JP2021162744A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出用画像を検出する際の発光部の発光量を高精度に制御する。【解決手段】画像形成装置は、中間転写ベルトに光を照射する第１ＬＥＤ７０１、第１ＬＥＤ７０１から照射された光の反射光を受光する第１ＰＤ７１１、及び第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤとの動作を制御するセンサ制御部４０１を有する光学センサ７と、光学センサ７の温度を検出する温度検出部４１３と、を備える。画像形成装置は、第１ＬＥＤ７０１の発光開始から、第１所定時間経過したときの第１ＰＤ７１１の第１出力値と、第２所定時間経過したときの第１ＰＤ７１１の第２出力値と、の変化量に基づいて、センサ制御手部４０１に対して第１ＬＥＤ７０１に供給する電流量の温度あたりの補正比率を設定する。センサ制御部４０１は、補正比率と温度検出部４１３が検出した温度とに基づいて第１ＬＥＤ７０１に供給する電流の電流量を調整する。【選択図】図４

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に関する。

画像形成装置は、画像濃度を補正して、最適な色合いの画像を提供する濃度補正機能を有する。濃度補正機能では、像担持体に形成された画像濃度検出用の検出用画像が光学センサにより読み取られ、その読取結果に基づいて検出用画像の画像濃度が検出される。検出用画像の画像濃度により、画像濃度の補正が行われる（特許文献１）。

画像濃度を検出する場合、像担持体の表面状態によっては、検出用画像の正確な検出が困難になる。例えば、像担持体の表面からの乱反射光が多い場合、正反射光検出方式の光学センサでは、画像濃度が低い検出用画像の正確な検出が困難になる。また、画像濃度が低い検出用画像からの乱反射光の光量が像担持体からの正反射光の光量に比較して多い場合には、正反射光検出方式の光学センサでは、画像濃度が低い検出用画像の正確な検出が困難になる。そのために、正反射光検出方式の光学センサと、乱反射光検出方式の光学センサとを併用して検出用画像の画像濃度を検出する画像形成装置が提案されている（特許文献２）。

光学センサは、検出用画像に光を照射する光源（発光部）と、反射光を受光する受光部とを備える。光源には、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。ＬＥＤからの発光量が所定の光量から変化してしまうと、検出用画像による反射光の光量も変化する。これは、正確な画像濃度の検出を妨害する。ＬＥＤの発光量を所定の光量に維持するために、ＬＥＤを駆動する駆動回路に、ＬＥＤに供給する電流の電流量を一定にする定電流源が用いられる。また、ＬＥＤは、点灯開始から時間の経過とともに発熱する。ＬＥＤは、発熱することで、供給される電流が一定であっても発光量が低下することが一般的に知られている。図１３は、ＬＥＤの温度と発光量との関係の説明図である。実線は、ＬＥＤの点灯開始からの温度変化を表す。点線は、ＬＥＤの発光量を表す。ＬＥＤの点灯開始直後からＬＥＤの温度は徐々に上昇し、それに伴いＬＥＤの発光量が徐々に低下する。これに対し、受光部を用いてＬＥＤの発光量を監視し、発光量の変化に応じてＬＥＤに供給される電流の電流量を補正することで、温度変化による発光量の変化を抑制する技術がある（特許文献３）。

特開平７−２０９９３４号公報 特開２００５−１８９７０４号公報 特開２０００−２９２７１号公報

受光部を用いてＬＥＤの発光量を監視する場合、受光部の受光感度のバラツキが、ＬＥＤの発光量の変化を抑制するために重要な要素になる。受光部の受光感度のバラツキが大きい場合、ＬＥＤの発光量の正確な監視が困難になり、発光量を補正するための補正量にバラツキが発生する。そのためにＬＥＤは、安定した発光量で光を照射することが困難になる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、検出用画像を検出する際の発光部の発光量を高精度に制御することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、画像形成条件に基づいて、像担持体に画像を形成する画像形成手段と、供給される電流に基づき前記像担持体に光を照射する発光部と、前記発光部から照射された前記光の反射光を受光する受光部と、を有する検出手段と、前記検出手段の温度を検出する温度検出手段と、前記画像形成手段により前記像担持体に検出用画像を形成させ、前記検出手段により前記検出用画像を検出させ、前記検出用画像の前記検出手段による検出結果に基づいて前記画像形成条件を調整する制御手段と、前記発光部に発光させ、前記発光部の発光開始から第１所定時間経過したときの前記受光部の第１出力値と、前記発光部の発光開始から第２所定時間経過したときの前記受光部の第２出力値とに基づいて、前記発光部に供給される電流量の補正条件を生成する生成手段と、前記検出手段が前記検出用画像を検出する際に、前記生成手段により生成された前記補正条件に基づいて前記温度検出手段により検出された温度から前記発光部に供給される前記電流量を決定する決定手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、検出用画像を検出する際の発光部の発光量を高精度に制御することが可能となる。

画像形成装置の概略断面図。 （ａ）、（ｂ）は、光学センサの説明図。 コントローラの構成例示図。 センサ制御部の説明図。 ＬＥＤ補正係数の説明図。 （ａ）、（ｂ）は、ＬＥＤ補正係数決定処理を表すフローチャート。 出力値の時間推移の例示図。 変化量ΔＰ１とＬＥＤ補正係数との関係例示図。 （ａ）、（ｂ）は、検出用画像の例示図。 アナログ信号の例示図。 アナログ信号の例示図。 画像濃度検出処理を表すフローチャート。 ＬＥＤの温度と発光量との関係の説明図。

以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。

（全体構成）
図１は、本実施形態の画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置１００は、感光ドラム１ａ〜１ｄ、帯電器２ａ〜２ｄ、露光器１５ａ〜１５ｄ、現像器１６ａ〜１６ｄ、中間転写ベルト５、ベルト支持ローラ３、転写ローラ４、搬送ベルト１２、及び定着器１７を備える。以下の説明においては、感光ドラム１ａ〜１ｄ、帯電器２ａ〜２ｄ、露光器１５ａ〜１５ｄ、及び現像器１６ａ〜１６ｄを、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する画像形成部１０と称する。なお、符号末尾の「ａ」は、イエローの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「ｂ」は、シアンの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「ｃ」は、マゼンタの画像を形成するための構成を表す。符号末尾の「ｄ」は、ブラックの画像を形成するための構成を表す。

中間転写ベルト５は、駆動ローラやベルト支持ローラ３を含む複数のローラに掛け回されている。中間転写ベルト５には画像形成部１０により形成されたトナー像が転写される。中間転写ベルト５はトナー像を担持して搬送する像担持体として機能する。また、中間転写ベルト５はトナー像が転写される中間転写体としても機能する。転写ローラ４は、中間転写ベルト５に対してベルト支持ローラ３の反対側に配置されている。転写ローラ４が中間転写ベルト５を押圧することによって形成されるニップ部Ｎは転写部と呼ばれる。中間転写ベルト５上の画像はニップ部Ｎにおいてシートへ転写される。シートは搬送ローラにより転写部へと搬送される。転写ローラ４は、転写部において中間転写ベルト５上のトナー像をシートに転写する。

感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは矢印Ａ方向へ回転する。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄはその表面に感光層を有する。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは感光体として機能する。帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面を一様に帯電する。露光器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにより帯電された感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面を露光する。露光器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄから出射されたレーザ光が感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを走査することによって、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの表面に静電潜像が形成される。現像器１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、静電潜像を現像剤（トナー）により現像して、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに各色のトナー像を形成する。中間転写ベルト５の駆動ローラが回転することによって中間転写ベルト５は矢印Ｂ方向へ回転する。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成された各色のトナー像は、像担持体である中間転写ベルト５に順次重ねて転写される。これにより中間転写ベルト５には、フルカラーのトナー像６が形成される。

中間転写ベルト５が回転することで、トナー像６は転写部に搬送される。トナー像６は、転写部を通過する際にシートに転写される。トナー像６が転写されたシートは、搬送ベルト１２により定着器１７へ搬送される。定着器１７はヒータ１７１を備え、ヒータ１７１がトナー像６を加熱することで、トナー像６をシートに定着させる。その後、シートは、画像形成装置１００のトレイ（不図示）へ排出される。以上により、画像形成装置１００による画像形成処理が終了する。

中間転写ベルト５の搬送方向（Ｂ方向）で感光ドラム１ｄの下流側には光学センサ７が配置されている。光学センサ７は、中間転写ベルト５に形成された画像濃度検出用の検出用画像を検出する。検出用画像の検出結果は、画像濃度補正の補正量を決定するために用いられる。

画像形成装置１００は、使用環境（温湿度）や各色の使用頻度等が原因で、形成する画像の画像濃度が変動してしまう。そこで画像形成装置１００は、検出用画像を光学センサ７によって検出して、検出用画像の検出結果に基づいて画像形成条件を制御する画像濃度補正を行う。ここで、画像形成条件は、例えば、露光器１５ａ〜１５ｄが出射するレーザ光の強度、現像器１６ａ〜１６ｄに印加される現像バイアス、帯電器２ａ〜２ｄに印加される帯電バイアス、転写ローラ４に印加される転写バイアスを含む。画像形成装置１００は、画像濃度を補正するために、複数の画像形成条件を制御してもよく、或いは、特定の画像形成条件のみを制御してもよい。

（光学センサ）
図２は、光学センサ７の説明図である。光学センサ７は、発光部である発光素子と、受光部である受光素子とを備える。光学センサ７は、発光素子として２つのＬＥＤ（第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２）を備える。光学センサ７は、受光素子として２つのＰＤ（Photodiode）（第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２）を備える。第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２は、同一の基板２０１の所定面（取り付け面）上に取り付けられた表面実装部品である。基板２０１の取り付け面の反対の面には、光学センサ７の動作を制御するセンサ制御部４０１が設けられる。センサ制御部４０１は、例えば半導体装置により構成される。

図２（ａ）により、光学センサ７の構成を説明する。光学センサ７は、第１ＬＥＤ７０１から中間転写ベルト５に照射された光（照射光）の正反射光が第１ＰＤ７１１に受光されるように、第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１とが配置される。第１ＰＤ７１１は、第１ＬＥＤ７０１による照射光の中間転写ベルト５による正反射光を受光する受光部である。第２ＬＥＤ７０２から中間転写ベルト５に照射された光（照射光）の乱反射光が第２ＰＤ７１２に受光されるように、第２ＬＥＤ７０２と第２ＰＤ７１２とが配置される。第２ＰＤ７１２は、第２ＬＥＤ７０２による照射光の中間転写ベルト５による乱反射光を受光する受光部である。

基板２０１にはハウジング２０３が取り付けられている。ハウジング２０３は、第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２から出射された光が効率的に中間転写ベルト５上に照射されるように、照射光をガイドする導光路を形成する。また、ハウジング２０３は、第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２が中間転写ベルト５からの反射光を効率的に受光するように、反射光をガイドする導光路を形成する。照射光をガイドする導光路及び反射光をガイドする導光路には、レンズ２０４ａ〜２０４ｄからなるレンズ群２０４が設けられる。

即ち、ハウジング２０３内に形成された導光路及びレンズ２０４ａによって、第１ＬＥＤ７０１から出射された光は光軸（図中一点破線）の方向に進み、中間転写ベルト５上に照射される。第１ＰＤ７１１は、ハウジング２０３内の導光路及びレンズ２０４ｃによって、第１ＬＥＤ７０１によって中間転写ベルト５に照射された光の正反射光を受光する。第２ＬＥＤ７０２から出射された光は、ハウジング２０３内の導光路及びレンズ２０４ｂによって光軸（図中一点破線）の方向に進み、中間転写ベルト５上に照射される。第２ＰＤ７１２は、ハウジング２０３内の導光路及びレンズ２０４ｄによって、第２ＬＥＤ７０２によって中間転写ベルト５に照射された光の乱反射光を受光する。

第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２は、同一の基板２０１に実装されるため、各素子を中間転写ベルト５に対して略平行に取り付けることができる。そのため、例えばリードピン付きの砲弾型素子で構成する場合よりも、設計中心値からの光軸ずれを抑制することができる。さらに、第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、及び第２ＰＤ７１２は、表面実装型の素子であるため、素子間隔を狭くすることができる。そのため、光学センサ７の全体のサイズを小型化することができる。例えば、一般的な表面実装型の素子が３［ｍｍ］×２［ｍｍ］×１［ｍｍ］程度なのに対し、砲弾型素子はリードピンを除いた寸法でも５［ｍｍ］×１０［ｍｍ］×５［ｍｍ］程度である。そのため、部品体積を大幅に小型化でき、光学センサ７自体も小型化できる。

光学センサ７と中間転写ベルト５との間には、不図示の部材に支持されたシャッタ２１０が配置される。シャッタ２１０は、不図示の駆動源により図２（ａ）の矢印Ｃ方向に移動可能である。シャッタ２１０は、印刷ジョブによる通常の画像形成時には、図２（ｂ）に示すように光学センサ７と中間転写ベルト５との間に位置する。これによりシャッタ２１０は、中間転写ベルト５上に形成されたトナーの飛散等による光学センサ７の汚れを防止することができる。図２（ｂ）の状態はシャッタ閉状態である。シャッタ２１０は、光学センサ７側に基準部材としての基準反射シート２１１が貼り付けられる。基準反射シート２１１は、シャッタ２１０が閉状態のときに、第２ＬＥＤ７０２からの光が照射されるような位置に配置される。

シャッタ２１０は、後述の画像濃度の検出時には、図２（ａ）に示すように光学センサ７からの照射光と中間転写ベルト５からの反射光との光路を遮らない位置に移動する。図２（ａ）の状態はシャッタ開状態である。

（コントローラ）
図３は、画像形成装置１００を制御するためのコントローラの構成例示図である。コントローラ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０９、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１１、及び画像形成制御部１０１を備える。ＣＰＵ１０９は、Ａ／Ｄコンバータ１１０及びＲＡＭ（Random Access Memory）１１６を有する。画像形成制御部１０１は、露光器制御部１１２、現像器制御部１１３、感光ドラム制御部１１４、及び中間転写ベルト駆動部１１５を備える。露光器制御部１１２は、露光器１５ａ〜１５ｄが備える光源から出射されるレーザ光の出力を制御する。現像器制御部１１３は、現像器１６ａ〜１６ｄが備える現像ローラを回転するためのモータを制御する。感光ドラム制御部１１４は、感光ドラム１ａ〜１ｄを回転するためのモータを制御する。中間転写ベルト駆動部１１５は、中間転写ベルト５を回転するためのモータを制御する。

ＣＰＵ１０９は、ＲＯＭ１１１に格納されるコンピュータプログラムを実行することで、画像形成装置１００を制御する。ＲＯＭ１１１は、コンピュータプログラムの他に、後述する画像濃度検出用の検出用画像を形成するために用いる検出用画像データや後述のＬＥＤ補正係数が格納されている。ＲＡＭ１１６は、ＣＰＵ１０９が処理を行う際の作業領域を提供する。また、ＲＡＭ１１６は、画像形成装置１００の制御に用いられる設定値等の一時保存を行う。コントローラ４０は、コンピュータプログラムの実行により実現される他に、ディスクリート品やワンチップの半導体製品により実現されてもよい。ワンチップの半導体製品には、例えばＭＰＵ（Micro-Processing Unit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＳＯＣ（System-On-a-Chip）がある。

画像濃度補正を行う場合、ＣＰＵ１０９は、ＲＯＭ１１１に格納される検出用画像データに基づいて画像形成制御部１０１を制御する。これにより画像形成制御部１０１は、露光器１５ａ〜１５ｄ、現像器１６ａ〜１６ｄ、及び感光ドラム１ａ〜１ｄを制御して、中間転写ベルト５上に画像濃度を検出するための検出用画像を形成する。

ＣＰＵ１０９は、光学センサ７を制御して、第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２を個別に発光（点灯）させる。本実施形態では、ＲＡＭ１１６に後述するＬＥＤ補正係数が保存される。ＣＰＵ１０９は、このＬＥＤ補正係数を光学センサ７に設定する。光学センサ７は、ＬＥＤ補正係数に応じた電流量で、第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２の点灯制御を行う。

光学センサ７の第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２は、中間転写ベルト５の検出用画像が形成される面（表面）及び中間転写ベルト５に形成された検出用画像を照射する。第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２は、中間転写ベルト５の表面及び中間転写ベルト５に形成された検出用画像からの反射光を受光する。第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２は、受光した反射光を電圧変換した電気信号を出力する。光学センサ７は、第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２から出力される電気信号を増幅し、検出結果としてアナログ信号を出力する。ＣＰＵ１０９は、第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２から出力されたアナログ信号を、Ａ／Ｄコンバータ１１０を介して取得する。ＣＰＵ１０９は、Ａ／Ｄコンバータ１１０によってアナログ信号から変換されたデジタル信号に基づいて画像濃度を検出し、検出した画像濃度に基づいて画像濃度補正を行う。これによりＣＰＵ１０９は、画像濃度を補正するための画像形成条件を生成する。

（センサ制御部）
図４は、光学センサ７のセンサ制御部４０１の説明図である。センサ制御部４０１は、ＣＰＵ１０９の制御により、第１ＬＥＤ７０１、第２ＬＥＤ７０２、第１ＰＤ７１１、第２ＰＤ７１２の動作を制御する。センサ制御部４０１は、第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７２０の動作を制御するために、第１ＬＥＤ制御部４１１、第２ＬＥＤ制御部４１２、温度検出部４１３、及びＬＥＤ電流調整部４１４を備える。センサ制御部４０１は、第１ＰＤ７１１及び第２ＰＤ７１２から出力される電気信号に基づくアナログ信号を出力するために、第１ＰＤＩ−Ｖ変換部４１６、第２ＰＤＩ−Ｖ変換部４１７、第１ＰＤ出力増幅部４１８、及び第２ＰＤ出力増幅部４１９を備える。

第１ＬＥＤ制御部４１１は、ＣＰＵ１０９から取得する第１ＬＥＤ発光制御信号に基づいて第１ＬＥＤ７０１の点灯／消灯を制御する。第２ＬＥＤ制御部４１２は、ＣＰＵ１０９から取得する第２ＬＥＤ発光制御信号に基づいて第２ＬＥＤ７０２の点灯／消灯を制御する。温度検出部４１３は、光学センサ７の温度を検出する。センサ制御部４０１は、第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２の近傍に配置されている。そのために温度検出部４１３は第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２の温度を検出することができる。ＬＥＤ電流調整部４１４は、温度検出部４１３により検出された光学センサ７の温度とＬＥＤ補正係数とに基づいて、第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２に供給される電流量を調整する。第１ＬＥＤ制御部４１１は、ＬＥＤ電流調整部４１４により指示された電流量の電流を第１ＬＥＤ７０１へ供給する。第２ＬＥＤ制御部４１２は、ＬＥＤ電流調整部４１４により指示された電流量の電流を第２ＬＥＤ７０２へ供給する。第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２による照射光の光量は、供給される電流量により決定される。

第１ＰＤＩ−Ｖ変換部４１６は、第１ＰＤ７１１から出力される反射光の光量（強度）に応じた電流（電気信号）を電圧に変換する。第１ＰＤ出力増幅部４１８は、第１ＰＤＩ−Ｖ変換部４１６によるＩ−Ｖ変換後の電圧を、ＣＰＵ１０９が処理可能な適切なレベルまで増幅する。第２ＰＤＩ−Ｖ変換部４１７は、第２ＰＤ７１２から出力される反射光の光量（強度）に応じた電流（電気信号）を電圧に変換する。第２ＰＤ出力増幅部４１９は、第２ＰＤＩ−Ｖ変換部４７６によるＩ−Ｖ変換後の電圧をＣＰＵ１０９が処理可能な適切なレベルまで増幅する。ＣＰＵ１０９は、増幅後の電圧をアナログ信号として取得する。

（電流補正）
図５は、ＬＥＤ補正係数の説明図である。ＬＥＤ補正係数は、例えば図５に示すようなテーブルによりＲＯＭ１１１に格納されている。ＬＥＤは、図１３で説明したように、一定電流を供給しても温度が上昇するほど発光量（照射光の光量）が低下する。そのためにＬＥＤは、温度の上昇に伴って、発光量の低下を補うように、供給される電流が増加される。ＬＥＤ補正係数に対応して、ＬＥＤに供給する電流の電流量を調整するＬＥＤ電流補正比率が設定される。ＬＥＤ電流補正比率は、ＬＥＤに供給される電流量の温度あたりの補正比率を表す電流量の尾補正条件である。例えば、ＬＥＤ補正係数が「１」に設定される場合、ＬＥＤ電流補正比率は０．５２５［％／℃］である。この場合、温度検出部４１３の検出する温度が１［℃］上昇する毎に、ＬＥＤに供給される電流量は０．５２５％増加するように制御される。本実施形態では、ＬＥＤ補正係数が大きくなるほど、ＬＥＤに流れる電流量の補正量が大きくなる。

図６は、第１ＬＥＤ７０１及び第２ＬＥＤ７０２の発光量を安定させるためのＬＥＤ補正係数決定処理を表すフローチャートである。図６（ａ）は、第１ＬＥＤ７０１に対するＬＥＤ補正係数の決定処理を表す。図６（ｂ）は、第２ＬＥＤ７０２に対するＬＥＤ補正係数の決定処理を表す。図７は、第１ＰＤ７１１から出力されるアナログ信号の値（出力値）の時間推移の例示図である。なお、ＬＥＤ補正係数を決定する場合、中間転写ベルト５にはトナー像６が形成されない。

第１ＬＥＤ７０１に対するＬＥＤ補正係数（第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１）を決定する場合、ＣＰＵ１０９は、最初にシャッタ２１０を開状態（図２（ａ）参照）にする（Ｓ１１０１）。シャッタ２１０が開状態になることで、第１ＬＥＤ７０１による照射光は中間転写ベルト５を照射し、その正反射光が第１ＰＤ７１１１に受光される。

ＣＰＵ１０９はＲＯＭ１１１に格納されているＬＥＤ補正係数のテーブルを読み出し、光学センサ７のＬＥＤ電流調整部４１４にＬＥＤ補正係数「５」に応じたＬＥＤ電流補正比率を設定する（Ｓ１１０２）。図５の例では、ＬＥＤ電流補正比率は０．６２５［％／℃］である。その後、ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１を点灯開始させる（Ｓ１１０３）。ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１の点灯開始から１秒経過すると（Ｓ１１０４：Y）、第１ＰＤ７１１から出力される出力値を測定する。この出力値をＰ１＿５＿１とする（Ｓ１１０５）。続いて、ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１の点灯開始から５秒経過すると（Ｓ１１０６：Y）、第１ＰＤ７１１の出力値を測定する。この出力値をＰ１＿５＿５とする（Ｓ１１０７）。図７の実線αは、このときの第１ＰＤ７１１の出力値の推移を表す。Ｓ１１０３〜Ｓ１１０７の間、ＬＥＤ電流調整部４１４は、ＬＥＤ補正係数「５」に応じたＬＥＤ電流補正比率で、温度検出部４１３が検出した温度に応じて第１ＬＥＤ７０１に供給する電流量を調整する。この場合、ＬＥＤの温度上昇に伴うＬＥＤ発光量の低下と、温度検出部４１３が検出した温度に応じたＬＥＤへの電流供給量増加に伴うＬＥＤの発光量の増加を比較すると、ＬＥＤの温度上昇に伴うＬＥＤ発光量の低下が支配的である。結果的に時間経過とともにＰＤ７１１の出力値が低下する。

ＣＰＵ１０９は、出力値Ｐ１＿５＿１、Ｐ１＿５＿５を測定する、と第１ＬＥＤ７０１を消灯する（Ｓ１１０８）。ＣＰＵ１０９は、消灯後に出力値Ｐ１＿５＿１と出力値Ｐ１＿５＿５との差分である変化量ΔＰ１＿５を算出する（Ｓ１１０９）。

ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１の消灯から１０秒経過すると（Ｓ１１１０：Y）、ＬＥＤ電流調整部４１４にＬＥＤ補正係数「１０」に応じたＬＥＤ電流補正比率を設定する（Ｓ１１１１）。図５の例では、ＬＥＤ電流補正比率は０．７５０［％／℃］である。その後、ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１を再度点灯開始させる（Ｓ１１１２）。ここでは第１ＬＥＤ７０１の消灯時間を１０秒としているが、これはこの時間に限られるものではなく、第１ＬＥＤ７０１を消灯して第１ＬＥＤ７０１の温度が低下するまでの所定時間とすることができる。ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１の再点灯開始から１秒経過すると（Ｓ１１１３：Y）、第１ＰＤ７１１の出力値を測定する。この出力値をＰ１＿１０＿１とする（Ｓ１１１４）。続いて、ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１の再点灯開始から５秒経過すると（Ｓ１１１５：Y）、第１ＰＤ７１１の出力値を測定する。この出力値をＰ１＿１０＿５とする（Ｓ１１１６）。図７の一点鎖線βは、このときの第１ＰＤ７１１の出力値の推移を表す。Ｓ１１１２〜Ｓ１１１６の間、ＬＥＤ電流調整部４１４は、ＬＥＤ補正係数「１０」に応じたＬＥＤ電流補正比率で、温度検出部４１３が検出した温度に応じて第１ＬＥＤ７０１に供給する電流量を調整する。この場合、ＬＥＤの温度上昇に伴うＬＥＤ発光量の低下と、温度検出部４１３が検出した温度に応じたＬＥＤへの電流供給量増加に伴うＬＥＤの発光量の増加を比較すると、ＬＥＤへの電流供給量増加に伴うＬＥＤの発光量の増加が支配的である。結果的に時間経過とともにＰＤ７１１の出力値が増加する。

ＣＰＵ１０９は、出力値を測定すると第１ＬＥＤ７０１を消灯する（Ｓ１１１７）。ＣＰＵ１０９は、消灯後に出力値Ｐ１＿１０＿１と出力値Ｐ１＿１０＿５との差分である変化量ΔＰ１＿１０を算出する（Ｓ１１１８）。ＣＰＵ１０９は、算出した変化量ΔＰ１＿５と変化量ΔＰ１＿１０とから第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１を算出する（Ｓ１１１９）。ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１の算出後にシャッタ２１０を閉状態にする（Ｓ１１２０）。

第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１の算出処理について説明する。第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１は、第１ＰＤ７１１の出力値の変化量ΔＰ１を小さくするような値である。図８は、変化量ΔＰ１とＬＥＤ補正係数との関係例示図である。図８では、変化量ΔＰ１＿５が「−６」、変化量ΔＰ１＿１０が「＋４」であり、変化量ΔＰ１が最小になるＬＥＤ補正係数は「８」となる。

つまり第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１は、以下のようにな式により最適な値が算出される。なお、ＬＥＤ補正係数は整数であるため、計算結果が整数とならない場合は、四捨五入等により整数化される。
ａｄｊ１＝５×（ΔＰ１＿１０−２×ΔＰ１＿５）／（ΔＰ１＿１０−ΔＰ１＿５）

第２ＬＥＤ７０２に対するＬＥＤ補正係数（第２ＬＥＤ補正係数ａｄｊ２）を決定する場合、シャッタ２１０は閉状態（図２（ｂ）参照）のままである。シャッタ２１０を開状態のまま第２ＬＥＤ７０２から光を照射し、第２ＰＤ７１２で中間転写ベルト５からの乱反射光を受光する場合、中間転写ベルト５の乱反射率が低いために、第２ＰＤ７１２の出力値が著しく低くなる。これではＬＥＤ点灯開始後からの第２ＰＤ７１２の出力値の推移が検出しづらい。そのために第２ＬＥＤ７０２に対するＬＥＤ補正係数を決定する場合、シャッタ２１０を閉じた状態で、基準反射シート２１１からの反射光が用いられる。

ＣＰＵ１０９はＲＯＭ１１１に格納されているＬＥＤ補正係数のテーブルを読み出し、光学センサ７のＬＥＤ電流調整部４１４にＬＥＤ補正係数「５」に応じたＬＥＤ電流補正比率を設定する（Ｓ１２０２）。図５の例では、ＬＥＤ電流補正比率は０．６２５［％／℃］である。その後、ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２を点灯開始させる（Ｓ１２０３）。ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２の点灯開始から１秒経過すると（Ｓ１２０４：Y）、第２ＰＤ７１２から出力される出力値を測定する。この出力値をＰ２＿５＿１とする（Ｓ１２０５）。続いて、ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２の点灯開始から５秒経過すると（Ｓ１２０６：Y）、第２ＰＤ７１２の出力値を測定する。この出力値をＰ２＿５＿５とする（Ｓ１２０７）。Ｓ１２０３〜Ｓ１２０７の間、ＬＥＤ電流調整部４１４は、ＬＥＤ補正係数「５」に応じたＬＥＤ電流補正比率で、温度検出部４１３が検出した温度に応じて第２ＬＥＤ７０２に供給する電流量を調整する。

ＣＰＵ１０９は、出力値を測定すると第２ＬＥＤ７０２を消灯する（Ｓ１２０８）。ＣＰＵ１０９は、消灯後に出力値Ｐ２＿５＿１と出力値Ｐ２＿５＿５との差分である変化量ΔＰ２＿５を算出する（Ｓ１２０９）。

ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２の消灯から１０秒経過すると（Ｓ１２１０：Y）、ＬＥＤ補正係数「１０」に応じたＬＥＤ電流補正比率を設定する（Ｓ１２１１）。図５の例では、ＬＥＤ電流補正比率は０．７５０［％／℃］である。その後、ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２を再度点灯開始させる（Ｓ１２１２）。ここでは第２ＬＥＤ７０２の消灯時間を１０秒としているが、これはこの時間に限られるものではなく、第２ＬＥＤ７０２を消灯して第２ＬＥＤ７０２の温度が低下するまでの所定時間とすることができる。ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２の再点灯開始から１秒経過すると（Ｓ１２１３：Y）、第２ＰＤ７１２の出力値を測定する。この出力値をＰ２＿１０＿１とする（Ｓ１２１４）。続いて、ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２の再点灯開始から５秒経過すると（Ｓ１２１５：Y）、第２ＰＤ７１２の出力値を測定する。この出力値をＰ２＿１０＿５とする（Ｓ１２１６）。Ｓ１２１２〜Ｓ１２１６の間、ＬＥＤ電流調整部４１４は、ＬＥＤ補正係数「１０」に応じたＬＥＤ電流補正比率で、温度検出部４１３が検出した温度に応じて第１ＬＥＤ７０１に供給する電流量を調整する。

ＣＰＵ１０９は、出力値を測定すると第２ＬＥＤ７０２を消灯する（Ｓ１２１７）。ＣＰＵ１０９は、消灯後に出力値Ｐ２＿１０＿１と出力値Ｐ２＿１０＿５との差分である変化量ΔＰ２＿１０を算出する（Ｓ１２１８）。ＣＰＵ１０９は、算出した変化量ΔＰ２＿５と変化量ΔＰ２＿１０とから第２ＬＥＤ補正係数ａｄｊ２を算出する（Ｓ１２１９）。第２ＰＤ７１２の出力値の推移は、第１ＰＤ７１１と同様であるために詳細な説明を省略する。また、第２ＬＥＤ補正係数ａｄｊ２の算出処置についても第１ＰＤ７１１の出力値を用いて算出した第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１の場合と同様であるため、詳細な説明を省略する。

以上のような処理により第１ＬＥＤ７０１に対する第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１及び第２ＬＥＤ７０２に対する第２ＬＥＤ補正係数ａｄｊ２が算出される。ＣＰＵ１０９は、算出した第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１及び第２ＬＥＤ補正係数ａｄｊ２をＲＡＭ１１６に保存する。なお、この処理は数十秒の時間が必要になるために、例えば画像形成装置１００の起動時等の制御時間に余裕があるときに行われることが好ましい。

以上のように、ＬＥＤの発光開始から第１所定時間経過したときのＰＤの出力値と、第２所定時間経過したときのＰＤの出力値と、の出力値の変化量に基づいて、ＬＥＤ補正係数が決定される。ＬＥＤ補正係数は、変化量が最小となるように決められる。そのために、温度変化に対してＬＥＤに最適な電流量が供給されるようになり、ＬＥＤが一定な光量の光を照射することができるようになる。

（検出用画像）
図９は、画像形成条件の調整用の画像の一例である、画像濃度検出用の検出用画像の例示図である。図９（ａ）は、正反射光により検出される画像濃度検出用の第１検出用画像を例示する。図９（ｂ）は、乱反射光により検出される画像濃度検出用の第２検出用画像を例示する。

第１検出用画像は、第１ＬＥＤ７０１から照射された光の正反射光を第１ＰＤ７１１が受光する場合に用いられる。第１検出用画像は、特にブラックの画像濃度の検出を行う際に用いられる。ブラックトナーは光を吸収する性質を有するために、ブラックの検出用画像からの乱反射光は著しく少ない。そのため、ブラックトナーを用いて形成される画像の濃度が検出される場合、ＣＰＵ１０９はブラックの検出用画像からの正反射光を検出する。第１検出用画像は、画像濃度が７０％、５０％、３０％、１０％の４つの階調パターンで構成される。画像形成部１０は、検出用画像データの画像信号値に基づいて第１検出用画像を形成する。検出用画像データの画像信号値は予め決められている。

中間転写ベルト５上に形成された第１検出用画像は、光学センサ７により読み取られる。第１ＰＤ７１１から出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１０によりデジタル信号に変換される。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号値と目標値との差に基づいて画像形成条件を制御する。目標値は、実際に出力すべき画像濃度階調特性である。ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１によって画像形成部１０を制御することで、ブラックの画像濃度を調整する。

図１０は、第１ＬＥＤ７０１と第１ＰＤ７１１とによって第１検出用画像からの反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。第１検出用画像の最も高濃度である濃度７０％の画像は、ブラックトナーにより光が吸収されることに加えて、トナー付着量が多いために正反射光の光量（強度）が減少する。そのため、光学センサ７（第１ＰＤ７１１）から出力されるアナログ信号（出力値）が低下する。第１検出用画像の最も低濃度である濃度１０％の画像は、ブラックトナーによる光の吸収量が濃度７０％の場合に比べて減少し、且つトナー付着量が減るために正反射光の光量（強度）が増加する。そのため、光学センサ７（第１ＰＤ７１１）から出力されるアナログ信号（出力値）が増加する。

第２検出用画像は、第２ＬＥＤ７０２から照射された光の乱反射光を第２ＰＤ７１２が受光する場合に用いられる。第２検出用画像は、特にイエロー、マゼンタ、シアンのような有彩色の画像濃度の検出を行う際に用いられる。第２検出用画像は、濃度がそれぞれ７０％、５０％、３０％、１０％の４つの階調パターンで構成される。図９（ｂ）はイエローの検出用画像を例示している。中間転写ベルト５には、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の第２検出用画像が形成される。

中間転写ベルト５上に形成された第２検出用画像は、光学センサ７により読み取られる。第２ＰＤ７１２から出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１０によりデジタル信号に変換される。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号値と目標値との差に基づいて画像形成条件を制御する。目標値は、実際に出力すべき画像濃度階調特性である。ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１によって画像形成部１０を制御することで、イエロー、マゼンタ、及びシアンの画像濃度を調整する。

図１１は、第２ＬＥＤ７０２と第２ＰＤ７１２とによって第２検出用画像からの反射光が検出された場合のアナログ信号の例示図である。ここではイエロー用の第２検出用画像のアナログ信号を例示する。第２検出用画像の最も高濃度である濃度７０％の画像は、イエロートナーにより光が反射されることに加えて、トナー付着量が多いために乱反射光の光量（強度）が増加する。そのため光学センサ７（第２ＰＤ７１２）から出力されるアナログ信号（出力値）が増加する。第２検出用画像の最も低濃度である濃度１０％の画像は、イエロートナーからの反射光の光量（強度）が濃度７０％の場合に比べて減少し、乱反射光の光量（強度）が減少する。そのため、光学センサ７（第２ＰＤ７１２）から出力されるアナログ信号（出力値）が低下する。マゼンタやシアンの第２検出用画像のアナログ信号も同様の傾向となる。

（画像濃度補正）
図１２は、本実施形態の画像濃度検出処理を表すフローチャートである。本実施形態では、ブラックの画像濃度検出後に有彩色の画像濃度検出を行う場合について説明するが、この順序は逆であってもよい。

ＣＰＵ１０９は、シャッタ２１０を開状態（図２（ａ）参照）にする（Ｓ１３０１）。ＣＰＵ１０９は、ＲＡＭ１１６から第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１を読み出して、第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１に応じたＬＥＤ電流補正比率を光学センサ７のＬＥＤ電流調整部４１４に設定する（Ｓ１３０２）。その後、ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１に検出用画像データを転送し、画像形成制御部１０１を制御して、ブラックの検出用画像（第１検出用画像）を中間転写ベルト５に形成する（Ｓ１３０３）。

ＣＰＵ１０９は、第１ＬＥＤ７０１を発光させ、正反射光を受光した第１ＰＤ７１１からアナログ信号を取得して、第１検出用画像を読み取る（Ｓ１３０４）。第１検出用画像を読み取る際に、ＬＥＤ電流調整部４１４は、第１ＬＥＤ補正係数ａｄｊ１に応じたＬＥＤ電流補正比率と温度検出部４１３が検出した温度とに基づいて第１ＬＥＤ７０１に供給する電流量を調整する。

ＣＰＵ１０９は、読み取ったブラックの第１検出用画像に対応するアナログ信号の出力値をＡ／Ｄコンバータ１１０でデジタル信号の値に変換する。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号の値に基づいて検出用画像データで指示された画像濃度との差から画像形成条件（補正量）を算出する（Ｓ１３０５）。例えばＣＰＵ１０９は、ブラック用の画像形成条件として、露光器１５ｄのレーザ光の強度の補正量を決定し、当該補正量をＲＡＭ１１６に保存する。ＣＰＵ１０９は、ブラックの画像が形成される場合、ＲＡＭ１１６から補正量を読み出し、画像形成部１０により形成されるべきブラックの画像の濃度を制御する。

ブラックの画像濃度の補正量の算出後にＣＰＵ１０９は、画像濃度検出処理をイエロー、マゼンタ、シアンの全色に対して行ったか否かを判定する（Ｓ１３０６）。全色に対する画像濃度検出を行っていない場合（Ｓ１３０６：N）、ＣＰＵ１０９は、まず、イエローに対する画像濃度検出を行う。

ＣＰＵ１０９は、ＲＡＭ１１６から第２ＬＥＤ補正係数ａｄｊ２を読み出して、第２ＬＥＤ補正係数ａｄｊ２に応じたＬＥＤ電流補正比率を光学センサ７のＬＥＤ電流調整部４１４に設定する（Ｓ１３０７）。その後、ＣＰＵ１０９は、画像形成制御部１０１に検出用画像データを転送し、画像形成制御部１０１を制御して、イエローの検出用画像（第２検出用画像）を中間転写ベルト５に形成する（Ｓ１３０８）。

ＣＰＵ１０９は、第２ＬＥＤ７０２を発光させ、乱反射光を受光した第２ＰＤ７１２からアナログ信号を取得して、イエローの第２検出用画像を読み取る（Ｓ１３０９）。第２検出用画像を読み取る際に、ＬＥＤ電流調整部４１４は、第２ＬＥＤ補正係数ａｄｊ２に応じたＬＥＤ電流補正比率と温度検出部４１３が検出した温度とに基づいて第２ＬＥＤ７０２に供給する電流量を調整する。

ＣＰＵ１０９は、読み取ったイエローの第２検出用画像に対応するアナログ信号の出力値をＡ／Ｄコンバータ１１０でデジタル信号の値に変換する。ＣＰＵ１０９は、このデジタル信号の値に基づいて検出用画像データで指示された画像濃度との差から画像形成条件（補正量）を算出するこのデジタル信号の値に基づいて画像形成条件を決定する（Ｓ１３１０）。例えばＣＰＵ１０９は、イエロー用の画像形成条件として、露光器１５ａのレーザ光の強度の補正量を決定し、当該補正量をＲＡＭ１１６に保存する。ＣＰＵ１０９は、イエローの画像が形成される場合、ＲＡＭ１１６から補正量を読み出し、画像形成部１０により形成されるべきイエローの画像の濃度を制御する。

ＣＰＵ１０９は、全色（マゼンタ、シアン）に対する画像濃度検出が終了するまで、Ｓ１３０７〜Ｓ１３１０の処理を繰り返し行う。イエロー、マゼンタ、シアンの全色に対して画像濃度検出を行った場合（Ｓ１３０６：Y）、ＣＰＵ１０９は、シャッタ２１０を閉状態（図２（ｂ）参照）にする（Ｓ１３１１）。シャッタ２１０を閉じたＣＰＵ１０９は、画像濃度検出処理を終了する。

このように画像形成装置１００は、検出対象の色に応じた画像濃度検出用の検出用画像（第１検出用画像、第２検出用画像）を用い、最適な発光部と受光部との組み合わせにより画像濃度を取得する。そのため、ＣＰＵ１０９は、正確な画像濃度の補正量を検出して、高精度な画像濃度補正を行うことができる。また、ＬＥＤ補正係数を用いて画像濃度検出時にＬＥＤに最適な電流量の電流を供給して点灯させることで、発熱によるＬＥＤの発光量の変化を抑制することができる。これにより安定した画像濃度補正を行うことが可能となる。

以上のように、本実施形態では発光部（ＬＥＤ）に供給する電流の電流量を補正するＬＥＤ補正係数を調整しながら、光学センサ７の出力を監視し、光学センサ７の出力値の変化が小さくなるように、ＬＥＤ補正係数を適切に設定する。これにより光学センサ７（発光部）の自己昇温による発光量の変動の影響を抑制して、安定して動作する光学センサ７が実現される。

Claims (4)

1. 画像形成条件に基づいて、像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
   供給される電流に基づき前記像担持体に光を照射する発光部と、前記発光部から照射された前記光の反射光を受光する受光部と、を有する検出手段と、
   前記検出手段の温度を検出する温度検出手段と、
   前記画像形成手段により前記像担持体に検出用画像を形成させ、前記検出手段により前記検出用画像を検出させ、前記検出用画像の前記検出手段による検出結果に基づいて前記画像形成条件を調整する制御手段と、
   前記発光部に発光させ、前記発光部の発光開始から第１所定時間経過したときの前記受光部の第１出力値と、前記発光部の発光開始から第２所定時間経過したときの前記受光部の第２出力値とに基づいて、前記発光部に供給される電流量の補正条件を生成する生成手段と、
   前記検出手段が前記検出用画像を検出する際に、前記生成手段により生成された前記補正条件に基づいて前記温度検出手段により検出された温度から前記発光部に供給される前記電流量を決定する決定手段と、を有することを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記生成手段は、前記第１出力値と前記第２出力値との差に基づいて、前記補正条件を生成する、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記生成手段は、第１の補正条件で電流量を調整しながら前記発光部に電流を供給させたときの前記受光部の出力値と、第２の補正条件で電流量を調整しながら前記発光部に電流を供給させたときの前記受光部の出力値と、に基づいて、前記補正条件を決定することを特徴とする、
   請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記受光部は、前記発光部から照射された前記光の前記像担持体による正反射光を受光する位置に配置され、受光した正反射光の光量に応じた出力値を出力することを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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