(57)【要約】【課題】消耗品側に電気的な装置を組み込むことなく新品検知、寿命検知が可能で、装置構成の自由度を上げ、低コストで信頼性が高く、良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】少なくとも１つ以上の像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光する露光手段と、露光により像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体上で現像されたトナー像を中間転写ベルトを介して記録媒体に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、前記中間転写ベルトは、少なくとも一部分の表面形状を変えることによって、マークが形成されており、前記マークを検出する光学的検出手段と、前記光学的検出手段の検出結果にもとづいて、前記無端ベルトの使用状態を検知する検知手段（Ｓ５）と、を備えた画像形成装置により前記課題を解決する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光する露光手段と、露光により前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体上で現像されたトナー像を中間転写ベルトを介して記録媒体に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、
前記中間転写ベルトは、少なくとも一部分の表面形状を変えることによって、マークが形成されており、
前記マークを検出する光学的検出手段と、
前記光学的検出手段の検出結果にもとづいて、前記中間転写ベルトの使用状態を検知する検知手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
少なくとも１つ以上の像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光する露光手段と、露光により前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体上で現像されたトナー像を搬送ベルトにより搬送される記録媒体に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、
前記搬送ベルトは、少なくとも一部分の表面形状を変えることによって、マークが形成されており、
前記マークを検出する光学的検出手段と、
前記光学的検出手段の検出結果にもとづいて、前記搬送ベルトの使用状態を検知する検知手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記検知手段による使用状態の検知は、前記中間転写ベルトまたは搬送ベルトが新品状態なのか寿命到達状態なのかの検知であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記マークは、ベルトの成型時に、成型型の表面形状により付与していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記マークは、前記ベルトの走行に応じて磨耗し、前記光学的検出手段の検出結果が変化することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特にその消耗品の新品検知、寿命検知に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、装置の一部の部品が本体の寿命よりも短い場合には、一般にその部品を交換可能に配置している。そして、その部品の稼働量が寿命に達したならば、ユーザー又はサービスマンがその部品を交換していた。
【０００３】
例えば、転写ユニットには寿命があるため、一定枚数以上の画像を印字した場合には転写ユニットを交換する必要がある。規定枚数以上の画像印字を行うと印字画像の質を悪化させたり、転写ユニット自体の故障を招いたりする可能性がある。
【０００４】
そこで、従来は、装置本体側に転写ユニットの使用回数即ち、転写ユニットより出力された印字枚数を記憶する装置を設けておき、規定枚数以上になると装置の動作を停止するとともに、転写ユニットを交換すべき旨の表示を行うようにしている。
【０００５】
例えば、転写ユニットには、新／旧を区別するためのヒューズが組み込まれている。新品の転写ユニットを装着すると、本体側は転写ユニットのヒューズを切断し、又、本体側の寿命カウント値はリセットされる。つまり、本体内の印字枚数を記憶する装置により交換表示が出力されると、ユーザーは使用済みの転写ユニットを取り外し、新品転写ユニットを装着すると、本体は自動的にヒューズを切断し、カウント値を“０”にして装置の動作が可能となる。
【０００６】
しかしながら、このような手法では、前述のヒューズやメモリをユニット側または本体装置に組み込むため、それらの配線の引き回しのため或はスペース確保上の制約により、装置構成の自由度が制限されたり、コストアップの要因となってしまうという問題があった。
【０００７】
これらの問題への対策として、特許文献１では、転写ユニットの無端ベルト上にクリーニングブレードで除去することが可能なトナーなどを用いてマークを形成し、装置内に装着した際に、マークの有無から新品検知を行う手法が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３５１２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の手法では、無端ベルトを１周させるだけでマークが除去されるなど、何かが触れただけで簡単に剥がれてしまうため、新品検知を確実に行うことが困難であった。また、製造時、輸送時や交換時に粉体が飛散し、装置や装置の設置場所周辺を汚す可能性があった。
【０００９】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、中間転写ベルトや搬送ベルト側に電気的な素子や装置を組み込むことなく新品検知、寿命検知が可能で、装置構成の自由度を上げ、低コストで信頼性が高く、良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）、（２）のとおりに構成する。
【００１１】
（１）少なくとも１つ以上の像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光する露光手段と、露光により前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体上で現像されたトナー像を中間転写ベルトを介して記録媒体に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、
前記中間転写ベルトは、少なくとも一部分の表面形状を変えることによって、マークが形成されており、
前記マークを検出する光学的検出手段と、
前記光学的検出手段の検出結果にもとづいて、前記中間転写ベルトの使用状態を検知する検知手段と、
を備えた画像形成装置。
【００１２】
（２）少なくとも１つ以上の像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光する露光手段と、露光により前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体上で現像されたトナー像を搬送ベルトにより搬送される記録媒体に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、
前記搬送ベルトは、少なくとも一部分の表面形状を変えることによって、マークが形成されており、
前記マークを検出する光学的検出手段と、
前記光学的検出手段の検出結果にもとづいて、前記搬送ベルトの使用状態を検知する検知手段と、
を備えた画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、中間転写ベルトや搬送ベルト側に電気的な素子や装置を組み込むことなく新品検知、寿命検知が可能で、装置構成の自由度を上げ、低コストで信頼性が高く、良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、カラーレーザープリンタの実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１５】
実施例１である“カラーレーザープリンタ”について説明する。
【００１６】
図６は本実施例の、電子写真プロセスを利用したカラーレーザープリンタの概略断面図である。
【００１７】
図６に示すカラーレーザープリンタは、複数の第１の像担持体である感光ドラム１０１を有し、各感光ドラム１０１（像担持体上）に形成されたトナー像を第２の像担持体である中間転写ベルト１０６に順次連続的に多重転写することによってフルカラープリント画像を得る４連ドラム方式（インライン方式）プリンタである。
【００１８】
図６において、無端ベルトである中間転写ベルト１０６は、駆動ローラ１０６ａ、テンションローラ１０６ｂ及び２次転写対向ローラ１０６ｃに懸架されて図中矢印方向に回転する。なお、本実施例において使用した中間転写ベルト１０６は、ポリイミドから成るベルトであり、その体積抵抗率は１×１０１２Ωｃｍであり、厚さは７５μｍ、内周長は１０８０ｍｍ、長手方向の幅は３５０ｍｍである。
【００１９】
図６に示す光学センサー１１０は、ベルト表面の光反射特性を検出するための光学センサー〈請求項でいう、マークを検出する光学的検出手段に相当〉である。光学センサー１１０は、図２に示すように、発光部４１と受光部４２とを備えている。発光部４１で発光した光を中間転写ベルト１０６の表面に入射し、その中間転写ベルト１０６の表面からの反射光を受光部４２で受光して中間転写ベルト１０６上のトナー像４３を検知し、モニターする仕組みになっている。なお、発光部４１の光源としては、半導体レーザーやＬＥＤ等を用いることができる。
感光ドラム１０１は、中間転写ベルト１０６の移動方向に直列に各色に対応して４本配置されている。イエロー現像器１０４に対向する感光ドラム１０１は回転過程で１次帯電ローラ１０２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。次いで不図示の画像露光手段（カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャンによる走査露光系等）による画像露光１０３を受けることにより目的のカラー画像の第１の色成分像（イエロー成分像）に対応した静電潜像が形成される。なお、本装置の露光解像度は６００ＤＰＩである。
【００２０】
次いで、静電潜像が第１現像器（イエロー現像器）１０４により第１色であるイエロートナー（Ｙ）により現像され、イエロー画像として顕像化される。そして、感光ドラム１０１上に形成されたイエロー画像は、中間転写ベルト１０６との１次転写ニップ部へ進入する。転写ニップ部では中間転写ベルト１０６の裏側に電圧印加部材１０７を接触当接させている。電圧印加部材１０７には、各ポートで独立にバイアス印加可能とするため、１次転写バイアス源１０７ａ〜１０７ｄを有している。
【００２１】
中間転写ベルト１０６は、１色目のポートで先ずイエロー画像を転写し、次いで前述の工程を経た各色に対応する感光ドラム１０１より順次マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色画像を各ポートで多重転写する。中間転写ベルト１０６上で形成された４色フルカラー画像は、次いで２次転写ローラ１０８により転写材Ｐ〈記録媒体〉に一括転写され、不図示の定着装置によって転写材Ｐ上に溶融定着されてカラープリント画像として出力される。なお、中間転写ベルト１０６上に残った２次転写残トナーは、対応して配置される弾性ブレードを有するクリーナ装置１０９で清掃される。
【００２２】
図１は新品の中間転写ユニットの斜視図であり、同図に示すように、中間転写ベルト１０６上にはマークｍが付されている。マークｍ部は光反射率が他の部分より低くなるように形成されている。また、マークｍは無端ベルトの成型時に、成型型の表面形状がベルト表面に自動的にプリントされる〈請求項でいう、成型型の表面形状により付与しているに相当〉ことにより形成される。使用初期の中間転写ベルト上のマークｍは光学センサー１１０を用いて検知することはできるが、プリンタの出力画像には現れないように形状を規格している。マークｍはクリーナ装置１０９内の弾性ブレード、感光ドラム１０１、転写材Ｐにより摺擦され、中間転写ベルト１０６の走行履歴に応じて、表面形状がマークｍの無い部分のベルト表面形状に近づいていく（請求項でいう、磨耗に相当）。それにより、マークｍと他の部分の光学センサー１１０における出力値が近づくため、中間転写ベルト１０６がある規定の走行履歴を過ぎると検知できなくなる（請求項でいう、中間転写ベルトの使用状態を検知に相当）。なお、図１において、Ｗ１はマークｍの間隔、Ｗ２はマークｍの周回方向の幅、Ｗ３はマークｍの長手方向の幅である。
本実施例では、マーク間隔Ｗ１は３５ｍｍ、周回マーク幅Ｗ２は５ｍｍ、長手方向のマーク幅Ｗ３は１０ｍｍとし、計３０個マークｍを付している。
このマークｍの長手方向の位置や幅は、本体に中間転写ベルトユニットが装着された場合に、本体に設けられた前記光学センサー１１０で検出することができる位置に最低限あれば良い。
【００２３】
次に、制御について図３のフローチャートを用いて説明する。
ステップ１（以下、Ｓ１のように略記する）において、本カラーレーザープリンタの電源がＯＮされた時、もしくはユニット交換用のドアの開閉が行われた時に、Ｓ２において中間転写ユニットの有無を前記光学センサー１１０で検知する。光学センサー１１０は、中間転写ベルト１０６上の反射光を検出しているため、中間転写ユニットが装着されていない場合は反射光が全く無く、この原理を利用して中間転写ユニットの有無を検出している。中間転写ユニットが無い場合は、「ユニット無し」の表示を行う（Ｓ３）。中間転写ユニットが有る場合は、感光ドラム１０１及び中間転写ベルト１０６の回転を開始する（Ｓ４）。
次に、Ｓ５において、回転している中間転写ベルト１０６上のマークｍを検出する。
マークｍを検出した結果を図４に示す。図４に示すような周期性のある信号が検出される。マークｍの部分は閾値Ｖｔを下回るため、全てのマークｍ分の３０回、閾値Ｖｔを下回った場合には、中間転写ベルトはほぼ新品と判断される（請求項でいう、新品状態の検知に相当）（Ｓ７）。さらに、前回検出時の判断結果が旧品であった場合には、新品に交換されたと判断して、本体内のメモリカウンタをリセットする（Ｓ８）。マークｍの検出結果が閾値Ｖｔより大きくなり全てのマークｍが検出できない場合は、旧品と判断して（請求項でいう、寿命到達状態の検知に相当）Ｓ６に移り、終了する。マークｍを検出できなかった結果を図５に示す。本実施例では閾値Ｖｔを下回ることが一度もなかった場合に旧品と判断する。
【００２４】
このような制御部を図６に示す本体装置に組み込み、検証した結果、Ａ４用紙でおよそ１０００枚プリントアウトした時に閾値Ｖｔを一度も下回らず、旧品と判断された。これにより、中間転写ユニットに電気的な素子を設けなくても新品検知を行うことができた。
また、本実施例においては、光学センサーの検知部分付近にマークを設けたが、特に限定するものではなく、例えば、全面にマークを付しても良い。
【００２５】
また、本実施例においては、ベルト体の印字面にマークを付したが、特に限定するものではなく、光学検知できる構成であれば、ベルト体の非印字面にマークを付しても良い（請求項でいう、少なくとも一部分の表面形状を変えるに相当）。
また、本実施例においては、マークｍ部の光反射率を他の部分よりも低くしたが、特に限定するものではなく、高くしても良い。
【００２６】
以上説明したように、本実施例によれば、中間転写ユニット側に電気的な素子や装置を組み込むことなく新品検知、寿命検知が可能で、装置構成の自由度を上げ、低コストで信頼性が高く、良好な画像を得ることができる
【実施例２】
【００２７】
実施例２である“画像形成装置”について説明する。本実施例で実施例１と異なるのは、電子写真方式の画像形成装置において転写材搬送部材として搬送ベルトを使用していることと、搬送ベルトの新品検知、寿命検知を行っていることである。
【００２８】
図７は、本実施例のカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。この装置は、図示のように、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である転写材搬送部材として搬送ベルトを使用した電子写真方式の画像形成装置である。
【００２９】
図７において、無端ベルトである搬送ベルト５０は、ポリフッ化ビニリデンから成るベルトであり、その体積抵抗率は１×１０１４Ωｃｍ、厚さは８０μｍ、内周長は７２０ｍｍ、長手方向の幅は３００ｍｍである。また、センサー１１０は、ベルト表面の光反射特性を検出するための光学センサーである。
図７に示す画像形成装置は、像担持体としての回転可能なドラム状の電子写真感光体、すなわち導電基体上に感光層を有した感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを有している。感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの表面は、帯電ローラ（帯電装置）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによって一様に帯電された後、例えばＬＥＤ、レーザスキャナなどの露光装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって画像情報に従った露光がなされ、これにより静電潜像が形成される。その後、静電潜像は、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによってトナーが静電的に付着されて、トナー像として現像される。これら感光ドラム上のトナー像は、搬送ベルト５０によって感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと対向する転写位置まで搬送されてきた転写材Ｐ上に、転写ローラ（転写装置）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによって静電的に転写される。
【００３０】
こうして転写材Ｐ上に転写された未定着のトナー像は、定着装置２０によって加熱及び加圧されることにより、転写材Ｐ上に定着される。これにより定着画像〈ハードコピー〉が形成される。
一方、トナー像転写後に感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの表面に残ったトナーは、クリーニングブレード（感光体クリーニング装置）６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによって除去されて、廃トナー容器内に回収される。こうして表面がクリーニングされた感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは繰り返し画像形成に供される。
【００３１】
図８は新品の搬送ユニットの斜視図であり、同図に示すように、搬送ベルト５０上にはマークｍが付されている。マークｍは無端ベルトの成型時に型の表面形状がベルト表面に自動的にプリントされることにより形成される。使用初期の搬送ベルト上のマークｍは光学センサー１１０を用いて検知することはできるが、出力画像には現れないように形状を規格している。マークｍは感光ドラム１や転写材Ｐにより摺擦され、搬送ベルト５０の走行履歴に応じて、表面形状がマークｍの無い部分のベルト表面形状に近づいていく。それにより、マークｍと他の部分の光学センサー１１０における出力値が近づくため、搬送ベルト５０がある規定の走行履歴を越えると検知できなくなる。なお、図８において、Ｗ１はマークｍの間隔、Ｗ２はマークｍの周回方向の幅、Ｗ３はマークｍの長手方向の幅である。
本実施例では、マーク間隔Ｗ１は２０ｍｍ、周回マーク幅Ｗ２は１０ｍｍ、長手方向のマーク幅Ｗ３は２０ｍｍとした。このマークｍの長手方向の位置や幅は、本体に搬送ベルトが装着された場合に、本体に設けられた前記光学センサー１１０で検出することができる位置に最低限あれば良い。
【００３２】
次に、制御について図９のフローチャートを用いて説明する。
Ｓ２０において、本画像形成装置の電源がＯＮ状態にあると、Ｓ２１において搬送ユニットの有無を前記光学センサー１１０で検知する。光学センサー１１０は、搬送ベルト５０上の反射光を検出しているため、搬送ユニットが装着されていない場合は反射光が全く無く、この原理を利用して搬送ユニットの有無を検出している。搬送ユニットが無い場合は、「ユニット無し」の表示を行う（Ｓ２２）。搬送ユニットが有る場合は、感光ドラム１及び搬送ベルト５０の回転を開始する（Ｓ２３）。
次に、Ｓ２４において、回転している搬送ベルト５０上のマークｍを検出する。
マークｍの部分は閾値Ｖｔを下回り、図１０に示すような周期性のある信号が検出され、閾値Ｖｔを２４回下回った場合には、搬送ベルトは寿命未達と判断され（Ｓ２６）、終了する（Ｓ２８）。マークｍを検出した結果を図１０に示す。
Ｓ２４でマークｍが無い場合は、寿命到達と判断して（Ｓ２５）、「ユニット寿命到達」の表示を行う（Ｓ２７）。そして、Ｓ２８に移り、終了する。マークｍを検出できなかった結果を図１１に示す。本実施例では閾値Ｖｔを下回ることが一度もなかった場合に寿命到達と判断する。
【００３３】
このような制御を図７に示す画像形成装置に組み込み、検証した結果、Ａ４用紙でおよそ５００００枚プリントアウトした時に閾値Ｖｔを一度も下回らず、寿命到達と判断された。これにより、搬送ベルトに電気的な素子を設けなくても寿命到達検知を行うことができた。ベルト体の表面形状自体をマークとすることで、トナーマークのように、一気にマークがとれることなく、少しずつマークがとれるので、ベルト寿命を判断するのに適している。
【００３４】
また、本実施例においては、ベルト体の印字面にマークを付したが、特に限定するものではなく、光学検知できる構成であれば、ベルト体の非印字面にマークを付しても良い。
また、本実施例における寿命到達とは、搬送ベルトの表面性が印字動作によって変化し、斜行や速度変動など転写材の搬送に支障をきたす危険性が考えられるまでユニットが使用されたことをさす。本実施例では、マークｍが検出できなくなる時点における表面性が、その寿命到達に対応しており、メモリなどを用いてプリント枚数で寿命を規定するよりもベルトの表面状態に直結した正確な寿命判断が行える。
【００３５】
以上説明したように、本実施例によれば、搬送ベルトに電気的な素子や装置を組み込むことなく新品検知、寿命検知が可能で、装置構成の自由度を上げ、低コストで信頼性が高く、良好な画像を得ることができる
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１における中間転写ベルト上のマークｍの説明図
【図２】濃度検出センサーの構成図
【図３】実施例１の制御手順を示すフローチャート
【図４】実施例１における新品時の検出信号を示す図
【図５】実施例１における旧品時の検出信号を示す図
【図６】実施例１の概略構成を示す断面図
【図７】実施例２の概略構成を示す断面図
【図８】実施例２における搬送ベルト上のマークｍの説明図
【図９】実施例２の制御手順を示すフローチャート
【図１０】実施例２における新品時の検出信号を示す図
【図１１】実施例２における寿命到達時の検出信号を示す図
【符号の説明】
【００３７】
１０１      感光ドラム
１０２      １次帯電ローラ
１０３      画像露光
１０４      現像器
１０６      中間転写ベルト
１１０      光学センサー
ｍ          マーク
【図１】
2010134136.tif 000003
【図２】
2010134136.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010134136.tif 000010
【図９】
2010134136.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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