JP3659312B2

JP3659312B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3659312B2
Application number: JP31414199A
Authority: JP
Inventors: 雅夫大久保; 隆川端; 幸男林; 政明高橋; 智田中; 明仁西村; 松之青木; 真片山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: JP2001134047A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に係り、特に、複数の張架ロールに掛け渡されて循環回転する像搬送ベルトに像担持体上の可視像を転写する態様において、像搬送ベルト上の可視像に関する作像プロセス制御用のプロセス制御センサを配設してなる画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プリンタや複写機等の画像形成装置においては、環境変化や経時変化による画像濃度の変動を補正制御するために、像担持体上に現像又は転写した現像剤（トナー）の量が計測せしめられる濃度センサ（計測装置）を配設したものが既に知られている。
ここで、濃度センサとしては、光源より像担持体に対して光を照射し、像担持体からの反射光を受光してトナー量を計測するものが知られている。
【０００３】
しかしながら、濃度センサの計測面（検知面）は像担持体に対向して設けられているので、長期間プリントし続けると少しずつ飛散したトナーが濃度センサの計測面上に付着してしまう。
ここで、濃度センサの計測面上にトナーが付着すると、濃度センサの計測精度が低下してしまい、正確なトナー量の計測が不可能になってしまう。
このとき、画像濃度補正処理としては、トナー量の基準値と計測値とを比較し、その比較結果に応じて画像濃度の制御を行なっているので、正確なトナー量が計測できなければ正確な濃度制御が行なえず、常に安定した画像濃度を得ることができなくなってしまうという技術的課題があった。
【０００４】
このような技術的課題を解決する手段としては、像担持体に対向する濃度センサの投受光面に光を通過する導電性透明部材を設け、この導電性透明部材にトナーと同極のバイアス電圧を印加して飛散トナーの付着を防止する先行技術（例えば特開平５−１１９５６７号公報）やバイアス電圧をトナーの極性に合わせて変える先行技術（例えば特開平６−１６１１７７号公報）等の電気的に飛散を防止する方法、あるいは、濃度センサの投受光面に防塵カバーを設け、そのカバーに最小限の光路穴を設ける先行技術（例えば実開平２−１４８１５６号公報）、あるいは、トナーが濃度センサの投受光面に付着しないような気流を発生させる先行技術（例えば特開平５−１５８３１５号公報）などが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、像担持体として中間転写ベルトを用い、中間転写ベルト上のトナー量を検知する場合には、感光体ドラム上のトナー量を検知するときと比べてトナー飛散が多く、電気的にトナー飛散を防止する方法や防塵カバーを採用しただけでは不十分である。尚、中間転写ベルトに代えて用紙搬送ベルトを用いた画像形成装置においても同様である。
以下に上述した理由を詳述する。
【０００６】
図１１は例えば中間転写方式を採用した画像形成装置の一次転写及び中間転写ベルト上のトナー量を検知する濃度センサ付近の構成図を示す。
同図において、符号２０１は感光体ドラム、２０２は感光体ドラム２０１上に形成された静電潜像をトナーにて可視像化する現像装置、２０３はこの感光体ドラム２０１に接触して移動する中間転写ベルト、２０４は感光体ドラム２０１上のトナー像を中間転写ベルト２０３側に転写させる一次転写装置、２０５は中間転写ベルト２０３の張架ロール２０６に対向して配置される濃度センサである。
このような装置構成において、感光体ドラム２０１上に例えば負（−）に帯電されたトナー像２０７が形成され、一次転写装置２０４により中間転写ベルト２０３の裏面を正（＋）帯電することにより、感光体ドラム２０１上のトナー像２０７が中間転写ベルト２０３上に転写される。
【０００７】
このとき、中間転写ベルト２０３上のトナー像２０７の裏面にはトナー像２０７の電荷量に見合った量のトナーと逆極性（正極性）の電荷２０８が保持されている。
一方、濃度センサ２０５の計測面２０５ａと中間転写ベルト２０３との距離精度は重要であるが、本例では、濃度センサ２０５は中間転写ベルト２０３の張架ロール２０６に対向配置されているため、中間転写ベルト２０３が上下振動することはない。
このような状態において、中間転写ベルト２０３上のトナー像２０７が張架ロール２０６に進入すると、中間転写ベルト２０３裏面の電荷（本例では正電荷）２０８が張架ロール２０６に急激に奪われるため、保持力を失ったトナー像２０７が飛散してしまい、その一部が濃度センサ２０５の計測面２０５ａに付着し、濃度センサ２０５の計測精度が低下してしまう。
【０００８】
ここで、中間転写ベルト２０３裏面の電荷２０８が張架ロール２０６に急激に奪われないように、張架ロール２０６の材質を樹脂材料等の絶縁材料にすることが考えられる。
確かに、この手法によれば、中間転写ベルト２０３裏面の電荷２０８が張架ロール２０６に奪われにくいため、トナー飛散は減少するが、中間転写ベルト２０３裏面の電荷２０８が少しずつ張架ロール２０６に奪われる分、少しずつトナー飛散が発生し、長期間プリントし続けると、濃度センサ２０５の計測面２０５ａに多量のトナーが付着してしまう。
【０００９】
この場合において、前述したように、電気的にトナー飛散を防止する方法や防塵カバーを使用する方法を実施しても、ある程度の効果はあるものの、濃度センサ２０５の計測面２０５ａに微量ずつ飛散トナーが付着するため、長期間プリントし続けると、濃度センサ２０５の計測面２０５ａに多量のトナーが付着してしまい、トナー汚れを効果的に防止するには未だ不十分である。
更に、濃度センサの計測面にトナーが付着しないように気流を発生させる技術を使用したとしても、気流発生ポンプが必要不可欠である分、装置構成が複雑化し、汎用プリンタへの実施が困難である。
【００１０】
前述した電気的にトナー飛散を防止する方法が不十分であることを以下の実験で検証した。
すなわち、一次転写後に中間転写ベルト２０３上のトナー像の帯電分布を調べたところ、トナー像中の大部分のトナーは負の電荷量を持っているが、正の逆極性トナーと負に強く帯電しているトナーが少量あり、帯電分布が幅広くなっていることが把握される。
このような状況下では、例えば特開平６−１６１１７７号公報所載の技術のように、トナーの帯電極性により張架ロールへのバイアス電圧を変える技術があるが、一つのトナー像の中に極性の異なる帯電トナーが存在する場合には、ある一定の電圧ではトナー飛散を防止し切れないことは容易に想定される。
【００１１】
尚、上述した例では、濃度センサについて説明したが、中間転写ベルト２０３上に書き込まれたマーク画像により画像の書込位置を検知するための位置検知センサについても同様の技術的課題がある。
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、像搬送ベルトを具備し、プロセス制御センサにてプロセス制御を行う画像形成装置を前提とし、プロセス制御センサの検出精度を良好に保ちながら、プロセス制御センサの計測面の可視像粒子による汚れを効果的に防止できるようにした画像形成装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図１に示すように、荷電粒子からなる可視像（例えばトナー像）Ｔを形成担持する一若しくは複数の像担持体１（例えば１ａ〜１ｄ）と、複数の張架ロール３に掛け渡されて循環回転し且つ可視像Ｔを搬送する体積抵抗率が１０^８〜１０^１４Ω・ｃｍの像搬送ベルト２と、像担持体１との間で像搬送ベルト２をニップ搬送すると共に像搬送ベルト２に直接的若しくは間接的に像担持体１上の可視像Ｔを転写する一若しくは複数の転写手段４（例えば４ａ〜４ｄ）と、像搬送ベルト２上の可視像Ｔに関する作像プロセス制御用情報を検知するプロセス制御センサ５とを備え、プロセス制御センサ５が、像搬送ベルト２のうち像担持体１に対向する平面部に対応して設けられ、最終転写手段４（４ｄ）の下流側で像搬送ベルト２よりも導電性が高く像搬送ベルト２に最初に接触する接触部材６の像搬送ベルト２への接触開始点Ｐを含む可視像粒子飛散域Ａから外れた位置で、かつ、像搬送ベルト２との間のギャップｄ変化が許容範囲に収まるように像搬送ベルト２の上下振動幅が抑えられた安定搬送領域に対向配置されていることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１３】
このような技術的手段において、本件はタンデム型、４サイクル型のいずれの態様をも含む。
また、像搬送ベルト２には、中間転写ベルトのみならず、用紙搬送ベルトをも含む。
更に、転写手段４としては、転写する機能手段であればよいが、代表的には像担持体１との間で像搬送ベルト２をニップ搬送するものが挙げられる。
更にまた、プロセス制御センサ５は、作像プロセス制御用センサを意味し、濃度制御用の濃度センサのみならず、レジストレーション位置制御用の位置センサなどを広く含む。
また、接触部材６としては張架ロール３のみならず、他の部材をも含む。
この場合、他の部材の中には、像搬送ベルト２上の可視像粒子を積極的に飛散させるために張架ロール３と別個に設けられる飛散部材７（仮想線で示す）をも含む。
【００１４】
また、プロセス制御センサ５の配設箇所については、▲１▼可視像粒子飛散域Ａ以外で、且つ、▲２▼像搬送ベルト２との間のギャップｄ変化が許容範囲に収まる領域であればよい。
ここで、最終転写手段４ｄ（４）の下流側で像搬送ベルト２に最初に接触する接触部材６が可視像粒子飛散の要になっているが、可視像Ｔを保持している像搬送ベルト２裏面の帯電電荷が前記接触部材６を通じて最も逃げやすく、その分、可視像粒子の飛散が起こり易い。
そして、像搬送ベルト２上で可視像粒子を一度飛び散らせば、その後可視像Ｔが乗った像搬送ベルト２が移動して次の接触部材６に接触しても、可視像粒子はほとんど飛び散らないことによる。
更に、可視像粒子飛散域Ａは接触部材６の条件などによって変化するため、接触部材６の条件などを考慮して選定される。
更にまた、「像搬送ベルト２との間のギャップｄ変化が許容範囲に収まる」とは、プロセス制御センサ５の検知精度が保てることを意味するものである。
【００１５】
更に、プロセス制御センサ５の配設箇所については、上記▲１▼▲２▼を満足する条件下で、いずれかの接触部材６の像搬送ベルト２への接触領域若しくはその前後近傍に対向配置されていればよい。
特に、プロセス制御センサ５の位置調整の容易性を考慮した態様としては、プロセス制御センサ５は、像搬送ベルト２の平面部に対向配置されることが好ましい。
【００１６】
また、像搬送ベルト２については適宜選定して差し支えないが、半導電性である方が本件の技術的課題が顕著に現れる分、効果的である。
更に、最終転写手段４ｄ（４）の下流側で像搬送ベルト２に最初に接触する接触部材６については、像搬送ベルト２よりも導電性が高いものである方が本件の技術的課題が顕著に現れる分、効果的である。
【００１７】
また、最終転写手段４ｄ（４）の下流側で像搬送ベルト２に最初に接触する接触部材６は、導電性部材を絶縁被覆したもの、導電性部材など適宜選定して差し支えないが、可視像粒子飛散域Ａを狭くするという観点からすれば、最終転写手段４ｄ（４）の下流側で像搬送ベルト２に最初に接触する接触部材６は、導電性部材で設置されていることが好ましい。
【００１８】
更に、像搬送ベルト２上の可視像粒子の飛散をより効果的に抑える態様としては、プロセス制御センサ５の近傍に位置する接触部材６には、像搬送ベルト２上の可視像粒子と逆極性のバイアスを印加することが好ましい。
また、飛散した可視像粒子がプロセス制御センサ５に付着する事態をより有効に防止するには、プロセス制御センサ５と像搬送ベルト２との間には接地された電極部材を設け、この電極部材を利用してプロセス制御センサ５に可視像粒子が付着しにくい電界を形成するようにすることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す。
同図において、本実施の形態に係る画像形成装置は、例えば中間転写タイプのタンデム型画像形成装置であり、例えば電子写真方式にて各色成分トナー像が形成される複数の作像ユニット１０（具体的には１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）と、各作像ユニット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）保持させる中間転写ベルト２０と、この中間転写ベルト２０上に転写された重ね画像を記録材としての用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる一括転写装置３０と、一括転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置５０とを備えたものである。
【００２０】
本実施の形態において、各色成分の作像ユニット１０は、中間転写ベルト２０の搬送方向Ｂの上流側からイエロー作像ユニット１０Ｙ、マゼンタ作像ユニット１０Ｍ、シアン作像ユニット１０Ｃ、ブラック作像ユニット１０Ｋの順番で配設されている。
そして、各作像ユニット１０は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１０１の周囲に、感光体ドラム１０１が帯電される一様帯電器１０２、感光体ドラム１０１上に静電潜像が書込まれるレーザ露光装置１０３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１０１上の静電潜像が可視像化される現像装置１０４、感光体ドラム１０１上の各色成分トナー像が中間転写ベルト２０に転写される転写装置としての一次転写ロール１０５及び感光体ドラム１０１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１０６などの電子写真用デバイスを順次配設したものである。
【００２１】
また、中間転写ベルト２０は、複数（本実施の形態では６つ）の張架ロール２１〜２６に掛け渡されている。
ここで、張架ロール２１は中間転写ベルト２０の駆動ロール、張架ロール２２，２４，２６は従動ロール、張架ロール２３が中間転写ベルト２０の張力を調整するテンションロール、張架ロール２５が後述するように一括転写装置３０のバックアップロールである。
そして、中間転写ベルト２０としては、ポリイミドあるいはポリアミド樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものを用い、その体積抵抗率が１０⁸〜１０¹⁴Ω・ｃｍとなるように形成され、その厚みは例えば０．１ｍｍに設定される。
【００２２】
更に、作像ユニット１０の一次転写ロール１０５には、夫々トナーの帯電極性とは逆極性（本実施の形態では正極性）の直流バイアスが印加されるようになっている。
一方、一括転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー担持面側に圧接配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール２５とを備えており、このバックアップロール２５には、トナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加されるようになっている。
【００２３】
また、本実施の形態では、符号４０は二次転写後の中間転写ベルト２０表面をクリーニングするベルトクリーナであり、例えば中間転写ベルト２０の駆動ロール２１に対向した部位にポリウレタン等のクリーニング用ブレード４０ａを接触配置し、かつ、中間転写ベルト２０の回転方向に対して鋭角的に取り付けるようにしたものである。
【００２４】
更に、本実施の形態において、用紙搬送系は、用紙トレイ６１からの用紙Ｐをピックアップロール６２にて所定のタイミングで繰り出し、搬送ロール６３及びレジストレーションロール６４を介して二次転写位置へと送り込むようになっており、そして、二次転写後の用紙Ｐを搬送ベルト６５へと導き、この搬送ベルト６５にて定着装置５０へと搬送するようになっている。
【００２５】
特に、本実施の形態では、符号４２は中間転写ベルト２０上に形成された画像濃度を検出する濃度センサである。尚、符号４３は中間転写ベルト２０上の画像書込位置を検知する位置検知センサである。
本実施の形態では、各作像ユニット１０の現像装置１０４は、例えば二成分現像方式で、トナーとキャリアによる現像剤が収納されており、その現像剤に対するトナーの重量比（以降、トナー濃度と記す）は環境／現像剤の劣化度合いによって異なる。環境や劣化度合いにより現像装置１０４の現像性能や一次転写ロール１０５の転写性能が変化するためである。
しかし、プリンタ画質を維持するためには、中間転写ベルト２０上のトナー量を常に一定にする必要がある。濃度センサ４２は中間転写ベルト２０上のトナー付着量を計測し、その値に応じてトナー補給装置（図示せず）からトナーが現像装置１０４に補給されるようになっている。
【００２６】
また、濃度センサ４２の構成を図４を参照して説明する。
濃度センサ４２は、絶縁性の部材からなる支持部材７１を有し、この支持部材７１には光源７２と、光源７２から出された光を中間転写ベルト２０表面に導くと共に、中間転写ベルト２０表面で反射された光を光受光部７３にて受光するようになっている。
更に、光源７２と光受光部７３の中間転写ベルト２０に対向する面全体を、透明部材７４で覆い、光源７２と光受光部７３へは飛散トナーが全く進入しない構成になっている。
また、この濃度センサ４２を用いた制御方式としては、ある決められた間隔で、中間転写ベルト２０上の非画像領域に各色のトナー像が形成され、そのトナー像が濃度センサ４２を通過するとき、光源７２からそのトナー像に照射した光を光受光部７３に導き、この光受光部７３の反射光量を読み取り制御回路（図示せず）に記憶させる。制御回路はあらかじめ設定された値と前記反射光量とを比較し、前記反射光量があらかじめ設定された値に近づくように、前記トナー補給装置の動作を制御するものである。
【００２７】
また、本実施の形態において、濃度センサ４２付近の構造を図３に基づいて説明する。
図３において、張架ロール（従動ロール）２２は金属ロールからなり、かつ、接地されている。
ここで、中間転写ベルト２０上のトナー像Ｔは一次転写ロール１０５が中間転写ベルト２０裏面にトナーと逆極性の正電荷（＋）を与えているので、中間転写ベルト２０上に静電吸着されている。そのトナー像Ｔが従動ロール２２に接触すると、中間転写ベルト２０裏面の正電荷（＋）は従動ロール２２に流れ込み、静電吸着力を失ったトナー像Ｔは飛散しやすくなる。特に、従動ロール２２は金属製であるため、中間転写ベルト２０裏面の正電荷（＋）が奪われやすく、中間転写ベルト２０裏面が従動ロール２２に接触し始めるＡ部分で多く飛び散る。
【００２８】
そして、本実施の形態では、中間転写ベルト２０から濃度センサ４２までの距離を遠ざければ、濃度センサ４２下面の透明部材７４へのトナー付着は少なくなるが、前記反射光量を安定して検知するために、中間転写ベルト２０から濃度センサ４２までの距離は例えば８ｍｍに設定されている。また、濃度センサ４２の中間転写ベルト２０の移動方向に対する位置は、トナー飛散が多いＡ部分を避け、Ａより上流にｃ（本例では３ｍｍ）離れた位置に設定されている。
【００２９】
ここで、本実施の形態における濃度センサ４２の配設位置を図３に示す位置に決定した理由を示す。
図５には、濃度センサ４２の配置例を示す。
例えば一次転写ロール１０５と張架ロール（従動ロール）２２との間の（Ｉ）の位置である。
このとき、中間転写ベルト２０が回動しているときに中間転写ベルト２０の上下振動があり、濃度センサ４２の計測精度が劣る。
また、張架ロール２２の曲面部に対向するような（III）の位置も飛散トナーの付着は少ないが、円周上のトナー像を読み取るため濃度センサ４２の取り付けに高い精度を必要とする。
更に、下流位置にある張架ロール（本例ではテンションロール）２３に対向する（IV）の位置でもよいが、テンションロール２３はロール自体がシフトするので取り付けには慎重を要する。
以上の点から、濃度センサ４２の最適な取り付け位置は、図５に（II）で示すように、張架ロール（従動ロール）２２近傍で、張架ロール２２と中間転写ベルト２０とが接触している領域から少し離れた部分に対向した場所がよい。
更に、一度中間転写ベルト２０が張架ロールに接触し、トナー飛散が発生してしまえば、つぎの張架ロールに接触してもトナー飛散は少ないので、一次転写ロール１０５より下流の２番目以降の張架ロール近傍に濃度センサ４２を配置するのがよい。
【００３０】
また、張架ロール２２の条件に応じてトナー飛散域がどのように変化するかを調べたところ、図６に示す結果が得られた。
同図は、▲１▼張架ロール（従動ロール）２２を樹脂等の絶縁製にした場合、▲２▼張架ロール２２を金属製にした場合、▲３▼張架ロール２２を金属製にし且つトナーと逆極性のバイアスを印加し、アース電極板８２（図８、図９参照）を設けた場合（▲３▼の態様については実施の形態２で説明する）ときの、中間転写ベルト２０上のトナー飛散の度合いと広がりを示す。
この実験は、張架ロール２２付近の中間転写ベルト２０に対向し、中間転写ベルト２０上から約２ｍｍ離した部分に薄い絶縁フィルムをおいて、プリントを行ない、絶縁フィルムに付着した飛散トナーの付着量とその広がりを測定した結果である。
【００３１】
この結果、▲２▼の態様、すなわち、張架ロール２２を金属製とし、かつ、接地することにより、トナー飛散域が狭い範囲（ａ：４ｍｍ）になることがわかった。
尚、▲１▼の態様、張架ロール２２を絶縁製とした場合には、トナー飛散域が広い範囲（ｂ：８ｍｍ）になることがわかった。
このため、濃度センサ４２をトナーが飛散する幅の外側に配置することにより飛散トナーの濃度センサ４２への付着はほとんど無くなることが把握される。
本実施の形態では、図６に示すように、張架ロール２２と中間転写ベルト２０との接触開始点Ｐから上流側にｃ（本例では３ｍｍ）離間したＱの位置に濃度センサを配置するようにした。
【００３２】
更に、本実施の形態では、濃度センサ４２は、図７に示すように、中間転写ベルト２０の上下振動幅ｓが許容範囲に収まる位置に対応して設定するようにすればよい。
すなわち、濃度センサ４２と中間転写ベルト２０との間の距離をｄとし、Δｄが濃度センサ４２の許容ギャップ変化とすれば、中間転写ベルト２０の上下振動幅ｓが２×Δｄ以内に収まるように設定すればよい。
例えば一次転写ロール１０５と張架ロール２２との間の距離がＬであり、このときの中間転写ベルト２０の最大上下振動幅が許容振動幅（２×Δｄ）の１０倍であると想定すれば、張架ロール２２の中間転写ベルト２０との接触開始点Ｐから上流側にＬ／２０程度変位させることが可能である。
【００３３】
◎実施の形態２
図８は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態２を示す。
同図において、画像形成装置の基本的構成は実施の形態１と略同様であるが、濃度センサ４２周辺の構造が実施の形態１と異なる。尚、実施の形態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、濃度センサ４２は、実施の形態１と同様に、張架ロール２２の中間転写ベルト２０との接触開始点Ｐより上流３ｍｍ離間した位置に配設されているが、実施の形態１と異なり、金属製の張架ロール２２にトナーと逆極性のバイアス電圧を電源８１により印加し、濃度センサ４２と中間転写ベルト２０との間に接地したアース電極板８２を配置し、張架ロール２２とアース電極板８２との間にトナーが飛散しにくい電界を形成したものである。
特に、本実施の形態では、アース電極板８２は前記電界が強く形成されるように、中間転写ベルト２０になるべく近づける方がよく、本例では中間転写ベルト２０の上方３ｍｍ位置にアース電極板８２を配置するようにした。
【００３４】
また、アース電極板８２を用いたときの濃度センサ４２付近の詳細を図９に示す。
同図において、アース電極板８２には、濃度センサ４２の光源７２から中間転写ベルト２０に照射する光とその反射光を遮らないように開口８３が設けられている。また、濃度センサ４２下面の透明部材７４の前記照射光と反射光の通過位置と前記開口８３の回りには防塵スポンジ８４が配置されている。防塵スポンジ８４は空気を通さない材質なので、防塵スポンジ８４に囲まれた空間は空気の移動が少なく、空気の移動がなければ飛散トナーが透明部材７４に進入してくることはほとんど無い。上記防塵スポンジ８４も濃度センサ４２のトナー付着対策には有効である。
上述の構成により濃度センサ４２の中間転写ベルト２０に対向する透明部材７４のトナー飛散によるトナー付着はほとんど無くなった。
【００３５】
また、本実施の形態において、図６に示すように、第３の態様、すなわち、金属製張架ロール２２へのバイアス印加＋アース電極板８２により、狭いトナー飛散域で且つトナー飛散量がすくなくなるため、プリンタ本体へのトナー飛散の防止効果がより高まる。
ここで、アース電極板８２を無くし、金属製張架ロール２２へのバイアス印加のみにすると、金属製張架ロール２２へのバイアス印加＋アース電極板８２のような飛散防止効果は無い。これは、張架ロール２２が単体でトナー極性と逆極性の電圧を持てば、トナーの飛散はある程度抑えられるが、トナー飛散しにくい電界を形成していないために、トナー飛散防止効果は少ない。
同様に、図９の濃度センサ４２の最下面の透明部材７４を導電性にしトナーと同極のバイアス電圧を印加しただけでは効果は低く、透明部材７４へのバイアス電圧印加と同時にアース電極板８２を設けて飛散トナーが透明部材７４に付着しにくい電界を形成する必要がある。
尚、張架動ロール２２は樹脂製でも導電性であれば同様の効果が得られ、金属ロールに薄い絶縁フィルムを被せても同様の効果が得られる。
【００３６】
◎実施の形態３
図１０は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態３を示す。
同図において、画像形成装置の基本的構成は、実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異なり、濃度センサ４２の上流側にトナーを積極的に飛散させるための飛散部材９０を配設したものである。これは実施の形態１で一次転写ロール１０５の下流側で中間転写ベルト２０に最初に接触する部材の位置でトナー飛散が発生しやすいことを考慮したものである。尚、実施の形態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、飛散部材９０は表面が中間転写ベルト２０に接触していればよく、回転ロールでも固定の接触部材でもよい。
また、飛散部材９０の表面は金属製がよいが、導電性でも、金属表面に薄い絶縁フィルムを覆っても効果は変わらない。また、飛散部材９０にバイアス電圧を印加し、アース電極板８２（実施の形態２参照）を配置すると、装置内のトナー汚れが効果的に防止される。
更に、本実施の形態では、濃度センサ４２近傍の中間転写ベルト２０の張架ロール２２が導電性部材でも、金属ロール表面に薄い絶縁フィルムを覆っても効果は変わらない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、像搬送ベルト上の可視像粒子飛散域から外れ、かつ、プロセス制御センサと像搬送ベルトとのギャップ変化が許容範囲に収まる部位にプロセス制御センサを配設するようにしたので、プロセス制御センサへの可視像粒子飛散に伴う汚れを有効に防止することができ、その分、プロセス制御センサによる作像プロセス制御を常時良好に行い、長時間使用しても常時良好な作像サイクルを確実に保証することができる。
特に、本発明によれば、転写手段は像担持体との間で像搬送ベルトをニップ搬送し、プロセス制御センサは像搬送ベルトのうち像担持体に対向する平面部に対応して設けられているため、プロセス制御センサの位置調整を容易に行うことができることに加えて、像搬送ベルトの平面部の位置精度が高い分、プロセス制御センサと像搬送ベルトとの間の位置精度をより良好に保つことができ、プロセス制御センサによる検出精度を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】実施の形態１の濃度センサの配設位置を示す説明図である。
【図４】実施の形態１で用いられる濃度センサの詳細を示す説明図である。
【図５】実施の形態１で濃度センサの好ましい配設位置を決定するための実験例を示す説明図である。
【図６】実施の形態の張架ロールの条件を変更した際のトナー飛散域の変化状態を示す説明図である。
【図７】実施の形態１の濃度センサの配設位置と像搬送ベルトの振動との関係を示す説明図である。
【図８】実施の形態２に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図９】実施の形態２で用いられる濃度センサ周辺部構造の詳細を示す説明図である。
【図１０】実施の形態３に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図１１】従来における画像形成装置の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
１…像担持体，２…像搬送ベルト，３…張架ロール，４（４ａ〜４ｄ）…転写手段，５…プロセス制御センサ，６…接触部材，７…飛散部材，Ａ…可視像粒子飛散域，Ｐ…接触開始点，Ｔ…可視像[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, and in particular, in a mode in which a visible image on an image carrier is transferred to an image conveying belt that is circulated and rotated around a plurality of stretching rolls. The present invention relates to an improvement of an image forming apparatus provided with a process control sensor for controlling an image forming process relating to a visible image on a conveying belt.
[0002]
[Prior art]
In general, in an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, the amount of developer (toner) developed or transferred onto an image carrier is measured in order to correct and control fluctuations in image density due to environmental changes and changes with time. A device in which a concentration sensor (measuring device) is provided is already known.
Here, as the density sensor, one that measures the amount of toner by irradiating the image carrier with light from a light source and receiving reflected light from the image carrier is known.
[0003]
However, since the measurement surface (detection surface) of the density sensor is provided so as to face the image carrier, the toner that is scattered little by little adheres to the measurement surface of the density sensor if printing is continued for a long period of time.
Here, if the toner adheres to the measurement surface of the density sensor, the measurement accuracy of the density sensor is lowered, and accurate toner amount measurement becomes impossible.
At this time, as the image density correction processing, the reference value and the measured value of the toner amount are compared, and the image density is controlled according to the comparison result. There has been a technical problem that density control cannot be performed and a stable image density cannot always be obtained.
[0004]
As a means for solving such a technical problem, a conductive transparent member that transmits light is provided on a light projecting / receiving surface of a density sensor facing an image carrier, and a bias voltage having the same polarity as that of toner is provided on the conductive transparent member. Such as a prior art (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-119567) for preventing scattered toner from being applied by applying a toner and a prior art for changing a bias voltage in accordance with the polarity of the toner (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-161177). Or a prior art in which a dustproof cover is provided on the light projecting / receiving surface of the density sensor and a minimum optical path hole is provided in the cover (for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-148156), or the toner is a density sensor The prior art (for example, Unexamined-Japanese-Patent No. 5-158315) etc. which generate | occur | produce the airflow which does not adhere to the light projection / reception surface of this is proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an intermediate transfer belt is used as an image carrier and the amount of toner on the intermediate transfer belt is detected, the amount of toner scattered is larger than that when the amount of toner on the photosensitive drum is detected. It is not enough to adopt a dust-proof cover or a method to prevent this. The same applies to an image forming apparatus using a sheet conveying belt instead of the intermediate transfer belt.
The reason described above will be described in detail below.
[0006]
FIG. 11 is a configuration diagram in the vicinity of a density sensor that detects the amount of toner on a primary transfer and an intermediate transfer belt of an image forming apparatus that employs an intermediate transfer method, for example.
In the figure, reference numeral 201 denotes a photosensitive drum, 202 denotes a developing device that visualizes an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 201 with toner, and 203 moves in contact with the photosensitive drum 201. An intermediate transfer belt 204, a primary transfer device 204 that transfers a toner image on the photosensitive drum 201 to the intermediate transfer belt 203, and a density sensor 205 that is disposed to face the stretching roll 206 of the intermediate transfer belt 203. .
In such an apparatus configuration, for example, a negative (−) charged toner image 207 is formed on the photosensitive drum 201, and the back surface of the intermediate transfer belt 203 is positively (+) charged by the primary transfer apparatus 204. A toner image 207 on the photosensitive drum 201 is transferred onto the intermediate transfer belt 203.
[0007]
At this time, the back surface of the toner image 207 on the intermediate transfer belt 203 holds a charge 208 having a polarity (positive polarity) opposite to that of the toner corresponding to the charge amount of the toner image 207.
On the other hand, the distance accuracy between the measurement surface 205a of the density sensor 205 and the intermediate transfer belt 203 is important, but in this example, the density sensor 205 is disposed opposite to the stretching roll 206 of the intermediate transfer belt 203, so The transfer belt 203 does not vibrate up and down.
In this state, when the toner image 207 on the intermediate transfer belt 203 enters the stretching roll 206, the charge 208 (positive charge in this example) 208 on the back surface of the intermediate transfer belt 203 is rapidly taken away by the stretching roll 206. Then, the toner image 207 that has lost its holding power is scattered, and a part of the toner image 207 adheres to the measurement surface 205a of the density sensor 205, and the measurement accuracy of the density sensor 205 is lowered.
[0008]
Here, it is conceivable that the tension roll 206 is made of an insulating material such as a resin material so that the charge 208 on the back surface of the intermediate transfer belt 203 is not rapidly taken away by the tension roll 206.
Certainly, according to this method, since the charge 208 on the back surface of the intermediate transfer belt 203 is not easily taken by the stretching roll 206, the toner scattering is reduced, but the charge 208 on the back surface of the intermediate transfer belt 203 is gradually increased. As a result, toner scattering occurs little by little, and if printing continues for a long period of time, a large amount of toner will adhere to the measurement surface 205a of the density sensor 205.
[0009]
In this case, as described above, even if the method of electrically preventing toner scattering or the method of using a dust-proof cover is implemented, there is a certain effect, but a small amount of toner is scattered on the measurement surface 205a of the density sensor 205. Therefore, if printing is continued for a long time, a large amount of toner adheres to the measurement surface 205a of the density sensor 205, which is still insufficient to effectively prevent toner contamination.
Furthermore, even if a technology for generating an air flow so that toner does not adhere to the measurement surface of the density sensor is used, the apparatus configuration is complicated and the implementation to a general-purpose printer is difficult because the air flow generation pump is indispensable. .
[0010]
  The following experiment verified that the above-described method for electrically preventing toner scattering was insufficient.
  That is, the toner image on the intermediate transfer belt 203 is transferred after the primary transfer.ElectrificationAs a result of examining the distribution, most of the toner in the toner image has a negative charge amount, but there is a small amount of positive and reverse polarity toner and negatively strongly charged toner, and the charge distribution is wide. It is understood.
  Under such circumstances, there is a technique for changing the bias voltage to the tension roll according to the charging polarity of the toner, as in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-161177, for example. When there are charged toners having different values, it is easily assumed that toner scattering cannot be prevented at a certain voltage.
[0011]
  In the above example, the density sensor has been described. However, the position detection sensor for detecting the image writing position from the mark image written on the intermediate transfer belt 203 has the same technical problem.
  The present invention has been made to solve the above technical problem, and is based on an image forming apparatus that includes an image conveyance belt and performs process control with a process control sensor.While maintaining good detection accuracy of the process control sensor,It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of effectively preventing contamination due to visible image particles on a measurement surface of a process control sensor.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  That is, as shown in FIG. 1, the present invention includes one or a plurality of image carriers 1 (for example, 1a to 1d) for forming and supporting a visible image (for example, a toner image) T made of charged particles, and a plurality of stretches. A volume resistivity of 10 which is circulated and rotated around the roll 3 and transports the visible image T is 10⁸-10¹⁴An Ω · cm image conveying belt 2,The image conveying belt 2 is nipped between the image carrier 1 and the image carrier 1.One or a plurality of transfer means 4 (for example, 4a to 4d) for transferring the visible image T on the image carrier 1 directly or indirectly to the image conveying belt 2, and the visible image T on the image conveying belt 2 A process control sensor 5 for detecting information for image forming process control, and the process control sensor 5 is connected to the image conveying belt.2Out of image carrier1The image conveying belt is provided on the downstream side of the final transfer means 4 (4d).2The contact member 6 that is higher in conductivity than the image conveying belt 2 and is in a position outside the visible image particle scattering area A including the contact start point P to the image conveying belt 2 and the image conveying belt 2. The image conveying belt so that the change in the gap d between the two is within an allowable range2The image forming apparatus is disposed so as to face a stable conveyance region in which the vertical vibration width of the image forming apparatus is suppressed.
[0013]
  In such technical means, the present case includes any of a tandem type and a four-cycle type.
  The image conveying belt 2 includes not only an intermediate transfer belt but also a paper conveying belt.
  Furthermore,The transfer unit 4 may be any functional unit that performs transfer, but typically includes a unit that nip-transports the image transport belt 2 with the image carrier 1.
Furthermore,The process control sensor 5 means an image formation process control sensor, and includes not only a density sensor for density control but also a position sensor for registration position control.
  Also, Contact member 6asNot only the tension roll 3 but also other members are included.
  In this case, the other members also include a scattering member 7 (shown in phantom lines) provided separately from the stretching roll 3 in order to actively scatter visible image particles on the image conveying belt 2. .
[0014]
The process control sensor 5 may be disposed in a region other than (1) the visible image particle scattering region A and (2) the gap d change with the image conveying belt 2 is within an allowable range. That's fine.
Here, the contact member 6 that first comes into contact with the image conveying belt 2 on the downstream side of the final transfer unit 4d (4) is the key to the visible image particle scattering, but the image holding the visible image T. The charged charge on the back surface of the conveyor belt 2 is most likely to escape through the contact member 6, so that visible image particles are easily scattered.
Then, once the visible image particles are scattered on the image conveying belt 2, even if the image conveying belt 2 on which the visible image T is mounted moves and contacts the next contact member 6, the visible image particles are By almost not scattering.
Furthermore, since the visible image particle scattering area A changes depending on the condition of the contact member 6 and the like, the visible image particle scattering area A is selected in consideration of the condition of the contact member 6 and the like.
Furthermore, “the change in the gap d with the image conveying belt 2 falls within an allowable range” means that the detection accuracy of the process control sensor 5 can be maintained.
[0015]
Further, the process control sensor 5 is disposed so as to face the contact area of one of the contact members 6 to the image conveying belt 2 or in the vicinity of the front and rear thereof under the conditions satisfying the above (1) and (2). It only has to be.
In particular, as an aspect in consideration of the ease of position adjustment of the process control sensor 5, it is preferable that the process control sensor 5 is disposed so as to face the flat portion of the image transport belt 2.
[0016]
The image conveying belt 2 may be selected as appropriate. However, the semiconducting one is more effective because the technical problem of the present case becomes conspicuous.
Further, regarding the contact member 6 that first comes into contact with the image conveying belt 2 on the downstream side of the final transfer unit 4d (4), the technical problem of this case is more conspicuous if the contact member 6 has higher conductivity than the image conveying belt 2. As much as it appears in
[0017]
The contact member 6 that first contacts the image conveying belt 2 on the downstream side of the final transfer unit 4d (4) may be appropriately selected such as a conductive member with an insulating coating or a conductive member. From the viewpoint of narrowing the image particle scattering area A, the contact member 6 that first comes into contact with the image conveying belt 2 on the downstream side of the final transfer unit 4d (4) is preferably provided with a conductive member. .
[0018]
Further, as a mode for more effectively suppressing the scattering of visible image particles on the image conveying belt 2, the contact member 6 located in the vicinity of the process control sensor 5 has a visible image particle on the image conveying belt 2 and It is preferable to apply a reverse polarity bias.
In order to more effectively prevent the scattered visible image particles from adhering to the process control sensor 5, a grounded electrode member is provided between the process control sensor 5 and the image conveying belt 2, and this electrode It is preferable to form an electric field in which visible image particles hardly adhere to the process control sensor 5 using a member.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
Embodiment 1
FIG. 2 shows Embodiment 1 of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
In the figure, the image forming apparatus according to the present embodiment is, for example, an intermediate transfer type tandem image forming apparatus, for example, a plurality of image forming units 10 (specific examples) in which each color component toner image is formed by electrophotography. Specifically, 10Y, 10M, 10C, and 10K), an intermediate transfer belt 20 that sequentially transfers (primary transfer) each color component toner image formed by each image forming unit 10, and the transfer onto the intermediate transfer belt 20. The apparatus includes a batch transfer device 30 that batch-transfers (secondary transfer) the superimposed image to a sheet P as a recording material, and a fixing device 50 that fixes the batch-transferred image on the sheet P.
[0020]
In the present embodiment, the image forming unit 10 for each color component includes a yellow image forming unit 10Y, a magenta image forming unit 10M, a cyan image forming unit 10C, and a black image forming unit 10K from the upstream side in the conveyance direction B of the intermediate transfer belt 20. Are arranged in this order.
Each image forming unit 10 has a uniform charger 102 for charging the photosensitive drum 101 around the photosensitive drum 101 rotating in the direction of arrow A, and an electrostatic latent image is written on the photosensitive drum 101. A laser exposure device 103 (exposure beam is indicated by a symbol Bm in the figure), a developing device 104 that accommodates each color component toner and visualizes an electrostatic latent image on the photosensitive drum 101, and on the photosensitive drum 101 Are arranged in sequence with an electrophotographic device such as a primary transfer roll 105 as a transfer device for transferring the respective color component toner images to the intermediate transfer belt 20 and a drum cleaner 106 from which residual toner on the photosensitive drum 101 is removed. It is.
[0021]
Further, the intermediate transfer belt 20 is stretched around a plurality of (six in this embodiment) stretching rolls 21 to 26.
Here, the tension roll 21 is a drive roll of the intermediate transfer belt 20, the tension rolls 22, 24, and 26 are driven rolls, the tension roll 23 is a tension roll that adjusts the tension of the intermediate transfer belt 20, and a tension roll 25 is provided. As will be described later, this is a backup roll of the batch transfer device 30.
As the intermediate transfer belt 20, a polyimide or polyamide resin containing an appropriate amount of an antistatic agent such as carbon black is used, and its volume resistivity is 10⁸-10¹⁴It is formed to be Ω · cm, and its thickness is set to 0.1 mm, for example.
[0022]
Further, a direct current bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner (positive polarity in the present embodiment) is applied to the primary transfer roll 105 of the image forming unit 10.
On the other hand, the batch transfer device 30 is provided with a secondary transfer roll 31 that is pressed against the toner carrying surface side of the intermediate transfer belt 20 and a counter electrode of the secondary transfer roll 31 that is disposed on the back side of the intermediate transfer belt 20. A backup roll 25 is provided, and a bias having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to the backup roll 25.
[0023]
In this embodiment, reference numeral 40 denotes a belt cleaner that cleans the surface of the intermediate transfer belt 20 after the secondary transfer. For example, a cleaning blade 40a made of polyurethane or the like is disposed on a portion of the intermediate transfer belt 20 that faces the drive roll 21. Are arranged in contact with each other and attached at an acute angle with respect to the rotation direction of the intermediate transfer belt 20.
[0024]
Further, in the present embodiment, the paper transport system feeds the paper P from the paper tray 61 at a predetermined timing by the pickup roll 62 and sends it to the secondary transfer position via the transport roll 63 and the registration roll 64. In addition, the paper P after the secondary transfer is guided to the transport belt 65 and transported to the fixing device 50 by the transport belt 65.
[0025]
In particular, in this embodiment, reference numeral 42 denotes a density sensor that detects the image density formed on the intermediate transfer belt 20. Reference numeral 43 denotes a position detection sensor for detecting the image writing position on the intermediate transfer belt 20.
In the present embodiment, the developing device 104 of each image forming unit 10 stores, for example, a developer by toner and a carrier in a two-component developing system, and the weight ratio of the toner to the developer (hereinafter, toner density and Is different depending on the degree of deterioration of the environment / developer. This is because the developing performance of the developing device 104 and the transfer performance of the primary transfer roll 105 change depending on the environment and the degree of deterioration.
However, in order to maintain the printer image quality, it is necessary to always keep the amount of toner on the intermediate transfer belt 20 constant. The density sensor 42 measures the toner adhesion amount on the intermediate transfer belt 20, and the toner is replenished to the developing device 104 from a toner replenishing device (not shown) according to the value.
[0026]
The configuration of the density sensor 42 will be described with reference to FIG.
The density sensor 42 includes a supporting member 71 made of an insulating member. The supporting member 71 guides the light emitted from the light source 72 and the light emitted from the light source 72 to the surface of the intermediate transfer belt 20 and the surface of the intermediate transfer belt 20. The light reflected by the light receiving unit 73 receives light.
Further, the entire surface of the light source 72 and the light receiving unit 73 facing the intermediate transfer belt 20 is covered with a transparent member 74 so that scattered toner does not enter the light source 72 and the light receiving unit 73 at all.
As a control method using the density sensor 42, toner images of respective colors are formed in non-image areas on the intermediate transfer belt 20 at a predetermined interval, and the toner images pass through the density sensor 42. The light emitted from the light source 72 to the toner image is guided to the light receiving unit 73, and the reflected light amount of the light receiving unit 73 is stored in a reading control circuit (not shown). The control circuit compares a preset value with the reflected light amount, and controls the operation of the toner replenishing device so that the reflected light amount approaches a preset value.
[0027]
In the present embodiment, the structure near the density sensor 42 will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, a stretch roll (driven roll) 22 is made of a metal roll and is grounded.
Here, the toner image T on the intermediate transfer belt 20 is electrostatically adsorbed on the intermediate transfer belt 20 because the primary transfer roll 105 gives a positive charge (+) of the opposite polarity to the toner on the back surface of the intermediate transfer belt 20. ing. When the toner image T comes into contact with the driven roll 22, the positive charge (+) on the back surface of the intermediate transfer belt 20 flows into the driven roll 22, and the toner image T that has lost its electrostatic adsorption force is likely to be scattered. In particular, since the driven roll 22 is made of metal, the positive charge (+) on the back surface of the intermediate transfer belt 20 is likely to be taken away, and the back surface of the intermediate transfer belt 20 scatters much at the portion A where the back surface of the intermediate transfer belt 20 starts to contact the driven roll 22.
[0028]
In this embodiment, if the distance from the intermediate transfer belt 20 to the density sensor 42 is increased, toner adhesion to the transparent member 74 on the lower surface of the density sensor 42 is reduced, but the reflected light amount is stably detected. Therefore, the distance from the intermediate transfer belt 20 to the density sensor 42 is set to 8 mm, for example. Further, the position of the density sensor 42 with respect to the moving direction of the intermediate transfer belt 20 is set to a position c (3 mm in this example) away from the A portion, avoiding the portion A where toner scattering is large.
[0029]
Here, the reason for determining the arrangement position of the density sensor 42 in the present embodiment to the position shown in FIG. 3 will be described.
FIG. 5 shows an arrangement example of the density sensor 42.
For example, it is the position (I) between the primary transfer roll 105 and the stretching roll (driven roll) 22.
At this time, when the intermediate transfer belt 20 is rotating, there is vertical vibration of the intermediate transfer belt 20, and the measurement accuracy of the density sensor 42 is inferior.
Also, the position of (III) that faces the curved surface portion of the tension roll 22 is less likely to be scattered toner, but it requires a high accuracy to attach the density sensor 42 in order to read the toner image on the circumference.
Furthermore, it may be in the position (IV) facing the tension roll 23 (the tension roll in this example) located at the downstream position, but the tension roll 23 needs to be attached carefully because the roll itself shifts.
From the above points, the optimum mounting position of the density sensor 42 is in the vicinity of the tension roll (driven roll) 22 as shown in FIG. 5 (II), and the tension roll 22 and the intermediate transfer belt 20 are in contact with each other. A place that is opposite to the part that is slightly away from the area is good.
Further, once the intermediate transfer belt 20 comes into contact with the stretching roll and the toner scatters, the toner scatters little even if it comes into contact with the next stretching roll. It is preferable to arrange the density sensor 42 in the vicinity of the tension roll.
[0030]
Further, when the toner scattering area was changed in accordance with the conditions of the tension roll 22, the result shown in FIG. 6 was obtained.
In the figure, (1) When the tension roll (driven roll) 22 is made of resin or the like, (2) When the tension roll 22 is made of metal, (3) The tension roll 22 is made of metal The intermediate transfer belt 20 when a bias having a polarity opposite to that of the toner is applied and the ground electrode plate 82 (see FIGS. 8 and 9) is provided (the mode (3) will be described in the second embodiment). Shows the degree and spread of the toner scattering above.
In this experiment, a thin insulating film is placed in a portion facing the intermediate transfer belt 20 in the vicinity of the tension roll 22 and about 2 mm away from the intermediate transfer belt 20, printing is performed, and scattering toner adhering to the insulating film is attached. It is the result of measuring the quantity and its spread.
[0031]
As a result, it was found that the toner scattering area becomes a narrow range (a: 4 mm) by making the tension roll 22 made of metal and grounding as in the aspect (2).
In addition, it was found that when the tension roll 22 is made of insulation in the mode (1), the toner scattering area is wide (b: 8 mm).
For this reason, it is understood that the scattered toner hardly adheres to the density sensor 42 by disposing the density sensor 42 outside the width in which the toner scatters.
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the density sensor is arranged at a position Q separated by c (3 mm in this example) upstream from the contact start point P between the tension roll 22 and the intermediate transfer belt 20. I did it.
[0032]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the density sensor 42 may be set corresponding to a position where the vertical vibration width s of the intermediate transfer belt 20 falls within an allowable range.
That is, if the distance between the density sensor 42 and the intermediate transfer belt 20 is d and Δd is an allowable gap change of the density sensor 42, the vertical vibration width s of the intermediate transfer belt 20 is within 2 × Δd. You only have to set it.
For example, assuming that the distance between the primary transfer roll 105 and the tension roll 22 is L, and the maximum vertical vibration width of the intermediate transfer belt 20 at this time is 10 times the allowable vibration width (2 × Δd). The tension roll 22 can be displaced about L / 20 upstream from the contact start point P with the intermediate transfer belt 20.
[0033]
Embodiment 2
FIG. 8 shows Embodiment 2 of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
In the figure, the basic configuration of the image forming apparatus is substantially the same as that of the first embodiment, but the structure around the density sensor 42 is different from that of the first embodiment. Components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.
In the present embodiment, the density sensor 42 is disposed at a position 3 mm upstream from the contact start point P of the tension roll 22 with the intermediate transfer belt 20, as in the first embodiment. Unlike the first embodiment, a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the metal tension roll 22 by the power source 81, and a ground electrode plate 82 is disposed between the density sensor 42 and the intermediate transfer belt 20. An electric field in which toner is unlikely to scatter is formed between the gantry roll 22 and the ground electrode plate 82.
In particular, in the present embodiment, the ground electrode plate 82 is preferably as close as possible to the intermediate transfer belt 20 so that the electric field is strongly formed. In this example, the ground electrode plate 82 is positioned 3 mm above the intermediate transfer belt 20. Was arranged.
[0034]
FIG. 9 shows details of the vicinity of the concentration sensor 42 when the ground electrode plate 82 is used.
In the drawing, an opening 83 is provided in the ground electrode plate 82 so as not to block light irradiated from the light source 72 of the density sensor 42 to the intermediate transfer belt 20 and reflected light thereof. In addition, a dust-proof sponge 84 is disposed around the position where the transparent member 74 on the lower surface of the density sensor 42 passes the irradiation light and the reflected light and the opening 83. Since the dust-proof sponge 84 is a material that does not allow air to pass through, the space surrounded by the dust-proof sponge 84 has little movement of air, and if there is no movement of air, the scattered toner hardly enters the transparent member 74. The dust-proof sponge 84 is also effective for the toner adhesion countermeasure of the density sensor 42.
With the above-described configuration, toner adhesion due to toner scattering on the transparent member 74 facing the intermediate transfer belt 20 of the density sensor 42 is almost eliminated.
[0035]
  In the present embodiment, as shown in FIG.ThirdIn other words, the bias application to the metal tension roll 22 and the ground electrode plate 82 make it possible to reduce the amount of toner scattering in a narrow toner scattering region and to prevent the toner scattering to the printer main body.
  Here, if the earth electrode plate 82 is eliminated and only the bias is applied to the metal tension roll 22, there is no scattering prevention effect as the bias application to the metal tension roll 22 + the earth electrode plate 82. This is because if the tension roll 22 has a voltage of a polarity opposite to that of the toner, the toner scattering can be suppressed to some extent, but an electric field that hardly causes toner scattering is not formed.InThe toner scattering prevention effect is small.
  Similarly, if the transparent member 74 on the lowermost surface of the density sensor 42 in FIG. 9 is made conductive and a bias voltage having the same polarity as the toner is applied, the effect is low. It is necessary to form an electric field that prevents the scattered toner from adhering to the transparent member 74.
  The tension roll 22 is made of a resin and has the same effect as long as it is conductive, and the same effect can be obtained even if a thin insulating film is placed on the metal roll.
[0036]
Embodiment 3
FIG. 10 shows Embodiment 3 of the image forming apparatus to which the present invention is applied.
In the figure, the basic configuration of the image forming apparatus is substantially the same as that of the first embodiment, but unlike the first embodiment, a scattering member 90 for actively scattering toner upstream of the density sensor 42. Is disposed. This is because toner scattering is likely to occur at the position of the member that first contacts the intermediate transfer belt 20 on the downstream side of the primary transfer roll 105 in the first embodiment. Components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.
In the present embodiment, the scattering member 90 only needs to be in contact with the intermediate transfer belt 20, and may be a rotating roll or a fixed contact member.
The surface of the scattering member 90 is preferably made of metal, but the effect is not changed even if it is conductive or a thin insulating film is covered on the metal surface. Further, if a bias voltage is applied to the scattering member 90 and the ground electrode plate 82 (see Embodiment 2) is arranged, toner contamination in the apparatus is effectively prevented.
Further, in the present embodiment, the effect does not change even if the tension roll 22 of the intermediate transfer belt 20 near the density sensor 42 is a conductive member or a thin insulating film is covered on the surface of the metal roll.
[0037]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the process control sensor is located at a part that is out of the visible image particle scattering region on the image transport belt and the gap change between the process control sensor and the image transport belt is within an allowable range. Therefore, it is possible to effectively prevent contamination due to scattering of visible image particles to the process control sensor. Even if it is used, it is possible to ensure a good image forming cycle at all times.
  In particular, according to the present inventionThe transfer means conveys the image conveying belt between the image carrier and the nip,Since the process control sensor is provided corresponding to the plane portion of the image transport belt that faces the image carrier, the position of the process control sensor can be easily adjusted. Therefore, the positional accuracy between the process control sensor and the image conveying belt can be kept better, and the detection accuracy by the process control sensor can be kept good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an overall configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the arrangement position of the density sensor according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing details of the concentration sensor used in the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an experimental example for determining a preferred arrangement position of the density sensor in the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a change state of the toner scattering area when the condition of the tension roll according to the embodiment is changed.
7 is an explanatory diagram showing a relationship between the position where the density sensor according to Embodiment 1 is disposed and the vibration of the image conveying belt; FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an overview of an image forming apparatus according to a second embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating details of a peripheral structure of a concentration sensor used in the second embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an overview of an image forming apparatus according to a third embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an outline of a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image carrier, 2 ... Image conveyance belt, 3 ... Stretching roll, 4 (4a-4d) ... Transfer means, 5 ... Process control sensor, 6 ... Contact member, 7 ... Scattering member, A ... Visible image particle Spattering area, P ... contact start point, T ... visible image

Claims

One or a plurality of image carriers for forming and supporting a visible image made of charged particles, and a volume resistivity of 10 ⁸ to 10 ¹⁴ Ω that circulates and rotates around a plurality of stretching rolls and conveys the visible image. One or a plurality of transfer means for transferring the visible image on the image carrier directly or indirectly to the image carrier belt while nip-conveying the image carrier belt between the cm image carrier belt and the image carrier And a process control sensor for detecting image forming process control information relating to a visible image on the image conveying belt,
The process control sensor is provided corresponding to the flat portion of the image transport belt that faces the image carrier, and has a higher conductivity than the image transport belt on the downstream side of the final transfer unit, and is the first contact with the image transport belt. The vertical vibration width of the image conveying belt is at a position that is out of the visible image particle scattering region including the contact start point of the member to the image conveying belt and the gap change with the image conveying belt is within an allowable range. An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is disposed opposite to a suppressed stable conveyance region.

The image forming apparatus according to claim 1.
An image forming apparatus, wherein a contact member that first contacts the image conveying belt on the downstream side of the final transfer unit is grounded by a conductive member.

The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the contact member that first contacts the image conveying belt on the downstream side of the final transfer unit is an insulating coating of a conductive member.

The image forming apparatus according to claim 1.
An image forming apparatus, wherein a bias having a polarity opposite to that of visible image particles on an image conveying belt is applied to a contact member located in the vicinity of a process control sensor.

The image forming apparatus according to claim 1.
An image member characterized in that a grounded electrode member is provided between the process control sensor and the image conveying belt, and an electric field that prevents visible image particles from adhering to the process control sensor is formed using the electrode member. apparatus.

The image forming apparatus according to claim 1.
The contact member that first contacts the image conveying belt on the downstream side of the final transfer unit is a scattering member that is provided separately from the stretching roll in order to actively scatter visible image particles on the image conveying belt. A featured image forming apparatus.