JP6489981B2

JP6489981B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6489981B2
Application number: JP2015181761A
Authority: JP
Inventors: 大塚　雅之; 雅之大塚; 銀河中村; 北川　高志; 高志北川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2035-09-15
Also published as: CN106896677A; US20170075274A1; JP2017058446A; CN106896677B; US9983532B2

Description

本発明は、並設されたローラ間を周回する転写ベルトを備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置に使用される現像剤は、温度や湿度等の環境の変化に対する特性変化や経時変化に伴う特性変化を生じることがある。現像剤の特性が変化すると、それに伴って感光体ドラムを帯電、露光および現像して得られる画像の形成状態が変化する。そのため、従来、画質調整や階調補正の処理が施されていた。かかる処理は、テストパターンの画像を転写ベルト上に形成し、形成された画像の濃度を、転写ベルトの上から光学センサによって測定し、測定結果に基づいて調整及び補正するもので、これによって画像の形成状態の変化を抑制するようにしている。テストパターンの濃度を精度良く測定するために、転写ベルトの測定箇所の裏面側に当て部材を配置している。

特許文献１には、光センサの測定部位に裏当て部として機能する矩形形状の支持部材であって、緩やかな平面を有し、あるいは裏面の幅方向に分散形成した０．５mmの溝以外の残った部位を接触面とする中間転写ベルトが記載されている。これによって振動によるセンサ出力変動を抑えて安定出力を得るようにしている。

特許文献２には、中間転写ベルトを挟んで外面側の読取センサと周回方向について対向する位置に低摩擦性軟質部材をベルト幅方向の２箇所に設置し、低摩擦性軟質部材でベルト側に付勢するようにして中間転写ベルトの振動抑制を行うものが記載されている。

特許文献３には、静電搬送ベルトを挟んでトナー画像検出センサと対向する裏面に板状の突き当て部材を配置して、ベルトテンションが変化しても安定した濃度検出が可能な画像形成装置が記載されている。

特許文献４には、中間転写ベルトの周回上のトナー加熱部の近傍に、シート状部材を湾曲させたしわ抑制部材の突曲面部をベルト幅方向に亘って当接して、加熱に起因して生じるベルトのしわによるトナー画像の乱れを抑制する画像形成装置が記載されている。

特開２００７−１２１９５２号公報特開２００９−１４９５６号公報特開２００３−２４８３５０号公報特開２００２−１８２４９４号公報

特許文献１〜３は、無端の転写ベルトが両端の回転ローラに張設され、その周回路の適所で画像濃度を読み取るセンサがベルト外方に配置された構成である。従って、転写ベルトの周回路の外部にセンサを配置するスペースを要し、その分、嵩高となってしまう。また、センサは、当て部材のベルト周回方向における中央位置か、上流側位置かに配置されているため、ベルトの振動の影響を充分に除去できていない。なお、特許文献4には、センサによる画像濃度の検出の乱れを抑制する当て部材は記載されていない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、テストパッチのトナー濃度を検出する光学センサの配置の省スペース化を図りつつ、検出精度を一定に維持する画像形成装置を提供するものである。

本発明は、並設された第１のローラと転写側の第２のローラとの間を周回する無端の転写ベルトを備えた画像形成装置において、前記第１、第２のローラと並行で、前記第２のローラに対して周回方向下流側となる位置で前記転写ベルトの外面を押圧した状態で配置される第３のローラと、前記第１、第３のローラ間に配置され、前記転写ベルトの外面かつ幅方向所定位置に形成されるテストパッチの濃度を光学的に検出する濃度測定部とを備えている。この濃度測定部は、前記転写ベルトに形成される前記テストパッチの通過経路と前記幅方向において対向する位置を測定部位とする、前記第１、第３のローラ間で前記転写ベルトの外面上方に配置された光学センサと、前記転写ベルトを挟んで前記光学センサと周回方向において対向する位置で前記転写ベルトの内面に当接して配置される支持部材とを備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、第３のローラによって転写ベルトが内面（背面）方向に湾曲した周回路となり、さらに、この第３のローラと第１のローラとの間に濃度測定部が配置される。濃度測定部の光学センサと転写ベルトを挟んで対向配置される支持部材によって、周回中の転写ベルトの振動が抑制され、それによって転写ベルトの外面（表（おもて）面）に形成されたテストパッチのトナー濃度の検出精度が確保される。また、第３のローラによって、転写ベルトを内面側に撓ましているので、その分、光学センサの測定位置が転写ベルトの内面側になり、光学センサをより転写ベルト側に設置できて、その分の省スペースが図れる。

また、前記光学センサは、前記支持部材の前記転写ベルトとの当接部位に対して周回方向の下流側に配置されていることを特徴とする。この構成によれば、周回中の転写ベルトの振動が一層抑制された状態となる、当接部位の下流側の位置で濃度測定が行われるので、測定精度がより高く維持される。

また、前記支持部材は、前記転写ベルトの幅方向に平行な突条を有し、前記突条で前記転写ベルトと当接していることを特徴とする。この構成によれば、接触面積を減らすことで、転写ベルトの幅方向全体に亘って同一形状のものが採用可能となる。

また、前記支持部材は、前記転写ベルトと当接する部位に低摩擦材が設置されていることを特徴とする。この構成によれば、転写ベルトの振動が一層抑制されるため、測定精度がより高く維持される。

本発明によれば、テストパッチのトナー濃度を検出する光学センサの配置の省スペース化を図りつつ、検出精度を一定に維持することができる。

本発明の画像形成装置の概略構成を示す側面断面図である。濃度測定部の第１実施形態を示す図で，（ａ）は部分拡大斜視図、（ｂ）はII―II'線矢視図で、濃度測定部周りの構造図である。側面視の濃度測定部周りの構造図で、（ａ）は第２実施形態に係る濃度測定部の構造図、（ｂ）は第３実施形態に係る濃度測定部の構造図である。

図１に示すように、画像形成装置は、画像形成部１０、中間転写部２０、二次転写部３０、定着部４０、給紙部５０、用紙搬送路６０、原稿画像を読み取る読取部７０及び自動原稿搬送装置８０を搭載している。画像形成装置は、原稿から読み取った画像データを記録紙へ印字する。

画像形成部１０は、レーザ走査ユニット１及びそれぞれ同様な構造を有する各色の画像形成部１０Ａ〜１０Ｄを備えている。レーザ走査ユニット１は、筐体を有し、その内部に色毎にレーザ素子、レーザ光走査用のポリゴンミラー等の光学部品が配置されている。レーザ走査ユニット１は、変換後の各色の画像データに対応して変調されたレーザ光で画像形成部１０Ａ〜１０Ｄの感光体ドラム２Ａ〜２Ｄの表面を軸方向（主走査方向）に沿って露光走査して、それぞれの静電潜像を形成する。代表して説明する画像形成部１０Ａは、感光体ドラム２Ａを備え、その周囲に回転方向（副走査方向）に沿って帯電器３Ａ、現像器４Ａ及びクリーナ部５Ａを備えている。

中間転写部２０は、無端の中間転写ベルト２１、駆動ローラ２２、従動ローラ２３、一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄ、クリーニング部２５を備え、感光体ドラム２Ａ〜２Ｄの周面に形成された各色のトナー像を、周回する中間転写ベルト２１の表面に一次転写する。二次転写部３０は、中間転写ベルト２１の表面のトナー像を記録紙へ二次転写する。定着部４０は、記録紙に転写されたトナー像を加熱して定着し、排紙トレイに排出する。給紙部５０は、給紙カセットや手差しトレイを備えており、選択された記録紙を、対応する給紙カセットから用紙搬送路６０に給紙する。

また、中間転写部２０のクリーニング部２５は、中間転写ベルト２１が駆動ローラ２２側から従動ローラ２３側へ周回する周回路上で、中間転写ベルト２１の上方（外方）からベルト面に当接するように配置されている。図１では、クリーニング部２５は、駆動ローラ２２と従動ローラ２３のほぼ中間辺りに配置されている。クリーニング部２５は、公知のもので、中間転写ベルト２１面の幅方向に亘る長尺の箱体２５１と、箱体２５１内の長尺方向両側で支持された、例えばスポンジ材からなる清掃用のローラ２５２とを少なくとも備えている。なお、公知のように、清掃によって回収された残留トナーは、図略の回収機構を介して回収容器等に回収される。クリーニング部２５のローラ２５２は中間転写ベルト２１に押圧するように配置されており、その結果、中間転写ベルト２１の周回路の上半部は、周回方向の両側からローラ２５２との押圧点に向けて下方側に湾曲している。

また、中間転写ベルト２１の周回路中の上半部の、駆動ローラ２２とクリーニング部２５との間には、濃度測定部２６が配置されている。濃度測定部２６は、中間転写ベルト２１の外側（上方）に配置された光学センサ２７と、中間転写ベルト２１を挟んで対向する位置に配置された支持部材２８とを含んでいる。

濃度測定部２６の第１実施形態を示す図２において、光学センサ２７は、所定の大きさの箱体を有し、中間転写ベルト２１の上方の法線方向から中間転写ベルト２１の上面に向けて光を照射する発光素子を備えると共に、中間転写ベルト２１上に転写される、画質調整や階調補正モードにおいて作成される各色のトナー像であるテストパッチＴＰ１〜ＴＰ４で正反射した光を受光し、受光した光の光量に応じた電圧を出力する正反射受光素子と、テストパッチＴＰ１〜ＴＰ４で乱反射した光を受光し、受光した光の光量に応じた電圧を出力する乱反射受光素子とを備えている。本実施形態では、光学センサ２７は、テストパッチＴＰ１〜ＴＰ４が作製される幅方向の位置に対応する２箇所に配置されている。

テストパッチＴＰ１〜ＴＰ４の各トナー色は、例えばテストパッチＴＰ１は黒色であり、テストパッチＴＰ２〜ＴＰ４は、黄色、シアン、マゼンタである。なお、黒色については、正反射光強度に基づいてテストパッチＴＰ１の濃度の評価を行い、その他の色については、乱反射光強度に基づいてテストパッチＴＰ２〜ＴＰ４の濃度の評価を行うのが一般的である。

支持部材２８は、中間転写ベルト２１の幅方向に長尺な、所要の幅を有する帯状の、金属製又は樹脂製等の板材から構成されている。支持部材２８は、中間転写ベルト２１を挟んで光学センサ２７と対向する部位に当接部２８０が形成されている。当接部２８０は、周回方向から見て、上方に向けて、例えば矩形状に屈曲して形成された頂部２８１を有する。頂部２８１は、図２（ｂ）に示すように、中間転写ベルト２１の周回方向（図２（ｂ）中、矢印で示す）への傾斜に一致する傾斜を有する。また、頂部２８１には低摩擦材２８ａが設置、例えば敷設、貼付あるいは表面塗装等されている。これによって、周回に伴って発生する中間転写ベルト２１の振動が頂部２８１との当接によって抑制されて、光学センサ２７による濃度測定の精度が確保される。

また、光学センサ２７の周方向における測定位置Ｐｄは、頂部２８１の周方向における中間位置よりも下流側（図２（ｂ）の左方）に設定している。これによって、周回中の中間転写ベルト２１の振動が抑制された状態で濃度測定が行われることになり、測定精度がより高く確保される。しかも、光学センサ２７を中間転写ベルト２１が下方へ傾斜している箇所の上方に配置するので、光学センサ２７をより低い位置に配置することができ、その分、省スペース化ができて装置の小型化が図れる。なお、支持部材２８は光学センサ２７に対応する箇所に当接部２８０を形成しているが、支持部材２８の上面を中間転写ベルト２１の幅方向全域に亘って面一となる形状としてもよく、この場合でも、前記振動の一層の抑制、また前記の省スペース化は図れる。

図３では、支持部材は、長手方向（中間転写ベルトの幅方向）に同一形状をしている。すなわち、支持部材と中間転写ベルトとの接触面積を減らすことで、幅方向全体に亘って同一形状を採用する異が可能となる。

図３（ａ）に第２実施形態として示す支持部材１２８は幅方向から見て、中央に凸状の頂部１２８１を有して構成されており、この頂部１２８１は、周回方向の上流側から順に上昇傾斜を有する上り壁部１２８２、下降傾斜を有する下り壁部１２８３及び垂直な後端壁部１２８４によって構成されている。頂部１２８１は、中間転写ベルト２１の幅方向に突条を有する。頂部１２８１には低摩擦材１２８ａが貼付等されている。また、光学センサ２７の測定位置Ｐｄは、頂部１２８１よりも周回方向の下流側で、下り壁部１２８３の範囲内に設定されている。第２実施形態の場合も、第１実施形態と同様な作用効果が得られる。

図３（ｂ）に第３実施形態として示す支持部材２２８は幅方向から見て、中央に凸状の頂部２２８１を有して構成されており、この頂部２２８１は、周回方向の上流側から順に上昇傾斜を有する上り壁部２２８２、及び下降傾斜を有する下り壁部２２８３から構成されている。頂部２２８１は、中間転写ベルト２１の幅方向に突条を有する。頂部２２８１には低摩擦材２２８ａが貼付等されている。また、光学センサ２７の測定位置Ｐｄは、頂部２２８１よりも周回方向の下流側で、下り壁部２２８３の範囲内に設定されている。第３実施形態の場合も、第１実施形態と同様な作用効果が得られる。

なお、第２、第３実施形態において、頂部１２８１，２２８１を含む部分を光学センサ２７と対向する位置にのみ当接部として構成する態様としてもよい。

また、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２１中間転写ベルト（転写ベルト）
２２駆動ローラ（第１のローラ）
２３従動ローラ（第２のローラ）
２５ローラ（第３のローラ）
２６濃度測定部
２７光学センサ
２８，１２８，２２８支持部材
２８１当接部
１２８１，２２８１頂部
２８ａ，１２８ａ、２２８ａ低摩擦材
Ｐｄ測定位置

Claims

互いに並設された、転写側の第１のローラと第２のローラとの間を周回する無端の転写ベルトを備えた画像形成装置において、
前記第１、第２のローラと平行で、前記第１のローラに対して前記転写ベルトの周回方向下流側となる位置で前記転写ベルトの外面を押圧した状態で配置される第３のローラと、
前記第１、第３のローラ間に配置され、前記転写ベルトの外面かつ幅方向の所定位置に形成されるテストパッチの濃度を光学的に検出する濃度測定部とを備え、
前記濃度測定部は、前記転写ベルトに形成される前記テストパッチの通過経路と前記幅方向において対向する位置を測定部位とする、前記第１、第３のローラ間で前記転写ベルトの外面上方に配置された光学センサと、前記転写ベルトを挟んで前記光学センサと周回方向において対向する位置で前記転写ベルトの内面に当接して配置される支持部材とを備え、
前記支持部材は、前記転写ベルトの幅方向に突条をなし、前記周回方向の上流側に形成された上降傾斜を有する上り壁部と前記周回方向の下流側に形成された、下降傾斜を有する下り壁部とを備えた頂部を有し、かつ前記頂部で前記転写ベルトと当接してなり、前記光学センサの測定位置が、前記頂部よりも前記周回方向の下流側で、かつ前記下り壁部の形成範囲内に設定されてなることを特徴とする画像形成装置。
前記支持部材は、前記転写ベルトと当接する部位に低摩擦材が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。