JP2009204831A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャッタの開閉動作及び中間転写ベルトの有無の検出等を共通の部品により行いながらも、構成及び処理の複雑化を招くことがない画像形成装置を提供する。
【解決手段】各カム７５を回転駆動し、シャッタ部材７４を開閉させると共に、光学センサ７２の発光素子８２を発光させる。このとき、制御部９１は、光学センサ７２の正反射光受光素子８３の受光出力が一定レベル幅以上で変動するか否かを判定し、一定レベル幅以上で変動したならば、シャッタ部材７４の開閉動作が正常に行われ、中間転写ベルト７があり、かつ光学センサ７２が正常に動作しているとみなす。また、制御部９１は、シャッタ部材７４の開閉動作に伴い、光学センサ７２の正反射光受光素子８３の受光出力が一定レベル幅以上で変動しなければ、何等かの異常が発生しているとみなす。
【選択図】図２

Description

本発明は、感光体上のトナー像を中間転写ベルトを介して記録媒体に転写する電子写真方式の画像形成装置に関する。

この種の電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像を感光体上に形成して、感光体上の静電潜像をトナーにより可視化し、中間転写ベルトを周回移動させつつ、感光体上の可視化されたトナー像を中間転写ベルトに転写して、中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写している。

また、中間転写ベルト上に測定用トナー像を形成し、この測定用トナー像の濃度を光学センサにより検出し、この光学センサにより検出された測定用トナー像の濃度に基づいてトナー像の濃度調整等を行っている。このような光学センサは、その感知部が汚れると、検出感度が変動し、これが検出誤差の原因となるので、その感知部前方にシャッタを配置することが多い。このシャッタは、通常時に閉成されて、光学センサの感知部の汚れを防止し、濃度検出を行うときにだけ開成される。

例えば、特許文献１では、中間転写ベルトを用いずに、感光体上のトナー像を記録用紙に直接転写しているが、感光体上に形成された測定用トナー像の濃度を検出するための光学センサ、及び光学センサの感知部前方のシャッタを設けている。

その概略は、図９に示すように感光体ドラム５０１と現像ローラ５４１を摺接させ、現像ローラ５４１から感光体ドラム５０１表面の静電潜像へとトナーを供給して、この静電潜像を現像し、感光体ドラム５０１表面にトナー像を形成し、感光体ドラム５０１と転写ローラ５０５間のニップ域に記録用紙を挟み込んで搬送しつつ、感光体ドラム５０１表面のトナー像を記録用紙に転写している。

一方、感光体ドラム５０１表面近傍に光学センサ５０７を設け、感光体ドラム５０１と光学センサ５０７間にシャッタ５１７を配置している。このシャッタ５１７は、リンク機構５１６を介してソレノイド５１２のプランジャーに連結されており、ソレノイド５１２によりシャッタ５１７の開閉動作がなされる。

また、転写ローラ５０５は、感光体ドラム５０１に対して接離可能に支持され、かつリンク機構５１６を介してソレノイド５１２のプランジャーに連結されており、ソレノイド５１２により転写ローラ５０５の接離動作がなされる。

ここで、トナー像の形成及び転写が行われているときには、ソレノイド５１２が消勢され、シャッタ５１７が閉成し、転写ローラ５０５が感光体ドラム５０１表面に接触する。

また、感光体ドラム５０１表面に測定用トナー像５０６が形成されたときには、ソレノイド５１２が付勢され、シャッタ５１７が開成し、二点鎖線で示すように転写ローラ５０５が感光体ドラム５０１表面から離間する。この状態では、感光体ドラム５０１の回転に伴い、感光体ドラム５０１表面の測定用トナー像５０６が転写ローラ５０５に接して乱されることなく光学センサ５０７の部位まで移動する。光学センサ５０７は、発光素子及び受光素子を有しており、発光素子の出射光を測定用トナー像５０６に照射し、測定用トナー像５０６で反射された反射光を受光素子で受光し、測定用トナー像５０６の濃度に対応する受光素子の検出信号を出力する。
特開平７−２３４５９５号公報

ところで、中間転写ベルトを着脱して交換することが可能であるが、中間転写ベルトが取り外された状態では、画像形成処理を行うことが不可能であるため、中間転写ベルトの有無を検出して確認するのが望ましい。

しかしながら、先に述べたような中間転写ベルト上の測定用トナー像の濃度を検出するための光学センサやシャッタ等を設けるだけではなく、そのような中間転写ベルトの有無を検出するためのセンサを追加すると、部品点数が益々増加する。また、シャッタ等の動作確認等を行うことが望ましいが、そのような動作確認の実現が構成の複雑化等の原因になる。

そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、シャッタの開閉動作及び中間転写ベルトの有無の検出等を共通の部品により行いながらも、構成及び処理の複雑化を招くことがない画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、感光体ドラム上に形成されたトナー像が一次転写される転写ベルトと、転写ベルトに対して接離可能に支持され、転写ベルトとの間に記録媒体を挟みこんで、転写ベルト上のトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写部材と、転写ベルトもしくは該転写ベルト上に形成された測定用トナー像を検出する光学センサと、光学センサと転写ベルト間に設けられ、光学センサの感知部前方を開閉するシャッタと、転写ベルトに対する二次転写部材の接離動作とシャッタの開閉動作を連動させる連動手段と、光学センサによる検出結果に基づいて、シャッタの開閉及び転写ベルトの有無を判定する判定手段とを備えている。

また、前記連動手段は、二次転写部材及びシャッタに係合するカムを含み、このカムの回転により、転写ベルトに対する二次転写部材の接離動作及びシャッタの開閉動作が共になされる。

更に、前記連動手段は、シャッタに係合しかつカムに摺接する移動体を含み、このカムの回転により移動体が移動し、この移動体の移動によりシャッタの開閉動作がなされる。

また、前記連動手段は、二次転写部材及びシャッタに係合する移動体と、移動体を付勢するバネとを含み、二次転写部材が転写ベルトから離間して移動されると、移動体がバネの付勢力により二次転写部材に追従移動し、この移動体の移動によりシャッタの開閉動作がなされる。

更に、前記光学センサの受光光量を調整制御する制御手段を備え、光学センサは、発光素子と受光素子を有する反射型の光学センサであり、制御手段は、シャッタが閉成された状態で、光学センサの発光素子の出射光がシャッタ裏面で反射されて受光素子で受光されたときの該受光素子の受光出力に基づいて、光学センサの光量調整を行っている。

また、前記シャッタは、光学センサと転写ベルト間で、光学センサよりも転写ベルトに近い位置に配置されている。

更に、前記光学センサは、発光素子と、発光素子の出射光が正反射されたときの反射光を受光する正反射光受光素子と、発光素子の出射光が乱反射されたときの反射光を受光する乱反射光受光素子とを有する反射型の光学センサであり、前記判定手段は、光学センサの正反射光受光素子による検出結果に基づいて、シャッタの開閉及び転写ベルトの有無を判定している。

このような本発明の画像形成装置では、転写ベルトの交換を可能にするために、二次転写部材を転写ベルトに対して接離可能に支持している。また、転写ベルトもしくは該転写ベルト上の測定用トナー像を検出する光学センサを設け、光学センサの感知部前方を開閉するシャッタを配置している。そして、二次転写部材の接離動作とシャッタの開閉動作を連動させる連動手段を設け、光学センサによる検出結果に基づいて、シャッタの開閉及び転写ベルトの有無を判定している。光学センサは、転写ベルト上の測定用トナー像を検出するためのものであるが、シャッタ裏面で反射された反射光を受光したときと、転写ベルトで反射された反射光を受光したときとでは、光学センサの受光出力が変化するので、この受光出力に基づいてシャッタの開閉動作を確認することができる。更に、シャッタが開かれた状態では、転写ベルトが有るときと無いときとで、光学センサの受光出力が変化するので、この受光出力に基づいて転写ベルトの有無を判定することができる。

例えば、二次転写部材及びシャッタに係合するカムを設け、このカムの回転により、転写ベルトに対する二次転写部材の接離動作及びシャッタの開閉動作が連動するようにする。更に、シャッタに係合しかつカムに摺接する移動体を設け、このカムの回転により移動体が移動し、この移動体の移動によりシャッタの開閉動作がなされるようにする。

あるいは、二次転写部材及びシャッタに係合する移動体と、移動体を付勢するバネとを設け、二次転写部材が転写ベルトから離間して移動されると、移動体がバネの付勢力により二次転写部材に追従移動し、この移動体の移動によりシャッタの開閉動作がなされるようにする。

また、シャッタが閉成された状態で、光学センサの発光素子の出射光がシャッタ裏面で反射されて受光素子で受光されたときの該受光素子の受光出力に基づいて、光学センサの光量調整を行うようにしてもよい。この場合は、シャッタが光学センサよりも転写ベルトに近い位置に配置されているのが望ましい。これにより、シャッタ裏面で反射されて受光素子で受光される反射光の受光量が転写ベルト表面で反射されて受光素子で受光される反射光の受光量に近くなり、光学センサにより転写ベルトを検出するときと略同じ状態で、光学センサの光量調整を行うことができる。

更に、光学センサは、発光素子と、発光素子の出射光が正反射されたときの反射光を受光する正反射光受光素子と、発光素子の出射光が乱反射されたときの反射光を受光する乱反射光受光素子とを有するものであってもよい。この場合は、光学センサの正反射光受光素子による検出結果に基づいて、シャッタの開閉及び転写ベルトの有無を判定することができる。また、シャッタ裏面で反射されて乱反射光受光素子で受光されたときの該受光素子の受光出力に基づいて、光学センサの光量調整を行うことも可能である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。この画像形成装置は、原稿の画像を読取る原稿読取り装置Ｂと、原稿読取り装置Ｂにより読取られた原稿の画像又は外部から受信した画像をカラーもしくは単色で記録用紙に記録形成する装置本体Ａとを備えている。

原稿読取り装置Ｂでは、原稿が原稿セットトレイ４１にセットされると、ピックアップローラ４４が原稿表面に押し付けられて回転され、原稿がトレイ４１から引き出され、原稿がサバキローラ４５と分離パッド４６間を通過して１枚ずつに分離されてから搬送経路４７へと搬送される。

この搬送経路４７では、原稿の先端がレジストローラ４９に当接して、原稿の先端がレジストローラ４９と平行に揃えられ、この後に原稿がレジストローラ４９により搬送されて読取りガイド５１と読取りガラス５２間を通過する。このとき、第１走査部５３の光源の光が読取りガラス５２を介して原稿表面に照射され、その反射光が読取りガラス５２を介して第１走査部５３に入射し、この反射光が第１及び第２走査部５３、５４のミラーで反射されて結像レンズ５５へと導かれ、結像レンズ５５によって原稿表面の画像がＣＣＤ（Charge Coupled Device）５６上に結像される。ＣＣＤ５６は、原稿表面の画像を読取り、原稿表面の画像を示す画像データを出力する。更に、原稿は、搬送ローラ５７により搬送され、排紙ローラ５８を介して排紙トレイ５９に排出される。

また、原稿台ガラス６１上に載置された原稿を読取ることができる。レジストローラ４９、読取りガイド５１、排紙トレイ５９等とそれらよりも上側の部材とは、一体化されて、原稿読取り装置Ｂの背面側で開閉可能に枢支されたカバー体となっており、この上側のカバー体を開くと、原稿台ガラス６１が解放されて、原稿台ガラス６１上に原稿を載置することができる。原稿が載置されて、カバー体が閉じられると、第１及び第２走査部５３、５４が副走査方向に移動されつつ、第１走査部５３によって原稿台ガラス６１上の原稿表面が露光され、第１及び第２走査部５３、５４によって原稿表面からの反射光が結像レンズ５５へと導かれ、結像レンズ５５によって原稿表面の画像がＣＣＤ５６上に結像される。このとき、第１及び第２走査部５３、５４が相互に所定の速度関係を維持しつつ移動されて、原稿表面→第１及び第２走査部５３、５４→結像レンズ５５→ＣＣＤ５６という反射光の光路の長さが変化しないように第１及び第２走査部５３、５４の位置関係が常に維持され、これによりＣＣＤ５６上での原稿表面の画像のピントが常に正確に維持される。

こうして読取られた原稿の画像は、画像データとして画像形成装置の装置本体Ａへと送受され、装置本体Ａにおいて画像が記録用紙に記録される。

一方、画像形成装置の装置本体Ａは、レーザ露光装置１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナ装置４、中間転写ベルト装置８、定着装置１２、用紙搬送経路Ｓ、給紙トレイ１０、及び排紙トレイ１５等により構成されている。

画像形成装置の装置本体Ａにおいて扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色（例えばブラック）を用いたモノクロ画像に応じたものである。従って、現像装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、クリーナ装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応付けられて、４つの画像ステーションが構成されている。

感光体ドラム３は、装置本体Ａのほぼ中央に配置されている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、接触型であるローラ型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャー型の帯電器が用いられる。

レーザ露光装置１は、レーザダイオード及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）であり、帯電された感光体ドラム３表面を画像データに応じて露光して、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。

現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより現像する。クリーナ装置４は、現像及び画像転写後に感光体ドラム３表面に残留したトナーを除去及び回収する。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルト装置８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ２１、従動ローラ２２、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、及び中間転写ベルトクリーニング装置９を備えている。

中間転写ベルト駆動ローラ２１、中間転写ローラ６、従動ローラ２２等は、中間転写ベルト７を張架して支持し、中間転写ベルト７を矢印Ｃ方向に周回移動させる。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルト７近傍に回転可能に支持され、中間転写ベルト７を介して感光体ドラム３に圧接され、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７に転写するための転写バイアスを印加されている。

中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに接触するように設けられており、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ表面のトナー像を中間転写ベルト７に順次重ねて転写することによって、カラーのトナー像（各色のトナー像）を形成する。この転写ベルトは、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端ベルト状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７裏面に圧接されている中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、記録用紙に対して均一に高電圧を印加することができる。

上述の様に各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ表面のトナー像は、中間転写ベルト７で積層され、画像データによって示されるカラーのトナー像となる。このように積層された各色のトナー像は、中間転写ベルト７と共に搬送され、中間転写ベルト７と接触する二次転写装置１１によって記録用紙上に転写される。

中間転写ベルト７と二次転写装置１１の転写ローラ１１ａとは、相互に圧接されてニップ域を形成する。また、二次転写装置１１の転写ローラ１１ａには、中間転写ベルト７上の各色のトナー像を記録用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加される。さらに、そのニップ域を定常的に得るために、二次転写装置１１の転写ローラ１１ａもしくは中間転写ベルト駆動ローラ２１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）としている。

また、二次転写装置１１によって中間転写ベルト７上のトナー像が記録用紙上に完全に転写されず、中間転写ベルト７上にトナーが残留することがあり、この残留トナーが次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。このため、中間転写ベルトクリーニング装置９によって残留トナーを除去及び回収する。中間転写ベルトクリーニング装置９には、例えばクリーニング部材として中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する部位で、従動ローラ２２により中間転写ベルト７裏側が支持されている。

給紙トレイ１０は、記録用紙を格納しておくためのトレイであり、装置本体Ａの画像形成部の下側に設けられている。また、画像形成部の上側に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みの記録用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。

また、装置本体Ａには、給紙トレイ１０の記録用紙を二次転写装置１１や定着装置１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、Ｓの字形状の用紙搬送経路Ｓが設けられている。この用紙搬送経路Ｓに沿って、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、定着装置１２、各搬送ローラ１３、及び排紙ローラ１７等が配置されている。

ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に設けられ、給紙トレイ１０から記録用紙を１枚ずつ用紙搬送経路Ｓに供給する呼び込みローラである。各搬送ローラ１３は、記録用紙の搬送を促進補助するための小型のローラであり、用紙搬送経路Ｓに沿って複数箇所に設けられている。

レジストローラ１４は、搬送されて来た記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、中間転写ベルト７と二次転写装置１１間のニップ域で中間転写ベルト７上のカラーのトナー像が記録用紙に転写されるように、感光体ドラム３及び中間転写ベルト７の回転にあわせて、記録用紙をタイミングよく搬送する。

例えば、レジストローラ１４は、レジストローラ１４直前の図示しない用紙検知センサによる記録用紙の先端の検出タイミングに基づいて、中間転写ベルト７と二次転写装置１１間のニップ域で中間転写ベルト７上のカラーのトナー像の先端が記録用紙における画像形成範囲の先端に合うように、記録用紙を搬送する。

定着装置１２は、ヒートローラ３１及び加圧ローラ３２等を備えている。ヒートローラ３１及び加圧ローラ３２は、記録用紙を挟み込んで搬送する。

また、ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づき、制御部によって所定の定着温度となるように制御されており、加圧ローラ３２と共に記録用紙を熱圧着することにより、記録用紙に転写されたトナー像を溶融、混合、圧接し、記録用紙に対して熱定着させる機能を有している。

各色のトナー像の定着後の記録用紙は、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１５上に排出される。

ところで、装置本体Ａにおいては、中間転写ベルト７上に測定用トナー像を形成し、この測定用トナー像の濃度を検出して、トナー像の濃度調整等を行うことから、この測定用トナー像の濃度を検出するための光学センサを設けている。また、記録用紙の紙粉や飛散トナーによる光学センサの感知部の汚れを防止するために、光学センサの感知部前方にシャッタ部材を設けている。更に、中間転写ベルト７上の測定用トナー像を通過させたり、中間転写ベルト７の交換を可能にするべく、中間転写ベルト７に対して二次転写装置１１の転写ローラ１１ａを接離可能に設けている。

また、光学センサは、本来、中間転写ベルト７上の測定用トナー像の濃度を検出するためのものであるが、この光学センサによりシャッタ部材の開閉動作や中間転写ベルト７の有無も検出し、これにより多機能化を図りながらも、構成や処理の複雑化を招かないようにしている。図２及び図３は、そのような多機能化を実現するための中間転写ベルト７と二次転写装置１１の構成を示す側面図及び平面図である。

図２及び図３に示すように装置本体Ａにおいて、二次転写装置１１のフレーム１１ｂは、軸７１により軸支されており、このフレーム１１ｂが図示しないバネにより軸７１周りで反時計周り方向に付勢され、このフレーム１１ｂで支持されている転写ローラ１１ａが中間転写ベルト７の駆動ローラ２１側に押し付けられ、転写ローラ１１ａが中間転写ベルト７に圧接されて、中間転写ベルト７と転写ローラ１１ａ間にニップ域が形成されている。

また、二次転写装置１１のフレーム１１ｂは、装置本体Ａ側で水平方向に移動自在に支持されており、図２及び図３に示すようにフレーム１１ｂを位置決めしたり、また図４に示すようにフレーム１１ｂを矢印Ｄ方向に水平移動させて中間転写ベルト７から離間させることが可能である。

図２及び図３に示すように転写ローラ１１ａよりも中間転写ベルト７の周回方向下流側で、２個の光学センサ７２、７３が中間転写ベルト７表面に対向配置され、中間転写ベルト７と各光学センサ７２、７３間にシャッタ部材７４が設けられている。シャッタ部材７４は、各光学センサ７２、７３よりも中間転写ベルト７に近接配置されている。

シャッタ部材７４の両端近傍にはそれぞれの支持部材７４ａが突設され、各支持部材７４ａの上端部に２個のカム７５の共通支軸７５ａが挿通されて、シャッタ部材７４が共通支軸７５ａ周りで回転自在に支持されている。

各支持部材７４ａの中央付近にはそれぞれのアーム７４ｂが固定されており、これらのアーム７４ｂの先端が中間転写ベルト７両側に設けられたそれぞれの移動体７６のスリット７６ａに挿入されている。

各カム７５の共通支軸７５ａは、該各カム７５の中心から外れた偏芯位置を貫いており、その両端が装置本体Ａ側で回転自在に支持されている。各カム７５の周面には、各移動体７６の端部７６ｂが摺接している。

各移動体７６は、中間転写ベルト７両側に配置され、水平方向に移動自在に支持されている。図３に示すように平面視すると、各移動体７６はＬ字型であり、各移動体７６のＬ字型に屈曲した部位がそれぞれのコイルバネ８１を介して装置本体Ａ側に連結され、各コイルバネ８１により各移動体７６が矢印Ｄ方向に付勢され、各移動体７６の端部７６ｃが二次転写装置１１のフレーム１１ｂに当接している。従って、二次転写装置１１のフレーム１１ｂは、各移動体７６を介して、各コイルバネ８１により矢印Ｄ方向に、つまり中間転写ベルト７から離間する方向に付勢されている。

ただし、先に述べたように二次転写装置１１のフレーム１１ｂが図示しないバネにより軸７１周りで反時計周り方向に付勢されているので、このフレーム１１ｂの反時計周り方向の付勢力が各コイルバネ８１の弾性力に打ち勝って、転写ローラ１１ａが中間転写ベルト７に圧接されるように、フレーム１１ｂを付勢するバネの弾性力及び各コイルバネ８１の弾性力を調節する必要がある。

図２及び図３の状態では、二次転写装置１１の転写ローラ１１ａが中間転写ベルト７の駆動ローラ２１側に押し付けられ、中間転写ベルト７と転写ローラ１１ａ間にニップ域が形成されている。このニップ域に記録用紙が搬送されて来ると、このニップ域で記録用紙が挟み込まれて、中間転写ベルト７上のトナー像が記録用紙に転写され、引き続いて記録用紙が図１の定着装置１２へと搬送されて行く。

また、中間転写ベルト７と各光学センサ７２、７３間にシャッタ部材７４が介在し、各光学センサ７２、７３の感知部がシャッタ部材７４により覆われているので、各光学センサ７２、７３の感知部が汚れることはない。勿論、各光学センサ７２、７３による中間転写ベルト７もしくは中間転写ベルト７上の測定用トナー像の検出はできない。

次に、先に述べたように中間転写ベルト７上に測定用トナー像を形成し、この測定用トナー像の濃度を検出して、トナー像の濃度調整等を行うときには、図５に示すように各カム７５の共通支軸７５ａを回転駆動して、各カム７５を１８０度回転させる。これにより、各カム７５の周面に摺接している各移動体７６が二次転写装置１１側に移動して、各移動体７６の端部７６ｃに当接している二次転写装置１１のフレーム１１ａが転写ローラ１１ａから離間する方向に押し出され、二次転写装置１１のフレーム１１ａが軸７１周りで時計回り方向に回転して、転写ローラ１１ａが中間転写ベルト７から離間する。

また、各移動体７６が二次転写装置１１側に移動すると、各移動体７６のスリット７６ａに挿入されているシャッタ部材７４の各アーム７４ｂの先端も二次転写装置１１側に移動して、シャッタ部材７４の各支持部材７４ａが各カム７５の共通支軸７５ａ周りで反時計回り方向に回転し、シャッタ部材７４が反時計回り方向に回転して各光学センサ７２、７３の前方から退避し、各光学センサ７２、７３の前方が開かれ、各光学センサ７２、７３による間転写ベルト７もしくは中間転写ベルト７上の測定用トナー像の検出が可能になる。

この図５の状態で、感光体ドラム３の両端近傍に測定用トナー像を形成し、この測定用トナー像を感光体ドラム３から中間転写ベルト７の両縁近傍に転写し、中間転写ベルト７を周回移動させて、中間転写ベルト７両縁近傍の測定用トナー像を転写ローラ１１ａに接触させることなく通過させ、更に中間転写ベルト７両縁近傍の測定用トナー像を各光学センサ７２、７３直下に到達させ、各光学センサ７２、７３により中間転写ベルト７両縁近傍の測定用トナー像の濃度を検出する。

また、この図５の状態で、各光学センサ７２、７３により中間転写ベルト７の有無を検出することができる。本実施形態では、中間転写ベルト７の交換が可能であるが、中間転写ベルト７が取り外されたときには、画像形成処理を行うことが不可能であるため、各光学センサ７２、７３により中間転写ベルト７の有無を検出して確認するのが望ましい。

次に、中間転写ベルト７を交換するときには、図４に示すように二次転写装置１１を矢印Ｄ方向に水平移動させて中間転写ベルト７から離す。

二次転写装置１１が矢印Ｄ方向に水平移動されると、各コイルバネ８１の弾性力により各移動体７６が矢印Ｄ方向に水平移動され、各移動体７６のスリット７６ａに挿入されているシャッタ部材７４の各アーム７４ｂの先端も二次転写装置１１側に移動して、シャッタ部材７４の各支持部材７４ａが各カム７５の共通支軸７５ａ周りで反時計回り方向に回転し、シャッタ部材７４が反時計回り方向に回転して各光学センサ７２、７３の前方から退避する。そして、シャッタ部材７４が各光学センサ７２、７３の前方から最も遠くに退避し切ったところで、各移動体７６が停止する。

この図４の状態では、二次転写装置１１が中間転写ベルト７から矢印Ｄ方向に大きく離間し、シャッタ部材７４が中間転写ベルト７から上方向に大きく離間するため、中間転写ベルト７の交換に必要なスペースが確保され、新たな中間転写ベルト７を装着するときに、中間転写ベルト７が二次転写装置１１やシャッタ部材７４に引っ掛かって傷つくという事態を避けることができる。

尚、中間転写ベルト７の交換は、中間転写ベルト７の駆動ローラ２１や従動ローラ２２を外すことによりなされる。

図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各光学センサ７２、７３による各種の検出状態を示している。

各光学センサ７２、７３は、発光素子８２、正反射光受光素子８３、及び乱反射光受光素子８４を備えている。発光素子８２が光ビームを一方向に照射し、かつ各光学センサ７２、７３と中間転写ベルト７間の離間距離が一定であるため、中間転写ベルト７で正反射された反射光の方向が定まり、この反射光を正反射光受光素子８３だけに入射させ、この反射光を乱反射光受光素子８４に入射させないようにすることができる。ここでは、図６（ｃ）に示すようにシャッタ部材７４を退避させ、発光素子８２から中間転写ベルト７へと光を出射させた状態で、中間転写ベルト７で正反射された反射光が入射する位置に正反射光受光素子８３を配置し、この反射光の入射位置から外れた位置に乱反射光受光素子８４を配置している。

従って、図６（ｃ）に示すようにシャッタ部材７４を退避させ、発光素子８２を発光させたときに、中間転写ベルト７があれば、中間転写ベルト７で正反射された反射光が正反射光受光素子８３に入射する。また、中間転写ベルト７がなければ、中間転写ベルト７で正反射された反射光が正反射光受光素子８３に入射することはない。このため、正反射光受光素子８３の受光出力に基づいて中間転写ベルト７の有無を判定することが可能である。

更に、図６（ｂ）に示すようにシャッタ部材７４を退避させ、発光素子８２を発光させたときに、発光素子８２の出射光が中間転写ベルト７上の測定用トナー像８５で乱反射されると、この乱反射光が乱反射受光素子８４に入射する。この乱反射された光のレベルは、測定用トナー像の濃度に応じて変化する。従って、乱反射受光素子８４の受光出力に基づいて、測定用トナー像の濃度を判定することが可能である。

また、図６（ａ）に示すようにシャッタ部材７４を閉成して、発光素子８２を発光させたときには、シャッタ部材７４裏面で乱反射された反射光が乱反射光受光素子８４に入射する。このシャッタ部材７４裏面の乱反射率が一定であることから、乱反射受光素子８４の受光出力に基づいて、発光素子８２の発光光量及び乱反射受光素子８４の受光光量を調節することが可能である。シャッタ部材７４が中間転写ベルト７に近接配置されているため、シャッタ部材７４裏面で乱反射されて乱反射光受光素子８４に入射する光量と中間転写ベルト７表面で乱反射されて乱反射光受光素子８４に入射する光量とが略等しく、中間転写ベルト７上の測定用トナー像８５を検出するときと略同じ状態で、発光素子８２及び乱反射受光素子８４を調節することができる。

このような調節は、主に、発光素子８２の特性のバラツキや発光素子８２の経年劣化等を補償するために行われる。

図７は、中間転写ベルト７の有無、シャッタ部材７４の開閉、及び各光学センサ７２、７３の異常等を判定するための制御系を示すブロック図である。

図７において、各光学センサ７２、７３は、同一構成であり、発光素子８２、正反射光受光素子８３、及び乱反射光受光素子８４を備えている。制御部９１は、各光学センサ７２、７３別に、それぞれのＤ／Ａ変換器９２、９３を通じて、発光駆動信号を発光素子８２に印加し、発光素子８２を発光させる。また、制御部９１は、各光学センサ７２、７３別に、それぞれのＡ／Ｄ変換器９４、９５を通じて、正反射光受光素子８３の受光出力及び乱反射光受光素子８４の受光出力を入力し、各受光素子８３、８４の受光出力レベルを判定する。

発光素子８２は、例えば赤外線光を出射するＬＥＤであり、そのカソードが接地され、そのアノードが抵抗Ｒ１を介してＤ／Ａ変換器９２（又は９３）に接続される。また、正反射光受光素子８３及び乱反射光受光素子８４は、例えば赤外線光を受光可能なフォトトランジスタであり、そのエミッタが接地され、そのコレクタがＡ／Ｄ変換器９４（又は９５）に直接接続されかつ抵抗Ｒ２（又はＲ３）を通じて電源電圧Ｖccに接続されている。

また、制御部９１は、各カム７５の共通支軸７５ａの回転駆動力源であるモータ９６を駆動制御して、各カム７５を回転駆動しつつその回転角度を制御する。

更に、制御部９１は、種々のメッセージ等を画像形成装置の装置本体Ａの表示部９７に表示する。

次に、図８のフローチャートを参照しつつ、中間転写ベルト７の有無、シャッタ部材７４の開閉、及び各光学センサ７２、７３の異常等の判定手順を説明する。

まず、制御部９１は、モータ９６を駆動制御して、各カム７５を回転駆動し、図２の状態と図５の状態を交互に繰り返して、シャッタ部材７４を開閉させると共に、一方の光学センサ７２の発光素子８２を発光させる。このとき、シャッタ部材７４の開閉動作が正常に行われ、かつ光学センサ７２が正常に動作したならば、シャッタ部材７４が閉成されたときに、光学センサ７２の発光素子８２の出射光がシャッタ部材７４裏面で反射されても、この反射光が正反射光受光素子８３で受光されず、またシャッタ部材７４が開成されたときに、光学センサ７２の発光素子８２の出射光が中間転写ベルト７で反射されて、この反射光が正反射光受光素子８３で受光される。従って、シャッタ部材７４の開閉動作に伴い、正反射光受光素子８３の受光出力が上昇したり下降する。

このため、制御部９１は、シャッタ部材７４の開閉動作に伴い、一方の光学センサ７２の正反射光受光素子８３の受光出力が一定レベル幅以上で変動するか否かを判定し（ステップＳ１０１）、一定レベル幅以上で変動したならば（ステップＳ１０１で「有り」）、シャッタ部材７４の開閉動作が正常に行われ、中間転写ベルト７があり、かつ一方の光学センサ７２が正常に動作しているとみなす。

この場合、制御部９１は、図２及び図６（ａ）に示すようにシャッタ部材７４を閉成して、発光素子８２を発光させ、シャッタ部材７４裏面で乱反射された反射光を乱反射光受光素子８４で受光させ、この乱反射受光素子８４の受光出力に基づいて、発光素子８２の発光光量及び乱反射受光素子８４の受光光量を調節することが可能である（ステップＳ１０２）。

あるいは、制御部９１は、図５に示すように転写ローラ１１ａを中間転写ベルト７から離間させた状態で、感光体ドラム３の両端近傍に測定用トナー像を形成し、この測定用トナー像を感光体ドラム３から中間転写ベルト７両縁近傍に転写し、中間転写ベルト７を周回移動させて、中間転写ベルト７両縁近傍の測定用トナー像を転写ローラ１１ａに接触させることなく通過させ、更に中間転写ベルト７両縁近傍の測定用トナー像を光学センサ７２直下に到達させ、光学センサ７２により中間転写ベルト７両縁近傍の測定用トナー像の濃度を検出させることが可能である（ステップＳ１０２）。

次に、シャッタ部材７４の開閉動作に伴い、一方の光学センサ７２の正反射光受光素子８３の受光出力が一定レベル幅以上で変動しなければ（ステップＳ１０１で「無し」）、何等かの異常が発生しているので、制御部９１は、ステップＳ１０３に移行して、正反射光受光素子８３の受光出力が閾値以上に維持されているか否かを判定する。

例えば、シャッタ部材７４の開閉動作が行われているにもかかわらず、常に、一方の光学センサ７２の正反射光受光素子８３の受光出力が閾値以上に維持されていれば（ステップＳ１０３で「Ｙｅｓ」）、図２と図５に示すようなシャッタ部材７４の開閉動作、及び転写ローラ１１ａと中間転写ベルト７間の接離動作が正常に行われていないので、制御部９１は、二次転写検知異常とみなして、この旨を表示部９７に表示する（ステップＳ１０４）。

また、シャッタ部材７４の開閉動作が行われているにもかかわらず、常に、一方の光学センサ７２の正反射光受光素子８３の受光出力が閾値未満に維持されていれば（ステップＳ１０３で「Ｎｏ」、制御部９１は、他方の光学センサ７３の発光素子８２を発光させて、他方の光学センサ７３の正反射光受光素子８３の受光出力を求め（ステップＳ１０５）、この他方の光学センサ７３の正反射光受光素子８３の受光出力が閾値以上に維持されているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

例えば、シャッタ部材７４の開閉動作が行われているにもかかわらず、常に、他方の光学センサ７３の正反射光受光素子８３の受光出力が閾値以上に維持されていれば（ステップＳ１０６で「Ｙｅｓ」）、他方の光学センサ７３による検出結果が一方の光学センサ７２による検出結果と正反対になるので、制御部９１は、各光学センサ７２、７３のいずれかが異常であるとみなして、この旨を表示部９７に表示する（ステップＳ１０７）。

また、制御部９１は、シャッタ部材７４の開閉動作が行われているにもかかわらず、常に、他方の光学センサ７３の正反射光受光素子８３の受光出力が閾値未満であれば（ステップＳ１０６で「Ｎｏ」）、２つの光学センサ７２、７３のいずれにも中間転写ベルト７からの反射光が入射していないことになるので、中間転写ベルト７が無く、一次転写検知異常とみなして、この旨を表示部９７に表示する。同時に、制御部９１は、中間転写ベルト７が無く、画像形成処理が不可能であることから、画像形成処理を禁止する（ステップＳ１０８）。

このように本実施形態では、各光学センサ７２、７３により中間転写ベルト７上の濃度測定用トナー像を検出するだけではなく、各光学センサ７２、７３を中間転写ベルト７の有無及びシャッタ部材７４の開閉を判定するためにも用いているので、装置構成及び処理が複雑化せずに済む。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。 図１の装置における中間転写ベルトと二次転写装置の構成を詳しく示す側面図である。 中間転写ベルトと二次転写装置の構成を詳しく示す平面図である。 中間転写ベルトから二次転写装置を遠く離間させた状態を示す側面図である。 カムの回転により、中間転写ベルトから二次転写装置を離間させた状態を示す側面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光学センサの検出動作とシャッタ部材の開閉動作を説明するために用いた図である。 中間転写ベルトの有無、シャッタ部材の開閉、及び各光学センサの異常等を判定するための制御系を示すブロック図である。 中間転写ベルトの有無、シャッタ部材の開閉、及び各光学センサの異常等の判定手順を示すフローチャートである。 従来の画像形成装置の概略を示す側面図である。

符号の説明

Ａ 画像形成装置
Ｂ 原稿用見取り装置
Ｓ 用紙搬送経路
１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ） レーザ露光装置
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ） 現像装置
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ） 感光体ドラム
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ） クリーナ装置
５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ） 帯電器
７ 中間転写ベルト
８ 中間転写ベルト装置
１０ 給紙トレイ
１１ ２次転写装置
１２ 定着装置
１５ 排紙トレイ
４１ 原稿セットトレイ
４４ ピックアップローラ
５３ 第１走査部
５４ 第２走査部
５５ 結像レンズ
５６ ＣＣＤ
７２、７３ 光学センサ
７４ シャッタ部材
７５ カム
７６ 移動体
８１ コイルバネ
８２ 発光素子
８３ 正反射光受光素子
８４ 乱反射光受光素子
９１ 制御部
９２、９３ Ｄ／Ａ変換器
９４、９５ Ａ／Ｄ変換器
９６ モータ
９７ 表示部

Claims (7)

1. 感光体ドラム上に形成されたトナー像が一次転写される転写ベルトと、
   転写ベルトに対して接離可能に支持され、転写ベルトとの間に記録媒体を挟みこんで、転写ベルト上のトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写部材と、
   転写ベルトもしくは該転写ベルト上に形成された測定用トナー像を検出する光学センサと、
   光学センサと転写ベルト間に設けられ、光学センサの感知部前方を開閉するシャッタと、
   転写ベルトに対する二次転写部材の接離動作とシャッタの開閉動作を連動させる連動手段と、
   光学センサによる検出結果に基づいて、シャッタの開閉及び転写ベルトの有無を判定する判定手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記連動手段は、二次転写部材及びシャッタに係合するカムを含み、このカムの回転により、転写ベルトに対する二次転写部材の接離動作及びシャッタの開閉動作が共になされることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記連動手段は、シャッタに係合しかつカムに摺接する移動体を含み、このカムの回転により移動体が移動し、この移動体の移動によりシャッタの開閉動作がなされることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記連動手段は、二次転写部材及びシャッタに係合する移動体と、移動体を付勢するバネとを含み、二次転写部材が転写ベルトから離間して移動されると、移動体がバネの付勢力により二次転写部材に追従移動し、この移動体の移動によりシャッタの開閉動作がなされることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記光学センサの受光光量を調整制御する制御手段を備え、
   光学センサは、発光素子と受光素子を有する反射型の光学センサであり、
   制御手段は、シャッタが閉成された状態で、光学センサの発光素子の出射光がシャッタ裏面で反射されて受光素子で受光されたときの該受光素子の受光出力に基づいて、光学センサの光量調整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。
6. 前記シャッタは、光学センサと転写ベルト間で、光学センサよりも転写ベルトに近い位置に配置されたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記光学センサは、発光素子と、発光素子の出射光が正反射されたときの反射光を受光する正反射光受光素子と、発光素子の出射光が乱反射されたときの反射光を受光する乱反射光受光素子とを有する反射型の光学センサであり、
   前記判定手段は、光学センサの正反射光受光素子による検出結果に基づいて、シャッタの開閉及び転写ベルトの有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

Images