(57)【要約】【課題】中間転写体上の指標面を検知手段で正確かつ安定的に検知し、また中間転写体の寿命を長期化することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、検知手段３５と、検知手段３５が検知する指標面を備えた中間転写体２１と、中間転写体２１を押圧する押さえ手段５１と、検知手段３５を支持する支持部材５３と、支持部材５３に取り付けられ、押さえ手段５１とともに中間転写体２１を挟持する位置決め手段５４と、位置決め手段５４と押さえ手段５１の間の挟持力を発生させる弾性体５５と、を備え、位置決め手段５４は、検知手段３５と中間転写体２１の指標面との距離が検知手段３５の焦点距離となるように配設され、位置決め手段５４は、中間転写体２１の指標面に接触しない位置に設けられている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知手段と、
前記検知手段が検知する指標面を備えた中間転写体と、
前記中間転写体を押圧する押さえ手段と、
前記検知手段を支持する支持部材と、
前記支持部材に取り付けられ、前記押さえ手段とともに前記中間転写体を挟持する位置決め手段と、
前記位置決め手段と前記押さえ手段の間の挟持力を発生させる弾性体と、を備え、
前記位置決め手段は、前記検知手段と前記中間転写体の指標面との距離が前記検知手段の焦点距離となるように配設され、
前記位置決め手段は、前記中間転写体の指標面に接触しない位置に設けられている、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記支持部材の下方に、前記中間転写体の走行位置変化に対応して移動可能な移動機構が設けられ、
前記支持部材と前記移動機構の間に弾性部材が備えられる、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記移動機構は、前記弾性部材が固定されるアーム、前記アームに接触するカム、前記アームを付勢する付勢手段を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記位置決め手段は、前記中間転写体の内面に当接する回転可能なローラであり、前記指標面を跨いで設けられている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商業印刷業界でも、小ロット・多品種・バリアブルデータ印刷おいては、従来のオフセット印刷から、電子写真装置のようなプリントオンデマンド（ＰＯＤ）への移行が進んでいる。電子写真装置では、このニーズに対応するため、オフセット印刷機に匹敵する印刷品質が要求されるようになってきた。
【０００３】
カラー画像を形成する電子写真装置においては、複数の感光体上の画像を１つの無端状の中間転写ベルトに転写させ、その後に紙などの記録媒体に画像を転写する２次転写方式が一般的である。前述の印刷品質を確保するためには、複数の感光体上の単色トナーが中間転写ベルトに順次に転写されるときの中間転写ベルトの移動速度の安定が非常に重要である。中間転写ベルトの移動速度の変動が大きいと、結局、各色トナーが記録媒体上に色ずれとなって出力されてしまうからである。
【０００４】
無端ベルトで構成される中間転写ベルトには、ベルトとは反射率の異なる指標であるスケールが中間転写ベルトの周方向に一定の間隔で配置されたり、レーザー等によって指標が一定の間隔でベルト面に直接刻印されたりしている。中間転写ベルトの動作中は指標が通過する時間間隔を光センサで読み取り、中間転写ベルトの速度が変動しないように駆動モータをフィードバック制御し、色ずれが発生しないようにしている。
【０００５】
フィードバック制御で使用している光センサは、その特性上、中間転写ベルトの指標に対して規定の位置に設ける必要がある。指標と光センサの距離が変わったり、中間転写ベルトの動作中に距離が安定しなかったりすると、フィードバック制御が不可能になり、又は正常な制御が実施できないまま中間転写ベルトが動作して速度が変動し、色ずれが発生することがある。また、装置の稼動中は指標の反射率を安定的に確保するために指標面の清掃機構も必要である。
【０００６】
ところで、中間転写ベルトは、駆動ローラ及び従動ローラなどの複数の張架ローラにより張架され、ある程度の張力を与えられた状態で回転するが、複数の感光体に対して接離できる必要がある。このために、前述の複数の張架ローラのうち、ベルトを介して感光体に対向する位置にある張架ローラを移動させことでベルトの接離動作を行っている。これにより、ベルト断面方向から見たベルト走行位置は変わることになる。
【０００７】
前述のフィードバック制御で使用される光センサの位置は、感光体により近い位置、すなわち転写位置に近いほうが、画像の転写時の速度を検知できる。このため光センサが指標を読み取る位置は中間転写ベルトの走行軌跡が変わる位置となる可能性がある。
【０００８】
このことから、中間転写ベルトの指標面と光センサの検出距離が一定となるように、前述の中間転写ベルトの走行位置の変化に対応して、光センサの位置を移動させる移動手段が必要となる。移動手段としては、中間転写ベルトの接離のための張架ローラの移動機構にリンクして動作する手段がしばしば用いられる。しかしながら、この場合移動手段が複雑になり、部品点数が増える事から、移動量の精度の確保が困難な場合がある。このため、光センサの検出距離の精度が確保できず、前述のフィードバック制御が不可能になったり、正常な制御が実施できないまま中間転写ベルトが動作し、色ずれが発生したりすることがあった。
【０００９】
また、光センサの検出距離を安定化させるために、走行中に振動などで変動する中間転写ベルトの位置を、光センサに対し強制的に指標面の反対側の面側から押さえつける方法がある。しかし、中間転写ベルトの走行に対する抵抗が生じて負荷の変動となったり、それに伴う中間転写ベルトの張力変動や中間転写ベルトの指標面の反対側の面が磨耗したりするなどの問題があった。
【００１０】
さらに、中間転写ベルトの指標面側に部材を当接させて指標面と光センサの距離を保つ方法では、指標面と部材との摩擦熱等により、指標面に付着したトナーが薄膜状に固着して清掃、剥離できなくなる。すると、反射率が下がって中間転写ベルトの交換が必要となり、又は指標面に付着した異物を巻き込むため、指標面に傷が発生し、ベルトの寿命が低下したり使用不可になったりした。
【００１１】
例えば特許文献１には、ベルトの回転に伴う光学指標の端部の応力集中を緩和して、ベルトの疲労破壊を発生しにくくするために、指標をベルトの進行方向に対し垂直方向に設けずに斜め方向に設けることでベルトを張架し回転させる複数の回転体との接触と離間の際に発生する応力を緩和する技術が開示されている。しかし、指標面の清掃によるベルトの寿命低下防止、検出距離の精度確保と安定化に対する措置は取られていない。
【００１２】
また、特許文献２には、光センサと中間転写ベルトの距離を安定させるために、センサ保持部材をコイルスプリングによってベルトに対して付勢させ、安定させる手段が開示されている。だが、この画像形成装置では中間転写ベルトは搬送ローラに巻き付けられたままであり、この手段は、搬送ローラ間のベルトの位置（ベルトが弛んだ状態）では使用できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで本発明は、中間転写体上の指標面を検知手段で正確かつ安定的に検知し、また中間転写体の寿命を長期化することができる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】
【００１４】
この課題を解決するため、検知手段と、前記検知手段が検知する指標面を備えた中間転写体と、前記中間転写体を押圧する押さえ手段と、前記検知手段を支持する支持部材と、前記支持部材に取り付けられ、前記押さえ手段とともに前記中間転写体を挟持する位置決め手段と、前記位置決め手段と前記押さえ手段の間の挟持力を発生させる弾性体と、を備え、前記位置決め手段は、前記検知手段と前記中間転写体の指標面との距離が前記検知手段の焦点距離となるように配設され、前記位置決め手段は、前記中間転写体の指標面に接触しない位置に設けられている、ことを特徴とする画像形成装置を提案する。
【発明の効果】
【００１５】
押さえ手段と位置決め手段で中間転写体を挟持することで、検知手段と中間転写体の指標面との距離が検知手段の焦点距離に高精度且つ安定的に保たれるため、中間転写体上の指標面を検知手段で正確かつ安定的に検知することができる。中間転写体の指標面に接触しない位置決め手段を用いることで、中間転写体の指標面への異物の巻き込みが防止され、それにより指標面の反射率の低下防止や中間転写体の寿命の長期化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置であるプリンタ１００を示す概略構成図である。
【図２】スケールと光センサの位置を示す図である。
【図３】中間転写ベルトの走行位置を示す概略図である。
【図４】光センサの移動方法を示す概略側面図である。
【図５】実施形態に係る光センサ保持機構とスケールを示す概略図である。
【図６】実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について、図面を用いて説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの全体概要について説明する。同プリンタにおいて、本発明の構成要素として特筆されていないもの（構成部材）については、従来から公知のものを用いることができる。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置であるプリンタ１００を示す概略構成図である。
図１において、プリンタ１００は、中間転写ベルト２１を用いた中間転写方式で記録媒体２に画像を形成するものである。プリンタ１００は、転写手段２０を備えている。この転写手段２０は、ベルトループ内側に配設された複数のローラによって無端状の中間転写ベルト２１を張架している。中間転写ベルト２１は、装置内に設けられた駆動機構によって回転する駆動ローラ２２により、図中時計回りに無端移動する。中間転写ベルト２１の上方には、中間転写ベルト２１の表面移動方向に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を作像するための４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが配設されている。以下、色分け符号であるＹ，Ｍ，Ｃについては、適宜省略する。
【００１９】
各プロセスカートリッジ１０には、それぞれ感光体１が設けられている。それぞれの感光体１は、装置内に設けられた駆動機構により図中反時計回りに回転駆動される。それぞれの感光体１の周囲には、公知の帯電手段、現像手段、クリーニング装置がそれぞれ設けられている。また、４つのプロセスカートリッジ１０の上方には光書込ユニットが設けられている。
【００２０】
感光体１は図中反時計回りに回転しながら、その表面が帯電手段によって一様帯電させられ、一様帯電した感光体１の表面に、光書込ユニットよってレーザー光が照射されることにより静電潜像を担持する。この静電潜像は、現像手段によって現像されてトナー像になる。
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体の中間転写ベルト２１を挟んで対向した位置には、一次転写ローラ２３が配置され、一次転写ニップを形成している。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体上でそれぞれ現像されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、この一次転写ニップにて中間転写ベルト２１の表面に重ね合わせて１次転写される。
【００２１】
一次転写ニップから中間転写ベルト２１の搬送方向下流側では、中間転写ベルト２１を挟んで対向ローラ２４と対向する位置に二次転写ローラ３１が当接して２次転写ニップを形成している。この２次転写ニップに送り込まれる記録媒体２に対し、中間転写ベルト２１上のトナー画像が一括して２次転写される。
【００２２】
記録媒体２は、二次転写ローラ３１によって図中右側から左側に向けて搬送された後、定着手段３２によって表面にトナー画像が定着せしめられる。定着手段３２は、加熱ローラ３３と加圧ローラ３４とのニップで、加熱ローラを加熱しながら記録媒体に押し当てて、トナー画像を記録媒体表面に定着させるものである。
【００２３】
感光体１や駆動ローラ２２などを回転させる駆動機構としては、駆動源となる駆動モータの駆動軸の軸線と、被駆動部品である回転体の回転軸の軸線とが同軸線上となるように連結接続して回転体を駆動する方式を採用している。この方法は、歯車やベルト等を用いて減速する機構を設けた場合に生じる、減速機構における振動（例えば、歯車同士の歯のかみ合い時における振動など）により、被駆動部品である回転体に振動が伝播することで画像形成に悪影響を及ぼすことを防止するための方策となっている。
【００２４】
中間転写ベルト２１の内側であってＫ用の感光体１Ｋの搬送方向下流側には、ベルト内面に設けられたスケールの指標面に向けて検知手段としての光センサ３５が設けられている。光センサ３５をＫ用の感光体１Ｋの近傍に設置するのは、黒色画像位置が他色の画像位置の基準となっているためである。
【００２５】
図２は、スケールと光センサの位置を示す図である。図２（ａ）は中間転写ベルトの平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の光センサを感光体側（矢印Ａの方向）から見た図である。
図２（ａ）から分かるように、中間転写ベルト２１の内面（裏面）にはスケール３７が中間転写ベルトの周方向全体に形成されている。スケール３７内には、スケール３７自体とは反射率の異なる指標３７ａが一定の間隔で配置されている。検知手段としての光センサ３５として、指標３７ａの有無を検知する反射型の光センサが用いられる。指標３７ａには、例えば反射率の高いアルミニウムを用いている。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、光センサ３５は発光素子３５ａと受光素子３５ｂを有する。発光素子３５ａから発された光は検出媒体であるスケール３７で反射され、反射光は受光素子３５ｂで受けられる。このとき、受光量の差異により指標３７ａの有無が検知される。具体的には、発光素子３５ａから発された光が指標３７ａで反射されたときには、受光素子３５ｂで受けられる受光量が多くなる。光が、指標３７ａ間の遮光部で反射されたときには、受光素子３５ｂで受けられる受光量は少なくなる。このため、スケール３７の表面から光センサ３５までの距離が受発光の焦点距離となるように、スケール３７と光センサ３５の位置を保つ必要がある。
【００２７】
中間転写ベルト２１が一定速度で走行した場合、光センサ３５が指標３７ａの有無を検知する時間間隔も一定となるが、中間転写ベルト２１の走行速度が変動すると、光センサ３５が指標３７ａを検知する時間間隔も変動する。そのため、この検知した時間間隔のデータを基に、制御装置により逆位相の速度となる制御信号を発生させて駆動モータの回転速度を制御することで、中間転写ベルト２１用の駆動ローラ２２（図１）の回転速度を制御している。
【００２８】
なお、本実施形態ではスケール３７を中間転写ベルト２１の内面に形成しているが、前述の通り、中間転写ベルト２１の内面に、レーザー等により反射率の異なる指標を一定間隔で直接刻印してもよい。
【００２９】
図３は、中間転写ベルトの走行位置を示す概略図である。
画像形成装置には、全ての感光体１を用いて印刷を実施するフルカラーモード、Ｋ用の感光体１Ｋのみを用いて印刷を実施するモノクロモード、印刷時以外は全ての感光体１から中間転写ベルト２１を離す離間モードなどがある。そのため、中間転写ベルト２１の走行位置には、これら対応して、またこれに限らず様々な走行位置がある。
【００３０】
例として、図３では、実線で示した中間転写ベルト２１の走行位置は、前述のフルカラーモード時を示している。
破線で示した中間転写ベルト２１の走行位置は、前述のモノクロモード時を示している。Ｋ用の感光体１Ｋの一次転写ローラ２３Ｋのみが中間転写ベルト２１に当接しており、他色の一次転写ローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃは感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃから下方に移動するので、ベルトの走行位置が変わる。このように、光センサ３５の位置に対し、中間転写ベルト２１の走行位置が変わるため、光センサ３５は、中間転写ベルト２１の位置に合わせて移動する必要がある。
【００３１】
図４は、光センサの移動方法を示す概略側面図である。
図４は、図１に示す光センサ３５を横から見た図である。前述の通り、光センサ３５は、中間転写ベルト２１のスケール３７の指標３７ａに対して一定の距離を保って可動するように、光センサ移動機構４０のセンサ保持部材４１上に設けられている。光センサ移動機構４０は、センサ保持部材４１、センサ保持部材４１が固定されるアーム４２、アーム４２に接触するカム４５などを有している。
【００３２】
アーム４２はＬ形の部材であり、角部に設けられた軸芯４３を中心に回転可能である。また、アーム４２の下部には、矢印Ｂ方向にアームを付勢するコイルバネ４４が取り付けられており、これによりアーム４２は時計回りに下方へ回転するように常に付勢されている。また、アーム４２の下部にはカム４５が当接しており、これによりアーム４２の回転位置が規制されている。
【００３３】
カム４５は、カムに接続した駆動装置により回転することで、コイルバネ４４の付勢力と相まって、アーム４２の下部に当接しながらアーム４２の回転位置を変えることができる。図示の状態では、光センサ３５は最上位置にあって中間転写ベルト２１に接近しているが、カム４５の回転に伴いアーム４２が下方に回転すると、光センサ３５も下方に移動して中間転写ベルト２１から離れる。しかしながら、この光センサ移動機構４０において光センサ３５の位置精度を確保するには、カム４５の角度位置精度やアーム４２の軸芯４３の位置精度、軸芯４３からセンサ保持部材４１までの精度、センサ保持部材４１への光センサ３５の取り付け位置精度などの多部品の精度が必要となる。
【００３４】
また、図３に関連して述べたように、中間転写ベルト２１の走行位置も印刷モードにより変わるため、これに合わせて光センサ３５の位置も移動させるのに、前述のとおりカム４５の回転角度を所要量変える必要がある。だが、カム４５自体の部品精度や、カム４５とアーム４２の当接位置誤差により、アーム４２の回転角度も変わってくるため、これらの部品の組立位置精度の確保が必要となる。部品精度を高めようとするとコスト高となるため、これは避けたい。また、組立精度に関しても同様である。
【００３５】
図５は、実施形態に係る光センサ保持機構とスケールを示す概略図である。図５（ａ）は光センサ保持機構の正面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の矢印Ｅ方向から見た光センサ保持機構の側面図である。
光センサ保持機構５０は、中間転写ベルト２１を押圧する押さえ手段としての押さえローラ５１、押さえローラ支持部材５２、光センサ３５を支持する支持部材としての光センサ支持部材５３、光センサ支持部材５３に取り付けられ、押さえローラ５１とともに中間転写ベルト２１を挟持する位置決め手段としての位置決めローラ５４、押さえローラ支持部材５２と光センサ支持部材５３の間に取り付けられて位置決めローラ５４と押さえローラ５１の間の挟持力を発生させる弾性体としての圧縮コイルバネ５５などを有する。光センサ支持部材５３は直方体の形状を有し、内部に光センサ３５が固定できるようになっている。
【００３６】
位置決めローラ５４は、光センサ３５より上方であって光センサ支持部材５３の上部の四隅に配置されている。位置決めローラ５４は、光センサ３５の上面と、中間転写ベルト２１の指標面又は位置決めローラ５４の上面端との距離が光センサ３５の検知焦点距離となるように配設されている。
【００３７】
図５（ｂ）から分かるように、位置決めローラ５４は、中間転写ベルト２１の内面に当接するよう回転可能なローラであり、端部側及び内側の位置決めローラ５４は、中間転写ベルト２１に形成されたスケール３７及び指標面を跨いでおり、スケール３７及び指標面に接触しない。位置決めローラ５４は回転可能なので、中間転写ベルト２１の走行時には、中間転写ベルトに従動して回転する。
【００３８】
また、回転可能な押さえローラ５１が中間転写ベルト２１の外面に当接するように設けられている。図５（ａ）から分かるように、押さえローラ５１は位置決めローラ５４と対向する位置にあり、押さえローラ５１と位置決めローラ５４で中間転写ベルト２１を挟持している。
【００３９】
押さえローラ５１は押さえローラ支持部材５２に支持されている。押さえローラ支持部材５２は、中間転写ベルト２１の端部外側で光センサ支持部材５３の端部５３ａと嵌合しているが、上下方向に可動に保持されている。押さえローラ支持部材５２の端部５２ａと光センサ支持部材５３の端部５３ａで形成される嵌合部５８には、弾性体である圧縮コイルバネ５５が設けられている。従って、圧縮コイルバネ５５の力により、押さえローラ支持部材５２は矢印Ｃ方向に、光センサ支持部材５３は矢印Ｄ方向に、それぞれ付勢される。これにより、押さえローラ５１と位置決めローラ５４の挟持力が生成される。本実施形態では、弾性体として圧縮コイルバネを用いているが、この限りではない。
【００４０】
前記した通り、位置決めローラ５４により光センサ３５の検知焦点距離が確保されており、かつ押さえローラ５１により付勢しているので中間転写ベルト２１の走行中でも常に安定した検知焦点距離に保つことが可能となる。
また、位置決めローラ５４はスケール３７の指標３７ａと干渉しないため、指標３７ａで形成される指標面に付着した異物を指標面に押圧することがないので、光センサ保持機構５０に設けられた清掃部材により異物を排除することが可能となる。
【００４１】
図６は、実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。
図４に関連して、中間転写ベルト２１の走行位置変化に対しては、光センサ移動機構４０のカム４５の回転により光センサ３５の位置を移動させられることを説明した。本実施形態に係る画像形成装置では、図５において説明した光センサ保持機構５０の光センサ支持部材５３の下方に、図４において説明した中間転写ベルト２１の走行位置変化に対応して移動可能な光センサ移動機構４０が設けられている。また、光センサ支持部材５３とアーム４２との間に弾性部材５９を設けている。弾性部材５９により、カム４５などを用いた移動機構における光センサ位置の誤差を吸収し、中間転写ベルト２１の張力及び走行への影響を低減することができる。本実施形態に係る光センサ移動機構４０は、弾性部材５９が固定されるアーム４２、アーム４２に接触するカム４５、アーム４２を付勢する（押圧する）付勢手段であるコイルバネ４４などを有している。なお、本実施形態においては弾性部材５９として板ばねを用いているが、この限りではない。
【００４２】
本実施形態では、光センサ保持機構５０は画像形成装置の正面側で中間転写ベルト２１にぶら下がっており、画像形成装置側に設けられた光センサ移動機構４０に弾性部材５９を介して支持されている。そして、中間転写ベルト２１の走行位置変化に対応して、光センサ移動機構４０のカム４５を回転させてアーム４２を回転させる。これにより、光センサ３５を保持した光センサ保持機構５０を弾性部材５９で支えながら、光センサ３５の位置を移動させることができる。
【００４３】
また弾性部材５９は、弾性部材５９上に搭載される光センサ３５、位置決めローラ５４、センサ支持部材５３、押さえローラ５１、押さえローラ支持部材５２などの重量を支えるだけのバネ力を有していれば良く、中間転写ベルト２１の張力に極力影響を与えないことが望ましい。これにより、前述の通り、駆動ローラ２２などの搬送ローラ間での中間転写ベルト２１の走行位置の変化に対して、光センサ位置の誤差を吸収することができるので、中間転写ベルト２１の張力及び走行に与える影響を低減できる。
【００４４】
以上のように、本発明によれば、複数のローラで中間転写ベルトを挟持することで光センサ保持機構が保持されるため、中間転写ベルトの指標面に対してセンサ位置を常に高精度で安定した検出距離に保つことができる。また、中間転写ベルトを挟持するローラは指標面に接触しない形状を有するため、指標面上でのトナー固着や異物を巻き込むことによるベルトの傷の発生が防止される。
【符号の説明】
【００４５】
２１  中間転写ベルト（中間転写体）
３５  光センサ（検知手段）
５１  押さえローラ（押さえ手段）
５３  光センサ支持部材（支持部材）
５４  位置決めローラ（位置決め手段）
５５  圧縮コイルバネ（弾性体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４６】
【特許文献１】特開２０１０−２７６６６７号公報
【特許文献２】特開２００３−０７６１１１号公報
【図１】
2018004797.tif 000003
【図２】
2018004797.tif 000004
【図３】
2018004797.tif 000005
【図４】
2018004797.tif 000006
【図５】
2018004797.tif 000007
【図６】
2018004797.tif 000008