JP2014119727A - Image forming apparatus - Google Patents

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Kenichi Fujii
健一 藤井
Takuya Mukohara
卓也 向原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of using small detection images for controlling image forming conditions related to density.SOLUTION: An image forming apparatus includes: image forming means for forming detection images having one or more lines extending in a direction different from a direction of movement of the surface of an image carrier on the surface of the image carrier; detection means for detecting the detection images formed by the image forming means and outputting output signals; and control means for controlling image forming conditions related to the density of the images to be formed on the basis of peak values of the output signals output from the detection means. The detection means includes: light emitting means for irradiating the image carrier with light; light receiving means for receiving the light emitted from the light emitting means and reflected on the image carrier, and outputting detection signals according to the amount of received light; and output means for outputting, as output signals, signals according to a difference between the values of the detection signals corresponding to the amount of received light including regular reflection light components from different positions on the surface of the image carrier.

Description

本発明は、電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置に関し、より詳しくは、画像形成装置における画像形成条件の調整技術に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, and more particularly to a technique for adjusting image forming conditions in the image forming apparatus.

電子写真方式による画像形成装置は、レーザ光により感光体に形成した静電潜像をトナーで現像し、現像したトナー像を記録材に直接又は間接的に転写することで画像を形成している。特に、カラー画像形成装置においては、使用する各色のトナー像を重ねて画像を形成するため、各トナー像の濃度を正確に調整することが重要である。しかしながら、画像形成条件を一定に保っても、温度や湿度といった環境要因によって画像形成に係る各部材の特性が変化するため、これら変化により濃度が変動する。さらに、画像形成に係る各部材は、経年変化によりその特性が変化し、これも濃度の変動につながる。   An electrophotographic image forming apparatus forms an image by developing an electrostatic latent image formed on a photosensitive member with laser light with toner and transferring the developed toner image directly or indirectly to a recording material. . Particularly in a color image forming apparatus, it is important to accurately adjust the density of each toner image in order to form an image by superimposing the toner images of the respective colors to be used. However, even if the image forming conditions are kept constant, the characteristics of each member related to image formation change due to environmental factors such as temperature and humidity, and the density fluctuates due to these changes. Furthermore, the characteristics of each member related to image formation change due to secular change, which also leads to density fluctuations.

このため、画像形成装置においては、最大濃度や、濃度の階調性を調整する濃度補正を実行する。具体的には、濃度検出用の検出画像を感光体、中間転写体又は記録材等の像担持体に形成し、センサによって検出画像の濃度を検出して画像形成条件へとフィードバックしている。なお、調整対象の画像形成条件としては、感光体の帯電電位、感光体に照射する光量や、現像バイアス、現像のためのトナーの補給量等がある。このような補正動作はキャリブレーションと呼ばれている。   For this reason, the image forming apparatus executes density correction for adjusting the maximum density and the gradation of density. Specifically, a detection image for density detection is formed on an image carrier such as a photoconductor, an intermediate transfer body, or a recording material, and the density of the detection image is detected by a sensor and fed back to image forming conditions. Note that the image forming conditions to be adjusted include the charging potential of the photoconductor, the amount of light applied to the photoconductor, the development bias, the amount of toner supplied for development, and the like. Such a correction operation is called calibration.

ここで、特許文献1は、検出画像を読み取るための光学センサを開示している。特許文献1が開示する光学センサは、LEDと、このLEDによって検出画像を照らした際の正反射光及び拡散反射光を受光するフォトトランジスタを有している。特許文献1に記載の光学センサを使用して濃度を検知する場合には、10mm×10mm程度の面積にトナーで描いた検出画像を読み取ることになる。ここで、濃度補正に用いる検出画像は可能な限り小さいことが望ましい。これは、検出画像が小さければ、トナーの消費量が少なくなり、キャリブレーション時間が短くなるからである。このため、特許文献2は、CCDセンサを使用することで、小さい検出画像を使用する構成を開示している。   Here, Patent Document 1 discloses an optical sensor for reading a detected image. The optical sensor disclosed in Patent Document 1 includes an LED and a phototransistor that receives regular reflection light and diffuse reflection light when a detection image is illuminated by the LED. When the density is detected using the optical sensor described in Patent Document 1, a detection image drawn with toner in an area of about 10 mm × 10 mm is read. Here, it is desirable that the detection image used for density correction is as small as possible. This is because if the detected image is small, the amount of toner consumed is reduced and the calibration time is shortened. For this reason, Patent Document 2 discloses a configuration in which a small detection image is used by using a CCD sensor.

特開平3−134678公報JP-A-3-134678 特開平7−20670号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-20670

しかしながら、CCDは高価であり、CCDを用いると検出画像を小さくできるが、画像形成装置のコストが高くなってしまう。   However, the CCD is expensive, and if the CCD is used, the detected image can be made small, but the cost of the image forming apparatus becomes high.

本発明は、簡易な構成のセンサを用いて、濃度に関する画像形成条件の制御に小さな検出画像を使用できる画像形成装置を提供するものである。   The present invention provides an image forming apparatus that can use a small detection image for controlling image forming conditions relating to density using a sensor having a simple configuration.

本発明の一態様によると、像担持体の表面に、前記像担持体の表面の移動方向と異なる方向の1つ以上のラインを有する検出画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体に形成された前記検出画像を検出して出力信号を出力する検出手段と、前記検出手段の出力信号のピーク値に基づき、形成する画像の濃度に関する画像形成条件を制御する制御手段と、を備えており、前記検出手段は、前記像担持体に光を照射する発光手段と、前記発光手段が発光し、前記像担持体で反射した光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、前記像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する前記検出信号の値の差に応じた信号を前記出力信号として出力する出力手段と、を備えていることを特徴とする。   According to one aspect of the present invention, image forming means for forming a detection image having one or more lines in a direction different from the moving direction of the surface of the image carrier on the surface of the image carrier, and the image carrier Detection means for detecting the formed detection image and outputting an output signal; and control means for controlling an image forming condition relating to the density of the image to be formed based on a peak value of the output signal of the detection means. The detection means includes a light emitting means for irradiating the image carrier with light, and a light receiving means for receiving the light emitted from the light emitting means and reflected by the image carrier and outputting a detection signal corresponding to the amount of received light. And an output means for outputting, as the output signal, a signal corresponding to a difference in value of the detection signal corresponding to the amount of received light including specularly reflected light components from different positions on the surface of the image carrier. It is characterized by being.

1つ以上のラインを含む検出画像を像担持体に形成し、像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する検出信号の値の差に応じた出力信号により画像形成条件を制御する。この構成により、簡易な構成のセンサを用いて、従来のものより小さな検出画像によって画像形成条件の制御を行うことが可能になる。   A detection image including one or more lines is formed on the image carrier, and an output signal corresponding to a difference in detection signal values corresponding to received light amounts including specularly reflected light components from different positions on the surface of the image carrier. Control image forming conditions. With this configuration, it is possible to control the image forming conditions with a detection image smaller than the conventional one using a sensor with a simple configuration.

一実施形態による画像形成装置の概略的な構成図。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment. 一実施形態による光学センサの概略的な概略図。1 is a schematic diagram of an optical sensor according to an embodiment. FIG. 一実施形態による光学センサの概略的な回路図。1 is a schematic circuit diagram of an optical sensor according to an embodiment. FIG. 一実施形態によるパターン画像を示す図。The figure which shows the pattern image by one Embodiment. 一実施形態による、ライン幅が目標に等しいパターン画像を検出した際の光学センサの出力信号を示す図。The figure which shows the output signal of the optical sensor at the time of detecting the pattern image whose line width is equal to the target by one Embodiment. 一実施形態による、ライン幅が目標より細いパターン画像を検出した際の光学センサの出力信号を示す図。The figure which shows the output signal of the optical sensor at the time of detecting the pattern image whose line width is thinner than the target by one Embodiment. 一実施形態による、ライン幅が目標より太いパターン画像を検出した際の光学センサの出力信号を示す図。The figure which shows the output signal of the optical sensor at the time of detecting the pattern image whose line width is thicker than the target by one Embodiment. パターン画像のライン幅の目標値からのずれ量と、光学センサの出力信号のピーク値と関係を示す図。The figure which shows the relationship between the deviation | shift amount from the target value of the line width of a pattern image, and the peak value of the output signal of an optical sensor. パターン画像のライン幅と現像バイアスとの関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the line width of a pattern image, and development bias. 現像バイアス、パターン画像のライン幅、最大濃度の関係をそれぞれ示す図。The figure which shows the relationship between the developing bias, the line width of a pattern image, and maximum density, respectively. 一実施形態による初期最大濃度キャリブレーションのフローチャート。The flowchart of the initial maximum density calibration by one Embodiment. 一実施形態による初期最大濃度キャリブレーションで使用するパターン画像を概略的に示す図。The figure which shows schematically the pattern image used by the initial maximum density calibration by one Embodiment. 一実施形態による初期最大濃度キャリブレーションで検出する現像バイアスと光学センサの出力信号のピーク値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the developing bias detected by the initial maximum density calibration by one Embodiment, and the peak value of the output signal of an optical sensor. 一実施形態による印刷中最大濃度キャリブレーションのフローチャート。The flowchart of the maximum density calibration during printing by one Embodiment. 一実施形態による印刷中最大濃度キャリブレーションで使用するパターン画像を概略的に示す図。The figure which shows schematically the pattern image used by the maximum density calibration during printing by one Embodiment. 一実施形態による印刷中最大濃度キャリブレーションで検出する現像バイアスと光学センサの出力信号のピーク値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the developing bias detected by the maximum density calibration during printing by one Embodiment, and the peak value of the output signal of an optical sensor. 一実施形態による最大濃度設定変更処理のフローチャート。The flowchart of the maximum density setting change process by one Embodiment. 一実施形態による最大濃度設定変更処理で使用する変換テーブルを示す図。The figure which shows the conversion table used by the maximum density setting change process by one Embodiment. 一実施形態による光学センサの概略的な構成図。The schematic block diagram of the optical sensor by one Embodiment. 一実施形態による光学センサの概略的な回路図。1 is a schematic circuit diagram of an optical sensor according to an embodiment. FIG. 一実施形態によるパターン画像を示す図。The figure which shows the pattern image by one Embodiment. 一実施形態による、ライン幅が目標に等しいパターン画像を検出した際の光学センサの出力信号を示す図。The figure which shows the output signal of the optical sensor at the time of detecting the pattern image whose line width is equal to the target by one Embodiment. 一実施形態による、ライン幅が目標より細いパターン画像を検出した際の光学センサの出力信号を示す図。The figure which shows the output signal of the optical sensor at the time of detecting the pattern image whose line width is thinner than the target by one Embodiment. 一実施形態による、ライン幅が目標より太いパターン画像を検出した際の光学センサの出力信号を示す図。The figure which shows the output signal of the optical sensor at the time of detecting the pattern image whose line width is thicker than the target by one Embodiment. パターン画像のライン幅の目標値からのずれ量と、光学センサの出力信号のピーク値と関係を示す図。The figure which shows the relationship between the deviation | shift amount from the target value of the line width of a pattern image, and the peak value of the output signal of an optical sensor. 一実施形態による光学センサの出力信号に対する処理の説明図。Explanatory drawing of the process with respect to the output signal of the optical sensor by one Embodiment.

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiments are omitted from the drawings.

<第一実施形態>
まず、本実施形態による画像形成装置101の画像形成部及び制御部25について図1を用いて説明する。図1の参照符号の末尾のY、M、C、Bkは、それぞれ、対応する部材が対象とする現像剤(トナー)の色が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。なお、以下の説明において色を区別する必要がない場合には、末尾のY、M、C、Bkを省いた参照符号を使用する。帯電部2によって、図中の矢印の方向に回転駆動される像担持体である感光体1は一様に帯電され、露光部7は、感光体1にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。現像部3は、現像バイアスにより静電潜像に現像剤であるトナーを供給して、静電潜像を可視像であるトナー像にする。一次転写ローラ6は、一次転写バイアスにより感光体1のトナー像を中間転写ベルト8に転写する。なお、中間転写ベルト8は、矢印81の方向に回転駆動される。各感光体1が中間転写ベルト8にトナー像を重ねて転写することでカラー画像が形成される。クリーニングブレード4は、中間転写ベルト8に転写されず感光体1に残ったトナーを除去する。
<First embodiment>
First, the image forming unit and the control unit 25 of the image forming apparatus 101 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The Y, M, C, and Bk at the end of the reference numerals in FIG. 1 indicate that the colors of the developer (toner) targeted by the corresponding members are yellow, magenta, cyan, and black, respectively. In the following description, when it is not necessary to distinguish between colors, reference numerals without Y, M, C, and Bk at the end are used. The photosensitive member 1, which is an image carrier that is rotationally driven in the direction of the arrow in the figure, is uniformly charged by the charging unit 2, and the exposure unit 7 irradiates the photosensitive member 1 with a laser beam to emit an electrostatic latent image. Form. The developing unit 3 supplies toner that is a developer to the electrostatic latent image by a developing bias, and converts the electrostatic latent image into a toner image that is a visible image. The primary transfer roller 6 transfers the toner image on the photoreceptor 1 to the intermediate transfer belt 8 by the primary transfer bias. The intermediate transfer belt 8 is rotationally driven in the direction of the arrow 81. Each photoconductor 1 transfers the toner image on the intermediate transfer belt 8 so as to form a color image. The cleaning blade 4 removes the toner that is not transferred to the intermediate transfer belt 8 and remains on the photoreceptor 1.

搬送ローラ14、15及び16は、給紙カセット13内の記録材を搬送路9に沿って二次転写ローラ11まで搬送する。二次転写ローラ11は、二次転写バイアスにより中間転写ベルト8のトナー像を記録材に転写する。なお、記録材に転写されず中間転写ベルト8に残ったトナーは、クリーニングブレード21により除去され、廃トナー回収容器22へと回収される。トナー像が転写された記録材は、定着部17において、加熱及び加圧されてトナー像の定着が行われ、搬送ローラ20により装置外へと排出される。尚、制御部25は、CPU26を搭載しており、画像形成装置101の図示しない各種の駆動源のシーケンス制御や、センサを用いた各種制御等を行う。また、中間転写ベルト8に対向する位置に光学センサ27が設けられている。   The conveyance rollers 14, 15 and 16 convey the recording material in the paper feed cassette 13 to the secondary transfer roller 11 along the conveyance path 9. The secondary transfer roller 11 transfers the toner image on the intermediate transfer belt 8 to the recording material by a secondary transfer bias. The toner that is not transferred to the recording material and remains on the intermediate transfer belt 8 is removed by the cleaning blade 21 and collected in a waste toner collecting container 22. The recording material onto which the toner image has been transferred is heated and pressurized in the fixing unit 17 to fix the toner image, and is discharged out of the apparatus by the transport roller 20. The control unit 25 includes a CPU 26, and performs sequence control of various drive sources (not shown) of the image forming apparatus 101, various controls using sensors, and the like. An optical sensor 27 is provided at a position facing the intermediate transfer belt 8.

以下、本実施形態の光学センサ27の詳細について、図2を用いて説明する。図2(A)は、光学センサ27の斜視図であり、図2(B)は、図2(A)のX方向から見た図である。本実施形態による光学センサ27は、基板271の上に配置された、発光素子272と、複数の受光素子273p、273n、274p及び274nを含む受光部270と、制御回路275と、遮光壁276と、を有している。発光素子272は、例えば、反射板の付帯がないLEDチップを有し、レンズ等により光束を絞ることなく、点光源の発散光束を中間転写ベルト8に照射する。受光部270の各受光素子は、中間転写ベルト8の移動方向81に沿ってアレイ状に配列されている。各受光素子は、例えば、受光量に応じた電流を出力するフォトダイオードである。本実施形態において、各受光素子は、中間転写ベルトでの反射光を集光レンズ等の、集光のための、或いは、光を絞るための光学部材を経由することなく受光して電流に変換する。なお、以下の説明においては、受光素子273n及び受光素子274nを受光部Anとも呼び、受光素子273p及び274pを受光部Apとも呼ぶ。つまり、受光部270は、受光部Ap(第1の受光部)と受光部An(第2の受光部)が交互に配置されたものである。この様に、本実施形態では、1つの受光部Apが1つの受光素子273p、274pに対応し、1つの受光部Anが1つの受光素子273n、274nに対応するものであるが、1つの受光部Ap及び1つの受光部Anは、3つ以上の受光素子を含むものであっても良い。つまり、本実施形態は、それぞれが2つ以上の受光素子で構成される受光部Apと受光部Anを交互に配置したものとすることができる。   Hereinafter, details of the optical sensor 27 of the present embodiment will be described with reference to FIG. 2A is a perspective view of the optical sensor 27, and FIG. 2B is a view seen from the X direction of FIG. 2A. The optical sensor 27 according to the present embodiment includes a light emitting element 272, a light receiving unit 270 including a plurality of light receiving elements 273p, 273n, 274p, and 274n, a control circuit 275, and a light shielding wall 276. ,have. The light emitting element 272 includes, for example, an LED chip without a reflector, and irradiates the intermediate transfer belt 8 with a divergent light beam of a point light source without constricting the light beam with a lens or the like. The light receiving elements of the light receiving unit 270 are arranged in an array along the moving direction 81 of the intermediate transfer belt 8. Each light receiving element is, for example, a photodiode that outputs a current corresponding to the amount of light received. In this embodiment, each light receiving element receives the reflected light from the intermediate transfer belt without passing through a condensing lens or other optical member for condensing or condensing light, and converts it into a current. To do. In the following description, the light receiving element 273n and the light receiving element 274n are also referred to as a light receiving part An, and the light receiving elements 273p and 274p are also referred to as a light receiving part Ap. That is, the light receiving unit 270 is configured such that the light receiving unit Ap (first light receiving unit) and the light receiving unit An (second light receiving unit) are alternately arranged. As described above, in this embodiment, one light receiving portion Ap corresponds to one light receiving element 273p, 274p, and one light receiving portion An corresponds to one light receiving element 273n, 274n. The part Ap and one light receiving part An may include three or more light receiving elements. That is, in the present embodiment, the light receiving portions Ap and the light receiving portions An, each of which is composed of two or more light receiving elements, can be alternately arranged.

図2(A)に示す様に、本実施形態において、受光部Ap及びAnの配列方向の幅は等しくWsnsであり、受光部Ap及び受光部Anのピッチは等しく、その値Psnsは、受光部Ap及び受光部Anの幅の2倍である。なお、本実施形態において受光部Apのピッチとは、隣接する受光部Apの対応する位置間、例えば中心間の距離を意味し、隣接する受光部Apの間の距離を意味するものではない。同様に、本実施形態において受光部Anのピッチとは、隣接する受光部Anの対応する位置間の距離を意味し、隣接する受光部Anの間の距離を意味するものではない。なお、本実施形態においては、各受光部Ap及び各受光部Anの受光面積は等しいものとする。さらに、各受光部Ap及び各受光部Anの受光面の配列方向の幅は、受光部Ap及受光部Anの幅Wsnsに略等しいものとする。   As shown in FIG. 2A, in this embodiment, the widths of the light receiving portions Ap and An in the arrangement direction are equal Wsns, the pitches of the light receiving portions Ap and the light receiving portions An are equal, and the value Psns is It is twice the width of Ap and the light receiving part An. In the present embodiment, the pitch of the light receiving portions Ap means a distance between corresponding positions of the adjacent light receiving portions Ap, for example, a distance between the centers, and does not mean a distance between the adjacent light receiving portions Ap. Similarly, in the present embodiment, the pitch of the light receiving portions An means the distance between the corresponding positions of the adjacent light receiving portions An, and does not mean the distance between the adjacent light receiving portions An. In the present embodiment, the light receiving areas of the light receiving portions Ap and the light receiving portions An are assumed to be equal. Furthermore, the width in the arrangement direction of the light receiving surfaces of each light receiving part Ap and each light receiving part An is substantially equal to the width Wsns of the light receiving part Ap and the light receiving part An.

制御回路275は、発光素子272及び受光部270に電気的に接続されており、後述する信号処理回路を有している。遮光壁276は、発光素子272が照射した光が中間転写ベルト8を介さずに受光部270に入射することを防止するために設けられている。なお、中間転写ベルト8の表面は、光沢状にコーティング処理が行われる場合が多く、発光素子272から照射された光は、中間転写ベルト8の表面において、主に正反射する。一方、中間転写ベルト8に形成された画像のトナー部分では、発光素子272から照射された光は吸収又は拡散反射される。例えば、光源が赤色LEDの場合、照射光は、シアンとブラックのトナーに吸収され、イエローとマゼンタのトナーにより拡散反射される。また、例えば、光源が赤外LEDの場合、照射光は、ブラックのトナーに吸収され、イエロー、マゼンタ及びシアンのトナーにより拡散反射される。図2(A)及び(B)では、発光素子272が照射し、中間転写ベルト8の表面で正反射した光を矢印で示している。なお、図2(B)においては、照射光がトナーに吸収又はトナーで拡散反射されることにより、受光部270が形成された領域において反射光が弱くなる様子、つまり、トナーにより影ができる様子を符号279で示している。   The control circuit 275 is electrically connected to the light emitting element 272 and the light receiving unit 270, and has a signal processing circuit described later. The light shielding wall 276 is provided to prevent the light emitted from the light emitting element 272 from entering the light receiving unit 270 without passing through the intermediate transfer belt 8. Note that the surface of the intermediate transfer belt 8 is often subjected to a glossy coating process, and the light emitted from the light emitting element 272 is mainly regularly reflected on the surface of the intermediate transfer belt 8. On the other hand, in the toner portion of the image formed on the intermediate transfer belt 8, the light emitted from the light emitting element 272 is absorbed or diffusely reflected. For example, when the light source is a red LED, the irradiation light is absorbed by cyan and black toners and diffusely reflected by yellow and magenta toners. For example, when the light source is an infrared LED, the irradiation light is absorbed by the black toner and diffusely reflected by the yellow, magenta, and cyan toners. In FIGS. 2A and 2B, the light irradiated by the light emitting element 272 and regularly reflected on the surface of the intermediate transfer belt 8 is indicated by arrows. In FIG. 2B, the reflected light is weakened in the region where the light receiving portion 270 is formed as the irradiated light is absorbed or diffusely reflected by the toner, that is, a shadow is formed by the toner. Is denoted by reference numeral 279.

以下、図2(A)に示す、濃度の検出画像であるパターン画像40と、受光部270上に投影される光の関係について説明する。本実施形態において、パターン画像40は、中間転写ベルト8表面の移動方向81と直交する方向の同じ長さのラインを、移動方向81に沿って2つ形成した縞状のトナー像とする。なお、形成するラインの数は例示であり、2つ以上の任意の数を使用できる。また、本実施形態ではラインを実線として説明するが、細かな斑状からなる破線又は点線であっても良い。以後、パターン画像40のライン間の部分をスペースと呼ぶものとする。図2(A)に示す様に、本実施形態のパターン画像40の、移動方向81におけるライン幅はWt40であり、スペース幅はWb40であり、ライン間のピッチはPt40である。なお、パターン画像40のライン幅は、例えば、数ドットレベル(600dpiの解像度で、1ドットは42.3μm)である。なお、本実施形態においてライン間のピッチとは、隣接する2つのラインの対応する位置間、例えば、中心間の距離を意味するものであり、スペースの幅を意味するものではない。   Hereinafter, the relationship between the pattern image 40 that is a density detection image shown in FIG. 2A and the light projected on the light receiving unit 270 will be described. In the present embodiment, the pattern image 40 is a striped toner image in which two lines having the same length in the direction orthogonal to the moving direction 81 of the surface of the intermediate transfer belt 8 are formed along the moving direction 81. Note that the number of lines to be formed is an example, and any number of two or more can be used. Moreover, although this embodiment demonstrates a line as a continuous line, the broken line or dotted line which consists of fine spots may be sufficient. Hereinafter, a portion between lines of the pattern image 40 is referred to as a space. As shown in FIG. 2A, the line width in the movement direction 81 of the pattern image 40 of the present embodiment is Wt40, the space width is Wb40, and the pitch between the lines is Pt40. The line width of the pattern image 40 is, for example, several dots level (600 dpi resolution, 1 dot is 42.3 μm). In this embodiment, the pitch between lines means a distance between corresponding positions of two adjacent lines, for example, a distance between centers, and does not mean a width of a space.

発光素子272は点光源の発散光束を照射するタイプのLEDであるため、中間転写ベルト8に形成されたパターン画像40による像は、所定の倍率で受光部270に投影される。本実施形態においては、中間転写ベルト8と、基板271は平行に配置されているため、発光素子272から中間転写ベルト8への入射光と正反射光は等角である。さらに、発光素子272と受光部270は基板271上の表面の高さが同一になるように構成されている。つまり、入射光(往路)と正反射光(復路)の光路長は等しくなっている。そのため、中間転写ベルト8に形成した縞状のパターン画像40は、2倍の大きさの像となって受光部270上に投影される。つまり、中間転写ベルト8のパターン画像40のライン幅Wt40、スペース幅Wb40、ライン間のピッチPt40は、受光部270上に投影されたときには総て2倍の大きさとなる。また、パターン画像40のラインによる影の図2(A)のX方向の長さは、受光部Ap及び受光部AnのX方向の長さより長くする。本実施形態において、受光部Ap及び受光部AnのX方向の長さは0.2mm程度である。したがって、パターン画像40のラインの図2(A)のX方向の長さを、0.1mm程度に画像形成ばらつきを加えた長さ以上とすれば、パターン画像40の影は受光部Ap及び受光部Anを覆い隠す。なお、パターン画像40の影が受光部Ap及び受光部Anを覆い隠さなくても良い。   Since the light emitting element 272 is a type of LED that emits a divergent light beam of a point light source, an image of the pattern image 40 formed on the intermediate transfer belt 8 is projected onto the light receiving unit 270 at a predetermined magnification. In this embodiment, since the intermediate transfer belt 8 and the substrate 271 are arranged in parallel, the incident light from the light emitting element 272 to the intermediate transfer belt 8 and the regular reflection light are equiangular. Further, the light emitting element 272 and the light receiving portion 270 are configured such that the surface height on the substrate 271 is the same. That is, the optical path lengths of incident light (outward path) and regular reflection light (return path) are equal. Therefore, the striped pattern image 40 formed on the intermediate transfer belt 8 is projected onto the light receiving unit 270 as an image having a double size. That is, the line width Wt40, the space width Wb40, and the pitch Pt40 between the lines of the pattern image 40 of the intermediate transfer belt 8 are all twice as large when projected onto the light receiving unit 270. Further, the length in the X direction in FIG. 2A of the shadow by the line of the pattern image 40 is longer than the length in the X direction of the light receiving part Ap and the light receiving part An. In the present embodiment, the length in the X direction of the light receiving part Ap and the light receiving part An is about 0.2 mm. Therefore, if the length of the line of the pattern image 40 in the X direction in FIG. 2A is equal to or longer than the length obtained by adding image formation variation to about 0.1 mm, the shadow of the pattern image 40 is reflected by the light receiving portion Ap and the light receiving portion. Cover the part An. The shadow of the pattern image 40 may not cover and hide the light receiving part Ap and the light receiving part An.

次に、制御回路275について図3を用いて説明する。制御回路275は、基板271上で受光部270と接続されている。さらに、制御回路275の内部では、受光部Apを構成する受光素子273pと274pが接続されており、受光部Anを構成する受光素子273nと274nが接続されている。また、受光部Apは、IV変換アンプ281に接続され、受光部Anは、IV変換アンプ284に接続されている。そして、受光部270が光を受光すると、受光部Apの総受光量に対応する電流Iapと、受光部Anの総受光量に対応する電流Ianが、それぞれ、IV変換アンプで電圧に変換される。   Next, the control circuit 275 will be described with reference to FIG. The control circuit 275 is connected to the light receiving unit 270 on the substrate 271. Further, inside the control circuit 275, the light receiving elements 273p and 274p constituting the light receiving part Ap are connected, and the light receiving elements 273n and 274n constituting the light receiving part An are connected. The light receiving part Ap is connected to the IV conversion amplifier 281, and the light receiving part An is connected to the IV conversion amplifier 284. When the light receiving unit 270 receives light, the current Iap corresponding to the total light receiving amount of the light receiving unit Ap and the current Ian corresponding to the total light receiving amount of the light receiving unit An are converted into voltages by the IV conversion amplifier, respectively. .

電圧Vccを抵抗287及び288で分圧することにより生成した基準電圧Vref1がボルテージフォロア289により、IV変換アンプ281及び284の非反転入力端子に入力されている。従って、IV変換アンプ281及び284は、それぞれ、次式で表わされる電圧S1及び電圧S2を出力する。
S1=Vref1−(R282×Iap)
S2=Vref1−(R285×Ian)
ここで、R282は抵抗282の抵抗値であり、R285は抵抗285の抵抗値である。なお、コンデンサ283及び286は位相補償およびノイズ除去のために設けられている。
A reference voltage Vref1 generated by dividing the voltage Vcc by the resistors 287 and 288 is input to the non-inverting input terminals of the IV conversion amplifiers 281 and 284 by the voltage follower 289. Therefore, the IV conversion amplifiers 281 and 284 output a voltage S1 and a voltage S2 represented by the following equations, respectively.
S1 = Vref1− (R 282 × Iap)
S2 = Vref1- ( R285 * Ian)
Here, R 282 is the resistance value of the resistor 282, and R 285 is the resistance value of the resistor 285. Capacitors 283 and 286 are provided for phase compensation and noise removal.

差動アンプ290の非反転入力端子には、ボルテージフォロア298から基準電圧Vref2が入力される。なお、基準電圧Vref2は、電圧Vccを抵抗296及び297により分圧して生成したものである。差動アンプ290は、基準電圧Vref2と、S1及びS2の差動増幅を行って端子295に光学センサ27の出力信号であるセンサ信号Vsns=Vref2+S2−S1を出力する。よって、受光部Apの総受光量と、受光部Anの総受光量が等しいとき、センサ信号は基準電圧Vref2となる。一方、受光部Apの総受光量が、受光部Anの総受光量より大きいと、センサ信号は基準電圧Vref2より大きくなる。これに対して、受光部Apの総受光量が、受光部Anの総受光量より小さいと、センサ信号は基準電圧Vref2より小さくなる。つまり、光学センサ27は、受光部Apの総受光量から受光部Anの総受光量を減じた値に応じた振幅の信号を出力する。   The reference voltage Vref <b> 2 is input from the voltage follower 298 to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 290. The reference voltage Vref2 is generated by dividing the voltage Vcc by the resistors 296 and 297. The differential amplifier 290 performs differential amplification of the reference voltage Vref2 and S1 and S2, and outputs a sensor signal Vsns = Vref2 + S2-S1 which is an output signal of the optical sensor 27 to the terminal 295. Therefore, when the total amount of light received by the light receiving portion Ap is equal to the total amount of light received by the light receiving portion An, the sensor signal becomes the reference voltage Vref2. On the other hand, if the total light receiving amount of the light receiving part Ap is larger than the total light receiving amount of the light receiving part An, the sensor signal becomes larger than the reference voltage Vref2. On the other hand, when the total light receiving amount of the light receiving part Ap is smaller than the total light receiving amount of the light receiving part An, the sensor signal becomes smaller than the reference voltage Vref2. That is, the optical sensor 27 outputs a signal having an amplitude corresponding to a value obtained by subtracting the total light receiving amount of the light receiving unit An from the total light receiving amount of the light receiving unit Ap.

次に、発光素子272の点灯回路について説明する。制御回路275には発光素子272を定電流駆動するために、オペアンプ299及び付帯回路が設けられている。オペアンプ299は、トランジスタ302を駆動することにより発光素子272を電流駆動して点灯させる。点灯時に発光素子272を流れる電流は抵抗器301により検出され、オペアンプ299の反転入力端子でモニタされる。一方、オペアンプ299の非反転入力端子には、発光素子272の駆動電流をCPU26が設定するための電圧入力端子Trgtが接続される。つまり、オペアンプ299は端子Trgtから設定された値になるように発光素子272を定電流駆動する。   Next, a lighting circuit of the light emitting element 272 will be described. The control circuit 275 is provided with an operational amplifier 299 and an accompanying circuit for driving the light emitting element 272 at a constant current. The operational amplifier 299 drives the light emitting element 272 by driving the transistor 302 to light it. The current flowing through the light emitting element 272 when the light is on is detected by the resistor 301 and monitored by the inverting input terminal of the operational amplifier 299. On the other hand, a voltage input terminal Trgt for setting the drive current of the light emitting element 272 by the CPU 26 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 299. That is, the operational amplifier 299 drives the light emitting element 272 at a constant current so as to have a value set from the terminal Trgt.

以下、上述した光学センサ27を用いての複数ラインを含むパターン画像40の検出について説明する。なお、以下の説明において、ライン及びスペースの幅とは、パターン画像を中間転写ベルト8に形成したときの、中間転写ベルト8の表面の移動方向における幅である。また、受光部の幅とは、受光部Ap及び受光部Anの配列方向の幅である。なお、受光部Ap及び受光部Anの配列方向は、パターン画像のラインによる影が移動する方向に等しい。なお、以下の説明において、受光部An及びApの幅Wsnsが254μmであるものとする。   Hereinafter, detection of the pattern image 40 including a plurality of lines using the optical sensor 27 described above will be described. In the following description, the widths of lines and spaces are widths in the moving direction of the surface of the intermediate transfer belt 8 when a pattern image is formed on the intermediate transfer belt 8. The width of the light receiving part is the width in the arrangement direction of the light receiving part Ap and the light receiving part An. In addition, the arrangement direction of the light receiving part Ap and the light receiving part An is equal to the direction in which the shadow by the line of the pattern image moves. In the following description, it is assumed that the width Wsns of the light receiving portions An and Ap is 254 μm.

図4は、ライン幅が異なる3種類のパターン画像を示している。各パターン画像は2本のラインで構成されている。なお、図4の点線で示す幅Lwは、形成目標のライン幅及びスペース幅である。ここで、目標ライン幅Lwは、受光素子273及び274の幅Wsnsの半分の幅(=127μm)であり、目標とするラインのピッチ(2Lw)は、受光素子273及び274のピッチPsnsの半分である。つまり、受光部270が配置された場所における、パターン画像による明暗の明部と暗部の、その移動方向における幅が、受光素子273及び274の幅Wsnsと等しくなる場合の、パターン画像のライン幅が目標ライン幅である。   FIG. 4 shows three types of pattern images with different line widths. Each pattern image is composed of two lines. Note that a width Lw indicated by a dotted line in FIG. 4 is a formation target line width and space width. Here, the target line width Lw is half the width Wsns (= 127 μm) of the light receiving elements 273 and 274, and the target line pitch (2Lw) is half of the pitch Psns of the light receiving elements 273 and 274. is there. That is, the line width of the pattern image when the width in the moving direction of the bright and dark bright parts and dark parts by the pattern image is equal to the width Wsns of the light receiving elements 273 and 274 at the place where the light receiving part 270 is disposed. The target line width.

図4のパターン画像41、42及び43のラインのピッチはいずれも目標とするラインのピッチである2Lwであるが、ライン幅はそれぞれ異なっている。具体的には、パターン画像41のライン幅は目標ライン幅Lwに等しい。しかしながら、パターン画像42のライン幅は目標ライン幅Lwの0.8倍の101.6μmであり、パターン画像43のライン幅は目標ライン幅Lwの1.2倍の152.4μmである。   The line pitches of the pattern images 41, 42 and 43 in FIG. 4 are all 2Lw which is the target line pitch, but the line widths are different. Specifically, the line width of the pattern image 41 is equal to the target line width Lw. However, the line width of the pattern image 42 is 101.6 μm, which is 0.8 times the target line width Lw, and the line width of the pattern image 43 is 152.4 μm, which is 1.2 times the target line width Lw.

図5は、図4のパターン画像41を検出したときの光学センサ27の出力信号を示している。なお、出力信号の下には、パターン画像41の移動により移動する、パターン画像41のラインにより生じる影と、受光部270との位置関係を示している。なお、出力信号は、その値が基準電圧Vref2のとき、つまり、受光部Apの総受光量と受光部Anの総受光量が等しいときを0とし、最大値が1となる様に規格化している。   FIG. 5 shows an output signal of the optical sensor 27 when the pattern image 41 of FIG. 4 is detected. Note that, below the output signal, a positional relationship between a shadow caused by a line of the pattern image 41 that is moved by the movement of the pattern image 41 and the light receiving unit 270 is shown. The output signal is normalized so that the maximum value is 1 when the value is the reference voltage Vref2, that is, when the total light reception amount of the light receiving portion Ap is equal to the total light reception amount of the light receiving portion An. Yes.

状態(a)は、ラインの影が受光部Ap及びAnのいずれも覆っていない状態である。この場合、受光部Apの総受光量と受光部Anの総受光量は等しく、よって、光学センサ27の出力は0となる。状態(b)は、ラインの影が1つの受光部Anを覆っている状態である。このとき、受光部Apの総受光量は、受光部Anの総受光量の倍となり、光学センサ27の出力は0.5となる。状態(c)は、状態(b)とは逆に、ラインの影が1つの受光部Apを覆っている状態である。このとき、受光部Anの総受光量は、受光部Apの総受光量の倍となり、光学センサ27の出力は−0.5となる。状態(d)は、ラインの影が総ての受光部Anを覆っている状態である。このとき、受光部Anの総受光量は、ほぼ0であり、光学センサ27の出力は1.0となる。状態(e)は、状態(d)とは逆に、ラインの影が総ての受光部Apを覆っている状態である。このとき、受光部Apの総受光量は、ほぼ0であり、光学センサ27の出力は−1.0となる。以後、パターン画像41が移動することで、ラインの影が状態(f)、(g)、(h)と変化すると、光学センサ27の出力は、0.5、−0.5、0と変化する。   State (a) is a state in which the shadow of the line does not cover any of the light receiving parts Ap and An. In this case, the total amount of light received by the light receiver Ap is equal to the total amount of light received by the light receiver An, and thus the output of the optical sensor 27 is zero. The state (b) is a state where the shadow of the line covers one light receiving part An. At this time, the total amount of light received by the light receiving portion Ap is twice the total amount of light received by the light receiving portion An, and the output of the optical sensor 27 is 0.5. State (c) is a state in which the shadow of the line covers one light receiving part Ap, contrary to state (b). At this time, the total amount of light received by the light receiving portion An is twice the total amount of light received by the light receiving portion Ap, and the output of the optical sensor 27 is −0.5. The state (d) is a state in which the shadow of the line covers all the light receiving parts An. At this time, the total amount of light received by the light receiving unit An is almost 0, and the output of the optical sensor 27 is 1.0. The state (e) is a state in which the shadow of the line covers all the light receiving parts Ap, contrary to the state (d). At this time, the total amount of light received by the light receiving portion Ap is substantially 0, and the output of the optical sensor 27 is −1.0. Thereafter, when the pattern image 41 moves and the shadow of the line changes to the states (f), (g), and (h), the output of the optical sensor 27 changes to 0.5, −0.5, and 0. To do.

図6は、図4のパターン画像42を検出したときの光学センサ27の出力信号を、図5と同様な表記方法で示したものである。なお、出力波形の最大値は、パターン画像41を検出したときの最大値が1となる様に規格化している。図6に示す様に、パターン画像42のライン幅は、目標ライン幅の0.8倍であるため、その影は受光部Ap及びAnの幅より小さく、ラインによる影が受光部Apや受光部Anの全体を覆うことはない。したがって、影で覆われることによる受光量の低下は、図5に示すパターン画像41を検出したときより小さくなる。したがって、受光部Apの総受光量と受光部Anの総受光量の差が最大となる状態(d)及び(e)においても、その差分は、図5の状態(d)及び(e)のときより小さくなる。具体的には、パターン画像42を検出したときの光学センサ27の出力信号のピーク値は、パターン画像41を検出したときの光学センサ27の出力信号のピーク値の0.8倍となる。ここでパターン画像41とパターン画像42のライン幅の比は、
127μm:101.6μm=1:0.8
である。つまり、光学センサ27の出力信号のピーク値は、ライン幅が目標より小さくなると、それに比例して小さくなる。
FIG. 6 shows the output signal of the optical sensor 27 when the pattern image 42 of FIG. 4 is detected by the same notation method as in FIG. Note that the maximum value of the output waveform is standardized so that the maximum value when the pattern image 41 is detected is 1. As shown in FIG. 6, since the line width of the pattern image 42 is 0.8 times the target line width, the shadow is smaller than the width of the light receiving portions Ap and An, and the shadow by the line is the light receiving portion Ap or the light receiving portion. It does not cover the whole of An. Therefore, the decrease in the amount of received light due to being covered with a shadow is smaller than when the pattern image 41 shown in FIG. 5 is detected. Therefore, even in the states (d) and (e) in which the difference between the total light reception amount of the light receiving portion Ap and the total light reception amount of the light receiving portion An is maximum, the difference is the difference between the states (d) and (e) in FIG. It becomes smaller than when. Specifically, the peak value of the output signal of the optical sensor 27 when the pattern image 42 is detected is 0.8 times the peak value of the output signal of the optical sensor 27 when the pattern image 41 is detected. Here, the ratio of the line widths of the pattern image 41 and the pattern image 42 is
127 μm: 101.6 μm = 1: 0.8
It is. That is, the peak value of the output signal of the optical sensor 27 decreases in proportion to the line width becoming smaller than the target.

図7は、図4のパターン画像43を検出したときの光学センサ27の出力信号を、図6と同様な表記方法で示したものである。図7に示す様に、パターン画像43のライン幅は、目標ライン幅の1.2倍であるため、その影は受光部Apや受光部Anの幅より大きくなる。したがって、受光部Apの総受光量と受光部Anの総受光量の差が最大となる状態(d)及び(e)においても、その差分は、図5の状態(d)及び(e)のときより小さくなる。これは、状態(d)においては、ラインによる影が、受光部Anのみではなく、受光部Apも覆い、状態(e)においては、ラインによる影が、受光部Apのみではなく、受光部Anも覆うからである。具体的には、パターン画像43を検出したときの光学センサ27の出力信号のピーク値は、パターン画像41を検出したときの光学センサ27の出力信号のピーク値の0.9倍となる。なお、図7においてセンサ出力が最大になる状態(d)及び(e)のタイミングと、図5の状態(d)及び(e)のタイミングは少しずれる。   FIG. 7 shows the output signal of the optical sensor 27 when the pattern image 43 of FIG. 4 is detected, using the same notation method as in FIG. As shown in FIG. 7, since the line width of the pattern image 43 is 1.2 times the target line width, the shadow is larger than the width of the light receiving part Ap or the light receiving part An. Therefore, even in the states (d) and (e) in which the difference between the total light reception amount of the light receiving portion Ap and the total light reception amount of the light receiving portion An is maximum, the difference is the difference between the states (d) and (e) in FIG. It becomes smaller than when. In the state (d), the shadow by the line covers not only the light receiving part An but also the light receiving part Ap. In the state (e), the shadow by the line is not only the light receiving part Ap but the light receiving part An. Because it covers. Specifically, the peak value of the output signal of the optical sensor 27 when the pattern image 43 is detected is 0.9 times the peak value of the output signal of the optical sensor 27 when the pattern image 41 is detected. In FIG. 7, the timings of the states (d) and (e) where the sensor output is maximized are slightly different from the timings of the states (d) and (e) in FIG.

以上の通り、発光素子272からの光が、所定のライン・ピッチで形成したパターン画像40を照射することで生じる明暗が、中間転写ベルト8の移動により受光部270を通過すると、光学センサ27は基準電圧Vref2を中心に振動する信号を出力する。この信号のピーク値は、パターン画像40のライン幅により変化する。具体的には、ラインにより受光部270の位置に生じる影の幅が、受光部Ap及び受光部Anの幅と同じとするライン幅のときに、光学センサ27の出力信号のピーク値が最大となる。そして、ライン幅がそれより小さくても、大きくても、光学センサ27の出力信号のピーク値が小さくなる。目標ライン幅からのずれ量と、光学センサ27の出力信号のピーク値との関係を図8に示す。なお、光学センサ27の出力信号のピーク値は、中間転写ベルト8の移動速度(回転速度)に依存しない。   As described above, when light from the light emitting element 272 irradiates the pattern image 40 formed at a predetermined line pitch and the light and darkness pass through the light receiving unit 270 by the movement of the intermediate transfer belt 8, the optical sensor 27 is A signal that oscillates around the reference voltage Vref2 is output. The peak value of this signal varies depending on the line width of the pattern image 40. Specifically, the peak value of the output signal of the optical sensor 27 is maximum when the width of the shadow generated at the position of the light receiving unit 270 by the line is the same as the width of the light receiving unit Ap and the light receiving unit An. Become. Even if the line width is smaller or larger than that, the peak value of the output signal of the optical sensor 27 becomes smaller. FIG. 8 shows the relationship between the amount of deviation from the target line width and the peak value of the output signal of the optical sensor 27. The peak value of the output signal of the optical sensor 27 does not depend on the moving speed (rotational speed) of the intermediate transfer belt 8.

続いて、パターン画像40の形成について説明する。図9は、主走査方向の1本のラインの静電潜像を感光体1に形成した際の、ラインの幅方向における電位分布を示している。なお、図9に示すグラフの縦軸は、負の電位を表している。レーザ光の光量は中心から外側に向かって減衰する強度分布を有している。このため、帯電した感光体1にレーザ光で静電潜像を形成すると、そのエッジ部分において、感光体1の電位は、図9のグラフで示す様に、帯電電位Vdから露光後の電位Vlに徐々に変化することになる。このような静電潜像を現像バイアスVdc1で現像すると、現像コントラストVcnt1は、
Vcnt1=|Vdc1−Vl|
となる。現像コントラスト分の静電潜像を満たすようにトナーが現像されるため、現像バイアスVdc1で現像を行うと、図9のトナー像71で示す様に、ライン幅Wt1のトナー像が形成される。
Subsequently, formation of the pattern image 40 will be described. FIG. 9 shows a potential distribution in the line width direction when an electrostatic latent image of one line in the main scanning direction is formed on the photoconductor 1. Note that the vertical axis of the graph shown in FIG. 9 represents a negative potential. The amount of laser light has an intensity distribution that attenuates from the center toward the outside. For this reason, when an electrostatic latent image is formed on the charged photosensitive member 1 with laser light, the potential of the photosensitive member 1 at the edge portion is changed from the charged potential Vd to the potential Vl after exposure as shown in the graph of FIG. Will gradually change. When such an electrostatic latent image is developed with the development bias Vdc1, the development contrast Vcnt1 is
Vcnt1 = | Vdc1-Vl |
It becomes. Since the toner is developed so as to satisfy the electrostatic latent image corresponding to the development contrast, when development is performed with the development bias Vdc1, a toner image having a line width Wt1 is formed as shown by a toner image 71 in FIG.

同様に、現像バイアスVdc1よりも負側で高い現像バイアスVdc2で現像を行った場合、現像コントラストVcnt2は
Vcnt2=|Vdc2−Vl|
となる。そのため、現像バイアスVdc2で現像を行うと、図9のトナー像72で示すライン幅Wt2のトナー像が形成される。
Similarly, when development is performed with a development bias Vdc2 that is negative and higher than the development bias Vdc1, the development contrast Vcnt2 is Vcnt2 = | Vdc2-Vl |
It becomes. Therefore, when development is performed with the development bias Vdc2, a toner image having a line width Wt2 indicated by the toner image 72 in FIG. 9 is formed.

したがって、現像コントラストを大きくすると、ライン幅は広くなり現像濃度が濃くなる。図10(A)は、現像バイアスを変化させたときの、ライン幅の変化の測定結果であり、図10(B)は、現像バイアスを変化させたときの、最大濃度の変化の測定結果である。図10(A)及び(B)に示す様に、ライン幅及び最大濃度は、現像バイアスと比例関係にある。また、図10(C)は、図10(A)及び(B)の測定結果より導き出したライン幅と最大濃度の関係を示している。図10(C)に示す様に、ライン幅と最大濃度は、ほぼ正比例の関係にある。したがって、ライン幅を制御することによって最大濃度を制御することができる。   Therefore, when the development contrast is increased, the line width is increased and the development density is increased. FIG. 10A shows the measurement result of the change in line width when the development bias is changed, and FIG. 10B shows the measurement result of the change in maximum density when the development bias is changed. is there. As shown in FIGS. 10A and 10B, the line width and the maximum density are proportional to the developing bias. FIG. 10C shows the relationship between the line width and the maximum density derived from the measurement results of FIGS. 10A and 10B. As shown in FIG. 10C, the line width and the maximum density are in a substantially direct relationship. Therefore, the maximum density can be controlled by controlling the line width.

以下、本実施形態における最大濃度キャリブレーションについて説明する。本実施形態においては、電源投入時等の初期状態において行う初期最大濃度キャリブレーションと、印刷中に少しずつ最大濃度が変化することに対処するために行う印刷中最大濃度キャリブレーションの2つのキャリブレーションを実行する。なお、印刷中に最大濃度が変化するのは、連続印刷により感光体1の温度が変化することで、感光体1の抵抗値が変化し、これにより感光体1の電荷のリーク量が変化して潜像電位が変化することが1つの理由と考えられている。   Hereinafter, the maximum density calibration in the present embodiment will be described. In the present embodiment, two calibrations, initial maximum density calibration performed in an initial state such as when the power is turned on, and maximum density calibration during printing performed to cope with a change in the maximum density little by little during printing. Execute. Note that the maximum density changes during printing because the temperature of the photoconductor 1 changes due to continuous printing, and the resistance value of the photoconductor 1 changes, thereby changing the amount of charge leakage of the photoconductor 1. It is considered that one reason is that the latent image potential changes.

<初期最大濃度キャリブレーション>
本実施形態による初期最大濃度キャリブレーションについて、図11のフローチャートを用いて説明する。S1で、画像形成装置101の電源がONになると、S2において、制御部25は、画像形成装置101の故障チェックを行う。続いて、制御部25は、S3において、図12に示す初期最大濃度キャリブレーションのためのパターン画像43から46を中間転写ベルト8に形成する。なお、パターン画像43から46は、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーにより形成されているが、色以外については同じである。なお、図12においては、光学センサ27を中間転写ベルト8の進行方向81に直交する方向の各側にそれぞれ設け、パターン画像43及び44を一方の側に、パターン画像45及び46を他方の側に設けている。しかしながら、これは例示であり、任意の数の光学センサ27を用いることができる。また、図12には、代表して、イエローのトナーで形成したパターン画像43の詳細を示しているが、他の色のパターン画像についても同様である。ここで、パターン画像43は、図2に示す2つのラインを含むパターン画像40を複数含むものである。ただし、各パターン画像40を形成する際の現像バイアスについては、徐々に変化させている。本実施形態では、1つのパターン画像43は20個のパターン画像40を含み、最初のパターン画像40を−280Vの現像バイアスで形成し、以後、−375Vまで、−5Vずつ順に変化させた現像バイアスで形成している。
<Initial maximum concentration calibration>
The initial maximum density calibration according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. When the power of the image forming apparatus 101 is turned on in S1, the control unit 25 performs a failure check of the image forming apparatus 101 in S2. Subsequently, in S <b> 3, the control unit 25 forms pattern images 43 to 46 for initial maximum density calibration shown in FIG. 12 on the intermediate transfer belt 8. The pattern images 43 to 46 are formed of yellow, magenta, cyan, and black toners, respectively, but are the same except for the colors. In FIG. 12, the optical sensor 27 is provided on each side in the direction orthogonal to the traveling direction 81 of the intermediate transfer belt 8, and the pattern images 43 and 44 are on one side, and the pattern images 45 and 46 are on the other side. Provided. However, this is exemplary and any number of optical sensors 27 can be used. FIG. 12 representatively shows details of the pattern image 43 formed with yellow toner, but the same applies to pattern images of other colors. Here, the pattern image 43 includes a plurality of pattern images 40 including two lines shown in FIG. However, the developing bias when forming each pattern image 40 is gradually changed. In the present embodiment, one pattern image 43 includes 20 pattern images 40, the first pattern image 40 is formed with a developing bias of −280V, and thereafter the developing bias is changed in order of −5V to −375V. It is formed with.

S4において、制御部25は、形成したパターン画像43から46を光学センサ27で検出する。ここで、パターン画像43に含まれる各パターン画像40について、パターン画像40を形成したときの現像バイアスと、当該パターン画像を検出したときの光学センサ27の出力のピーク値の関係をプロットすると、図13のYで示すグラフが得られる。同様に、パターン画像44〜46から、図13のM、C、Bkで示すグラフがそれぞれ得られる。これらデータは、図示しない記憶部に保存され、制御部25は、S5において、図13のグラフより各色について20個のピーク値の最大値に対応するパターン画像40を判定する。そして、S6において、判定したパターン画像40を形成したときの現像バイアスを、当該色について使用する現像バイアスとして設定する。その後、制御部25は、S7において、濃度階調性キャリブレーションや、色ずれキャリブレーションといったその他のキャリブレーションを実行し、その後、S8においてスタンバイ状態へと移行する。なお、S5及びS6においては、実際に形成したパターン画像40を光学センサ27で検出し、その出力信号のピーク値を測定し、ピーク値が最大となるパターン画像40を形成したときの現像バイアスを判定していた。しかしながら、出力信号のピーク値の測定結果を補間して、現像バイアスと、光学センサ27の出力信号のピーク値との関係を求め、これにより、出力信号のピーク値が最大となる現像バイアスを判定する形態であっても良い。   In S <b> 4, the control unit 25 detects the formed pattern images 43 to 46 with the optical sensor 27. Here, with respect to each pattern image 40 included in the pattern image 43, if the relationship between the development bias when the pattern image 40 is formed and the peak value of the output of the optical sensor 27 when the pattern image is detected is plotted, FIG. A graph represented by 13 Y is obtained. Similarly, graphs indicated by M, C, and Bk in FIG. 13 are obtained from the pattern images 44 to 46, respectively. These data are preserve | saved at the memory | storage part which is not shown in figure, and the control part 25 determines the pattern image 40 corresponding to the maximum value of 20 peak values about each color from the graph of FIG. 13 in S5. In S6, the development bias when the determined pattern image 40 is formed is set as the development bias used for the color. Thereafter, the control unit 25 executes other calibration such as density gradation calibration and color misregistration calibration in S7, and then shifts to a standby state in S8. In S5 and S6, the actually formed pattern image 40 is detected by the optical sensor 27, the peak value of the output signal is measured, and the development bias when the pattern image 40 having the maximum peak value is formed is determined. I was judging. However, the measurement result of the peak value of the output signal is interpolated to obtain the relationship between the development bias and the peak value of the output signal of the optical sensor 27, thereby determining the development bias that maximizes the peak value of the output signal. The form to do may be sufficient.

<印刷中最大濃度キャリブレーション>
続いて、印刷中最大濃度キャリブレーションについて、図14のフローチャートを用いて説明する。一般的な画像形成装置においては、連続して印刷を行う場合、印刷する記録材間の搬送間隔を、例えば、70mm程度としている。したがって、中間転写ベルト8には、記録材に転写する画像間に、記録材間の搬送間隔に対応する、記録材に転写されない領域が存在する。以後、このような、記録材間の間隔に対応する中間転写ベルト8の領域を非転写領域と呼ぶものとする。本実施形態では、この非転写領域を利用して印刷中にキャリブレーションを実行する。
<Maximum density calibration during printing>
Next, the maximum density calibration during printing will be described with reference to the flowchart of FIG. In a general image forming apparatus, when printing is performed continuously, the conveyance interval between recording materials to be printed is set to about 70 mm, for example. Therefore, the intermediate transfer belt 8 includes an area between the images to be transferred to the recording material, which is not transferred to the recording material, corresponding to the conveyance interval between the recording materials. Hereinafter, such an area of the intermediate transfer belt 8 corresponding to the interval between the recording materials is referred to as a non-transfer area. In this embodiment, calibration is executed during printing using this non-transfer area.

印刷中最大濃度キャリブレーションの開始により、制御部25は、S10において、中間転写ベルト8の非転写領域に、図15に示す印刷中最大濃度キャリブレーションのためのパターン画像53から56を形成する。なお、図15において、網掛された領域は、2次転写の際に記録材に転写する画像が形成される領域であり、網掛けされた領域間の領域が非転写領域である。なお、パターン画像53から56は、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーにより形成されているが、色以外については同じである。また、使用する光学センサ27の数も任意である。また、図15は、代表して、イエローのトナーで形成したパターン画像53の詳細を示しているが、他の色についても同様である。ここで、パターン画像53は、図2で示した2つのラインを含むパターン画像40を複数含むものである。ただし、各パターン画像40を形成する際の現像バイアスについては、徐々に変化させている。具体的には、使用する現像バイアスは、現在の設定値と、現在の設定値を所定値だけ増減させた値である。本実施形態では、パターン画像40−1からパターン画像40−5を、それぞれ、現在の設定値+10V、現在の設定値+5、現在の設定値、現在の設定値−5V、現在の設定値−10Vで形成している。なお、各色のパターン画像に含まれるパターン画像40の数は5個に限定されず任意の数を使用できる。   By starting the maximum density calibration during printing, the control unit 25 forms pattern images 53 to 56 for maximum density calibration during printing shown in FIG. 15 in the non-transfer area of the intermediate transfer belt 8 in S10. In FIG. 15, the shaded area is an area where an image to be transferred to the recording material is formed during the secondary transfer, and the area between the shaded areas is a non-transfer area. The pattern images 53 to 56 are formed of yellow, magenta, cyan, and black toners, respectively, but are the same except for the colors. The number of optical sensors 27 to be used is also arbitrary. FIG. 15 representatively shows details of the pattern image 53 formed with yellow toner, but the same applies to other colors. Here, the pattern image 53 includes a plurality of pattern images 40 including the two lines shown in FIG. However, the developing bias when forming each pattern image 40 is gradually changed. Specifically, the development bias to be used is a current set value and a value obtained by increasing or decreasing the current set value by a predetermined value. In the present embodiment, the pattern image 40-1 to the pattern image 40-5 are changed from the current setting value + 10V, the current setting value +5, the current setting value, the current setting value -5V, and the current setting value -10V, respectively. It is formed with. The number of pattern images 40 included in each color pattern image is not limited to five, and any number can be used.

制御部25は、S11において、形成したパターン画像53から56を光学センサ27で検出する。ここで、パターン画像53に含まれる各パターン画像40について、パターン画像40を形成したときの現像バイアスと、当該パターン画像を検出したときの光学センサ27の出力信号のピーク値の関係をプロットすると、図16のYで示すグラフが得られる。同様に、パターン画像54〜56より、図16のM、C、Bkで示すグラフがそれぞれ得られる。制御部25は、S12において、図16のグラフより、各色について5個のピーク値の最大値に対応するパターン画像40を判定する。続いて、制御部25は、S13において、印刷が終了するか否かを判定し、印刷が終了しない場合には、S14において、各色について、S12で判定したパターン画像40を形成したときの現像バイアスを実際に使用する現像バイアスとして設定する。一方、印刷が終了する場合にはそのまま終了する。なお、図11に示す初期最大濃度キャリブレーションと同様に、実際にパターン画像40の形成に使用した現像バイアスの値からS14で設定する現像バイアスの値を決定するのではなく、測定結果を補間して求める形態とすることもできる。   The controller 25 detects the formed pattern images 53 to 56 with the optical sensor 27 in S11. Here, for each pattern image 40 included in the pattern image 53, when the relationship between the development bias when the pattern image 40 is formed and the peak value of the output signal of the optical sensor 27 when the pattern image is detected is plotted, A graph indicated by Y in FIG. 16 is obtained. Similarly, graphs indicated by M, C, and Bk in FIG. 16 are obtained from the pattern images 54 to 56, respectively. In S12, the control unit 25 determines the pattern image 40 corresponding to the maximum value of the five peak values for each color from the graph of FIG. Subsequently, in S13, the control unit 25 determines whether or not the printing is finished. If the printing is not finished, the developing bias when the pattern image 40 determined in S12 is formed for each color in S14. Is set as the developing bias to be actually used. On the other hand, when printing ends, the process ends as it is. As in the initial maximum density calibration shown in FIG. 11, the development bias value set in S14 is not determined from the development bias value actually used for forming the pattern image 40, but the measurement result is interpolated. It is also possible to adopt a form to be obtained.

印刷中最大濃度キャリブレーションを行わない画像形成装置では、連続印刷中に感光体等の温度・湿度が変化し、その影響により画像濃度が徐々に変化することがある。本実施形態では、印刷中最大濃度キャリブレーションを行うことで、刻々と変化する最大濃度をフィードバックして最大濃度の変動を抑制できる。   In an image forming apparatus that does not perform maximum density calibration during printing, the temperature and humidity of the photoconductor and the like may change during continuous printing, and the image density may gradually change due to the influence. In the present embodiment, by performing the maximum density calibration during printing, it is possible to feed back the maximum density that changes every moment and suppress the fluctuation of the maximum density.

以上説明したように、パターン画像のライン幅が、受光素子の受光面の幅や、発光素子との位置関係等できまる特定の値の場合に光学センサ27の振幅のピーク値が最大となることを利用して、1mmより細いライン幅のパターン画像により濃度制御を行う。具体的には、異なる現像バイアスで複数のパターン画像を形成し、光学センサ27の出力信号のピーク値が、目標値である最大値となる現像バイアスを判定することで濃度制御を行う。この微小サイズのパターン画像により、CCDを使用することなく、安価に、かつ、高精度な最大濃度キャリブレーションを行うことが可能になる。   As described above, the peak value of the amplitude of the optical sensor 27 is maximized when the line width of the pattern image is a specific value determined by the width of the light receiving surface of the light receiving element, the positional relationship with the light emitting element, and the like. Is used to control the density with a pattern image having a line width smaller than 1 mm. Specifically, density control is performed by forming a plurality of pattern images with different development biases and determining the development bias at which the peak value of the output signal of the optical sensor 27 is the maximum value that is the target value. This minute size pattern image allows the maximum density calibration to be performed at low cost and with high accuracy without using a CCD.

また、パターン画像のサイズが小さいため、キャリブレーションで使用するトナー量が少なくなり、よって、キャリブレーションで使用したトナーの回収量を減らすことができる。さらには、連続して印刷している間においても最大濃度キャリブレーションを実行することが可能になるため、連続印刷中に印刷を一時停止させることなく、印刷中における濃度差を低減することができる。   Further, since the size of the pattern image is small, the amount of toner used in calibration is reduced, and therefore the amount of collected toner used in calibration can be reduced. Furthermore, since the maximum density calibration can be executed even during continuous printing, the density difference during printing can be reduced without pausing printing during continuous printing. .

なお、本実施形態において、光学センサ27は、中間転写ベルト8に形成したパターン画像40からの反射光を受光する反射型センサであった。しかしながら、本発明は、反射型センサに限定されず、透過型センサでも実現可能である。また、上述した実施形態においては、濃度に関する画像形成条件として現像バイアスの値を制御して設定するものであった。しかしながら、現像コントラストを変更する他の画像形成条件、例えば、帯電部2の帯電電位や、露光部7による露光強度を制御するものであっても良い。   In the present embodiment, the optical sensor 27 is a reflective sensor that receives reflected light from the pattern image 40 formed on the intermediate transfer belt 8. However, the present invention is not limited to a reflection type sensor, and can be realized with a transmission type sensor. In the above-described embodiment, the value of the developing bias is controlled and set as the image forming condition relating to the density. However, other image forming conditions for changing the development contrast, for example, the charging potential of the charging unit 2 or the exposure intensity by the exposure unit 7 may be controlled.

また、上述した実施形態においては、パターン画像40は、2本のラインを含むものであった。しかしながら、3本以上のラインを含むものであっても良い。例えば、3本のラインを含むパターン画像40を光学センサ27で読み取ると、光学センサ27からはピーク値が2回出力される。これら複数のピーク値の平均を算出することにより、光学センサ27による読み取りのバラツキを減らすことが可能になる。また、1本のラインを含むパターン画像であっても良い。この場合には、ラインの幅に応じた振幅の信号が2回出力される。さらに、上述した実施形態において、光学センサ27は2つの受光部Apと2つの受光部Anを有するものであった。しかしながら、受光部Ap及び受光部Anの数は、それぞれ3つ以上とすることができる。受光部Ap及び受光部Anの数を増やすことで、受光部Apの総面積と受光部Anの総面積が広くなり、光学センサ27の受光量を増やすことができる。   In the embodiment described above, the pattern image 40 includes two lines. However, it may include three or more lines. For example, when the pattern image 40 including three lines is read by the optical sensor 27, the peak value is output from the optical sensor 27 twice. By calculating the average of these plural peak values, it is possible to reduce variations in reading by the optical sensor 27. Moreover, the pattern image containing one line may be sufficient. In this case, a signal having an amplitude corresponding to the line width is output twice. Furthermore, in the embodiment described above, the optical sensor 27 has two light receiving portions Ap and two light receiving portions An. However, the number of the light receiving parts Ap and the light receiving parts An can be three or more, respectively. By increasing the number of the light receiving portions Ap and the light receiving portions An, the total area of the light receiving portions Ap and the total area of the light receiving portions An are increased, and the amount of light received by the optical sensor 27 can be increased.

さらに、光学センサ27の出力信号情報に対して、ピークが得られるタイミング前後のデータのみを採用する制御を行うことによって、本実施形態は、1つの受光部Apと1つの受光部Anで構成可能となる。   Furthermore, the present embodiment can be configured with one light receiving portion Ap and one light receiving portion An by performing control that uses only data before and after the timing at which a peak is obtained for the output signal information of the optical sensor 27. It becomes.

なお、上述した実施形態では、受光部Anと受光部Apの受光面積と、受光面の配列方向の幅は等しく、パターン画像による影の配列方向と直交する方向の長さは、受光部An及び受光部Anの当該方向の長さより長いものとしていた。これら条件は、各受光部An及び各受光部Apのパターン画像による影響を受けていないときの受光量を等しくし、かつ、各受光部An及び各受光部Apがパターン画像による影響を受けているときの受光量の低下量を等しくするためであった。しかしながら、上記条件を総て満たさなくとも、パターン画像による影響を受けていないときの受光量を等しくし、パターン画像による受光量の低下量を同じとすることができることは当業者には自明であり、本発明は上記条件に限定されない。   In the embodiment described above, the light receiving areas of the light receiving unit An and the light receiving unit Ap are equal to the width of the light receiving surface in the arrangement direction, and the length in the direction orthogonal to the shadow arrangement direction of the pattern image is the light receiving unit An and The length of the light receiving portion An is longer than that in the direction. These conditions equalize the amount of light received when not affected by the pattern image of each light receiving portion An and each light receiving portion Ap, and each light receiving portion An and each light receiving portion Ap are affected by the pattern image. This was to make the amount of decrease in the amount of received light equal. However, it is obvious to those skilled in the art that even if not all of the above conditions are satisfied, the amount of received light when not affected by the pattern image can be made equal and the amount of decrease in the amount of received light by the pattern image can be made the same. The present invention is not limited to the above conditions.

さらに、上述した実施形態では、パターン画像40のラインは、中間転写ベルト8の移動方向に直交する方向に形成されたものを例に使用して説明したが、直交する方向に対して斜めに引いたラインであっても良い。つまり、パターン画像40は、中間転写ベルト8が移動した際にトナー量(現像剤量)が規則的に変化する画像であれば良く、パターン画像40の移動方向とは異なる方向のラインを含むものとすることができる。   Further, in the above-described embodiment, the line of the pattern image 40 has been described by using an example in which the line is formed in a direction orthogonal to the moving direction of the intermediate transfer belt 8. However, the line is drawn obliquely with respect to the orthogonal direction. It may be a line. That is, the pattern image 40 may be an image in which the toner amount (developer amount) regularly changes when the intermediate transfer belt 8 moves, and includes a line in a direction different from the moving direction of the pattern image 40. be able to.

<第二実施形態>
第一実施形態は、パターン画像40のラインによる影の幅が、受光部Ap及び受光部Anの幅と同じになる様に制御することで、最大濃度を制御するものであった。例えば、受光部Ap及び受光部Anの幅が254μmであるとすると、ライン幅が127μmとなる様に調整し、これは、図10(C)から、最大濃度を1.32に調整するものであった。本実施形態では、パターン画像40の目標ライン幅を、受光部Ap及び受光部Anの幅で決まる固定的な値ではなく可変値とするものである。なお、本実施形態においては、ユーザは、各色について、最大濃度の設定値として、"標準"と、"+1"〜"+5"及び"−1"〜"−5"の計11段階から選択するものとする。そして、図18に示す様な、最大濃度設定値と、目標ライン幅との関係を予め求めて記憶部に記憶させておくものとする。また、最大濃度設定値が"標準"であるときの目標ライン幅を、基準ライン幅とし、図8に示す様な、基準ライン幅からのずれ量と光学センサの出力信号のピーク値との関係も予め求めて記憶部に記憶させておくものとする。さらに、最大濃度の初期設定値は"標準"であり、画像形成装置101は、図11に示す初期最大濃度キャリブレーションを既に実行し、よって、図13に示すデータが記憶部に記憶されているものとする。なお、図13に示すデータは、予め記憶部に記憶しておくものであっても良い。以下、図17を用いて本実施形態による最大濃度制御処理について説明する。
<Second embodiment>
In the first embodiment, the maximum density is controlled by controlling the shadow width of the line of the pattern image 40 to be the same as the width of the light receiving portion Ap and the light receiving portion An. For example, if the width of the light receiving portion Ap and the light receiving portion An is 254 μm, the line width is adjusted to 127 μm, which is to adjust the maximum density to 1.32 from FIG. there were. In the present embodiment, the target line width of the pattern image 40 is not a fixed value determined by the widths of the light receiving part Ap and the light receiving part An, but a variable value. In this embodiment, the user selects “standard”, “+1” to “+5”, and “−1” to “−5” from 11 levels as the maximum density setting value for each color. Shall. Then, the relationship between the maximum density setting value and the target line width as shown in FIG. 18 is obtained in advance and stored in the storage unit. The target line width when the maximum density setting value is “standard” is the reference line width, and the relationship between the deviation from the reference line width and the peak value of the output signal of the optical sensor as shown in FIG. Are obtained in advance and stored in the storage unit. Further, the initial set value of the maximum density is “standard”, and the image forming apparatus 101 has already executed the initial maximum density calibration shown in FIG. 11, and thus the data shown in FIG. 13 is stored in the storage unit. Shall. The data shown in FIG. 13 may be stored in advance in the storage unit. Hereinafter, the maximum density control process according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

S20において、制御部25は、ユーザの操作による最大濃度設定値の変更命令を検出する。なお、以下の説明においては、ユーザが総ての色について、最大濃度設定値+2を選択したものとする。制御部25は、S21において、図18の変換テーブルから、目標ライン幅を取得する。例えば、最大濃度設定値"+2"に対しては、目標ライン幅137μmが求められる。   In S20, the control unit 25 detects a change command of the maximum density setting value by a user operation. In the following description, it is assumed that the user selects the maximum density setting value +2 for all colors. In S21, the control unit 25 acquires the target line width from the conversion table of FIG. For example, for the maximum density setting value “+2”, a target line width of 137 μm is obtained.

制御部25は、S22において、目標ライン幅137μmと、基準ライン幅(=127μm)との差を計算する。本例では、137μm−127μm=+10μmが算出される
。続いて、S23において、図8に示す様な、基準ライン幅からのずれ量と、センサ出力のピーク値の関係を使用して、S22で求めたずれ量に対応するセンサ出力のピーク値を判定して目標値とする。本例では、目標ライン幅の基準ライン幅からのずれ量が+10μmであるので、図8より、センサの出力ピーク値の目標値の最大値に対する割合は0.96である。続いて、S24において、制御部25は、図13に示す初期最大濃度キャリブレーションで得た結果を用いて、センサ27の出力信号のピークの目標値から現像バイアスを決定する。具体的には、図13のグラフより、イエロー(Y)の出力信号のピークの最大値は2.00Vである。したがって、センサ27の出力信号のピーク値の目標値は、2.00Vを0.96倍した1.92(V)となる。最大濃度設定値は、"+2"と標準より濃いため、図13のグラフの最大値より右側において1.92Vに最も近いピーク値1.90Vを選択して、その時に印加していた現像バイアス−305Vを導き出すことができる。このようにして、最大濃度設定値"+2"から使用する現像バイアスを"−305V"に決定する。この様に、本実施形態では、初期最大濃度キャリブレーションの結果を使用して所望の最大濃度に濃度制御することができる。なお、本実施形態においても、現像バイアスと、出力信号のピーク値との測定結果を補間して現像バイアスを決定することができる。
In S22, the control unit 25 calculates the difference between the target line width of 137 μm and the reference line width (= 127 μm). In this example, 137 μm−127 μm = + 10 μm is calculated. Subsequently, in S23, the peak value of the sensor output corresponding to the deviation obtained in S22 is determined using the relationship between the deviation from the reference line width and the peak value of the sensor output as shown in FIG. To the target value. In this example, since the deviation amount of the target line width from the reference line width is +10 μm, the ratio of the output peak value of the sensor to the maximum value of the target value is 0.96 from FIG. Subsequently, in S24, the control unit 25 determines the development bias from the target value of the peak of the output signal of the sensor 27, using the result obtained by the initial maximum density calibration shown in FIG. Specifically, from the graph of FIG. 13, the maximum value of the peak of the yellow (Y) output signal is 2.00V. Therefore, the target value of the peak value of the output signal of the sensor 27 is 1.92 (V) obtained by multiplying 2.00 V by 0.96. Since the maximum density setting value is “+2”, which is darker than the standard, a peak value of 1.90 V closest to 1.92 V on the right side of the maximum value in the graph of FIG. 13 is selected, and the developing bias applied at that time − 305V can be derived. In this way, the developing bias to be used is determined to be “−305 V” from the maximum density setting value “+2”. As described above, in this embodiment, it is possible to control the density to a desired maximum density using the result of the initial maximum density calibration. In this embodiment as well, the development bias can be determined by interpolating the measurement results of the development bias and the peak value of the output signal.

第一実施形態では、最大濃度制御に使用する目標ライン幅は、光学センサ27の受光部An及びApの幅により決定されていた。本実施形態では、受光部An及びApの幅によらず最大濃度制御が可能となる。   In the first embodiment, the target line width used for the maximum density control is determined by the widths of the light receiving portions An and Ap of the optical sensor 27. In the present embodiment, maximum density control is possible regardless of the widths of the light receiving portions An and Ap.

<第三実施形態>
第一実施形態においては、受光部Apと受光部Anの数は等しいものであった。本実施形態では、受光部Anの数を1つとし、受光部Apの数を2つとし、1本のラインによるパターン画像を使用する。以下、本実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態において、画像形成装置101の構成は、第一実施形態と同様であるためその説明を省略する。
<Third embodiment>
In the first embodiment, the number of the light receiving parts Ap and the light receiving parts An is equal. In the present embodiment, the number of light receiving portions An is one, the number of light receiving portions Ap is two, and a pattern image with one line is used. Hereinafter, the present embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. In the present embodiment, the configuration of the image forming apparatus 101 is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

図19(A)は、本実施形態による光学センサ77の斜視図であり、図19(B)は、図19(A)のX方向から見た図である。図19(A)に示す様に、本実施形態のパターン画像90は、幅Wt90の1本のラインを含む画像である。なお、光学センサ77は、第一実施形態における光学センサ27の受光部270を受光部770に置き換えたものであり、その他の構成は光学センサ27と同様であるためその説明は省略する。受光部770は、中間転写ベルト8の移動方向81に沿ってアレイ状に配列されている受光素子773p、775n、774pから成る。なお、受光素子775nは受光部Anを構成し、受光素子773p及び774pはそれぞれ受光部Apを構成する。このように、受光部770は、受光部Apと受光部Anが交互に配置されたものである。   FIG. 19A is a perspective view of the optical sensor 77 according to the present embodiment, and FIG. 19B is a view seen from the X direction of FIG. 19A. As shown in FIG. 19A, the pattern image 90 of this embodiment is an image including one line having a width Wt90. The optical sensor 77 is obtained by replacing the light receiving unit 270 of the optical sensor 27 in the first embodiment with a light receiving unit 770, and the other configuration is the same as that of the optical sensor 27, and thus the description thereof is omitted. The light receiving unit 770 includes light receiving elements 773p, 775n, and 774p arranged in an array along the moving direction 81 of the intermediate transfer belt 8. The light receiving element 775n constitutes the light receiving part An, and the light receiving elements 773p and 774p constitute the light receiving part Ap, respectively. As described above, the light receiving unit 770 is configured by alternately arranging the light receiving units Ap and the light receiving units An.

図19(A)に示す様に、本実施形態において、受光部Apの幅はWsnspであり、受光部Anの幅Wsnsnは、受光部Apの幅Wsnspの2倍である。本実施形態では、受光部Apの幅Wsnspが127μm、受光部Anの幅Wsnsnが254μmであるものとする。さらに、各受光部Apの受光面積は、受光部Anの受光面積の半分、つまり、2つの受光部Apの総受光面積は、受光部Anの総受光面積に等しいものとする。なお、第一実施形態と同様に、受光部Apの受光面の配列方向の幅は、受光部Apの幅Wsnspに略等しく、受光部Anの受光面の配列方向の幅は、受光部Anの幅Wsnsnに略等しいものとする。さらに、パターン画像90のラインの幅Wt90は、受光部Apの幅Wsnspに等しく、つまり、受光部Anの幅Wsnsnの半分とする。したがって、パターン画像90のラインによる影は、図19(B)に示す様に、受光部770の位置においては、受光部Anの幅Wsnsnに等しくなる。なお、パターン画像90のラインによる影の図19(A)のX方向の長さは、第一実施形態と同様に、受光部Ap及び受光部Anの当該方向の長さより長いものとする。なお、図19(A)及び(B)の矢印は、発光素子272が照射し、中間転写ベルト8の表面で正反射した光を示している。   As shown in FIG. 19A, in the present embodiment, the width of the light receiving portion Ap is Wsnsp, and the width Wsnsn of the light receiving portion An is twice the width Wsnsp of the light receiving portion Ap. In the present embodiment, it is assumed that the width Wsnsp of the light receiving part Ap is 127 μm and the width Wsnsn of the light receiving part An is 254 μm. Further, the light receiving area of each light receiving portion Ap is half of the light receiving area of the light receiving portion An, that is, the total light receiving area of the two light receiving portions Ap is equal to the total light receiving area of the light receiving portion An. As in the first embodiment, the width of the light receiving surface of the light receiving portion Ap in the arrangement direction is substantially equal to the width Wsnsp of the light receiving portion Ap, and the width of the light receiving surface of the light receiving portion An in the arrangement direction is equal to that of the light receiving portion An. It is assumed that it is substantially equal to the width Wsnsn. Furthermore, the line width Wt90 of the pattern image 90 is equal to the width Wsnsp of the light receiving part Ap, that is, half the width Wsnsn of the light receiving part An. Therefore, as shown in FIG. 19B, the shadow by the line of the pattern image 90 becomes equal to the width Wsnsn of the light receiving portion An at the position of the light receiving portion 770. In addition, the length of the X direction of FIG. 19A of the shadow by the line of the pattern image 90 shall be longer than the length of the light reception part Ap and the light reception part An of the said direction similarly to 1st embodiment. Note that the arrows in FIGS. 19A and 19B indicate the light irradiated by the light emitting element 272 and regularly reflected on the surface of the intermediate transfer belt 8.

図20は、制御回路275と、受光部770及び発光素子272との接続構成を示している。図2の構成との相違点は、受光素子273p及び274pが受光素子773p及び774pに置き換えられ、受光素子273n及び274nが受光素子775nに置き換えられたこと以外は第一実施形態と同様である。したがって、第一実施形態と同様に、光学センサ77は、受光部Apの総受光量から受光部Anの総受光量を減じた値に対応する振幅の信号を出力する。   FIG. 20 illustrates a connection configuration of the control circuit 275, the light receiving unit 770, and the light emitting element 272. 2 is the same as that of the first embodiment except that the light receiving elements 273p and 274p are replaced with light receiving elements 773p and 774p, and the light receiving elements 273n and 274n are replaced with light receiving elements 775n. Therefore, as in the first embodiment, the optical sensor 77 outputs a signal having an amplitude corresponding to a value obtained by subtracting the total light reception amount of the light receiving portion An from the total light reception amount of the light receiving portion Ap.

以下、光学センサ77による1本のラインを含むパターン画像90の検出について説明する。図21は、異なるライン幅のパターン画像を示している。なお、図21の点線で示す幅Lwは、形成目標のライン幅である。ここで、目標ライン幅Lwは、受光部Anの幅Wsnsnの半分の幅(=127μm)である。つまり、目標ライン幅Lwは、受光部770の位置において受光部Anの幅Wsnsnに等しい幅の影を形成する値である。ここで、図21のパターン画像91のライン幅は目標ライン幅Lwであるが、パターン画像92のライン幅は目標ライン幅Lwより小さい101.6μmであり、パターン画像93のライン幅は目標ライン幅Lwより大きい152.4μmである。   Hereinafter, detection of the pattern image 90 including one line by the optical sensor 77 will be described. FIG. 21 shows pattern images having different line widths. Note that a width Lw indicated by a dotted line in FIG. 21 is a formation target line width. Here, the target line width Lw is a half width (= 127 μm) of the width Wsnsn of the light receiving portion An. That is, the target line width Lw is a value that forms a shadow having a width equal to the width Wsnsn of the light receiving portion An at the position of the light receiving portion 770. Here, the line width of the pattern image 91 in FIG. 21 is the target line width Lw, but the line width of the pattern image 92 is 101.6 μm, which is smaller than the target line width Lw, and the line width of the pattern image 93 is the target line width. It is 152.4 μm larger than Lw.

図22は、図21のパターン画像91を検出したときの光学センサ77の出力信号を示している。なお、出力信号の下には、パターン画像91の移動により移動する、ラインにより生じる影と、受光部770との位置関係を示している。なお、出力信号は、その値が基準電圧Vref2のとき、つまり、受光部Apの総受光量と受光部Anの総受光量が等しいときを0とし、最大値が1となる様に規格化している。   FIG. 22 shows an output signal of the optical sensor 77 when the pattern image 91 of FIG. 21 is detected. Note that, below the output signal, the positional relationship between the shadow caused by the line that is moved by the movement of the pattern image 91 and the light receiving unit 770 is shown. The output signal is normalized so that the maximum value is 1 when the value is the reference voltage Vref2, that is, when the total light reception amount of the light receiving portion Ap is equal to the total light reception amount of the light receiving portion An. Yes.

状態(a)は、ラインの影が受光部Ap及びAnのいずれも覆っていない状態である。この場合、受光部Apの総受光量と受光部Anの総受光量は等しく、よって、光学センサ77の出力は0となる。状態(b)は、ラインの影が受光部Apの1つを覆っている状態である。このとき、受光部Anの総受光量は、受光部Apの総受光量の倍となり、光学センサ77の出力は−0.5となる。状態(c)は、ラインの影が受光部Apの1つと、受光部Anの半分を覆っている状態であり、受光部Apの総受光量と受光部Anの総受光量は等しく、よって、光学センサ77の出力は0となる。状態(d)は、ラインの影が受光部Anの全体を覆っている状態である。このとき、受光部Anの総受光量は、ほぼ0であり、光学センサ77の出力は最大の+1.0となる。状態(e)は、状態(c)と同じく、ラインの影が受光部Apの1つと、受光部Anの半分を覆っている状態であり、光学センサ77の出力は0となる。状態(f)は、状態(b)と同じく、ラインの影が受光部Apの1つを覆っている状態であり、光学センサ77の出力は−0.5となる。状態(g)は、状態(a)と同じく、ラインの影がいずれの受光部も覆っていない状態であり、光学センサ77の出力は0となる。   State (a) is a state in which the shadow of the line does not cover any of the light receiving parts Ap and An. In this case, the total amount of light received by the light receiver Ap is equal to the total amount of light received by the light receiver An, and therefore the output of the optical sensor 77 is zero. State (b) is a state in which the shadow of the line covers one of the light receiving parts Ap. At this time, the total amount of light received by the light receiving portion An is twice the total amount of light received by the light receiving portion Ap, and the output of the optical sensor 77 is −0.5. State (c) is a state in which the shadow of the line covers one of the light receiving portions Ap and half of the light receiving portion An, and the total light receiving amount of the light receiving portion Ap is equal to the total light receiving amount of the light receiving portion An. The output of the optical sensor 77 is zero. The state (d) is a state in which the shadow of the line covers the entire light receiving unit An. At this time, the total amount of light received by the light receiving unit An is almost 0, and the output of the optical sensor 77 is +1.0 at the maximum. In the state (e), as in the state (c), the shadow of the line covers one of the light receiving parts Ap and half of the light receiving part An, and the output of the optical sensor 77 is zero. Similarly to the state (b), the state (f) is a state in which the shadow of the line covers one of the light receiving parts Ap, and the output of the optical sensor 77 is −0.5. Similarly to the state (a), the state (g) is a state in which the shadow of the line does not cover any light receiving part, and the output of the optical sensor 77 is zero.

図23は、図21のパターン画像92を検出したときの光学センサ27の出力信号を示している。図23の表記は図22と同じである。なお、出力信号のピーク値は、図22におけるパターン画像91を検出したときのピーク値が1となる様に規格化している。図23に示す様に、パターン画像92のライン幅は、目標ライン幅の0.8倍であるため、その影は受光部Anの全体を覆うことはない。したがって、状態(d)に示す様に、ラインによる影の全体が受光部Anを覆ったときでも、受光部Anは、正反射光を受光する。よって、受光部Apの総受光量と受光部Anの総受光量の差の最大値は、図22の状態(d)より小さくなる。具体的には、パターン画像92を検出したときの光学センサ77の出力信号のピーク値は、0.8となる。なお、パターン画像91とパターン画像92のライン幅の比は、
127μm:101.6μm=1:0.8
である。つまり、光学センサ77の出力信号のピーク値は、ライン幅が目標幅より小さくなると、それに比例して小さくなる。
FIG. 23 shows an output signal of the optical sensor 27 when the pattern image 92 of FIG. 21 is detected. The notation of FIG. 23 is the same as FIG. Note that the peak value of the output signal is normalized so that the peak value becomes 1 when the pattern image 91 in FIG. 22 is detected. As shown in FIG. 23, since the line width of the pattern image 92 is 0.8 times the target line width, the shadow does not cover the entire light receiving portion An. Accordingly, as shown in the state (d), even when the entire shadow of the line covers the light receiving part An, the light receiving part An receives the regular reflection light. Therefore, the maximum value of the difference between the total light receiving amount of the light receiving part Ap and the total light receiving amount of the light receiving part An is smaller than the state (d) in FIG. Specifically, the peak value of the output signal of the optical sensor 77 when the pattern image 92 is detected is 0.8. The ratio of the line width between the pattern image 91 and the pattern image 92 is
127 μm: 101.6 μm = 1: 0.8
It is. That is, when the line width becomes smaller than the target width, the peak value of the output signal of the optical sensor 77 becomes smaller in proportion thereto.

図24は、図21のパターン画像93を検出したときの光学センサ77の出力信号を示している。なお、図24の表記は図22と同じである。図24に示す様に、パターン画像93のライン幅は、目標とする幅の1.2倍であるため、その影が受光部Anのみを覆う状態は存在せず、影は、受光部Anの全体を覆ったうえで、いずれかの受光部Apの一部を覆うことになる。したがって、状態(d)に示す様に、ラインによる影が受光部Anの全体を覆ったときには、受光部Apも一部影に覆われ、よって、受光部Apの総受光量と受光部Anの総受光量との差は、図22の状態(d)より小さくなる。具体的には、パターン画像93を検出したときの光学センサ77の出力信号のピーク値は0.8となる。なお、パターン画像91とパターン画像93のライン幅の比は、
127μm:152.4μm=1:1.2
である。パターン画像93のライン幅のパターン画像91のライン幅からのずれ量は、25.4μmであり、ずれ量の比率は、0.2(=25.4÷127)である。
FIG. 24 shows an output signal of the optical sensor 77 when the pattern image 93 of FIG. 21 is detected. Note that the notation in FIG. 24 is the same as that in FIG. As shown in FIG. 24, since the line width of the pattern image 93 is 1.2 times the target width, there is no state in which the shadow covers only the light receiving portion An, and the shadow of the light receiving portion An After covering the whole, a part of one of the light receiving parts Ap is covered. Therefore, as shown in the state (d), when the shadow by the line covers the entire light receiving portion An, the light receiving portion Ap is also partially covered by the shadow, and accordingly, the total amount of light received by the light receiving portion Ap and the light receiving portion An. The difference from the total amount of received light is smaller than the state (d) in FIG. Specifically, the peak value of the output signal of the optical sensor 77 when the pattern image 93 is detected is 0.8. The ratio of the line widths of the pattern image 91 and the pattern image 93 is
127 μm: 152.4 μm = 1: 1.2
It is. The deviation amount of the line width of the pattern image 93 from the line width of the pattern image 91 is 25.4 μm, and the deviation amount ratio is 0.2 (= 25.4 ÷ 127).

一方、パターン画像91を検出したときのピーク値を基準にすると、パターン画像93を検出したときのピーク値の基準値からのずれ量は、0.2(=1−0.8)である。この様に、ライン幅が目標値より大きいと、光学センサ77の出力信号のピーク値の基準値からのずれ量は、ライン幅の目標値からのずれ量と一致することになる。   On the other hand, based on the peak value when the pattern image 91 is detected, the amount of deviation from the reference value of the peak value when the pattern image 93 is detected is 0.2 (= 1-0.8). Thus, when the line width is larger than the target value, the amount of deviation of the peak value of the output signal of the optical sensor 77 from the reference value coincides with the amount of deviation of the line width from the target value.

以上の通り、本実施形態においてはラインによる影が受光部Anの幅と同じとなる様にすると、光学センサ77の出力信号のピーク値が最大となり、ライン幅がそれより小さくても、大きくても、光学センサ77の出力信号のピーク値は小さくなる。目標とするライン幅からのずれ量と、光学センサ77の出力信号のピーク値との関係を図25に示す。なお、光学センサ77の出力信号のピーク値は、中間転写ベルト8の移動速度(回転速度)に依存しない。この様に、図25に示す特性を利用して、第一実施形態や第二実施形態で説明した濃度補正キャリブレーションを実行することができる。本実施形態では、1本のラインによるパターン画像を使用するため、第一実施形態や第二実施形態より小さな検出画像とすることができる。   As described above, in this embodiment, when the shadow of the line is the same as the width of the light receiving portion An, the peak value of the output signal of the optical sensor 77 is maximized, and even if the line width is smaller than that, it is large. However, the peak value of the output signal of the optical sensor 77 becomes small. FIG. 25 shows the relationship between the deviation amount from the target line width and the peak value of the output signal of the optical sensor 77. The peak value of the output signal of the optical sensor 77 does not depend on the moving speed (rotational speed) of the intermediate transfer belt 8. In this way, the density correction calibration described in the first embodiment and the second embodiment can be executed using the characteristics shown in FIG. In this embodiment, since a pattern image with one line is used, a detection image smaller than those in the first embodiment and the second embodiment can be obtained.

なお、本実施形態においては、光学センサ77の受光部770は、2つの受光部Apと、1つの受光部Anを有するものであった。しかしながら、3つの受光部Apと、2つの受光部Anを交互に配置する等、nを自然数として、(n+1)個の受光部Apと、n個の受光部Anを交互に配置したものとすることができる。このとき、受光部770の両端に配置される2つの受光部Apそれぞれの受光面積の和は、受光部770のそれ以外の受光部Ap及びAnそれぞれの受光面積と等しくする。また、受光部770の両端以外の受光部の受光面の配列方向の幅は等しく、受光部770の両端に配置される2つの受光部Apの受光面の配列方向の幅の倍とする。なお、受光部Apの数を受光部Anの数より1つだけ多くし、受光部Apを受光部770の両端に配置する形態で説明したが、受光部Apと受光部Anを入れ替えた形態とすることもできる。   In the present embodiment, the light receiving part 770 of the optical sensor 77 has two light receiving parts Ap and one light receiving part An. However, it is assumed that (n + 1) light receiving portions Ap and n light receiving portions An are alternately arranged, where n is a natural number, such as alternately arranging three light receiving portions Ap and two light receiving portions An. be able to. At this time, the sum of the light receiving areas of the two light receiving parts Ap arranged at both ends of the light receiving part 770 is made equal to the light receiving areas of the other light receiving parts Ap and An of the light receiving part 770. The widths in the array direction of the light receiving surfaces of the light receiving units other than both ends of the light receiving unit 770 are the same, and are double the width in the array direction of the light receiving surfaces of the two light receiving units Ap arranged at both ends of the light receiving unit 770. In addition, although the number of the light receiving parts Ap is increased by one more than the number of the light receiving parts An and the light receiving parts Ap are arranged at both ends of the light receiving part 770, the light receiving part Ap and the light receiving part An are replaced with each other. You can also

<その他の実施形態>
なお、上記実施形態は、受光部Apと受光部Anそれぞれの受光量の時間変化を示す信号の差動処理を行うものであった。受光部Apと受光部Anは中間転写ベルト8の移動方向に沿って配置されている。したがって、受光部Apと受光部Anの受光量の時間変化は、互いに、受光部Apと受光部Anの距離と中間転写ベルト8の移動速度で決まる時間だけずらしたものである。したがって、受光部Apと受光部Anそれぞれの受光量の時間変化を示す信号の差動処理を行うことは、例えば、1つの受光部が出力する受光量に対応する信号を2分岐した後、互いに所定の時間だけずらして差動処理を行うことでも実現できる。このときにずらす時間は、受光部Apと受光部Anの距離と中間転写ベルト8の移動速度で決まる時間である。つまり、上記各実施形態は、1つ以上の受光部Apの総受光量と、1つ以上の受光部Anの総受光量との差動処理を行うものであったが、1つの受光部の受光量を示す信号の、1つ以上の第1の時間位置の和と、1つ以上の第2の時間位置の和との差動処理を行うことと等価である。例えば、複数のラインのパターン画像を移動させると、受光部における受光量は複数のラインに応じた周期で振動する。したがって、例えば、各第1の時間位置は、この周期が互いに同相となる様に設定し、各第2の時間位置も、この周期が互いに同相となる様に設定する。一方、第1の時間位置と第2の時間位置は、この周期の位相が異なる様に、例えば、逆相になる様に設定する。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the differential processing of the signal indicating the temporal change in the amount of light received by each of the light receiving part Ap and the light receiving part An is performed. The light receiving part Ap and the light receiving part An are arranged along the moving direction of the intermediate transfer belt 8. Therefore, the temporal changes in the amounts of light received by the light receiving part Ap and the light receiving part An are shifted from each other by a time determined by the distance between the light receiving part Ap and the light receiving part An and the moving speed of the intermediate transfer belt 8. Accordingly, the differential processing of the signals indicating the temporal changes in the received light amounts of the light receiving unit Ap and the light receiving unit An is performed by, for example, bifurcating the signal corresponding to the received light amount output by one light receiving unit, It can also be realized by performing differential processing while shifting by a predetermined time. The time shifted at this time is determined by the distance between the light receiving portion Ap and the light receiving portion An and the moving speed of the intermediate transfer belt 8. That is, in each of the above embodiments, a differential process is performed between the total amount of light received by one or more light receivers Ap and the total amount of light received by one or more light receivers An. This is equivalent to performing differential processing of a signal indicating the amount of received light with a sum of one or more first time positions and a sum of one or more second time positions. For example, when a pattern image of a plurality of lines is moved, the amount of light received by the light receiving unit vibrates at a period corresponding to the plurality of lines. Therefore, for example, the first time positions are set so that the periods are in phase with each other, and the second time positions are also set so that the periods are in phase with each other. On the other hand, the first time position and the second time position are set so as to be in opposite phases, for example, so that the phases of this period are different.

また、上記実施形態において、受光部Apと受光部Anの受光面の配列方向の幅と、ラインの幅の関係について説明した。ここで、受光部Ap及びAnはその受光面で同時にある領域からの反射光を受光し、これは、同時に受光する反射光の平均値を求めていることに等しい。よって、受光面の配列方向の幅を増加させることは、例えば、受光部Apと受光部Anが出力する受光量の時間変化を示す信号に対して移動平均を求めることに等しい。ここで、1つの受光部が出力する信号の異なる時間位置の差動処理を行う形態では、信号を分岐してずらすためにメモリが必要となる。したがって、このメモリを利用することで、1つの受光部が出力する信号に第1の区間と第2の区間の2つの区間を設定し、第1の区間の移動平均値と、第2の区間の移動平均値の差動処理を容易に行うことができる。これにより、ラインの幅に応じた区間を容易に設定することができる。なお、このとき、第1の区間と第2の区間の時間間隔は、上記実施形態における受光部Apと受光部Anの距離に相当し、第1の区間と第2の区間の区間長は、受光面の配列方向の幅に相当する。   Moreover, in the said embodiment, the relationship between the width | variety of the arrangement direction of the light-receiving surface of the light-receiving part Ap and the light-receiving part An, and the width | variety of a line was demonstrated. Here, the light receiving portions Ap and An receive the reflected light from a certain region at the same time on the light receiving surface, which is equivalent to obtaining the average value of the reflected light received simultaneously. Therefore, increasing the width of the light receiving surface in the arrangement direction is equivalent to, for example, obtaining a moving average with respect to a signal indicating a temporal change in the amount of light received output from the light receiving part Ap and the light receiving part An. Here, in the form of performing differential processing at different time positions of signals output from one light receiving unit, a memory is required to branch and shift the signals. Therefore, by using this memory, two sections of the first section and the second section are set in the signal output from one light receiving unit, the moving average value of the first section, and the second section The differential processing of the moving average value can be easily performed. Thereby, the section according to the width of the line can be set easily. At this time, the time interval between the first section and the second section corresponds to the distance between the light receiving section Ap and the light receiving section An in the above embodiment, and the section lengths of the first section and the second section are as follows: This corresponds to the width of the light receiving surface in the arrangement direction.

図26は、1つの受光部が出力する信号に対する上記処理を行うための構成図である。なお、1つの受光部が出力する信号の異なる時間の差動処理を行う本形態では、例えば、光学センサ27は、単に、受光部の受光量に対応する光検出信号をエンジン制御部25に出力する。なお、図26のサンプリング部31、移動平均処理部32及び33、差動処理部34は、例えば、エンジン制御部25に設けられる。しかしながら、サンプリング部31、移動平均処理部32及び33、差動処理部34をは、例えば、制御回路275に設けても良い。光検出信号は、サンプリング部31でサンプリングされ、それぞれ、移動平均処理部32及び33へと出力される。移動平均処理部32及び33は、所定長の区間の移動平均値を求め、求めた移動平均値をそれぞれ差動処理部34へと出力する。なお、移動平均処理部32が出力する移動平均値に対応する区間と、移動平均処理部33が同じ時刻に出力する移動平均値に対応する区間との間の期間は、上述した様に、例えば、光検出信号の位相が異なる様に設定する。差動処理部34は、移動平均処理部32及び33から移動平均値の差動処理を行う。この構成により差動処理部34は、例えば、図3の差動アンプ290の出力信号と同様の出力信号を出力する。   FIG. 26 is a configuration diagram for performing the above-described processing on a signal output from one light receiving unit. In the present embodiment in which differential processing of signals output from one light receiving unit is performed at different times, for example, the optical sensor 27 simply outputs a light detection signal corresponding to the amount of light received by the light receiving unit to the engine control unit 25. To do. Note that the sampling unit 31, the moving average processing units 32 and 33, and the differential processing unit 34 in FIG. 26 are provided in the engine control unit 25, for example. However, the sampling unit 31, the moving average processing units 32 and 33, and the differential processing unit 34 may be provided in the control circuit 275, for example. The light detection signals are sampled by the sampling unit 31 and output to the moving average processing units 32 and 33, respectively. The moving average processing units 32 and 33 obtain a moving average value of a section having a predetermined length, and output the obtained moving average values to the differential processing unit 34, respectively. As described above, the period between the section corresponding to the moving average value output by the moving average processing unit 32 and the section corresponding to the moving average value output by the moving average processing unit 33 at the same time is, for example, The phase of the light detection signal is set to be different. The differential processing unit 34 performs differential processing of the moving average value from the moving average processing units 32 and 33. With this configuration, the differential processing unit 34 outputs, for example, an output signal similar to the output signal of the differential amplifier 290 of FIG.

なお、言い換えると、上記実施形態は、パターン画像及びその前後の中間転写ベルト8表面の異なる位置からの正反射光成分を含む反射光量の差分を取るものともいえる。例えば、これは、同じ時間に受光部Apと受光部Anが受光する正反射光は、パターン画像及びその前後の中間転写ベルト8表面の異なる位置で反射したものであることから明らかである。また、1つの受光部が出力する信号の異なる時間位置の差動処理を行う形態も、パターン画像及びその周囲の中間転写ベルト8表面の異なる位置からの正反射光成分を含む反射光量の差分を取るものである。例えば、光検出信号の第1の時間位置と、第1の時間位置より後の第2の時間位置との差動処理を行うものとする。なお、第1の時間において受光部への正反射光の反射位置であるパターン画像上の位置を第1の位置とし、第2の時間において受光部への正反射光の反射位置を第2の位置とする。この場合、第1の位置と第2の位置との距離は、中間転写ベルト8の表面の移動速度に第1の時間と2の時間との差分を乗じた値に等しい。よって、第1の時間位置と第2の時間位置の差動処理を行うことは、受光部が第1の位置から正反射光を受光しているときの総受光量と、受光部が第2の位置から正反射光を受光しているときの総受光量との差動処理を行うことに相当するからである。   In other words, it can be said that the above embodiment takes the difference in the amount of reflected light including the regular reflected light components from different positions on the surface of the intermediate transfer belt 8 before and after the pattern image. For example, this is apparent from the fact that the regular reflection light received by the light receiving part Ap and the light receiving part An at the same time is reflected at different positions on the surface of the intermediate transfer belt 8 before and after the pattern image. Also, in the form of performing differential processing at different time positions of signals output by one light receiving unit, the difference in the amount of reflected light including specularly reflected light components from different positions on the surface of the pattern image and the surrounding intermediate transfer belt 8 is also obtained. It is what you take. For example, it is assumed that differential processing is performed between a first time position of the light detection signal and a second time position after the first time position. In addition, the position on the pattern image that is the reflection position of the regular reflection light to the light receiving unit in the first time is defined as the first position, and the reflection position of the regular reflection light to the light reception unit in the second time is the second position. Position. In this case, the distance between the first position and the second position is equal to a value obtained by multiplying the moving speed of the surface of the intermediate transfer belt 8 by the difference between the first time and the second time. Therefore, performing the differential processing between the first time position and the second time position means that the total amount of received light when the light receiving unit receives specularly reflected light from the first position and the light receiving unit is second. This is because it corresponds to performing differential processing with the total amount of light received when the regular reflection light is received from the position.

以上、発光素子が発散光束を中間転写ベルト8に照射することで、中間転写ベルト8のある程度広い範囲が発光素子により照らされることになる。したがって、受光素子が受光するパターン画像のラインによる拡散反射光は、パターン画像がこの照射領域を通過する間において略一定となる。したがって、複数の受光素子の受光量の差、或いは、1つの受光素子の異なる時間位置での受光量の差により、拡散反射光を除去又は抑圧し、正反射光成分のみを取り出すことができる。この構成により、拡散反射光の影響を抑えた濃度制御が可能となる。   As described above, when the light emitting element irradiates the intermediate transfer belt 8 with the divergent light beam, a certain wide range of the intermediate transfer belt 8 is illuminated by the light emitting element. Therefore, the diffusely reflected light by the line of the pattern image received by the light receiving element becomes substantially constant while the pattern image passes through this irradiation region. Therefore, the diffuse reflection light can be removed or suppressed and only the specular reflection light component can be extracted by the difference in the light reception amounts of the plurality of light receiving elements or the difference in the light reception amounts at different time positions of one light receiving element. With this configuration, it is possible to control the density while suppressing the influence of diffuse reflected light.

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。   The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.

Claims (15)

像担持体の表面に、前記像担持体の表面の移動方向と異なる方向の1つ以上のラインを有する検出画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体に形成された前記検出画像を検出して出力信号を出力する検出手段と、
前記検出手段の出力信号のピーク値に基づき、形成する画像の濃度に関する画像形成条件を制御する制御手段と、
を備えており、
前記検出手段は、
前記像担持体に光を照射する発光手段と、
前記発光手段が発光し、前記像担持体で反射した光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、
前記像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する前記検出信号の値の差に応じた信号を前記出力信号として出力する出力手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
Image forming means for forming a detection image having one or more lines in a direction different from the moving direction of the surface of the image carrier on the surface of the image carrier;
Detection means for detecting the detection image formed on the image carrier and outputting an output signal;
Control means for controlling image forming conditions relating to the density of the image to be formed based on the peak value of the output signal of the detecting means;
With
The detection means includes
A light emitting means for irradiating the image carrier with light;
A light receiving means for receiving the light emitted from the light emitting means and reflected by the image carrier and outputting a detection signal corresponding to the amount of received light;
An output means for outputting, as the output signal, a signal corresponding to a difference in value of the detection signal corresponding to the amount of received light including specularly reflected light components from different positions on the surface of the image carrier;
An image forming apparatus comprising:
前記制御手段は、前記画像形成条件の異なる値を使用して、前記像担持体に複数の前記検出画像を形成し、前記検出手段の出力信号のピーク値が目標値となる様に前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The control means forms a plurality of the detected images on the image carrier using different values of the image forming conditions, and forms the image so that a peak value of an output signal of the detecting means becomes a target value. The image forming apparatus according to claim 1, wherein conditions are controlled. 前記目標値は、前記検出手段が複数の前記検出画像のそれぞれを検出したときに出力する出力信号のピーク値の最大値であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 2, wherein the target value is a maximum value of a peak value of an output signal that is output when the detection unit detects each of the plurality of detection images. 前記目標値は、前記検出手段が複数の前記検出画像のそれぞれを検出したときに出力する出力信号のピーク値の最大値に対する割合で示されることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 2, wherein the target value is indicated by a ratio with respect to a maximum value of a peak value of an output signal output when the detection unit detects each of the plurality of detection images. . 前記受光手段は、交互に配置される1つ以上の第1の受光部と1つ以上の第2の受光部とを含み、
前記出力手段は、前記1つ以上の第1の受光部の総受光量と、前記1つ以上の第2の受光部の総受光量の差に応じた信号を前記出力信号として出力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。
The light receiving means includes one or more first light receiving units and one or more second light receiving units arranged alternately,
The output means outputs, as the output signal, a signal corresponding to a difference between a total light reception amount of the one or more first light receiving units and a total light reception amount of the one or more second light receiving units. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
前記第1の受光部それぞれの受光面積と、前記第2の受光部それぞれの受光面積は等しいことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 5, wherein a light receiving area of each of the first light receiving parts is equal to a light receiving area of each of the second light receiving parts. 前記第1の受光部それぞれの受光面の、前記第1の受光部と前記第2の受光部を交互に配置している方向である配列方向における幅と、前記第2の受光部それぞれの受光面の前記配列方向における幅は等しいことを特徴とする請求項5又は6に記載の画像形成装置。   The width of the light receiving surface of each of the first light receiving portions in the arrangement direction, which is the direction in which the first light receiving portions and the second light receiving portions are alternately arranged, and the light receiving of each of the second light receiving portions. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the widths of the surfaces in the arrangement direction are equal. 前記検出画像は、前記像担持体の表面の移動方向に沿って、前記移動方向に直交する方向の複数のラインを含み、
前記受光手段は、複数の前記第1の受光部と、複数の前記第2の受光部を有し、
前記発光手段が前記検出画像を照射することで前記受光手段の位置に形成される明暗のピッチは、前記第1の受光部のピッチと、前記第2の受光部のピッチにそれぞれ等しいことを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The detected image includes a plurality of lines in a direction orthogonal to the moving direction along the moving direction of the surface of the image carrier,
The light receiving means includes a plurality of the first light receiving portions and a plurality of the second light receiving portions,
The light / dark pitch formed at the position of the light receiving means by the light emitting means irradiating the detection image is equal to the pitch of the first light receiving section and the pitch of the second light receiving section, respectively. The image forming apparatus according to any one of claims 5 to 7.
前記受光手段の両端は前記第1の受光部であり、
前記受光手段の前記両端に配置される前記第1の受光部を除く受光部の受光面積は等しく、かつ、前記両端に配置される2つの前記第1の受光部の受光面積の和に等しいことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
Both ends of the light receiving means are the first light receiving portions,
The light receiving areas of the light receiving parts excluding the first light receiving parts arranged at both ends of the light receiving means are equal, and are equal to the sum of the light receiving areas of the two first light receiving parts arranged at both ends. The image forming apparatus according to claim 5.
前記受光手段の両端は前記第1の受光部であり、
前記受光手段の前記両端に配置される前記第1の受光部を除く受光部の受光面の、前記第1の受光部と前記第2の受光部を交互に配置している方向である配列方向における幅は等しく、かつ、前記両端に配置される前記第1の受光部の受光面の前記配列方向における幅の倍であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
Both ends of the light receiving means are the first light receiving portions,
Arrangement direction which is a direction in which the first light receiving portions and the second light receiving portions are alternately arranged on the light receiving surfaces of the light receiving portions excluding the first light receiving portions arranged at both ends of the light receiving means. 6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the widths of the light receiving surfaces of the first light receiving portions arranged at both ends are equal to a width of the light receiving surfaces of the first light receiving portions in the arrangement direction.
前記第1の受光部及び前記第2の受光部は、それぞれ、1つ以上の受光素子を含むことを特徴とする請求項5から10のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 5, wherein each of the first light receiving unit and the second light receiving unit includes one or more light receiving elements. 前記出力手段は、前記検出信号の第1の時間位置と、前記第1の時間位置とは所定の期間だけ離れた第2の時間位置との差に応じた信号を前記出力信号として出力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。   The output means outputs a signal according to a difference between a first time position of the detection signal and a second time position separated from the first time position by a predetermined period as the output signal. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記出力手段は、前記検出信号の第1の区間の平均値と、前記第1の区間とは所定の期間だけ離れた第2の区間の平均値との差に応じた信号を前記出力信号として出力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。   The output means uses, as the output signal, a signal corresponding to a difference between an average value of the first section of the detection signal and an average value of a second section that is separated from the first section by a predetermined period. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus outputs the image. 前記検出画像は、前記像担持体の表面の移動方向に沿って、前記移動方向に直交する方向の複数のラインを含み、
前記所定の期間は、前記検出信号に生じる前記複数のラインによる振動の周期とは異なる期間であることを特徴とする請求項12又は13に記載の画像形成装置。
The detected image includes a plurality of lines in a direction orthogonal to the moving direction along the moving direction of the surface of the image carrier,
The image forming apparatus according to claim 12, wherein the predetermined period is a period different from a period of vibration caused by the plurality of lines generated in the detection signal.
前記画像形成手段は、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、現像バイアスを印加することで前記静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、を備えており、
前記画像形成条件は、前記現像バイアスと、前記感光体の前記露光手段により露光された位置の電位との差である現像コントラストである、
ことを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The image forming unit includes a photosensitive member, a charging unit that charges the photosensitive member, an exposure unit that exposes the photosensitive member to form an electrostatic latent image, and a developing bias to apply the electrostatic latent image. And developing means for developing with a developer,
The image forming condition is a development contrast that is a difference between the development bias and a potential at a position exposed by the exposure unit of the photoreceptor.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
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