(57)【要約】【課題】中間転写ベルトユニットの交換サイクルを長くすること（ユニット長寿命化）を目的とする。【解決手段】弾性体規制リブ３０ａを備えた中間転写ベルト３０と、前記弾性体規制リブ３０ａに当接して中間転写ベルト３０の蛇行を規制する規制フランジ３００を備え、前記中間転写ベルト３０を張架している複数のローラ１００，１０５，１０８と、前記ローラのうち少なくとも１つのローラ１００の軸上に軸方向に移動可能な検出リング２００を備え、前記中間転写ベルト３０の弾性体規制リブ３０ａの規制領域外へ移動による前記検出リング２００の移動を検出するフォトインタラプタ２０２と、を有し、前記フォトインタラプタ２０２の検出信号により前記中間転写ベルト３０の寿命と判断することを特徴とする。【選択図】　　図４
2004118154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１規制部材を備えた無端状ベルトと、
前記第１規制部材に当接して無端状ベルトの蛇行を規制する第２規制部材を備え、前記無端状ベルトを張架している複数のローラ部材と、
前記ローラ部材のうち少なくとも１つのローラ部材の軸上に軸方向に移動可能な検出部材を備え、前記無端状ベルトの第１規制部材の規制領域外へ移動による前記検出部材の移動を検出する検出手段と、
を有し、
前記検出手段の検出信号により前記無端状ベルトの寿命と判断することを特徴とするベルト搬送装置。
【請求項２】
前記検出部材は、前記無端状ベルトが通常走行されている時には該ベルトの第１規制部材に非接触状態であり、ローラ軸方向の規制領域外への走行時に接触状態となる検出部を備えていることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載のベルト搬送装置。
【請求項３】
前記検出部材の検出部は、前記無端状ベルトの第１規制部材に対して間隙を持って挟持するように配設されていることを特徴とする請求項２に記載のベルト搬送装置。
【請求項４】
像担持体に形成された像を順次重ねて転写する中間転写体を備えた画像形成装置において、
前記中間転写体として、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベルト搬送装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
転写材に転写するための像を形成する像担持体を備えた画像形成装置において、
前記像担持体として、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベルト搬送装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
像担持体に形成された像を順次重ねて転写するために転写材を担持して搬送する転写材担持体を備えた画像形成装置において、
前記転写材担持体として、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベルト搬送装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間転写ベルト、感光体ベルト等の無端状ベルトを備えたベルト搬送装置及びこのベルト搬送装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真画像形成装置において、装置の軽量化、及びコンパクト化を目的として、互いに略平行に配置された複数本のローラに表面に感光体層または誘電体層を形成した無端状ベルトを掛け渡し、該ベルトを感光体ベルト、中間転写ベルトとして用いることが知られている。
【０００３】
しかし、このような用途に使用される無端状ベルトは、プラスチックフィルム、金属箔等、伸びが小さく、強度の高い材料を基材として形成される場合が多い。従って、この種の無端状ベルトは、弾性変形し難いことから、各関連部材の寸法誤差、ローラ部材の取付誤差、ベルト周長の不均一等をベルトの弾性で吸収することができず、該無端状ベルトの走行時に蛇行が発生し易いという問題があった。
【０００４】
その蛇行を防止する手段として、図８に示す如く、無端状ベルト３０の張架ローラ１０５との接触面側の両端付近に断面形状が矩形の弾性体規制リブ３０ａ，３０ｂ（例えばゴム硬度５０°程度のウレタンゴム）を接着剤や両面テープ等で接着し、張架ローラ１０５両端に具備された規制フランジ３００，３０１を該弾性体規制リブ３０ａ，３０ｂで挟み込む状態で接触させ、蛇行を規制する方法が一般的である。また、この接触状態でのベルトの走行では前述の如く基本的に蛇行しているので、規制フランジ３００と弾性体規制リブ３０ａはわずかに摺擦され、弾性体規制リブ３０ａの摩耗を微小に進行させていく。ベルト蛇行の規制力は、該弾性体規制リブ３０ａの摩耗進行状態により低下していく。最終的には弾性体規制リブ３０ａでは蛇行を規制することが不可能になり、図９に示す如く弾性体規制リブ３０ａが張架ローラ１０５の規制フランジ３００を乗り越える現象が発生する。
【０００５】
さて、これらの無端状ベルトは前述の如く中間転写ベルトや感光体ベルトであり、これらをユニット構成とし画像形成装置本体から着脱可能な構成にしている。以下、中間転写ベルトをユニット構成した中間転写ベルトユニットを具備した画像形成装置を主に説明をする。
【０００６】
このユニットが着脱可能な構成をとる理由は、耐久における中間転写ベルト要因の画像劣化が発生するまでの時間（ユニットの寿命）が画像形成装置本体の寿命に対し短いことによる。また、この中間転写ベルトユニットの交換はユーザーによって行われ、その交換時期をユーザーに知らしめる手段として、出力画像のページを積算し、その画像ページの積算値が予め画像劣化が発生すると予想される所定の積算値に到達した場合に、ユーザーにユニット寿命の警告を発する方法が一般的である。そのためユニット内部にそのページカウントの情報を記憶する記憶手段を備えるものや、本体側にページカウントを記憶させる記憶手段をもっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如く中間転写ベルトの寿命の定義は、予め決められた画像の劣化発生推定時間を前提としており、ユーザー自らのユニット使用可否判断を反映していないので、以下の問題をもっていた。
【０００８】
１．実際の中間転写ベルトの劣化進行は、その画像形成装置の使用環境によりばらつく傾向にある。そのため、予め決められたユニット寿命は、これら使用環境の最悪条件を前提としているために、これよりも使用環境が良い場合に画像の劣化進行が前記最悪条件の場合より進んでいなくてもユニットの寿命になってしまう場合があった。
【０００９】
２．予め決められた劣化時の画像がユーザーの判断基準と一致するケースは極めて少ないため、ユーザーが使用可能と判断してもユニットの寿命となってしまう場合があった。
【００１０】
３．出力画像が写真画像の場合は問題である劣化レベルでもテキスト（文字）画像では問題ないことが考えられる。
【００１１】
これに対し機械的寿命は前述の弾性体規制リブ３０ａ，３０ｂの摩耗であるが、このリブ３０ａ，３０ｂの摩耗は予め決められた画像劣化の寿命に対し十分余裕がある。
【００１２】
そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、実際の使用環境に応じた中間転写ベルトの長寿命化を図ることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の代表的な構成は、第１規制部材を備えた無端状ベルトと、前記第１規制部材に当接して無端状ベルトの蛇行を規制する第２規制部材を備え、前記無端状ベルトを張架している複数のローラ部材と、前記ローラ部材のうち少なくとも１つのローラ部材の軸上に軸方向に移動可能な検出部材を備え、前記無端状ベルトの第１規制部材の規制領域外へ移動による前記検出部材の移動を検出する検出手段と、を有し、前記検出手段の検出信号により前記無端状ベルトの寿命と判断することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１５】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係るベルト搬送装置を備えた画像形成装置について詳しく説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る中間転写ベルト等のベルト搬送装置を備えた４ドラム系の画像形成装置の概略構成を示す模式断面図であり、まずこの画像形成装置の画像形成について説明する。
【００１６】
図１に示すように、画像形成装置は、複数枚の記録シートＰを積載収納するカセット２０が着脱自在に装着されており、給送ローラ２１により給送される。給送された記録シートＰは、リタードローラ対２２により一枚ずつに分離され、搬送ローラ対２３によってレジストローラ対２４に搬送される。記録シートＰが搬送された時には、レジストローラ対２４は回転を停止しており、このニップに突き当てられることにより記録シートＰは斜行を矯正される。像担持体を含む画像形成手段としてのプロセスカートリッジ２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂｋは、４ドラムフルカラー方式の場合、図の如くイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つが並列配置されており、各々のプロセスカートリッジに対し、それぞれ光学走査系２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｂｋが設けられ、画像信号により、各色ごとの像担持体上にトナー像が形成された後、中間転写ベルト３０上に各トナーが転写される。この後、記録シートＰは所定のタイミングで二次転写ローラ２７に送り出され、中間転写ベルト３０上のトナー像が記録シートＰ上へ転写され、定着器２５で定着された後、排出ローラ対２９ａ，２９ｂにより排出、積載される。
【００１７】
図２は本発明の第１実施形態に係るベルト搬送装置としての中間転写ベルトユニット３１の概略図であり、図４は中間転写ベルトユニット３１の駆動ローラ１００側の断面図及び図８は中間転写ベルトユニット３１のテンションローラ１０５側の断面図である。これらの図を用いてユニットの構成を説明する。なお、図８は従来技術の説明で用いた図であり、そこで説明した構成部材については同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００１８】
図２において、中間転写体としての中間転写ベルト３０は基本的には駆動ローラ１００、二次転写対向ローラ１０８、テンションローラ１０５、の３本のローラで張架されている。一次転写ローラ１０２は各感光体ドラム（像担持体）２６に付勢されているのみで、中間転写ベルト３０を張架する効力はきわめて小さく無視できる。またテンションローラ１０５はフレーム１１０にバネ１１２で付勢され、長溝１１０ａを摺動可能に支持されているスライド軸受１１４（図８参照）に回動可能に支持されている。１２０は二次転写後の中間転写ベルト３０の残トナーをクリーニングするベルトクリーナであり、１２１はその残トナーを排出するオーガである。
【００１９】
図４に示す如く駆動ローラ１００の軸には検出部材としての検出リング２００が嵌合しており、軸方向に摺動可能に支持されている。また、図３に示す如く検出リング２００には、検出フラグ部２００ａと、該フラグ部２００ａに検出手段としてのフォトインタラプタ２０２の光軸透過用の穴２００ｂが設けてあり、このフラグ部２００ａが図２に示すように、フレーム１１０の角穴１１０ｂを貫通することで、検出リング２００の回転止めを兼用している。また、検出リング２００は、中間転写ベルト３０の第１規制部材としての弾性体規制リブ３０ａの側面に接触する円板形状をした検出部２００ｃを持っている。検出リング２００の検出部２００ｃの外径φｄは駆動ローラ１００の外径φＤよりわずかに小さく、中間転写ベルト３０には接触していない。また中間転写ベルト３０の弾性体規制リブ３０ａが検出リング２００の２つの検出部２００ｃの間に存在するように配置される。２０１は検出リング２００を弾性体規制リブ３０ａに対しほぼ対称位置になるように略位置決めをし、かつ検出リング２００が駆動ローラの軸方向に移動した場合に再び元の位置に戻す板バネである。
【００２０】
次に実際の動作を図４、図５、図６、図７で説明する。ただし、図５、図６、図７の板バネ２０１の配置は説明を分かりやすくするために実施系（図４）とは異なる配置になっている。
【００２１】
正常時のベルト走行時は、図４、図５の如く中間転写ベルト３０の弾性体規制リブ３０ａは検出リング２００の検出部２００ｃには接触していない。この状態では検出リング２００のフラグ部２００ａの角穴２００ｂは本体側フォトインタラプタ２０２の光軸と一致している。
【００２２】
次に中間転写ベルトの機械的寿命である、図９の如く中間転写ベルト３０の弾性体規制リブ３０ａの摩耗が進行し、蛇行規制力が低下し、第１規制部材である弾性体規制リブ３０ａが第２規制部材である規制フランジ３００を乗り越えた状態になったときの説明をする。このときの検出リング２００の状態は、図６の如く中間転写ベルト３０が大きく蛇行することで、弾性体規制リブ３０ａの端面が検出リング２００の検出部２００ｃに接触し、さらに検出リング自体を中間転写ベルト３０の蛇行方向（矢印方向）と同方向に移動させる。この動作に伴い検出リング２００の検出フラグ部２００ａの角穴２００ｂが本体側フォトインタラプタ２０２の光軸からずれる。この検出手段としてのフォトインタラプタ２０２の出力変化を画像形成装置の制御部３００（図１参照）へ入力し、中間転写ベルト３０の寿命と判断をし、画像形成動作を中止する。このとき画像形成装置がユーザーに対し、操作部の表示パネル等を介して中間転写ベルト３０の寿命を知らせれば良い。図７は中間転写ベルト３０の蛇行方向が逆の場合を表した図であるが、その寿命判断の一連の動作は前述した動作と同様なので省略する。
【００２３】
本実施形態においては、予め設定された中間転写ベルトのページカウント寿命到達時にユーザーに対し、ユニット寿命の予告を出し、最終寿命を中間転写ベルトの弾性体規制リブ乗り上げによる多大な蛇行を検出した時点としている。
【００２４】
また、検出手段を構成する検出部材としての検出リング２００は、基本的に正常状態では中間転写ベルト３０の弾性体規制リブ３０ａに接触していないので、該弾性体規制リブ３０ａは規制フランジ３００との接触のみで摩耗され、その機械的寿命は従来と比較しても同じである。
【００２５】
なお、他の検出手段として、直接ベルト端部をフォトインタラプタで検出する方法も考えられるが、ベルト端部はトナーの飛散があり、その飛散トナーがフォトインタラプタに付着し誤動作することが考えられるのに対し、本実施形態はベルトから距離をおいてフォトインタラプタを配置できる長所がある。さらに反射式光学センサで弾性体規制リブの端面移動距離を検出することも考えられるが、弾性体規制リブの断面寸法が２ｍｍ程度の高さしかなく、この狭い箇所に反射式光学センサの焦点を合わせることは極めて困難である。この点においても、本実施形態は検出リング２００が駆動ローラ１００と同軸上にあるために確実に弾性体規制リブ３０ａに接触することが可能で検出できる長所をもっている。さらに、ベルト端部を検知する場合にはベルト両端にそれぞれセンサを配置しなければならないが、本実施形態では検出リングの検出部が弾性体規制リブに対し間隔を持って挟持する位置関係にあるため１個のセンサで前記ベルトの蛇行を検出できる。
【００２６】
本実施形態は無端状ベルトとして中間転写ベルトを例示して説明したが、これに限定されるものではなく、転写材に転写するトナー像を形成する像担持体としての感光体ベルトの寿命検知手段、或いは記録シート等の転写材を搬送する搬送ベルト等の転写材担持体の寿命検知手段としても有効である。
【００２７】
上述したように、本実施形態によれば、従来のページカウントによる中間転写ベルトの寿命ではなく、ユーザー自らがページカウントによる寿命予告時に実際の画像から中間転写ベルトの寿命を決めることができるために、従来と比較し中間転写ベルトの寿命を飛躍的に延ばす効果がある。すなわち、使用環境に応じた中間転写ベルトの長寿命化が図れる。
【００２８】
また、従来例では事故的、例えば弾性体規制リブの一部の接着不良による剥がれなどによる規制力低下が発生し、弾性体規制リブの乗り上げに至ってしまった場合、それを検出する手段がなかったために、最終的にはベルトの破断に至り、ベルト内外周に当接する感光体ドラム等の画像形成部品を傷付けてしまった場合、ベルトユニット以外の部品の交換までしなければならないことが想定された。しかし、本実施形態の検出手段を用いることで、事故的なリブ乗り上げの発生を検出可能なため、ベルト破断に至る前に画像形成動作を停止させることが可能なので、中間転写ベルトユニットの交換のみで対処できる効果もある。
【００２９】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、画像形成部を４つ備えた画像形成装置を例示しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。
【００３０】
また前述した実施形態では、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして、感光体ドラムと、該感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段，クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示したが、これに限定されるものではなく、感光体ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。
【００３１】
更に前述した実施形態では、感光体ドラムを含むプロセスカートリッジが画像形成装置本体に対して着脱自在な構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば各構成部材がそれぞれ組み込まれた画像形成装置、或いは各構成部材がそれぞれ着脱可能な画像形成装置としても良い。
【００３２】
また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置や、転写材担持体を使用し、該転写材担持体に担持された転写材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良く、該画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来のページカウントによる無端状ベルトの寿命ではなく、ユーザー自らがページカウントによる寿命予告時に実際の画像から無端状ベルトの寿命を決めることができるために、従来と比較し無端状ベルトの寿命を飛躍的に延ばす効果がある。すなわち、使用環境に応じた無端状ベルトの長寿命化が図れる。
【００３４】
また、従来例では無端状ベルトの規制部材の移動を検出する手段がなかったために、最終的にはベルトの破断に至り、ベルト内外周に当接する部材を傷付けてしまった場合、ベルト以外の部品の交換までしなければならないことが想定されが、本発明によれば検出手段により前記無端状ベルトの規制部材の移動を検出可能なため、ベルト破断に至る前に画像形成動作を停止させることが可能なので、無端状ベルトの交換のみで対処できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る中間転写ベルトユニットの概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る検出リングの斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る検出部の上視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る検出部の動作説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る検出部の動作説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る検出部の動作説明図である。
【図８】従来例のベルト蛇行規制方法の説明図である。
【図９】従来例の弾性体規制リブ乗り上げの状態説明図である。
【符号の説明】
Ｐ　　　　…記録シート
２０　　…カセット
２１　　…給送ローラ
２２　　…リタードローラ対
２３　　…搬送ローラ対
２４　　…レジストローラ対
２５　　…定着器
２６　　…感光体ドラム
２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂｋ　…プロセスカートリッジ
２７　　…二次転写ローラ
２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｂｋ　…光学走査系
２９ａ，２９ｂ　…排出ローラ対
３０　　…中間転写ベルト
３００，３０１　…規制フランジ
３０ａ，３０ｂ　…弾性体規制リブ
３１　　…中間転写ベルトユニット
１００　…駆動ローラ
１０２　…一次転写ローラ
１０５　…テンションローラ
１０８　…二次転写対向ローラ
１１０　…フレーム
１１０ａ　…長溝
１１０ｂ　…角穴
１１２　…バネ
１１４　…スライド軸受
１２０　…ベルトクリーナ
１２１　…オーガ
２００　…検出リング
２００ａ　…検出フラグ部
２００ｂ　…穴
２００ｃ　…検出部
２０１　…板バネ
２０２　…フォトインタラプタ
【図１】
2004118154.tif 000003
【図２】
2004118154.tif 000004
【図３】
2004118154.tif 000005
【図４】
2004118154.tif 000006
【図５】
2004118154.tif 000007
【図６】
2004118154.tif 000008
【図７】
2004118154.tif 000009
【図８】
2004118154.tif 000010
【図９】
2004118154.tif 000011