JP4710964B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体の表面を露光手段によって露光して静電潜像を形成し、その静電潜像に現像剤を付着させて現像することによって上記静電潜像に対応した画像を形成する画像形成装置に関する。

従来より、感光体の表面を露光してその感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、上記感光体の表面に形成された上記静電潜像に現像剤を付着させてその静電潜像に対応する現像剤像を当該感光体の表面に形成する現像手段と、を備えた画像形成装置が考えられている。この種の画像形成装置では、例えば、上記感光体との対向部を通って用紙等の被記録媒体を移動させ、上記感光体に形成された現像剤像を転写することによって、その被記録媒体に上記静電潜像に対応した画像を形成することができる。

ところが、この種の画像形成装置では、露光手段の焦点と感光体表面との位置関係が正規の位置からずれ、露光手段からの光が感光体表面上で収束していないと、孤立ドットが消えてしまったり、中間階調部分での濃度が高くなる場合がある。そこで、感光体との対向部を通ってベルトを回転させるタイプの画像形成装置において、ベルト表面に中間諧調のマークを形成し、濃度センサによってそのマークの濃度を検出した結果に基づいて露光手段からの光が感光体上で収束しているか否かを判断することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１７６７２号公報

ところが、中間階調の濃度を正確に測定するためには高価な濃度センサを使用する必要がある。また、濃度センサを使用したとしても、露光手段の焦点と感光体表面との位置関係の判断に対しては精度の向上に限界があった。そこで、本発明は、露光手段の焦点と感光体表面との位置関係が正しいか否かを、正確に判断することのできる画像形成装置を提供することを目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明の画像形成装置は、感光体の表面を露光してその感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、上記感光体の表面に形成された上記静電潜像に現像剤を付着させてその静電潜像に対応する現像剤像を当該感光体の表面に形成する現像手段と、上記感光体との対向部を通って移動し、上記感光体に形成された現像剤像を転写可能な担持体と、上記露光手段を制御することにより、上記担持体の表面に、上記現像剤像からなる一定幅の複数のマークを、上記担持体の移動方向に離間して形成するマーク形成手段と、上記担持体で反射された光を検出する光検出手段と、該光検出手段の出力に基づいて上記担持体の表面に形成されたマークの端縁を検出する端縁検出手段と、該端縁検出手段に検出された端縁の間隔に応じて算出される上記各マークの幅の平均値が予め記憶された所定幅であり、かつ、上記検出された端縁の個数に応じて算出される上記マークの個数が、予め記憶された所定個であるか否かに基づいて、上記露光手段からの光が上記感光体表面上で収束しているか否かを判断する判断手段と、を備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明の画像形成装置では、感光体との対向部を通って移動する担持体の表面に、マーク形成手段が、露光手段を制御することによって現像剤像からなる一定幅の複数のマークを、上記担持体の移動方向に離間して形成する。すると、端縁検出手段は、上記担持体で反射された光を検出する光検出手段の出力に基づいて上記マークの端縁を検出する。そして、判断手段が、上記検出された端縁の間隔に応じて算出される上記各マークの幅の平均値が予め記憶された所定幅であり、かつ、上記検出された端縁の個数に応じて算出される上記マークの個数が、予め記憶された所定個であるか否かに基づいて、上記露光手段からの光が上記感光体表面上で収束しているか否かを判断する。

このように、本発明では、マークの端縁の検出結果に基づいて露光手段からの光が感光体表面上で収束しているか否かを判断している。すなわち、露光手段の焦点が感光体表面に配設されていないと、マークの端縁がぼやけ、例えば上記光検出手段が検出した光の強度が閾値を跨いだか否かなどに基づいて検出されるマークの端縁の位置も変化する。そこで、本発明では、上記検出された端縁の間隔に応じて算出される上記各マークの幅の平均値が予め記憶された所定幅であり、かつ、上記検出された端縁の個数に応じて算出される上記マークの個数が、予め記憶された所定個であるか否かに基づいて、上記露光手段からの光が上記感光体表面上で収束しているか否かを判断しているのである。このため、本発明では、露光手段の焦点と感光体表面との位置関係が正しいか否かを、正確に判断することができる。

また、上記画像形成装置において、上記担持体が上記感光体との対向部を通って移動する方向とは直交する軸を中心に回動することにより、上記露光手段を上記感光体に対して近接離間可能に保持する保持手段を、更に備え、上記マーク形成手段は、上記軸方向に離間して一対の上記マークを上記担持体の表面に形成し、上記光検出手段は、上記一対の各マークの形成位置でそれぞれ上記担持体に反射された光を検出し、上記端縁検出手段は、上記一対の各マークの端縁をそれぞれ検出し、上記判断手段は、上記一対の各マークに対する上記端縁検出手段の各検出結果に基づいて上記判断を行ってもよい。

このように、感光体との対向部を通って担持体が移動する方向とは直交する軸を中心に回動する保持手段によって、露光手段が感光体に対して近接離間可能に保持される場合、保持手段が軸に対して捩れるとその軸方向の両端で露光手段の焦点と感光体表面との位置関係が異なる場合がある。そこで、このように、軸方向に離間して一対の上記マークを上記担持体の表面に形成し、それぞれのマークに対して上記光の検出や端縁の検出を行って比較すれば、保持手段が軸に対して捩れていることを検出することができる。

また、上記何れかに記載の画像形成装置において、上記感光体は複数設けられ、上記露光手段及び上記現像手段は上記各感光体毎に複数設けられ、上記担持体が上記各感光体との対向部を通って移動し、上記担持体が上記各感光体との対向部を通って移動する方向とは直交する軸を中心に回動することにより、上記各露光手段を上記各感光体に対して近接離間可能に保持する保持手段を更に備え、上記マーク形成手段は、上記軸から最も離れて配設された上記露光手段を制御することによって上記マークを形成してもよい。

このように、複数の感光体との対向部を通って担持体が移動する方向とは直交する軸を中心に回動する保持手段によって、各感光体毎に複数設けられた各露光手段が各感光体に対して近接離間可能に保持される場合、上記軸から最も離れて配設された露光手段の焦点と感光体表面との位置関係が保持手段の回動位置の影響を最も受け易い。そこで、このように、保持手段の回動位置の影響を最も受け易い露光手段によってマークを形成することにより、各露光手段の焦点と各感光体表面と位置関係を容易に判断することができる。

更に、上記何れかに記載の画像形成装置において、上記判断手段が、上記露光手段からの光が上記感光体表面上で収束していないと判断したとき、その旨を表示する表示手段を、更に備えてもよい。この場合、露光手段からの光が感光体表面上で収束していないことを、表示手段を介して使用者に知らせることができる。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置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における左側を前方とし、図１における手前側を右とする。

（画像形成装置の全体構成）
この画像形成装置１は、直接転写タンデム方式のカラープリンタであって、図１に示すように、略箱型の筐体２を備えている。筐体２の前面には、前面カバー３が設けられている。また、筐体２の上面には、画像形成後の被記録媒体としての用紙４が積載される排紙トレイ５Ａが形成され、その排紙トレイ５Ａが一体に設けられて画像形成装置１を上方から覆う保持手段の一例としてのトップカバー５は、画像形成装置１の後方上端を中心に開閉可能に設けられている（図２参照）。このトップカバー５を開放することにより、後述の画像形成ユニット３０及びベルトユニット２０を筐体２の内部から上方へ引き出すことが可能となる。

筐体２の下部には、画像を形成するための用紙４が収容される給紙トレイ７が前方へ引き出し可能に装着されている。給紙トレイ７内には、用紙４を積載して支持し、その用紙４の前端側を持ち上げるように傾動可能な図示省略した圧板が設けられている。また、給紙トレイ７の前端上方位置には、用紙４を搬送する給紙ローラ１１が設けられ、その給紙ローラ１１による用紙搬送方向下流側には、給紙ローラ１１にて搬送される用紙４を１枚毎に分離する分離ローラ１２と分離パッド１３とが設けられている。

給紙トレイ７の最上位の用紙４は、分離ローラ１２によって１枚毎に分離された後、更に、紙粉取りローラ１４と対向ローラ１５とに挟まれて搬送され、一対のレジストローラ１６，１７の間へ送られる。レジストローラ１６，１７は、その用紙４を所定のタイミングで、後方のベルトユニット２０上へ送り出す。

ベルトユニット２０は、筐体２に対して着脱可能とされており、前後に離間して配置されたベルト駆動ローラ２１，テンションローラ２２の間に水平に架設される担持体の一例としての搬送ベルト２３（いわゆる転写搬送ベルト）を備えている。搬送ベルト２３は、ポリカーボネート等の樹脂材からなる無端状のベルトであり、後側のベルト駆動ローラ２１が回転駆動されることにより図１の時計方向に循環移動して、その上面に載せた用紙４を後方へ搬送する。

（画像形成部の構成）
搬送ベルト２３の内側には、後述する画像形成ユニット３０が有する各感光体ドラム３１（感光体の一例）と対向配置される４つの転写ローラ２４が前後方向に一定間隔で並んで設けられ、各感光体ドラム３１と対応する転写ローラ２４との間に搬送ベルト２３を挟んだ状態となっている。後述のトナー像の転写時には、この転写ローラ２４と感光体ドラム３１との間に転写バイアスが印加され、所定量の転写電流が通電される。

画像形成ユニット３０は、露光手段の一例としてのＬＥＤユニット４０と対をなして前からブラック（以下、黒ともいう），イエロー，マゼンタ，シアンの各色に対応して４つ設けられ、それら画像形成ユニット３０，ＬＥＤユニット４０は、用紙４の搬送方向に沿って直列に配設されている。

各画像形成ユニット３０は、感光体ドラム３１、トナー収容室３３、及び、現像手段の一例としての現像ローラ３５等を備えて構成されている。感光体ドラム３１は、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層を正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。この感光体ドラム３１の表面は、その回転時、図１では図示省略した帯電ワイヤ３６（図５参照）により一様に正帯電された後、ＬＥＤユニット４０の下端に用紙幅方向（左右方向）に一列に配設されたＬＥＤ（図示省略）により露光されて、用紙４に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

トナー収容室３３には、現像剤として、ブラック、イエロー、マゼンタ、またはシアンの各色の正帯電性非磁性１成分トナーＴ（図５参照）がそれぞれ収容されている。トナー収容室３３に収容されたトナーＴは、現像ローラ３５の回転等によって正に摩擦帯電され、一定厚さの薄層として現像ローラ３５上に担持される。次いで、現像ローラ３５の回転により、現像ローラ３５上に担持され正帯電されているトナーＴが、感光体ドラム３１に対向して接触するときに、感光体ドラム３１の表面上に形成されている上記静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム３１の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム３１の表面には、露光部分にのみトナーＴが付着した現像剤像の一例としてのトナー像が担持される。

その後、各感光体ドラム３１の表面上に担持されたトナー像は、搬送ベルト２３によって搬送される用紙４が感光体ドラム３１と転写ローラ２４との間を通る際に、上記転写電流によって、用紙４に順次転写される。こうして各色のトナー像が重ねて転写された用紙４は、次いで定着器５０に搬送される。

定着器５０は、筐体２内における搬送ベルト２３の後方に配置されている。この定着器５０は、ハロゲンランプ等の熱源を備えて回転駆動される加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１の下方において、加熱ローラ５１を押圧するように対向配置され従動回転される加圧ローラ５２とを備えている。この定着器５０では、各色のトナー像が転写された用紙４を、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２とによって狭持搬送しながら加熱することにより、トナー像を用紙４に定着させる。そして、トナー像が定着された用紙４は、定着器５０の斜め後上方に配置された搬送ローラ５３により更に搬送され、筐体２の上部に設けられた排紙ローラ５４により、前述の排紙トレイ５Ａ上に排出される。

また、ベルト駆動ローラ２１の斜め下方における搬送ベルト２３の表面との対向位置には、レジセンサ６０が設けられている。このレジセンサ６０は、後に詳述するが、画像形成ユニット３０によってマークの一例としてのパッチＰ（図３参照）等が搬送ベルト２３に形成されたときに、そのパッチＰ等を検出する周知のものである。更に、ベルト駆動ローラ２１とテンションローラ２２との間に架設された搬送ベルト２３の下面には、その搬送ベルト２３の表面に形成されたパッチＰ等を消去する周知のベルトクリーナ９９が当接している。

また、図２に示すように、トップカバー５はその後端に左右方向（すなわち搬送ベルト２３の移動方向とは直交する方向）に配設された軸５Ｂを中心に回動し、そのトップカバー５の下面には、上記４つのＬＥＤユニット４０が図示省略した接続リンクを介して揺動可能に接続されている。このため、そのトップカバー５を開放することにより、図２に示すように各ＬＥＤユニット４０を感光体ドラム３１から離間することができ、トップカバー５を閉じることにより、図１に示すように各ＬＥＤユニット４０を感光体ドラム３１との対向位置に配設することができる。

（レジセンサ及び制御系の構成）
図３（Ａ）に示すように、レジセンサ６０は、ベルト駆動ローラ２１によって折り返された搬送ベルト２３の下面に対向して、その搬送ベルト２３の左右方向両端近傍に一対設けられている。なお、以下の説明において、レジセンサ６０を左右で区別する必要がある場合はＬ，Ｒの添え字を付すが、区別する必要のない場合は添え字を省略する。また、レジセンサ６０は、図３（Ｂ）に示すように、ベルト駆動ローラ２１の表面に沿って湾曲した搬送ベルト２３に対向配置されてもよい。

また、各レジセンサ６０は、図４に示すように、それぞれ、搬送ベルト２３に向かって赤外光を照射する赤外光発光ダイオード６１と、その搬送ベルト２３からの反射光を検出する光検出手段の一例としてのフォトトランジスタ６２とを備えている。各レジセンサ６０の赤外光発光ダイオード６１は、アノードが直流電源Ｖｃｃに接続され、カソードがトランジスタ６３，抵抗器６４を介して接地されている。

左側のレジセンサ６０Ｌに係るトランジスタ６３Ｌのベースには、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit ）７０のＬＥＤ＿ＰＷＭ＿Ｌ端子から出力されたＰＷＭ信号が、コンデンサと抵抗器からなる平滑化回路６５Ｌを介して入力されている。同様に、右側のレジセンサ６０Ｒに係るトランジスタ６３Ｒのベースには、ＡＳＩＣ７０のＬＥＤ＿ＰＷＭ＿Ｒ端子から出力されたＰＷＭ信号が、コンデンサと抵抗器からなる平滑化回路６５Ｒを介して入力されている。このため、各赤外光発光ダイオード６１の発光強度は、ＡＳＩＣ７０から出力される上記各ＰＷＭ信号のデューティー比に応じて所定光量に制御される。

各レジセンサ６０のフォトトランジスタ６２は、コレクタが抵抗器６６を介して直流電源Ｖｃｃに接続され、エミッタが接地されている。また、各フォトトランジスタ６２Ｌ，６２Ｒのコレクタ電圧（以下センサ出力ともいう）は、コンパレータ６７Ｌ，６７Ｒの反転入力端子にそれぞれ入力されている。このコンパレータ６７Ｌ，６７Ｒの非反転入力端子には、ＡＳＩＣ７０のＴＨ＿ＰＷＭ端子から出力されたＰＷＭ信号が、コンデンサと抵抗器からなる平滑化回路６８を介して入力されている。このため、ＴＨ＿ＰＷＭ端子から出力されたＰＷＭ信号のデューティー比に対応する電圧（以下コンパレータ閾値ともいう）と上記センサ出力とがコンパレータ６７Ｌ，６７Ｒにてそれぞれ比較され、その結果はＡＳＩＣ７０のＳＥＮ＿Ｌ端子またはＳＥＮ＿Ｒ端子に入力される。

更に、ＡＳＩＣ７０には、筐体２の表面に設けられた表示手段の一例としての表示パネル７１と、各ＬＥＤユニット４０に設けられた各ＬＥＤの発光状態を制御するＬＥＤ制御部７２と、ＲＯＭ７３と、ＲＡＭ７４とが接続されている。

（本実施の形態の原理）
上記のように構成された画像形成装置１では、トップカバー５が完全に閉じられていない場合などには、ＬＥＤユニット４０に設けられたＬＥＤの焦点が感光体ドラム３１の表面に配設されず、そのＬＥＤからの光が感光体ドラム３１の表面で収束しないことがある。このようないわゆる焦点ズレが発生すると、次のように、孤立ドットが消えてしまったり、中間階調部分での濃度が高くなる場合がある。

図５（Ａ）は、画像形成ユニット３０によって搬送ベルト２３の表面に画像を形成する原理を模式的に表す説明図である。図５（Ａ）に示すように、先ず、感光体ドラム３１の表面は、７ｋＶ程度の電圧が印加された帯電ワイヤ３６により、９００Ｖ程度に一様に正帯電される。続いて、ＬＥＤユニット４０による露光がなされると、感光体ドラム３１の光が当った部分の電位は１５０Ｖ近くまで低下する。

これに対して、トナーＴは、正に摩擦帯電された上で、４００〜５００Ｖの現像バイアスが印加された現像ローラ３５上に担持されている。このため、現像ローラ３５の回転により、現像ローラ３５上に担持されたトナーＴが感光体ドラム３１に対向して接触するときに、そのトナーＴは、感光体ドラム３１の表面の上記現像バイアス以下に電位が下がった部分に付着する。このようにして感光体ドラム３１の表面上に担持されたトナーＴは、搬送ベルト２３を挟んで転写ローラ２４と対向したときに、上記転写電流によって搬送ベルト２３に転写される。

このように、焦点ズレが発生していない場合は、図５（Ｂ）に細線で示すようにＬＥＤ光の当った部分の電位が現像バイアスよりも低くなり、良好にトナーＴが感光体ドラム３１に付着する。ところが、図５（Ｂ）に太線で示すように、焦点ズレによってＬＥＤ光が広範囲に拡散すると、感光体ドラム３１の表面電位が現像バイアスより低くならず、例えば黒（その他の色であってもよい）の孤立ドットＤ１（図６参照）が消えてしまう場合がある。

また、本来図６（Ｂ）に示すような分布で感光体ドラム３１にＬＥＤ光が届くべき所を、焦点ズレによって図６（Ｄ）に示すように光が分散し、トナーＴが感光体ドラム３１に付着する閾値（図６（Ｂ），（Ｄ）に点線で図示）を広範囲に亘って超えた場合は、次のように白の孤立ドットＤ２が消えてしまう場合がある。すなわち、本来図６（Ａ）に示すように黒（その他の色であってもよい）の孤立ドットＤ１と白の孤立ドットＤ２とが交互に配列されるべき所を、焦点ズレによって図６（Ｃ）に示すように孤立ドットＤ１が広がり、白の孤立ドットＤ２がなくなってしまうのである。

また、感光体ドラム３１を離散的に露光することによって、その感光体ドラム３１の表面電位を図７（Ａ）に示すように離散的に低下させて中間諧調の画像を形成する場合、焦点ズレによってその中間諧調部分の濃度が高くなる場合がある。すなわち、図７（Ｂ）に細線で示すように、上記離散的な露光による個々の電位低下が広がりを持つと、それを積分して得られる全体的な感光体ドラム３１の表面電位は、図７（Ｂ）に太線で示すように広い幅に亘って現像バイアスを下回ってしまう。このため、トナーＴを転写するべきでない箇所にもトナーＴが転写され、中間諧調部分の濃度が高くなるのである。

この場合、例えば、図８（Ａ）に示すように、４個の黒（その他の色であってもよい）の孤立ドットＤ１と５個の白の孤立ドットＤ２とによって中間諧調部分を形成する場合、焦点ズレが発生すると、図８（Ｂ）に示すように、黒の孤立ドットＤ１の面積が大きくなって中間諧調部分の濃度が高くなるのである。

そこで、本実施の形態では、図３（Ａ）及び図９（Ａ）に示すように、搬送ベルト２３の左右方向両端に、左右方向に長尺の矩形のパッチＰを複数対形成し、次のようにして焦点ズレを検出している。

図９（Ａ）に示すように、２つのパッチＰがレジセンサ６０との対向位置を順次通過したときのセンサ出力は、図９（Ｂ）に示すように変化する。そして、このセンサ出力を、上記ＰＷＭ信号により設定されるコンパレータ閾値とコンパレータ６７によって比較して得られるコンパレータ出力は、図９（Ｃ）に示すように変化する。

ここで、ＡＳＩＣ７０はタイマを内蔵しており、コンパレータ出力が変化したタイミングの間隔を計時することにより、パッチＰの幅（前後方向の長さ：以下パッチ幅という）とパッチＰの間隔（以下パッチ間隔という）とを算出している。以下の説明では、図９（Ａ）に示すように焦点ズレが発生していない場合（以下正常時ともいう）のパッチ幅をＷｔａ，パッチ間隔をＷｔｂとする。なお、上記コンパレータ閾値は、必ずしも上記現像バイアスに対応した値である必要はない。

焦点ズレの発生により、パッチ幅が広がると、図９（Ｄ），（Ｅ）に示すように、パッチＰの間でセンサ出力がコンパレータ閾値を下回らず、コンパレータ出力は図９（Ｆ）のように変化する。この場合、センサ出力がコンパレータ閾値を跨いだことによって検出されるパッチＰの端縁は２個となり、検出されるパッチＰの個数が減ってしまう。

また、図９（Ｇ）に示すように、焦点ズレの発生によるパッチ幅の変化が図９（Ｄ）の例よりも少ない場合にも、センサ出力の変化及びコンパレータ出力は図９（Ｈ），（Ｉ）に示すように変化する。すなわち、パッチ幅Ｗｔｃは正常時のパッチ幅Ｗｔａよりも大きくなり、パッチ間隔Ｗｔｄは正常時のパッチ間隔Ｗｔｂより小さくなる。

（本実施の形態の処理及びその効果）
そこで、ＡＳＩＣ７０は、ＲＯＭ７３に記憶されたプログラムに基づき、次のような処理を実行して焦点ズレの発生を使用者に報知している。以下、この処理について、図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、この処理は、電源投入時及びトップカバー５の閉鎖時等、所定のタイミングで、左右のレジセンサ６０に対して個々に実行される。

図１０に示すように、この処理では、先ず、Ｓ１（Ｓはステップに相当：以下同様）にて、レジセンサ６０の校正がなされる。このＳ１では、ＬＥＤ＿ＰＷＭ＿Ｌ端子またはＬＥＤ＿ＰＷＭ＿Ｒ端子から出力されるＰＷＭ信号のデューティー比を変化させることにより赤外光発光ダイオード６１の光量を徐々に増加させて適正な光量に制御する処理、及び、ＴＨ＿ＰＷＭ端子から出力されるＰＷＭ信号を制御して上記コンパレータ閾値を所定のパッチ検出用閾値に設定する処理がなされる。

続くマーク形成手段の一例としてのＳ３では、搬送ベルト２３等の各部を駆動しながらＬＥＤ制御部７２を介してブラックのＬＥＤユニット４０を制御することにより、黒のトナーＴによって複数の上記パッチＰを搬送ベルト２３に形成する処理が実行される。すなわち、本実施の形態では、トップカバー５の軸５Ｂから最も離れたＬＥＤユニット４０を用いてパッチＰを形成するのである。なお、このとき、パッチＰの数，パッチ幅，パッチ間隔は予め設定されて記憶手段としてのＲＯＭ７３に記憶された所定値となるように、ＬＥＤ制御部７２が制御される。更に続く、端縁検出手段の一例としてのＳ５では、レジセンサ６０のセンサ出力が上記コンパレータ閾値を跨いだことによって検出されるパッチＰの端縁の個数、及びその検出間隔に基づき、パッチＰの個数，パッチ幅，パッチ間隔が測定される。

続く判断手段の一例としてのＳ７，Ｓ９では、Ｓ５にて検出されたパッチＰの数（検出パッチ数）がＳ３にて印刷されたパッチＰの数（印刷パッチ数）と等しいか否か（Ｓ７）、Ｓ５にて検出されたパッチ幅，パッチ間隔が所定の範囲内にあるか否か（Ｓ９）、が順次判断される。なお、上記所定の範囲とは、Ｓ３の制御に使用された上記所定値に若干の誤差を加味した範囲で、その範囲と上記検出された複数のパッチＰに係るパッチ幅，パッチ間隔の平均値とが、Ｓ９にて比較される。

そして、Ｓ７，Ｓ９でいずれも肯定判断された場合は、焦点ズレが発生していないと判断されて処理はそのまま終了する。一方、Ｓ７またはＳ９の何れかで否定判断された場合は、焦点ズレが発生していると判断されて、Ｓ１１にて表示パネル７１にその旨を表すエラー表示がなされて、処理が終了する。これによって、焦点ズレが発生したことを使用者に知らせることができる。なお、Ｓ１１では、単にエラー表示がなされるのみならず、画像形成装置１の他の全ての動作が禁止されてもよい。

このように、本実施の形態では、パッチＰの端縁の検出結果に基づいて焦点ズレの有無を判断している。このため、焦点ズレが発生しているか否かを、中間階調のマーク（パッチ等）を使用することなく正確に判断することができ、高価な濃度センサを使用する必要もない。また、前述のように中間諧調部分の濃度が高くなることを利用する場合は、焦点ズレの程度によっては却って中間諧調部分の濃度が低くなる可能性もあり、制御の安定性に欠けるが、本実施の形態のように端縁の検出結果を利用する場合、上記判断の精度を一層向上させることができる。更に、Ｓ９では、複数のパッチＰに係るパッチ幅，パッチ間隔の平均値が上記所定の範囲内にあるか否かが判断されるので、上記判断の精度をより一層向上させることができる。

また、上記実施の形態では、搬送ベルト２３の両端近傍にパッチＰを形成して、それぞれに対して上記処理を実行しているので、左右のパッチＰに対する上記処理結果を比較すれば、トップカバー５が軸５Ｂに対して捩れていることも検出することができる。更に、上記実施の形態では、トップカバー５の軸５Ｂから最も離れたブラックのＬＥＤユニット４０を制御することによってパッチＰを形成している。軸５Ｂから最も離れて配設されたＬＥＤユニット４０は、トップカバー５の回動位置の影響を最も受け易いので、そのＬＥＤユニット４０によってパッチＰを形成することにより、各ＬＥＤユニット４０に係る焦点ズレの有無を容易かつ正確に判断することができる。

（本発明の他の実施の形態）
なお、本発明は上記実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、上記実施の形態では、パッチＰの個数やパッチ幅，パッチ間隔を所定値と比較しているが、左右の検出結果を比較してもよい。図１１は、そのような処理を表すフローチャートである。図１１に示すように、この処理は、Ｓ７に代わるＳ８７において、検出されたパッチＰの数が左右で一致するか否かが判断され、Ｓ９に代わるＳ８９において、パッチ幅，パッチ間隔が左右で一致するか否かが判断される点でＳ１０の処理と異なり、他は同様に構成されている。

この場合も、上記実施の形態と同様に、焦点ズレの有無を判断することができる。また、この場合、上記所定の範囲等をＲＯＭ７３に記憶しておく必要がなく、装置の製造コストを一層良好に低減することができる。更に、この場合、起動直後等のように搬送ベルト２３の速度が安定していない時期にも上記判断を行うことができる。

また、図１２に太線で示すように、焦点ズレが発生しているときのセンサ出力の変化は、図１２に細線で示す正常時の変化に比べてなだらかになる。そこで、コンパレータ閾値としてＡ，Ｂの異なる値を設定し、２つのコンパレータ閾値を順次跨ぐ時間の差、すなわち、各コンパレータ閾値に応じて検出される２種類の端縁のずれ量に基づいて、焦点ズレを検出してもよい。図１２に例示する焦点ズレ発生時のセンサ出力では、そのセンサ出力が低い方のコンパレータ閾値Ｂを超えてから高い方のコンパレータ閾値Ａを超えるまでの時間がＴ１Ａであり、正常時のＴ２Ａに比べて長くなっている。センサ出力が高い方のコンパレータ閾値Ａを下回ってから低い方のコンパレータ閾値Ｂを下回るまでの時間Ｔ１Ｂも、正常時のＴ２Ｂに比べて長くなっている。

そこで、パッチＰ検出時のセンサ出力が、コンパレータ閾値Ｂを超えてからコンパレータ閾値Ａを超えるまでの時間をＴｎＡ，コンパレータ閾値Ａを下回ってからコンパレータ閾値Ｂを下回るまでの時間をＴｎＢとした場合、両者のうち大きい方がＴ２Ａ，Ｔ２Ｂよりも若干大きく設定した所定値を超えた場合には焦点ズレが発生したとみなすことができる。

図１３は、そのような処理を表すフローチャートである。図１３に示すように、この処理は、Ｓ９に代わるＳ９９において、ＴｎＡ，ＴｎＢの大きい方が所定値以下であるか否かが判断される点でＳ１０の処理と異なり、他は同様に構成されている。この場合も、上記実施の形態と同様に、焦点ズレの有無を判断することができる。また、この場合、２つのコンパレータ閾値Ａ，Ｂを使用することにより、上記判断の精度を一層向上させることができる。

また、上記各実施の形態では、いずれの処理でも検出されたパッチＰの数を参照しているが（Ｓ７，Ｓ８７）、この処理は省略してもよく、逆に、検出されたパッチＰの数のみに基づいて焦点ズレの有無を判断してもよい。後者の場合、処理においてタイマを使用する必要がなくなり、例えばＡＳＩＣ７０にはカウンタを設けるだけでよいので、装置の構成を一層簡略化することができる。更に、搬送ベルト２３に形成するパッチＰの間隔は、徐々に変化させてもよい。この場合、検出されたパッチＰの個数が正常時に比べて何個減ったかに基づいて、焦点ズレの程度を判断することができる。

また更に、上記実施の形態では、担持体としての搬送ベルト２３にパッチＰを形成しているが、担持体は、中間転写ベルトやドラム状のものであってもよく、更には用紙等の被記録媒体であってもよい。また、パッチＰの形態としても上記のものに限らず種々の形態を採用することができ、必ずしも左右に一対形成する必要はなく片側に１つだけ形成してもよい。また、本発明はモノクロの画像形成装置にも適用することができる。

本発明が適用された画像形成装置の概略構成を示す側断面図である。 その画像形成装置のトップカバーの動作を表す側断面図である。 その画像形成装置のレジセンサの構成を表す斜視図及び側面図である。 そのレジセンサ及びそれに係る制御系の構成を表す回路図である。 上記画像形成装置による画像形成の原理を模式的に表す説明図である。 焦点ズレによる孤立点消失の原理を模式的に表す説明図である。 焦点ズレによる中間諧調部分の電位変化を模式的に表す説明図である。 焦点ズレによる中間諧調部分の濃度変化を模式的に表す説明図である。 上記画像形成装置の処理による焦点ズレの判断原理を表す説明図である。 その判断原理を用いた処理を表すフローチャートである。 その処理の変形例を表すフローチャートである。 閾値を２つ用いた焦点ズレの判断原理を表す説明図である。 その判断原理を用いた処理を表すフローチャートである。

符号の説明

１…画像形成装置 ２…筐体 ４…用紙
５…トップカバー ５Ｂ…軸 ２０…ベルトユニット
２３…搬送ベルト ２４…転写ローラ ３０…画像形成ユニット
３１…感光体ドラム ３３…トナー収容室 ３５…現像ローラ
３６…帯電ワイヤ ４０…ＬＥＤユニット ６０…レジセンサ
６１…赤外光発光ダイオード ６２…フォトトランジスタ ６７…コンパレータ
７１…表示パネル ７２…ＬＥＤ制御部 Ｄ１，Ｄ２…孤立ドット
Ｐ…パッチ Ｔ…トナー

Claims (4)

1. 感光体の表面を露光してその感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、
   上記感光体の表面に形成された上記静電潜像に現像剤を付着させてその静電潜像に対応する現像剤像を当該感光体の表面に形成する現像手段と、
   上記感光体との対向部を通って移動し、上記感光体に形成された現像剤像を転写可能な担持体と、
   上記露光手段を制御することにより、上記担持体の表面に、上記現像剤像からなる一定幅の複数のマークを、上記担持体の移動方向に離間して形成するマーク形成手段と、
   上記担持体で反射された光を検出する光検出手段と、
   該光検出手段の出力に基づいて上記担持体の表面に形成されたマークの端縁を検出する端縁検出手段と、
   該端縁検出手段に検出された端縁の間隔に応じて算出される上記各マークの幅の平均値が予め記憶された所定幅であり、かつ、上記検出された端縁の個数に応じて算出される上記マークの個数が、予め記憶された所定個であるか否かに基づいて、上記露光手段からの光が上記感光体表面上で収束しているか否かを判断する判断手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 上記担持体が上記感光体との対向部を通って移動する方向とは直交する軸を中心に回動することにより、上記露光手段を上記感光体に対して近接離間可能に保持する保持手段を、
   更に備え、
   上記マーク形成手段は、上記軸方向に離間して一対の上記マークを上記担持体の表面に形成し、
   上記光検出手段は、上記一対の各マークの形成位置でそれぞれ上記担持体に反射された光を検出し、
   上記端縁検出手段は、上記一対の各マークの端縁をそれぞれ検出し、
   上記判断手段は、上記一対の各マークに対する上記端縁検出手段の各検出結果に基づいて上記判断を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 上記感光体は複数設けられ、
   上記露光手段及び上記現像手段は上記各感光体毎に複数設けられ、
   上記担持体が上記各感光体との対向部を通って移動する請求項１または２記載の画像形成装置であって、
   上記担持体が上記各感光体との対向部を通って移動する方向とは直交する軸を中心に回動することにより、上記各露光手段を上記各感光体に対して近接離間可能に保持する保持手段を、
   更に備え、
   上記マーク形成手段は、上記軸から最も離れて配設された上記露光手段を制御することによって上記マークを形成することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 上記判断手段が、上記露光手段からの光が上記感光体表面上で収束していないと判断したとき、その旨を表示する表示手段を、
   更に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。