JP2009139549A - 濃度検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透明窓１１ａにおける摺擦キズの形成速度やトナーの融着速度を低下させて、感光ドラム１に担持されたトナー像を、長期間に渡って安定して高性能に検知できる濃度検知センサユニットを提供する。
【解決手段】シャッター１７のシャッターカバー１６に沿った移動経路に１つのシャッター開状態停止位置と２つのシャッター閉状態停止位置とを設定する。通常のシャッター閉状態停止位置である（ｃ）のホームポジションからシャッター１７を（ｂ）のシャッター開状態停止位置へ往復移動させる過程では、清掃部材２５が透明窓１１ａを摺擦しない。通常の往復移動を１０００回行うごとにシャッター１７を（ａ）のクリーニング停止位置へ往復移動させる。このとき、清掃部材２５が透明窓１１ａを往復２回摺擦して付着したトナーを掻き落とす。
【選択図】図７

Description

本発明は、像担持体に担持されたトナー像を、シャッター付きの透明部材を介して光学的に検知する濃度検知装置に関し、詳しくは、透明部材のクリーニング制御に関する。

像担持体（感光体又は中間転写体）に担持された制御用トナー像を、透明部材を介して光学的に検知する検知手段を備えた画像形成装置が実用化されている。

光学的な検知手段は、像担持体等から飛散するトナーが透明部材に付着すると、透明部材を通じた検知光の入射や出射が妨げられて、トナー像の検知性能が低下する。このため、透明部材のトナー汚染を避けるための種々の方法が提案されている。

特許文献１には、記録材搬送ベルトに沿って現像色が異なる複数の感光ドラムを配置したタンデム型直接転写方式の画像形成装置が示される。ここでは、感光ドラムに担持させた制御用トナー像（カラーパッチ）を検知する正反射型の光学センサが示される。そして、光学センサの検知光を入射／出射させる透明窓に付着したトナーは、間欠的に透明窓を摺擦する不織布の清掃部材によって除去される。

特許文献２には、記録材搬送ベルトに沿って現像色がブラックの感光ドラムを配置した直接転写方式の画像形成装置が示される。ここでは、感光ドラムに対向配置した光学センサの透明窓に遮蔽部材（シャッター）を付設し、光学センサが制御用トナー像（パッチ画像）を検知しない期間は、遮蔽部材によって透明窓を遮蔽している。そして、遮蔽部材の透明窓に対向する面に除電ブラシを設けており、制御用トナー像を検知する際の遮蔽部材の往復移動に伴って除電ブラシが透明窓を摺擦して、透明窓に付着したトナーが掻き落とされる。

特許文献３には、感光ドラムに形成された制御用トナー像の濃度を検知して、トナー補給量を調整することにより、二成分現像剤のトナー濃度を一定に維持する画像形成装置が示される。

特開平５−１５８３１８号公報 特開平９−６２０３号公報 特開平９−１２７７５７号公報

像担持体等から飛散する粒子は、トナーだけではなく、現像剤に混入されてトナーよりも硬度の高い酸化チタン、アルミナと言った外添剤を含む場合がある。このような硬い外添剤が付着した除電ブラシや不織布で透明窓を頻繁に摺擦すると、透明窓に無数の重畳した摺擦キズが形成されて、トナー像の検知性能が低下することが判明した（図６参照）。

また、粒子径の小さなトナーや融点の低いトナーは、透明窓に融着し易く、トナーが融着した透明窓を、トナーが付着した除電ブラシや不織布で頻繁に摺擦すると、透明窓へのトナー融着が加速度的に進行して、トナー像の検知性能が低下することが判明した。

本発明は、透明窓における摺擦キズの形成速度やトナーの融着速度を低下させて、像担持体に担持されたトナー像を、長期間に渡って安定して高性能に検知できる濃度検知装置を提供することを目的としている。

本発明の濃度検知装置は、像担持体に担持されたトナー像を、透明部材を介して光学的に検知する検知手段と、前記像担持体と前記透明部材との間を一定の移動経路に沿って移動する遮蔽部材と、前記遮蔽部材を駆動して前記透明部材を遮蔽もしくは開放させる駆動手段と、前記遮蔽部材と一体に前記移動経路を移動して前記透明部材を摺擦する清掃部材とを備えたものである。そして、前記遮蔽部材が前記透明部材を遮蔽もしくは開放させる過程で前記清掃部材が前記透明部材を摺擦しない第１行程と、前記遮蔽部材の移動に伴って前記清掃部材が前記透明部材を摺擦する第２行程とを前記移動経路に設定し、前記駆動手段を制御して、前記検知手段による検知時には前記第１行程により前記遮蔽部材を移動させ、前記検知手段による検知よりも少ない頻度で前記第２行程による前記透明部材の清掃を行わせる制御手段を備える。

本発明の濃度検知装置では、トナー像の光学的な検知よりも少ない頻度で透明部材を摺擦するので、トナー像の光学的な検知のたびに透明部材を摺擦する場合よりも、透明部材の摺擦回数を減らせる。このため、清掃部材が透明部材を遮蔽するたびに増える摺擦キズやトナーの融着が抑制されて、透明部材における摺擦キズの形成速度やトナーの融着速度が低下する。

従って、検知手段が、像担持体に担持されたトナー像を、長期間に渡って安定して高性能に検知でき、透明部材の劣化に伴う画像形成装置の画像の品質低下やばらつきが抑制される。

以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、トナー像の光学的な検知の頻度よりも低い頻度で透明窓を清掃する限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、感光ドラムに担持させたトナー像を検知する光学センサのみならず、中間転写体に担持させたトナー像や記録材搬送体に担持させた記録材に担持させたトナー像を検知する光学センサでも実施できる。

また、第１行程、第２行程は、シャッターを往復移動させる行程には限定されず、片道移動させる行程であってもよい。

また、感光体に形成したトナー像を記録材へ転写する直接転写型の画像形成装置のみならず、中間転写体に沿って１個以上の感光ドラムを配置した中間転写型の画像形成装置でも実施できる。

本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１〜３に示される画像形成装置及び制御用トナー像を用いた制御の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。

説明中、特許請求の範囲で用いた構成名に括弧を付して示した参照記号は、発明の理解を助けるための例示であって、実施形態中の該当する部材等に構成を限定する趣旨のものではない。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。

図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、記録材搬送ベルト６に担持させた記録材Ｐに、感光ドラム１からトナー像を直接転写する直接転写型の画像形成装置である。

感光ドラム１を囲んで帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写部材５、クリーニング装置９、濃度検知センサユニット１０が配置される。

感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面にＯＰＣ（有機光半導体）感光層を形成されて回転自在に支持され、矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電装置２は、電源Ｄ３から負極性の直流電圧を印加されてコロナ放電を発生し、放電粒子を照射して感光ドラム１の表面を一様な負極性の電位に帯電させる。

露光装置３は、画像データを展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１の表面に静電像を書き込む。

現像装置４は、トナーに磁性キャリアを混合した二成分現像剤を、スクリュー４３、４４によって攪拌してトナーを負極性に帯電させる。帯電した現像剤は、固定磁極４２の周囲で感光ドラム１とカウンタ方向に回転する現像スリーブ４１に穂立ち状態で担持されて、感光ドラム１を摺擦する。

電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を現像スリーブ４１に印加して、現像スリーブ４１よりも相対的に正極性となった感光ドラム１の静電像へトナーを付着させて、静電像を反転現像する。

転写部材５は、感光ドラム１との間に記録材搬送ベルト６を挟持して、感光ドラム１と記録材搬送ベルト６に担持された記録材Ｐとの間に転写部Ｔ１を形成する。

電源Ｄ１は、正極性の直流電圧を転写部材５に印加して、負極性に帯電して感光ドラム１に担持された画像のトナー像を、記録材搬送ベルト６に担持されて転写部Ｔ１を通過する記録材Ｐへ転写させる。

記録材搬送ベルト６は、不図示の複数の回転体に掛け渡して支持されて矢印Ｒ２方向に回転する。

クリーニング装置９は、クリーニングブレードを感光ドラム１に摺擦して、転写部Ｔ１を通過して感光ドラム１の表面に残留した転写残トナーを除去する。

定着装置８は、トナー像を転写されて記録材搬送ベルト６から受け渡された記録材Ｐを加熱加圧して、記録材Ｐの表面にトナー像を定着させる。

濃度検知センサユニット１０は、感光ドラム１に担持された制御用トナー像（パッチ画像）に赤外光を照射して正反射光を検知する。

濃度検知センサユニット１０は、現像装置４と転写部Ｔ１との間に配置されることが望ましいが、現像装置４の周囲は飛散トナーが多いため、転写部Ｔ１とクリーニング装置９との間に配置した。転写部Ｔ１とクリーニング装置９との間に配置した別の理由は、現像装置４が大きいために、現像装置４と転写部Ｔ１との間では、濃度検知センサユニット１０を感光ドラム１に対向配置できないからである。クリーニング装置９は、現像装置４に比べて小型であるため、クリーニング装置９と転写部Ｔ１との間なら、濃度検知センサユニット１０を感光ドラム１に対向配置できるからである。

現像スリーブ４１の対向面で感光ドラム１に形成された制御用トナー像は、転写部材５に負極性の電圧を印加することにより、記録材搬送ベルト６に転写されることなく転写部Ｔ１を通過して濃度検知センサユニット１０の対向面へ到達する。

＜光学センサ＞
図２は感光ドラムを上方から見た濃度検知センサユニットの説明図、図３は感光ドラムを正面側から見た濃度検知センサユニットの説明図、図４は濃度検知センサの拡大図である。

図２に示すように、濃度検知センサユニット１０は、透明窓１１ａを設けた遮光性のケーシング１１の内部に発光素子１２と受光素子１８とが配置され、透明窓１１ａは、感光ドラム１の表面から約５ｍｍの距離に位置している。発光素子１２から射出された赤外光が感光ドラム１の表面で正反射して受光素子１８へ入射するように、発光素子１２と受光素子１８とが配置されている。

図３に示すように、濃度検知センサユニット１０は、画像形成装置１００の本体フレームの取り付け部１４に支持部１３をスライド式に嵌め込んで、着脱可能に取り付けられている。支持部１３には、ケーシング１１及びシャッターカバー１６が一体に固定されている。

濃度検知センサユニット１０は、感光ドラム１に担持された制御用トナー像１ｐからの正反射光に応じたアナログ電圧出力を制御部１１０に入力する。

制御部１１０は、露光装置３を制御して感光ドラム１に所定濃度階調（基準濃度）の制御用トナー像の静電像を書き込む。制御用トナー像の静電像は、現像装置４が帯電したトナーを付着させて制御用トナー像に現像される。

制御部１１０は、シャッター１７を開いて、透明窓１１ａを感光ドラム１に担持された制御用トナー像１ｐに直接対向させて、制御用トナー像１ｐの濃度を検知する。

制御部１１０は、発光素子１２から赤外光を射出させて制御用トナー像１ｐを照射し、制御用トナー像１ｐからの正反射光を受光素子１８に取り込ませ、受光素子１８の出力に応じて制御用トナー像１ｐの濃度を判定する。

制御部１１０は、測定した制御用トナー像の実濃度と露光した階調濃度との濃度差を相殺するように、供給スクリュー４５を制御して現像装置４にトナーを補給する。

図１に示すように、制御用トナー像の実濃度と露光した階調濃度との濃度差に応じて現像装置４の供給スクリュー４５を回転させて、トナーカートリッジ４６から現像装置４へのトナー補給量が調整される。これにより、現像装置４内を攪拌されて循環する二成分現像剤における非磁性トナーと磁性キャリアとの比率が一定に保たれ、現像剤のトナー濃度が一定に維持される。

カーボンブラックトナーなど光吸収が強いブラックトナーの場合にはトナー像自体からの反射光が得られない。このため、背景となる感光ドラム１の表面の正反射光が基準濃度の制御用トナー像によって減衰される割合を検知して、制御用トナー像の実濃度を評価している。ブラックトナーに対して濃度測定のＳ／Ｎを良くするために、濃度検知センサユニット１０は正反射型のものを採用している。

制御部１１０は、濃度検知センサユニット１０を制御して、感光ドラム１に形成した複数段階の濃度階調の制御用トナー像（パッチ画像）の濃度を検知する。そして、濃度検知結果に基いて、電源Ｄ３を制御して感光ドラム１の帯電電位を調整し、露光装置３を制御して露光強度を調整し、電源Ｄ４を制御して現像に用いる直流電圧を調整する。これにより、機械側の経時的な変化や温度湿度の変化による影響を相殺して画像濃度の再現性を確保している。

＜シャッター＞
図３に示すように、透明窓１１ａは、アクリル等の透明部材から成り、発光素子１２からの射出光は透明窓１１ａを通じて感光ドラム１上の制御用トナー像を照射し、感光ドラム１上の制御用トナー像の正反射光は、透明窓１１ａを通じて受光される。

従って、現像装置４やクリーニング装置９から飛散したトナーが透明窓１１ａの表面に付着すると、制御用トナー像の正常な検出が不可能となる。

そこで、第１実施形態では、透明窓１１ａと感光ドラム１の表面との間にシャッター１７を設け、制御用トナー像を検出する以外の期間は、透明窓１１ａを感光ドラム１から遮蔽して、透明窓１１ａのトナー付着による汚れを防ぐ。開口１７ａを設けたシャッター１７と開口１６ａを設けたシャッターカバー１６とを相対移動させて、透明窓１１ａを遮蔽／開放する。

図２に示すように、シャッターカバー１６は、透明窓１１ａと感光ドラム１との対向間隔に、ケーシング１１に対して位置関係を固定して配置され、透明窓１１ａに対応させた固定側の開口１６ａが形成されている。

シャッター１７は、透明窓１１ａとシャッターカバー１６との間隔に、感光ドラム１の軸方向にスライド可能に配置され、透明窓１１ａに対応させた移動側の開口１７ａが形成されている。

シャッターカバー１６の開口１６ａは、常に透明窓１１ａに対向した位置に固定され、シャッター１７の開口１７ａは、シャッター１７の移動により移動する。

駆動手段（２０）は、遮蔽部材（１７）を駆動して、一定の移動経路（１６）に沿って移動させる。

シャッターモータ２０は、シャッター１７を固定したラックギア１７ｇを駆動して、シャッター１７を感光ドラム１の軸方向にスライド移動させる。

シャッターモータ２０は、パルスモータを用いており、パルス数制御によってシャッター停止位置を制御される。移動側の開口１７ａが固定側の開口１６ａに重なり合う位置でシャッター１７を停止させることによって、透明窓１１ａは、感光ドラム１に担持された制御用トナー像１ｐに直接対向する。

図２は、制御用トナー像を検出するために、シャッターカバー１６の開口１６ａにシャッター１７の開口１７ａを重ね合わせてシャッター１７が停止したシャッター開放状態である。以下では、この状態をシャッター開状態と略称する。

制御部１１０は、制御用トナー像を検出しない期間は、シャッター１７を感光ドラム１の軸方向の奥側のホームポジションへ移動させて、シャッターカバー１６の開口１６ａをシャッター１７によって閉ざしている。以下では、この状態をシャッター閉状態と略称する。

シャッター１７が感光ドラム１の手前側へ移動して通常の停止位置であるホームポジションへ停止すると、遮光部１７ｃがシャッターカバー１６の開口１６ａに重なり合って、透明窓１１ａが感光ドラム１から遮蔽される。シャッター１７がホームポジションから往復移動して透明窓１１ａを開放して遮蔽する過程では、清掃部材２５が透明窓１１ａの表面を摺擦しない。

シャッター１７が感光ドラム１の奥側へ移動して清掃時の停止位置へ停止すると、遮光部１７ｂがシャッターカバー１６の開口１６ａに重なり合って、透明窓１１ａが感光ドラム１から遮蔽される。シャッター１７が第１行程の停止位置から第２行程の停止位置で反転して第１行程の停止位置まで移動して透明窓１１ａを開放して遮蔽する過程では、清掃部材２５が透明窓１１ａの表面を往復２回摺擦する。これにより、清掃部材２５が透明窓１１ａの表面に付着したトナーを掃き落とす。

従って、清掃部材（２５）は、遮蔽部材（１７）と一体に移動経路（１６）を移動して透明部材（１１ａ）を摺擦する。遮蔽部材（１７）を清掃部材（１７）とは反対側に往復移動させる第１行程では、遮蔽部材（１７）が透明部材（１１ａ）を開放して遮蔽する過程で清掃部材（２５）が透明部材（１１ａ）を摺擦しない。遮蔽部材（１７）を清掃部材（１７）側へ往復移動させる第２行程では、遮蔽部材（１７）の移動に伴って清掃部材（２５）が透明部材（１１ａ）を摺擦する。

図３に示すように、シャッターカバー１６は、感光ドラム１の軸方向に移動するシャッター１７を支持して感光ドラム１の軸方向に案内する移動空間を形成している。シャッターカバー１６は、ケーシング１１、透明窓１１ａ、シャッター１７、清掃部材２５の周囲を隙間無く覆って飛散トナーの進入を防ぐカバーの一部分を構成している。これにより、次回の清掃（第２行程）を待機している間に清掃部材（２５：図２）に飛散トナーがほとんど付着しない。

図４に示すように、透明窓１１ａに対向するシャッター１７の面に清掃部材２５が固定され、清掃部材２５は、シャッター１７の移動に伴って透明窓１１ａを摺擦して清掃する。

第１実施形態では、清掃部材２５として以下に示す導電性のブラシ部材を用いた。

トナー飛散量の多い画像形成条件下でシャッター１７を１００００回開閉動作させ、その間の透明窓１１ａの汚れ変化を濃度検知センサユニット１０の出力変化で評価する耐久試験を種々の清掃部材２５について実施した。そして、耐久試験後の透明窓１１ａ表面のトナー融着レベルと清掃部材２５へのトナー目詰まり状態とを、目視並びに顕微鏡により観察して、最良なブラシ材を選択した。

毛ブラシの抵抗 ：１×１０^６〜１×１０^８Ω
毛ブラシの長さ ：透明窓１１ａ表面に対して進入量２ｍｍ
毛ブラシの硬度 ：６デニール
毛ブラシの密度 ：１５０本／ｍｍ^２

このようにして選択された導電性のブラシを、シャッター１７の開口１７ａの縁の裏面に両面テープにて取り付けた。

＜比較例の制御＞
図５は比較例の制御におけるシャッター開状態及びシャッター閉状態の説明図、図６は外添剤の違いによる濃度検知センサユニットの出力の変化の説明図である。

図５は、図２において感光ドラム１に担持された制御用トナー像から濃度検知センサユニット１０を見たものであり、図２におけるシャッターカバー１６を除去した状態である。

比較例の制御では、図５の（ａ）に示すホームポジションのシャッター閉状態から図５の（ｂ）に示すシャッター開状態へシャッター１７が移動する片道行程で、清掃部材２５が毎回透明窓１１ａを摺擦する。また、図５の（ｂ）に示すシャッター開状態から図５の（ａ）に示すシャッター閉状態のホームポジションへシャッター１７が移動する片道行程でも清掃部材２５が透明窓１１ａを毎回摺擦する。

このような制御では、濃度検知センサユニット１０を用いて感光ドラム１に担持された制御用トナー像を検知するたびに、透明窓１１ａが往復２回、清掃部材２５によって摺擦される。

発明者は、シャッター１７の裏面に清掃部材２５を取り付けて、比較例の制御により透明窓１１ａを清掃しつつ遮蔽する形態を実験した。これにより、特許文献２に示されるように、清掃部材２５を取り付けると、清掃部材２５が無い場合に比べて大幅に透明部材１１ａのトナー汚れを改善でき、透明窓１１ａのメンテナンス間隔延長に有効であることが確認された。

しかし、清掃部材２５で透明窓１１ａを繰り返し摺擦することで、新たな問題が確認された。一つは、清掃能力が高い高密度の導電性ブラシや不織布のウェブ状清掃部材の場合、清掃部材２５のトナー目詰まりによって清掃能力が次第に低下することである。二つは、清掃面への圧力が高いブレード方式やスクレーパ方式の清掃部材の場合、透明窓１１ａの透明性が損なわれて検知信号レベルの低下やノイズレベルの上昇を生じ、正反射型センサとしての特性が損なわれることである。

そこで、発明者が耐久試験後の透明窓１１ａの表面を詳細に検討したところ、二成分現像剤に混入されている外添剤が透明窓１１ａの表面を削ることで表面状態を変化させ、そこにトナーが融着していくとの見地を得た。

図６に示すように、研磨性の高い酸化チタン、アルミナといった外添剤を用いた二成分現像剤の場合、透明窓１１ａへのトナーの融着が急速に進行して、濃度検知センサユニット１０の検知信号レベルが大きく低下した。センサ検出信号が変化すると、濃度検知センサユニット１０から照射された赤外光が感光ドラム１に担持された基準濃度の制御用トナー像で正反射された反射光量を正確に検知できなくなる。

また、清掃部材２５の目詰まりや透明窓１１ａの摺擦キズ及びトナー融着は、清掃部材２５による透明窓１１ａの清掃回数及び摺擦頻度に非常に相関がある。

そこで、第１実施形態では、シャッター１７の開閉動作に連動して透明窓１１ａの清掃を行う濃度検知センサユニット１０において、開閉回数を維持したまま清掃部材２５による透明窓１１ａの摺擦回数を低下させている。

制御手段（１１０）は、駆動手段（２０）を制御して、検知手段（１０）による検知時に、往復の第１行程により遮蔽部材（１７）を移動させる。

制御手段（１１０）は、検知手段（１０）による検知よりも少ない頻度で、往復の第２行程による透明部材（１１ａ）の清掃を行わせる。

制御手段（１１０）は、検知手段（１０）によるトナー像の検知回数が規定回数に達すると、第１行程による遮蔽部材（１７）の移動に伴って第２行程による透明部材（１７）の清掃を行う。

制御手段（１１０）は、像担持体（１）からのトナー飛散量が多くなる画像形成では、トナー飛散量が少なくなる画像形成よりも規定回数を少なくする。

＜実施例の制御＞
図７は実施例の制御におけるシャッター開状態及びシャッター閉状態の説明図、図８は実施例の制御のフローチャートである。

第１実施形態では、１つのシャッター開状態停止位置と、２つのシャッター閉状態停止位置とを設け、そのうち１つのシャッター閉状態停止位置へシャッター１７を移動させる過程では、清掃部材２５が透明窓１１ａを摺擦しない構成とした。

図７に示すように、具体的には、（ａ）のクリーニング停止位置は、濃度検知センサユニット１０を用いた規定回数の検知ごとに１回だけ利用する。濃度検知センサユニット１０を用いた検知が規定回数に達するまでは、（ｃ）のホームポジションと（ｂ）のシャッター開状態停止位置との間でシャッター１７を往復移動させる。

（ａ）のクリーニング停止位置は、シャッター１７が第２行程の移動を行って清掃部材２５が透明窓１１ａを摺擦して到達する停止位置である。

（ｃ）のホームポジションは、清掃部材２５が透明窓１１ａを摺擦することなく到達するシャッター１７の停止位置である。

図２を参照して図８に示すように、制御部１１０は、パッチ検実施タイミングであれば（Ｓ１１のＹＥＳ）、感光ドラム１に制御用トナー像を形成して担持させる。制御部１１０は、ホームポジションからシャッター開状態停止位置へシャッター１７を移動させる（Ｓ１２）。このとき、清掃部材２５は、透明窓１１ａを摺擦しない。

図７の（ｂ）を参照して示すように、透明窓１１ａは、シャッター１７の開口１７ａとシャッターカバー１６の開口１６ａとの重なりを通じて、感光ドラム１に担持された制御用トナー像に直接対向する。

制御部１１０は、透明窓１１ａの対向面に制御用トナー像が到着するタイミングに合わせて、濃度検知センサユニット１０を用いた制御用トナー像の検知であるパッチ検読み取り（Ｓ１３）を実行する。

制御部１１０は、透明窓１１ａを清掃するパッチ検窓部清掃タイミングに該当していなければ（Ｓ１４のＮＯ）、シャッター開状態停止位置から直接にホームポジションへシャッター１７を移動させて位置決め停止させる（Ｓ１５）。

図７の（ｃ）を参照して示すように、ホームポジションでは、透明窓１１ａをシャッター１７により遮蔽した状態で、次のパッチ検実施タイミングを待機する。

制御部１１０は、パッチ検窓部清掃タイミングに該当していれば（Ｓ１４のＹＥＳ）、シャッター開状態停止位置からクリーニング停止位置へシャッター１７を移動させる（Ｓ１６）。

制御部１１０は、クリーニング停止位置からシャッター開状態停止位置を経てホームポジションへシャッター１７を移動させて位置決め停止させる（Ｓ１７）。

図７の（ｂ）に示すシャッター開状態停止位置から図７の（ａ）に示すクリーニング停止位置までを往復移動する過程で、透明窓１１ａが清掃部材２５によって往復２回摺擦される。

制御部１１０は、濃度検知センサユニット１０の透明窓１１ａのトナー汚れレベルを推定して、透明窓１１ａの清掃タイミングを適宜決定している。

制御部１１０は、通常の文字画像の画像形成の場合には、濃度検知センサユニット１０を用いた制御用トナー像の検知を１０００回行うごとに、透明窓１１ａを１回清掃するように、清掃タイミングを設定した。

制御部１１０は、全面ベタ画像や写真画像のようなトナー載り量の多い画像形成が続くと、濃度検知センサユニット１０を用いた制御用トナー像の検知を５００回行うごとに、透明窓１１ａを１回清掃するように、清掃タイミングを変更する。

制御部１１０は、現像剤トナー濃度（ＴＤ比）が高い場合や、画像形成装置が長時間停止して現像剤が長時間放置された後の起動直後でトナー帯電量が低くなる場合にも透明窓１１ａを清掃する頻度を高くする。高温・高湿度環境下といった飛散トナーが発生しやすい条件化では、透明窓１１ａを清掃する頻度を高め、低温、低湿度の飛散トナーが発生しにくい条件下では、透明窓１１ａを清掃する頻度を低下させる。これにより、透明窓１１ａの過剰なトナー付着を回避して、透明窓１１ａの汚れに起因する画像の品質低下や濃度のばらつきを阻止している。

この結果、透明窓１１ａに付着するトナーを、濃度検知センサユニット１０を用いた制御用トナー像の検知時にシャッター１７が開いたわずかな時間に進入してくるトナーのみに低減できる。制御用トナー像の検知制御を行わない期間については、透明窓１１ａをシャッター１７で遮蔽しているからである。

そして、シャッター１７が開いたわずかな時間に透明窓１１ａに付着したトナーは、シャッター１７の開閉１０００回分をまとめて清掃部材２５により清掃するので、透明部材１１ａが清掃による損傷を受けない。透明窓１１ａの表面におけるトナー融着レベルを大幅に改善して、濃度検知センサユニット１０によって制御用トナー像の濃度を良好に検知でき、ニ成分現像剤のトナー濃度を常に一定に維持することができる。これにより、定期メンテナンスなしに長期にわたって高品質な画像を安定して供給することができた。

＜第２実施形態＞
図９は第２実施形態におけるシャッターの説明図である。

第２実施形態は、シャッター１７における清掃部材２５の配置を異ならせ、これにより通常のシャッター開閉動作における第１行程と清掃時の第２行程との設定を変更したものである。それ以外の部分については第１実施形態と同様に構成されているので、図９中、第１実施形態と共通する構成には、図２と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

図２に示すように、第１実施形態では、遮蔽部材（１７）に設定された透明部材（１１ａ）の開放位置を移動経路（１６）に沿った方向に挟んで、一方の側に清掃部材（２５）が配置され、他方の側に第１行程における遮蔽位置（１７ｃ）が設定されている。

図９に示すように、これに対して、第２実施形態では、遮蔽部材（１７）に設定された第１行程における遮蔽位置（１７ｃ）の移動経路（１６）に沿った方向の外側に清掃部材（２５）が配置されている。

シャッター１７が感光ドラムの手前側へ移動して通常の停止位置であるホームポジションへ停止すると、遮光部１７ｃがシャッターカバー１６の開口１６ａに重なり合って、透明窓１１ａが感光ドラム１から遮蔽される。シャッター１７がホームポジションから往復移動して透明窓１１ａを開放して遮蔽する過程では、清掃部材２５が透明窓１１ａの表面を摺擦しない。

清掃時には、ホームポジションからシャッター開状態停止位置へ移動して必要な濃度検知を完了した後、さらに一段、シャッター１７を手前側へ移動して清掃時の停止位置へ移動する。そして、清掃部材２５が透明窓を摺擦完了した位置でシャッター１７の移動を反転させてホームポジションへ復帰させる。

このような第２行程の往復移動を行う過程で、清掃部材２５が透明窓１１ａの表面を往復２回摺擦する。これにより、清掃部材２５が透明窓１１ａの表面に付着したトナーを掃き落とす。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 感光ドラムを上方から見た濃度検知センサユニットの説明図である。 感光ドラムを正面側から見た濃度検知センサユニットの説明図である。 濃度検知センサの拡大図である。 比較例の制御におけるシャッター開状態及びシャッター閉状態の説明図である。 外添剤の違いによる濃度検知センサユニットの出力の変化の説明図である。 実施例の制御におけるシャッター開状態及びシャッター閉状態の説明図である。 実施例の制御のフローチャートである。 第２実施形態におけるシャッターの説明図である。

符号の説明

１ 像担持体（感光ドラム）
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写部材
１０ 濃度検知装置（濃度検知センサユニット）
１１ ケーシング
１１ａ 透明部材（透明窓）
１２ 発光素子
１６ 移動経路（シャッターカバー）
１７ 遮蔽部材（シャッター）
１７ｇ ラックギア
１８ 受光素子
２０ 駆動手段（シャッターモータ）
２５ 清掃部材
１００ 画像形成装置
１１０ 制御手段（制御部）

Claims (5)

1. 像担持体に担持されたトナー像を、透明部材を介して光学的に検知する検知手段と、
   前記像担持体と前記透明部材との間を一定の移動経路に沿って移動する遮蔽部材と、
   前記遮蔽部材を駆動して前記透明部材を遮蔽もしくは開放させる駆動手段と、
   前記遮蔽部材と一体に前記移動経路を移動して前記透明部材を摺擦する清掃部材と、を備えた濃度検知装置において、
   前記遮蔽部材が前記透明部材を遮蔽もしくは開放させる過程で前記清掃部材が前記透明部材を摺擦しない第１行程と、前記遮蔽部材の移動に伴って前記清掃部材が前記透明部材を摺擦する第２行程とを前記移動経路に設定し、
   前記駆動手段を制御して、前記検知手段による検知時には前記第１行程により前記遮蔽部材を移動させ、
   前記検知手段による検知よりも少ない頻度で前記第２行程による前記透明部材の清掃を行わせる制御手段を備えたことを特徴とする濃度検知装置。
2. 前記制御手段は、前記検知手段によるトナー像の検知回数が規定回数に達すると、前記第１行程による前記遮蔽部材の移動に伴って前記第２行程による前記透明部材の清掃を行うことを特徴とする請求項１記載の濃度検知装置。
3. 前記制御手段は、前記像担持体からのトナー飛散量が多くなる画像形成では、トナー飛散量が少なくなる画像形成よりも前記規定回数を少なくすることを特徴とする請求項２記載の濃度検知装置。
4. 前記遮蔽部材に設定された前記透明部材の開放位置を前記移動経路に沿った方向に挟んで、一方の側に前記清掃部材が配置され、他方の側に前記第１行程における遮蔽位置が設定されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の濃度検知装置。
5. 前記遮蔽部材に設定された前記第１行程における遮蔽位置の前記移動経路に沿った方向の外側に前記清掃部材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の濃度検知装置。

Images