JP4250393B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関する。
【０００２】
本発明において、画像形成装置としては、たとえば電子写真複写機、電子写真プリンター（たとえばＬＥＤプリンター、レーザビームプリンター等）、電子写真ファクシミリ、および電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【０００３】
【従来の技術】
一般に、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置は、使用環境やプリント枚数などの諸条件によって画像濃度の変動が起こりやすい。特に複数色のトナー画像を重ね合わせてカラープリントを行うカラー画像形成装置では、各色の画像濃度が変動すると、カラーバランス（いわゆる色味）の変動が生じてしまうので、濃度変動を抑制することが重要課題となる。
【０００４】
そこで、近年のカラー画像形成装置の多くは、感光体や中間転写体などの像担持体上、もしくは転写ベルトなどの転写材担持体上に検知用トナー画像（トナーパッチ）を試験的に作像し、トナーパッチのトナー量を光学式センサーで検知し、検知結果から露光量、現像バイアス等にフィードバックをかけて画像濃度制御を行って、安定した画像を得るようにしている。
【０００５】
ここで、トナー量検出に使用される光学式センサーは、装置内部の飛散トナーなどで光学部が汚れてしまう場合がある。その場合、トナーパッチへの照射光量及び、受光部への入射光量が同時に減少してしまう。つまりは、光学センサーの検出値が小さくなってしまうので、トナー量の検出精度が著しく悪化してしまうことになる。
【０００６】
従って、多くのカラー画像形成装置において、画像濃度制御（トナー量検知）に先立って、光学センサーの発光光量調整を行い、前述の検知精度低下に対応している。尚、光学センサーの発光光量調整は、トナーパッチの下地（地肌）となる像担持体、あるいは転写材担持体の一部分からの出力値を光学センサーで検出し、その検出値が所定の値になるように発光光量を設定する方法が一般的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の画像形成装置には、以下のような不具合があった。
【０００８】
近年のカラー画像形成装置には、樹脂ベルト製の中間転写ベルトや転写ベルトが用いられる場合が多く、また、この樹脂ベルト上に検知用トナー像を形成して、画像濃度制御が行われている。樹脂ベルトは装置本体の使用に伴い、部分的な汚れや、あるいは細かな傷による光沢低下が生じる場合がある。そして、樹脂ベルトの汚れや光沢の低下が生じた箇所で光学センサーの発光光量調整が行われてしまうと、樹脂ベルトの下地（地肌）検出値が低いがため、必要以上に発光光量を大きく設定してしまうことになる。そうすると、トナー量検出時に、光学センサーの受光光量が大きすぎて、受光部の入力レンジを超えてしまい、正確なトナー量検出ができなくなってしまう。
【０００９】
一方で、樹脂ベルトの複数箇所（例えば、樹脂ベルト一周全域、あるいはトナーパッチの形成位置すべて）を使用して、光学センサーの発光光量調整を行って、光学センサーの出力値がオーバーレンジしないようにする方法も考えられる。しかしながらこの場合は、光学センサーの発光光量調整に要する時間が長くなり、この分プリント待ち時間が増加することになり（画像濃度制御時間が長くなるから）、ユーザーの不快感を招いてしまうことになる。
【００１０】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、プリンターのダウンタイムを極力少なくしつつ、光学センサーの発光光量調整不良によるパッチの誤検知を防止できる、画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明では、以下のように画像形成装置を構成する。
【００１２】
感光体上からのトナー像が形成される像担持体又は転写材担持体と、発光部と受光部からなる前記像担持体又は転写材担持体に対向配置された光学式センサーと、前記像担持体又は転写材担持体に複数個の検知用トナー像を形成する形成手段と、前記発光部により発光した際の、前記複数個の検知用トナー像と、前記複数個の検知用トナー像の各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌と、の光反射特性を前記光学式センサーの受光部により検知させ、その検知結果に基づき画像形成条件を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記像担持体又は転写材担持体の一部を用いて発光光量調整が行われた発光光量によって前記発光部を発光させ、前記複数個の検知用トナー像の各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌の光反射特性を前記受光部により検知させ、前記複数個の検知用トナー像の各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌の検知結果が所定範囲外である場合に前記発光部の発光光量の再調整が必要と判断し、再度、前記発光部の発光光量調整を行い、
前記制御手段は、前記再調整が不要と判断した場合には、前記複数個の検知用トナー像の検知結果を、前記判断の対象となった前記各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌の検知結果により正規化し、該正規化された前記複数個の検知用トナー像の検知結果に基づき前記画像形成条件を制御することを特徴とした画像形成装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、実施例１におけるカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。この装置は、図示のように、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体２７を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置である。本カラー画像形成装置は、図１に示す画像形成部と図示しない画像処理部から構成される。
【００１９】
以下、図１を用いて、電子写真方式のカラー画像形成装置における、画像形成部の動作を説明する。画像形成部は、画像処理部が変換した露光時間に基づいて点灯させる露光光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を転写材１１へ転写し、その転写材１１上の多色トナー像を定着させるもので、給紙部２１、現像色分並置したステーション毎の感光体（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）、一次帯電手段としての注入帯電手段（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）、トナーカートリッジ（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）、現像手段（２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ）、中間転写体２７、転写ローラ２８、クリーニング手段２９、定着部３０、濃度センサ４１及びカラーセンサ４２によって構成されている。
【００２０】
前記感光ドラム（感光体）２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。
【００２１】
一次帯電手段として、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光体を帯電させるための４個の注入帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備える構成で、各注入帯電器にはスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳが備えられている。
【００２２】
感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへの露光光はスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋから送られ、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成されるように構成されている。
【００２３】
現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備える構成で、各現像器には、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが設けられている。各々の現像器は脱着可能に取り付けられている。
【００２４】
中間転写体２７は、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに接触しており、カラー画像形成時に時計周り方向に回転し、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの回転に伴って回転し、単色トナー像が転写される。その後、中間転写体２７に後述する転写ローラ２８が接触して転写材１１を狭持搬送し、転写材１１に中間転写体２７上の多色トナー像が転写する。
【００２５】
転写ローラ２８は、転写材１１上に多色トナー像を転写している間、２８ａの位置で転写材１１に当接し、印字処理後は２８ｂの位置に離間する。
【００２６】
定着部３０は、転写材１１を搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、図１に示すように転写材１１を加熱する定着ローラ３１と転写材１１を定着ローラ３１に圧接させるための加圧ローラ３２を備えている。定着ローラ３１と加圧ローラ３２は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３３、３４が内蔵されている。すなわち、多色トナー像を保持した転写材１１は定着ローラ３１と加圧ローラ３２により搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、トナーが表面に定着される。
【００２７】
トナー像定着後の転写材１１は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。
【００２８】
クリーニング手段２９は、中間転写体２７上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体２７上に形成された４色の多色トナー像を転写材１１に転写した後の廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。
【００２９】
尚、本実施例で使用したカラー画像形成装置の画像搬送速度（プロセススピード）は、１２０ｍｍ／secに設定されている。
【００３０】
トナー量を検出する光学センサである、濃度センサ４１は、図１のカラー画像形成装置において中間転写体２７へ向けて配置されており、中間転写体２７の表面上に形成されたトナーパッチの濃度を測定する。この濃度センサ４１の構成の一例を図２に示す。ＬＥＤなどの赤外発光素子５１と、フォトダイオード等の受光素子５２、受光データを処理する図示しないＩＣなどとこれらを収容する図示しないホルダーで構成される。
【００３１】
赤外発光素子５１は、中間転写体２７の垂直方向に対して４５度の角度で設置されており、赤外光を中間転写体２７上のトナーパッチ６４に照射させる。受光素子５２は、発光素子５１に対して対称位置に設置されているおり、トナーパッチ６４からの正反射光を検出する。
【００３２】
なお、前記発光素子５１と受光素子５２の結合のために図示しないレンズなどの光学素子が用いられることもある。
【００３３】
尚本実施例において、中間転写体２７は周長８８０mmのポリイミド製の単層樹脂ベルトである。また、ベルトの抵抗調整のために適量のカーボン微粒子が樹脂内に分散されており、表面色は黒色である。更に、中間転写体２７の表面は、平滑性が高く光沢性を有しており、光沢度は約１００％（堀場製作所製光沢計ＩＧ−３２０で測定）である。
【００３４】
濃度センサ４１は、中間転写体２７の表面が露出している状態（トナー量が０）のときには、受光素子５２が反射光を検出する。理由は、前述のように中間転写体２７の表面が光沢性を有するからである。一方、中間転写体２７にトナー像が形成された場合、トナー像の濃度（トナー量）が増加するに従って、正反射出力は次第に減少していく。これは、トナーが中間転写体２７の表面を覆い隠すことにより、ベルト表面からの正反射光が減少するからである。図３は、濃度センサの検出値とトナー量との関係を示す図である。図３中縦軸は、濃度センサの出力電圧を表し、横軸は画像濃度（トナー量に相当する）を表している。尚、本実施例に使用した濃度センサーは、最大出力電圧が５Vである。図３中、曲線Aは、濃度センサーの汚れがなく、且つ中間転写体に汚れや光沢低下がない場合の出力特性を示している。一方、曲線Bは、濃度センサが汚れている場合の出力特性を示しており、曲線Aに比べて出力電圧が減少している。濃度センサが汚れると出力電圧が低下してしまうので、本実施例の画像形成装置では、トナーが無い状態の中間転写体の出力値（下地出力値）を用いて、濃度センサの出力補正を行っている。具体的には、トナーパッチの出力値を中間転写体の下地出力値（図３中濃度０の出力値）で正規化している。（トナーパッチ出力／下地出力）。正規化後のセンサ出力特性は、図４に示すようになり、濃度センサの汚れにかかわらず出力値が一致する。尚、中間転写ベルトの光沢が汚れ、傷等により低下した場合も同様の補正が可能である。以上説明したトナーパッチ出力を下地出力で正規化補正する手法は、従来より公知の手法であり、上市されている多くのカラー画像形成装置で用いられている。また、中間転写体の下地測定はトナーパッチの形成箇所と同一の箇所で行うことが好ましい。特に、中間転写ベルトの汚れや傷が不均一に生じる場合（こうなってしまうことが普通である）、トナーパッチの位置と下地測定位置を同一にすることが不可欠である。本実施例の画像形成装置においても、すべてのトナーパッチに対して、パッチが形成される一周前の中間転写体上の下地（パッチと同一位置）を測定している。
【００３５】
尚、前述した下地出力による正規化補正は、濃度センサーの出力電圧値を大きくするわけではないので、センサー汚れや中間転写体の汚れによる出力電圧の低下が招くＳ／Ｎ比の低下や、ダイナミックレンジの低下を改善することは出来ない。従って、濃度センサーの検知精度を良好な状態に保つ為には、センサーの発光光量を大きくして濃度センサーの出力電圧値を大きくすることが必要になる。
【００３６】
次に、本実施例における画像濃度制御について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
本実施例の特徴は、濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ・傷によって、センサーの出力値が小さくなってしまった場合にのみ、センサーの発光光量補正を行い、濃度センサーの検知精度が低下することを防ぎ、その他の場合は固定の発光光量を用いることによってセンサーの発光光量制御を省略し、制御時間の短縮を図るところにある。
【００３８】
尚、本実施例の画像形成装置における画像濃度制御は、画像の濃度階調特性を調整する画像階調制御である。
【００３９】
ＳＴＥＰ１
まず、濃度センサーの発光光量を所定の値にセットする。
【００４０】
尚、本実施例で使用される濃度センサーは、発光光量（Ｌ）を０（消灯）〜２５５（最大発光）までの２５６段階に調整できる。セットされる発光光量はＬ＝６４であり、この値は、濃度センサーの汚れが無く且つ、中間転写ベルトが新品状態（汚れ、傷が無い状態）の場合に、濃度センサーの検出電圧が４Ｖになる光量である。尚、下地出力値をセンサーの最大出力５Ｖに設定しないで４Ｖにしているのは、中間転写体の一部の光沢が若干高かった場合などに、センサー出力値がオーバーレンジしてしまうことを防止する為である。
【００４１】
ＳＴＥＰ２
中間転写体の下地測定を行う。測定位置及びポイント数は、画像濃度制御に使用されるトナーパッチと同じにする。
【００４２】
図６は、中間転写体上に形成されるパッチパターンを示す図であり、濃度センサ４１の配置されている部分に8ｍｍ角のパッチが2ｍｍ間隔で、Y,M,C,K毎に画像印字率（濃度階調度）を８段階に変化させて（各色8パッチずつ）、合計32個形成されている。各パッチと印字率（階調度）との対応は、Y1,M1,C1,K1=12.5％、Y2,M2,C2,K2=25％、Y3,M3,C3,K3=37.5％、Y4,M4,C4,K4=50％、Y5,M5,C5,K5=62.5％、Y6,M6,C6,K6=75％、Y7,M7,C7,K7=87.5％、Y8,M8,C8,K8=100％、に設定されている。
【００４３】
中間転写体の下地測定は、上述の３２個のパッチが形成される場所に対して、パッチが形成される以前に(パッチ形成の１周前に)行われる。
【００４４】
ＳＴＥＰ３
濃度センサーの発光光量を再設定するか否かの判断を行う。ＳＴＥＰ２で測定された下地の平均値Ｂａｖｅ．（３２ポイントの平均値）が３Ｖ以上の場合は、濃度センサーの発光光量を再設定しない。下地の平均値Ｂａｖｅ．（３２ポイントの平均値）が３Ｖ未満の場合は、濃度センサーの発光光量を再設定する。すなわち、Ｂａｖｅ．＜３Ｖの時は、濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ・傷によって、濃度センサーの検出精度が低下している（センサーの出力値が小さくなってしまっている）と判断し、センサーの発光光量を大きくすることによって、濃度センサーの検知精度が低下することを防止する。
【００４５】
ＳＴＥＰ４
濃度センサーの発光光量Ｌを再設定する。発光光量Ｌは、以下の式により算出される。
【００４６】
Ｌ＝６４×４／Ｂａｖｅ．
発光光量を再設定した後、再び中間転写体の下地測定を行う（ＳＴＥＰ２に進む）。
【００４７】
ＳＴＥＰ５
中間転写体上にトナーパッチを形成する。パッチの詳細は、図６で説明したとおりである。
【００４８】
ＳＴＥＰ６.
濃度センサーでトナーパッチからの反射光量を検出する。
【００４９】
ＳＴＥＰ７
トナーパッチの濃度を算出する。以下、濃度の算出方法を説明する。
【００５０】
まず、トナーパッチの出力値を中間転写体の下地出力値で正規化する（トナー出力／下地出力）。パッチ出力の正規化は全てのパッチについて、パッチに対応する下地出力を用いて行う。次に、正規化後の値を濃度変換テーブルを用いて濃度値に変換する。濃度変換テーブルは、装置本体のＲＯＭ（不図示）に予め記憶してある。
【００５１】
ＳＴＥＰ８
画像階調制御（階調補正）を実施する。以下、図７を用いて、画像階調制御（階調補正）の説明をする。尚、ここでは、シアン色の階調補正についてのみ説明するが、マゼンタ、イエロー、ブラックに関しても同様の方法で補正が行われる。
【００５２】
図７中、横軸は画像データを表している。また、縦軸は、濃度センサ４１の濃度検出値（ＳＴＥＰ７で算出）を表している。
【００５３】
また、図中●印は、C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8各パッチに対する濃度センサ４１の検出濃度値を表している。次に、直線Tは、画像濃度制御の目標濃度階調特性をあらわす。本実施例では、画像データと濃度の関係が比例関係になるように目標濃度階調特性Tを定めた。曲線γは、濃度制御（階調補正制御）を実施していない状態での濃度階調特性をあらわしている。尚、パッチを形成していない階調の濃度については、原点及びC1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8を通るようにスプライン補間行い算出される。
【００５４】
曲線Dは、本制御で算出される階調補正テーブルを表しており、補正前の階調特性γの目標階調特性Tに対する対称ポイントを求めることにより算出される。尚、階調補正テーブルDの計算は、不図示の本体CPUで実行され、更に算出された階調補正テーブルDは、不図示の本体メモリ（本実施例では不揮発性メモリを使用した）に記憶される。
【００５５】
プリント画像の形成時は、画像データを階調補正テーブルDで補正することにより、目標階調特性を得ることができる。
【００５６】
以上が、本実施例における画像濃度制御についての説明である。
【００５７】
本実施例を用いれば従来の画像濃度制御に比べて以下のような時間短縮の効果が得られる。
【００５８】
（従来の画像形成装置）
発光光量調整（中間転写体１周）＋下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝２２seｃ.
（本実施例の画像形成装置）
下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝１４．７seｃ.
２２sec.−１４．７sec.＝７．３sec. の時間短縮
尚、画像濃度制御（階調補正）は、定期的に実施される。本実施例のカラー画像形成装置において画像濃度制御（階調補正）は、電源ON時、現像装置もしくは感光ドラムの交換時、或いは所定枚数プリント毎に実行される。すなわち、濃度の変動が予測される場合に実行される。この画像濃度制御（階調補正）を定期的に実行することにより、装置は常に良好なカラーバランスを得ることができる。
【００５９】
以上、本実施例では、
濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ・傷によって、センサーの出力値が小さくなってしまった場合にのみ、センサーの発光光量補正を行い、濃度センサーの検知精度が低下することを防ぎ、その他の場合は固定の発光光量を用いることによってセンサーの発光光量制御を省略し、制御時間の短縮を図る方法について説明した。
【００６０】
（実施例２）
本実施例では、濃度センサーの発光光量制御を、中間転写体の一部のみを用いて行うことによって、発光光量制御の時間を短縮するとともに、濃度センサーの発光光量が大きすぎて濃度センサーの出力値がオーバーレンジしてしまった場合は、発光光量制御を再実行することによって、濃度検知精度の低下を防止する方法について説明する。
【００６１】
尚、本実施例で使用するカラー画像形成装置の全体構成及び濃度センサーの構成についていは、実施例１で説明したカラー画像形成装置と同様であり説明は省略する。
【００６２】
次に、本実施例における画像濃度制御について、図８のフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
ＳＴＥＰ１
まず、濃度センサーの発光光量を調整する。発光光量制御は中間転写体の一部分（１０ｍｍ）を用いて行われる。従って、中間転写体１周を用いて発光光量制御を行う従来の方式と比べて、制御時間の短縮が可能になる。
【００６４】
発光光量制御の方法を以下に説明する。
【００６５】
まず、濃度センサーの発光光量Ｌを６４にセットして中間転写体の一部を測定する（測定値をＢonceとする）。
【００６６】
トナーパッチ及び下地を測定する時の発光光量Ｌを算出する。発光光量Ｌは、以下の式により算出される。
【００６７】
Ｌ＝６４×４／Ｂonce．
尚、発光光量調整に要する時間は、１０÷１２０＝約０．１sec である。
【００６８】
ＳＴＥＰ２
中間転写体の下地測定（３２箇所）を行う。測定位置及びポイント数は、画像濃度制御に使用されるトナーパッチと同じにする。トナーパッチの詳細は実施例１と同じである。
【００６９】
ＳＴＥＰ３
濃度センサーの発光光量を再設定するか、否かの判断を行う。ＳＴＥＰ２で測定された下地の最大値Ｂmax．（３２ポイントの最大値）が４．９Ｖ以上の場合は、濃度センサーの発光光量調整を再実行する。理由は、Ｂmax．≧４．９Ｖの時は、濃度センサーの検出電圧がレンジオーバーする恐れがあるからである。
【００７０】
ＳＴＥＰ４
中間転写体上にトナーパッチを形成する。
【００７１】
ＳＴＥＰ５.
濃度センサーでトナーパッチからの反射光量を検出する。
【００７２】
ＳＴＥＰ６
トナーパッチの濃度を算出する。以下、濃度の算出方法は実施例１と同様である。
【００７３】
ＳＴＥＰ７
画像階調制御（階調補正）を実施する。画像階調制御（階調補正）の詳細は実施例１と同様である。
【００７４】
以上が、本実施例における画像濃度制御についての説明である。
【００７５】
本実施例を用いれば従来の画像濃度制御に比べて以下のような時間短縮の効果が得られる。
【００７６】
（従来の画像形成装置）
発光光量調整（中間転写体１周）＋下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝２２seｃ.
（本実施例の画像形成装置）
発光光量調整（中間転写体１０mm）＋下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（１０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝１４．８seｃ.
２２sec.−１４．８sec.＝７．２sec. の時間短縮
以上、本実施例では、
濃度センサーの発光光量制御を、中間転写体の一部のみを用いて行うことによって、発光光量制御の時間を短縮するとともに、濃度センサーの発光光量が大きすぎて濃度センサーの出力値がオーバーレンジしてしまった場合は、発光光量制御を再実行することによって、濃度検知精度の低下を防止する方法について説明した。
【００７７】
（実施例３）
本実施例では、
濃度センサーの発光光量制御を、中間転写体の一部のみを用いて行うことによって、発光光量制御の時間を短縮するとともに、濃度センサーの発光光量が大きすぎて濃度センサーの出力値がオーバーレンジしてしまった場合においても、発光光量制御を再実行せずに、発光光量を所定量変化させて再設定することにより、更なる制御時間の短縮を図り、同時に濃度検知精度を良好に保つ方法について説明する。
【００７８】
尚、本実施例で使用するカラー画像形成装置の全体構成及び濃度センサーの構成についていは、実施例１で説明したカラー画像形成装置と同様であり説明は省略する。
【００７９】
次に、本実施例における画像濃度制御について、図９のフローチャートを用いて説明する。
【００８０】
ＳＴＥＰ１
まず、濃度センサーの発光光量を調整する。発光光量制御は中間転写体の一部分を用いて行われる。従って、中間転写体１周を用いて発光光量制御を行う従来の方式と比べて、制御時間の短縮が可能になる。
【００８１】
発光光量制御の方法を以下に説明する。
【００８２】
まず、濃度センサーの発光光量Ｌを６４にセットして中間転写体の一部を測定する（測定値をＢonceとする）。
【００８３】
トナーパッチ及び下地を測定する時の発光光量Ｌを算出する。発光光量Ｌは、以下の式により算出される。
【００８４】
Ｌ＝６４×４／Ｂonce．
尚、発光光量調整に要する時間は、１０÷１２０＝約０．１sec である。
【００８５】
ＳＴＥＰ２
中間転写体の下地測定（３２箇所）を行う。測定位置及びポイント数は、画像濃度制御に使用されるトナーパッチと同じにする。トナーパッチの詳細は実施例１と同じである。
【００８６】
ＳＴＥＰ３
濃度センサーの発光光量を再設定するか、否かの判断を行う。ＳＴＥＰ２で測定された下地の最大値Ｂmax．（３２ポイントの最大値）が４．９Ｖ以上の場合は、濃度センサーの発光光量を所定量変化させて再設定する。理由は、Ｂmax．≧４．９Ｖの時は、濃度センサーの検出電圧がレンジオーバーする恐れがあるからである。
【００８７】
ＳＴＥＰ４
濃度センサーの発光光量を２０％下げる。
【００８８】
ＳＴＥＰ５
中間転写体上にトナーパッチを形成する。
【００８９】
ＳＴＥＰ６
濃度センサーでトナーパッチからの反射光量を検出する。
【００９０】
ＳＴＥＰ７
トナーパッチの濃度を算出する。以下、濃度の算出方法は実施例１と同様である。
【００９１】
ＳＴＥＰ８
画像階調制御（階調補正）を実施する。画像階調制御（階調補正）の詳細は実施例１と同様である。
【００９２】
以上が、本実施例における画像濃度制御についての説明である。
【００９３】
本実施例を用いれば従来の画像濃度制御に比べて以下のような時間短縮の効果が得られる。
【００９４】
（従来の画像形成装置）
発光光量調整（中間転写体１周）＋下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝２２seｃ.
（本実施例の画像形成装置）
発光光量調整（中間転写体１０mm）＋下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（１０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝１４．８seｃ.
２２sec.−１４．８sec.＝７．２sec. の時間短縮
以上、本実施例では、
濃度センサーの発光光量制御を、中間転写体の一部のみを用いて行うことによって、発光光量制御の時間を短縮するとともに、濃度センサーの発光光量が大きすぎて濃度センサーの出力値がオーバーレンジしてしまった場合においても、発光光量制御を再実行せずに、発光光量を所定量変化させて再設定することにより、更なる制御時間の短縮を図り、同時に濃度検知精度を良好に保つ方法について説明した。
【００９５】
以上、本発明の実施形態として３つの実施例をあげて説明したが、本発明を適用する画像形成装置の特性に合わせて最適な実施形態を選択すればよい。例えば、濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ／傷の発生が比較的少ない画像形成装置に於いては、実施例１を適用することが好ましい。また、濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ／傷の発生が多いものの、中間転写体の汚れ／傷が比較的均一に生じるような画像形成装置に於いては、実施例２を適用することが好ましい。更に、、濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ／傷の発生が多く、中間転写体の汚れ／傷が不均一に生じるような画像形成装置に於いては、実施例３を適用することが好ましい。
【００９６】
また、実施例１から３では、カラー画像形成装置の形態として、中間転写体を用いた画像形成装置を例に説明したが、本発明は他の形態のカラー画像形成装置にも適用可能である。例えば、転写材担持体（転写ベルトなど）上の転写材に感光体上のトナー像を直接的に転写する形態のカラー画像形成装置であり、転写材担持体上にトナーパッチを形成して濃度制御を行うようなカラー画像形成装置にも本発明は適用できる。
【００９７】
更に、実施例１から３では、画像濃度制御の方法として、画像の濃度階調特性を調整する画像階調制御を例に挙げて説明したが、画像濃度制御の方法は他の方法でも良い。例えば、現像バイアス値や帯電バイアス値を変化させて複数のトナーパッチを形成した後、それらのパッチのトナー量を算出し、その値に応じて最適な現像バイアス値や帯電バイアス値を算出することによって、濃度を制御するような方法でも構わない。
【００９８】
更にまた、本実施例１から３では、濃度センサがトナーパッチを検出した際の、光反射特性に対応するトナー量として濃度を用いる場合を例に説明したが、濃度センサが検出する光反射特性に対応するトナー量とは、これに限らず、当然、トナー重量そのものでもよく、更には色度などを用いてもよい。つまり、トナーパッチからの光反射特性を元に換算されるトナー量に対応する物理量を光学センサが検出する形態であれば、本発明の適用範囲にあることは言うまでもない。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プリンターのダウンタイムを極力少なくしつつ、光学センサーの発光光量調整不良によるパッチの誤検知を防止できる、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に用いる画像形成装置の全体構成を示す断面図
【図２】 濃度センサ４１の構成を示す図
【図３】 濃度センサー特性の説明図
【図４】 濃度センサー出力の正規化補正を説明する図
【図５】 実施例１を説明するフローチャート
【図６】 中間転写体上のパッチパターン説明図
【図７】 画像階調制御の説明図
【図８】 実施例２を説明するフローチャート
【図９】 実施例３を説明するフローチャート
【符号の説明】
１１ 転写材
２２ 感光体、感光ドラム
２６ 現像手段
２７ 中間転写体
３０ 定着装置
４１ 濃度センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関する。
【０００２】
本発明において、画像形成装置としては、たとえば電子写真複写機、電子写真プリンター（たとえばＬＥＤプリンター、レーザビームプリンター等）、電子写真ファクシミリ、および電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【０００３】
【従来の技術】
一般に、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置は、使用環境やプリント枚数などの諸条件によって画像濃度の変動が起こりやすい。特に複数色のトナー画像を重ね合わせてカラープリントを行うカラー画像形成装置では、各色の画像濃度が変動すると、カラーバランス（いわゆる色味）の変動が生じてしまうので、濃度変動を抑制することが重要課題となる。
【０００４】
そこで、近年のカラー画像形成装置の多くは、感光体や中間転写体などの像担持体上、もしくは転写ベルトなどの転写材担持体上に検知用トナー画像（トナーパッチ）を試験的に作像し、トナーパッチのトナー量を光学式センサーで検知し、検知結果から露光量、現像バイアス等にフィードバックをかけて画像濃度制御を行って、安定した画像を得るようにしている。
【０００５】
ここで、トナー量検出に使用される光学式センサーは、装置内部の飛散トナーなどで光学部が汚れてしまう場合がある。その場合、トナーパッチへの照射光量及び、受光部への入射光量が同時に減少してしまう。つまりは、光学センサーの検出値が小さくなってしまうので、トナー量の検出精度が著しく悪化してしまうことになる。
【０００６】
従って、多くのカラー画像形成装置において、画像濃度制御（トナー量検知）に先立って、光学センサーの発光光量調整を行い、前述の検知精度低下に対応している。尚、光学センサーの発光光量調整は、トナーパッチの下地（地肌）となる像担持体、あるいは転写材担持体の一部分からの出力値を光学センサーで検出し、その検出値が所定の値になるように発光光量を設定する方法が一般的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の画像形成装置には、以下のような不具合があった。
【０００８】
近年のカラー画像形成装置には、樹脂ベルト製の中間転写ベルトや転写ベルトが用いられる場合が多く、また、この樹脂ベルト上に検知用トナー像を形成して、画像濃度制御が行われている。樹脂ベルトは装置本体の使用に伴い、部分的な汚れや、あるいは細かな傷による光沢低下が生じる場合がある。そして、樹脂ベルトの汚れや光沢の低下が生じた箇所で光学センサーの発光光量調整が行われてしまうと、樹脂ベルトの下地（地肌）検出値が低いがため、必要以上に発光光量を大きく設定してしまうことになる。そうすると、トナー量検出時に、光学センサーの受光光量が大きすぎて、受光部の入力レンジを超えてしまい、正確なトナー量検出ができなくなってしまう。
【０００９】
一方で、樹脂ベルトの複数箇所（例えば、樹脂ベルト一周全域、あるいはトナーパッチの形成位置すべて）を使用して、光学センサーの発光光量調整を行って、光学センサーの出力値がオーバーレンジしないようにする方法も考えられる。しかしながらこの場合は、光学センサーの発光光量調整に要する時間が長くなり、この分プリント待ち時間が増加することになり（画像濃度制御時間が長くなるから）、ユーザーの不快感を招いてしまうことになる。
【００１０】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、プリンターのダウンタイムを極力少なくしつつ、光学センサーの発光光量調整不良によるパッチの誤検知を防止できる、画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明では、以下のように画像形成装置を構成する。
【００１２】
感光体上からのトナー像が形成される像担持体又は転写材担持体と、発光部と受光部からなる前記像担持体又は転写材担持体に対向配置された光学式センサーと、前記像担持体又は転写材担持体に複数個の検知用トナー像を形成する形成手段と、前記発光部により発光した際の、前記複数個の検知用トナー像と、前記複数個の検知用トナー像の各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌と、の光反射特性を前記光学式センサーの受光部により検知させ、その検知結果に基づき画像形成条件を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記像担持体又は転写材担持体の一部を用いて発光光量調整が行われた発光光量によって前記発光部を発光させ、前記複数個の検知用トナー像の各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌の光反射特性を前記受光部により検知させ、前記複数個の検知用トナー像の各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌の検知結果が所定範囲外である場合に前記発光部の発光光量の再調整が必要と判断し、再度、前記発光部の発光光量調整を行い、
前記制御手段は、前記再調整が不要と判断した場合には、前記複数個の検知用トナー像の検知結果を、前記判断の対象となった前記各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌の検知結果により正規化し、該正規化された前記複数個の検知用トナー像の検知結果に基づき前記画像形成条件を制御することを特徴とした画像形成装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、実施例１におけるカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。この装置は、図示のように、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体２７を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置である。本カラー画像形成装置は、図１に示す画像形成部と図示しない画像処理部から構成される。
【００１９】
以下、図１を用いて、電子写真方式のカラー画像形成装置における、画像形成部の動作を説明する。画像形成部は、画像処理部が変換した露光時間に基づいて点灯させる露光光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を転写材１１へ転写し、その転写材１１上の多色トナー像を定着させるもので、給紙部２１、現像色分並置したステーション毎の感光体（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）、一次帯電手段としての注入帯電手段（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）、トナーカートリッジ（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）、現像手段（２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ）、中間転写体２７、転写ローラ２８、クリーニング手段２９、定着部３０、濃度センサ４１及びカラーセンサ４２によって構成されている。
【００２０】
前記感光ドラム（感光体）２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。
【００２１】
一次帯電手段として、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光体を帯電させるための４個の注入帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備える構成で、各注入帯電器にはスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳが備えられている。
【００２２】
感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへの露光光はスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋから送られ、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成されるように構成されている。
【００２３】
現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備える構成で、各現像器には、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが設けられている。各々の現像器は脱着可能に取り付けられている。
【００２４】
中間転写体２７は、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに接触しており、カラー画像形成時に時計周り方向に回転し、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの回転に伴って回転し、単色トナー像が転写される。その後、中間転写体２７に後述する転写ローラ２８が接触して転写材１１を狭持搬送し、転写材１１に中間転写体２７上の多色トナー像が転写する。
【００２５】
転写ローラ２８は、転写材１１上に多色トナー像を転写している間、２８ａの位置で転写材１１に当接し、印字処理後は２８ｂの位置に離間する。
【００２６】
定着部３０は、転写材１１を搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、図１に示すように転写材１１を加熱する定着ローラ３１と転写材１１を定着ローラ３１に圧接させるための加圧ローラ３２を備えている。定着ローラ３１と加圧ローラ３２は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３３、３４が内蔵されている。すなわち、多色トナー像を保持した転写材１１は定着ローラ３１と加圧ローラ３２により搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、トナーが表面に定着される。
【００２７】
トナー像定着後の転写材１１は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。
【００２８】
クリーニング手段２９は、中間転写体２７上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体２７上に形成された４色の多色トナー像を転写材１１に転写した後の廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。
【００２９】
尚、本実施例で使用したカラー画像形成装置の画像搬送速度（プロセススピード）は、１２０ｍｍ／secに設定されている。
【００３０】
トナー量を検出する光学センサである、濃度センサ４１は、図１のカラー画像形成装置において中間転写体２７へ向けて配置されており、中間転写体２７の表面上に形成されたトナーパッチの濃度を測定する。この濃度センサ４１の構成の一例を図２に示す。ＬＥＤなどの赤外発光素子５１と、フォトダイオード等の受光素子５２、受光データを処理する図示しないＩＣなどとこれらを収容する図示しないホルダーで構成される。
【００３１】
赤外発光素子５１は、中間転写体２７の垂直方向に対して４５度の角度で設置されており、赤外光を中間転写体２７上のトナーパッチ６４に照射させる。受光素子５２は、発光素子５１に対して対称位置に設置されているおり、トナーパッチ６４からの正反射光を検出する。
【００３２】
なお、前記発光素子５１と受光素子５２の結合のために図示しないレンズなどの光学素子が用いられることもある。
【００３３】
尚本実施例において、中間転写体２７は周長８８０mmのポリイミド製の単層樹脂ベルトである。また、ベルトの抵抗調整のために適量のカーボン微粒子が樹脂内に分散されており、表面色は黒色である。更に、中間転写体２７の表面は、平滑性が高く光沢性を有しており、光沢度は約１００％（堀場製作所製光沢計ＩＧ−３２０で測定）である。
【００３４】
濃度センサ４１は、中間転写体２７の表面が露出している状態（トナー量が０）のときには、受光素子５２が反射光を検出する。理由は、前述のように中間転写体２７の表面が光沢性を有するからである。一方、中間転写体２７にトナー像が形成された場合、トナー像の濃度（トナー量）が増加するに従って、正反射出力は次第に減少していく。これは、トナーが中間転写体２７の表面を覆い隠すことにより、ベルト表面からの正反射光が減少するからである。図３は、濃度センサの検出値とトナー量との関係を示す図である。図３中縦軸は、濃度センサの出力電圧を表し、横軸は画像濃度（トナー量に相当する）を表している。尚、本実施例に使用した濃度センサーは、最大出力電圧が５Vである。図３中、曲線Aは、濃度センサーの汚れがなく、且つ中間転写体に汚れや光沢低下がない場合の出力特性を示している。一方、曲線Bは、濃度センサが汚れている場合の出力特性を示しており、曲線Aに比べて出力電圧が減少している。濃度センサが汚れると出力電圧が低下してしまうので、本実施例の画像形成装置では、トナーが無い状態の中間転写体の出力値（下地出力値）を用いて、濃度センサの出力補正を行っている。具体的には、トナーパッチの出力値を中間転写体の下地出力値（図３中濃度０の出力値）で正規化している。（トナーパッチ出力／下地出力）。正規化後のセンサ出力特性は、図４に示すようになり、濃度センサの汚れにかかわらず出力値が一致する。尚、中間転写ベルトの光沢が汚れ、傷等により低下した場合も同様の補正が可能である。以上説明したトナーパッチ出力を下地出力で正規化補正する手法は、従来より公知の手法であり、上市されている多くのカラー画像形成装置で用いられている。また、中間転写体の下地測定はトナーパッチの形成箇所と同一の箇所で行うことが好ましい。特に、中間転写ベルトの汚れや傷が不均一に生じる場合（こうなってしまうことが普通である）、トナーパッチの位置と下地測定位置を同一にすることが不可欠である。本実施例の画像形成装置においても、すべてのトナーパッチに対して、パッチが形成される一周前の中間転写体上の下地（パッチと同一位置）を測定している。
【００３５】
尚、前述した下地出力による正規化補正は、濃度センサーの出力電圧値を大きくするわけではないので、センサー汚れや中間転写体の汚れによる出力電圧の低下が招くＳ／Ｎ比の低下や、ダイナミックレンジの低下を改善することは出来ない。従って、濃度センサーの検知精度を良好な状態に保つ為には、センサーの発光光量を大きくして濃度センサーの出力電圧値を大きくすることが必要になる。
【００３６】
次に、本実施例における画像濃度制御について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
本実施例の特徴は、濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ・傷によって、センサーの出力値が小さくなってしまった場合にのみ、センサーの発光光量補正を行い、濃度センサーの検知精度が低下することを防ぎ、その他の場合は固定の発光光量を用いることによってセンサーの発光光量制御を省略し、制御時間の短縮を図るところにある。
【００３８】
尚、本実施例の画像形成装置における画像濃度制御は、画像の濃度階調特性を調整する画像階調制御である。
【００３９】
ＳＴＥＰ１
まず、濃度センサーの発光光量を所定の値にセットする。
【００４０】
尚、本実施例で使用される濃度センサーは、発光光量（Ｌ）を０（消灯）〜２５５（最大発光）までの２５６段階に調整できる。セットされる発光光量はＬ＝６４であり、この値は、濃度センサーの汚れが無く且つ、中間転写ベルトが新品状態（汚れ、傷が無い状態）の場合に、濃度センサーの検出電圧が４Ｖになる光量である。尚、下地出力値をセンサーの最大出力５Ｖに設定しないで４Ｖにしているのは、中間転写体の一部の光沢が若干高かった場合などに、センサー出力値がオーバーレンジしてしまうことを防止する為である。
【００４１】
ＳＴＥＰ２
中間転写体の下地測定を行う。測定位置及びポイント数は、画像濃度制御に使用されるトナーパッチと同じにする。
【００４２】
図６は、中間転写体上に形成されるパッチパターンを示す図であり、濃度センサ４１の配置されている部分に8ｍｍ角のパッチが2ｍｍ間隔で、Y,M,C,K毎に画像印字率（濃度階調度）を８段階に変化させて（各色8パッチずつ）、合計32個形成されている。各パッチと印字率（階調度）との対応は、Y1,M1,C1,K1=12.5％、Y2,M2,C2,K2=25％、Y3,M3,C3,K3=37.5％、Y4,M4,C4,K4=50％、Y5,M5,C5,K5=62.5％、Y6,M6,C6,K6=75％、Y7,M7,C7,K7=87.5％、Y8,M8,C8,K8=100％、に設定されている。
【００４３】
中間転写体の下地測定は、上述の３２個のパッチが形成される場所に対して、パッチが形成される以前に(パッチ形成の１周前に)行われる。
【００４４】
ＳＴＥＰ３
濃度センサーの発光光量を再設定するか否かの判断を行う。ＳＴＥＰ２で測定された下地の平均値Ｂａｖｅ．（３２ポイントの平均値）が３Ｖ以上の場合は、濃度センサーの発光光量を再設定しない。下地の平均値Ｂａｖｅ．（３２ポイントの平均値）が３Ｖ未満の場合は、濃度センサーの発光光量を再設定する。すなわち、Ｂａｖｅ．＜３Ｖの時は、濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ・傷によって、濃度センサーの検出精度が低下している（センサーの出力値が小さくなってしまっている）と判断し、センサーの発光光量を大きくすることによって、濃度センサーの検知精度が低下することを防止する。
【００４５】
ＳＴＥＰ４
濃度センサーの発光光量Ｌを再設定する。発光光量Ｌは、以下の式により算出される。
【００４６】
Ｌ＝６４×４／Ｂａｖｅ．
発光光量を再設定した後、再び中間転写体の下地測定を行う（ＳＴＥＰ２に進む）。
【００４７】
ＳＴＥＰ５
中間転写体上にトナーパッチを形成する。パッチの詳細は、図６で説明したとおりである。
【００４８】
ＳＴＥＰ６.
濃度センサーでトナーパッチからの反射光量を検出する。
【００４９】
ＳＴＥＰ７
トナーパッチの濃度を算出する。以下、濃度の算出方法を説明する。
【００５０】
まず、トナーパッチの出力値を中間転写体の下地出力値で正規化する（トナー出力／下地出力）。パッチ出力の正規化は全てのパッチについて、パッチに対応する下地出力を用いて行う。次に、正規化後の値を濃度変換テーブルを用いて濃度値に変換する。濃度変換テーブルは、装置本体のＲＯＭ（不図示）に予め記憶してある。
【００５１】
ＳＴＥＰ８
画像階調制御（階調補正）を実施する。以下、図７を用いて、画像階調制御（階調補正）の説明をする。尚、ここでは、シアン色の階調補正についてのみ説明するが、マゼンタ、イエロー、ブラックに関しても同様の方法で補正が行われる。
【００５２】
図７中、横軸は画像データを表している。また、縦軸は、濃度センサ４１の濃度検出値（ＳＴＥＰ７で算出）を表している。
【００５３】
また、図中●印は、C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8各パッチに対する濃度センサ４１の検出濃度値を表している。次に、直線Tは、画像濃度制御の目標濃度階調特性をあらわす。本実施例では、画像データと濃度の関係が比例関係になるように目標濃度階調特性Tを定めた。曲線γは、濃度制御（階調補正制御）を実施していない状態での濃度階調特性をあらわしている。尚、パッチを形成していない階調の濃度については、原点及びC1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8を通るようにスプライン補間行い算出される。
【００５４】
曲線Dは、本制御で算出される階調補正テーブルを表しており、補正前の階調特性γの目標階調特性Tに対する対称ポイントを求めることにより算出される。尚、階調補正テーブルDの計算は、不図示の本体CPUで実行され、更に算出された階調補正テーブルDは、不図示の本体メモリ（本実施例では不揮発性メモリを使用した）に記憶される。
【００５５】
プリント画像の形成時は、画像データを階調補正テーブルDで補正することにより、目標階調特性を得ることができる。
【００５６】
以上が、本実施例における画像濃度制御についての説明である。
【００５７】
本実施例を用いれば従来の画像濃度制御に比べて以下のような時間短縮の効果が得られる。
【００５８】
（従来の画像形成装置）
発光光量調整（中間転写体１周）＋下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝２２seｃ.
（本実施例の画像形成装置）
下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝１４．７seｃ.
２２sec.−１４．７sec.＝７．３sec. の時間短縮
尚、画像濃度制御（階調補正）は、定期的に実施される。本実施例のカラー画像形成装置において画像濃度制御（階調補正）は、電源ON時、現像装置もしくは感光ドラムの交換時、或いは所定枚数プリント毎に実行される。すなわち、濃度の変動が予測される場合に実行される。この画像濃度制御（階調補正）を定期的に実行することにより、装置は常に良好なカラーバランスを得ることができる。
【００５９】
以上、本実施例では、
濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ・傷によって、センサーの出力値が小さくなってしまった場合にのみ、センサーの発光光量補正を行い、濃度センサーの検知精度が低下することを防ぎ、その他の場合は固定の発光光量を用いることによってセンサーの発光光量制御を省略し、制御時間の短縮を図る方法について説明した。
【００６０】
（実施例２）
本実施例では、濃度センサーの発光光量制御を、中間転写体の一部のみを用いて行うことによって、発光光量制御の時間を短縮するとともに、濃度センサーの発光光量が大きすぎて濃度センサーの出力値がオーバーレンジしてしまった場合は、発光光量制御を再実行することによって、濃度検知精度の低下を防止する方法について説明する。
【００６１】
尚、本実施例で使用するカラー画像形成装置の全体構成及び濃度センサーの構成についていは、実施例１で説明したカラー画像形成装置と同様であり説明は省略する。
【００６２】
次に、本実施例における画像濃度制御について、図８のフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
ＳＴＥＰ１
まず、濃度センサーの発光光量を調整する。発光光量制御は中間転写体の一部分（１０ｍｍ）を用いて行われる。従って、中間転写体１周を用いて発光光量制御を行う従来の方式と比べて、制御時間の短縮が可能になる。
【００６４】
発光光量制御の方法を以下に説明する。
【００６５】
まず、濃度センサーの発光光量Ｌを６４にセットして中間転写体の一部を測定する（測定値をＢonceとする）。
【００６６】
トナーパッチ及び下地を測定する時の発光光量Ｌを算出する。発光光量Ｌは、以下の式により算出される。
【００６７】
Ｌ＝６４×４／Ｂonce．
尚、発光光量調整に要する時間は、１０÷１２０＝約０．１sec である。
【００６８】
ＳＴＥＰ２
中間転写体の下地測定（３２箇所）を行う。測定位置及びポイント数は、画像濃度制御に使用されるトナーパッチと同じにする。トナーパッチの詳細は実施例１と同じである。
【００６９】
ＳＴＥＰ３
濃度センサーの発光光量を再設定するか、否かの判断を行う。ＳＴＥＰ２で測定された下地の最大値Ｂmax．（３２ポイントの最大値）が４．９Ｖ以上の場合は、濃度センサーの発光光量調整を再実行する。理由は、Ｂmax．≧４．９Ｖの時は、濃度センサーの検出電圧がレンジオーバーする恐れがあるからである。
【００７０】
ＳＴＥＰ４
中間転写体上にトナーパッチを形成する。
【００７１】
ＳＴＥＰ５.
濃度センサーでトナーパッチからの反射光量を検出する。
【００７２】
ＳＴＥＰ６
トナーパッチの濃度を算出する。以下、濃度の算出方法は実施例１と同様である。
【００７３】
ＳＴＥＰ７
画像階調制御（階調補正）を実施する。画像階調制御（階調補正）の詳細は実施例１と同様である。
【００７４】
以上が、本実施例における画像濃度制御についての説明である。
【００７５】
本実施例を用いれば従来の画像濃度制御に比べて以下のような時間短縮の効果が得られる。
【００７６】
（従来の画像形成装置）
発光光量調整（中間転写体１周）＋下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝２２seｃ.
（本実施例の画像形成装置）
発光光量調整（中間転写体１０mm）＋下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（１０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝１４．８seｃ.
２２sec.−１４．８sec.＝７．２sec. の時間短縮
以上、本実施例では、
濃度センサーの発光光量制御を、中間転写体の一部のみを用いて行うことによって、発光光量制御の時間を短縮するとともに、濃度センサーの発光光量が大きすぎて濃度センサーの出力値がオーバーレンジしてしまった場合は、発光光量制御を再実行することによって、濃度検知精度の低下を防止する方法について説明した。
【００７７】
（実施例３）
本実施例では、
濃度センサーの発光光量制御を、中間転写体の一部のみを用いて行うことによって、発光光量制御の時間を短縮するとともに、濃度センサーの発光光量が大きすぎて濃度センサーの出力値がオーバーレンジしてしまった場合においても、発光光量制御を再実行せずに、発光光量を所定量変化させて再設定することにより、更なる制御時間の短縮を図り、同時に濃度検知精度を良好に保つ方法について説明する。
【００７８】
尚、本実施例で使用するカラー画像形成装置の全体構成及び濃度センサーの構成についていは、実施例１で説明したカラー画像形成装置と同様であり説明は省略する。
【００７９】
次に、本実施例における画像濃度制御について、図９のフローチャートを用いて説明する。
【００８０】
ＳＴＥＰ１
まず、濃度センサーの発光光量を調整する。発光光量制御は中間転写体の一部分を用いて行われる。従って、中間転写体１周を用いて発光光量制御を行う従来の方式と比べて、制御時間の短縮が可能になる。
【００８１】
発光光量制御の方法を以下に説明する。
【００８２】
まず、濃度センサーの発光光量Ｌを６４にセットして中間転写体の一部を測定する（測定値をＢonceとする）。
【００８３】
トナーパッチ及び下地を測定する時の発光光量Ｌを算出する。発光光量Ｌは、以下の式により算出される。
【００８４】
Ｌ＝６４×４／Ｂonce．
尚、発光光量調整に要する時間は、１０÷１２０＝約０．１sec である。
【００８５】
ＳＴＥＰ２
中間転写体の下地測定（３２箇所）を行う。測定位置及びポイント数は、画像濃度制御に使用されるトナーパッチと同じにする。トナーパッチの詳細は実施例１と同じである。
【００８６】
ＳＴＥＰ３
濃度センサーの発光光量を再設定するか、否かの判断を行う。ＳＴＥＰ２で測定された下地の最大値Ｂmax．（３２ポイントの最大値）が４．９Ｖ以上の場合は、濃度センサーの発光光量を所定量変化させて再設定する。理由は、Ｂmax．≧４．９Ｖの時は、濃度センサーの検出電圧がレンジオーバーする恐れがあるからである。
【００８７】
ＳＴＥＰ４
濃度センサーの発光光量を２０％下げる。
【００８８】
ＳＴＥＰ５
中間転写体上にトナーパッチを形成する。
【００８９】
ＳＴＥＰ６
濃度センサーでトナーパッチからの反射光量を検出する。
【００９０】
ＳＴＥＰ７
トナーパッチの濃度を算出する。以下、濃度の算出方法は実施例１と同様である。
【００９１】
ＳＴＥＰ８
画像階調制御（階調補正）を実施する。画像階調制御（階調補正）の詳細は実施例１と同様である。
【００９２】
以上が、本実施例における画像濃度制御についての説明である。
【００９３】
本実施例を用いれば従来の画像濃度制御に比べて以下のような時間短縮の効果が得られる。
【００９４】
（従来の画像形成装置）
発光光量調整（中間転写体１周）＋下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝２２seｃ.
（本実施例の画像形成装置）
発光光量調整（中間転写体１０mm）＋下地測定（中間転写体１周）＋トナーパッチ測定（中間転写体１周）
＝（１０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＋（８８０÷１２０）＝１４．８seｃ.
２２sec.−１４．８sec.＝７．２sec. の時間短縮
以上、本実施例では、
濃度センサーの発光光量制御を、中間転写体の一部のみを用いて行うことによって、発光光量制御の時間を短縮するとともに、濃度センサーの発光光量が大きすぎて濃度センサーの出力値がオーバーレンジしてしまった場合においても、発光光量制御を再実行せずに、発光光量を所定量変化させて再設定することにより、更なる制御時間の短縮を図り、同時に濃度検知精度を良好に保つ方法について説明した。
【００９５】
以上、本発明の実施形態として３つの実施例をあげて説明したが、本発明を適用する画像形成装置の特性に合わせて最適な実施形態を選択すればよい。例えば、濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ／傷の発生が比較的少ない画像形成装置に於いては、実施例１を適用することが好ましい。また、濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ／傷の発生が多いものの、中間転写体の汚れ／傷が比較的均一に生じるような画像形成装置に於いては、実施例２を適用することが好ましい。更に、、濃度センサーの汚れや中間転写体の汚れ／傷の発生が多く、中間転写体の汚れ／傷が不均一に生じるような画像形成装置に於いては、実施例３を適用することが好ましい。
【００９６】
また、実施例１から３では、カラー画像形成装置の形態として、中間転写体を用いた画像形成装置を例に説明したが、本発明は他の形態のカラー画像形成装置にも適用可能である。例えば、転写材担持体（転写ベルトなど）上の転写材に感光体上のトナー像を直接的に転写する形態のカラー画像形成装置であり、転写材担持体上にトナーパッチを形成して濃度制御を行うようなカラー画像形成装置にも本発明は適用できる。
【００９７】
更に、実施例１から３では、画像濃度制御の方法として、画像の濃度階調特性を調整する画像階調制御を例に挙げて説明したが、画像濃度制御の方法は他の方法でも良い。例えば、現像バイアス値や帯電バイアス値を変化させて複数のトナーパッチを形成した後、それらのパッチのトナー量を算出し、その値に応じて最適な現像バイアス値や帯電バイアス値を算出することによって、濃度を制御するような方法でも構わない。
【００９８】
更にまた、本実施例１から３では、濃度センサがトナーパッチを検出した際の、光反射特性に対応するトナー量として濃度を用いる場合を例に説明したが、濃度センサが検出する光反射特性に対応するトナー量とは、これに限らず、当然、トナー重量そのものでもよく、更には色度などを用いてもよい。つまり、トナーパッチからの光反射特性を元に換算されるトナー量に対応する物理量を光学センサが検出する形態であれば、本発明の適用範囲にあることは言うまでもない。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プリンターのダウンタイムを極力少なくしつつ、光学センサーの発光光量調整不良によるパッチの誤検知を防止できる、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に用いる画像形成装置の全体構成を示す断面図
【図２】 濃度センサ４１の構成を示す図
【図３】 濃度センサー特性の説明図
【図４】 濃度センサー出力の正規化補正を説明する図
【図５】 実施例１を説明するフローチャート
【図６】 中間転写体上のパッチパターン説明図
【図７】 画像階調制御の説明図
【図８】 実施例２を説明するフローチャート
【図９】 実施例３を説明するフローチャート
【符号の説明】
１１ 転写材
２２ 感光体、感光ドラム
２６ 現像手段
２７ 中間転写体
３０ 定着装置
４１ 濃度センサ
Claims (1)
- 感光体上からのトナー像が形成される像担持体又は転写材担持体と、発光部と受光部からなる前記像担持体又は転写材担持体に対向配置された光学式センサーと、前記像担持体又は転写材担持体に複数個の検知用トナー像を形成する形成手段と、前記発光部により発光した際の、前記複数個の検知用トナー像と、前記複数個の検知用トナー像の各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌と、の光反射特性を前記光学式センサーの受光部により検知させ、その検知結果に基づき画像形成条件を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記像担持体又は転写材担持体の一部を用いて発光光量調整が行われた発光光量によって前記発光部を発光させ、前記複数個の検知用トナー像の各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌の光反射特性を前記受光部により検知させ、前記複数個の検知用トナー像の各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌の検知結果が所定範囲外である場合に前記発光部の発光光量の再調整が必要と判断し、再度、前記発光部の発光光量調整を行い、
前記制御手段は、前記再調整が不要と判断した場合には、前記複数個の検知用トナー像の検知結果を、前記判断の対象となった前記各形成位置に相当する像担持体又は転写材担持体の地肌の検知結果により正規化し、該正規化された前記複数個の検知用トナー像の検知結果に基づき前記画像形成条件を制御することを特徴とした画像形成装置。
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