JP2003215992A

JP2003215992A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003215992A
Application number: JP2002014458A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Aida; 孝光相田; Tatsuya Kobayashi; 達也小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2003-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置において、安価な合成樹脂から
なる中間転写ベルトを使用した場合に、その伸びに起因
する寿命を精度よく検知して交換が遅れることによる画
像不良や早すぎることによる無駄を防止する。【解決手段】中間転写ベルト６ａを駆動ローラ６ｂ、
張架ローラ６ｃ等に掛け渡す。中間転写ベルト６ａの表
面に位置検知部材５ａを設け、中間転写ベルト６ａを矢
印Ｒ６方向に回転させて、光学センサ５が検知部５ｂに
て一度検知した位置検知部材５ａを次に検知するまでの
時間を制御手段２１により計測する。その回転周期に基
づいて、中間転写ベルト６ａの伸びを推定する。中間転
写ベルト６ａを直接検知するので、伸びについての精度
を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に形成
されたトナー像が転写される中間転写ベルトを有する、
複写機，プリント，ファクシミリ等の画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図９に、従来の画像形成装置の概略構成
を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の４
色フルカラーのプリンタであり、中間転写ベルトを使用
している。

【０００３】感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転駆動
され、その表面が帯電装置２によって均一に帯電された
後、露光装置３の露光によって静電潜像が形成される。
この静電潜像は、矢印Ｒ４方向に回転する回転体４に搭
載されたブラック，マゼンタ，シアン，イエローの現像
装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄのうちのブラックの現像装
置４ａによったトナーが付着されてトナー像として現像
される。このトナー像は、駆動ローラ６ｂ，二次転写対
向ローラ６ｄ，張架ローラ６ｆに掛け渡された中間転写
ベルト６ａに、一次転写ローラ７ａによって転写され
る。トナー像転写後の感光ドラム１は、表面の残ったト
ナー（残留トナー）がクリーニング装置１３によって除
去される。

【０００４】同様の一連の画像形成プロセス、すなわち
帯電，露光，現像，転写，クリーニングの各画像形成プ
ロセスを、マゼンタ，シアン，イエローについても繰り
返して、中間転写ベルト６ａ上に４色のトナー像を重ね
合わせる。こうして中間転写ベルト６ａ上に形成された
４色のトナー像は、二次転写ローラ９によって転写材Ｐ
（紙、透明フィルム）に一括で転写され、その後、定着
装置１１によって転写材Ｐ表面に定着され、４色のフル
カラー画像が得られる。一方、トナー像転写後の中間転
写ベルト６ａは、表面に残ったトナー（残留トナー）が
中間転写ベルトクリーナ１２によって除去される。

【０００５】上述の中間転写ベルト６ａは、一般に、Ｅ
ＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム），ＮＢＲ（ニトリル
ゴム），ＶＲ（ウレタン），Ｓｉ（シリコーンゴム）な
どの合成ゴムによって形成されている。この中間転写ベ
ルト６ａには、光学センサ（第１のセンサ）５が対向配
置されている。光学センサ５は、中間転写ベルト６ａ上
に設けられた位置検知部材５ａが、検知部５ｂを通過し
たことを検知するものであり、中間転写ベルト６ａの回
転状態を検知するものである。

【０００６】上述の感光ドラム１，帯電ローラ２，クリ
ーニング装置１３は、一体化されてユニットＡを構成し
ている。また、中間転写ベルト６ａ，駆動ローラ６ｂ，
二次転写対向ローラ６ｄ，張架ローラ６ｆ，一次転写ロ
ーラ７ａは、一体化されてユニットＢを構成している。
そして、ユニットＡには、感光ドラム１の積算回転数を
保存するメモリＭｄが、またユニットＢには、中間転写
ベルト６ａの積算回転数を保存するメモリＭｂが設けら
れている。

【０００７】上述のユニットＡ，Ｂは、画像形成装置本
体（不図示）に対して簡単に着脱できるように構成され
ていて、寿命に達したときに簡単に交換できるようにな
っている。

【０００８】上述のユニットＢは、使用による中間転写
ベルト６ａの汚れに伴って画像劣化が進行するため、メ
モリＭｂに記憶された積算回転数を画像形成装置本体側
で読み込み、積算回転数が所定値を超えたときには、例
えば画像形成装置本体の操作パネル（不図示）にユニッ
トＢが寿命となったことを警告する。一方、ユニットＡ
は、使用による感光ドラム１の感光特性の低下に伴って
画像劣化が進行するため、メモリＭｄに記憶された積算
回転数を画像形成装置本体側で読み込み、積算回転数が
所定値を超えたときには、同様に操作パネルにユニット
Ｂが寿命となったことを警告（寿命警告）する。また、
それぞれについて寿命が近いことを早めに知らせ、ユー
ザが前もってユニットＡ，Ｂの交換の準備ができるよう
に、寿命に達するまでの残りの積算回転数が所定の値に
達していたら、寿命予告をするようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の画像形成
装置においては、中間転写ベルト６ａは、ゴム製のベル
トであってそれ自体が弾性力に富んでいるため、上述の
３本のローラ（駆動ローラ６ｂ，二次転写対向ローラ６
ｄ，張架ローラ６ｆ）による張架した場合でも、長期に
わたって適宜な張力を維持することができ、したがっ
て、長期にわたって安定した回転を実現することができ
る。

【００１０】これに対して、中間転写ベルト６ａとし
て、上述のゴム製のベルトよりも価格的に安価な合成樹
脂製のベルトを使用した場合には、この合成樹脂製のベ
ルトは、ゴム製のものと比較して弾性力に劣り、長期の
使用によって塑性変形による伸びが発生する。そして、
伸びが発生すると、中間転写ベルト６ａと駆動ローラ６
ｂとの間にすべりが生じることになる。したがって、従
来のように、メモリＭｂに記憶された中間転写ベルト６
ａの積算回転数に基づいて、中間転写ベルト６ａひいて
はユニットＢの寿命を検知する場合には、精度の高い検
知ができないという問題があった。すなわち、メモリＭ
ｂの積載回転数に基づく寿命検知によれば、まだ寿命に
達していないのにかかわらず、中間転写ベルト６ａの伸
びに起因する色ずれなどの画像不良が発生したり、逆
に、メモリＭｂの積載回転数に基づく寿命検知によれ
ば、既に寿命に達しているのにかかわらず、実際にはま
だ充分に中間転写ベルト６ａを使用することができるも
のを不要に交換してしまうなどの問題が発生することに
なる。

【００１１】なお、合成樹脂製のベルトとしては、例え
ば、ＰＩ（ポリイミド），ＰＣ（ポリカーボネート），
ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン），ＥＴＦＥ（四フッ
化エチレン−エチレン共重合体），ＰＥＴ（ポリエチレ
ンテレフタレート）、ＰＣ／ＰＡＴ，ＥＴＦＥ／ＰＣ，
ＥＴＦＥ／ＰＡＴ，ＰＣ／ＰＡＴなどのベルトがあげら
れる。

【００１２】本発明は、上述事情に鑑みてなされたもの
であり、使用に伴って伸びが発生しやすい中間転写ベル
トを使用した場合であっても、その伸びを精度よく検知
して適宜な時期に寿命予告、寿命警告を出すようにした
画像形成装置を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
複数のローラに掛け渡された無端状の中間転写ベルトを
備え、像担持体上に形成されたトナー像が前記中間転写
ベルトに一旦、転写された後、前記中間転写ベルトから
転写材Ｐに転写される画像形成装置において、使用に伴
う前記中間転写ベルトの伸び量を検知する伸び検知手段
と、前記伸び検知手段が検知した前記伸び量が、あらか
じめ設定されている閾値に達したときにこのことを報知
する報知手段と、を備える、ことを特徴とする。

【００１４】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
画像形成装置において、前記閾値が第１の閾値と第２の
閾値とを有し、前記報知手段は、前記伸び量が前記第１
の閾値に達したときに、前記中間転写ベルトの寿命が近
いことを報知する寿命予告を行い、前記伸び量が第２の
閾値に達したときに、前記中間転写ベルトが寿命に達し
たことを報知する寿命警告を行う、ことを特徴とする。

【００１５】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載の画像形成装置において、前記伸び検知手段は、前
記中間転写ベルトに設けられた検知基準と、前記検知基
準を検知する第１のセンサと、前記中間転写ベルトの回
転に伴って前記第１のセンサが前記検知基準を検知して
から次に検知するまでの時間間隔に基づいて前記中間転
写ベルトの伸び量を推定する第１の制御手段と、を備え
る、ことを特徴とする。

【００１６】請求項４に係る発明は、請求項１又は２に
記載の画像形成装置において、前記伸び検知手段は、前
記中間転写ベルトに当接されるとともに前記中間転写ベ
ルトの伸びに対応して移動する可動部材と、前記可動部
材の移動量を検知する第２のセンサと、前記第２のセン
サが検知する前記可動部材の移動量に基づいて前記中間
転写ベルトの伸び量を推定する第２の制御手段と、を備
える、ことを特徴とする。

【００１７】請求項５に係る発明は、請求項１又は２に
記載の画像形成装置において、前記伸び検知手段は、前
記中間転写ベルトに当接されるとともに前記中間転写ベ
ルトの伸びに対応して移動する可動部材と、前記可動部
材に接続されるとともに前記可動部材の移動量に応じて
加圧力が変化する加圧部材と、前記加圧部材の加圧を検
知する第３のセンサと、前記第３のセンサが検知する前
記加圧部材の加圧力に基づいて前記中間転写ベルトの伸
び量を推定する第３の制御手段と、を備える、ことを特
徴とする。

【００１８】請求項６に係る発明は、請求項１ないし５
のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記中
間転写ベルトは、前記中間転写ベルトが掛け渡される前
記複数のローラとともに、画像形成装置本体に対して着
脱自在な第１のユニットを構成する、ことを特徴とす
る。

【００１９】請求項７に係る発明は、請求項１ないし５
のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記中
間転写ベルトは、前記中間転写ベルトが掛け渡される前
記複数のローラ及び前記像担持体とともに、画像形成装
置本体に対して着脱自在な第２のユニットを構成する、
ことを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。なお、各図面において同一
の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすもの
であり、これらについての重複説明は適宜省略した。

【００２１】＜実施の形態１＞図１に、本発明に係る画
像形成装置の一例を示す。同図に示す画像形成装置は、
中間転写体方式の４色フルカラーのプリンタであり、同
図はその概略構成を示す縦断面図である。

【００２２】同図に示すプリンタ（以下「画像形成装
置」という。）は、第１の像担持体としてドラム型の電
子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備え
ている。感光ドラム１は、例えば、アルミニウム等で形
成された円筒状の導電性の基体の外周面に、光導電体を
塗布して構成されている。ここで、光導電体としては、
ＯＰＣ（有機光半導体）、Ａ−Ｓｉ（アモルファスシリ
コン）、ＣｄＳ（硫化カドミウム）、Ｓｅ（セレン）等
を使用することができる。

【００２３】感光ドラム１の下方には、第２の像担持体
としての中間転写ベルト（中間転写体）６ａが配設され
ている。中間転写ベルト６ａは、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ウ
レタン、シリコンゴムなどのゴムによって無端状に形成
されている。図１中における感光ドラム１の右方、及び
中間転写ベルト６ａの上方には、それぞれ感光ドラム
１、中間転写ベルト６ａの積載回転数を保存できるメモ
リＭｄ，Ｍｂが配設されている。

【００２４】上述の感光ドラム１は、帯電ローラ２、ク
リーニング装置１３、メモリＭｄとともに一体化されて
ユニットＡを構成している。一方、転写ベルト６ａは、
一次転写ローラ７ａ、駆動ローラ６ｂ、張架ローラ６
ｃ、二次転写対向ローラ６ｄに張架されるとともに、こ
れらのローラ及び上述のメモリＭｂとともに一体化され
てユニット（第１のユニット）Ｂを構成している。この
ユニットＢは、中間転写ベルト６ａの寿命による交換等
に備えて画像形成装置本体に対して簡単に着脱できるよ
うな構成となっている。また、中間転写ベルト６ａは、
周方向に１箇所、周方向に垂直な方向（幅方向）の端部
に、光学センサ５によって中間転写ベルト６ａの表面と
識別できる位置検知部材（検知基準）５ａが設けてあ
る。中間転写ベルト６ａの回転によって位置検知部材５
ａが検知部５ｂを通過するのを光学センサ５で検知し、
その検知タイミングからの時間を第１の制御手段２１で
カウントすることによって、中間転写ベルト６ａの回転
状態を認識することができるようになっている。

【００２５】図１中の符号３は露光装置（露光手段）、
４は回転体、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはこの順にブラッ
ク，マゼンタ，シアン，イエローの各色のトナーで現像
を行う現像装置、９は二次転写ローラ、１１は定着装
置、１２は中間転写ベルトクリーナ、Ｐは転写材をそれ
ぞれ示している。

【００２６】以下、図１に沿って画像形成プロセスを説
明する。

【００２７】感光ドラム１は、画像形成装置本体（不図
示）側に配設されている駆動手段（不図示）によって、
矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回
転駆動される。感光ドラム１は、その表面が帯電ローラ
２により所定の極性・電位に均一に帯電される。帯電後
の感光ドラム１表面は、露光装置３によりブラックの画
像模様に従った信号による光が走査され、露光部分の電
荷が除去されて静電潜像が形成される。この静電潜像
は、感光ドラム１がさらに矢印Ｒ１方向に回転すると、
回転体４に支持された現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ
のうち、ブラックのトナーが入った現像装置４ａが感光
ドラム１に対向するように回転体４が回転し、現像装置
４ａによってブラックのトナーが付着されてブラックの
トナー像として現像される。

【００２８】現像されたトナー像は、中間転写ベルト６
ａ上に一次転写される。中間転写ベルト６ａは、駆動ロ
ーラ６ｂ、張架ローラ６ｃ、二次転写対向ローラ６ｄの
３本のローラ上に張架され、駆動ローラ６ｂがモータ
（不図示）により図１中の時計回りに回転することによ
り、矢印Ｒ６方向に回転駆動される。中間転写ベルト６
ａの裏面側には、感光ドラム１に対応する位置に、一次
転写ローラ７ａが配設されている。この一次転写ローラ
７ａは、軸上に導電性スポンジ層を設けたローラであ
り、中間転写ベルト６ａをその裏面側から感光ドラム１
に向けて押圧している。一次転写ローラ７ａには、感光
ドラム１の芯金を対向電極として、高圧電源（不図示）
から一次転写バイアスが印加され、これにより感光ドラ
ム１上のトナー像は中間転写ベルト６ａ上に一次転写さ
れる。このとき中間転写ベルト６ａに転写されないで感
光ドラム１表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリ
ーニング装置１３によって除去される。

【００２９】以上の工程をブラック以外の３色、すなわ
ちマゼンタ，シアン，イエローの各色について行うこと
によって中間転写ベルト６ａ上で４色のトナー像が重ね
合わされる。このとき、光学センサ５によって中間転写
ベルト６ａの回転状態を認識し、潜像形成開始時間を、
４色のトナー像を中間転写ベルト６ａの所定の位置に一
次転写できるように決めることによって、４色のトナー
像のレジストレーション（位置合わせ）を取っている。
４色のトナー像が中間転写ベルト６ａ上に転写される
と、中間転写ベルト６ａの移動と同期を取って転写材Ｐ
（例えば、紙、透明フィルム）が搬送され、一次転写ロ
ーラ７ａとほぼ同様な構成の二次転写ローラ９が転写材
Ｐを介して中間転写ベルト６ａに当接し、二次転写対向
ローラ６ｄを対向電極として、高圧電源（不図示）から
二次転写バイアスが印加される。これによって、中間転
写ベルト６ａ上の４色のトナー像は、一括して転写材Ｐ
上に二次転写される。

【００３０】４色のトナー像が転写された転写材Ｐは、
定着装置１１によって加熱・加圧され、表面にトナー像
が溶融固着されて定着される。これにより、４色フルカ
ラーのカラー画像が得られる。一方、トナー像転写後の
中間転写ベルト６ａは、転写材Ｐに転写されないで表面
に残ったトナー（残留トナー）が、中間転写ベルトクリ
ーナ１２によって除去される。この中間転写ベルトクリ
ーナ１２は、接離可能なファーブラシ，ウェブ等によっ
て形成されている。

【００３１】上述の画像形成装置においては、中間転写
ベルト６ａは、例えば、ＰＩ（ポリイミド），ＰＣ（ポ
リカーボネート），ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデ
ン），ＥＴＦＥ（四フッ化エチレン−エチレン共重合
体），ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ／
ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート），ＥＴＦＥ／
ＰＣ，ＥＴＦＥ／ＰＡＴ，ＰＣ／ＰＡＴなどの合成樹脂
によって形成することができる。これら合成樹脂製のベ
ルトは、前述のゴム製のベルトよりも価格的に安価であ
る。張架ローラ６ｃには、基端部がユニットＢのフレー
ム（不図示）に固定された張架バネ（圧縮バネ）１４の
先端が取り付けられていて、この張架ローラ６ｃを中間
転写ベルト６ａの外側に向けて付勢、つまり中間転写ベ
ルト６ａを張る方向に付勢している。すなわち、本実施
の形態においては、張架ローラ６ｃは、ほぼ水平方向に
移動可能に配設されていて、中間転写ベルト６ａの伸縮
に応じて図１中の矢印Ｋ方向に中心の位置が変動するよ
うになっている。

【００３２】本実施の形態においては、中間転写ベルト
６ａの回転周期の変化に基づいて寿命の予告・警告が必
要な状態を検知するようにしている。

【００３３】中間転写ベルト６ａの寿命は、初期（画像
形成装置の使用開始時）に対して、中間転写ベルト６ａ
の伸長に合わせて張架バネ１４が伸び、テンションが低
下し、この現象によってレジストレーションのずれ（レ
ジずれ）が所定の程度悪化したとき、すなわち、初期に
対するある時点での伸長度を、それぞれについて計測し
た回転周期の比較によって導出し、伸長度が第２の所定
値（第２の閾値）に達したときを寿命警告の必要状態と
する。また、伸長度が寿命警告を同様の現象によってレ
ジストレーションのずれが上述の第２の所定値ほどでは
ないがそれよりも幾分程度のよい第１の所定値（第１の
閾値）に達したときを寿命予告の必要状態とする。

【００３４】回転周期の計測は、中間転写ベルト６ａの
回転時に光学センサ５が位置検知部材５ａを一度検知し
てから次に検知するまでの時間を計測することにより行
う。回転周期の初期値はメモリＭｂに記憶しておき、そ
れ以後においては、メモリＭｂに記憶された初期値を読
み込み、その値を用いて初期値に対して所定の伸長度が
達成されるような回転周期を計算し、その計算値以上の
回転周期が計測された時点を寿命警告の必要状態とす
る。

【００３５】具体的には、中間転写ベルト６ａ単体の寿
命は、４色間の色ずれの最大値が２００μｍになり、画
像部と非画像部との境界におけるレジストレーションの
ずれが目視で確認できるようになったときとする。ま
た、４色間の色ずれの最大値が１５０μｍになり、細線
の画像が色ずれによって分離するようになった時点で予
告を出す。中間転写ベルトの初期に対する伸び率と４色
間のレジストレーションのずれの最大値の関係の一例を
図５に示す。図５にしたがって中間転写ベルト６ａが初
期値に対して１．０％伸びた時点、すなわち回転周期が
初期値に対して１．０％増えた時を寿命警告の必要状態
とし、中間転写ベルト６ａが初期値に対して０．６％伸
びた時点、すなわち回転周期が初期値に対して０．６％
増えた時点を寿命予告の必要状態とする。

【００３６】これら寿命警告、寿命予告の必要状態にな
った場合には、例えば、第１の制御手段２１により、画
像形成装置本体の操作パネル（不図示）にその旨を表示
（報知）するようにする。本実施の形態においては、第
１の制御手段２１の一部と、操作パネルとによって報知
手段を構成している。

【００３７】本実施の形態においては、伸び検知手段
は、位置検知部材５ａと、光学センサ５と、第１の制御
手段２１とを備えている。

【００３８】本実施の形態によると、中間転写ベルト６
ａの伸びを従来に比して高い精度で検知し、その検知結
果に基づいて寿命予告や寿命警告を行うので、中間転写
ベルト６ａの実際の交換時期を好適に決定することがで
き、中間転写ベルト６ａの伸びに起因する不測な画像不
良（例えばレジずれ）や、中間転写ベルト６ａの無駄な
交換を有効に防止することができる。さらに、伸び検知
手段を構成する位置検知部材５ａや光学センサ５は、中
間転写ベルト６ａの回転と露光装置３による画像書き出
しとの同期を取るべく、一般にこの種の画像形成装置に
装着されている部材を流用することができるので、その
分、伸び検知手段の構成を簡略化することができる。

【００３９】＜実施の形態２＞図２に、本実施の形態に
係る画像形成装置の一例を示す。なお、同図では、上半
部に本実施の形態の画像形成装置の全体構成を示す縦断
面図を、また下半部に伸び検知手段の拡大図を図示して
いる。本実施の形態は、上述の実施の形態１とは、中間
転写ベルト６ａの伸びを検知するための伸び検知手段が
異なる。以下では異なる構成である伸び検知手段の説明
を主に行い、他の同様な構成については、同じ符号を付
して適宜省略するものとする。

【００４０】本実施の形態においては、伸び検知手段
は、可動部材を構成する張架ローラ６ｃ及び張架バネ１
４と、第２のセンサとしての光学センサ８と、第２の制
御手段２２とによって構成されている。

【００４１】中間転写ベルト６ａが掛け渡されているロ
ーラのうちの一つである張架ローラ６ｃは、前述のよう
に矢印Ｋ方向に移動可能となっており、張架バネ１４に
よって同図中の左方、つまり中間転写ベルト６ａを引っ
張る方向に付勢されている。

【００４２】光学センサ８は、中間転写ベルト６ａの外
側における、張架ローラ６ｃに対応する位置に配置され
ている。この光学センサ８は、発光素子と、ＰＳＤ（Po
sition-Sensitive-Detector）受光素子とを有する測距
用の光学センサであり、中間転写ベルト６ａの伸縮を、
それに伴う張架ローラ６ｃの位置の変位から計測できる
ように、画像形成装置本体に対するユニットＢの装着時
に張架ローラ６ｃの変位方向の延長上に位置するよう
に、画像形成装置本体側に設置してある。この光学セン
サ８には、第２の制御手段２２が接続されている。

【００４３】上述構成の伸び検知手段の動作について説
明する。

【００４４】中間転写ベルト６ａの寿命は、初期（画像
形成装置の使用開始時）に対して、中間転写ベルト６ａ
の伸長に合わせて張架バネ１４が伸び、テンションが低
下し、この現象によってレジストレーションのずれ（レ
ジずれ）が所定の程度悪化したとき、すなわち、初期に
対するある時点での伸長度を、それぞれについて光学セ
ンサ８が計測した距離の比較によって導出し、伸長度が
第２の所定値（第２の閾値）に達したときを寿命警告の
必要状態とする。また、伸長度が上述の第２の所定値ほ
どではないがそれよりも幾分程度のよい第１の所定値
（第１の閾値）に達したときを寿命予告の必要状態とす
る。

【００４５】光学センサ８は、発光素子から照射されて
中間転写ベルト６ａから反射された反射光をＰＳＤ受光
素子で受光すると、受光距離に応じて異なる大きさの電
流を発生させることができ、光学センサ８から中間転写
ベルト６ａまでの距離を検知することができる。初期値
はメモリＭｂに記憶しておき、それ以後においては、メ
モリＭｂに記憶された初期値を読み込み、その値を用い
て初期値に対して所定の伸長度が達成されるような距離
を計算し、その計算値以上の距離が計測された時点を寿
命警告の必要状態とする。

【００４６】具体的には、中間転写ベルト６ａ単体の寿
命は、４色間の色ずれの最大値が２００μｍになり、画
像部と非画像部の境界におけるレジずれが目視で確認で
きるようになったときとする。また、４色間の色ずれの
最大値が１５０μｍになり、細線の画像が色ずれによっ
て分離するようになった時点で寿命予告を出すようにす
る。張架ローラ６ｃの、初期に対する中間転写ベルトが
伸びる方向への変位と４色間のレジずれの最大値の関係
の一例を図６に示す。図６に従って張架ローラが初期に
対して３．０ｍｍ変位した時点、すなわち光学センサ８
からの距離が初期に対して３．０ｍｍ縮まった時点を寿
命警告の必要状態とし、張架ローラ６ｃが初期値に対し
て１．８ｍｍ変位した時点、すなわち光学センサ６ｃか
らの距離が初期値に対して１．８ｍｍ縮まった時点を寿
命予告の必要状態とする。

【００４７】なお、下半部の図中の符号ａ１，ａ２，ａ
３は、この順に、中間転写ベルト６ａの初期の位置、寿
命予告を発するときの位置、寿命警告を発するときの位
置をそれぞれ示している。

【００４８】なお、本実施の形態においては、張架ロー
ラ６ｃを可動部材として兼用しているが、張架ローラ６
ｃとは別個に、可動部材を設けるようにしてもよい。こ
の場合には、例えば、張架ローラ６ｃは、その中心位置
が移動しないように配置し、可動部材がテンションロー
ラの作用をなすものとする。ローラを使用することがで
きるのはもちろんであるが、これに限らず、回転しない
棒状の部材を使用することも可能である。ただし、この
場合には、中間転写ベルト６ａとの摩擦抵抗が小さくな
るようにする。また、このときの可動部材は、中間転写
ベルト６ａの内側からこれを外側に向けて付勢するに限
らず、中間転写ベルトの外側からこれを内側に向けて付
勢するようにしてもよい。

【００４９】本実施の形態によると、前述の実施の形態
１と同様、中間転写ベルト６ａの伸びを精度よく検知し
て、中間転写ベルト６ａの実際の交換時期を好適に決定
することができる。

【００５０】＜実施の形態３＞図３に、本実施の形態に
係る画像形成装置の一例を示す。なお、同図では、上述
の図２と同様、上半部に本実施の形態の画像形成装置の
全体構成を示す縦断面図を、また下半部に伸び検知手段
の拡大図を図示している。本実施の形態は、上述の実施
の形態１，２とは、中間転写ベルト６ａの伸びを検知す
るための伸び検知手段が異なる。以下では異なる構成で
ある伸び検知手段の説明を主に行い、他の同様な構成に
ついては、同じ符号を付して適宜省略するものとする。

【００５１】本実施の形態においては、伸び検知手段
は、可動部材としての張架ローラ６ｃと、加圧部材とし
ての張架バネ１４と、第３のセンサとしての圧力センサ
１０と、第３の制御手段２３とによって構成されてい
る。

【００５２】中間転写ベルト６ａが掛け渡されているロ
ーラのうちの一つである張架ローラ６ｃは、前述のよう
に矢印Ｋ方向に移動可能となっており、張架バネ１４に
よって同図中の左方、つまり中間転写ベルト６ａを引っ
張る方向に付勢されている。

【００５３】圧力センサ１０は、張架バネ１４の基端部
と、ユニットＢのフレーム（不図示）との間に介装され
ていて、張架バネ１４の加圧力を測定するものである。
この圧力センサ１０には、第３の制御手段２３が接続さ
れている。

【００５４】上述構成の伸び検知手段の動作について説
明する。

【００５５】中間転写ベルト６ａの寿命は、初期に対し
て、中間転写ベルト６ａの伸長に合わせて張架バネ１４
が伸び、テンションが低下し、この現象によってレジず
れが所定の程度悪化したとき、すなわち、初期に対する
ある時点の張力の減少度を、それぞれについて計測した
張架バネ１４の張力の比較によって導出し、張力の減少
分が第２の所定値（第２の閾値）に達するような張力を
計測した時点で寿命警告の必要状態とする。また、張力
の減少分が上述の第２の所定値ほどではないがそれより
も幾分程度のよい第１の所定値（第１の閾値）に達した
ときを寿命予告の必要状態とする。

【００５６】圧力センサ１０により計測した張架バネ１
４の張力の初期値はメモリＭｂに記憶しておき、それ以
後においては、メモリＭｂに記憶された初期値を読み込
み、その値を用いて初期に対して張力が所定の値だけ減
少したときの張架バネ１４の張力を計算し、その計算値
以下の張力が計測された時点を寿命警告必要状態とする
ものである。

【００５７】具体的には、中間転写ベルト６ａ単体の寿
命は、４色間の色ずれの最大値が２００μｍになり、画
像部と非画像部の境界におけるレジずれが目視で確認で
きるようになったときとする。また、４色間の色ずれの
最大値が１５０μｍになり、細線の画像が色ずれによっ
て分離するようになった時点で寿命予告を出す。バネ定
数１００（Ｎ／ｍ）の張架バネ１４の初期に対する張力
の減少分と４色間のレジずれの最大値の関係の一例を図
７に示す。図７に従って張架バネ１４の張力が初期に対
して０．３０Ｎ減少した時点を警告必要状態とし、張架
バネ１４の張力が初期に対して０．１８Ｎ減少した時点
を寿命予告必要状態とする。

【００５８】なお、本実施の形態では、ユニットＢ内に
圧力センサ１０を設けたが、この圧力センサ１０の代わ
りに、張架ローラ６ｃの伸縮に合わせて伸縮するバネ
と、その張力を検知する圧力センサとを画像形成装置本
体側に設けることもできる。この場合には、ユニットＢ
を交換した場合でも、圧力センサを交換する必要がなく
なる。

【００５９】本実施の形態によると、前述の実施の形態
１，２と同様、中間転写ベルト６ａの伸びを精度よく検
知して、中間転写ベルト６ａの実際の交換時期を好適に
決定することができる。

【００６０】＜実施の形態４＞図４に、本実施の形態に
係る画像形成装置の一例を示す。なお、同図では、上述
の図２，図３と同様、上半部に本実施の形態の画像形成
装置の全体構成を示す縦断面図を、また下半部に伸び検
知手段の拡大図を図示している。本実施の形態は、上述
の実施の形態１，２，３とは、中間転写ベルト６ａの伸
びを検知するための伸び検知手段、及びユニットＤの構
成が異なる。以下では異なる構成の説明を主に行い、他
の同様な構成については、同じ符号を付して適宜省略す
るものとする。

【００６１】本実施の形態においては、伸び検知手段
は、可動部材を構成する張架ローラ６ｃ及び張架バネ１
４と、第４のセンサとしての光学センサ８と、第４の制
御手段２４とによって構成されている。

【００６２】図４に示す画像形成装置において、中間転
写ベルト６ｅは、ＰＩ，ＰＣ，ＰＶＤＦ，ＥＴＦＥ，Ｐ
ＥＴ，ＰＣ／ＰＡＴ，ＥＴＦＥ／ＰＣ，ＥＴＦＥ／ＰＡ
Ｔ，ＰＣ／ＰＡＴなどの合成樹脂を無端状に形成したも
のである。中間転写ベルト６ｅの上方に配置されたメモ
リＭｃは、後述の光学センサ８ａによる計測結果の情報
と、感光ドラム１の積算回転数とを保存するメモリであ
る。

【００６３】本実施の形態では、感光ドラム１，帯電ロ
ーラ２，クリーニング装置１３，中間転写ベルト６ｅ，
一次転写ローラ７ａ，駆動ローラ６ｂ，張架ローラ６
ｃ，メモリＭｃは一体化されてユニット（第２のユニッ
ト）Ｄを構成している。このユニットＤは、寿命による
交換等に備えて、画像形成本体に対して着脱が容易な構
成となっている。

【００６４】中間転写ベルト６ｅは、駆動ローラ６ｂ
と、張架バネ１４によって中間転写ベルト６ｅを張る方
向に付勢された張架ローラ６ｃとを含む、２本のローラ
に張架されており、中間転写ベルト６ｅが環境や使用時
間などによって伸縮すると、それに合わせて張架ローラ
６ｃの位置が変動する構成となっている。光学センサ８
は、前述の実施の形態２（図２）のものと同様であり、
中間転写ベルト６ｅの伸縮を、それに伴う張架ローラ６
ｃの変位から計測できるように、画像形成装置本体に対
するユニットＤの装着時に張架ローラ６ｃの変位方向の
延長上に位置するように、画像形成装置本体側に配設さ
れている。また、光学センサ８は、第４の制御手段２４
に接続されている。なお第４の制御手段２４は、図２に
示す実施の形態２の第２の制御手段２２と同様である。

【００６５】上述構成の伸び検知手段の動作について説
明する。

【００６６】中間転写ベルト６ｅの寿命は、初期に対し
て、中間転写ベルト６ｅの伸長に合わせて張架バネ１４
が伸び、テンションが低下し、この現象によってレジず
れが所定の程度悪化した時点、すなわち、ある時点の初
期に対する伸長度を、それぞれについて計測した光学セ
ンサ８からの距離の比較によって導出し、伸長度が第２
の所定値（第２の閾値）に達した時点を寿命警告必要状
態とする。また、伸長度が上述の第２の所定値ほどでは
ないがそれよりも幾分程度のよい第１の所定値（第１の
閾値）に達したときを寿命予告の必要状態とする。

【００６７】光学センサ８は、実施の形態２と同様に、
光学センサ８から中間転写ベルト６ｅまでの距離を検知
することができる。初期値はメモリＭｃに記憶してお
き、それ以後においては、メモリＭｃに記憶された初期
値を読み込み、その値を用いて初期に対して所定の伸長
度が達成されるような距離を計算し、その計算値以上の
距離が計測された時点を警告必要状態とする。

【００６８】具体的には、中間転写ベルト６ｅ単体の寿
命は、４色間の色ずれの最大値が２００μｍになり、画
像部と非画像部の境界におけるレジずれが目視で確認で
きるようになったときとする。また、４色間の色ずれの
最大値が１５０μｍになり、細線の画像が色ずれによっ
て分離するようになった時点で予告を出す。中間転写ベ
ルト６ｅの初期に対する伸びと４色間のレジずれの最大
値の関係の一例を図８に示す。図８に従って中間転写ベ
ルト６ｅが初期値に対して５．０ｍｍ伸びた時点、すな
わち光学センサ８からの距離が初期値に対して２．５ｍ
ｍ縮まった時点を警告必要状態とし、中間転写ベルト６
ｅが初期値に対して３．８ｍｍ伸びた時点、すなわち光
学センサ８からの距離が初期値に対して１．９ｍｍ縮ま
った時点を予告必要状態とする。

【００６９】なお、中間転写ベルト６ｅの寿命が感光ド
ラム１の寿命に対して短くなるように、例えば長寿命な
Ａ−Ｓｉからなる感光体（光導電体）を用いた感光ドラ
ムと、ＥＴＦＥからなる中間転写ベルトとを採用する
と、感光ドラムを寿命に対して十分使いきることなく交
換してしまうことになり、無駄である。この逆に、感光
ドラムの寿命よりも中間転写ベルトの寿命の方が長い場
合も同様の無駄である。

【００７０】そこで本実施の形態では、中間転写ベルト
の寿命が感光ドラムのそれと同等あるいは少し長くなる
ように、感光ドラムとして比較的短寿命なＯＰＣからな
る光導電体を用いた感光ドラムと、ＥＴＦＥからなる中
間転写ベルトとを採用することによって、どちらも寿命
に対して無駄なく使いきれるようにした。

【００７１】また、中間転写ベルトの寿命を検知する手
段として実施の形態１，３で採用した手段を用いること
によっても、本実施の形態は実現することができる。

【００７２】本実施の形態によると、上述の実施の形態
１〜３と同様に、中間転写ベルトの伸びを精度よく検知
して、中間転写ベルトの実際の交換時期を好適に決定す
ることができる、という効果に加えて、さらに中間転写
ベルトと感光ドラムとが同じユニットＤを構成している
ので、これらを同時に交換することができ、それぞれが
別なユニットを構成している場合に比して、交換頻度を
少なくすることができる、という効果を奏する。

【００７３】以上では、中間転写ベルトがユニットＢ又
はユニットＤの一部を構成する場合を例に説明したが、
必ずしもユニットＢ又はユニットＤを構成する必要はな
い。この場合でも、中間転写ベルトの寿命を精度よく検
知してこれを報知することが可能であり、極めて有効で
ある。

【００７４】以上の説明では、画像形成装置が４色フル
カラーの場合を例に説明したが、本発明は、これに限定
されるものではなく、例えば黒と赤の２色の画像形成装
置、さらには黒のみ（単色）の画像形成装置に対しても
適用することができる。さらに、以上の説明では、本発
明が中間転写ベルト６ａを有する画像形成装置に適用さ
れた例を説明したが、本発明はこれに限らず、中間転写
ベルトに代えて搬送ベルトを有する画像形成装置にも、
適用することが可能である。すなわち、画像形成対象と
なる転写材Ｐを搬送ベルト表面に担持して、この転写材
Ｐに感光ドラム（像担持体）上のトナー像を直接的に転
写する方式の画像形成装置に対しても基本的な構成はほ
ぼそのままで適用することができる。この場合において
も、上述とほぼ同様の効果を奏することができる。

【００７５】このように、本発明は、中間転写ベルトや
搬送ベルトを有する画像形成装置であれば、いずれの画
像形成装置の対しても適用することができる。例えば、
電子写真方式の複写機，プリンタ，ファクシミリはもち
ろん、静電記録方式の画像形成装置に対しても有効であ
る。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
使用に伴って伸びが発生しやすい中間転写ベルトを使用
した場合であっても、その伸びを精度よく検知して適宜
な時期に寿命予告、寿命警告を出すようにすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図である。

【図２】実施の形態２の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図である。

【図３】実施の形態３の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図である。

【図４】実施の形態４の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図である。

【図５】中間転写ベルトの初期に対する伸び率と４色間
のレジずれの最大値との関係を示す図である。

【図６】張架ローラの初期に対する変位と４色間のレジ
ずれの最大値との関係を示す図である。

【図７】中間転写ベルトの張架バネの張力の初期に対す
る減少分と４色間のレジずれの最大値との関係を示す図
である。

【図８】中間転写ベルトの初期に対する伸びと４色間の
レジずれの最大値との関係を示す図である。

【図９】従来の、中間転写ベルトの回転数を検知するこ
とで中間転写ベルトの寿命検知を行っていた画像形成装
置の概略構成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１像担持体（感光ドラム）５第１のセンサ（光学センサ）５ａ検知基準（位置検知部材）６ａ，６ｅ中間転写ベルト６ｂローラ（駆動ローラ）６ｃ可動部材（張架ローラ）１４加圧部材（張架バネ）２１第１の制御手段２２第２の制御手段２３第３の制御手段２４第４の制御手段Ｂ第１のユニット（ユニット）Ｄ第２のユニット（ユニット）Ｐ転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA38 DA45 DE02 DE03 DE07 DE09 DE10 EB06 GB07 HB02 HB15 2H200 FA12 GA16 GA18 GA23 GA34 GA47 GA49 GB11 GB22 GB25 HA02 HA28 HB12 JA02 JC03 JC07 JC09 JC12 JC13 JC15 JC19 JC20 LA17 LA38 LB02 LB12 MA04 MA20 PA27 PB15 PB24 PB25 PB26 PB33 PB34 PB37 PB39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のローラに掛け渡された無端状の中
間転写ベルトを備え、像担持体上に形成されたトナー像
が前記中間転写ベルトに一旦、転写された後、前記中間
転写ベルトから転写材Ｐに転写される画像形成装置にお
いて、使用に伴う前記中間転写ベルトの伸び量を検知する伸び
検知手段と、前記伸び検知手段が検知した前記伸び量が、あらかじめ
設定されている閾値に達したときにこのことを報知する
報知手段と、を備える、ことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】前記閾値が第１の閾値と第２の閾値とを
有し、前記報知手段は、前記伸び量が前記第１の閾値に達した
ときに、前記中間転写ベルトの寿命が近いことを報知す
る寿命予告を行い、前記伸び量が第２の閾値に達したと
きに、前記中間転写ベルトが寿命に達したことを報知す
る寿命警告を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記伸び検知手段は、前記中間転写ベル
トに設けられた検知基準と、前記検知基準を検知する第
１のセンサと、前記中間転写ベルトの回転に伴って前記
第１のセンサが前記検知基準を検知してから次に検知す
るまでの時間間隔に基づいて前記中間転写ベルトの伸び
量を推定する第１の制御手段と、を備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記伸び検知手段は、前記中間転写ベル
トに当接されるとともに前記中間転写ベルトの伸びに対
応して移動する可動部材と、前記可動部材の移動量を検
知する第２のセンサと、前記第２のセンサが検知する前
記可動部材の移動量に基づいて前記中間転写ベルトの伸
び量を推定する第２の制御手段と、を備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装
置。
【請求項５】前記伸び検知手段は、前記中間転写ベル
トに当接されるとともに前記中間転写ベルトの伸びに対
応して移動する可動部材と、前記可動部材に接続される
とともに前記可動部材の移動量に応じて加圧力が変化す
る加圧部材と、前記加圧部材の加圧を検知する第３のセ
ンサと、前記第３のセンサが検知する前記加圧部材の加
圧力に基づいて前記中間転写ベルトの伸び量を推定する
第３の制御手段と、を備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装
置。
【請求項６】前記中間転写ベルトは、前記中間転写ベ
ルトが掛け渡される前記複数のローラとともに、画像形
成装置本体に対して着脱自在な第１のユニットを構成す
る、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記
載の画像形成装置。
【請求項７】前記中間転写ベルトは、前記中間転写ベ
ルトが掛け渡される前記複数のローラ及び前記像担持体
とともに、画像形成装置本体に対して着脱自在な第２の
ユニットを構成する、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記
載の画像形成装置。