JP2007047432A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転写ベルトの水平搬送部分の鉛直下方に光センサを配設した画像形成装置において、中間転写ベルトから落下するトナーが光センサに降り積もり、レジストマークの検出不良を引き起こす。その結果、良好な色ずれ補正ができなくなる。
【解決手段】 光センサ１８の対向面１８１に投光用ピンホール１８２と受光用ピンホール１８３を設ける。そして、レジストマークの検出に際しては、投光用ピンホール１８２を介して光を投光ともに、受光用ピンホール１８３を介して光を受光する。これらのピンホール１８２，１８３は物理的な穴として形成されるため、トナーの降り積もりを防止できる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、それぞれが互いに異なる色のトナー像を中間転写ベルト表面に重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置に関するものであり、色ずれを補正する技術に関するものである。

この画像形成装置では、転写ベルトを複数のローラに掛け渡して所定の搬送方向に回転搬送するベルト搬送ユニットを備えるとともに、互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションを、該転写ベルトの搬送方向に沿って配置している。そして、各画像形成ステーションで形成されたトナー像を中間転写ベルト表面で重ね合わせてカラー画像を形成している。

このように互いに異なる色の複数のトナー像を中間転写ベルト表面で重ね合わせてカラー画像を形成する装置における重大な問題のひとつとして色ずれがある。これは、互いに異なる色の複数のトナー像の中間転写ベルトへの転写位置が相互にずれることによって発生するものであり、色調の変化として現れる。そこで、この問題を解消するため、予め色ずれを検出するための基準パターン像（以下、「レジストマーク」という）を中間転写ベルト上に形成するとともに、各レジストマークの位置情報から求められる各色トナー像の相対的位置関係に基づき色ずれを補正している。

このようなレジストマークの位置情報を検出する手段として、従来より、各レジストマークに光を照射するとともに、各レジストマークからの反射光を検出する光センサが知られている。そして、このような光センサの配設位置については様々な提案がされているが、例えば特許文献１では、中間転写ベルトの下側に光学センサを配設している。

特開２００２−６５８７号公報（図１）

しかしながら、中間転写ベルトの下側に光センサが配設された構成では、中間転写ベルト上に付着していたトナーが重力により落下して、該光センサ上に降り積もる場合がある。そして、光センサ上に降り積もったトナーにより、該光センサからレジストマークに照射される照射光やレジストマークからの反射光が散乱される場合がある。このような場合、光センサの検出精度が低下し、良好な色ずれ補正が行えなくなるという問題が発生する。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、中間転写ベルトの下側に光センサを配設した画像形成装置において、光センサに降り積もったトナーにより、光センサからレジストマークに照射される照射光やレジストマークからの反射光が散乱されることを抑制して、良好な色ずれ補正を可能とすることを目的とする。

この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、その表面が鉛直下方を向いた状態で略水平方向に搬送される水平搬送部分を有する転写ベルトと、転写ベルトの搬送方向に沿って配列されるとともにそれぞれが有する潜像担持体の表面に担持される潜像を所定極性を有するトナーにより現像して互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションと、複数の画像形成ステーション各々の潜像担持体上に形成された互いに異なる色のトナー像を転写ベルト表面に転写して重ね合わせる転写手段と、複数の画像形成ステーション間での色ずれを補正するためのレジストマークとして転写ベルト表面に形成されたトナー像を検出する光センサとを備え、光センサは、水平搬送部分の鉛直下方領域において転写ベルト表面に対向する対向面が設けられた筐体と、その光軸を鉛直方向に対して所定角度だけ傾けて筐体内部に配設された発光素子と、発光素子の光軸上で且つ対向面に設けられ発光素子から射出された光をレジストマークに導く投光用ピンホールと、発光素子からレジストマークに射出された光の該レジストマークによる正反射光の光軸上で且つ対向面に設けられた受光用ピンホールと、正反射光の光軸上で且つ筐体内部に配設され受光用ピンホールにより導かれる正反射光を受光する受光素子とを有することを特徴としている。

このように構成された発明では、色ずれ補正のために転写ベルト表面に形成されたレジストマークの位置情報を検出する光センサを、転写ベルトの水平搬送部分の鉛直下方領域に該転写ベルト表面に対向して配置している。ここで水平搬送部分とは、転写ベルトがその表面を鉛直下方に向けた状態で略水平方向に搬送される部分をいう。したがって、転写ベルト上に付着していたトナーが重力により落下して光センサに降り積もることがある。しかしながら、本発明における光センサは、転写ベルトに対向する対向面に投光用ピンホールと受光用ピンホールとを設けている。そして、該光センサの筐体内部に発光素子と受光素子とを配設するとともに、発光素子から射出される光を投光用ピンホールによりレジストマークに導くとともに、レジストマークからの正反射光を受光用ピンホールにより受光素子に導くように構成している。このようなピンホールは、光センサの筐体の対向面に物理的に開いた穴として形成される。よって、トナーが光センサの筐体の対向面に落下してきた場合であっても、ピンホールに向かって落下してきたトナーについては、そのまま筐体内部にまで落下することとなるため、かかる落下トナーがピンホール上に降り積もって該ピンホールを塞いでしまうことは無い。したがって、転写ベルトからの落下トナーの有無に関わらず、発光素子からレジストマークに射出される射出光の経路およびレジストマークから受光素子に向けて正反射される正反射光の経路は、光センサの筐体の対向面に常に確保されることとなる。よって、光センサの筐体の対向面に降り積もるトナーにより、発光素子からレジストマークに射出される射出光やレジストマークから受光素子へ向かう正反射光が散乱されることを抑制することができ、良好な色ずれ補正が可能となる。

ところで、本発明では、レジストマークを検出する光センサとして、いわゆる拡散型ではなく正反射型を採用している。この理由について図４を用いながら説明する。本願発明で採用している正反射型では、受光素子は位置Ｐ0に配置される。これに対して、拡散型の光センサを用いる場合は、受光素子が正反射光を受光しないようにする必要があるため受光素子を位置Ｐ1または位置Ｐ2のように正反射光軸から外す必要がある。しかしながら、位置Ｐ1ではピンホールの鉛直下方に受光素子がくることとなるため、ピンホールから光センサ筐体内部に入ってくるトナーが受光素子に付着しやすくなる。このようにトナーが受光素子に付着した場合、かかるトナーによりレジストマークからの反射光が散乱されるため光センサの検出精度が低下し、良好な色ずれ補正が困難になる。一方、位置Ｐ2では光センサが大型化してしまうという問題がある。そこで、本発明では、ピンホールから光センサ筐体内部に入ってくるトナーが受光素子に付着するのを抑制しつつ光センサの大型化を防止するために、正反射型の光センサを採用している。

また、光センサを、トナーと逆極性の電圧をバイアスした対向電極を対向面にさらに有するように構成しても良い。このように構成された発明では、転写ベルトから光センサに向けて落下してくるトナーを、対向電極に電気的に引き付けて捕獲することができる。よって、ピンホールを介して光センサ筐体内部へ入るトナーの量が減少される。その結果、受光素子および発光素子へトナーが付着することを効果的に抑制できるため、より良好に色ずれ補正を実行できる。

また、光センサを、トナーと逆極性の電圧をバイアスした内部電極と、ピンホールを介して筐体内部に入ってきたトナーを内部電極に導くトラップ部とを筐体内部にさらに備えるように構成しても良い。このように構成された発明では、転写ベルトから光センサに向けて落下してきたトナーが、ピンホールを介して光センサ筐体内部に入ってきた場合であっても、かかるトナーをトラップ部を介して内部電極により電気的に引き付けて捕獲することが可能となる。よって、発光素子や受光素子にトナーが付着することを効果的に抑制することができ、より良好な色ずれ補正が可能となる。

また、光センサを、ピンホールを経て筐体の内部から外部に流れる気流を作る気流生成手段をさらに備えるように構成しても良い。このように構成された発明では、ピンホールを経て光センサ筐体の内部から外部に気流が流れているため、ピンホールを介して光センサ筐体内部へトナーが入ることを抑制することができる。よって、発光素子や受光素子にトナーが付着することを効果的に抑制することができ、より良好な色ずれ補正が可能となる。

＜第１実施形態＞
図１は本発明にかかる画像形成装置の基本構成を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がメインコントローラ５１に与えられると、このメインコントローラ５１からの指令に応じてエンジンコントローラ５２がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、普通用紙、厚紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートＳに画像形成指令に対応する画像を形成する。

図1において、本実施形態の画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の上面に設けられた排紙トレイ４とを有している。

ハウジング本体２内には、電源回路基板、メインコントローラ５１およびエンジンコントローラ５２を内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット６、転写ベルトユニット９および給紙ユニット１０もハウジング本体２内に配設されている。一方、転写ベルトユニット９の右側（図１の右側）には、２次転写ユニット１１、定着ユニット１２およびシート搬送機構１３が配設されている。

転写ベルトユニット９は、駆動モータ（図示省略）により回転駆動される駆動ローラ１４と、３つの従動ローラ１５１，１５２，１５３とこれら４本のローラに張架されて図示矢印方向Ｄ16へ循環駆動される中間転写ベルト１６（転写ベルト）とを備えている。従動ローラ１５１は、図１中で駆動ローラ１４の略水平方向左側に配設されるとともに、中間転写ベルト１６にテンションを与えるテンションローラとして機能する。また、従動ローラ１５２，１５３は、駆動ローラ１４及び従動ローラ１５１よりも鉛直下方側で且つ、互いに略水平方向に並んで配設されている。したがって、中間転写ベルト１６を駆動した際のベルト搬送方向Ｄ16が右向き（図１の右向き）になるベルト面１６ａ（水平搬送部分）は、その表面を鉛直下方に向けたまま略水平方向に搬送されることとなる。本実施形態においては、ベルト面１６ａがベルト駆動時のベルト張り面（駆動ローラ１４により引っ張られる面）となっており、各色の感光体ドラム（潜像担持体）２０の周速よりも遅い周速を有している。このように中間転写ベルト１６の周速を各感光体ドラム２０の周速よりも遅くなるように設定することで、感光体ドラム２０は中間転写ベルト１６に回転を抑える向きに引っ張られるようにして駆動している。

駆動ローラ１４は、２次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ１４の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０^５Ω・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する２次転写バイアス発生部から２次転写ローラ１９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ１４に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、２次転写部へシートＳが進入する際の衝撃が中間転写ベルト１６に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。

また、本実施形態においては、従動ローラ１５１をクリーナブレード１７１のバックアップローラとして兼用させている。このクリーナブレード１７１は、図１に示すように、従動ローラ１５１への中間転写ベルト１６の巻きかけ部において中間転写ベルト１６に当接して２次転写後に中間転写ベルト１６の表面に残留しているトナーをクリーニング除去する。また、除去されたトナーは廃トナーボックス１７２に回収される。

駆動ローラ１４および従動ローラ１５１，１５２，１５３は転写ベルトユニット９の支持フレーム（図示省略）に回転自在に支持されている。また、中間転写ベルト１６の搬送方向右向きのベルト面１６ａ裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２０それぞれに対向して１次転写ローラ２１が設けられている。これら４つの１次転写ローラ２１（転写手段）は上記支持フレームに対して回転自在に軸支され、１次転写バイアス発生部５２５と電気的に接続されおり、適当なタイミングで１次転写バイアス発生部５２５から１次転写バイアスが印加される。後述するように、感光体ドラム２０の表面には所定極性を有するトナー像が形成されるが、該トナー像と逆極性の電圧を有する１次転写バイアスを１次転写ローラ２１に印加することで、感光体ドラム２０表面のトナー像が中間転写ベルト１６の表面に１次転写されることとなる。

画像形成ユニット６は、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イエロー用），Ｍ（マゼンタ用），Ｃ（シアン用），Ｋ（ブラック用）を備えている。各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、感光体ドラム２０（潜像担持体）が設けられている。また、各感光体ドラム２０の周囲には、帯電ローラ２２、像書込部２３、現像部２４および感光体クリーナ２５が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。なお、図１において、画像形成ユニット６の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上、一部の画像形成ステーションのみに符号を付けて他の画像形成ステーションについては符号を省略する。また、本実施形態では、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを、ベルト搬送方向Ｄ16の上流から下流に向けてこの順序で配列した。

各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２０は１次転写位置ＴＲ1で中間転写ベルト１６の搬送方向右向きのベルト面１６ａに当接されるように配置されている。また、これらの感光体ドラム２０はそれぞれ専用の駆動モータに接続され、図示矢印Ｄ20に示すように、中間転写ベルト１６の搬送方向に所定周速で回転駆動される。

帯電ローラ２２は、その表面が弾性ゴムで構成されている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２０の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２０の回転動作に伴って感光体ドラム２０に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラ２２は帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電位置で感光体ドラム２０の表面を帯電させる。

像書込部２３は、発光ダイオードやバックライトを備えた液晶シャッタ等の素子を感光体ドラム２０の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に列状に配列したアレイ状書込ヘッドを用いており、感光体ドラム２０から離間配置されている。また、アレイ状書込ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトである。そのため、感光体ドラム２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。

そして、本実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２０、帯電部２２、現像部２４および感光体クリーナ２５を交換カートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ（図２）としてユニット化している。また、各交換カートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋには、該交換カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。そして、各交換カートリッジに設けられた送受信部５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋと、本体側に設けられた送受信部５２２Ｙ，５２２Ｍ，５２２Ｃ，５２２Ｋとがそれぞれ互いに近接配置され、エンジンコントローラ５２のＣＰＵ５２１とメモリ９１〜９４との間で無線通信が行われる。こうすることで、各交換カートリッジに関する情報がＣＰＵ５２１に伝達されるとともに、各メモリ９１〜９４内の情報が更新記憶される。

次に、現像部２４について、画像形成ステーションＹを代表して説明する。この現像部２４は、トナー供給ローラ３１と、トナー供給ローラ３１および感光体ドラム２０に当接して所定の周速で回転する現像ローラ３３とを備えている。そして、現像部２４の内部に貯留しているトナーを、トナー供給ローラ３１により現像ローラ３３へと供給する。そして、現像ローラ３３と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ３３に印加される現像バイアスによって、現像ローラ３３と感光体ドラム２０とが当接する現像位置において、所定極性に帯電した帯電トナーが現像ローラ３３から感光体ドラム２０に移動して、像書込部２３により形成された静電潜像が顕像化される。そして、このように感光体ドラム２０の表面に形成されたトナー像は、上述したように１次転写ローラ２１（転写手段）に１次転写バイアスが印加されることで１次転写位置ＴＲ1において中間転写ベルト１６表面に１次転写される。

また、この実施形態では、感光体ドラム２０の回転方向Ｄ20において１次転写位置の下流側に、感光体ドラム２０の表面に当接して感光体クリーナ２５が設けられている。この感光体クリーナ２５は、感光体ドラム２０の表面に当接することで１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。

図１に示すように、転写ベルトユニット９の支持フレームには、光センサ１８が中間転写ベルト１６の水平搬送部分１６ａの鉛直下方に広がる領域（鉛直下方領域）に設置されている。図３は、第１実施形態における光センサ１８の断面図である。光センサ１８は、中間転写ベルト１６の水平搬送部分１６ａに対向する対向面１８１が設けられた筐体１８６を有している。そして、筐体１８６の内部には、発光素子１８４と受光素子１８５が配設されている。発光素子１８４はその光軸ＨＪを鉛直方向に対して所定角度Ａ1だけ傾けて配設されるとともに、該光軸ＨＪが対向面１８１を貫通する位置には投光用ピンホール１８２が設けられている。よって、発光素子１８４から射出された光は、投光用ピンホール１８２を介して中間転写ベルト１６の表面に照射されることとなる。そして、このように照射された光は、中間転写ベルト１６表面または該表面に形成されたレジストマークにより反射される。また、光センサ１８の対向面１８１には、このように反射された光の正反射成分の光軸ＳＪが該対向面１８１を貫通する位置に、受光用ピンホール１８３が設けられている。また、受光素子１８５は、受光用ピンホール１８３を介して該筐体１８６内部に入ってきた正反射光を受光するように、その光軸を正反射光の光軸ＳＪと略一致させて配設されている。そして、受光素子１８５での受光量に対応する信号を光センサ１８から出力するとともに、該出力信号に基づき色ずれ補正を行うことができる。なお、色ずれ補正の方法については従来より数多く提案されているため、ここでは説明を省略する。

図１に戻って説明を続ける。第１実施形態では、光センサ１８の対向面１８１に中間転写ベルト１６を介して対向して該転写ベルト１６の裏面に当接するセンサバックアップローラ８が設けられている。上述したように、光センサ１８は中間転写ベルト１６の表面に光を照射して該表面に形成されたレジストマークを検出するが、かかるセンサバックアップローラ８を設けることで、中間転写ベルト１６表面の光が照射される位置を安定させることができる。また、センサバックアップローラ８は、転写不良の原因となる不要な帯電を防止するためにＧＮＤ電位にバイアスしている。

次に、給紙ユニット１０について説明する。給紙ユニット１０は、シートＳが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５からシートＳを一枚ずつ給送するピックアップローラ３６とからなる給紙部を備えている。また、２次転写領域ＴＲ2へのシートＳの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４および中間転写ベルト１６に圧接される２次転写手段としての２次転写ローラ１９と、定着ユニット１２と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。

２次転写ローラ１９は、中間転写ベルト１６に対して離当接自在に設けられ、２次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４６と、この加熱ローラ４６を押圧付勢する加圧ローラ４５とを有している。そして、シートＳに２次転写された画像は、加熱ローラ４６と加圧ローラ４５で形成するニップ部で所定の温度（例えば１５０゜Ｃ〜１８０゜Ｃ）でシートＳに熱定着される。

また、こうして熱定着処理を受けたシートＳは排紙ローラ対３９を経由してハウジング本体２の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排紙ローラ対３９後方の反転位置まで搬送されてきた時点で排紙ローラ対３９の回転方向を反転し、これによりシートＳは両面プリント用搬送路４０に沿って搬送される。そして、レジストローラ対３７の手前で再び搬送経路に乗せられるが、このとき、２次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト１６と当接して画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。

また、この装置１では、図２に示すように、メインコントローラ５１のＣＰＵ５１１により制御される表示部５４を備えている。この表示部５４は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ５１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。

なお、図２において、符号５１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース５１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ５１に設けられた画像メモリである。また、符号５２３はＣＰＵ５２１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号５２４はＣＰＵ５２１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。

上述のように第１実施形態では、色ずれ補正のために中間転写ベルト１６の表面に形成されたレジストマークの位置情報を検出する光センサ１８を、中間転写ベルト１６の水平搬送部分１６ａの鉛直下方領域に、該光センサ１８の対向面１８１を中間転写ベルト１６表面に対向させつつ配置している。したがって、中間転写ベルトの水平搬送部分１６ａの表面に付着していたトナーが重力により落下して光センサ１８の対向面１８１に降り積もることがある。

しかしながら、第１実施形態における光センサ１８は、中間転写ベルト１６に対向する対向面１８１に投光用ピンホール１８２と受光用ピンホール１８３とを設けている。そして、該光センサ１８の筐体１８６内部に発光素子１８４と受光素子１８５とを配設するとともに、発光素子１８４から射出される光を投光用ピンホール１８２によりレジストマークに導くとともに、レジストマークからの正反射光を受光用ピンホール１８３により受光素子１８５に導くように構成している。このようなピンホール１８２，１８３は、光センサの筐体の対向面に物理的に開いた穴として形成される。よって、トナーが光センサ１８の筐体１８６の対向面１８１に落下してきた場合であっても、ピンホール１８２，１８３に向かって落下してきたトナーについては、そのまま筐体１８６内部にまで落下することとなるため、かかる落下トナーがピンホール１８２，１８３上に降り積もって該ピンホール１８２，１８３を塞いでしまうことは無い。したがって、中間転写ベルト１６からの落下トナーの有無に関わらず、発光素子１８４からレジストマークに射出される射出光の経路およびレジストマークから受光素子１８５に向けて正反射される正反射光の経路は、光センサ１８の対向面１８１に常に確保されることとなる。よって、光センサ１８の対向面１８１に降り積もるトナーにより、発光素子１８４からレジストマークに射出される射出光やレジストマークから受光素子１８５へ向かう正反射光が散乱されることを抑制することができ、良好な色ずれ補正が可能となる。

また、第１実施形態では、レジストマークを検出する光センサ１８として、いわゆる拡散型ではなく正反射型を採用している。この理由について図４を用いながら説明する。第１実施形態で採用している正反射型では、受光素子１８５は位置Ｐ0に配置される。これに対して、拡散型の光センサを用いる場合は、受光素子１８５が正反射光を受光しないようにする必要があるため受光素子１８５を位置Ｐ1または位置Ｐ2のように正反射光軸ＳＪから外す必要がある。しかしながら、位置Ｐ1では受光用ピンホール１８３の鉛直下方に受光素子１８５がくることとなるため、受光用ピンホール１８３から光センサ１８の内部に入ってくるトナーが受光素子１８５に付着しやすくなる。このようにトナーが受光素子１８５に付着した場合、かかるトナーによりレジストマークからの反射光が散乱されるため光センサ１８の検出精度が低下し、良好な色ずれ補正が困難になる。一方、位置Ｐ2では光センサ１８が大型化してしまうという問題がある。そこで、第１実施形態では、受光用ピンホール１８３から光センサ１８の内部に入ってくるトナーが受光素子１８５に付着するのを抑制しつつ光センサ１８の大型化を防止するために、正反射型の光センサ１８を採用している。

＜第２実施形態＞
図５は、本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態を示す図である。また、図６は、該第２実施形態の電気的構成を示す図である。なお、第２実施形態にかかる装置の基本的な構成は第１実施形態と同一であるため、同一および相当符号を付して説明を省略する。第２実施形態では、光センサ１８の対向面１８１に対向電極１８７設けるとともに、該対向電極１８７は対向電極バイアス発生部５２６（図６）に接続されている。そして、対向電極バイアス発生部５２６で発生させたトナーと逆極性の電圧を、対向電極１８７に印加している。

このように構成された光センサ１８では、中間転写ベルト１６から光センサ１８に向けて落下してくるトナーを、対向電極１８７に電気的に引き付けて捕獲することができる。その結果、落下トナーが筐体１８６内部に入って受光素子１８５および発光素子１８４に付着することを効果的に抑制できるため、より良好に色ずれ補正を実行できる。

＜第３実施形態＞
図７は、本発明にかかる画像形成装置の第３実施形態を示す図である。なお、第３実施形態にかかる装置の基本的な構成は第１実施形態と同一であるため、同一および相当符号を付して説明を省略する。第３実施形態では、光センサ１８の筐体１８６の内部に、トナーと逆極性の電圧をバイアスした内部電極１８８１と、ピンホール１８２，１８３を介して筐体１８６の内部に入ってきたトナーを内部電極１８８１に導くトラップ部１８８２とを設けている。トラップ部１８８２は、投光用ピンホール１８２と受光用ピンホール１８３各々の鉛直下方に筐体１８６を貫通して形成されている。そして、このように形成された２つのトラップ部１８８２各々の内部に内部電極１８８１が配設されている。

このように構成された光センサ１８では、中間転写ベルト１６から光センサ１８向けて落下してきたトナーが、ピンホール１８２，１８３を介して光センサ１８の筐体１８６の内部に入ってきた場合であっても、かかるトナーをトラップ部１８８２を介して内部電極１８８１により電気的に引き付けて捕獲することが可能となる。よって、発光素子１８４や受光素子１８５にトナーが付着することが効果的に抑制することができ、より良好な色ずれ補正が可能となる。

＜第４実施形態＞
図８および図９は、本発明にかかる画像形成装置の第４実施形態を示す図である。なお、第４実施形態にかかる装置の基本的な構成は第１実施形態と同一であるため、同一および相当符号を付して説明を省略する。第４実施形態では、投光用ピンホール１８２と受光用ピンホール１８３各々の鉛直下方に筐体１８６を貫通して形成された２つの通気路１８９１が設けられている。さらに、光センサ１８の周囲において鉛直上方へ向う空気流を遮るために、該光センサ１８の周囲には、略半円筒状の隔壁１８９２をその中心軸が水平方向に伸びるように配設している。そして、隔壁１８９２の中心軸方向における一方端部には、排気ファン１８９３が設けられており、該排気ファン１８９３により隔壁１８９２の上面に沿って方向Ｄ1893に気流が発生することとなる。その結果、方向Ｄ1891に示すような、光センサ１８の通気路１８９１を鉛直上方に抜けて、更にピンホール１８２，１８３を介して光センサ１８外部へと向かう気流が発生することとなる。このように、第４実施形態では、通気路１８９１と隔壁１８９２と排気ファン１８９３とが本発明の「気流生成手段」として機能している。

このように構成された光センサ１８では、上述のように「気流生成手段」によりピンホール１８２，１８３を経て筐体１８６の内部から外部に流れる気流が生成される。その結果、落下トナーがピンホール１８２，１８３を介して筐体１８６内部に入ることが抑制される。よって、受光素子１８５および発光素子１８４に落下トナーが付着することを効果的に抑制でき、より良好に色ずれ補正を実行できる。

＜その他＞
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記第２実施形態では、対向電極１８７を対向面１８１のピンホール１８２，１８３を除く全面に配設しているが、対向電極１８７の配設方法はこれに限られるものではなく、対向面１８１の一部に配設するようにしてもよい。但し、対向面１８１の一部に対向電極１８７を配設する場合は、図１０に示すようにピンホール１８２，１８３の周囲に隣接して対向電極１８７を配設するのが好適である。なぜなら、このように対向電極１８７を配設した場合、ピンホール１８２，１８３を介して光センサ１８の筐体１８６内部に入ろうとするトナーを効果的に捕獲して、受光素子１８５および発光素子１８４に落下トナーが付着することを効果的に抑制できるため、より良好な色ずれ補正が可能となるからである。

また、上記第３実施形態では、トラップ部１８８２は、投光用ピンホール１８２と受光用ピンホール１８３各々の鉛直下方に筐体１８６を貫通して形成しているが、トラップ部１８８２の配設箇所は、ピンホール１８２，１８３の鉛直下方に限られるものではなく、鉛直下方から外れた位置に形成しても良い。しかしながら、ピンホール１８２，１８３を介して筐体１８６内部に落下してくるトナーは、ピンホール１８２，１８３から重力により鉛直下方に落下する傾向にある。よって、トラップ部１８８２をピンホール１８２，１８３の鉛直下方に配設した場合、このような落下トナーを効率的に捕獲することができるため、より良好な色ずれ補正が可能となりが好適である。

また、上記第３実施形態では、トラップ部１８８２は、鉛直下方に筐体１８６を貫通して形成しているが、トラップ部１８８２の形成方法としてはこれに限られるものではない。つまり、トラップ部１８８２を、筐体１８６の底面１８８３を貫通しないように形成しても良い。しかしながら、次の理由によりトラップ部１８８２は、鉛直下方に筐体１８６を貫通するように形成することが好適である。すなわち、内部電極１８８１は、ピンホール１８２，１８３からの落下トナーを捕獲し続けるため、該内部電極１８８１に付着するトナーは増加し続けることとなる。そして、かかる付着トナーが多くなりすぎると、内部電極１８８１のトナーを捕獲する効率が低下する。しかしながら、トラップ部１８８２が筐体１８６を貫通するように形成されている場合、内部電極１８８１にＧＮＤ電位を印加することで、内部電極１８８１に付着したトナーを重力により筐体１８６の外部に排出することができる。また、トナーを筐体１８６の外部に排出するために内部電極１８８１にトナーと同極性の電位を印加しても良い。この場合、上述の重力に加えて、トナーと内部電極１８８１間にクーロン反発力が働くため、より効率的に内部電極１８８１に付着したトナーを筐体１８６の外部に排出することができる。

また、上記第４実施形態では、通気路１８９１を、投光用ピンホール１８２と受光用ピンホール１８３各々の鉛直下方に筐体１８６を貫通して形成しているが、通気路１８９１の配設位置はこれに限られるものではなく、ピンホール１８２，１８３の鉛直下方から外れた位置に形成しても良い。しかしながら、ピンホール１８２，１８３を介して筐体１８６内部に落下してくるトナーは、ピンホール１８２，１８３から重力により鉛直下方に落下する傾向にある。よって、上述した「気流生成手段」により、トナーの筐体１８６内部への落下を効率的に防止するためには、通気路１８９１は、ピンホール１８２，１８３の鉛直下方に形成するのが好適である。

また、上記実施形態では、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを、ベルト搬送方向Ｄ16の上流から下流に向けてこの順序で配列したが、各画像形成ステーションの配列順序はこれに限られるものではない。

本発明に係る画像形成装置の基本構成を示す図。 第１実施形態に係る画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 第１実施形態での光センサの構造を示す模式図。 正反射型光センサを採用する根拠を示す図。 第２実施形態での光センサの構造を示す図。 第２実施形態に係る画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 第３実施形態での光センサの構造を示す模式図。 第４実施形態での光センサの構造を示す模式図。 第４実施形態での排気ファンと光センサの位置関係を示す図。 本発明の他の実施形態での光センサの構造を示す模式図。

符号の説明

１…画像形成装置、 ８…センサバックアップローラ、 ９…転写ベルトユニット、 １４…駆動ローラ、 １５１，１５２，１５３…従動ローラ、 １６…中間転写ベルト（転写ベルト）、 １６ａ…（中間転写ベルトの）水平搬送部分、 １８…光センサ、 １８１…対向面、 １８２…投光用ピンホール、 １８３…受光用ピンホール、 １８４…発光素子、１８５…受光素子、 １８６…筐体、１８７…対向電極、 １８８１…内部電極、 １８８２…トラップ部、 １８８３…筐体底面、 １８９１…通気路、 １８９２…隔壁、 １８９３…排気ファン、 ２０…感光体ドラム（潜像担持体）、 ２１…１次転写ローラ、 ５２５…１次転写バイアス発生部、 ５２６…対向電極バイアス発生部、 ＨＪ…発光素子の光軸、 ＳＪ…正反射光の光軸、 Ａ1…（発光素子の光軸と鉛直方向との）角度、 Ｄ16…（中間転写ベルトの）移動方向、Ｄ1891，Ｄ1893…（気流の）方向、 Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ…画像形成ステーション

Claims (4)

1. その表面が鉛直下方を向いた状態で略水平方向に搬送される水平搬送部分を有する転写ベルトと、
   前記転写ベルトの搬送方向に沿って配列されるとともにそれぞれが有する潜像担持体の表面に担持される潜像を所定極性を有するトナーにより現像して互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションと、
   前記複数の画像形成ステーション各々の潜像担持体上に形成された互いに異なる色のトナー像を前記転写ベルト表面に転写して重ね合わせる転写手段と、
   前記複数の画像形成ステーション間での色ずれを補正するためのレジストマークとして前記転写ベルト表面に形成されたトナー像を検出する光センサとを備え、
   前記光センサは、前記水平搬送部分の鉛直下方領域において前記転写ベルト表面に対向する対向面が設けられた筐体と、その光軸を鉛直方向に対して所定角度だけ傾けて前記筐体内部に配設された発光素子と、前記発光素子の光軸上で且つ前記対向面に設けられ前記発光素子から射出された光を前記レジストマークに導く投光用ピンホールと、前記発光素子から前記レジストマークに射出された光の該レジストマークによる正反射光の光軸上で且つ前記対向面に設けられた受光用ピンホールと、前記正反射光の光軸上で且つ前記筐体内部に配設され前記受光用ピンホールにより導かれる前記正反射光を受光する受光素子とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記光センサは、前記トナーと逆極性の電圧をバイアスした対向電極を前記対向面にさらに有する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記光センサは、前記トナーと逆極性の電圧をバイアスした内部電極と、前記ピンホールを介して前記筐体内部に入ってきたトナーを前記内部電極に導くトラップ部と、を前記筐体内部にさらに備えた請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記光センサは、前記ピンホールを経て前記筐体の内部から外部に流れる気流を作る気流生成手段をさらに備えた請求項１に記載の画像形成装置。

Images