(57)【要約】【課題】非画像領域上の現像剤有無の判定動作の実行頻度を少なくし、部品の劣化を抑制することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】表面に潜像を担持する潜像担持体２と、潜像担持体２の表面を帯電させる帯電手段３と、帯電手段３により帯電された潜像担持体２の表面に潜像を形成する潜像形成手段６と、潜像担持体２上の潜像部との間の電位差によって潜像部に現像剤を付着させ可視像化する現像手段４とを備える画像形成装置におけるものである。潜像部と現像手段４との間の電位差である現像ポテンシャルと潜像部への現像剤付着量との関係から、現像剤付着量が０となる現像開始点が、所定の現像ポテンシャル範囲内にあるか否かを判定する第１の判定モードと、第１の判定モードによって、現像開始点が所定の現像ポテンシャル範囲内にないと判定された場合に、画像が担持されない非画像領域上に現像剤があるか否かを判定する第２の判定モードとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に潜像を担持する潜像担持体と、
前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された前記潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像担持体上の潜像部との間の電位差によって前記潜像部に現像剤を付着させ可視像化する現像手段とを備える画像形成装置において、
前記潜像部と前記現像手段との間の電位差である現像ポテンシャルと前記潜像部への現像剤付着量との関係から、現像剤付着量が０となる現像開始点が、所定の現像ポテンシャル範囲内にあるか否かを判定する第１の判定モードと、
前記第１の判定モードによって、前記現像開始点が前記所定の現像ポテンシャル範囲内にないと判定された場合に、画像が担持されない非画像領域上に現像剤があるか否かを判定する第２の判定モードとを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像ポテンシャルと現像剤付着量との関係を、異なる現像ポテンシャルで形成された複数のパターン像の現像剤付着量を検知することにより得るようにした請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２の判定モードにおいて、前記非画像領域上の現像剤の有無を検知する検知手段として、光学センサを用いた請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の判定モードにおける前記パターン像の検知を光学センサによって行うようにし、
前記第１の判定モードを行う場合の単位画像形成時間当たりの光学センサの発光時間が、前記第２の判定モードを行う場合の単位画像形成時間当たりの光学センサの発光時間よりも短くなるように、各モードにおける光学センサの発光タイミングを設定した請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記光学センサによって、少なくとも記録媒体相互間に相当する非画像領域ごとに、現像剤の有無を検知するようにした請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の判定モードにおいて、予め設定された画像領域信号の発信によって決定される有効画像領域相互間の領域を、前記非画像領域として判定するように構成した請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記有効画像領域内において、画像データに基づいて形成される画像がない領域が存在する場合、その領域を、前記非画像領域として判定するように構成した請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
表面に潜像を担持する潜像担持体と、
前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された前記潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像担持体上の潜像部との間の電位差によって前記潜像部に現像剤を付着させ可視像化する現像手段とを備える画像形成装置における異常画像検知方法であって、
前記潜像部と前記現像手段との間の電位差である現像ポテンシャルと前記潜像部への現像剤付着量との関係から、現像剤付着量が０となる現像開始点が、所定の現像ポテンシャル範囲内にあるか否かを判定する第１の判定モードを行い、
前記第１の判定モードによって、前記現像開始点が前記所定の現像ポテンシャル範囲内にないと判定された場合に、画像が担持されない非画像領域上に現像剤があるか否かを判定する第２の判定モードを行うことを特徴とする異常画像検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置、及び画像形成装置における異常画像検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置では、温度などの周辺環境の変化、トナーや現像ローラ等の経時的劣化によって、作像能力が大きく変化してしまうことがある。時には、帯電手段の故障による感光体の帯電不良や、クリーニング手段の故障による中間転写ベルトのクリーニング不良、その他の異常によって、本来印刷されるべき情報とは異なった画像（異常画像）を出力してしまうこともある。そこで、このような異常画像を検知することが可能な画像形成装置が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、低コストで簡便に異常画像を検知するため、連続画像形成時の紙間及びエンドシーケンスにおいて、転写体の非画像領域上のトナーの有無を検知する方法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で提案されているような方法では、紙間ごとにトナーの有無を検知するため、検知手段の使用頻度（駆動時間）が多くなり、検知手段を構成するセンサ等の部品の劣化促進が懸念される。
【０００５】
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、非画像領域上の現像剤有無の判定動作の実行頻度を少なくし、部品の劣化を抑制することが可能な画像形成装置及び異常画像検知方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、表面に潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体上の潜像部との間の電位差によって前記潜像部に現像剤を付着させ可視像化する現像手段とを備える画像形成装置において、前記潜像部と前記現像手段との間の電位差である現像ポテンシャルと前記潜像部への現像剤付着量との関係から、現像剤付着量が０となる現像開始点が、所定の現像ポテンシャル範囲内にあるか否かを判定する第１の判定モードと、前記第１の判定モードによって、前記現像開始点が前記所定の現像ポテンシャル範囲内にないと判定された場合に、画像が担持されない非画像領域上に現像剤があるか否かを判定する第２の判定モードとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１の判定モードによって、現像開始点が所定の現像ポテンシャル範囲内にないと判定された場合に、第２の判定モードを行うので、従来の制御に比べて、非画像領域上の現像剤の有無判定（第２の判定モード）の実行頻度を少なくすることができる。すなわち、第１の判定モードで異常画像発生の可能性があると判定されるまで、第２の判定モードを行わなくてもよいので、第２の判定モードの判定動作の実行頻度を少なくすることができる。これにより、非画像領域上の現像剤の有無判定（第２の判定モード）に用いられる検知手段の使用頻度（駆動時間）を低減することができるので、検知手段の構成部品の劣化が抑制され、長寿命化を図れると共に、異常画像の判定性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。
【図２】中間転写ベルト上に転写されたパターン像と、そのパターン像を検知する光学センサを示す図である。
【図３】光学センサの構成を示す図である。
【図４】異常画像検知制御及びトナー濃度制御の全体フローを示す図である。
【図５】第１の判定モードに関する制御系のブロック図である。
【図６】現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す図である。
【図７】第２の判定モードに関する制御系のブロック図である。
【図８】中間転写ベルト上の有効画像領域と非画像領域とを示す図である。
【図９】有効画像領域内に非画像領域が存在する場合を示す図である。
【図１０】異常画像の種類を示す図である。
【図１１】第２の判定モードのフローを示す図である。
【図１２】第１の判定モードを行うときと、第２の判定モードを行うときの、それぞれの光学センサの出力変化のグラフを示す図である。
【図１３】直接転写方式の画像形成装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１０】
図１は、本発明を適用する画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。まず、図１を参照して、画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
【００１１】
図１に示す画像形成装置は、その装置本体（画像形成装置本体）１００に対して着脱可能な作像ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを備えている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
【００１２】
具体的に、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、潜像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５などで構成されている。また、各感光体２の表面を露光して潜像（静電潜像）を形成する潜像形成手段として、ＬＥＤヘッドアレイ６が各感光体２に対向して設けられている。
【００１３】
また、画像形成装置は、記録媒体としての用紙に画像を転写する転写装置７と、用紙を供給する給紙装置８と、用紙に転写された画像を定着させる定着装置９と、用紙を装置外へ排出する排紙装置１０とを備える。
【００１４】
転写装置７は、中間転写体としての中間転写ベルト１１と、一次転写手段としての一次転写ローラ１２と、二次転写手段としての二次転写ローラ１３等で構成されている。中間転写ベルト１１は、無端状のベルトから成り、駆動ローラ１４、従動ローラ１５及び複数の一次転写ローラ１２によって張架されている。駆動ローラ１４が図の反時計回りに回転することにより、中間転写ベルト１１は回転するようになっている。
【００１５】
各一次転写ローラ１２は、各感光体２に対向した位置に配設され、それぞれの位置で中間転写ベルト１１の内周面に当接している。これにより、中間転写ベルト１１と各感光体２とが接触して一次転写ニップが形成されている。また、各一次転写ローラ１２は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加されるようになっている。
【００１６】
二次転写ローラ１３は、駆動ローラ１４に対向した位置に配設され、その位置で中間転写ベルト１１の外周面に当接している。これにより、二次転写ローラ１３と中間転写ベルト１１との当接箇所において二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ１３は、一次転写ローラ１２と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加されるようになっている。
【００１７】
また、中間転写ベルト１１の外周には、中間転写ベルト１１の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１６と、ベルトクリーニング装置１６で除去した廃トナーを回収する廃トナー回収容器１７と、中間転写ベルト１１上のトナー濃度（トナー付着量）を検知する検知手段１８とが設けられている。
【００１８】
給紙装置８は、用紙Ｐを収容した給紙カセット１９や、給紙カセット１９に収容されている用紙Ｐを給送する給紙ローラ２０を備える。また、給紙ローラ２０に対して用紙搬送方向下流側には、搬送タイミングを計って用紙を二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ２１が設けてある。なお、用紙Ｐには、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等も含まれる。また、用紙以外の記録媒体として、ＯＨＰシートやＯＨＰフィルム等を用いることも可能である。
【００１９】
定着装置９は、定着部材としての定着ローラ２２と、加圧部材としての加圧ローラ２３とを備える。定着ローラ２２は、ヒータ等の加熱源（図示省略）によって加熱されるようになっている。加圧ローラ２３は、定着ローラ２２側へ加圧されて定着ローラ２２に当接し、その当接箇所において定着ニップが形成されている。
【００２０】
排紙装置１０は、一対の排紙ローラ２４を備える。また、装置本体１００には、装置外に排出された用紙を積載する図示しない排紙トレイが設けてある。
【００２１】
続けて、図１を参照しつつ、本実施形態に係る画像形成装置の作像動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体２が図の反時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。そして、図示しない読取装置又はコンピュータ等からの画像情報に基づいて、ＬＥＤヘッドアレイ６からの露光により、各感光体２の帯電面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００２２】
詳しくは、現像装置４は、表面に現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ２５を備えており、現像ローラ２５に所定の現像バイアスを印加することによって、感光体２と現像ローラ２５との間に電位差を生じさせる。この電位差によって形成される現像電界に応じて、現像ローラ２５上のトナーが感光体２の表面に移動し、感光体２上の潜像部にトナーが付着し、現像が行われる。
【００２３】
また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト１１を張架する駆動ローラ１４が回転駆動することにより、中間転写ベルト１１の回転が開始される。そして、各一次転写ローラ１２に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１２と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
【００２４】
その後、各感光体２の回転に伴い、感光体２上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、一次転写ニップにおいて形成された上記転写電界によって、各感光体２上のトナー画像が中間転写ベルト１１上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト１１の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト１１に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。
【００２５】
また、作像動作が開始されると、給紙ローラ２０が回転駆動を開始し、給紙カセット１９から用紙Ｐが送り出される。送り出された用紙Ｐは、レジストローラ２１によって搬送を一旦停止される。その後、所定のタイミングでレジストローラ２１の回転駆動を開始し、中間転写ベルト１１上のトナー画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙Ｐを二次転写ニップへ搬送する。
【００２６】
このとき、二次転写ローラ１３には、中間転写ベルト１１上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップにおいて転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト１１上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト１１上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置１６によって除去され、廃トナー回収容器１７へ回収される。
【００２７】
その後、トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置９へと搬送され、定着ローラ２２と加圧ローラ２３との間の定着ニップを通過することにより加熱及び加圧されて、用紙Ｐ上のトナー画像が定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ２４によって装置外に排出され、図示しない排紙トレイ上にストックされる。
【００２８】
以上の説明は、用紙にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００２９】
図２及び図３に、上記中間転写ベルト上のトナー濃度（トナー付着量）を検知する検知手段の構成を示す。
図２に示すように、本実施形態では、検知手段１８は、中間転写ベルト１１の幅方向に並んで配設された３つの光学センサ（濃度センサ）３０を有している。各光学センサ３０は、図示しない支持部材によって中間転写ベルト１１から離間した状態で支持されている。
【００３０】
図３に示すように、各光学センサ３０は、検知対象である中間転写ベルト１１に投光する１つの発光素子３１と、中間転写ベルト１１からの反射光を受光する２つの受光素子３２，３３と、発光素子３１及び各受光素子３２，３３を収容するケーシング３４等を備える。２つの受光素子３２，３３のうち、一方の受光素子３２は正反射光検知用の受光素子であり、他方の受光素子３３は拡散反射光検知用の受光素子である。ここでは、発光素子３１として、赤外光ＬＥＤを用いているが、これに代えてレーザー発光素子等を用いてもよい。また、各受光素子３２，３３としては、いずれもフォトトランジスタを用いているが、フォトダイオードや増幅回路等から成るものを用いてもよい。また、光学センサ３０の個数は、１つとすることも可能である。
【００３１】
中間転写ベルト１１の表面は光沢度が高いため、反射光は主として正反射光となるが、ブラックのトナーが付着した箇所では、正反射光が減少する。正反射光検知用の受光素子３２は、この正反射光量の減少を検知することにより、ブラックのトナー濃度を検知することができる仕組みとなっている。一方、拡散反射光検知用の受光素子３３は、黒色以外のカラー色のトナーから反射される拡散反射光を検知することにより、カラー色のトナー濃度を検知することができるようになっている。
【００３２】
上記の如く構成された光学センサ３０を用いて、本実施形態の画像形成装置では、画像濃度を適正な濃度に調整するプロセスコントロール動作を実行するようにしている。具体的には、まず、上記作像動作と同様の工程で、各感光体２の表面に画像濃度検出用のパターン像（階調パターン）を形成し、そのパターン像を中間転写ベルト１１上に転写する。そして、図２に示すように、中間転写ベルト１１上のパターン像３５が、中間転写ベルト１１の走行に伴って光学センサ３０に対向した位置に搬送されると、光学センサ３０によってパターン像３５のトナー濃度が検知される。
【００３３】
そして、検知したトナー濃度が目標値となるように作像条件を調整する。作像条件の調整は、例えば、帯電ローラ３の帯電バイアス、現像装置４の現像バイアス、ＬＥＤヘッドアレイ６の露光量などを制御することによって行う。現像バイアスを制御することによって、トナー画像のトナー層の厚さを調整することができ、帯電バイアス又は露光量を制御することによって、トナー画像のドットの大きさ（階調再現性）を調整することが可能である。このようにして、記録用紙に転写されるトナー画像の濃度を適正な濃度に維持し、高品質の画像が得られるようにしている。
【００３４】
ところが、帯電ローラやクリーニングブレードの故障、周辺環境の変化、トナーや現像ローラ等の経時的劣化等、その他の種々の要因によって、異常画像が発生することも考えられる。そこで、本実施形態では、以下のようにして、異常画像の発生を検知するようにしている。
【００３５】
図４は、異常画像検知制御及びトナー濃度制御の全体フローを示す図である。
異常画像検知及びトナー濃度制御の動作は、所定の開始指示があった場合に行われる。所定の開始指示は、例えば、累積印刷枚数が２００枚又は３００枚等の所定枚数に達したごとに発する。まず、所定の開始指示があった場合、後述する異常画像の有無を判定するための第１の判定モード及び第２の判定モードのモードリセットが行われる。その後、上記光学センサ３０の校正動作を行い、中間転写ベルトの表面に対する光学センサ３０の検知電圧値が所定の値となるように発光量を調整する。
【００３６】
その結果、光学センサ３０の校正が成功した場合は、続けて現像バイアスの制御を行う。一方、光学センサ３０の校正が成功しなかった場合は、制御動作を終了する。また、現像バイアスの制御を行った結果、その制御が成功した場合は、第１の判定モードを行う。反対に、現像バイアスの制御が成功しなかった場合は、所定のエラー処理を行った後、制御動作を終了する。
【００３７】
第１の判定モードでは、異常画像が発生する可能性があるか否かを判定する。なお、第１の判定モードの具体的処理については後述する。第１の判定モードを行った結果、異常画像が発生する可能性がないと判定された場合は、続けて帯電電圧環境の制御を行う。その結果、帯電電圧環境の制御が成功した場合は、正常終了処理を行い、制御動作を終了する。一方、帯電電圧環境の制御が成功しなかった場合は、所定のエラー処理を行った後、制御動作を終了する。
【００３８】
また、上記第１の判定モードを行った結果、異常画像が発生する可能性があると判定された場合は、第２の判定モードを行う。第２の判定モードでは、中間転写ベルト１１の非画像領域上にトナーがあるか否かを判定する。なお、第２の判定モードの具体的処理については後述する。そして、この第２の判定モードを所定のタイミングまで行った後、制御動作を終了する。
【００３９】
以下、第１の判定モードと第２の判定モードについて詳しく説明する。
【００４０】
まず、第１の判定モードについて説明する。
図５に、第１の判定モードに関する制御系のブロック図を示す。
図５に示すように、第１の判定モードに関する制御系は、パターン像のトナー付着量（現像剤付着量）を検知するトナー付着量検知手段４１と、トナー付着量検知手段４１の検知結果に基づいて現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を推定する関係推定手段４２と、関係推定手段４２によって推定された現像ポテンシャルとトナー付着量との関係から現像開始点が所定の現像ポテンシャル範囲内にあるか否かを判定する現像開始点異常判定手段４３とで構成されている。
【００４１】
本実施形態では、トナー付着量検知手段４１として、上記光学センサ３０を用いている。異常画像検知制御が開始されるタイミング、すなわち、累積印刷枚数が所定枚数に達したタイミングごとに、感光体２上に形成されるパターン像（ベタ画像）が中間転写ベルト１１上に転写され、それを光学センサ３０によって検知する。このとき、感光体２上に形成されるパターン像は、異なる現像ポテンシャルで形成される複数のパターン像である。
【００４２】
ここでいう現像ポテンシャルとは、感光体２上の潜像部と現像ローラ２５との間の電位差を示すものであり、この現像ポテンシャルが大きいほど、現像ローラ２５上のトナーが感光体２上の潜像部に移動する力が強くなる。従って、現像ポテンシャルが大きいほど、パターン像のトナー付着量は増加する傾向にある。すなわち、第１の判定モードでは、まず、光学センサ３０によって、トナー付着量の異なる複数のパターン像を検知する。
【００４３】
上記関係推定手段４２は、上記光学センサ３０によって検知した複数のパターン像のトナー付着量に基づいて、現像ポテンシャルと潜像部へのトナー付着量との関係を得る（推定する）。現像ポテンシャルとトナー付着量との関係は、例えば、図６に示すように、現像ポテンシャルを横軸、トナー付着量を縦軸として、トナー付着量の検知データをプロットして、グラフを作成することにより得ることができる。このグラフの傾きを示すパラメータを現像γと言い、現像ポテンシャルとパターン像との関係、すなわち現像特性を示す。現像特性は常に一定ではなく、装置の使用環境や、トナーあるいは現像ローラ等の劣化度合いなどの種々の要因により変化する。図６では、符号ｘ、ｙ、ｚで示す３つの現像特性の例を表示している。
【００４４】
また、図６に示す現像特性のグラフと横軸との交点Ｅｘ，Ｅｙ，Ｅｚ、すなわち、トナー付着量が０となる現像ポテンシャルの値を、現像開始点と言い、上記現像開始点異常判定手段４３によって、現像開始点が所定の現像ポテンシャル範囲Ｊ内にあるか否かが判定される。所定の現像ポテンシャル範囲Ｊは、異常画像の発生の有無の判定の目安となる範囲であり、作像動作が正常に行われていれば、図６の現像特性ｘ、ｙに示すように、現像開始点Ｅｘ，Ｅｙは、所定の現像ポテンシャル範囲Ｊ内に含まれる。しかし、上述の要因などにより、現像特性が図６の符号ｚで示すグラフのように大きく変化し、現像開始点Ｅｚが所定の現像ポテンシャル範囲Ｊから外れた場合は、感光体２の非潜像部においてトナーが付着し、さらにそのトナーが中間転写ベルト１１の非画像領域に付着する、いわゆる地汚れ等の異常画像が発生する可能性がある。なお、図６に示す例では、所定の現像ポテンシャル範囲を、−５０〜５０の範囲に設定しているが、この範囲に限定されるものではなく、装置の規格などに応じて適宜設定すればよい。
【００４５】
上記のように、現像開始点異常判定手段４３によって、現像開始点が所定の現像ポテンシャル範囲内にあるか否かの判定を行った結果、現像開始点が所定の現像ポテンシャル範囲内にあると判定された場合は、第２の判定モードは行わない。その後、累積印刷枚数が再び所定枚数に達するまで、第１の判定モードは行わず、累積印刷枚数が再び所定の枚数に達した時点で、第１の判定モードを行う。一方、現像開始点が所定の現像ポテンシャル範囲内にないと判定された場合は、第２の判定モードが行われる。
【００４６】
次に、第２の判定モードについて説明する。
図７に、第２の判定モードに関する制御系のブロック図を示す。
図７に示すように、第２の判定モードに関する制御系は、非画像領域判断手段５１と、表面検知手段５２と、現像剤有無判断手段５３と、基準値記憶手段５４と、異常判断手段５５と、警告手段５６と、画像データ保存手段５７と、動作停止手段５８と、停止解除手段５９とで構成されている。
【００４７】
非画像領域判断手段５１は、中間転写ベルト１１上の非画像領域を判断する手段である。非画像領域判断手段５１は、図８に示す中間転写ベルト１１上の１ページ分の画像Ｇが転写される各有効画像領域Ａ以外の領域Ｂ、詳しくは、各有効画像領域Ａ間の領域（記録媒体相互間に相当する領域）及び最終の有効画像領域Ａより後方の領域を、非画像領域として判断する。また、図９に示すように、形成される画像によっては、有効画像領域Ａ内であっても、画像Ｇが転写されない領域Ｃがある程度の広さをもって存在する場合がある。この有効画像領域Ａ内の画像Ｇが転写されない領域Ｃも併せて、非画像領域として判断するようにしてもよい。
【００４８】
感光体２上に形成される１ページ分の画像領域は、予め設定された画像領域信号の発信によって決定される。詳しくは、画像の搬送方向である副走査方向の有効画像領域を規定するフレームゲート信号と、前記副走査方向と直交する主走査方向の有効画像領域を規定するラインゲート信号とが予め設定されており、これらの信号が発信されている間に画像データに基づいて感光体２の表面に静電潜像が形成される。また、前記信号が発信されていないときは、感光体２の表面に静電潜像は形成されない。本実施形態では、副走査方向の有効画像領域を規定するフレームゲート信号の発信が停止しているタイミングに基づいて、中間転写ベルト１１上の非画像領域を判断するようにしている。このように、フレーム信号の発信のタイミングに基づいて非画像領域を判断する方法は、その判断を簡便に行い得る利点がある。
【００４９】
表面検知手段５２は、中間転写ベルト１１の非画像領域における表面を検知する手段である。本実施形態では、表面検知手段５２として、上記光学センサ３０を用いており、光学センサ３０によって中間転写ベルト１１の非画像領域の反射光を検知する。
【００５０】
現像剤有無判断手段５３は、上記光学センサ３０の検知結果に基づいて、中間転写ベルト１１上の非画像領域におけるトナー（現像剤）の有無を判断する手段である。非画像領域においてトナーが存在するときと存在しないときとでは、光学センサ３０で検知されるトナー濃度に明らかな差が生じる。トナー濃度が０％〜１００％の刻みで検出されるとすると、トナーが存在しない場合に検出されるトナー濃度は０％付近の値を示し、トナーが存在する場合に検出されるトナー濃度は１００％付近の値を示す。ここでは、５０％のトナー濃度を基準濃度（基準値）とし、検知したトナー濃度が５０％を越える場合は「トナー有り」と判断し、５０％未満の場合は「トナー無し」と判断するようにしている。このように、基準濃度を固定値とした場合は、トナー有無の判断処理を簡素化することができると共にその情報処理負担を軽減することが可能である。なお、基準濃度は５０％に限らない。０％付近の値及び１００％付近の値でなければ、それらの間の値を適宜選択して基準濃度として設定することが可能である。また、予め設定した基準濃度は、基準値記憶手段５４に記憶されている。
【００５１】
異常判断手段５５は、「トナー有り」と判断された光学センサ３０の数に応じて異常の種類を判断する手段である。本実施形態では、３つの光学センサ３０を用いているが、光学センサ３０の個数は、これに限定されない。また、複数個の検知領域を有する１つの光学センサ３０を用いてもよい。
【００５２】
異常の種類としては、例えば、図１０に示すものがある。図１０において、（ａ）はプロセスユニットから弱荷電トナーが落ちたことによって形成された異常画像、（ｂ）は帯電ローラが汚れていたことが原因で縦帯状に形成された異常画像、（ｃ）は感光体２の帯電不良によって形成された全ベタの異常画像である。
【００５３】
本実施形態では、２つの光学センサ３０のうち、いずれか１つが非画像領域においてトナー（トナーの存在を確認できるトナー濃度）を検知した場合は、部分的なトナーの付着による異常である可能性が高いため、図１０の（ａ）又は（ｂ）に示す異常と判断する。一方、全ての光学センサ３０が非画像領域においてトナー（トナーの存在を確認できるトナー濃度）を検知した場合は、図１０（ｃ）に示す全ベタ画像と判断するようにしている。
【００５４】
警告手段５６は、異常と判断された場合に警告を発する手段である。警告手段５６による警告方法は、ランプの点滅などの視覚的警告、警告音や音声メッセージの出力などの聴覚的警告、あるいはこれらを組み合わせた警告方法を適宜選択して採用可能である。
【００５５】
画像データ保存手段５７は、異常と判断された場合に画像データを保存しておく手段である。本実施形態では、中間転写ベルト１１上の非画像領域においてトナーの存在が確認され異常と判断された場合、画像データ保存手段５７はその非画像領域の少なくとも直前の有効画像領域（又は所定の画像領域）における画像データを保存する。
【００５６】
動作停止手段５８は、異常と判断された場合に画像形成装置の作像動作を自動的に停止させる手段である。また、この動作停止手段５８による停止は、停止解除手段５９によって解除可能となっている。停止解除手段５９は、例えば、画像形成装置に設けられたタッチパネルやスイッチ等によって操作可能に構成されている。
【００５７】
以下、図１１のフローチャートを参照しつつ第２の判定モードの動作について説明する。
まず、第２の判定モードが開始されると、非画像領域判断手段５１が上記フレームゲート信号の発信停止のタイミングに基づいて中間転写ベルト１１上における非画像領域Ｂを判断する。なお、本実施形態では、ブラックの画像を形成するためのフレームゲート信号の発信停止のタイミングを基準に非画像領域Ｂを判断している。
【００５８】
そして、非画像領域Ｂが各光学センサ３０の検知位置に到達したとき、各光学センサ３０（表面検知手段５２）によって非画像領域Ｂの表面を検知してトナー濃度Ｄが算出される（図１１のＳ２）。トナー濃度Ｄの算出は、非画像領域Ｂにおける光学センサ３０の検知電圧値Ｖと、予め検知しておいた中間転写ベルト１１の表面（地肌面）における検知電圧値Ｖｓｇとの比（Ｖ／Ｖｓｇ）を、算出テーブル又は関数を用いてトナー濃度に変換して行う。また、予め中間転写ベルト１１の表面を検知するタイミングは、画像濃度を適正な濃度に調整するプロセスコントロール動作時や、電源投入時又は省エネモードからの復帰時に行うイニシャライズ動作時などに行う。
【００５９】
その後、非画像領域Ｂにおける検知濃度Ｄと、基準値記憶手段５４が記憶している基準濃度Ｄｔｈとが、現像剤有無判断手段５３によって比較され、トナーの有無が判断される（図１１のＳ３）。検知濃度Ｄが基準濃度Ｄｔｈ未満の場合は、非画像領域Ｂにおいて「トナー無し」と判断される。すなわち、この場合、特に異常は無いと判断される。その後、それ以降の印刷要求が有るか否かを確認し（図１１のＳ１３）、印刷要求が有れば印刷を続行する。
【００６０】
一方、検知濃度Ｄが基準濃度Ｄｔｈを越えている場合は、非画像領域Ｂにおいて「トナー有り」と判断される。この場合、さらに全ての光学センサ３０において「トナー有り」と判断されたか否かを、異常判断手段５５によって確認し、その結果に基づいて異常の種類を判断する（図１１のＳ４）。そして、全ての光学センサ３０において「トナー有り」と判断された場合は、図１０（ｃ）に示すような全ベタ画像の異常であると判断する。また、３つの光学センサ３０のうち、いずれか１つにおいて非画像領域において「トナー有り」と判断された場合は、全ベタ画像でなく、図１０（ａ）又は（ｂ）に示すような部分的なトナーの付着による異常と判断する。
【００６１】
上記全ベタ画像の異常であると判断された場合、その後の異常画像の発生を防ぐために、動作停止手段５８によって作像動作を自動的に停止する（図１１のＳ５）。その後、サービスマンによる修理やプロセスユニットの交換などによって異常の原因が取り除かれるまで作像動作の実行を禁止する。また、異常と判断された非画像領域Ｂの直前の有効画像領域Ａにおける画像には異常が発生している可能性があるため、バックアップ用にその直前の有効画像領域Ａにおける画像データを保存しておく（図１１のＳ６）。この画像データの保存は画像データ保存手段５７によって行う。また、それ以降の画像データがある場合は、それらの画像データも失われないように画像データ保存手段５７によって保存しておく。さらに、この場合、ユーザ等に異常を報知するために、警告手段５６によって警告を発する（図１１のＳ７）。なお、上記画像データの保存は一時的なものである。画像形成装置の異常が取り除かれた後、印刷を再開し、保存されていた画像データに基づいて画像が正常に印刷されればその画像データは消去される。
【００６２】
一方、全ベタ画像でなく、それ以外の部分的なトナーの付着による異常と判断された場合は、上記全ベタ画像異常時と同様に、動作停止手段５８による作像動作の停止（図１１のＳ８）と、画像データ保存手段５７による画像データの保存（図１１のＳ９）と、警告手段５６による異常報知（図１１のＳ１０）を行う。ただし、この場合は、全ベタ画像異常時とは異なり、作像動作を自動的に停止した後、ユーザ等に画像形成装置の使用を停止するか否かの確認を行う（図１１のＳ１１）。具体的には、画像形成装置に設けられたタッチパネルなどに使用を停止するか否かを選択可能な指示項目（ソフトキー）を表示する。例えば、ユーザが印刷された画像を見て、許容できる異常レベルであると判断した場合は、タッチパネル等で使用を停止しない旨の指示することで、停止解除手段５９によって作像動作の停止が解除される（図１１のＳ１２）。そして、作像動作の停止が解除された後、それ以降の印刷要求が有るか否かを確認し（図１１のＳ１３）、印刷要求が有れば印刷を続行する。また、作像動作の停止が解除された場合は、ユーザが最初に確認した画像を再度印刷する必要はないとして、上記一旦保存された画像データは消去される。一方、ユーザが作像動作を停止した方がよいと判断した場合は、タッチパネル等で使用を停止する旨の指示をし、サービスマン等によって異常の原因が取り除かれるまで作像動作の実行を禁止する。また、この場合、それ以降の画像データがある場合は、それらの画像データも失われないように画像データ保存手段５７によって保存しておく。
【００６３】
以降、非画像領域ごとに、同様の第２の判定モードによる異常画像有無の判定を繰り返し行う。第２の判定モード実行中、累積印刷枚数が所定枚数に達した場合は、モードリセットを行い（図４参照）、上記第１の判定モードを行う制御に移行する。そして、第１の判定モードにおいて、現像開始点が所定の現像ポテンシャル範囲内にある、すなわち、異常画像の発生の可能性がないと判定された場合は、第２の判定モードは行わない。
【００６４】
以上のように、本発明によれば、第１の判定モードで異常画像が発生するか否かを判定し、異常画像の発生の可能性があると判断した場合にのみ、第２の判定モードを行うので、従来の制御に比べて、非画像領域上の現像剤の有無判定（第２の判定モード）の実行頻度を少なくすることができる。これにより、非画像領域上の現像剤の有無判定（第２の判定モード）に用いられる検知手段の使用頻度（駆動時間）を低減することができるので、検知手段の構成部品の劣化が抑制され、長寿命化を図れるようになる。
【００６５】
特に、トナーの有無を検知する手段として光学センサを用いた場合、光学センサは、累積発光時間が長くなると光学センサの自己発熱による温度上昇などで、光学センサの出力が変化する傾向にある。従って、従来のように、異常画像発生の可能性があるか否かに限らず、常に非画像領域上の現像剤の有無判定を行うと、光学センサの累積発光時間が長くなって、出力変動が大きくなり、検知精度が低下する。
【００６６】
これに対し、上記本発明の実施形態では、異常画像発生の可能性がある場合に限って、非画像領域上の現像剤の有無判定（第２の判定モード）を行う。すなわち、第１の判定モードで異常画像発生の可能性があると判定されるまで、第２の判定モードを行わなくてもよいので、第２の判定モードにおける光学センサの発光時間が短縮され、検知精度の低下を抑制することが可能である。
【００６７】
図１２は、第１の判定モードを行うときと、第２の判定モードを行うときの、それぞれの光学センサの出力変化のグラフを示す図である。
図１２中の実線グラフで示すように、第２の判定モードを続けて行うときは、紙間ごとに非画像領域の検知を行うため、印刷枚数が増えるにつれて、光学センサの出力が大きく低下する。一方、図１２中の点線グラフで示すように、第１の判定モードを行うは、所定の累積印刷枚数（例えば、２００枚又は３００枚）ごとに、光学センサによるパターン像の検知を行うだけであるので、第２の判定モードに比べて光学センサの発光時間が遙かに短く、その結果、出力低下も小さい。このように、第１の判定モードは、続けて行っても光学センサの出力低下は小さく、検知精度を維持することができる。
【００６８】
なお、第１の判定モードにおける光学センサの発光タイミングと、第２の判定モードにおける光学センサの発光タイミングは、上記実施形態に挙げるタイミングに限らず、適宜変更可能である。ただし、第１の判定モードを行う場合の単位画像形成時間当たりの光学センサの発光時間が、第２の判定モードを行う場合の単位画像形成時間当たりの光学センサの発光時間よりも短くなるように、各モードにおける発光タイミングを設定することが望ましい。
【００６９】
また、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
上述の実施形態では、図１に示すような、複数の感光体２上の画像を、中間転写ベルト１１を介して用紙に間接的に転写する間接転写方式の画像形成装置に本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明は、図１３に示すような、複数の感光体２上の画像を、搬送ベルト（搬送体）６０で搬送される用紙に直接的に転写する直接転写方式の画像形成装置などにも適用可能である。すなわち、上記実施形態における中間転写ベルトに代えて、搬送ベルト６０を用いて、第１の判定モードと第２の判定モードを行うようにしてもよい。
【００７０】
また、可能であれば、光学センサを感光体２に対向して配設し、当該光学センサによって感光体上の非画像領域やパターン像を検知するように構成してもよい。従って、本発明は、４つのプロセスユニットを備えるタンデム方式のカラー画像形成装置に限らず、４サイクル方式のカラー画像形成装置や、モノクロ画像形成装置にも適用可能である。また、本発明を適用可能な画像形成装置には、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等も含まれる。また、現像方式は、トナーから成る一成分現像剤を用いる一成分現像方式を採用してもよいし、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いる二成分現像方式を採用してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
２      感光体（潜像担持体）
３      帯電ローラ（帯電手段）
４      現像装置（現像手段）
６      ＬＥＤヘッドアレイ（潜像形成手段）
３０    光学センサ（検知手段）
３５    パターン像
Ａ      有効画像領域
Ｂ      非画像領域
Ｃ      非画像領域
Ｅｘ，Ｅｙ，Ｅｚ  現像開始点
Ｊ      現像ポテンシャル範囲
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７２】
【特許文献１】特開２０１１−２８１６０号公報
【図１】
2015022063.tif 000003
【図２】
2015022063.tif 000004
【図３】
2015022063.tif 000005
【図４】
2015022063.tif 000006
【図５】
2015022063.tif 000007
【図６】
2015022063.tif 000008
【図７】
2015022063.tif 000009
【図８】
2015022063.tif 000010
【図９】
2015022063.tif 000011
【図１０】
2015022063.tif 000012
【図１１】
2015022063.tif 000013
【図１２】
2015022063.tif 000014
【図１３】
2015022063.tif 000015