JP2011169967A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像形成の補正処理に使用する光センサに対して開閉部材が設けられる場合であっても、補正処理の精度低下を好適に抑制する画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、像担持体に向けて検査光を出射する出射手段と、検査光による反射光量を検出する検出手段とを備える。開閉部材は、像担持体からの反射光量Rb,Rtを検出手段によって検出可能にさせる開状態と、検査光を遮光し、遮光した検査光を、像担持体表面からの反射光量Rbよりも大きい光量Rsあるいは現像剤像からの反射光量Rtよりも小さい光量RsLで検出手段によって検出可能にさせる閉状態とに移動する。制御手段は、検出手段によって像担持体表面からの反射光量Rsよりも大きい光量Rsが検出された場合、あるいは検出手段によって現像剤像からの反射光量Rtよりも小さい光量RsLが検出された場合、補正処理を停止させる。
【選択図】図5

Description

本発明は画像形成装置に関し、詳しくは、画像形成における補正処理に係る精度を確保する技術に関する。
従来、電子写真方式の画像形成における補正処理の一例として、所定の現像剤(トナー)像の濃度を得るためにトナー濃度を補正する際、発光素子と受光素子を有する光センサが用いられている。すなわち、光センサの発光素子からベルト等の像担持体に向けて光が出射され、出射された光の反射光が発光素子によって検出される。そして、ベルト表面からの反射光とベルト上に形成されたトナー像からの反射光とに基づき、トナー像の濃度が補正される。その際、トナーによる光学センサの汚れを防止し、濃度補正の精度を確保するために、光センサに対してシャッター(開閉部材)が設けられる。シャッターを用いた場合においても濃度補正の精度を確保する例が、例えば、特許文献1に記載されている。そこでは、ブラックトナーの反射率よりもシャッターの反射率を高くし、ブラックトナーからの反射光とシャッターからの反射光とを判別する技術が開示されている。
特開平09−034312号公報
しかしながら、上述した従来技術では、シャッター反射率はベルト反射率よりも低く設定されているため、ベルトの長年の使用でクリーニングされにくくなったトナーによってベルト表面が覆われてくる(フィルミングされてくる)と、ベルト反射率が低下してシャッター反射率に近づいていってしまう。そのため、濃度補正時、シャッターの開閉機構が故障していると、シャッターの反射光を誤ってベルトからの反射光と認識してしまい、濃度補正の精度が低下する虞があった。
本発明は、画像形成の補正処理に使用する光センサに対して開閉部材が設けられる場合であっても、補正処理の精度低下を好適に抑制する技術を提供するものである。
第1の発明に係る画像形成装置は、現像剤像を形成する像形成手段と、前記現像剤像を担持する像担持体と、前記像担持体に向けて検査光を出射する出射手段と、前記検査光による反射光量を検出する検出手段と、前記像担持体の表面からの反射光量と前記像担持体に担持された前記現像剤像からの反射光量とに基づき、形成画像の補正処理を行う補正手段と、前記像担持体からの各反射光量を前記検出手段によって検出可能にさせる開状態と、前記検査光を遮光し、遮光した検査光を、前記像担持体表面からの前記反射光量よりも大きい光量で、あるいは前記現像剤像からの前記反射光量よりも小さい光量で前記検出手段によって検出可能にさせる閉状態とに移動する開閉部材と、前記補正処理に際して、開状態とするように前記開閉部材を制御するとともに前記出射手段によって前記検査光を出射させる制御手段であって、前記検出手段によって前記像担持体表面からの前記反射光量よりも大きい光量が検出された場合、あるいは前記検出手段によって前記現像剤像からの前記反射光量よりも小さい光量が検出された場合、前記補正処理を停止させる制御手段とを備える。
本構成によれば、形成画像の補正処理時に、検出手段によって像担持体表面からの反射光量よりも大きい光量が検出された場合、あるいは検出手段によって現像剤像からの反射光量よりも小さい光量が検出された場合、補正処理が停止される。ここで、形成画像の補正時に、検出手段によって像担持体表面からの反射光量よりも大きい光量が検出された場合、あるいは現像剤像からの反射光量よりも小さい光量が検出された場合とは、開閉部材が開状態へと制御されるにもかかわらず何らかの事情によって開閉部材が閉状態にある場合に相当する。この場合、補正処理は適正に行なわれず補正精度が低下するため、補正処理は停止される。したがって、画像形成の補正処理に使用する光センサに対して開閉部材が設けられる場合であっても、補正処理の精度低下を好適に抑制することができる。
第2の発明は、第1の発明の画像形成装置において、前記開閉部材は、前記像担持体表面の反射率よりも高い反射率の、あるいは前記現像剤像の反射率より低い反射率の反射部材を含み、前記反射部材は、前記開閉部材の閉状態のときに遮光した前記検査光を前記検出手段に向けて反射する。
本構成によれば、開閉部材の閉状態のときに、簡易な構成で的確に検査光を検出手段に向けて反射できる。
第3の発明は、第1または第2の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、前記検出手段による、前記開閉部材の閉状態での検出光量と前記開閉部材の開状態での検出光量との差が第1所定光量以上となった場合、あるいは前記開閉部材の閉状態での検出光量と前記開閉部材の開状態での検出光量との差が第2所定光量以下となった場合、前記像担持体のフィルミングと判断し、前記像担持体の交換を促す処理を行う。
本構成によれば、像担持体のフィルミングを好適に判断することができる。すなわち、像担持体が例えばベルトである場合、ベルトの長年の使用でクリーニングされにくくなったトナーによってベルト表面が覆われてくる(フィルミングされてくる)と、開閉部材の開状態での検出光量が減少し、開閉部材の閉状態での検出光量との差が増大、あるいは減少する。そのため、フィルミングと判断する差の所定光量を適宜設定することによって、像担持体のフィルミングを好適に判断することができる。
第4の発明は、第3の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、前記開閉部材の閉状態時における検出光量が一定となるように前記検査光の光量を調整する。
本構成によれば、出射手段の経年変化の影響を抑制できる。
第5の発明は、第1または第2の発明の画像形成装置において、制御手段は、前記検出手段による、前記開閉部材の閉状態での検出光量に対する前記開閉部材の開状態での検出光量の比が第1所定値以上となった場合、あるいは前記開閉部材の閉状態での検出光量に対する前記開閉部材の開状態での検出光量の比が第2所定値以下となった場合、前記像担持体のフィルミングと判断し、前記像担持体の交換を促す処理を行う。
本構成によれば、像担持体のフィルミングの判断が、開閉部材の閉状態での検出光量に対する開閉部材の開状態での検出光量の比によって行われるため、フィルミングの判断において出射手段の経年変化の影響をいけない。そのため、フィルミング判断時における検査光の光量調整を行う必要がない。
第6の発明は、第1から第5のいずれかの発明の画像形成装置において、前記補正処理時、前記検出手段によって前記像担持体表面からの反射光量よりも大きい光量が検出された場合、あるいは前記検出手段によって前記現像剤像からの前記反射光量よりも小さい光量が検出された場合、前記開閉部材の故障を報知する報知手段をさらに備える。
本構成によれば、ユーザに開閉部材の故障を知らせることができる。
第7の発明は、第1から第6のいずれかの発明の画像形成装置において、前記制御手段は、前記検出手段によって前記像担持体表面からの前記反射光量よりも、少なくとも前記検出手段によって検出される反射光量の検出誤差量分大きい光量が検出された場合、あるいは前記検出手段によって前記現像剤像からの前記反射光量よりも、前記検出誤差量分小さい光量が検出された場合、前記補正処理を停止させる。
本構成によれば、検出手段に反射光量の検出誤差がある場合、すなわち、検出手段に検出ばらつきがあっても、開閉部材の故障を好適に検出し、補正処理を停止させることができる。
また、第8の発明の画像形成装置は、現像剤像を形成する像形成手段と、前記現像剤像を担持し、照射される光による反射光の所定の反射光量範囲を有する像担持体と、前記像担持体に向けて第1検査光を出射する第1出射手段と、前記第1検査光による第1反射光量を検出する第1検出手段とを含む第1光センサと、前記像担持体に向けて第2検査光を出射する第2出射手段と、前記第2検査光による第2反射光量を検出する第2検出手段とを含む第2光センサと、前記像担持体の表面からの反射光量と前記像担持体に担持された前記現像剤像からの反射光量とに基づき、形成画像の補正処理を行う補正手段と、第1光センサに対応して設けられ、開状態において前記第1検査光を前記像担持体に向けて照射させ、閉状態において、前記反射光量範囲における反射光量の最大値よりも大きい前記第1反射光量において前記第1検査光を前記第1検出手段に向けて反射させる第1開閉部材と、第2光センサに対応して設けられ、開状態において前記第2検査光を前記像担持体に向けて照射させ、閉状態において、前記反射光量範囲における反射光量の最小値よりも小さい前記第2反射光量において前記第2検査光を前記第2検出手段に向けて反射させる第2開閉部材と、前記補正処理に際して、開状態とするように各開閉部材を制御するとともに各出射手段によって各検査光を出射させる制御手段であって、前記第1および第2反射光量に応じて前記補正処理の実行を判断する制御手段とを備える。
本構成によれば、第1開閉部材による反射光量を像担持体の反射光量範囲における反射光量の最大値より大きく設定し、第2開閉部材による反射光量を同反射光量範囲における反射光量の最小値より小さく設定される。そのため、第1および第2開閉部材の動作が正常である場合、第1および第2検出手段が受け取る反射光量間の差はほとんど生じない。一方、第1および第2開閉部材に異常が発生して補正処理時に第1および第2開閉部材が開かない場合、第1および第2検出手段が受け取る反射光量に大きな差が生じる。そのため、第1および第2検出手段が受け取る反射光量の比あるいは差を利用して第1および第2開閉部材の開閉に係る異常を好適に検出し、補正処理を停止させることができる。
第9の発明は、第8の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、各開閉部材を開状態に制御するととも各出射手段によって各検査光を出射させた場合において、前記第1反射光量をLr1、前記第2反射光量をLr2、前記反射光量範囲における反射光量の最大値をRbmax、前記反射光量範囲における反射光量の最小値をRbminとすると、Lr1/Lr2>Rbmax/Rbminである場合、前記第1および第2開閉部材が閉状態にあると判断して、前記補正処理を停止させる。
本構成によれば、第1反射光量と第2反射光量との比を用いて、第1および第2開閉部材の開閉に係る異常を好適に検出できる。
第10の発明は、第8の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、各開閉部材を開状態に制御するととも各出射手段によって各検査光を出射させた場合において、初期状態における前記第1開閉部材と前記第2開閉部材との反射光量差をDsとし、前記反射光量範囲における反射光量の最大値と最小値との差をDbとし、判断基準値ThをDb<Th<Dsとし、前記第1反射光量と前記第2反射光量との差をDとすると、Th<Dである場合、前記第1および第2開閉部材が閉状態にあると判断して、前記補正処理を停止させる。
本構成によれば、第1反射光量と第2反射光量との差を用いて、第1および第2開閉部材の開閉に係る異常を好適に検出できる。
第11の発明は、第8の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、各開閉部材を開状態に制御するととも各出射手段によって各検査光を出射させた場合において、前記第1検出手段によって前記反射光量範囲における反射光量の最大値よりも大きい前記第1反射光量が検出された場合、あるいは前記第2検出手段によって前記反射光量範囲における反射光量の最小値よりも小さい前記第2反射光量が検出された場合、前記補正処理を停止させる。
本構成によれば、第1および第2開閉部材のいずれか一方の開閉に係る異常を好適に検出し、補正処理を停止させることができる。
本発明によれば、画像形成の補正処理に使用する光センサに対して開閉部材が設けられる場合であっても、補正処理の精度低下を好適に抑制することができる。
本発明の実施形態1に係るプリンタの概略構成を示す側断面図 プリンタの電気的構成を示すブロック図 シャッター開状態の光学センサおよびベルトの斜視図 シャッター閉状態の光学センサおよびベルトの斜視図 各部のLED発光強度に対する反射光量の関係を示すグラフ 光学センサの概略的な回路図 シャッター開閉異常の検出処理を示すフローチャート フィルミングの検出処理を示すフローチャート 実施形態2における各部のLED発光強度に対する反射光量の関係を示すグラフ
<実施形態1>
本発明の実施形態1について図1から図8を参照して説明する。
1.プリンタの全体構成
図1は、実施形態1のプリンタ1の概略構成を示す側断面図である。なお、以下の説明においては、図1における右側(右方)をプリンタ1の前側(前方)とする。また、以下の説明において、「反射光量」と「反射率」とは比例関係にあるため、「反射光量」および「反射率」は、便宜上、同一の符号で示す。
図1に示すように、プリンタ1(画像形成装置の一例)は、例えば4色(ブラックK、イエローY、マゼンタM、シアンC)のトナーを用いてカラー画像を形成する直接転写タンデム方式のカラーレーザプリンタであって、ケーシング3を備える。ケーシング3の底部には供給トレイ5が設けられ、供給トレイ5に、被記録媒体(例えば用紙などのシート材)7が積載される。
なお、以下の説明では、プリンタ1の各構成部品や用語を色ごとに区別する場合には、その構成部品等の符号末尾に各色を意味するK(ブラック)、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)を付すものとする。また、画像形成装置はカラープリンタに限定されず、例えば、モノクロプリンタ、コピー機能等を備えた、いわゆる複合機等であってもよい。
被記録媒体7は、押圧板9によってピックアップローラ13に向かって押圧され、ピックアップローラ13の回転によって、レジストローラ17へ送られる。レジストローラ17は、被記録媒体7の斜行補正を行った後、所定のタイミングで、被記録媒体7をベルトユニット21上へ送り出す。
画像形成部19は、ベルトユニット21、スキャナ部23、プロセス部25、および定着器28等を含む。
ベルトユニット21は、一対の支持ローラ27,29の間に架設される無端のベルト31(「像担持体」の一例)を含む。ベルト31は、例えば後側の支持ローラ29が回転駆動することで図1の反時計回り方向に循環移動し、ベルト31上に載せた被記録媒体7を後方へ搬送する。
なお、ベルトユニット21の下側には、ベルト31に付着したトナー(補正用パターン131のトナーを含む)、紙粉等を除去するためのクリーニングローラ33が設けられている。
スキャナ部23は、各色画像データに基づき各々オンオフ制御される4つのレーザ発光部(図示せず)を含み、各レーザ発光部からのレーザ光Lを、それぞれの色に対応する感光ドラム37の表面に照射しつつ高速走査する。
プロセス部25は、例えばブラック,シアン,マゼンタ,イエローの各色に対応して4つ設けられている。各プロセス部25は、トナー(「現像剤」の一例)の色等を除いて同一の構成とされている。
各プロセス部25は、感光ドラム37、帯電器39及び現像カートリッジ41等を含む。現像カートリッジ41には、トナー収容室43、現像ローラ47等が設けられ、トナー収容室43内のトナーが現像ローラ47上に供給される。
感光ドラム37の表面は、帯電器39により一様に正帯電される。その後、スキャナ部23からのレーザ光Lにより露光されて、被記録媒体7に形成すべき各色画像に対応した静電潜像が形成される。
次いで、現像ローラ47上に担持されているトナーが、感光ドラム37の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム37の静電潜像は、各色のトナー像(「現像剤像」に相当)として可視像化される。
その後、ベルト31によって搬送される被記録媒体7が感光ドラム37と転写ローラ53との間の各転写位置を通る期間に、各感光ドラム37の表面上のトナー像は、転写ローラ53に印加される負極性の転写バイアスによって被記録媒体7に順次転写される。こうしてトナー像が転写された被記録媒体7は、定着器28に搬送される。
定着器28は、トナー像を担持した被記録媒体7を、加熱ローラ55及び加圧ローラ57によって搬送しながら加熱することにより、トナー像を被記録媒体7に定着させる。そして、熱定着された被記録媒体7は、排紙ローラ61により排紙トレイ63上に排出される。
2.プリンタの電気的構成
図2は、プリンタ1の電気的構成を概略的に示すブロック図である。
プリンタ1は、CPU77、ROM79、RAM81、NVRAM83、操作部85、表示部87、既述の画像形成部19、ネットワークインターフェイス89、光学センサ111等を含む。
ROM79には、プリンタ1の動作を制御するための各種プログラムが記録されており、CPU(「検出手段」、「補正手段」、「制御手段」の一例)77は、ROM79から読み出したプログラムに従って、その処理結果をRAM81やNVRAM83に記憶させながら、プリンタ1の動作を制御する。
操作部85は、複数のボタンからなり、ユーザによって印刷開始の指示などの各種の入力操作が可能である。表示部87は、液晶ディスプレイやランプからなり、各種の設定画面や動作状態、警告等を表示することが可能である。ネットワークインターフェイス89は、通信回線71を介して外部のコンピュータ(図示せず)等に接続されており、相互のデータ通信が可能である。
3.形成画像の補正処理のための構成
次に、図3から図6を参照して、形成画像の補正処理のための構成を説明する。図3および図4は、ベルト31と光学センサ111A,111Bの配置関係を示す斜視図であり、図3は光学センサ111A,111B用の各シャッター121A、121Bが開かれている状態を示し、図4は各シャッター121A、121Bが閉鎖されている状態を示す。図5は、各部の反射特性を示すグラフである。なお、以下の光学センサ111A,111B等に係る説明において、区別する必要がない場合、「A」および「B」の添え字を省略する。
また、形成画像の補正処理には、例えば、形成画像の位置ずれ補正処理および形成画像の濃度補正処理等があるが、ここでは、位置ずれ補正処理を例に説明する。カラー画像を形成可能なプリンタ1では、被記録媒体7に対する各色画像の形成位置(転写位置)がずれると、色ずれが生じたカラー画像が形成されてしまうため、各色画像の形成位置の合わせが重要である。そして、位置ずれ補正処理は、色ずれを補正するための処理である。
位置ずれ補正処理のために、光学センサ111が使用され、光学センサ111は、図3に示すように、例えば、ベルト31の後側下方において1または複数個(実施形態1では例えば2個)設けられ、これら2個の光学センサ111A,111Bが左右方向に並んで配置されている。
各光学センサ111A,111Bは、発光素子(例えばLED(発光ダイオード))113と受光素子(例えばフォトトランジスタ)115とを含む反射型のセンサである。具体的には、各発光素子113A,113Bは、ベルト31の表面に対して斜め方向から検査光を照射し、そのベルト31の表面からの反射光を各受光素子115A,115Bが受光する。各発光素子113A,113Bからの検査光が、ベルト31上に形成するスポット領域が、光学センサ111A,111Bの検出領域Eとなる。
また、光学センサ111A,111Bの前面には光学センサ111A,111Bからの光を遮断可能なシャッター(「開閉部材」の一例)121A、121Bがそれぞれ設けられている。ここでは、例えば、各シャッター121A、121Bが回転軸123A,123Bによって回転されることによって、各シャッター121A、121Bが開閉される。シャッター121が開状態にある場合、検査光はベルト31に到達し、シャッター121が閉状態にある場合、検査光は光学センサ111に反射される。
各シャッター121A、121Bの裏面には、閉鎖時において各発光素子113A,113Bからの検査光を各受光素子115A,115Bに向けて反射するように、所定の反射率RsA,RsBを有する反射板(「反射部材」の一例)122A,122Bがそれぞれ設けられている。ここでは、反射板122A,122Bの反射率RsA,RsBは等しく、また、ベルト31の反射率Rbよりも大きく(高く)設定されている。言い換えれば、実施形態1において、各シャッター121A、121Bは、ベルト31からの反射光量を受光素子115によって検出可能にさせる開状態と、検査光を遮光し、遮光した検査光を、ベルト31表面からの反射光量Rbよりも大きい光量Rsで受光素子115によって検出可能にさせる閉状態とに移動する。
すなわち、実施形態1では、図5に示されるように、発光素子(LED)113の光照射強度に対応した反射板122による光学センサ111からに光の反射光量Rsが、新品ベルト31の表面による反射光量Rbnよりも大きくなるように、反射板122の反射率Rsが設定されている。なお、図5において、直線L1は反射板122の反射特性Rs、直線L2は新品ベルト31の反射特性Rbn、直線L3はフィルミングの生じたベルト31の反射特性Rnf、直線L4はトナーパッチ(補正用パターン、現像剤像)の反射特性Rtを示す。
また、図6は、光学センサ111A,111Bの概略的な回路図である。
光学センサ111は、LEDである発光素子(「出射手段」の一例)113、フォトトランジスタである受光素子(「検出手段」の一例)115、およびヒステリシスコンパレータ(「検出手段」の一例)117を含む。ここでは、受光素子115からの受光信号S1は、フォトトランジスタの特性から、受光素子115での受光量レベル(反射光量)が高いほど低い電圧値となり、受光量レベルが低いほど高い電圧値となる。そして、受光信号S1はヒステリシスコンパレータ117に入力される。ヒステリシスコンパレータ117は、受光信号S1の電圧値を所定検出閾値と比較し、この比較結果に応じて2値化信号S2を出力する。2値化信号S2は位置ずれ補正処理等の形成画像の補正処理に使用される。
CPU77は色ずれ補正タイミングが到来したときに位置ずれ補正処理を実行する。色ずれ補正タイミングは、例えば前回の位置ずれ補正処理からの経過時間または、画像形成を行った被記録媒体の枚数などが、ある基準値に達したときである。その際、CPU77は、例えば、図3に示すように、補正用パターン131をベルト31上に形成しつつ光学センサ111からの上記2値化信号S2を取得して行う。
4.形成画像の補正処理に際してのシャッター閉状態検出
また、CPU77は、位置ずれ補正処理等の形成画像の補正処理を行う際に、光学センサ111および各シャッター121の動作制御を行う。
すなわち、CPU77は、形成画像の補正処理に際して、開状態とするようにシャッター121を制御するとともに発光素子113によって検査光をベルト31の検出領域Eに向けて出射させる。その際、ヒステリシスコンパレータ117によってベルト31の表面からの反射光量Rbよりも大きい光量Rsが検出された場合、CPU77は補正処理を停止させる。
なお、シャッター閉状態検出の際、例えば、ヒステリシスコンパレータ117における、形成画像の補正処理用の検出閾値を変更して、シャッター121の閉状態検出用の検出閾値とするようにする。すなわち、ヒステリシスコンパレータ117の検出閾値を可変設定可能な構成とする。あるいは、シャッター閉状態検出用のコンパレータを別途、設けるようにして、発光素子113の検出値と閉状態検出用の検出閾値とを比較するようにしてもよい。
この場合、補正処理が停止されるのは、新品ベルト31の反射率Rbnより大きい反射率Rsを有するシャッター121が何らかの理由によって閉じられているために、ベルト31の表面からの反射光量Rbよりも大きい光量Rsが検出されたと考えられるからである。すなわち、シャッター121が閉鎖されている場合に補正処理を行っても正確な処理が行えないどころか、形成画像の品質をより低下させることになるため、補正処理が停止される。
好ましくは、CPU77は、シャッター121の故障を、例えば、表示部(「報知手段」の一例)19に報知させる。また、CPU77は、シャッター121を開閉する命令信号を生成し、シャッター121の開閉に際して、命令信号をシャッター121の回転軸123を回転させる機構(図示せず)に供給する。
なお、実施形態1においては、各シャッター121A,121Bの閉状態検出は個別に行なわれ、少なくとも一方のシャッター121の閉状態が検出された場合、補正処理が停止される。
4−1.別のシャッター閉状態検出方法
次に、図7を参照して、別のシャッター閉状態検出方法を説明する。図7は発光素子の光量を補正してシャッター閉状態検出を行う場合の処理を示すフローチャートである。この検出方法では、発光素子113の劣化による誤検出を防止するために、検出時に発光素子(LED)113の発光強度(輝度)が補正される。
この処理において、まず、LED13が経年劣化する前に、所定電流をLED13に流して、シャッター121、すなわちシャッター121の反射板122からの初期反射光量Rs_intを事前に得ておく(ステップS100)。次いで、実際にシャッター閉状態検出を行う場合に、反射板122からの反射光量Rsが初期反射光Rs_intとなるようにLED13の輝度調整、すなわち、LED13の電流値を調整する(ステップS110)。
次いで、CPU77は、シャッター121を開状態とする命令信号を、シャッター121の回転軸123を回転させる機構(図示せず)に供給する(ステップS120)。
この時、検出される反射光量が反射板122からの反射光量Rsに等しい場合(ステップS130:YES判定)、シャッター121の故障と判定される(ステップS140)。一方、反射光量が反射板122からの反射光量Rsに等しくない場合(ステップS130:NO判定)、すなわち、反射光量が反射板122からの反射光量Rsより小さい場合、シャッター121は正常と判定される(ステップS135)。
この方法では、LED113が劣化した場合であっても、シャッター閉状態検出の精度低下を抑制できる。
5.ベルトのフィルミング検出処理
次に、図8を参照して、フィルミング検出処理を説明する。形成画像の補正処理に際して、CPU77は、さらに、ベルト31のフィルミング検出処理も行う。
CPU77は、まず、所定電流をLED113に流してLED13を発光させ、新品ベルト31の反射光量Rbnとシャッター121の反射板122の反射光量Rsとの初期差分A_intを事前に得ておく(ステップS200)。次いで、印刷などの通常動作(ステップS210)、および反射板122の反射光量Rsの調整(ステップS220)を行う。
次いで、例えば、プリンタ1の所定使用時間経過毎に、ベルト31の反射光量Rbと反射板122の反射光量Rsとの差分Aを検出する(ステップS230)。差分Aが初期差分A_intと比べて非常に大きい場合、ベルト31のフィルミングが生じたと判定して(ステップS240:YES判定)、フィルミングを検出する(ステップS250)。この場合、好ましくは、CPU77は、ベルト31のフィルミングを、例えば、表示部19に報知させて、ベルト31の交換をユーザに促す。
なお、ここで、差分Aが初期差分A_intと比べて非常に大きいかどうかを判断する際、具体的には、例えば、差分Aと初期差分A_intとの差を所定の光量差(「第1所定光量」に相当)と比べることによって判定される。すなわち、差分Aと初期差分A_intとの差が所定光量差より大きい場合、ベルト31のフィルミングと判定される。
一方、差分Aが初期差分A_intと比べて非常に大きくない場合、ベルト31のフィルミングが発生していないと判定して(ステップS240:NO判定)、通常動作を行う(ステップS210)。
このように、形成画像の補正処理に関連して、初期差分A_intを利用してベルト31のフィルミングを検出することができる。
なお、フィルミング検出処理においても、反射光量を検出する際に、4−1.別のシャッター閉状態検出方法において説明した「発光素子の光量補正」を行うようにしてもよい。
すなわち、図5に示されるように、LED113に劣化がない場合、所定発光強度(所定輝度)Lrnに対して差分Aが得られる。しかしながら、LED13に劣化が生じ、所定電流に対して、所定発光強度Lrnより小さい発光強度Lraしか得られなくなると、差分Aが差分A1に減少する。この場合、フィルミング検出の精度が低減することとなる。したがって、「発光素子の光量補正」を行うことによって、フィルミング検出の精度の低下が抑制される。
さらに、フィルミング検出において、ベルト31の反射光量Rbと反射板122の反射光量Rsとの差分Aに代えて、反射板122の反射光量(開閉部材の閉状態での検出光量)Rsに対するベルト31の反射光量(開閉部材の開状態での検出光量)Rbとの比が所定値(「第1所定値」に相当)以上となった場合にベルト31のフィルミングを検出するようにしてもよい。
この場合、反射光量Rbと反射光量Rsとの比が利用されるため、ベルト31のフィルミングの判断においてLED113の経年変化の影響を大きく受けない。すなわち、LED113の経年変化が反射光量Rbと反射光量Rsの双方に影響するため、比を求めることによってその影響が出なくなる。したがって、上記「発光素子の光量補正」を行う必要がない。
なお、実施形態1では、発光素子(「出射手段」の一例)113と受光素子(「検出手段」の一例)115とを含む光学センサ111が2個、設けられる例を示したが、これに限られない。本発明は、光学センサ(出射手段および検出手段)111が1個、設けられる場合にも、適応できる。
6.実施形態1の効果
形成画像の補正処理時、例えば、形成画像の位置ずれを補正する時、光学センサ111によってベルト31の表面からの反射光量Rbよりも大きい光量が検出された場合、補正処理が停止される。ここで、形成画像の補正処理時に、光学センサ111によってベルト表面からの反射光量Rbよりも大きい光量が検出される場合とは、シャッター121が開状態へと制御されるにもかかわらず何らかの事情によってシャッター121が閉状態にある場合に相当する。シャッター121が閉状態にあると、位置ずれ補正処理は適正に行なわれず補正精度が低下するため、補正処理は停止される。したがって、画像形成の補正処理に使用する光センサ111に対してシャッター121が設けられる場合であっても、補正処理の精度低下を好適に抑制することができる。
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2について図9を参照して説明する。図9は実施形態2における各部材の反射特性を示すグラフである。なお、実施形態1と実施形態2とは、光学センサ(「第1光センサ」の一例)111Aおよび光学センサ(「第2光センサ」の一例)111Bの閉状態の検出方法が異なる。そのため、以下、実施形態1との相違点について説明する。
すなわち、実施形態1では反射板122A,122B(シャッター121A,121B)の反射率RsA,RsBは同一である例を示したが、実施形態2では反射板122A,122Bの反射率(反射光量)RsA,RsBが異なる。
実施形態2では反射板(「第1開閉部材」、「反射部材」の一例)122Aの反射光量RsAは、図9に示されるように、ベルト31の反射光量範囲Dbにおける反射光量の最大値Rbmaxよりも大きい。一方、反射板(「第2開閉部材」、「反射部材」の一例)122Bの反射光量RsBは、図9の二点鎖線で示されるように、ベルト31の反射光量範囲Dbにおける反射光量の最小値Rbminよりも小さい。すなわち、反射板122Aは、反射光量範囲Dbにおける反射光量の最大値よりも大きい第1反射光量において第1検査光を受光素子(「第1検出手段」の一例)115Aに向けて反射させる。一方、反射板122Bは、反射光量範囲Dbにおける反射光量の最小値よりも小さい第2反射光量において第2検査光を受光素子(「第2検出手段」の一例)115Bに向けて反射させる。
ここで、ベルト31の反射光量範囲Dbは、例えば、図9に示されているように、新品ベルト31の反射光量Rsnのばらつき、およびフィルミングしたベルト31の反射光量Rbfのばらつき等を含む範囲である。すなわち、反射光量範囲Dbは、反射光量Rbfから反射光量Rsnまでの範囲よりも広く設定される。そのため、ベルト31の反射光量(反射率)のばらつきによる誤検出を抑制することができる。
CPU77は、上記補正処理に際して、シャッター開閉に係る上記命令信号を生成して、開状態とするように各シャッター(「第1開閉部材」の一例)121A、シャッター(「第2開閉部材」の一例)121Bを制御するとともに発光素子(「第1出射手段」の一例)113Aおよび発光素子(「第2出射手段」の一例)113Bによって各検査光を出射させる。そして、CPU77は、第1および第2反射光量に応じて補正処理を実行するか否かを判断する。以下に、判断例を説明する。
(判断例1)
判断例1では、CPU77は、各シャッター121A,121Bを開状態に制御するととも各発光素子113A,113Bによって各検査光を出射させる。そして、受光素子115Aが受光する第1反射光量をLr1、受光素子115Bが受光する第2反射光量をLr2、反射光量範囲における反射光量の最大値をRbmax、反射光量範囲における反射光量の最小値をRbminとすると、
Lr1/Lr2>Rbmax/Rbmin
である場合、シャッター121Aおよびシャッター121Bが閉状態にあると判断して、補正処理を停止させる。すなわち、シャッター121Aおよびシャッター121Bが閉状態にあると、第1反射光量Lr1はシャッター121Aの反射光量RsAとほぼ等しく、第2反射光量Lr2はシャッター121Bの反射光量RsBとほぼ等しい。そのため、図9から明らかなように、
(Lr1/Lr2)=(RsA/RsB)>Rbmax/Rbmin
となって、シャッター121Aおよびシャッター121Bが閉状態にあると判断できる。この場合、各シャッター121A,121Bを開状態となるように制御したにもかかわらず、各シャッター121A,121Bは閉状態にあるため、シャッター121Aおよびシャッター121Bの開閉に係る異常を検出することができる。
また、CPU77は、各シャッター121A,121Bを閉状態に制御するととも各発光素子113A,113Bによって各検査光を出射させた場合において、
Lr1/Lr2≦Rbmax/Rbmin
である場合、シャッター121Aおよびシャッター121Bが開状態にあると判断して、シャッター121Aおよびシャッター121Bの故障を検出する。すなわち、シャッター121Aおよびシャッター121Bが開状態にあると、第1反射光量Lr1および第2反射光量Lr2は、そのときのベルト31の反射率Rsに等しく、Lr1/Lr2はほぼ「1」に等しくなる。そのため、図9から明らかなように、
(Lr1/Lr2)=1≦Rbmax/Rbmin
となって、シャッター121Aおよびシャッター121Bが開状態にあると判断できる。この場合、各シャッター121A,121Bを閉状態となるように制御したにもかかわらず、各シャッター121A,121Bは開状態にあるため、シャッター121Aおよびシャッター121Bの開閉に係る異常を検出することができる。
(判断例2)
判断例2では、CPU77は、判断例1と同様に、各シャッター121A,121Bを開状態に制御するととも各発光素子113A,113Bによって各検査光を出射させる。そして、初期状態であって、所定LED発光強度におけるシャッター121Aとシャッター121Bとの反射光量差をDs(=RsA−RaB)とし、ベルト31の反射光量Rbの最大値Rbmaxと最小値Rbminとの差(反射光量範囲)をDb(=Rbmax−Rbmin)とし、判断基準値ThをDb<Th<Dsとし、第1反射光量Lr1と第2反射光量Lr2との差をD(=Lr1−Lr2)とした場合、
Th<D
である場合、前記第1および第2開閉部材が閉状態にあると判断して、補正処理を停止させる。すなわち、シャッター121Aおよびシャッター121Bが閉状態にあると、第1反射光量Lr1はシャッター121Aの反射光量RsAとほぼ等しく、第2反射光量Lr2はシャッター121Bの反射光量RsBとほぼ等しい。そのため、D=Lr1−Lr2=RsA−RsB=Dsとなって、Th<D
となる。したがって、シャッター121Aおよびシャッター121Bが閉状態にあると判断できる。この場合、各シャッター121A,121Bを開状態となるように制御したにもかかわらず、各シャッター121A,121Bは閉状態にあるため、シャッター121Aおよびシャッター121Bの開閉に係る異常を検出することができる。なお、ここで判断基準値Thは、例えば、Th=Db/2+Ds/2とされる。
また、CPU77は、各シャッター121A,121Bを閉状態に制御するととも各発光素子113A,113Bによって各検査光を出射させた場合において、
D<Th
である場合、シャッター121Aおよびシャッター121Bが開状態にあると判断して、シャッター121Aおよびシャッター121Bの故障を検出する。すなわち、シャッター121Aおよびシャッター121Bが開状態にあると、第1反射光量Lr1および第2反射光量Lr2は、そのときのベルト31の反射率Rsにほぼ等しく、D=Lr1−Lr2は、ほぼ「0」に等しくなる、そのため、D=0<Thとなる。したがって、シャッター121Aおよびシャッター121Bが閉状態にあると判断できる。この場合においても、各シャッター121A,121Bを閉状態となるように制御したにもかかわらず、各シャッター121A,121Bは開状態にあるため、シャッター121Aおよびシャッター121Bの開閉に係る異常を検出することができる。
(判断例3)
判断例3では、CPU77は、同様に、各シャッター121A,121Bを開状態に制御するととも各発光素子113A,113Bによって各検査光を出射させる。そして、受光素子115Aによって反射光量範囲における反射光量の最大値Rbmaxよりも大きい第1反射光量Lr1が検出された場合、あるいは受光素子115Bによって反射光量範囲における反射光量の最小値Rbminよりも小さい第2反射光量Lr2が検出された場合、補正処理を停止させる。
この場合、受光素子115Aによって最大値Rbmaxよりも大きい第1反射光量Lr1が検出される場合は、シャッター121Aが閉じた状態にあって、シャッター121Aからの反射光量RsAが検出されたことに相当する。また、受光素子115Bによって最小値Rbminよりも小さい第2反射光量Lr2が検出される場合は、シャッター121Bが閉じた状態にあって、シャッター121Bからの反射光量RsBが検出されたことに相当する。すなわち、判断例3では、シャッター121Aおよびシャッター121Bが設けられる場合において、シャッター121Aおよびシャッター121Bのいずれか一方の開閉に係る異常を好適に検出し、補正処理を停止させることができる。
このように、実施形態2においては、シャッター121Aによる反射光量(反射率)RsAをベルト31の表面からの反射光量範囲における反射光量の最大値Rbmaxより大きく設定し、シャッター121Bによる反射光量(反射率)RsBを同反射光量範囲における反射光量の最小値Rbminより小さく設定される。そのため、シャッター121Aおよびシャッター121Bの開閉動作が正常である場合、受光素子115A,115Bが受け取る反射光量間に差はほとんど生じない。一方、シャッター121Aおよびシャッター121Bに異常が発生してシャッター121Aおよびシャッター121Bが開かない場合、受光素子115A,115Bが受け取る反射光量間に大きな差が生じる。そのため、受光素子115A,115Bが受け取る反射光量の比あるいは差を利用してシャッター121Aおよびシャッター121Bの開閉に係る異常を好適に検出し、補正処理を停止させることができる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態1では、光学センサ111(検出手段)によって、ベルト31(像担持体)の表面からの反射光量Rbよりも大きい光量が検出された場合に補正処理を停止させる例を示したが、これに限られない。これに代えて、図5の直線(破線)L5に示されるように、シャッター121の反射率Rsを補正用パターン(トナーパッチ:現像剤像)131の反射率Rtよりも低く設定する。そして、光学センサ111によって、補正用パターン131からの反射光量Rtよりも小さい光量が検出された場合に補正処理を停止させるようにしてもよい。
この場合、形成画像の補正処理時にシャッター121が閉じられていると、反射光量Rtよりも小さい光量が検出される。そのため、ベルト31の表面からの反射光量Rbとシャッター121から反射光量Rsとを区別して、シャッター121の閉状態を検出することができる。
また、この場合のフィルミング検出としては、例えば、シャッター121の閉状態反射光量と開状態反射光量の初期差分A_intと、実測値Aとの差が第2所定光量を下回ったらフィルミングと判定するようにすればよい。
(2)上記実施形態1および他の実施形態において、CPU77(制御手段)は、光学センサ111(検出手段)によってベルト31(像担持体)の表面からの反射光量Rbよりも、少なくとも検出手段によって検出される反射光量の検出誤差量分大きい光量が検出された場合、あるいは検出手段によって現像剤像からの反射光量Rtよりも、検出誤差量分小さい光量が検出された場合、補正処理を停止させるようにしてもよい。
この場合、検出手段に反射光量の検出誤差がある場合、すなわち、検出手段に検出ばらつきがあっても、シャッター121(開閉部材)の故障を好適に検出し、補正処理を停止させることができる。
(3)上記各実施形態および他の実施形態では、像担持体をベルト31とする例を示したが、これに限られない。例えば、像担持体を感光ドラム37とする場合であっても、本発明を適用できる。
(4)上記各実施形態および他の実施形態では、シャッター121(開閉部材)の閉状態における所定の反射光量(Rs,RsL;RsA,RsB)を得る手段として、シャッター121に反射板(反射部材)122を設ける例を示したが、これに限られない。例えば、シャッター121の材質によって所定の反射光量(Rs,RsL;RsA,RsB)を得るようにしてもよいし、あるいはシャッター121と光学センサ(検出手段)111との距離を適宜設定して所定の反射光量(Rs,RsL;RsA,RsB)を得るようにしてもよい。
1…プリンタ
31…ベルト
77…CPU
87…表示部
111A,111B…光学センサ
113A,113B…LED
115A,115B…フォトトランジスタ
121A,121B…シャッター
122A,122B…反射板

Claims (11)

  1. 現像剤像を形成する像形成手段と、
    前記現像剤像を担持する像担持体と、
    前記像担持体に向けて検査光を出射する出射手段と、
    前記検査光による反射光量を検出する検出手段と、
    前記像担持体の表面からの反射光量と前記像担持体に担持された前記現像剤像からの反射光量とに基づき、形成画像の補正処理を行う補正手段と、
    前記像担持体からの各反射光量を前記検出手段によって検出可能にさせる開状態と、前記検査光を遮光し、遮光した検査光を、前記像担持体表面からの前記反射光量よりも大きい光量で、あるいは前記現像剤像からの前記反射光量より小さい光量で前記検出手段によって検出可能にさせる閉状態とに移動する開閉部材と、
    前記補正処理に際して、開状態とするように前記開閉部材を制御するとともに前記出射手段によって前記検査光を出射させる制御手段であって、前記検出手段によって前記像担持体表面からの前記反射光量よりも大きい光量が検出された場合、あるいは前記検出手段によって前記現像剤像からの前記反射光量よりも小さい光量が検出された場合、前記補正処理を停止させる制御手段と、
    を備える画像形成装置。
  2. 請求項2に記載の画像形成装置において、
    前記開閉部材は、前記像担持体表面の反射率よりも高い反射率の、あるいは前記現像剤像の反射率より低い反射率の反射部材を含み、
    前記反射部材は、前記開閉部材の閉状態のときに遮光した前記検査光を前記検出手段に向けて反射する、画像形成装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の画像形成装置において、
    前記制御手段は、前記検出手段による、前記開閉部材の閉状態での検出光量と前記開閉部材の開状態での検出光量との差が第1所定光量以上となった場合、あるいは前記開閉部材の閉状態での検出光量と前記開閉部材の開状態での検出光量との差が第2所定光量以下となった場合、前記像担持体のフィルミングと判断し、前記像担持体の交換を促す処理を行う、画像形成装置。
  4. 請求項3に記載の画像形成装置において、
    前記制御手段は、前記開閉部材の閉状態時における検出光量が一定となるように前記検査光の光量を調整する、画像形成装置。
  5. 請求項1または請求項2に記載の画像形成装置において、
    前記制御手段は、前記検出手段による、前記開閉部材の閉状態での検出光量に対する前記開閉部材の開状態での検出光量の比が第1所定値以上となった場合、あるいは前記開閉部材の閉状態での検出光量に対する前記開閉部材の開状態での検出光量の比が第2所定値以下となった場合、前記像担持体のフィルミングと判断し、前記像担持体の交換を促す処理を行う、画像形成装置。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記補正処理時、前記検出手段によって前記像担持体表面からの反射光量よりも大きい光量が検出された場合、あるいは前記検出手段によって前記現像剤像からの前記反射光量よりも小さい光量が検出された場合、前記開閉部材の故障を報知する報知手段をさらに備える、画像形成装置。
  7. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記制御手段は、前記検出手段によって前記像担持体表面からの前記反射光量よりも、少なくとも前記検出手段によって検出される反射光量の検出誤差量分大きい光量が検出された場合、あるいは前記検出手段によって前記現像剤像からの前記反射光量よりも、前記検出誤差量分小さい光量が検出された場合、前記補正処理を停止させる、画像形成装置。
  8. 現像剤像を形成する像形成手段と、
    前記現像剤像を担持し、照射される光による反射光の所定の反射光量範囲を有する像担持体と、
    前記像担持体に向けて第1検査光を出射する第1出射手段と、前記第1検査光による第1反射光量を検出する第1検出手段とを含む第1光センサと、
    前記像担持体に向けて第2検査光を出射する第2出射手段と、前記第2検査光による第2反射光量を検出する第2検出手段とを含む第2光センサと、
    前記像担持体の表面からの反射光量と前記像担持体に担持された前記現像剤像からの反射光量とに基づき、形成画像の補正処理を行う補正手段と、
    第1光センサに対応して設けられ、開状態において前記第1検査光を前記像担持体に向けて照射させ、閉状態において、前記反射光量範囲における反射光量の最大値よりも大きい前記第1反射光量において前記第1検査光を前記第1検出手段に向けて反射させる第1開閉部材と、
    第2光センサに対応して設けられ、開状態において前記第2検査光を前記像担持体に向けて照射させ、閉状態において、前記反射光量範囲における反射光量の最小値よりも小さい前記第2反射光量において前記第2検査光を前記第2検出手段に向けて反射させる第2開閉部材と、
    前記補正処理に際して、開状態とするように各開閉部材を制御するとともに各出射手段によって各検査光を出射させる制御手段であって、前記第1および第2反射光量に応じて前記補正処理の実行を判断する制御手段と、
    を備える画像形成装置。
  9. 請求項8に記載の画像形成装置において、
    前記制御手段は、各開閉部材を開状態に制御するととも各出射手段によって各検査光を出射させた場合において、前記第1反射光量をLr1、前記第2反射光量をLr2、前記反射光量範囲における反射光量の最大値をRbmax、前記反射光量範囲における反射光量の最小値をRbminとすると、
    Lr1/Lr2>Rbmax/Rbmin
    である場合、前記第1および第2開閉部材が閉状態にあると判断して、前記補正処理を停止させる、画像形成装置。
  10. 請求項8に記載の画像形成装置において、
    前記制御手段は、各開閉部材を開状態に制御するととも各出射手段によって各検査光を出射させた場合において、初期状態における前記第1開閉部材と前記第2開閉部材との反射光量差をDsとし、前記反射光量範囲における反射光量の最大値と最小値との差をDbとし、判断基準値ThをDb<Th<Dsとし、前記第1反射光量と前記第2反射光量との差をDとすると、
    Th<D
    である場合、前記第1および第2開閉部材が閉状態にあると判断して、前記補正処理を停止させる、画像形成装置。
  11. 請求項8に記載の画像形成装置において、
    前記制御手段は、各開閉部材を開状態に制御するととも各出射手段によって各検査光を出射させた場合において、
    前記第1検出手段によって前記反射光量範囲における反射光量の最大値よりも大きい前記第1反射光量が検出された場合、あるいは前記第2検出手段によって前記反射光量範囲における反射光量の最小値よりも小さい前記第2反射光量が検出された場合、前記補正処理を停止させる、画像形成装置。
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