JP2010190695A - 濃度測定装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲温度変化に応じ、更に受光部８３の受光素子の感度にもあわせて、増幅部９の出力を補正することで、トナー像の正確な濃度測定を行う。
【解決手段】濃度測定装置１は、発光部８１と、受光素子を有する受光部８３と、受光部８３の出力を増幅する増幅部９と、温度検出体と、周囲温度を検出するとともに、増幅部９の出力値に基づき測定対象におけるトナー像の濃度を検出する制御部７と、予め定められた基準温度で、予め測定された受光素子の感度を示す感度データを記憶する記憶部７２と、を備え、記憶部７２は、周囲温度上昇に伴う増幅部９の出力変化補正のため、現在の周囲温度と感度データに応じた増幅部９の出力補正用の補正データも記憶し、制御部７は現在の周囲温度と、感度データと、補正データに基づき、増幅部９に補正信号を送信し、増幅部９は、補正信号に基づき、出力の補正をする。
【選択図】図４

Description

本発明は、トナー像が形成された測定対象に光を照射し、その反射光を受光素子で受光して濃度の測定を行う濃度測定装置に関する。又、この濃度測定装置を備えた、複合機、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

従来から、測定対象の表面に光を照射する発光部と、受光素子を有する受光部とを備えた光センサを用い、感光体ドラムや中間転写ベルト上に形成されるトナー像の濃度などの濃度測定を行う濃度測定装置が存在する。例えば、濃度測定装置は、画像形成装置内に設けられ、測定対象の地肌部分（例えば、感光体ドラムや中間転写ベルト）と、地肌への付着物（例えば、トナー）との光の反射率や吸収率等の差から、地肌における付着物の分布の度合（濃度）で、受光素子の出力が異なることを利用して、濃度を測定する。

そして、このような濃度測定装置を備えた画像記録装置の一例が特許文献１に記載されている。具体的に、特許文献１には、感光体ドラムを使用する画像記録装置は、感光体ドラム上の現像材の画像に光を照射する第１の照射手段と、第１の照射手段の照射光の第１の反射光の強度を検出する手段と、感光体ドラム上の現像材の付着しない地肌部分に光を照射する第２の照射手段と、第２の照射手段の照射光の第２の反射光の強度を検出する手段と、第１の反射光及び第２の反射光をもとに、画像及び地肌部分の濃度検出手段と、検出された濃度に基づいて画像記録の画像形成条件を決定する手段と、感光体ドラム近傍の温度を検出する手段と、を備え、第１の照射手段に係る光源の照射波長は、検出された温度により予測値で置換され、置換した照射波長にて地肌部分からの反射光の検出強度の値が変更される。これにより、ドラム表面の温度変化を加味して濃度補正を行い、発光光源波長が多少変化しても、安定した高精度の濃度計測を行おうとする。（特許文献１：請求項１、段落［００８７］等参照）。
特開平０９−２６７５１４号

ここで、濃度測定装置では、受光部の受光素子（例えば、フォトダイオード）の光電流出力が小さいため、濃度の検出等を行う制御素子（例えば、ＣＰＵ）で扱えるように、受光部に増幅部（増幅回路）が接続されることがある。そして、フォトダイオードのような受光素子では、感度にばらつき（個体差）がある。しかし、濃度測定装置では、増幅部の出力値（例えば、電圧値）に基づいて、メモリに記憶されるデータテーブルの参照や係数を用いた演算等で濃度の検出を行うので、受光部に一定光量を照射した時に増幅部の出力値が一定値を取るように、増幅部の増幅率を、個別に設定する場合がある。

このような設定を行う場合、受光素子の感度が悪ければ、増幅部の増幅率は、大きく設定されることになる。しかし、温度変化の影響を受け、受光素子の出力特性が変化する場合があり、更に、受光素子の感度が悪いほど、増幅率は大きく設定されるので、増幅後の出力は、温度変化による影響を大きく受ける（温度による出力変化量が大きくなる）という問題がある。

例えば、一般的に、受光素子としてのフォトダイオードは、同じ光量を照射した場合、温度が高くなるほど出力値が大きくなる。更に、感度の悪いフォトダイオードの方が、増幅率との関係で温度上昇時の増幅後出力の増加量は大きくなる場合がある。言い換えると、受光素子の感度のばらつきで、温度上昇時の増幅後出力の増加量のばらつきが生ずる。従って、温度上昇が生じた際、正確な濃度測定結果を得るには、増幅後の出力を単に温度に応じて一律に補正するだけでは十分でなく、受光素子の感度のばらつきをも考慮して補正を行う必要があるという問題ある。

尚、特許文献１記載の発明は、発光側の波長の温度変化に着目して補正を行うものであるので、受光素子の感度のばらつきをも考慮して補正を行う必要があるいう問題に対応することができない。又、従来、増幅部での増幅率を一定とし、同一濃度の測定対象を測定した場合、増幅後の出力が一定値となるように、発光部の発光素子（例えば、ＬＥＤ）の光量を変化させて補正を行う場合がある。しかし、このような補正方法では、受光部の感度が悪ければ、発光素子を定格以上の光量で発光させる場合も生じ得るものであり、寿命の点で問題がある。そして、寿命の問題を解消するためには、高出力型の発光素子に置き換え、余裕を持たせることが必要であり、この場合は、電源の用意、発熱、コスト等の点で別途問題が生ずる場合がある。

本発明は、上記の課題に鑑み、周囲温度変化に応じ、更に受光部の受光素子の感度にもあわせて、増幅部の出力を補正することで、トナー像の正確な濃度測定を行うことを課題とする。

上記課題を解消するために、請求項１記載の濃度測定装置は、トナー像が形成された測定対象に向けて光を照射する発光部と、前記測定対象からの反射光を受光し、受光量に応じて出力する電流又は電圧が変化する受光素子を有する受光部と、前記受光部の出力を増幅する増幅部と、前記受光部の周囲温度を検出するための温度検出体と、装置の動作を制御し、前記温度検出体の出力が入力され前記周囲温度を検出するとともに、前記増幅部の出力値に基づき前記測定対象におけるトナー像の濃度を検出する制御部と、予め定められた基準温度で、予め測定された前記受光素子の感度を示す感度データを記憶する記憶部と、を備え、前記記憶部は、前記周囲温度上昇に伴う前記増幅部の出力変化補正のため、現在の周囲温度と前記感度データに応じた前記増幅部の出力補正用の補正データも記憶し、前記制御部は、現在の周囲温度と、前記感度データと、前記補正データに基づき、前記増幅部に補正信号を送信し、前記増幅部は、前記補正信号に基づき、出力の補正をすることとした。

この構成によれば、増幅部は、補正信号に基づき、出力の補正をするので、同じ光量を受光部に受光させた場合、受光部の周囲温度の変化に加え、更に、受光素子の感度のばらつきに左右されることなく、同じ値に、又は、同じ値に近づくように、増幅部の出力補正を行うことができる。即ち、周囲温度の変化による増幅後出力の変化に加え、受光素子の感度のばらつきで温度上昇時の増幅後出力の増加量のばらつきが生ずる点にも対応して、増幅後の出力の補正をすることができる。従って、温度変化や受光素子の感度のばらつきに左右されず、正確な濃度測定を行うことができる。又、受光素子の感度のばらつきに左右されないので、受光素子の感度を選別する必要がなく、濃度測定装置の製造での、資材調達の容易性は向上するとともに、製造コスト削減の点でも優位である。

ここで、感度データは、例えば、予め定められた基準温度（常温、例えば、２５°Ｃ）の時、受光部に予め定められた一定の光を照射した際の受光部の出力値や、増幅率を固定した増幅部の出力値を測定する感度測定に基づき定めることができる。例えば、感度データは、感度測定時の受光部の出力値そのものでも良いし、濃度測定装置に用いられる受光素子を多数用意し、それぞれの受光素子について感度測定を行い、得られた各受光素子の測定値を統計的に処理して、それぞれの受光素子の感度の善し悪しを示す数値としてもよい。即ち、感度データは、一定の基準のもと、受光素子の感度を示すものであればよい。

又、補正データは、例えば、データテーブルとして記憶され、受光素子の感度別に、受光部の周囲温度に応じ、同じ光量を受光部に照射し、補正を行わないで、取得された受光部又は増幅部の基準温度時との出力差を予め測定し、その測定で得られた結果に基づき、温度上昇時に打ち消すべき出力増加分を定めたデータが含まれる。尚、基準温度とは、任意に設定することができるが、電子部品において標準的に常温とされる温度や、空調を備えた室内温度等を考慮して、例えば、２０°Ｃ〜３０°Ｃ、更には、２５°Ｃ程度に設定することができる。

又、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記増幅部は、前記受光素子の感度のばらつきによる濃度測定結果の差をなくすため、前記基準温度で、前記受光部に所定の光量を照射した時に、前記増幅部の出力値が一定値になるように増幅率が設定されることとした。この構成によれば、基準温度時、前記受光素子のばらつきによらず、同じ測定対象を測定した際の増幅部の出力値はほぼ一定となり、正確な濃度測定結果を得ることができる。ここで、所定の光量は、任意に設定可能である。

又、請求項３記載の発明は、請求項１又は２の発明において、前記補正データは、前記受光素子の感度が良い場合よりも、前記受光素子の感度が悪い場合の方が、前記増幅部の出力値の下げ幅が大きくなる補正を行うように定められることとした。感度の悪い受光素子の方が、基準温度時の出力値と温度上昇時の出力値との差が大きくなる場合があるところ、この構成によれば、補正データは、受光素子の感度が良い場合よりも、受光素子の感度が悪い場合の方が、増幅部の出力値の下げ幅が大きくなる補正を行うように定められるので、増幅部の出力の補正を的確に行うことができる。

又、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の発明において、前記感度データは、前記受光素子のばらつきからとり得る感度分布を複数で分割した複数のランクのうち、装置に取り付けられる前記受光素子が属するランク情報であることとした。この構成によれば、受光部の感度の良し悪しについて統計的にランク付けしたランク情報に基づき、補正を行うことができる。尚、感度データの好適な一例である。

又、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の発明において、前記発光部には、温度変化による発光量の変化を自動的に修正する自動修正回路が接続されることとした。この構成によれば、周囲温度変化による発光部の発光量変化の補正も行われ、尚更のこと、正確な濃度測定を行うことができる。

又、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の発明において、Ｄ／Ａコンバータを有し、前記増幅部は、差動増幅器であって、前記差動増幅器には、前記受光部からの出力電圧と、前記制御部からの補正信号を前記Ｄ／Ａコンバータが変換したアナログ電圧が入力され、その差分を増幅することとした。この構成によれば、簡易な構成により、適切に増幅部の出力補正を行うことができる。

又、請求項７記載の画像形成装置は、前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の濃度測定装置と、前記濃度測定装置の測定結果に基づき、形成した画像の濃度と形成しようとした画像の理想的な濃度とずれがある場合、そのずれを調整して画像を形成する画像形成部と、を備えることとした。この構成によれば、濃度測定装置の正確な濃度測定結果を用いて、トナー像の濃度調整を行うことができる。従って、形成されるトナー像の濃度のずれがなく、画質が維持される画像形成装置を提供することができる。

上述したように、本発明の濃度測定装置は、受光素子の感度のばらつきによる温度上昇時の増幅部の出力増加量のばらつきに左右されず、増幅部の出力を適切に補正することができる。

以下、図１〜図９に基づき、本発明の実施形態を説明する。但し、本実施形態に記載されている構成等の各要素は、発明の範囲を限定せず、単なる説明例にすぎない。

（画像形成装置の概略構成）
まず、図１及び２に基づき、本実施形態に係る濃度測定装置１を含むプリンタ２（画像形成装置に相当）の構造、動作の概略を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るプリンタ２の構成の一例を示す正面模型的断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成ユニット５０の構成の一例を示す拡大模型的断面図である。

図１に示すように、本実施形態のプリンタ２は、正面前方に操作パネル３を有し、その内部に給紙部４ａ、搬送路４ｂ、画像形成部５ａ、定着部５ｂ、中間転写部６を主構成として有する。

まず、操作パネル３（破線で図示）は、メニュー画面を表示し、タッチパネルにより機能の設定入力が可能な液晶表示部３１や、設定用の各種キーが設けられる。従って、使用者は、操作パネル３でプリンタ２の動作の設定入力を行える。

給紙部４ａ（本実施形態では、４ａ１、４ａ２の２つ）は、本体内最下部に配され、その内部にコピー用紙等、各種、各サイズの用紙を収容する。各給紙部４ａは、印刷時、１枚ずつ用紙を搬送路４ｂに送り出す。搬送路４ｂは、プリンタ２の内部左側を垂直上方に向け給紙部４ａから排出トレイ４１まで用紙を搬送する通路である（図１に搬送方向を破線矢印で図示）。搬送路４ｂには、用紙案内用のガイド板４２や、モータ等からなる駆動機構（不図示）に接続され回転駆動する搬送ローラ対４３、４４が設けられる。又、用紙を２次転写ローラ６７と中間転写ベルト６５のニップにタイミングを合わせて進入させるレジストローラ対４５が、２次転写ローラ６７の下方に設けられる。

次に、図１及び図２に基づき、画像形成部５ａを説明する。図１に示すように、画像形成部５ａは、給紙部４ａの上方かつ、中間転写部６の下方に設けられる。そして、画像形成部５ａは、図１の左側から、ブラック用の画像形成ユニット５０Ｋ、イエロー用の画像形成ユニット５０Ｙ、マゼンタ用の画像形成ユニット５０Ｍ、シアン用の画像形成ユニット５０Ｃの順で並列された複数の画像形成ユニット５０と、その下方の、複数の感光体ドラム５２にレーザ光による走査・露光を行う露光部５１で構成される。又、各画像形成ユニット５０Ｋ〜５０Ｃは、中間転写ベルト６５に近接して並列配置される。ここで、使用するトナーの色が異なるものの、各画像形成ユニット５０Ｋ〜５０Ｃは構造が共通し、以下では特に説明する場合を除き、「Ｋ」、「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」の記号は省略し、共通する部材に同一の符号を用いる。

図２に示すように、各画像形成ユニット５０は、周面にトナー像を担持する感光体ドラム５２と、帯電部５３、現像部５４、清掃部５５等で構成される。そして、ユーザ端末１００等から受信した画像データ等に基づき、露光部５１が各感光体ドラム５２に静電潜像を形成し、この静電潜像を各現像部５４が可視像（トナー像）に現像する。

感光体ドラム５２は、アルミ等の導電性基体の外周面に、感光層を設けた円筒状の部材であり、その表面にトナー像を担持する。帯電部５３は、感光体ドラム５２の表面を所定電位に帯電させる。本実施形態の帯電部５３は、放電ワイヤＷを電極として高電圧印加部５３ａ（図３参照）により高電圧（絶対値が大きい）を印加して放電帯電させるコロナ放電器である。尚、ローラ、ブラシ等で帯電を行っても良い。露光部５１は、画像データにあわせて半導体レーザ装置（不図示）のＯＮ／ＯＦＦを行い、形成する画像データにあわせレーザ光を照射し、帯電後の感光体ドラム５２の走査・露光を行う。尚、露光部５１には、例えば、アレイ上のＬＥＤユニットが採用されてもよい。

現像部５４は、トナーを収容し、トナーを所定の電位に帯電させる。又、現像部５４には、トナーを担持する現像ローラ５４ａが設けられ、現像時には現像ローラ５４ａに所定電圧を印加して、トナーを飛翔させて静電潜像にトナーが供給される。これにより、静電潜像がトナー像として現像される。清掃部５５は、感光体ドラム５２の軸線方向に沿って当接するブレード５５ａ及び摺擦ローラ５５ｂを有し、感光体ドラム５２を摺擦、研磨して、残トナーや感光体ドラム５２に付着した水分、帯電生成物等を回収、除去する。

次に、図１に戻り、中間転写部６を説明する。中間転写部６は、各感光体ドラム５２からトナー像が１次転写され、用紙に２次転写を行う部分である。中間転写部６は、駆動ローラ６１、２本の従動ローラ６２、６３、４本の１次転写ローラ６４、これら複数のローラに周回可能に張架される無端状の中間転写ベルト６５、ベルト清掃装置６６、２次転写ローラ６７等で構成される。駆動ローラ６１は、２次転写ローラ６７に対向して配され、モータ・ギア等から構成される駆動機構（不図示）の接続により回転駆動する。

中間転写ベルト６５は、駆動ローラ６１の駆動で、図１で時計回りに周回する。各１次転写ローラ６４は、各感光体ドラム５２と中間転写ベルト６５を挟むようにそれぞれ配される。ベルト清掃装置６６は、図１の右端に設けられ、２次転写後に中間転写ベルト６５表面に残留するトナー等を除去、回収する。又、２次転写ローラ６７は、駆動ローラ６１に対向し、駆動ローラ６１方向に中間転写ベルト６５に圧接する。

ここで、トナー像の転写プロセスでは、各１次転写ローラ６４は、所定の電圧を印加され、各感光体ドラム５２が担持する各色のトナー像は、中間転写ベルト６５表面にタイミングを合わせて重ね合わされ、１次転写される。そして、レジストローラ対４５はタイミングをあわせて用紙を搬送し、中間転写ベルト６５上のトナー像と用紙が中間転写ベルト６５と２次転写ローラ６７のニップに同時に進入する。この時、２次転写ローラ６７に、所定の電圧が印加され、中間転写ベルト６５から用紙にトナー像が２次転写される。

定着部５ｂは、発熱体を内蔵する加熱ローラ５６と、これに圧接する加圧ローラ５７とを有し、２次転写ローラ６７の上方に配され、２次転写されたトナー像を用紙に定着させる。両ローラのニップに２次転写後の用紙が進入し、加熱・加圧でトナー像が用紙に定着する。そして、定着の完了後の用紙は排出トレイ４１に排出され、画像形成が完了する。

（プリンタ２のハードウェア構成）
次に、図３に基づき、本発明の実施形態に係る濃度測定装置１を含むプリンタ２のハードウェア構成の一例を説明する。図３は、本発明の実施形態に係る濃度測定装置１を含むプリンタ２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

図３に示すように、本実施形態のプリンタ２の各部、各部材の動作制御のため、機内に制御部７が設けられる。制御部７は、プリンタ２の画像形成部５ａや中間転写部６等の各部と接続され、例えば、感光体ドラム５２等の回転、帯電、現像等の多様な制御を行う。又、詳細は後述するが、制御部７は、装置の動作を制御し、温度センサＳ１の出力が入力され周囲温度を検出するとともに、増幅部９Ａ、９Ｂの出力値に基づき測定対象におけるトナー像の濃度を検出する。

そして、例えば制御部７に、ＣＰＵ７１、記憶部７２等が設けられる。ＣＰＵ７１は、中央演算処理装置であり、制御用プログラム、データに基づき、プリンタ２の各部に制御信号を発し、各部からの信号を受け、各種演算等を行う。又、記憶部７２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュＲＯＭ等の揮発性と不揮発性の記憶装置を組み合わせて構成される。記憶部７２は、制御プログラム、制御データ、画像データ、設定データ等のデータを記憶する。又、特に、本発明に関し、詳細は後述するが、記憶部７２は、予め定められた基準温度（常温、例えば、２５°Ｃ）で、予め測定された、受光部８３Ａ、８３Ｂの受光素子（本実施形態では、後述するフォトダイオード８４Ａ、８４Ｂ）の感度を示す感度データと、周囲温度上昇に伴う増幅部９Ａ、９Ｂの出力変化補正のため、現在の周囲温度と感度データに応じた増幅部９Ａ、９Ｂの出力補正用の補正データも記憶する。

次に、本実施形態の濃度測定装置１の構成（図３の２点鎖線での囲線）を説明する。濃度測定装置１は、各感光体ドラム５２や中間転写ベルト６５に対向して複数設け得るものであり、制御部７に接続されるセンサ部８（センサヘッド。詳細は後述。図４（ａ）参照）と、制御部７（ＣＰＵ７１、記憶部７２）と、制御部７に接続されセンサ部８（受光部８３Ａ、８３Ｂを含む）の周囲温度等の検出に用いられる温度センサＳ１（温度検出体に相当）、増幅部９Ａ、９Ｂ等で構成される。そして、制御部７は、プリンタ２に内蔵される濃度測定装置１の制御部、記憶部としても機能し、温度センサＳ１の出力が入力され、センサ部８の周囲温度を検出するとともに、受光部８３Ａ、８３Ｂの出力が入力され、受光部８３Ａ、８３Ｂの出力値から測定対象（感光体ドラム５２や中間転写ベルト６５）におけるトナー像の濃度を検出する。尚、濃度測定装置１専用の制御部、記憶部としての制御回路、メモリを設けてもよい。

そして、機内に設けられる温度センサＳ１は、例えば、サーミスタ（温度検出体に相当）を用い得る。通常、環境温度変化に応じ、画像形成条件（濃度の調整等）を変化させるなど、プリンタ２には、１又は複数の温度センサＳ１が内蔵されるので、本実施形態の温度センサＳ１は、プリンタ２の制御用のものと、共用される。そして、制御部７は、温度センサＳ１と接続され、温度センサＳ１の出力電圧値により、各センサ部８の周囲温度を認識する。尚、本実施形態では、駆動ローラ６１の近傍に温度センサＳ１を１つ設ける例を示すが（図１参照）、例えば、複数の温度センサＳ１が各センサ部８に隣接して設けられても良く、センサ部８の温度を測定できれば設置場所、数に制限はない。

又、図３では、便宜上１台ずつのみ図示であるが、プリンタ２は、１又は複数のユーザ端末１００（例えば、パーソナルコンピュータ）と、ネットワーク等で接続される。これにより、プリンタ２は、ユーザ端末１００から画像データ等の送信を受けて印刷（プリンタ２機能）を行うことができる。

そして、本実施形態のプリンタ２は、濃度調整用のパターン画像Ｐ１（詳細は後述、図４（ｂ）参照）を形成し、濃度測定装置１は、パターン画像Ｐ１を、トナー像として読み取り、濃度を測定する。理想的な濃度に対し、ずれがある場合、制御部７は、画像形成部５ａに指示して濃度調整を行う。

具体的に、制御部７は、各現像ローラ５４ａに印加する現像バイアスを調整、制御する現像バイアス印加部５４ｂや、１次転写ローラ６４や２次転写ローラ６７に印加する転写バイアスを実際に調整、制御する転写バイアス印加部６４ａに指示を出す。この指示により、トナーの飛翔量や転写効率等が調整され、濃度調整がなされる。即ち、プリンタ２は、濃度測定装置１と、濃度測定装置１の測定結果に基づき、形成した画像の濃度と形成しようとした画像の理想的な濃度とずれがある場合、そのずれを調整して画像を形成する画像形成部５ａと、を備える。

（濃度測定装置１の読み取り）
次に、図１乃至４に基づき、本発明の実施形態に係る濃度測定装置１の構成及びトナー像（パターン画像Ｐ１）の読み取りを説明する。図４（ａ）は、本発明の実施形態に係る濃度測定装置１のセンサ部８の一例を示す説明図であり、（ｂ）は、感光体ドラム５２又は中間転写ベルト６５上に形成されたパターン画像Ｐ１の一例である。尚、パターン画像Ｐ１の画像データは、記憶部７２に記憶され、必要に応じて読み出され、利用される。

濃度測定装置１は、感光体ドラム５２や中間転写ベルト６５に形成されたトナー像（ここでは、パターン画像Ｐ１）を読み取り、トナー像の濃度を検出する。この検出のため、センサ部８（センサヘッド）が、各感光体ドラム５２や中間転写ベルト６５に対向して設けられる（図１参照）。そして、濃度測定装置１は、パターン画像Ｐ１を読み取り、その画像でのトナーの濃度を測定する。

そこで、図４（ａ）に基づき、濃度測定装置１のセンサ部８の構成を説明する。本実施形態の濃度測定装置１のセンサ部８（図４（ａ）では２点鎖線での囲い部分）は、発光部８１と２つの受光部８３Ａ、８３Ｂと、例えばガラス製の２枚の偏光板８６（８６Ａ、８６Ｂ）を有する。

発光部８１は、トナー像（パターン画像Ｐ１）が形成された測定対象としての感光体ドラム５２や中間転写ベルト６５の表面に向けて光を照射し、例えば、ＬＥＤ等の発光素子と発光回路８２で構成できる。尚、本実施形態では、外乱光の影響を避けるため、発光素子には、赤外発光用のＬＥＤ８１ａを具備する。又、発光回路８２は、ＬＥＤ８１ａの駆動用等の回路であり、制御部７の指示を受け、ＬＥＤ８１ａを点灯させる。

次に、受光部８３Ａ、８３Ｂは、それぞれ、測定対象からの反射光を受光し、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光量に応じて出力する電流又は電圧が変化する受光素子と、受光回路８５Ａ、８５Ｂを有する。尚、本実施形態では、ＬＥＤ８１ａに対応し、受光素子には、赤外光受光用のフォトダイオード８４Ａ、８４Ｂを用いる。そして、受光回路８５は、フォトダイオード８４Ａ、８４Ｂにバイアスを印加し、そして、受光による光出力電流を抵抗等により電圧に変換する回路等で構成される。

又、センサ部８の２枚の偏光板８６（８６Ａ、８６Ｂ）は、いずれもＰ波を透過し、Ｓ波を反射して、発光部８１から測定対象に照射される光や受光部８３Ａ、８３Ｂが受光する光をＰ波、Ｓ波に分離し、発光部８１から発せられた光を偏光する。

そして、尚、図４（ａ）に示すように、各受光部８３には、受光部８３の出力を増幅する増幅部９Ａ、９Ｂが、それぞれ接続される。詳細は後述するが、各増幅部９は、ＣＰＵ７１（制御部７）で利用できるように、各受光部８３の出力（出力電圧）を増幅した後、ＣＰＵ７１のアナログ−ディジタル変換用ポートＰＴ１、ＰＴ２に向けて出力する回路である。これにより、ＣＰＵ７１は、増幅部９Ａ、９Ｂの出力した電圧値を認識する。

次に、発光部８１に接続されるＡＰＣ受光回路８７とＡＰＣ回路８８を説明する。ＡＰＣとは、自動光量出力制御（ＡＰＣ ：Automatic Power Control）のことであり、ＡＰＣ受光回路８７とＡＰＣ回路８８は、温度変化があっても、発光部８１の発光量を一定で維持させる回路である。具体的に、ＡＰＣ受光回路８７は、ＬＥＤ８１ａからの光の一部を受光する受光素子（例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ）を備え、ＡＰＣ回路８８に光電流若しくは、変換後の電圧をＡＰＣ回路８８に出力する。

そして、ＡＰＣ回路８８は、ＡＰＣ受光回路８７の出力が基準値よりも大きいと、発光部８１の発光量を落とすため、発光回路８２に供給する電力、電流等を減らす。一方、ＡＰＣ受光回路８７の出力が基準値よりも小さいと、発光回路８２に供給する電力、電流等を増やす。このように、ＡＰＣ受光回路８７の受光量をフィードバックし、ＡＰＣ回路８８が、発光部８１の発光量が常に設定値と等しくなるように制御する。即ち、発光部８１には、温度変化による発光量の変化を自動的に修正する自動修正回路が接続される。

次に、基本的な、濃度測定装置１の濃度検出を説明する。発光部８１から照射された光は、発光部８１と測定対象との間の光路上に設けられた偏光板８６ＡによりＰ波（入射面に平行な光）と、Ｓ波（入射面に垂直な光）に分離されＰ波のみが感光体ドラム５２や中間転写ベルト６５に到達する。感光体ドラム５２等のトナー像へ照射された光は再びＰ波とＳ波の成分を持ちながら反射し、反射光の光路上に、偏光板８６Ｂが設けられ、反射光はＰ波、Ｓ波に再び分離され、それぞれの成分が、受光部８３Ａ（Ｓ波反射光用）、８３Ｂ（Ｐ波反射光用）に受光される。

ここで、感光体ドラム５２上のトナー像の濃度測定を例に挙げて説明すると、感光体ドラム５２の表面は、光沢度の高いシリコン等の感光層を有するので、反射光は、物体表面に平行な方向に偏りやすい性質をもつ。従って、感光体ドラム５２表面で反射されるＰ波は、偏光をあまり乱されず、偏光板８６Ｂを通過し、受光部８３Ｂで受光される。尚、中間転写ベルト６５も、離型層等が設けられ、反射光におけるＰ波とＳ波の割合は、トナーと異なる。一方、誘電体であるトナーに照射されるＰ波は偏光が乱され、Ｐ波とＳ波を含む反射光となって、偏光板８６Ｂで分離され、受光部８３Ａ、８３Ｂで各々受光される。

従って、トナー像に光を照射した場合、発光部８１が光を照射する感光体ドラム５２の表面の面積に対し、トナーが付着する領域の割合で、受光部８３Ａ、８３Ｂで受光されるＰ波の受光量や、受光部８３Ａで受光されるＳ波の受光量の比は変化する。従って、トナー像を読み取った場合、受光部８３Ａ、８３Ｂの出力は、トナー像の濃度で、それぞれの比率は異なる。例えば、トナー像の濃度が高いほど（トナーの分布率が高いほど）、感光体ドラム５２からのＰ波成分が少なく、受光部８３Ｂの出力は小さくなる。

このように、トナー像の濃度と受光部８３Ａ、８３Ｂの出力比率には、対応する関係があり、その関係を予め実験等で取得し、例えば、記憶部７２に、色ごとにトナー像の濃度と出力比率との対応関係をデータとして、例えば、テーブル化して記憶しておく。そして、濃度測定（検出）の際、制御部７に配されるＣＰＵ７１（図３、図４参照）が、テーブルを参照し、受光部８３Ａ、８３Ｂの出力からトナー像の濃度を検出、測定する。

ここで、濃度測定装置１が読み取るトナー像を例示すると、図４（ｂ）に示すように、各感光体ドラム５２や中間転写ベルト６５上に形成され、複数の異なる濃度や異なる色のパッチで構成され、形成された各パッチの濃度から、濃度のずれがないかを確認する濃度調整用（画像品質確認用）のパターン画像Ｐ１が読み取られる。尚、記憶部７２はパターン画像Ｐ１の画像データを記憶する。

図４（ｂ）に示すパターン画像Ｐ１は、例えば、感光体ドラム５２や中間転写ベルト６５の主走査方向の略中心位置に、回転方向（副走査方向）に延びて形成される。そして、この画像を読み取る位置にセンサ部８が配される。尚、パターン画像Ｐ１の形成位置及びセンサ部８の設置位置は、中央位置に限られず主走査方向内において適宜設定できる。

例えば、図１及び２に示すように、パターン画像Ｐ１を読み取りのため、濃度測定装置１のセンサ部８は、各現像部５４と中間転写ベルト６５の間に設けることができる。又、本実施形態のプリンタ２のように中間転写部６を有する場合、中間転写ベルト６５に転写されたパターン画像Ｐ１を読み取っても、トナー像の濃度を確認でき、図１に示すように、駆動ローラ６１と画像形成ユニット５０Ｋの間にセンサ部８を１つ設けるようにして、コスト削減を図っても良い（尚、図１では、両方に設ける場合を図示）。

（感度に応じた増幅率の設定と受光部８３の温度特性）
次に、図５及び図６に基づき、本発明の実施形態に係る受光部８３Ａ、８３Ｂの感度に応じた増幅率の設定と受光部８３Ａ、８３Ｂの温度特性の一例を説明する。図５は、本発明の実施形態に係る受光部８３Ａ、８３Ｂの感度に応じた増幅率の設定と受光部８３Ａ、８３Ｂの温度特性の一例を説明する説明図である。図６は、感度の違いによって、温度上昇時の増幅部９Ａ、９Ｂの出力差の一例を示すグラフである。尚、プリンタには、吸気又は排気を行うファン（不図示）等で、機内温度維持や過昇温防止を図るが、温度上昇は、連続印刷のため、定着部５ｂが発熱状態を維持した場合などに生ずる。

尚、濃度測定装置１における受光部８３Ａと受光部８３Ｂ、増幅部９Ａと増幅部９Ｂ、は、それぞれ、基本的に同様の構成であり、以下の説明が同様に当てはまるので、説明の便宜上、特に説明する場合を除き、区別のためのＡ、Ｂの符号は省略する。

まず、図５（ａ）に基づき、本実施形態の増幅部９の感度に応じた増幅率の設定を説明する。そして、図５（ａ）は、上述した基準温度（常温、例えば、２５°Ｃ）で、フォトダイオード８４に光を照射した際の受光部８３と増幅部９の出力の一例を示している。そして、図５（ａ）の左側に感度の悪いフォトダイオード８４を、右側に、感度の良いフォトダイオード８４の出力の一例を示している。

一般に、フォトダイオードの感度では、ばらつき（個体差）があり、同じ光量を照射しても、光電流出力に差がある。そして、図５（ａ）に示すように、同じ光量を照射しても感度悪品の方が、感度良品よりも生ずる光電流が少ない。尚、図５での暗電流成分は、模式的に大きくしている。

ここで、上述したように、本実施形態の濃度測定装置１は、受光部８３の出力に基づいて、その出力比率や、テーブルを参照して濃度の検出を行う。従って、増幅部９の増幅率を固定とすると、感度のばらつきのため、同じ光量を受光部８３に受光させても、増幅部９の出力が異なるので、正確に濃度測定を行えない。更にいえば、又、濃度測定装置間の濃度測定結果のばらつきも生じ、測定装置としては好ましいとは言えない。

そこで、本実施形態の濃度測定装置１は、フォトダイオード８４の感度によらず、基準温度時で、受光部８３に所定の光量を照射した時に、増幅後の出力値（出力電圧値）が、一定値となるように、増幅部９の増幅率を調整する。図５（ａ）をみても分かるように、感度の悪いフォトダイオード８４では、増幅部９の増幅率は、感度が良い場合に比べ、高くなるように調整される。尚、増幅率の調整は、増幅部９内の抵抗の抵抗値を微調整する等で実現される。即ち、増幅部９は、フォトダイオード８４の感度のばらつきによる濃度測定結果の差をなくすため、基準温度で、受光部８３に所定の光量を照射した時に、増幅部９の出力値が一定値になるように増幅率が設定される。

尚、所定の光量は、本実施形態のＡＰＣ受光回路８７とＡＰＣ回路８８により、発光部８１が一定の光量で出力するように設定されるので、この光を例えば、トナー像を形成していない、あるいは、一定の濃度（例えば、５０％）でトナー像が形成された感光体ドラム５２や中間転写ベルト６５に照射した際の受光部８３への反射光を、所定の光量とすることができる。

次に、受光部８３の周囲温度の上昇時の問題点を図５（ｂ）を用いて説明する。一般に、フォトダイオードは、温度上昇に伴い、光出力電流が増加する温度特性を有する。この温度上昇時の受光部８３と増幅部９の出力の一例を、感度良品と感度悪品の２つの場合について、図５（ｂ）に示す。

上述したように、本実施形態の増幅部９の増幅率は、フォトダイオード８４の感度のばらつきの影響を解消をするために調整される。そして、温度上昇で、暗電流及び光電流出力が増加した場合、暗電流及び光電流出力の増加分も同じ増幅率で増幅される。そうすると、先に説明した増幅率の調整との関係で、暗電流及び光電流出力の増加分は、感度良品よりも感度悪品の方が、より大きく増幅される。従って、温度上昇時、同じ光量をフォトダイオード８４に照射しても、感度に応じて、図５（ｂ）に示すように、増幅後の出力値の差異Δ１が生ずる。このような感度による差異Δ１の発生は、濃度測定結果の誤差発生の原因になるという問題がある。

この感度と温度変化との関係の実験結果を示すグラフが、図６である。このグラフの横軸は受光部８３の周囲温度を示し、縦軸は、増幅部９の増幅後の出力変動率を示す。そして、基準温度でのフォトダイオード８４の増幅後の出力電圧値が、変動率での１００％となる。この基準温度時の増幅後の出力は、上述の増幅率の調整のため、感度の良し悪しを問わず、ほぼ一致する。

しかし、図６のグラフで複数の実線で示すように、同じ光量を受光部８３に照射し、周囲温度が上昇して高くなるにつれて、増幅部９の出力は、増加傾向を示す。更に、フォトダイオード８４の感度差により、増幅後の出力の増加量に差が生じる。尚、図６で、上方の実線のもの程、感度が悪く、下のものほど感度が良いフォトダイオード８４であり、その出力変動幅を白抜矢印で図示している。尚、図６での変動幅は、数％程度である。

（増幅後の出力値の補正）
次に、図４（ａ）、図７、図８に基づき、本発明の実施形態に係る増幅部９の温度上昇時の出力補正の一例を説明する。図７は、本発明の実施形態に係る増幅後出力補正用のデータテーブルＤＴ（ＤＴ１、ＤＴ２、即ち、補正データ）の内容の一例を示す図である。図８は、本発明の実施形態に係る増幅部９の回路構成の一例を示す回路図である。

上述したように、温度上昇時、フォトダイオード８４は、出力が増加するという温度特性を有する上に、感度によって、増幅後出力の増加量に差が生じる。この増幅後出力の増加量に差が生じることを解消するための構成を、図４（ａ）を利用して説明する。図４（ａ）に示すように、受光部８３の出力は、それぞれ増幅部９に出力されるが、この増幅部９には、それぞれＤ／Ａコンバータ９１が接続される。このＤ／Ａコンバータ９１は、ＣＰＵ７１からディジタル信号を受け取って、その信号をアナログ信号に変換して、増幅部９に入力する。

具体的に、ＣＰＵ７１がＤ／Ａコンバータ９１に出力する信号は、温度上昇に伴う増幅部９の出力増加を、フォトダイオード８４の感度差による増幅部９の出力増加量の差をも考慮して、補正するための補正信号である。この補正信号でのディジタル値は、記憶部７２に記憶される感度データと温度センサＳ１で検出される周囲温度に基づき、図７に例示するような、記憶部７２に記憶されるデータテーブルＤＴ（ＤＴ１、ＤＴ２）を参照して定められる。即ち、制御部７は、現在の周囲温度と、感度データと、補正データに基づき、増幅部９に補正信号を送信し、増幅部９は、補正信号に基づき、出力の補正をする。

まず、感度データについて説明すると、感度データは、予め定められる基準温度での、予めの測定結果に基づき定められ、記憶部７２に濃度測定装置１に用いられるフォトダイオード８４の感度を示す数値等である。フォトダイオード８４の感度の測定方法は、種々考えられるが、例えば、受光部８３に、常温（例えば、２５°Ｃ）等の、後述の基準温度で、予め定められた一定の光を照射した際の受光部８３の出力値や、増幅率を固定した増幅部９の出力値を測定する感度測定に基づき定めることができる。例えば、感度データは、感度測定時の受光部８３の出力値そのものでも良いし、濃度測定装置１に用いられるフォトダイオード８４を多数用意し、それぞれのフォトダイオード８４の感度測定を行い、得られた各フォトダイオード８４の測定値を統計的に処理し、それぞれの受光素子の感度の善し悪しを示す数値としてもよい。即ち、感度データは、一定の基準のもと、受光素子の感度を示すものであればよい。

又、例えば、図５を用いて説明した増幅率の調整結果を利用することもできる。例えば、調整後の増幅率が大きければ、大きいほど、その分だけフォトダイオード８４の感度が悪いことを示す。言い換えると、増幅率が大きいほど、温度上昇時の出力増加量が大きく、増幅後の出力の補正量は多くすべきである。そこで、感度データは、例えば、増幅率の逆数等でもよいし、増幅率の分布に基づき、フォトダイオード８４の感度を良し悪しを指し示す指標としての数値でもよいし、規格化された値でも良い。又、増幅率を参照せず、調整前の増幅部９とフォトダイオード８４を接続し、基準温度のもと、一定光量を照射したときの増幅部９の出力を元に、感度データを定めても良い。即ち、フォトダイオード８４の感度を１つ１つ測定して、感度データが定められてもよい。

尚、フォトダイオード８４等の受光素子の製造者等が、出荷前に、製品の全てについて検査（全品検査）を行い、製品の感度のランク付けを行う場合がある。そして、ランクごとに、フォトダイオード８４を選別し、販売することがある。従って、感度データは、フォトダイオード８４の製造者による感度測定結果であるランク情報としてもよい。要するに、フォトダイオード８４をプリンタ２等の製造者が測定した結果でもよく、感度データは、感度を意味する値であればよい。

次に、図７に示すデータテーブルＤＴを説明する。データテーブルＤＴでは、感度データと、現在周囲温度に対応する補正値が書き込まれる。尚、図７（ａ）は、感度データを数値として表した場合（ＤＴ１）、（ｂ）は、感度データをランクとして表した場合を示す（ＤＴ２）。

ここで、感度データは、数値として記憶される場合もあれば、ランク情報として記憶される場合もあるので、データテーブルＤＴ１、ＤＴ２の両方を記憶しても良い。尚、図７（ａ）では、感度データとして定められる数値の形態は、多様であるので、感度データの値をｘと示し、データテーブルＤＴ１を参照する上での閾値をＸ１〜Ｘ５のように、変数的に記載している。又、閾値に関し、感度の関係は、Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３＞Ｘ４＞Ｘ５（Ｘ１が最も感度がよい）の関係としている。尚、閾値は、更に多く設定しても良い。

又、図７（ｂ）に示すように、感度データをランク情報として記憶する場合の本例のデータテーブルＤＴ２では、例えば、感度は、Ａ〜Ｆの６段階でランク付けされるとする。又、ランク情報での感度の関係は、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｅ（Ａが最も感度が良い）としている。又、ランクの数は更に多くても良い。即ち、感度データは、受光素子のばらつきからとり得る感度分布を複数で分割した複数のランクのうち、装置に取り付けられる受光素子が属するランク情報でもよい。尚、データテーブルＤＴ１、ＤＴ２は、記憶される感度データの形式に合わせて、いずれかを記憶しておけばよい。

そして、図７に示すように、受光部８３の周囲温度に応じても補正値を定めるため、周囲温度に関する参照もデータテーブルＤＴ１、ＤＴ２では、定められる。尚、周囲温度におけるｔは、温度センサＳ１により測定された温度を示す。又、図７のデータテーブルＤＴ１、ＤＴ２では、補正値を定める際の周囲温度の閾値は、１０°Ｃ刻みで示しているが、１°Ｃ、３°Ｃ、５°Ｃなど、例えば、記憶部７２の容量に応じて、周囲温度に関する閾値での刻み幅は、適宜設定可能である。

又、基準温度は、上述したように、常温２５°Ｃ程度で設定可能であるので、本例では、増幅部９Ａ、９Ｂの出力補正は、例えば、誤差が大きくなる周囲温度３５°Ｃ以上の場合に補正を行うとして、データテーブルＤＴ１、ＤＴ２では、周囲温度が３５°Ｃ以上の場合を規定している。

そして、記憶部７２に記憶される感度データ、及び、受光部８３の周囲温度に応じ、データテーブルＤＴ１、ＤＴ２を参照することで、補正値（図７では補正値を、感度データが感度を示す数値である場合はＹ１〜Ｙ８と、ランク情報である場合は、Ｙａ〜Ｙｈとして例示）が定められる。この補正値は、ＣＰＵ７１からＤ／Ａコンバータ９１に出力されるディジタル値（即ち、補正信号）を示し、温度上昇に伴うフォトダイオード８４の出力増加をなくすように定められる。更には、補正データ（データテーブルＤＴ）は、フォトダイオード８４の感度が良い場合よりも、フォトダイオード８４の感度が悪い場合の方が増幅部９Ａ、９Ｂの出力値の下げ幅が大きくなる補正を行うように定められる。例えば、図７（ａ）のデータテーブルＤＴ１では、Ｙ１よりもＹ５の方が、増幅部９Ａ、９Ｂの出力値の下げ幅が大きくなる関係となる。

（増幅部９の構成）
次に、図８に基づき、本発明の実施形態に係る増幅部９Ａ、９Ｂの一例を示す。図８は、本発明の実施形態に係る増幅部９Ａ、９Ｂの一例を示す回路図である。

図８に示すように、増幅部９Ａ、９Ｂは、オペアンプＯＰ（オペアンプＩＣ）を用いた差動増幅器９２である。又、オペアンプＯＰの−端子には、Ｄ／Ａコンバータ９１の間に抵抗Ｒ１と、オペアンプＯＰの出力の帰還抵抗Ｒ２が接続される。又、オペアンプＯＰの＋端子には、受光部８３との間に抵抗Ｒ３、グランドとの間に抵抗Ｒ４が接続される。

このオペアンプＯＰを用いた差動増幅器９２は、Ｄ／Ａコンバータ９１が入力する電圧をＶ１とし、受光部８３（フォトダイオード８４）が入力する電圧をＶ２とし、抵抗値をＲ１＝Ｒ３、及び、Ｒ２＝Ｒ４とすれば、出力電圧Ｖｏは、
Ｖｏ＝Ｒ２／Ｒ１（Ｖ２−Ｖ１）
となることが知られている。尚、本実施形態では、式に示すとおり、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を調整することで、増幅率の修正ができる。

従って、制御部７のＣＰＵ７１は、周囲温度上昇時、記憶部７２に記憶される感度データと、検出温度に基づき、データテーブルＤＴを参照し、補正値を決定し、その補正値に基づきＤ／Ａコンバータ９１に補正信号（ディジタル値）を出力し、Ｄ／Ａコンバータ９１がディジタル値に応じたアナログ電圧をＶ１として差動増幅器９２に入力する。そうすると、受光部８３の出力電圧であるＶ２からＶ１を減じた電圧値を増幅することになる。従って、このＶ１によって、温度上昇による出力増加分を打ち消すことができる。

言い換えると、データテーブルＤＴでの補正値は、基準温度での受光部８３の出力値と温度上昇時の受光部８３の出力値との差分を示す値であり、この差分を示す電圧値を制御部７は、Ｄ／Ａコンバータ９１に出力させ、温度上昇に伴う出力増加分を打ち消し、補正する。即ち、濃度測定装置１は、Ｄ／Ａコンバータ９１を有し、増幅部９は差動増幅器９２であって、を有し、差動増幅器９２には、受光部８３からの出力電圧と、制御部７からの補正信号をＤ／Ａコンバータ９１が変換したアナログ電圧が入力され、その差分を増幅する。

次に、図９に基づき、本発明の実施形態に係る濃度測定装置１の濃度測定における制御の一例を説明する。図９は、本発明の実施形態に係る濃度測定装置１の濃度測定における制御フローの一例を示すフローチャートである。

図９に示すスタートは、濃度測定の所定の実行タイミングである。例えば、所定のタイミングは、プリンタ２の電源投入時や、操作パネル３でパターン画像Ｐ１による濃度測定と調整を指示した場合や、前回の濃度測定後、一定枚数（例えば、数百枚〜数千枚）印刷した際に実行される濃度自動調整の場合や、プリンタ２が不使用状態となってから一定時間が経過した場合など、適宜設定できる。

その後、制御部７は、温度センサＳ１を用いて、センサ部８（受光部８３Ａ、８３Ｂ）の周囲温度を検出する（ステップ♯１）。次に、制御部７は、記憶部７２に記憶されるフォトダイオード８４の感度データを読み出す（ステップ♯２）。その後、制御部７は、データテーブルＤＴを参照して補正値を決定する（ステップ♯３）。その後、制御部７は、補正信号をＤ／Ａコンバータ９１に出力し（ステップ♯４）、Ｄ／Ａコンバータ９１は、各増幅部９にＤＡ変換後の補正信号を入力する（ステップ♯５）。尚、ステップ♯３で補正値を決定できなければ（例えば、周囲温度が３５°Ｃ未満の時等）、制御部７は、補正信号を出力しなければよい。

次に、温度上昇に対する補正後の各増幅部９の出力電圧に基づいて、制御部７は、測定対象におけるトナー像の濃度を検出する（ステップ♯６）。次に、全ての濃度検出が完了したかを制御部７は確認する（ステップ♯７）。例えば、パターン画像Ｐ１の全色、各濃度のパッチの全ての濃度検出が完了したかを確認する。そして、全ての濃度検出が完了していなければ（ステップ♯７のＮｏ）、例えばステップ♯１に戻り（ステップ♯６でもよい）、完了していれば（ステップ♯７のＹｅｓ）、濃度測定制御は完了する（エンド）。

そして、制御部７は、取得された濃度測定結果から、理想的な濃度とずれがあれば、画像形成部５ａの各種バイアスを調整する等により、濃度調整を行って、形成される画像の濃度が適切である状態を維持する。

このようにして、本発明の構成によれば、制御部７は、現在の周囲温度と、感度データと、補正データに基づき、増幅部９に補正信号を送信し、増幅部９は、補正信号に基づき、出力の補正をするので、同じ光量を受光部８３に受光させた場合、受光部８３の周囲温度の変化に加え、更に、受光素子（フォトダイオード８４Ａ、８４Ｂ）の感度のばらつきに左右されることなく、同じ値に、又は、同じ値に近づくように、増幅部９の出力補正を行うことができる。即ち、周囲温度の変化による増幅後出力の変化に加え、受光素子の感度のばらつきで温度上昇時の増幅後出力の増加量のばらつきが生ずる点にも対応して、増幅後の出力の補正をすることができる。従って、温度変化や受光素子の感度のばらつきに左右されず、正確な濃度測定を行うことができる。又、受光素子の感度のばらつきに左右されないので、受光素子の感度を選別する必要がなく、濃度測定装置１の製造での、資材調達の容易性は向上するとともに、製造コスト削減の点でも優位である。

又、基準温度で、受光部８３に所定の光量を照射した時に、増幅部９の出力値が一定値になるように増幅率が設定されるので、基準温度時、受光素子のばらつきによらず、同じ測定対象を測定した際の増幅部９の出力値はほぼ同じとなり、正確な濃度測定結果を得ることができる。ここで、所定の光量は、任意に設定可能である。又、感度の悪い受光素子の方が、基準温度時の出力値と温度上昇時の出力値との差が大きくなる場合があるところ、この構成によれば、補正データは、受光素子の感度が良い場合よりも、受光素子の感度が悪い場合の方が、増幅部９の出力値の下げ幅が大きくなる補正を行うように定められるので、増幅部９の出力の補正を的確に行うことができる。

又、感度データは、装置に取り付けられる受光素子が属するランク情報なので、受光部８３の感度の良し悪しについて統計的にランク付けしたランク情報に基づき、補正を行うことができる。尚、感度データの好適な一例である。又、発光部８１には、温度変化による発光量の変化を自動的に修正する自動修正回路が接続されているので、周囲温度変化による発光部８１の発光量変化の補正も行われ、尚更のこと、正確な濃度測定を行うことができる。又、増幅部９は、差動増幅器９２と、Ｄ／Ａコンバータ９１と、を有するので、簡易な構成により、適切に増幅部９の出力補正を行うことができる。又、濃度測定装置１と、濃度のずれを調整して画像を形成する画像形成部５ａを有するので、トナー像の濃度を正確に測定する濃度測定装置１の濃度測定結果を用いて、トナー像の濃度調整を行うことができる。従って、形成されるトナー像の濃度のずれがなく、画質が維持される画像形成装置を提供することができる。

次に、他の実施形態について説明する。上記の実施形態では、増幅部９として、オペアンプＯＰのＩＣを１つ用いた差動増幅器９２を例示したが、例えば、オペアンプＯＰを複数用いたインスツルメンテーションアンプ等で構成してもよい。又、オペアンプＯＰのＩＣではなく、例えば、ＦＥＴ等のトランジスタを使用した差動増幅器９２でも良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、発光部、受光部を備えた濃度測定装置及び、この濃度測定装置を備えた画像形成装置に利用可能である。

実施形態に係るプリンタの構成の一例を示す正面模型的断面図である。 実施形態に係る画像形成ユニットの構成の一例を示す拡大模型的断面図である。 実施形態に係る濃度測定装置を含むプリンタのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）は、実施形態に係る濃度測定装置のセンサ部の一例を示す説明図であり、（ｂ）は、感光体ドラム又は中間転写ベルト上に形成されたパターン画像の一例である。 実施形態に係る受光部の感度に応じた増幅率の設定と受光部の温度特性の一例を説明する説明図である。 感度の違いによる温度上昇時の増幅部の出力差の一例を示すグラフである。 実施形態に係る増幅後出力補正用のデータテーブルの一例を示す図である。 実施形態に係る増幅部の回路構成の一例を示す回路図である。 実施形態に係る濃度測定装置の濃度測定における制御フローの一例を示すフローチャートである。

１ 濃度測定装置 ２ プリンタ（画像形成装置）
５ａ 画像形成部 ５２ 感光体ドラム（測定対象）
６５ 中間転写ベルト（測定対象） ７ 制御部
７１ ＣＰＵ ７２ 記憶部
８ センサ部（センサヘッド） ８１ 発光部
８３（８３Ａ、８３Ｂ） 受光部
８４（８４Ａ、８４Ｂ） フォトダイオード（受光素子）
８７ ＡＰＣ受光回路（自動修正回路の一部）
８８ ＡＰＣ回路（自動修正回路の一部）
９（９Ａ、９Ｂ） 増幅部 ９１ Ｄ／Ａコンバータ
９２ 差動増幅器 Ｓ１ 温度センサ（温度検出体）
Ｐ１ パターン画像（トナー像）
ＤＴ（ＤＴ１、ＤＴ２） データテーブル（補正用データ）

Claims (7)

1. トナー像が形成された測定対象に向けて光を照射する発光部と、
   前記測定対象からの反射光を受光し、受光量に応じて出力する電流又は電圧が変化する受光素子を有する受光部と、
   前記受光部の出力を増幅する増幅部と、
   前記受光部の周囲温度を検出するための温度検出体と、
   装置の動作を制御し、前記温度検出体の出力が入力され前記周囲温度を検出するとともに、前記増幅部の出力値に基づき前記測定対象におけるトナー像の濃度を検出する制御部と、
   予め定められた基準温度で、予め測定された前記受光素子の感度を示す感度データを記憶する記憶部と、を備え、
   前記記憶部は、前記周囲温度上昇に伴う前記増幅部の出力変化補正のため、現在の周囲温度と前記感度データに応じた前記増幅部の出力補正用の補正データも記憶し、
   前記制御部は、現在の周囲温度と、前記感度データと、前記補正データに基づき、前記増幅部に補正信号を送信し、
   前記増幅部は、前記補正信号に基づき、出力の補正をすることを特徴とする濃度測定装置。
2. 前記増幅部は、前記受光素子の感度のばらつきによる濃度測定結果の差をなくすため、前記基準温度で、前記受光部に所定の光量を照射した時に、前記増幅部の出力値が一定値になるように増幅率が設定されることを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置。
3. 前記補正データは、前記受光素子の感度が良い場合よりも、前記受光素子の感度が悪い場合の方が、前記増幅部の出力値の下げ幅が大きくなる補正を行うように定められることを特徴とする請求項１又は２に記載の濃度測定装置。
4. 前記感度データは、前記受光素子のばらつきからとり得る感度分布を複数で分割した複数のランクのうち、装置に取り付けられる前記受光素子が属するランク情報であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の濃度測定装置。
5. 前記発光部には、温度変化による発光量の変化を自動的に修正する自動修正回路が接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の濃度測定装置。
6. Ｄ／Ａコンバータを有し、
   前記増幅部は、差動増幅器であって、前記差動増幅器には、前記受光部からの出力電圧と、前記制御部からの補正信号を前記Ｄ／Ａコンバータが変換したアナログ電圧が入力され、その差分を増幅することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の濃度測定装置。
7. 前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の濃度測定装置と、
   前記濃度測定装置の測定結果に基づき、形成した画像の濃度と形成しようとした画像の理想的な濃度とずれがある場合、そのずれを調整して画像を形成する画像形成部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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