JP4682846B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
ここで、「画像形成手段にて形成される画像を担持する構成」は、ベルト表面にて直接画像を担持する構成のみならず、画像を間接的に担持する構成(例えば、画像を担持する被記録媒体を保持することで画像を間接的に担持する構成等)をも含む。
また、「検出手段によってベルトの表面の状態を検出する構成」とは、ベルトの表面に形成された濃度パッチやレジストマークを検出する構成、ベルトの下地の状態を検出する構成(キズの検出や下地濃度の検出など)、予め所定間隔に配置されたベルト上のマークからベルトの移動量を検出する構成、などを含む。
前記画像形成手段は、先行する前記パターン画像と後続する前記パターン画像とを、前記ベルトの周回移動方向における前記検出位置と前記清掃位置との間の長さよりも大きい間隔をあけて前記ベルト上に形成することを特徴とする。
請求項1の発明によれば、検出手段によってベルトの表面の状態を検出する際に、検出位置においてベルトの張力を増大させ、ベルトを安定させることができるため、ベルトの表面の状態を精度高く検出することができるようになる。また、常にベルトの張力が増大するのではなく、張力が弱まる期間が存在するようになるため、ベルトの負荷を抑えることができ、ベルトの伸びやくせなどを効果的に抑制できることとなる。
また、ベルトにパターン画像を形成しうる構成において、ベルトの表面の状態を精度高く検出でき、かつベルトの負荷を効果的に抑えることができるようになる。
また、クリーニング部材を利用して張力を増大することができるようになる。即ち、張力増大手段として専用の部品を設けることなくベルトの張力を増大させる構成を実現できるため、コストを抑えつつ精度高い検出が可能となる。
請求項2の発明によれば、簡易な構成にてクリーニング部材による抵抗力を低下させることができる。
請求項3の発明によれば、複雑な機構を用いることなく簡易にクリーニング部材による抵抗力を低下させることができる。
請求項4の発明によれば、駆動ローラを利用して張力を増大することができるようになる。即ち、張力増大手段として専用の部品を設けることなくベルトの張力を増大させる構成を簡易に実現できるため、コストを抑えつつ精度高い検出が可能となる。
請求項5の構成によれば、パターン画像の検出時においてパターン画像を安定させることができるため、パターン画像を精度高く検出することができるようになる。
請求項6の発明によれば、検出手段による検出の際に検出位置の張力を増大させることができ、かつパターン画像のクリーニングを行う際には、当該パターン画像についての検出が完了していることとなる。従って、高精度な検出を可能としつつ、検出後すぐにクリーニングを実行する構成が採用でき好適である。
請求項7の発明によれば、パターン画像のクリーニングを行っている最中に、次のパターン画像の検出が重ならないようになる。従って、複数のパターン画像を形成する場合において、パターン画像の検出とパターン画像のクリーニングとを共に良好に行うことができるようになる。
請求項8の発明によれば、パターン画像を長く形成する場合であってもパターン画像のクリーニングと検出とが重ならない構成を、装置構成を大型化することなく簡易に実現できる。
請求項9の構成によれば、画像形成手段を構成する部品と検出手段を構成する部品とが、いずれか一の平面付近に集中しなくなり、これら部品を複数の平面に亘って効率的に配置できるようになる。従って、装置の小型化を効果的に図ることができる。
1.全体構成
図1は、本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
このカラーレーザプリンタ1は、複数のプロセス部17が水平方向において並列的に配置される、横並びタイプのタンデム方式のカラーレーザプリンタであって、本体ケーシング2内に、被記録媒体たる用紙3を給紙するための給紙部4、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5、画像が形成された用紙3を排紙するための排紙部6を備えている。画像形成部5は、画像形成手段に相当する。
給紙側U字パス12は、上流側端部が、下方において給紙ローラ11に隣接し、用紙3が前方に向かって給紙されるように、また、下流側端部が、上方において後述する搬送ベルト38に隣接し、用紙3が後方に向かって排紙されるような、略U字状の用紙3の搬送経路として形成されている。
プロセス部17は、複数色のトナーの各色ごとに設けられている。すなわち、プロセス部17は、イエロープロセス部17Y、マゼンタプロセス部17M、シアンプロセス部17Cおよびブラックプロセス部17Kの4つからなる。これらプロセス部17は、前方から後方に向かって互いに間隔を隔てて、水平方向において重なるように、順次並列して配置されている。
スキャナユニット20は、レーザ発光部(図示せず)、ポリゴンミラー22、レンズ23、ならびに反射鏡24とを備えている。そして、スキャナユニット20では、レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザ光が、ポリゴンミラー22で反射され、レンズ23を通過し、反射鏡24で反射されて、後述する感光ドラム25に向けて出射される。
感光ドラム25は、円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成されるドラム本体29と、このドラム本体29の軸心において、ドラム本体29の軸方向に沿って延びるドラム軸30とを備えている。ドラム本体29は、ドラム軸30に対して回転自在に設けられ、ドラム軸30は、プロセスカートリッジ21のフレームの幅方向(前後方向および上下方向に直交する方向、以下同じ。)両側壁に支持されている。そして、感光ドラム25は、画像形成時において、後述する搬送ベルト38との接触位置(画像形成位置)における搬送ベルト38の移動方向と同方向(図中時計回り)に回転駆動される。
現像ローラ27は、感光ドラム25の上方において感光ドラム25と対向配置され、感光ドラム25と圧接されている。この現像ローラ27は、金属製のローラ軸31に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分32が被覆されている。また、ローラ軸31は、プロセスカートリッジ21の幅方向両側壁に回転自在に支持されている。
また、プロセスカートリッジ21内の上側部分は、トナーを収容するトナー収容室35として形成されており、各色ごとのトナーが収容されている。すなわち、トナー収容室35内には、各プロセス部17ごとに、イエロープロセス部17Yにはイエロー、マゼンタプロセス部17Mにはマゼンタ、シアンプロセス部17Cにはシアンおよびブラックプロセス部17Kにはブラックの色を有する正帯電性の非磁性1成分の重合トナーが、それぞれ収容されている。
一方、スコロトロン型帯電器26が、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させて、感光ドラム25の表面を一様に正帯電させている。感光ドラム25の表面は、感光ドラム25の回転に伴なって、スコロトロン型帯電器26により一様に正帯電された後、スキャナユニット20からのレーザ光の高速走査により露光され、用紙3に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
従動ローラ37は、駆動ローラ36の回転駆動時に、次に述べる搬送ベルト38との接触部分における搬送ベルト38の移動方向と同方向(図中反時計回り)に従動回転する。
加熱ローラ48は、その表面に離型層が形成される金属素管からなり、その軸方向に沿ってハロゲンランプが内装されている。そして、ハロゲンランプにより、加熱ローラ48の表面が定着温度に加熱される。また、加圧ローラ49は、加熱ローラ48を押圧するように設けられている。
排紙部6は、排紙側U字パス50、排紙ローラ51、および、排紙トレイ52を備えている。
排紙側U字パス50は、上流側端部が、下方において定着部19に隣接し、用紙3が後方に向かって給紙されるように、下流側端部が、上方において排紙トレイ52に隣接し、用紙3が前方に向かって排紙されるような、略U字状の用紙3の搬送経路として形成されている。
排紙トレイ52は、本体ケーシング2の上面に、前方から後方に向かって下方に傾斜する傾斜壁として形成されている。
定着部19から搬送されてくる用紙は、排紙側U字パス50の上流側端部に、後方に向かって給紙され、その排紙側U字パス50内において、搬送方向が反転され、排紙ローラ51により、前方に向かって排紙トレイ52上に排紙される。
次に、上記レーザプリンタ1の電気的構成について説明する。
図2は、レーザプリンタ1の電気的構成を概念的に示すブロック図である。
レーザプリンタ1は、図2に示すようにCPU91、ROM92、RAM93、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)からなる制御部95によって各構成要素を制御する制御装置90が構成されている。さらに、制御部95と電気的に接続される形態にて、メインモータ96、スキャナモータ97、入力パネルなどからなる操作部98、各種ランプなどからなる表示部99、センサ100などが設けられ、これらにより制御系が構成されている。
CPU91は、予めROM92に格納されたプログラムに基づいて、メインモータ96やスキャナモータ97の駆動制御を行う。
まず、本実施形態の特徴構成の概要を説明する。なお、図3は、搬送ベルト38の周囲の構成を概念的に説明する説明図である。
図1、図3に示すように、レーザプリンタ1には、搬送ベルト38の表面の状態を検出する上述のセンサ100が設けられている。このセンサ100(センサ100は検出手段に相当する)は、搬送ベルト38の表面濃度を検出する濃度検出センサとして構成されるものである。即ち、搬送ベルト38は、上述したように用紙3を搬送するものであるが、画像形成部5にて形成されるパターン画像(キャリブレーション処理に用いる濃度パッチ(図6参照)等のパターン画像)を直接担持しつつ周回移動可能とされており、センサ100はこのパターン画像の濃度や、搬送ベルト38の下地の濃度を検出する構成をなしている。
図4のフローチャートに示すように、画像形成処理が実行されると、S10にて通常時開始処理がなされる。この通常時開始処理は、搬送ベルト38、感光ドラム25、現像ローラ27、クリーニングローラ47、及び定着ローラ(加熱ローラ48、加圧ローラ49)を正転方向に駆動開始する処理である。なお、これらの駆動開始は順番に行ってもよく、並行して行ってもよい。なお、搬送ベルト38の正転方向は、図3のF3の方向であり、また、クリーニングローラ38の正転方向は、搬送ベルト38を矢印F3の方向に送り出す向き(図3の矢印F1の方向)である。また、感光ドラム25の正転方向は図1、図3における時計回り(図1の矢印参照)であり、現像ローラ27の正転方向は、感光ドラム25とは反対方向(即ち、図1における反時計回り)である。
図5は、パッチ濃度測定処理の流れを例示するフローチャートである。
パッチ濃度検出処理が実行されると、まずS100にてパッチ濃度測定時開始処理が行われる。S100のパッチ濃度測定時開始処理は、図4のS10の通常時開始処理と同様であり、搬送ベルト38、感光ドラム25、現像ローラ27、クリーニングローラ47、を正転方向に駆動開始する処理であるが、当該パッチ濃度測定処理では定着器は用いないため、定着ローラの駆動開始は行われない。
なお、パッチの例としては、図6のような色毎のマーク群に限られず、複数色のマークが集合化したマーク群として構成されていてもよい。例えば、同一階調の複数色のマークを集合化させてパッチを構成するようにしてもよい。
S190のパッチ濃度測定時停止処理は、S110のパッチ濃度測定時開始処理にて駆動を開始した感光ドラム25、現像ローラ27、クリーニングローラ47、搬送ベルト38を停止させる処理である。なお、それぞれの停止は、順番に行ってもよく、並行して行ってもよい。
本実施形態では、図7に示すように、搬送ベルト38の周回移動方向における検出位置P1(図3)と清掃位置P2(図3)との間の長さL1よりも短い長さL2のパッチP(パターン画像)をベルト上に形成しており、センサ100によるパッチPの濃度検出が完了し、パッチPの先頭が清掃位置P2に到達するまでの間に、クリーニングローラ47によるクリーニング動作が開始されるようになっている(詳しくは、クリーニングローラ47の逆転方向への駆動が開始される)。従って、センサ100による検出の際に検出位置P1の張力を増大させることができ、かつパッチPのクリーニングを行う際には、パッチPの検出が完了しているようになっている。従って、高精度な検出を可能としつつ、検出後すぐにクリーニングを実行する構成が採用でき好適である。
図8に示すように、ベルトの下地測定処理が実施されると、S200にて下地測定時開始処理がなされる。この下地測定時開始処理は、図5のパッチ濃度測定時開始処理(S100)と同様に、搬送ベルト38、感光ドラム25、現像ローラ27、クリーニングローラ47、を正転方向に駆動開始する処理である。その後、S210にてクリーニングローラ47を逆転方向に駆動する。この逆転方向の駆動は、逆転駆動開始から搬送ベルト38が1周するまでの間行われる。搬送ベルト38のクリーニングが1周終了すると、S220にてYesに進み、クリーニングローラ47が正転方向に駆動される(S230)。クリーニングローラ47が正転方向に駆動されると、上述したように、搬送ベルト38の周回移動に対するクリーニングローラ47による抵抗力が検出前(詳しくは、クリーニングローラ47の正転方向の駆動開始前)よりも低下し、検出位置P1での搬送ベルト38の張力が増大する。この状態でS240のベルト下地測定処理がなされる。ベルト下地測定処理は、センサ100によってベルトの下地の濃度を検出する処理であり、この検出処理中には増大した張力が維持されるようになっている。そして、S250にてベルト状態が良好か否か(詳しくは検出濃度が基準を満たしているか否か)を判断し、良好でない場合(例えば、ベルトに汚れなどが生じている場合等)にはS260にてエラーを報知する。エラー報知後はS270の下地測定時停止処理に移る。また、S250にて良好と判断された場合もS270の下地測定時停止処理に移る。S270の下地測定時停止処理は、図5のパッチ濃度測定時停止処理(S190)と同様の処理であり、駆動中の感光ドラム25、現像ローラ27、クリーニングローラ47、搬送ベルト38を停止させる。このように、本実施形態では、「ベルトの表面の状態の検出」としてパターン画像の検出のみならず、搬送ベルト38の下地の濃度検出をも実施しており、その際にも搬送ベルトの張力を増大させるようにしている。なお、本実施形態では、搬送ベルト38の1周分のクリーニングを行った後、搬送ベルト38の下地の濃度検出を行っているが、1周以上(例えば2週)クリーニングした後、搬送ベルト38の下地の濃度検出を行うようにしてもよい。
次に、図9を参照して実施形態2について説明する。
上記実施形態では、クリーニングローラ47の順方向の回転速度を相対的に変更することにより搬送ベルト38の張力を増大させる構成を例示したが、本実施形態では、クリーニングローラ47を搬送ベルト38に対して接触及び離間可能とすることで搬送ベルト38の張力を増大させる構成を例示している。なお、クリーニング装置40の構成以外は実施形態1と同様であるのでクリーニング装置40以外の詳細な説明は省略する。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)上記実施形態では、クリーニングローラ47によってベルトの張力を増大させる構成を例示したが、駆動ローラ36によって張力増大手段を実現してもよい。例えば、上記実施形態と同様に、搬送ベルト38の周回移動方向における駆動ローラ36から従動ローラ37へと向かう部分と対向してセンサ100を配置した上で、駆動ローラ36の回転速度を、検出前の第1回転速度から、それよりも小さい第2回転速度へと低下させるように駆動ローラ36を制御することで、搬送ベルト38の張力を検出前よりも増大させるようにしてもよい。この例としては、例えばCPU91の制御に基づいて、メインモータ96への電流値を制御することにより回転速度を低下させる構成が考えられ、この場合、CPU91、メインモータ96、駆動ローラ36が張力増大手段に相当することとなる。この場合も、張力増大手段として専用の部品を設けることなくベルトの張力を増大させる構成を簡易に実現でき、コストを抑えつつ精度高い検出が可能となる。
(2)本発明で「画像形成装置」は、プリンタ(例えばレーザプリンタ)などの印刷装置だけでなく、ファクシミリ装置や、プリンタ機能及びスキャナ機能等を備えた複合機であってもよい。また、上記実施形態のような、現像ローラ27毎に像担持体を備えたタンデム方式のものに限られず、共通の像担持体に対し各現像ローラが現像剤像の形成を行う転写体方式、中間転写体方式及びシングルパス方式であってもよい。
(3)特許請求の範囲でいうベルトは、上記実施形態のような搬送ベルトに限られない。例えば、画像形成装置を多重現像方式(シングルパス方式や多回転方式)の装置として構成した場合、露光によって静電潜像が形成される「感光体ベルト」を本発明の「ベルト」としてもよい。また、画像形成装置を中間転写体方式の装置として構成した場合、感光体に担持された現像剤像を被記録媒体に転写するまでの間で中継的な役割を果たす「中間転写ベルト」を、本発明の「ベルト」としてもよい。
(4)上記実施形態では、クリーニングローラの回転速度や接触離間を調整することにより抵抗力を調節していたが、クリーニング部材のベルトへの当接力を調節することにより抵抗力を調節するようにしてもよい。例えば、クリーニング時にはクリーニング部材をベルトに強く押し当て、検出時には弱く押し当てるようにして抵抗力を調整するようにしてもよい。
(5)上記実施形態では、クリーニング部材としてクリーニングローラを例示したが、これに限らず、例えば、ベルト上の異物を掃き取り可能な或いは掻き取り可能な部材(例えばブレード状に構成されるクリーニングブレード)などであってもよい。このようにクリーニングブレードを用いた場合であっても、クリーニングブレードの接触及び離間によって抵抗力を調節するようにしてもよく、クリーニングブレードのベルトへの当接力を調節することにより抵抗力を調節するようにしてもよい。
(6)上記実施形態では、円筒状のクリーニングローラによってクリーニング部材を構成したが、これに限らず、例えば、回転可能なブラシ部材によってクリーニング部材を構成してもよい。
(7)実施形態1では、クリーニングローラ47を停止状態から正転方向(順方向)に回転させることで、或いは逆転方向から正転方向へ回転させることで、クリーニングローラ47の順方向の回転速度を相対的に増大させていたが、クリーニングローラ47の順方向の回転速度を相対的に増大させて抵抗力を低下させる方法としては、以下の方法であってもよい。例えば、クリーニングローラ47が搬送ベルト38を送り出す正転方向(順方向)に回転している状態において、所定回転速度(第1の順回転速度)からそれよりも大きい第2の順回転速度に変更することで抵抗力を低下させる方法であってもよい。また、クリーニングローラ47が搬送ベルト38を送り出す正転方向(順方向)とは逆方向に回転している状態において、所定回転速度(第1の逆回転速度)からそれよりも小さい第2の逆回転速度に変更することで抵抗力を低下させる方法であってもよい。
(8)上記実施形態では、「パターン画像」として濃度測定用のパッチを例示したが、濃度測定用のパッチでなくてもよい。例えば、ベルトの移動量を測定するためのマークや、各色ごとの画像形成位置を検出するために形成されるレジストマークでもよい。
5...画像形成部(画像形成手段)
36...駆動ローラ
37...従動ローラ
38...搬送ベルト(ベルト)
38A...一の平面
38B...他の平面
47...クリーニングローラ(クリーニング部材、ローラ部材、張力増大手段)
91...CPU(張力増大手段)
100...センサ(検出手段)
M1...モータ(張力増大手段)
P1...検出位置
P2...清掃位置
Claims (9)
- 被記録媒体への画像の形成、および、前記画像を形成する際の補正処理を決定するパターン画像の形成を行う画像形成手段と、
前記画像形成手段にて形成される前記パターン画像を担持しつつ周回移動する環状のベルトと、
前記ベルトの表面の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出位置についての前記ベルトの張力状態として、前記検出手段による検出が行われない場合の状態である非検出張力状態と、前記非検出張力状態より張力が増大された張力増大状態とがあり、
前記検出手段による検出を行う際に、少なくとも前記検出手段による前記検出位置における前記ベルトの張力状態を前記張力増大状態とする張力増大手段と、
前記ベルトを駆動する駆動ローラと、
前記ベルトを清掃するクリーニング部材と、
を備え、
前記ベルトの周回移動方向における、前記ベルトが前記駆動ローラに支持される支持位置と、前記ベルトが前記クリーニング部材と接触する清掃位置と、の間において、前記検出位置が配置されており、
前記張力増大手段は、前記検出手段による検出を行う際に、前記ベルトの周回移動に対する前記クリーニング部材による抵抗力を、前記ベルトが前記非検出張力状態である場合よりも低下させるように当該クリーニング部材を制御することで、前記ベルトの張力状態を前記張力増大状態とすることを特徴とする画像形成装置。 - 前記クリーニング部材は、前記ベルトに対して接触及び離間可能に構成され、
前記張力増大手段は、前記クリーニング部材を、接触状態から離間状態に変位させることにより、前記ベルトが前記非検出張力状態である場合よりも前記抵抗力を低下させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記クリーニング部材は、前記ベルトに接触する回転可能なローラ部材からなり、
前記張力増大手段は、前記ローラ部材における前記ベルトを送り出す順方向の回転速度を、前記ベルトが前記非検出張力状態である場合よりも相対的に増大させるように前記ローラ部材を駆動することで前記抵抗力を低下させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 被記録媒体への画像の形成、および、前記画像を形成する際の補正処理を決定するパターン画像の形成を行う画像形成手段と、
前記画像形成手段にて形成される前記パターン画像を担持しつつ周回移動する環状のベルトと、
前記ベルトの表面の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出位置についての前記ベルトの張力状態として、前記検出手段による検出が行われない場合の状態である非検出張力状態と、前記非検出張力状態より張力が増大された張力増大状態とがあり、前記検出手段による検出を行う際に、少なくとも前記検出手段による前記検出位置における前記ベルトの張力状態を前記張力増大状態とする張力増大手段と、
前記ベルトを駆動する駆動ローラと、
前記ベルトを清掃するクリーニング部材と、
を備え、
前記ベルトの周回移動方向における、前記ベルトが前記駆動ローラに支持される支持位置と、前記ベルトが前記クリーニング部材と接触する清掃位置と、の間において、前記検出位置が配置されており、
前記張力増大手段は、前記駆動ローラの回転速度を、前記非検出張力状態の第1回転速度から、それよりも小さい第2回転速度へと低下させるように当該駆動ローラを制御することで、前記ベルトの張力状態を前記張力増大状態とすることを特徴とする画像形成装置。 - 前記検出手段は、少なくとも前記ベルトに担持された前記パターン画像を検出するものであり、
前記張力増大手段は、前記検出手段による前記パターン画像の検出時に、前記ベルトの張力状態を前記張力増大状態とすることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記画像形成手段は、前記ベルトの周回移動方向における前記検出位置と前記清掃位置との間の長さよりも短い長さのパターン画像を前記ベルト上に形成し、
前記検出手段は、前記ベルトに担持された前記パターン画像を検出する構成をなし、
前記クリーニング部材は、前記検出手段による前記パターン画像の検出が完了してから前記パターン画像が前記清掃位置に到達するまでの間に前記ベルトに対するクリーニング動作を開始することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記検出手段は、前記ベルトに担持されるパターン画像を検出する構成をなし、
前記画像形成手段は、先行する前記パターン画像と後続する前記パターン画像とを、前記ベルトの周回移動方向における前記検出位置と前記清掃位置との間の長さよりも大きい間隔をあけて前記ベルト上に形成することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記検出手段は、前記ベルトに担持されるパターン画像を検出する構成をなし、
前記画像形成手段は、前記パターン画像を、前記ベルトの周回移動方向における前記検出位置と前記清掃位置との間の長さよりも大きい間隔をあけて分割して形成することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記ベルトは、複数のローラに張架されて複数の平面が構成されるようになっており、
前記画像形成手段は、いずれか一の平面と対向配置され、
前記検出手段は、前記一の平面と異なる他の平面と対向配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の画像形成装置。
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