JP2010025978A - 転写ベルト清掃機能付き画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シャッタの開閉を光学センサの出力で検知したときに、転写ベルト上のトナーにより誤検知して、シャッタの開閉制御を誤動作させることを防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】清掃部材を離接する離接部230は、回動支点231に回動可能に支持されたアーム232と、アーム232の回動を制限するよう本体フレームに固定された突き当て部材233と、アーム232を時計方向に付勢するバネ234から構成される。アーム232先端には清掃部材220が設けられている。シャッタ閉の時は転写ベルト61の表面を清掃部材220が清掃し、シャッタ開の時は常に清掃された転写ベルト61の表面が検知できるような状態にする。
【選択図】図19

Description

本発明は、プリンタや複写機等のように用紙に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、画像の濃度やズレを検出する光学センサのシャッタ開閉誤検知を防ぐための転写ベルト清掃機能付き画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置において、画像形成プロセスが適正に行われているか否かを検査するためにテストパターン画像(基準トナー像)が用いられることが多い。このテストパターン画像の代表例として、濃度測定用のトナー像や位置検査用のトナー像が挙げられる。
この画像形成プロセスの検査は、基準トナー像を試験的に形成し、形成された基準トナー像の濃度や位置を光学センサで検知して、適正な濃度のトナー像が適正な位置に形成されているか否かを検出して行われる。このとき、画像形成プロセスの条件が適正でない場合には、光学センサの検出結果に応じて、画像形成プロセス条件が補正される。そして、定期的に基準トナー像を用いた検査を行うことで、適正な条件で画像形成処理を行うことが可能になる。
カラー画像形成装置においては、各色の画像を正確に重ね合わせなければ、カラー画像を忠実に再現できない。そこで、上記のように、基準トナー像を用いて定期的にトナー濃度や画像位置に問題が無いかを光学センサを用いて検出している。
しかし、トナー濃度センサやレジストレーションセンサとして用いる光学センサは、未着トナーが通過する場所に配置しなければならない。また、上記基準トナー像は転写ベルトに形成され、それを光学センサで検出するのであるが、確実に検出するためには、センサを画像形成プロセス最下流位置に配置しなければならない。
このため、転写ベルトから定着装置に記録媒体(用紙)を受け渡す際に未着トナーが少なからず飛散する。このため、センサの検知面にトナーが徐々に付着し、やがては検知劣化や検知不良を起こす可能性があった。そこで、後述の特許文献1では、光学センサの検知面の近傍にシャッタを開閉自在に設け、測定時だけ、シャッタを開けて検出させ、それ以外はシャッタを閉じて、未着トナーの付着を防止する。さらに、基準トナー像の反射光を読み取る光学センサの検知面をトナーから保護するシャッタの開閉を転写ベルトの反射光で検出することにより、シャッタ開閉を検知するセンサを別途設ける必要が無く、シャッタ開閉が確実に行われていることも確認できる。
特開2001−100597号公報
しかし、このように構成した場合に、シャッタが閉状態(正反射光無し)から開状態(正反射光有り)に移行したときに、転写ベルト上にトナーが付着していた場合、トナーによる正反射光が無く、シャッタが開いていても閉まっていると誤検知することになる。
ここで、例えば感光体を帯電する主帯電器が動作不良を起こしていた場合、感光体前面にトナーが付着するため、転写ベルトにも広範囲でトナーが付着する。この時にシャッタ開閉を反射光の有無で検出すると、トナーによる正反射光がいつまでも検知しないため、シャッタが正しく開閉していたとしても、シャッタの開閉機構の不具合として検知されてしまうため、真の不具合(主帯電器の動作不良)との区別が出来ず、多大な確認作業を要したり、誤った修理対応を行なう虞が生じる。
本発明は、斯かる実情に鑑み、シャッタの開閉を光学センサの出力で検知したときに、転写ベルト上のトナーにより誤検知して、シャッタの開閉制御を誤動作させることを防止することができる転写ベルト清掃機能付き画像形成装置を提供しようとするものである。
本発明は、感光体上のトナー像を転写する転写ベルトと、前記転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写する2次転写ユニットと、前記転写ベルト上の基準トナー像を検出する光学センサと、前記光学センサの検知面を保護するシャッタと、前記シャッタを開閉させる開閉部と、前記光学センサの出力により前記シャッタの開閉を検知して、検知結果に基づき前記シャッタの開閉動作を制御する制御部と、前記光学センサの検知面に対して転写ベルト搬送方向上流に位置する前記転写ベルトの表面を清掃する清掃部材と、前記シャッタが開いたときは前記清掃部材を転写ベルト表面から離し、前記シャッタが閉じたときは前記清掃部材を転写ベルト表面に接するように動作させる清掃部材離接部と、を備えることを特徴とする転写ベルト清掃機能付き画像形成装置である。
また、複数の前記光学センサのそれぞれに対応して、前記清掃部材と前記清掃部材離接部が設けられていることを特徴とする。
また、前記清掃部材は、前記転写ベルトに接する状態において、前記転写ベルトの搬送方向と直交する方向に対して斜めに配置されることを特徴とする。
また、前記清掃部材離接部によるシャッタの閉から前記清掃部材の転写ベルト離間までの時間は、前記開閉部によるシャッタの閉から開までの時間以下であることを特徴とする。
また、前記基準トナー像が転写ベルト上に転写された場合、前記制御部は、前記清掃部材離接部が、基準トナー像が清掃部材の清掃位置に到達する前に清掃部材が転写ベルトから離間するように、前記開閉部によりシャッタを開かせることを特徴とする。
また、前記転写ベルトと前記2次転写ユニットの離接機構と、前記シャッタの開閉と前記2次転写ユニットの離接を連動させる連動機構と、を備えることを特徴とする。
また、前記連動機構は、前記2次転写ユニットを装置本体から引き出したときに前記シャッタを前記転写ベルトから離間させることを特徴とする。
また、前記連動機構は、前記2次転写ユニットと前記シャッタに当接するレバーを備え、前記レバーは、駆動機構により移動され、前記シャッタと前記2次転写ユニットを離接駆動することを特徴とする。
また、前記光学センサは、前記転写ベルト上の基準トナー像の濃度を検出するセンサであることを特徴としてもよいし、前記転写ベルト上の基準トナー像の位置を検出するセンサであることを特徴としてもよい。
また、前記光学センサが複数配置されている場合、前記光学センサは共通のシャッタを備えることを特徴とする。
また、前記制御部は、前記光学センサの出力変化を監視して所定時間以上変化が無ければエラー処理を行なうことを特徴とする。
本発明によれば、前記シャッタが開いたときは前記清掃部材を転写ベルト表面から離し、前記シャッタが閉じたときは前記清掃部材を転写ベルト表面に接するように動作させるので、転写ベルト上の光学センサの検知箇所に対する異常なトナー付着に起因するシャッタ開閉検知不良を防止し、確認作業時間の短縮化と適切な修理対応を可能にする。
また、複数の前記光学センサのそれぞれに対応して、前記清掃部材と前記清掃部材離接部が設けられているので、どの光センサにおいても上記効果を得ることができる。
また、前記清掃部材は、前記転写ベルトに接する状態において、前記転写ベルトの搬送方向と直交する方向に対して斜めに配置されるので、清掃部材で清掃したトナーを転写ベルト搬送方向に受け流して、清掃部材上にトナーが堆積することを防止することができる。
清掃部材離接部によるシャッタの開から清掃部材の転写ベルト離間までの時間は、開閉部によるシャッタの開から閉までの時間以上であるので、清掃部材によって転写ベルト上のトナーが確実に付着していない状態を保証することができる。
基準トナー像が転写ベルト上に転写された場合、清掃部材離接部が、基準トナー像が清掃部材の清掃位置に到達する前に清掃部材が転写ベルトから離間するようにシャッタを開かせるので、清掃部材により、基準トナー像が清掃されることがなく、画像形成プロセスが適正に行われているか否かを検査することができる。
また、連動機構によって、シャッタの開閉と前記2次転写ユニットの離接を連動させるので、転写ベルト上に形成された基準トナー像が2次転写ユニットによりこすれない状態となるので、光学センサにより正しい濃度、位置を検出することができる。
また、連動機構は、2次転写ユニットを装置本体から引き出したときにシャッタを転写ベルトから離間させるので、2次転写ユニットの本体への着脱時(交換作業)にシャッタが転写ベルト表面に衝突して転写ベルトを傷つけることが防止できる。
また、前記光学センサが複数配置されている場合、前記光学センサは共通のシャッタを備えるので、シャッタ及び開閉機構は1セットで済むので、部品点数の増加が抑えられる。
また、光学センサの出力変化を監視して所定時間以上変化が無ければエラー処理を行なうので、誤検知によってシャッタの開閉制御を誤動作させることを防止する。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1に、本発明が実施される画像形成装置100の概要を示す。
画像形成装置100は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート(記録用紙)に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体110と、自動原稿処理装置120とにより構成されている。装置本体110は、露光ユニット1、現像器2、感光体ドラム3、クリーナユニット4、帯電器5、中間転写ベルトユニット6、定着ユニット7、給紙カセット81、排紙トレイ91等を有して構成されている。
装置本体110の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台92が設けられ、原稿載置台92の上側には自動原稿処理装置120が取り付けられている。自動原稿処理装置120は、原稿載置台92の上に自動で原稿を搬送する。また原稿処理装置120は矢印M方向に回動自在に構成され、原稿載置台92の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。
本画像形成装置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である。従って、現像器2、感光体ドラム3、帯電器5、クリーナユニット4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、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって4つの画像ステーションが構成されている。
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、図1に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器が用いられることもある。
露光ユニット1は、本発明に関わる画像書込み装置に該当するものであり、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット(LSU)として構成される。露光ユニット1は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム3に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。露光ユニット1を構成する光走査装置の構成は、後述して具体的に説明する。 また露光ユニット1としては、この他発光素子をアレイ状に並べた例えばELやLED書込みヘッドを用いる手法も採用できる。
露光ユニット1は、帯電された感光体ドラム3を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像器2はそれぞれの感光体ドラム3上に形成された静電潜像を4色(YMCK)のトナーにより顕像化するものである。またクリーナユニット4は、現像・画像転写後における感光体ドラム3上の表面に残留したトナーを、除去・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ユニット6は、中間転写ベルト61、中間転写ベルト駆動ローラ62、中間転写ベルト従動ローラ63、中間転写ローラ64、及び中間転写ベルトクリーニングユニット65を備えている。上記中間転写ローラ64は、YMCK用の各色に対応して4本設けられている。
中間転写ベルト駆動ローラ62、中間転写ベルト従動ローラ63、及び中間転写ローラ64は、中間転写ベルト61を張架して回転駆動させる。また各中間転写ローラ64は、感光体ドラム3のトナー像を、中間転写ベルト61上に転写するための転写バイアスを与える。
中間転写ベルト61は、各感光体ドラム3に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム3に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト61に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト61上にカラーのトナー像(多色トナー像)を形成する機能を有している。中間転写ベルト61は、例えば厚さ100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端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61へのトナー像の転写は、中間転写ベルト61の裏側に接触している中間転写ローラ64によって行われる。中間転写ローラ64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64は、直径8〜10mmの金属(例えばステンレス)軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材(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、中間転写ベルト61に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。
上述の様に各感光体ドラム3上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト61で積層される。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト61の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト61の接触位置に配置される転写ローラ10によって用紙上に転写される。
このとき、中間転写ベルト61と転写ローラ10は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ10にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)。さらに、転写ローラ10は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ10もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ62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)が用いられる。
また、上記のように、感光体ドラム3に接触することにより中間転写ベルト61に付着したトナー、もしくは転写ローラ10によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト61上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット65によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット65には、中間転写ベルト61に接触する、例えばクリーニング部材として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中間転写ベルト61は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ63で支持されている。
給紙カセット81は、画像形成に使用するシート(記録用紙)を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体110の露光ユニット1の下側に設けられている。また手差し給紙カセット82にも画像形成に使用するシートを置くことができる。また、装置本体110の上方に設けられている排紙トレイ91は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。
また装置本体110には、給紙カセット81及び手差し給紙カセット82のシートを転写ローラ10や定着ユニット7を経由させて排紙トレイ91に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Sが設けられている。給紙カセット81ないし手差し給紙カセット82から排紙トレイ91までの用紙搬送路Sの近傍には、ピックアップローラ11a,11b、複数の搬送ローラ12a〜12d,レジストローラ13、転写ローラ10、定着ユニット7等が配されている。
搬送ローラ12a〜12dは、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Sに沿って複数設けられている。またピックアップローラ11aは、給紙カセット81の端部近傍に備えられ、給紙カセット81からシートを1枚ずつピックアップして用紙搬送路Sに供給する。同様にまたピックアップローラ11bは、手差し給紙カセット82の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット82からシートを1枚ずつピックアップして用紙搬送路Sに供給する。
また、レジストローラ13は、用紙搬送路Sを搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム3上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ10に搬送する機能を有している。
定着ユニット7は、ヒートローラ71及び加圧ローラ72を備えており、ヒートローラ71及び加圧ローラ72は、シートを挟んで回転するようになっている。またヒートローラ71は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ72とともにトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。またヒートローラ71を外部から加熱するための外部加熱ベルト73が設けられている。
次にシート搬送経路を詳細に説明する。上述のように、画像形成装置には予めシートを収納する給紙カセット81、及び手差し給紙カセット82が設けられている。これら給紙カセット81,82からシートを給紙するために、各々ピックアップローラ11a,11bが配置され、シートを1枚ずつ搬送路Sに導くようになっている。
各給紙カセット81,82から搬送されるシートは用紙搬送路Sの搬送ローラ12aによってレジストローラ13まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト61上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ10に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着ユニット7を通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、その後に配された搬送ローラ12bを経て排紙トレイ91上に排出される。
上記の搬送経路は、シートに対する片面印字要求のときのものであるが、これに対して両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着ユニット7を通過したシートの後端が最終の搬送ローラ12bで把持されたときに、搬送ローラ12bが逆回転することによってシートを搬送ローラ12c,12dに導く。そしてその後レジストローラ13を経てシート裏面に印字が行われた後にシートが排紙トレイ91に排出される。
図2に本発明の画像形成装置の転写部分の要部拡大図を示す。
サイドユニット130は、ガイドレール131,132により装置本体に対し引き出し、装着可能に構成されており、以下の構成を含む。
サイドユニット130には、2次転写ユニット140、搬送ローラ12c,12d、レジストローラ13が含まれている。2次転写ユニット140は、転写ローラ10を含み、転写支点15で回動可能に支持され、バネ(大)14の弾性力で後述の光学センサユニット150のレバー154に圧接されている。
装置本体側であるサイドユニット130の近傍に以下の構成を含む。
中間転写ベルト駆動ローラ62は、中間転写ベルト61を駆動するローラであり、転写ローラ10により転写ベルト61が押圧されている。
図3は、光学センサユニットの構造を示す図である。
光学センサ151は、濃度センサ、レジストセンサであり、濃度センサはプロセス条件の制御を行うために転写ベルト上に作成する第1の基準トナー像の濃度を測定する。レジストセンサは色ずれ補正のため第2の基準トナー像の位置を検出するセンサである。
シャッタ152は、シャッタ支点153により回動可能に支持され、図3(a)に示すように、基準トナー像測定時以外は閉じており、光学センサ151の検知面151aにトナーが付着しないように保護する。
レバー154は、偏心カム155により左右方向に移動可能であり、一端がシャッタ152と当接しており、シャッタ152を開閉させる。またレバー154の他端は2次転写ユニット140と当接しており、図3(b)に示すように、偏心カム155の回転によりレバー154を図面右方向に移動させたときに、シャッタ152を開き、レバー154の他端が2次転写ユニット140を時計方向に回転させて、2次転写ユニット140を転写ベルト61から離間する。
偏心カム155は、図示しない駆動源により回転可能であり、カム支点にて回動可能に支持されている。
バネ(小)156は、弾性力でレバー154を図面右方向に移動させるよう設けられている。
図4に基準トナー像読取時の状態を示す。シャッタ152が開いて光学センサ151により転写ベルト61表面の基準トナー像を検出可能になると共に、転写ローラ10と転写ベルト61が離間するので、転写ベルト61上に形成された基準トナー像が転写ローラ10によりこすれない状態で光学センサ151正面に到着し、光学センサ151により正しい濃度、位置を検出することができる。
図5にサイドユニットを引き出したときの状態を示す。レバー154の一端が、2次転写ユニット140に押圧されなくなり、バネ(小)156の弾性力がレバー154を右方向に移動させ、シャッタ152を開く。
シャッタ152が転写ベルト61近傍から離間するので、転写ベルトユニット6の本体への着脱時(交換作業)にシャッタ152が転写ベルト61表面に衝突して転写ベルト61を傷つけることが防止できる。
図6に光学センサのシャッタ開閉に伴う検出状態を示す。図6の(a)と(c)では、シャッタ152が開いた状態であり、(c)ではシャッタ152が閉じた状態である。
光学センサ151は、LED161とフォトトランジスタ162を備えており、フォトトランジスタ162はLED161からの赤外光を転写ベルト61上のトナー像に反射させて正反射光を検出して、基準トナー像を検出して、トナー濃度や位置を検出する。
図6(a)に示すように、シャッタ152が開いた状態であれば、転写ベルト61で反射した反射光が検出できる。そして、図6(b)に示すように、シャッタ152が閉じている場合は、光学センサ151は、当然正反射光の反射光をないため、反射を検出できない。こうして、シャッタ152の開閉状態を検出できる。
ところが、図6(c)に示すように、シャッタ152が開いていても、転写ベルト61上に厚いトナー像(ベタ)が付着しているときには、反射光が生じず、光学センサ151は反射光を検出できず、シャッタ152が開いているにもかかわらず、シャッタが閉じていると誤検出してしまう。本発明は、このような誤検出によるシャッタの誤動作を防止するものである。
図7に、画像形成装置における光学センサ周りのブロック図を示す。
発光部は光学センサ151の一部で、D/A変換器203の出力により駆動される赤外LED161である。受光部は光学センサ151の一部で、赤外光を受光するフォトトランジスタ162である。A/D変換器204はフォトトランジスタ162のアナログ出力をデジタル値に変換する。
制御部202はまた、光学センサ151の出力に基づいて偏心カム155の駆動を制御する。偏心カム155はクラッチ201を介して駆動源であるモータと接続されており、クラッチONにより偏心カム155は回転する。
なお駆動源として定着ローラの駆動モータを利用することで、駆動用に別途モータを設けなくともよい。
図8に転写ベルトと濃度センサ、レジストセンサを装置上面から見た状態を示す。
レジストセンサ181,183は、第2の基準トナー像を検出して画像形成位置を測定して画像形成位置の補正を行うために装置前面側と背面側に一対(レジストセンサF、R)設けられている。レジストセンサ181,183の間に濃度センサ182が配置されている。濃度センサ182とレジストセンサ181,183は、主走査方向に一列に配置されており、共通のシャッタ152により検知面が遮蔽/開放される。このため、複数の光学センサに対してシャッタ152及び開閉機構は1セットで済むので、部品点数の増加が抑えられる。
図9及び図10にシャッタの閉→開制御フローを示す。フローは制御部202により実行される。
カウンタnに0を代入する(ステップS1)。カウンタnはシャッタ152の開→閉動作の繰り返し回数をカウントする。クラッチ201をONし、偏心カム155の回転を開始する(ステップS2)。タイマをリセットし(ステップS3)、センサON(シャッタ開を示す)が検出するまで待機する(ステップS4)。ONが検出されたら(ステップS4;Yes)、クラッチオンからセンサONまでの時間が150msec±83msecかどうか判定して(ステップS5)、その範囲内であれば正常動作であるので(ステップS5;Yes)、更に350msec待機してから(ステップS6)、クラッチをオフして(ステップS7)終了する。
図11は、閉→開制御における通常動作時と、異常動作時のセンサ出力とクラッチ制御のタイムチャートを記載している。このタイムチャートは、ステップS5における判定基準を示している。
まず、正常な状態では、上記したように、クラッチオンからセンサONまでの時間が150msec±83msecである。この時間は、図13に示すように、シャッタ152が閉状態から光学センサ151による検出可能な位置に開いた状態になるまでの時間である。この状態では、シャッタ152が十分に開いてはいないので、さらに350msec待って、図13に示すように、シャッタ152が完全な開状態になってから基準トナー像の検出を行う。
図11の異常な状態は、転写ベルト61上の光学センサ検出位置に付着トナーが有るため、150msec±83msecを過ぎても反射光を検出できない。そして、転写ベルト61の移動とともにトナー付着部分が移動し、検出位置に付着トナーが無くなったところで、反射光を検出できるようになる。従って、制御部202は、150msec±83msecの範囲内に光学センサが反射光を検出できなければ異常と判定する。
ステップS5で所定検出時間範囲内で反射光を検出できない場合(ステップS5:No)、カウンタnを1加算して(ステップS10)、タイマをリセットする(ステップS11)。センサOFF(シャッタ閉)を検出するまで待機して(ステップS12;Yes)、センサON(シャッタ開)まで待機し、センサONになったら(ステップS13;Yes)、正常動作であるか否かを判定する(ステップS14)。すなわち、センサOFFからセンサONまでの時間が150msec±83msecの範囲に入っているかを確認する。正常動作であれば(ステップS14;Yes)、更に350msec待機して(ステップS15)、クラッチをオフして(ステップS16)終了する。
ステップS14でセンサOFFからセンサONまでの時間が範囲内でない場合(No)、異常であるので、nが10以上かどうか判定し(ステップS17)、10以上であれば(ステップS17;Yes)、エラー表示して終了し(ステップS18)、10以上でなければ(ステップS17;No)、ステップS10に戻り、再度同じ動作を行う。
図12には、閉→開制御における異常出力が生じたときの上記フローによる制御を行った場合のセンサ出力とクラッチ制御のタイムチャートを記載している。
図11と同様に、転写ベルト61上の光学センサ検出位置に付着トナーが有るため、150msec±83msecを過ぎても反射光を検出できない。そのため、ステップS14にて異常と判定し、ステップS10に戻って処理をやり直す。次には転写ベルト61の移動とともにトナー付着部分が移動し、正常な状態で光センサ151が反射光を検出する。
正常状態に戻るまで、何回でも動作を繰り返すのであるが、ステップS15において、10回を越える場合は完全に検出不能としてエラー表示をする。
ステップS4、S12、S13では、ステップS3またはS11でタイマをリセットしてからセンサの出力変化を待機するようループしているが、タイマのリセットから10sec経過して出力変化がなければ(ステップS8、S19、S21;Yes)、エラー表示して終了する(ステップS9、S20、S22)。
次に、図14及び図15に、シャッタの開→閉制御フローを示す。フローは制御部202により実行される。
カウンタnに0を代入する(ステップS31)。カウンタnはシャッタ152の開→閉動作の繰り返し回数をカウントする。クラッチ201をONし、偏心カム155の回転を開始する(ステップS32)。タイマをリセットし(ステップS33)、センサON(シャッタ開を示す)が検出するまで待機する(ステップS34)。ONが検出されたら(ステップS34;Yes)、クラッチオンからセンサONまでの時間が350msec±83msecかどうか判定して(ステップS35)、その範囲内であれば正常動作であるので(ステップS35;Yes)、更に150msec待機してから(ステップS36)、クラッチをオフして(ステップS37)終了する。
図16に、開→閉制御における通常動作時と、異常動作時のセンサ出力とクラッチ制御のタイムチャートを記載している。このタイムチャートは、ステップS35における判定基準を示している。
まず、正常な状態では、上記したように、クラッチオンからセンサOFFまでの時間が350msec±83msecである。この時間は、図18に示すように、シャッタ152が開状態から光学センサ151による検出可能な境界位置に閉じた状態になるまでの時間である。この状態では、シャッタ152が十分に閉じてはいないので、さらに150msec待って、図18に示すように、シャッタ152が完全な閉状態にしてクラッチ201をオフする。
図16の異常な状態は、転写ベルト61上の光学センサ検出位置に付着トナーが有るため、350msec±83msecが経過する前に反射光を検出できない状態となる。従って、制御部202は、350msec±83msecに至る前に光学センサが反射光を検出できない状態になれば異常と判定する。
ステップS5で所定検出時間に至る前に反射光を検出できない場合(ステップS35:No)、カウンタnを1加算して(ステップS40)、タイマをリセットする(ステップS41)。センサOFF(シャッタ閉)を検出するまで待機して(ステップS42;Yes)、センサON(シャッタ開)まで待機し、センサONになったら(ステップS43;Yes)、正常動作であるか否かを判定する(ステップS44)。すなわち、センサONからセンサOFFまでの時間が350msec±83msecの範囲に入っているかを確認する。正常動作であれば(ステップS44;Yes)、更に150msec待機して(ステップS45)、クラッチをオフして(ステップS46)終了する。
ステップS44でセンサONからセンサOFFまでの時間が範囲内でない場合(No)、異常であるので、nが10以上かどうか判定し(ステップS47)、10以上であれば(ステップS47;Yes)、エラー表示して終了し(ステップS48)、10以上でなければ(ステップS47;No)、ステップS40に戻り、再度同じ動作を行う。
図17に、開→閉制御における異常出力が生じたときの上記フローによる制御を行った場合のセンサ出力とクラッチ制御のタイムチャートを記載している。
図16と同様に、転写ベルト61上の光学センサ検出位置に付着トナーが有るため、350msec±83msec前に反射光を検出できない状態となる。そのため、ステップS44にて異常と判定し、ステップS40に戻って処理をやり直す。次には転写ベルト61の移動とともにトナー付着部分が移動し、正常な状態(350msec±83msec経過後)でセンサOFFする。
正常状態に戻るまで、何回でも動作を繰り返すのであるが、ステップS45において、10回を越える場合は完全に動作がおかしいので、エラー表示をする。
ステップS34、S42、S43では、ステップS33またはS41でタイマをリセットしてからセンサの出力変化を待機するようループしているが、タイマのリセットから10sec経過して出力変化がなければ(ステップS38、S49、S51;Yes)、エラー表示して終了する(ステップS39、S50、S52)。
こうして、本発明の画像形成装置は、シャッタの開閉を光学センサの出力で検出したときに、転写ベルト上のトナーにより誤検出を判定して、シャッタの開閉制御を誤動作させることを防止する。
以下に、本発明の特徴部分をなす清掃部材とその離接部について説明する。
上述の図9のステップS9、図10のステップS20・S22・S18、図14のステップS39、図15のステップS50・S52・S48に示すように、所定時間以上または特定のタイミングの時間内で反射光が検知されない場合、エラーとして表示されることになる。このエラーは、シャッタ開閉機構の動作に異常がある場合にエラーとなる以外に、転写ベルト61上の広範囲のトナー付着によって生じる。
本発明は、転写ベルト61上への広範囲なトナー付着があってもエラーとならない様に、図3に示したシャッタ152の開閉と連動して転写ベルト表面に離接する清掃部材を設ける。そして、シャッタ閉の時は転写ベルトの表面を清掃部材が清掃し、シャッタ開の時は清掃部材が転写ベルトから離れて、常に清掃された転写ベルトの表面が検知できるような状態にするものである。
一方、画像形成プロセスが適正に行われているか否かを検査するためのテストパターン画像(基準トナー像)を検知する時は、テストパターン画像まで清掃することがないようにテストパターン画像が清掃部材により清掃される位置に転写ベルトが搬送される時点までには清掃部材を離間させるよう、開閉タイミングを制御する。
図19は、光学センサユニット150に備えられた清掃部材220と離接部230の構造と動作を示す図であり、この図を参照しながら清掃部材220と離接部230について詳細に説明する。
清掃部材220は、光学センサ151の検知面に対して、転写ベルト搬送方向上流に位置する転写ベルトの表面を清掃し、離接部230は、シャッタ152の開閉に連動して清掃部材220を転写ベルト表面から離接する。
清掃部材220と離接部230の構造を説明する。
清掃部材220は、樹脂で形成された板状のブレード、もしくはブラシである。
清掃部材220を離接する離接部230は、回動支点231に回動可能に支持されたアーム232と、アーム232の回動を制限するよう本体フレームに固定された突き当て部材233と、アーム232を時計方向に付勢するバネ234から構成される。アーム232先端には、前記清掃部材220が設けられている。
清掃部材220と離接部230の動作を説明する。
図19(a)に示すように、シャッタ152が閉じた状態では、レバー154の先端はアーム232から離間しているため、アーム232はバネ234により時計回りに付勢され、突き当て部材233の位置で停止し、清掃部材220は転写ベルト61の表面に接触して、転写ベルト61を清掃する。
図19(b)に示すように、シャッタ152が開いた状態では、レバー154の先端がアーム232に接触して、バネ234の付勢力に反してアーム232を反時計回りに回転させる。従って、清掃部材220は転写ベルト61の表面から離間し、センサ151により転写ベルトの表面が検出可能である。
なお、シャッタ152が閉まり光学センサ151で転写ベルト61の反射光を検知不可能になってから清掃部材220が転写ベルト61から離間するまでには遅延時間DTの時間差が設けられている。制御部202は、シャッタ152を開き、光学センサ151で転写ベルト61の反射光を検知したタイミングでシャッタ動作の良・不良を検出する。シャッタが開く前に清掃部材61を離間させることで、テストパターン画像までもが清掃されてしまうことを防ぐ一方、シャッタが開いてセンサが検知を開始した時点では、清掃部材により清掃済みの領域が検知されるようDTを設定する必要がある(図20参照)。具体的には遅延時間DTを、100〜200msに設定する。
テストパターン画像が二次転写ユニット140により転写ベルト61に転写された場合、制御部202は、テストパターン画像が清掃部材220により清掃される位置に転写ベルト61が搬送される時点までに、シャッタ152を開いて清掃部材220を離間させる。すなわち、制御部202は、転写ベルト61の搬送スピードから清掃位置にテストパターン画像が到達する時間を求め、これに清掃部材220の離間遅延時間DTを考慮して、テストパターン画像の到達前に清掃部材220が転写ベルト61から離間するタイミングでシャッタ152を開く。こうして、光学センサユニット150に設けられた清掃部材220により、テストパターン画像が清掃されることがなく、テストパターン画像によって画像形成プロセスが適正に行われているか否かを検査することができる。
図21に転写ベルト61を上方から見た状態を示す。清掃部材220は、シャッタ152が閉じて離接部230の動作により(図19(a))、清掃部材220が転写ベルト61に接した状態で、転写ベルト61の搬送方向と直交する方向に対して斜めに配置される。つまり、転写ベルト61に当接した清掃部材220の清掃前面221が、転写ベルト61の搬送方向と直交する方向に対して斜めに配置される。このように清掃部材220を設けることで摩擦力の増大を抑え、転写ベルト61を駆動するのに要する駆動力の増大を低減できる。また清掃部材220の清掃前面221を搬送方向と直交する方向に傾斜した位置に配置させることで、清掃部材220で清掃したトナーを転写ベルト搬送方向に受け流して、清掃部材220上にトナーが堆積することを防止する。
尚、本発明の画像形成装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明に係る画像形成装置の一例を示す概要図である。 本発明の画像形成装置の転写部分を示す要部拡大図である。 光学センサユニットを示す構造図である。 本発明の画像形成装置の転写部分における基準トナー像読取時の状態を示す図である。 本発明の画像形成装置の転写部分におけるサイドユニットを引き出したときの状態を示す図である。 光学センサのシャッタ開閉に伴う検出状態を示す図である。 画像形成装置における光学センサ周りを示すブロック図である 転写ベルトと濃度センサ、レジストセンサを装置上面から見た状態を示す図である。 シャッタの閉→開制御を示すフローチャートである。 図9に続くシャッタの閉→開制御を示すフローチャートである。 シャッタの閉→開制御における通常動作時と、異常動作時のセンサ出力とクラッチ制御のタイムチャートである。 シャッタの閉→開制御における異常出力が生じたときの上記フローによる制御を行った場合のセンサ出力とクラッチ制御のタイムチャートである。 閉→開制御時のシャッタの角度を示す図である。 シャッタの開→閉制御を示すフローチャートである。 図14に続くシャッタの開→閉制御を示すフローチャートである。 シャッタの開→閉制御における通常動作時と、異常動作時のセンサ出力とクラッチ制御のタイムチャートである。 シャッタの開→閉制御における異常出力が生じたときの上記フローによる制御を行った場合のセンサ出力とクラッチ制御のタイムチャートである。 開→閉制御時のシャッタの角度示す図である。 光学センサユニットに備えられた清掃部材と離接部の構造と動作を示す図である。 シャッタの開閉と清掃部材の離接を示すタイミングチャートである。 清掃部材と転写ベルトを上方から見た状態を示す図である。
符号の説明
6 中間転写ベルトユニット
10 転写ローラ
15 転写支点
61 中間転写ベルト
100 画像形成装置
110 装置本体
130 サイドユニット
131,132 ガイドレール
140 2次転写ユニット
150 光学センサユニット
151 光学センサ
151a 検知面
152 シャッタ
153 シャッタ支点
154 レバー
155 偏心カム
162 フォトトランジスタ
181,183 レジストセンサ
182 濃度センサ
201 クラッチ
202 制御部
220 清掃部材
221 清掃前面
230 清掃部材離接部
231 回動支点
232 アーム
233 突き当て部材
234 バネ

Claims (12)

  1. 感光体上のトナー像を転写する転写ベルトと、
    前記転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写する2次転写ユニットと、
    前記転写ベルト上の基準トナー像を検出する光学センサと、
    前記光学センサの検知面を保護するシャッタと、
    前記シャッタを開閉させる開閉部と、
    前記光学センサの出力により前記シャッタの開閉を検知して、検知結果に基づき前記シャッタの開閉動作を制御する制御部と、
    前記光学センサの検知面に対して転写ベルト搬送方向上流に位置する前記転写ベルトの表面を清掃する清掃部材と、
    前記シャッタが開いたときは前記清掃部材を転写ベルト表面から離し、前記シャッタが閉じたときは前記清掃部材を転写ベルト表面に接するように動作させる清掃部材離接部と、
    を備えることを特徴とする転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
  2. 複数の前記光学センサのそれぞれに対応して、前記清掃部材と前記清掃部材離接部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
  3. 前記清掃部材は、前記転写ベルトに接する状態において、前記転写ベルトの搬送方向と直交する方向に対して斜めに配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
  4. 前記清掃部材離接部によるシャッタの閉から前記清掃部材の転写ベルト離間までの時間は、前記開閉部によるシャッタの閉から開までの時間以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
  5. 前記基準トナー像が転写ベルト上に転写された場合、前記制御部は、前記清掃部材離接部が、基準トナー像が清掃部材の清掃位置に到達する前に清掃部材が転写ベルトから離間するように、前記開閉部によりシャッタを開かせることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
  6. 前記転写ベルトと前記2次転写ユニットの離接機構と、
    前記シャッタの開閉と前記2次転写ユニットの離接を連動させる連動機構と、
    を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
  7. 前記連動機構は、前記2次転写ユニットを装置本体から引き出したときに前記シャッタを前記転写ベルトから離間させることを特徴とする請求項6に記載の転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
  8. 前記連動機構は、前記2次転写ユニットと前記シャッタに当接するレバーを備え、
    前記レバーは、駆動機構により移動され、前記シャッタと前記2次転写ユニットを離接駆動することを特徴とする請求項7に記載の転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
  9. 前記光学センサは、前記転写ベルト上の基準トナー像の濃度を検出するセンサであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
  10. 前記光学センサは、前記転写ベルト上の基準トナー像の位置を検出するセンサであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
  11. 前記光学センサが複数配置されている場合、前記光学センサは共通のシャッタを備えることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
  12. 前記制御部は、前記光学センサの出力変化を監視して所定時間以上変化が無ければエラー処理を行なうことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の転写ベルト清掃機能付き画像形成装置。
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