(57)【要約】【課題】装置の大型化や価格上昇を抑制しつつ、画像濃度調整を安定して行なうことができる画像形成装置を提供することにある。【解決手段】中間転写体７の上方に配置した光学センサ１６の受光光路を遮り、かつ前記受光光路を任意のタイミングで遮断する開閉動作可能な光路遮蔽部材１７と、該光路遮蔽部材１７を開放位置と閉止位置との間で移動させる光路遮蔽部材開閉動作手段１８と、を有し、前記光路遮蔽部材１７を前記閉止状態にして前記受光光路を遮断させた状態において、前記光学センサ１６の出力を検知し、検知結果に応じて前記光路遮蔽部材１７の開閉動作が正常か否かの状態判定を行なう、像担持体２上に形成されたトナー像を記録して印刷を行なう画像形成装置において、前記光路遮蔽部材１７の開閉動作良否判定の実行タイミングが可変である画像形成装置。【選択図】図３
2009271194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写体の上方に配置した光学センサの受光光路を遮り、かつ前記受光光路を任意のタイミングで遮断する開閉動作可能な光路遮蔽部材と該光路遮蔽部材を開放位置と閉止位置との間で移動させる光路遮蔽部材開閉動作手段とを有し、前記光路遮蔽部材を前記閉止状態にして前記受光光路を遮断させた状態において、前記光学センサの出力を検知し、検知結果に応じて前記光路遮蔽部材の開閉動作が正常か否かの状態判定を行なう、像担持体上に形成されたトナー像を記録して印刷を行なう画像形成装置において、前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定の実行タイミングが可変であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定の実行タイミングを、形成した画像面積に応じて変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記形成した画像面積の画像面積積算値が所定値以上となった場合に、前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定を実行することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定の実行タイミングを、現像能力の変化量に応じて変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像能力の変化量が所定値以上となった場合に、前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定を実行することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定を、紙詰まり検知直後に実行することを特徴とする請求項１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、光学式濃度センサの防塵機構を備える、複写機、ファクシミリプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置における画像濃度制御手段として、一般的に多く搭載されている画像濃度制御方式は、感光体もしくは転写ベルトなどのトナー像担持体上にトナー付着パターンを形成し、そのトナー付着量を光学センサによって検知することにより、現像条件やトナー濃度の制御目標値などの画像形成条件の最適化を図っている（例えば、特許文献１及び２参照）。
前記のように光学センサによってトナー付着パターンのトナー付着量を検知するために、パターン像に対向した近接領域に光学センサを設置する必要がある。従って、光学センサ検知面は光学センサ上部に配置されたユニットからのトナー落下、トナー像担持体表面から飛翔するトナーや画像形成装置内に浮遊する異物などによって、経時的に汚染される可能性がある。
かかるトナー濃度の濃度制御方式にかかわる特許文献１及び２において、この光学センサの汚染状態が悪化した場合には、濃度制御精度が低下する不具合が発生するため、その対策として、光学センサが濃度制御のための検知をする時又は光学センサのイニシャライズ動作以外のタイミングでは防塵用のシャッタを閉めることが開示されている。
公知ではないが、本出願人は先願において、光学センサの受光光路を任意のタイミングで遮断する開閉動作が可能な光路遮蔽部材及び開閉動作手段を有し、光路遮蔽部材を閉止状態にすることによって受光光路を遮断させた状態において、光学センサ出力を検知し、検知結果に応じて光路遮蔽部材の開閉動作が正常か否かの状態判定を行なう画像形成装置を提案している。かかる本出願人は先願においては、光路遮蔽部材の動作不良に伴って光学センサの検知機能が損なわれることを防止できる。
【特許文献１】特開２００４−１１００１８公報
【特許文献２】特開２００６−２０８６４５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の画像形成装置は、これに搭載しているトナー濃度の濃度制御用の光学センサ検知面へのトナーや異物による汚損回避のために、防塵シャッタが採用されている。しかし、万一、シャッタの開閉動作に不具合が生じてシャッタが閉状態のままになった場合には、検知面の汚損に伴う濃度制御精度の低下どころか、検知そのものができなくなってしまう。
これに関しては、光学センサの検知値が極端に低下するため、シャッタ動作不良を容易に判定することが可能であり、濃度制御を中止するとともに異常を警告することが従来から一般的に行われている。  
一方、シャッタの動作不良に伴ってシャッタが開状態のままとなってしまった場合には、光学センサによるパターン検知は可能であるが、シャッタ本来の効果が機能せずに経時的に光学センサ検知面の汚損が増加して、濃度制御精度が低下するという問題がある。
防塵シャッタの裏面に光学センサの調整用パッチを備えて、それによってシャッタ閉状態において、光学センサの初期調整を実施している場合には、光学センサ検知面の汚損はさらに深刻である。
また、上述した本出願人の先願によれば、光路遮蔽部材の動作不良に伴って光学センサの検知機能が損なわれることを防止できるが、さらに、光学センサ出力を検知し、その検知結果に応じてシャッタの開閉動作が正常か否かの状態判定を行なうタイミングを画像形成装置の状態に応じて変更できることがより望ましい。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、シャッタの開閉動作が正常か否かの状態判定を行なうタイミングを、画像形成装置の状態に応じて変更可能とし、装置の大型化や価格上昇を抑制しつつ、画像濃度調整を安定して行なうことができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、中間転写体の上方に配置した光学センサの受光光路を遮り、かつ前記受光光路を任意のタイミングで遮断する開閉動作可能な光路遮蔽部材と該光路遮蔽部材を開放位置と閉止位置との間で移動させる光路遮蔽部材開閉動作手段を有し、前記光路遮蔽部材を前記閉止状態にして前記受光光路を遮断させた状態において、前記光学センサの出力を検知し、検知結果に応じて前記光路遮蔽部材の開閉動作が正常か否かの状態判定を行なう、像担持体上に形成されたトナー像を記録して印刷を行なう画像形成装置において、前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定の実行タイミングが可変である画像形成装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定の実行タイミングを、形成した画像面積に応じて変更する請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記形成した画像面積の画像面積積算値が所定値以上となった場合に、前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定を実行する請求項２記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定の実行タイミングを、現像能力の変化量に応じて変更する請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記現像能力の変化量が所定値以上となった場合に、前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定を実行する請求項４記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定を、紙詰まり検知直後に実行する請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、受光素子もしくは受発光素子を有する光学センサを備え、受光光路を任意のタイミングで遮断する開閉動作が可能な光路遮蔽部材及び開閉動作手段を有し、光路遮蔽部材を閉状態にすることによって受光光路を遮断させた状態において、光学センサ出力を検知し、検知結果に応じて前記遮蔽部材の開閉動作が正常か否かの状態判定を所定のタイミングで行なう場合に、この光路遮蔽部材の開閉動作良否判定の実行タイミングを可変にしているので、必要に応じて光路遮蔽部材の動作不良に伴う光学センサの検知機能低下を防止できるとともに、無駄な前記光路遮蔽部材の開閉動作良否判定を行なうことによるセンサ劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係わる画像形成装置の作像ステーション周りの全体レイアウトを示す概略構成図である。この画像形成装置Ａは中間転写体（以下、中間転写ベルト）７を水平方向に長く配設してモノカラーからフルカラーに至る画像を形成することができるように構成している。
本実施の形態において、作像ステーション１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ、画像形成体又は像担持体としての感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ、帯電手段としての帯電ローラ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ、画像書き込み手段としてのレーザ露光装置（図示せず）及び現像手段としての現像ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ、感光体ドラム表面の転写残トナーを除去するクリーニングユニット６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋを少なくとも有している。
作像ステーション１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、複数組（本実施の形態では４組）の各色の画像形成部として構成され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色の作像ステーションがループ状に走行する中間転写体としての中間転写ベルト７の水平な張架面に対向して、その下部に左からＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの順に配設されている。そして各色の作像ステーションは４組とも同じ構成にしてある。  
【０００７】
帯電ローラ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、それぞれ所定の電位に保持されたトナーと同極性の帯電によって感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対して帯電作用（本実施の形態においてはマイナス帯電）を行ない、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに一様な電位を与える。
図示してない前記のレーザ露光装置は、帯電ローラ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋに対して感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの回転方向下流側で現像ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの上流側に配置される。レーザ露光装置は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの回転軸と平行に主走査方向に配列されている。
レーザ露光装置は、例えば、別構成で設けた画像読み取り装置によって読み取られ、メモリに記録された各色の画像データに従って、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの感光層を像露光し、各色の静電潜像を形成する。
感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋは、図示はしてないが導電性円筒状支持体表面に形成された下引き層上に、電荷発生層（下層）、電荷輸送層（上層）の順、又はこの逆の順にこれらの層が積層されている。
電荷輸送層又は電荷発生層の表面には、公知の表面保護層、例えば、熱可塑性又は熱硬化性ポリマを主体とするオーバーコート層などが形成されていてもよい。本実施の形態では、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの導電性円筒状支持体は接地されている。
【０００８】
現像ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの周面に対し所定の間隙を保ち、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの回転方向と順方向に回転する円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｋを有している。
現像ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの内部に色毎の現像色に従いイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の１成分或いは２成分現像剤を収容している。本実施の形態においては２成分現像剤（本実施の形態においてトナーはマイナス帯電）を収容している。
現像ユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの現像スリーブ４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｋは、図示してない突き当てコロ等により、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋのドラム面と所定の間隙、例えば、１００〜５００μｍの間をおいて非接触に保たれている。
現像スリーブ４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｋに対して直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することによって、接触又は非接触の反転現像を行ない、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋのドラム面上にトナー画像を形成する。
中間転写体（中間転写ベルト）７は、中間転写ベルト駆動ローラ（２次転写バックアップローラを兼ねる）８、中間転写ベルトテンションローラ１０ａ、１０ｂ、及び中間転写ベルト支持ローラ９に外接して張架され、中間転写ベルト７の回転方向が反時計方向になるように、設けられている。
【０００９】
また、２次転写バックアップローラ（中間転写ベルト駆動ローラ）８に対向して中間転写ベルト７を介して２次転写ローラ１３が設けられている。クリーニングユニット１２のクリーニングブレード１２ａが支持ローラ９の位置の中間転写ベルト７に対向方向に当接して設けられている。
クリーニングユニット６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６ＫのクリーニングブレードＢも像担持体としての感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの対向方向に当接して設けられている。また、同様に、中間転写ベルト７を挟んで各色の１次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋが感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対向して設けられている。
この中間転写ベルト７は、体積抵抗が１０６〜１０１２Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料や、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ、ポリウレタン等のゴム材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりしたベルトが用いられる。
中間転写ベルト７の厚みは、樹脂材料の場合、５０〜２００μｍ程度、ゴム材料の場合、３００〜７００μｍ程度の設定にすることが好ましい。なお、樹脂ベルト上にゴム層を設けたり、さらに、表層にコーティング層を設けたりすることもある。中間転写ベルト７の駆動は図示してない駆動モータによる駆動ローラ（２次転写バックアップローラ）８の回転によって行なわれる。
【００１０】
駆動ローラ（２次転写バックアップローラ）８は、例えば、ステンレス等の導電性芯金（符号なし）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴムや樹脂材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させた導電又は半導電性材料（符号なし）を被覆したものが用いられる。  
１次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋは、中間転写ベルト７を挟んで感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対向して設けられ、中間転写ベルト７と感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋとの間に転写域を形成する。
１次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋには、トナーと反対極性（本実施の形態においてはプラス極性）の直流電圧を印加し、前記転写域に転写電界を形成することにより、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上に形成される各色のトナー像が中間転写ベルト７上に転写される。
この各色の第１の転写手段である１次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋの構成としては、例えば、外径８ｍｍのステンレス等の導電性芯金（図示せず）を有している。さらに、この芯金の周面に、厚さが５ｍｍ、ゴム硬度が２０〜７０°程度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の半導電性弾性ゴム（図示せず）を、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が１０５〜１０９Ω・ｃｍ程度のソリッド状態又は発泡スポンジ状態で被覆して形成される。
【００１１】
転写材Ｓの表面に転写を行なう２次転写ローラ１３は中間転写ベルト７を挟んで接地された２次転写バックアップローラ８に対向して設けられ、トナーと反対極性（本実施の形態においてはプラス）の直流電圧が直流電源によって印加される。中間転写ベルト７上に担持される重ね合わせトナー画像を、２次転写ローラ１３を介して転写材Ｓの表面に転写する。
中間転写ベルト７上のカラートナー像を記録材である転写材Ｓ上に再転写する第２の転写手段である２次転写ローラ１３は、例えば、外径１６ｍｍのステンレス等の導電性芯金（図示せず）の周面に、厚さ７ｍｍを有しかつ上述した１次転写ローラと同じ構成を被覆して形成される。
この場合、２次転写ローラ１３は１次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋと異なり、トナーが接するため表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂等の離型性の良いものを被覆することがある。
２次転写バックアップローラ８は、ステンレス等の導電性芯金（図示せず）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴムや樹脂材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりした半導電性材料を、厚さが０．０５〜０．５ｍｍ程度被覆して形成される。  
感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋや中間転写ベルト７表面に接したクリーニングブレード１２ａ、Ｂは、板金ホルダ上に厚み１〜３ｍｍでＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０°の板状のウレタンゴムを接着し、自由長が５〜１２ｍｍ程度になるように構成されている。
【００１２】
クリーニングブレード１２ａ、Ｂは、荷重５〜５０ｇｆ程度で感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋや中間転写ベルト７に当接されている。クリーニングブレード１２ａ、Ｂが捲れあがらないように、これらのクリーニングブレード１２ａ、Ｂの先端部には、フッ素コーティングを施したり、相手側が帯電しないように導電性のウレタンゴムを使用することもある。
ここに、記録材等の転写材Ｓは図示してない集積装置から１枚ずつ搬送され、２次転写ローラ１３と２次転写バックアップローラ８に挟まれた中間転写ベルト７に重ねられるように搬送され、２次転写を受けて定着ローラ１５ａ及び加圧ローラ１５ｂからなる定着ユニット１５に送られ、熱溶着による定着がなされて回収される。  
なお、本実施の形態においては、感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの帯電手段として帯電ローラ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを用い、１次転写部材として一次転写ローラ５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋを用いている。これは有害なオゾンの発生の抑制という観点からは好ましいが、これに限られるものでなくコロトロン放電器を非接触の状態の帯電手段として使うこともできる。
【００１３】
感光体ドラム２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト７に転写（１次転写）した後、転写材Ｓなどへ中間転写ベルト７からトナー像を２次転写ローラ１３により転写（２次転写）させ、２次転写位置より中間転写ベルト７の回転方向下流側に中間転写ベルト７表面に対向させた画像調整用パターンのパターン検知センサ１６を備えている。
そしてその検知情報によって次画像の画像形成条件を変え、適正な画像が得られるようにプロセス制御をＣＰＵ等からなる制御手段によって行なったり、トナー濃度制御のためのトナー補給量最適化などを行なっている。  さらに、制御手段は画質などへの影響を防止しつつコピー生産性を効率よく確保するように２次転写ローラ１３の当接及びその解除動作（図１の点線位置へ解除）時期の設定が行なえるように制御することができる。  
本発明では、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの各色のトナー付着パターン検知を極力短時間で実施するようにしているため、図１に符号１６で示す光反射型フォトセンサ（パターン検知センサ）１６は、２次転写部からのトナー飛散、落下等の汚れを避けるために２次転写ローラ１３の下流側に（下向きに）中間転写ベルト７駆動軸（図示せず）方向に各色の計４個を配列し、光反射型フォトセンサ（以下、光学センサ）４個を同時に検知可能にしている。しかし、このような配置においても、２次転写時にトナーの飛翔は発生し得る。
【００１４】
図２は中間転写ベルトと光学センサとの位置関係を示す概略斜視図である。図２を参照して説明すると、光学センサ（フォトセンサ）１６は列をなして枠体１６ａに取り付けられ、この枠体１６ａは適宜な方法で中間転写ベルト７（図２）の上方にかつ搬送方向に対して直交する方向に図示してない画像形成装置の枠体に取り付けられている。
光学センサ１６を取り付けている枠体１６ａには、光学センサ１６からの光（光路）を遮る光路遮蔽部材（シャッタ）１７を設け、この光路遮蔽部材１７はその機能、すなわち、中間転写ベルト７上への光学センサ１６の光路遮蔽を実施するために閉止位置と開放位置の間で移動可能になっている。
枠体１６ａの裏側には、ソレノイド２０を収容する枠部材２１、ソレノイド２０のコア２０ａの前方の当接部材２１ａ、この当接部材２１ａに一端が連結される連結棒２２、この連結棒２２の他端と結合して光路遮蔽部材１７の一部を折り曲げた突起部（図示せず）に固定された弾性部材であるスプリング２３からなる光路遮蔽部材１７の開閉動作手段１８が配置されている。
この開閉動作手段１８はソレノイド２０の動作に併せて光路遮蔽部材１７が連動するようになっている。光路遮蔽部材１７は通常状態ではスプリング２３の作用によって閉止状態にあり、光学センサ１６（光路遮蔽部材１７、光学センサ１６及び開閉動作手段１８を含むユニット）を画像形成装置に取り付けた状態では、中間転写ベルト７と光学センサ１６の検知面との間に位置した状態で遮蔽している。
【００１５】
開閉動作手段１８は、画像形成装置の印刷動作及び画質調整動作の制御タイミングに応じて、ソレノイド２０に電流を流し、任意のタイミングで光路遮蔽部材１７の開閉を行なう。詳しくは示してないが、段付きネジによって、光路遮蔽部材１７の両端近傍に斜めに設けた長穴方向に光路遮蔽部材１７の動作が規制され、長穴に沿う方向に摺動して光路遮蔽部材１７の開閉動作を行なう。
光路遮蔽部材１７は、光学センサ１６を固定する断面Ｌ字状の枠体１６ａに、光学センサ１６の検知面（発光受光面）を覆うように光路遮蔽部材１７の長手方向両端部分の長穴に段付きネジによって取り付けられている。この長穴は光路遮蔽部材１７の開閉動作を可能にするために傾斜面を有する長穴になっている。
このように、２次転写時に発生し得るトナーの飛翔を、光反射型フォトセンサ１６と中間転写ベルト７の間に光路遮蔽部材（シャッタ）１７を設け、ソレノイド２０によって任意のタイミングで光路遮蔽部材の開閉動作を行なえるようにしている。
本発明の画像形成装置は、受光素子若しくは受発光素子を備えた光学センサの受光光路を、任意のタイミングで遮断する開閉動作が可能なシャッタおよびシャッタ開閉動作手段を有し、前記シャッタを閉状態にすることによって受光光路を遮断させた状態において、前記光学センサ出力を検知し、その検知結果に応じて前記シャッタの開閉動作が正常か否かの状態判定を行うタイミングを前記画像形成装置の状態に応じて変更できるようにしている。
【００１６】
図３は本発明による画像形成装置の制御部を部分的に示すブロック図である。図４は光学センサの出力と光路遮蔽部材の開閉の関係をグラフで示す図である。制御部２６は画像形成装置のプロセス制御を行なう制御部を部分的に示しており、ＣＰＵ等によって構成されている。
制御部２６には、光路遮蔽部材１７、ソレノイド２０（図２）を含む開閉動作手段１８、光反射型フォトセンサである光学センサ１６、トナー濃度制御部２４、及び電位制御部２５が接続されている。
図３及び図４を参照して説明すると、光路遮蔽部材１７は光学センサ（光反射型フォトセンサ）１６の後述する初期較正（Ｖｓｇ（ａｖｅ）調整）の実行及び濃度制御用トナーパターン検知タイミング以外は閉止状態にしておく。
これによって、光学センサ１６の検知面に飛散トナーや画像形成装置内を浮遊している異物が付着することを抑制している。また、光路遮蔽部材１７の閉止状態において、光学センサ１６のオフセット電圧（Ｖｏｆｆｓｅｔ）を検知している。
光路遮蔽部材１７の開閉状態が正常か否かの判定基準を、光路遮蔽部材１７の閉止状態にて検知した光学センサ１６のオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔと光路遮蔽部材１７の開放状態にて出力電圧を調整した値Ｖｓｇ（０）との間に設定した値とする。
これによって、光路遮蔽部材１７の閉止状態にて検出した光学センサ１６のオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔと、光路遮蔽部材１７の開放状態にて出力電圧調整したＶｓｇ（０）との間に設定した値を用いているので、光路遮蔽部材１７の動作状態を確実に検知することができる。
【００１７】
光路遮蔽部材１７の閉止状態にて検知した光学センサ１６の出力であるオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔの値が所定値以下であった場合に、制御部（ＣＰＵ）２６は、前記検知した値をオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔとして記録する。
また、光路遮蔽部材１７を開放した状態において光学センサ１６の出力が所定値となるように調整した結果、光学センサ１６の検知した値の変動幅の平均値をＶｓｇ（ａｖｅ）とし、最小値をＶｓｇ（ｍｉｎ）として記録しておき、これらを光路遮蔽部材１７の状態を判定する判定基準として用いる。
光路遮蔽部材１７の閉止状態において光学センサ１６出力を検知し、検知値が所定値以下であった場合に、検知値をオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔとして記録する。
また、光路遮蔽部材１７の開放状態において光学センサ１６の出力が所定値となるように調整した結果、光学センサ１６の検知値の変動幅の平均値をＶｓｇ（ａｖｅ）とし、最小値をＶｓｇ（ｍｉｎ）として記録しておき、これらを判定基準に用いているので、光学センサ１６の個々の感度バラツキや出力変動の影響を除外させて、光路遮蔽部材１７の動作状態を精度良く確実に検出することができる。
【００１８】
光学センサ１６は、図１の画像形成部１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）で形成されたトナー像を転写搬送する中間転写体である中間転写ベルト７に対向した配置でトナー像の付着量を検知できるように設置される。
光学センサ１６の光路を遮る光路遮蔽部材１７が中間転写ベルト７と対向する光学センサ１６の間において開閉動作を行なう構成になっており、光路遮蔽部材１７の閉止状態における光学センサ１６の検知結果Ｖｓｇに応じて、光路遮蔽部材１７の状態判定が行なわれる。
この状態判定は、Ｖｓｇ≦Ｖｏｆｆｓｅｔならば、光路遮蔽部材１７が閉じており、正常、また、Ｖｏｆｆｓｅｔ＜Ｖｓｇ≦Ｖｓｇ（ｍｉｎ）ならば、光路遮蔽部材１７が開いており、汚れが有るので、異常Ａ、そしてさらに、Ｖｓｇ（ｍｉｎ）＜Ｖｓｇならば、シャッタが開いているので、異常Ｂのように行なう。
中間転写ベルト７と光学センサ１６の間において、光路遮蔽部材１７が開閉動作を行なう構成であって、光路遮蔽部材１７の閉止状態における光学センサ１６の検知結果Ｖｓｇに応じて、上述したように状態判定をしているので、その後に対処すべき内容を場合分けすることができる。
上記の判定結果に応じて以下の処置を操作者に対して警告する。前述したＶｓｇ（ａｖｅ）調整時に、その発光素子電流Ｉｆｓｇも同時に検知し、異常Ａと判定された場合には、Ｉｆｓｇ値に応じて以下の異なる警告内容を表示する。
すなわち、正常時には現状維持を、異常Ａの場合に、ａ）Ｉｆｓｇ＜所定値では現状維持、ｂ）所定値≦Ｉｆｓｇ＜許容最大値ならば、Ｐ／ＴＭセンサ清掃指示、そしてｃ）許容最大値≦Ｉｆｓｇならば、Ｐ／ＴＭセンサ使用禁止を表示し、そして異常Ｂの場合には、シャッタ動作不良を警告する。
【００１９】
光学センサ１６のＶｓｇ（ａｖｅ）調整時に発光素子電流Ｉｆｓｇを検出して記録し、前記の異常Ａと判定された場合には、Ｉｆｓｇ値に応じて上述した異なる警告内容を表示しているので、その後処置すべき内容を適切に伝えることができる。
光学センサ１６の検知面に対向する光路遮蔽部材１７の表面には光反射率が１０％以下となるように暗褐色の植毛シール（図示せず）を貼り付けている。これによって、光路遮蔽部材１７の閉止状態における光学センサ１６のオフセット電圧を精度良く検知することができる。
それに加えて、光路遮蔽部材１７の開閉時の光学センサ１６の検知面の磨耗、キズの発生を防止するととともに、光路遮蔽部材１７の閉止状態における飛散トナーの進入を防止するも得られる。
初期較正（Ｖｓｇ（ａｖｅ）調整）は、トナーパターンを形成しない中間転写ベルト７（図２）表面を検知した光学センサ１６の出力（Ｖｓｇ）が４．０±０．５ｖとなるように発光素子ＬＥＤに流れる電流値（Ｉｆｓｇ）を調整し、決定している。
また、この時、光路遮蔽部材１７の開閉状態の良否判定を行なうための判定基準値情報として、以下のデータも取得して記憶しておく。すなわち、
Ｖｓｇ（０）調整最小（ｍｉｎ）値・・・Ｖｓｇ（ａｖｅ）調整時に検知したＶｓｇ変動幅の下限値、及び
Ｉｆｓｇ（０）調整値・・・Ｖｓｇ（ａｖｅ）＝４．０±０．５ｖに調整された時のＬＥＤ電流値を記憶しておく。
Ｖｓｇ（ａｖｅ）調整時に記録するＩｆｓｇ（０）は、光学センサ１６の受光感度、発光素子のＬＥＤ輝度、光学センサ１６の取り付け位置、角度バラツキ、センサ検知面若しくは検知対象である中間転写ベルト表面の汚損状態などによって変化する。
画像形成装置、中間転写ベルト７及び光学センサ１６が新品状態である場合には、Ｉｆｓｇは、通常、１０ｍＡ以下であり、この値を本発明で言う「所定値」としている。光学センサ１６の検知面の汚損を除く、Ｉｆｓｇ（０）を左右する上記の変動要因が最悪の場合でも、Ｉｆｓｇ（０）は２０ｍＡ（許容最大値）を超えない。
従って、２０ｍＡ＜Ｉｆｓｇ（０）となった場合には、シャッタが閉状態にならなくなっている上、光反射型フォトセンサ検知面の汚損によってＶｓｇが低下しているため、濃度制御精度がかなり低下していると判定し、光反射型フォトセンサ１６を使った画像濃度制御を禁止するとともに、センサ検知面の清掃及びシャッタ開閉動作不良の改善を促すよう警告を発する（図５）。
また、それ以前にＶｓｇ＞Ｖｓｇ（０）調整ｍｉｎ値となった場合には、シャッタ開閉動作不良と判定し、その改善を促すために警告を発する（図５）。
【００２０】
図５は光学センサ出力電圧とＩｆｓｇの関係をグラフで示す図である。図６は光学センサ検知面の清掃及び光路遮蔽部材の開閉動作不良の改善を促すように警告を発する動作のフローチャートである。このフローチャートは図３及び図４に関連して説明した動作を纏めて示したフローチャートであるが、図２、図３乃至図６を参照して説明する。
まず、光路遮蔽部材（シャッタ）１７が閉止（閉）状態かどうかを判断する（Ｓ１）。閉状態ならば、光学センサ１６の発光素子ＬＥＤを発光させ（Ｓ２）、初期較正Ｖｓｇ≦光学センサ１６のオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔかどうかを判断する（Ｓ３）。
Ｖｓｇ≦Ｖｏｆｆｓｅｔならば、光路遮蔽部材１７が閉じていると判断し（Ｓ４）、正常である（Ｓ５）として現状を維持する（Ｓ６）。Ｖｓｇ≦Ｖｏｆｆｓｅｔでないならば、光路遮蔽部材１７が開いていると判断し（Ｓ７）、Ｖｓｇ≦Ｖ（０）最小値かどうかを判断する（Ｓ８）。Ｖｓｇ≦Ｖ（０）最小値でないならば、異常Ｂと判定し（Ｓ９）、光学センサ１６の使用を禁止する（Ｓ１０）。
ステップ（Ｓ８）でＶｓｇ≦Ｖ（０）最小値ならば、異常Ａと判定し（Ｓ１１）、電流値Ｉｆｓｇ＜所定値かどうかを判断する（Ｓ１２）。Ｉｆｓｇ＜所定値ならば、現状を維持する（Ｓ１３）。
Ｉｆｓｇ＜所定値でなければ、Ｉｆｓｇ＜許容最大値かどうかを判断し（Ｓ１４）、Ｉｆｓｇ＜許容最大値ならば、光学センサ１６を要清掃とし（Ｓ１５）、Ｉｆｓｇ＜許容最大値でなければ、光学センサ１６の使用を禁止する（Ｓ１６）。
従って、２０ｍＡ＜Ｉｆｓｇ（０）となった場合には、光路遮蔽部材１７が閉止状態にならなくなっている上、光学センサ１６の検知面の汚損によってＶｓｇが低下しているため、濃度制御精度がかなり低下していると判定し、光学センサ１６を使った画像濃度制御を禁止する。
それとともに、光学センサ１６の検知面の清掃及び光路遮蔽部材１７の開閉動作不良の改善を促すよう警告を発する。また、それ以前にＶｓｇ＞Ｖｓｇ（０）調整最小値となった場合には、光路遮蔽部材１７の開閉動作不良と判定し、その改善を促すために警告を発する。
【００２１】
再び、図１を参照して、本発明では２次転写手段として、前述のように接触方式の２次転写ローラ１３を用いたので、放電方式のコロトロンを用いた場合よりもオゾンの発生を抑制でき、また、転写材の搬送性も好ましい。
通常の作像領域外の感光体２Ｙ上に形成されたトナー付着パターン（図示せず）は、中間転写ベルト７上に転写され、２次転写ローラ１３の下流に配置された光学センサ（光反射型フォトセンサ）１６によって反射光量、すなわち、トナー付着量を検出する。この時、中間転写ベルト７上のトナー付着パターンが乱れないようにするため、２次転写ローラ１３は中間転写ベルト７から離間している必要がある。
また、２次転写ローラ１３の中間転写体（中間転写ベルト）７への接離時における振動が画像に悪影響を与えることが問題になる。そのため、２次転写ローラ１３を中間転写ベルト７に対して接離を行う時期を、画像への乱れ等の影響の起こらない時期に選定した。
すなわち、作像動作に際して、最初に動作開始する先頭の画像形成ユニット（本実施の形態ではイエロー（Ｙ））の書き込み動作が開始される前に２次転写ローラ１３を中間転写ベルト７から離間させることで、単一パターン形成の場合には、２次転写ローラ１３の離間時の振動の影響を受けることなく、書き込み露光、現像や、１次転写などの作像動作を確実に実行することができる。
【００２２】
一方、電位制御時には、トナー付着量の異なる複数個のパターンを形成し、光学センサ１６によって検知する場合には、全てのパターン形成及び検知するのに必要な時間が長くなってしまう。
従って、このように複数パターンの先頭が２次転写ローラ１３に達しても、複数パターンをすべて１次転写しきれない場合には、２次転写ローラ１３の離間タイミングを単一パターン形成時とは異なるタイミングで行なう。
本実施の形態では、イエロー（Ｙ）の画像形成動作開始後、複数パターンの先頭が２次転写ローラ１３に達する前に２次転写ローラ１３を中間転写ベルト７から離間させる。
この時、２次転写ローラ１３の離間時の振動が複数の画像形成ユニットに伝わり、画像調整用パターンが乱れる可能性がある。この振動が画像調整結果に影響を及ぼさないために、２次転写ローラ１３の離間タイミングで転写もしくは露光していたパターンを光学センサ１６で検知した値を、画像調整の入力情報から除外するようにしている。
また、最初から入力情報として採用しないものであれば、トナー消費量低減や中間転写ベルトクリーニングへの負担低減のために、２次転写ローラ１３の離間タイミングの顕像パターンを形成しないようにするために、パターン露光を実行しないように複数の書き込みパターンを配列させている。
【００２３】
以上のように、プリント出力時に中間転写ベルト７に当接している２次転写ローラ１３を、プリント出力動作直後に画像調整動作を行なう場合など、次のプリント出力動作を控えて、画像調整動作をできるだけ短くし効率的になるようにする。
そして２次転写位置以後の広い場所を使って検知センサを設けることにより画像形成装置の最終１次転写部から２次転写部にかけてのスペースを小さくしつつ、１次転写位置から２次転写位置までの距離を小さくし、ファーストプリントアウトの時間が早くなるようにした。  
なお、画像調整用パターンは各色単一の場合も、複数個の場合も同一のトナー付着量パターンを、中間転写ベルト７上に走査方向一線に並べて形成し、その画像濃度等を検知して画像形成に反映させている。
そして得られる画像の色バランスや階調が濃度とともに適正になるようにしてある。これらの動作は通常、数１０〜数１００プリントおきに実行して、画像調整用パターンで消費するトナー消費量を所定値以下に抑えている。
【００２４】
次に、主な画像調整動作に関して簡単に説明する。図３のトナー濃度制御部２４では、トナー濃度センサ出力、トナー濃度制御基準値及び画素検知データから、トナー補給時間を算出し、トナー補給モータを駆動する。
図３の電位制御部２５では、所定のＬＤパワーと帯電電圧を出力し、現像バイアス電圧を変化させながら、複数のトナー付着パターン（１０個）を作像し、光反射型フォトセンサにて検知する。光反射型フォトセンサ出力より現像入出力特性を求めて、この特性が目標値となるように現像バイアスを変更する。
２次転写時に、図２に示す中間転写ベルト７から転写紙等の転写体にトナー像を転写する際に、僅かに飛散するトナーや、２次転写時に転写体に転写されずに中間転写ベルト７表面に残った転写残トナーの飛散等によって、光反射型フォトセンサ１６への汚損が発生し易い。
このトナー飛散は画像面積が大きい程、また、単位面積当たりのトナー付着量が多い程増加する傾向がある。従って、このトナー飛散量が増加する状態において、前記の「光反射型フォトセンサシャッタの開閉動作が正常か否かの状態判定」動作を実行することで、無用な待機時間を発生させずに効果的に光路遮蔽部材（シャッタ）１７の異常検知を行なうことができる。
本発明においては、印刷動作によって蓄積される画像面積が３００，０００ｃｍ２以上となった場合に、前記の「光反射型フォトセンサシャッタの開閉動作が正常か否かの状態判定」動作を実行する。また、その後は１０，０００ｃｍ２毎に前記判定動作を実行する。
【００２５】
図７は光反射型フォトセンサシャッタの光路遮蔽部材の開閉動作が正常か否かの状態判定の判定動作のフローチャートである。図２及び図７を参照して説明すると、印刷ジョブ終了後、画像面積Ｓが所定値より大きいか又は等しいか（Ｓ≧所定値）を判断する（Ｓ２１）。
画像面積Ｓが所定値より大きいか又は等しいならば、蓄積された画像面積Ｓが３００，０００ｃｍ２より大きいか又は等しいか（Ｓ≧３００，０００ｃｍ２）どうかを判断する（Ｓ２２）。Ｓ≧３００，０００ｃｍ２ならば、フォトセンサ１６の光路遮蔽部材（シャッタ）１７の動作の良否判定を実行する（Ｓ２３）。
次いで、画像面積Ｓをリセットする（Ｓ２５）。一方、ステップ（Ｓ２１）で（Ｓ≧所定値）でないならば、画像面積Ｓが１０，０００ｃｍ２より大きいか又は等しいか（Ｓ≧１０，０００ｃｍ２）どうかを判断する（Ｓ２６）。Ｓ≧１０，０００ｃｍ２ならば、フォトセンサ１６の光路遮蔽部材（シャッタ）１７の動作の良否判定を実行し（Ｓ２７）、画像面積Ｓをリセットする（Ｓ２８）。
光路遮蔽部材１７の開閉動作良否判定の実行タイミングを形成する画像面積に応じて変更しているので、画像形成装置の使用状態に応じて必要な場合のみ前記判定動作を行なうことで、無用な動作の実行を避けることができる。
また、画像面積積算値が所定値以上となった場合に、光路遮蔽部材１７の開閉動作良否判定を実行しているので、中間転写ベルト７上のトナー付着量が多く、比較的にトナーが飛散し易くなることで、光学センサ出力に影響及ぼす可能性がある状態の場合のみ前記判定動作を行なうことで、無用な動作の実行を避けることができる。
前記のように、電位制御用にトナー付着量の異なる複数個のパターンを形成した際に、現像能力が高くかつ単位面積当たりのトナー付着量が高い場合には、現像γ検出値も高くなる。
従って、本発明においては、現像γ≧現像γ目標値×１．２を検知した場合に、前記の「光反射型フォトセンサシャッタの開閉動作が正常か否かの状態判定」動作を実行する。
【００２６】
図８は現像γ≧現像γ目標値×１．２を検知の場合の「光反射型フォトセンサシャッタの開閉動作が正常か否かの状態判定」動作を説明するフローチャートである。
図２及び図８を参照して説明すると、電位制御終了後、現像γが現像γ目標値×１．２より大きいか又は等しいか（現像γ≧現像γ目標値×１．２）どうかを判断する（Ｓ３１）。ここで、現像γ目標値は０．９ｍｇ／ｃｍ２・ｋＶとしている。次いで、フォトセンサ１６の光路遮蔽部材（シャッタ）１７の開閉動作の良否判定を実行する（Ｓ３２）。
光路遮蔽部材１７の開閉動作良否判定の実行タイミングを現像能力の変化量に応じて変更しているので、画像形成装置の使用状態に応じて必要な場合のみ前記判定動作を行なうことで、無用な動作の実行を避けることができる。
現像能力の変化量が所定値以上となった場合に、光路遮蔽部材１７の開閉動作良否判定を実行しているので、現像能力が高く、中間転写ベルト７上のトナー付着量が多く、比較的にトナーが飛散し易くなることで、光学センサ出力に影響及ぼす可能性がある状態の場合のみ前記判定動作を行なうことで、無用な動作の実行を避けることができる。
画像形成動作中に、転写紙などの転写体が搬送経路途中で詰まるなどの異常動作が発生して印刷動作が緊急停止した場合、未定着のトナー像が中間転写ベルト上、もしくは転写体表面上に存在した状態で画像形成装置内を移動した場合、前記未定着トナーが飛散したり、転写体を介して前記光反射型フォトセンサ１６（図２）に直接接触した場合、それが原因でフォトセンサが汚損される可能性がある。
その際に、万一、光反射型フォトセンサ１６の光路遮蔽部材（シャッタ）１７（図２）が動作不良で閉じていなかった場合には、光反射型フォトセンサ１６の検知出力にも影響が及ぼされてしまう。
【００２７】
図９は紙詰まり発生の異常における動作を説明するフローチャートである。図１０は紙詰まりの場合の光反射型フォトセンサシャッタ開閉動作が正常か否かの状態判定動作を説明するフローチャートである。
図９において、動作開始後、紙詰まりが発生かどうかを判断する（Ｓ３５）。
紙詰まり発生ならば、紙詰まりフラグを「１」にする（Ｓ３６）。次いで、紙詰まりを図示してない操作部の表示部に表示する（Ｓ３７）。
図１０において、画像形成装置の電源をオンした後、紙詰まりフラグが１（紙詰まりフラグ＝１）を判断し（Ｓ４０）、紙詰まりフラグが１ならば、リカバリ動作を実行し（Ｓ４１）、次いで、光反射型フォトセンサ１６の光路遮蔽部材（シャッタ）１７（図２）の開閉動作の良否判定を実行する（Ｓ４２）。
従って、前記の如く紙詰まり等の異常動作が発生した場合には、異常動作から復帰した直後に、前記の「光反射型フォトセンサ１６の光路遮蔽部材（シャッタ）１７の開閉動作が正常か否かの状態判定」動作を実行する。
光路遮蔽部材１７の開閉動作の良否判定を紙詰まり検知直後に実行しているので、詰まった転写紙上に付着した未定着画像部のトナーが光学センサ１６に飛散、又は接触することによって、光学センサ出力に影響を及ぼす可能性がある場合には、上記の影響の有無を早期に確認し必要に応じて警告することで、光学センサ１６による制御性の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係わる画像形成装置の作像ステーション周りの全体レイアウトを示す概略構成図である。
【図２】中間転写ベルトと光学センサとの位置関係を示す概略斜視図である。
【図３】本発明による画像形成装置の制御部を部分的に示すブロック図である。
【図４】光学センサの出力と光路遮蔽部材の開閉の関係をグラフで示す図である。
【図５】光学センサ出力電圧とＩｆｓｇの関係をグラフで示す図である。
【図６】光学センサ検知面の清掃及び光路遮蔽部材の開閉動作不良の改善を促すように警告を発する動作のフローチャートである。
【図７】光反射型フォトセンサシャッタの光路遮蔽部材の開閉動作が正常か否かの状態判定の判定動作のフローチャートである。
【図８】現像γ≧現像γ目標値×１．２を検知の場合の「光反射型フォトセンサシャッタの開閉動作が正常か否かの状態判定」動作を説明するフローチャートである。
【図９】紙詰まり発生の異常における動作を説明するフローチャートである。
【図１０】紙詰まりの場合の光反射型フォトセンサシャッタ開閉動作が正常か否かの状態判定動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
Ａ  画像形成装置、２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）  像担持体（感光体）、７  中間転写体（中間転写ベルト）、１６  光学センサ（光反射型フォトセンサ）、１６ａ  枠体、１７  光路遮蔽部材（シャッタ）、１８  開閉動作手段、Ｓ２２  画像面積判定手段、Ｓ２３  動作良否実行手段、Ｓ２６  画像面積判定手段、Ｓ３１  動作良否実行手段、Ｓ４０  紙詰まり判定手段、Ｓ４２  動作良否実行手段、Ｉｆｓｇ  発光素子に流れる電流値  、Ｖｏｆｆｓｅｔ  オフセット電圧、Ｖｓｇ（ａｖｅ）  光学センサの検知値の変動幅の平均値、Ｖｓｇ（ｍｉｎ）  最小値
【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】
2009271194.tif 000011
【図１０】
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