(57)【要約】【課題】書き込み露光手段のピントずれ発生の有無を、簡単、確実、低コストに自動検知する。【解決手段】画像形成装置の感光体ドラム１０８又は書き込み露光手段１０３が交換されたことを検知するサプライ検知手段１３４を設ける。サプライ検知手段１３４の検知毎に、基準画像形成手段１３８で所定基準濃度を目標とした作像条件で基準画像を感光体ドラム１０８上に形成する。この基準画像の濃度を光学濃度検知手段１２６で検知する。当該検知濃度と基準濃度の濃度偏差が所定の大きさ以上のとき、ピントずれ判定手段３５によって感光体ドラム１０８と書き込み露光手段１０３との間のピントずれが発生したと判定する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電させた感光体の表面を書き込み露光手段で露光して当該感光体上に静電潜像を形成し、当該静電潜像を前記感光体上においてトナーで現像して画像を得る電子写真方式の画像形成装置であって、
画像形成装置の感光体又は書き込み露光手段が交換されたことを検知するサプライ検知手段と、
前記サプライ検知手段の検知毎に所定基準濃度を目標とした作像条件で基準画像を感光体上に形成する基準画像形成手段と、
前記基準画像形成手段で形成された基準画像の濃度を検知する光学濃度検知手段と、
前記光学濃度検知手段の検知濃度と前記基準濃度との間の所定の大きさ以上の濃度偏差の有無によって前記感光体と前記書き込み露光手段との間のピントずれ発生の有無を判定するピントずれ判定手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記書き込み露光手段が、ＬＥＤヘッド又は有機ＥＬヘッドであ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】
前記ピントずれ判定手段でピントずれ発生有りと判定したとき、当該ピントずれ発生有りを警告手段によりユーザーに警告するか、又は停止手段により作像動作を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記基準画像は、網点率２０〜５０％の網点パッチであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記基準画像形成手段が、前記基準画像を、有効画像領域相互間の非画像領域に形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記基準画像形成手段が、前記基準画像を、マシンのエンドシーケンス処理時に作成することを特徴とする請求項１から４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、電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等に使用される画像形成装置であって、特に感光体に光画像を書き込む書き込みヘッドのピントずれ検知機能を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能の２つ以上を備えた複合機（ＭＦＰ）等の電子写真方式による画像形成装置では、露光手段として、従来から半導体レーザーを使用した光走査装置が使用されてきた。この光走査装置は、光偏光器およびｆθレンズを使用するため比較的大きなスペースを必要とする。近年、当該走査装置に代わり、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッドや有機ＥＬ（electroluminescence）ヘッドを使用した省スペースかつ省エネ型の書き込みヘッドが採用されつつある。
【０００３】
この種の書き込みヘッドは、高品質の画像を得るため、感光体ドラムに対して高精度で位置決めされて取り付けられている。そして、ＬＥＤや有機ＥＬから出射した光束を、セルフォックレンズ（登録商標）などのロッドレンズアレイによる結像光学系を介して、感光体ドラム上に結像して静電潜像を形成する。そして、同時に感光体ドラムを回転させることで二次元的に静電潜像を形成する。
【０００４】
ＬＥＤヘッドや有機ＥＬヘッドは、レーザーに比べて焦点位置のずれに対して敏感であり、感光体ドラムに対する位置がずれると、ピントずれにより画質が極端に悪化する。すなわち、書き込みヘッドから感光体ドラムまでの距離が主操作方向で均一でないと、書き込みヘッドから照射される光の焦点位置が感光体ドラムの表面と一致せず潜像にムラが生じる。そうすると、現像剤により用紙上に現像された画像の濃度ムラや線画のボケ等が発生して、画像が不鮮明になる等の画質の低下（異常画像）を招く。
【０００５】
しかし、書き込みヘッドに内蔵されたレンズの焦点距離は僅か数ミリであり、感光体ドラムとの間の隙間は非常に狭い。このため、当該隙間にピントのずれ量を測定する手段を配置するのは困難であり、ピントずれ量を直接的に測定して作像系にフィードバック制御を行うことは一般的ではなかった。
【０００６】
一方、電子写真方式の画像形成装置において、感光体ドラムは消耗品であり頻繁に交換される。このため、感光体ドラムの取り付け位置の個体差により、程度差はあっても感光体ドラム表面と書き込みヘッドとの距離にはばらつきが発生する。書き込みヘッドの内蔵レンズの焦点深度は非常に短く、例えば０．１ｍｍ程度である。当該ばらつきが焦点深度の範囲内であれば問題ないが、それを超えると所望の画質が得られない。
【０００７】
所望の画質を得るためには、ＬＥＤヘッドから出る光の焦点が感光体ドラムの表面と一致するようにするピント調整が不可欠であるが、このピント調整は高度な技術を必要とし、ユーザーメンテナンスでは対応できない。画像形成装置の印字解像度が３００ｄｐｉから６００ｄｐｉ、さらには１２００ｄｐｉへと高密度化する中で、サービスマンメンテナンスでもピント調整は容易ではない。因みに、１２００ｄｐｉでは１ドットのドット径は概ね１２〜１３μｍであり、目視によるピントずれの有無判別は事実上不可能である。
【０００８】
感光体ドラムの交換毎にすべてのマシンでピント調整するのは手間が掛かる。ピント調整が必要なマシンだけサービスマンメンテナンスで調整することができれば大幅に手間を省くことができる。しかし、ピントの変動量がどの程度かを推測するのは困難であり、サービスマンメンテナンスが必要であるか否かを適切に判断することが難しいという問題があった。
【０００９】
そこでテスト画像を出力することで、露光手段のピントずれを検知する方法が例えば特許文献１（特開２００７−７９３９号公報）等で既に提案されている。特許文献１（特開２００７−７９３９号公報）の方法は、テスト画像を出力してピント変動を確認し、当該ピント変動を解消する方向に露光手段の位置調整を行う技術である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１（特開２００７−７９３９号公報）の方法は露光手段のピント変動量を予測するためにテスト画像を出力する必要がある。このテスト画像は主操作方向で同一作像条件で複数形成し、副走査方向で異なる作像条件で複数形成する。このためテスト画像のためにトナー消費量が増大すると共に、ユーザー待ち時間が増大するという問題がある。また印字解像度の高ドット化・小ドット径化により、ピントずれによる異常画像の判断が難しい場合や、異常画像の主原因がピントずれであるか否かを予測することが難しい場合がある。
【００１１】
加えて、露光手段の光量は、周囲環境や駆動時間により時々刻々変動したり、個体差によりバラついたりする。従って、特許文献１（特開２００７−７９３９号公報）の方法は、ピントずれ発見の解決手段には必ずしも適さない。また、ピントずれ量を予測するためのテスト画像をユーザー自身が出力しなければならないため、作業工数がかかるといった問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、書き込み露光手段のピントずれの有無を簡単、確実、低コストに自動検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため本発明は、帯電させた感光体の表面を書き込み露光手段で露光して当該感光体上に静電潜像を形成し、当該静電潜像を前記感光体上においてトナーで現像して画像を得る電子写真方式の画像形成装置であって、画像形成装置の感光体又は書き込み露光手段が交換されたことを検知するサプライ検知手段と、前記サプライ検知手段の検知毎に所定基準濃度を目標とした作像条件で基準画像を感光体上に形成する基準画像形成手段と、前記基準画像形成手段で形成された基準画像の濃度を検知する光学濃度検知手段と、前記光学濃度検知手段の検知濃度と前記基準濃度との間の所定の大きさ以上の濃度偏差の有無によって前記感光体と前記書き込み露光手段との間のピントずれ発生の有無を判定するピントずれ判定手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ピントずれ量を正確に把握することができない書き込み露光手段であっても、感光体又は書き込み露光手段の交換によるピントずれ発生を簡単、確実、低コストに自動検知することができ、ユーザー作業工数の低減を図ることができる。また、基準画像はサプライ検知手段の検知があったときのみ形成するのでトナー消費量も節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略図である。
【図２】書き込み露光手段の斜視図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は感光体ドラムに対して書き込み露光手段が傾斜した状態を示す図である。
【図４】中間転写ベルトと光学濃度検知手段の斜視図である。
【図５】光学濃度検知手段の断面図である。
【図６】制御手段のブロック図である。
【図７Ａ】網点パッチを低濃度（粗すなわち低網点率）に形成した場合の感光体ドラム上の電位を示す図である。
【図７Ｂ】網点パッチを高濃度（密すなわち高網点率）に形成した場合の感光体ドラム上の電位を示す図である。
【図８Ａ】網点率とトナー濃度の関係（階調再現性）を示す図である。
【図８Ｂ】網点率に対するトナー濃度の変動幅を示す図である。
【図９】（Ａ）（Ｂ）は網点パッチの表示例を示す図である。
【図１０】中間転写ベルト上に形成した画像領域の平面図である。
【図１１】画像形成装置のブロック図である。
【図１２】画像形成装置のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面に基づいて本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。なお、この実施形態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。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。この画像形成装置は一般的なタンデム方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置本体１００内に、モノクロ用のブラックのプロセスユニット１０２ａに続いて、カラー３色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー）の各プロセスユニット１０２ｂ〜１０２ｄが着脱自在に装着されている。ここで、参照番号の次のａ、ｂ、ｃ、ｄは、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各プロセスユニットに関連した部品であることを示す。ただし、以下の説明において各色共通の部品を説明する場合は適宜ａ〜ｄを省略して数字のみを記載することとする。
【００１８】
画像形成装置本体１００内には、書き込み露光手段１０３、転写ローラ１０１ａ〜１０１ｄ、給紙トレイ１０４、定着装置１０６などが配設されている。各プロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄの感光体ドラム１０８ａ〜１０８ｄは円筒形であり、一例として線速１５０ｍｍ／ｓで時計方向に回転するようになっている。
【００１９】
感光体ドラム１０８の表面には帯電手段であるローラ形状の帯電器１１０が圧接されており、当該帯電器１１０が感光体ドラム１０８の回転により従動回転するようになっている。そして帯電器１１０に図示しない高圧電源からＤＣ（あるいはＤＣにＡＣが重畳された）バイアスが印加されることで、感光体ドラム１０８がほぼ均一な表面電位に帯電されるようになっている。
【００２０】
感光体ドラム１０８は、書き込み露光手段１０３ａ〜１０３ｄにより画像情報が露光され、感光体ドラム１０８上に静電潜像が形成される。感光体ドラム１０８の周りに現像手段としての現像ローラ１１１が配設され、当該現像ローラ１１１に図示しない高圧電源が接続されている。そして当該高圧電源から供給される所定の現像バイアスによって、前記感光体ドラム１０８の静電潜像がトナー像として顕像化されるようになっている。
【００２１】
現像ローラ１１１の上方には当該顕像化のために必要な１成分トナーを収容した現像剤収容器が配設されている。また、転写後に感光体ドラム１０８上に残留した転写残トナーは、クリーニング手段１１２によって回収され破棄される。なお、感光体ドラム１０８上にクリーニング手段を設けず、現像手段で転写残トナーを回収するクリーナレス方式もあり、本発明は種々公知のクリーニング手段を採用できる。
【００２２】
前記プロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄは並列に４個配設され、その下側に中間転写ベルト１２０が配設されている。この中間転写ベルト１２０は、図示しない接離機構により、個々の感光体ドラム１０８に対して任意のタイミングで離間可能となっている。中間転写ベルト１２０は、テンションローラ１２１、駆動ローラ１２２及び複数の転写ローラ１０１に掛け渡されている。そして図示しない駆動モータにより駆動ローラ１２２が回転駆動されることで、中間転写ベルト１２０が矢印方向に周回駆動されるようになっている。転写ローラ１０１には、図示しない高圧電源から各色独立の所定の転写バイアスが印加されて転写電界が形成されるようになっている。
【００２３】
中間転写ベルト１２０のテンションローラ１２１の直近位置に、光学濃度検知手段１２６が配設されている。この光学濃度検知手段１２６は正反射型センサと拡散反射型センサで構成された光学センサである。この光学濃度検知手段１２６によって、感光体ドラム１０８上に形成された後に中間転写ベルト１２０に転写された画像およびトナーパッチの反射光量が検出される。そして当該反射光量に基づいてトナーの濃度ないし付着量が検出され、検出されたトナー付着量を後述の制御手段１３１にフィードバックすることで画像形成条件を決定するようにしている。なお、光学濃度検知手段１２６は各感光体ドラム１０８の外周に配置しても良い。
【００２４】
一方、転写材である用紙は給紙トレイ１０４に収納されている。そして、感光体ドラム１０８上のトナー像先端部がテンションローラ１２１と二次転写ローラ１２５との間の転写部に到達するタイミングに合わせて、用紙が給紙ローラ１０５とタイミングローラ対１０７により当該転写部に送り込まれるようになっている。
【００２５】
画像形成装置のフルカラー画像形成時は、図の右から左へ、すなわちイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で可視像が形成される。そして感光体ドラム１０８上の各色のトナー像による可視像が、転写ローラ１０１との間の中間転写ベルト１２０上に順次転移されることで、当該中間転写ベルト１２０上にフルカラー画像が形成される。当該画像はテンションローラ１２１と二次転写ローラ１２５の間の転写部で用紙に転写される。画像が転写された用紙は、その後定着装置１０６によって熱と圧力を掛けられて画像が定着され、その後装置外に排出される。
【００２６】
テンションローラ１２１を通過した中間転写ベルト１２０上に残った転写残トナーは、クリーニングブレード１２３によって回収される。回収された転写残トナーは、図示しないトナー搬送経路を通して廃トナー収納部１２４に収納される。
【００２７】
各プロセスユニットの書き込み露光手段１０３ａ〜１０３ｄは、所望の画素数（画像幅・画素密度１２００ｄｐｉ）のＬＥＤ素子を有する。当該ＬＥＤ素子は、後述する図２の
ようにＬＥＤ基板ユニット１０３１に実装され、ロッドレンズアレイ１０３２と組み合わされてＬＥＤヘッドを構成している。
【００２８】
画像形成装置本体１００内には、現像等を制御する制御手段１３１が配設されている。この制御手段１３１に温度センサ１３２と湿度センサ１３３が接続され、装置内の温度と湿度がこれらセンサ１３２、１３３で検知されてその測定値が制御手段１３１に取り込まれるようになっている。そして制御手段１３１は取り込んだ温度値と湿度値から装置内の絶対湿度量を算出し、当該絶対湿度に基づいて感光体ドラムの帯電バイアスや表面電位を算出するように構成されている。
【００２９】
以上、タンデム方式のカラー画像形成装置を例にとって説明したが、本発明は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、１成分トナーに代えて２成分トナーによる現像方式を採用してもよい。
【００３０】
図２は、書き込み露光手段１０３としてのＬＥＤヘッドを示す。ＬＥＤヘッドは、画像データに応じて変調されたドット光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）をライン状に基板上に形成して構成されるＬＥＤ基板ユニット１０３１を有する。当該発光ダイオードは、前述したように１２００ｄｐｉの画素密度を実現するように構成されている。このＬＥＤ基板ユニット１０３１の前方に、発光ダイオードからの光を感光体ドラム１０８の表面に結像させる複数のロッドレンズ（例えば登録商標「セルフォックレンズ」として公知のレンズ）を配列したロッドレンズアレイ１０３２が配置されている。各ＬＥＤ素子を画像信号に応じて発光させることで、感光体ドラム１０８上に潜像を形成する。
【００３１】
ＬＥＤ基板ユニット１０３１とロッドレンズアレイ１０３２は、図示しない熱伝導性のベース部材に取り付けられている。当該ベース部材には、ＬＥＤヘッドを実装するための形状（穴、突起、平面など）が形成される。このＬＥＤヘッドに対して、電源や画像データに合わせた画像信号を供給するためのハーネスが結合される。
【００３２】
ロッドレンズアレイ１０３２は、発光光量を効率よく確保するために、開口数が大きく焦点距離が短く設定されている。そのため、ＬＥＤヘッド１０３は感光体ドラム１０８から数ｍｍの近接位置に設置される。例えば焦点距離が４ｍｍの短焦点レンズの場合、各レンズと感光体ドラム１０８の感光体ドラム表面との間隔は４ｍｍに設定される。ただし、感光体ドラム１０３の寸法精度により、感光体ドラム１０８表面の位置は例えば±０．５ｍｍの誤差を見込まなければならない。
【００３３】
図３は感光体ドラム１０８に対してＬＥＤヘッド１０３の位置がずれた状態を示している。図３（Ａ）はＬＥＤヘッド１０３が左下がり傾斜であり、感光体ドラム１０８表面との距離が左端で小さく（Ｌ１）右端で大きく（Ｌ２）なっている。図３（Ｂ）はＬＥＤヘッドが右下がり傾斜であり、感光体ドラム１０８表面との距離が左端で大きく（Ｌ３）右端で小さく（Ｌ４）なっている。距離Ｌ１〜Ｌ４の誤差が、前記感光体ドラム１０８表面誤差を含めてＬＥＤヘッド１０３の焦点深度の範囲内であれば問題ないが、当該誤差が焦点深度を超えるとピントずれによる異常画像となる。
【００３４】
図４は、中間転写ベルト１２０上に転写されたトナーパッチ３０１を複数の光学濃度検知手段１２６ｘ、１２６ｙ、１２６ｚで検知する状態を示している。中間転写ベルト１２０の幅方向（主走査方向）ではトナーパッチ作像条件（現像バイアス、帯電バイアス、露光量ないし露光強度）が同一である。中間転写ベルト１２０の搬送方向（副走査方向）で作像条件（現像バイアス、帯電バイアス、露光量ないし露光強度）を異ならせる。この図示例では、画像濃度調整用のトナーパッチ３０１が副走査方向に段階的に濃度が異なるように連続的に形成される状態を示している。
【００３５】
露光手段１０３の焦点距離は、主走査方向における感光体ドラム１０８のうねりや膜厚ムラ等により、主走査方向でバラツキが発生する場合がある。このような場合、複数の光学濃度検知手段１２６ｘ、１２６ｙ、１２６ｚを主走査方向に配置し、検知されたトナーパッチ画像の濃度の平均値を算出することにより、これらのバラツキを吸収しても良い。バラツキが小さい場合はセンサの位置ごとにトナー色を変えてトナーパッチ作像検知時間の短縮を図ることもできる。
【００３６】
光学濃度検知手段１２６の個数は、中間転写ベルト１２０の主走査方向に渡って３つに限定されることはない。複数個の検知領域を有する１つの光学濃度検知手段１２６としてもよい。また、光学濃度検知手段１２６又は検知領域を１つとすることも可能である。１つの光学濃度検知手段１２６とした場合、当該光学濃度検知手段１２６は例えば主走査方向の中央位置に配置することができる。光学濃度検知手段１２６を１つにした場合、後述する基準画像の形成数も最低限にすることができ、トナー消費量を低減することができる。
【００３７】
図５は、図１の光学濃度検知手段１２６を拡大して示す図である。光学濃度検知手段１２６は、発光素子としての赤外光ＬＥＤ１２７、正反射型受光素子１２８、拡散反射型受光素子１２９、ケーシング１３０等を有している。正反射型受光素子１２８と拡散反射型受光素子１２９はフォトトランジスタで構成され、これら二つの素子で反射光量を検知するようにしている。正反射型受光素子１２８は黒トナーの検知に使用され、拡散反射型受光素子１２９はシアン，マゼンタ，イエローのカラートナーの検知に使用される。発光素子としては、赤外光ＬＥＤに変えてレーザー発光素子等を用いてもよい。また、正反射型受光素子１２８と拡散反射型受光素子１２９は、フォトダイオードや増幅回路等からなるものを用いてもよい。
【００３８】
光学濃度検知手段１２６で検出したトナーパッチの画像濃度を後述する制御手段１３１にフィードバックし、画像形成条件を決定する。なお、本実施形態では中間転写構成の画像形成装置を例にとったが、直接転写構成の画像形成装置の場合は光学濃度検知手段を感光体ドラムの外周に近接配置することでも実施可能である。
【００３９】
図６は制御手段１３１の接続関係を示すブロック図である。制御手段１３１に対して、光学濃度検知手段１２６、温度センサ１３２、湿度センサ１３３、サプライ検知手段１３４の検知情報が入力される。これらの検知情報に基づいて、書き込み露光手段１０３、帯電手段１１０、現像手段１１１が制御手段１３１によって制御される。
【００４０】
この実施形態では、特にサプライ検知手段１３４からの情報が入力される毎に、望ましくは当該情報が入力された直後に、基準画像形成手段１３８が作動される。基準画像形成手段１３８は、後述するように、基準画像としての所定の制御網点率の網点パッチを、感光体ドラム１０８上に形成するものである。この際、前述の書き込み露光手段１０３、帯電手段１１０、現像手段１１１を制御する。サプライ検知手段１３４からの情報が入力された直後に基準画像を形成することで、ピントずれ発生の有無を遅滞なく検知することができる。
【００４１】
また、前記基準画像と光学濃度検知手段１２６によりピントずれが発生したと判定された場合は、警告手段１３５やマシン停止手段１３６が制御手段１３１によって制御される。この制御内容については図１２により後述する。
【００４２】
サプライ検知手段１３４は、ここでは感光体ドラム１０８又は書き込み露光手段１０３の装着を検知するリミットスイッチ等である。感光体ドラム１０８等のサプライ品を交換するためには、一般に画像形成装置の側面ドアを開いて内部機構にアクセスする必要がある。従って、当該側面ドアの開閉検知によりサプライ品の交換有りと判定することも可能である。この場合、側面ドアの開閉を検知するリミットスイッチ等がサプライ検知手段１３４となり得る。
【００４３】
図７Ａと図７Ｂは、基準画像としての網点パッチのドットの粗密によりドットの濃度が変わる原理について説明する図である。露光手段の単位面積当たりの露光エネルギー密度を大きくするにしたがって、感光体ドラムの表面電位は減衰していく。そして、露光エネルギー密度が十分大きな値になると、それ以上露光エネルギー密度を増大させても感光体ドラムの表面電位は減衰せず一定値をとるようになる。このときの感光体ドラムの表面電位が残留電位である。
【００４４】
図７Ａはドットとドットの間が十分に離れており、ドット同士の干渉がない。このため、ドットのない空白部分の表面電位は暗電位と同じである。このとき、地肌ポテンシャルは十分に大きいため、トナーが感光体ドラムに移動しにくい。従って、ドットの濃度はベタ部に比べて薄くなる。
【００４５】
これに対して図７Ｂは、ドット間隔がビーム径と同等レベルまで狭くなっている。そして隣接する２つのドットの露光時に両ドット間の空白部分も露光される結果、表面電位が暗電位よりも低くなる。このため見かけ上の地肌ポテンシャルが小さくなり、図７Ｂは図７Ａに比べてトナーが感光体ドラムに移動しやすく、ドットの濃度が図７Ａより濃くなる。
【００４６】
図８Ａは、露光手段１０３のピントずれを異ならせた５つの状態で、網点濃度の階調再現性に対する感度、すなわち網点率に対する濃度の関係（階調再現性）を示すもので、直線に近いほど理想的な特性といえる。ピントずれは正規の焦点位置から０．１ｍｍずつ増やして前記５つの状態を設定した。●印がピントずれ０（正規焦点位置）であり、▲（０．１ｍｍ）、＊（０．２ｍｍ）、□（０．３ｍｍ）、△（０．４ｍｍ）の順にピントずれを大きくしている。縦軸は用紙上の反射濃度（ＩＤ）である。後述する図９（Ａ）（Ｂ）の網点パッチがピントずれなしで正常にトナー像として作像された場合を同図の階調性良好のグラフ中にプロットした場合、図示する位置になる。なお網点パッチのパターンは多種類あり、図９（Ａ）（Ｂ）以外のパターンを使用した場合でも階調再現性は図８Ａと同様の結果になる。
【００４７】
図８Ａのグラフの各網点率における濃度変動幅すなわち濃度偏差（ΔＩＤ）を示したのが図８Ｂである。制御網点率が２０〜５０％の範囲で最も濃度偏差が大きいことがわかる。すなわち、階調再現性の変動に最も感度が高いのは制御網点率が２０〜５０％の領域である。従って、当該制御網点率２０〜５０％では露光手段１０３のピントずれにより濃度が顕著に変化する。この２０〜５０％の範囲は、図７Ｂのようなドット同士の干渉もない。そこで、従って、網点率２０〜５０％の目標網点パッチの濃度（基準濃度）と実網点パッチの濃度（検知濃度）とを比較することで、低トナー量で精度よくピント変動による濃度変動を検知することが可能である。
【００４８】
図９（Ａ）（Ｂ）は、制御網点率２０〜５０％の範囲内の網点パッチの例を示すものである。図９（Ａ）が網点率約３０％（３１．２５％＝２０／６４）の網点パッチであり、図９（Ｂ）が網点率約４０％（４３．７５％＝２８／６４）の網点パッチである。このような網点パッチを、例えば図１０のように、中間転写ベルト１２０上の非画像領域Ｂに形成する。網点率３０％、４０％は、図８Ａ、図８Ｂに示すように、ピントずれに対する濃度変動の感度が高いので、ピントずれ検知に有効利用することができる。図９（Ａ）（Ｂ）の２種類の網点パッチは、必ずしも２種類同時に形成する必要はない。中間転写ベルト１２０上の非画像領域Ｂに、いずれか一方の種類の網点パッチのみを１個又は２個以上形成したり、前記２種類の網点パッチを各１個又は各２個以上同時に形成したりしてもよい。あるいは網点率を２０〜５０％の範囲内で異ならせた３種類以上の網点パッチを各１個又は各２個以上形成してもよい。
【００４９】
図１０において、符号Ａで示す領域は、画像データに基づいて形成された１ページ分の画像Ｇが転写される中間転写ベルト１２０上の有効画像領域である。すなわち、この中間転写ベルト１２０上の有効画像領域Ａは、画像領域信号によって決定される感光体ドラム１０８上の有効画像領域と対応する。
【００５０】
一方、各有効画像領域Ａ相互間の非画像領域Ｂには、作像動作が正常に行われている限り画像は転写されない。従って、有効画像領域に影響されずに、ピント変動のみによる濃度変動を検知する領域として非画像領域Ｂを使用することができる。
【００５１】
図１１は、濃度変動検知に関する制御系を示したブロック図である。当該制御系は、非画像領域判断手段３１と、基準画像形成手段１３８と、光学濃度検知手段１２６を備えている。また、当該制御系は、基準濃度記憶手段３４と、ピントずれ判定手段３５と、警告手段１３５を備えている。さらに、当該制御系は、マシン停止手段１３６と、停止解除手段１３７を備えている。警告手段１３５は、ランプの点滅などの視覚的警告又は警告音や音声メッセージの出力などの聴覚的警告により、ピントずれ発生をユーザーに報知する。警告手段１３５は、ネットワークを介してサービスマンにピントずれ発生を自動で報知するものとしてもよい。これにより、ピントずれ解消のためのサービスマンメンテナンスを遅滞なく提供することが可能となる。
【００５２】
非画像領域判断手段３１は、中間転写ベルト１２０上の非画像領域を判断する手段である。本実施形態では、図１０の副走査方向の有効画像領域Ａ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１２０上の非画像領域Ｂを判断するようにしている。従って、簡便かつ低コストに非画像領域Ｂを判断することができるという利点がある。
【００５３】
基準画像形成手段１３８は、図９（Ａ）（Ｂ）のような所定の制御網点率の網点パッチを、書き込み露光手段１０３、帯電手段１１０、現像手段１１１を制御することで、感光体ドラム１０８上に形成するものである。感光体ドラム１０８上に形成された基準画像は、例えば図１０のように、中間転写ベルト１２０上の有効画像領域Ａ相互間の非画像領域Ｂに転写される。当該基準画像が正常に作像された場合に想定される反射濃度（ＩＤ）が基準濃度である。例えば図９（Ａ）（Ｂ）の網点パッチによる基準濃度は、図８Ａに示すように０．５、０．９である。基準濃度記憶手段３４には、網点率０〜１００％までの基準画像が正規の焦点位置で作像された場合に想定される反射濃度（ＩＤ）が予め格納されている（図８Ａの●印のグラフ）。
【００５４】
なお、網点パッチの基準濃度は、制御網点率３０％又は４０％の網点パッチでのトナー濃度に限らない。階調再現性の変動に関して感度が高い網点率２０〜５０％の範囲内であれば、そ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、基準濃度記憶手段３４に記憶することができるので、繰り返し入力する手間がかからない。
【００５５】
光学濃度検知手段１２６は、中間転写ベルト１２０上の非画像領域Ｂに所定の制御網点率（２０〜５０％）で転写・形成された網点パッチの濃度を検知する手段である。ここでは、図９（Ａ）の制御網点率３０％又は図９（Ｂ）の制御網点率４０％の網点パッチでのトナー濃度（ＩＤ）を基準濃度（目標濃度）とする。そして、実階調性のトナー濃度に基準濃度の±１０％以上の大きな濃度偏差があった場合に「濃度変動有り」と判断する。また、濃度偏差が±１０％未満であった場合は「濃度変動無し」と判断するようにしている。
【００５６】
ピントずれ判定手段３５は、前記濃度変動の有・無により、書き込み露光手段１０３のピントずれ発生の有・無を判定する。なお、濃度偏差の±１０％は例示であり、光学濃度検知手段１２６の検知精度によって、その値を適宜選択して設定することが可能である。
【００５７】
警告手段１３５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１３５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。
【００５８】
マシン停止手段１３６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。作像動作を自動的に停止することで無駄となるトナー消費量を抑制することができる。また、このマシン停止手段１３６による停止は、停止解除手段１３７によって解除可能となっている。停止解除手段１３７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ユーザー又はサービスマンが手動操作可能に構成されている。これにより作像動作を速やかに再開することができる。
【００５９】
図１２は、画像形成装置のフローチャートである。ステップＳ１でサプライ検知手段１３４の検知があったか否かが判定される。サプライ検知手段１３４は、サプライ品としての感光体ドラム１０８又は書き込み露光手段１０３の交換があったことを検知する。
【００６０】
サプライ検知手段１３４は、例えば感光体ドラム１０８又は書き込み露光手段１０３の装着を検知するリミットスイッチ等によりを構成することができる。また、前述したように画像形成装置の側面ドアの開閉を検知するリミットスイッチ等もサプライ検知手段１３４になり得る。
【００６１】
サプライ品の交換があった場合、ステップＳ２でテストパターンとしての基準画像を中間転写ベルト１２０上に形成する。ここでは基準画像として図９（Ａ）（Ｂ）のような所定網点率の網点パッチ（ハーフトーンパッチ）を形成する。前述したように形成する網点パッチの種類、個数は任意である。
【００６２】
当該網点パッチは図１０に示したように紙間ないし非画像領域Ｂに形成する。非画像領域Ｂ内での網点パッチの形成位置も任意である。網点パッチの形成タイミングは、マシンのエンドシーケンス処理時に合わせることができる。こうすることで、ユーザーの待ち時間を増大させずに済む。
【００６３】
前述したように、網点パッチの網点率に対応して、正規焦点位置（ピントずれ０）の場合の画像濃度（基準濃度）ＩＤは、予め基準濃度記憶手段３４に格納されている。光学濃度検知手段１２６から得られた検知濃度ＩＤ１と、当該基準濃度ＩＤとの濃度偏差ΔＩＤ（＝｜ＩＤ−ＩＤ１｜）が濃度偏差しきい値ＩＤSより小さい場合、ピントずれはないと判定される。
【００６４】
濃度偏差ΔＩＤが濃度偏差しきい値ＩＤSより大きい場合、サプライ品としての感光体
ドラム１０８の交換に伴ってピントずれが発生していると判定される。濃度偏差しきい値ＩＤSは、例えば基準濃度の１０％に設定することができる。
【００６５】
ステップＳ４、Ｓ５でピントずれが発生していると判定された場合、次のステップＳ６で操作パネル上での視覚的な警告表示や、警告ブザーや警告チャイム等の音響による警告音が発せられる。また、必要に応じて、画像形成装置の作像動作を停止する。これにより、用紙と現像剤を節約することができる。
【００６６】
なお、図１２のフローは独立のフローとして実行するほか、プロセスコントロールのフローの一部として実行することも可能である。プロセスコントロールは、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に所定のトナーパッチ画像を形成し、各色の画像濃度を適正化する画像濃度制御であるが、このプロセスコントロールをサプライ検知直後にも行うようにする。この場合、前記トナーパッチ画像を、基準濃度を目標とした作像条件で形成することにより、画像濃度の適正化と併せて、ピントずれの有無も判定することができる。
【００６７】
ステップＳ４で濃度偏差ΔＤが濃度偏差しきい値ＤSより小さいと判定された場合は、
ピントずれが発生していないものとして処理を終了する。
【００６８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に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変更を加え得ることは勿論である。また、本発明に係る給紙装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、その他の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に設けることも可能である。
【００６９】
また、書き込み露光手段１０３としてはＬＥＤヘッドの他、有機ＥＬヘッドなどのレンズを用いることにより焦点深度が短い光源等を使用したのでもよい。
【符号の説明】
【００７０】
３１：非画像領域判断手段                    ３５：ピントずれ判定手段
１００：画像形成装置本体                    １０１ａ−１０１ｄ：転写ローラ
１０２ａ−１０２ｄ：プロセスユニット        １０３ａ−１０３ｄ：書き込み露光手段
１０４：給紙トレイ                          １０５：給紙ローラ
１０８ａ−１０８ｄ：感光体ドラム            １０６：定着装置
１０７：タイミングローラ対                  １１０：帯電器
１１１ａ−１１１ｄ：現像ローラ              １２０：中間転写ベルト
１２１：テンションローラ                    １２２：駆動ローラ
１２３：クリーニングブレード                １２４：廃トナー収納部
１２５：二次転写ローラ                      １２６：光学濃度検知手段
１２７：赤外光ＬＥＤ                        １２８：正反射型受光素子
１２９：拡散反射型受光素子                  １３０：ケーシング
１３１：制御手段                            １３４：サプライ検知手段
１３５：警告手段                            １３６：マシン停止手段
１３７：停止解除手段                        １３８：基準画像形成手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７１】
【特許文献１】特開２００７−７９３９号公報
【図１】
2015052645.tif 000003
【図２】
2015052645.tif 000004
【図３】
2015052645.tif 000005
【図４】
2015052645.tif 000006
【図５】
2015052645.tif 000007
【図６】
2015052645.tif 000008
【図７Ａ】
2015052645.tif 000009
【図７Ｂ】
2015052645.tif 000010
【図８Ａ】
2015052645.tif 000011
【図８Ｂ】
2015052645.tif 000012
【図９】
2015052645.tif 000013
【図１０】
2015052645.tif 000014
【図１１】
2015052645.tif 000015
【図１２】
2015052645.tif 000016