(57)【要約】【課題】  センサーの検知面を開閉するシャッターを開閉するためにシャッターに駆動力を伝達する駆動伝達部をセンサー検知面の長手方向に移動させる構成において、シャッターの移動量を小さくする【解決手段】  駆動伝達部の像担持体の回転軸線方向への移動をシャッターが回転軸線方向と直交する方向への移動するように移動方向を変換する変換機構を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の回転軸線方向に並べて配置されている光出射部と光入射部とを有し、像担持体に形成されたトナー像に前記光出射部から出射した光を照射し、前記光入射部に入射したトナー像からの反射光を用いてトナー像を検知する検知部材と、前記光出射部と前記光入射部とを開閉するためのシャッターと、前記回転軸線方向において前記像担持体の端部側に配置され、前記シャッターの開閉動作のための駆動力を与える駆動部と、前記回転軸線方向に移動することで前記駆動部からの駆動力をシャッターに伝達するための駆動伝達部と、前記検知手段により検知された検知結果に基づいて前記トナー像形成手段の条件を調整する調整手段と、を有する画像形成装置において、
前記駆動伝達部の前記回転軸線方向への移動を前記シャッターが前記回転軸線方向と直交する方向へ移動するように移動方向を変換する変換機構を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動部は、ソレノイド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。
【請求項３】
前記変換機構は、前記シャッターが取り付けられ、前記駆動伝達部から駆動力が伝達される被駆動伝達部を有し、少なくとも被駆動伝達部と駆動伝達部の一方には傾斜部が設けられ、他方は前記傾斜部と接触する接触部が設けられており、前記駆動伝達部が前記回転軸線方向に移動することで前記接触部が前記傾斜部を押圧し、被駆動伝達部を前記回転軸線方向と直交する方向に移動させる機構であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記傾斜部の傾斜角度は４５°であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記シャッターは前記検知部材を収容する筐体の内面に摺動しながら移動し、前記シャッターの表面粗さは前記筐体の内面の表面粗さよりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか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、像担持体上に形成されたトナー像を検知するトナー像検知装置に関するものであり、例えば、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機及びレーザービームプリンタなどの画像形成装置に適用されるトナー像検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体ドラムなどの像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化している。そして、像担持体上に形成されたトナー像を検知する検知部材を設け、検知結果に基づいてトナー像を形成する条件を調整する構成が用いられている。検知部材の具体例として、一対の投受光部（光出射部と反射光の光入射部）からなる光学式センサーを用いて受光レベルを光電変換するものである。このような構成においては、光学式センサーの光出射面と光入射面にトナーが付着することを防護して受光検知レベルを一定に保つことが必要である。そのために、センサー表面を開閉するシャッター機構が用いられる。
【０００３】
シャッター機構としては、特許文献１のようにシャッターの移動方向を、光出射部と光入射部とが並べてある方向、即ちセンサーの長手方向とする構成がある。また、特許文献２のようにセンサー面と直交する軸線と中心として円盤状のシャッターを回転させることでセンサー面の露出と遮蔽とを行う構成が挙げられる。
【０００４】
特許文献２のようにシャッターを回転させる構成では、シャッターへの駆動機構が複雑となるため、簡易にシャッターの開閉を行うためには、シャッターを一方向に沿って移動させる構成が好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７５１１７
【特許文献２】特開２００６−２７６２４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
センサーの光出射部と光入射部との配置関係について説明する。センサーの光出射部と光入射部とを、像担持体の移動方向に沿って配置する構成にすると、検知精度を上げるために、トナー像の移動方向の長さを長くする必要があり、その結果、トナーの消費量が多くなる。そのため、センサーの光出射部と光入射部とは、移動方向と直交する方向に配置する構成が望ましい。
【０００７】
そのような構成において、スペースの制約上、シャッターの駆動源を像担持体の移動方向と直交する方向において像担持体の端部側に設けることにある。その結果、特許文献１に記載されているようにシャッターの移動方向は像担持体の移動方向と直交する方向に移動させる構成が簡易となる。
【０００８】
しかし、光出射部と光入射部とが並んでいる方向、即ち、像担持体の移動方向と直交する方向に移動させる構成になると、シャッターの移動量が大きくなる。その結果、シャッターの開閉動作に要する時間が大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明は、回転可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の回転軸線方向に並べて配置されている光出射部と光入射部とを有し、像担持体に形成されたトナー像に前記光出射部から出射した光を照射し、前記光入射部に入射したトナー像からの反射光を用いてトナー像を検知する検知部材と、前記光出射部と前記光入射部とを開閉するためのシャッターと、前記回転軸線方向において前記像担持体の端部側に配置され、前記シャッターの開閉動作のための駆動力を与える駆動部と、前記回転軸線方向に移動することで前記駆動部からの駆動力をシャッターに伝達するための駆動伝達部と、前記検知手段により検知された検知結果に基づいて前記トナー像形成手段の条件を調整する調整手段と、を有する画像形成装置において、前記駆動伝達部の前記回転軸線方向への移動を前記シャッターが前記回転軸線方向と直交する方向への移動するように移動方向を変換する変換機構を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、検知部材の光出射部と光入射部とが像担持体の移動方向と直交する方向に並べて配置され、駆動源が像担持体の端部側に配置されている構成であっても、駆動源の小さい移動量でシャッターの開閉を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例の構成を説明する模式的斜視図
【図２】本発明の実施例の構成を説明する模式的断面図
【図３】本発明の実施例のシャッター構成を説明する模式的斜視図１
【図４】本発明の実施例のシャッター構成を説明する模式的斜視図２
【図５】本発明の実施例のシャッター構成を説明する模式的斜視図３
【図６】本発明の実施例のシャッター構成を説明する模式的斜視図４
【図７】本発明の実施例のシャッターフィルムを説明する模式的斜視図
【図８】本発明の実施例のシャッターフィルムを説明する模式的断面図
【図９】本発明の実施例に使用する濃度センサーの模式的斜視図
【図１０】本発明の実施例に使用するシャッター駆動源の模式的斜視図
【図１１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要部の模式的断面図
【図１２】本発明の実施形態に係る現像器を除くプロセスユニットの模式的斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔実施例〕
以下に、本発明の実施の形態を説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置について、図１１〜図１３を用いて説明する。図１１は本発明の実施の形態に係る画像形成部の模式的断面図であり、図１２は感光ドラムと濃度センサーの模式的斜視図である。
【００１４】
図１１に示すように、フルカラー画像形成装置では、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＢｋのそれぞれのトナーを用いてそれぞれ画像を形成する画像形成部を有する構成である。本実施例では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各画像形成部はトナーの色以外は同様の構成である。
【００１５】
図１１を参照して、画像形成装置全体の動作を説明する。
【００１６】
まず、画像形成部の説明として、画像形成部ＰＹを代表として説明する。像担持体である感光ドラム１１０Ｙは回転可能に設けられている。
【００１７】
回転している感光ドラム１１０Ｙの表面を一次帯電器２１Ｙが一様に帯電する。その後一様に帯電された表面上を、例えばレーザーのような露光装置２２Ｙが情報信号に応じて露光することで、感光ドラム１１０Ｙ上に静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、現像装置１０１Ｙによってトナー像として感光ドラム１１０Ｙ上に可視像化される。本実施例では、トナーとキャリアを用いる二成分現像方式を採用する。なお、本実施例では、静電潜像形成部と現像装置とがトナー像形成手段である。
【００１８】
次に、その可視像を、一次転写帯電器２３Ｙによって中間転写ベルト２４に転写する。
【００１９】
このような工程が、それぞれの画像形成部で行われ、中間転写ベルト２４上には、カラー画像が形成される。
【００２０】
中間転写ベルト２４に形成されたトナー像は、二次転写部２９まで搬送され、二次転写部２９において用紙搬送路２８上を搬送されてきた記録材２７に二次転写される。トナー画像が形成された記録材２７は、さらに定着装置２５によって熱と圧により記録材上に定着される。
【００２１】
一方、それぞれの感光ドラム１１０上の転写残トナーはそれぞれのクリーニング装置２６により除去される。一方で、現像装置１０１で使用されるトナーはトナー補給槽２０から補給される。
【００２２】
本実施例では、感光ドラム１１０に予め設定されている条件で形成された検知用トナー像を形成し、センサーユニットとしての濃度センサー１０により検知用トナー像を検知するものである。本実施例では、検知用トナー像としてトナー濃度パッチを形成する。感光ドラム１１０上に形成されたトナー濃度パッチは、予め設定された静電潜像を現像装置により現像したものである。
【００２３】
そして、濃度センサー１０の検知結果に基づいて、濃度が所定の濃度になるように現像条件または静電潜像形成条件等の画像形成条件を調整する調整部（ＣＰＵ）を有するものである。本実施例では、濃度調整方法として、トナーをキャリアの配合を調整するものとする。
【００２４】
濃度センサー１０は、感光ドラム１１０の回転方向において現像部よりも下流側であって、一次転写部よりも上流側に配置されている。そして、感光ドラム母線方向（回転軸線方向）における配置は、略中央部に設けられている。
【００２５】
また、本実施例の濃度センサー１０は、光を検知用トナー像に向かって出射する光出射部とトナー像に光を照射して反射した反射光が入射する光入射部とを有する構成である。そして、光出射部と光入射部とは感光ドラム母線方向において、並べて配置されている構成である。その結果、濃度センサー１０の検知面の構成は、感光ドラム母線方向の長さが感光ドラム母線方向と直交する方向の長さよりも長い構成となっている。
【００２６】
本実施例におけるトナー濃度センサーの配置は、図１２に示す通り、感光ドラム母線方向（回転軸線方向）とセンサー長手方向が平行となるように配置され、より短い時間で高精度なトナー濃度検知を実現している。
【００２７】
次に、濃度センサーを内包するシャッター構成について、説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るセンサーユニット１０の模式図であり、図２はセンサーユニット１０の模式的断面を示す。
【００２９】
センサーユニット１０は、検知部材としての濃度センサー７を飛散トナーから防護するために筐体５、６及びシャッター２によって閉空間に収容されている。使用時にシャッター２を開けてセンサー面を露出させ、使用しないときにはシャッター２を閉じてセンサー面を飛散トナーから防護するようにシャッター２を開閉可能にするシャッター機構１を有している。
【００３０】
次に、図３〜７を参照して、シャッター機構１の動作について詳細に説明する。
【００３１】
まず、図３において７ａは光を出射する発光部（光出射部）であり、７ｂは、トナー像で反射した光が入射する受光部（光入射部）である。
【００３２】
駆動力をシャッターを伝達するための駆動伝達部としてのシャッターレバー４は、シャッターの開閉動作のための駆動力を与える駆動部としてもシャッター駆動源からの動力によってセンサー７の長手方向Ａに駆動する。本実施例では、シャッター駆動源はソレノイドを用いる。ソレノイドは、図１０に示すように、シャッターから離れた位置に設けられている。本実施例では、ソレノイドは、感光ドラム１１０の回転軸線方向において、感光ドラムの端部側のスペース、即ち、感光ドラム１１０の端部よりも外側のスペースに配置されている。
【００３３】
シャッター機構１は、シャッターレバー４の感光ドラム１１０の回転軸線方向への移動をシャッターが前記回転軸線方向と直交する方向への移動に変換する変換機構を有する。その構成要素として、シャッターレバー４の移動を、シャッターレバー４の移動方向と直交する方向への移動に変換する被駆動伝達部としてのシャッタースライダ３を有する。シャッタースライダ３はカム機構によってシャッターレバー４の動作方向を９０度変換し、シャッターレバー４の移動量と同量だけシャッターレバー４と直交する方向Ｂにスライドする（図４）。
【００３４】
その機構について、図５を用いて詳細に説明する。シャッターレバー４には円筒状の突起部１１、シャッタースライダ３には溝部１２が設けられている。この突起部１１は溝部を移動することなる。図４を参照すると、シャッターレバー４が移動すると、突起部１１が移動し、突起部１１と溝部の側面とが当接し押圧することで、突起部１１の移動に伴い、シャッタースライダ３が方向Ｂに移動を行う機構となっている。即ち、一方が傾斜部である溝部であり、他方が傾斜部と接触する接触部としての突起部の構成となる構成である。なお、本実施例では、突起部１１をシャッターレバー４に設ける構成、溝部をシャッタースライダ３に設ける構成であった、この関係が逆の構成であってもいい。もちろん、他の構成によりシャッターレバーの移動を方向Ｂの移動へと変更する構成であってもいい。具体的には、シャッタースライダには接触面が斜めになっている傾斜部を有し、シャッターレバー４には移動によりシャッタースライダ−３の接触面と接触する他の傾斜部を持たせる構成であってもいい。
【００３５】
カム機構は、動作方向を変換するときのこじり力を最小化するため、カム角度（傾斜角度）を４５°に設定しており、この角度に設定することでシャッターレバー４の駆動量とシャッタースライダ３の移動量が１：１となっている（図５）。
【００３６】
シャッター２は作動質量を減らすためにフィルムで形成されており、シャッタースライダ３に貼り付けられて（図６）シャッタースライダ３と共にスライドしてセンサー７表面を開放する（図３）。本実施例では、シャッターは開口部を有する構成となっている。フィルム状のシャッター２は、センサー７を覆う筐５、６の内面を円弧状に摺動することで、筐体５、６を含む全体構成の小型化を達成している。
【００３７】
シャッター２の摺擦抵抗を低減するためにはシャッター摺動部に凹凸処理である梨地加工があると良く、梨地加工は筐体構成５、６ではなくシャッター２表面にあることが望ましい。なぜなら、梨地加工が筐体にある場合は、フィルム動作軌跡上の屈曲部においてフィルム先端が梨地の凹凸部に引っかかる事を防ぐ必要があるからである。そのため、フィルム先端に曲げ加工して梨地凹凸部にフィルムを滑らかに突入させるか、あるいはフィルム先端がフィルム動作軌跡上の屈曲部に掛からないようにフィルム長を長くして、フィルムの円弧状動作においてフィルム先端が筐体梨地部に引っかからなくする事が必要となるからである。即ち、フィルムに凹凸処理を施し、筐体を滑らかにすること、即ち、フィルムの接触する表面粗さ（Ｒａ）を筐体の接触面の粗さ（Ｒａ）よりも大きくするで、フィルムと筐体間の接触面積を小さくすることができ、滑らかな動作を達成することができる。
【００３８】
また、シャッター２は、シャッター２を閉じた時のセンサー受光部の受光レベルを下げるため、シャッターフィルム内面にはセンサー光を乱反射させて光を拡散し、受光部へのセンサー光の到達を最小限にするために表面の光沢を下げるシボ加工することが望ましい。
【００３９】
次に、シャッターが閉じる時のフィルム動作について図７、８を用いて説明する。シャッター２はフィルムであるため、シャッター開口部においては開口部両端だけが筐体と摺動するために開口部両端しか接触圧を受けておらず、開口部中央が盛り上がって平面性を損なう現象が発生する（図７）。この状態のままシャッター２を閉じる動作を行うと、シャッター２が閉じる時にシャッター２の開口部後端が筐体端部に衝突してシャッター２が閉まりきらなくなることがある。シャッター２の開口部後端が筐体端部に衝突するのを防ぐため、筐体５はシャッターフィルムの盛り上がりを吸収する形状をしている（図８、＊印）。即ち、シャッターが開状態から閉状態に移行する際にシャッターの移動方向において、筐体の上流側から下流側に向かって、シャッターと筐体との間隔が狭くなるような傾斜部を筐体に設けている。
【００４０】
図９に光学式濃度センサーを示す。濃度センサーには発光部７ａと受光部７ｂがあり、形状的に長方形をしている。このセンサーの感光ドラムに対する配置については、先に述べた通りである。長方形をしたセンサーに対するシャッター動作を考察すると、シャッター動作をセンサー７の長手方向ではなく短手方向にして動作ストロークを小さくすると、シャッターオープン時間をより短くできて飛散トナーに対する防護機能を高めることができる。併せて、シャッターを長手方向に動作させる場合に比較してより小型・軽量化を実現できる。具体的なシャッターストロークは、センサー７の大きさがＷ＝１５ｍｍ、Ｈ＝５ｍｍであるため、センサー７を開放するために必要なシャッターのストロークは
・センサー長手方向への必要シャッターストローク＝１５ｍｍ以上
・センサー短手方向への必要シャッターストローク＝５ｍｍ以上
である。本実施例のシャッター２は、前述のようにセンサー７長手方向にあるシャッター駆動源動作方向Ａに対して、カム機構にてシャッター動作方向を９０度変換させて短手方向動作Ｂを実現している。
【００４１】
図１０を用いて、センサーユニット１０への駆動伝達について説明する。シャッター動作は開状態、閉状態の２ポジションであって稼動域の中間位置に制御する必要がないので、モーターによる回転駆動よりもソレノイドのような直線往復動作の方が駆動源として適している。
【００４２】
本実施例では、前述の通りセンサーユニット１０のセンサーレバー４の動作ストロークは５ｍｍであり、動作力は５０ｇｆを想定している。シャッターの動作力・動作ストロークが共に小さいため、小型のソレノイドを駆動源に採用して小型化と低コスト化を達成している。駆動源の配置としては、先ずソレノイド２０をプロセスユニットの空きスペースに配置し、ソレノイド２０のプランジャーとセンサーユニット１０のセンサーレバー４との間をワイヤー部材９でつなぎ、ソレノイドストロークをワイヤー部材９を介してセンサーレバー４の動作に１：１で伝達している。駆動源との伝達部材にワイヤーを用いることで、動力伝達部の省スペース化と低コスト化を実現するとともに、動力伝達効率の向上を図っている。
【００４３】
以上、本実施例によれば、シャッターの小型・軽量化及びシャッター作動質量とシャッター動作ストロークの削減を実現でき、駆動源の小型化と相まって少スペース化と低コスト化を達成できた。
【００４４】
また、シャッターストロークを小さく出来たことによって、シャッター開閉に要する時間を短くでき、結果としてセンサー表面へのトナー付着量を減少させている。なお、本実施例ではソレノイドを駆動源に採用しているが、もちろん、駆動源は本実施例の構成に限定するものではない。
【００４５】
本実施例では、センサーユニットは像担持体上のトナー像の濃度を検知する濃度センサーであったが、濃度センサーに限らず、各画像形成部で形成された画像の色ズレ量を検知するセンサーに対しても適用可能である。
【００４６】
また、本実施例では、感光ドラム上のトナー像を検知する構成であったが、中間転写ベルトに形成される画像を検知するセンサーに対して、本発明の構成を適用することで、上記の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術思想内であらゆる変形が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１００  トナー濃度センサー（組立体）
１０１  現像装置
２０  トナー補給槽
２１  一次帯電器
２２  発行素子
２３  転写帯電器
２４  記録材搬送ベルト
２５  定着装置
２６  転写残トナークリーニング装置
２７  記録材
１  シャッター機構
２  シャッター
３  シャッタースライダ
４  シャッターレバー
５  筐体（上）
６  筐体（下）
７  トナー濃度センサー（単体）
８  シャッターばね
９  駆動伝達ワイヤー
２０  ソレノイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011227244.tif 000011
【図１０】
2011227244.tif 000012
【図１１】
2011227244.tif 000013
【図１２】
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