JP2020046473A - Image formation apparatus - Google Patents

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俊 ▲高▼橋
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Abstract

To prevent the output of a light reception part for receiving irregular reflection light from being saturated while maintaining a light reception amount of regular reflection light at a target light amount.SOLUTION: Control means acquires the correlation between a drive current and an output level of a first detection signal while changing the drive current of drive means when starting the adjustment of the light emission amount of irradiation means. The control means decides the drive current so that the light amount of the regular reflection light becomes the target light amount on the basis of the correlation. When the drive current that is decided so that the light amount of the regular reflection light becomes the target light amount is supplied to the irradiation means, the output level of a second detection signal may be saturated with respect to the density of the toner image. In this case, the control means reduces the drive current while increasing the gain of amplification means until the output level of the second detection signal is not saturated.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、電子写真プロセス方式の画像形成装置に関し、特に色ずれ補正機能を有する画像形成装置に関するものである。     The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly, to an image forming apparatus having a color misregistration correction function.

画像形成装置は濃度センサによりテスト画像を検知することで様々な制御パラメータを調整する。そのため、濃度センサの検知結果は高精度でなければならない。特許文献1によれば、正反射光を受光する受光部と乱反射光を受光する受光部とを備え、正反射光の受光量を乱反射光の受光量で補正してセンサ出力を生成することが記載されている。これにより、テスト画像が形成される中間転写体の反射率の変動の影響が軽減されるという。   The image forming apparatus adjusts various control parameters by detecting a test image with a density sensor. Therefore, the detection result of the density sensor must be highly accurate. According to Patent Literature 1, it is possible to provide a light receiving unit that receives regular reflection light and a light receiving unit that receives irregular reflection light, and generate a sensor output by correcting the light reception amount of regular reflection light with the light reception amount of irregular reflection light. Are listed. Thereby, it is said that the influence of the fluctuation of the reflectance of the intermediate transfer member on which the test image is formed is reduced.

特開平10−221902号公報JP-A-10-221902

正反射光を受光する受光部と乱反射光を受光する受光部との両方をもつ濃度センサでは、正反射光の受光量が目標光量となるように、発光部の発光量が調整される。一般に中間転写体により形成された画像の数が増加するにつれて中間転写体の反射率が低下して行く。この場合、正反射光の受光量が目標光量となるように発光部の発光量を増加させると、乱反射光を受光する受光部の出力が飽和してしまうことがある。このような飽和が発生すると、濃度センサの検知結果の精度が低下する。一方で、乱反射光を受光する受光部の出力が飽和しないように発光部の駆動電流を低下させると、正反射光の受光量が目標光量よりも少なくなってしまう。そこで、本発明は、正反射光の受光量を目標光量に維持しつつ、かつ、乱反射光を受光する受光部の出力を飽和させにくい画像形成装置を提供することを目的とする。     In a density sensor having both a light receiving unit for receiving specularly reflected light and a light receiving unit for receiving irregularly reflected light, the light emission amount of the light emitting unit is adjusted so that the light reception amount of the regular reflected light becomes the target light amount. Generally, as the number of images formed by the intermediate transfer member increases, the reflectance of the intermediate transfer member decreases. In this case, if the light emission amount of the light emitting unit is increased so that the light reception amount of the regular reflection light becomes the target light amount, the output of the light reception unit that receives the irregular reflection light may be saturated. When such saturation occurs, the accuracy of the detection result of the density sensor decreases. On the other hand, if the drive current of the light-emitting unit is reduced so that the output of the light-receiving unit that receives the irregularly-reflected light does not saturate, the received light amount of the specularly-reflected light becomes smaller than the target light amount. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that maintains the light reception amount of specularly reflected light at a target light amount and hardly saturates the output of a light receiving unit that receives irregularly reflected light.

本発明は、たとえば、
像担持体と、
前記像担持体にトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体に担持されているトナー画像の濃度を検知する検知手段と、
前記検知手段を制御する制御手段と、を有し、
前記検知手段は、
前記像担持体に担持されているトナー画像に向けて光を照射する照射手段と、
前記照射手段に駆動電流を供給する駆動手段と、
前記トナー画像からの正反射光を受光し、当該正反射光の光量に応じた第一検知信号を出力する第一受光手段と、
前記第一検知信号を増幅する増幅手段と、
前記トナー画像からの乱反射光を受光し、当該乱反射光の光量に応じた第二検知信号を出力する第二受光手段と、を有し、
前記制御手段は、前記照射手段の発光量の調整を開始すると、前記駆動手段の前記駆動電流を変えながら前記駆動電流と前記第一検知信号の出力レベルとの相関関係を取得し、当該相関関係に基づき前記正反射光の光量が目標光量となるような前記駆動電流を決定するように構成されており、
さらに、前記制御手段は、前記正反射光の光量が前記目標光量となるように決定された前記駆動電流を前記照射手段に供給すると、前記トナー画像の濃度に対して前記第二検知信号の出力レベルが飽和してしまう場合に、前記第二検知信号の出力レベルが飽和しなくなるまで前記増幅手段のゲインを増加させつつ前記駆動電流を減少させることを特徴とする画像形成装置を提供する。
The present invention provides, for example,
An image carrier;
Image forming means for forming a toner image on the image carrier,
Detecting means for detecting the density of the toner image carried on the image carrier;
Control means for controlling the detection means,
The detection means,
Irradiation means for irradiating light toward the toner image carried on the image carrier,
Driving means for supplying a driving current to the irradiation means;
A first light receiving unit that receives regular reflection light from the toner image and outputs a first detection signal according to the amount of the regular reflection light,
Amplifying means for amplifying the first detection signal,
A second light receiving unit that receives irregularly reflected light from the toner image and outputs a second detection signal according to the amount of the irregularly reflected light,
When the control unit starts adjusting the light emission amount of the irradiation unit, the control unit obtains a correlation between the drive current and the output level of the first detection signal while changing the drive current of the drive unit, and obtains the correlation. It is configured to determine the drive current such that the light amount of the regular reflection light becomes a target light amount based on
Further, the control unit supplies the drive current determined so that the light amount of the regular reflection light becomes the target light amount to the irradiation unit, and outputs the second detection signal with respect to the density of the toner image. When the level becomes saturated, the drive current is decreased while increasing the gain of the amplifying means until the output level of the second detection signal is not saturated.

本発明によれば、正反射光の受光量を目標光量に維持しつつ、かつ、乱反射光を受光する受光部の出力を飽和させにくい画像形成装置が提供される。     According to the present invention, there is provided an image forming apparatus that maintains the light reception amount of specularly reflected light at a target light amount and hardly saturates the output of a light receiving unit that receives irregularly reflected light.

画像形成装置を示す断面図Sectional view showing an image forming apparatus 濃度センサを説明する図Diagram for explaining the density sensor 濃度センサを説明する図Diagram for explaining the density sensor コントローラを説明する図Diagram explaining controller 光量調整を説明する図Diagram explaining light quantity adjustment 乱反射出力の飽和を説明する図Diagram explaining the saturation of diffuse reflection output 光量調整と濃度ずれ補正を示すフローチャートFlow chart showing light intensity adjustment and density deviation correction CPUの機能を説明する図FIG. 4 illustrates functions of a CPU.

<画像形成装置>
図1は画像形成装置10の前面側から見た画像形成装置10の模式的な断面図である。図1によれば、画像形成装置10は、原稿を読み取る読取部16と画像形成エンジン15とを有している。画像形成エンジン15はイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)といった4色のトナーを重畳して多色画像を形成する4つの像形成ステーション(画像形成部)を有している。参照符号の末尾に付与されたymckの文字はトナーの色を示しているが、四色に共通する事項が説明されるときはymckの文字が省略される。感光体1は静電潜像やトナー画像を担持するドラム状の像担持体である。帯電装置の帯電ローラ2は感光体1に対して帯電電圧を印加し、感光体1の表面を一様に帯電させる。帯電電圧は、直流電圧に交流電圧を重畳させて生成される。露光装置3はレーザ光源と回転多面鏡を有する走査光学装置である。露光装置3は、画像データに応じてレーザ光を変調して出力し、回転多面鏡でレーザ光を偏向する。これにより、レーザ光が感光体1の表面を走査し、画像データに対応した静電潜像が形成される。このように、露光装置3は静電潜像を形成するために一様に帯電した感光体の表面を露光する露光手段として機能する。現像器4はトナーを収容しており、現像スリーブを介して静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する。一次転写ローラ6は感光体1と協働して中間転写ベルト5を挟持しており、感光体1に担持されているトナー画像を中間転写ベルト5に転写する。4色それぞれのトナー画像が順番に中間転写ベルト5に転写されることで多色画像が形成される。中間転写ベルト5はトナー画像を二次転写部に搬送する。二次転写部では二次転写ローラ7が中間転写ベルト5と、カセット9から給送されたシートPとを挟持しながら搬送する。これにより、中間転写ベルト5に担持されている多色のトナー画像がシートPに転写される。定着装置8は、シートPとトナー画像に熱と圧力を加えることで、トナー画像をシートPに定着させる。
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic sectional view of the image forming apparatus 10 viewed from the front side of the image forming apparatus 10. According to FIG. 1, the image forming apparatus 10 includes a reading unit 16 for reading a document and an image forming engine 15. The image forming engine 15 includes four image forming stations (image forming units) that form a multicolor image by superimposing four color toners such as yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). Have. The character ymck added to the end of the reference numeral indicates the color of the toner, but the character ymck is omitted when items common to the four colors are described. The photoconductor 1 is a drum-shaped image carrier that carries an electrostatic latent image and a toner image. The charging roller 2 of the charging device applies a charging voltage to the photoconductor 1 to uniformly charge the surface of the photoconductor 1. The charging voltage is generated by superimposing an AC voltage on a DC voltage. The exposure device 3 is a scanning optical device having a laser light source and a rotary polygon mirror. The exposure device 3 modulates and outputs the laser light according to the image data, and deflects the laser light with a rotary polygon mirror. As a result, the laser beam scans the surface of the photoconductor 1, and an electrostatic latent image corresponding to the image data is formed. As described above, the exposure device 3 functions as an exposure unit that exposes the surface of the photoconductor uniformly charged to form an electrostatic latent image. The developing device 4 contains a toner, and forms a toner image by attaching the toner to the electrostatic latent image via a developing sleeve. The primary transfer roller 6 sandwiches the intermediate transfer belt 5 in cooperation with the photoconductor 1, and transfers the toner image carried on the photoconductor 1 to the intermediate transfer belt 5. A multicolor image is formed by sequentially transferring the toner images of the four colors to the intermediate transfer belt 5. The intermediate transfer belt 5 conveys the toner image to a secondary transfer unit. In the secondary transfer section, the secondary transfer roller 7 transports the intermediate transfer belt 5 and the sheet P fed from the cassette 9 while nipping the same. Thus, the multicolor toner image carried on the intermediate transfer belt 5 is transferred to the sheet P. The fixing device 8 fixes the toner image on the sheet P by applying heat and pressure to the sheet P and the toner image.

濃度センサ20は中間転写ベルト5に形成されたトナーパターンを検出する光学センサである。濃度センサ20は、ブラックとのトナー画像を形成するための像形成ステーションKと二次転写ローラ7との間に設けられている。   The density sensor 20 is an optical sensor that detects a toner pattern formed on the intermediate transfer belt 5. The density sensor 20 is provided between the image forming station K for forming a black toner image and the secondary transfer roller 7.

<濃度センサの詳細>
図2は中間転写ベルト5の搬送方向において上流側から下流側を見たときの濃度センサの断面図である。LED21は中間転写ベルト5の表面に対して所定の入射角(例:15°)で光が入射するように配置されている。LED21は、たとえば、赤外光を発光する発光素子であってもよい。LEDは発光ダイオードの略称である。PD22aは、LED21から出力され、中間転写ベルト5の表面または当該表面に形成されたトナー画像29において反射された光(正反射光)を受光するように配置された受光素子である。PDはフォトダイオードの略称である。PD22aの光軸と中間転写ベルト5の表面とのなす角度は、LED21の光軸と中間転写ベルト5の表面とのなす角度と、基本的には、同一である。PD22bは、LED21から出力され、中間転写ベルト5の表面に形成されたトナー画像29において反射された光(乱反射光)を受光するように配置された受光素子である。シャッター23はレンズ24の汚れを軽減するために濃度センサ20と中間転写ベルト5の間に配置されている。中間転写ベルト5およびトナー画像を検出する場合、シャッター23が実線で示した位置に移動する。中間転写ベルト5およびトナー画像を検出しない場合、シャッター23は破線で示した位置に移動する。
<Details of concentration sensor>
FIG. 2 is a cross-sectional view of the density sensor when viewing the downstream side from the upstream side in the transport direction of the intermediate transfer belt 5. The LEDs 21 are arranged so that light enters the surface of the intermediate transfer belt 5 at a predetermined incident angle (eg, 15 °). The LED 21 may be, for example, a light emitting element that emits infrared light. LED is an abbreviation for light emitting diode. The PD 22a is a light receiving element arranged to receive light (specular reflection light) output from the LED 21 and reflected on the surface of the intermediate transfer belt 5 or the toner image 29 formed on the surface. PD is an abbreviation for photodiode. The angle between the optical axis of the PD 22a and the surface of the intermediate transfer belt 5 is basically the same as the angle between the optical axis of the LED 21 and the surface of the intermediate transfer belt 5. The PD 22b is a light receiving element arranged to receive light (irregular reflection light) output from the LED 21 and reflected on the toner image 29 formed on the surface of the intermediate transfer belt 5. The shutter 23 is disposed between the density sensor 20 and the intermediate transfer belt 5 to reduce contamination of the lens 24. When detecting the intermediate transfer belt 5 and the toner image, the shutter 23 moves to the position indicated by the solid line. When the intermediate transfer belt 5 and the toner image are not detected, the shutter 23 moves to the position shown by the broken line.

図3が示すように、電気基板27には、LED21に駆動電流を供給する駆動回路30などが設けられている。IV変換回路31aはPD22aが出力する光電流を電圧に変換する回路である。増幅回路32aはIV変換回路31aが出力する電圧を増幅する回路である。増幅回路32aは、出力電圧を1倍、1.2倍、2.2倍、3.5倍に増幅するように構成されている。このような増幅率を切り替えるために、増幅回路32aは複数の抵抗を有していてもよい。どの抵抗がCPUによって選択されるかによって増幅率が変更される。IV変換回路31bはPD22bが出力する光電流を電圧に変換する回路である。増幅回路32bはIV変換回路31bが出力する電圧を増幅する回路である。増幅回路32bも増幅回路32aと同様の回路構成を有している。ただし、増幅回路32bはIV変換回路31bが出力する電圧を減衰させる減衰回路であってもよい。     As shown in FIG. 3, a drive circuit 30 for supplying a drive current to the LED 21 and the like are provided on the electric board 27. The IV conversion circuit 31a is a circuit that converts the photocurrent output from the PD 22a into a voltage. The amplification circuit 32a is a circuit that amplifies the voltage output from the IV conversion circuit 31a. The amplifier circuit 32a is configured to amplify the output voltage by a factor of 1, 1.2, 2.2, or 3.5. In order to switch such an amplification factor, the amplification circuit 32a may have a plurality of resistors. The amplification factor changes depending on which resistor is selected by the CPU. The IV conversion circuit 31b is a circuit that converts the photocurrent output from the PD 22b into a voltage. The amplification circuit 32b is a circuit that amplifies the voltage output from the IV conversion circuit 31b. The amplifier circuit 32b has the same circuit configuration as the amplifier circuit 32a. However, the amplification circuit 32b may be an attenuation circuit that attenuates the voltage output from the IV conversion circuit 31b.

図2が示すようにレンズ24は、LED21からの照射光の経路と、PD22a、PD22bに入射する光の経路とを形成する光学部品である。レンズ24は、たとえば、エポキシ樹脂などから成形される。遮蔽部材25aは、LED21から出力された光が直接的にPD22aに入射することを低減する部材である。遮蔽部材25bは、LED21から出力された光が直接的にPD22bに入射することを低減する部材である。遮蔽部材25a、25bは、たとえば、黒い樹脂部材である。     As shown in FIG. 2, the lens 24 is an optical component that forms a path of light emitted from the LED 21 and a path of light incident on the PDs 22a and 22b. The lens 24 is formed of, for example, an epoxy resin. The shielding member 25a is a member that reduces the light output from the LED 21 from directly entering the PD 22a. The shielding member 25b is a member that reduces the light output from the LED 21 from directly entering the PD 22b. The shielding members 25a and 25b are, for example, black resin members.

濃度センサ20は正反射光と乱反射光との両方を計測可能である。PD22aは正反射光を受光する。トナー画像が中間転写ベルト5に形成されると、PD22aの受光量はトナー画像の光学濃度(トナー載り量)に応じて低下する。PD22bは乱反射光を受光する。中間転写ベルト5および中間転写ベルト5上に形成されたブラックトナー画像から散乱してPD22bに入射する乱反射光は極めて少ない。一方で、イエロー、マゼンダ、シアンの各トナー画像から散乱してPD22bに入射する乱反射光は相対的に多い。Y、M、Cといったカラートナーの面積密度が高くなるにつれて散乱光も増えるため、PD22bでの受光量が増加する。画像形成装置10は、正反射光と乱反射光を用いてカラーのトナー濃度を計測し、計測結果に基づき露光装置3のレーザ光の強度を調整し、トナー濃度補正を実行する。     The density sensor 20 can measure both specularly reflected light and irregularly reflected light. The PD 22a receives specularly reflected light. When a toner image is formed on the intermediate transfer belt 5, the amount of light received by the PD 22a decreases according to the optical density of the toner image (the amount of applied toner). The PD 22b receives the irregularly reflected light. The diffusely reflected light scattered from the intermediate transfer belt 5 and the black toner image formed on the intermediate transfer belt 5 and incident on the PD 22b is extremely small. On the other hand, diffusely reflected light scattered from the yellow, magenta, and cyan toner images and incident on the PD 22b is relatively large. Since the scattered light increases as the area density of the color toners such as Y, M, and C increases, the amount of light received by the PD 22b increases. The image forming apparatus 10 measures the color toner density using the specular reflection light and the irregular reflection light, adjusts the intensity of the laser light of the exposure device 3 based on the measurement result, and executes the toner density correction.

<コントローラ>
図4は画像形成装置10を制御するコントローラのブロック図である。コントローラはCPU41とメモリ42を有している。メモリ42のROMには制御プログラムが記憶されている。メモリ42のRAMには画像データや制御パラメータが記憶される。モータ33はシャッター23を開閉するためのモータである。CPU41は、光量調整とトナー画像の濃度補正(階調補正)を実行する。CPU41は、像形成ステーションY、M、C、Kを制御し、光量調整用のトナーパターンを中間転写ベルト5に形成したり、濃度補正用のトナーパターンを中間転写ベルト5に形成したりする。
<Controller>
FIG. 4 is a block diagram of a controller that controls the image forming apparatus 10. The controller has a CPU 41 and a memory 42. The control program is stored in the ROM of the memory 42. The RAM of the memory 42 stores image data and control parameters. The motor 33 is a motor for opening and closing the shutter 23. The CPU 41 executes light amount adjustment and toner image density correction (gradation correction). The CPU 41 controls the image forming stations Y, M, C, and K, and forms a toner pattern for light amount adjustment on the intermediate transfer belt 5 and a toner pattern for density correction on the intermediate transfer belt 5.

<濃度センサの出力変動>
画像形成装置10の稼働時間が長くなるにつれて中間転写ベルト5に付着する紙粉等が増加する。そのため、中間転写ベルト5の表面の反射率が徐々に低下する。つまり、濃度センサ20により検知される、中間転写ベルト5の表面からの正反射光の受光量が徐々に低下する。その結果、濃度センサ20のダイナミックレンジが小さくなる。そこで、画像形成装置10は光量調整を実行する。光量調整とは、正反射光の受光量が所定値(目標光量)となるようにLED21に流れる駆動電流を調整する処理である。
<Output fluctuation of density sensor>
As the operation time of the image forming apparatus 10 increases, paper dust and the like adhering to the intermediate transfer belt 5 increase. Therefore, the reflectance of the surface of the intermediate transfer belt 5 gradually decreases. That is, the amount of regular reflection light received from the surface of the intermediate transfer belt 5 detected by the density sensor 20 gradually decreases. As a result, the dynamic range of the density sensor 20 decreases. Therefore, the image forming apparatus 10 executes light amount adjustment. The light amount adjustment is a process of adjusting the driving current flowing through the LED 21 so that the amount of received regular reflection light becomes a predetermined value (target light amount).

図5(A)は光量調整における濃度センサ20の出力を示している。縦軸は濃度センサ20の出力を示す。ここで、濃度センサ20の出力とは、正反射光の受光量であり、より具体的には増幅回路32aの出力電圧である。横軸は時間を示す。図5(B)は発光量の設定値(駆動電流)に対する濃度センサ20の出力の目標値を示している。縦軸は濃度センサ20の出力を示す。横軸は発光量(駆動電流)を示す。図5(B)が示すように、CPU41は、それぞれ異なる三つの駆動電流I1、I2、I3をLED21に流して、それぞれに対応する受光量P11〜P18、P21〜P28、P31〜P38を測定する。CPU41は、受光量P11〜P18、P21〜P28、P31〜P38についてそれぞれの平均値P1ave、P2ave、P3aveを求める。これにより、CPU41は、駆動電流と濃度センサ20の出力との関係を示す直線の方程式L1を決定する。この例では、P2ave < PT < P3aveであるため、I2、P2ave、I3、P3aveを用いて直線の方程式L1が決定される。さらに、CPU41は、直線の方程式L1と目標値Ptとから目標値Ptに対応する駆動電流の設定値Itを求める。なお、駆動電流を設定可能な最大値に設定したとしても、濃度センサ20の出力が目標値に達しないことがある。この場合、CPU41は、増幅回路32aのゲインGを一段階増加させ、光量調整をやり直す。最終的に、目標値Ptを達成するための、駆動電流Itと増幅回路32aのゲインGが決定される。このようにして、中間転写ベルト5の表面状態の変化に応じて、濃度センサ20における発光量と正反射光の受光量が調整される。     FIG. 5A shows the output of the density sensor 20 in the light amount adjustment. The vertical axis indicates the output of the density sensor 20. Here, the output of the density sensor 20 refers to the amount of specularly reflected light received, and more specifically, the output voltage of the amplifier circuit 32a. The horizontal axis indicates time. FIG. 5B shows the target value of the output of the density sensor 20 with respect to the set value (drive current) of the light emission amount. The vertical axis indicates the output of the density sensor 20. The horizontal axis indicates the light emission amount (drive current). As shown in FIG. 5B, the CPU 41 sends three different drive currents I1, I2, and I3 to the LED 21 and measures the corresponding light reception amounts P11 to P18, P21 to P28, and P31 to P38. . The CPU 41 calculates average values P1ave, P2ave, and P3ave for the light reception amounts P11 to P18, P21 to P28, and P31 to P38. Accordingly, the CPU 41 determines a linear equation L1 indicating the relationship between the drive current and the output of the density sensor 20. In this example, since P2ave <PT <P3ave, a straight line equation L1 is determined using I2, P2ave, I3, and P3ave. Further, the CPU 41 obtains a set value It of the drive current corresponding to the target value Pt from the linear equation L1 and the target value Pt. Note that even if the drive current is set to the maximum value that can be set, the output of the density sensor 20 may not reach the target value. In this case, the CPU 41 increases the gain G of the amplifier circuit 32a by one step and performs the light amount adjustment again. Finally, the drive current It and the gain G of the amplifier circuit 32a for achieving the target value Pt are determined. In this manner, the light emission amount and the regular reflection light reception amount of the density sensor 20 are adjusted according to the change in the surface state of the intermediate transfer belt 5.

ところで、乱反射光はトナー画像からの乱反射光である。そのため、乱反射光の受光量は中間転写ベルト5の表面状態の変化の影響を受けにくい。よって、LED21の発光量が増加すると、乱反射光の受光量も増加する。     Incidentally, irregularly reflected light is irregularly reflected light from a toner image. Therefore, the amount of the irregularly-reflected light received is less affected by the change in the surface state of the intermediate transfer belt 5. Therefore, when the light emission amount of the LED 21 increases, the light reception amount of the irregular reflection light also increases.

図6(A)は中間転写ベルト5がほとんど劣化していないときの三つのトナー濃度と、それに対応する正反射出力および乱反射出力を示している。正反射出力は増幅回路32aの出力である。乱反射出力は増幅回路32bの出力である。パッチi〜iiiは中間転写ベルト5に形成されたトナーパターンである。パッチiのトナー濃度は相対的に低い。パッチiiのトナー濃度は中程度である。パッチiiiのトナー濃度は相対的に高い。トナー濃度が上昇すると、正反射出力は減少するが、乱反射出力は増加する。Ps1はパッチiからの正反射光についての濃度センサ20の出力の初期値を示している。Pd1はパッチiからの乱反射光についての濃度センサ20の出力の初期値を示している。     FIG. 6A shows three toner densities when the intermediate transfer belt 5 is hardly deteriorated, and the corresponding regular reflection output and irregular reflection output. The specular reflection output is the output of the amplifier circuit 32a. The diffuse reflection output is the output of the amplifier circuit 32b. Patches i to iii are toner patterns formed on the intermediate transfer belt 5. The toner density of patch i is relatively low. The patch ii has a medium toner density. The toner density of patch iii is relatively high. As the toner density increases, the specular reflection output decreases, but the irregular reflection output increases. Ps1 indicates the initial value of the output of the density sensor 20 for the specularly reflected light from the patch i. Pd1 indicates the initial value of the output of the density sensor 20 for the irregularly reflected light from the patch i.

図6(B)は中間転写ベルト5が中程度に劣化したときの三つのトナー濃度と、それに対応する正反射出力および乱反射出力を示している。中間転写ベルト5の劣化に伴い、正反射出力は図6(A)に示された初期値Ps1から低下する。一方で、中間転写ベルト5が劣化しても、乱反射出力は低下しない。     FIG. 6B shows three toner densities when the intermediate transfer belt 5 is deteriorated to a moderate level, and the corresponding regular reflection output and irregular reflection output. As the intermediate transfer belt 5 deteriorates, the regular reflection output decreases from the initial value Ps1 shown in FIG. On the other hand, even if the intermediate transfer belt 5 is deteriorated, the diffuse reflection output does not decrease.

図6(C)は中間転写ベルト5が中程度に劣化したときに正反射出力を回復させるために実行された光量調整の結果を示している。パッチiからの正反射光についての濃度センサ20の出力は、LED21の発光量を増加させることで初期値Ps1まで回復している。一方で、LED21の発光量の増加により、乱反射出力も増加している。しかし、パッチiiiについての乱反射出力Pd3'は飽和してしまい、本来の出力Pd3よりも低くなっている。本来の出力Pd3とは、飽和しなかったときの乱反射出力である。     FIG. 6C shows the result of the light amount adjustment executed to restore the regular reflection output when the intermediate transfer belt 5 has deteriorated to a moderate degree. The output of the density sensor 20 with respect to the regular reflection light from the patch i has been restored to the initial value Ps1 by increasing the light emission amount of the LED 21. On the other hand, due to the increase in the light emission amount of the LED 21, the diffuse reflection output also increases. However, the diffuse reflection output Pd3 ′ for the patch iii is saturated, and is lower than the original output Pd3. The original output Pd3 is a diffuse reflection output when the output is not saturated.

図6(A)ないし図6(C)からわかるように、光量調整を実行することで正反射出力は初期値Ps1に回復するが、乱反射出力は初期値よりも増加してしまう。とりわけ、パッチiiiについての乱反射出力は飽和してしまうため、濃度センサ20の検知精度が低下する。     As can be seen from FIGS. 6A to 6C, the regular reflection output is restored to the initial value Ps1 by executing the light amount adjustment, but the diffuse reflection output is increased from the initial value. In particular, the diffuse reflection output of the patch iii is saturated, and the detection accuracy of the density sensor 20 is reduced.

<フローチャート>
図7はCPU41により実行される光量調整と濃度補正とを示すフローチャートである。図8はCPU41が制御プログラムを実行することで実現される機能を示している。これらの機能の一部またはすべてはASICやFPGAなどのハードウエア回路によって実現されてもよい。ASICは特定用途集積乖離の略称である。FPGAはフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。CPU41は開始条件が満たされると、以下の処理を実行するように構成されている。開始条件は、画像形成装置10に電源が投入されたこと、画像形成枚数が所定枚数に到達したこと、または、ユーザーにより実行を指示されたことなどである。
<Flow chart>
FIG. 7 is a flowchart showing the light amount adjustment and the density correction executed by the CPU 41. FIG. 8 shows functions realized by the CPU 41 executing the control program. Some or all of these functions may be realized by a hardware circuit such as an ASIC or an FPGA. The ASIC is an abbreviation for the specific application accumulation deviation. FPGA is an abbreviation for field programmable gate array. The CPU 41 is configured to execute the following processing when the start condition is satisfied. The start condition is that the power of the image forming apparatus 10 is turned on, that the number of image formations reaches a predetermined number, that execution is instructed by the user, and the like.

S701でCPU41(光量調整部44)はトナーパターンを形成して検知する。図5(A)や図5(B)に示したように、電流量調整部45のパターン形成部46は、ブラックの像形成ステーションKを制御し、ブラックのトナーパターンを中間転写ベルト5に形成する。電流量調整部45のパターン検知部47は、濃度センサ20の駆動回路30を制御し、LED21に流れる駆動電流をI1からI3まで順番に切り替えながら、増幅回路32aが出力する正反射出力Psをサンプリングし、メモリ42に書き込む。なお、ゲインGa(増幅率)の初期値は1倍である。     In S701, the CPU 41 (light amount adjusting unit 44) forms and detects a toner pattern. As shown in FIGS. 5A and 5B, the pattern forming unit 46 of the current amount adjusting unit 45 controls the black image forming station K to form a black toner pattern on the intermediate transfer belt 5. I do. The pattern detection unit 47 of the current amount adjustment unit 45 controls the drive circuit 30 of the density sensor 20 to sample the regular reflection output Ps output from the amplification circuit 32a while switching the drive current flowing through the LED 21 from I1 to I3 in order. Then, the data is written to the memory 42. Note that the initial value of the gain Ga (amplification factor) is 1.

S702でCPU41(電流決定部48)は正反射出力Psの目標値Ptに対応する駆動電流Itを決定する。上述されたように、電流決定部48は、正反射出力Psのサンプリング値から平均値P1ave〜P3aveを求め、目標値Ptに対応する駆動電流Itを決定する。上述したように、電流決定部48は、データ群(I1,P1ave)、(I2,P2ave)、(I3,P3ave)から、駆動電流と正反射出力との相関関係を示す方程式L1を決定し、方程式L1から目標値Ptに対応する駆動電流Itを決定する。nはインデックスである。 In S702, the CPU 41 (current determining unit 48) determines the drive current It corresponding to the target value Pt of the regular reflection output Ps. As described above, the current determination part 48, an average value P1ave~P3ave from the sampling value of the regular reflection output Ps, to determine the driving current It n corresponding to the target value Pt. As described above, the current determination unit 48 determines the equation L1 indicating the correlation between the drive current and the regular reflection output from the data groups (I1, P1ave), (I2, P2ave), and (I3, P3ave), determining a driving current It n corresponding from equation L1 to the target value Pt. n is an index.

S703でCPU41(予想部51)は、決定された駆動電流Itに対応する乱反射出力Pdを予想する。たとえば、予想部51は、以下の式を用いて乱反射出力Pdを演算してもよい。乱反射出力Pdは、パッチi〜iiiのうちで最大濃度となるパッチiiiについての乱反射出力である。 S703 in CPU 41 (anticipator 51), to predict the diffuse reflection output Pd n corresponding to the determined drive current It n. For example, the expected unit 51 may calculate the diffuse reflection output Pd n using the following equation. Diffuse output Pd n is an irregular reflection output for patch iii with a maximum density among the patch i to iii.

Pd = It × cn−1・・・(2)
係数cn−1は以下の式から求められてもよい。
Pd n = It n × c n -1 ··· (2)
The coefficient cn -1 may be obtained from the following equation.

n−1 = Pdn−1 / Itn−1・・・(3)
ここで、Pdn−1は前回の光量調整によって確定した乱反射出力Pdの値である。Itn−1は前回の光量調整によって確定した目標値Ptに対応する駆動電流である。これらはメモリ42に記憶されている。
cn -1 = Pdn -1 / Itn -1 (3)
Here, Pd n-1 is the value of the diffuse reflection output Pd n were determined by a previous light amount adjustment. It n-1 is a drive current corresponding to the target value Pt determined by the previous light amount adjustment. These are stored in the memory 42.

S704でCPU41(判定部52)は、予想された乱反射出力Pdが飽和閾値Pdm以下かどうかを判定する。予想された乱反射出力Pdが飽和閾値Pdm以下であれば、CPU41は処理をS707に進める。S707でCPU41(更新部55)は、今回の光量調整により確定した駆動電流Itおよび乱反射出力Pdなどを更新する。つまり、更新部55は、メモリ42に記憶されている駆動電流Itn−1および乱反射出力Pdn−1を駆動電流Itおよび乱反射出力Pdで上書きする。一方で、予想された乱反射出力Pdが飽和閾値Pdmを超えていれば、CPU41は処理をS705に進める。 S704 in CPU 41 (judging unit 52), the expected diffuse output Pd n determines whether below the saturation threshold value Pdm. If the expected diffuse output Pd n is below the saturation threshold value Pdm, CPU 41 advances the processing to S707. S707 in CPU 41 (update unit 55) updates the like current drive current It n and diffuse output Pd n were determined by the light quantity adjustment. That is, the update unit 55 overwrites the driving current It n-1 and diffuse output Pd n-1 stored in the memory 42 by the driving current It x and diffuse output Pd n. On the other hand, if the expected diffuse output Pd n exceeds the saturation threshold Pdm, CPU 41 advances the processing to S705.

S705でCPU41(ゲイン調整部53、電流演算部54)は、その時点で増幅回路32aに設定されているゲインGan−1を増加させ、増加したゲインGan−1に応じて駆動電流Itを減少させる。たとえば、ゲイン調整部53はゲインGan−1を所定値だけ増加させることで、新たなゲインGaを決定する。また、電流演算部54は新たなゲインGaに対応する新たな駆動電流It'を演算する。 In S705, the CPU 41 (the gain adjustment unit 53 and the current calculation unit 54) increases the gain G an -1 set in the amplifier circuit 32a at that time, and the drive current It n according to the increased gain G an -1. Decrease. For example, the gain adjusting unit 53 to increase the gain Ga n-1 by a predetermined value, to determine a new gain Ga n. Further, the current calculation unit 54 calculates a new drive current It 'n corresponding to the new gain Ga n.

It' = It / Ga・・・(4)
S706でCPU41(予想部51)は、減少した新たな駆動電流It'に対応する乱反射出力Pdを予測する。予想部51は以下の式を用いて新たな乱反射出力Pdnを演算してもよい。
It 'n = It n / Ga n ··· (4)
S706 in CPU 41 (expected 51) predicts the diffuse reflection output Pd n corresponding to the new drive current It 'n with reduced. The prediction unit 51 may calculate a new diffuse reflection output Pdn using the following equation.

Pd = It' × cn−1・・・(5)
その後、CPU41は処理をS704に進め、S704の判定処理を再び実行する。CPU41は、乱反射出力Pdが飽和閾値Pdm以下となるまで、S704ないしS706を繰り返し実行する。最終的に、正反射出力Psが目標値Ptに維持され、かつ、乱反射出力Pdが飽和閾値Pdm以下となるような、駆動電流It、正反射ゲインGaが確定する。
Pd n = It 'n × c n-1 ··· (5)
After that, the CPU 41 advances the processing to S704, and executes the determination processing of S704 again. CPU41 is irregularly reflected to the output Pd n is equal to or less than saturation threshold Pdm, S704 to repeatedly execute the S706. Finally, the specular reflection output Ps is maintained at the target value Pt, and diffused reflection output Pd n that is equal to or less than saturation threshold Pdm, driving current It n, specular reflection gain Ga n determined.

S707でCPU41(更新部55)は、今回の光量調整により確定した駆動電流It、正反射ゲインGaおよび乱反射出力Pdを用いてメモリ42に保持されている値を更新する。 S707 in CPU 41 (update unit 55), the driving current It n was determined by this light amount adjustment, to update the value held in the memory 42 by using the regular reflection gain Ga n and diffuse output Pd n.

S708で、CPU41(濃度ずれ補正部43)は、光量調整の完了した濃度センサ20を用いて濃度ずれ補正を実行する。たとえば、CPU41は、画像形成エンジン15によって中間転写ベルト5にパッチ画像を形成させ、濃度センサ20によりパッチ画像からの反射光を測定する。そして、CPU41は、PD22aの出力電圧とPD22bの出力電圧とからパッチ画像の濃度(付着量)を検知し、検知結果に基づいて画像形成条件を制御する。画像形成条件は、たとえば、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアス、レーザーパワー、階調補正テーブルなどである。   In S708, the CPU 41 (density deviation correction unit 43) executes the density deviation correction using the density sensor 20 for which the light amount adjustment has been completed. For example, the CPU 41 causes the image forming engine 15 to form a patch image on the intermediate transfer belt 5, and the density sensor 20 measures reflected light from the patch image. Then, the CPU 41 detects the density (adhesion amount) of the patch image from the output voltage of the PD 22a and the output voltage of the PD 22b, and controls the image forming condition based on the detection result. The image forming conditions include, for example, a charging bias, a developing bias, a transfer bias, a laser power, a gradation correction table, and the like.

<実施例から導き出される技術思想>
中間転写ベルト5はトナー画像を担持して搬送する像担持体の一例である。像形成ステーションY、M、C、Kは像担持体にトナー画像を形成する画像形成手段の一例である。濃度センサ20は像担持体に担持されているトナー画像の濃度を検知する検知手段の一例である。CPU41は検知手段を制御する制御手段の一例である。LED21は像担持体に担持されているトナー画像に向けて光を照射する照射手段の一例である。LED21からトナー画像または中間転写ベルト5までには、ミラーなどの光学部品が配置されてもよい。駆動回路30は、照射手段に駆動電流を供給する駆動手段の一例である。PD22aやIV変換回路31aはトナー画像からの正反射光を受光し、当該正反射光の光量に応じた第一検知信号を出力する第一受光手段の一例である。正反射出力Psは第一検知信号の一例である。増幅回路32aは第一検知信号を増幅する増幅手段の一例である。PD22bはトナー画像からの乱反射光を受光し、当該乱反射光の光量に応じた第二検知信号を出力する第二受光手段の一例である。乱反射出力Pdは第二検知信号の一例である。S701およびS702に関して説明されたように、CPU41は、照射手段の発光量の調整を開始すると、駆動手段の駆動電流を変えながら駆動電流と第一検知信号の出力レベルとの相関関係を取得する。さらにCPU41は当該相関関係に基づき正反射光の光量が目標光量となるような駆動電流を決定する。CPU41は、正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流を照射手段に供給すると、トナー画像の濃度に対して第二検知信号の出力レベルが飽和してしまうことがある。この場合に、CPU41は、第二検知信号の出力レベルが飽和しなくなるまで増幅手段のゲインを増加させつつ駆動電流を減少させる。これにより、正反射光の受光量を目標光量に維持しつつ、かつ、乱反射光を受光する受光部の出力を飽和させにくい画像形成装置10が提供される。
<Technical ideas derived from the examples>
The intermediate transfer belt 5 is an example of an image carrier that carries and transports a toner image. The image forming stations Y, M, C, and K are examples of an image forming unit that forms a toner image on an image carrier. The density sensor 20 is an example of a detecting unit that detects the density of the toner image carried on the image carrier. The CPU 41 is an example of a control unit that controls the detection unit. The LED 21 is an example of an irradiation unit that irradiates light onto a toner image carried on the image carrier. An optical component such as a mirror may be arranged from the LED 21 to the toner image or the intermediate transfer belt 5. The drive circuit 30 is an example of a drive unit that supplies a drive current to the irradiation unit. The PD 22a and the IV conversion circuit 31a are examples of a first light receiving unit that receives regular reflection light from a toner image and outputs a first detection signal according to the amount of the regular reflection light. The regular reflection output Ps is an example of a first detection signal. The amplifier circuit 32a is an example of an amplifier that amplifies the first detection signal. The PD 22b is an example of a second light receiving unit that receives irregularly reflected light from the toner image and outputs a second detection signal according to the amount of the irregularly reflected light. The diffuse reflection output Pd is an example of a second detection signal. As described with respect to S701 and S702, when the adjustment of the light emission amount of the irradiation unit is started, the CPU 41 acquires the correlation between the driving current and the output level of the first detection signal while changing the driving current of the driving unit. Further, the CPU 41 determines a drive current such that the light amount of the regular reflection light becomes the target light amount based on the correlation. When the CPU 41 supplies a drive current determined so that the amount of specularly reflected light becomes the target amount of light to the irradiation unit, the output level of the second detection signal may be saturated with respect to the density of the toner image. In this case, the CPU 41 decreases the drive current while increasing the gain of the amplifying means until the output level of the second detection signal is no longer saturated. This provides the image forming apparatus 10 that maintains the light reception amount of the specularly reflected light at the target light amount and hardly saturates the output of the light receiving unit that receives the irregularly reflected light.

判定部52は正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流を照射手段に供給すると、第二検知信号の出力レベルが飽和閾値以下になるどうかを判定する判定手段の一例である。CPU41は、第二検知信号の出力レベルが飽和閾値以下とならない場合に、増幅手段のゲインを増加させるとともに駆動電流を減少させる。これにより、正反射光の受光量を目標光量に維持しつつ、かつ、乱反射光を受光する受光部の出力が飽和しないようになる。   The determining unit 52 is an example of a determining unit that determines whether the output level of the second detection signal is equal to or less than a saturation threshold when the driving current determined so that the light amount of the specular reflected light becomes the target light amount is supplied to the irradiation unit. is there. When the output level of the second detection signal does not fall below the saturation threshold, the CPU 41 increases the gain of the amplifying unit and decreases the drive current. Thus, the output of the light receiving unit that receives the irregularly reflected light does not saturate while maintaining the light reception amount of the specularly reflected light at the target light amount.

電流演算部54は、正反射光の光量が目標光量に維持されるように、増加されたゲインに対応する駆動電流を決定する決定手段の一例である。電流演算部54は、正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流の値を、増加されたゲインで除算することで、増加されたゲインに対応する駆動電流を決定してもよい。   The current calculation unit 54 is an example of a determining unit that determines a drive current corresponding to the increased gain so that the light amount of the specularly reflected light is maintained at the target light amount. The current calculation unit 54 determines the drive current corresponding to the increased gain by dividing the value of the drive current determined so that the light amount of the specularly reflected light becomes the target light amount by the increased gain. Is also good.

予想部51は、照射手段に供給される駆動電流と第二検知信号の出力レベルとの関係を示す数式またはテーブルを用いて、正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流に対応する第二検知信号の出力レベルの予想値を予想してもよい。このような数式として、たとえば、(2)式や(5)式がある。(2)式や(5)式はテーブル化されてもよいし、プログラム化されてもよい。   The prediction unit 51 uses a mathematical expression or a table indicating the relationship between the drive current supplied to the irradiation unit and the output level of the second detection signal, and determines the drive current determined so that the amount of specularly reflected light becomes the target light amount. May be predicted for the output level of the second detection signal corresponding to. As such a mathematical expression, there are, for example, expressions (2) and (5). Equations (2) and (5) may be tabulated or programmed.

判定部52は予想値が飽和閾値以下となるかどうかを判定する判定手段の一例である。CPU41は、予想値が飽和閾値以下とならない場合に、増幅手段のゲインを増加させるとともに駆動電流を減少させる。とりわけ、CPU41は、予想値が飽和閾値以下となるまで、増幅手段のゲインを増加させるとともに駆動電流を減少させる。これにより、LED21の発光量が減少するため、乱反射出力Pdが飽和閾値Pdm以下に制御される。   The determination unit 52 is an example of a determination unit that determines whether the predicted value is equal to or less than the saturation threshold. When the expected value does not fall below the saturation threshold, the CPU 41 increases the gain of the amplifying unit and decreases the drive current. In particular, the CPU 41 increases the gain of the amplifying means and decreases the drive current until the predicted value becomes equal to or less than the saturation threshold. Thereby, the light emission amount of the LED 21 is reduced, so that the irregular reflection output Pd is controlled to be equal to or less than the saturation threshold Pdm.

係数cn−1は、飽和閾値より小さい第二検知信号の出力レベルと、当該出力レベルに対応した駆動電流との比を示す係数の一例である。予想部51は、正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流を係数cn−1に乗算することで、予想値を求めてもよい。第二検知信号の出力レベルである乱反射出力Pdはトナーパターンからの反射光に相関しているため、発光量(駆動電流)が増加すると、乱反射出力Pdも増加する。よって、駆動電流と乱反射出力Pdとの関係は単純な係数cn−1により表現可能である。 The coefficient cn -1 is an example of a coefficient indicating a ratio between the output level of the second detection signal smaller than the saturation threshold and the drive current corresponding to the output level. The estimating unit 51 may obtain the expected value by multiplying the coefficient cn -1 by the driving current determined so that the amount of specularly reflected light becomes the target amount of light. Since the diffuse reflection output Pd, which is the output level of the second detection signal, is correlated with the reflected light from the toner pattern, the diffuse reflection output Pd increases as the amount of light emission (drive current) increases. Therefore, the relationship between the drive current and the diffuse reflection output Pd can be expressed by a simple coefficient cn -1 .

(4)式が示すように、電流演算部54は、正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流の値を増加されたゲインで除算することで、増加されたゲインに対応する駆動電流を決定してもよい。   As indicated by the expression (4), the current calculation unit 54 divides the value of the drive current determined so that the amount of the specularly reflected light becomes the target amount of light by the increased gain, thereby obtaining the increased gain. A corresponding drive current may be determined.

メモリ42は正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流と、第二検知信号の出力レベルとを記憶する記憶手段の一例である。CPU41は、目標光量を達成でき、かつ、第二検知信号の出力レベルを飽和させない駆動電流と増幅手段のゲインとが確定すると、記憶手段に記憶されている駆動電流と第二検知信号の出力レベルとを更新する。   The memory 42 is an example of a storage unit that stores the drive current determined so that the amount of specularly reflected light becomes the target amount of light and the output level of the second detection signal. When the drive current that can achieve the target light amount and does not saturate the output level of the second detection signal and the gain of the amplification unit are determined, the CPU 41 determines the drive current and the output level of the second detection signal stored in the storage unit. And update.

パターン形成部46は、画像形成手段を制御し、駆動電流を異ならしめることでそれぞれ濃度の異なる第一のテスト画像と第二のテスト画像とを像担持体に形成する。パッチiないしパッチiiiは第一のテスト画像や第二のテスト画像の一例である。濃度センサ20やパターン検知部47は、第一のテスト画像についての第一検知信号の出力レベルと第二のテスト画像についての第一検知信号の出力レベルとを検知する。電流決定部48は、第一のテスト画像についての第一検知信号の出力レベルと第二のテスト画像についての第一検知信号の出力レベルとに基づき、駆動電流と第一検知信号の出力レベルとの相関関係を取得してもよい。   The pattern forming section 46 controls the image forming means and forms a first test image and a second test image having different densities on the image carrier by varying the drive current. Patch i or patch iii is an example of a first test image or a second test image. The density sensor 20 and the pattern detection unit 47 detect the output level of the first detection signal for the first test image and the output level of the first detection signal for the second test image. The current determining unit 48 determines the driving current and the output level of the first detection signal based on the output level of the first detection signal for the first test image and the output level of the first detection signal for the second test image. May be obtained.

濃度ずれ補正部43は、目標光量を達成でき、かつ、第二検知信号の出力レベルを飽和させない駆動電流と増幅手段のゲインとが確定すると、トナー画像の階調特性を目標階調特性へ補正する階調補正処理を実行する。これにより、精度よく濃度ずれが補正されるようになる。階調補正処理では、いわゆる階調補正テーブルが作成される。作成された階調補正テーブルは、入力画像の階調特性と出力画像の階調特性とが一致するように、入力画像の画像データを変換し、露光装置3へ出力する。これにより、中間転写体上でのトナー載り量が目標載り量に制御される。   When the drive current that does not saturate the output level of the second detection signal and the gain of the amplifier are determined, the density deviation correction unit 43 corrects the gradation characteristics of the toner image to the target gradation characteristics. The tone correction process is performed. As a result, the density deviation is accurately corrected. In the gradation correction process, a so-called gradation correction table is created. The created tone correction table converts the image data of the input image so that the tone characteristics of the input image match the tone characteristics of the output image, and outputs the data to the exposure device 3. As a result, the amount of applied toner on the intermediate transfer body is controlled to the target applied amount.

5...中間転写ベルト、YMCK...像形成ステーション、20...濃度センサ、21...LED、30...駆動回路、22a、22b...PD、32a...増幅回路、41...CPU   5 ... Intermediate transfer belt, YMCK ... Image forming station, 20 ... Density sensor, 21 ... LED, 30 ... Drive circuit, 22a, 22b ... PD, 32a ... Amplification circuit , 41 ... CPU

Claims (11)

像担持体と、
前記像担持体にトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体に担持されているトナー画像の濃度を検知する検知手段と、
前記検知手段を制御する制御手段と、を有し、
前記検知手段は、
前記像担持体に担持されているトナー画像に向けて光を照射する照射手段と、
前記照射手段に駆動電流を供給する駆動手段と、
前記トナー画像からの正反射光を受光し、当該正反射光の光量に応じた第一検知信号を出力する第一受光手段と、
前記第一検知信号を増幅する増幅手段と、
前記トナー画像からの乱反射光を受光し、当該乱反射光の光量に応じた第二検知信号を出力する第二受光手段と、を有し、
前記制御手段は、前記照射手段の発光量の調整を開始すると、前記駆動手段の前記駆動電流を変えながら前記駆動電流と前記第一検知信号の出力レベルとの相関関係を取得し、当該相関関係に基づき前記正反射光の光量が目標光量となるような前記駆動電流を決定するように構成されており、
さらに、前記制御手段は、前記正反射光の光量が前記目標光量となるように決定された前記駆動電流を前記照射手段に供給すると、前記トナー画像の濃度に対して前記第二検知信号の出力レベルが飽和してしまう場合に、前記第二検知信号の出力レベルが飽和しなくなるまで前記増幅手段のゲインを増加させつつ前記駆動電流を減少させることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier;
Image forming means for forming a toner image on the image carrier,
Detecting means for detecting the density of the toner image carried on the image carrier;
Control means for controlling the detection means,
The detection means,
Irradiation means for irradiating light toward the toner image carried on the image carrier,
Driving means for supplying a driving current to the irradiation means;
A first light receiving unit that receives regular reflection light from the toner image and outputs a first detection signal according to the amount of the regular reflection light,
Amplifying means for amplifying the first detection signal,
A second light receiving unit that receives irregularly reflected light from the toner image and outputs a second detection signal according to the amount of the irregularly reflected light,
When the control unit starts adjusting the light emission amount of the irradiation unit, the control unit obtains a correlation between the drive current and the output level of the first detection signal while changing the drive current of the drive unit, and obtains the correlation. It is configured to determine the drive current such that the light amount of the regular reflection light becomes a target light amount based on
Further, the control unit supplies the drive current determined so that the light amount of the regular reflection light becomes the target light amount to the irradiation unit, and outputs the second detection signal with respect to the density of the toner image. When the level is saturated, the drive current is decreased while increasing the gain of the amplifying means until the output level of the second detection signal is not saturated.
前記正反射光の光量が前記目標光量となるように決定された前記駆動電流を前記照射手段に供給すると、前記第二検知信号の出力レベルが飽和閾値以下になるどうかを判定する判定手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記第二検知信号の出力レベルが前記飽和閾値以下とならない場合に、前記増幅手段のゲインを増加させるとともに前記駆動電流を減少させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
When the drive current determined so that the light amount of the specular reflection light becomes the target light amount is supplied to the irradiation unit, a determination unit that determines whether an output level of the second detection signal is equal to or less than a saturation threshold is further provided. Have
2. The image according to claim 1, wherein when the output level of the second detection signal does not fall below the saturation threshold, the control unit increases the gain of the amplification unit and decreases the drive current. 3. Forming equipment.
前記制御手段は、前記正反射光の光量が前記目標光量に維持されるように、前記増加されたゲインに対応する駆動電流を決定する決定手段をさらに有することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。   3. The control unit according to claim 1, further comprising a determining unit configured to determine a drive current corresponding to the increased gain so that the light amount of the regular reflection light is maintained at the target light amount. An image forming apparatus according to claim 1. 前記決定手段は、前記正反射光の光量が前記目標光量となるように決定された前記駆動電流の値を、前記増加されたゲインで除算することで、前記増加されたゲインに対応する駆動電流を決定することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。   The determining means divides the value of the drive current determined such that the light amount of the specularly reflected light becomes the target light amount by the increased gain, thereby obtaining a drive current corresponding to the increased gain. The image forming apparatus according to claim 3, wherein: 前記照射手段に供給される駆動電流と前記第二検知信号の出力レベルとの関係を示す数式またはテーブルを用いて、前記正反射光の光量が前記目標光量となるように決定された前記駆動電流に対応する前記第二検知信号の出力レベルの予想値を予想する予想手段と、
前記予想値が飽和閾値以下となるかどうかを判定する判定手段と、をさらに有し、
前記制御手段は、前記予想値が前記飽和閾値以下とならない場合に、前記増幅手段のゲインを増加させるとともに前記駆動電流を減少させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
Using a mathematical expression or a table indicating a relationship between the drive current supplied to the irradiation unit and the output level of the second detection signal, the drive current determined so that the light amount of the regular reflection light becomes the target light amount Prediction means for predicting an expected value of the output level of the second detection signal corresponding to
Determining means for determining whether the expected value is equal to or less than a saturation threshold,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit increases the gain of the amplifying unit and decreases the drive current when the expected value does not fall below the saturation threshold. 3.
前記制御手段は、前記予想値が前記飽和閾値以下となるまで、前記増幅手段のゲインを増加させるとともに前記駆動電流を減少させる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 the control unit increases the gain of the amplifying unit and decreases the drive current until the expected value becomes equal to or less than the saturation threshold. 前記数式は、前記飽和閾値より小さい前記第二検知信号の出力レベルと、当該出力レベルに対応した駆動電流との比を示す係数に、前記正反射光の光量が前記目標光量となるように決定された前記駆動電流を乗算することで、前記予想値を求める数式であることを特徴とする請求項5または6に記載の画像形成装置。   The equation is determined such that the light amount of the specularly reflected light becomes the target light amount in a coefficient indicating a ratio between an output level of the second detection signal smaller than the saturation threshold value and a drive current corresponding to the output level. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the image forming apparatus obtains the expected value by multiplying the driving current. 前記制御手段は、前記正反射光の光量が前記目標光量となるように決定された前記駆動電流の値を前記増加されたゲインで除算することで、前記増加されたゲインに対応する駆動電流を決定することを特徴とする請求項5ないし7のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The control means divides the value of the drive current determined so that the light amount of the specularly reflected light becomes the target light amount by the increased gain, thereby obtaining a drive current corresponding to the increased gain. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the determination is made. 前記正反射光の光量が前記目標光量となるように決定された前記駆動電流と、前記第二検知信号の出力レベルとを記憶する記憶手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記目標光量を達成でき、かつ、前記第二検知信号の出力レベルを飽和させない前記駆動電流と前記増幅手段のゲインとが確定すると、前記記憶手段に記憶されている前記駆動電流と前記第二検知信号の出力レベルとを更新することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
Further comprising a storage means for storing the drive current determined so that the light amount of the regular reflection light is the target light amount, and the output level of the second detection signal,
When the drive current and the gain of the amplifying unit that can achieve the target light amount and do not saturate the output level of the second detection signal are determined, the drive current stored in the storage unit is determined. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an output level of the second detection signal is updated.
前記制御手段は、前記画像形成手段を制御し、前記駆動電流を異ならしめることでそれぞれ濃度の異なる第一のテスト画像と第二のテスト画像とを前記像担持体に形成し、
前記検知手段は、前記第一のテスト画像についての前記第一検知信号の出力レベルと前記第二のテスト画像についての前記第一検知信号の出力レベルとを検知し、
前記制御手段は、前記第一のテスト画像についての前記第一検知信号の出力レベルと前記第二のテスト画像についての前記第一検知信号の出力レベルとに基づき、前記駆動電流と前記第一検知信号の出力レベルとの相関関係を取得するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
The control unit controls the image forming unit, and forms a first test image and a second test image having different densities on the image carrier by respectively varying the drive current,
The detection means detects an output level of the first detection signal for the first test image and an output level of the first detection signal for the second test image,
The control unit is configured to control the driving current and the first detection signal based on an output level of the first detection signal for the first test image and an output level of the first detection signal for the second test image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is configured to acquire a correlation with a signal output level.
前記制御手段は、前記目標光量を達成でき、かつ、前記第二検知信号の出力レベルを飽和させない前記駆動電流と前記増幅手段のゲインとが確定すると、トナー画像の階調特性を目標階調特性へ補正する階調補正処理を実行することを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一項に記載の画像形成装置。   When the drive current that does not saturate the output level of the second detection signal and the gain of the amplifying unit are determined, the control unit changes the gradation characteristic of the toner image to the target gradation characteristic. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the image forming apparatus performs a tone correction process for correcting the image.
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