JP2014044348A - 光学センサおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体に形成される画像の濃度および画像端の位置等の検知動作中に、トナーや浮遊ゴミ等の付着を防止することができるとともに、除去したトナーや浮遊ゴミ等を回収することができる光学センサおよび画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像の濃度および画像端の位置を検知する画像パターンを検知するセンサ部２１の周囲を覆う防塵部材２２の中間転写ベルト５と対向する面を透明な透過部２２ａとして形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、像担持体に形成される画像の濃度および画像端の位置を検知する光学センサと、この光学センサを備えた画像形成装置に関する。

従来から、像担持体上に画像濃度検出用パターンや画像位置ズレ検出用のパターンを形成し、これらのパターンを光学センサで読み取って画像濃度と画像書込みタイミングを補正する画像形成装置が知られている。

この種の画像形成装置には、光学センサの光源や受光部等の光学部品に付着したトナーや浮遊ゴミを除去する清掃機構を備えているものがある。

例えば、特許文献１には、中間転写ベルト５に形成される濃度検知パターンを検知可能な画像濃度検知装置１４の検知面１４ａへ飛散トナー等の付着を防止するシャッタ１５と、このシャッタ１５を記録媒体転写装置１１の動作に連動させる圧縮ばね１７とを設けたことが記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載された中間転写装置の画像濃度検知装置では、検知面１４ａの前面にクリーニング部材を有するシャッタ１５を設けて、シャッタ１５の移動により清掃を行っているので、清掃は濃度検知パターン検知の前後のみ可能であり、濃度検知パターン検知中に像担持体から剥離したトナーや浮遊ゴミが光学部品に付着するのを防止したり、光学部品を清掃するといったことはできなかった。

また、清掃によって除去したトナーや浮遊ゴミに対しては、何ら回収等の処置を行っていないので、再度付着する虞がある。

本発明はかかる問題を解決することを目的としている。

すなわち、本発明は、像担持体に形成される画像の濃度および画像端の位置等の検出動作中に、トナーや浮遊ゴミ等の付着を防止することができるとともに、除去したトナーや浮遊ゴミ等を回収することができる光学センサおよび画像形成装置を提供することを目的としている。

上記に記載された課題を解決するために請求項１に記載された発明は、被検知物と対向するように設けられ、前記被検知物に光を照射して検知するセンサ部を有する光学センサにおいて、前記センサ部の周囲を覆う防塵部材と、前記防塵部材の前記像担持体と対向する面を振動させる振動部材と、前記防塵部材周辺の塵埃を回収する回収部材と、を有し、前記防塵部材の前記像担持体と対向する面のうち少なくとも前記センサ部から照射された光の光路と交差する部分が、前記光が透過する材質で形成されている透過部となっている、ことを特徴とする光学センサである。

請求項１に記載の発明によれば、センサ部の周囲を覆う防塵部材の被検知物と対向する面のうち少なくとも前記センサ部の光路と交差する部分が透過部となっているので、センサ部の光路を遮らずにトナーや浮遊ゴミ等の塵埃の侵入を防止することができる。また、防塵部材の被検知物と対向する面を振動部材で振動させることで、透過部に付着した塵埃を常時除去することができ、画像パターンなどの被検知物検知中でも最良の検知精度を維持し続けることが可能になる。

本発明の第１の実施形態にかかる光学センサの側面図である。 図１に示された光学センサの正面図である。 図１に示された光学センサを有する画像形成装置の要部構成図である。 本発明の第２の実施形態にかかる光学センサの側面図である。 本発明の第３の実施形態にかかる光学センサの側面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる光学センサの側面図である。図２は、図１に示された光学センサの正面図である。図３は、図１に示された光学センサを有する画像形成装置の要部構成図である。

図１および図２に、本発明の第１の実施形態にかかる光学センサ２０を示す。光学センサ２０は、センサ部２１と、防塵部材２２と、振動部材２３と、ブラシ２５と、弾性体ブレード２６と、固定部２８と、を有する。

光学センサ２０は、被検知物である画像の濃度および画像端の位置を検知する画像パターンが形成される像担持体としての無端ベルト状の中間転写ベルト５の表面５ａと対向するように設けられている（図１では下向き）。なお、図１の符号７は回転ローラであり、符号１１は、転写ローラである。そして、転写ローラ１１と中間転写ベルト５との間を用紙等の記録媒体が通ることで、中間転写ベルト５上に形成された画像が記録媒体に転写される。

センサ部２１は、光を出射する光源や、被検知物に反射した光源から出射された光を受光する受光部等を備えている。そして、受光部で受光した光の強さを電気信号に変換して図示しない制御装置等に出力する。センサ部２１は、溝状に形成され、中間転写ベルト５の表面５ａと平行な方向に延在する固定部２８にネジ止めなどによって固定されている。

防塵部材２２は、樹脂等で略箱状に形成され内部にセンサ部２１を収容してセンサ部２１の周囲を覆っている。防塵部材２２は、中間転写ベルト５と対向する面が透明樹脂等で形成された透過部２２ａとなっている。また、防塵部材２２は、固定部２８が貫通する孔が設けられているともに、固定部２８により位置が固定されている。なお、透過部２２ａは、センサ部２１からの光が透過できれば透明に限らない。例えば、赤外光を用いる場合は透明である必要は無い。即ち、センサ部２１が照射する光が透過する材質で形成されていればよい。

振動部材２３は、例えば周知の圧電素子等で構成され、透過部２２ａの内側（防塵部材２２内）かつ、センサ部２１の光路を遮らない周囲部分に設けられている。振動部材２３は、図示しない制御手段等からの制御により、透過部２２ａに振動を加えて透過部２２ａの外表面に付着したトナーや浮遊ゴミ等の塵埃を除去する。なお、騒音を抑制する観点より振動部材２３の振動周波数は、可聴周波数よりも高い周波数（一般的には２０ｋＨｚより高い周波数）であることが好ましい。

回収部材（ブラシ部材）としてのブラシ２５は、回転ローラ７の回転軸と平行な回転軸に沿って回転自在な円筒状の中心部材の周方向に毛ブラシが形成されている。ブラシ２５は、中間転写ベルト５の幅と略同じ幅に形成されている。ブラシ２５のブラシの先端は中間転写ベルト５の外表面に接している。ブラシ２５は、中間転写ベルト５の移動方向で防塵部材２２の下流側に設けられている。

回収部材としての弾性体ブレード２６は、ゴム等の弾性体で短冊状に形成された弾性部材である。弾性体ブレード２６は、中間転写ベルト５の幅と略同じ幅に形成されている。弾性体ブレード２６は、ブラシ２５よりも中間転写ベルト５の移動方向で下流側に設けられ、中間転写ベルト５に一端が接するとともに、中間転写ベルト５の移動方向に向かって傾斜するように他端が固定されて設けられている。

上述した光学センサ２０は、振動部材２３で透過部２２ａを振動させることで、透過部２２ａ外表面に付着したトナーや浮遊ゴミ等の塵埃を除去する。除去された塵埃は中間転写ベルト５上に落下し、落下した塵埃はブラシ２５と弾性体ブレード２６で回収される。即ち、被検知物である画像パターンを光学センサ２０の位置まで移動させる移動手段である中間転写ベルト５を備え、光学センサ２０が中間転写ベルト５の上部に設けられており、透過部２２ａから中間転写ベルト５に塵埃を落下させて、中間転写ベルト５によってブラシ２５まで移動させて回収している。

次に、上述した構成の光学センサ２０を有する画像形成装置の要部を図３を参照して説明する。画像形成装置は、像形成装置としてのドラム状の感光体１と、感光体１の外周部に転写後表面に残留するトナーをかき落とすクリーニング装置２と、感光体１の表面を帯電させる帯電装置３と、帯電した感光体１に対してトナーにより現像する現象装置４と、が配設されている。

なお、感光体１は、画像情報に応じて例えばイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー像を形成するドラム状の感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋが設けられている。

感光体１は、直径が３０〜１００ｍｍ程度のアルミニウムの円筒表面に、光導電性物質である有機半導体の層を設けたものであり、それぞれの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの図で下部のみが中間転写ベルト５の表面５ａに接している。

中間転写ベルト５は、それぞれ反時計方向に回転する回転ローラ６、７間に張架されて矢印Ａ方向に回動し、その裏面５ｂ側には１次転写装置８がそれぞれの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと中間転写ベルト５とのニップ部近傍に配設されている。中間転写ベルト５は、基部の厚みが５０〜６００ｍｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にした無端状ベルトからなり、感光体１からトナーを転写可能にする抵抗値を備えている。

中間転写ベルト５の回転ローラ７側には、１次転写装置８により感光体１から中間転写ベルト５へ転写された画像を、レジストローラ１０からタイミングを合わせて供給される記録媒体へ転写する転写ローラ１１が設けられている。

また、画像形成装置には、上述した各構成部以外に、露光された原稿からの反射光を光電変換するスキャナー部、光源より照射されたレーザ光を感光体１に投影する書き込み部、記録媒体を供給する給紙装置、画像が形成された用紙等を排出する排出装置等も図示しないが有して周知のコピー機やプリンタ等として構成される。

そして、光学センサ２０は、図３に示したように、中間転写ベルト５の上部で、表面５ａと対向するように（下向きに）設けられている。

本実施形態によれば、画像の濃度および画像端の位置を検知する画像パターンを検知するセンサ部２１の周囲を覆う防塵部材２２の中間転写ベルト５と対向する面を透明な透過部２２ａとして形成しているので、センサ部２１の光路を遮らずにトナーや浮遊ゴミ等の塵埃の侵入を防止することができる。また、透過部２２ａを振動部材２３で振動させることで、透過部２２ａに付着した塵埃を常時除去することができ、画像パターン検知中でも最良の検知精度を維持し続けることが可能になる。さらに、除去した塵埃はブラシ２５と弾性体ブレード２６で回収することができるので再度透過部２２ａに付着することを防止できる。

また、振動部材２３の振動周波数を可聴周波数よりも高い周波数とすることで、振動部材２３が透過部２２ａを振動させたことに伴う不快な異音の発生を防止することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかる光学センサ２０を図４を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図４は、本発明の第２の実施形態にかかる光学センサの側面図である。

本実施形態は、図４に示したように、光学センサ２０が横向きに設けられている場合の構成である。

本実施形態では、防塵部材２２と内部に収容されるセンサ部２１や振動部材２３は向きが横向きとなる以外は第１の実施形態と同様である。本実施形態では、回収部材として回収コイル２９を用いている点が第１の実施形態と異なる。

回収コイル２９は、Ｕ字状の管状体２９ａとコイル部２９ｂとを備えている。回収コイル２９は、振動部材２３により除去されたトナーや浮遊ゴミ等の塵埃を管状体２９ａ内に落下させて集め、図示しない駆動手段等によりコイル部２９ｂを回転駆動することで塵埃を管状体２９ａの端部に移動させて回収する。

本実施形態によれば、回収部材として回収コイル２９を用いているので、光学センサ２０を横向きに設けた場合でも、振動部材２３により除去されたトナーや浮遊ゴミ等の塵埃を回収することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態にかかる光学センサ２０を図５を参照して説明する。なお、前述した第１、第２の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図５は、本発明の第３の実施形態にかかる光学センサの側面図である。

本実施形態では、図５に示したように、光学センサ２０が上向きに設けられている場合の構成である。

本実施形態では、光学センサ２０の設置位置以外に、防塵部材２２の透過部２２ａが中間転写ベルト５の表面５ａと並行ではなく傾斜していることと、回収部材として吸気部材であるノズル３０を設けて防塵部材２２周囲の気流を吸い込むことでトナーや浮遊ゴミ等の塵埃を回収することが前記２つの実施形態と異なる。

ノズル３０は、防塵部材２２の側部に設けられているとともに、ノズル３０は、入口開口部が、防塵部材２２の透過部２２ａに向くように傾けて設けられている。

防塵部材２２は、透過部２２ａのノズル３０側が中間転写ベルト５との間隔が広がるように傾斜している。即ち、防塵部材２２のノズル側の側壁２２ｂの高さが側壁２２ｂと対向する側壁２２ｃの高さよりも低くなっている。このようにすることで、振動部材２３で除去されたトナーや浮遊ゴミ等の塵埃がノズル３０側に落下し易くなり、ノズル３０による回収効率を高めることができる。

なお、防塵部材２２は、透過部２２ａを傾斜させるように形成するに限らず、第１、第２の実施形態の構成で、防塵部材２２全体がノズル３０の方向に傾くように固定してもよい。その場合、センサ部２１（固定部２８）は傾けないようにする。

本実施形態によれば、回収部材としてノズル３０を用いて気流を吸い込むことでトナーや浮遊ゴミ等の塵埃を回収しているので、光学センサ２０が上向き、つまり像担持体に対して下側に設けられている場合でも、効率的に塵埃を回収することができる。

なお、上述した実施形態において、透過部２２ａの外表面にフッ素樹脂コーティングなどのトナーや浮遊ゴミ等の塵埃が付着を抑制するとともに、剥離が容易となる表面処理をしてもよい。このようにすることで、電源がＯＦＦの状態で振動部材が停止しているときに、帯電吸引や湿度により透過部２２ａに付着することを少なくし、仮に付着したとしても除去を容易にすることができる。

また、上述した実施形態では、防塵部材２２の中間転写ベルト５と対向する面の全面を透過部２２ａとしていたが、少なくともセンサ部２１から照射される光の光路と交差する部分が透明（センサ部２１から照射される光を透過できるような構成）となっていればよい。

また、上述した実施形態では、振動部材２３が防塵部材２２内部に設けられていたが、防塵部材２２の外部、つまり、透過部２２ａの外表面に設けられていてもよい。また、振動部材２３は１つに限らず複数設けてもよい。

また、上述した各実施形態の回収部材は、図示した取り付け方向以外で用いてもよい。例えば、ノズル３０による吸い込みを第１の実施形態や第２実施形態に用いてもよいし、回収コイル２９を第３の実施形態に用いてもよい。

また、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 感光体（像形成装置）
５ 中間転写ベルト（像担持体）
２０ 光学センサ
２１ センサ部
２２ 防塵部材
２２ａ 透過部
２３ 振動部材
２５ ブラシ（回収部材、ブラシ部材）
２６ 弾性体ブレード（回収部材、弾性部材）
２９ 回収コイル（回収部材）
３０ ノズル（回収部材、吸気部材）

特許第４３１２５４７号公報

Claims (8)

1. 被検知物と対向するように設けられ、前記被検知物に光を照射して検知するセンサ部を有する光学センサにおいて、
   前記センサ部の周囲を覆う防塵部材と、
   前記防塵部材の前記被検知物と対向する面を振動させる振動部材と、
   前記防塵部材周辺の塵埃を回収する回収部材と、を有し、
   前記防塵部材の前記被検知物と対向する面のうち少なくとも前記センサ部から照射された光の光路と交差する部分が、前記光が透過する材質で形成されている透過部となっている、
   ことを特徴とする光学センサ。
2. 前記振動部材の振動周波数は、可聴周波数よりも高い周波数であることを特徴とする請求項１の光学センサ。
3. 前記回収部材が、ブラシ部材および短冊状の弾性部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学センサ。
4. 前記回収部材が、回収コイルを有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学センサ。
5. 前記回収部材が、前記防塵部材周囲の気流を吸い込む吸気部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学センサ。
6. 前記透過部の外表面には、前記塵埃の付着を抑制する表面処理がなされていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の光学センサ。
7. 前記透過部の外表面には、前記塵埃の剥離を容易にする表面処理がなされていることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の光学センサ。
8. 画像パターンを像担持体に形成する像形成装置と、前記像担持体に光を照射して前記画像パターンを検知する光学センサと、を有する画像形成装置において、
   前記光学センサが、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の光学センサで構成され、前記像担持体と対向するように設けられていることを特徴とする画像形成装置。

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