(57)【要約】【課題】トナー等の粉塵が存在する環境においても経時的に読み取り精度が低下することがなく、また転写搬送ベルトの走行速度によらず基準位置を検出できる無端ベルト搬送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】転写搬送ベルト６の走行経路の所定の位置に置された透過型光センサ１０及び揺動フラグ１１を備えた検知手段を有し、該検知手段の検知結果に基づいて転写搬送ベルト６の走行方向の位置を検出する無端ベルト搬送装置であって、転写搬送ベルト６の周縁部には、複数の被検出部１４が形成されており、揺動フラグ１１は、被検出部１４のそれぞれに対応する位置において、透過型光センサ１０の受光素子１９に到達する光を異なる割合で遮る。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトの走行経路の所定の位置に該無端ベルトを挟んで対向して配置された透過型光センサ及び遮光部材を備えた検知手段を有し、該検知手段の検知結果に基づいて前記無端ベルトの走行方向の位置を検出する無端ベルト搬送装置であって、
前記無端ベルトの周縁部には、複数の被検出部が形成されており、
前記遮光部材は、前記被検出部のそれぞれに対応する位置において、前記透過型光センサの受光部に到達する光を異なる割合で遮ることを特徴とする無端ベルト搬送装置。
【請求項２】
前記被検出部のそれぞれは、前記無端ベルトの走行方向の長さが同じで前記無端ベルトの走行方向と直交する方向の長さが異なる切り欠きからなり、
前記遮光部材は、前記透過型光センサ側に付勢されており、前記被検出部が形成された部分では該切り欠かれた部分から前記無端ベルトよりも前記透過型光センサ側へ突出することにより前記受光部に到達する光を遮し、前記被検出部が形成されていない部分では、前記無端ベルトによって前記透過型光センサと隔てられることを特徴とする請求項１記載の無端ベルト搬送装置。
【請求項３】
前記切り欠きの縁の部分が曲線状であることを特徴とする請求項２記載の無端ベルト搬送装置。
【請求項４】
前記遮光部材は、前記無端ベルトと対向する側が弧状であり、該弧状の部分が前記切り欠きの縁の部分に略垂直に当接することを特徴とする請求項２又は３記載の無端ベルト搬送装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の無端ベルト搬送装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルトを搬送する無端ベルト搬送装置及び、無端ベルトによって搬送される記録媒体に複数色の画像を順次重ねて記録することによってカラー画像を記録媒体に形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、記録媒体に画像を転写する転写装置等にエンドレスベルト（無端ベルト）の駆動制御装置を使用している。
【０００３】
特許文献１に記載の発明のように、カラー画像形成装置においては、エンドレスベルトの速度変動による色ずれを回避するために、エンドレスベルトの駆動制御装置において、エンドレスベルトの基準位置となるマークと、そのマークを検出するためのマーク検出手段とを設け、マーク検出タイミングを基準にエンドレスベルトの速度変動を補正するエンドレスベルト駆動制御を行っている。
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置は乾式トナーを使うため、機械内にある程度の粉塵が存在する環境となることは避けられない。当然、エンドレスベルトのマークにもトナーが堆積するため、経時的な性能劣化が問題となる。
【０００５】
そこで、トナー等による粉塵環境においても経時的に読み取り精度が劣化しない手法として、特許文献２に記載の発明のように、揺動フラグと透過型光センサとを用いてエンドレスベルトの基準位置を検出する方法がある。この方法は、エンドレスベルトの回転動作方向に被検出部（穴）を形成し、被検出部が存在するときにだけ揺動フラグが揺動して、透過型光センサの受発光素子間の光路を遮断することで、エンドレスベルトの回転動作方向上の位置を検出し、それをエンドレスベルトの基準位置とするものである（図１０（ａ）、（ｂ−１）、（ｂ−２））。被検出部が存在しないときは図１１（ａ）、（ｂ）に示すように揺動フラグはエンドレスベルトに押さえつけられ、エンドレスベルト周内に収まっている。
【０００６】
また、エンドレスベルト上に被検出部が一つだけだと、被検出部が透過型光センサを通過した直後にエンドレスベルトが停止して、その後動作し始めた場合、約１周して透過型光センサの受発光素子間の光路を遮断した時に初めてエンドレスベルト基準位置を検出するため、基準位置を検出するまでに余分な時間が発生する。
【０００７】
そこで、図１２に示すように、エンドレスベルト回転動作方向に対して異なる長さの被検出部を複数用意してやり、被検出部ごとで透過型光センサの受発光素子間の光路を遮断し続ける時間が異なることから、エンドレスベルト上の現在位置を割り出し、短時間で基準位置を認識する工夫がなされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、この方法では、エンドレスベルト回転動作方向の被検出部長さに相当する光路遮断時間に依存するため、エンドレスベルトを高速動作させる場合、光路遮断時間の差異を判別できない可能性があり、エンドレスベルト基準位置の誤認識を引き起こす可能性がある。
【０００９】
本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、トナー等の粉塵が存在する環境においても経時的に読み取り精度が低下することがなく、また転写搬送ベルトの走行速度によらず基準位置を検出できる無端ベルト搬送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、無端ベルトの走行経路の所定の位置に該無端ベルトを挟んで対向して配置された透過型光センサ及び遮光部材を備えた検知手段を有し、該検知手段の検知結果に基づいて無端ベルトの走行方向の位置を検出する無端ベルト搬送装置であって、無端ベルトの周縁部には、複数の被検出部が形成されており、遮光部材は、被検出部のそれぞれに対応する位置において、透過型光センサの受光部に到達する光を異なる割合で遮ることを特徴とする無端ベルト搬送装置を提供するものである。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様に係る無端ベルト搬送装置を備えた画像形成装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トナー等の粉塵が存在する環境においても経時的に読み取り精度が低下することがなく、また転写搬送ベルトの走行速度によらず基準位置を検出できる無端ベルト搬送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係るレーザプリンタの構成を示す図である。
【図２】転写ユニットの構成を示す図である。
【図３】光透過型センサの構成を示す図である。
【図４】揺動フラグ、転写搬送ベルト及び透過型光センサの関係を示す図である。
【図５】被検出部の構成を示す図である。
【図６】被検出部のエンドレスベルトの回転動作方向と垂直な方向の長さに対する揺動フラグの突出量の関係を示す図である。
【図７】揺動フラグの突出量の違いにより発光素子−受光素子間の光路を遮断する具合が異なる様子を示す図である。
【図８】受光素子を複数備えた透過型光センサを用いた構成を示す図である。
【図９】透過型光センサの回路構成例を示す図である。
【図１０】特許文献２に記載の発明の構成を示す図である。
【図１１】特許文献２に記載の発明の構成を示す図である。
【図１２】特許文献２に記載の発明を、エンドレスベルト回転動作方向に対して異なる長さの被検出部を複数備えるようにした構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好適な実施の形態を電子写真方式のカラーレーザプリンタを例として説明する。
図１に、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す。レーザプリンタ８は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、各符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示す。）が、転写紙９の移動方向（図中の矢印Ａに沿って転写搬送ベルト６が走行する方向）における上流側から順に配置されている。トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、現像ユニットとを備えている。
【００１５】
レーザプリンタ８は、トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの他、光書込ユニット４、給紙トレイ２１、２２、２３、レジストローラ対７、転写紙９を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する無端状転写搬送部材としての転写搬送ベルト６を有するベルト駆動装置としての転写ユニット５、ベルト定着方式の定着ユニット３、排紙トレイ２等を備えている。
【００１６】
光書込ユニット４は、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザ光を照射して光走査する。
【００１７】
給紙トレイ２１、２２、２３から給送された転写紙９は、不図示の搬送ガイドに案内されながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対７が設けられている一時停止位置に送られる。レジストローラ対７によって所定のタイミングで一時停止位置から送出された転写紙９は、転写搬送ベルト６に担持され、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。
【００１８】
各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙９に重ね合わされ、転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙９上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙９上にはフルカラートナー像が形成される。
【００１９】
フルカラートナー像が形成された転写紙９は、定着ユニット３でこのフルカラートナー像が定着された後、排紙方向Ｂから排紙トレイ２上に排出される場合、画像面が下となったいわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。
【００２０】
レーザプリンタ８は、外部とのインタフェースである操作部２９を有し、ユーザやサービスマン等が印刷実行やデータ入力などのオペレーションを行える。
【００２１】
図２に、転写ユニット５の構成を示す。駆動ローラ１７はタイミングベルト１６を通して転写駆動モータ１５の駆動ギヤと接続されていて、転写駆動モータ１５を回転駆動することで転写駆動モータ１５の駆動速度に比例して回転される。駆動ローラ１７が回転することによって、転写搬送ベルト６が駆動され、転写ベルト６が駆動されることによって右下ローラ１３が回転する。右下ローラ１３の軸上にはエンコーダ１２が配置されており、右下ローラ１３の回転速度をエンコーダ１２で検出することで、転写駆動モータ１５の速度制御を行っている。これは、上述した転写搬送ベルト６の速度変動によって発生する色ずれを防止するためである。
【００２２】
また、転写搬送ベルト６の表面の非画像形成領域には転写搬送ベルトの基準位置を管理するためにエンドレスベルト基準位置センサ（透過型光センサ）１０と揺動フラグ１１とが取り付けられている。転写搬送ベルト６の厚さムラによって、右下ローラ１３の実効半径が変化してしまい、実際には転写搬送ベルト６の速度は一定であるにもかかわらず、エンコーダ１２が速度変動を検出することを防止するために、予め計測しておいた転写搬送ベルト６の厚さプロファイルデータに応じて制御目標値を可変制御する。これにより、転写搬送ベルト６の厚さによる誤検出をキャンセルし、転写搬送ベルト６を一定速度で搬送させる。この時、実際の転写搬送ベルト６の位置と厚さプロファイルデータの位置とを対応させるために、被検出部１４としての切り欠きが設けられている。
【００２３】
図３に、光透過型センサ１０の構成を示す。光透過型センサ１０は、発光素子１８、受光素子１９、遮光性樹脂ケース２５、遮光板２４によって構成されている。発光素子１８としては、ＬＥＤやレーザダイオードなどを適用可能である。また、受光素子１９としてはフォトトランジスタやフォトダイオード、フォトダーリントンなどを適用可能である。
【００２４】
図４に、揺動フラグ１１、転写搬送ベルト６（又は被検出部１４）及び透過型光センサ１０の関係を示す。揺動フラグ１１は、転写搬送ベルト６が存在するときは転写搬送ベルト６による押さえつけによって揺動フラグ支持部２０に収納されており、発光素子１８−受光素子１９間の光路を遮断するものが無い状態となっている（図４（ａ−１）、（ａ−２））。一方、被検出部１４としての切り欠きが存在するときは、転写搬送ベルト６による押さえつけの力が弱まる（無くなる）ため、揺動フラグ１１は、被検出部１４の部分で転写搬送ベルト６よりも透過型光センサ１０側へ突出することで発光素子１８−受光素子１９間の光路を遮断する（図４（ｂ−１）、（ｂ−２））。ここで、揺動フラグ１１の形状を１／４円形状とすることで、転写搬送ベルト６からの押さえつけを１／４円の弧の部分で受けることができるため、被検出部１４の長さに対応した揺動フラグ１１の突出量となる。なお、揺動フラグ１１は、１／４楕円形状、半放物線形状、半ガウス曲線形状などの傾きが連続的に変化する曲線状としても半円形状とした場合と同様の効果が得られる。
【００２５】
図５に、被検出部１４の構成を示す。被検出部１４は、転写搬送ベルト６上に複数設けられており、それぞれの被検出部１４は、転写搬送ベルト６の回転動作方向（Ｌ方向）の長さを同じにして、転写搬送ベルト６の回転動作方向と垂直な方向（Ｈ方向）の長さを変えている。図５では、Ｈ方向の長さが３種類（短、中、長）の被検出部１４が形成されている。
【００２６】
図示するように、被検出部１４の形状は半円状であることが好ましい。これは、揺動フラグ１１を１／４円形状とした場合に、被検出部１４にＲが無いと揺動フラグ１１のＲの部分へ被検出部１４からの圧力が伝わりにくくなるため、揺動フラグ１１が転写搬送ベルト６の周内に収まらない可能性があるためである。また、被検出部１４にＲが無い場合、転写搬送ベルト６が高速で走行する際には、その走行スピードに対して揺動フラグ１１の出没のスピードが劣り、被検出部１４のＨ方向の長さを反映した突出量にならない可能性がある。したがって、被検出部１４を半円形状として転写搬送ベルト６の高速走行に対応できるようにすることが好ましい。なお、被検出部１４は、半楕円形状、放物線形状、ガウス曲線形状などの傾きが連続的に変化する曲線状としても半円形状とした場合と同様の効果が得られる。
【００２７】
ここで、被検出部１４のＨ方向の長さを変えることで、揺動フラグ１１が突出できる量を規制できる。被検出部１４のＨ方向の長さに対する揺動フラグ１１の突出量の関係を図６を用いて説明する。揺動フラグ１１は１／４円形状、被検出部１４は半円形状であり、それぞれのＲ部分が垂直に干渉するように配置されているため、揺動フラグ１１が被検出部１４のＲ部分に沿って摺動可能であり、Ｈ方向の長さが長い被検出部１４のＲ部分に沿って突出する時ほど突出量が大きくなる。
【００２８】
被検出部１４の長さが３種類存在する場合、揺動フラグ１１の突出量は異なるため、発光素子１８−受光素子１９間の光路を遮断する具合も変わってくる。例えば、図７に示すように、透過型光センサ１０の受光素子１９に対して３種類の被検出部１４（Ｈ方向長さ短、中、長）を設置したとする。発光素子１８−受光素子１９間の光路を遮蔽するものが無い時に受光素子１９で受光する光量（放射照度）を３ｍＷ／ｃｍ2とすると、Ｈ方向の長さが「長」の被検出部１４が透過型光センサ１０を通過する際には、揺動フラグ１１が光路を完全に塞ぐため、受光素子１９で受光する光量は最小で０ｍＷ／ｃｍ2となる。Ｈ方向の長さが「中」の被検出部１４が透過型光センサ１０を通過する際には、揺動フラグ１１が受光素子１９を２／３覆うため、受光素子１９で受光する光量は最小で１ｍＷ／ｃｍ2となる。Ｈ方向の長さが「短」の被検出部１４が透過型光センサ１０を通過する際には、揺動フラグ１１が受光素子１９の１／３を覆うため、受光素子１９で受光する光量は最小で２ｍＷ／ｃｍ2となる。
このように光量の最小値に基づいて転写搬送ベルト６上の位置を特定可能であるため、Ｈ方向の長さが異なる被検出部１４を複数用意しておけば、短時間で転写搬送ベルト６上の基準位置を決めることができる。
【００２９】
受光素子１９が小さい場合、一つの受光素子１９だけではＨ方向の被検出部１４の長さに対応した光量変化を捉えきれないことも考えられるため、図８に示すように、受光素子１９を複数（１９ａ、１９ｂ）用いて被検出部１４のＨ方向の長さに対応した光量変化を捉えやすいようにすることも可能である。
【００３０】
図９に、透過型光センサ１０の内部の回路構成を示す。入力端子に信号が入力され、ＬＥＤ駆動用のトランジスタにて電流が流れると、連動して発光素子１８（ＬＥＤ）にも電流が流れてＬＥＤから光が照射され、その光によって受光素子１９（フォトトランジスタ等）がＯＮとなり、その光量に応じた出力電圧が出力端子に現れる。
【００３１】
本実施形態においては、半円形状の被検出部を転写搬送ベルト上に形成して１／４円形状の揺動フラグの出没を利用して透過型光センサの受発光素子間の光路を遮断することで、トナー等の粉塵が存在する環境においても経時的に読み取り精度が低下することがなく、また転写搬送ベルトの走行速度によらず基準位置を検出できる。
【００３２】
なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記実施形態においては、切り欠き状の被検出部を設け、被検出部が通過するときにのみ透過型光センサの発光素子−受光素子間の光路を遮断する構成を例としたが、被検出部を突出するように設け、これが透過型光センサを通過するときのみ光路の遮蔽が解除されるようにしても良い。
また、上記実施形態においては被検出部が切り欠き状の場合を例としたが、揺動フラグが透過型光センサ内の光路を遮断できるのであれば、被検出部を穴状としても良い。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ    トナー像形成部
２    排紙トレイ
３    定着ユニット
４    光書込ユニット
５    転写ユニット
６    転写搬送ベルト
７    レジストローラ対
８    レーザプリンタ
９    転写紙
１０    透過型光センサ
１１    揺動フラグ
１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋ    感光体ドラム
１２    エンコーダ
１３    右下ローラ
１４    被検出部
１５    転写駆動モータ
１６    タイミングベルト
１７    駆動ローラ
１８    発光素子
１９    受光素子
２０    揺動フラグ支持部
２１、２２、２３    給紙トレイ
２４    遮光板
２５    遮光性樹脂ケース
２９    操作部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特開２００６−５８３４４号公報
【特許文献２】特開２００２−５５５３３号公報
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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