ水平方向における読取部２５の下流側に位置する。所定距離Ｓは、水平方向において、読取面の中心Ｏから補助ローラ２６が中間転写ベルト２１に当接する当接点Ｐまでの距離である。

中間転写ベルト２１は、補助ローラ２６の当接により補助ローラ２６との当接箇所が湾曲する。湾曲した中間転写ベルト２１の表面のトナーは、トナーの重力と中間転写ベルト２１の表面の移動に伴う慣性力によって、補助ローラ２６の垂直方向における下方から移動方向における補助ローラ２６の下流側に落下することがある。落下したトナーは、水平方向における補助ローラ２６の上流側に位置する読取部２５の読取面に付着し難い。読取部２５は、読取面にトナーが付着し難いため、中間転写ベルト２１の表面からトナー像を正確に読み取ることができる。

読取部２５の読取面と中間転写ベルト２１の表面との間隔を一定にするように中間転写ベルト２１に当接する当接位置と中間転写ベルト２１から離間する離間位置との間で補助ローラ２６が移動自在に構成される場合において、読取部２５による読み取り時のみに、補助ローラ２６を当接位置に位置させる移動機構である補助ローラ用ソレノイド４４及び制御部２００をさらに備えることが好ましい。

補助ローラ２６は、読取部２５による読み取り時に、離間位置から当接位置へ移動する。中間転写ベルト２１に対する補助ローラ２６の当接時の衝撃力によって、中間転写ベルト２１の表面のトナーは、水平方向における読取部２５の下流側に落下する。読取部２５は、中間転写ベルト２１の表面から落下したトナーが読取面に付着し難く、中間転写ベルト２１の表面からトナーを正確に読み取ることができる。

読取面を開放する開放位置と読取面を閉鎖する閉鎖位置との間で移動自在に構成されるシャッタ２５１と、読取部２５による読み取り時のみに、シャッタ２５１を開放位置に位置させる開閉機構であるシャッタ用ソレノイド４５及び制御部２００と、をさらに備えることが好ましい。

読取部２５による読み取り時以外において、読取部２５の読取面は、シャッタ２５１によって閉鎖されるため、落下したトナーが付着することがない。

また、所定距離Ｓは、補助ローラ２６の半径Ｒの距離であることが好ましい。

補助ローラ２６は、水平方向において、読取部２５の中心Ｏから補助ローラ２６の半径Ｒの距離だけ離れた位置に当接するため、読取部２５の中心Ｏに対向する中間転写ベルト２１の波打ちを防止することができる。この結果、読取部２５は、中間転写ベルト２１の表面からトナー像を正確に読み取ることができる。また、読取部２５は、中間転写ベルト２１の表面から落下したトナーが読取面に付着し難く、中間転写ベルト２１の表面からトナー像を正確に読み取ることができる。

この発明の画像形成装置１００は、感光体である感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄ、上述の中間転写ユニット２、及び転写部材である一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄを備える。感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄは、表面にトナー像を担持する。一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄは、感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄの表面からトナー像を中間転写ベルト２１に転写する。

画像形成装置１００は、読取部２５の読取面にトナーが付着し難いため、中間転写ベルト２１の表面からトナー像を正確に読み取ることができ、トナー像の濃度調整や中間転写ベルト２１の蛇行調整を行うことができるため、画質不良を防ぐことができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２…中間転写ユニット
２１…中間転写ベルト
２５…読取部
２６…補助ローラ

Claims (4)

1. 駆動ローラと従動ローラとの間に張架され、トナー像を担持する表面が所定の移動方向に沿って循環移動自在に支持される無端ベルトと、
   垂直方向における前記無端ベルトの下方に配設され、前記無端ベルトの表面からトナー像を読み取る読取部と、
   前記駆動ローラの上流側でかつ前記従動ローラの下流側で前記無端ベルトを挟んで前記読取部と対応する位置に配置された１つの補助ローラであって、前記読取部の読取面と前記無端ベルトの表面との間隔を一定にするように前記無端ベルトの裏面に当接する当接位置と前記裏面から離間する離間位置との間で移動自在に構成され、かつ水平方向において回転中心が前記読取面の中心からその半径以上の距離だけ下流側に位置する補助ローラと、
   前記読取部による読み取り時のみに、前記補助ローラを前記当接位置に位置させる移動機構と、を備えたベルトユニット。
2. 前記読取面を開放する開放位置と前記読取面を閉鎖する閉鎖位置との間で移動自在に構成されるシャッタと、
   前記読取部による読み取り時のみに、前記シャッタを前記開放位置に位置させる開閉機構と、をさらに備える請求項１に記載のベルトユニット。
3. 前記補助ローラが前記当接位置に位置するか否かを検出するセンサと、
   前記読取面を開放する開放位置と前記読取面を閉鎖する閉鎖位置との間で移動自在に構成されるシャッタと、
   前記補助ローラが前記当接位置に位置することを前記センサによって検出した時に、前記シャッタを前記開放位置に位置させる開閉機構と、を備える請求項１に記載のベルトユニット。
4. 表面にトナー像を担持する感光体と、
   請求項１〜請求項３の何れかに記載のベルトユニットと、
   前記感光体の表面からトナー像を前記無端ベルトである中間転写ベルトに転写する転写部材と、を備える画像形成装置。

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