JP2020024333A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】掃き寄せ量を適正化する技術を提供する。【解決手段】画像形成装置は、設定された画像形成条件で像担持体にトナー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トナー像の厚みに関する第１決定情報を検知する第１検知手段と、複数の画像形成条件それぞれで前記画像形成手段に複数の検知用画像を形成させ、前記第１検知手段により検知された前記複数の検知用画像それぞれの前記第１決定情報に基づき、設定する前記画像形成条件を決定する決定手段と、を備えている。【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置における画像形成条件の設定技術に関する。

画像形成装置は、各種のプロセスコントロールを実行して画像形成条件を設定する。例えば、画像形成装置は、濃度や色ずれを補正するためのプロセスコントロールを実行して濃度や画像形成位置等に関する画像形成条件を設定する。また、特許文献１は、トナーの異常飛翔を抑制するためのプロセスコントロールを実行して、トナー載り量に関する画像形成条件を設定する構成を開示している。

特開２００４−７８０３０号公報

電子写真方式の画像形成装置では、"掃き寄せ"と呼ばれる現象が発生し得る。"掃き寄せ"とは、現像方式に応じて、静電潜像の搬送方向における先端又は後端領域にトナー（現像剤）が過剰に付着する現象である。以下の説明において、掃き寄せにより静電潜像の先端又は後端領域に付着するトナーのうちの過剰に付着した量を"掃き寄せ量"と表記する。掃き寄せ量は、画像形成条件によって変化する。例えば、現像コントラストが大きくなると、掃き寄せ量は多くなる。なお、現像コントラストとは、感光体の露光領域の電位と現像バイアスとの電位差であり、形成される画像の濃度に関係する画像形成条件である。また、感光体と現像ローラとの周速差が大きくなると、掃き寄せ量は多くなる。さらに、トナーの単位重量当たりの電荷量が少なくなると掃き寄せ量は多くなる。

また、画像形成装置において形成される画像の濃度は、画像形成装置の使用度合いや、画像形成装置の雰囲気環境によって変化し得る。例えば、低温低湿環境下にある画像形成装置が長期間使用されないと、トナーの電荷量が増加し得る。この場合、現像コントラストが相対的に不足し、濃度低下を引き起こす可能性がある。また、長時間使用した画像形成装置では、感光体の感度が変化し、露光領域の電位が上昇し得る。この場合も、現像コントラストが不足し、濃度低下を引き起こす可能性がある。このため、現像コントラストは、一般的に、マージンを考慮して設定、つまり、必要な値よりマージンだけ大きな値に設定される。しかしながら、これは、掃き寄せ量を増加させる。掃き寄せ量が増加しても定着不良を防止するためには、定着温度を高くする必要があるが、これは、画像形成装置の消費電力を増加させる。

本発明は、掃き寄せ量を適正化する技術を提供するものである。

本発明の一態様によると、画像形成装置は、設定された画像形成条件で像担持体にトナー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トナー像の厚みに関する第１決定情報を検知する第１検知手段と、複数の画像形成条件それぞれで前記画像形成手段に複数の検知用画像を形成させ、前記第１検知手段により検知された前記複数の検知用画像それぞれの前記第１決定情報に基づき、設定する前記画像形成条件を決定する決定手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明によると、掃き寄せ量を適正化できる。

一実施形態による画像形成装置の構成図。 一実施形態による検知センサの構成図。 一実施形態による検知用画像を示す図。 一実施形態による掃き寄せ量の検出原理の説明図。 一実施形態による画像形成条件を設定する処理のフローチャート。 一実施形態による画像形成条件の決定方法の説明図。 一実施形態による画像形成装置の構成図。 一実施形態によるカラーセンサの構成図。 一実施形態による検知用画像を示す図。 一実施形態による画像形成条件を設定する処理のフローチャート。 一実施形態による画像形成条件の決定方法の説明図。 一実施形態による画像形成装置の構成図。 一実施形態によるメディアセンサの構成図。 一実施形態によるレジストレーションセンサの構成図。 一実施形態による検知用画像の厚みの検出原理の説明図。

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、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、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。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置１００の構成図である。画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像を形成する画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ及びＰＫを備えている。なお、図中の参照符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ及びＫは、それぞれ、対応する部材が形成に関わるトナー像の色が、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックであることを示している。しかしながら、以下の説明において、色を区別する必要がない場合には、末尾の文字を省略した参照符号を使用する。

各画像形成部は、像担持体である感光体１を有する。感光体１は、画像形成時、図のＲ１で示す方向に回転駆動される。帯電ローラ２は、帯電バイアスを出力することで、感光体１を所定電位に帯電させる。露光装置３は、感光体１を光で露光することで、感光体１の表面に静電潜像を形成する。現像装置７は、対応する色のトナーと、現像ローラ４１を有する。現像ローラ４１と感光体1との対向領域（現像領域）において、現像ローラ４１が出力する現像バイアスによってトナーが感光体１の静電潜像に付着し、これにより、感光体１にトナー像が形成される。なお、本実施形態では、静電潜像の現像の際に現像ローラ４１と感光体１とを接触させる。つまり、本実施形態の画像形成装置１００は、接触現像方式を使用する。接触現像方式において、掃き寄せは、静電潜像の搬送方向において、静電潜像の後端領域に生じる。一方、静電潜像の現像の際に現像ローラ４１と感光体１とを接触させないジャンピング現像方式において、掃き寄せは、静電潜像の搬送方向において静電潜像の先端領域に生じる。

像担持体である中間転写ベルト（中間転写体）８は、駆動ローラ９及びテンションローラ１０により張架され、画像形成時、駆動ローラ９の回転に従属して図中の矢印Ｒ２方向に回転駆動される。１次転写ローラ５は、１次転写バイアスを出力することで、感光体１のトナー像を中間転写ベルト８に転写する。クリーニング部６１は、中間転写ベルト８に転写されず、感光体１に残留したトナーを除去する。中間転写ベルト８に転写されたトナー像は、中間転写ベルト８の回転により２次転写ローラ１１の対向位置へと搬送される。一方、カセット１２に格納された、像担持体であるシートＳは、給紙ユニット１３により搬送路に給紙され、その後、レジストレーションローラ１４により２次転写ローラ１１の対向位置へと搬送される。シートＳは、記録材や転写材とも呼ばれる。２次転写ローラ１１は、２次転写バイアスを出力することで、中間転写ベルト８のトナー像をシートＳに転写する。クリーニング部５２は、シートＳに転写されず、中間転写ベルト８に残留したトナーを除去する。トナー像が転写されたシートＳは、定着器１５に搬送される。定着器１５は、シートＳを加熱・加圧して、トナー像をシートＳに定着させる。片面のみに画像を形成する場合、片面への画像形成が行われたシートＳは、排出ローラ１６により装置外に排出される。一方、両面に画像を形成する場合、一方の面への画像形成が行われたシートＳは、排紙ローラ１６の逆回転により両面搬送路Ｄに搬送されて他方の面への画像形成が行われ、その後、排出ローラ１６により装置外に排出される。

制御部２０は、画像形成装置１００の全体を制御する。また、検知センサ１２０は、シートＳに形成されたトナー像の形状、より詳しくはトナー像の厚みに関する情報を検知する。なお、本実施形態において、検知センサ１２０は、図１に示す様に、レジストレーションローラ１４と２次転写ローラ１１との間において、搬送路に対して駆動ローラ９と同じ側に設けられている。したがって、トナー像の形状を検知する場合、まず、検知対象のトナー像をシートＳに転写して定着器１５により定着させる。その後、シートＳを、２回、両面搬送路Ｄを介して検知センサ１２０の対向位置を通過させる。一回目の両面搬送路Ｄの搬送後、シートＳのトナー像の形成面は、検知センサ１２０とは逆側になるが、二回目の両面搬送路Ｄの搬送後、シートＳのトナー像の形成面は、検知センサ１２０の側になる。したがって、検知センサ１２０は、二度目の通過時においてトナー像の形状を検知することができる。なお、検知センサ１２０を搬送路に対して２次転写ローラ１１と同じ側に設けることもでき、この場合には、両面搬送路Ｄを一回搬送した後、検知センサ１２０は、トナー像の形状を検知する。

図２は、検知センサ１２０の構成を示している。発光部１２１は、測定物であるトナー像が形成されたシートＳに向けて光を照射する。ラインセンサ１２２は、発光部１２１が照射し、測定物で正反射した反射光を受光する。図２に示す様に、ラインセンサ１２２の各画素の受光量の分布は、検知センサ１２０と測定物との距離に応じて変化する。したがって、制御部２０は、検知センサ１２０の検知結果、例えば、受光量が最大となる画素に基づき測定物までの距離を検知し、シートＳまでの距離とトナー像までの距離との差分により当該トナー像の厚みを検知することができる。この様に、検知センサ１２０は、シートＳ及びシートＳに形成された検知用画像までの距離を測定する距離検知部として動作し、制御部２０は、検知センサ１２０の検知結果に基づきトナー像の厚みを検知する厚み検知部として動作する。なお、本実施形態の検知センサ１２０は正反射光を検知するが、乱反射光を検知するセンサや、超音波を使用するセンサ等、測定物までの距離を検知する任意のセンサを検知センサ１２０として使用することができる。

上述した様に、トナー像の掃き寄せ量が大きくなっても定着器１５での定着不良を防止するには定着器１５の定着温度を高くする必要があるが、定着器１５の定着温度を高くすると画像形成装置の消費電力が増加する。このため、本実施形態では、掃き寄せ量に関連するトナーの濃度に関する画像形成条件を変化させながら、複数の検知用画像をシートＳに形成する。そして、検知センサ１２０を用いて各検知用画像について、設定する画像形成条件を決定するための、トナーの厚みに関する第１決定情報を検知する。そして、複数の検知用画像の第１決定情報に基づき、設定する画像形成条件を決定する。以下では、この画像形成条件を、現像コントラスト、より詳しくは、露光装置３による感光体１の露光強度とする。なお、露光強度を変化させることで現像コントラストが変化するのは、現像コントラストとは、感光体１の露光領域の電位と現像バイアスとの差であり、露光強度により感光体１の露光領域の電位が変化するからである。しかしながら、本発明は、露光強度を決定することに限定されず、掃き寄せ量に関係する任意の画像形成条件の決定に適用することができる。

図３は、本実施形態による検知用画像を示している。図３のＹ、Ｍ、Ｃ又はＫの文字を付した四角形が、それぞれ、検知用画像である。なお、文字Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫは、それぞれ、検知用画像の色がイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックであることを示している。例えば、検知用画像は、５ｍｍ×５ｍｍの正方形状とすることができる。上述した様に、本実施形態では、各色について、異なる露光強度で複数の検知用画像を形成する。一例として、本実施形態では、１００％、９０％、８０％、７０％及び６０％の５つの異なる露光強度で検知用画像を形成する。なお、画像形成装置１００に現在設定されている露光強度、つまり、露光装置３が、現在、使用している露光強度を１００％とする。制御部２０は、検知センサ１２０の検知結果に基づき、各検知用画像の掃き寄せ量を第１決定情報として判定する。なお、掃き寄せ量とは、掃き寄せが生じていない領域のトナーの厚みと、掃き寄せが生じている領域のトナーの厚みとの差である。例えば、掃き寄せ量は、検知用画像の先端と後端のトナーの厚みの差として求めることができる。以下では、１００％、９０％、８０％、７０％及び６０％の露光強度で形成した検知用画像の掃き寄せ量をそれぞれ、Ｔ_１００、Ｔ_９０、Ｔ_８０、Ｔ_７０及びＴ_６０と表記する。

図４は、掃き寄せ量の判定方法の説明図である。図４（Ａ）は、１つの検知用画像について、シートＳの搬送方向（移動方向）において１μｍ毎に検知センサ１２０で検知した際の、検知センサ１２０の測定値を示している。なお、上述した様に、検知センサ１２０は測定物までの距離を測定するが、図４（Ａ）では、検知センサ１２０から所定距離を測定値０とし、当該所定距離から検知センサ１２０に近くなるに従ってその値が増加する様に表示している。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の測定結果を、検知用画像の搬送方向において２５０μｍだけずらして元の測定結果（図４（Ａ）の測定結果）との差分をとったもの、つまり、搬送方向におけるシートＳ及び検知用画像までの距離の変化量を示している。なお、図４（Ｂ）の実線は、距離が近くなることを示し、破線は、距離が遠くなることを示している。例えば、距離が近くなる方向を正の方向とすると、図４（Ｂ）の実線は、距離の変化量が正であることを示す、破線は、距離の変化量が負であることを示している。本実施形態では正の変化量の最大値と、負の変化量の最大値との差を掃き寄せ量とする。例えば、図４（Ｂ）では、検知用画像の搬送方向後端において掃き寄せが生じ、先端の正の変化量（先端のトナーの厚みを示す）より、後端の負の変化量（後端のトナーの厚みを示す）が大きくなっている。よって、図４（Ｂ）では、後端の負の変化量の絶対値から先端の正の変化量の絶対値を減ずることで、掃き寄せ量が８．９μｍと算出されている。なお、上述した様に、現像方式によってはトナー像の先端に掃き寄せが生じるが、この場合でも同様に掃き寄せ量を算出することができる。また、掃き寄せ量の検出方法は、図４で説明した形態に限定されず、例えば、検知用画像の先端及び後端のトナーの厚みを検出し、その差を判定する任意の構成とすることができる。

図５は、本実施形態による画像形成条件の補正処理のフローチャートである。なお、図５の処理は各色それぞれについて行う。また、画像形成装置は、所定の条件が満たされると、図５の処理を実行する。所定の条件は、例えば、画像の形成を行ったシートＳの枚数や、前回の補正処理からの経過時間や、温度変化量等に基づく条件とすることができる。また、電源投入時や、ユーザ操作により図５の処理を開始する構成とすることもできる。

Ｓ１０で、制御部２０は、各検知用画像をシートＳに形成し、検知センサ１２０を用いて各検知用画像の掃き寄せ量、つまり、Ｔ_１００、Ｔ_９０、Ｔ_８０、Ｔ_７０及びＴ_６０を第１決定情報として検知する。Ｓ１１で、制御部２０は、現在設定されている露光強度で形成した検知用画像の掃き寄せ量Ｔ_１００が、掃き寄せ量の基準値以下であるかを判定する。Ｔ_１００が、基準値以下であると、制御部２０は、図５の処理を終了する。この場合、制御部２０は、現在の露光強度を、設定する画像形条件に決定する。つまり、制御部２０は、現在の露光強度をそのまま使用する。一方、Ｔ_１００が、掃き寄せ量の基準値より大きいと、制御部２０は、Ｓ１２で、掃き寄せ量を基準値とするための露光強度を求める。図６は、この露光強度を求める処理の説明図である。図６の黒丸は、Ｓ１０での測定結果、つまり、各検知用画像を形成するために使用した各露光強度と、各露光強度で形成した検知用画像で検出された掃き寄せ量との関係を示している。例えば、基準値を４μｍとすると、制御部２０は、図６に示す様に、測定結果を線形補間することで、掃き寄せ量が基準値である４μｍとなる露光強度を判定し、これを設定する画像形成条件として決定する。なお、掃き寄せ量を基準値以下の任意の値とする露光強度を判定して、これを設定する画像形成条件とする構成であっても良い。

上述した様に、感光体１の露光強度を一定に維持しても、経時により露光領域の電位は上昇し得る。露光領域の電位が上昇しても必要な現像コントラストを確保するため、従来では、現像コントラストに大きなマージンを見込んでいた。つまり、現像コントラストを必要な値より大きな値としていた。しかしながら、これは、掃き寄せ量を増加させ、よって、必要な定着温度を増加させていた。本実施形態では、検知用画像を形成して掃き寄せ量を基準値以下とする露光強度を判定する。掃き寄せ量の増加を抑えることで、定着温度の増加を抑えることができ、よって、画像形成装置１００の消費電力を抑えることができる。

なお、図１では、検知センサ１２０を、レジストレーションローラ１４と２次転写ローラ１１との間に設けていた。しかしながら、検知センサ１２０を設ける位置はこれに限定されない。例えば、検知センサ１２０を２次転写ローラ１１と定着器１５との間に設けることができる。この場合、検知用画像をシートＳに転写後、直ちに検知用画像を測定でき、両面搬送路Ｄを搬送する必要はなくなるため画像形成条件の補正処理に要する時間を短くすることができる。さらに、検知センサ１２０は、定着器１５と排紙ローラ１６との間に設けることもできる。さらに、シートＳへの転写後に検知用画像を検知するのではなく、中間転写ベルト８に形成された検知用画像を検知する構成とすることもできる。この場合、検知用画像をシートＳに転写する必要はなく、検知用画像は、クリーニング部５２により除去される。

また、中間転写方式の画像形成装置を例に本実施形態の説明を行ったが、搬送ベルト方式の画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。搬送ベルト方式とは、感光体１からシートＳにトナー像を転写する転写位置において転写ベルトがシートＳを搬送する方式である。この場合、検知センサ１２０は、例えば、搬送ベルトに形成された検知用画像の形状を測定する。さらに、本実施形態では、画像形成装置１００に現在設定されている露光強度で検知用画像を形成し、図５のＳ１１で、当該検知用画像の掃き寄せ量が基準値以下であるか否かを判定していた。しかしながら、形成する複数の検知用画像に、画像形成装置１００に現在設定されている露光強度で形成された検知用画像を含める構成に本発明は限定されない。例えば、制御部２０は、所定の複数の露光強度で複数の検知用画像を形成して第1決定情報を判定し、判定した第１決定情報に基づき掃き寄せ量を基準値以下とする露光強度を決定する構成とすることもできる。

＜第二実施形態＞
続いて、第二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。図７は、本実施形態による画像形成装置１００の構成図である。本実施形態では、図１に示す第一実施形態の構成に加えて、レジストレーションローラ１４と２次転写ローラ１１との間に検出用画像の色を測定するカラーセンサ１３０を設ける。なお、図７に示す様に、カラーセンサ１３０は、シートＳの搬送路に対して検知センサ１２０とは逆側から測定を行う様に設けられる。図８は、カラーセンサ１３０の構成図である。発光部であるＬＥＤ１３１は、白色の光をシートＳに向けて照射する。シートＳでの反射光は、スリット１３２及び回折格子１３３を介して電荷蓄積型のラインセンサ１３４に入射する。なお、スリット１３２は、ラインセンサ１３４への迷光を防止するために設けられている。ラインセンサ１３４は、約３８０ｎｍから約７２０ｎｍの波長を検出する１００個の画素を有する。カラーセンサ１３０は、校正用の白色基準板１３５も有する。シートＳがカラーセンサ１３０の測定位置にないとき、カラーセンサ１３０は、白基準板１３５を測定する。制御部２０は、例えば、白色基準板１３５からの反射光を受光しているときのラインセンサ１３４の出力が、その検出値上限付近の所定値程度となる様にＬＥＤ１３１の発光強度を調整する。

本実施形態において、制御部２０は、カラーセンサ１３０により各検知用画像の色情報を測定する。具体的には、白色基準板１３５が測定位置にあるときのラインセンサ１３４の各画素の受光量と、検知用画像が測定位置にあるときのラインセンサ１３４の各画素の受光量に基づき、検知用画像に対する分光反射率を求める。制御部２０は、分光反射率に基づきＣＩＥ（国際照明委員会）で定められているＬ＊ａ＊ｂ＊（ＣＩＥ／Ｌ＊ａ＊ｂ＊）を色情報として算出する。

図９は、本実施形態による検知用画像を示している。第一実施形態とは異なり、本実施形態では、１００％、１４０％、１２０％、８０％及び６０％の５つの異なる露光強度で検知用画像を形成する。以下では、１００％、１４０％、１２０％、８０％及び６０％の露光強度で形成した検知用画像の掃き寄せ量をそれぞれ、Ｔ_１００、Ｔ_１４０、Ｔ_１２０、Ｔ_８０及びＴ_６０と表記する。なお、検知センサ１２０の検知結果に基づく検知用画像の掃き寄せ量（第１決定情報）の算出方法は第一実施形態と同様である。

また、本実施形態では、カラーセンサ１３０により検知用画像の色情報とシートＳの表面（トナー像が形成されていない領域）の色情報とを取得する。これにより、制御部２０は、各検知用画像について、その色とシートＳの表面の色との色差（ＣＩＥ１９７６）を示す色差情報を第２決定情報として検知する。以下、１００％、１４０％、１２０％、８０％及び６０％の光強度で形成した検知用画像の色差情報をそれぞれ、Ｅ_１００、Ｅ_１４０、Ｅ_１２０、Ｅ_８０及びＥ_６０と表記する。なお、本実施形態では、検知用画像をシートＳに転写して定着させた後、両面搬送路Ｄを介してシートＳを搬送して、まず、カラーセンサ１３０により検知用画像の色差情報を測定する。その後、再度、両面搬送路Ｄを介してシートＳを搬送して、検知センサ１２０により検知用画像の掃き寄せ量を測定する。なお、カラーセンサ１３０と検知センサ１２０を、搬送路に対して図７とは互いに逆側に設ける構成とすることもできる。また、カラーセンサ１３０と検知センサ１２０を、搬送路に対して同じ側に設けることもできる。

図１０は、本実施形態による画像形成条件の補正処理のフローチャートである。なお、図１０の処理は各色それぞれについて行う。Ｓ２０で、制御部２０は、各検知用画像をシートＳに形成し、検知センサ１２０を用いて各検知用画像の掃き寄せ量、つまり、Ｔ_１００、Ｔ_１４０、Ｔ_１２０、Ｔ_８０及びＴ_６０を第１決定情報として検知する。また、カラーセンサ１３０を用いて、各検知用画像の色差情報、つまり、Ｅ_１００、Ｅ_１４０、Ｅ_１２０、Ｅ_８０及びＥ_６０を第２決定情報として検知する。Ｓ２１で、制御部２０は、現在の露光強度で形成した検知用画像の掃き寄せ量Ｔ_１００が、掃き寄せ量の基準値以下であるかを判定する。Ｔ_１００が、掃き寄せ量の基準値以下であると、制御部２０は、現在の露光強度を候補光強度とする。一方、Ｔ_１００が、掃き寄せ量の基準値より大きいと、制御部２０は、Ｓ２２で、Ｔ_１００の掃き寄せ量を基準値とするための露光強度を候補光強度として求める。なお、Ｓ２２での候補光強度の判定方法は、図５のＳ１２のおける変更後の露光強度の判定方法と同様である。

制御部２０は、候補光強度での色差が所定基準を満たすかをＳ２３で判定する。なお、本実施形態において、色差が閾値以上であると所定基準を満たすものとする。具体的には、図１１（Ａ）に示す様に、各露光強度で形成した検知用画像の第２決定情報、つまり、色差情報Ｅ_１００、Ｅ_１４０、Ｅ_１２０、Ｅ_８０及びＥ_６０を線形補間することで、露光強度と色差との関係を求める。そして、当該関係に基づき候補光強度での色差を求め、求めた色差が所定基準を満たすかを判定する。例えば、閾値を８０とすると、図１１（Ａ）においては、候補光強度が８７％以上あると色差は閾値以上になり、所定基準は満たされる。候補光強度での色差が閾値以上であると、制御部２０は、Ｓ２７で、候補光強度を使用する画像形成条件に設定して、図１０の処理を終了する。一方、候補光強度での色差が閾値未満であると、制御部２０は、Ｓ２４で、色差が所定基準を満たす様にするための露光強度を判定し、判定した露光強度を設定する画像形成条件に決定する。なお、このとき、制御部２０は、色差が所定基準を満たす様にするための露光強度のうち、掃き寄せ量が最小となる露光強度を設定する画像形成条件とすることができる。例えば、図１１（Ａ）がカラーセンサ１３０による検知結果であり、色差の閾値が８０であると、色差を閾値以上にするためには、露光強度を８７％以上にする必要がある。ここで、図１１（Ｂ）に示す露光強度と掃き寄せ量の関係から、８７％以上の露光強度のうち、掃き寄せ量が最小になる露光強度は８７％であるため、制御部２０は、Ｓ２４で、露光強度を８７％に設定する。

続いて、制御部２０は、Ｓ２５において、Ｓ２４で設定した露光強度での掃き寄せ量を求める。具体的には、図１１（Ｂ）に示す様に、掃き寄せ量Ｔ_１００、Ｔ_１４０、Ｔ_１２０、Ｔ_８０及びＴ_６０を線形補間することで、設定した露光強度での掃き寄せ量を求める。例えば、Ｓ２４で設定した露光強度が８７％であると、図１１（Ｂ）から、その時の掃き寄せ量は７．４μｍと判定される。その後、制御部２０は、Ｓ２６で、定着条件、本実施形態では、定着温度を変更する。本実施形態の掃き寄せ量の基準値は４μｍであり、定着温度は、この掃き寄せ量の基準値に基づき設定されている。しかしながら、例えば、上述した様に、色差を閾値以上とするための露光強度での掃き寄せ量が７．４μｍになる場合、それに応じて定着温度を変更しなければならない。本実施形態では、掃き寄せ量が１μｍ増加すると、定着温度を１度だけ増加させる構成としている。したがって、掃き寄せ量が基準値である４μｍから７．４μｍに増加する場合、定着温度を３．４度増加させる。

以上、本実施形態では、画像形成条件、つまり、露光強度を変更する場合、制御部２０は、掃き寄せ量を基準値以下とする露光強度において色差が所定基準を満たすかを判定する。色差が所定基準を満たす場合、制御部２０は、掃き寄せ量を基準値以下とする露光強度を画像形成条件として設定する。一方、色差が所定基準を満たさない場合、制御部２０は、掃き寄せ量が基準値より大きくなることを許容し、色差が所定基準を満たす様に露光強度の設定を行う。定着温度については、掃き寄せ量が基準値以下であるものとして設定しているため、制御部２０は、掃き寄せ量が基準値より大きくなると、その差分に基づき定着温度を増加させる。この様に、掃き寄せ量を基準値から増加させる場合においても、実測値に基づき増加させるため、その増加量を最低限にすることができる。よって、定着温度の増加量も最低限にでき、画像形成装置の消費電力の増加を抑えることができる。

なお、本実施形態において、カラーセンサ１３０の検出位置は、レジストレーションローラ１４と２次転写ローラ１１との間に限定されず、２次転写ローラ１１と定着器１５の間や、定着器１５と排出ローラ１６との間であっても良い。さらに、中間転写ベルト８に形成された検出用画像を検出するものであっても良い。また、色差を第２決定情報として使用したが検知用画像の濃度を第２決定情報として使用する構成であっても良い。

＜第三実施形態＞
続いて、第三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。本実施形態では、第一実施形態の検知センサ１２０に代えて、シートＳの表面性を測定するセンサ(以下、メディアセンサ)及び位置ずれ補正の際に使用するセンサ(以下、レジストレーションセンサ)を使用する。なお、本実施形態では、第一実施形態の掃き寄せ量に代えて、検知用画像の掃き寄せが生じる側のトナーの厚みを、掃き寄せ量を示す値として使用し、これを第１決定情報とする。図１２は、本実施形態による画像形成装置１００の構成図である。本実施形態の画像形成装置１００は、第一実施形態の検知センサ１２０に代えて、メディアセンサ１４０及びレジストレーションセンサ１５０を有する。メディアセンサ１４０は、レジストレーションローラ１４と２次転写ローラ１１との間に配置され、レジストレーション１５０は、中間転写ベルト８を介して駆動ローラ９と対向する位置に配置されている。

図１３は、メディアセンサ１４０の構成図である。なお、図１３（Ａ）は、シートＳの搬送方向とシートＳの法線方向を含む平面と直交する方向から見た図であり、図１３（Ｂ）は、シートＳの法線方向から見た図である。照射部１４１は、シートＳに向けて光を照射する。結像部１４２は、照射部１４１が照射し、シートＳの表面で反射した反射光を撮像部１４３に結像させる。撮像部１４３は、例えば、ＣＭＯＳラインセンサであり、シートＳの搬送方向とは直交する方向に沿って配置された複数の画素を有する。なお、ＣＭＯＳラインセンサに代えて、ＣＭＯＳエリアセンサを使用することもできる。図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に、照射部１４１は、シートＳの搬送方向の下流側から、シートＳの表面に対して斜めに、例えば、１０〜１５度の入射角度θ１で光を照射する。したがって、照射部１４１による光の照射により、シートＳの表面には、シートＳの表面の凹凸に応じた影が生じる。シートＳを搬送しながら、撮像部１４３でシートＳの異なる複数の位置からの反射光を撮像することで、シートＳの表面性（凹凸）を示す表面画像を取得することできる。例えば、一般的にラフ紙と呼ばれる凹凸の多いシートＳでは、影の割合が多い表面画像となる。制御部２０は、メディアセンサ１４０の検知結果に基づきシートＳの表面性を判定することができる。

図１４（Ａ）は、レジストレーションセンサ１５０の構成図である。例えばＬＥＤである光源１５１は、中間転写ベルト８に向けて光を照射する。例えば、フォトトランジスタである受光部１５２は、光源１５１が照射し、中間転写ベルト８で正反射した反射光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。図１４（Ｂ）は、レジストレーションセンサ１５０でトナー像を検知した際の、受光部１５２の出力を示している。中間転写ベルト８での正反射光と比較して、トナー像での正反射光量は小さいため、受光部１５２の受光領域にトナー像が侵入している間、受光部１５２の出力は減少する。

本実施形態では、有彩色（イエロー、マゼンタ及びシアン）の検知用画像と、無彩色（ブラック）の検知用画像では、第１決定情報、つまり、トナーの厚みの検知方法が異なる。まず、図１５（Ａ）を用いて有彩色の検知用画像のトナーの厚みの検出方法について説明する。図１５（Ａ）は、メディアセンサ１４０による有彩色の検知用画像の検知結果を示している。図１５（Ａ）に示す様に、検知用画像の搬送方向の後ろ側には、トナーの高さに応じた影が生じる。この陰の部分での反射光量は低下する。一方、有彩色のトナーにおいて、照射部１４１からの光は拡散反射する。したがって、検知用画像の位置において、反射光量は高くなる。なお、メディアセンサ１４０で検知される反射光量は所定の光量を閾値として２値化される。図１５（Ａ）に示す様に、反射光量が低下するシートＳ上の距離は、掃き寄せが生じる検知用画像の後端におけるトナーの厚みに依存する。例えば、影の長さをＬとし、照射部１４１が照射する光の入射角度をθ１とすると、トナーの厚みＴは、以下の式（１）で求めることができる。
Ｔ＝Ｌ×ｔａｎθ１ （１）
なお、影の長さＬは、反射光量が低下する期間におけるシートＳの移動距離として求められる。

図１５（Ｂ）は、無彩色の検知用画像のメディアセンサ１４０による検知結果を示している。無彩色のトナーでは、拡散反射及び正反射共に、その反射光量が小さいため、有彩色の検知用画像を検知した際とは異なり、検知用画像の位置においても反射光量が低くなる。したがって、反射光量が低下するシートＳ上の距離は、検知用画像の搬送方向の長さにも依存してしまう。このため、本実施形態では、無彩色の検知用画像については、メディアセンサ１４０及びレジセンストレーションセンサ１５０の検知結果を組み合わせて、その厚みを判定する。具体的には、図１４（Ｂ）に示す通り、レジストレーションセンサ１５０の受光部１５２の受光結果に基づき検知用画像の搬送方向の長さを測定することができる。したがって、メディアセンサ１４０の検知結果に基づく長さから検知用画像の搬送方向の長さを減ずることで、影の長さＬを求めることができ、よって、式（１）に基づきトナーの厚みＴを求めることができる。

本実施形態における検知用画像は、図９に示す第一実施形態と同様である。しかしながら、本実施形態では、第一実施形態とは異なり、検知用画像を、搬送方向の長さが短い長方形とすることができる。例えば、搬送方向の長さを０．４２ｍｍとし、搬送方向と直交する方向の長さを５ｍｍとすることができる。これは、第一実施形態では、掃き寄せ量を求めるために、検知用画像の先端及び後端の差を求めていたが、本実施形態では、掃き寄せが生じ得る領域のトナーの厚みを判定するからである。しかしながら、判定した各検知用画像の後端部のトナーの厚みに基づき光強度を補正する方法は第一実施形態と同様である。

なお、第一実施形態と同様に、メディアセンサ１４０の配置位置は図１２に示す位置に限定されない。また、掃き寄せがトナー像の後端ではなく先端に発生する場合、メディアセンサ１４０の照射部１４１は、シートＳの搬送方向の上流側からシートＳの表面に対して斜めに光を入射させれば良い。

以上、本実施形態においては、画像形成装置１００において、シートＳの表面性の測定及び色ずれ補正のために設けられるメディアセンサ１４０及びレジストレーションセンサ１５０を使用して掃き寄せ量に関する値を検知する。したがって、掃き寄せ量の制御のための個別のセンサを追加することなく、掃き寄せ量を適正化し、設定する定着温度の増加を抑え、画像形成装置１００の消費電力の増加を抑えることができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ：画像形成部、８：中間転写ベルト、１１：２次転写ローラ、１５：定着器、１２０：検知センサ、２０：制御部

Claims (20)

1. 設定された画像形成条件で像担持体にトナー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トナー像の厚みに関する第１決定情報を検知する第１検知手段と、
   複数の画像形成条件それぞれで前記画像形成手段に複数の検知用画像を形成させ、前記第１検知手段により検知された前記複数の検知用画像それぞれの前記第１決定情報に基づき、設定する前記画像形成条件を決定する決定手段と、
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１検知手段は、前記像担持体の移動方向において、前記トナー像の先端又は後端のトナーの厚みを前記第１決定情報として検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１検知手段は、前記像担持体の移動方向において、前記トナー像の先端及び後端のトナーの厚みを検知し、前記トナー像の先端のトナーの厚みと後端のトナーの厚みとの差を前記第１決定情報として検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第１検知手段は、
   前記像担持体及び前記像担持体に形成された前記トナー像までの距離を検知する距離検知手段と、
   前記距離検知手段の検知結果に基づき前記トナー像の厚みを検知する厚み検知手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１検知手段は、
   前記像担持体の移動方向における複数の位置において、前記像担持体及び前記像担持体に形成された前記トナー像までの距離を検知する距離検知手段を備え、
   前記移動方向における前記距離の変化量を判定し、前記変化量の正の最大値と負の最大値との差を前記第１決定情報として検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記距離検知手段は、
   前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、
   複数の画素を有し、前記照射手段により照射された前記光の前記像担持体での反射光を受光する受光手段と、
   を有し、
   前記複数の画素の受光量に基づき前記像担持体及び前記像担持体に形成された前記トナー像までの距離を検知することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１検知手段は、
   前記像担持体の搬送方向の上流側から下流側に向けて、或いは、前記搬送方向の下流側から上流側に向けて、前記像担持体の表面に対して斜めに光が入射する様に前記光を照射する第１照射手段と、
   前記第１照射手段により照射された前記光の前記像担持体での反射光を受光する第１受光手段と、
   前記第１受光手段の受光量が閾値より小さくなる期間に基づき前記トナー像の厚みを検知する厚み検知手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
8. 前記第１検知手段は、
   前記像担持体、或いは、前記トナー像が形成される別の像担持体に向けて光を照射する第２照射手段と、
   前記第２照射手段が照射した前記光の前記像担持体又は前記別の像担持体での正反射光を受光する第２受光手段と、
   をさらに有し、
   前記厚み検知手段は、前記トナー像が無彩色である場合、前記第２受光手段の受光結果に基づき前記トナー像の前記搬送方向における長さを検知し、前記第１受光手段の前記受光量が前記閾値より小さくなる期間における前記像担持体の表面の移動距離から、前記搬送方向における前記トナー像の長さを減ずることで、前記トナー像の厚みを検知することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記像担持体は、シートであることを特徴とする請求項１から８のいずれか1項に記載の画像形成装置。
10. 前記像担持体は、シートであり、
    前記別の像担持体は、前記シートに転写される前記トナー像が形成される中間転写体、又は、前記シートへの前記トナー像の転写位置において前記シートを搬送する転写ベルトであることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
11. 前記像担持体は、シートに転写される前記トナー像が形成される中間転写体、又は、前記シートへの前記トナー像の転写位置において前記シートを搬送する転写ベルトであることを特徴とする請求項１から８のいずれか1項に記載の画像形成装置。
12. 前記決定手段は、前記複数の検知用画像それぞれの前記第１決定情報に基づき、前記画像形成手段により形成される前記トナー像の前記第１決定情報の値を基準値以下にする第１条件を判定し、前記第１条件を、設定する前記画像形成条件に決定することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記複数の画像形成条件は、現在設定されている第２条件を含み、
    前記第２条件で前記画像形成手段により形成された検知用画像の前記第１決定情報の値が前記基準値より大きいと、前記決定手段は、前記第１条件を判定して前記第１条件を設定する前記画像形成条件に決定することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記第２条件で前記画像形成手段により形成された検知用画像の前記第１決定情報の値が前記基準値以下であると、前記決定手段は、前記第２条件を、設定する前記画像形成条件に決定することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記複数の検知用画像それぞれについて色又は濃度に関する第２決定情報を検知する第２検知手段をさらに備えており、
    前記決定手段は、前記複数の検知用画像それぞれの前記第１決定情報に基づき、前記画像形成手段により形成される前記トナー像の前記第１決定情報の値を基準値以下にする第１条件を判定し、前記複数の検知用画像それぞれの前記第２決定情報に基づき、前記第１条件で前記画像形成手段により形成される前記トナー像の前記第２決定情報を判定し、前記第１条件で前記画像形成手段により形成される前記トナー像の前記第２決定情報の値が所定基準を満たす場合、前記第１条件を、設定する前記画像形成条件に決定することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
16. 前記決定手段は、
    前記第１条件で前記画像形成手段により形成される前記トナー像の前記第２決定情報の値が前記所定基準を満たさない場合、前記複数の検知用画像それぞれの前記第２決定情報に基づき、前記画像形成手段により形成される前記トナー像の前記第２決定情報の値が前記所定基準を満たす様にするための第２条件を判定し、前記第２条件を、設定する前記画像形成条件に決定することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記決定手段は、前記第２条件を、設定する前記画像形成条件に決定すると、前記複数の検知用画像それぞれの前記第１決定情報に基づき、前記第２条件で前記画像形成手段により形成される前記トナー像の前記第１決定情報を判定し、前記第２条件で前記画像形成手段により形成される前記トナー像の前記第１決定情報の値に基づき定着条件を設定することを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
18. 前記第２条件は、前記画像形成手段により形成される前記トナー像の前記第２決定情報の値が前記所定基準を満たす様にするための条件のうち、前記第１決定情報の値を最小とする条件であることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の画像形成装置。
19. 前記画像形成条件は、前記トナー像の濃度に関する条件であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
20. 前記画像形成手段は、感光体と、前記感光体を所定電位に帯電させる帯電手段と、前記感光体を露光して前記感光体に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体の前記静電潜像をトナーで現像して、前記感光体に前記トナー像を形成する現像手段と、を備え、
    前記画像形成条件は、前記露光手段により露光された前記感光体の電位と前記現像手段が出力する現像バイアス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１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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