(57)【要約】【課題】　フォトセンサによる像担持体の地肌濃度の検出、その検出に基づくフォトセンサの基準出力電圧の設定を適切に行い、正確なプロセス制御を行う。【解決手段】　少なくとも感光体（ベルト状感光体）２とこの感光体２上のトナー像が転写される中間転写ベルト９とをユニット化して形成されたプロセスカートリッジ３８を設ける。このプロセスカートリッジ３８は、本体ケース１内に着脱自在に取り付けられ、本体ケース１内に取り付けられた状態でその本体ケース１内に配置されたフォトセンサ３４に中間転写ベルト９の表面の濃度検出を許容する。画像の形成動作に際して、中間転写ベルト９の表面の濃度をフォトセンサ３４で検出する。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　本体ケース内に着脱自在に取り付けられ、少なくとも感光体とこの感光体上のトナー像が転写される中間転写ベルトとをユニット化して形成され、前記本体ケース内に取り付けられた状態でその本体ケース内に配置されたフォトセンサに前記中間転写ベルト表面の濃度検出を許容するプロセスカートリッジを備え、画像の形成動作に際して前記中間転写ベルト表面の濃度を前記フォトセンサで検出するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
　本体ケースと、
　前記本体ケース内に設けられてフォトセンサを有する部材に着脱自在に取り付けられ、少なくとも感光体とこの感光体上のトナー像が転写される中間転写ベルトとをユニット化して形成され、前記フォトセンサを有する部材に取り付けられた状態で前記フォトセンサに前記中間転写ベルト表面の濃度検出を許容するプロセスカートリッジと、
を備え、画像の形成動作に際して前記中間転写ベルト表面の濃度を前記フォトセンサで検出するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来、画像形成装置においては、感光体や中間転写ベルト等の像担持体上にパターントナー像を担持させ、そのトナー濃度をフォトセンサで検出し、その検出値に基づいてバイアス電圧や露光光量等を調整するプロセス制御を行っている。そして、このようなプロセス制御を行うことに先立って、像担持体の地肌部分をフォトセンサで検出したときのフォトセンサの基準出力電圧を略一定に設定する制御を行っている。
【０００３】
　フォトセンサの基準出力電圧を略一定に設定する制御は、像担持体の地肌部分にフォトセンサの発光部から光を照射し、像担持体からの反射光をフォトセンサの受光部で受光することにより、地肌部分の濃度を検出する。そして、この受光に基づいてフォトセンサから出力される出力電圧を増減調節し、所定の電圧値（基準出力電圧）とするものである。
【０００４】
　ここで、この基準出力電圧を設定する際には、フォトセンサで像担持体の地肌部分の濃度を検出するが、この検出ポイントは常に同じ位置とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　従って、フォトセンサの基準出力電圧を設定するための像担持体上の検出ポイントに色ムラが発生したり傷が付いた場合には、毎回その部分を検出することとなり、像担持体の地肌濃度を適切に検出することができず、フォトセンサの適正な基準出力電圧が得られなくなり、正確なプロセス制御を行えなくなる。
【０００６】
　そこで本発明は、フォトセンサの出力基準電圧の設定を適正に行え、プロセス制御を正確に行えるようにした画像形成装置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】
【０００７】
　請求項１記載の発明は、本体ケース内に着脱自在に取り付けられ、少なくとも感光体とこの感光体上のトナー像が転写される中間転写ベルトとをユニット化して形成され、前記本体ケース内に取り付けられた状態でその本体ケース内に配置されたフォトセンサに前記中間転写ベルト表面の濃度検出を許容するプロセスカートリッジを備え、画像の形成動作に際して前記中間転写ベルト表面の濃度を前記フォトセンサで検出するようにした。
【０００８】
　請求項２記載の発明は、本体ケースと、前記本体ケース内に設けられてフォトセンサを有する部材に着脱自在に取り付けられ、少なくとも感光体とこの感光体上のトナー像が転写される中間転写ベルトとをユニット化して形成され、前記フォトセンサを有する部材に取り付けられた状態で前記フォトセンサに前記中間転写ベルト表面の濃度検出を許容するプロセスカートリッジと、を備え、画像の形成動作に際して前記中間転写ベルト表面の濃度を前記フォトセンサで検出するようにした。
【発明の効果】
【０００９】
　本発明によれば、フォトセンサの出力基準電圧の設定を適正に行うことができ、プロセス制御を正確に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
　本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るカラー画像形成装置の全体構造を示す縦断正面図である。本体ケース１内の略中央部にはベルト状感光体２が配置され、このベルト状感光体２は回転ローラ３，４により回転自在に支持され、矢印Ａ方向へ回転駆動される。このベルト状感光体２の周囲には、ベルト状感光体２の外周面を一様に帯電させる帯電装置５、帯電されたベルト状感光体２に静電潜像を形成するレーザ書込ユニット６、この静電潜像を顕像化してトナー像を形成する多色現像装置７と黒現像ユニット８、ベルト状感光体２上のトナー像が転写される像担持体である中間転写ベルト９、ベルト状感光体２上の残留トナーなどを除去するクリーニング装置１０、ベルト状感光体２の外周面を除電する除電ランプ１１等が配置されている。
【００１１】
　前記多色現像装置７は、それぞれ異なる色のトナーを収納したイエロー現像ユニット１２とマゼンタ現像ユニット１３とシアン現像ユニット１４とを円筒状のケース１５内に回転自在に収納することにより形成されている。前記黒現像ユニット８は、カム１６の回転によりベルト状感光体２に接離する方向へ移動自在に設けられている。
【００１２】
　前記レーザ書込ユニット６は、図示しないレーザ光源からの光を走査させるポリゴンミラー１７、ポリゴンミラー１７を回転駆動させるモータ１８、ｆθレンズ１９、ミラー２０等からなる。
【００１３】
　さらに、前記本体ケース１内の下方部には用紙２１を収納した給紙カセット２２が着脱自在に取付けられ、本体ケース１の上面部には排紙スタック部２３が形成されている。そして、この本体ケース１内には、前記給紙カセット２２から前記排紙スタック部２３に至る用紙搬送経路２４が形成され、この用紙搬送経路２４上に、給紙ローラ２５、搬送ローラ２６、レジストローラ２７、転写ローラ２８、定着装置２９等が配置されている。
【００１４】
　前記中間転写ベルト９は、回転ローラ３０，３１により回転自在に支持され、矢印Ｂ方向へ回転駆動される。この中間転写ベルト９の外周面は、前記回転ローラ３の外周部で前記ベルト状感光体２の外周面に接触しており、この接触部の内周面側にバイアスブラシ３２が配置されている。また、この中間転写ベルト９の周囲には、前記転写ローラ２８、中間転写ベルト９上の残留トナーやゴミを除去するクリーニング装置３３、中間転写ベルト９の地肌濃度やこの中間転写ベルト９上に所定の条件で形成したパターントナー像の濃度を検出するフォトセンサ３４が配置されている。このフォトセンサ３４は、発光部であるＬＥＤ３４ａと、このＬＥＤ３４ａから出射された光の反射光を受光する受光素子３４ｂとを備え、受光量に応じた電圧を出力する。クリーニング装置３３には、中間転写ベルト９の外周面に接離する位置へ移動自在なクリーニングブレード３３ａが設けられており、このクリーニングブレード３３ａを中間転写ベルト９の外周面に接触させたときにクリーニングを行う。
【００１５】
　また、前記本体ケース１内には、プロセス制御や前記フォトセンサ３４の基準出力電圧を設定する制御部３５、本体ケース１内の暖気を外部へ排気するファン３６、前記クリーニング装置１０，３３で除去された廃トナーなどを回収する回収容器３７等が設けられている。ここで、このカラー画像形成装置では、ベルト状感光体２と中間転写ベルト９と帯電装置５とクリーニング装置１０，３３とがユニット化されてプロセスカートリッジ３８が形成されている。このプロセスカートリッジ３８は寿命到来時に一体に交換されるもので、図２に示すように、支軸（図示せず）を支点として回動自在な中間フレーム３９に対して着脱自在に取付けられている。前記中間フレーム３９の外側には、支軸４０を支点として回動自在な外周カバー４１が本体ケース１に取付けられている。
【００１６】
　つぎに、前記制御部３５における前記フォトセンサ３４の基準出力電圧を設定するためのハードウェア構成を図３に基づいて説明する。各種の処理を行うＣＰＵ４２に対し、制御プログラムなどの固定データを記憶したＲＯＭ４３、各種センサからの検出データなどの可変データを記憶するＲＡＭ４４、乱数を発生させる乱数発生部４５、ＰＷＭ発生回路４６、Ａ／Ｄ変換器４７等が接続されている。ＰＷＭ発生回路４６は、出力調整回路４８を介してフォトセンサ３４のＬＥＤ３４ａに接続されている。Ａ／Ｄ変換器４７にはフォトセンサ３４の受光素子３４ｂが接続されている。乱数発生部４５は１〜１０のいずれかの数を発生するもので、この値が、フォトセンサ３４により中間転写ベルト９の地肌濃度を検出する複数のサンプリングポイントを設定する際のサンプリング間隔となる。
【００１７】
　本実施の形態では、そのサンプリング間隔の単位を１０(msec)とし、サンプリングポイントを５個とし、フォトセンサ３４の出力電圧が０〜５Ｖの間で可変するものとする。さらに、フォトセンサ３４の基準出力電圧は、４±０．２Ｖとする。
【００１８】
　このような構成において、まず、カラー画像の形成動作を説明する。制御部３５に入力された画像データ信号に基づいて各現像ユニット１２，１３，１４，８が順に駆動される。そして、各色ごとの単色トナー画像がベルト状感光体２に形成され、その単色トナー画像が中間転写ベルト９上に転写される。中間転写ベルト９上には、単色トナー画像を重ね合わされることによりカラートナー像が形成され、このカラートナー像は、所定のタイミングで搬送される用紙２１が回転ローラ３０と転写ローラ２８との間を通過するときにその用紙２１に転写される。用紙２１に転写されたカラートナー像は定着装置２９で定着され、定着装置２９を通過した用紙２１が排紙スタック部２３に排紙される。
【００１９】
　このようなカラー画像形成装置では、上述したカラー画像の形成動作に先立ち、中間転写ベルト９の地肌濃度をフォトセンサ３４で検出し、その検出値に基づいてフォトセンサ３４の基準出力電圧を略一定にする処理を行う。そして、フォトセンサ３４の基準出力電圧を略一定にした後、中間転写ベルト９上に所定の条件でパターントナー像を形成し、このパターントナー像の濃度をフォトセンサ３４で検出し、その検出値に基づいてバイアス電圧や露光光量等を調整するプロセス制御を行い、用紙２１に転写されたカラー画像が常に良好な状態に維持されるようにしている。
【００２０】
　ここで、フォトセンサ３４の基準出力電圧を略一定に制御する制御動作を図４のフローチャートに基づいて説明する。まず、乱数発生部４５で乱数が発生され（ステップＳ１）、この乱数がＲＡＭ４４に記憶される（Ｓ２）。ここに、中間転写ベルト９上の地肌濃度を検出する５個のサンプリングポイントを設定するサンプリングポイント設定手段が実行される。つぎに、中間転写ベルト９を矢印方向へ駆動させながらＰＷＭ値を５０％としてフォトセンサ３４のＬＥＤ３４ａを発光させ（Ｓ３）、５個のサンプリングポイントにおけるフォトセンサ３４の出力電圧（ｄｎ）をサンプリングする（Ｓ４）。
【００２１】
　５個のサンプリングポイントでのフォトセンサ３４の出力電圧のサンプリングが終了したら、その平均値（ｄｎavg ）を求める（Ｓ５）。そして、この平均値（ｄｎavg ）を求めた後に、より一層精度の高い平均値を再度求めるため、各サンプリングポイントでの出力電圧（ｄｎ）と平均値（ｄｎavg ）とを比較し、平均値に対して１Ｖ以上の差がある出力電圧のデータを除外する（Ｓ６）。ここに、請求項２で述べている、サンプリングポイントでの検出値が予め設定した範囲外のときはその検出値を基準出力電圧を設定するデータから除外する手段が実行される。ここで、或るサンプリングポイントの出力電圧が、平均値に比べて１Ｖ以上の差があるということは、そのサンプリングポイントには傷が付いていたりゴミが付着していると考えられる。そして、除外されなかった出力電圧の平均値（ｄｍavg ）を求める（Ｓ７）。
【００２２】
　ステップＳ７での平均値（ｄｍavg ）を求めた後は、この平均値が３．８〜４．２Ｖの間に入っているか否かを判断する（Ｓ８）。この平均値が３．８〜４．２Ｖの間に入っている場合には、フォトセンサ３４の基準出力電圧は現在のままで適当であるとして、ＰＷＭを５０％のままに維持し、フォトセンサ３４の基準出力電圧の設定を終了する。
【００２３】
　一方、ステップＳ７での平均値が３．８〜４．２Ｖの間に入っていない場合において、この平均値が４．２Ｖ以上であれば、現在のＰＷＭ値の１／２の値を現在のＰＷＭ値から減じて、つまり、ＰＷＭ値を２５％とし（Ｓ９）、上述したステップＳ４以降の制御動作を実行させる。また、平均値が３．８Ｖ以下であれば、現在のＰＷＭ値の１／２の値を現在のＰＷＭ値に加算し、つまり、ＰＷＭ値を７５％とし（Ｓ１０）、上述したステップＳ４以降の制御動作を実行させる。そして、各サンプリングポイントでの検出値の平均値が３．８〜４．２Ｖの間に入るまでＰＷＭ値の調整を行い、適切な基準出力電圧を設定する。ここに、請求項１で述べている、フォトセンサ３４の基準出力電圧を設定する基準出力設定手段が実行される。
【００２４】
　また、このようなＰＷＭ値を調整することによる基準出力電圧の設定時には、クリーニングブレード３３ａを中間転写ベルト９の外周面に接触させ、中間転写ベルト９の外周面をクリーニングする。これにより、中間転写ベルト９の地肌濃度の検出やフォトセンサ３４の基準出力電圧の設定を、中間転写ベルト９に付着しているトナーやゴミの影響を受けずに行える。
【００２５】
　なお、本実施の形態においては、中間転写ベルト９を備えたカラー画像形成装置を例に挙げ、この中間転写ベルト９の外周面に対向する位置にフォトセンサ３４を設けた場合について説明したが、このような中間転写ベルト９を用いない画像形成装置においては、フォトセンサ３４をベルト状感光体やドラム状感光体に対向させ、それらの感光体の地肌濃度の検出やフォトセンサの基準出力電圧を設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】カラー画像形成装置の全体構造を示す縦断正面図である。
【図２】外周カバーを開放位置へ回動し、中間フレームをプロセスカートリッジの着脱位置へ回動させた状態を示す縦断正面図である。
【図３】フォトセンサの基準出力電圧を設定するためのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】フォトセンサの基準出力電圧を略一定に制御する制御動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
　９　　　像担持体
３３　　　クリーニング装置
３４　　　フォトセンサ
【図１】
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【図２】
2004086229.tif 000004
【図３】
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【図４】
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