JP4999076B2 - ベルト装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

ベルト装置、及び、画像形成装置 Download PDF

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Description

この発明は、所定方向に走行する転写ベルトの幅方向の変位を検知するベルト寄り検知装置備えたベルト装置及び画像形成装置関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に設置された中間転写ベルト、転写搬送ベルト等の転写ベルトの幅方向の変位を検知するベルト寄り検知装置が設置されたベルト装置、及び、画像形成装置に関するものである。
従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、中間転写ベルト(ベルト装置)を備えたタンデム型のカラー画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。
詳しくは、4つの感光体ドラム(像担持体)が中間転写ベルト(ベルト部材)に対向するように並設されている。これらの4つの感光体ドラムでは、それぞれ、ブラック(黒色)、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像が形成される。そして、各感光体ドラムで形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト上に重ねて転写される。さらに、中間転写ベルト上に担持された複数色のトナー像は、カラー画像として記録媒体上に転写される。
このような画像形成装置では、中間転写ベルトの幅方向の変位を検知して、その検知結果に基づいて中間転写ベルトの幅方向の変位を補正する技術が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。このような技術は、中間転写ベルトが蛇行する不具合や、中間転写ベルトが幅方向に大きく変位(ベルト寄り)した後に他の部材に接触して中間転写ベルトが破損する不具合、等を抑止することを目的としたものである。
具体的に、特許文献1等では、中間転写ベルト(無端ベルト)の幅方向端部に当接してその変位に追従して揺動する揺動部材(接触子)の変位量を、検知部(変位センサ)で検知している。そして、検知部の検知結果に基づいて、補正手段(蛇行補正ローラ)によって、中間転写ベルトの変位(蛇行)を補正している。
特開2006−343629号公報 特開2001−83840号公報
上述した従来の画像形成装置は、ベルト部材の幅方向の変位を高精度に検知できない場合があった。
詳しくは、従来のものは、揺動部材(接触子)がベルト部材に面接触していて、ベルト部材との接触面積が大きかった。そのため、ベルト部材が幅方向に直交する方向(ベルト部材の走行方向ではない上下方向である。)に変位した(振れた)ときに、揺動部材がその直交方向の振れに追従して揺動してしまうことがあり、ベルト部材の幅方向の変位を精度よく検知することができなかった。また、ベルト部材に対する揺動部材(接触子)の取り付け精度(取り付け角度)のバラツキによって、ベルト部材の幅方向変位の検知結果にバラツキが生じ易かった。さらに、揺動部材(接触子)とベルト部材との長時間の摺接により双方の部材が大きく磨耗してしまい、経時におけるベルト部材の幅方向変位の検知結果に誤差が生じていた。
このような問題は、特に、ベルト部材が高速で走行する高速機(プロセス線速が速い画像形成装置である。)において無視できないものになっていた。
また、このような問題は、ベルト部材として中間転写ベルトを用いたベルト装置に限定されることなく、ベルト部材の変位の検知・補正をおこなうベルト装置であれば、ベルト部材として転写搬送ベルトを用いたベルト装置や、ベルト部材として感光体ベルトを用いたベルト装置でも共通するものである。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、装置が高速化された場合等であっても、比較的簡易な構成で、経時においても転写ベルトの幅方向の変位を高精度に検知することができる、ベルト装置、及び、画像形成装置を提供することにある。
この発明の請求項1記載の発明にかかるベルト装置は、所定方向に走行して、像担持体上に担持されたトナー像をその表面に転写する、又は、その表面上にて記録媒体を搬送しながら像担持体上に担持されたトナー像を当該記録媒体に転写する、転写ベルトと、前記転写ベルトの幅方向の変位を検知するベルト寄り検知装置と、を備え、前記ベルト寄り検知装置は、前記転写ベルトの幅方向端部に当接する当接部を具備するとともに、前記転写ベルトの幅方向の変位に追従して揺動する揺動部材と、前記揺動部材の変位を検知する検知部と、を備え、前記転写ベルトは、樹脂材料で形成され、前記当接部は、金属材料で曲面形状に形成されたものである。
また、請求項2記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記転写ベルトは、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)等のうちの少なくとも1つ以上の材料により単層又は複数層に構成したものである。
また、請求項3記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記転写ベルトは、その表面に離型層がコートされたものである。
また、請求項4記載の発明にかかるベルト装置は、所定方向に走行して、像担持体上に担持されたトナー像をその表面に転写する、又は、その表面上にて記録媒体を搬送しながら像担持体上に担持されたトナー像を当該記録媒体に転写する、転写ベルトと、前記転写ベルトの幅方向の変位を検知するベルト寄り検知装置と、を備え、前記ベルト寄り検知装置は、前記転写ベルトの幅方向端部に当接する当接部を具備するとともに、前記転写ベルトの幅方向の変位に追従して揺動する揺動部材と、前記揺動部材の変位を検知する検知部と、を備え、前記転写ベルトは、その表面に離型層がコートされ、前記当接部は、金属材料で曲面形状に形成されたものである。
また、請求項5記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項3又は請求項4に記載の発明において、前記離型層は、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、PVDF(フッ化ビニルデン)、PEA(パーフルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体)、PVF(フッ化ビニル)のうちいずれかの材料で形成されたものである。
また、請求項6記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記転写ベルトは、その厚さが80〜100μmになるように形成されたものである。
また、請求項7記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記当接部は、ステンレスで形成されたものである。
また、請求項8記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項1〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記当接部は、その断面が円形状に形成されたものである。
また、請求項9記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項1〜請求項8のいずれかに記載の発明において、前記当接部を、前記転写ベルトの走行に従動して回転可能な円筒体としたものである。
また、請求項10記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項9に記載の発明において、前記ベルト寄り検知装置は、前記転写ベルトの前記表面の側から裏面の側に向けて延在して前記円筒体を回転可能に支持する回転軸を備えたものである。
また、請求項11記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項10に記載の発明において、前記ベルト寄り検知装置は、前記転写ベルトの前記表面の側と裏面の側とでそれぞれ前記回転軸を保持する1対の保持部を備え、前記揺動部材は、前記転写ベルトの前記表面の側から裏面の側に向けて延在するアーム部を具備し、前記1対の保持部は、それぞれ、前記転写ベルトの前記表面の側の位置と裏面の側の位置とで前記アーム部に保持されたものである。
また、請求項12記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項11に記載の発明において、前記アーム部は、前記回転軸を介して前記転写ベルトの幅方向端部に対向するように設けられたものである。
また、請求項13記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項9〜請求項12のいずれかに記載の発明において、前記円筒体は、その回転軸方向の長さが、前記転写ベルトの厚みよりも長くなるように形成されたものである。
また、請求項14記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項1〜請求項13のいずれかに記載の発明において、前記検知部を、前記揺動部材の変位量を検知する光学センサとしたものである。
また、請求項15記載の発明にかかるベルト装置は、前記請求項14に記載の発明において、前記光学センサは、光を射出する発光素子と、当該発光素子から射出されて入射する光を検知する受光素子と、を具備したものである。
また、この発明の請求項16記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項15のいずれかに記載のベルト装置を備え、前記像担持体を、前記転写ベルトの走行方向に沿って前記転写ベルトの前記表面に対向するように設けられた複数の像担持体としたものである。
また、請求項17記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項16に記載の発明において、前記複数の像担持体を、シアン色、マゼンダ色、イエロー色、ブラック色のうちの1つのトナー像がそれぞれ表面に担持される4つの像担持体としたものである。
また、請求項18記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項15又は請求項17に記載の発明において、前記転写ベルトは、所定方向に走行して前記複数の像担持体上にそれぞれ担持されたトナー像が前記表面に転写されるとともに、少なくとも駆動ローラとテンションローラと可動ローラと対向ローラとによって張架された中間転写ベルトであって、前記対向ローラに対向する2次転写部材と前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルト上のトナー像が記録媒体に転写され、前記可動ローラは、前記複数の像担持体のうちの一部の像担持体を前記中間転写ベルトに当接させたままその他の像担持体に対して前記中間転写ベルトを離間できるように移動可能に構成され、前記ベルト寄り検知装置は、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記駆動ローラと前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルトが張架される第1の領域に配置され、前記可動ローラは、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記第1の領域以外の第2の領域に配置されたものである。
また、請求項19記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項18に記載の発明において、前記複数の像担持体は、前記中間転写ベルトに対して上方に配置され、前記2次転写部材は、前記中間転写ベルトに対して下方に配置されたものである。
また、この発明の請求項20記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項15のいずれかに記載のベルト装置を備え、前記転写ベルトは、所定方向に走行して前記複数の像担持体上にそれぞれ担持されたトナー像が前記表面に転写されるとともに、少なくとも駆動ローラとテンションローラと対向ローラとによって張架された中間転写ベルトであって、前記対向ローラに対向する2次転写部材と前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルト上のトナー像が記録媒体に転写され、前記ベルト寄り検知装置は、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記駆動ローラと前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルトが張架される第1の領域に配置され、前記テンションローラは、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記第1の領域以外の第2の領域に配置されたものである。
また、この発明の請求項21記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項15のいずれかに記載のベルト装置を備え、前記転写ベルトは、所定方向に走行して前記複数の像担持体上にそれぞれ担持されたトナー像が前記表面に転写されるとともに、少なくとも駆動ローラとテンションローラと補正ローラと対向ローラとによって張架された中間転写ベルトであって、前記対向ローラに対向する2次転写部材と前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルト上のトナー像が記録媒体に転写され、前記補正ローラは、前記ベルト寄り検知装置の検知結果に基づいて当該補正ローラの幅方向の一端側を支点にして他端側を揺動させることにより前記中間転写ベルトの幅方向の変位を補正するように構成され、前記ベルト寄り検知装置は、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記駆動ローラと前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルトが張架される第1の領域に配置され、前記補正ローラは、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記第1の領域以外の第2の領域に配置されたものである。
また、請求項22記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項20又は請求項21に記載の発明において、前記像担持体は、前記中間転写ベルトに対して上方に配置され、前記2次転写部材は、前記中間転写ベルトに対して下方に配置されたものである。
本発明は、転写ベルトの幅方向端部に当接する揺動部材の当接部を曲面形状にしているために、揺動部材が転写ベルトに線接触して、当接部の接触面積を小さくすることができる。これにより、装置が高速化された場合等であっても、比較的簡易な構成で、経時においても転写ベルトの幅方向の変位が高精度に検知される、ベルト装置、及び、画像形成装置を提供することができる。
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態1.
図1〜図5にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1及び図2にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の中央には、ベルト装置としての中間転写ベルト装置15が設置されている。また、中間転写ベルト装置15の中間転写ベルト8(ベルト部材)に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
図2を参照して、イエローに対応した作像部6Yは、像担持体としての感光体ドラム1Yと、感光体ドラム21の周囲に配設された帯電部4Y、現像部5Y、クリーニング部2Y、除電部(不図示である。)等で構成されている。そして、感光体ドラム1Y上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、感光体ドラム1Y上にイエロー画像が形成されることになる。
なお、他の3つの作像部6M、6C、6Kも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部6Yとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の3つの作像部6M、6C、6Kの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部6Yのみの説明をおこなうことにする。
図2を参照して、感光体ドラム1Yは、不図示の駆動モータによって図2中の反時計方向に回転駆動される。そして、帯電部4Yの位置で、感光体ドラム1Yの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、現像部5Yとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8(ベルト部材)及び転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、クリーニング部2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによってクリーニング部2Y内に回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部6M、6C、6Kでも、イエロー作像部6Yと同様におこなわれる。すなわち、作像部の上方に配設された露光部7から、画像情報に基いたレーザ光Lが、各作像部6M、6C、6Kの感光体ドラム1M、1C、1K上に向けて照射される。詳しくは、露光部7は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ベルト装置15(ベルト装置)は、図3を参照して、中間転写ベルト8、4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ12A、対向ローラ12B、テンションローラ12C、補正ローラ13、可動ローラ11、ローラ部材14(規制部材)、ベルト寄り検知装置80、フォトセンサ90、中間転写クリーニング部10、等で構成される。中間転写ベルト8は、複数のローラ部材11、12A〜12C、13、14によって張架・支持されるとともに、1つのローラ部材(駆動ローラ)12Aの回転駆動によって図3中の矢印方向に無端移動される。
4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K との間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、転写ローラ9Y、9M、9C、9Kに、トナーの極性とは逆の転写電圧(転写バイアス)が印加される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、転写ローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8は、2次転写ローラ19との対向位置に達する。この位置では、対向ローラ12Bが、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト8上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体P上に転写される。このとき、中間転写ベルト8には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト8は、中間転写クリーニング部10の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト8上の未転写トナーが除去される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。なお、ベルト装置としての中間転写ベルト装置15の構成・動作については、後で図3〜図5を用いてさらに詳しく説明する。
ここで、図1を参照して、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、装置本体100の下方に配設された給紙部26(又は、側方に配設された給紙部)から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
レジストローラ対28に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対(不図示である。)によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、図2にて、作像部における現像部の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像部5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51Yと、現像ローラ51Yに対向するドクターブレード52Yと、現像剤収容部内に配設された2つの搬送スクリュ55Yと、現像剤収容部に開口を介して連通するトナー補給経路43Yと、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56Yと、等で構成される。現像ローラ51Yは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。
このように構成された現像部5Yは、次のように動作する。
現像ローラ51Yのスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ51Y上を移動する。ここで、現像装置5Y内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。
その後、現像剤収容部内に補給されたトナーは、2つの搬送スクリュ55Yによって、現像剤とともに混合・撹拌されながら、隔絶された2つの現像剤収容部を循環する(図2の紙面垂直方向の移動である。)。そして、現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51Y上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51Y上に担持される。
現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、図2中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード52Yの位置に達する。そして、現像ローラ51Y上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ51Y上に残った現像剤はスリーブの回転にともない現像剤収容部の上方に達して、この位置で現像ローラ51Yから離脱される。
次に、図3〜図5にて、本実施の形態1における画像形成装置(中間転写ベルト装置)において特徴的なベルト寄り検知装置80について詳述する。
図3は、ベルト装置としての中間転写ベルト装置15を示す構成図である。図4は、中間転写ベルト装置15の一部を幅方向にみた概略図である。図5は、ベルト寄り検知装置80を示す斜視図である。
図3及び図4を参照して、中間転写ベルト装置15(ベルト装置)は、ベルト部材としての中間転写ベルト8、4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ12A、対向ローラ12B、テンションローラ12C、補正手段としての補正ローラ13、可動ローラ11、ローラ部材14、ベルト寄り検知装置80、フォトセンサ90、中間転写クリーニング部10、異常検知センサ88、等で構成される。
ベルト部材としての中間転写ベルト8は、各色のトナー像をそれぞれ担持する4つの像担持体としての感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向するように配設されている。中間転写ベルト8は、主として6つのローラ部材(駆動ローラ12A、対向ローラ12B、テンションローラ12C、可動ローラ11、補正ローラ13、ローラ部材14である。)によって張架・支持されている。
本実施の形態1において、中間転写ベルト8は、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)、等を単層又は複数層に構成して、カーボンブラック等の導電性材料を分散させたものである。中間転写ベルト8は、体積抵抗率が107〜1012Ωcm、ベルト裏面側の表面抵抗率が108〜1012Ωcmの範囲となるように調整されている。また、中間転写ベルト8は、厚さが80〜100μmの範囲となるように設定されている。本実施の形態1では、中間転写ベルト8の厚さが90μmに設定されている。
なお、必要に応じて中間転写ベルト8の表面に離型層をコートすることもできる。その際、コートに用いる材料として、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、PVDF(フッ化ビニルデン)、PEA(パーフルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体)、PVF(フッ化ビニル)、等のフッ素樹脂を使用できるが、これに限定されるものではない。
また、中間転写ベルト8の製造方法としては、注型法、遠心成形法、等があり、必要に応じてその表面を研磨する工程がおこなわれる。
転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を介して対応する感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向している。詳しくは、イエロー用の転写ローラ9Yは中間転写ベルト8を介してイエロー用の感光体ドラム1Yに対向し、マゼンタ用の転写ローラ9Mは中間転写ベルト8を介してマゼンタ用の感光体ドラム1Mに対向し、シアン用の転写ローラ9Cは中間転写ベルト8を介してシアン用の感光体ドラム1Cに対向し、ブラック用(黒色用)の転写ローラ9Kは中間転写ベルト8を介してブラック用(黒色用)の感光体ドラム1Kに対向している。
可動ローラ11は、4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9Kとともに保持部材(不図示である。)に保持されていて、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kから離間させるように構成されている。
具体的に、可動ローラ11が図3中の破線の位置に移動することで、4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9Kも下方に移動して、中間転写ベルト8が感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kから離間する(破線位置への移動である。)。このような中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kから離間させる動作は、中間転写ベルト8の磨耗劣化を軽減するためにおこなわれるものであって、非画像形成時等におこなわれる。
駆動ローラ12Aは、不図示の駆動モータによって回転駆動される。これにより、中間転写ベルト8は所定の走行方向(図3の時計方向である。)に走行することになる。
対向ローラ12Bは、中間転写ベルト8を介して2次転写ローラ19に当接している。テンションローラ12Cは、中間転写ベルト8の外周面に当接している。双方のローラ部材12B、12Cの間に、中間転写クリーニング部10(クリーニングブレード)が設置されている。
ここで、本実施の形態1における中間転写ベルト装置15には、中間転写ベルト8の幅方向(図3の紙面垂直方向である。)の変位を検知するベルト寄り検知装置80が設置されている。
詳しくは、図5を参照して、ベルト寄り検知装置80は、中間転写ベルト8の幅方向端部に当接する揺動部材82、揺動部材82の変位を検知する検知部としての測距センサ81、揺動部材82を中間転写ベルト8に当接させる方向に付勢するスプリング83、等で構成されている。
揺動部材82は、第1アーム部82a、回転支軸82b、第2アーム部82c等で構成されている。
第1アーム部82aには、中間転写ベルト8の幅方向端部に当接する当接部としての円筒体82a1が設置されている。第1アーム部82aは、一端が回転支軸82bに固設されている。回転支軸82bは、中間転写ベルト装置15の筐体(不図示である。)に回転自在に支持されている。第2アーム部82cは、一端が回転支軸82bに固設されている。第2アーム部82cの中央には、スプリング83の一端が接続されている。スプリング83の他端は筐体に接続されている。
このような構成により、揺動部材82は、中間転写ベルト8の幅方向の変位(図5中の破線両矢印方向のベルト寄りである。)に追従して揺動することになる(図5中の実線両矢印方向の揺動である。)。
そして、揺動部材82の第2アーム部82cの他端の上方には、測距センサ81が設置されている(筐体に固設されている。)。測距センサ81(検知部)は、主として、水平方向に離間して並設された発光素子(赤外発光ダイオード)と位置検出素子(PSD)とで構成されている。発光素子から射出された赤外光は、第2アーム部82c表面にて反射して、反射光となって位置検出素子に入射する。このとき、測距センサ81と第2アーム部82c表面との距離によって、位置検出素子に入射する反射光の入射位置が変化して、それに比例して受光素子(測距センサ81)の出力値が変化する。これにより、中間転写ベルト8の幅方向の変位量(第2アーム部82c表面との距離)を検知することができる。具体的に、測距センサ81で検知された距離が所定値よりも小さい場合には中間転写ベルト8は狙いの位置に対して図5の右側に変位していることになり、測距センサ81で検知された距離が所定値よりも大きい場合には中間転写ベルト8は狙いの位置に対して図5の左側に変位していることになる。
なお、本実施の形態1では、中間転写ベルト8は、走行方向(図5の実線片矢印方向である。)に400mm/秒で走行するように設定されている。
また、スプリング83による付勢力は、揺動部材82の当接力によって中間転写ベルト8が変形しない程度に弱く、揺動部材82が中間転写ベルト8の幅方向変位に対して振動(チャタリング)なく追従する程度に強く設定されている。具体的に、本実施の形態1では、中間転写ベルト8に対する揺動部材82の当接部(円筒体82a1)の当接力が70g程度に設定されている。
ここで、揺動部材82(第1アーム部82a)における当接部は、円筒体82a1であって、曲面形状に形成されている。
これにより、揺動部材82が中間転写ベルト8に線接触(巨視的には点接触である。)することになり、中間転写ベルト8に当接する当接部の接触面積を小さくすることができる。したがって、中間転写ベルト8が幅方向に直交する方向(図4の紙面垂直方向である。)に振れても、その直交方向の振れによって揺動部材82が揺動しにくくなる。また、中間転写ベルト8に対する揺動部材82の取り付け精度(取り付け角度)にバラツキが生じても、測距センサ81の検知結果にバラツキが生じにくくなる。さらに、揺動部材82(円筒体82a1)と中間転写ベルト8との摺接による磨耗が低減される。よって、経時においても中間転写ベルト8の幅方向の変位を高精度に検知することができる。
また、本実施の形態1では、当接部としての円筒体82a1をステンレス等の金属材料で形成している。これにより、円筒体82a1(当接部)が中間転写ベルト8との摺接によって磨耗しにくくなって、測距センサ81の検知精度が経時で低下する不具合が軽減される。特に、円筒体82a1(当接部)の表面は、滑らかであって、摩擦係数が低いことが好ましい。
さらに、本実施の形態1では、円筒体82a1(当接部)が中間転写ベルト8の走行(図5の実線片矢印方向の走行である。)に従動して回転するように構成している。これにより、中間転写ベルト8との当接による円筒体82a1の磨耗が軽減されて、測距センサ81の検知精度が経時で低下する不具合が軽減される。なお、円筒体82a1の中心軸が第1アーム部82aに保持されているために、円筒体82a1が回転しても中間転写ベルト8のベルト寄りが生じなければ揺動部材82は揺動しない。
ここで、ベルト寄り検知装置80の近傍には、中間転写ベルト8の幅方向及び走行方向とは異なる方向の変位を規制するローラ部材14が設置されている。具体的に、ローラ部材14は、揺動部材82(第1アーム部82a)と中間転写ベルト8との当接部(円筒体82a1)に近接されている。
このような構成により、ベルト寄り検知装置80(当接部82a1)における、中間転写ベルト8の直交方向(図4の紙面垂直方向である。)の変位(振れ)が軽減される。すなわち、中間転写ベルト8は、ローラ部材14によってベルト張力が高められるために、ベルト寄り検知装置80の位置の直交方向の変位が規制される。したがって、ベルト寄り検知装置80によって、本来的に検知されるべき検知成分(幅方向の検知成分である。)の他に、幅方向及び走行方向とは異なる方向の変位成分も検知されてしまう不具合が軽減される。したがって、ベルト寄り検知装置80による、中間転写ベルト8のベルト寄りに対する検知精度がさらに向上する。
そして、ベルト寄り検知装置80によって中間転写ベルト8の変位(変位量)が検知されると、その検知結果に基いて補正手段としての補正ローラ13によって中間転写ベルト8の幅方向の変位が補正される。
ここで、補正ローラ13は、図3を参照して、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに対して中間転写ベルト8の走行方向上流側であって、中間転写ベルト8の内周面に接するように配設されている。そして、補正ローラ13は、図4を参照して、不図示の駆動カムが所定角度動作することにより、揺動中心13aを中心にしてX1、X2方向に揺動するように構成されている。
このような構成により、図4において、中間転写ベルト8が右側に変位(ベルト寄り)したときには、その検知結果に基いて、補正ローラ13がX2方向に揺動されて中間転写ベルト8の変位補正がおこなわれる。これに対して、中間転写ベルト8が左側に変位したときには、その検知結果に基いて、補正ローラ13がX1方向に揺動されて中間転写ベルト8の変位補正がおこなわれる。これにより、中間転写ベルト8が蛇行走行する不具合や、中間転写ベルト8が幅方向に大きく変位(ベルト寄り)して他の部材に接触して中間転写ベルト8が破損する不具合、等が抑止される。
ここで、本実施の形態1では、ベルト寄り検知装置80は、補正ローラ13(補正手段)から離れた位置に配設されている。具体的には、補正ローラ13が中間転写ベルト8と感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの対向領域に対して中間転写ベルト8の走行方向上流側に配設されているのに対して、ベルト寄り検知装置80は中間転写ベルト8と感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの対向領域に対して中間転写ベルト8の走行方向下流側に配設されている。
このように、ベルト寄り検知装置80を補正ローラ13から離れた位置に配設することで、補正ローラ13による揺動(補正動作)をおこなってもローラ部材14による中間転写ベルト8に対する規制力(直交方向変位の拘束力)が低下することなくベルト寄り検知装置80の検知精度が向上する。
なお、本実施の形態1における中間転写ベルト装置15は、図4を参照して、中間転写ベルト8の幅方向両端から所定距離(5mm程度である。)離れた位置に、異常検知センサ88が設置されている。
図示は省略するが、異常検知センサ88は、大きくベルト寄りした中間転写ベルト8に接触するアーム部材、中間転写ベルト8の接触によるアーム部材の回転支軸を中心にした移動を光学的に検知する光学センサ、等で構成されている。
そして、中間転写ベルト8が補正ローラ13によって補正可能な範囲を超えてベルト寄りした状態を、異常検知センサ88で検知する。そして、異常検知センサ88によって異常検知がされたときに、中間転写ベルト8(駆動ローラ12A)の駆動を強制的に停止して、装置本体100の表示部にサービスマン・コールの表示(サービスマンによる修理を要する旨の表示である。)をおこなう。
ここで、本実施の形態1における中間転写ベルト装置15は、ベルト寄り検知装置80が、中間転写ベルト8と感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの対向領域から離れた位置に配設されている。具体的に、ベルト寄り検知装置80及びローラ部材14は、中間転写ベルト8と感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの対向領域に対して中間転写ベルト8の走行方向下流側(1次転写工程後の位置である。)に配設されている。
これにより、ベルト寄り検知装置80を中間転写ベルト8と感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの対向領域内に配設する場合に比べて、中間転写ベルト装置15を小型化することができるとともに、先に説明した可動ローラ11による中間転写ベルト8の接離機構が簡素化される。さらに、ベルト寄り検知装置80を上述の対向領域内に配設する場合に比べて、ベルト寄り検知装置80のメンテナンス性が向上するとともに、作像部6Y、6M、6C、6Kの近傍に配設された高圧電源(不図示である。)によるノイズによってベルト寄り検知装置80(測距センサ81)が誤動作する不具合が抑止される。
また、本実施の形態1における中間転写ベルト装置15は、図3及び図4を参照して、フォトセンサ90がローラ部材14に近接されている。ここで、フォトセンサ90は、中間転写ベルト8上に担持されるトナー像(パッチパターン)の位置や濃度を検知するものであって、作像条件を最適化するためのものである。具体的に、上述した作像プロセスを経て中間転写ベルト8上に形成した各色のトナー像(パッチパターン)の位置ズレをフォトセンサ90のよって光学的に検知して、その検知結果に基いて露光部7による各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kへの露光タイミングを調整する。さらには、上述した作像プロセスを経て中間転写ベルト8上に形成したトナー像(パッチパターン)の濃度(トナー濃度)をフォトセンサ90のよって光学的に検知して、その検知結果に基いて現像部5内に収容された現像剤のトナー濃度を調整する。
このようにローラ部材14の近傍にフォトセンサ90を設置することで、フォトセンサ90によって検知される中間転写ベルト8表面の振れが軽減される。したがって、フォトセンサ90によって検知されるトナー像との距離が安定して、トナー像の位置や濃度に対するフォトセンサ90の検知精度が向上する。
以上説明したように、本実施の形態1においては、中間転写ベルト8(ベルト部材)の幅方向端部に当接する揺動部材82の当接部(円筒体82a1)を曲面形状にしているために、揺動部材82が中間転写ベルト8に線接触して当接部の接触面積が小さくなる。これにより、装置が高速化された場合等であっても、比較的簡易な構成で、経時においても中間転写ベルト8の幅方向の変位を高精度に検知することができる。
実施の形態2.
図6にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図6は、実施の形態2におけるベルト寄り検知装置を示す斜視図であって、前記実施の形態1における図5に対応する図である。本実施の形態2におけるベルト寄り検知装置は、当接部として曲面部82a2が設けられている点が、当接部として円筒体82a1が設けられている前記実施の形態1のものと相違する。
本実施の形態2におけるベルト寄り検知装置80も、前記実施の形態1のものと同様に、揺動部材82、測距センサ81、スプリング83、等で構成されている。また、揺動部材82は、第1アーム部82a、回転支軸82b、第2アーム部82c等で構成されている。
ここで、本実施の形態2では、第1アーム部82aに、中間転写ベルト8の幅方向端部に当接する当接部としての曲面部82a2が一体的に形成されている。すなわち、揺動部材82(第1アーム部82a)における当接部は、曲面部82a2であって、曲面形状に形成されている。
これにより、本実施の形態2においても、揺動部材82が中間転写ベルト8に線接触(巨視的には点接触である。)することになり、中間転写ベルト8に当接する当接部の接触面積が小さくなる。したがって、前記実施の形態1と同様に、中間転写ベルト8の幅方向の変位を高精度に検知することができる。
なお、本実施の形態2においても、当接部としての曲面部82a2を金属材料で形成したり、その表面の摩擦係数を低く形成することが好ましい。これにより、揺動部材82の耐久性が向上して、測距センサ81の検知精度が経時で低下する不具合が軽減される。
以上説明したように、本実施の形態2においても、中間転写ベルト8の幅方向端部に当接する揺動部材82の当接部(曲面部82a2)を曲面形状にしているために、揺動部材82が中間転写ベルト8に線接触して当接部の接触面積が小さくなる。これにより、装置が高速化された場合等であっても、比較的簡易な構成で、経時においても中間転写ベルト8の幅方向の変位を高精度に検知することができる。
なお、前記各実施の形態では、ベルト部材として中間転写ベルト8を用いたベルト装置(中間転写ベルト装置15)に対して本発明を適用した。これに対して、ベルト部材として転写搬送ベルトを用いたベルト装置(ベルト部材上で記録媒体を搬送しながら記録媒体上に複数色のトナー像を転写するベルト装置である。)に対しても本発明を適用することができる。さらに、ベルト部材として感光体ベルト(本実施の形態1における感光体ドラムと同等に機能するものであって、無端ベルト形状の感光体である。)を用いたベルト装置に対しても本発明を適用することができる。これらの場合にも、ベルト部材に当接する揺動部材の当接部を曲面形状に形成することで、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
この発明の実施の形態1における画像形成装置を示す全体構成図である。 図1の画像形成装置における作像部を示す断面図である。 図1の画像形成装置に設置されるベルト装置を示す構成図である。 ベルト装置の一部を幅方向にみた概略図である。 ベルト寄り検知装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態2におけるベルト寄り検知装置を示す斜視図である。
符号の説明
1Y、1M、1C、1K 感光体ドラム(像担持体)、
8 中間転写ベルト(ベルト部材)、
12A〜12C、14 ローラ部材、
13 補正ローラ(補正手段)、
15 中間転写ベルト装置(ベルト装置)、
80 ベルト寄り検知装置、
81 測距センサ(検知部)、
82 揺動部材、
82a 第1アーム部、
82a1 円筒体(当接部)、 82a2 曲面部(当接部)、
82b 回転支軸、 82c 第2アーム部、
83 スプリング、
88 異常検知センサ、
100 画像形成装置本体(装置本体)。

Claims (22)

  1. 所定方向に走行して、像担持体上に担持されたトナー像をその表面に転写する、又は、その表面上にて記録媒体を搬送しながら像担持体上に担持されたトナー像を当該記録媒体に転写する、転写ベルトと、
    前記転写ベルトの幅方向の変位を検知するベルト寄り検知装置と、
    を備え、
    前記ベルト寄り検知装置は、
    前記転写ベルトの幅方向端部に当接する当接部を具備するとともに、前記転写ベルトの幅方向の変位に追従して揺動する揺動部材と、
    前記揺動部材の変位を検知する検知部と、
    を備え、
    前記転写ベルトは、樹脂材料で形成され、
    前記当接部は、金属材料で曲面形状に形成されたことを特徴とするベルト装置。
  2. 前記転写ベルトは、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)等のうちの少なくとも1つ以上の材料により単層又は複数層に構成したものであることを特徴とする請求項1に記載のベルト装置。
  3. 前記転写ベルトは、その表面に離型層がコートされたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のベルト装置。
  4. 所定方向に走行して、像担持体上に担持されたトナー像をその表面に転写する、又は、その表面上にて記録媒体を搬送しながら像担持体上に担持されたトナー像を当該記録媒体に転写する、転写ベルトと、
    前記転写ベルトの幅方向の変位を検知するベルト寄り検知装置と、
    を備え、
    前記ベルト寄り検知装置は、
    前記転写ベルトの幅方向端部に当接する当接部を具備するとともに、前記転写ベルトの幅方向の変位に追従して揺動する揺動部材と、
    前記揺動部材の変位を検知する検知部と、
    を備え、
    前記転写ベルトは、その表面に離型層がコートされ、
    前記当接部は、金属材料で曲面形状に形成されたことを特徴とするベルト装置。
  5. 前記離型層は、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、PVDF(フッ化ビニルデン)、PEA(パーフルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体)、PVF(フッ化ビニル)のうちいずれかの材料で形成されたことを特徴とする請求項3又は請求項4のいずれかに記載のベルト装置。
  6. 前記転写ベルトは、その厚さが80〜100μmになるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載のベルト装置。
  7. 前記当接部は、ステンレスで形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のベルト装置。
  8. 前記当接部は、その断面が円形状に形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のベルト装置。
  9. 前記当接部は、前記転写ベルトの走行に従動して回転可能な円筒体であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のベルト装置。
  10. 前記ベルト寄り検知装置は、前記転写ベルトの前記表面の側から裏面の側に向けて延在して前記円筒体を回転可能に支持する回転軸を備えたことを特徴とする請求項9に記載のベルト装置。
  11. 前記ベルト寄り検知装置は、前記転写ベルトの前記表面の側と裏面の側とでそれぞれ前記回転軸を保持する1対の保持部を備え、
    前記揺動部材は、前記転写ベルトの前記表面の側から裏面の側に向けて延在するアーム部を具備し、
    前記1対の保持部は、それぞれ、前記転写ベルトの前記表面の側の位置と裏面の側の位置とで前記アーム部に保持されたことを特徴とする請求項10に記載のベルト装置。
  12. 前記アーム部は、前記回転軸を介して前記転写ベルトの幅方向端部に対向するように設けられたことを特徴とする請求項11に記載のベルト装置。
  13. 前記円筒体は、その回転軸方向の長さが、前記転写ベルトの厚みよりも長くなるように形成されたことを特徴とする請求項9〜請求項12のいずれかに記載のベルト装置。
  14. 前記検知部は、前記揺動部材の変位量を検知する光学センサであることを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれかに記載のベルト装置。
  15. 前記光学センサは、光を射出する発光素子と、当該発光素子から射出されて入射する光を検知する受光素子と、を具備したことを特徴とする請求項14に記載のベルト装置。
  16. 請求項1〜請求項15のいずれかに記載のベルト装置を備え、
    前記像担持体は、前記転写ベルトの走行方向に沿って前記転写ベルトの前記表面に対向するように設けられた複数の像担持体であることを特徴とする画像形成装置。
  17. 前記複数の像担持体は、シアン色、マゼンダ色、イエロー色、ブラック色のうちの1つのトナー像がそれぞれ表面に担持される4つの像担持体であることを特徴とする請求項16に記載の画像形成装置。
  18. 前記転写ベルトは、所定方向に走行して前記複数の像担持体上にそれぞれ担持されたトナー像が前記表面に転写されるとともに、少なくとも駆動ローラとテンションローラと可動ローラと対向ローラとによって張架された中間転写ベルトであって、
    前記対向ローラに対向する2次転写部材と前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルト上のトナー像が記録媒体に転写され、
    前記可動ローラは、前記複数の像担持体のうちの一部の像担持体を前記中間転写ベルトに当接させたままその他の像担持体に対して前記中間転写ベルトを離間できるように移動可能に構成され、
    前記ベルト寄り検知装置は、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記駆動ローラと前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルトが張架される第1の領域に配置され、
    前記可動ローラは、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記第1の領域以外の第2の領域に配置されたことを特徴とする請求項16又は請求項17に記載の画像形成装置。
  19. 前記複数の像担持体は、前記中間転写ベルトに対して上方に配置され、
    前記2次転写部材は、前記中間転写ベルトに対して下方に配置されたことを特徴とする請求項18に記載の画像形成装置。
  20. 請求項1〜請求項15のいずれかに記載のベルト装置を備え、
    前記転写ベルトは、所定方向に走行して前記複数の像担持体上にそれぞれ担持されたトナー像が前記表面に転写されるとともに、少なくとも駆動ローラとテンションローラと対向ローラとによって張架された中間転写ベルトであって、
    前記対向ローラに対向する2次転写部材と前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルト上のトナー像が記録媒体に転写され、
    前記ベルト寄り検知装置は、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記駆動ローラと前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルトが張架される第1の領域に配置され、
    前記テンションローラは、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記第1の領域以外の第2の領域に配置されたことを特徴とする画像形成装置。
  21. 請求項1〜請求項15のいずれかに記載のベルト装置を備え、
    前記転写ベルトは、所定方向に走行して前記複数の像担持体上にそれぞれ担持されたトナー像が前記表面に転写されるとともに、少なくとも駆動ローラとテンションローラと補正ローラと対向ローラとによって張架された中間転写ベルトであって、
    前記対向ローラに対向する2次転写部材と前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルト上のトナー像が記録媒体に転写され、
    前記補正ローラは、前記ベルト寄り検知装置の検知結果に基づいて当該補正ローラの幅方向の一端側を支点にして他端側を揺動させることにより前記中間転写ベルトの幅方向の変位を補正するように構成され、
    前記ベルト寄り検知装置は、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記駆動ローラと前記対向ローラとの間で前記中間転写ベルトが張架される第1の領域に配置され、
    前記補正ローラは、前記中間転写ベルトが張架される領域のうち前記第1の領域以外の第2の領域に配置されたことを特徴とする画像形成装置。
  22. 前記像担持体は、前記中間転写ベルトに対して上方に配置され、
    前記2次転写部材は、前記中間転写ベルトに対して下方に配置されたことを特徴とする請求項20又は請求項21に記載の画像形成装置。
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