(57)【要約】【課題】  小型化、低コスト化に加え、放射ノイズを抑える効果があり、また、安全性で問題となる線噛みのリスクを回避する。【解決手段】  制御基板上にレジ検センサ、パッチ検センサやフォトセンサを直接実装し、かつセンサの対象物に対して直接読み取りができるように基板を配置（紙パス）する。【選択図】  図１
2009122518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体上に画像信号もしくはコントロール信号に応じて露光する露光手段と、
前記像担持体上の静電潜像を複数色のトナーで現像して前記像担持体上にトナー像を形成する作像手段と、
前記トナー像に光を照射する為の発光部と、前記発光部から照射され、前記トナー像からの反射光を受光することにより画像情報の取得を行う受光部を有する画像情報検知手段と、
前記作像部で形成された画像が転写される中間転写ベルトと、
転写された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着させる定着手段と、
前記記録媒体の通過タイミングの検出または、前記記録媒体の有無を検出する複数の検出手段と、
複数の前記検出手段で検出された信号に基づいて印字動作の制御を行う制御手段と、
前記画像情報検知手段と、複数の前記検出手段と、前記制御手段とが同一基板上に実装されて、前記記録媒体搬送経路に沿って配置された制御基板とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像情報検知手段は、二次転写ローラ近傍に配置されてい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】
制御基板は形状を自由に変更可能な素材であることを特徴とする請求項1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、電子写真方式や静電記録方式等を採用した画像形成装置に関し、特に電気基板の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット方式のプリンタが急速にカラー化にシフトしたことに続き、電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンタ）もモノクロ機からカラー機へとシフトしてきている。
【０００３】
カラー画像形成装置において電子写真記録方式を大別すると、１ドラム型とタンデム型の各方式に分けられる。１ドラム型は、１つの像担持体の回りに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて像担持体上に合成トナー像を形成し、そのトナー像を転写して記録媒体にカラー画像を記録する方式のものである。一方、タンデム型は並べて備える複数の像担持体にそれぞれ単色のトナー画像を形成し、それらの単色トナー像を順次転写して記録媒体に合成カラー画像を記録する方式のものである。
【０００４】
１ドラム型とタンデム型の画像形成装置を比較すると、１ドラム型は像担持体が１つであるから、タンデム型と比べて画像形成部を小型化することができ、低コストであるという利点があるものの、１つの像担持体を用いて複数回画像形成を繰り返してカラー画像を形成するものであるから、画像形成の高速化に向いていない。これに対し、タンデム型は小型化、コストの面で上記１ドラム型より劣るものの、各色独立で画像形成が行える（1パスで画像形成）為、高速化に向いている。よって、カラー画像形成装置では画像形成速度の点からモノクロ並みのスピードが得られるタンデム型が近年非常に注目されている。
【０００５】
また、タンデム型のカラー画像形成装置においては、電子写真プロセスによって感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像して転写紙または中間転写ベルトに各色のトナー画像を転写する画像形成手段を複数配置し、転写材搬送ベルトによって転写紙を各画像形成手段に順次搬送しながら各色のトナー画像を転写紙上において多重転写したり、中間転写ベルト上において各色のトナー画像を多重転写した後、該中間転写ベルトに１次転写された多色トナー画像を転写紙に一括転写する等の方法によってカラー画像を形成し得る画像形成装置が提案されている。
【０００６】
この種の画像形成装置においては、各種モーターの制御や、高圧を制御する基板は、装置背面や側面、底面に配置されており、そこから各センサやモーターなどの駆動部分に至る信号線を配線するという構成をとっているものが多い。
【０００７】
上述のような配線を削減するために、複数の検出手段と、その検出手段の検出信号に基づいて印字動作の制御を行う制御手段とが同一基板上に実装され装置内側面に配置されるという発明が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開2002-123048号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の構成（特許文献１）の場合、用紙搬送経路に対して基板が垂直に配置されるため、検出手段に対して複雑なリンク機構が必要となるという問題がある。
【０００９】
また、基板を側面に配置すると、中間転写ベルト上もしくは感光ドラム上に形成したトナーパッチの濃度を検出するためのパッチ検センサや、トナーパッチの位置（色ずれ）を検知する色ずれ検知センサを同一基板上に配置することができず、やはり基板からセンサへの配線が必要となってしまう。
【００１０】
そこで本発明では、さらにセンサと基板間の配線を削減しすることの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】
【００１１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体上に画像信号もしくはコントロール信号に応じて露光する露光手段と、
前記像担持体上の静電潜像を複数色のトナーで現像して前記像担持体上にトナー像を形成する作像手段と、
前記トナー像に光を照射する為の発光部と、前記発光部から照射され、前記トナー像からの反射光を受光することにより画像情報の取得を行う受光部を有する画像情報検知手段と、
前記作像部で形成された画像が転写される中間転写ベルトと
転写された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着させる定着手段と、
前記記録媒体の通過タイミングの検出または、前記記録媒体の有無を検出する複数の検出手段と、
複数の前記検出手段で検出された信号に基づいて印字動作の制御を行う制御手段と、
前記画像情報検知手段と、複数の前記検出手段と、前記制御手段とが同一基板上に実装されて、前記記録媒体搬送経路に沿って配置された制御基板とを有することを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
前記画像情報検知手段は、二次転写ローラ近傍に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
制御基板は形状を自由に変更可能な素材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、用紙の到達を検知するセンサや、中間転写ベルトもしくは、感光ドラムに形成したパッチパターンの濃度を検出するパッチ検センサ、また色ずれを検知する色ずれ検知センサを同一基板上に実装し、用紙搬送経路に沿って基板を配置することによって、基板からセンサへの配線を削減することができる。それにより、装置の小型化、コストダウン、組み立て時の接触不良の防止につながると共に、基板上で発生するノイズを放射するアンテナを削減することになるので、放射ノイズを抑えることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１６】
図により本発明に係る画像形成装置の一例として複数の画像形成手段を並列に配置したタンデム型のカラー画像出力装置に適用した場合の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図、図２は光センサによりベルト部材上の画像ずれ検知用パターンを読み取る様子を示す模式説明図、図3は本発明に係る電気制御基板の配置を示す図、図４は本発明に係る電気基板上のセンサの配置を示す図で、図５は制御系のブロック図、図6はフォトセンサの検知信号を示す図、図7は基板上部に板金を配置した状態を示す図、図８は基板の形状をフレキシブルなものにして紙パスに沿って配置した図である。
【００１７】
図１において、画像形成装置１は電子写真方式で、複数の画像形成手段を並列に配置した所謂、タンデム型のカラー画像出力装置として構成されている。
【００１８】
図１に示すカラー画像形成装置１は、画像読取部１ａと画像出力部１ｂからなり、該画像読取部１ａはプラテンガラス１ｃ上に載置されるか若しくは図示しない自動原稿送り装置により搬送される原稿の原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１ｂに送る。
【００１９】
画像出力部１ｂは大別して、画像形成手段であってそれ等の構成が同一である４つのステーションａ，ｂ，ｃ，ｄが並設された画像形成部10、給送カセット21ａ，21ｂ及び手差しトレイ27に収容された転写材Ｐを給送する給送ユニット20、ステーションａ，ｂ，ｃ，ｄにおいてベルト部材であって中間転写体からなる中間転写ベルト31に１次転写されたトナー画像を転写材Ｐに二次転写する中間転写ユニット30、転写材Ｐに二次転写されたトナー画像を定着する定着ユニット40、中間転写ベルト31上の残留トナーをクリーニングするクリーニングユニット50及びこれ等の各ユニットを総合的に制御する制御ユニット60等を有して構成される。
【００２０】
画像形成部10では、像担持体としての感光体ドラム11ａ，11ｂ，11ｃ，11ｄがその中心で軸支され、図１の矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム11ａ〜11ｄの外周面に対向して、その回転方向に一次帯電器12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄ、光学系13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄ、折り返しミラー16ａ，16ｂ，16ｃ，16ｄ、現像装置14ａ，14ｂ，14ｃ，14ｄが配置されている。
【００２１】
先ず、一次帯電器12ａ〜12ｄにより感光体ドラム11ａ〜11ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与えた後、光学系13ａ〜13ｄにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレーザービーム等の光線を感光体ドラム11ａ〜11ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。
【００２２】
更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の現像剤（以下、これを「トナー」と呼ぶ）を夫々収納した現像装置14ａ〜14ｄによって各色のトナーを供給して上記静電潜像を顕像化する。
【００２３】
顕像化された可視画像を中間転写体となる中間転写ベルト31に転写する１次転写領域Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄの下流側では、クリーニング装置15ａ，15ｂ，15ｃ，15ｄにより転写材Ｐに転写されずに感光体ドラム11ａ〜11ｄ上に残された残留トナーを掻き落として各感光体ドラム11ａ〜11ｄ表面の清掃を行う。以上に示した画像形成プロセスにより各色トナーによる画像形成が順次行われる。
【００２４】
給送ユニット20は、転写材Ｐを収納するための給送カセット21ａ，21ｂ及び手差しトレイ27、該給送カセット21ａ，21ｂ若しくは手差しトレイ27から転写材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ22ａ，22ｂ，26、各ピックアップローラ22ａ，22ｂ，26から送り出された転写材Ｐをレジストローラ対25まで搬送するための給送ローラ対23及び給送ガイド24、そして、画像形成部10の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを２次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ対25を有して構成される。
【００２５】
次に中間転写ユニット30の構成について詳細に説明する。ベルト部材となる中間転写ベルト31は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）等により構成され、中間転写ベルト31に回転駆動力を伝達する駆動ローラ32、図示しないバネ等の付勢によって中間転写ベルト31に適度な張力を与えるテンションローラ33、中間転写ベルト31を挟んで２次転写領域Ｔｅに対向する従動ローラ34に巻回して張架される。
【００２６】
中間転写ベルト31は、駆動ローラ32とテンションローラ33との間に１次転写平面Ａが形成される。
【００２７】
駆動ローラ32は金属ローラの表面に数mm厚のゴム（例えば、ウレタンゴムやクロロプレンゴム）をコーティングして中間転写ベルト31とのスリップを防いでいる。また、駆動ローラ32は図示しないパルスモータによって回転駆動される。
【００２８】
各感光体ドラム11ａ〜11ｄと中間転写ベルト31が対向する１次転写領域Ｔａ〜Ｔｄで該中間転写ベルト31の裏面側には１次転写用帯電器35ａ，35ｂ，35ｃ，35ｄが配置されている。
【００２９】
中間転写ベルト31を介在して従動ローラ34に対向して２次転写ローラ36が配置されており、該中間転写ベルト31とのニップ部によって２次転写領域Ｔｅが形成されている。
【００３０】
２次転写ローラ36はベルト部材であって中間転写体となる中間転写ベルト31に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト31上で２次転写領域Ｔｅよりも中間転写ベルト31の回転方向下流側には該中間転写ベルト31上の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット50が設けられている。
【００３１】
クリーニングユニット50は、中間転写ベルト31表面に当接するクリーニングブレード51及び該クリーニングブレード51により掻き取られた残留トナーを収納する廃トナーボックス52が設けられている。
【００３２】
定着ユニット40は、内部にハロゲンヒーター等の熱源を備えた定着ローラ41ａと、該定着ローラ41ａに加圧される加圧ローラ41ｂ（尚、該加圧ローラ41ｂにも熱源を備える場合もある）、及び上記ローラ対41ａ，41ｂのニップ部へ転写材Ｐを導くための搬送ガイド43、定着ユニット40の熱を内部で閉じ込めるための定着断熱カバー46，47、また、上記ローラ対41ａ，41ｂから排出されてきた転写材Ｐを更に画像形成装置１の外部に導き出すための内排出ローラ対44、外排出ローラ対45、機外に排出された転写材Ｐを積載する排出トレイ48等を有して構成される。
【００３３】
制御ユニット60は、詳しくは図５に示すように、上記各ユニット内の機構の動作を制御するためのＣＰＵ（中央演算装置）61やＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）62、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）63、モータドライバ部64、画像形成部65、I/O部66等を有して構成される。
【００３４】
次に画像形成装置１の画像形成動作について詳細に説明する。図５に示すＣＰＵ61から画像形成動作開始信号が発せられると、選択された転写材Ｐの用紙サイズ等により選択された給送手段から給送動作を開始する。
【００３５】
例えば、図１に示す上段の給送手段から給送された場合について説明すると、先ず、ピックアップローラ22ａにより給送カセット21ａから転写材Ｐが１枚ずつ送り出される。そして給送ローラ対23によって転写材Ｐが給送ガイド24の間を案内されてレジストローラ対25まで搬送される。
【００３６】
その時、レジストローラ対25は停止されており、転写材Ｐ先端はレジストローラ対25のニップ部に突き当たる。その後、画像形成部10が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ対25は回転を始める。
【００３７】
レジストローラ対25の回転時期は、画像形成部10により中間転写ベルト31上に１次転写されたトナー画像と転写材Ｐとが２次転写領域Ｔｅにおいて丁度一致するようにその回転タイミングが設定されている。
【００３８】
一方、画像形成部10では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述した画像形成プロセスにより中間転写ベルト31の回転方向において最上流側にある感光体ドラム11ｄ上に形成されたトナー画像が高電圧が印加された１次転写用帯電器35ｄによって１次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト31に１次転写される。
【００３９】
１次転写されたトナー画像は次の１次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部10間をトナー画像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行なわれており、前のトナー画像の上にレジストを合わせて次のトナー画像が転写される。以下も同様の工程が繰り返され、結局、４色のトナー画像が順次、中間転写ベルト31上において１次転写される。
【００４０】
その後、転写材Ｐが２次転写領域Ｔｅに進入して中間転写ベルト31に接触すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて２次転写ローラ36に高電圧を印加させる。
【００４１】
そして、前述した画像形成プロセスにより中間転写ベルト31上に形成された４色のトナー画像が転写材Ｐの表面に転写される。その後、転写材Ｐは搬送ガイド43によって定着ローラ41ａと加圧ローラ41ｂとのニップ部まで正確に案内される。
【００４２】
そして、これ等のローラ対41ａ，41ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が転写材Ｐの表面に定着される。その後、転写材Ｐは内外排出ローラ対44，45により搬送されて機外に排出され、排出トレイ48上に積載される。
【００４３】
以下で図３を用いて電気制御基板の配置について説明をする。
【００４４】
カセットに転写材Pがあるか否かを検出するフォトセンサ70、転写材Pの到達を検知するフォトセンサ71、72、中間転写ベルト31上に形成されたトナーパッチの濃度を検出するためのパッチ検センサ2c、中間転写ベルト31上に形成されたトナーパッチの各色の色ずれを検知するための色ずれ検知センサ2a、2b、二次転写ローラ36と定着ローラ41a、41b間の転写材Pのループ量を検知するループ検知センサ73、などのフォトセンサを直接実装した電気制御基板74を、図3のように転写材P搬送経路に沿って配置している。本実施例では転写材Pの到達を検知するセンサが２つ存在するが、フォトセンサ71の信号を検出した際にCPU61がジャムのタイマをしかけてジャムを検知し、フォトセンサ72の信号を検出した際には、CPU61は給紙モータを停止させるためのタイマをしかけて給紙モータを停止させるという制御を行なっている。ここでは、フォトセンサは図２のような反射型の構成をしているので、対向する位置に反射物体75を配置することで、図6に示すように、転写材Pが搬送されてきたときにフォトセンサの出力が変化して、転写材Pの有無が判断できる構成になっている。なお、反射物体75については、転写材Pとは光の反射率が異なるものである必要がある。
【００４５】
また、カセットに転写材Pがあるか否かを検出するフォトセンサ70、転写材Pの到達を検知するフォトセンサ71、72、二次転写ローラ36と定着ローラ41a、41b間の転写材Pのループ量を検知するループ検知センサ73、に関しては、発光素子と受光素子が１つのユニット内に平行に組み込まれ、これらの素子間に遮光板があるか否かを検出する透過型のフォトインタラプタでも構わない。この場合、遮光板を配置する必要があるが、フォトセンサの直ぐ上又は直ぐ下に配置することが可能なため、複雑なリンク機構を必要としない。
【００４６】
一方、中間転写ベルト31上に形成されたトナーパッチの濃度を検出するためのパッチ検センサ2c、中間転写ベルト31上に形成されたトナーパッチの各色の色ずれを検知するための色ずれ検知センサ2a、2b、に関しては、中間転写ベルト31に対向して配置する必要があるため、二次転写ローラ3６の近傍に配置されている。
【００４７】
ここで、図４を用いて電気制御基板74上のセンサ及び制御部の配置を説明する。
【００４８】
中間転写ベルト31上に形成されたトナーパッチの濃度を検出するためのパッチ検センサ2c、は転写材Pの搬送方向と直交する方向に対してほぼ中心に配置されており、中間転写ベルト31上に形成されたトナーパッチの各色の色ずれを検知するための色ずれ検知センサ2a、2b、は転写材Pの搬送方向と直交する方向に対して両端に配置されている。また、同一基板上にCPU61や、モータドライバ部64、画像制御部65、I/O部66も配置され実装されている。各センサからの検出信号はI/O部66に入力されCPU61で処理または、センサ信号のタイミングでCPU61から画像制御部65、モータドライバ部64に命令される構成になっている。なお、上述した色ずれ検知センサ2a、2b、にパッチ検センサ2c、の機能を追加することも可能である。
【実施例２】
【００４９】
次に図7を用いて第２の実施形態について説明する。
【００５０】
転写材P搬送系路に沿って電気制御基板74を配置した場合、電気制御基板74上に紙粉やトナーなどのゴミがセンサ面に積もることが考えられる。このような問題を解決するために図7のように板金で電気制御基板74上部を覆う構成をとることが効果的である。また、センサ用小窓77からのゴミの影響を防ぐために、さらに使用していないときにはシャッターで小窓を閉じておき、センサを使用するときにシャッターを開くという構成をとるとさらに効果的である。
【実施例３】
【００５１】
次に図８を用いて第3の実施形態について説明する。
【００５２】
図８は、形状をフレキシブルに変更可能な電気制御基板74上に、カセットに転写材Pがあるか否かを検出するフォトセンサ70、転写材Pの到達を検知するフォトセンサ71、72、中間転写ベルト31上に形成されたトナーパッチの濃度を検出するためのパッチ検センサ2c、中間転写ベルト31上に形成されたトナーパッチの各色の色ずれを検知するための色ずれ検知センサ2a、2b、二次転写ローラ36と定着ローラ41a、41b間の転写材Pのループ量を検知するループ検知センサ73、転写材Pが排出されたことを検知する排紙センサ78などのフォトセンサを直接実装し、転写材Pの搬送経路に沿って配置している。
【００５３】
電気制御基板74の形状が変更可能なため、画像形成装置本体を構成する部品の制約でスペースが取れない場合も、機械構成の大幅な変更をする必要が無く、電気制御基板74の形状で吸収することができる。
【００５４】
また、電気制御基板74はフレキシブルなケーブルを用いても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】光センサによりベルト部材上のトナーパッチを読み取る様子を示す模式説明図である。
【図３】本発明に係る電気基板の配置を示す図である。
【図４】本発明に係る電気基板上のセンサの配置を示す図である。
【図５】制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】センサの検出信号を示す図である。
【図７】基板上部に板金を配置した状態を示す図である。
【図８】基板をフレキシブルなものにして、紙パスに沿って配置した図。
【符号の説明】
【００５６】
１  画像形成装置
１ａ  画像読取部
１ｂ  画像出力部
１ｃ  プラテンガラス
２ａ，２ｂ,２ｃ  光センサ
３  画像ずれ検知用パターン
４ａ  ＬＥＤ
４ｂ  フォトトランジスタ
５〜８  抵抗器
９  オペアンプ
10  画像形成部
11ａ〜11ｄ  感光体ドラム
12ａ〜12ｄ  一次帯電器
13ａ〜13ｄ  光学系
14ａ〜14ｄ  現像装置
15ａ〜15ｄ  クリーニング装置
16ａ〜16ｄ  折り返しミラー
17  受光回路
18  可変抵抗器
19  コンパレータ
20  給送ユニット
21ａ，21ｂ  給送カセット
22ａ，22ｂ  ピックアップローラ
23  給送ローラ対
24  給送ガイド
25  レジストローラ対
26  ピックアップローラ
27  手差しトレイ
28  パターン検知出力
29  パターン幅整形部
30  中間転写ユニット
31  中間転写ベルト
32  駆動ローラ
33  テンションローラ
34  従動ローラ
35ａ〜35ｄ  １次転写用帯電器
36  ２次転写ローラ
37  パターン幅、位置格納部（レジスタ）
40  定着ユニット
41ａ  定着ローラ
41ｂ  加圧ローラ
43  搬送ガイド
44  内排出ローラ対
45  外排出ローラ対
46，47  定着断熱カバー
48  排出トレイ
50  クリーニングユニット
51  クリーニングブレード
52  廃トナーボックス
60  制御ユニット
61  ＣＰＵ（中央演算装置）
62  ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
63  ＲＯＭ（リードオンリメモリ）
64  モータドライバ部
65  画像形成部
66  I/O部
70〜73、78  フォトインタラプタ
74  電気制御基板
75  反射物体
76  板金
77  センサ用小窓
ａ〜ｄ  ステーション
Ａ  １次転写平面
Ｐ  転写材
Ｔａ〜Ｔｄ  １次転写領域
Ｔｅ  ２次転写領域
【図１】
2009122518.tif 000003
【図２】
2009122518.tif 000004
【図３】
2009122518.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009122518.tif 000007
【図６】
2009122518.tif 000008
【図７】
2009122518.tif 000009
【図８】
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