画像形成装置
【課題】トナー付着量を検知する光学センサーのトナー飛散等により光学センサーの汚れ、検知不良の発生を防止し、トナー濃度調整の精度を高め、高品位の画像を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１１、３１に形成した静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する画像形成装置１において、トナー付着量を検知するために像担持体１１、３１上に形成される基準パターンとなるトナー像のトナー付着量を検知する光学センサー６１を有し、かつ、その光学センサー６１を振動させる超音波振動発生装置６３を有する。
【解決手段】像担持体１１、３１に形成した静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する画像形成装置１において、トナー付着量を検知するために像担持体１１、３１上に形成される基準パターンとなるトナー像のトナー付着量を検知する光学センサー６１を有し、かつ、その光学センサー６１を振動させる超音波振動発生装置６３を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の静電複写プロセスの画像形成装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを利用した画像形成部を有した従来の画像形成装置では、像担持体（感光体）や第２の像担持体（中間転写ベルト）上のトナー付着量を検知することにより、地汚れの検知やトナー濃度制御、色ずれ補正等を行っている。特に、２成分現像剤を用いる画像形成装置では、一定の像担持体表面電位を一定の現像バイアスで現像した基準パターン像のトナー付着量を読み取り、付着量が一定値となるようにトナー補給を行うことで、トナーを補給しつつ現像能力を一定に保持することによって安定した高品質の画像形成を実現している。
従って、トナー付着量の検知は画像形成装置における画質維持のための重要な要素とも言うことができる。然しながら、トナー付着量の検知センサーは、像担持体に接近した位置で、他のユニットに近接して設置されるから、トナーの飛散等により、検知センサーの検知面が汚れて、誤検知や検知不能になると言う不具合が生じていた。
【０００３】
このような不具合を解消する為に、特許文献１には、トナー付着量の検知センサーを像担持体に接近させる位置と離間する位置との間を円弧状の軌跡を描いて進退させるようにした構成が開示されており、離間した位置でセンサー面がクリーニング部材に摺接してセンサー面をクリーニングするようにしている。然しながら、トナー付着量の検知には、像担持体と検知センサーとの位置関係は厳密に管理される必要があり、検知センサーを移動すると、検知位置に戻った時におけるセンサーと像担持体表面との間の距離に微妙なずれが生じ、検知値精度が低下し形成される画像の画質も低下するという不具合が生じていた。このような不具合を解消する為に、位置精度を高める構成を採用することもできるが、構成の複雑化、コストアップを招く為、実用性が低い。
また、特許文献２には、光学センサーに対する汚れの付着を防止する防塵板と、上記防塵板に圧接して透明部の汚れを清掃する清掃部材と、少なくとも上記防塵板又は上記清掃部材の一方を移動させることにより上記防塵板の透明部の汚れを清掃させる移動手段とを有することを特徴とする画像形成装置、といった構成が開示されているが、この構成は、センサー面を直接清掃部材によって掃除するため、センサー面を傷つけてしまう恐れがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−２６００７７号公報
【特許文献２】特開平０８−０３００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、トナー付着量を検知する光学センサーが、像担持体近傍にあるために、トナー像から生ずるトナー飛散等により光学センサーの汚れ、検知不良が発生するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、トナー付着量を検知する光学センサーのトナー飛散等により光学センサーの汚れ、検知不良の発生を防止し、トナー濃度調整の精度を高め、高品位の画像を得ることができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置は、像担持体に形成した静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する画像形成装置において、前記画像形成装置は、トナー付着量を検知するために像担持体上に形成される基準パターンとなるトナー像のトナー付着量を検知する光学センサーを有し、かつ、その光学センサーを振動させる超音波振動発生装置を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記超音波振動発生装置は、光学センサーの動作中（発光動作と受光動作）以外に、超音波発生動作をさせることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記光学センサーが、発光部と受光部とを有し、かつ、前記発光部を防塵する防塵部を別体として備え、前記超音波振動発生装置が防塵部を振動させることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記超音波振動発生装置は、画像形成装置の動作中（電源がオンになっている状態）に常に超音波発生動作をさせることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記超音波振動発生装置は、画像形成動作中のみ超音波発生動作をさせることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記超音波振動発生装置は、圧電素子を備えることを特徴とする画像形成装置。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記超音波振動発生装置は、トナーの固有振動数と同じ振動数を持つ超音波を発生することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記光学センサーの近傍に、トナー回収容器を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナー回収容器は、浮遊トナーを集塵する集塵部材を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記集塵部材は、アース板金であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記集塵部材は、コロナチャージャであって、トナーと逆極性に帯電させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明の画像形成装置では、超音波振動発生装置で超音波を発生させることで、光学センサーにより、飛散トナーをセンシング面から除去、または、飛散トナーがセンシング面に付着することを防止することができる。また、これにより、トナー濃度検知の精度を高くして、高品位の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。まず、カラー画像を得る過程について説明する。本発明に係る実施の形態をまず構成、あとで作動を図により詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
図１に示すように、画像形成装置本体の内部において、矢印方向に無端移動する中間転写体３１を備え、その中間転写体３１の下部張架面に、４個の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋが配備されている。これら画像形成ユニットの番号に沿えたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、扱うトナーの色と対応させているもので、Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックを意味している。画像形成ユニットに備えられ、中間転写体３１とともに回転する感光体１１に対向して中間転写体３１の内側に１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋの転写ローラを沿えている。なお感光体１１Ｙから１Ｋは同間隔で配置され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ中間転写体３１との張架部の一部と接触する。
図１において、画像形成装置の動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう回転可能に支持された円筒状の感光体１１の周囲に、静電写真プロセスに従い帯電手段である帯電ローラ１２、現像装置１３、透明電極であるクリ−ニング部材７、光源となる露光装置１８等の作像部材や中間転写体３１を介して転写ローラ１４が配設されている。
感光体１１は、例えば直径３０〜１２０ｍｍ程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）を形成したものである。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を形成した感光体１１も採用可能である。またベルト状の感光体１１も採用できる。
【００１０】
露光装置１８は、各色毎の画像データ対応の光を、帯電ローラ１２で一様に帯電済みの各感光体１１の表面を走査し、静電潜像を形成する。露光装置はレーザ光とポリゴンミラーを用い、形成すべき画像データに応じて変調したビーム光によるレーザスキャン方式、又は発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子の方式を採用できる。
帯電手段としてローラ帯電方式のほかに、感光体１１に非接触のチャージ方式も採用できる。
本実施例の現像は、トナーとキャリヤからなるニ成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体１１に対しレーザビームにより各感光体１１の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体の帯電極性と同極性（マイナス極性）の所定の色のトナーで現像され、顕像となる反転現像がおこなわれる。現像装置１３の構成の詳細説明については省略する。複数のローラ１１、１２、１３により支持されて矢印方向に走行する、中間転写体３１が、感光体１１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの上部に設けられている。この中間転写体３１は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。また中間転写体３１の内周部には各感光体１１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋに対向させて１次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋが設けられている。
中間転写体３１の外周部には、ローラ１１に対向する位置にクリーニング装置３３が設けられている。このクリーニング装置３３は、中間転写体３１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。上記の中間転写体３１に関連する部材は、
さらに上記中間転写体３１の外周で、支持ローラ１３の近傍には、２次転写ローラ１６が設けてある。中間転写体３１と２次転写ローラ１６の間に記録媒体（以下用紙Ｐ）を通過させながら、２次転写ローラ１６にバイアスを印加することで中間転写体３１が担持するトナー画像が用紙Ｐに転写される。転写ローラ１６に印加される転写電流の極性は、トナーの極性と逆のプラス極性である。
【００１１】
画像形成装置の１下側には用紙を供給可能に収納した給紙装置２０が配備されており、確実に一枚だけが搬送ローラ２１によりレジストローラ２２に送られる。更に、転写ローラ１６を通過した用紙は記録体の搬送方向下流に備えられた定着装置４０まで搬送される。
加熱手段を有する定着装置４０はローラ内部にヒータを備えるタイプ、加熱されるベルトを走行させるベルト定着装置、また加熱の方式に誘導加熱を採用した定着装置などが採用できる。定着装置４０は、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、用紙の種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。定着後の用紙は、排紙ローラ２４により、画像形成装置１の上部に設けた排紙スタック部に排紙、スタックさせる。
未使用のトナーが収納された各色のトナーカートリッジ３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋが、着脱可能に増担持体上部の空間に収納される。図示しないモーノポンプやエアーポンプなどのトナー搬送手段により、各現像装置１３に必要に応じトナーを供給するようになっている。消耗の多いブラックトナー用のトナーカートリッジ３１Ｋを、特に大容量としておくことも可能である。
【００１２】
上記の構成においてフルカラー画像を形成する動作について説明する。
本実施の形態では画像形成装置の構成から中間転写体３１に担持させた画像を用紙に転写する場合は記録するべきデータが複数の頁になるケースでも、排紙スタック部上で頁が揃うように画像が用紙の下面に形成される。
画像形成装置１を稼動させると、中間転写体３１に接触している画像形成ユニット１０における感光体１１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋが回動する。まず、画像形成ユニット１０による画像形成から開始される。レーザとポリゴンミラー駆動の露光装置１８の作動により、イエロー用の画像データ対応の光が、帯電ローラ１２により一様帯電された感光体１１Ｙの表面に照射されて静電潜像が形成される。静電潜像は現像ローラ１３ａによりイエロートナーで現像され、可視像となり、１次転写ローラ１４Ｙの転写作用により感光体１１Ｙと同期して移動する中間転写体３１上に静電的に１次転写される。このような潜像形成、現像、１次転写動作が感光体１１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ側でもタイミングをとって順次同様に行われる。
この結果、中間転写体３１上には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が、順次重なり合ったフルカラートナー画像として担持され、中間転写体３１とともに矢印の方向に移動される。同時に給紙装置２０のなかの給紙カセットから、記録に使われる用紙Ｐがその供給のための給紙ローラ２１により繰り出され搬送される。用紙の先端がレジストローラ２２タイミングをとってレジストローラ２２が回転し、用紙を転写領域に搬送する。
【００１３】
中間転写体３１上のこのフルカラートナー画像は、中間転写体３１と同期して搬送される用紙Ｐの上面に、二次転写ローラ１６による転写作用を受けて転写される。二次転写ローラ１６に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性と逆のプラス極性である。二次転写はローラ１３にトナーと同極性のバイアスを印加して行う事も可能である。
その後、中間転写体３１の表面が、ベルトクリーニング装置３３によりクリーニングされる。また１次転写を終了した画像形成ユニットにおける感光体１１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの表面に残留するトナーは透明電極７から印加された逆極性のバイアスと光源６から透明電極を介して照射された光りを受けて電荷注入され注入電荷と逆極性のバイアスを印加された回収ブラシ２により、各感光体１１の表面から除去される。回収ブラシに回収されたトナーは作像終了後の一定のタイミングでブラシに回収時と逆のバイアスを印加することで感光体１１上に吐き出され、帯電ローラ１２を通過して現像装置１３に回収され再使用される。この時、帯電ローラ１２は感光体１１から離れている事が望ましい。
中間転写体３１に重ねられて担持されていたトナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置４０に向け移送される。用紙Ｐ上に重ねられていた各色のトナーが定着装置４０の熱による定着作用を受け、溶融、混色されて完全にカラー画像となる。制御手段で画像に応じて定着装置の使用する電力を最適に制御する場合もある。定着されたトナーも用紙上で完全に固着するまでは、搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり、乱れたりする事が有るので定着後の搬送にも注意が必要である。その後、排紙ローラ２４により排紙スタック部に、画像面が下向きとなって排紙される。排紙スタック部では後の頁の記録物が順次上に重ねられるようにスタックされるので、頁順が揃う。
【００１４】
図２は、本発明の画像形成装置が備える光学センサーの構成の一例を示す概略図である。
光学センサー６１は、防塵部６２が設けられており、像担持体の一例である中間転写体３１に作像されたパターン画像のトナー付着量を検知し、濃度制御や、色ずれ補正を行う（４連タンデム等のカラー画像機の場合）。光学センサー６１に対して、中間転写体３１を介して対向ローラ１２が配設されている。この対向ローラ１２は、光学センサー６１の動作中に、中間転写体３１の波打ち等による検知不良を防ぐためのものである。
トナー付着量を検知するために像担持体上に形成される基準パターンとしては、一定のトナー付着量が得られるべた画像又はトナー付着量が階段状になるグレースケールによるベタ画像を用いる。ここでは、一定のトナー付着量のベタ画像を用いた。検知用のベタ画像を現像する方法は、感光体１１を一様に帯電したあとに、一定の光量でべた画像潜像を露光形成し、所定の複数種の現像バイアス電圧で潜像を現像する方法と、感光体１１を一様に帯電したあとに、所定の複数種の光量でべた画像潜像を露光形成し、一定の現像バイアス電圧で、潜像を現像する方法とが知られている。
さらに、中間転写体３１に光学センサーの検知用ベタ画像は、感光体１１に現像されたベタ画像等を、一定の転写バイアスで転写することで、中間転写体３１上に一定のトナー付着量の検知用のベタ画像を得ることができる。
【００１５】
図３は、光学センサーの構成を示す概略図である。光学センサー６１は、図３に示すように、発光部として赤外光源（以下「ＬＥＤ」という。）と受光部としてフォト・ダイオード（以下「ＰＤ」という。）とが、所定の角度で、基台に配設されている。ＬＥＤから照射された光は、図示しないスリット、レンズ等を介し、中間転写体３１の上面に載置されたテスト用ベタ画像に集光される。テスト用ベタ画像上には測定領域が設けられており、測定領域は光学センサー６１と対向して設置されている。また、テスト用ベタ画像の測定領域における垂線と光学センサー６１の中心軸とが一致して構成されている。したがって、ＬＥＤからの入射角はθとなる。なお、トナー付着量検知用べた画像パッチ上における反射角θで反射する。なお、ＬＥＤの駆動回路や、ＰＤ３の信号処理回路の構成は、すなわち反射光量によりトナー付着量を検知する検出方法に関しては、公知であるため説明を省略する。
本発明の画像形成装置では、図２に示すように、この光学センサー６１に、光学センサー６１を振動させる超音波振動発生装置６３を設ける。光学センサー６１に超音波振動発生装置６３を取り付け、防塵部６２に付着したトナーを除去、または、トナーの付着を防ぐことができる。
この超音波振動発生装置６３は圧電素子、磁歪素子を用いて超音波振動を発生させるが、圧電素子が小型で、低価格で長期にわたって信頼性があり、好ましい。
また、超音波振動発生装置６３により光学センサー６１から除去されたトナーは、光学センサー６１の近傍に設けられているトナー回収容器６４により回収される。このトナー回収容器は、傾いている光学センサー６１から、超音波振動発生装置６３による振動で、次第に転がり来るのを受けるように設けられている。
【００１６】
このときに、圧電素子による超音波振動発生装置６３で、発生させる振動数は、トナーの固有振動数と同じ振動数を有する。固有振動数とは、物体に振動を加えたときに共振現象が生ずるその物体固有の振動数であり、トナーの固有振動数ｆは、トナーの粒径により決まり、式ｆ=Ｖ０１／２λ（λ：トナーの粒径、Ｖ０：音速）で表される。ここで、トナーの粒径を５μｍと、音速を３４０ｍ／ｓとすると、ｆ＝３．４×１０７Ｈｚとなる。
しかしながら、この固有振動数は、限定的に規定するものではない。したがって、温度や湿度の影響によって若干変化するため、その変化の範囲内の振動数も固有振動数に含まれる。また、トナーのような集合物は粒径分布を有するため固有振動数にも分布が存在するが、その分布の範囲内全てが固有振動数に含まれる。さらに、固有振動数と同様の共振現象が起こる固有振動数の整数倍の振動数も固有振動数に含める。さらにまた、僅かでも共振現象が起こり得る範囲内であれば、固有振動数に近似する振動数も固有振動数に含める。
トナーは集合物であり粒径分布を有しているため、トナーの固有振動数にも分布が存在する。このように固有振動数に分布が存在する場合、最も多くのトナーに影響を与えるであろう粒径分布の最頻値をトナーの固有振動数として設定することが好ましい。なお、粒径の小さなトナーは付着力が大きく残留し易いため、粒径の小さいトナーに合わせてトナーの固有振動数を設定してもよい。このようにして求めたトナーの固有振動数を、超音波振動発生装置６３により発生させる。
また、トナーが、再度、空気中に飛散しないようにするために、振動の振幅で表される強度が小さいことが好ましい。トナーを、トナー回収容器から遊離して飛散させることなく、短時間に転がらせてトナー回収容器に回収することができる。
【００１７】
また、このトナー回収容器は、集塵部材６５を設ける。この集塵部材６５は、図２に示すように、金属製であって、アースに接地してある板状部材である。したがって、光学センサー６１から転がり落ちてトナー回収容器に回収されたトナーが、この集塵部材６５に接触すると、トナー表面の電荷が消失する。このために、トナー回収容器に先に回収されたトナーの電荷で、次に回収されるトナーの回収を阻害することがない。
また、この集塵部材６５は、コロナチャージャである。このコロナチャージャで、トナーを電気的に引きつける部材で構成される。コロナチャージャで、トナーと逆極性に帯電させて、よりよく効率的に集塵する。
【００１８】
図４は、超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す一例のタイムチャートである。図４に示すように、超音波振動発生装置６３は、光学センサー６１の動作中（発光動作と受光動作）以外に、超音波発生動作をさせて、光学センサー６１動作中は超音波振動を与えないようにする。光学センサー６１を動作させて、テスト用ベタ画像のトナー付着量を検知するのは、画像形成動作中で常に行う必要はない。多くの場合は、画像形成動作の最初に行ってトナー濃度を調整して画像形成動作を開始する、または、画像形成動作の中断中に行ってトナー濃度を調整しておき、画像形成動作を開始する。このときに、テスト用ベタ画像の現像は１回行うことで、トナー付着量を検知することができるので、飛散するトナー量は非常に少ない。さらに、テスト用ベタ画像の大きさは、数ｃｍ四方の大きさで、画像全体の面積に比べて非常に小さく、同様に、飛散するトナー量は非常に少ない。したがって、光学センサー６１の動作中に超音波発生動作をさせなくとも、超音波振動発生装置６３を飛散したトナーで汚すことはない。このため、光学センサー６１動作中は超音波振動を与えないようにすることで、検知不良の発生を防止してトナー濃度検知の精度を高め、高品位な画像形成を行うことができる。
【００１９】
図５は、本発明の画像形成装置が備える光学センサー６１の構成の一例を示す概略図である。
本発明の画像形成装置では、前記光学センサー６１が、発光部と受光部とを有し、かつ、前記発光部を防塵する防塵部を備え、前記超音波振動発生装置６３が防塵部６２を振動させる。
ここでは、発光部６１ａとしてＬＥＤと受光部６１ｂとしてＰＤとからなる発受光部６１ａ、６１ｂと、その周囲に防塵部６２を別体として設ける。さらに、超音波振動発生装置６３を防塵部６２に載置する。防塵部６２を別体として設けることで、超音波振動発生装置６３による振動が、発受光部６１ａ、６１ｂに伝わるのを抑える。別体として設けるとは、必ずしも、指示する部分まで別にするのではなく、主要な大部分を別体にすることで、これらをネジ、接着剤等で一体化させることまで除外するものではない。
【００２０】
図６に、超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す他の例のタイムチャートである。
ここでは、画像形成装置本体に電源を入れてＯＮしたときに、同時に、超音波振動発生装置６３をＯＮして振動を発生させる。画像形成装置本体に電源を入れると、画像形成動作を開始しなくとも、トナー濃度調整のために現像装置１３の混合スクリュー、レーザ光の強度、位置調整のためにポリゴンミラー、定着装置４０の定着ローラ等の温度の均一化等のために何れかの装置、部材が動作を開始することがあり、このために、機械振動が発生し、画像形成装置１内に飛散したトナーが再度、浮遊して飛散し、光学センサー６１に付着して汚すことがある。このまま、画像形成動作を開始すると、トナー濃度調整の精度が低下して、高品位の画像を得ることができない。そこで、画像形成装置１本体に電源を入れてＯＮしたときに、同時に、常時超音波振動を光学センサー６１の防塵部に加わることにより、光学センサー６１に浮遊トナーが付着することを抑え、また、光学センサー６１のトナー付着量を検知する精度を低下させることなく、トナー濃度を調整することが可能になり、高品位の画像を得る。
図７に、超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す他の例のタイムチャートである。
ここでは、画像形成動作中のみ超音波発生動作をさせる。トナー飛散が最も発生するのは、現像装置１３における現像動作中、転写装置１４，３０における転写動作中、クリーニング装置７、１５における動作中であり、これらの画像形成関連の動作中に起こる。しかし、これらの画像形成動作中には、現像剤におけるトナー濃度の調整を行なわなければならないが、これらの動作中は機械振動も激しいことからトナー飛散が生じ、光学センサー６１の汚れが発生して、検知精度も低下する。したがって、防塵部６２と光学センサー６１、画像形成装置本体との接続性を低下させず、最もトナーが付着する可能性の高い画像作像中におけるトナーの付着を防止する。画像作像中とは、濃度調整や色ずれ補正時などの、感光体１１にトナー像が描かれる時も含まれる。接続性の低下について、例えば、防塵部と本体部がネジ等の締結部材で接続されている場合、締め付けトルクが減少してネジが外れ、防塵部６２と光学センサー６１、画像形成装置本体が分離してしまい、光学センサー６１の表面がトナーで汚れてしまう可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の画像形成装置が備える光学センサーの構成の一例を示す概略図である。
【図３】光学センサーの構成を示す概略図である。
【図４】超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す一例のタイムチャートである。
【図５】本発明の画像形成装置が備える光学センサーの構成の一例を示す概略図である。
【図６】超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す他の例のタイムチャートである。
【図７】超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す他の例のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２２】
１ 画像形成装置
１０ 画像形成ユニット
１１ 感光体
１２ 帯電ローラ
１３ 現像装置
１３ａ 現像ローラ
１４ １次転写ローラ
１５ クリーニング部材
１８ 露光装置
１９ トナーカートリッジ
２０ 給紙装置
２１ 搬送ローラ
２２ レジストローラ
２４ 排紙ローラ
３０ 中間転写装置
３１ 中間転写体
３２ ２次転写ローラ
３３ クリーニング装置
３５、３６、３７ 支持ローラ
４０ 定着装置
６１ 光学センサー
６１ａ 発光部
６１ｂ 受光部
６２ 防塵部
６３ 超音波振動発生装置
６４ トナー回収容器
６５ 集塵部材
Ｔ トナー
【技術分野】
【０００１】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の静電複写プロセスの画像形成装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを利用した画像形成部を有した従来の画像形成装置では、像担持体（感光体）や第２の像担持体（中間転写ベルト）上のトナー付着量を検知することにより、地汚れの検知やトナー濃度制御、色ずれ補正等を行っている。特に、２成分現像剤を用いる画像形成装置では、一定の像担持体表面電位を一定の現像バイアスで現像した基準パターン像のトナー付着量を読み取り、付着量が一定値となるようにトナー補給を行うことで、トナーを補給しつつ現像能力を一定に保持することによって安定した高品質の画像形成を実現している。
従って、トナー付着量の検知は画像形成装置における画質維持のための重要な要素とも言うことができる。然しながら、トナー付着量の検知センサーは、像担持体に接近した位置で、他のユニットに近接して設置されるから、トナーの飛散等により、検知センサーの検知面が汚れて、誤検知や検知不能になると言う不具合が生じていた。
【０００３】
このような不具合を解消する為に、特許文献１には、トナー付着量の検知センサーを像担持体に接近させる位置と離間する位置との間を円弧状の軌跡を描いて進退させるようにした構成が開示されており、離間した位置でセンサー面がクリーニング部材に摺接してセンサー面をクリーニングするようにしている。然しながら、トナー付着量の検知には、像担持体と検知センサーとの位置関係は厳密に管理される必要があり、検知センサーを移動すると、検知位置に戻った時におけるセンサーと像担持体表面との間の距離に微妙なずれが生じ、検知値精度が低下し形成される画像の画質も低下するという不具合が生じていた。このような不具合を解消する為に、位置精度を高める構成を採用することもできるが、構成の複雑化、コストアップを招く為、実用性が低い。
また、特許文献２には、光学センサーに対する汚れの付着を防止する防塵板と、上記防塵板に圧接して透明部の汚れを清掃する清掃部材と、少なくとも上記防塵板又は上記清掃部材の一方を移動させることにより上記防塵板の透明部の汚れを清掃させる移動手段とを有することを特徴とする画像形成装置、といった構成が開示されているが、この構成は、センサー面を直接清掃部材によって掃除するため、センサー面を傷つけてしまう恐れがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−２６００７７号公報
【特許文献２】特開平０８−０３００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、トナー付着量を検知する光学センサーが、像担持体近傍にあるために、トナー像から生ずるトナー飛散等により光学センサーの汚れ、検知不良が発生するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、トナー付着量を検知する光学センサーのトナー飛散等により光学センサーの汚れ、検知不良の発生を防止し、トナー濃度調整の精度を高め、高品位の画像を得ることができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置は、像担持体に形成した静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する画像形成装置において、前記画像形成装置は、トナー付着量を検知するために像担持体上に形成される基準パターンとなるトナー像のトナー付着量を検知する光学センサーを有し、かつ、その光学センサーを振動させる超音波振動発生装置を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記超音波振動発生装置は、光学センサーの動作中（発光動作と受光動作）以外に、超音波発生動作をさせることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記光学センサーが、発光部と受光部とを有し、かつ、前記発光部を防塵する防塵部を別体として備え、前記超音波振動発生装置が防塵部を振動させることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記超音波振動発生装置は、画像形成装置の動作中（電源がオンになっている状態）に常に超音波発生動作をさせることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記超音波振動発生装置は、画像形成動作中のみ超音波発生動作をさせることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記超音波振動発生装置は、圧電素子を備えることを特徴とする画像形成装置。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記超音波振動発生装置は、トナーの固有振動数と同じ振動数を持つ超音波を発生することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記光学センサーの近傍に、トナー回収容器を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナー回収容器は、浮遊トナーを集塵する集塵部材を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記集塵部材は、アース板金であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記集塵部材は、コロナチャージャであって、トナーと逆極性に帯電させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明の画像形成装置では、超音波振動発生装置で超音波を発生させることで、光学センサーにより、飛散トナーをセンシング面から除去、または、飛散トナーがセンシング面に付着することを防止することができる。また、これにより、トナー濃度検知の精度を高くして、高品位の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。まず、カラー画像を得る過程について説明する。本発明に係る実施の形態をまず構成、あとで作動を図により詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
図１に示すように、画像形成装置本体の内部において、矢印方向に無端移動する中間転写体３１を備え、その中間転写体３１の下部張架面に、４個の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋが配備されている。これら画像形成ユニットの番号に沿えたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、扱うトナーの色と対応させているもので、Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックを意味している。画像形成ユニットに備えられ、中間転写体３１とともに回転する感光体１１に対向して中間転写体３１の内側に１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋの転写ローラを沿えている。なお感光体１１Ｙから１Ｋは同間隔で配置され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ中間転写体３１との張架部の一部と接触する。
図１において、画像形成装置の動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう回転可能に支持された円筒状の感光体１１の周囲に、静電写真プロセスに従い帯電手段である帯電ローラ１２、現像装置１３、透明電極であるクリ−ニング部材７、光源となる露光装置１８等の作像部材や中間転写体３１を介して転写ローラ１４が配設されている。
感光体１１は、例えば直径３０〜１２０ｍｍ程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）を形成したものである。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を形成した感光体１１も採用可能である。またベルト状の感光体１１も採用できる。
【００１０】
露光装置１８は、各色毎の画像データ対応の光を、帯電ローラ１２で一様に帯電済みの各感光体１１の表面を走査し、静電潜像を形成する。露光装置はレーザ光とポリゴンミラーを用い、形成すべき画像データに応じて変調したビーム光によるレーザスキャン方式、又は発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子の方式を採用できる。
帯電手段としてローラ帯電方式のほかに、感光体１１に非接触のチャージ方式も採用できる。
本実施例の現像は、トナーとキャリヤからなるニ成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体１１に対しレーザビームにより各感光体１１の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体の帯電極性と同極性（マイナス極性）の所定の色のトナーで現像され、顕像となる反転現像がおこなわれる。現像装置１３の構成の詳細説明については省略する。複数のローラ１１、１２、１３により支持されて矢印方向に走行する、中間転写体３１が、感光体１１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの上部に設けられている。この中間転写体３１は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。また中間転写体３１の内周部には各感光体１１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋに対向させて１次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋが設けられている。
中間転写体３１の外周部には、ローラ１１に対向する位置にクリーニング装置３３が設けられている。このクリーニング装置３３は、中間転写体３１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。上記の中間転写体３１に関連する部材は、
さらに上記中間転写体３１の外周で、支持ローラ１３の近傍には、２次転写ローラ１６が設けてある。中間転写体３１と２次転写ローラ１６の間に記録媒体（以下用紙Ｐ）を通過させながら、２次転写ローラ１６にバイアスを印加することで中間転写体３１が担持するトナー画像が用紙Ｐに転写される。転写ローラ１６に印加される転写電流の極性は、トナーの極性と逆のプラス極性である。
【００１１】
画像形成装置の１下側には用紙を供給可能に収納した給紙装置２０が配備されており、確実に一枚だけが搬送ローラ２１によりレジストローラ２２に送られる。更に、転写ローラ１６を通過した用紙は記録体の搬送方向下流に備えられた定着装置４０まで搬送される。
加熱手段を有する定着装置４０はローラ内部にヒータを備えるタイプ、加熱されるベルトを走行させるベルト定着装置、また加熱の方式に誘導加熱を採用した定着装置などが採用できる。定着装置４０は、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、用紙の種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。定着後の用紙は、排紙ローラ２４により、画像形成装置１の上部に設けた排紙スタック部に排紙、スタックさせる。
未使用のトナーが収納された各色のトナーカートリッジ３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋが、着脱可能に増担持体上部の空間に収納される。図示しないモーノポンプやエアーポンプなどのトナー搬送手段により、各現像装置１３に必要に応じトナーを供給するようになっている。消耗の多いブラックトナー用のトナーカートリッジ３１Ｋを、特に大容量としておくことも可能である。
【００１２】
上記の構成においてフルカラー画像を形成する動作について説明する。
本実施の形態では画像形成装置の構成から中間転写体３１に担持させた画像を用紙に転写する場合は記録するべきデータが複数の頁になるケースでも、排紙スタック部上で頁が揃うように画像が用紙の下面に形成される。
画像形成装置１を稼動させると、中間転写体３１に接触している画像形成ユニット１０における感光体１１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋが回動する。まず、画像形成ユニット１０による画像形成から開始される。レーザとポリゴンミラー駆動の露光装置１８の作動により、イエロー用の画像データ対応の光が、帯電ローラ１２により一様帯電された感光体１１Ｙの表面に照射されて静電潜像が形成される。静電潜像は現像ローラ１３ａによりイエロートナーで現像され、可視像となり、１次転写ローラ１４Ｙの転写作用により感光体１１Ｙと同期して移動する中間転写体３１上に静電的に１次転写される。このような潜像形成、現像、１次転写動作が感光体１１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ側でもタイミングをとって順次同様に行われる。
この結果、中間転写体３１上には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が、順次重なり合ったフルカラートナー画像として担持され、中間転写体３１とともに矢印の方向に移動される。同時に給紙装置２０のなかの給紙カセットから、記録に使われる用紙Ｐがその供給のための給紙ローラ２１により繰り出され搬送される。用紙の先端がレジストローラ２２タイミングをとってレジストローラ２２が回転し、用紙を転写領域に搬送する。
【００１３】
中間転写体３１上のこのフルカラートナー画像は、中間転写体３１と同期して搬送される用紙Ｐの上面に、二次転写ローラ１６による転写作用を受けて転写される。二次転写ローラ１６に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性と逆のプラス極性である。二次転写はローラ１３にトナーと同極性のバイアスを印加して行う事も可能である。
その後、中間転写体３１の表面が、ベルトクリーニング装置３３によりクリーニングされる。また１次転写を終了した画像形成ユニットにおける感光体１１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの表面に残留するトナーは透明電極７から印加された逆極性のバイアスと光源６から透明電極を介して照射された光りを受けて電荷注入され注入電荷と逆極性のバイアスを印加された回収ブラシ２により、各感光体１１の表面から除去される。回収ブラシに回収されたトナーは作像終了後の一定のタイミングでブラシに回収時と逆のバイアスを印加することで感光体１１上に吐き出され、帯電ローラ１２を通過して現像装置１３に回収され再使用される。この時、帯電ローラ１２は感光体１１から離れている事が望ましい。
中間転写体３１に重ねられて担持されていたトナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置４０に向け移送される。用紙Ｐ上に重ねられていた各色のトナーが定着装置４０の熱による定着作用を受け、溶融、混色されて完全にカラー画像となる。制御手段で画像に応じて定着装置の使用する電力を最適に制御する場合もある。定着されたトナーも用紙上で完全に固着するまでは、搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり、乱れたりする事が有るので定着後の搬送にも注意が必要である。その後、排紙ローラ２４により排紙スタック部に、画像面が下向きとなって排紙される。排紙スタック部では後の頁の記録物が順次上に重ねられるようにスタックされるので、頁順が揃う。
【００１４】
図２は、本発明の画像形成装置が備える光学センサーの構成の一例を示す概略図である。
光学センサー６１は、防塵部６２が設けられており、像担持体の一例である中間転写体３１に作像されたパターン画像のトナー付着量を検知し、濃度制御や、色ずれ補正を行う（４連タンデム等のカラー画像機の場合）。光学センサー６１に対して、中間転写体３１を介して対向ローラ１２が配設されている。この対向ローラ１２は、光学センサー６１の動作中に、中間転写体３１の波打ち等による検知不良を防ぐためのものである。
トナー付着量を検知するために像担持体上に形成される基準パターンとしては、一定のトナー付着量が得られるべた画像又はトナー付着量が階段状になるグレースケールによるベタ画像を用いる。ここでは、一定のトナー付着量のベタ画像を用いた。検知用のベタ画像を現像する方法は、感光体１１を一様に帯電したあとに、一定の光量でべた画像潜像を露光形成し、所定の複数種の現像バイアス電圧で潜像を現像する方法と、感光体１１を一様に帯電したあとに、所定の複数種の光量でべた画像潜像を露光形成し、一定の現像バイアス電圧で、潜像を現像する方法とが知られている。
さらに、中間転写体３１に光学センサーの検知用ベタ画像は、感光体１１に現像されたベタ画像等を、一定の転写バイアスで転写することで、中間転写体３１上に一定のトナー付着量の検知用のベタ画像を得ることができる。
【００１５】
図３は、光学センサーの構成を示す概略図である。光学センサー６１は、図３に示すように、発光部として赤外光源（以下「ＬＥＤ」という。）と受光部としてフォト・ダイオード（以下「ＰＤ」という。）とが、所定の角度で、基台に配設されている。ＬＥＤから照射された光は、図示しないスリット、レンズ等を介し、中間転写体３１の上面に載置されたテスト用ベタ画像に集光される。テスト用ベタ画像上には測定領域が設けられており、測定領域は光学センサー６１と対向して設置されている。また、テスト用ベタ画像の測定領域における垂線と光学センサー６１の中心軸とが一致して構成されている。したがって、ＬＥＤからの入射角はθとなる。なお、トナー付着量検知用べた画像パッチ上における反射角θで反射する。なお、ＬＥＤの駆動回路や、ＰＤ３の信号処理回路の構成は、すなわち反射光量によりトナー付着量を検知する検出方法に関しては、公知であるため説明を省略する。
本発明の画像形成装置では、図２に示すように、この光学センサー６１に、光学センサー６１を振動させる超音波振動発生装置６３を設ける。光学センサー６１に超音波振動発生装置６３を取り付け、防塵部６２に付着したトナーを除去、または、トナーの付着を防ぐことができる。
この超音波振動発生装置６３は圧電素子、磁歪素子を用いて超音波振動を発生させるが、圧電素子が小型で、低価格で長期にわたって信頼性があり、好ましい。
また、超音波振動発生装置６３により光学センサー６１から除去されたトナーは、光学センサー６１の近傍に設けられているトナー回収容器６４により回収される。このトナー回収容器は、傾いている光学センサー６１から、超音波振動発生装置６３による振動で、次第に転がり来るのを受けるように設けられている。
【００１６】
このときに、圧電素子による超音波振動発生装置６３で、発生させる振動数は、トナーの固有振動数と同じ振動数を有する。固有振動数とは、物体に振動を加えたときに共振現象が生ずるその物体固有の振動数であり、トナーの固有振動数ｆは、トナーの粒径により決まり、式ｆ=Ｖ０１／２λ（λ：トナーの粒径、Ｖ０：音速）で表される。ここで、トナーの粒径を５μｍと、音速を３４０ｍ／ｓとすると、ｆ＝３．４×１０７Ｈｚとなる。
しかしながら、この固有振動数は、限定的に規定するものではない。したがって、温度や湿度の影響によって若干変化するため、その変化の範囲内の振動数も固有振動数に含まれる。また、トナーのような集合物は粒径分布を有するため固有振動数にも分布が存在するが、その分布の範囲内全てが固有振動数に含まれる。さらに、固有振動数と同様の共振現象が起こる固有振動数の整数倍の振動数も固有振動数に含める。さらにまた、僅かでも共振現象が起こり得る範囲内であれば、固有振動数に近似する振動数も固有振動数に含める。
トナーは集合物であり粒径分布を有しているため、トナーの固有振動数にも分布が存在する。このように固有振動数に分布が存在する場合、最も多くのトナーに影響を与えるであろう粒径分布の最頻値をトナーの固有振動数として設定することが好ましい。なお、粒径の小さなトナーは付着力が大きく残留し易いため、粒径の小さいトナーに合わせてトナーの固有振動数を設定してもよい。このようにして求めたトナーの固有振動数を、超音波振動発生装置６３により発生させる。
また、トナーが、再度、空気中に飛散しないようにするために、振動の振幅で表される強度が小さいことが好ましい。トナーを、トナー回収容器から遊離して飛散させることなく、短時間に転がらせてトナー回収容器に回収することができる。
【００１７】
また、このトナー回収容器は、集塵部材６５を設ける。この集塵部材６５は、図２に示すように、金属製であって、アースに接地してある板状部材である。したがって、光学センサー６１から転がり落ちてトナー回収容器に回収されたトナーが、この集塵部材６５に接触すると、トナー表面の電荷が消失する。このために、トナー回収容器に先に回収されたトナーの電荷で、次に回収されるトナーの回収を阻害することがない。
また、この集塵部材６５は、コロナチャージャである。このコロナチャージャで、トナーを電気的に引きつける部材で構成される。コロナチャージャで、トナーと逆極性に帯電させて、よりよく効率的に集塵する。
【００１８】
図４は、超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す一例のタイムチャートである。図４に示すように、超音波振動発生装置６３は、光学センサー６１の動作中（発光動作と受光動作）以外に、超音波発生動作をさせて、光学センサー６１動作中は超音波振動を与えないようにする。光学センサー６１を動作させて、テスト用ベタ画像のトナー付着量を検知するのは、画像形成動作中で常に行う必要はない。多くの場合は、画像形成動作の最初に行ってトナー濃度を調整して画像形成動作を開始する、または、画像形成動作の中断中に行ってトナー濃度を調整しておき、画像形成動作を開始する。このときに、テスト用ベタ画像の現像は１回行うことで、トナー付着量を検知することができるので、飛散するトナー量は非常に少ない。さらに、テスト用ベタ画像の大きさは、数ｃｍ四方の大きさで、画像全体の面積に比べて非常に小さく、同様に、飛散するトナー量は非常に少ない。したがって、光学センサー６１の動作中に超音波発生動作をさせなくとも、超音波振動発生装置６３を飛散したトナーで汚すことはない。このため、光学センサー６１動作中は超音波振動を与えないようにすることで、検知不良の発生を防止してトナー濃度検知の精度を高め、高品位な画像形成を行うことができる。
【００１９】
図５は、本発明の画像形成装置が備える光学センサー６１の構成の一例を示す概略図である。
本発明の画像形成装置では、前記光学センサー６１が、発光部と受光部とを有し、かつ、前記発光部を防塵する防塵部を備え、前記超音波振動発生装置６３が防塵部６２を振動させる。
ここでは、発光部６１ａとしてＬＥＤと受光部６１ｂとしてＰＤとからなる発受光部６１ａ、６１ｂと、その周囲に防塵部６２を別体として設ける。さらに、超音波振動発生装置６３を防塵部６２に載置する。防塵部６２を別体として設けることで、超音波振動発生装置６３による振動が、発受光部６１ａ、６１ｂに伝わるのを抑える。別体として設けるとは、必ずしも、指示する部分まで別にするのではなく、主要な大部分を別体にすることで、これらをネジ、接着剤等で一体化させることまで除外するものではない。
【００２０】
図６に、超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す他の例のタイムチャートである。
ここでは、画像形成装置本体に電源を入れてＯＮしたときに、同時に、超音波振動発生装置６３をＯＮして振動を発生させる。画像形成装置本体に電源を入れると、画像形成動作を開始しなくとも、トナー濃度調整のために現像装置１３の混合スクリュー、レーザ光の強度、位置調整のためにポリゴンミラー、定着装置４０の定着ローラ等の温度の均一化等のために何れかの装置、部材が動作を開始することがあり、このために、機械振動が発生し、画像形成装置１内に飛散したトナーが再度、浮遊して飛散し、光学センサー６１に付着して汚すことがある。このまま、画像形成動作を開始すると、トナー濃度調整の精度が低下して、高品位の画像を得ることができない。そこで、画像形成装置１本体に電源を入れてＯＮしたときに、同時に、常時超音波振動を光学センサー６１の防塵部に加わることにより、光学センサー６１に浮遊トナーが付着することを抑え、また、光学センサー６１のトナー付着量を検知する精度を低下させることなく、トナー濃度を調整することが可能になり、高品位の画像を得る。
図７に、超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す他の例のタイムチャートである。
ここでは、画像形成動作中のみ超音波発生動作をさせる。トナー飛散が最も発生するのは、現像装置１３における現像動作中、転写装置１４，３０における転写動作中、クリーニング装置７、１５における動作中であり、これらの画像形成関連の動作中に起こる。しかし、これらの画像形成動作中には、現像剤におけるトナー濃度の調整を行なわなければならないが、これらの動作中は機械振動も激しいことからトナー飛散が生じ、光学センサー６１の汚れが発生して、検知精度も低下する。したがって、防塵部６２と光学センサー６１、画像形成装置本体との接続性を低下させず、最もトナーが付着する可能性の高い画像作像中におけるトナーの付着を防止する。画像作像中とは、濃度調整や色ずれ補正時などの、感光体１１にトナー像が描かれる時も含まれる。接続性の低下について、例えば、防塵部と本体部がネジ等の締結部材で接続されている場合、締め付けトルクが減少してネジが外れ、防塵部６２と光学センサー６１、画像形成装置本体が分離してしまい、光学センサー６１の表面がトナーで汚れてしまう可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の画像形成装置が備える光学センサーの構成の一例を示す概略図である。
【図３】光学センサーの構成を示す概略図である。
【図４】超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す一例のタイムチャートである。
【図５】本発明の画像形成装置が備える光学センサーの構成の一例を示す概略図である。
【図６】超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す他の例のタイムチャートである。
【図７】超音波振動発生装置の超音波発生動作を示す他の例のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２２】
１ 画像形成装置
１０ 画像形成ユニット
１１ 感光体
１２ 帯電ローラ
１３ 現像装置
１３ａ 現像ローラ
１４ １次転写ローラ
１５ クリーニング部材
１８ 露光装置
１９ トナーカートリッジ
２０ 給紙装置
２１ 搬送ローラ
２２ レジストローラ
２４ 排紙ローラ
３０ 中間転写装置
３１ 中間転写体
３２ ２次転写ローラ
３３ クリーニング装置
３５、３６、３７ 支持ローラ
４０ 定着装置
６１ 光学センサー
６１ａ 発光部
６１ｂ 受光部
６２ 防塵部
６３ 超音波振動発生装置
６４ トナー回収容器
６５ 集塵部材
Ｔ トナー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成した静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する画像形成装置において、
前記画像形成装置は、トナー付着量を検知するために像担持体上に形成される基準パターンとなるトナー像のトナー付着量を検知する光学センサーを有し、かつ、
前記光学センサーを振動させる超音波振動発生装置を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項1に記載の画像形成装置において、
前記超音波振動発生装置は、光学センサーの動作中（発光動作と受光動作）以外に、超音波発生動作をさせる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項1に記載の画像形成装置において、
前記光学センサーを防塵する防塵部を別体として備え、
前記超音波振動発生装置が防塵部を振動させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記超音波振動発生装置は、画像形成装置の動作中（電源がオンになっている状態）に常に超音波発生動作をさせる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記超音波振動発生装置は、画像形成動作中のみ超音波発生動作をさせる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項1ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記超音波振動発生装置は、圧電素子を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項1ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記超音波振動発生装置は、トナーの固有振動数と同じ振動数を持つ超音波を発生する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項1ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記光学センサーの近傍に、トナー回収容器を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記トナー回収容器は、浮遊トナーを集塵する集塵部材を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記集塵部材は、金属製であって、アースに接地してある板状部材である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記集塵部材は、コロナチャージャであって、トナーと逆極性に帯電させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
像担持体に形成した静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する画像形成装置において、
前記画像形成装置は、トナー付着量を検知するために像担持体上に形成される基準パターンとなるトナー像のトナー付着量を検知する光学センサーを有し、かつ、
前記光学センサーを振動させる超音波振動発生装置を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項1に記載の画像形成装置において、
前記超音波振動発生装置は、光学センサーの動作中（発光動作と受光動作）以外に、超音波発生動作をさせる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項1に記載の画像形成装置において、
前記光学センサーを防塵する防塵部を別体として備え、
前記超音波振動発生装置が防塵部を振動させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記超音波振動発生装置は、画像形成装置の動作中（電源がオンになっている状態）に常に超音波発生動作をさせる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記超音波振動発生装置は、画像形成動作中のみ超音波発生動作をさせる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項1ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記超音波振動発生装置は、圧電素子を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項1ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記超音波振動発生装置は、トナーの固有振動数と同じ振動数を持つ超音波を発生する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項1ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記光学センサーの近傍に、トナー回収容器を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記トナー回収容器は、浮遊トナーを集塵する集塵部材を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記集塵部材は、金属製であって、アースに接地してある板状部材である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記集塵部材は、コロナチャージャであって、トナーと逆極性に帯電させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１９２９１２（Ｐ２００９−１９２９１２Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３４６０３（Ｐ２００８−３４６０３）
【出願日】平成２０年２月１５日（２００８．２．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１５日（２００８．２．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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