JP2009282370A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の露光部について、水平同期信号を出力する光検出部に光が入射されない設定とされている光源であっても、当該光源について故障の有無を正確に検出する。
【解決手段】画像形成機構を備えた画像形成装置であって、中間転写体に転写されたトナー画像の濃度を検出するトナー濃度検出センサ２３及びトナー濃度検出部１０１と、濃度検出部によって検出される濃度値が予め定められた条件を満たさない場合に、トナー画像形成の濃度補正処理を行う濃度補正部１０３と、トナー蓄積部のトナー残量を検出するトナー残量検出センサ１５０と、濃度補正部１０３による濃度補正処理を終了した後にトナー濃度検出部１０１で検出される濃度値が予め定められた条件を満たさず、かつ、トナー残量検出センサ１５０によって検出されたトナー残量が予め定められた残量よりも多い場合に、露光部を故障と判定をするレーザ故障判定部１０２とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、感光体の表面に光を照射して露光を行う露光部の故障を検出する技術に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、レーザダイオード等の光源から照射されるレーザ光線を、回転多面鏡等の光偏向部により反射させて感光体ドラムの表面を露光し、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する光走査装置が採用されている。この種の光走査装置では、レーザ光線を所定位置で受光するＢＤセンサが設置され、このＢＤセンサの出力信号（水平同期信号）を用いて光線走査の開始タイミング（開始位置）を設定する技術が例えば下記特許文献１に開示されている。

そして、カラー画像形成が可能な画像形成装置では、各色毎に作像ユニットを備えるために、各色毎に露光部及びレーザダイオードを備えている。また、画像形成装置の高速化のために、１つの露光部に複数のレーザダイオードを用いて複数のラインを同時に走査する機構も採用されている。このように複数のレーザダイオードが存在するスキャナユニットでは、コストダウンのために、水平同期を取るための上記ＢＤセンサは例えば２つ（２色）のレーザダイオードに対して１つの割合で設けられる場合がある。この場合、ＢＤセンサへ入射するレーザ光は、２つ（２色）のレーザダイオードのうちのいずれか１つとなる。
特開２００３−２００６０９号公報

上記レーザダイオードは、静電気やサージなどの電気的ストレスで劣化することがあるが、劣化したレーザダイオードは、発光光量が弱くなって画像形成に必要な光量を得られず、現像後の画像濃度が薄くなる等の現象が起こる。しかし、上記のように２つ（２色）のレーザダイオードの水平同期を１つのＢＤセンサで取る構成を採用する画像形成装置の場合、ＢＤセンサに光が入射するように設定されている方のレーザダイオードは、ＢＤセンサに光が入射しないことをもって故障を検知できるが、ＢＤセンサに光が入射されない方のレーザダイオードは、当該方法では故障を検知できないため、ＢＤセンサに光が入射されない方のレーザダイオードが故障しても、故障したままの状態で印字され続けるおそれがある。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、画像形成装置の露光部について、水平同期信号を出力する光検出部に光が入射されない設定とされている光源であっても、当該光源について故障の有無を正確に検出することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、表面上に潜像が形成される感光体と、
前記感光体の表面を帯電させる帯電部と、
前記帯電部によって帯電された前記感光体表面を露光して前記潜像を形成する露光部と、
前記感光体表面の潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像部と、
前記感光体表面上のトナー画像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体に前記トナー画像を転写させる転写部と、
前記中間転写体に転写されたトナー画像の濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部によって検出される濃度値が予め定められた条件を満たさない場合に、前記トナー画像形成の濃度補正処理を行う濃度補正部と、
前記現像部にトナーを供給するトナー蓄積部のトナー残量を検出するトナー残量検出部と、
前記濃度補正部による濃度補正処理を終了した後に前記濃度検出部で検出される濃度値が前記予め定められた条件を満たさず、かつ、前記トナー残量検出部によって検出されたトナー残量が予め定められた残量よりも多い場合に、前記露光部を故障と判定をする判定部と
を備えた画像形成装置である。

この発明によれば、濃度補正部による濃度補正処理後に濃度検出部で検出される濃度値と、トナー残量検出部によって検出されるトナー残量とに基づいて、判定部が露光部の故障を判定するので、水平同期信号を出力する光検出機構に光が入射されない感光体露光用の光源であっても、当該光源の故障を検知することができる。また、当該光源の不具合による露光部の故障時には、濃度検出部で検出される濃度値にその影響が現れるため、濃度補正部による濃度補正処理終了後における濃度検出部での検出濃度値が予め定められた条件を満たすか否かに基づくことで、正確な露光部の故障判定を可能にしている。さらに、トナー残量検出部によって検出されるトナー残量が予め定められたトナー残量よりも多いことを露光部の故障判定条件とすることで、トナー不足により濃度検出部での検出濃度値に異常が生じている場合には、露光部を故障と判定しないことによって、露光部の故障判定の正確性を高めている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記感光体、前記帯電部、前記露光部、前記現像部、及び前記転写部を備える作像ユニットをカラー画像形成用の各色毎に備え、
前記露光部は、光線を出力する光源と、当該光源から出力された光を前記潜像形成のために前記感光体表面上に走査させる光偏向部とを備え、前記各色毎の作像ユニットの少なくとも１つは、前記光源から出力される光を検出して水平同期信号を出力する光検出部を更に備え、
前記濃度補正部は、前記各色の作像ユニット毎に前記濃度補正部による濃度補正処理を行い、前記濃度検出部で検出される濃度値が前記予め定められた条件を満たさず、かつ、前記トナー残量蓄積部によって検出されたトナー残量が前記予め定められた残量よりも多い作像ユニットが存在する場合には、当該作像ユニットが前記光検出部による光検出の対象とされていないことを条件として、当該作像ユニットの光源を故障と判定するものである。

この発明では、カラー画像形成用に各色毎の作像ユニットを備え、そのいずれかの作像ユニットの露光部にのみ光検出部が備えられる場合に、露光部の故障判定の条件として、光検出部の不具備を露光部の故障判定条件とすることで、光検出部を具備する露光部が光検出部からの出力信号があるにも拘わらず、露光部の光源が故障と判定されてしまう等の事態を回避できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記露光部は、第１の光線を出力する第１の光源と、第２の光線を出力する第２の光源と、当該第１及び第２の光源から出力された光を前記感光体表面上に走査させる光偏向部と、前記第１及び第２のいずれかの光源から出力される光を検出して水平同期信号を出力する光検出部とを備え、
前記判定部は、前記濃度補正部による濃度補正処理を終了した後に前記濃度検出部で検出される濃度値が前記予め定められた条件を満たさず、かつ、前記トナー残量蓄積部によって検出されたトナー残量が前記予め定められた残量よりも多い場合であって、前記光検出部から水平同期信号が出力されているときは、前記第１又は第２の光源のうちで当該光検出部による光検出の対象とされていない方の光源を故障と判定するものである。

この発明では、露光部が、第１及び第２の２つの光源を備え、その一方が光検出部に入射されない設定の場合に、露光部の故障判定の条件として、光検出部からの水平同期信号の出力有無を更に付加することで、第１又は第２の光源のうちで光検出部による光検出の対象とされていない方の光源が故障していることを正確に判定できる。

本発明によれば、画像形成装置の露光部について、水平同期信号を出力する光検出部に光が入射されない設定とされている光源であっても、当該光源について故障の有無を正確に検出することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係るプリンタの全体構成を示した断面図である。図２は濃度検出用のトナーパターンが形成された中間転写ベルトと、濃度トナー濃度検出センサとを示した概略図である。図３は濃度トナー濃度検出センサの構成を示す図である。

本発明の一実施形態に係るプリンタ（画像形成装置の一例）１の内部構造の概要について説明する。図１に示すように、本実施形態のプリンタ１は、箱形でなる装置本体１１を有する。装置本体１１の内部には、ネットワーク接続等がされたコンピュータ等の外部機器から伝送されてくる画像データに基づき画像を形成する画像形成部１２と、この画像形成部１２によって形成され、記録紙Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の記録紙を貯留する用紙貯留部１４とが備えられている。装置本体１１の上部には、定着処理後の記録紙Ｐが排出される用紙排出部１５が形成されている。

装置本体１１上部の正面側には、記録紙Ｐの出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、電源キーやスタートボタン、さらには出力条件を入力するための各種のキー等が設けられている。また、操作パネルには、表示部（図略）が設けられており、当該表示部がプリンタ１の動作状況や状態等を表示する。

画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された記録紙Ｐにトナー画像を形成させるものである。本実施形態では、画像形成部１２は、上流側（図１においては後側）から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン色の現像剤を用いるシアン用ユニット１２Ｃと、イエロー色の現像剤を用いるイエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック色の現像剤を用いるブラック用ユニット１２Ｋとを備える。

そして、各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、感光体ドラム（感光体）１２０及び現像部１２１がそれぞれ備えられている。感光体ドラム１２０は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）を形成させるものであり、周面にアモルファスシリコン層が積層されている。各ユニットの感光体ドラム１２０は、図１において反時計方向へ向けて回転しつつ現像部１２１から現像剤の供給を受ける。

各感光体ドラム１２０の直下位置には帯電部１２２がそれぞれ設けられているとともに、各帯電部１２２のさらに下方位置には露光部１２３が設けられている。各感光体ドラム１２０は、帯電部１２２によって周面が一様に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム１２０の周面に対して、上記コンピュータ等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザ光が各露光部１２３から照射される。これにより、各感光体ドラム１２０の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像部１２１から現像剤が供給されて、感光体ドラム１２０の周面にトナー像が形成される。なお、現像部１２１に対しては、トナーが貯留されたトナーコンテナ（図略）からトナーが供給される。

感光体ドラム１２０の上方位置には、駆動ローラ１２４ａ及び従動ローラ１２４ｂ間に張架された中間転写ベルト（中間転写体）１２４が設けられている。この中間転写ベルト１２４は、当該各感光体ドラム１２０に当接させて設けられている。中間転写ベルト１２４は、各感光体ドラム１２０に対応して設けられた１次転写ローラ１２５によって感光体ドラム１２０の周面に押し付けられた状態で、各感光体ドラム１２０と同期しながら駆動ローラ１２４ａと従動ローラ１２４ｂとの間を周回（無端回転）する。

中間転写ベルト１２４が周回すると、それぞれの１次転写ローラ１２５により中間転写ベルト１２４の周面に対してマゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２０によるマゼンタトナーのトナー像の転写が行なわれ、ついで中間転写ベルト１２４の同一位置にシアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２０によるシアントナーのトナー像の転写が重ねて行なわれ、ついで中間転写ベルト１２４の同一位置にイエロー用ユニット１２Ｙの感光体ドラム１２０によるイエロートナーのトナー像の転写が重ねて行なわれ、最後にブラック用ユニット１２Ｋの感光体ドラム１２０によるブラックトナーのトナー像の転写が重ねて行なわれる。これにより中間転写ベルト１２４の周面にカラーのトナー像が形成される。この中間転写ベルト１２４の周面に形成されたカラーのトナー像は、用紙貯留部１４から搬送されてきた記録紙Ｐに転写される。なお、画像形成部１２の上記各ユニットは、後述するパターン形成制御部１０４（図４）による制御の下、中間転写ベルト１２４上に後述のトナーパターンＰＭ，ＰＣ，ＰＹ，ＰＫ（図２）を形成する。

各感光体ドラム１２０には、感光体ドラム１２０の周面の残留トナーを除去して清浄化するクリーニング装置１２６が設けられている。クリーニング装置１２６によって清浄化処理された感光体ドラム１２０の周面は、新たな帯電処理のために帯電部１２２へ向かう。

中間転写ベルト１２４の駆動ローラ１２４ａと対向する位置には、中間転写ベルト１２４の周面と当接した状態で２次転写ローラ（２次転写部）１１３が設けられている。この中間転写ベルト１２４を挟んで駆動ローラ１２４ａと２次転写ローラ１１３とのニップ部
には、図１の上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。この用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられ、用紙貯留部１４からの記録紙が、搬送ローラ対１１２の駆動により、中間転写ベルト１２４と２次転写ローラ１１３とのニップ部に向けて搬送される。用紙搬送路１１１における中間転写ベルト１２４と２次転写ローラ１１３とのニップ部では、当該用紙搬送路１１１を搬送される記録紙Ｐが中間転写ベルト１２４と２次転写ローラ１１３とによる押圧挟持と、２次転写ローラ１１３の転写バイアスとにより、中間転写ベルト１２４上のトナー像が当該記録紙Ｐに転写される。２次転写ローラ１１３は、支持部材１８に支持された状態で装置本体１１内に収容されている。

定着部１３は、中間転写ベルト１２４と２次転写ローラ１１３とのニップ部で記録紙Ｐに転写されたトナー像を当該記録紙Ｐに対して定着処理を施すものである。定着部１３は、内部に加熱源である通電発熱体を備えた熱ローラ１３４と、この熱ローラ１３４と対向配置された定着ローラ１３０と、この定着ローラ１４０及び熱ローラ１３４間に張設された定着ベルト１３３と、この定着ベルト１３３を介して前記熱ローラ１３４と対向配置された加圧ローラ１３２とを備えている。トナー像が転写された状態で定着部１３へ供給された記録紙Ｐは、加圧ローラ１３２と高温の定着ベルト１３３との間を通過しながら熱ローラ１３４からの熱を得て定着処理が施される。

定着処理が完了した記録紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って装置本体１１の頂部に設けられた用紙排出部１５の排紙トレイ１５１へ向けて排出される。

用紙貯留部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、装置本体１１内における露光部１２３より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ１４１とを備えている。用紙トレイ１４１には用紙束が貯留される。

用紙トレイ１４１は、上面が全面開口の箱体を備えて構成され、複数枚の記録紙Ｐが積層されてなる用紙束Ｐ１が貯留可能である。用紙トレイ１４１に貯留された用紙束Ｐ１の最上位の記録紙Ｐは、下流端（図１における左端）の上面が用紙束Ｐ１からピックアップローラ１４３の駆動で用紙搬送路１１１へ向けて繰り出され、１枚ずつ繰り出されて記録紙Ｐが搬送ローラ対１１２の駆動で用紙搬送路１１１を通って画像形成部１２における２次転写ローラ１１３と中間転写ベルト１２４との間のニップ部へ向けて送り込まれる。

また、２次転写ローラ１１３と中間転写ベルト１２４とのニップ部よりも、中間転写ベルト１２４の走行方向の下流側となる位置であって、中間転写ベルト１２４の周面に対向する位置には、トナー濃度検出センサ（濃度検出部）２３が設けられている。トナー濃度検出センサ２３は、中間転写ベルト１２４周面上のトナー濃度を検出するセンサである。トナー濃度検出センサ２３は、中間転写ベルト１２４の駆動ローラ１２４ａの長さ方向（回転軸方向）において異なる２つの箇所に設けられている（トナー濃度検出センサ２３の数を２つに限定する趣旨ではない）。図２に示すように、中間転写ベルト１２４の幅方向（駆動ローラ１２４ａの長さ方向）両端付近に臨むように、当該中間転写ベルト１２４の周面と所定間隔を隔ててそれぞれのトナー濃度検出センサ２３が配設されている。トナー濃度検出センサ２３は、後述の図４に示すように、制御部１００に電気的に接続されており、検出したトナーパターンの濃度を制御部１００に対して出力する。

トナー濃度検出センサ２３は、例えば、以下に示す構成からなる。図３に示すように、トナー濃度検出センサ２３は、中間転写ベルト１２４周面上の任意点ｐに対して中間転写ベルト１２４の走行方向における一方側に発光部２３１が配置され、他方側に受光部２３２が配置されている。発光部２３１は、中間転写ベルト１２４周面上の上記点ｐに向けて光を出力するＬＥＤ（Light Emitting Diode）等からなる光源部２３１１と、光源部２３１１から出力された光を第１、第２偏光成分に分光するビームスプリッタ２３１２と、ビームスプリッタ２３１２からの一方の偏光成分を受光するフォトダイオード等からなる受光素子２３１３とを備える。第１、第２偏光成分は、正反射光であるＰ波（第１偏光成分）と、拡散反射光であるＳ波（第２偏光成分）である。そして、Ｐ波はそのまま中間転写ベルト１２４周面に入射し、Ｓ波はビームスプリッタ２３１２から取り出された後、受光素子２３１３に入射される。

光源部２３１１は、中間転写ベルト１２４周面に対して角度θをなす態様で、前記点ｐに向けてＰ波及びＳ波を含む光を出力する。受光素子２３１３は、発光部２３１の出力動作を制御するために設置されているものであり、受光素子２３１３から照射光量に比例した信号が、当該トナー濃度検出センサ２３の駆動制御部としてのトナー濃度検出部１０１（後述）に出力される。トナー濃度検出部１０１は、受光素子２３１３の出力信号が常に一定となるように、光源部２３１１の出力光を制御する。

受光部２３２は、中間転写ベルト１２４周面から反射されてきた光を第１、第２偏光成分に分光するビームスプリッタ２３２１と、該ビームスプリッタ２３２１により分光された第１偏光成分（Ｐ波）、第２偏光成分（Ｓ波）のうち第１偏光成分の光を受光する第１受光素子２３２２と、第１、第２偏光成分のうち第２偏光成分の光を受光する第２受光素子２３２３とを備えて構成されている。

中間転写ベルト１２４周面で反射された発光部２３１からの光は、上記入射角θと同一角度近傍の正反射光とそれ以外の拡散光とを含み、中間転写ベルト１２４周面に転写されたトナーの量に応じて、拡散光成分の割合が増加して第１、第２受光素子２３２２，２３２３により受光される第１、第２偏光成分の比が変化する。

トナー濃度検出センサ２３は、この原理を利用し、第１、第２受光素子２３２２，２３２３で受光した第１、第２偏光成分の比に対応する出力電圧をトナー濃度検出部１０１に出力するものであり、中間転写ベルト１２４周面にトナーが無いときに第１受光素子２３２２により受光される第１偏光成分が最大となって前記出力電圧が最大値となり、中間転写ベルト１２４周面上におけるトナーの量が増加するにしたがって第１偏光成分の光量が減少して前記出力電圧が低下する。トナー濃度検出部１０１は、トナー濃度検出センサ２３の当該出力電圧に基づいて、中間転写ベルト１２４周面に付着しているトナーの濃度を算出する。なお、トナー濃度検出センサ２３及びトナー濃度検出部１０１が特許請求の範囲でいう濃度検出部の一例となる。

なお、中間転写ベルト１２４を挟んで従動ローラ１２４ｂと対向する位置には、中間転写ベルト１２４上のトナーを除去するクリーニングローラ（クリーニング部）３５が設けられている。

図４は上記プリンタ１の概略構成の一例を示すブロック図である。プリンタ１には、プリンタ１全体の制御を司る制御部１００が備えられている。制御部１００には、装置全体の動作プログラム等を記憶したＲＯＭ１０２が接続され、画像データ等を一時的に格納すると共に作業領域として機能するＲＡＭ１０３が接続されている。また、制御部１００には、各色用の作像ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋが接続されており、制御部１００は、作像ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋにそれぞれ備えられている帯電部１２２、露光部１２３、及び現像部１２１と、感光体ドラム１２０上のトナー像を記録紙に転写するために１次転写ローラ１２５に転写バイアスを印加する転写バイアス部１８２と、感光体ドラム１２０の駆動源であるドラムモータ１１５とを制御する。

また、上述したトナー濃度検出センサ２３（発光部２３１及び受光部２３２）も制御部１００に接続されている。トナー濃度検出センサ２３は、検出対象となるトナーパターンの濃度を示す検出信号を制御部１００に送出する。

さらに、プリンタ１には、現像部１２１にトナーを供給するトナーコンテナ（トナー蓄積部）のトナー残量を検出するトナー残量センサ（トナー残量検出部）１５０が備えられており、制御部１００に接続されている。トナー残量検出センサ１５０は、作像ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋのそれぞれに設けられている各トナーコンテナに設けられており、例えば、トナーコンテナ内に充填されているトナー塊の高さを検出する光センサからなる。この光センサは、例えば、トナーコンテナ内の一方の側壁に設けられた発光部と、他方の側壁に受けられた受光部とを備え、トナーコンテナ内にトナーが貯留されていないことを示す高さ位置に取り付けられている。そして、発光部から発光された光がトナー塊によって遮られることなく受光部で受光されたことをもって、トナーコンテナ内にトナーが貯留されていないことを示す信号を制御部１００に出力する。なお、当該トナーコンテナ内にトナーが貯留されていない状態でのトナー残量が、特許請求の範囲でいう予め定められたトナー残量の一例である。

また、制御部１００は、トナー濃度検出部１０１と、レーザ故障判定部１０２と、濃度補正部１０３と、パターン形成制御部１０４としても機能する。

トナー濃度検出部（濃度検出部）１０１は、トナー濃度検出センサ２３の駆動制御を行うと共に、各作像ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋによって中間転写ベルト１２４に転写されたキャリブレーション処理用のトナーパターン（トナー画像）の濃度を検出する。

レーザ故障判定部１０２は、各作像ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋにそれぞれ備えられる各露光部の光源部２３１１が故障しているか否かを判定する。レーザ故障判定部１０２による光源部２３１１の故障判定処理の詳細は後述する。

濃度補正部１０３は、トナー濃度検出センサ２３によって検出されたトナーパターンの濃度が予め定められた条件を満たさない場合に、出力特性を調整してのトナー濃度補正が行われる。濃度補正部１０３は、キャリブレーション処理として、例えば、中間転写ベルト１２４に形成された上記トナーパターンのトナー濃度を検出し、当該トナー濃度に応じて、現像器の現像バイアス値を調整する。

パターン形成制御部１０４は、各色別の作像ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋに、上記トナーパターンを形成させるために必要な処理及び制御を行う。

定着モータ１３０は、熱ローラ１３４及び加圧ローラ１３２を回転駆動するものであり、ドライバ１３０ａを介して制御部１００によって制御される。定着ヒータ１３１ａは、熱ローラ１３４内に設けられており、制御部１００によってオン・オフが制御される。

なお、図４では、マゼンタ，シアン，イエロー，黒用の各作像ユニットを１つの作像ユニットで示しているが、実際には各色用にそれぞれの作像ユニットが制御部１００に接続されて制御されている。

また、転写ベルト駆動モータ１９０は、中間転写ベルト１２４を走行させる駆動ローラの駆動源であり、ドライバ１２５ａを介して制御部１００によって制御される。

操作部１２７は、ユーザからの各社操作指示が入力される操作パネルと上述した表示部とを備える。また、制御部１００は、インタフェイス１２９を介してＰＣ（パーソナルコンピュータ）１３０と接続されている。プリンタ１はこのＰＣ１３０から入力される画像データに基づいて画像形成を行う。

レジストモータ１８３は、図略のレジストローラを回転駆動するものであり、ドライバ１８３ａを介して制御部１００によって制御される。

２次転写用モータ１２９は、２次転写ローラ１１３（図１）を回転駆動するものであり、ドライバ１２９ａを介して制御部１００によって制御される。

さらに、制御部１００には、２次転写ローラ１１３に転写バイアスを印加する２次転写バイアス部１３８が接続されている。

次に、トナー濃度検出センサ２３の制御機構について説明する。図５はトナー濃度検出センサ２３及びその制御機構部分を示す概略構成図、図６はトナー濃度検出センサの概略構成図である。

図５に示すように、トナー濃度検出センサ２３は、発光部２３１と、受光部２３２とを備える。発光部２３１は、光源部２３１１を有し、当該光源部２３１１は、ディジタル／アナログ・コンバータ１６１を介して、制御部１００のトナー濃度検出部１０１から出力される制御信号により駆動される。オートパワーコントロール回路（以下、ＡＰＣ回路）２３５は、フォトダイオード（PD）２３１３から得られる電気信号に応じて光源部２３１１から発光されるレーザ光線の光量が一定になるようにバイアス電圧を制御する。

受光部２３２は、それぞれフォトダイオード（PD）からなる第１受光素子２３２２と第２受光素子２３２３とを有し、コンパレータ回路１６２にて第１、第２受光素子２３２２，２３２３で受光した第１、第２偏光成分の差分（P波出力電圧とS波出力電圧の差分）をとり、当該コンパレータ回路１６２は当該差分を制御部１００に出力する。

制御部１００では、当該コンパレータ回路１６２から得られる上記差分に基づいて、トナー濃度検出部１０１がトナーパターンの濃度を検出し、レーザ故障判定部１０２が光源部２３１１の故障判定を行う。

トナー濃度検出センサ２３の構成を更に説明する。図６に示すように、発光部２３１のＡＰＣ回路２３５は、モニタ光検出回路２３５１と、インピーダンス変換回路２３５２と、比較回路２３５３と、ＬＥＤ駆動回路２３５４とを備える。

モニタ光検出回路２３５１は、フォトダイオード２３１３から得られる電気信号に基づいて光源部２３１１の発光量を検出する。比較回路２３５３は、インピーダンス変換回路２３５２を経て得られるモニタ光検出回路２３５１からの発光光量を示す信号と、基準光量の値とに基づいて、ＬＥＤ駆動回路２３５４に対して出力する光量制御信号が予め定められた一定の光量を示すように調整する。ＬＥＤ駆動回路２３５４は、当該調整された光量制御信号に基づいて、光源部２３１１を駆動する。

受光部２３２は、ビームスプリッタ２３２１によって分離されたＰ波を受光する第１受光素子２３２２から出力される電気信号と、Ｓ波を受光する第２受光素子２３２３から出力される電気信号を増幅回路２３７で光電変換し、当該増幅された各電気信号が上記コンパレータ回路１６２に入力される。

なお、図５では、コンパレータ回路１６２及びディジタル／アナログ・コンバータ１６１をトナー濃度検出センサ２３が有するとして説明しているが、コンパレータ回路１６２及びディジタル／アナログ・コンバータ１６１が制御回路１００のトナー濃度検出部１０１に備える構成としてもよい。或いは、コンパレータ回路１６２及びディジタル／アナログ・コンバータ１６１が制御回路１００内に備えられ、トナー濃度検出部１０１がコンパレータ回路１６２及びディジタル／アナログ・コンバータ１６１を介してトナー濃度検出センサ２３と信号のやり取りを行う構成としてもよい。

図７は、露光部１２３内に設けられているレーザスキャナの機械的構成を概略的に示す図である。各作像ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋのそれぞれの露光部１２３内に設けられた各レーザ走査ユニット（ＬＳＵ）は、特に明示しない限り同一の構成を有するため、作像ユニット１２Ｍ用のレーザ走査ユニット２００Ｍを以下に説明し、他色の作像ユニット用のレーザ走査ユニットの説明は省略する。

レーザ走査ユニット２００Ｍは、レーザダイオード（ＬＤ）等からなる上記光源部２３１１と、コリメータレンズ２０２と、絞り２０３と、回転多面鏡２０４と、ｆ−θレンズ２０５とを有している。

光源部２３１１から発せられたレーザ光は、コリメータレンズ２０２及び絞り２０３によって平行光とされ、この平行光が所定のビーム径で回転多面鏡２０４に入射するようになっている。回転多面鏡２０４は、矢印ａ方向に等速度で回転する。この回転多面鏡２０４の回転によって、入射光が連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射される。偏向ビームとなったレーザ光は、ｆ−θレンズ２０５によって集光されるが、ｆ−θレンズ２０５は走査の時間的な直線性を保つように補正を行うため、上記偏向ビームは像担持体である感光体ドラム１２０上に矢印ｂ方向に等速で走査される。

また、回転多面鏡２０４によって反射される偏向ビームは、ｆ−θレンズ２０５を介して、ＢＤセンサ（光検出部）２０６にも入射される。このＢＤセンサ２０６は、回転多面鏡２０４からの反射光を検出するセンサであり、ＢＤセンサ２０６の検出信号は、回転多面鏡２０４の回転と、データの書き出しとの同期を取るための同期信号として用いられる
但し、本実施形態では、ＢＤセンサ２０６は、作像ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２のうち、作像ユニット１２Ｍと作像ユニット１２Ｙに設けられている。

次に、プリンタ１による露光部１２３の光源部２３１１の故障判定処理の第１実施形態を説明する。図８は、プリンタ１による露光部１２３の光源部２３１１の故障判定処理の第１実施形態を示すフローチャートである。当該故障判定処理は、BDセンサ２０６を備えていない作像ユニット１２Ｃ，１２Ｋについて行われる。

プリンタ１は、プリンタ１の電源投入時又は電源投入後の一定時間経過毎に、パターン形成制御部１０４が作像ユニット１２Ｃ，１２Ｋに、上述したトナーパターンを中間転写ベルト１２４上に形成させ、トナー濃度検出部１０１がトナー濃度検出センサ２３を駆動し、当該トナー濃度検出センサ２３から得られる信号に基づいて当該トナーパターンの濃度を検出する（Ｓ１）。ここで、濃度補正部１０３は、トナー濃度検出センサ２３によって検出されたトナーパターンの濃度が予め定められた条件を満たすか否かを判断し（Ｓ２）、当該トナーパターンの濃度が予め定められた条件満たす場合には（Ｓ２でＹＥＳ）、キャリブレーション処理を行わず、制御部１００は、画像形成部１２による画像形成を許可し、プリンタ１をプリント待機状態に移行させる（Ｓ８）。

本実施形態では、当該トナーパターンの濃度として、図９に例示するP波出力電圧（Vp）とS波出力電圧(Vs)との差分を算出する。そして、当該差分に閾値を設定する。図１０に示すように、トナーパターンの濃度が下がると、トナー濃度検出センサ２３から照射された光が、中間転写ベルト１２４上のトナーパターンによって反射される反射率が低下する。すなわち、拡散反射されるS波出力電圧が下がり、正反射されるP波出力電圧が上がるため、P波出力電圧とS波出力電圧との差分は大きくなる。逆に、トナー濃度が上がると、当該差分は小さくなる。

例えば、P波出力電圧とS波出力電圧との差分の閾値を4Vと設定する（図１０）。光源部２３１１が電気的ストレスまたは寿命で故障し、中間転写ベルト１２４上のトナーパターンの濃度が薄くなって、P波出力電圧とS波出力電圧との差分が大きくなると、設定していた閾値（4V）を超える。本実施形態では、当該差分がこの閾値を超えた場合を、上記トナーパターンの濃度が予め定められた条件を満たさない場合として説明する。

一方、当該トナーパターンの濃度が上記条件を満たさない場合は（Ｓ２でＮＯ）、濃度補正部１０３は、濃度補正処理を実行する（Ｓ３）。そして、当該濃度補正処理後に、再度、パターン形成制御部１０４が、当該条件を満たさない濃度のトナーパターンを形成した作像ユニットに、上述した図２に示すように上記トナーパターンを中間転写ベルト１２４上に再度形成させ、トナー濃度検出部１０１が当該トナーパターンの濃度を検出する（Ｓ４）。濃度補正部１０３は、トナー濃度検出センサ２３によって再度検出された濃度補正処理後のトナーパターン濃度が上記条件を満たすと判断すれば（Ｓ５でＹＥＳ）、制御部１００は、プリンタ１をプリント待機状態に移行させる（Ｓ８）。

そして、濃度補正部１０３が、トナー濃度検出センサ２３によって再度検出された濃度補正処理後のトナーパターン濃度が上記条件を満たさないと判断すると（Ｓ５でＮＯ）、レーザ故障判定部（判定部）１０２は、当該再度のトナーパターン形成及びトナーパターン濃度検出の対象とされている作像ユニットについて、トナー残量検出センサ１５０からトナー残量検出値を取得し、当該トナー残量が予め定められた残量を超えているかを判断する（Ｓ６）。そして、レーザ故障判定部１０２は、当該トナー残量が予め定められた残量を超えていれば（Ｓ６でＹＥＳ）、当該作像ユニットの露光部１２３の光源部２３１１が故障と判定する（Ｓ７）。すなわち、レーザ故障判定部１０２は、キャリブレーション処理後のトナーパターン濃度が予め定められた閾値以上であると濃度補正部１０３によって判断され、かつ、トナー残量検出センサ１５０によって検出されたトナー残量が上記残量を超えている場合に、当該作像ユニットの露光部１２３の光源部２３１１が故障と判定する。

その一方、レーザ故障判定部１０２は、当該トナー残量が上記残量を超えていなければ（Ｓ６でＮＯ）、当該作像ユニットの露光部１２３の光源部２３１１は故障していないと判定し、制御部１００は操作部１２７の表示部に、当該作像ユニットのトナーコンテナがトナー残量無しである旨を表示させる（Ｓ９）。

次に、プリンタ１による露光部１２３の光源部２３１１の故障判定処理の第２実施形態を説明する。図１１は、プリンタ１による露光部１２３の光源部２３１１の故障判定処理の第２実施形態を示すフローチャートである。当該故障判定処理は、各色の作像ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋについて行われる。なお、第１実施形態と同様の処理は説明を省略する。

プリンタ１は、プリンタ１の電源投入時又は電源投入後の一定時間経過毎に、パターン形成制御部１０４が各色の作像ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋに、上述したトナーパターンを中間転写ベルト１２４上に形成させ、トナー濃度検出部１０１がトナー濃度検出センサ２３を駆動し、当該トナー濃度検出センサ２３から得られる信号に基づいて当該トナーパターンの濃度を検出する（Ｓ１１）。

そして、濃度補正処理（Ｓ１３）後の再度のトナーパターン濃度検出で再びトナーパターン濃度が予め定められた条件を満たさないと判断された作像ユニットがある場合（Ｓ１５でＮＯ）、当該トナーパターン濃度が予め定められた条件を満たさないと判断された作像ユニットが、BDセンサ２０６の設けられている作像ユニットであるか否かをレーザ故障判定部１０２が判定する（Ｓ１６）。レーザ故障判定部１０２は、各作像ユニットが１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＫがそれぞれBDセンサ２０６を有しているか否かの情報を予め有している。レーザ故障判定部１０２は、当該作像ユニットがBDセンサ２０６の設けられている作像ユニットと判断した場合は（Ｓ１６でＹＥＳ）、BDセンサ２０６からの出力があれば（Ｓ２０でＹＥＳ）、当該作像ユニットの露光部１２３の光源部２３１１は故障していないと判定し、制御部１００は操作部１２７の表示部に、当該作像ユニットのトナーコンテナがトナー残量無しである旨を表示させ（Ｓ２１）、BDセンサ２０６からの出力がなければ（Ｓ２０でＮＯ）、当該作像ユニットの露光部１２３の光源部２３１１が故障と判定する（Ｓ２２）。

一方、レーザ故障判定部１０２は、上記トナーパターン濃度が上記条件を満たさないと判断された作像ユニットが、BDセンサ２０６の設けられていない作像ユニットであれば（Ｓ１６でＮＯ）、トナー残量検出センサ１５０によって検出されたトナー残量が予め定められたトナー残量を超えている場合に（Ｓ１７でＹＥＳ）、当該作像ユニットの露光部１２３の光源部２３１１が故障と判定し（Ｓ１８）、当該トナー残量検出センサ１５０によって検出されたトナー残量が予め定められたトナー残量を超えていなければ（Ｓ１７でＮＯ）、当該作像ユニットの露光部１２３の光源部２３１１は故障していないと判定し、制御部１００は操作部１２７の表示部に、当該作像ユニットのトナーコンテナがトナー残量無しである旨を表示させる（Ｓ２３）。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、カラー画像形成用に各色毎の作像ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋを備えるプリンタ１における各露光部１２３の光源部２３１１についての故障判定処理を示したが、本発明は、モノクロプリント用又はカラープリント用であって、１つの作像ユニットの露光部に複数の光源部を有し、当該複数の光源部からの光線を用いて高速な潜像形成処理を行うプリンタに対しても適用が可能である。このように複数の光源部が存在する露光部では、コストダウンのために、上記ＢＤセンサ２０６は例えば２つの光源部に対して１つの割合でしか設けられておらず、一方の光源部からの光線のみがＢＤセンサ２０６に入射される構成の場合がある。当該プリンタでは、第１及び第２の２つの光源から出力された光を感光体ドラム表面上に例えば１つの回転多面鏡２０４が走査させ、ＢＤセンサ２０６は当該第１及び第２のいずれかの光源から出力される光を検出して水平同期信号を出力する。

以下に説明する光源部２３１１の故障判定処理は、このようにＢＤセンサ２０６が、例えば２つの光源部に対して１つの割合でしか設けられておらず、一方の光源部からの光線のみがＢＤセンサ２０６に入射される構成の露光部において、ＢＤセンサ２０６に光線が入射されない方の光源部に故障が生じているか否かを検出するものである。

当該プリンタによる露光部の光源部２３１１の故障判定処理を説明する。図１２は、１つの露光部において２つの光源部からの光線を用いて複数のラインを同時に走査する機構が採用されたプリンタによる光源部２３１１の故障判定処理を示すフローチャートである。なお、上記第１又は第２実施形態と同様の処理は説明を省略する。

プリンタ１は、プリンタ１の電源投入時又は電源投入後の一定時間経過毎に、パターン形成制御部１０４が作像ユニットに、上述したトナーパターンを中間転写ベルト１２４上に形成させ、トナー濃度検出部１０１がトナー濃度検出センサ２３を駆動し、当該トナー濃度検出センサ２３から得られる信号に基づいて当該トナーパターンの濃度を検出する（Ｓ３１）。

そして、濃度補正処理（Ｓ３３）後の再度のトナーパターン濃度検出で再びトナーパターン濃度が予め定められた条件を満たしていないと濃度補正部１０３によって判断され（Ｓ３５でＮＯ）、かつ、トナー残量検出センサ１５０によって検出されたトナー残量が予め定められたトナー残量を超えている場合に（Ｓ３６でＹＥＳ）、レーザ故障判定部１０２は、BDセンサ２０６からの出力があれば（Ｓ３７でＹＥＳ）、ＢＤセンサ２０６に光線が入射されない方の光源部に故障が生じていると判定する（Ｓ３８）。一方、レーザ故障判定部１０２は、BDセンサ２０６からの出力がなければ（Ｓ３７でＮＯ）、当該露光部に備えられる２つの光源部のうち、少なくともＢＤセンサ２０６に光線が入射される方の光源部に故障が生じていると判定する（Ｓ４０）。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。上記実施形態において図１乃至図１２に示した構成及び設定は単なる一例に過ぎず、本発明を当該実施形態に限定する趣旨ではない。

本発明の一実施形態に係るプリンタの全体構成を示した断面図である。 濃度検出用のトナーパターンが形成された中間転写ベルトと、濃度トナー濃度検出センサとを示した概略図である。 濃度トナー濃度検出センサの構成を示す図である。 プリンタの概略構成の一例を示すブロック図である。 トナー濃度検出センサ及びその制御機構部分を示す概略構成図である。 トナー濃度検出センサの概略構成図である。 露光部内に設けられているレーザスキャナの機械的構成を概略的に示す図である。 プリンタによる露光部の光源部の故障判定処理の第１実施形態を示すフローチャートである。 P波出力電圧（Vp）とS波出力電圧(Vs)の波形を例示した図である。 トナーパターン濃度と、P波出力電圧（Vp）及びS波出力電圧(Vs)の差分との関係を示す図である。 プリンタによる露光部の光源部の故障判定処理の第２実施形態を示すフローチャートである。 １つの露光部において２つの光源部からの光線を用いて複数のラインを同時に走査する機構が採用されたプリンタによる光源部の故障判定処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ プリンタ
１１ 装置本体
１２ 画像形成部
１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋ 作像ユニット
１２０ 感光体ドラム
１２１ 現像部
１２２ 帯電部
１２３ 露光部
１２４ 中間転写ベルト
１３ 定着部
２３ トナー濃度検出センサ
２３１ 発光部
２３１１ 光源部
２３１２ ビームスプリッタ
２３１３ 受光素子
２３２ 受光部
２３２１ ビームスプリッタ
２３２２，２３２３ 受光素子
２３５ APC回路
２３５１ モニタ光検出回路
２３５２ インピーダンス変換回路
２３５３ 比較回路
２３５４ ＬＥＤ駆動回路
２３７ 増幅回路
１００ 制御部
１０１ トナー濃度検出部
１０２ レーザ故障判定部
１０３ 濃度補正部
１０４ パターン形成制御部
１１２ 搬送ローラ対
１１５ ドラムモータ
１５０ トナー残量検出センサ
１６１ アナログ・コンバータ
１６２ コンパレータ回路
２００Ｍ レーザ走査ユニット
２０２ コリメータレンズ
２０４ 回転多面鏡
２０５ fθレンズ
２０６ BDセンサ

Claims (3)

1. 表面上に潜像が形成される感光体と、
   前記感光体の表面を帯電させる帯電部と、
   前記帯電部によって帯電された前記感光体表面を露光して前記潜像を形成する露光部と、
   前記感光体表面の潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像部と、
   前記感光体表面上のトナー画像が転写される中間転写体と、
   前記中間転写体に前記トナー画像を転写させる転写部と、
   前記中間転写体に転写されたトナー画像の濃度を検出する濃度検出部と、
   前記濃度検出部によって検出される濃度値が予め定められた条件を満たさない場合に、前記トナー画像形成の濃度補正処理を行う濃度補正部と、
   前記現像部にトナーを供給するトナー蓄積部のトナー残量を検出するトナー残量検出部と、
   前記濃度補正部による濃度補正処理を終了した後に前記濃度検出部で検出される濃度値が前記予め定められた条件を満たさず、かつ、前記トナー残量検出部によって検出されたトナー残量が予め定められた残量よりも多い場合に、前記露光部を故障と判定をする判定部と
   を備えた画像形成装置。
2. 前記感光体、前記帯電部、前記露光部、前記現像部、及び前記転写部を備える作像ユニットをカラー画像形成用の各色毎に備え、
   前記露光部は、光線を出力する光源と、当該光源から出力された光を前記潜像形成のために前記感光体表面上に走査させる光偏向部とを備え、前記各色毎の作像ユニットの少なくとも１つは、前記光源から出力される光を検出して水平同期信号を出力する光検出部を更に備え、
   前記濃度補正部は、前記各色の作像ユニット毎に前記濃度補正部による濃度補正処理を行い、前記濃度検出部で検出される濃度値が前記予め定められた条件を満たさず、かつ、前記トナー残量蓄積部によって検出されたトナー残量が前記予め定められた残量よりも多い作像ユニットが存在する場合には、当該作像ユニットが前記光検出部による光検出の対象とされていないことを条件として、当該作像ユニットの光源を故障と判定する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記露光部は、第１の光線を出力する第１の光源と、第２の光線を出力する第２の光源と、当該第１及び第２の光源から出力された光を前記感光体表面上に走査させる光偏向部と、前記第１及び第２のいずれかの光源から出力される光を検出して水平同期信号を出力する光検出部とを備え、
   前記判定部は、前記濃度補正部による濃度補正処理を終了した後に前記濃度検出部で検出される濃度値が前記予め定められた条件を満たさず、かつ、前記トナー残量蓄積部によって検出されたトナー残量が前記予め定められた残量よりも多い場合であって、前記光検出部から水平同期信号が出力されているときは、前記第１又は第２の光源のうちで当該光検出部による光検出の対象とされていない方の光源を故障と判定する請求項１に記載の画像形成装置。

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