(57)【要約】【課題】画像形成装置内に生じうる結露の有無を的確に判定する。【解決手段】帯電バイアスを印加された帯電ローラを当接させて感光体を帯電させる接触帯電方式の画像形成装置において、帯電ローラの周長よりも長いパッチ画像を形成し、その濃度をサンプリングする。サンプリング結果から濃度変動の周期性を抽出し（ステップＳ２０１）、その周期性が帯電ローラの周長に対応するものであるときには（ステップＳ２０２）結露ありと判定する（ステップＳ２０３）。そうでない場合には結露なしと判定する（ステップＳ２０４）。【選択図】図８
2008122554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持可能な像担持体と、
トナー像を形成し前記像担持体に担持させる像形成手段と、
前記像形成手段により前記像担持体上に形成されたパッチ画像としてのトナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、
前記パッチ画像の濃度検出結果に、結露の発生を示すものとして予め定められた特徴的パターンが現れているか否かによって、装置内の結露の有無を判定する結露判定を実行する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体としての感光体と、
所定の帯電バイアスを印加されて前記感光体の表面に当接することにより、前記感光体の表面を帯電させる帯電ローラと
を備え、
前記制御手段は、前記パッチ画像の濃度検出結果に、前記帯電ローラの周長に対応する周期の濃度変動が現れているとき、結露ありと判定する
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
感光体と、
所定の帯電バイアスを印加されて前記感光体の表面に当接することにより、前記感光体の表面を帯電させる帯電ローラと
前記感光体上で顕像化された前記パッチ画像を転写される前記像担持体としての転写媒体と
を備え、
前記制御手段は、前記パッチ画像の濃度検出結果に、前記帯電ローラの周長に対応する周期の濃度変動が現れているとき、結露ありと判定する
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像形成手段は、前記帯電ローラの周長よりも長い前記パッチ画像を前記像担持体上に形成する請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、装置の電源が投入された直後に前記結露判定を行う請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記結露判定によって結露ありと判定したとき、所定時間経過後に再度前記結露判定を行う請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記結露判定によって結露ありと判定したとき、結露を解消させるための結露解消動作を実行する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記結露判定によって結露ありと判定した後に外部から画像形成要求が入力されたとき、該要求に基づく画像を形成するのに先立って結露を解消させるための結露解消動作を実行する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
結露の発生を示す特徴的パターンを予め定めておき、
像担持体上にパッチ画像としてのトナー像を形成するとともにその濃度を検出し、
前記パッチ画像の濃度検出結果に前記特徴的パターンが現れているか否かによって、装置内の結露の有無を判定する
ことを特徴とする画像形成装置における結露判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置内に生じうる結露の有無を判定するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタおよびファクシミリ装置などトナーを使用して画像を形成する画像形成装置においては、その使用条件によっては装置内に結露を生じ、正常な動作を望めない場合がある。このような問題に対応するための技術としては、例えば特許文献１および特許文献２に記載された技術がある。特許文献１に記載の技術では、装置内部に結露を解消するためのヒータを設けておき、装置の電源が切られてからユーザ設定により設定された時間が経過した時にヒータによる加熱を開始することで、電源投入前に結露が解消されるようにしている。また、特許文献２に記載の技術では、ヒータを設けることなく露光ユニットの結露を除去している。すなわち、結露の発生が予測される条件下で、所定位置に設けた光検出センサによって露光ユニットからのレーザ光が検出されないとき、回転多面鏡を回転させるためのモータおよび換気用ファンを所定時間駆動させることで結露を除去する。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１９４９０２号公報（図３）
【特許文献２】特開２００６−９１２０６号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の画像形成装置では、結露の有無を直接的に検出するための構成は設けられていない。すなわち、装置内または周囲の温度や湿度の検出結果から結露の可能性を間接的に検出しているにすぎない。そのため、結露の可能性がある場合には、装置の動作に影響を及ぼすような結露が実際に生じているのか否かに関わらず、一律に結露を除去するための処理が行われることになる。その結果、従来の技術では、実際には結露が生じていない場合であっても結露除去のための処理が実行されてしまい、電力消費および処理時間の無駄を生じることがあった。また、画像形成に関わる系全体にわたって結露の検出を行っているわけではないので、局所的に生じた結露に対応できないという問題があった。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、画像形成装置内に生じうる結露の有無を的確に判定することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、トナー像を担持可能な像担持体と、トナー像を形成し前記像担持体に担持させる像形成手段と、前記像形成手段により前記像担持体上に形成されたパッチ画像としてのトナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記パッチ画像の濃度検出結果に、結露の発生を示すものとして予め定められた特徴的パターンが現れているか否かによって、装置内の結露の有無を判定する結露判定を実行する制御手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
また、この発明にかかる画像形成装置の結露判定方法は、結露の発生を示す特徴的パターンを予め定めておき、像担持体上にパッチ画像としてのトナー像を形成するとともにその濃度を検出し、前記パッチ画像の濃度検出結果に前記特徴的パターンが現れているか否かによって、装置内の結露の有無を判定することを特徴としている。
【０００８】
本願発明者らは、結露の生じやすい条件下に装置を設置して画像を形成する種々の実験を行った結果、形成された画像に、結露が生じたときに特有の特徴的なパターンが現れる場合があることを見出した。そこで、この発明では、このような特徴的パターンを予め設定しておき、実際に形成したパッチ画像にそのパターンが現れるか否かによって、結露の有無を判定している。こうすることによって、この発明では、画像形成装置内に生じうる結露の有無を的確に判定することができる。
【０００９】
例えば、前記像担持体としての感光体と、所定の帯電バイアスを印加されて前記感光体の表面に当接することにより、前記感光体の表面を帯電させる帯電ローラとを備える装置においては、前記パッチ画像の濃度検出結果に、前記帯電ローラの周長に対応する周期の濃度変動が現れているとき、結露ありと判定することができる。
【００１０】
また、例えば、感光体と、所定の帯電バイアスを印加されて前記感光体の表面に当接することにより、前記感光体の表面を帯電させる帯電ローラと前記感光体上で顕像化された前記パッチ画像を転写される前記像担持体としての転写媒体とを備える装置においては、前記パッチ画像の濃度検出結果に、前記帯電ローラの周長に対応する周期の濃度ムラが現れているとき、結露ありと判定することができる。
【００１１】
このように感光体表面に当接する帯電ローラを備える、いわゆる接触帯電方式の画像形成装置では、帯電ローラへの水滴の付着に起因して、帯電ローラの周長に対応する周期での濃度ムラが現れることが本願発明者らの実験により明らかとなった。そこで、このような周期性を有する濃度変動がパッチ画像に現れたとき、装置内で結露が発生していると判定することができる。このためには、前記帯電ローラの周長よりも長い前記パッチ画像を前記像担持体上に形成することが望ましい。
【００１２】
また、前記結露判定は、少なくとも装置の電源が投入された直後に行われることが望ましい。電源投入直後の装置が温まっていない状態のときに最も結露しやすいからである。また、電源投入直後に結露判定を行っておくことによって、以後の動作を最適化することができる。例えば、結露した状態のまま画像を形成した結果として品質の劣った画像が出力されてしまうことを未然に防止することができる。
【００１３】
また、前記結露判定によって結露ありと判定したとき、所定時間経過後に再度前記結露判定を行うようにしてもよい。時間の経過とともに結露は解消されるから、時間をおいて再度結露判定を行うことによって、結露が解消されたか否かを判断することができる。
【００１４】
また、前記結露判定によって結露ありと判定したとき、結露を解消させるための結露解消動作をさらに実行するようにしてもよい。こうすることで、自然に結露が解消されるのを待つ場合よりも短時間で結露を除去し、装置を早期に画像形成に供することが可能となる。この結露解消動作は、結露ありと判定したときには常に行うようにしてもよく、また結露ありと判定した後に外部から画像形成要求が入力されたときのみ、該要求に基づく画像を形成するのに先立って行うようにしてもよい。結露ありと判定された場合でも、その後すぐに画像を形成しないのであれば、待機時間中に自然に結露の解消が進むことが期待されるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（装置構成の説明）
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００１６】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ローラ２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ローラ２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ローラ２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。
【００１７】
そして、この帯電ローラ２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００１８】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この装置では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色の非磁性一成分トナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されるステッピングモータである現像ユニット駆動モータ（図示省略）により矢印方向Ｄ3に回転駆動されている。また、装置本体には、現像ユニット４に対し離当接するロータリーロック４５が設けられている。必要に応じてこのロータリーロック４５が現像ユニット４の支持フレーム４０の外周部に当接することにより、現像ユニット４の回転を拘束し現像ユニット４を所定位置に停止位置決めするブレーキおよびロック機構として作用する。
【００１９】
そして、エンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋが選択的に感光体２２と対向する現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４が、所定のギャップを隔てて感光体２２に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化（現像）される。
【００２０】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から取り出され搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
【００２１】
二次転写領域ＴＲ2は、ローラ７３に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面と、該ベルト表面に対し離当接する二次転写ローラ８６とが当接するニップ部である。カセット８に積層貯留されたシートＳは、ピックアップローラ８８の回転によって１枚ずつ取り出されて搬送経路ＦＦに乗せられる。そして、フィードローラ８４、８５およびゲートローラ８１の回転によって搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送される。
【００２２】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には次の通りである。搬送経路ＦＦ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられるとともに、さらにその手前側にゲート前シート検出センサ８０１が設けられている。そして、搬送経路ＦＦ上を搬送されてきたシートＳが到達したことがゲート前シート検出センサ８０１により検出されるとシートＳの搬送はいったん停止され、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに同期させてゲートローラ８１の回転を再開することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。こうして二次転写領域ＴＲ2を通過するシートＳの表面に、中間転写ベルト７１上に形成されたトナー像が二次転写される。
【００２３】
こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９によりトナー像を定着され、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ4方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路ＦＦに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００２４】
また、シート搬送経路ＦＦおよび反転搬送経路ＦＲ上の各位置には、前記したゲート前シート検出センサ８０１の他にも、当該経路上においてシート通過の有無を検出するためのシート検出センサ８０２〜８０４が設けられており、これらのセンサの出力に基づいて、シート搬送タイミングが管理されるとともに、各位置でのジャム検出が行われる。
【００２５】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能のクリーナブレード７６１と、廃トナータンク７６２とを備えている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナブレード７６１がローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落として除去する。掻き落とされたトナーは廃トナータンク７６２に蓄えられる。廃トナータンク７６２には、当該タンクの満杯を検出するための廃トナーセンサ７６３が設けられている。
【００２６】
このクリーナブレード７６１は、二次転写領域ＴＲ2においてシートＳへの画像の転写が行われるときに、それと同じ周回において中間転写ベルト７１上に残留付着するトナーを除去するように、離当接制御される。したがって、例えば装置がモノクロ画像を連続的に形成する場合には、一次転写領域ＴＲ1において中間転写ベルト７１に転写された画像が直ちに二次転写領域ＴＲ2でシートＳに転写されるので、クリーナブレード７６１は当接状態に保持される。一方、カラー画像を形成する場合には、各色のトナー像が互いに重ね合わされる間、クリーナブレード７６１を中間転写ベルト７１から離間させておく必要がある。そして、各色のトナー像が互いに重ね合わされてフルカラー画像が完成し、シートＳに二次転写されるのと同一の周回において、残留トナーを除去すべくクリーナブレード７６１が中間転写ベルト７１に当接されることとなる。
【００２７】
また、ローラ７５の近傍には濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像器に与える現像バイアスや、光ビームＬの強度などの調整を行っている。この濃度センサ６０は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト７１上の所定面積の領域の画像濃度に対応した信号を出力するように構成されている。そして、ＣＰＵ１０１は、中間転写ベルト７１を周回移動させながらこの濃度センサ６０からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト７１上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。
【００２８】
また、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖsyncを得るためのセンサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖsyncに基づいて制御される。
【００２９】
また、全体として略円筒形をなす現像ユニット４の側面に当たる各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋの外周面には、それぞれメモリタグ４９Ｙ，４９Ｃ，４９Ｍおよび４９Ｋが貼付されている。例えば、イエロー現像器４Ｙに装着されたメモリタグ４９Ｙは、該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶するためのメモリ４９１Ｙと、該メモリと電気的に接続されたループアンテナ４９２Ｙとを備えている。また、他の現像器に設けられたメモリタグ４９Ｃ，４９Ｍおよび４９Ｋにもそれぞれメモリチップ４９１Ｃ，４９１Ｍおよび４９１Ｋと、ループアンテナ４９２Ｃ，４９２Ｍおよび４９２Ｋとが設けられている。
【００３０】
一方、装置本体側にも無線通信用アンテナ１０９が設けられている。この無線通信用アンテナ１０９は、ＣＰＵ１０１と接続されたトランシーバ１０５によって駆動されており、現像器側の無線通信用アンテナとの間で無線通信を行うことにより、ＣＰＵ１０１と現像器に設けられたメモリとの間でデータの送受を行って該現像器に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。
【００３１】
また、この装置では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００３２】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００３３】
図３は濃度センサの構成を示す図である。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面領域のうちローラ７５に巻き掛けられた巻き掛け領域７１ａに光を照射するＬＥＤなどの発光素子６０１を有している。また、この濃度センサ６０には、後述するようにＣＰＵ１０１から光量制御信号変換部６８０を介して与えられる光量制御信号Ｓlcに応じて照射光の照射光量を調整するために、偏光ビームスプリッター６０３、照射光量モニタ用受光ユニット６０４および照射光量調整ユニット６０５が設けられている。
【００３４】
この偏光ビームスプリッター６０３は、図３に示すように、発光素子６０１と中間転写ベルト７１との間に配置されており、発光素子６０１から出射される光を中間転写ベルト７１上における照射光の入射面に平行な偏光方向を有するｐ偏光と、垂直な偏光方向を有するｓ偏光とに分割している。そして、ｐ偏光についてはそのまま中間転写ベルト７１に入射する一方、ｓ偏光については偏光ビームスプリッター６０３から取り出された後、照射光量モニタ用の受光ユニット６０４に入射され、この受光ユニット６０４の受光素子６４２から照射光量に比例した信号が照射光量調整ユニット６０５に出力される。
【００３５】
この照射光量調整ユニット６０５は、受光ユニット６０４からの信号と、ＣＰＵ１０１から出力される光量制御電圧Ｖlcとに基づき発光素子６０１をフィードバック制御して発光素子６０１から中間転写ベルト７１に照射される照射光量を光量制御電圧Ｖlcに対応する値に調整する。このように、この実施形態では、ＣＰＵ１０１からの出力信号によって、照射光量を広範囲に、かつ適切に変更調整することができる。
【００３６】
また、この実施形態では、照射光量モニタ用受光ユニット６０４に設けられた受光素子６４２の出力側に入力オフセット電圧６４１が印加されており、光量制御電圧Ｖlcがある信号レベルを超えない限り、発光素子６０１が消灯状態に維持されるように構成されている。入力オフセット電圧６４１を設けているのは、発光素子６０１の特性ばらつきに起因して光量制御電圧Ｖlcがゼロのときに発光素子６０１が発光してしまうことを未然に防止し、消灯させたい時には確実に消灯状態とするためである。
【００３７】
一方、所定の信号レベルを超える光量制御電圧Ｖlcが照射光量調整ユニット６０５に与えられると、発光素子６０１は点灯し、中間転写ベルト７１にｐ偏光が照射光として照射される。すると、このｐ偏光は中間転写ベルト７１で反射され、反射光量検出ユニット６０７で反射光の光成分のうちｐ偏光の光量とｓ偏光の光量とが検出され、各光量に対応する信号がＣＰＵ１０１に出力される。
【００３８】
この反射光量検出ユニット６０７は、図３に示すように、反射光の光路上に配置された偏光ビームスプリッター６７１と、偏光ビームスプリッター６７１を通過するｐ偏光を受光し、そのｐ偏光の光量に対応する信号を出力する受光ユニット６７０ｐと、偏光ビームスプリッター６７１で分割されたｓ偏光を受光し、そのｓ偏光の光量に対応する信号を出力する受光ユニット６７０ｓとを備えている。この受光ユニット６７０ｐでは、受光素子６７２ｐが偏光ビームスプリッター６７１からのｐ偏光を受光し、その受光素子６７２ｐからの出力をアンプ回路６７３ｐで増幅した後、その増幅信号をｐ偏光の光量に相当する信号として受光ユニット６７０ｐから出力している。また、受光ユニット６７０ｓは受光ユニット６７０ｐと同様に受光素子６７２ｓおよびアンプ回路６７３ｓを有している。このため、反射光の光成分のうち互いに異なる２つの成分光（ｐ偏光とｓ偏光）の光量を独立して求めることができる。
【００３９】
また、この実施形態では、受光素子６７２ｐ，６７２ｓの出力側に出力オフセット電圧６７４ｐ，６７４ｓがそれぞれ印加されており、アンプ回路６７３ｐ，６７３ｓからＣＰＵ１０１に与えられる信号の出力電圧Ｖp，Ｖsはプラス側にオフセットされている。これは、受光される光が微弱で受光素子６７２ｐ，６７２ｓからの出力が小さい領域において、アンプ回路６７３ｐ，６７３ｓからの出力電圧に受光量の変化が現れない、いわゆる不感帯の影響を排除するためである。このように出力オフセット電圧６７４ｐ，６７４ｓを印加することで不感帯の影響を確実に排除することができ、反射光量に応じた出力電圧を出力することができる。
【００４０】
次に、上記のように構成された画像形成装置の濃度制御動作について説明する。この画像形成装置では、装置の電源が投入されたとき、いずれかのユニットが交換されたとき、スリープ状態から復帰したとき、および画像形成枚数が所定枚数に達したときなどのタイミングで以下に説明する濃度制御動作をＣＰＵ１０１が実行し、画像形成動作における装置の動作条件を最適化して常に良好な画像品質で画像を形成することができるようにしている。
【００４１】
図４は濃度制御動作を示すフローチャートである。図４のフローチャートにより示される濃度制御動作は、各トナー色ごとに現像バイアスおよび露光パワーを濃度制御因子として最適化することによって画像濃度を制御する動作である。この濃度制御動作では、１つの現像器を感光体２２と対向する現像位置に位置決めし、現像ローラ４４に与える現像バイアスを多段階に変更設定しながら各現像バイアス値で所定の高濃度パッチ画像を中間転写ベルト７１上に形成する（ステップＳ１０１）。
【００４２】
図５は高濃度パッチ画像の形状を示す図である。なお、実際には現像バイアスの複数の設定値に対応して複数のパッチ画像が形成されるが、図５ではその１つのみを代表的に示している。図５に示すように、高濃度パッチ画像Ｉpは、中間転写ベルト７１の回転方向Ｄ2に沿って延びる帯状の画像である。方向Ｄ2におけるパッチ画像Ｉpの長さＬpは、帯電ローラ２３の周長Ｌcrよりも長くなるようにする。その理由については後述する。また、パッチ画像Ｉpの画像パターンは、現像バイアスの変化に対する濃度変化の大きい高濃度画像であることが望ましく、例えばベタ画像とすることができる。
【００４３】
図４に戻って濃度制御動作の説明を続ける。こうして形成された高濃度パッチ画像Ｉpに対し、濃度センサ６０により光を照射するとともにその反射光を受光し、ＣＰＵ１０１は濃度センサ６０の出力を一定間隔でサンプリングする（ステップＳ１０２）。そして、そのサンプリング結果に基づいて結露判定を行う（ステップＳ１０３）。以下に、本実施形態における結露判定の原理および具体的な動作の態様を詳しく説明する。
【００４４】
図６および図７は結露判定の原理を説明するための図である。より詳しくは、図６はエンジン部の主要部を模式的に示す図であり、図７は結露状態におけるパッチ画像濃度を示す図である。図６に示すように、この実施形態の画像形成装置は接触帯電方式の画像形成装置である。すなわち、この実施形態では、帯電バイアス用電源２３１から所定の帯電バイアスＶaを印加された帯電ローラ２３が感光体２２の表面に当接配置されている。帯電ローラ２３は、例えば金属微粉末やカーボンブラックなどの導電性粒子を混入させた硬質ゴムなどの樹脂製のローラである。ここで、感光体２２と帯電ローラ２３とが当接するニップ部Ｎcの周方向長さをＬnとする。
【００４５】
本願発明者らの実験によれば、帯電ローラ２３表面に結露を生じた状態で感光体２２表面を帯電させると、所望の帯電電位が得られなかったり、感光体２２の表面電位が不均一となるなどの帯電不良を生じる。そして、このような帯電不良が生じると、均一かつ十分な画像濃度が得られない。このような状況下において現れる画像濃度の変化をさらに詳しく調べると、図７に示すように、帯電ローラ２３の周長Ｌcrに対応する周期で周期的な変動を示すことがわかった。すなわち、形成された画像に現れる濃度変化は、帯電ローラ２３の周長Ｌcrに対応する長さのうち、ニップ部Ｎcの長さＬnに対応する長さの領域において他の領域よりも濃度が高くなるという現象がみられた。このような現象は、数ページ分の画像を連続的に形成した後でも観測された。
【００４６】
これは次のような原因によるものと推定される。装置が結露しやすい条件下で放置されたとき、帯電ローラ２３表面のうちニップ部Ｎcに相当する表面領域、つまり感光体２２と当接した状態におかれた表面領域には水分が付着しないのに対し、他の表面領域は露出して大気に曝されているため、結露による水分が付着してしまう。このように、帯電ローラ２３表面に水分が付着した部分と付着しない部分とが混在することにより、感光体２２の表面電位が帯電ローラ周長Ｌcrに対応する周期性を持ち、その結果、画像濃度にも帯電ローラ周長Ｌcrに対応する周期性が現れるものと考えられる。
【００４７】
このことから、画像濃度にこのような周期的な変動が現れるか否かによって結露の有無を判定することができる。具体的には、帯電ローラ２３の周方向に対応する方向におけるパッチ画像の長さＬpを帯電ローラ２３の周長Ｌnよりも長くするとともに、その濃度検出結果に帯電ローラ２３の周長Ｌnに対応する周期での周期的変動が現れているか否かによって、結露の有無を判定することができる。パッチ画像Ｉpの長さＬpを帯電ローラ２３の周長Ｌnより長くするのはこのためである（図５参照）。
【００４８】
図８は結露判定処理を示すフローチャートである。上記のように帯電ローラ２３の周長Ｌnよりも長く形成されたパッチ画像についての濃度サンプリング結果から、その周期性を抽出する（ステップＳ２０１）。そして、サンプリング結果に帯電ローラ周長Ｌnに対応する周期の周期性がみられるときには結露ありと判定する一方（ステップＳ２０２、Ｓ２０３）、そうでないときには結露なしと判定することができる（ステップＳ２０４）。
【００４９】
図４に戻ってさらに濃度制御動作の説明を続ける。上記のようにして行った結露判定の結果によって以後の動作が変化する（ステップＳ１０４）。結露ありと判定されたときには、続いて結露を解消させるための結露解消動作を行ってから（ステップＳ１１１）、再度パッチ画像の形成をやり直す。結露解消動作としては、例えば帯電ローラ２３、感光体２２および中間転写ベルト７１の周回動作を所定時間継続して行うことが考えられる。こうすることによって、装置内部に発熱および空気の流れが生じて結露による水分の除去が促進される。この場合において、クリーナブレード７６１については中間転写ベルト７１に当接させた状態を維持することが望ましい。クリーナブレード７６１による中間転写ベルト７１からの水分除去効果を期待できるからである。また、結露解消動作の他の態様としては、公知技術のように定着ユニットからの排熱をエンジン部ＥＧに導入するようにしてもよい。
【００５０】
こうしてパッチ画像の形成を何度か繰り返し、周期的な濃度変動がみられなくなったとき、装置内の結露が解消されたものと判定することができる。なお、パッチ画像の形成を繰り返し行うことにより、現像ローラ４４上の古いトナーも排出されることとなる。現像ローラ４４上に担持されたまま放置されたトナーは湿気を含んで特性が劣化することがあるが、このように濃度変動が収束するまでパッチ画像の形成を繰り返すことによって、このような劣化トナーに起因する濃度変動の影響が濃度制御動作に及ぶのを防止するという効果も得られる。
【００５１】
そして、結露の影響による濃度変動がないことが確認されると、その濃度検出結果から現像バイアスの最適値（最適現像バイアス）を算出する（ステップＳ１０５）。続いて、現像バイアスをこうして得られた最適値に設定した状態で（ステップＳ１０６）、露光エネルギーを多段階に変更設定しながら、各エネルギー値でパッチ画像を形成する（ステップＳ１０７）。ここでのパッチ画像は比較的低濃度のものが好ましく、例えばハーフトーン画像や１オン１０オフ程度の孤立ドットラインからなる画像を用いることができる。そして、各パッチ画像について反射光量をサンプリングしてその濃度を検出する（ステップＳ１０８）。こうして得られた濃度検出結果から、低濃度パッチ画像を所定の低濃度側目標濃度で形成するための露光エネルギーの最適値（最適露光エネルギー）を算出する（ステップＳ１０９）。これにより現像バイアスおよび露光エネルギーが最適化されて、所望の画像濃度で画像を形成することができる。なお、パッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づいて画像濃度を制御する技術については数多くの公知技術があり、この実施形態の濃度制御動作においてもそのような公知技術を適用することが可能であるので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００５２】
また、複数のトナー色について濃度制御動作を行う場合には、各トナー色ごとに上記した動作を行えばよいのであるが、結露判定および結露解消動作については最初のトナー色においてのみ実行し、第２色目からはこれらを省いてもよい。第１色目での結露判定により結露がないことが確認されれば、その後にも敢えて結露判定を行う必要性はないからである。また、特に結露の影響を受けやすいのは、低温下におかれた装置の電源が投入された直後に実行される濃度制御動作である。これに対し、装置の電源が投入されて結露が解消された後に、再び結露が発生する可能性は低い。そこで、電源投入直後の濃度制御動作でのみ結露判定を行い、それ以外のタイミングで実行される濃度制御動作では結露判定を省略するようにしてもよい。
【００５３】
以上のように、この実施形態では、パッチ画像として形成されたトナー像の濃度検出結果に基づいて結露の有無を判定する。すなわち、帯電ローラ２３への結露に起因する、帯電ローラ２３の周長Ｌcrに対応する周期での濃度変動が現れるか否かによって、結露の有無を判定している。このように、実際に装置を動作させてパッチ画像を形成するとともに、パッチ画像濃度に現れる結露を原因として引き起こされる特徴的なパターンを見つけ出すことによって、結露を直接的に検出するためのセンサ等の構成を設けることなく、結露の有無を的確に判定することができる。
【００５４】
また、結露ありと判定されたときには、そのときのパッチ画像の濃度検出結果は濃度制御動作に使用しないので、制御結果が結露の影響を受けることがない。さらに、結露解消動作を行うので、早期に結露を解消させて装置を正常な動作状態とすることができる。
【００５５】
以上説明したように、この実施形態では、中間転写ベルト７１が本発明の「像担持体」および「転写媒体」として機能している。また、感光体２２、帯電ローラ２３、露光ユニット６、現像ユニット４が一体として本発明の「像形成手段」として機能しており、これらを制御するＣＰＵ１０１が本発明の「制御手段」として機能している。また、濃度センサ６０が本発明の「濃度検出手段」として機能している。
【００５６】
（その他）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、濃度センサ６０が中間転写ベルト７１に対向配置されており、中間転写ベルト７１を本発明の「像担持体」として機能させているが、感光体２２に向けて濃度センサ６０を配置することにより、感光体２２を本発明の「像担持体」として機能させるようにしてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、結露に起因してパッチ画像濃度に現れる、帯電ローラ周長に対応する周期的な濃度変化を抽出することで結露の有無を判定しているが、結露によって現れる他の特徴的な傾向に基づき結露の有無を判定するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、結露判定において結露ありと判定されたとき、直ちに結露解消動作および再度のパッチ画像形成を相次いで行うようにしているが、次のようにしてもよい。
【００５９】
図９は濃度制御動作の他の態様を示すフローチャートである。図４のフローチャートに対し、図９ではステップＳ１１２が付加されている点のみが変更点である。そこで、同一の処理内容のステップには同一のステップ番号を付して説明を省略する。図９に示す動作においては、結露判定（ステップＳ１０３）によって結露ありと判定すると、その後、画像形成指令が外部から入力されるまで装置を待機状態とする（ステップＳ１１２）。そして、画像形成指令が入力されたとき、結露解消動作および未処理の濃度制御動作を実行する。こうして濃度制御動作が完了してから、画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００６０】
結露が生じた状態であっても、装置の電源を投入した状態に維持しておくと装置内部で発生する熱や空気の流れにより、特に結露を除去するための動作を行わなくてもやがて結露は解消されてゆく。したがって、電源投入直後に画像を形成するのでない場合には、必ずしも結露解消動作が必要となるわけではない。そこで、図９の動作では、結露ありと判定されたときには装置を待機状態としておき、外部から画像形成指令が与えられたときに初めて結露解消動作を行うようにする。これにより、結露解消動作の態様は軽度の結露に対応することができるものであればよいことになる。画像形成指令が与えられるまで待つことで、電源投入初期に比べれば結露は解消されていることが期待されるからである。また、結露なしと判定されるまで結露解消動作は繰り返されるため、このような軽度の結露に対応した解消動作であっても、必要に応じて何度も実行することにより、より重度の結露にも対応することが可能である。
【００６１】
また、パッチ画像を形成するための動作によっても結露の解消が促進される、つまりこパッチ画像の形成動作自体が結露解消動作としての役割を果たすことから、特に結露解消のための動作を行わなくてもよい。すなわち、図４および図９の動作においてステップＳ１１１の処理を省くようにしてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、結露が解消するまでの間、感光体２２や中間転写ベルト７１の周回を継続させることで結露の解消を促進しているが、結露の解消のための手法はこれに限定されるものではなく、例えば定着ユニット９からの排熱をエンジン部ＥＧに導入することで結露の解消を促進するようにしてもよい。
【００６３】
さらに、上記実施形態は４色のトナーを使用して中間転写ベルト上にカラー画像を形成可能な画像形成装置であるが、トナーの色数やその種類は上記に限定されない。また、中間転写ベルトに代えて中間転写ドラムなど他の転写媒体を備えてもよい。また、中間転写体を備えず、感光体上や記録材上でトナー像を重ね合わせるように構成された装置に対しても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】濃度センサの構成を示す図。
【図４】濃度制御動作を示すフローチャート。
【図５】高濃度パッチ画像の形状を示す図。
【図６】エンジン部の主要部を模式的に示す図。
【図７】結露状態におけるパッチ画像濃度を示す図。
【図８】結露判定処理を示すフローチャート。
【図９】濃度制御動作の他の態様を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６５】
４…現像ユニット（像形成手段）、  ６…露光ユニット（像形成手段）、  ２２…感光体（像形成手段）、  ２３…帯電ローラ（像形成手段）、  ６０…濃度センサ（濃度検出手段）、  ７１…中間転写ベルト（像担持体、転写媒体）、  １０１…ＣＰＵ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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