JP5084642B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体に接して回転するベルト搬送体を備えた画像形成装置、詳しくはベルト搬送体が回転中に損傷した際の制御に関する。

複数の支持回転体に掛け渡されたベルト搬送体（中間転写体又は記録材搬送体）を、単数又は複数の感光体に接して配置した画像形成装置がひろく用いられている。

ベルト搬送体を備えた画像形成装置では、ベルト搬送体が破断等すると正常な画像形成を実行できなくなるので、画像形成が中断されてベルト搬送体や感光体の回転が停止される。

特許文献１には、中間転写ベルトに沿って複数の感光ドラムを配置したタンデム型中間転写方式の画像形成装置が示される。ここでは、中間転写ベルトの両縁の内側に、支持回転体の底面に突き当たる寄り止めガイドが取り付けられている。そして、回転する中間転写ベルトの表面の凹凸発生を光学センサで検知しており、中間転写ベルトに異常が発生すると画像形成を禁止している。

特許文献２には、記録材搬送ベルトに沿って複数の感光ドラムを配置したタンデム型直接転写方式の画像形成装置が示される。ここでは、記録材搬送ベルトの損傷を破損検知センサで検知して、記録材搬送ベルト及び感光ドラムの回転を停止している。破断検知センサは、記録材搬送ベルトの厚みを挟んで摺擦する電極に高電圧を印加しており、漏れ電流の増大によって損傷を検知する。

特開２００７−１９２９９９号公報 特開平０９−３１１５２３号公報

特許文献２の画像形成装置では、ベルト搬送体の損傷を検知してベルト搬送体が停止するまでの間、感光体がベルト搬送体に接触し続けるため、ベルト搬送体の損傷断面や破断に伴う付着物が感光体に摺擦して傷を発生する可能性がある。

感光体に傷が付くと、画像に傷に沿った画像スジが形成されて画像品質が低下するため、最悪の場合、ベルト搬送体と一緒に感光体も新品交換される。

本発明は、ベルト搬送体が損傷した際に、感光体の損傷を発生しにくくして、感光体の寿命短縮や画像品質の低下を招かないで済む画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、複数の支持回転体に掛け渡されて、前記感光体に接して回転するベルト搬送体とを備えたものである。そして、前記感光体と前記ベルト搬送体とを離間させる離間機構と、回転する前記ベルト搬送体に異常が発生したことを検知可能な検知手段と、前記異常が発生した際に前記感光体と前記ベルト搬送体とを離間させるように、前記検知手段の出力に基づいて前記離間機構を制御する制御手段とを備える。

本発明の画像形成装置では、検知手段によってベルト搬送体に損傷等の異常が発生したことが検知されると、制御手段が感光体とベルト搬送体とを離間する。これにより、少なくとも離間後は、ベルト搬送体の損傷断面や破断に伴う付着物が感光体に摺擦しないので、ベルト搬送体の停止が多少遅れても、感光体に摺擦傷や皺等の損傷が発生しにくい。このため、ベルト搬送体に担持されたトナー像や記録材を定着して外部へ排出した後に、ベルト搬送体を停止することも可能になる。

従って、ベルト搬送体が損傷した際に感光体の損傷を発生しにくくして、感光体の寿命短縮や画像品質の低下を招かないで済む。

以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、中間転写ベルト等に異常が発生した際に感光体から離間される限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、中間転写ベルト方式に限らず、記録材搬送ベルトに担持された記録材にトナー像を順次転写して重ね合わせる方式でも実施できる。ベルト部材に沿って複数の感光ドラムを配置したタンデム型のみならず、１個の感光ドラムに複数の現像装置を配置した１ドラム型でも実施できる。

本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１、２に示される画像形成装置に関する一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。説明中、特許請求の範囲で用いた構成名に括弧を付して示した参照記号は、発明の理解を助けるための例示であって、実施形態中の該当する部材等に構成を限定する趣旨のものではない。

＜トナー像形成手段＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図２は画像形成部の構成の説明図である。

図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト５１に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを配置したフルカラー電子写真画像形成装置である。

画像形成部Ｓａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト５１に一次転写される。画像形成部Ｓｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト５１のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｓｃ、Ｓｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、同様に中間転写ベルト５１のトナー像に位置を重ねて順次一次転写される。

中間転写ベルト５１に一次転写された四色のトナー像は、中間転写ベルト５１の回転に伴って二次転写部Ｎ２へ搬送され、二次転写部Ｎ２に挟持搬送される記録材Ｐへ一括二次転写される。二次転写部Ｎ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置７で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に外部へ排出される。

記録材給送装置８は、記録材カセット８１からピックアップローラ８２で引き出した記録材Ｐを、分離装置８３で１枚ずつに分離して、レジストローラ８４へ送り出す。レジストローラ８４は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト５１のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｎ２へ記録材Ｐを送り出す。

定着装置７は、ハロゲンランプヒータ７３を中心に配置した定着ローラ７１に加圧ローラ７２を圧接して記録材Ｐの加熱・加圧ニップを形成する。ハロゲンランプヒータ７３へ供給する電圧を制御することにより、定着ローラ７１の表面温度が所定範囲に調節される。

一定速度で回転する定着ローラ７１と加圧ローラ７２の加熱・加圧ニップを記録材Ｐが通過する過程で、記録材Ｐは、表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱される。これにより、記録材Ｐの表面上の未定着トナー像は、溶融して記録材Ｐに定着されて、記録材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。

ベルトクリーニング装置５９は、中間転写ベルト５１にクリーニングブレードを摺擦させて、二次転写部Ｎ２を通過した中間転写ベルト５１の表面に残留した転写残トナー、紙粉等を除去する。

画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、付設された現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの区別を表す符号末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄを取り除いて図示した図２を参照して、画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの構成を説明する。

図２に示すように、画像形成部Ｓは、感光ドラム１の周囲に、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５３、クリーニング装置６を配置している。

感光ドラム１は、アルミニウム等の導電性基体１１と、その外周に形成された帯電極性が負極性の光導電層１２とを基本構成とする円筒状の電子写真感光体である。感光ドラム１は、その中心に支軸１３を有する。感光ドラム１は、不図示の駆動モータに駆動されて、支軸１３を中心として矢印Ｒ１方向に、１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転する。

帯電ローラ２は、中心に配置された導電性の芯金２１と、その外周に形成された低抵抗導電層２２と、中抵抗導電層２３とを有して、感光ドラム１に対して平行に配置されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に所定の押圧力を持って圧接され、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って、矢印Ｒ２方向に従動回転する。電源２４は、交流電圧を重畳した直流電圧を帯電ローラ２に印加して、感光ドラム１の表面を一様な負極性の電位に帯電させる。

露光装置３は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１の表面に画像の静電像を書き込む。

現像装置４は、現像容器４１内で、非磁性トナーを磁性キャリアに混合した二成分現像剤を攪拌スクリュー４５、４６で攪拌して、非磁性トナーを負極性に、磁性キャリアを正極性にそれぞれ帯電させる。帯電した二成分現像剤は、規制ブレード４４で厚さ規制された後に、固定磁極４３の周囲で感光ドラム１とカウンタ方向に回転する現像スリーブ４２に穂立ち状態で担持されて、感光ドラム１を摺擦する。電源４８は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ４２に印加して、現像スリーブ４２よりも相対的に正極性となった感光ドラム１の露光部へトナーを移動させて、静電像を反転現像する。現像容器４１の上方には、補給用トナーを収容した補給室４７が設けられている。

一次転写ローラ５３は、外径８ｍｍの芯金５３１の外周面に厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ材料の導電層５３２を被せて形成され、芯金５３１の両端部がスプリング部材によって感光ドラム１に向けて付勢されている。一次転写ローラ５３の電気抵抗値は、１×１０^５Ωであった。電気抵抗値は、２３度Ｃ湿度５０％ＲＨの環境下で、接地された金属ローラに５Ｎの総荷重で当接させて５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金５３１に１００Ｖの電圧を印加して測定した電流値から求めた。

一次転写ローラ５３の導電層５３２は、所定の押圧力で中間転写ベルト５１を介して感光ドラム１の表面に圧接され、感光ドラム１と中間転写ベルト５１との間に一次転写部Ｎ１を形成する。

電源５４は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の直流電圧を一次転写ローラ５３に印加する。これにより、負極性に帯電して感光ドラム１に担持されたトナー像は、一次転写部Ｎ１を通過する中間転写ベルト５１へ一次転写される。

クリーニング装置６は、クリーニングブレード６１を感光ドラム１に摺擦して、一次転写部Ｎ１を通過した感光ドラム１の表面に付着した転写残トナーを除去し、搬送スクリュー６２により回収する。

＜ベルト搬送体＞
図３は中間転写ベルトの寄り止めガイドの説明図、図４は中間転写ベルトの破断例の説明図である。

図１に示すように、中間転写ベルト５１、一次転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、対向ローラ５６、二次転写ローラ５７、ベルトクリーニング装置５９は、中間転写ユニット５に組み立てられている。中間転写ユニット５は、画像形成装置１００に対して一体に着脱可能であって、ベルト搬送体の一例である中間転写ベルト５１は、画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに接して配置される。

中間転写ベルト５１は、複数の支持回転体の一例である駆動ローラ５２、テンションローラ５５、対向ローラ５６、一次転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄに掛け渡され、駆動ローラ５２に駆動されて矢印Ｒ３方向に回転する。

中間転写ベルト５１は、ＰＩ（ポリイミド）樹脂を用いて厚み１００μｍに形成され、表面抵抗率１×１０^１２Ω／□に調整されている。表面抵抗率は、２３度Ｃ湿度５０％ＲＨの環境下で、ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用して、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃの条件で測定した。

しかし、これに限定されるものではなく、他の材料、体積抵抗率、及び厚みのものでも構わない。例えば、ＳＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のような誘電体樹脂材料を用いて形成できる。

二次転写ローラ５７は、中間転写ベルト５１を介して対向ローラ５６に向かって付勢されて、中間転写ベルト５１と二次転写ローラ５７との間にトナー像の二次転写部Ｎ２を形成する。

対向ローラ５６は、中間転写ベルト５１の内周面に接して、中間転写ベルト５１の回転に伴って従動回転する。対向ローラ５６は、外径１８ｍｍの芯金５６１の外周に厚さ２ｍｍの導電性でソリッドのシリコーンゴム層５６２を被せて形成される。対向ローラ５６の電気抵抗値は、一次転写ローラ５３と同様の測定方法を用いて測定した結果、１×１０^４Ωであった。

二次転写ローラ５７は、中間転写ベルト５１の駆動に連動した不図示の駆動機構によって中間転写ベルト５１の移動方向と同一方向に回転駆動されている。二次転写ローラ５７は、外径２０ｍｍの芯金５７１の外周に厚さ４ｍｍの導電性のＥＳＤＭゴムのスポンジ層５７２を被せて形成される。二次転写ローラ５７の電気抵抗値は、一次転写ローラ５３と同様の測定方法を用いて測定した結果、印加電圧が２０００Ｖの場合に、１×１０^８Ωであった。

対向ローラ５６が電気的に接地される一方で、二次転写ローラ５７は電源６０に接続されている。

電源６０は、画像形成時の二次転写ローラ５７に、トナーの正規の帯電極性と逆極性である正極性の直流電圧を印加する。これにより、対向ローラ５６と二次転写ローラ５７との間には、負極性に帯電して中間転写ベルト５１に担持されたトナー像を記録材Ｐに向けて移動させる方向の電界が形成される。電界に応答して、中間転写ベルト５１に担持されたトナー像は、トナー像に重ねて二次転写部Ｎ２を挟持搬送される記録材Ｐへ二次転写される。

＜実施例１＞
実施例１の制御では、ベルト搬送体に損傷等の異常が発生すると、検知手段で異常を検知して、早々に感光体からベルト搬送体を離間する。離間後は、ベルト搬送体の損傷断面や破断に伴う付着物が感光体に摺擦しないので、ベルト搬送体の停止が多少遅れても、感光体に摺擦傷や皺等の損傷が発生しにくい。

図３の（ａ）に示すように、中間転写ベルト５１の内側面の両縁には、駆動ローラ５２及びテンションローラ５５の両底面のカラー５２ｔ、５５ｔに係止されるように、寄り止めガイド５１ｇが形成されている。寄り止めガイド５１ｇは、幅４ｍｍ高さ４ｍｍのウレタン材料で形成され、接着剤を用いて、中間転写ベルト５１の内側面の一周に渡って連続的に貼付されている。

中間転写ベルト５１は、両端の寄り止めガイド５１ｇが、駆動ローラ５２及びテンションローラ５５の両底面のカラー５２ｔ、５５ｔを倣うことにより、回転方向に垂直な方向の寄りが規制される。駆動ローラ５２及びテンションローラ５５の両底面のカラー５２ｔ、５５ｔが寄り止めガイド５１ｇを規制することにより、中間転写ベルト５１の寄りが規制される。

しかし、中間転写ベルト５１を掛け渡した駆動ローラ５２とテンションローラ５５との間（又はその他の支持回転体との間）で回転軸方向のアライメントずれや傾きがある場合がある。このとき、図３の（ｂ）に示すように、図中左向きの力が働いた場合、寄り止めガイド５１ｇはカラー５２ｔ、５５ｔに乗り上げ気味となり、中間転写ベルト５１の寄り止めガイド５１ｇ近傍は、強い応力を受ける。この状態で中間転写ベルト５１が回転し続けると、強い応力を受けた縁部分の機械的特性が劣化・疲労し、そこを起点にして中間転写ベルト５１が裂けて、破れる場合がある。その他にも、画像形成装置１００内に混入した異物による損傷や、画像形成の累積に伴うベルト材料の劣化によっても中間転写ベルト５１が破れてしまう場合がある。

中間転写ベルト５１の破れは、中間転写ベルト５１の回転に伴って全周に拡大する。このとき、中間転写ベルト５１の面にかかるテンションバランスが崩れるため、寄り止めガイド５１ｇによる拘束を失った中間転写ベルト５１の各部分はテンションバランスに従って幅方向に移動してしまう。

図４の（ａ）に示すように、中間転写ベルト５１が端部へ寄り切って表面に皺ができる場合がある。また、図４の（ｂ）に示すように、破れた中間転写ベルト５１の断片同士が重なってしまう場合もある。

さらに、破れて皺ができたり、断片が折り重なったりした中間転写ベルト５１が、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに当接して回転し続けると、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面を傷付けてしまう。特に、損傷した中間転写ベルト５１を当接したまま、減速、回転停止、回転起動、加速等を行った場合、中間転写ベルト５１の破断面に感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが摺擦して、表面に大きな損傷が発生する場合がある。

そこで、画像形成装置１００では、ベルトエッジ検知装置１４０を用いて中間転写ベルト５１の異常を発見し、異常が発生すると直ちに感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから中間転写ベルト５１を離間させる。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから中間転写ベルト５１を離間させた状態で、中間転写ベルト５１の破損を進行させて皺や破断面が形成されるようにしている。中間転写ベルト５１に異常が検知された時点で早々に当接を解除することで、中間転写ベルト５１が皺になったり破断して重なったりした場合でも、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄまでは損傷を及ばせない。中間転写ベルト５１から感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを離間した後に、中間転写ベルト５１及び感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの回転を減速・停止させている。

＜検知手段＞
図５はベルトエッジ検知装置の構成の説明図、図６はベルトエッジ検知装置の動作の説明図、図７はベルトエッジ検知装置の出力の説明図である。

ベルト搬送体（中間転写ベルト又は記録材搬送ベルト）を用いた画像形成装置においては、ベルト搬送体が寄り切ることによって機械的破壊されるのを回避するため、寄りを規制する各種の構成又は制御が採用される。回転するベルト搬送体の端部をセンサで刻々と検知し、検知結果に基づいてベルト搬送体を懸架する支持回転体のアライメントを刻々と調整して寄り方向を調節するいわゆるステアリングローラ方式がある。ベルト搬送体の両縁の内側面に寄り止めガイドを設けて、ベルト搬送体の寄りを機械的に規制するガイド方式もある。

図１に示すように、二次転写部Ｎ２とテンションローラ５５との間に位置する中間転写ベルト５１の手前側又は奥側、もしくは手前側と奥側の両方のエッジ部にそれぞれ対応させて、一対のベルトエッジ検知装置１４０が配置される。ベルトエッジ検知装置１４０は、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに到達する前に中間転写ベルト５１の破れ等を検知可能となるように、一次転写部Ｎ１ａよりも上流に配置することが好ましいからである。

図５に示すように、ベルトエッジ検知装置１４０は、中間転写ベルト５１の手前側に配置されている。ベルトエッジ検知装置１４０は、揺動軸１４３を中心に揺動可能なセンサーアーム１４２の上下端に、それぞれ検知部１４２ｅと反射部１４２ｍとを配置し、反射部１４２ｍに対向させて測距部１４１を配置している。

検知部１４２ｅは、センサーアーム１４２に設けたバネ部材によって中間転写ベルト５１のエッジ部に向かって付勢されることにより、その先端を中間転写ベルト５１のエッジ部に当接している。

検知部１４２ｅは、中間転写ベルト５１のエッジ部の凹凸に倣ってセンサーアーム１４２を、揺動軸１４３を中心に回転させ、測距部１４１と反射部１４２ｍとの間隔ｄを変化させる。検知部１４２ｅは、先端が鋭い形状をしており、細い初期段階の切れ目５１ｈの形状にも追従してセンサーアーム１４２を回転させる。

このため、中間転写ベルト５１のエッジ部に、破れのきっかけとしての切れ目５１ｈが発生すると、切れ目５１ｈに検知部１４２ｅが落ち込んで、測距部１４１と反射部１４２ｍとの間隔ｄが突然増大する。測距部１４１は、間隔ｄに応じた出力信号を制御部１１０に出力しており、制御部１１０は、間隔ｄが突然増大すると、離間機構５３０を作動させる。

図６の（ａ）に示すように、測距部１４１は、発光部１４１ａから反射部１４２ｍへ赤外光のビームを照射し、反射部１４２ｍからの反射光のスポットをラインセンサ１４１ｂ上に形成する。測距部１４１は、距離ｄ１の変化に応じてラインセンサ１４１ｂ上でスポットが移動することを利用して測距を行うもので、ラインセンサ１４１ｂ上のスポット位置に応じたアナログ電圧の出力信号を出力する。スリットＳＬ１は、発光部１４１ａからの赤外光を通過させてビームに成形し、スリットＳＬ２は、反射部１４２ｍから散乱した光を通過させてラインセンサ１４１ｂ上のスポットを成形する。

図６の（ａ）に示す間隔ｄ１のとき、発光部１４１ａから射出されて反射部１４２ｍで散乱し、スリットＳＬ２を通過した赤外光は、ラインセンサ１４１ｂの下側部分に入射する。

図６の（ｂ）に示すように、間隔ｄ１よりも短い間隔ｄ２のとき、発光部１４１ａから射出されて反射部１４２ｍで散乱し、スリットＳＬ２を通過した赤外光は、間隔ｄ１のときよりもラインセンサ１４１ｂの高い位置へ入射する。

このようにして、反射部１４２ｍの散乱光がラインセンサ１４１ｂに到達する位置が変化することにより、測距部１４１は、反射部１４２ｍとの間隔ｄに応じた出力電圧を出力する。

図５を参照して図７に示すように、ベルトエッジ検知装置１４０は、中間転写ベルト５１のエッジ部の位置変移量に応じた出力電圧を出力する。エッジ部が基準位置Ｘ０から奥側へ変移してＸ１へ動いた場合、センサーアーム１４２と測距部１４１との間隔ｄが変動し、ベルトエッジ検知装置１４０の出力電圧Ｖ０は出力電圧Ｖ１に低下する。

以上のようなベルトエッジ検知装置１４０を、中間転写ベルト５１の手前側及び奥側のエッジ部にそれぞれ配置する。これにより、中間転写ベルト５１のどちら側のエッジ部に破れのきっかけとしての切れ目５１ｈが発生した場合でも、速やかにこれを検知可能となる。

さらに、ベルトエッジ検知装置１４０を用いれば、中間転写ベルト５１が、なんらかの理由によって中央部から破れた場合でも、これを検知可能である。中間転写ベルト５１の中央部に破れのきっかけが発生した場合、この破れは中間転写ベルト５１の回転に伴って回転方向に拡大して、中間転写ベルト５１が分断されていく。すると、中間転写ベルト５１の面にかかるテンションバランスが崩れるため、寄り止めガイド５１ｇによって中間転写ベルト５１の寄りを規制することができなくなる。

このため、分断され始めた中間転写ベルト５１は、図４の（ａ）に示すように、左右それぞれに分断して寄ってしまうか、それぞれが中央に向かって折り重なるか、図４の（ｂ）に示すように、それぞれが同じ方向に向かって寄って行く。そして、どの場合でも、分断された中間転写ベルト５１の幅は、分断される前よりも広がるか狭まるかのどちらかであり、同じ幅を保ったまま安定的に周り続けることはない。

従って、中間転写ベルト５１の手前側及び奥側のエッジ部にそれぞれベルトエッジ検知装置１４０を配置して、中間転写ベルト５１の幅の変化を観察すれば、中間転写ベルト５１の中央部からの破れも検知可能である。

なお、中間転写ベルト５１の片側のエッジ部だけにベルトエッジ検知装置１４０を配置した構成でも、中間転写ベルト５１の破れや寄り切り等の異常を検知可能である。破れや寄り切りを起こした中間転写ベルト５１は、通常の回転軌跡を逸脱して片側に寄るなどの軌跡をとるからである。しかし、より早く、中間転写ベルト５１の異常を検知するためには、上述したように、中間転写ベルト５１の両方のエッジ部にベルトエッジ検知装置１４０を設ける構成が好ましい。

また、ベルトエッジ検知装置１４０は、中間転写ベルト５１のエッジ部を接触式に検知する構成であるが、エッジ部を横切るようにラインセンサを配置した非接触のエッジセンサを採用してもよい。中間転写ベルト５１のエッジ部を挟み込むように非接触の光学式センサを両方のエッジ部に配置して、中間転写ベルト５１のエッジ部の状態を検知してもよい。

＜離間機構＞
図８は離間機構の構成の説明図、図９は実施例１の制御のフローチャート、図１０は中間転写ベルトに異常が発生した際の停止動作のタイムチャートである。

図８に示すように、離間機構５３０は、中間転写ベルト５１を感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに当接させる当接モードと、離間させる離間モードとを切り替えて実行する。当接モードで画像形成を行っている最中に中間転写ベルト５１が破損すると、離間モードに移行して感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを保護する。

規制ローラ５８、９０及び一次転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄが軸支されたリトラクトフレーム５３１は、カム５３２が同時に回動することにより、水平を保ったままに上下に移動する。リトラクトフレーム５３１は、不図示のバネ部材によって下方へ付勢されてカム５３２に押し当てられている。

当接モードでは、リトラクトフレーム５３１は、カム５３２の回転に伴って上方に押し上げられて、規制ローラ５８、９０が上昇位置へ移動し、中間転写ベルト５１が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに当接する。

離間モードでは、リトラクトフレーム５３１は、カム５３２の回転に伴って下方へ移動して規制ローラ５８、９０が下降位置へ移動し、中間転写ベルト５１が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから離脱する。

なお、離間機構は、リトラクトフレーム５３１とカム５３２とを組み合わせた構成には限定されず、任意の機構構成によって、中間転写ベルト５２と感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの着脱動作を行うことができる。

図８を参照して図９に示すように、制御部１１０は、前回転〜画像形成〜後回転の途中（Ｓ１１のＹＥＳ）にベルトエッジ検知装置１４０の出力から中間転写ベルト５１の破れや寄り切り等を検知する（Ｓ１２）。このような異常を検知した場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、離間機構５３０を作動させて感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを中間転写ベルト５１から離間させた（Ｓ１３）後に、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ及び中間転写ベルト５１を停止させる（Ｓ１４）。そして、操作パネル１０８及び接続されたパソコン等の操作端末へ緊急事態を通知して中間転写ベルト５１が破断した旨の表示を行う（Ｓ１５）とともに、ネットワーク通信網を通じてサービスステーションに点検・交換を要請する。

Ｓ１２：ベルトエッジ検知装置１４０による中間転写ベルト５１の異常検知
Ｓ１３：感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト５１の離間動作開始
Ｓ１４：感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ及び中間転写ベルト５１の回転停止
Ｓ１５：異常表示及び外部への通報

そして、この順序で画像形成装置１００を停止させることによって、中間転写ベルト５１の破れや皺発生等による、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄへの損傷を最小限に抑える。

図８を参照して図１０に示すように、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト５１の回転／停止および当接／離間の時間変化が示される。時刻ｔ１にて、ベルトエッジ検知装置１４０によって中間転写ベルト５１の破れや寄り切りが検知されると、時刻ｔ２までに感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから中間転写ベルト５１が離間完了する。そして、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト５１の位置が完全に離間した位置に達して安定した時刻ｔ３に、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト５１の回転の停止動作が開始する。そして、時刻ｔ４で感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト５１の回転の停止に至る。

以上のような異常検知と離間・停止動作をおこなうことにより、中間転写ベルト５１の破れや皺等によって、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが摺擦されることが回避される。このため、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのダメージを最小限に抑えることができる。

なお、図１０のタイミングチャートでは、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト５１が完全に離間動作を終えた後に、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト５１の回転の停止動作を始めている。しかし、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト５１が離間動作を始めて、一定の離間量を確保できた後であれば、離間動作が完了する前に、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト５１の回転の停止動作を始めてもかまわない。

また、実施例１では、中間転写ベルト５１の両端に寄り止めガイド５１ｇを設けて、駆動ローラ５２及びテンションローラ５５の底面に係止させて中間転写ベルト５１の幅方向の寄りを静的に規制する構成について説明した。しかし、中間転写ベルト５１の幅方向の寄りを規制する構成は、中間転写ベルト５１の幅方向位置を検知するエッジセンサの出力に応じて支持回転体の傾きを変化する構成を採用してもよい。いわゆるステアリングローラを用いてベルト搬送体の回転位置を動的に規制する構成である。

＜実施例２＞
図１１は実施例２の画像形成装置の構成の説明図である。

図１１に示すように、実施例２の画像形成装置２００は、規制ローラ５８及び一次転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃが規制ローラ９０の回転軸を中心にして回動するように昇降可能である。それ以外は、図１に示す画像形成装置１００と同様に構成されるので、画像形成装置１００と共通する構成には図１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

画像形成装置２００は、画像形成部Ｓｄのみを用いて画像形成を行うブラック単色モードと、画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを用いて画像形成を行うフルカラーモードとを切り替えて実行する。そして、特定色の画像形成部Ｓｄのみを用いて画像形成を行う場合には、特定色以外の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃから中間転写ベルト５１を離間させて、中間転写ベルト５１との不必要な接触を回避する。ＹＭＣＫの画像形成部のうち、ＹＭＣの一次転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃのみ離間する構成は、ブラック単色モード作像時のＹＭＣの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの消耗を抑えることができるので、一般的に多く採用されている。

画像形成装置２００は、中間転写ベルト５１が離間する際に、離間動作の回転軸を規制する規制ローラ９０が、画像形成部Ｓｃ、Ｓｄ間に配置されて昇降しない。規制ローラ５８は、中間転写ベルト５１の離間に伴って、破線で示す上昇位置５８から実線で示す下降位置へ退避するが、規制ローラ９０は、中間転写ベルト５１の離間の際の規制軸となる。

そして、画像形成装置１００と同様に、二次転写内ローラ５６とテンションローラ５５との間の、中間転写ベルト５１の手前側および奥側の両方のエッジ部に、ベルトエッジ検知装置１４０が配置されている。

画像形成装置２００においても、ベルトエッジ検知装置１４０によって中間転写ベルト５１の破れや寄り切り等を検知する。そして、速やかに感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから中間転写ベルト５１を離間させた後、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ及び中間転写ベルト５１の回転を停止させる。これにより、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄへの損傷を回避できる。

なお、感光ドラム１ｄは、ベルトエッジ検知装置１４０から最も離れて配置されるので、ベルトエッジ検知装置１４０検知された中間転写ベルト５１の破断部分が感光ドラム１ｄへ到達する前に中間転写ベルト５１を停止できる。このため、ベルトエッジ検知装置１４０検知された中間転写ベルト５１の破断部分が感光ドラム１ｄへ損傷を与えにくい。

以上説明したように、実施例２によれば、中間転写ベルト５１の寄り切りや破れ等の異常が検知された際には、速やかに感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃから中間転写ベルト５１を離間する。その後、中間転写ベルト５１及び感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの回転を停止させるので、中間転写ベルト５１の破断面、破片、皺等が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃに摺擦しにくく、表面を傷付けてしまうことを回避できる。

なお、実施例２では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像を形成する画像形成装置において、ブラック単色モードにおける動作の詳細を説明したが、本構成は、単色の画像形成装置に適用することも可能である。

＜実施例３＞
図１２は実施例３の画像形成装置の構成の説明図である。実施例１、２ではベルト搬送体として中間転写ベルトを採用した場合を説明したが、実施例３では、ベルト搬送体として記録材搬送ベルトを採用した場合を説明する。図１２中、画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ、定着装置７、ベルトクリーニング装置５９等、実施例１、２と共通する構成には図１と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

図１２に示すように、実施例３の画像形成装置３００は、直接転写方式を用いたフルカラー電子写真画像形成装置である。

画像形成装置３００では、画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄにて形成された各色トナー像が、記録材搬送ベルト５１Ｈに担持されて転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄを通過する記録材Ｐへ順次多重転写される。画像形成部Ｓａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて記録材搬送ベルト５１Ｈに担持された記録材Ｐに直接一次転写される。画像形成部Ｓｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて記録材搬送ベルト５１Ｈに担持された記録材Ｐのイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｓｃ、Ｓｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、同様に記録材搬送ベルト５１Ｈに担持された記録材Ｐのトナー像に、位置を重ねて順次一次転写される。

記録材搬送ベルト５１Ｈに担持された記録材Ｐに一次転写された四色のトナー像は、記録材搬送ベルト５１Ｈの回転に伴って駆動ローラ５２の湾曲面へ搬送されて、記録材搬送ベルト５１Ｈから曲率分離される。記録材搬送ベルト５１Ｈから分離された記録材Ｐは、定着装置７で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に外部へ排出される。

記録材給送装置８は、記録材カセット８１からピックアップローラ８２で引き出した記録材Ｐを、分離装置８３で１枚ずつに分離して、レジストローラ８４へ送り出す。レジストローラ８４は、感光ドラム１ａのトナー像にタイミングを合わせて転写部Ｎ１ａへ記録材Ｐを送り出す。記録材Ｐは、吸着ローラ８４によって記録材搬送ベルト５１Ｈ上に静電的に吸着され、転写部Ｎ１ｄにおけるトナー像の転写後に、除電装置６６により除電されて、記録材搬送ベルト５１Ｈへの吸着力を弱められる。

画像形成装置３００は、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに接して搬送ベルト体としての周回移動可能な記録材搬送ベルト５１Ｈを有する。記録材搬送ベルト５１Ｈは、駆動ローラ５２、従動ローラ５５、転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄに掛け渡され、駆動ローラ５２に駆動されて回転する。

記録材搬送ベルト５１Ｈと感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとの対向位置には、転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄによって、各色トナー像の転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄが形成される。

転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄにおけるトナー像の転写工程後、記録材搬送ベルト５１Ｈに付着したトナー等は、ベルトクリーニング装置５９によって除去、回収される。

ここで、記録材搬送ベルト５１Ｈは、実施例１の中間転写ベルト５１と同様、Ｓｃ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のような誘電体樹脂によって構成できる。実施例３では、表面抵抗率１×１０^１４Ω／□、カーボンが分散されたＰＩ（ポリイミド）樹脂で形成された厚み８０μｍのものを用いた。しかし、これに限定されるものではなく、他の材料、体積抵抗率、及び厚みのものでも構わない。

転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄは、実施例１の一次転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄと同様に構成される。即ち、外径８ｍｍの芯金の外周面に厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ層を配置しており、電気抵抗値は、約１×１０^６．５Ωである。なお、搬送ベルト体及び転写部材の抵抗値は、実施例１と同様な手法を用いて測定した。

実施例３では、記録材搬送ベルト５１Ｈの寄り切りや破れ等の異常を検知した際には、速やかに記録材搬送ベルト５１Ｈを感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから離間する。そして、記録材搬送ベルト５１Ｈに担持された記録材Ｐを定着装置７で定着して外部へ排出した後に、記録材搬送ベルト５１Ｈと感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの回転を停止させる。これにより、記録材搬送ベルト５１Ｈの破断に伴う感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄへの損傷を回避するとともに、未定着画像を画像形成装置３００に残すことなく画像形成装置３００を停止できる。

＜検知手段＞
図１３はベルト内面検出装置の構成の説明図である。

実施例３では、実施例１のベルトエッジ検知装置１４０とは異なる搬送ベルト体の異常検出装置としてベルト内面検知装置６５を採用している。ベルト内面検知装置６５は、記録材搬送ベルト５１Ｈの手前側および奥側の縁部分の内面に対向させて一対２台が配置されている。

図１３に示すように、ベルト内面検知装置６５は、記録材搬送ベルト５１Ｈの内側面に対向して設置され、ＬＥＤ等の発光素子６５１、フォトダイオード等の受光素子６５２、及びホルダー６５３を有している。発光素子６５１から射出した赤外光は、記録材搬送ベルト５１Ｈの内面に配置されたポジションマークＭを照射する。受光素子６５２は、ポジションマークＭからの反射光を検出する。制御部１１０は、ベルト内面検知装置６５を用いてポジションマークＭからの反射光を測定することにより、ポジションマークＭの有無を判別する。

ベルト内面検知装置６５は、ポジションマークＭからの正反射光が受光素子６５２に入射しないように、法線Ｌを基準にして、ポジションマークＭへの照射角度αを４５度とし、ポジションマークＭからの反射光の受光角度を０度としている。これにより、受光素子６５２が乱反射光のみを検知するため、ポジションマークＭの有無を正確に検知できる。そして、ポジションマークＭが、所定のタイミングで検知されることにより、制御部１１０は、記録材搬送ベルト５１Ｈが安定的に回転していることを認識する。

しかし、記録材搬送ベルト５１Ｈに破れのきっかけが発生した場合、記録材搬送ベルト５１Ｈの回転に伴って破れが回転方向に拡大し、記録材搬送ベルト５１Ｈが分断されていく。すると、記録材搬送ベルト５１Ｈにかかる面内のテンションバランスが崩れて、寄り止めガイド５１ｇが記録材搬送ベルト５１Ｈの寄りを規制できなくなる。

これにより、分断された記録材搬送ベルト５１Ｈは、同じ幅を保ったまま安定的に回転し続けることができなくなる。分断され始めた記録材搬送ベルト５１Ｈは、左右それぞれに分断して寄ってしまうか、それぞれが中央に向かって折り重なるか、もしくはそれぞれが同じ方向に向かって寄って行くかのいずれかとなる。

従って、実施例３の構成のように、記録材搬送ベルト５１Ｈの手前側及び奥側の両方の縁部分の内面に対向させてベルト内面検知装置６５を配置している。制御部１１０は、記録材搬送ベルト５１Ｈの回転中を通じてベルト内面検知装置６５によってポジションマークＭを検知し続ける。そして、記録材搬送ベルト５１Ｈの幅が変化して、ポジションマークＭの片方だけ又は両方が所定のタイミングで検知できなくなった場合に、記録材搬送ベルト５１Ｈに破れや皺等の異常が発生したと判断する。

図１２に示すように、画像形成時には、記録材搬送ベルト５１Ｈが破線で示す上昇位置に保持されて、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとの間に転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄを形成している。テンションローラ５５が、破線で示される上昇位置に保持されることにより、記録材搬送ベルト５１Ｈが上昇位置に保持される。

一方、記録材搬送ベルト５１Ｈに異常が検知されると、テンションローラ５５及び転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄが実線で示す下降位置へ移動して、記録材搬送ベルト５１Ｈを押し下げる。このため、記録材搬送ベルト５１Ｈが実線で示す下降位置まで下降して感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから離間し、転写部Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄのニップが解除される。

なお、転写ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの着脱機構については、実施例１で説明した構成を採用してもよく、別の離間機構を採用してもよい。

図１２を参照して図９に示すように、制御部１１０は、ベルト内面検知装置６５によって記録材搬送ベルト５１Ｈの異常が検知されると離間機構を作動させる。

Ｓ１２：ベルト内面検知装置６５による記録材搬送ベルト５１Ｈの異常検知
Ｓ１３：感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと記録材搬送ベルト５１Ｈの離間動作開始
Ｓ１４：感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ及び記録材搬送ベルト５１Ｈの回転停止

そして、この順序で画像形成装置３００を停止させることによって、記録材搬送ベルト５１Ｈの破れや皺発生等による、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄへの損傷を最小限に抑える。

以上説明したように、実施例３によれば、記録材搬送ベルト５１Ｈの寄り切りや破れ等の異常を検知した際に、速やかに記録材搬送ベルト５１Ｈを感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから離間する。そして、その後、記録材搬送ベルト５１Ｈ及び感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの回転を停止させるので、破れたり皺ができたりした記録材搬送ベルト５１に感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが摺擦しにくい。従って、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの感光体表面が損傷して画像品質が低下してしまうことを回避できる。

なお、実施例３では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像を形成する画像形成装置において、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのすべてから記録材搬送ベルト５１Ｈを離間させる動作を説明した。しかし、実施例２と同様にブラック単色モードのための離間機構を持つ場合、記録材搬送ベルト５１Ｈの異常発生時にブラック単色モードの離間機構を利用して感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃのみ離間させてもよい。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 画像形成部の構成の説明図である。 中間転写ベルトの寄り止めガイドの説明図である。 中間転写ベルトの破断例の説明図である。 ベルトエッジ検知装置の構成の説明図である。 ベルトエッジ検知装置の動作の説明図である。 ベルトエッジ検知装置の出力の説明図である。 離間機構の構成の説明図である。 実施例１の制御のフローチャートである。 中間転写ベルトに異常が発生した際の停止動作のタイムチャートである。 実施例２の画像形成装置の構成の説明図である。 実施例３の画像形成装置の構成の説明図である。 ベルト内面検出装置の構成の説明図である。

符号の説明

１ 感光体（感光ドラム）
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 中間転写ユニット
６ クリーニング装置
５１、５１Ｈ ベルト搬送体（中間転写ベルト、記録材搬送ベルト）
５２、５５ 支持回転体（駆動ローラ、テンションローラ）
５３ 転写部材（一次転写ローラ）
５６ 対向ローラ
５７ 二次転写ローラ
５８、９０ 規制ローラ
６５、１４０ 検知手段（ベルト内面検知装置、ベルトエッジ検知装置）
１１０ 制御手段（制御装置）
５３０ 離間機構
５３１ リトラクトフレーム
５３２ カム

Claims (3)

1. 感光体と、
   前記感光体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
   複数の支持回転体に掛け渡されて、前記感光体に接して回転するベルト搬送体と、を備えた画像形成装置において、
   前記感光体と前記ベルト搬送体とを離間させる離間機構と、
   回転する前記ベルト搬送体に異常が発生したことを検知可能な検知手段と、
   前記異常が発生した際に前記感光体と前記ベルト搬送体とを離間させるように、前記検知手段の出力に基づいて前記離間機構を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記離間機構は、単色モードの画像形成を行う際に、前記ベルト搬送体に接して配置された複数の前記感光体の一部を前記ベルト搬送体から離間させる機構を兼ねていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記感光体と前記ベルト搬送体とを離間させた後に前記ベルト搬送体を停止させることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。

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