JP5151409B2 - トナー濃度検出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー濃度検出装置及び画像形成装置に関する。

トナーを用紙に転写する形式の画像形成装置においては、適切なトナー濃度を保つためにトナー濃度検出装置が設けられる。
特許文献１は、トナー濃度検出装置に飛散トナーの付着を防止する汚れ防止用の開閉部材を設けた技術を開示する。
特許文献２は、トナー濃度検出装置を感光体の回転方向で転写位置よりも下流側に配設して現像器からトナー濃度検出装置へ飛散するのを防止する技術を開示する。

特開２００６−３３９９号公報 特開平９−１９００２３号公報

本願の発明者は、トナー濃度検出装置の検出部を開閉する開閉部材を設け、トナー濃度を検出しない時期には検出部を開閉部材により閉じるようにしても検出部にトナーが付着し、トナー濃度の検出精度が低下することがあることを発見した。これは、粉体であるトナーが検出装置本体と開閉部材の間等に入り込み、開閉部材を開いた時にトナーを引き摺り、この引き摺られたトナーが検出部に付着するためと考えられる。
そこで、本発明は、開閉部材の開閉によりトナーが検出部に付着するのを防止することができるトナー濃度検出装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る本発明は、検出装置本体と、この検出装置本体に設けられ、光学的にトナーの濃度を検出する検出部と、前記検出装置本体に摺動自在に設けられ、前記検出部を開閉する開閉部材と、前記開閉部材が閉じた状態にある場合に前記開閉部材の閉方向端部と前記検出装置本体との間の少なくとも一部を覆うカバー部と、を有し、前記カバー部は、前記検出装置本体とは別部材として設けられていて、前記検出部が閉じられる場合に前記開閉部材と当接し、前記開閉部材の当接に応じて変形する弾性体から構成されているトナー濃度検出装置である。

請求項２に係る本発明は、前記カバー部は、前記検出装置本体に対して接着層を介して接着され、前記接着層の幅に応じて前記検出部を閉じる場合における前記カバー部の弾性変形量が設定されている請求項１記載のトナー濃度検出装置である。

請求項３に係る本発明は、トナー像を保持して搬送する像保持体と、この像保持体に対向して配置されたトナー濃度検出装置と、を有し、前記トナー濃度検出装置は、検出装置本体と、この検出装置本体に設けられ、光学的にトナーの濃度を検出する検出部と、前記検出装置本体に摺動自在に設けられ、前記検出部を開閉する開閉部材と、前記開閉部材が閉じた状態にある場合に前記開閉部材の閉方向端部と前記検出装置本体との間の少なくとも一部を覆うカバー部と、を有し、前記カバー部は、前記検出装置本体とは別部材として設けられていて、前記検出部が閉じられる場合に前記開閉部材と当接し、前記開閉部材の当接に応じて変形する弾性体から構成されている画像形成装置である。

請求項４に係る本発明は、前記像保持体は、無端状のベルトから構成され、前記像保持体が巻き付けられて前記像保持体を支持する支持ロールをさらに有し、前記検出部のトナー検出位置は、前記像保持体が前記支持ロールに巻き付けられている範囲内にある請求項３記載の画像形成装置である。

請求項５に係る本発明は、ロータリー式の現像装置をさらに有し、この現像装置の回転によって生じる空気流を受ける位置に前記トナー濃度検出装置が配置されている請求項３又は４記載の画像形成装置である。

請求項６に係る本発明は、前記トナー保持体が保持するトナー像が転写されるシートを供給するシート供給装置をさらに有し、このシート供給装置によるシートの供給によって生じる空気流を受ける位置に前記トナー濃度検出装置が配置されている請求項３乃至５いずれか記載の画像形成装置である。

本発明によれば、開閉部材の開閉によりトナーが検出部に付着するのを防止することができ、検出装置本体の材料に拘わらずにカバー部の材料を選択することができ、設計の自由度を向上させることができ、開閉部材が閉じる時の開閉部材のオーバーシュートに対してカバー部を逃がすことができ、開閉部材がカバー部に繰り返して当接することによる繰り返し疲労を軽減し、繰り返し疲労による白化、さらに白化の延長である破損等が生じるおそれを少なくすることができるトナー濃度検出装置及び画像形成装置を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の画像形成装置１０を示す断面図である。
画像形成装置１０は画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に感光体１４、帯電装置１６、光書込み装置１８、現像装置２０、中間転写装置２２、クリーニング装置２４及び定着装置２６が収納されている。感光体１４は、図中時計方向に回転し、潜像が形成されて保持する潜像保持体として用いられる。帯電装置１６は、感光体１４を一様帯電する帯電ロールからなる。光書込み装置１８は、帯電装置１６により帯電された感光体１４にレーザ光により潜像を書き込む。

現像装置２０はロータリー式であり、回転軸２８を回転中心として図中反時計方向に回転する回転体３０と、この回転体３０に装着されたイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、シアン（Ｃｙａｎ）及び黒（Ｂｌａｃｋ）の４色のトナー像をそれぞれ形成する現像器３２と、それぞれの現像器３２に供給するトナーが収納されたトナーカートリッジ３４とを有する。

回転体３０は、現像器３２を９０°間隔で保持し、９０°ずつ図中反時計方向に回転して、現像器３２を感光体１４に形成された潜像の現像を行う位置へと移動させる。

中間転写装置２２は、表面にトナー像を保持する像保持体として用いられる無端状の中間転写体である中間転写ベルト３６と、感光体１４上のトナー像を中間転写ベルトに転写（一次転写）する一次転写ロール３８と、感光体１４の近傍に位置し中間転写ベルト３６を内側から張持するラップインロール４０及びラップアウトロール４２と、中間転写ベルト３６が巻き付けられて中間転写ベルト３６を支持する複数の支持ロール４４とを有する。さらに中間転写装置２２は、一つの支持ロール４４に対向して二次転写ロール４６を有する。

中間転写ベルト３６は図中反時計方向に回るようになっており、この中間転写ベルト３６には、一次転写ロール３８によって感光体１４上のトナー像が例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に重ねて一次転写され、この一次転写されたトナー像を中間転写ベルト３６が支持ロール４４と二次転写ロール４６との間に向けて搬送する。一方、支持ロール４４と二次転写ロール４６との間にシートが搬送され、中間転写ベルト３６に一次転写されたトナー像が搬送されたシートに転写される。

クリーニング装置２４は、一時転写の後に感光体ドラム１４に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレード４８と、クリーニングブレード４８で掻き取ったトナーを回収するトナー回収ボトル５０とを有している。

定着装置２６は、加熱ロール５４と加圧ロール５２とを有し、この加熱ロール５４と加圧ロール５２との間を通過するシートに熱と圧力を与え、二次転写されたトナー像をシートに定着させる。

シート供給装置５６は、シートが収納されるシート供給カセット５８と、このシート供給カセット５８からシートを送り出すピックアップロール６０と、ピックアップロール６０で送り出したシートを搬送するフィードロール６２と、このフィードロール６２に対向して設けられ、シートを１枚ずつ捌くリタードロール６４とを有している。このシート供給装置５６から供給されたシートは、レジストロール６６により一時停止され、中間転写ベルト３６に形成されたトナー像が搬送されるタイミングに合わせて支持ロール４０と二次転写ロール４２との間に搬送される。この支持ロール４０と二次転写ロール４２との間に搬送されたシートにはトナー像が転写され、定着装置２６でトナー像が定着され、画像形成装置本体１２の上面に設けられた排出部６８へ排出ロール７０を介して排出される。

トナー濃度検出装置７２は、中間転写ベルト３６により搬送されるトナーの濃度を検出するためのものであり、この実施形態においては、最も下方に位置する支持ロール４４の中間転写ベルト３６が巻き付けられた範囲内にあって中間転写ベルト３６の支持ロール４４との上流側接点近傍に検出位置があるように画像形成装置本体１２に支持されている。このトナー濃度検出装置７２は、中間転写ベルト３６、トナー回収ボトル５０及びシート供給カセット５８に囲まれた空間内にあり、現像装置２０の回転によって生じる空気流、及びシート供給装置５６のシート供給により生じた空気流等の空気流を受けるようになっている。このような空気流に乗せられたトナーの一部がトナー濃度検出装置７２の下側からトナー濃度検出装置７２の下面に向けて舞い上がる状態となる。このトナー濃度検出装置７２は、画像形成装置１０がテストモードにある場合、中間転写ベルト３６に順次書き込まれるテスト用トナー像（トナーパッチ）の濃度を検出する。このトナー濃度検出装置７２により検出されたトナー濃度に基づいてトナーカートリッジ３４から現像器３２へ供給するトナー量等が制御される。

さらにトナー濃度検出装置７２について詳述する。
図２は、トナー濃度検出装置７２の斜視図、図３は、トナー濃度検出装置７２の正面図である。トナー濃度検出装置７２は、検出装置本体７４を有し、この検出装置本体７４に光学的にトナー濃度を検出する検出部７６が設けられている。検出部７６は、この実施形態においては、例えばＬＥＤからなる発光素子が内蔵された発光部７８と、この発光部７８から発した光が中間転写ベルト３６に正反射したものを受ける第１の受光素子が内蔵された第１の受光部８０と、発光部７８から発した光が中間転写ベルト３６上のトナーで拡散反射したものを受ける第２の受光素子が内蔵された第２の受光部８２とから構成されている。また、検出装置本体７４内には、発光素子を駆動する駆動回路や受光素子から出力された電流を電圧に変換する変換器等の回路が内蔵されている。そして、第１の受光素子と第２の受光素子との出力に基づいてトナー濃度が演算される。

開閉部材８４は、板状に形成され、検出装置本体７４の検出側面８６に設けられた支持部８８に該開閉部材８４の端部付近が回転自在に連結され、この支持部８６を支点として検出側面８６に摺動しながら回転するようになっている。また、開閉部材８４には、案内部９０が検出装置本体７４側に突出して形成され、検出装置本体７４には、案内溝９２が形成され、案内部９０が案内溝９２に嵌っており、開閉部材８４を開位置と閉位置との間で移動するように案内する。さらに検出装置本体７４と開閉部材８４との間には、例えばスプリングからなる付勢部材９４が設けられており、この付勢部材９４は、開閉部材８４が開位置及び閉位置にある場合、それぞれの位置で開閉部材８４を固定する方向に開閉部材８４を付勢し、開閉部材８４が検出装置本体７４に対して外部の振動等により動くのを防止するようになっている。この閉鎖部材８４にはソレノイド等から構成されたアクチュエータ９６に連結され、このアクチュエータ９６により開位置と閉位置との間で動かされる。開閉部材８４が開位置にある場合は、検出部７６が開かれてトナー濃度の検出が可能となり、開閉部材８４が閉位置にある場合は、検出部７６が閉じられてトナー濃度の検出は不可能となる一方で、トナーが検出部７６に付着するのを防止する。開閉部材８４が閉位置にある場合は、開閉部材８４の閉方向端部は検出装置本体７４の下面と略一致するようになっている。

カバー部９８は、開閉部材８４が閉位置にある場合に開閉部材８４の閉方向端部と検出装置本体７４との間を覆うように検出装置本体７４に設けられている。この実施形態においては、カバー部９８は、検出装置本体７４とは別部材として構成され、開閉部材８４の略全長にわたって開閉部材８４の閉方向端部を覆うようになっている。具体的には、このカバー部９８は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）製の厚さが０．５ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以下のフィルムから構成された弾性体である。このカバー部９８は、図４に示すように、このカバー部９８の一部が検出装置本体７４の下面に接着層１００を介して検出装置本体７４の下面に接着されている。このカバー部９８は、検出装置本体７４の下面にそって検出側面８６から突出し、さらに突出した端部には上方へ立ち上がる立ち上がり部１０２が形成され、この突出した部分と立ち上がり部１０２とで開閉部材８４の閉方向端部を覆うようになっている。このように、開閉部材８４の閉方向端部と検出装置本体７４との間がカバー部９８に覆われるので、下から舞い上がるトナーが開閉部材８４の閉方向端部に付着したり、開閉部材８４と検出装置本体７４との間に侵入したりするのを防止することができる。

カバー部９８は、開閉部材８４が開位置から閉位置に移動した場合に開閉部材８４の閉方向端部が当接する。このとき、図５に示すように、開閉部材８４は閉じるときの勢いで開閉部材８４が撓んで変形し、先端側が検出装置本体７４の下面から下方に突出するオーバーシュートが生じる。ところが、カバー部９８は弾性体から構成されているので、開閉部材８４の撓みに応じて弾性変形し、開閉部材８４のカバー部９８への当接による衝撃が緩和される。

このように、カバー部９８は、開閉部材８４の当接により弾性変形するが、その弾性変形量は開閉部材８４の材料や長さにより適切に設定する必要がある。この実施形態においては、図４に示すように、検出側面８６と直交する方向における接着層１００の幅ｄ１を変えることにより設定するようにしている。即ち、検出側面８６と直交する方向における接着層１００の幅ｄ１を変えると、接着層１００の端部から先端までのカバー部９８の長さが変わり、カバー部９８の弾性変形量ｄ２を調整することができる。

さらにカバー部９８を検出装置本体７４とは別部材としてＰＥＴ等のフィルムから構成した上記実施形態の利点について説明する。
図６は、カバー部９８を検出装置本体７４と一体に形成した他の実施形態が示されている。検出装置本体７４はプラスチックからなり、カバー部９８が一体となるようにモールド成型されている。通常、モールド成型する場合は、全ての部分が同じ厚さになるように設計されるが、この実施形態の場合、トナー濃度検出装置７２の検出側面８６と中間転写ベルト３６との間の距離ｄ３は、検出精度向上のために近いほうが好ましく、カバー部９８の厚さは、検出装置本体７４よりも薄くしたほうがよい場合がある。しかし、カバー部９８を薄くすると、開閉部材８４がオーバーシュートして繰り返し当接することにより、カバー部９８の付け根１０４の部分が白化し、さらに開閉部材８４が当接すると、カバー部９８が付け根１０４の部分から破壊されるおそれがある。
しかしながら、前述した実施形態においては、開閉部材８４の撓みに応じてカバー部９８が弾性変形するので、開閉部材８４のカバー部９８への当接による衝撃が緩和されるものである。

なお、上記実施形態においては、カバー部９８が開閉部材８４の閉方向端部の略全部を覆うように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば検出部７６の部分のみを覆うようにしてもよい。また、上記実施形態においては、カバー部９８は検出装置本体７４に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば検出装置本体７４を画像形成装置本体１２に支持するための支持部に設けてもよい。また、上記実施形態においては、トナー濃度を検出する対象を中間転写ベルト３６としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体１４を対象としてもよい。

本発明に係る実施形態の画像形成装置を示す断面図である。 本発明に係る実施形態のトナー濃度検出装置を示す斜視図である。 本発明に係る実施形態のトナー濃度検出装置を示し、（ａ）は開閉部材が閉位置のある状態を示す正面図、（ｂ）は開閉部材が開位置にある状態を示す正面図である。 本発明に係る実施形態のトナー濃度検出装置におけるカバー部と接着層との関係を示す側面図である。 本発明に係る実施形態のトナー濃度検出装置における検出装置本体と開閉部材との関係を示す側面図である。 本発明に係る他の実施形態のトナー濃度検出装置の一部を示す断面図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 画像形成装置本体
１４ 感光体
２０ 現像装置
３６ 中間転写ベルト
４４ 支持ロール
７２ トナー濃度検出装置
７４ 検出装置本体
７６ 検出部
８４ 開閉部材
９８ カバー部
１００ 接着層

Claims (6)

1. 検出装置本体と、
   この検出装置本体に設けられ、光学的にトナーの濃度を検出する検出部と、
   前記検出装置本体に摺動自在に設けられ、前記検出部を開閉する開閉部材と、
   前記開閉部材が閉じた状態にある場合に前記開閉部材の閉方向端部と前記検出装置本体との間の少なくとも一部を覆うカバー部と、
   を有し、
   前記カバー部は、前記検出装置本体とは別部材として設けられていて、前記検出部が閉じられる場合に前記開閉部材と当接し、前記開閉部材の当接に応じて変形する弾性体から構成されているトナー濃度検出装置。
2. 前記カバー部は、前記検出装置本体に対して接着層を介して接着され、前記接着層の幅に応じて前記検出部を閉じる場合における前記カバー部の弾性変形量が設定されている請求項１記載のトナー濃度検出装置。
3. トナー像を保持して搬送する像保持体と、
   この像保持体に対向して配置されたトナー濃度検出装置と、
   を有し、
   前記トナー濃度検出装置は、
   検出装置本体と、
   この検出装置本体に設けられ、光学的にトナーの濃度を検出する検出部と、
   前記検出装置本体に摺動自在に設けられ、前記検出部を開閉する開閉部材と、
   前記開閉部材が閉じた状態にある場合に前記開閉部材の閉方向端部と前記検出装置本体との間の少なくとも一部を覆うカバー部と、
   を有し、
   前記カバー部は、前記検出装置本体とは別部材として設けられていて、前記検出部が閉じられる場合に前記開閉部材と当接し、前記開閉部材の当接に応じて変形する弾性体から構成されている画像形成装置。
4. 前記像保持体は、無端状のベルトから構成され、
   前記像保持体が巻き付けられて前記像保持体を支持する支持ロールをさらに有し、
   前記検出部のトナー検出位置は、前記像保持体が前記支持ロールに巻き付けられている範囲内にある請求項３記載の画像形成装置。
5. ロータリー式の現像装置をさらに有し、この現像装置の回転によって生じる空気流を受ける位置に前記トナー濃度検出装置が配置されている請求項３又は４記載の画像形成装置。
6. 前記トナー保持体が保持するトナー像が転写されるシートを供給するシート供給装置をさらに有し、このシート供給装置によるシートの供給によって生じる空気流を受ける位置に前記トナー濃度検出装置が配置されている請求項３乃至５いずれか記載の画像形成装置。

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