(57)【要約】 【課題】退避機構やクリーニング手段、送風手段を設けることなく省スペース・低コストで光学センサの汚れを防止すること。【解決手段】移動する像坦持体（106）表面のトナー画像情報を検知する光学式検知手段（200）を有する画像形成装置(100)において、前記検知手段（200）の前記像坦持体（106）の移動方向上流側にその端部が前記像坦持体に近接するように配置した整流板（201）を備え、前記整流板（201）は前記像坦持体（106）の移動方向に従って前記像担持体（106）に近づく方向の斜面（201a）が形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2017021172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する像坦持体（106）表面のトナー画像情報を検知する光学式検知手段（200）を有する画像形成装置(100)において、
前記検知手段（200）の前記像坦持体（106）の移動方向上流側にその端部が前記像坦持体に近接するように配置した整流板（201）を備え、
前記整流板（201）は前記像坦持体（106）の移動方向に従って前記像担持体（106）に近づく方向の斜面（201a）が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検知手段(200)と前記像担持体(106)の距離をaとし、前記整流板斜面（201a）と前記像担持体(106)の移動方向とのなす角度をθとしたとき、
30゜≦θ≦60゜の範囲においては前記像担持体と最小距離になる整流板先端との距離はa以下、60<θ≦75゜の範囲においては前記像担持体と前記整流板との距離は0。5×a以下、
先端前記像担持体と前記整流板の他端である整流板終端との距離は7。5×a以上、前記検知手段の前記整流板側側面との最小距離は2×a以上3×a以下、
前記整流板斜面（201a）長さは4。5×a以上、
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】
前記整流板終端と前記検知手段の前記整流板側側面に渡る天板（201b）を設けた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４】
前記検知手段(200)と前記像担持体(106)の距離をaとし、前記整流板斜面（201a）と前記像担持体(106)の移動方向とのなす角度をθとしたとき、
30゜≦θ≦75゜の範囲においては前記像担持体と最小距離になる整流板先端との距離はa以下、 
先端前記像担持体と前記整流板の他端である整流板終端との距離は7。5×a以上、前記検知手段の前記整流板側側面との最小距離は2×a以上4×a以下、
前記整流板斜面（201a）長さは4。5×a以上、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、像担持体である感光体上の各色のトナー像を中間転写ベルト上に一旦転写し、その後、中間転写ベルト上の複数色のトナー像を記録材に一括転写する方式を採用したカラー画像形成装置がよく知られている。
【０００３】
このようなカラー画像形成装置には、色レジスト補正手段が備えられ、感光体へのトナー像の形成、そのトナー像の中間転写ベルトへの転写により、中間転写ベルト上に色レジスト検知用の基準画像として各色のトナーによるレジストマーク（トナーマーク）を形成し、中間転写ベルトの最終色のブラック画像形成部の下流側に設置した光学センサでレジストマークを検出して、感光体への画像の書き出し位置を補正等するなどの、色レジスト補正が行われている。
【０００４】
中間転写ベルト上のトナーは静電的に吸着しているが、ごく一部は吸着力が弱く近接して配置されている光学センサ面に静電的に転移し付着する。経時的に付着量が増加すると光学信号が変化し誤検知が発生する。そして色レジスト補正が正しく行なわれず色ずれが発生し画像品質が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、光学センサの汚れを防止するために様々な提案がなされている。特許文献１においては、レジストマークを測定していないときは光学センサが上方に退避する。また特許文献２においては、光学センサが退避するときクリーニング部材に接触させてセンサ面の汚れを払拭する。また特許文献３においては、光学センサを送風手段と連結したダクト内に設けてエアフローで汚れを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2002-6568号公報
【特許文献２】特開昭64-50079号公報
【特許文献３】特開2001-282061号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来技術では以下のような問題点があった。光学センサを退避させるにはこれを駆動する機構が必要なのでコストが上昇する。またスペース確保のために装置が大型化する。そしてクリーニング部材は一定期間ごとに交換しないとその能力を保持できないのでランニングコストが上昇する。また特許文献３も送風手段が必要なのでコストが上昇し装置が大型化する。
【０００８】
従って本発明の目的は、退避機構やクリーニング手段、送風手段を設けることなく省スペース・低コストで光学センサの汚れを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、
移動する像坦持体（106）表面のトナー画像情報を検知する光学式検知手段（200）を有する画像形成装置(100)において、
前記検知手段（200）の前記像坦持体（106）の移動方向上流側にその端部が前記像坦持体に近接するように配置した整流板（201）を備え、
前記整流板（201）は前記像坦持体（106）の移動方向に従って前記像担持体（106）に近づく方向の斜面（201a）が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置によれば、光学センサの中間転写ベルト搬送方向上流側に整流板を配置することで、ベルト搬送による走行風を利用してベルト面に斜めに吹き付けるエアフローを発生する。これによってベルト面より静電的に離脱してセンサに向かうトナーをベルト面側に押しやり、センサ汚れを防止する。本構成では光学センサを退避させる機構やクリーニング手段、送風手段が不要で、省スペース・低コストでセンサ汚れが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の断面図
【図２】本発明の実施例1に係る拡大概略図
【図３】従来の流体シミュレーション結果を示す図
【図４】本発明の実施例1の流体シミュレーション結果を示す図
【図５】本発明の実施例１に係る整流板の形状寸法記号を示す図
【図６】本発明の実施例1の流体シミュレーション結果を示す一覧表
【図７】本発明の実施例2に係る拡大概略図
【図８】本発明の実施例2の流体シミュレーション結果を示す図
【図９】同条件の実施例1の流体シミュレーション結果を示す図
【図１０】本発明の実施例2の流体シミュレーション結果を示す一覧表
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。   
【００１３】
［実施例１］
本発明の画像形成装置100の構造及び動作について説明する。図１は画像形成装置100の概略断面を説明する図である。同図に示す通り、画像形成装置100は、光学処理機構、定着処理機構、給紙処理機構、搬送処理機構などから構成される。
【００１４】
光学処理機構として、レーザスキャナ部107では、不図示のコントローラから供給されたイメージデータに応じて半導体レーザ108から発射されたレーザ光は反射ミラー109を介して感光ドラム105に導かれ、感光ドラム105上を露光する。
【００１５】
一方、一次帯電器111により帯電され、レーザ光による露光によって感光ドラム105上に形成された静電潜像は現像器112により供給されるトナーによってトナー像に顕像化される。そして、感光ドラム105上の顕像されたトナー像は、トナー像とは逆特性の電圧を印加された中間転写ベルト106上に転写（１次転写）される。カラー画像形成時には、Y（イエロー）ステーション120、M（マゼンタ）ステーション121、C（シアン）ステーション122、K（ブラック）ステーション123からそれぞれの色を中間転写ベルト106上に順次形成し、その結果フルカラー可視像を中間転写ベルト106上に形成する。
【００１６】
次に、給紙処理機構である収納庫113から給送したシート110を搬送し、転写ローラ114にてシート110を中間転写ベルト106に圧接すると同時に、転写ローラ114にトナーと逆特性のバイアスを印加することで、中間転写ベルト106上に形成された可視像がシート110に転写される（２次転写）。
【００１７】
定着処理機構は、シート110に転写されたトナー像を熱圧によって定着させるための定着器150(160)を有している。シート110は搬送経路切り替えフラッパ132により搬送経路135へと誘導され、反転センサ137によってシート110の位置検出がなされた後、反転部136でスイッチバック動作することで、シート110の先行端が入れ替えられる。
【００１８】
その後、シート110は、再度転写ローラ114へと導かれ、中間転写ベルト106上に形成された可視像がシート110に再転写、定着処理機構の再定着処理を経て排出搬送路139へと導き画像形成装置100外部に排出される。
【００１９】
このような４ドラムフルカラー画像形成装置には、色レジスト補正手段が備えられ、感光ドラム105へのトナー像の形成、そのトナー像の中間転写ベルト106への転写により、ベルト106上に色レジスト検知用の基準画像として各色のトナーによるレジストマーク（トナーマーク）を形成し、図１に示すように、ベルト106の最終色のKステーション123の下流側に設置した光学センサー200でレジストマークを検出して、感光ドラム105への画像の書き出し位置を補正等するなどの、色レジスト補正が行われている。
【００２０】
図２は光学センサ200近傍の概略断面図である。光学センサ200と対向するようにベルト106を支持する回転自在なアイドルローラ202が配置される。これによって光学センサ200とベルト106の距離が精度よく規定され、センサの出力信号の安定化がなされる。光学センサ200のベルト106搬送方向上流側、Kステーション123との間には本願発明の特徴である整流板201が配置される。整流板201にはベルト搬送方向に従ってベルト面に近づく方向の斜面201aが形成されている。
【００２１】
このような整流板によってセンサ近傍の空気の流れ及びベルト表面のトナーの転移がどのようになるかを、流体シミュレーションを用いて解析した。尚、ベルト上から光学センサ面に向かう静電気力は、光学センサ面方向に上昇する空気流を生じさせるための圧力をベルト面に作用させることで代替した。
【００２２】
図３は整流板がないときの流体シミュレーションの結果である。図中の小さな矢印群はエアフローの方向を表す。また球状の軌跡はベルト上に配置したトナー粒子の軌跡を表す。 ベルト面には矢印Aで示された搬送方向に450mm/sの速度境界条件を付与した。トナー粒子は密度1。4g/cm、粒径を5μmとし、図の鉛直方向下側に重力を作用させた。光学センサ・ベルト間の距離は4mmとし、上記条件でトナー粒子がセンサ面まで上昇するのに必要な空気流を生じさせる圧力を作用させた。具体的にはベルト面の光学センサ入口部から搬送方向5mmの領域に0。2MPaの圧力境界条件を付与した。
【００２３】
以上のシミュレーションモデルを構築して整流板がない従来の構成において光学センサ面にトナーが転移する状態を再現した。図３（ａ）に示すようにベルト面近傍はベルトの走行の影響で矢印Aに従ったエアフローが形成される。そして光学センサ200の側壁に当たると逃げ場がなくなり大半の空気は上昇する。一方Kステーション123側壁近傍の空気はベルト面付近の搬送方向エアフローに引き込まれるように下降する。この結果、図中の矢印群で示すような渦を巻いたエアフローが形成される。
【００２４】
図３（ｂ）は図３（ａ）の光学センサ入口付近を拡大した図である。ベルト搬送方向の速度境界条件とベルト面に付与した圧力境界条件によって搬送方向斜め上のエアフローが発生しこれに応じてトナー粒子の軌跡が上昇しセンサ面に達している。
【００２５】
この時のベルト面からの粒子到達高さを「10」とする。以降の流体シミュレーションは同条件で行ない上記粒子高さをセンサ汚れの指標とする。
【００２６】
図４は整流板201を配置した時の流体シミュレーションの結果である。整流板を配置したことにより光学センサ200との間の空間に下降するエアフローが形成されているのがわかる。これは整流板201近傍の空気がベルト面付近の搬送方向のエアフローに引き込まれることによって発生する。
【００２７】
図４（ｂ）は光学センサ入口付近を拡大した図である。下降するエアフローが加担した結果、整流板のない図３（ｂ）に対し搬送方向斜め上のエアフローは緩やかになり前記粒子到達高さは「5。5」となり、センサ汚れ防止の効果が高いことが分かる。
【００２８】
次に、どのような整流板の形状・寸法がセンサ汚れ防止の効果があるかを検討する。図５にその代表的な寸法値の記号を示す。aはベルトと光学センサの距離、bはベルトと整流板先端の距離、cはベルトと整流板終端の距離、dは整流板と光学センサ側面により形成される開口幅、eは整流板の斜面の長さ、θは整流板の斜面の角度である。
【００２９】
図６（ａ）にそれぞれの寸法を変化させた時の流体シミュレーションによるセンサ汚れ防止の効果の結果を示す。表中「×」は上記粒子到達高さが「8」以上でセンサ面に粒子が達する確率が高いもの。「○」は同「5。5」以上「7。5」以下でセンサ面に粒子が達する確率が低いもの。「◎」は同「5」以下でセンサ面に粒子が達する確率がほぼ0のもの。というように分類した（尚、粒子到達高さは0。5刻みで計測している）。表を見ると整流板角度θは緩やかなほうが効果が高い。
【００３０】
ガイド先端高さbは小さいほうが効果が高い。ガイド終端高さcは高いほうが効果が高い。開口幅dは2×a〜3×aの範囲が効果が高い、という傾向がある。センサ汚れ防止効果が高い整流板形状は図６（ｂ）にて黒塗りした、「×」がある形状を除いた部分が推奨される。すなわち、光学センサとベルト間距離をaとしたとき、整流板角度が30゜≦θ≦60゜の範囲でガイド先端高さb≦a。 60<θ≦75゜の範囲でb≦0。5×a。ガイド終端高さc≧7。5×a。開口幅2×a≦d≦3×a。整流板斜面長さe≦4。5×a（整流板角度が30゜の時の計算条件）。
【００３１】
［実施例２］
図７は実施例1の図２に対応した光学センサ200近傍の概略断面図である。実施例1に対し整流板201の終端部に天板201bが設けられ、光学センサ200側面とともに上下方向に略密閉空間を形成している。
【００３２】
図８は整流板に天板を配置した時の流体シミュレーションの結果である。また図9は天板を配置しない流体シミュレーションの結果である。図８（ａ）、図９（ａ）を見るとどちらも光学センサ200側面には上昇気流が発生し、整流板斜面201a近傍の下降気流とともに光学センサ側面と整流板の間で空気の渦が発生している。天板201bを配置した場合、配置しない場合に較べて上昇気流が少なく下降気流が多くなっている。
【００３３】
これは天板によって上部が遮られ空気の逃げ場が下方の整流板の開口部のみになっているためである。図８（ｂ）、図９（ｂ）にそれぞれの光学センサ入口付近の拡大図を示す。天板がある場合下降気流の領域が大きいためベルト面に付与した圧力境界条件による搬送方向斜め上へのエアフローが抑えられ粒子到達高さは「4」で評価「◎」の評価が得られている。これに対し天板のない場合（図９（ｂ））は下降気流の領域が小さく粒子到達高さは「7」で評価「○」である。
【００３４】
次に天板201bがある場合どのような整流板の形状・寸法がセンサ汚れ防止の効果があるかを検討する。図１０（ａ）にそれぞれの寸法を変化させた時の流体シミュレーションによるセンサ汚れ防止の効果の結果を示す。表を見ると全体の傾向は図６（ａ）に示す天板無しの場合と変わらないが、評価「◎」がある点や整流板角度θ=75゜の評価「○」の増加、開口幅d=4×aの評価「○」の増加があり、天板無しに較べてセンサ汚れ防止の効果が高いことが分かる。センサ汚れ防止効果が高い整流板形状は図１０（ｂ）にて黒塗りした、「×」がある形状を除いた部分が推奨される。
【００３５】
すなわち、光学センサとベルト間距離をaとしたとき、整流板角度が30゜≦θ≦75゜の範囲でガイド先端高さb≦a。ガイド終端高さc≧7。5×a。開口幅2×a≦d≦4×a。整流板斜面長さe≦4。5×a（整流板角度が30゜の時の計算条件）。
【符号の説明】
【００３６】
100  画像形成装置、107  レーザスキャナ部、108  半導体レーザ、109  反射ミラー、105  感光ドラム
【図１】
2017021172.tif 000003
【図２】
2017021172.tif 000004
【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】
2017021172.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017021172.tif 000011
【図１０】
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