JP2006038908A - エンドレスベルト装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンドレスベルトの走行速度をコンパクトな構成で精度良く検知することである。
【解決手段】 エンドレスベルト装置６は、駆動ローラと従動ローラ１２との回りに巻回されて走行するエンドレスベルト５と、従動ローラ１２のローラ軸１２ａの端部側外周面に周方向に沿って設けられた複数のマーカ２０と、ローラ軸１２ａの外周面に対向する位置に配置されてマーカ２０を検知する反射型センサ１７とを具備する。このエンドレスベルト装置６によれば、反射型センサ１７を含むエンドレスベルト装置６の外径寸法の小型化を達成することができる。さらに、マーカ２０の数を自由に設定できるので、従動ローラ１２の１回転につき反射型センサ１７での検知回数を増やすことによって検知精度の向上を簡単に図ることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、トナー画像を担持し、又は、トナー画像が転写される記録媒体を保持して走行するエンドレスベルトを具備するエンドレスベルト装置及びこのエンドレスベルト装置を具備する画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成プロセスを採用した画像形成装置では、トナー画像を担持し、又は、トナー画像が転写される記録媒体を保持して走行するエンドレスベルトを用いる形式のものが知られている。

このようなエンドレスベルトは、駆動ローラと従動ローラとの回りに巻回され、駆動ローラから伝達される駆動力により走行する。また、従動ローラは、エンドレスベルトの走行に伴って従動回転する。

エンドレスベルトは熱の影響を受けて伸縮するので、その伸縮が原因となって駆動ローラとの間での動力伝達率が変動し、エンドレスベルトの走行速度が変化する。エンドレスベルトの走行速度が変化すると、エンドレスベルト又は記録媒体に転写されるトナー画像がエンドレスベルトの走行方向に沿って伸縮して画像品質が低下することになるので、エンドレスベルトの走行速度を適性範囲内に維持する必要がある。

エンドレスベルトの走行速度を適性範囲内に維持するためには、その前提としてエンドレスベルトの走行速度を検知する必要があり、エンドレスベルトの走行速度を検知するための種々の発明が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

特開平４−２３４０６４号公報 特開２００２−２５１０７９公報 特開２００１−３０６１４９公報

特許文献１に開示された発明では、エンドレスベルトの走行に伴って従動回転するエンコーダロールと、エンコーダロールの軸端部に配置されてエンコーダロールの回転速度を検知するエンコーダディスクとを備えている。

このため、エンドレスベルトの走行方向と直交する方向にエンコーダディスクが張り出して位置することになり、エンドレスベルトとエンコーダディスクとを含む装置全体の外径寸法が大きくなる。

特許文献２に開示された発明では、エンドレスベルトの走行に伴って従動回転する従動ローラの軸に、光の通過、遮蔽により信号を発生する光透過型の速度検知手段を設けている。

このため、速度検知手段の投光部と受光部とを従動ローラを挟む位置に配置する必要があり、速度検知手段の設置スペースが大きくなる。また、従動ローラの１回転につき速度検知手段での検知回数を増やすことには制約があるので、検知精度の向上について制約がある。

特許文献３に開示された発明では、エンドレスベルト（又は、感光体）表面にマーカを設けている。このため、マーカを検知するマーカセンサをエンドレスベルト（又は、感光体）の外周面に対向する位置に配置しなければならず、エンドレスベルト（又は、感光体）とマーカセンサとを含む装置全体の外径寸法が大きくなる。また、マーカがエンドレスベルト（又は、感光体）表面に設けられているため、エンドレスベルト（又は、感光体）表面を帯電させたときにこのマーカの存在が帯電の均一性を損ない、形成される画像品質を低下させる原因となることがある。

本発明の目的は、エンドレスベルトの走行速度をコンパクトな構成で精度良く検知することである。

請求項１記載の発明のエンドレスベルト装置は、駆動ローラと従動ローラとの回りに巻回され、トナー画像を担持し、又は、トナー画像が転写される記録媒体を保持して走行するエンドレスベルトと、前記従動ローラのローラ軸の端部側外周面に周方向に沿って設けられた複数のマーカと、前記ローラ軸の外周面に対向する位置に配置され、前記マーカを検知する反射型センサと、を具備する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のエンドレスベルト装置において、前記ローラ軸は金属製であり、前記マーカは塗料を塗装することにより形成されている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のエンドレスベルト装置において、前記マーカは、タンポ印刷と印刷後の焼付けとにより形成されている。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載のエンドレスベルト装置において、前記反射型センサを覆うセンサカバーが設けられ、このセンサカバーの前記反射型センサに対向する面の色は反射率の低い色である。

請求項５記載の発明の画像形成装置は、トナー画像を形成するプリンタエンジンと、請求項１ないし４のいずれか一記載のエンドレスベルト装置と、前記反射型センサの検知結果に応じて前記駆動ローラの回転速度を制御する手段と、を具備する。

請求項１記載の発明のエンドレスベルト装置によれば、従動ローラの外周面に対向する位置に反射型センサを設けているので、反射型センサを含むエンドレスベルト装置の外径寸法の小型化を達成することができる。さらに、マーカは従動ローラのローラ軸の端部側外周面に周方向に沿って設けられたものであり、その数を自由に設定できるので、従動ローラの１回転につき反射型センサでの検知回数を増やすことによって検知精度の向上を簡単に図ることができる。

請求項２記載の発明のエンドレスベルト装置によれば、金属製のローラ軸に塗料を塗装してマーカを形成することにより、ローラ軸表面とマーカとの光沢度差が大きくなるので、検知センサによるマーカの検知精度を向上させることができる。

請求項３記載の発明のエンドレスベルト装置によれば、マーカをローラ軸の外周面に確実に保持することができる。

請求項４記載の発明によれば、反射型センサから投光された光の乱反射を防止することができ、反射型センサの検知精度を向上させることができる。

請求項５記載の発明の画像形成装置によれば、エンドレスベルトの走行速度の制御を精度良く行うことができ、それにより、形成される画像品質の向上を図ることができる。

本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は画像形成装置であるカラープリンタを概略的に示す縦断側面図、図２は中間転写ベルト装置の一部を示す側面図、図３は中間転写ベルト装置の一部を示す縦断正面図、図４は従動ローラの一部を示す斜視図、図５は本実施の形態のカラープリンタが備える各部の電気的な接続を示すブロック図、図６は中間転写ベルトの走行速度の制御について説明するフローチャートである。

図１に示すように、画像形成装置であるカラープリンタ１の本体ケース２内部の略中央部には、４つのプリンタエンジン３（３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ）、光ビームを出射する光書込装置４、エンドレスベルトである中間転写ベルト５を備えたエンドレスベルト装置である中間転写ベルト装置６等が配置されている。各プリンタエンジン３はそれぞれトナー画像を形成する部分であり、同じ構造に形成されている。各プリンタエンジン３では異なる色のトナーが使用されており、それによって異なる色のトナー画像が形成される。これらのプリンタエンジン３及びそのプリンタエンジン３の構成部品等に関する本明細書及び図面の記載において、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの添え字は、各々イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色を示しており、これらの添え字は必要に応じて割愛する。

４つのプリンタエンジン３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの機械的構造は同じであり、各プリンタエンジン３は、矢印方向へ回転駆動される感光体７、感光体７の周囲に配置された帯電ローラ８、現像装置９、クリーニング装置１０等により構成されている。

感光体７は、円筒状に形成されて駆動モータ（図示せず）が連結され、駆動モータからの駆動力により中心線回りに回転する。感光体７の外周面には静電潜像が形成される感光層が設けられている。

帯電ローラ８は、感光体７の外周面に当接して配置され、又は、感光体７の外周面と微小な隙間をもって配置されている。この帯電ローラ８に対して電源部（図示せず）から電圧が印加されることにより、帯電ローラ８と感光体７との間でコロナ放電が発生し、感光体７の外周面が一様に帯電される。

光書込装置４は、画像データに応じた光ビームを出射し、一様に帯電された感光体７の外周面を露光する。この露光により、感光体７の外周面に画像データに応じた静電潜像が形成される。

現像装置９は、感光体７に対してトナーを供給する。供給されたトナーは感光体７の外周面に形成されている静電潜像に付着し、感光体７の外周面上の静電潜像がトナー画像として顕像化される。感光体７の外周面上のトナー画像は、中間転写ベルト５上に転写される。

クリーニング装置１０は、トナー画像が中間転写ベルト５に転写された後の感光体７の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像の転写時に感光体７の外周面上に残留したトナーや紙粉等が除去される。

中間転写ベルト装置６は、中間転写ベルト５、中間転写ベルト５が巻回された複数のローラ（駆動ローラ１１、従動ローラである入口ローラ１２、テンションローラ１３）、複数のローラ１１、１２、１３を支持するベルトケース１４、クリーニング装置１５、４個の転写ローラ１６、反射型センサ１７等により構成されている。

中間転写ベルト５は、樹脂フィルム又はゴムを基体として形成されたループ状のベルトであり、駆動ローラ１１と入口ローラ１２とテンションローラ１３との回りに巻回され、駆動モータ１８に連結された駆動ローラ１１が回転駆動されることにより矢印Ａ方向に走行する。入口ローラ１２とテンションローラ１３とは、中間転写ベルト５が矢印Ａ方向へ走行することにより中間転写ベルト５との摩擦力によって従動回転する。

４個の転写ローラ１６は中間転写ベルト５の内周面側（ループの内側）に配置されており、これらの転写ローラ１６に転写用電圧が印加されることによって各感光体７上のトナー画像が中間転写ベルト５上に転写される。これらの転写ローラ１６の働きによって各感光体７上に形成されたトナー画像が中間転写ベルト５上に順次転写されることにより、中間転写ベルト５上にはカラーのトナー画像が形成される。

中間転写ベルト５上に形成されたカラーのトナー画像は後述する記録媒体Ｐに転写され、カラーのトナー画像が記録媒体Ｐに転写された後の中間転写ベルト５の表面はクリーニング装置１５によりクリーニングされる。このクリーニングによって、トナー画像の転写時に中間転写ベルト５の外周面上に残留したトナーや紙粉等が除去される。

反射型センサ１７は、中間転写ベルト５の走行速度を検知するための装置であり、センサ基盤１７ａとセンサ基盤１７ａに搭載された投光部１７ｂ、受光部１７ｃとにより形成されている。投光部１７ｂから透光された光が検知対象物で反射され、その反射光が受光部１７ｃで受光される。反射型センサ１７はセンサカバー１９に保持され、センサカバー１９がベルトケース１４にネジ止めされている。センサカバー１９に保持されてベルトケース１４に取付けられた反射型センサ１７は、入口ローラ１２のローラ軸１２ａの端部側外周面に対向する位置に位置付けられている。センサカバー１９は光の反射率の低い材料で形成され、かつ、センサカバー１９の反射型センサ１７に対向する面の色は反射率の低い色、例えば、黒色とされている。

入口ローラ１２のローラ軸１２ａの端部側外周面であって反射型センサ１７に対向する位置には、複数のマーカ２０が形成されている。マーカ２０は、ローラ軸１２ａの外周面にローラ軸１２ａの中心線と平行であって隣り合うマーカ２０の間隔が一定である縞模様状に形成されている。また、ローラ軸１２ａは金属製であり、マーカ２０は塗料を塗装することにより形成されている。塗装方法としては、例えば、タンポ印刷が好適であり、他にも、塗料を直接飛ばして塗装する方法、長方形スリットを介してスプレーで吹付ける塗装方法を採用することができる。塗装後は、焼付け処理を行うことによりマーカ２０をローラ軸１２ａの外周面に確実に保持することができる。

本体ケース２内における４個のプリンタエンジン３及び光書込装置４の下方には、記録媒体Ｐを積層状態で保持する給紙カセット２１が配置されている。給紙カセット２１内に積層して保持されている記録媒体Ｐは、給紙ローラ２２により最上位のものから順に分離給紙される。

本体ケース２内には、給紙カセット２１内から分離給紙された記録媒体Ｐが搬送される搬送経路２３が形成されている。この搬送経路２３上には、レジストローラ２４、転写ローラ２５、定着装置２６、排紙ローラ２７等が配置されている。

レジストローラ２４は、所定のタイミングで間欠的に回転駆動される。レジストローラ２４が間欠的に回転駆動されることにより、レジストローラ２４の位置まで搬送されて停止していた記録媒体Ｐが、中間転写ベルト５と転写ローラ２５とにより挟まれる転写位置へ送り込まれる。

転写ローラ２５は、搬送経路２３を搬送された記録媒体Ｐが中間転写ベルト５と転写ローラ２５との間に送り込まれたタイミングで転写用電圧が印加され、中間転写ベルト５上のトナー画像が記録媒体Ｐに転写される。

定着装置２６は、トナー画像が転写された記録媒体Ｐに対して熱と圧力とを加えてトナーを溶融し、トナー画像を記録媒体Ｐに定着させる。定着装置２６を通過することによりトナー画像を定着処理された記録媒体Ｐは、排紙ローラ２７により本体ケース２の上面部に形成されている排紙トレイ２８上に排紙される。

このカラープリンタ１は、図５に示すように各部を制御するためのコントローラ３１を有し、このコントローラ３１は、各種の演算等を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）３２、ＣＰＵ３２が行う演算等のための各種プログラムや固定データ等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）３３、ＣＰＵ３２のワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）３４等をバスライン３５で接続することにより構成されている。

また、ＣＰＵ３２には、モータ制御部１８ａを介した駆動モータ１８、反射型センサ１７、タイマ３６等が接続されている。

このカラープリンタ１では、図６に示したように中間転写ベルト５の走行速度の制御が行われる。まず、反射型センサ１７によってマーカ２０の検知が行われ（ステップＳ１）、隣り合うマーカ２０の検知間隔の時間が設定範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ２）。設定範囲内である場合には（ステップＳ２のＹ）、中間転写ベルト５の走行速度は適性速度であると判断され、画像形成動作が続行される。

隣り合うマーカ２０の検知間隔の時間が設定範囲内から外れた場合には（ステップＳ２のＮ）、駆動モータ１８の回転数調整が行われ（ステップＳ３）、ここに、反射型センサ１７の検知結果に応じて駆動ローラ１１の回転速度を制御する手段が実行される。そして、これらのステップＳ１〜ステップＳ３の制御が繰り返される。

ここで、入口ローラ１２は中間転写ベルト５との間の摩擦力によって回転するものであるので、入口ローラ１２の回転数と中間転写ベルト５の走行速度とは高精度な比例関係が維持されている。このため、マーカ２０を反射型センサ１７で検知して入口ローラ１２の回転数を測定することにより、中間転写ベルト５の走行速度を検知することができ、反射型センサ１７の検知結果に基づいて駆動ローラ１１に連結されている駆動モータ１８の回転数を調整することにより、中間転写ベルト５の走行速度を制御することができる。

しかも、反射型センサ１７はローラ軸１２ａの端部側外周面の一方向に対向して配置されているので、反射型センサ１７と中間転写ベルト５とを含む中間転写ベルト装置６の外径寸法のコンパクト化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、エンドレスベルトとして中間転写ベルト５を例に挙げて説明したが、トナー画像が転写される記録媒体を保持して走行するエンドレスベルトである搬送ベルトの走行速度の制御についても本発明を適用することができる。

本発明の一実施の形態の画像形成装置であるカラープリンタを概略的に示す縦断側面図である。 中間転写ベルト装置の一部を示す側面図である。 中間転写ベルト装置の一部を示す縦断正面図である。 従動ローラの一部を示す斜視図である。 カラープリンタが備える各部の電気的な接続を示すブロック図である。 中間転写ベルトの走行速度の制御について説明するフローチャートである。

符号の説明

３ プリンタエンジン
５ エンドレスベルト
６ エンドレスベルト装置
１１ 駆動ローラ
１２ 従動ローラ
１２ａ ローラ軸
１７ 反射型センサ
１９ センサカバー
２０ マーカ

Claims (5)

1. 駆動ローラと従動ローラとの回りに巻回され、トナー画像を担持し、又は、トナー画像が転写される記録媒体を保持して走行するエンドレスベルトと、
   前記従動ローラのローラ軸の端部側外周面に周方向に沿って設けられた複数のマーカと、
   前記ローラ軸の外周面に対向する位置に配置され、前記マーカを検知する反射型センサと、
   を具備するエンドレスベルト装置。
2. 前記ローラ軸は金属製であり、前記マーカは塗料を塗装することにより形成されている請求項１記載のエンドレスベルト装置。
3. 前記マーカは、タンポ印刷と印刷後の焼付けとにより形成されている請求項２記載のエンドレスベルト装置。
4. 前記反射型センサを覆うセンサカバーが設けられ、このセンサカバーの前記反射型センサに対向する面の色は反射率の低い色である請求項１ないし３のいずれか一記載のエンドレスベルト装置。
5. トナー画像を形成するプリンタエンジンと、
   請求項１ないし４のいずれか一記載のエンドレスベルト装置と、
   前記反射型センサの検知結果に応じて前記駆動ローラの回転速度を制御する手段と、
   を具備する画像形成装置。
   
   

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