JP4503066B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体ドラム上に形成されたトナー像を一次転写する転写ベルトと、一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する転写ローラを有する二次転写ユニットと、前記転写ベルト上の基準トナー像を検知する光学センサとを備えた中間転写方式の画像形成装置に関する。

近年、カラー複写機やカラープリンター等、多色画像形成を可能とした電子写真方式の画像形成装置が開発されており、例えば、感光体ドラム等の潜像担持体上に各色毎のトナー像を形成し、その各色毎のトナー像を中間転写体である転写ベルトに順次重ね合わせて転写して多色画像を形成した後、その多色画像を転写紙である記録紙に転写し、定着して画像形成を行う中間転写方式の画像形成装置がよく知られている。

このような画像形成装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像を一次転写する転写ベルトと、一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する転写ローラを有する二次転写ユニットと、前記転写ベルト上の基準トナー像を検知する光学センサと、前記光学センサの検知面を保護するシャッタとを備え、二次転写ユニットとシャッタとを連動させた構造のものがある（例えば、特許文献１参照）
特許文献１の画像形成装置は、中間転写方式ではないが、図９に示すように、シャッタ５１７と転写ローラ（二次転写ユニットに相当）５０５とが離接手段によって連動した構造となっている。すなわち、感光体ドラム５０１上の基準トナー像５０６が転写ローラ５０５との接触位置に到達する前のタイミングで、ソレノイド５１２に通電する。これにより、アクチュエータ５１２ａがソレノイド５１２に引き込まれ、それに伴ってアーム部材５０９が支軸５１０を中心に右回転し、アーム部材５０９の一端部に取り付けられている転写ローラ５０５が、感光体ドラム５０１表面との接触位置から符号５０５’の離間位置まで移動する。また、アーム部材５０９の回転に伴って、アーム部材５０９に結合されたシャッタ用アーム部材５１６も支軸５１０を中心に右回転し、シャッタ５１７が保護位置から、反射型光学センサ５０７により基準トナー像５０６’の光学濃度が検知できるように退避する退避位置まで、ガイド部材に沿って矢印方向に移動する。

そして、感光体ドラム５０１上の基準トナー像が転写ローラ５０５との対向位置を通過し、反射型光学センサ５０７によって光学濃度が検知された後、ソレノイド５１２が断電される。これにより、アーム部材５０９及びシャッタ用アーム部材５１６がバネ５１１の付勢力によって支軸５１０を中心に左回転し、転写ローラ５０５が感光体ドラム５０１表面に所定の圧力で接触し、次の転写動作に備えられ、シャッタ５１７は保護位置まで移動するようになっている。なお、図中の符号５４１は現像スリーブ、５４５は現像バイアス電源である。
特開平７−２３４５９５号公報

このように、従来の画像形成装置では、反射型光学センサ５０７の検知面を保護するように開閉するシャッタ５１７が備えられており、濃度測定時には、このシャッタ５１７を開くとともに、感光体ドラム（中間転写方式では転写ベルト）５０１上のトナー像を用紙に転写するための転写ローラ（中間転写方式では二次転写ユニット）５０５を感光体ドラム（中間転写方式では転写ベルト）５０１から離間する必要がある。

また、このようなシャッタ５１７を備えている場合、制御手段は、反射型光学センサ５０７の駆動電流を制御して照射光量を一定に調整するよう、シャッタ閉時にシャッタ５１７と反射型光学センサ５０７との対向面からの反射光を基準反射光として駆動電流を制御することが考えられる。そのため、シャッタ５１７は感光体ドラム（中間転写方式では転写ベルト）５０１に近接して設ける必要がある。これは、反射型光学センサ５０７の出射光は感光体ドラム（中間転写方式では転写ベルト）５０１表面に照射され、その反射光をフォトトランジスタの検知面で検知しているので、感光体ドラム（中間転写方式では転写ベルト）５０１表面とシャッタ５１７が近接していないと、シャッタ５１７からの基準反射光がフォトトランジスタに到着しない可能性があるからである。

このように、シャッタ５１７は感光体ドラム（中間転写方式では転写ベルト）５０１の近くに配置する必要がある。そのため、中間転写方式の画像形成装置において、転写ベルトの着脱を行う場合、シャッタが転写ベルト表面と接触して転写ベルト表面を傷つけるおそれがある。従って、転写ベルトを装置本体に着脱するときは、シャッタを転写ベルトから離間する必要があるが、従来の中間転写方式の画像形成装置において、転写ベルトを装置本体に着脱するときにシャッタを転写ベルトから離間するように構成されているものは提案されていない。

本発明はかかる実情に鑑みて創案されたもので、その目的は、中間転写方式の画像形成装置において、シャッタの開閉動作、転写ベルトと二次転写ユニットとの離間動作、及び転写ベルトの着脱時のシャッタの離間動作を連動させて一連に行うことができ、かつ、これらの連動動作をより簡単かつ部品点数の少ない機構構造で実現した画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、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を一次転写する転写ベルトを有する転写ベルトユニットと、一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する転写機構部を有する二次転写ユニットと、前記二次転写ユニットの下流側に配置され、前記転写ベルト上の基準トナー像を検知する光学センサと、前記光学センサの検知面を保護するシャッタとを備え、前記転写ベルトユニットの着脱が可能な画像形成装置において、前記シャッタと前記二次転写ユニットとの双方に当接するように配置された離接機構部を備えており、前記離接機構部は、前記光学センサによる前記基準トナー像の検知時には、前記シャッタを開くように移動させるとともに前記二次転写ユニットを前記転写ベルトから離間するように移動させ、前記転写ベルトユニットを着脱するために前記二次転写ユニットが取り付けられたサイドユニットを装置本体から引き出したときには、前記シャッタを前記転写ベルトから離れた位置に移動させることを特徴としている。より具体的には、前記離接機構部は、前記シャッタと前記二次転写ユニットとの双方にカム面が当接する偏心カムを含んで構成されている。

すなわち、偏心カムの回転によって、そのカム面に当接しているシャッタと二次転写ユニットとを連動させて移動させるようになっている。この場合、前記離接機構部は、前記シャッタを開く方向に付勢するシャッタ用付勢手段と、前記転写ローラを前記転写ベルトに押圧する方向に付勢するユニット用付勢手段を備えている。これにより、偏心カムの回転によってシャッタは開閉動作を繰り返し、二次転写ユニットは、転写ベルトへの圧接と離間とを繰り返すことになる。

また、二次転写ユニットと偏心カムとは、装置本体に対して摺動可能に設けられたサイドユニットに設けられており、このサイドユニットを装置本体から引き出すと、偏心カムとシャッタとの接触が解除されるようになっている。そのため、サイドユニットを装置本体から引き出すと、シャッタは、シャッタ用付勢手段によって開く方向に移動し、転写ベルト表面から離れることになる。この場合、シャッタ用付勢手段によってシャッタがどこまでも開くと、サイドユニットを再び装置本体内に装着したとき、偏心カムのカム面とシャッタとがうまく接触しない可能性がある。そのため、本発明では、二次転写ユニット(サイドユニット)を装置本体から引き出したとき、シャッタ用付勢手段によるシャッタの移動を所定距離に規制する規制手段を備えた構成としている。これにより、サイドユニットを装置本体から引き出すことによって、シャッタと偏心カムとの接触が外れたとしても、シャッタは所定距離だけ移動すると止まるので、サイドユニットを再び装置本体内に装着したとき、偏心カムのカム面とシャッタとを確実に接触させることが可能となる。

また、本発明の画像形成装置は、前記光学センサが発光素子と受光素子とからなる反射型の光センサであり、前記シャッタによって前記光学センサの検知面を保護している状態で前記発光素子を発光させ、前記シャッタの裏面側での反射光を前記受光素子で受光することにより、この受光光量に基づいて光量調整を行う制御手段を備えていることを特徴としている。すなわち、シャッタを光量調整用の基板としても利用することで、光量調整専用の部材を設ける必要がなく、構造的にも簡単なものとなる。

この場合、前記シャッタは、前記光学センサの検知面を保護するように閉じた状態において、前記転写ベルトに接近して設けられていることが好ましい。接近して設けることで、転写ベルトまでのより正確な光量調整を行うことが可能となる。

また、本発明の画像形成装置では、前記二次転写ユニットの移動を前記光学センサの出力で検出するように構成することができる。この場合、光学センサは、正反射光を検出するセンサを利用する。また、シャッタも光を反射しない構成とする。これにより、シャッタが閉状態であれば光学センサに対する正反射光は無く、シャッタが開状態であれば転写ベルトに反射した正反射光が光学センサの受光部に到達することになる。従って、離接機構部を移動させることでシャッタを開閉したときに、これに連動してシャッタが確実に開閉しているかを、光学センサの出力で検出することで確認することができる。

さらに、本発明の画像形成装置では、基準パターンであるレジストマークを検知するレジストセンサが前記光学センサと主走査方向に沿って一列に配置されており、これらレジストセンサと光学センサとが共通の前記シャッタによって開閉制御される構成としてもよい。このようにシャッタも兼用することで、転写ベルト周辺の構造をより簡素化することが可能となる。

本発明は上記のように構成したので、シャッタの開閉動作、転写ベルトと二次転写ユニットとの離間動作、及び転写ベルトの着脱時のシャッタの離間動作を連動させて一連に行うことができるとともに、これらの連動動作をより簡単かつ部品点数の少ない機構構造で実現することができる。

以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す側面図である。

本実施形態の画像形成装置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１００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、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。また、露光ユニット１としては、この他にも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（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）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。中間転写ローラ６４は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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二次転写機構部である転写ローラ１０によって用紙上に転写される。ただし、二次転写機構部としては、転写ローラに限らず、コロナチャージャや転写ベルトを用いることも可能である。

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ともに、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若しくは中間転写ベルト駆動ローラ６２の何れか一方に硬質材料（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、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、若しくは転写ローラ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。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、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１００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ときは、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。

以上が画像形成装置の全体構成の説明であるが、次に本発明の特徴部分について説明する。

図２及び図３は、本発明の特徴部分の機構構造を示しており、中間転写ベルトユニット６の周辺構造を示している。

本実施形態では、中間転写ベルト６１の中間転写ベルト駆動ローラ６２側に配置されているサイドユニット２１に、転写ローラ１０を含む二次転写ユニット３１が取り付けられている。

サイドユニット２１は、図示しない装置フレームに設けられたガードレール２２，２３により、装置本体１１０に対して引き出し（図中、矢符Ｘ１方向）可能、及び装着（図中、矢符Ｘ２方向）可能にスライド移動するように設けられている。

二次転写ユニット３１は、下端部が支持軸３２によってサイドユニット２１に対し回動可能に取り付けられた回動板３３を備えており、この回動板３３の下部側に、転写ローラ１０を回転可能に保持するローラ筐体３４が固定されている。すなわち、転写ローラ１０は、支持軸３２を中心とする回動板３３の回動動作によって、中間転写ベルト駆動ローラ６２に巻回されている中間転写ベルト６１に対して当接及び離間可能となっている。

一方、この回動板３３の上部側は、中間転写ベルトユニット６側に膨出させたカム当接面３５となっており、サイドユニット２１の中間転写ベルトユニット６側の端部にカム軸３６によって回転可能に保持されている偏心カム３７のカム面に当接するようになっている。また、カム当接面３５の反対側の面とサイドユニット２１との間には、カム当接面３５を偏心カム３７のカム面に当接するように付勢するためのコイルバネ等の弾性部材３８が介装されている。この弾性部材３８によって、回動板３３のカム当接面３５が、偏心カム３７のカム面に常に当接（圧接）されにようになっている。

そして、カム当接面３５が、偏心カム３７のカム中心から最も近い距離にあるカム面に当接している状態（図２に示す状態）において、転写ローラ１０が所定のニップ圧で中間転写ベルト６１に当接するように配置されている。また、カム当接面３５が、偏心カム３７のカム中心から最も遠い距離にあるカム面に当接している状態（図３に示す状態）において、転写ローラ１０が中間転写ベルト６１から離間するようになっている。

一方、この偏心カム３７を介して回転板３３のカム当接面３５と対峙する位置に、Ｌ字状に形成されたシャッタ４１の垂直面４１ａが当接するように配置されている。シャッタ４１は、この垂直面４１ａの上端部がシャッタ支持軸４２によって図示しない装置フレームに回動可能に支持されており、下端部のＬ字状に屈曲された水平面４１ｂが、中間転写ベルト６１と一定の距離を保って上下に対峙するように配置された光学センサ５１に対向するように配置されている。すなわち、シャッタ４１の水平面４１ｂは、光学センサ５１と中間転写ベルト６１との間に位置するように配置されており、かつ、中間転写ベルト６１により接近した状態で配置されている。

このように配置されているシャッタ４１のシャッタ支持軸４２には、ねじりコイルバネ４３が装着されており、このねじりコイルバネ４３の一端側は装置フレームに固定され、他端側が垂直面４１ａに当接して、垂直面４１ａを偏心カム３７のカム面側に付勢するようになっている。

そして、垂直面４１ａが、偏心カム３７のカム中心から最も遠い距離にあるカム面に当接している状態（図２に示す状態）において、水平面４１ｂが、光学センサ５１と中間転写ベルト６１との間に介挿して、光学センサ５１の検知面を保護する（すなわち、シャッタを閉じる）ようになっている。また、垂直面４１ａが、偏心カム３７のカム中心から最も近い距離にあるカム面に当接している状態（図３に示す状態）において、水平面４１ｂが、偏心カム３７の偏心量だけサイドユニット２１側に回動し、光学センサ５１の検知面から退避する（すなわち、シャッタを開く）ようになっている。

また、シャッタ支持軸４２近傍の装置フレームには、シャッタ４１の回動を規制するシャッタ規制部材（規制ピン）４５が設けられている。このシャッタ規制部材４５は、偏心カム３７の回動動作によるシャッタ４１の揺動動作に影響を与えない（すなわち、揺動動作は規制しない）位置に設けられている。一方、中間転写ベルトユニット６を取り外すためにサイドユニット２１を装置本体からＸ１方向に引き出すと、図４に示すように、偏心カム３７もサイドユニット２１とともにＸ１方向に移動するため、シャッタ４１がねじりコイルバネ４３の付勢力によってＲ１方向に回動し、シャッタ規制部材４５に当接して、その回動動作が規制されるようになっている。このとき、シャッタ４１（より正確にはシャッタ４１の水平面４１ｂの先端部）は中間転写ベルト６１から最も離れた状態となっている。この規制位置は、中間転写ベルトユニット６を装着後、サイドユニット２１をＸ２方向に押し込んで装置本体内に装着するとき、偏心カム３７のカム面にシャッタ４１の垂直面４１ａが再び当接して、光学センサ５１の検知面を保護する位置（図２に示す位置）まで回動するように設定されている。

上記構成において、本画像形成装置１００の通常動作時（画像形成動作時）、転写ローラ１０と偏心カム３７とシャッタ４１とは、図２に示す位置関係となっている。すなわち、回転板３３のカム当接面３５が、偏心カム３７のカム中心から最も近い距離にあるカム面に当接しており、転写ローラ１０が所定のニップ圧で中間転写ベルト６１に当接配置されている。また、シャッタ４１は、垂直面４１ａが偏心カム３７のカム中心から最も遠い距離にあるカム面に当接しており、水平面４１ｂが、光学センサ５１と中間転写ベルト６１との間に介挿して、光学センサ５１の検知面を保護している（すなわち、シャッタを閉じている）。これにより、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０との間を通過するシート（記録用紙）の紙粉等が光学センサ５１の検知面に付着することを防止することができる。

一方、光学センサ５１の駆動電流を制御して照射光量を一定に調整するとき（トナーパターンの読取時）は、図２に示す状態から、偏心カム３７を図示しない駆動手段によって一方向（右方向または左方向のどちらでもよい）に１８０度回転させる。これにより、図３に示すように、回転板３３のカム当接面３５が、偏心カム３７のカム中心から最も遠い距離にあるカム面に当接している状態となり、偏心カム３７の偏心量だけ回転板３３がＸ１方向に揺動する結果、転写ローラ１０が中間転写ベルト６１から離間する。また、シャッタ４１は、垂直面４１ａが偏心カム３７のカム中心から最も近い距離にあるカム面に当接している状態となり、水平面４１ｂが、偏心カム３７の偏心量だけＲ１方向に回動し、光学センサ５１の検知面から退避する。すなわち、シャッタ４１を開いた状態となる。これにより、中間転写ベルト６１上に形成された基準トナー像（トナーパターン）６８（図５参照）は、転写ローラ１０に接触して擦れることなく光学センサ５１の直下（光学センサ正面）に到着するので、光学センサ５１により正しい濃度を検出することができる。

一方、中間転写ベルトユニット６の取り換え等を行う場合には、図４に示すように、サイドユニット２１を装置本体からＸ１方向に引き出す。これにより、偏心カム３７もサイドユニット２１とともにＸ１方向に移動するため、シャッタ４１がねじりコイルバネ４３の付勢力によってＲ１方向に回動し、シャッタ規制部材４５に当接する。これにより、シャッタ４１が大きく開いた状態となり、シャッタ４１（より正確にはシャッタ４１の水平面４１ｂの先端部）が中間転写ベルト６１から最も離れた状態となる。また、サイドユニット２１を装置本体からＸ１方向に引き出すことにより、転写ローラ１０も中間転写ベルト６１から大きく離間することになる。これにより、中間転写ベルトユニット６を装置手前（図４において紙面垂直方向手前側）に移動させて取り外したり、装置奥側に移動させて装着するときに、シャッタ４１が中間転写ベルト６１表面に衝突（接触）して、中間転写ベルト６１を傷つけることを防止することができる。

このとき、サイドユニット２１を装置本体からＸ１方向に引き出すことによって、シャッタ４１と偏心カム３７との接触が外れたとしても、シャッタ４１は所定距離だけ移動すると規制ピン４５に当接して止まるので、サイドユニット２１を再び装置本体内に装着したとき、偏心カム３７のカム面とシャッタ４１（正確には、垂直面４１ａ）とを確実に接触させることができ、シャッタ４１を閉じた状態に復帰させることができる。

次に、光学センサ５１自体の光量調整について説明する。

図５は、光学センサ５１近傍の状態を示しており、（ａ）はシャッタ４１を開いている状態、（ｂ）はシャッタ４１を閉じている状態を示している。

光学センサ５１は発光素子であるＬＥＤ５１ａと受光素子であるフォトトランジスタ５１ｂとを備えており、ＬＥＤ５１ａからの赤外光を中間転写ベルト６１上のトナーパターン６８に反射させてフォトトランジスタ５１ｂで検出することにより濃度を検出し、プロセス制御に反映する（図５（ａ）参照）。しかし、ＬＥＤ５１ａは、部品ばらつきや経時変化による劣化により、所定の電流で駆動しても発光量が変化することがある。従って、図５（ｂ）に示すように、シャッタ４１の閉まった状態でＬＥＤ５１ａを発光させ、シャッタ４１の水平面４１ｂからの反射光を基準反射光としてフォトトランジスタ５１ｂで検出し、所定の出力となるように駆動電流を補正するようにしている。このように、シャッタ４１を光量調整用の基板としても利用することで、光量調整専用の部材を別途設ける必要がなく、構造的にも簡単なものとすることができる。

この場合、シャッタ４１の水平面４１ｂは、中間転写ベルト６１に接近して設けられていることが好ましい。接近して設けることで、光学センサ５１が中間転写ベルト６１上のトナーパターン６８の濃度を読み取るときの距離と、シャッタ４１の水平面（対向面側の水平面）４１ｂの濃度を読み取るときの距離とがより近い距離となるので、より正確な光量調整を行うことが可能となる。

図６は、光学センサ５１の周辺回路構成を示している。

図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる制御部７５は、Ｄ／Ａ変換器７６を介して光学センサ５１のＬＥＤ５１ａに接続されており、Ａ／Ｄ変換器７７を介して光学センサ５１のフォトトランジスタ５１ｂに接続されている。すなわち、ＬＥＤ５１ａは、カソードがアース電位に接続され、アノードが抵抗Ｒ１を介してＤ／Ａ変換器７６に接続されている。また、フォトトランジスタ５１ｂは、エミッタがアース電位に接続され、コレクタが抵抗Ｒ２を介して電源電圧Ｖｃｃに接続されているとともに、Ａ／Ｄ変換器７７に接続されている。Ａ／Ｄ変換器７７は、フォトトランジスタ５１ｂのアナログ出力をデジタル値に変換する。制御部７５は、フォトトランジスタ５１ｂの出力であるＡ／Ｄ変換器７７からのデジタル値に基づいてＤ／Ａ変換器７６を制御して、ＬＥＤ５１ａの照射光量を調整するようになっている。

なお、上記説明では、シャッタ４１を利用して光学センサ５１自体の光量調整を行う手法について説明したが、光学センサ５１の出力を利用して二次転写ユニット３１の移動（正確には、サイドユニット２１の移動）を検出するように構成することができる。この場合、少なくとも光学センサ５１に対向するシャッタ４１の水平面４１ｂは、光を反射しない構成とする。これにより、図７に示すように、シャッタ４１が閉状態（図７（ｂ）に示す状態）であれば、光学センサ５１に対する正反射光は無く、シャッタ４１が開状態（図７（ａ）に示す状態）であれば、転写ベルト６１に反射した正反射光が光学センサ５１のフォトトランジスタ５１ｂに到達することになる。従って、二次転写ユニット３１（正確には、サイドユニット２１）を移動させたとき、これに連動してシャッタ４１が確実に開閉しているかを、光学センサ５１の出力で検出することができる。これにより、二次転写ユニット３１が引き出されているか否かを検出するための専用のセンサを別途設ける必要がなくなり、部品点数の削減と装置の小型化を図ることができる。

制御部７５は、二次転写ユニット３１が引き出されているか否かを検出する光学センサ５１の出力に基づいて、印刷動作の可否を制御する。また、制御部７５は、二次転写ユニット３１が引き出されていたら、図示しない操作パネルのディスプレイに引き出されている旨の表示を行い、印刷動作を禁止する。

図８は、中間転写ベルト６１に対する光学センサ５１とレジストセンサ５６ａ，５６ｂとの配置位置を装置上面から見た状態を示している。

レジストセンサ５６ａ，５６ｂは、基準パターンであるレジストマークを検出して画像形成位置を測定し、画像形成位置の補正を行うためのものであり、装置手前側と装置奥側に一対設けられている。また、光学センサ５１はその中央位置に設けられている。すなわち、光学センサ５１とレジストセンサ５６ａ，５６ｂとは主走査方向Ｙに一列に配置されており、本実施形態では、光学センサ５１のシャッタ４１をレジストセンサ５６ａ，５６ｂのシャッタとして兼用している。すなわち、共通のシャッタ４１によりそれぞれ検知面が遮蔽／開放されるようになっている。これにより、シャッタ及び開閉機構が1セットで済むため、部品点数の増加を抑えることができる。

本発明の画像形成装置の全体構成を示す側面図である。 本発明の特徴部分である中間転写ベルトユニットの周辺構造を示す側面図である。 本発明の特徴部分である中間転写ベルトユニットの周辺構造を示す側面図である。 本発明の特徴部分である中間転写ベルトユニットの周辺構造を示す側面図である。 光学センサ近傍の状態を示しており、（ａ）はシャッタを開いている状態、（ｂ）はシャッタを閉じている状態である。 光学センサの周辺回路構成図である。 光学センサを二次転写ユニットの移動検出に用いた場合の説明図である。 中間転写ベルトに対する光学センサとレジストセンサとの配置位置を装置上面から見た平面図である。 光学センサの前にシャッタを備えた従来の画像形成装置の概略断面図である。

符号の説明

１ 露光ユニット
２ 現像器
３ 感光体ドラム
４ クリーナユニット
５ 帯電器
６ 中間転写ベルトユニット
７ 定着ユニット
１０ 転写ローラ
１１ａ，１１ｂ ピックアップローラ
１２ａ〜１２ｄ 搬送ローラ
１３ レジストローラ
２１ サイドユニット
２２，２３ ガードレール
３１ 二次転写ユニット
３２ 支持軸
３３ 回動板
３５ カム当接面
３６ カム軸
３７ 偏心カム
３８ 弾性部材（ユニット用付勢手段）
４１ シャッタ
４１ａ 垂直面
４１ｂ 水平面
４２ シャッタ支持軸
４３ ねじりコイルバネ（シャッタ用付勢手段）
４５ シャッタ規制部材（規制手段）
５１ 光学センサ
５１ａ ＬＥＤ
５１ｂ フォトトランジスタ
５６ａ，５６ｂ レジストセンサ
６１ 中間転写ベルト（請求項の転写ベルト）
６２ 中間転写ベルト駆動ローラ
６３ 中間転写ベルト従動ローラ
６４ 中間転写ローラ
６５ 中間転写ベルトクリーニングユニット
６８ トナーパターン
７１ ヒートローラ
７２ 加圧ローラ
７５ 制御部
７６ Ｄ／Ａ変換器
７７ Ａ／Ｄ変換器
８１ 給紙カセット
９１ 排紙トレイ
９２ 原稿載置台
１００ 画像形成装置
１１０ 装置本体
１２０ 自動原稿処理装置

Claims (9)

1. 感光体ドラム上に形成されたトナー像を一次転写する転写ベルトを有する転写ベルトユニットと、一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する転写機構部を有する二次転写ユニットと、前記二次転写ユニットの下流側に配置され、前記転写ベルト上の基準トナー像を検知する光学センサと、前記光学センサの検知面を保護するシャッタとを備え、前記転写ベルトユニットの着脱が可能な画像形成装置において、
   前記シャッタと前記二次転写ユニットとの双方に当接するように配置された離接機構部を備えており、
   前記離接機構部は、前記光学センサによる前記基準トナー像の検知時には、前記シャッタを開くように移動させるとともに前記二次転写ユニットを前記転写ベルトから離間するように移動させ、前記転写ベルトユニットを着脱するために前記二次転写ユニットが取り付けられたサイドユニットを装置本体から引き出したときには、前記シャッタを前記転写ベルトから離れた位置に移動させることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記二次転写ユニットが引き出されているか否かを検出する光学センサの出力に基づいて、印刷動作の可否を制御する制御部を備えていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記離接機構部は、前記シャッタと前記二次転写ユニットとの双方にカム面が当接する偏心カムを含むことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３記載の画像形成装置において、
   前記離接機構部は、前記シャッタを開く方向に付勢するシャッタ用付勢手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記離接機構部は、前記転写ローラを前記転写ベルトに押圧する方向に付勢するユニット用付勢手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記光学センサが発光素子と受光素子とからなる反射型の光学センサであり、前記シャッタによって前記光学センサの検知面を保護している状態で前記発光素子を発光させ、前記シャッタの裏面側での反射光を前記受光素子で受光することにより、この受光光量に基づいて光量調整を行う制御手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、
   前記シャッタは、前記光学センサの検知面を保護するように閉じた状態において前記転写ベルトに接近して設けられていることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項４記載の画像形成装置において、前記二次転写ユニットを装置本体から引き出したとき、前記シャッタ用付勢手段による前記シャッタの移動を所定距離に規制する規制手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１記載の画像形成装置において、
   基準パターンであるレジストマークを検知するレジストセンサが前記光学センサと主走査方向に沿って一列に配置されており、これらレジストセンサと光学センサとが共通の前記シャッタによって開閉制御されることを特徴とする画像形成装置。

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