(57)【要約】【目的】組立性の向上とスペースの有効利用による装置の小型化、部品の簡略化を図り、コストダウンとメンテナンス性の向上を実現することができるカラー画像形成装置を提供すること。【構成】像担持体と、該像担持体上のトナー画像を順次転写して複数の色トナーの重ね画像を得る中間転写体を有するカラー画像形成装置において、前記中間転写体に位置検知部材を有し、該検知部材を少なくとも発光素子と受光素子から成る光学センサーで位置検知をする位置検知手段を有し、該位置検知手段は外装部品の一部を取り外す、或は開閉可能な外装部品を開くことにより、装置本体外部よりアクセス可能な位置に設ける。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体上のトナー画像を順次転写して複数の色トナーの重ね画像を得る中間転写体を有するカラー画像形成装置において、前記中間転写体に位置検知部材を有し、該検知部材を少なくとも発光素子と受光素子から成る光学センサーで位置検知をする位置検知手段を有し、該位置検知手段は外装部品の一部を取り外す、或は開閉可能な外装部品を開くことにより、装置本体外部よりアクセス可能な位置に設けられたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、該像担持体上のトナー画像を順次転写して複数の色トナーの重ね画像を得る中間転写体を有するカラー画像形成装置において、前記中間転写体に形成された濃度検知用画像パターンの濃度を少なくとも発光素子と受光素子から成る反射光量センサーで測定する濃度検知手段を有し、該濃度検知手段は外装部品の一部を取り外す、或は開閉可能な外装部品を開くことにより、装置本体外部よりアクセス可能な位置に設けられたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】
像担持体と、該像担持体上のトナー画像を順次転写して複数の色トナーの重ね画像を得る中間転写体を有するカラー画像形成装置において、前記像担持体或は中間転写体に設けられたメモリータグに対応する読み取り手段が外装部品の一部を取り外す、或は開閉可能な外装部品を開くことにより、装置本体外部よりアクセス可能な位置に設けられたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記位置検知手段と濃度検知手とメモリータグ読み取り手段は、少なくとも前記中間転写体の一部を位置決めするフレームと同一のフレームに設けられたことを特徴とする請求項３記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記位置検知手段と濃度検知手段とメモリータグ読み取り手段は、前記中間転写体を挟んで前記像担持体と反対側に位置し、搬送されてくる転写材に前記中間転写体上の重ね画像を転写材に転写する２次転写位置より中間転写体回転方向の上流側に設けたことを特徴とする請求項３又は４記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
前記位置検知手段と濃度検知手段とメモリータグ読み取り手段は、前記中間転写体の回転軸に平行な方向に略一直線上に並べられて配置されたことを特徴とする３〜５の何れかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体と中間転写体とはそれぞれユニットとして単独、或は前記像担持体と中間転写体一体のカートリッジとして装置本体から着脱可能に設けられたことを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いたカラー複写機やカラープリンター等のカラー画像形成装置に関するものであり、特に中間転写ベルトを介して転写材にトナー画像を転写する、或は静電吸着搬送ベルトに転写材を吸着搬送し、この転写材にトナー画像を順次転写させる等ベルト回動機構を有する電子写真方式の装置本体構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中間転写体を有するカラー画像形成装置は、図６に示すように、第１の像坦持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと称する）１を備え、該感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成する露光手段３を有する。
【０００３】
又、支持体４に収められ回転して感光体ドラム１に順次当接し、感光体ドラム１上に形成された静電潜像に各色トナーを順次付着させてトナー画像を得るイエロー（４Ｙ）、マゼンダ（４Ｍ）、シアン（４Ｃ）、ブラック（４Ｂｋ）の各現像装置４を備えている。
【０００４】
更に、第２の像担持体としての中間転写ベルト（以下、ＩＴＢ）５ａを有し、このＩＴＢ５ａは感光体ドラム１からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色トナー画像が順次に１次転写されて重ねられた複数のトナー画像を、一括して転写材Ｓに２次転写するものである。
【０００５】
ＩＴＢ５ａ上には位置検知部材として画像形成領域外に複数の光反射体シール５７が貼付され、これを２次転写ローラ１１と感光体ドラム１の間に配置された位置検出手段５８で検知することによって、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各印字タイミングを得、各色のレジストレーションを合わせている。
【０００６】
転写材Ｓは、ピックアップローラ１８で１枚毎分離され給送され、レジストローラ対７ｄ近辺の所定の位置まで搬送されると書き出し位置を揃えるために待機する。
【０００７】
更に、前述の光反射体シール５７からの信号を元に、給送手段であるレジストローラ対７ｄ近辺の所定の位置で待機していた転写材ＳがＩＴＢ５ａの回転と同期して書き出し位置が揃うように中間転写ベルト５ａと２次転写ローラ１１のニップ部に送り出される。
【０００８】
ＩＴＢ５ａ上のトナーを一括転写させる２次転写ローラ１１は、ＩＴＢ５ａ上に複数色のトナー画像形成後にＩＴＢ５ａに当接してニップを形成し、このニップを通過した転写材Ｓにトナー画像が２次転写され、搬送ベルトユニット１２上を搬送され、定着器８を通過する際に定着ローラ対８ａで搬送されるとともに、加熱ローラ８ｂによって熱及び圧力を印加される。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に定着される。
【０００９】
又、カラー画像形成装置では画像形成動作に先立って各色トナーに対応して濃度測定用のトナー像を感光体ドラム１、或はＩＴＢ５ａ上に形成し、感光体ドラム１近傍に配置された濃度検知手段６６により得られた出力信号により濃度制御を行っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示した従来のカラー画像形成装置において、位置検出手段５８はＩＴＢ５ａの回転方向から見て２次転写位置の下流側に位置し、装置本体の内部に配置された状態になっている。
【００１１】
更に、位置検出手段５８は、装置本体のフレームに掛け渡された別部材のステ−等に別部材の保持部材を介して固定されることになる。
【００１２】
又、濃度検出手段６６も同様に装置本体の内部に位置し、前述の位置検出手段５８と同様に、フレームに掛け渡された別部材のステ−等に別部材の保持部材を介して固定されている。
【００１３】
図７に示すように、従来のカラー画像形成装置においては、センサーを避けて中間転写体ユニット５Ｕ、感光体ドラムユニット１Ｕ、現像カートリッジ４の各消耗品を交換するためにそれぞれ個別の開口部を設けている。
【００１４】
これらのセンサー類は、通常、発光素子と受光素子から成る反射光量センサーで測定する光学センサーであり、これらのセンサーを保持するために以下に挙げる不具合が発生している。
【００１５】
▲１▼光学センサーが装置内部に配置されているためにトナー飛散等による汚れで読み取り値が変動する。
【００１６】
▲２▼光学センサーが装置内部に配置されているために、これらを避けて中間転写体、感光ドラム、現像カートリッジの各消耗品着脱を行う必要がある。従って、これら消耗品着脱の開口部が複数になったり、装置本体フレームの一部を大きく開口させる必要が発生する。これは装置本体構成の複雑化、部品点数ＵＰ、大型化、コストＵＰとなる。
【００１７】
▲３▼センサー保持のための保持部材が必要となり、部品点数のＵＰに伴うコストＵＰ、組立性の悪化が発生する。
【００１８】
▲４▼装置本体内部に配置されることによる組立性（センサー自体の組み付け、配線処理）の悪化と、組み付けスペース確保のための装置内部部品の形状複雑化及びこれらに伴うコストＵＰを招く。
【００１９】
▲５▼複数の部品を介して取り付けることによる、センサー取り付け位置の精度の問題が発生する。特に、濃度検知センサーの取り付け位置は重要である。
【００２０】
▲６▼装置本体内部に配置されることによるメンテナンス性の悪化が問題となる。
【００２１】
▲７▼カートリッジ類を取り出さないとアクセスできないメンテナンス性の悪さが問題となる。
【００２２】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、組立性の向上とスペースの有効利用による装置の小型化、部品の簡略化を図り、コストダウンとメンテナンス性の向上を実現することができるカラー画像形成装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、位置検出手段及び濃度検出手段を外装部品の一部を取り外す、或は開閉可能な外装部品を開くことにより、装置本体外部よりアクセス可能な位置に配置するとともに、中間転写体の回転軸に平行な方向に略一直線上に並べられて配置することで組立性（センサー自体の組み付け、配線処理）を向上させ、スペースの有効利用による装置の小型化、部品の簡略化を図り、コストダウンとメンテナンス性の向上を実現する。
【００２４】
更に、位置検知手段と濃度検知手段を少なくとも中間転写体の一部を位置決めするフレームと同一のフレームに設けることによって、部品点数の削減によるコストダウンを実現するとともに、中間転写体に対する各センサーの位置精度を安定させることができ、安定した画像を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は本発明を実施した電子写真画像形成装置で、ロータリー回転（現像器回転）方式の４色フルカラーレーザービームプリンターの概略構成を示す縦断面図、図２は感光体ドラムと中間転写体を一体カートリッジとして装置本体から抜き取った状態を示す。
【００２７】
［カラー画像形成装置の画像形成動作概略］
駆動ローラ４０と従動ローラ（テンションローラ）４１の２本のローラに懸回張設された、中間転写ベルト５ａの回転と同期して感光体ドラム１を図１の矢印方向（反時計回り）に回転させ、この感光体ドラム１表面を帯電装置２によって均一に帯電するとともに、露光手段３によってイエロー画像の光照射を行い、感光体ドラム１上にイエローの静電潜像を形成する。この静電潜像形成と同時に現像装置４を駆動してイエローの現像器４Ｙを現像位置に配置し、感光体ドラム１上の静電潜像にイエロートナーが付着するように感光体ドラム１の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、中間転写体ユニット５の押えローラ（１次転写ローラ）５ｊにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム１上のイエローのトナー像を中間転写ベルト５ａ上に１次転写する。
【００２８】
上述のようにしてイエロートナー像の１次転写が終了すると、次の現像器が回転移動してきて、感光体ドラム１に対向する現像位置に位置決めされ、イエロー（Ｙ）の場合と同様にしてマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、そしてブラック（Ｂｋ）の各色について、静電潜像の形成、現像、１次転写を順次行い、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる。
【００２９】
中間転写体ユニット５の従動ローラ４１近辺を左右の支持部２４（図２）で支持するフレーム２０は、ガラス繊維等を含む強化プラスチックで構成され、左右の壁面とこれらを繋ぐステ−部２１が一体成形されている。
【００３０】
フレーム２０のステー部２１には位置検知手段としての発光素子と受光素子から成る光学センサーであるトップセンサ５８が設けられている。
【００３１】
中間転写ベルト５ａ上には画像領域外に光反射体シール５７が貼り付けられ、これをトップセンサ５８で検知することによって、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各印字タイミングを得、各色のレジストレーションを合わせている。
【００３２】
中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる間、２次転写ローラ１１は、中間転写ベルト５ａとは非接触状態にある。このとき、クリーニングユニットとしての帯電ローラ５ｆも中間転写ベルト５ａとは非接触状態に位置する。
【００３３】
そして、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像形成完了後、２次転写ローラ１１が中間転写ベルト５ａに圧接され（図１の状態）、更に中間転写ベルト５ａの光反射体シール５７からの信号を元に、転写材Ｓと中間転写ベルト５ａ上の重ねトナー画像の書き出し位置が揃うように中間転写ベルト５ａの回転と同期して、転写材積載手段１９からピックアップローラ１８により１枚毎分離給送され、再給送手段であるレジストローラ対７ｄ近辺の所定の位置で待機していた転写材Ｓが、中間転写ベルト５ａと２次転写ローラ１１のニップ部に送り出される。
【００３４】
ここで、レジストローラ対７ｄの直前には転写材Ｓの先端を検知してレジストローラ対７ｄの回転駆動力を一時遮断し、転写材Ｓを所定の位置で待機させるレジ前センサ１４が設けられている。
【００３５】
更に、２次転写ローラ１１にはトナーと逆極性の電圧が印加されており、中間転写ベルト５ａ上のトナー像は、一括して搬送されてきた転写材Ｓの表面に２次転写していく。
【００３６】
このようにして、２次転写された転写材Ｓは、搬送ベルトユニット１２を経由して定着器８に至り、ここで複数色のトナー像の定着を行った後排紙ローラ対１３によって排紙ガイド１５に沿って搬送され、排出ローラ対９によってカラー画像形成装置Ａ上部の排紙トレー１０に排出され、画像形成を完了する。
【００３７】
一方、２次転写後にクリーニング用帯電ローラ５ｆが中間転写ベルト５ａに圧接され、中間転写ベルト上に残った残留トナーに転写時と逆の電荷を与える。
【００３８】
逆の電荷を付与された残留トナーは、感光体ドラム１に静電気的に付着され、その後、感光体ドラム用のクリーニングブレード６により回収されるものである。そして、回収された残留トナーは、廃トナーとして後述する搬送する搬送経路を辿り、廃トナーボックス１６に回収されて蓄積される。
【００３９】
一方、本実施の形態においては、カラー画像形成装置では画像形成動作に先立って各色トナーに対応して濃度測定用のトナー像を中間転写ベルト５ａ上に形成し、濃度検知手段６６により得られた出力信号により濃度制御を行っている。
【００４０】
濃度検知手段６６は、発光素子と受光素子から成る反射光量センサーで濃度測定用のトナー像を測定する。この濃度検知手段６６の測定値から出力されるトナー画像の濃度を一定にする適切な現像バイアスを算出、決定し、この最適化された現像バイアスの使用により濃度制御を行う。濃度検知後の測定用トナー画像は前述のようにクリーニングされ、４色全ての現像バイアスの最適化が行われる。濃度検知手段６６は、位置検出手段５８と同様にフレーム２０のステー部２１に配置される。
【００４１】
図３に示すように、位置検出手段５８が中間転写ベルト５ａの幅方向外側の画像領域外に配置され、濃度検知手段６６が中央寄りの画像領域内にベルト駆動軸方向に略一直線上に配置される。
【００４２】
更に、フレーム２０のステー部２１には中間転写ユニット５に設けられた各種情報を記録されたメモリータグ等への接点端子部５１も配置されている。
【００４３】
図２に示すように、感光体ドラム１と中間転写ベルトａを一体としたＩ／Ｏカートリッジ及び各色現像カートリッジを着脱する際に開閉するカートリッジカバー６０を開き、内カバー６１を取り外すことによって位置検出手段５８、濃度検出手段６６及びメモリータグ接点６７に装置本体外部より直接アクセスすることができる。
【００４４】
カートリッジカバー６０が上方のみの構成であれば、該カートリッジカバー６０を開かなくとも直接カバー６１を取り外し、各種センサー類にアクセスすることができる。
【００４５】
［カートリッジの装置本体への位置決め方法］
図２において、プロセスカートリッジ５のカラー画像形成装置本体への着脱及び所定位置への固定方法について説明する。
【００４６】
カラー画像形成装置本体の上蓋６０を開くと、感光体ドラム軸受けを支持する支持部に設けられた感光体ドラム１への回転駆動力伝達カップリング２２と、中間転ベルト駆動軸の軸受け部を支持する支持部に設けられた、中間転写ベルト駆動ローラへの回転駆動力伝達カップリング２３が、軸方向へスライドして退避した状態となる（連結解除状態）。
【００４７】
カップリングの退避、連結機構については、特開平１１−１０９８３６号公報等に開示されているような方法があり、これについての説明は本実施の形態では省略する。
【００４８】
装置本体内側には、感光体ドラム用ガイドレール３０と中間転写体用ガイドレール３１が段差を設けて両サイドに設けてある。
【００４９】
プロセスカートリッジ５の感光体ドラム側軸受け１０２を感光体ドラム用ガイドライン３０へ、中間転写ベルト駆動ローラの軸受け１０３を中間転写体用ガイドレール３１にそれぞれ載せてスライドさせながら挿入していく。
【００５０】
最終的には、感光体ドラム側軸受け１０２は感光体ドラム軸受けを支持する支持部２２に落ち込み、中間転写ベルト駆動ローラの軸受け１０３は中間転ベルト駆動軸の軸受け部を支持する支持部２３に落ち込み、左右サイドカバーに設けられた突起部２０３，２０４は位置決め溝２４にそれぞれ落ち込み、図５に示すように、それぞれねじりコイルばね２６，２５によりそれぞれ装置本体フレームの位置決めに押し付けられ固定される。
【００５１】
尚、上記実施の形態では、１個の像担持体（感光体）を有し、現像器が回転するロータリー方式の中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置に関して述べてきたが、図４に示すような複数の像担持体を有する中間転写ベルトを用いたインライン方式のカラー画像形成装置、或は図５に示すような複数の像担持体を有し、静電吸着搬送ベルトに静電吸着され搬送されてくる転写材に直接転写していくインライン方式のカラー画像形成装置の色ずれセンサー、濃度検知センサーの配置にも応用することができる。
【００５２】
又、像担持体として本実施の形態では感光体ドラムを挙げたが、感光体ベルトを使用した画像形成装置においても同様のベルト構成を採ることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、位置検出手段及び濃度検出手段を外装部品の一部を取り外す、或は開閉可能な外装部品を開くことにより、装置本体外部よりアクセス可能な位置に配置するとともに、中間転写体を挟んで前記像担持体と反対側に位置し、中間転写体の回転軸に平行な方向に略一直線上に並べられて配置することで、中間転写体、感光体ユニット、現像カートリッジの各消耗品の交換用の開口部を１箇所にまとめることが可能となる。これにより組立性（センサー自体の組み付け、配線処理）を向上させ、スペースの有効利用による装置の小型化、部品の簡略化を図り、コストダウンとメンテナンス性の向上を実現することができる。
【００５４】
又、中間転写ベルト、感光体ドラムの各ユニット、カートリッジや現像カートリッジを装置本体より取り出さなくてもアクセスすることが可能であり、メンテナンス性の向上を実現でき、位置的にトナー飛散が少なく汚れ難い上にユーザーがセンサーの汚れを清掃することも容易にできる。
【００５５】
更に、位置検知手段と濃度検知手段を少なくとも中間転写体の一部を位置決めするフレームと同一のフレームに設けることで、部品点数の削減によるコストダウンを実現するとともに、中間転写体に対する各センサーの位置精度を安定させることができ、安定した画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した電子写真方式の４パスカラー画像形成装置の縦断面図である。
【図２】感光体ドラム・中間転写ベルト一体構成のプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱する状態を示す図である。
【図３】中間転写ベルトと位置検知手段、濃度検知手段の配置関係を示す斜視図である。
【図４】中間転写ベルトを用いたインライン方式のカラー画像形成装置の主断面図である。
【図５】静電吸着ベルトを用いたインライン方式のカラー画像形成装置の主断面図である。
【図６】従来の電子写真方式の４パスカラー画像形成装置の縦断面図である。
【図７】従来の電子写真方式の４パスカラー画像形成装置の消耗品交換時の縦断面図である。
【符号の説明】
１　　　　感光体ドラム
２　　　　感光体ドラム帯電ローラ
３　　　　露光手段
４　　　　現像装置（現像ロータリー）
５　　　　　　中間転写体ユニット
５ａ　　　中間転写ベルト
５ｆ　　　クリーニング帯電ローラ
５８　　　　　位置検出手段
５ｊ　　　１次転写ローラ
１６　　　廃トナーボックス
６６　　　濃度検出手段
６７　　　メモリータグ読み取り手段
７ｂ　　　定着ローラ
８　　　　排出ローラ対
９　　　　排出部
１０，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋ　　スキャナー部
１１　　　クリーニングユニット
１１ａ　　帯電ローラ
１２　　　駆動ローラ
１２ａ　　軸受
１３　　　吸着ローラ
１３ａ　　軸受
１３ｂ　　溝フランジ
１４　　　テンションローラ
１４ａ　　軸受
１４ｂ　　テンションバネ
１４ｃ　　溝フランジ
１５　　　一次転写ローラ
１６　　　側板
１７　　　二次転写手段
１８　　　転写手段
１９　　　ベルトクリーニング対向ローラ
２０　　　コロ
２１　　　把手
２２　　　ジャム処理ドア
２３　　　ねじ
【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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