JP4560571B2 - 転写ベルト清掃機能付き画像形成装置 - Google Patents

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、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、
前記開閉部によりシャッタが開き始めてから完全に開いて前記光学センサの検出が可能になる時間と、シャッタが開き始めてから前記清掃部材離接部によりシャッタに連動して前記清掃部材が転写ベルトから離間するまでの時間とに時間差が有り、
前記制御部は、前記基準トナー像が前記転写ベルトに転写された場合、前記転写ベルトの搬送スピードから清掃位置に前記基準トナー像が到達する時間を求め、前記清掃部材の前記時間差を考慮して、前記基準トナー像の到達前に前記清掃部材が前記転写ベルトから離間するタイミングでシャッタを開く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。

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。

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、（ｂ）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の閉→開動作の繰り返し回数をカウントする。

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清掃部材が転写ベルトに接触した状態からシャッタが開き始めて、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 (11)

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、
   前記開閉部によりシャッタが開き始めてから完全に開いて前記光学センサの検出が可能になる時間と、シャッタが開き始めてから前記清掃部材離接部によりシャッタに連動して前記清掃部材が転写ベルトから離間するまでの時間とに時間差が有り、
   前記制御部は、前記基準トナー像が前記転写ベルトに転写された場合、前記転写ベルトの搬送スピードから清掃位置に前記基準トナー像が到達する時間を求め、前記清掃部材の前記時間差を考慮して、前記基準トナー像の到達前に前記清掃部材が前記転写ベルトから離間するタイミングでシャッタを開く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５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７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。
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７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９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。

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