(57)【要約】  【課題】転写ベルトの移動速度を一定に保つことができる画像形成装置を提供すること。  【解決手段】転写ベルト６１の非画像領域の表面に対向して、撮像領域に形成されている画像を取得するためのセンサユニット１０が配置されている。センサユニット１０によって連続的に取得された画像に基づいて、転写ベルトの表面の移動速度が算出される。転写ベルト６１の非画像領域の表面には、センサユニット１０のレンズ１３の外面と接触して、このレンズ１３をクリーニングするためのブラシ３０が配設される。【選択図】図３
2008292756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転移動可能に設けられた無端状の転写ベルトを有し、感光体ドラムの周面に形成される画像が前記転写ベルトの画像領域の表面に転写される画像形成装置において、
前記転写ベルトの表面に対向して配置され、前記転写ベルトの非画像領域の表面の所定領域に向けてレーザ光を照射する面発光部、前記転写ベルトの表面に対向して配置され、前記所定領域で反射されたレーザ光を受光して、前記所定領域に形成される画像を取得する２次元センサ、ならびに、前記面発光部から前記転写ベルトの非画像領域の表面に至る光路、および前記転写ベルトの非画像領域の表面から前記２次元センサに至る光路を跨ぐように配置された集光用のレンズを有し、前記転写ベルトの移動速度を測定するために用いられる２次元センサユニットと、
前記転写ベルトの非画像領域の表面に配設されて、前記転写ベルトの移動に伴い前記レンズの外面と接触して、前記レンズをクリーニングするクリーニング部材とを含むことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング部材はブラシであることを特徴とする、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記センサが取得した画像に基づいて前記転写ベルトの移動速度を算出し、前記転写ベルトの移動速度が目標値となるように前記転写ベルトの移動動作を制御する移動動作制御手段と、
前記センサが取得した画像に基づいて、前記クリーニング部材が前記レンズをクリーニングするタイミングを判別するクリーニングタイミング判別手段と、
前記クリーニング部材のクリーニングタイミングにおいて前記センサが取得した画像を無効化する無効化手段と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記クリーニングタイミング判別手段による判別を、前記転写ベルトの基準点の検出に用いることを特徴とする、請求項３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無端状の転写ベルトを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンデム型に代表される、無端状の転写ベルトを備えた画像形成装置では、転写ベルトの移動速度が一定に保たれていることが、色味を合わせる重要な役割をしている。そのため、転写ベルトの移動速度を正確に測定する必要がある。
転写ベルトの移動速度の測定に関する技術として、転写ベルトの表面に近接するように対向して配置した２次元センサを用いて、転写ベルトの表面に形成されている画像を連続して取得し、連続画像を比較して転写ベルトの移動速度を算出する構成が、本件出願人により提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この転写ベルトの移動速度の測定に用いられる２次元センサは、転写ベルトの表面に対してレーザ光を出射する面発光部と、転写ベルトの表面で反射されたレーザ光が入射するセンサと、面発光部およびセンサと転写ベルトの表面との間に配置される集光用のレンズとを備えている。
【特許文献１】特願２００６−３１６６８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、レンズが転写ベルトの表面に近接して配置されているので（レンズと転写ベルトの表面との間隔がたとえば２ｍｍ程度）、転写ベルト上のトナーがレンズの外面が付着するおそれがある。レンズが汚れていると、２次元センサの検出精度が低下し、転写ベルトの移動速度を適切に測定できず、転写ベルトの移動速度を一定に保つことができないおそれがある。
【０００４】
このような問題を回避するため、一方向に往復移動可能な構成の移動型ブラシによってレンズ（の外面）をクリーニングすることも考えられるが、レンズと転写ベルトの表面との間隔が著しく狭いので、その移動型ブラシの構造が複雑化したり、レンズのクリーニングが良好に行えなかったりするおそれがある。レンズのクリーニングが良好に行われないと、２次元センサの測定精度が低下するおそれがある。
【０００５】
そこで、この発明は、転写ベルトの移動速度を一定に保つことができる画像形成装置を提供することを主たる目的とする。
また、この発明は、２次元センサのレンズのクリーニングを簡単な構成で実現することができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、回転移動可能に設けられた無端状の転写ベルト（６１）を有し、感光体ドラム（５１）の周面に形成される画像が前記転写ベルトの画像領域の表面に転写される画像形成装置（１）において、前記転写ベルトの表面に対向して配置され、前記転写ベルトの非画像領域の表面の所定領域に向けてレーザ光を照射する面発光部（１１）、前記転写ベルトの表面に対向して配置され、前記所定領域で反射されたレーザ光を受光して、転写ベルトの非画像領域の表面に形成される画像を取得する２次元センサ（１２）、ならびに、前記面発光部から前記転写ベルトの非画像領域の表面に至る光路、および前記転写ベルトの非画像領域の表面から前記センサに至る光路を跨ぐように配置された集光用のレンズ（１３）を有し、前記転写ベルトの移動速度を測定するために用いられる２次元センサユニット（１０）と、前記転写ベルトの非画像領域の表面に配設されて、前記転写ベルトの移動に伴い前記レンズの外面と接触して、前記レンズをクリーニングするクリーニング部材（３０）とを含むことを特徴とする、画像形成装置である。
【０００７】
なお、括弧内の数字は、後述の実施形態における対応構成要等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、転写ベルトの回転移動に伴ってクリーニング部材がレンズの外面に接触し、この外面に付着するトナーを掻き取る。これにより、レンズをクリーニングすることができる。そのため、センサに取得される画像が高精度となるので、このセンサによって測定される転写ベルトの移動速度の精度が高くなる。したがって、転写ベルトの移動速度を一定に保つことができる。
【０００８】
また、クリーニング部材が転写ベルトの非画像領域の表面に配設されているので、転写ベルトの画像領域の表面に、クリーニング部材の影響を受けることなく画像を担時することができる。これにより、画像形成装置の生産性の低下を防止することができる。
さらに、転写ベルトの非画像領域の表面にクリーニング部材を配設するという簡単な構成で、レンズの外面のクリーニングを実現することができる。
【０００９】
また、クリーニング部材は、請求項２に記載のようにブラシ（３０）であってもよいし、フェルトや不織布、ファーブラシであってもよい。
請求項３記載の発明は、前記センサが取得した画像に基づいて前記転写ベルトの移動速度を算出し、前記転写ベルトの移動速度が目標値となるように前記転写ベルトの移動動作を制御する移動動作制御手段（４０）と、前記センサが取得した画像に基づいて、前記クリーニング部材が前記レンズをクリーニングするタイミングを判別するクリーニングタイミング判別手段（４０）と、前記クリーニング部材のクリーニングタイミングにおいて前記センサが取得した画像を無効化する無効化手段（４０）と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２記載の画像形成装置である。
【００１０】
この構成では、クリーニング部材がレンズをクリーニングするタイミングにおいて、センサにより取得された画像が転写ベルトの速度調整制御に反映されない。したがって、センサによる測定を高精度に保つことができる。
また、請求項４に記載のように、クリーニングタイミングの判別を、転写ベルトの基準点の検出に用いてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタ１の要部構成を図解的に示す断面図である。カラープリンタ１は、カラー画像を形成するためのタンデム型の画像形成機構５を備えている。画像形成機構５は、無端状の転写ベルト６１と、転写ベルト３の移動方向Ａに沿って配列されたマゼンタ用の画像形成ユニット５０ｄ、シアン用の画像形成ユニット５０ｃ、イエロー用の画像形成ユニット５０ｂおよびブラック用の画像形成ユニット５０ａと、転写ベルト６１の表面に対向して配置され、転写ベルト６１の移動量を測定するためのセンサユニット１０とを備えている。
【００１２】
各画像形成ユニット５０ａ〜５０ｄは、感光体ドラム５１、感光体ドラム５１の周面を帯電させるための帯電器５２と、帯電器５２により帯電された感光体ドラム５１の周面を、作成する画像に対応して露光するための露光器５３と、感光体ドラム５１の周面に各色（マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック）のトナーを供給して、静電潜像を現像する現像器５４と、感光体ドラム５１の周面に保持されるトナー画像を転写ベルト６１の画像領域に転写するために、感光体ドラム５１の周面に対し転写ベルト６１を隔てて配置された転写ローラ５５と、トナー画像が転写された後の感光体ドラム５１の周面を除電するための除電器５６と、トナー画像が転写ベルト６１に転写された後の感光体ドラム５１の周面に残留するトナーを除去するための除去部５７とを備えている。
【００１３】
転写ベルト６１は、駆動ローラ６５ａおよび従動ローラ６５ｂ間に張設されており、テンションローラ６５ｃによって所定の張力が与えられている。転写ベルト６１は、移動方向Ａに向けて移動し、このため、４つの感光体ドラム５１は、それぞれ、図１において反時計周りに回転する。
感光体ドラム５１の周面に形成された静電潜像は、現像器５４によって所定色のトナー画像にそれぞれ現像される。そして、各色のトナー画像は、転写ローラ５５によって転写ベルト６１の画像領域の表面に一旦担持されて、転写ベルト６１で、各トナー画像が重ね合わされる。
【００１４】
一方で、用紙Ｐは、複数枚の用紙Ｐを収容可能な図示しないカセットから、図示しない引出ローラで引き出された後、この画像形成機構５に搬送される。転写ベルト６１の画像領域に一旦担持されたトナー画像は、画像形成機構５に搬送された用紙Ｐに対し、転写ローラ６２によって転写される。トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置（図示しない。）によって加熱および加圧され、これによって、フルカラーのトナー画像が用紙Ｐ上に定着される。
【００１５】
図２は、図１の矢印Ｂ方向から見た転写ベルト６１の拡大図である。
転写ベルト６１の幅方向の両側部に設けられた帯状領域は、その表面が感光体ドラム５１の周面と接触せず、トナー画像を担持することがない非画像領域である。前記のセンサユニット１０は、転写ベルト６１の非画像領域の表面に対向して配置されている。
転写ベルト６１の非画像領域の表面には、所定のパターンのトナーが付着している。センサユニット１０によって、非画像領域の表面の撮像領域（所定領域）に形成されているトナーパターン（画像）を取得する。
【００１６】
そして、転写ベルト６１の非画像領域の表面には、センサユニット１０のレンズ１３（後述する。図３参照）の外面と接触して、このレンズ１３をクリーニングするためのブラシ３０が配設されている。
図３は、センサユニット１０およびブラシ３０の構成を示す拡大断面図である。
センサユニット１０は、面発光部１１と、ＣＣＤセンサ１２と、レンズ１３とを備えている。
【００１７】
面発光部１１は、たとえば面発光型の半導体素子を含み、その発光によって、転写ベルト６１の非画像領域の表面の撮像領域に向けてレーザ光を出射するものである。面発光部１１に含まれる半導体素子として、たとえば波長が８５０ｎｍ±２０ｎｍの赤外レーザ光を発するものを例示することができる。面発光部１１は面発光部用の基板１４に実装されて、転写ベルト６１の表面の撮像領域へのレーザ光の入射角が所定の鋭角となるようにレンズ１３に取り付けられており、保持クリップ１５の挟持により基板１４がレンズ１３に固定される。
【００１８】
ＣＣＤセンサ１２は、転写ベルト６１の表面の撮像領域で反射したレーザ光を受光して、撮像領域に形成される画像を取得するためのものであり、たとえば、３０×３０画素で分解能が１２０００ｄｐｉのものを例示することができる。ＣＣＤセンサ１２は、ＣＣＤセンサ用の四角枠状の基板１６に実装されており、ＣＣＤセンサ１２およびその基板１６が、レンズ１３の後述するセンサ取り付け部２０およびレンズ１３の周面に嵌められることによってレンズ１３への組み付けが達成されている。
【００１９】
レンズ１３は、その全体の平面形状がほぼ円形に形成された一体品であり、転写ベルト６１の非画像領域の表面に対向する平板状の周縁部１７と、周縁部１７から突出して形成された面発光部用受け止め部１８およびＣＣＤセンサ用受け止め部２０と、面発光部１１からのレーザ光を集光するための第１レンズ部２１と、転写ベルト６１の表面の撮像領域からのレーザ光を集光するための第２レンズ部２２とを有している。
【００２０】
レンズ１３は、面発光部１１およびＣＣＤセンサ１２と、転写ベルト６１の表面との間に配置されている。第１レンズ部２１および第２レンズ部２２が、それぞれ、面発光部１１からのレーザ光の光路上、および、転写ベルト６１の表面からのレーザ光の光路上に位置するようになっている。
転写ベルト６１の非画像領域の表面とレンズ１３の周縁部１７との間隔Ｓ１はたとえば２ｍｍに設定されている。また、転写ベルト６１の非画像領域の表面と第１レンズ部２１の表面および第２レンズ部２２の表面とのそれぞれの間隔は、たとえば２〜３ｍｍの範囲内（最も広い間隔であるＳ２が、たとえば３ｍｍ程度）に設定されている。
【００２１】
一方、転写ベルト６１の表面からブラシ３０の毛材の先端までの長さＬは、たとえば３．５ｍｍに設定されている。このため、転写ベルト６１の移動により、ブラシ３０（ブラシの先端）が第１レンズ部２１の外面および第２レンズ部２２の外面と接触し、そのため、第１レンズ部２１の外面および第２レンズ部２２の外面に付着したトナーを除去することができる。これにより、レンズ１３をクリーニングすることができる。
【００２２】
また、転写ベルト６１の非画像領域の表面には、転写ベルト６１の移動方向Ａに関し、ブラシ３０の前後には、一対の反射シール３１Ａ，３１Ｂが貼り付けてある。
図４は、カラープリンタ１の電気的構成を示すブロック図である。
カラープリンタ１は、たとえば、マイクロコンピュータで構成される制御部４０を備えている。
【００２３】
制御部４０には、面発光部１１や駆動ローラ６５ａが制御対象として接続されている。制御部４０は、駆動ローラ６５ａの駆動を制御するとともに、面発光部１１の発光を制御する。また、制御部４０にはＣＣＤセンサ１２が接続されており、ＣＣＤセンサ１２が取得した画像（画像データ）が入力されるようになっている。
図５は、カラープリンタ１において行われる転写ベルト６１の速度調整動作を説明するためのフローチャートである。
【００２４】
画像形成動作の開始に伴って、駆動ローラ６５ａが駆動されて、転写ベルト６１の回転移動が開始される（ステップＳ１）。転写ベルト６１の移動動作が安定した後、面発光部１１が発光されて、面発光部１１からのレーザ光が転写ベルト６１の表面の撮像領域に照射される（ステップＳ２）。また、面発光部１１の発光と併せて、ＣＣＤセンサ１２による画像の読み込みが開始される（ステップＳ２）。そのため、撮像領域に形成されている画像がＣＣＤセンサ１２により取得される。ＣＣＤセンサ１２により取得される画像は、たとえば毎秒５２００枚であり、それらの画像に含まれるトナーパターンの変化により求められた転写ベルト６１の移動方向Ａへの移動量に基づいて、転写ベルト６１の（表面の）移動速度が算出される（ステップＳ５）。この算出された移動速度に基づいて、転写ベルト６１の移動速度が予め定める所定速度となるように、駆動ローラ６５ａが制御される（ステップＳ６）。これにより、転写ベルト６１の移動速度が所定速度に保たれる。一連の転写ベルト６１の速度調整動作は、画像形成動作が終了するまで実施される（ステップＳ７）。
【００２５】
一方、ＣＣＤセンサ１２の受光量が所定の閾値よりも大きいときは（ステップＳ３でＹＥＳ）、ブラシ３０の前側の反射シール３１Ａが、転写ベルト６１の非画像領域の表面の撮像領域を通過したことを示しており、このとき、ＣＣＤセンサ１２により取得される画像は無効化される（ステップＳ４）。この取得画像の無効化は、次にＣＣＤセンサ１２の受光量が所定の閾値よりも大きくなるまで、すなわち、ブラシ３０の後側の反射シール３１Ｂが転写ベルト６１の表面の撮像領域を通過するまで継続される。これらにより、ブラシ３０によるレンズ１３のクリーニングタイミングにおいては、ＣＣＤセンサ１２により取得された画像が転写ベルト６１の速度調整制御に反映されない。したがって、ＣＣＤセンサ１２による測定を高精度に保つことができる。
【００２６】
以上により、この実施形態によれば、転写ベルト６１の回転移動に伴ってブラシ３０がレンズ１３の外面に接触し、この外面に付着するトナーを掻き取る。これにより、レンズ１３をクリーニングすることができる。そのため、ＣＣＤセンサ１２に取得される画像が高精度となるので、このＣＣＤセンサ１２によって測定される転写ベルト６１の移動速度の精度が高くなる。したがって、転写ベルト６１の移動速度を一定に保つことができる。
【００２７】
また、ブラシ３０が転写ベルト６１の非画像領域の表面に配設されているので、転写ベルト６１の画像領域の表面に、ブラシ３０の影響を受けることなく画像を担時することができる。これにより、カラープリンタ１の生産性の低下を防止することができる。
さらに、転写ベルト６１の非画像領域の表面にブラシ３０を配設するという簡単な構成で、レンズ１３のクリーニングを実現することができる。
【００２８】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。たとえば、前記の実施形態では、ブラシ３０を用いてレンズ１３をクリーニングする構成について説明したが、フェルトや不織布、ファーブラシを用いてレンズ１３をクリーニングすることもできる。
また、前述の実施形態では、ブラシ３０の前側に配置された反射シール３１Ａの撮像領域の通過に基づいて、ＣＣＤセンサ１２から取得された画像が無効化されるとしたが、ブラシ３０の撮像領域の通過を直接検出し、それに基づいてＣＣＤセンサ１２から取得された画像が無効化される構成としてもよい。このとき、レーザ光の光路上へのブラシ３０の通過は、ＣＣＤセンサ１２の受光量が予め定める閾値を下回ることによって検出される。この場合には、反射シール３１Ａ，３１Ｂを省略することができる。
【００２９】
さらに、これらのブラシ３０の通過の検出を、転写ベルト３１の基準点の検出に用いることもできる。
前述の説明では、画像形成装置としてカラープリンタを例に挙げて説明したが、本発明は、モノクロのプリンタにも適用でき、また、複写機や複合機などの他の画像形成装置にも適用できる。
【００３０】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタの要部構成を図解的に示す断面図である。
【図２】図１の矢印Ｂ方向から見た転写ベルトの拡大図である。
【図３】センサユニットおよびブラシに構成を示す断面図である。
【図４】カラープリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】カラープリンタにおいて行われる転写ベルトの移動速度の調整動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１    カラープリンタ（画像形成装置）
５    画像形成機構
１０  センサユニット（２次元センサユニット）
１１  面発光部
１２  ＣＣＤセンサ（２次元センサ）
１３  レンズ
３０  ブラシ（クリーニング部材）
３１Ａ，３１Ｂ  反射シール
４０  制御部（移動動作制御手段、クリーニングタイミング判別手段、無効化手段）
５０ａ〜５０ｄ  画像形成ユニット
５１  感光体ドラム
６１  転写ベルト
６５ａ  駆動ローラ
【図１】
2008292756.tif 000003
【図２】
2008292756.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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