(57)【要約】【課題】  ロータリの位置を検知するための専用のセンサ等を設けて位置を検知する方法が考えられるが、専用のセンサを用いるとコストアップになってしまう。【解決手段】  感光体と、前記感光体上にトナー像を現像するための複数の現像手段と、前記複数の現像手段を保持し、前記複数の現像手段のうちいずれかの現像手段を前記感光体上にトナー像を現像可能な現像位置に移動させる保持手段と、前記現像手段により現像されたトナー像を検知する検知手段と、前記検知手段により検知された検知結果に基づき、前記保持手段の位置を判別する制御手段と、を備える。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体上にトナー像を現像するための複数の現像手段と、
前記複数の現像手段を保持し、前記複数の現像手段のうちいずれかの現像手段を前記感光体上にトナー像を現像可能な現像位置に移動させる保持手段と、
前記現像手段により現像されたトナー像を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された検知結果に基づき、前記保持手段の位置を判別する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検知手段は、複数の現像手段により現像された複数のトナー像を検知し、
前記制御手段は、前記複数のトナー像の検知結果に基づき、前記保持手段の位置を判別することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検知手段は、ひとつの現像手段により現像されたひとつのトナー像を検知し、
前記制御手段は、前記ひとつのトナー像の検知結果に基づき、前記保持手段の位置を判別することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記保持手段の位置の判別結果に基づき、前記保持手段を予め定められた基準位置に移動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の現像手段のうち、少なくとも１つの現像手段によりブラックのトナー像を現像することが可能であり、
前記制御手段は、前記検知手段によりブラックのトナー像が検知された検知結果に基づき、前記保持手段の位置を判別することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記感光体上に形成されたトナー像が転写される像担持体を有し、
前記検知手段は、前記像担持体上に転写されたトナー像を検知することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検知手段により検知された検知結果は、前記トナー像の濃度に関する情報であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記保持手段は、回転することで前記複数の現像手段のうちいずれかの現像手段を前記感光体に現像位置で当接させるロータリであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記検知手段は、発光素子と、前記発光素子から発光された光の反射光のうち、正反射光を受光する第１の受光素子と、乱反射光を受光する第２の受光素子と、を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置に関し、特に１つの感光ドラムと複数の現像器を有するロータリ方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー画像を形成する方式の一つとして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの夫々の現像剤を収容する各現像器を保持するロータリを備え、ロータリを回転させることで各色の画像を形成するロータリ方式の画像形成装置が知られている。例えば、特許文献１には、一つの感光ドラムと複数の現像器を保持するロータリを有し、ロータリを回転することで順次現像器が感光ドラムに当接する構成が開示されている。感光ドラム上に形成された画像は中間転写ベルト上に転写され、中間転写ベルト上で各色の画像が重畳されてカラー画像を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１２０９９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のようなロータリ方式の画像形成装置においては、ロータリに保持された現像器によって順次画像を形成するため、いずれの色の現像器が感光ドラムに当接している状態であるか、ロータリの位置を把握しておくことが重要となる。例えば、画像形成を実行している最中に電源瞬断が発生したり、ジャム処理等によって電源が停止されたりするような状況になると、再び電源が供給開始された際に、ロータリの位置が不明になってしまっていた。そのため、ロータリの位置を検知するための専用のセンサ等を設けて位置を検知する方法が考えられるが、専用のセンサを用いるとコストアップになってしまうという課題があった。
【０００５】
本出願に係る発明は、上記のような状況を鑑みてなされたものであり、現像器を保持する部材の位置を検知するための専用のセンサを用いることなく、コストアップを抑制して位置を検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、感光体と、前記感光体上にトナー像を現像するための複数の現像手段と、前記複数の現像手段を保持し、前記複数の現像手段のうちいずれかの現像手段を前記感光体上にトナー像を現像可能な現像位置に移動させる保持手段と、前記現像手段により現像されたトナー像を検知する検知手段と、前記検知手段により検知された検知結果に基づき、前記保持手段の位置を判別する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成によれば、現像器を保持する部材の位置を検知するための専用のセンサを用いることなく、コストアップを抑制して位置を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ロータリ方式のカラー画像形成装置の概略構成図
【図２】中間転写ベルト３０上に形成する濃度検知用パッチ６０を示した図
【図３】濃度検知センサ４１の構成を示した図
【図４】ロータリ２５の動作について示した図
【図５】ロータリ２５の位置を検知する方法を示したフローチャート
【図６】位置検知用パッチ６１を示す図
【図７】位置検知用パッチ６１の検知結果を示す図
【図８】ロータリ２５の位置を検知する方法を示したフローチャート
【図９】位置検知用パッチ６２を示す図
【図１０】位置検知用パッチ６２の検知結果を示す図
【図１１】ロータリ方式のカラー画像形成装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１０】
（第１の実施形態）
［画像形成装置の説明］
図１は、ロータリ方式のカラー画像形成装置の概略構成図である。図１を用いてカラー画像形成装置の動作を説明する。画像形成を行う際に、まず制御部４０は、帯電器２３によって感光体としての感光ドラム２２上を一様に帯電させる。そして、不図示の外部装置等から受信した画像データに基づいて、スキャナ部２４は帯電された感光ドラム２２上（感光体上）を露光することにより、感光ドラム２２上に静電潜像を形成する。感光ドラム２２上に形成された静電潜像を現像器により現像して単色トナー像を形成する。
【００１１】
具体的に現像手段としての現像器は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋである。現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、保持手段としてのロータリ２５の中に保持されている。ロータリ２５の回転に伴って、現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋのうちいずれか１つがトナー像を現像可能な現像位置において感光ドラム２２に当接する。像担持体としての中間転写ベルト３０は、樹脂製の無端状ベルトであり、感光ドラム２２に接触している。図示しない駆動モータにより中間転写ベルト３０は時計回り方向に回転される。感光ドラム２２上に形成された単色トナー像は、一次転写ローラ３１に一次転写電圧が印加されることによって、感光ドラム２２上から中間転写ベルト３０上（像担持体上）に一次転写される。
【００１２】
ロータリ２５を回転させ、現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを順次感光ドラム２２に当接させることで、順次単色トナー像を感光ドラム２２上に形成する。形成された単色トナー像を順次中間転写ベルト３０上に一次転写することで、中間転写ベルト３０上に４色を重ね合わせた多色トナー像を形成する。感光ドラム２２上に残った転写残留トナーは、感光ドラム２２上に設けられたクリーニングブレード２７によってクリーニングされる。
【００１３】
中間転写ベルト３０上への画像形成動作に応じて、給紙部２１に積載された紙である記録材１１は、給紙ローラ２８によって給紙される。そして、レジストローラ２９によって、中間転写ベルト３０と中間転写ベルト３０に当接する二次転写ローラ３２からなる二次転写部に搬送される。二次転写ローラ３２に二次転写電圧が印加されることによって、記録材１１に中間転写ベルト３０上の多色トナー像が二次転写される。中間転写ベルト３０上に残った転写残留トナーは、クリーニングブレード３３によってクリーニングされる。
【００１４】
多色トナー像が二次転写された記録材１１は、定着器５０に搬送され、記録材１１を加熱する定着ローラ５１と記録材１１を定着ローラ５１に圧接させるための加圧ローラ５２によって定着される。定着された記録材１１は、排紙ローラ５３及び５４によって、排出トレイ５５に排出され、画像形成動作を終了する。
【００１５】
次に、中間転写ベルト３０上に形成した濃度検知用パッチ６０の濃度検知方法について、図２及び図３を用いて説明するまず、図２は中間転写ベルト３０上に形成する濃度検知用パッチ６０を示した図である。濃度検知センサ４１は、中間転写ベルト３０の表面を検知可能な位置に配置されており、中間転写ベルト３０の上に形成された濃度検知用パッチ６０からの反射光量を測定することによって、濃度検知用パッチ６０の濃度を検知する。濃度検知用パッチ６０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの夫々の色のパッチから形成される。各色、濃度が１００％であるベタ画像から所定の濃度で形成される中間調画像まで複数の階調を異ならせた画像がパッチとして形成される。夫々のパッチを検知した結果に応じて、例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いてγ補正等を行うことにより、通常の画像形成時における画像の濃度の補正を行うことで、画質を向上させることができる。
【００１６】
次に、図３は濃度検知センサ４１の構成を示した図である。濃度検知センサ４１は、赤外ＬＥＤの発光素子４２と、フォトダイオードの受光素子４３ａ及び４３ｂ、不図示の受光データを処理するＩＣ等とこれらを保持する不図示のホルダーで構成される。発光素子４２から照射された赤外光は濃度検知用パッチ６０で反射され、受光素子４３ａ及び４３ｂで受光される。第１の受光素子としての受光素子４３ａは正反射光を受光し、第２の受光素子としての受光素子４３ｂは乱反射光を受光する。中間転写ベルト３０の反射率はトナーの反射率よりも高くなるように設定されており、中間転写ベルト３０上に形成されたパッチのトナー濃度が増加すると、赤外光はトナー粒子によって散乱又は吸収され、正反射光量は少なくなる。また、中間転写ベルト３０は黒色のため、パッチのない状態、つまりトナーのない状態では赤外光の乱反射成分は中間転写ベルト３０に吸収され、乱反射光量は少なくなる。また、ブラック（Ｋ）以外の有彩色のパッチのトナー濃度が増えると、赤外光はトナーによって散乱し、乱反射光量は増える。
【００１７】
つまり、正反射光のみを検知する際には、有彩色のパッチのトナー濃度が高い場合に正反射光に多くの乱反射光が含まれてしまい、正反射光の検知精度が低下してしまう。一方、乱反射光のみを検知する際には、無彩色のパッチのトナー濃度を精度良く検知できなくなる。そこで、本実施形態においては、正反射光の出力値から乱反射光の出力値を差し引くことによって、乱反射光の出力値を除いた正反射光の出力値を得ることで、精度良く濃度検知を行っている。
【００１８】
次に、図４を用いてロータリ２５の動作について説明する。ロータリ２５は、不図示の駆動モータからの駆動力によって、時計回り方向に回転駆動される。図４（ａ）は、ロータリ２５と同一の回転軸上にある部品であるディスク７０及びその回転を止めている爪７１を示したものである。図４（ｂ）に示すように、不図示のソレノイドが一度引かれると爪７１がディスク７０から外れ、ディスク７０は駆動モータからの駆動力によって、９０度回転する。これに伴ってロータリ２５も回転し、感光ドラム２２と当接する現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを順次切り替える。ロータリ２５は、ディスク７０に爪７１が引っかかることで回転が停止するようになっており、ディスク７０に４つの切欠きがあることで４色の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを夫々感光ドラム２２と当接する当接位置に位置決めすることができる。
【００１９】
本実施形態においては、ブラック（Ｋ）の現像器２６Ｋが感光ドラム２２に当接した状態をロータリ２５のホームポジション（基準位置）とする。これは、現像器２６Ｋが当接した状態をホームポジションとすることで、モノクロプリントを行う際は、ロータリ２５を回転させることなく画像形成を行うことができるからである。フルカラープリントを行う際は、ロータリ２５を回転させることによって、イエロー（Ｙ）の現像器２６Ｙを感光ドラム２２に当接させることで画像形成を行う。次いで、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋの順に順次現像器２６を当接させることで、カラー画像を形成する。なお、ここでは一例として現像器２６Ｋが当接した状態をホームポジションと設定したが、これに限られるものではなくいずれの色の現像器２６が当接している状態をホームポジションとしても良い。また、現像器と現像器の間で停止位置を持つようなロータリ２５であれば、現像位置に現像器が無い状態をホームポジションとしても良い。
【００２０】
このロータリ２５の位置を把握して、いずれの色の現像器２６が当接している状態になっているかに応じて、ロータリ２５の回転制御を行っている。しかし、電源の瞬断や、ドアオープンやジャム等による緊急停止、又電源がＯＦＦとなっている間に、ユーザによって、手動でロータリ２５が操作された場合等においては、画像形成装置の電源がＯＮに復帰した後、ロータリ２５の位置がわからなくなる。このような状態においても、ロータリ２５の位置を検知する方法について、以下で説明する。
【００２１】
図５は、本実施形態におけるロータリ２５の位置を検知する方法を示したフローチャートである。本実施形態においては、濃度検知センサ４１によってパッチを検知する順序によって、ロータリ２５の位置を検知する。
【００２２】
Ｓ１０１において、制御部４０はロータリ２５の位置を検知するために、図６に示す位置検知用パッチ６１を中間転写ベルト３０上に形成する。位置検知用パッチ６１を形成するタイミングにおいては、ロータリ２５の位置が不明であるため、いずれかの現像器が現像位置にないことも考えられる。そこで、位置検知用パッチ６１を形成する前に、一度ロータリ２５を回転させて、いずれかの現像器が現像位置にあるようにしてからパッチの形成を開始する。なお、ここでは一例として位置検知用パッチ６１は、各色ベタ画像として形成するものとする。しかし、これに限られるものではなく、濃度検知センサ４１で検知可能であれば、位置検知用パッチ６１は任意の濃度で形成することが可能である。
【００２３】
Ｓ１０２において、制御部４０は形成した位置検知用パッチ６１を濃度検知センサ４１によって検知させる。Ｓ１０３において、制御部４０は濃度検知センサ４１によって検知された検知結果から、ブラック（Ｋ）のパッチが検知された位置を判断する。本実施形態においては、Ｙ→Ｍ→Ｃ→Ｋの順番で位置検知用パッチ６１が検知されたら、つまり４番目にＫのパッチが検知されたら、ロータリ２５が正規の位置（基準位置）であると判断する。これは本実施形態においては、現像器２６Ｋが当接した状態をホームポジションと設定しているため、このホームポジションからロータリを回転させ位置検知用パッチ６１を形成すると、図６（ａ）のようにＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順にパッチが形成されるからである。このときの濃度検知センサ４１によるパッチの濃度に関する情報の検知結果は、図７（ａ）のようになる。Ｋのパッチは、乱反射出力が他の色に比べて小さいため、他の色との判別が可能であり、４番目にＫのパッチが検知されたことがわかる。このように、ロータリ２５が正規の位置であると確認することができる。
【００２４】
一方、ロータリ２５が正規の位置とは異なる位置である場合、例えば現像器２６Ｙが当接位置にあるときは、位置検知用パッチ６１は図６（ｂ）のように、Ｍ、Ｃ、Ｋ、Ｙの順にパッチが形成される。このときの濃度検知センサ４１による検知結果は、図７（ｂ）のようになる。Ｋのパッチは、乱反射出力が他の色に比べて小さいため、他の色との判別が可能であり、３番目にＫのパッチが検知されたことがわかる。このように、ロータリ２５が正規の位置でないと確認することができる。
【００２５】
Ｓ１０３でロータリ２５の位置が正規の位置であると判断された場合は、Ｓ１０４において、制御部４０はロータリがホームポジションにあることを確認できたためロータリ２５の停止位置を変更することなく、位置検知動作を終了する。一方、Ｓ１０３でロータリ２５の位置が正規の位置でないと判断された場合は、Ｓ１０５において、制御部４０はＫのパッチが何番目に検知されたかの判別結果によって、ロータリ２５を回転させて、現像器２６Ｋがホームポジションにくるように制御する。例えば、図７（ｂ）のように３番目にＫのパッチが検知された場合には、当接位置に現像器２６Ｙがある状態であるとわかるので、ロータリ２５を２７０°回転させる（ソレノイドを３回駆動させる）ことで、現像器２６Ｋをホームポジションに移動させる。
【００２６】
なお、先にも述べたように、４番目にＫのパッチが検知されたことでロータリ２５の位置が正規の位置であると判断したのは、一例として現像器２６Ｋが現像位置にある状態をホームポジションとしたからである。ホームポジションの設定次第で、Ｋのパッチが何番目に検知された状態を正規の位置であるとするかは変えることができる。例えば、現像器２６Ｙが現像位置にある状態をホームポジションとするならば、図７（ｂ）のように３番目にＫのパッチが検知された状態が正規の位置となる。また、ロータリ２５の位置検知は、電源ＯＮ時や、いずれかの現像器２６が交換された時、ドアがオープンされた時やジャムが発生した時の緊急停止からの復帰時等のタイミングで行うことが可能である。
【００２７】
このように、濃度検知センサ４１によって位置検知用パッチ６１を検知することによってロータリ２５の位置を検知することができる。これにより、ロータリ２５の位置を検知するための専用のセンサを用いることなく、コストアップを抑制してロータリ２５の位置を検知することができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色で位置検知用パッチ６１を形成した後、濃度検知センサ４１でパッチを検知する方法について説明した。本実施形態においては、１色ずつ位置検知用パッチを形成し、濃度検知センサ４１でパッチを検知した結果に基づき、ロータリ２５の位置を検知する方法について説明する。なお、先の第１の実施形態と画像形成装置の構成等は同様であり、同様の構成についてはその説明を省略する。
【００２９】
図８は、本実施形態におけるロータリ２５の位置を検知する方法を示したフローチャートである。Ｓ２０１において、制御部４０はロータリ２５の位置を検知するために、図９に示す位置検知用パッチ６２を中間転写ベルト３０上に形成する。本実施形態においては、１色ずつ位置検知用パッチ６２を形成する。先の第１の実施形態と同様に、位置検知用パッチ６２を形成するタイミングにおいては、ロータリ２５の位置が不明であるため、いずれかの現像器が現像位置にないことも考えられる。そこで、位置検知用パッチ６２を形成する前に、一度ロータリ２５を回転させて、いずれかの現像器が現像位置にあるようにしてからパッチの形成を開始する。なお、ここでは一例として位置検知用パッチ６２は、ベタ画像として形成するものとする。しかし、これに限られるものではなく、濃度検知センサ４１で検知可能であれば、位置検知用パッチ６２は任意の濃度で形成することが可能である。
【００３０】
Ｓ２０２において、制御部４０は形成した位置検知用パッチ６２を濃度検知センサ４１によって検知させる。Ｓ２０３において、制御部４０は濃度検知センサ４１によって検知された検知結果から、ブラック（Ｋ）のパッチが検知されたか否かを判断する。本実施形態においては、Ｋのパッチが検知されたら、ロータリ２５が正規の位置であると判断する。これは、本実施形態においても、現像器２６Ｋが当接した状態をホームポジションと設定しているためである。現像器２６Ｋがホームポジションにある状態で位置検知用パッチ６２を形成すると、図９（ａ）に示すようにＫのパッチが形成される。このときの濃度検知センサ４１による検知結果は、図１０（ａ）のようになる。第１の実施形態では、乱反射出力値の相対比較によってＫのパッチを判別するのに対し、本実施形態では、あらかじめ定めた閾値に対する乱反射出力値によって、Ｋのパッチを判別する。図１０（ａ）のように、乱反射出力値が閾値を下回ると、Ｋのパッチであると判別できる。
【００３１】
一方、ロータリ２５が正規の位置とは異なる位置である場合、例えば現像器２６Ｙが当接位置にあるときは、図９（ｂ）に示すようにＹのパッチが形成される。このときの濃度検知センサ４１による検知結果は、図１０（ｂ）のようになる。図１０（ｂ）のように、乱反射出力値が閾値を上回ると、Ｋのパッチでないと判別できる。
【００３２】
Ｋのパッチが検知された場合は、Ｓ２０４において、制御部４０は現像位置にある現像器２６は、ブラックの現像器であると判断できるので、検知を終了する。Ｋのパッチが検知されなかった場合は、Ｓ２０５において、制御部４０はロータリ２５を９０度回転させて、Ｓ２０１に戻り、次の色の現像器によって位置検知用パッチ６２を形成させる。
【００３３】
なお、ここでは一例として１色ずつ位置検知用パッチ６２を形成する方法を説明したがこれに限られるものではない。例えば、２色ずつ形成する等、任意の色の数だけ１度に位置検知用パッチ６２を形成する様にして検知を行うことも可能である。また、ロータリ２５の位置が正規の位置であると判断したのは、一例として現像器２６Ｋが現像位置にある状態をホームポジションとしたからである。ホームポジションの設定次第で、Ｋのパッチが検知された後、ロータリ２５を回転させた状態を正規の位置であるとすることもできる。例えば、現像器２６Ｙが現像位置にある状態をホームポジションとするならば、Ｋのパッチが検知された後、ロータリ２５を９０°回転させる（ソレノイドを１回駆動させる）ことで、現像器２６Ｙをホームポジションに移動させることができる。
【００３４】
このように、一度の検知ですべての色の位置検知用パッチを形成しない方法によってもロータリ２５の位置を検知することができる。これにより、ロータリ２５の位置を検知するための専用のセンサを用いることなく、コストアップを抑制してロータリ２５の位置を検知することができる。また、一度の検知ですべての色のパッチを形成しないため、Ｋのパッチがすべての色のパッチを形成する前に検知されれば、位置検知用パッチ６２を形成するトナー量を削減することができる。
【００３５】
（変形例）
第１の実施形態の図１においては、濃度検知センサ４１が中間転写ベルト３０に対して設けられている構成について説明したが、これに限られるものではない。図１１のように、濃度検知センサ４１が感光ドラム２２に対して設けられている画像形成装置についても、先の第１及び第２の実施形態と同様の検知方法を実施可能である。
【符号の説明】
【００３６】
２２  感光ドラム
２５  ロータリ
２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋ  現像器
４０  制御部
４１  濃度検知センサ
【図１】
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【図２】
2015114339.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015114339.tif 000008
【図７】
2015114339.tif 000009
【図８】
2015114339.tif 000010
【図９】
2015114339.tif 000011
【図１０】
2015114339.tif 000012
【図１１】
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