JP4962761B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、像担持体が所定箇所に配置されているかどうかを判断する技術に関する。

例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の画像形成ユニットを備えるカラー画像形成装置では、各画像形成ユニットに用紙を搬送して画像転写を行うために、ベルト搬送装置（像担持体の一例）が備えられている。この画像形成装置においては、紙詰まり処理やメンテナンスの作業性向上の理由から、上記ベルト搬送装置が画像形成装置の装置本体に対して着脱可能になっているため、ベルト搬送装置が適正位置に有るか否かを検出する必要がある。
そこで、下記特許文献１には、画像濃度検出手段としての反射型フォトセンサの受光部での受光量の値が、画像濃度検出に用いる領域から外れた場合にベルト部材が無いと判断する技術が開示されている。
特開２００２−３２８５７１公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、上記反射型フォトセンサの発光部を一定レベルで発光させ、そのときの受光部の受光量レベルが所定領域外にあるかどうかによってベルト部材の有無を検出する構成になっている。このため、例えば上記反射型フォトセンサの発光部や受光部の素子劣化によって受光部での受光量レベルが低減したときには、ベルト部材が有るのに無いと誤って判断してしまうおそれがあった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、像担持体が所定位置に配置されているか否かについての誤検出を抑制することが可能な画像形成装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、第１の発明に係る画像形成装置は、現像剤像を担持する像担持体と、前記像担持体が配置される位置に向けて光を出射する発光部と、入射光の光量を検出する受光部と、前記発光部の出射光量を変化させる発光制御部と、前記発光部の出射光量の変化に伴う、前記受光部の検出光量変化に基づき前記像担持体が所定位置に配置されているか否かを判断する判断部と、を備える。
なお、「画像形成装置」は、プリンタ（例えばレーザプリンタ）などの印刷装置だけでなく、ファクシミリ装置や、プリンタ機能及び読み取り機能（スキャナ機能）等を備えた複合機であってもよい。
また、「像担持体」は、感光ドラム（感光体）や中間転写体（中間転写ベルトを含む）など現像剤像を直接担持するもの以外に、印刷媒体を介して現像剤像を間接的に担持する印刷媒体搬送ベルトなどであってもよい。

第２の発明は、第１の発明の画像形成装置において、前記判断部は、前記受光部の検出光量変化が所定量よりも小さいときに前記像担持体が前記所定位置に配置されていないと判断し、前記受光部の検出光量変化が所定量よりも大きいときに前記像担持体が前記所定位置に配置されていると判断する。

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、前記受光部の検出光量に基づき前記現像剤像の形成制御を行う現像剤像形成制御部を備える。

第４の発明は、第３の発明の画像形成装置において、前記発光部及び前記受光部は、前記像担持体上の現像剤像の濃度を測定する濃度センサとして構成され、前記現像剤像形成制御部は、前記濃度センサの測定結果に基づき、前記像担持体上に形成する現像剤像の濃度を制御する。

第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明の画像形成装置において、前記受光部は、前記発光部からの出射光の正反射光を検出する第１受光素子と、前記発光部からの出射光の拡散反射光を検出する第２受光素子とを備えて構成され、前記判断部は、前記第１受光素子及び前記第２受光素子のうち少なくともいずれか一方の検出光量変化に基づいて前記像担持体が前記所定位置に配置されているか否かを判断する。

第６の発明は、第５の発明の画像形成装置において、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の両方の検出光量変化に基づいて前記像担持体が前記所定位置に配置されているか否かを判断する。

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、前記像担持体が配置されていないときに発光部からの出射光が照射される位置に、前記像担持体に比べて前記受光部への光反射量が少ない光吸収部材が配置されている。

第８の発明は、第１から第７のいずれかの発明の画像形成装置において、黒色を含む複数色の現像剤像を前記像担持体に担持させることが可能な画像形成装置であって、前記判断部は、前記像担持体が前記所定位置に配置され且つ前記黒色の現像剤像を担持した状態での前記受光部の検出光量の変化量と、当該像担持体が前記所定位置に無い状態での前記受光部の検出光量の変化量との間に、前記像担持体が所定位置に配置されているか否かを判断するための閾値が設定されている。

＜第１の発明＞
例えば発光部や受光部の素子劣化等が起きると、それに応じて像担持体が有るときと無いときとで、受光部の検出光量のレベル差が小さくなるから、像担持体が所定位置に配置されているか否かの判断精度が低下する。これに対して、本構成は、発光部の出射光量を変化させ、その変化に伴う受光部の検出光量変化に基づいて像担持体が所定位置に配置されているか否かを判断する。上記素子劣化等が起きても、発光部の出射光量の単位変化量に対する、受光部の検出光量の変化量は、それほど大きくは変化しないから、像担持体が所定位置に配置されているか否かの判断を、安定した精度で行うことができる。

＜第２の発明＞
例えば像担持体が配置されていないときに発光部からの出射光が照射される位置に反射部材等を設ければ、受光部の検出光量変化が大きいときに像担持体が所定位置に配置されていないと判断することが可能であるが、本構成であれば、上記反射部材等を設ける必要がない。

＜第３の発明＞
本構成によれば、像担持体が所定位置に配置されているか否かの判断と、現像剤像の形成制御とにおいて、共通の発光部及び受光部が使用されるから、別々に発光部及び受光部を設けた構成に比べて部品点数の軽減等を図ることができる。

＜第４の発明＞
濃度測定を行う際、測定精度を向上させるために、測定対象となる濃度パターンの種類に応じて発光部の出射光量を調整することが望ましく、このため、濃度センサはその発光部の出射光量を変える機能が元から設けられていることが多い。従って、この濃度センサを利用して、像担持体が所定位置に配置されているか否かを判断するのが好ましい。

＜第５の発明＞
像担持体上に付着した現像剤の色によって、像担持体が所定位置に配置されているときと配置されていないときにおける検出光量変化の差が、第１受光素子よりも第２受光素子の方が顕著に表れるものもあれば、第２受光素子よりも第１受光素子の方が顕著に現れるものもあり、必要に応じて両検出結果を利用することが望ましい。

＜第６の発明＞
本構成によれば、正反射光および拡散反射光の両方の検出光量変化に基づいて像担持体が所定位置に配置されているか否かの判断を行うから、より精度の高い判断が期待できる。

＜第７の発明＞
本構成によれば、像担持体が所定位置に配置されていないときには、受光部へはほとんど光が入射されないから、像担持体が所定位置に配置されているか否かの判断をより高い精度で行うことができる。

＜第８の発明＞
通常、黒色の現像剤の光反射率は低く、発光部の出射光量を変化させたときの受光部の検出光量変化も小さい。従って、像担持体が黒色の現像剤を担持したときにおける受光部の検出量変化を基準に閾値を設定しておけば、像担持体が所定位置に配置されているか否かをより正確に判断することができる。

本発明の実施形態１を図１〜図９を参照しつつ説明する。
１．レーザプリンタの全体構成
図１は、本実施形態のレーザプリンタ１（「画像形成装置」の一例）の概略構成を示す一部断面概略図であり、図２は、図１から前面カバー３を開放した状態を示す説明図である。以下の説明においては、図１における右側をレーザプリンタ１の前方とする。

このレーザプリンタ１は、直接転写タンデム型のカラーレーザプリンタであって、図１に示すように、略箱型の本体ケーシング２を備えている。本体ケーシング２の前面には、開閉可能な前面カバー３が設けられており、図２に示すように、この前面カバー３を開放することにより、本体ケーシング２内のプロセスカートリッジ２６やベルトユニット１５の交換が可能となる。また、本体ケーシング２の上面には、画像形成後の用紙４が積載される排紙トレイ５が形成されている。

本体ケーシング２の下部には、画像を形成するための用紙４が積載される給紙トレイ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、バネ８の付勢により用紙４の前端側を持ち上げるように傾動可能な用紙押圧板９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、ピックアップローラ１０と、図示しないバネの付勢によりこのピックアップローラ１０に圧接する分離パッド１１とが設けられている。さらにピックアップローラ１０の斜め前上方には一対の給紙ローラ１２が設けられ、その上方に一対のレジストローラ１３が設けられている。

給紙トレイ７の最上位の用紙４は、用紙押圧板９によってピックアップローラ１０に向かって押圧され、ピックアップローラ１０の回転によって、ピックアップローラ１０と分離パッド１１との間に挟まれたときに１枚ごとに分離される。そして、ピックアップローラ１０及び分離バッド１１の間から送り出された用紙４は、給紙ローラ１２によって、レジストローラ１３へ送られる。レジストローラ１３では、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１５上へ送り出す。

ベルトユニット１５は、本体ケーシング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一対の支持ローラ１６，１７間に水平に架設される搬送ベルト１８（「像担持体」の一例）を備えている。一対の支持ローラ１６，１７のうち後側の支持ローラ１７は、図示しないモータの動力により回転駆動される駆動ローラであり、前側の支持ローラ１６は、後述するように搬送ベルト１８に張力を付与するためのテンションローラ（従動ローラ）である。搬送ベルト１８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、駆動ローラたる支持ローラ１７が回転駆動されることにより図１の反時計回り方向に循環移動し、その上面に載せた用紙４を後方へ搬送する。搬送ベルト１８の内側には、後述のプロセスカートリッジ２６が有する各感光体ドラム３１と対向配置される４つの転写ローラ１９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１９との間に搬送ベルト１８を挟んだ状態となっている。転写時には、この転写ローラ１９と感光体ドラム３１との間に転写バイアスが印加される。

図３は、ベルトユニット１５及びガイド部材１０１を示す側面図である。図３に示すように、ベルトユニット１５は、用紙を搬送する上述の搬送ベルト１８と、搬送ベルト１８を支持する上述の支持ローラ１６、１７と、この支持ローラ１６、１７を回転可能に保持するベルトフレーム５０とを備えている。ベルトフレーム５０は、絶縁性の合成樹脂材からなり、左右両側部に側壁５０Ａ、５０Ａ（各図ではレーザプリンタ１を前方から見て左側の側壁のみ図示）が設けられており、これら側壁５０Ａ、５０Ａが下方で連結される形態をなし、前端には支持ローラ１６が支持され、後端には支持ローラ１７が支持されている。なお、この支持ローラ１７は、ベルトユニット１５を本体ケーシング２に装着したときに、本体ケーシング２内に設けられたギア機構（図示せず）に連結され、同じく本体ケーシング２内に設けられたモータ（図示せず）の動力により駆動される。

ベルトフレーム５０には、左右方向に延びて上方に開口する溝状の転写ローラ装着部（図示せず）が前後に４つ並んで設けられ、それぞれに転写ローラ１９が収容されている。この転写ローラ１９は、金属製のローラ軸１９Ａに導電性のゴム部材１９Ｂを被覆してなり、ゴム部材１９Ｂの左右両端からローラ軸１９Ａが側方に突出している。ベルトフレーム５０の左右両側壁５０Ａ、５０Ａには、図３に示すように、転写ローラ装着部５２の左右両端位置に転写ローラ１９のローラ軸１９Ａが挿通されるローラ軸挿通孔５３が設けられている。なお、図３に示すように、ガイド部材１０１は、その一部が搬送ベルトの搬送面１８Ａの上方をカバーしており、着脱の際に把持部として機能すると共に、搬送ベルト１８の搬送面１８Ａをカバーするカバー部材としての機能をも果たすようになっている。

図１、図２に示すように、ベルトユニット１５の前端側には、コイルバネ５４を有する張力付与機構７０が本体ケーシング２側に設けられている。具体的には、張力付与機構７０は、中央部が左右方向に沿った回転軸７１Ａに回転可能に支持された左右１対のレバー７１（図１等では一方側のみ図示）と、それぞれのレバー７１を付勢する１対のコイルバネ５４（図１等では一方側にみ図示）とを備えている。各コイルバネ５４は、後端側が本体ケーシング２側に固定され、自由端となる前端側が各レバー７１の下端部に連結されており、各レバー７１は、上端部がコイルバネ５４の弾性力に抗して揺動可能とされている。２組のレバー７１及びコイルバネ５４は、収容されたベルトユニット１５の前端側を１対のレバー７１で挟むように配置されている。

また、装置本体におけるベルトユニット１５を収容する部分には、ベルトユニット１５を位置決めするユニット支持部５９、６０が設けられている。ユニット支持部５９は、ベルトユニット１５のうちフレーム５１から突出する支持ローラ１６のローラ軸の左右端部をそれぞれ支持する左右１対の軸受け部１６Ａを支持するものである。また、ユニット支持部６０は、フレーム５１から突出する支持ローラ１７のローラ軸の左右端部をそれぞれ支持する１対の軸受け部１７Ａが挿入されるガイド溝６０Ａが形成されている（図１等参照）。そして、この状態で、ベルトユニット１５は、本体ケーシング２に対して正規に装着された状態となる。そして、このとき、各レバー７１の上端部がベルト支持ローラ１６の軸受け部１６Ａに後方から突き当たり、コイルバネ５４が伸張状態に弾性変形し、このコイルバネ５４の復元力によって支持ローラ１６が支持ローラ１７に対して離間する方向（前方）に付勢され、もって搬送ベルト１８に張力が付与される。

なお、本実施形態では、ベルトユニット１５は、上方からユニット支持部５９、６０に装着する過程で、各レバー７１と接触し、その上端部を後方に退避させ、ベルトユニット１５が上述の正規に装着された状態（図１に示す状態）になると、退避状態を解除するベルトテンションリリース部（図示せず）が設けられている。これにより、ベルトユニット１５の装着動作に連動して、レバー６１を退避状態からその解除状態にさせることができるようになっている。

ベルトユニット１５の下側には、搬送ベルト１８に付着したトナー（現像剤）や紙粉等を除去するためのクリーニングローラ２１が設けられている。クリーニングローラ２１は、金属製の軸部材の周囲にシリコンからなる発泡材が設けられた構成であって、ベルトユニット１５に設けられた金属製のバックアップローラ２２と搬送ベルト１８を挟んで対向している。クリーニングローラ２１とバックアップローラ２２との間には、所定のバイアスが印加され、それにより搬送ベルト１８上のトナー等がクリーニングローラ２１側へ電気的に吸引されるようになっている。また、クリーニングローラ２１には、その表面に付着したトナー等を除去する金属製の回収ローラ２３が当接しており、さらにその回収ローラ２３にはその表面に付着したトナー等を掻き落とすためのブレード２４が当接している。

ベルトユニット１５の上方には、マゼンタ，イエロー，シアン，ブラックの各色に対応した４つのプロセスカートリッジ２６が前後方向に並んで着脱可能に装着されており、さらにその上方には、スキャナ部２７が設けられている。スキャナ部２７は、所定の画像データに基づいた各色毎のレーザ光Ｌを対応する感光体ドラム３１の表面上に高速走査にて照射する。

プロセスカートリッジ２６は、枠状のカートリッジフレーム３０と、そのカートリッジフレーム３０の下部に設けられた感光体ドラム３１及びスコロトロン型帯電器３２と、カートリッジフレーム３０に対し着脱可能に装着される現像カートリッジ３４とを備えている。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、その表層をポリカーボネートなどからなる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。

スコロトロン型帯電器３２は、感光体ドラム３１の後側斜め上方において、感光体ドラム３１と接触しないように所定間隔を隔てて、感光体ドラム３１と対向配置されている。このスコロトロン型帯電器３２は、タングステン等の帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させることにより、感光体ドラム３１の表面を一様に正極性に帯電させる。

現像カートリッジ３４は、略箱形をなし、その内部には、上部にトナー収容室３８が設けられ、その下側に供給ローラ３９、現像ローラ４０および層厚規制ブレード４１が設けられている。各トナー収容室３８には、現像剤として、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色の正帯電性の非磁性１成分のトナーがそれぞれ収容されている。また、各トナー収容室３８には、トナーを撹拌するためのアジテータ４２が設けられている。

トナー収容室３８から放出されたトナーは、供給ローラ３９の回転により現像ローラ４０に供給され、供給ローラ３９と現像ローラ４０との間で正に摩擦帯電される。さらに、現像ローラ４０上に供給されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴って、層厚規制ブレード４１と現像ローラ４０との間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ４０上に担持される。

感光体ドラム３１の表面は、その回転時、まずスコロトロン型帯電器３２により一様に正帯電される。その後、スキャナ部２７からのレーザ光の高速走査により露光されて、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。

次いで、現像ローラ４０の回転により、現像ローラ４０上に担持され正帯電されているトナーが、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、反転現像によるトナー像（現像剤像）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１８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１９との間の各転写位置を通る間に、転写ローラ１９に印加される負極性の転写バイアスによって、用紙４に順次転写される。こうしてトナー像が転写された用紙４は、次いで定着器４３に搬送される。

定着器４３は、本体ケーシング２内における搬送ベルト１８の後方に配置されている。この定着器４３は、４色のトナー像を担持した用紙４を、加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５によって挟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、熱定着された用紙４は、定着器４３の斜め後上方に配置された搬送ローラ４６により本体ケーシング２の上部に設けられた排紙ローラ４７へ搬送され、この排紙ローラ４７により前述の排紙トレイ５上に排出される。

（ベルトユニットの着脱）
本実施形態の構成では、本体ケーシング２内において、４つのプロセスカートリッジ２６を保持するフレーム１１１が配されており、図４に示すように、このフレーム１１１と４つのプロセスカートリッジ２６とを備えてなる画像形成ユニット１１０が、本体ケーシング２に形成された開口部２Ａから取り外し可能とされている。搬送ベルト１８の取り外しを行う場合には、まず、図２に示すように、前面カバー３を開き、図４に示すように、画像形成ユニット１１０全体を引き出し、開口部２Ａを介してベルトユニット１５にアクセスできるようにする。

ベルトユニット１５は、図５に示すように、画像形成ユニット１１０を本体ケーシング２から取り外した状態で、開口部２Ａを介して本体ケーシング２に対して着脱可能とされている。なお、ベルトユニット１５と一体的に構成されるガイド部材１０１が、搬送ベルト１８よりも開口部２Ａ寄りの位置に配されているため、画像形成ユニット１１０を引き出すと、開口部２Ａを介してガイド部材１０１に容易にアクセスできるようになる。従って、このガイド部材１０１を把持し、ベルトユニット１５を本体ケーシング２から容易に取り出すことができる。

（画像濃度制御）
図６は、レーザプリンタ１の制御系のブロック図である。同図に示すように、レーザプリンタ１には、レーザプリンタ１全体の制御を司るＣＰＵ８０（制御部）が設けられ、このＣＰＵ８０には、装置全体の動作プログラム等を記憶したＲＯＭ８１と、印刷処理に用いる画像データ等を記憶しておくためのＲＡＭ８２とが接続されている。また、ＣＰＵ８０は、上記スコロトロン型帯電器３２を駆動する帯電部８３、スキャナ部２７、及び現像カートリッジ３４を駆動する現像部８４と、感光体ドラム３１上のトナー像を用紙４に転写するための転写バイアス部８５とを制御する。感光体ドラム３１の駆動源であるドラムモータ、及び搬送ベルト１８を走行させる支持ローラ１７の駆動モータを駆動するモータ駆動部８６もＣＰＵ８０によって制御される。

また、ＣＰＵ８０は、インタフェイス８７を介してパーソナルコンピュータ等の通信端末（図示せず）と接続され、レーザプリンタ１はこの通信端末から入力される画像データに基づいてスキャナ部２７を駆動制御する。ＣＰＵ８０には、ＬＣＤ（Liquid
crystal
display）等からなる表示部８８が接続されている。この表示部８８には、画像形成実行の可否や搬送ベルト１８（ベルトユニット１５）の有無等が表示される。さらに、ＣＰＵ８０には、画像濃度を検出するために、発光素子９１（「発光部」の一例。例えばＬＥＤ）及び受光素子９２，９３（例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ）を有する反射型フォトセンサでなる濃度センサ９０（「濃度センサ」の一例）が接続されている。この濃度センサ９０は、搬送ベルト１８上に転写されたパッチトナー像に対して発光素子９１から光を照射し、パッチトナー像から反射した光の受光量を受光素子９２，９３が検出するものである。

濃度センサ９０は、搬送ベルト１８が感光体ドラム３１下部の適正位置にあるときに画像濃度の検出が可能となるように配置されている。具体的には、濃度センサ９０は、図１等に示すように、ベルトユニット１５の斜め下後方に配されている。そして、発光素子９１は、その光軸が搬送ベルト１８及び最後端に位置するプロセスカートリッジ２６の後端部下面Ｘ（「像担持体が配置されていないときに発光部からの出射光が照射される位置」の一例）に向けられ、正反射光受光素子９２（「第１発光素子」の一例）は、発光素子９１から出射されて搬送ベルト１８で反射した正反射光を受光する位置に配置され、拡散反射光受光素子９３（「第２発光素子」の一例）は、発光素子９１から出射されて搬送ベルト１８で反射した拡散反射光を受光する位置に配置されている。また、ベルトユニット１５が無い状態で発光素子９１からの出射光が照射される上記プロセスカートリッジ２６の後端部下面Ｘには、黒色のシール部材９４（「光吸収部材」の一例）が貼り付けられている。

そして、ＣＰＵ８０は、濃度センサ９０からの画像濃度検出値に基づいて、上記帯電部８３、スキャナ部２７、現像部８４、転写バイアス部８５の駆動を調整して適正な画像濃度での画像形成が可能となるように制御を行うものである。まず、用紙４を搬送せずに各色毎のパッチトナー像を搬送ベルト１８上に転写し、濃度センサ９０の発光素子９１からパッチトナー像に対して光を照射して、その反射光の受光量を受光素子９２，９３が検出する。ＣＰＵ８０は、受光素子９２，９３が検出した当該受光量を画像濃度検出値として受信する。ブラックのパッチトナー像は濃度に応じて正反射光の光量が変化しやすく、より具体的には、濃度が上昇するにつれて正反射光が減少する特性を有する。そのため、ＣＰＵ８０は、正反射光受光素子９２による受光量が多いときはブラックの画像濃度が薄いと判断し、受光量が少ないときはブラックの画像濃度が濃いと判断する。また、イエロー、マゼンタ、シアンのパッチトナー像は濃度に応じて拡散反射光の光量が変化しやすく、より具体的には、濃度が上昇するにつれて拡散反射光が増加する特性を有する。そのため、ＣＰＵ８０は、拡散反射光受光素子９３による受光量が多いときはイエロー、マゼンタ、シアンの画像濃度が濃いと判断し、受光量が少ないときはイエロー、マゼンタ、シアンの画像濃度が薄いと判断する。

このようにして、各色のパッチトナー像の画像濃度を濃度センサ９０によって検出し、適正トナー濃度よりも低い場合には、その色の感光体ドラム３１での画像形成条件を調整する。例えば、新たなトナーの現像カートリッジ３４への補給、現像バイアス電圧や、転写バイアス電圧等の制御により、適正なトナー濃度の画像が得られるようにする。カラー画像は、各色トナー像の重ね合わせにより形成されるため、いずれかの色のトナー像の濃度が適正範囲外となると鮮明な色の画像が得られないため、かかる調整を行うのである。この画像濃度制御後は、上記クリーニングローラ２１によって搬送ベルト１８上のパッチトナー像は除去される。このとき、ＣＰＵ８０は、「現像剤像形成制御部」として機能する。

なお、画像濃度検出を行う際、検出精度を向上させるために、互いに反射率の異なるトナー像の色ごとに発光素子９１の出射光量を調整することが望ましく、このため、本実施形態では、ＣＰＵ８０によるＰＷＭ制御によって発光素子９１の出射光量を調整できるようになっている。

（ベルトユニットの有無判断）
図７は、発光素子９１の出射光量変化に伴う正反射光受光素子９２の検出光量の変化を示したグラフである。図８は、発光素子９１の出射光量変化に伴う拡散反射光受光素子９３の検出光量の変化を示したグラフである。なお、本実施形態では、上記ＣＰＵ８０によるＰＷＭ制御において、ＰＷＭ値が大きいほど発光素子９１の出射光量が増大するようになっている。

また、図７，８の各グラフは次の状態における検出光量変化を示す。
「ベルト有／汚損無」：ベルトユニット１５が本体ケーシング２内の正規の位置（図１に示す位置）に配置され、かつ、搬送ベルト１８にトナーや汚れなどが付着していない状態。
「ベルト有／Ｋベタ」：ベルトユニット１５が正規の位置に配置され、かつ、搬送ベルト１８にブラックのトナーが付着している状態。
「ベルト有／Ｙベタ」：ベルトユニット１５が正規の位置に配置され、かつ、搬送ベルト１８にイエローのトナーが付着している状態。
「ベルト有／Ｍベタ」：ベルトユニット１５が正規の位置に配置され、かつ、搬送ベルト１８にマゼンタのトナーが付着している状態。
「ベルト有／Ｃベタ」：ベルトユニット１５が正規の位置に配置され、かつ、搬送ベルト１８にシアンのトナーが付着している状態。
「ベルト無，黒シール」：本体ケーシング２内に画像形成ユニット１１０は配置されているが、ベルトユニット１５が配置されておらず、発光素子９１からの出射光が上記シール部材９４に照射された状態。
「ベルト無，画像形成ユニット無」：本体ケーシング２内に画像形成ユニット１１０及びベルトユニット１５が共に配置されていない状態。

ここで、図７，８を見ると、各状態において、正反射光受光素子９２の検出光量は、発光素子９１の出射光量の変化に伴って変化することが分かる。従って、単に受光素子９２，９３の検出光量と所定の閾値とを比較する構成では、例えば発光素子９１または受光素子９２，９３の経時的な劣化等によって受光素子９２，９３の検出光量が低減した場合、ベルトユニット１５が正規の位置に配置されているにもかかわらず、受光素子９２，９３の検出光量が閾値を下回ってしまい、その結果、ベルトユニット１５が配置されていないとの誤判断が起きるおそれがある。

一方、図７に示すように、例えばＰＷＭ値が５０〜２００の範囲では、発光素子９１の出射光量変化に対して、正反射光受光素子９２の検出光量は直線的に変化していることが分かる。また、図８に示すように、例えばＰＷＭ値が５０〜２５０の範囲では、発光素子９１の出射光量変化に対して、拡散反射光受光素子９３の検出光量は直線的に変化していることが分かる。即ち、上記各範囲内においては、例えば発光素子９１の出射光量が低減しても、発光素子９１の出射光量の単位変化量に対する各受光素子９２，９３の検出光量の変化量（傾き）はほぼ一定である。本実施形態では、このことに着目して、発光素子９１の出射光量を変化させ、それに伴う各受光素子９２，９３の検出光量の変化量（傾き）と第１閾値、第２閾値との比較に基づき、搬送ベルト１８（ベルトユニット１５）が正規の位置に配置されているか否かを判断するようにしている。

更に、図７，８に示すように、イエロー、マゼンタ、シアンの各トナーが付着した搬送ベルト１８（ベルトユニット１５）が正規の位置に配置された状態（「ベルト有／Ｙベタ」、「ベルト有／Ｍベタ」、「ベルト有／Ｃベタ」）では、各受光素子９２，９３の検出光量は、発光素子９１の出射光量が増大するに伴って大きく増大する。これに対して、ブラックのトナーが付着した搬送ベルト１８（ベルトユニット１５）が正規の位置に配置された状態（「ベルト有／Ｋベタ」）では、各受光素子９２，９３の検出光量は、他色のトナー付着時に比べて緩やかな傾きで増大する。従って、上記第１閾値及び第２閾値を、「ベルト有／Ｋベタ」状態における、発光素子９１の出射光量の単位変化量に対する各受光素子９２，９３の検出光量の変化量（傾き）よりもやや小さい値（「ベルト無，黒シール」状態時よりも大きい値）に設定されている。

以下、ＣＰＵ８０によるベルトユニット１５（搬送ベルト１８）の有無判断処理を、図９に示すフローチャートを参照しつつ説明する。ＣＰＵ８０は、モータ駆動部８６により各モータを駆動する前、例えばレーザプリンタ１の電源投入や、前面カバー３の開閉操作等に基づいて、図９に示すベルト有無判断処理を実行する。ＣＰＵ８０は、まずＳ１でＰＷＭ値を例えば５０／２５５に設定した第１発光レベルで発光素子９１を発光させ、Ｓ２で正反射光受光素子９２からの受光信号に基づいて正反射光の検出光量ＳＰ１を測定して例えばＲＡＭ８２に格納する。更に、Ｓ３で拡散反射光受光素子９３からの受光信号に基づいて拡散反射光の検出光量ＤＦ１を測定して例えばＲＡＭ８２に格納する。

次いで、ＣＰＵ８０は、Ｓ４でＰＷＭ値を例えば２５０／２５５に設定変更した第２発光レベルで発光素子９１を発光させ、Ｓ５で正反射光受光素子９２からの受光信号に基づいて正反射光の検出光量ＳＰ２を測定して例えばＲＡＭ８２に格納する。更に、Ｓ６で拡散反射光受光素子９３からの受光信号に基づいて拡散反射光の検出光量ＤＦ２を測定して例えばＲＡＭ８２に格納する。このとき、ＣＰＵ８０は、「発光制御部」として機能する。

そして、Ｓ７で、上記正反射光の検出光量ＳＰ１と正反射光の検出光量ＳＰ２との差が上記第１閾値以下であるかを判断し、第１閾値超であれば（Ｓ７で「Ｎ」）、Ｓ１０でベルトユニット１５（搬送ベルト１８）有りと判断する。また、仮に、正反射光の検出光量ＳＰ１と正反射光の検出光量ＳＰ２との差が第１閾値以下であった場合（Ｓ７で「Ｙ」）でも、Ｓ８で拡散反射光の検出光量ＤＦ１と拡散反射光の検出光量ＤＦ２との差が上記第２閾値超であった場合（Ｓ８で「Ｎ」）には、Ｓ１０でベルトユニット１５（搬送ベルト１８）有りと判断する。ベルトユニット１５有りと判断した場合には、モータ駆動部８６の制御による搬送ベルト１８等の駆動を許容する。

これに対して、拡散反射光の検出光量ＤＦ１と拡散反射光の検出光量ＤＦ２との差が上記第２閾値以下であった場合（Ｓ８で「Ｙ」）には、Ｓ９でベルトユニット１５（搬送ベルト１８）無しと判断する。このときは、モータ駆動部８６の制御による搬送ベルト１８等の駆動を許容せずに停止したままとし、例えば表示部８８にベルトユニット１５が配置されていない旨のエラーメッセージを表示させ、ユーザに注意を喚起する。従って、ＣＰＵ８０は、「判断部」としても機能する。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、発光素子９１の出射光量を変化させ、それに伴う各受光素子９２，９３の検出光量の変化量（傾き）と第１閾値、第２閾値との比較に基づき、ベルトユニット１５が正規の位置に配置されているか否かを判断するようにしている。従って、各受光素子９２，９３での検出光量が変動しても、ベルトユニット１５が正規の位置に配置されているか否かを安定的に判断することができる。

また、画像濃度制御で使用する濃度センサ９０を利用してベルトユニット１５の有無判断を行う構成であるから、専用のセンサを設ける構成に比べて部品点数を少なくでき、ひいてはコストの低減を図ることができる。

また、本実施形態では、正反射光受光素子９２の検出光量だけでなく、拡散反射光受光素子９３の検出光量とも考慮してベルトユニット１５の有無判断を行うことで、その判断精度の向上が図られている。

更に、ベルトユニット１５が無い状態で発光素子９１からの出射光が照射される上記プロセスカートリッジ２６の後端部下面Ｘに、黒色のシール部材９４が貼り付けられている。従って、ベルトユニット１５が無い状態では、受光素子９２，９３に入射する光を低減させることが可能なので、ベルトユニット１５の有無判断をより高い精度で行うことができる。

また、通常、ブラックのトナーの光反射率は低く、発光素子９１の出射光量を変化させたときの受光素子９２，９３の検出光量変化も小さい。従って、搬送ベルト１８がブラックのトナー像を担持したときにおける受光素子９２，９３の検出量変化を基準に第１閾値及び第２閾値を設定することで、搬送ベルト１８の有無判断をより正確に行うことができる。

＜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）上記実施形態では、発光部及び受光部を、濃度センサ９０の発光素子９１及び受光素子９２，９３としたが、これに限られない。例えば、像担持体に各色ごとのレジストマークパターンを担持させ、搬送ベルト１８の近傍に配置されたレジストマークセンサでの各色のレジストマークパターンの検出タイミングに基づき各色画像の転写位置を調整する機能を備えてものにおいては、上記レジストマークセンサを利用して像担持体の有無判断を行う構成であってもよい。また、部品点数は多くなるが、像担持体の有無判断のために専用の発光部及び受光部を別途設ける構成であってもよい。

（２）上記実施形態では、いわゆる反射形のセンサを利用したが、例えば搬送ベルト１８が光透過性材料で形成されている場合には、発光部と受光部とが搬送ベルト１８を挟んで配置される、いわゆる透過形のセンサであっても本発明を実現することが可能である。

（３）上記実施形態では、発光素子９１の発光レベルを２段階に変化させて、各発光レベルに対応する受光素子９２，９３での検出光量の変化量に基づきベルトユニット１５の有無判断を行う構成としたが、これに限らず、発光素子９１の発光レベルを３段階以上に変化させ、それぞれの発光レベルに対応する受光素子９２，９３の検出光量の変化パターンに基づき判断する構成であってもよい。なお、発光素子９１は、発光した状態で発光レベルを連続的に変更する構成であってもよいし、ある発光レベルで発光させた後に一度消灯させ、次の検出光量のサンプリングタイミング時に、変更した発光レベルで発光させる構成であってもよい。

（４）上記実施形態では、光吸収部材として、黒色のシール部材９４を採用したが、これに限らず、像担持体に比べて受光部への光反射量が少ない部材であれば、黒色以外の部材であってもよい。また、例えば発光部からの出射光を、受光部から反れた位置に全反射させる反射部材であってもよい。

（５）ベルトユニット１５が本体ケーシング２内に配置されていたとしても、そのベルトユニット１５が正規の位置からずれた状態で配置されることもあり、この場合に、受光素子９２，９３での検出光量が変化し得る。従って、第１閾値及び第２閾値を厳密に設定することにより、単にベルトユニット１５が本体ケーシング２内に有るか否かだけでなく、図１に示すように正規の位置にベルトユニット１５が配置されているか否かをも判断することが可能である。

（６）上記実施形態では、カラーのレーザプリンタ１を例に挙げて説明したが、これに限らず、モノクロプリンタであってもよい。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す一部断面概略図 レーザプリンタの前面カバーを開放した状態を示す図 レーザプリンタにおけるベルトユニット及びガイド部材を示す側面図 レーザプリンタにおいて、画像形成ユニットを引き出した状態を説明する説明図 レーザプリンタにおいて、ベルトユニットを完全に取り外した状態を示す説明図 レーザプリンタの制御系のブロック図 発光素子の出射光量変化に伴う正反射光受光素子の検出光量の変化を示したグラフ 発光素子の出射光量変化に伴う拡散反射光受光素子の検出光量の変化を示したグラフ ベルト有無判断処理を示すフローチャート

１...レーザプリンタ（画像形成装置）
１８...搬送ベルト（像担持体）
８０...ＣＰＵ（発光制御部、判断部、現像剤像形成制御部）
９０...濃度センサ
９１...発光素子（発光部）
９２...正反射光受光素子（第１発光素子、受光部）
９３...拡散反射光受光素子（第２発光素子、受光部）
９４...シール部材（光吸収部材）
Ｘ...後端部下面（像担持体が配置されていないときに発光部からの出射光が照射される位置）

Claims (6)

1. 現像剤像を担持する像担持体と、
   前記像担持体が配置される位置に向けて光を出射する発光部と、
   前記発光部からの出射光の正反射光を検出する第１受光素子を有する受光部と、
   前記発光部の出射光量を変化させる発光制御部と、
   前記発光部の出射光量の変化に伴う、前記第１受光素子の検出光量変化に基づき前記像担持体が所定位置に配置されているか否かを判断する判断部と、を備える画像形成装置。
2. 前記判断部は、前記第１受光素子の検出光量変化が所定量よりも小さいときに前記像担持体が前記所定位置に配置されていないと判断し、前記第１受光素子の検出光量変化が所定量よりも大きいときに前記像担持体が前記所定位置に配置されていると判断する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記受光部の検出光量に基づき前記現像剤像の形成制御を行う現像剤像形成制御部を備える請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記発光部及び前記受光部は、前記像担持体上の現像剤像の濃度を測定する濃度センサとして構成され、
   前記現像剤像形成制御部は、前記濃度センサの測定結果に基づき、前記像担持体上に形成する現像剤像の濃度を制御する請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体が配置されていないときに発光部からの出射光が照射される位置に、前記像担持体に比べて前記受光部への光反射量が少ない光吸収部材が配置されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 黒色を含む複数色の現像剤像を前記像担持体に担持させることが可能な画像形成装置であって、
   前記判断部は、前記像担持体が前記所定位置に配置され且つ前記黒色の現像剤像を担持した状態での前記受光部の検出光量の変化量と、当該像担持体が前記所定位置に無い状態での前記受光部の検出光量の変化量との間に、前記像担持体が所定位置に配置されているか否かを判断するための閾値が設定されている請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。

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