JP4913631B2 - 画像形成装置、光学センサ調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置及びその画像形成装置に設けられた光学センサの調整を行う光学センサ調整方法に関するものである。

従来より、電源が投入された直後であるという条件や、プリントアウト枚数の累積が所定枚数に達したという条件などの所定の条件に基づいて、プロセスコントロールなどの作像条件調整制御を実施する画像形成装置が知られている（特許文献１など）。この作像条件調整制御においては、例えば、まず、光学センサの発光素子（例えばＬＥＤ）から発した光を中間転写ベルト表面地肌部（トナーが付着していない部分）で反射させ、その反射光を光学センサの受光素子で受光し反射光に応じた出力値を出力する。次に、予め定められた形状の基準トナー像を感光体の表面に形成し、その基準トナー像を中間転写ベルト上に転写して、発光素子から発した光を基準トナー像で反射させ、その反射光を受光素子で受光し反射光に応じた出力値を出力する。そして、中間転写ベルト表面地肌部における上記出力値を基準値として、この基準値と基準トナー像における上記出力値とを比較して基準トナー像の単位面積あたりにおけるトナー付着量を把握する。このようにして把握したトナー付着量に基づいてトナー付着量が所望のものとなるように、感光体の一様帯電電位、現像バイアス、感光体に対する光書込強度及び現像剤のトナー濃度の制御目標値などといった作像条件を調整する。
このような作像条件調整制御により、長期に渡って安定した画像濃度のプリントアウトを行うことが可能になる。

ところで、このような画像形成装置においては、光学センサの寿命やトナー汚れなどにより受光素子で受光する光量が所定の範囲よりも低くなったり、経時で装置本体に対する光学センサなどの各種部材の組み付け位置が変位して、光学センサと中間転写ベルトとの距離が近づき、受光素子で受光する光量が所定の範囲よりも高くなったりすることがある。このように、受光素子で受光する光量が所定の範囲内に入らないと上記出力値が本来の中間転写ベルト地肌部や基準トナー像の光学特性（トナー付着量など）を表す出力値と異なる場合がある。この場合、作像条件調整制御の際に光学センサによる正確なトナー付着量の検出ができなくなり、適切な作像条件の制御を行えないといった不具合が生じる。

なお、発光素子の発光光量は、特許文献２に記載されているように発光素子に流す電流の大きさを変化させることにより調整可能であり、つまり、発光素子に流す電流量が多くなれば発光光量は高くなり、上記電流量が少なくなれば発光光量は低くなる。
よって、受光素子で受光する光量が所定の範囲よりも低下したときには、受光素子で受光する光量の低下分を補うように発光素子に流す電流量を増やして発光光量を高くすることにより、上記光量が所定の範囲内に入り適切な上記出力値を得ることができる。また、発光素子で受光する光量が所定の範囲よりも高くなった場合には、受光素子に流す電流量を減らし発光素子の発光光量を低くすることによって、上記光量が所定の範囲内に入り適切な上記出力値を得ることができる。

特開平９−２８４５５６号公報 特開２００６−３０１０３９号公報

上述したように光学センサの寿命やトナー汚れなどにより受光素子で受光する光量が経時で徐々に低下すると、その低下に合わせて発光手段に流す電流量も徐々に増やすことになる。一般に発光素子に流す電流が大きくなるにつれて発光素子の発熱量も増加する。そのため、経時で発光素子に流す電流が大きくなり過ぎて発光素子が過剰に発熱してしまい、発光素子の寿命が短くなってしまうといった問題が生じる。
また、発光素子で受光する光量が所定の範囲よりも高く、発光素子の発光光量を低くするために発光素子に流す電流量を減らした際に、その電流量を減らし過ぎると発光素子の特性が不安定になってしまうといった問題が生じる。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、発光素子の短命化及び発光素子の特性の不安定化を生じることなく、適切な受光出力を得ることができる画像形成装置及びその画像形成装置に設けられた光学センサの調整を行う光学センサ調整方法を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面にトナー像を担持する像担持体と、該表面や該トナー像に光を照射する発光手段と、該発光手段から照射され該表面や該トナー像で反射した光を受光し、該光に応じた出力値を出力する受光手段と、該発光手段に電流を供給する電流供給手段と、該出力値が所定の範囲内になるように、該受光手段からの該出力値を参照しつつ該発光手段に供給する電流の値を変化させ、該発光手段の発光光量を調整する発光光量調整手段とを備えた画像形成装置において、該出力値のゲインを調整するゲイン調整手段を有しており、該ゲイン調整手段は、該出力値が所定の範囲内となるように、該電源供給手段から該発光手段に供給する電流の値を該発光光量調整手段によって変化させた後の電流値に応じて該ゲインを調整するものであり、このゲイン調整後に再度、該出力値が所定の範囲内となるように、該電源供給手段から該発光手段に供給する電流の値を該発光光量調整手段によって変化させ、該発光手段の該発光光量を調整するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記ゲイン調整手段は、上記発光光量調整手段によって変化させた後の上記電流値が所定の範囲よりも大きければ、上記ゲインが大きくなるように調整し、該電流値が所定の範囲よりも小さければ、該ゲインが小さくなるように調整するものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記発光手段と上記受光手段とを有し、上記像担持体の表面に担持された上記トナー像のトナー濃度及び該トナー像の位置ズレの少なくとも一方を検知する光学検知手段を備えており、該光学検知手段による、該トナー像のトナー濃度及び該トナー像の位置ズレの少なくとも一方の検知を実行する前に、上記発光光量調整手段による発光光量の調整、該発光光量の調整後に上記ゲイン調整手段による上記ゲインの調整、及び、該ゲインの調整後に再度、該発光光量調整手段による該発光光量の調整、を行うように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の画像形成装置において、上記ゲイン調整手段は、所定の条件下において上記ゲインの調整を行わないものであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記ゲイン調整手段が上記出力値のゲインを調整する前に上記発光光量調整手段によって変化させた上記電流値に基づいて、上記ゲインの調整を行うか否かの判断を行うゲイン調整判断手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、上記ゲイン調整手段は、上記発光光量調整手段によって変化させた上記電流値が、所定の閾値よりも大きい場合には上記ゲインを上げる方向へ調整し、所定の閾値よりも低い場合にはゲインを下げる方向へ調整するものであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、上記ゲイン調整手段は、上記ゲインを段階的に変化させて調整するものであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、上記ゲインの調整量に係る情報を記憶可能な記憶手段を有しており、上記ゲイン調整手段は、該記憶手段と該ゲインの調整量に係る情報をやり取りして、該ゲインの調整を行うものであることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記ゲインの調整量に係る情報は、初期的には固定値であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項８または９の画像形成装置において、上記記憶手段は、不揮発性であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、上記ゲインの調整を、装置本体外部から上記ゲインの調整を行えるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、少なくとも像担持体及び光学検知手段が交換されたことを検知する検知手段を有しており、該検知手段の検知結果に基づいて、上記ゲイン調整手段は上記ゲインを初期化することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、表面にトナー像を担持する像担持体と、該表面や該トナー像に光を照射する発光手段と該発光手段から照射され該表面や該トナー像で反射した光を受光し該光に応じた出力値を出力する受光手段とを有する光学検知手段と、該発光手段に電流を供給する電流供給手段と、該出力値が所定の範囲内になるように、該受光手段からの該出力値を参照しつつ該発光手段に供給する電流の値を変化させ、該発光手段の発光光量を調整する発光光量調整手段とを備えた画像形成装置の光学検知手段調整方法において、該出力値のゲインを調整するゲイン調整手段が、該出力値が所定の範囲内となるように、該電源供給手段から該発光手段に供給する電流の値を該発光光量調整手段によって変化させた後の電流値に応じて該ゲインを調整し、このゲイン調整後に再度、該出力値が所定の範囲内となるように、該電源供給手段から該発光手段に供給する電流の値を該発光光量調整手段によって変化させ、該発光手段の該発光光量を調整することを特徴とするものである。

本発明においては、受光手段から出力される出力値が所定の範囲内となるように、発光光量調整手段が電流供給手段から発光手段に供給される電流の値を変化させて発光手段の発光光量を調整する。上記発光光量は、発光手段に供給される電流量が多くなれば高くなり、上記電流量が少なくなれば低くなる。そして、発光光量の調整後、発光光量調整手段によって変化させた電流値に応じて上記ゲイン調整手段が上記出力値のゲイン調整を行う。
上記電流値が所定の値よりも大きい場合には、上記出力値を大きくするような、言い換えれば、受光手段の感度を上げるようなゲイン調整を行う。これにより、受光手段の感度が上がるので、ゲイン調整を行う前の発光光量よりも低い発光光量で上記出力値を所定の範囲内にすることが可能となる。よって、このようにゲイン調整を行った後再度、上記出力値が所定の範囲内となるように、発光光量調整手段が上記発光光量を調整することで、上記電流値をゲイン調整前よりも小さくすることができる。したがって、発光手段に流す電流量を少なくすることができるので、発光手段が過剰に発熱するのを抑え、発光手段の短命化を抑制できる。
また、上記電流値が所定の値よりも小さい場合には、上記出力値を小さくするような、言い換えれば、受光手段の感度を下げるようなゲイン調整を行う。これにより、受光手段の感度が下がるので、ゲイン調整を行う前の発光光量よりも高い発光光量で上記出力値を所定の範囲内にすることが可能となる。よって、このようにゲイン調整を行った後再度、上記出力値が所定の範囲内となるように、発光光量調整手段が上記発光光量を調整することで、上記電流値をゲイン調整前よりも大きくすることができる。したがって、上記電流値を大きくすることができるので、発光手段に流す電流量を減らし過ぎることによって発光手段の特性が不安定になるのを抑制することができる。

以上、本発明によれば、発光手段の短命化及び発光手段の特性の不安定化を生じることなく、適切な受光出力を得ることができるという優れた効果がある。

以下、本発明を画像形成装置であるフルカラープリンタ（以下、プリンタという）１００に適用した場合の実施形態について説明する。図２は、このプリンタ１００の概略構成を示す構成図である。このプリンタ１００は、図２に示すように、像形成手段としての各構成部材を収納する位置固定された装置本体と、転写材Ｓを収納する引き出し可能な給紙カセット２１とを備えている。装置本体の中央部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。

図３は、画像形成ユニット１の概略構成を示す構成図である。図２及び図３に示すように本実施形態においては、像担持体としてのドラム状の感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ、帯電手段としての帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ、画像書込手段（露光手段）としてのレーザー露光装置２０及び現像手段としての現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ、感光体表面の転写残トナーを除去するクリーニング装置６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋを少なくとも有するユニットとして、各色の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋが複数組（本実施形態では４組）構成され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色の上記画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋが、ループ状に走行する中間転写ベルト７の水平な張架面に対向して、その下部に左からＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの順に配設されている。また、各色の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは４組とも同じ構成にしてある。

帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋは、それぞれ所定の電位に保持されたトナーと同極性の帯電（本実施形態においてはマイナス帯電）によって感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに対して帯電作用を行い、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに一様な電位を与える。なお、帯電手段としては帯電ローラに限るものではなく、帯電ブラシや帯電チャージャ等の種々のものを適宜使用することができる。

レーザー露光装置２０は、帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに対して感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの回転方向下流側で現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋの上流側を露光する。また、また、レーザー露光装置２０は、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの回転軸と平行に主走査方向に露光走査するように配置されている。

このレーザー露光装置２０は、例えば、半導体レーザ（ＬＤ）からなる光源と、コリメートレンズやシリンドリカルレンズ等からなるカップリング光学系（またはビーム整形光学系）と、回転多面鏡等からなる光偏向器と、光偏向器で偏向されたレーザ光を感光体２上に集光する結像光学系等からなり、別構成で設けた図示しない画像読み取り装置によって読み取られメモリに記録された各色の画像データ（あるいはパーソナルコンピュータ等の外部機器から入力された各色の画像データ）に従って強度変調されたレーザ光Ｌ_Ｙ，Ｌ_Ｃ，Ｌ_Ｍ，Ｌ_Ｋによって各色用の感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの感光層を像露光し、各色毎の静電潜像を形成する。なお、画像書込手段（露光手段）としては、上記のレーザー露光装置２０の他に、発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）とレンズアレイ等を組み合わせたＬＥＤ書き込み装置なども用いることができる。

感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋは、導電性円筒状支持体の表面に形成された下引き層上に、上記感光層として電荷発生層（下層）、電荷輸送層（上層）の順、またはこの逆の順にこれらの感光層が積層されている。また、上記電荷輸送層または上記電荷発生層の表面にさらに公知の表面保護層、例えば熱可塑性又は熱硬化性ポリマーを主体とするオーバーコート層などが形成されていてもよい。また、本実施形態では、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの導電性円筒状の支持体は接地されている。

現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋは、感光体２の周面に対し所定の間隙を保ち、感光体２の回転方向と順方向に回転する円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミニウム材で形成された現像スリーブ４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋを有し、現像装置４内部には各色毎の現像色に従いイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の一成分あるいは二成分現像剤を収容している。本実施形態においては、一例として現像装置４内部にトナーと磁性キャリアｔとからなる二成分現像剤（本実施形態においてトナーはマイナス帯電）を収容しており、この場合、現像スリーブ４１内には、複数の固定磁石あるいは複数の磁極が着磁されたマグネットロールが配置される。また、各色の現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋには、容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌・搬送部材４２や、各色のトナーボトル３７からトナーが補給される補給部４３が設けられている。さらに各色の現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋには、必要に応じて容器内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ４４Ｙ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｋが設けられる。

各色の現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋの現像スリーブ４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋは図示しない突き当てコロ等により、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋのドラム面と所定の間隙、例えば１００［μｍ］から５００［μｍ］の間隙を開けて非接触に保たれており、その現像スリーブ４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋに対して直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加することにより、接触または非接触の反転現像を行い、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの表面上にトナー画像を形成する。

クリーニング装置６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋは、例えばクリーニングブレード６１とクリーニングローラ（またはクリーニングブラシ）６２を有し、クリーニングブレード６１は、感光体表面のカウンタ方向に当接して設けられている。

中間転写体である中間転写ベルト７は、二次転写バックアップローラを兼ねる駆動ローラ８、支持ローラ９、テンションローラ１０ａ，１０ｂ及びバックアップローラ１１に内接して張架され、中間転写ベルト７の回転方向が図中の矢印で示す反時計方向になるように設けられている。
また、駆動ローラ８に対向して中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１４が設けられている。そしてベルトクリーニング装置１２のクリーニングブレード１２ａが支持ローラ９の位置の中間転写ベルト７に、カウンタ方向に当接して設けられている。また、同様に、中間転写ベルト７を挟んで各色毎の一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋが感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに対向して設けられている。

この中間転写ベルト７は、体積抵抗が１０^６［Ω・ｃｍ］から１０^１２［Ω・ｃｍ］の無端ベルトであり、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料や、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ、ポリウレタン等のゴム材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりしたものが用いられ、厚みは、樹脂材料の場合５０［μｍ］から２００［μｍ］程度、ゴム材料の場合は３００［μｍ］から７００［μｍ］程度の設定にすることが好ましい。なお、樹脂ベルト上にゴム層を設けたり、さらに表層にコーティング層を設けたりすることもある。また、中間転写ベルト７の表面にトナーが固着することを防止するためやクリーニング性の向上のために、ベルト表面にフッ素系樹脂等の離型剤または潤滑剤を塗布する手段を設けることもある。

中間転写ベルト７の駆動は図示しない駆動モータによる駆動ローラ８の回転によって行われる。駆動ローラ８は、例えばステンレス鋼等の導電性芯金（図示せず）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴムや樹脂材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させた導電性または半導電性材料を被覆したものが用いられる。

一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋは、中間転写ベルト７を挟んで感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに対向して設けられ、中間転写ベルト７と感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋとの間に転写域を形成する。一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋには、図示しない直流電源によりトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直流電圧を印加し、上記転写域に転写電界を形成することによって、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上に形成される各色のトナー像が中間転写ベルト７上に転写される。

この各色毎の第１の転写手段である一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋは、例えば外径８［ｍｍ］のステンレス鋼等の導電性芯金（図示せず）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が１０^５［Ω・ｃｍ］から１０^９［Ω・ｃｍ］程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが５［ｍｍ］、ゴム硬度が２０［°］から７０［°］程度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の半導電性弾性ゴム（図示しない）を被覆して形成される。

転写材Ｓの表面に転写を行う二次転写ローラ１４は中間転写ベルト７を挟んで接地された駆動ローラ８に対向して設けられ、トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直流電圧が直流電源によって印加され、中間転写ベルト７上に担持される重ね合わせトナー画像を二次転写ローラ１４を介して転写材Ｓの表面に転写する。

中間転写ベルト７上のカラートナー像を転写材Ｓ上に再転写する第２の転写手段である二次転写ローラ１４は、例えば外径１６［ｍｍ］のステンレス鋼等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が１０^５［Ω・ｃｍ］から１０^９［Ω・ｃｍ］程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが７［ｍｍ］、ゴム硬度が２０［°］から７０［°］程度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の半導電性弾性ゴム（図示しない）を被覆して形成される。この二次転写ローラ１４は一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋと異なり、トナーが接するため表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂等の離型性の良いものを被覆する場合がある。また、駆動ローラ８は前述したように、ステンレス鋼等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴムや樹脂材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりした半導電性材料を、厚さが０．０５［ｍｍ］から０．５［ｍｍ］程度に被覆して形成される。

感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋや中間転写ベルト７の表面に接したクリーニングブレード６１，１２ａは、板金ホルダー上に厚み１［ｍｍ］から３［ｍｍ］でＪＩＳ−Ａ硬度が６０［°］から８０［°］の板状のウレタンゴムを接着し、自由長が５［ｍｍ］から１２［ｍｍ］程度になるようにしたものであり、荷重５［ｇｆ］から５０［ｇｆ］程度で感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋや中間転写ベルト７に当接されている。また、ブレードが捲れあがらないようにブレード先端部にふっ素コーティングを施したり、相手側が帯電しないように導電性のウレタンゴムを使用することもある。

転写紙等の転写材Ｓは給紙カセット２１等から給紙ローラ２７により一枚ずつ搬送され、レジストローラ１３を経て二次転写ローラ１４と駆動ローラ８に挟まれた中間転写ベルト７に重ねられるように搬送され、二次転写部で中間転写ベルト７からトナー像の転写を受けて定着手段である定着装置１５に送られ、定着装置１５の定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂによる熱溶着による定着がなされて排紙部１８に排紙される。

なお、本実施形態においては、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの帯電手段として帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋを用い、一次転写部材として一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋを用いており、有害なオゾンの発生の抑制という観点からは好ましいが、これに限られるものでなく、コロトロン放電器を非接触の状態の帯電手段や一次転写手段として使うこともできる。

また、上記二次転写部より中間転写ベルト７の回転方向下流側には、中間転写ベルト７における駆動ローラ１７への掛け回し箇所に対してそのおもて面側から所定の間隙を介して対向する、発光素子５１と受光素子５２とからなる光学センサ１６０を複数設けた光学センサユニット１６が配設されている。この光学センサユニット１６は、中間転写ベルト７上に形成された後述の画像調整制御動作用パターン（矩形状のベタトナー像）を検知するものである。なお、光学センサユニット１６は、トナー飛散等の汚れを避けるために、中間転写ベルト７の回転方向で二次転写ローラ１４の下流側に、光学センサ１６０のセンサ面を中間転写ベルト側に向けて配置している。さらに、光学センサユニット１６はＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色のトナーパターンの検出を極力短時間で実施可能なように、中間転写ベルト７のベルト幅方向に沿って各色毎の光学センサ１６０を配設している。

なお、光学センサ１６０は、発光素子５１と受光素子５２とを組み合わることによって構成されており、１発光１受光型、１発光２受光型及び２発光１受光型など、用途に合わせた様々な仕様がある。本実施形態では、１発光１受光型（正反射光センサ）、１発光２受光型（正反射受光と拡散反射受光とが１つずつ設けられた構成）の光学センサ１６０を用いている。主に、Ｋのトナー付着量検知及び色ずれ検知の際には前者を使用し、カラートナー付着量検知の際には後者を使用するといったように使い分けを行っている。

また発光素子５１としては、カラートナーの付着量を検知することから赤外の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いられることが多い。本実施形態では、波長が９５０［ｍｎ］のＬＥＤを用いた発光素子５１を用いている。ＬＥＤの発光光量の調整は、ＬＥＤに流す順電流Ｉｆで調整が可能であるが、発光光量の調整パラメータは順電流Ｉｆに限らず、それ相当の調整パラメータであれば構わない。また、これらの特性値が電流に依存する場合は、定電流制御が望ましい。なお、定電流制御をＰＷＭ（パルス幅変調）制御で行う場合もある。

受光素子５２としては、フォトダイオード（ＰＤ）、フォトトランジスタ（ＰＴｒ）及びフォトＩＣなどを用いることができる。受光素子５２は発光素子５１から照射された光が被検知体（本実施形態では中間転写ベルト）で反射し、その反射光を受光して受光信号を出力する。そして、その受光信号が電気信号に変換され、その変換されたものを出力値として光学センサユニット１６が得る。

また、装置本体には制御部２００が設けられており、制御部２００はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）からなる制御部２０１や制御部２０２のほか、制御用のプログラムやデータを記憶したメモリである不揮発性のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２１２、データ記憶手段たるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１３、各種センサからの検知出力を上記マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）に入力するための入力装置、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）からの制御信号を装置各部の制御回路に出力する出力装置、時間計測用のクロック、タイマー等を備えている。

この制御部２００には、画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋやレーザー露光装置２０や光学センサユニット１６などの画像形成に係る各種機器が電気的に接続されている。そして、制御部２００は、ＲＡＭ２１２やＲＯＭ２１３内に記憶している制御プログラムに基づいて、これらの各種機器を制御するようになっている。

なお、ＲＡＭ２１２やＲＯＭ２１３には、制御プログラムの他に、画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋに対応するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用現像バイアス値のデータや、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用感光体帯電電位のデータや、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用画像濃度のデータなどが格納されている。

また、制御部２００は、画質などへの影響を防止しつつコピーやプリントの生産性を効率よく確保するように、二次転写ローラ１４の当接及びその解除動作時期の設定が行えるように制御している。

通常のプリントプロセスにおいて、制御部２００は、画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋにおける各帯電装置３に対して、ＲＡＭ２１２内に記憶しているＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用感光体帯電電位に対応する値の帯電バイアスをそれぞれ個別に印加する制御を実施する。これにより、各色の感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用感光体帯電電位に一様帯電せしめられる。また、制御部２００は、プリントプロセス中において、画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋにおける各現像スリーブ４１に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用現像バイアス値の現像バイアスを印加する制御を実施する。これにより、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの静電潜像と現像スリーブ４１との間に、トナーをスリーブ表面側から感光体側に静電移動させる現像ポテンシャルを作用させて、静電潜像を現像する。

また、制御部２００は、電源投入時あるいは所定枚数のプリント毎などに画質調整制御動作を実施する。なお、画質調整制御動作とは、例えば、現像装置４内の現像剤のトナー濃度調整、レジストレーションコントロールであるトナー像の位置ズレ補正動作及びプロセスコントロールである各色の画像濃度を適正化するための画像濃度調整動作などの制御動作のことである。以下にレジストレーションコントロール及びプロセスコントロールについて概略を説明するが、これらの制御方法は下記のものに限られるものではなく、一般に画像形成装置で採用されている方法を用いることができる。

まず、レジストレーションコントロールである各色のトナー像の位置ズレ補正動作について説明する。
図４に示すように、中間転写ベルト７のベルト幅方向に沿って各色毎の位置ズレ検知用のパッチパターンを形成する。中間転写ベルト７にそれぞれ形成されるこれら各色毎のパッチパターンは、それぞれ主走査方向に所定の間隔で並ぶ４つのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ基準トナー像Ｓｙ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｋからなり、同色の基準トナー像がそれぞれ副走査方向に並ぶように形成される。そして、それらパッチパターンを中間転写ベルト７と対向する位置に設けた各色毎の光学センサ１６０で検出する。なお、図４はパッチパターンが光学センサ１６０を通過した後の状態を示している。各色の基準トナー像の形成タイミングが互いに適切であれば、各基準トナー像の各光学センサ１６０による検知間隔がそれぞれ等しくなるが、各色の基準トナー像の形成タイミングが互いに不適切であると、各基準トナー像の各光学センサ１６０による検知間隔も等しくなくなり、つまり、位置ズレが検出される。このようにして光学センサ１６０が検出した主走査方向や副走査方向における各色トナー像の検知間隔や検知タイミングのずれに基づいて、制御部２００が光学系などを調整して各色のトナー像の位置ズレを抑える。

次に、プロセスコントロールである各色の画像濃度を適正化するための画像濃度調整動作について説明する。この画像濃度調整動作では、濃度検知用パッチ（以下、「基準パターン」という。）を、感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上にそれぞれ形成する。感光体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上にそれぞれ形成される基準パターンは、帯電バイアス及び現像バイアスを順次切り替えることにより、連続階調の基準パターンとする。すなわち、本実施形態では、トナー付着量が階調的に変化するライン状の基準パターンを、感光体２の表面移動方向に沿って作成する。そして、この基準パターンを中間転写ベルト７上に転写し、その転写した基準パターンを光学センサユニット１６に設けた各色毎の光学センサ１６０で検出する。そして、光学センサ１６０による検出結果と、予めＲＡＭ２１２やＲＯＭ２１３に記憶させておいたトナー目標付着量とを制御部２００で比較する。この比較結果に基づいて、制御部２００は、画像濃度制御手段として機能し、レーザー露光装置２０のレーザ光の強度、帯電装置３へ印加する帯電バイアス、現像スリーブ４１に印加する現像バイアス、現像装置４内へのトナー補給量などを適宜変更し、画像濃度が所望の濃度になるように調節する。

次に、本発明の特徴部について詳しく説明する。
図５に光学センサ１６０の回路図を示す。なお図５は、１発光１受光型の光学センサを示しているが、１発光２受光型の光学センサにおいても受光部分の回路が増えるだけで、基本的な構成は同じである。光学センサの出荷時や装置本体へ光学センサを組み付けるときなどに行う受光回路のゲイン調整は、抵抗Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４で調整可能である。Ｒ１を変化させるときには、信号の応答性が寄与するため、ＩＣ：ＯＰアンプのゲインを調整（Ｒ３、Ｒ４）する方が適している場合もある。本実施形態では、Ｒ４に可変抵抗を用いて上記出荷時や上記組み付けのときなどにゲイン調整をしている。なお、可変抵抗Ｒ４によるゲイン調整は、装置本体が組み上がり、セットアップも終了し、画像形成動作を始めた以降には殆ど行わず、それ以降でゲイン調整を行う場合には、制御部２０２によって行う。なお、本実施形態で用いている光学センサのうち１発光２受光型正反射光受光センサは、受光回路内のゲインは固定である。もう一つの拡散光受光センサは、部品ばらつきをある程度小さく押さえておくために、受光回路内のゲインを調整できるようになっている。

また、本実施形態で用いている光学センサ１６０では、中間転写ベルト地肌部の正反射センサの出力が４［Ｖ］の時、ＬＥＤの順電流がＩｆ（１）［ｍＡ］からＩｆ（２）［ｍＡ］の範囲内（センサ単体；初期状態）となるように調整される。なお、順電流Ｉｆ（１）及び順電流Ｉｆ（２）は、各画像形成装置システムの公差配分によって決定される。

ここで、上記公差配分について説明する。一般にＬＥＤおいては、温度が高くなると順電流Ｉｆの定格電流はどんどん下がっていく。例えば、周囲温度２０［℃］で定格電流が４０［ｍＡ］のＬＥＤを用いた光学センサを、周囲温度６０［℃］で使用すると定格電流が２０［ｍＡ］になってしまう。よって、この光学センサを周囲温度６０［℃］で使用する場合には、順電流Ｉｆを０［ｍＡ］から２０［ｍＡ］の範囲で使用しなければならないことになる。

次に、順電流Ｉｆの役割について説明する。順電流Ｉｆは、上述したように所定の出力を得るためにＬＥＤの発光光量を調節するパラメータである。なお、同じ順電流Ｉｆを流しても光学センサしての出力がばらつく要因としては、
（１）光学センサ個体が持つ部品ばらつき
（２）光学センサの取り付けばらつき（光学センサと被検知面の相対的な位置関係のばらつき）
（３）被検知対象の反射率のばらつき（感光体や中間転写ベルトなどの表面特性の経時変化など）
（４）周囲温度
（５）発光素子（ＬＥＤ）の寿命（常時点灯で無い限り、考慮しない場合もある）
などがある。

例えば、初期の基準状態（上記要因の（２）から（５）までが無い状態）において、基準電圧を得る順電流Ｉｆが７［ｍＡ］の光学センサがあったとする。（別のある光学センサは５［ｍＡ］であったり、更に別の光学センサは１０［ｍＡ］であったりし、この時点で順電流Ｉｆは上記要因（１）のばらつきを吸収している。）この光学センサを装置本体に取り付けたとき、本来は光学センサと中間転写ベルト表面（被検知面）との検知距離が５［ｍｍ］で、中間転写ベルト表面に対して光学センサを垂直に取り付けるべきであるのに、メカ公差のため少し傾いて取り付けられてしまい、その取り付け公差、つまり、上記要因（２）と、初期的なベルト表面の反射率のばらつき、つまり、上記要因（３）とにより、順電流Ｉｆが７［ｍＡ］では基準電圧が得られなくなることがある。そのため、基準電圧を得るために、順電流Ｉｆを７［ｍＡ］から１０［ｍＡ］に変えて補正を行う。その後、経時でベルト表面が荒れ、順電流Ｉｆが１０［ｍＡ］では基準電圧が得られなくなってしまう。そのため、経時で生じるベルト表面の荒れ合わせて、徐々に電流値を上げていき、中間転写ベルトの寿命到達時には、順電流Ｉｆが１５［ｍＡ］とになったとする。また、中間転写ベルトの寿命直前に、周囲温度が当初よりも上がっていて、ＬＥＤの発光光量を上げるために順電流Ｉｆを１６［ｍＡ］にしたとする。これは、ＬＥＤの特性として同じ順電流Ｉｆを流していても、周囲温度が上がると発光光量が落ちるので、同じ発光光量を得るためには、順電流Ｉｆを上げる必要があるからである。

このような場合、順電流Ｉｆは（周囲温度６０［℃］における）定格電流の２０［ｍＡ］内に収まっているので設計上は問題ない。しかしながら、上記要因（１）から（５）が各項目、上下限でばらついた場合にも破綻しない、つまり、定格電流２０［ｍＡ］内で使用できるように、各部品毎に許容される公差を見積もり、公差設計しなくてはならず、本実施形態では、このことを公差配分としている。

また、光学センサの仕様（光学センサ単体、初期状態）で順電流Ｉｆの範囲をＩｆ（１）からＩｆ（２）までと規定しているのは、上記要因（１）であるメーカーから出荷されてくる光学センサの部品としてのばらつきをある所定の範囲に抑えておく、つまり、ばらつきの大きいものは使わないためである。

図６は、画像形成装置の制御ブロック図である。光学センサと括ってあるのは、光学センサ１６０単体の持つ機能であり、ＩＯＢ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｂｏａｄ）と括ってあるのが画像形成装置本体が持つ制御部２００である。光学センサ１６０による検知動作を行う際には、まず、制御部２０１によって装置本体に設けられた電源装置から発光素子（発光回路）５１へ定電流を供給する。なお、発光素子５１の発光光量は、発光素子５１へ供給する定電流量によって調整を行い、本実施形態では制御の都合上、ＰＷＭ（パルス幅変調）で制御している。次に、発光素子５１から発光された光は、被検知対象である中間転写ベルト７に照射され、そこからの反射光を受光素子（受光回路）５２が受光し、受光信号を出力する。従来の光学センサでは、受光素子５２から出力された受光信号を、そのまま制御部２０１へフィードバックしていたが、本実施形態では、上記受光信号の出力値を制御部２０２で必要に応じてゲイン調整を行ってから、制御部２０１にフィードバックする。

次に、画質調整制御動作の一連の流れを図７のフローチャートを用いて説明する。
まず、画質調整制御動作の実行判定に必要な情報（電源ＯＮ、印刷中、印刷終了時、待機時等であること示す情報）を取得する（Ｓ１）。次に各々の画質調整の有無を判定する（Ｓ２）。なお、このときに必要な調整項目のフラグを立てる。次に、感光体を帯電させる帯電電圧の制御などを行い、動作を開始する（Ｓ３）。現像装置の現像剤が新品の場合には、トナー濃度センサ４４の初期設定が必要と判断し（Ｓ４）、トナー濃度センサ４４の初期設定を実行する（Ｓ５）。

トナー濃度センサ４４の初期設定を行う際には、被検知対象である現像剤の正確なトナー濃度が分かっている必要がある。これは、トナー濃度が何［％］のときに何［Ｖ］出力するかの基準を決めるためである。そのため、トナー濃度が予め判っている新品の現像剤を用いる場合あるは装置本体を最初に立ち上げる場合に、トナー濃度センサ４４の初期設定を行う。トナー濃度センサ４４の初期設定の一例として、標準トナー濃度７［％］のときには、センサ出力は２．５［Ｖ］となるように制御電圧を調整し、その制御電圧はそのトナー濃度センサ４４と現像剤（現像ユニット）とが使われている限りは変更しない。その制御電圧は一定のままセンサ出力を読み、現像剤が今どれくらいの濃度であるかを算出する。何らかの意図によって、制御電圧を変更する場合もあるが、その際にも最初の設定条件を基準に変更を行うことになる。

次に、トナー濃度センサ４４の初期設定が正常に終了したかを判断し（Ｓ６）、正常に終了していれば、フラグをリセットして次のシーケンスに進む。トナー濃度センサ４４の初期設定が正常に終了しなければ、エラーメッセ−ジを表示して、一連の制御動作を終了する（Ｓ７）。次に、トナー濃度センサ４４の初期設定が正常に終了した場合やトナー濃度センサ４４の初期設定を行わなかった場合（Ｓ４でＮ）には、現像装置４内にトナーを充填（補給）する必要があるか否かを判断する（Ｓ８）。トナーの充填が必要と判断された場合には、トナー充填動作開始時にフラグをリセットして、現像装置４内へのトナー充填を実行し（Ｓ９）、トナーが所定量充填されるまでトナー充填を行う（Ｓ１０）。次に、トナー充填が必要でないと判断された場合やトナー充填が終了した後に、トナーエンドリカバリが必要か否かを判断する。トナーエンドリカバリが必要と判断された場合には、トナーエンドリカバリ実行開始時にフラグをリセットし、トナーエンドリカバリを実行する（Ｓ１２）。トナーエンドリカバリ終了後、現像装置４内のトナーが所定量かどうかを判断し（Ｓ１３）、トナーが所定量でない場合には、フラグをリセットし且つトナーエンドを表示して一連の動作を終了する（Ｓ１４）。トナーエンドリカバリを行う必要がない場合や、トナーが所定量の場合には、画像濃度制御及び色ズレ補正制御が必要か否かを判断する（Ｓ１５）。画像濃度制御及び色ズレ補正制御が必要と判断した場合には、光学センサ１６０の校正を行う（Ｓ１６）。なお、光学センサ１６０の校正動作開始時にフラグをリセットする。また、画像濃度制御及び色ズレ補正制御が必要ないと判断された場合には、画像調整制御の終了動作に入り、一連の制御動作を終了する（Ｓ２３）。

ここで、光学センサ１６０の校正動作（Ｓ１６）について、図１のフローチャートを用いて詳細に説明する。なお、光学センサ１６０の校正動作とは、受光素子５２から出力される受光信号の出力値が所定の範囲内となるように、発光素子５１に流す電流を変化させ発光素子５１の発光光量を調節することなどである。

まず、光学センサ１６０のオフセット電圧（ＬＥＤ無発光状態の出力電圧）を測定する（ＳＴＥＰ１）。これはノイズになるので、後述する画像濃度制御（電位制御）や色ずれ補正制御の過程で取り除かれる。これが異常であれば（ＳＴＥＰ２でＹ）終了し（ＳＴＥＰ４）、正常（０．１［Ｖ］程度）であれば（ＳＴＥＰ２でＮ）、次のシーケンスへ進む。次に、ＬＥＤをＯＮにする（ここでは、ＬＥＤを発光させることを示す）（ＳＴＥＰ３）。ＯＮしてしばらく（数秒程度）は、ＬＥＤの光量が安定しないため、安定するまで測定は行わない（ＳＴＥＰ５）。また、中間転写ベルト７が静止状態ではなく駆動状態の際に検知するので、その立ち上がりを待つ必要がある。なお、既に中間転写ベルト７が駆動していれば待つ必要はない。光学センサ１６０の出力（正反射出力）が安定したら、中間転写ベルト７の地肌部におけるセンサ出力（受光信号出力）を測定する。そして、そのセンサ出力の測定値が所定の値の範囲である４±０．５［Ｖ］に入るよう、ＬＥＤの順電流Ｉｆを調節する（ＳＴＥＰ６）。ここでは、２分割法によって調節を行う（ここには記載していないが、予め定めた回数実行する）。その結果において、判断が入る。まず、所定の電圧範囲に調整できたかどうかを判断する（ＳＴＥＰ７）。調整を行っても値が所定の電圧範囲内に入らなかったら異常と判断し（ＳＴＥＰ７でＮ）、対処を促すエラーメッセージを発信し一連の制御動作を終了する（ＳＴＥＰ１２）。上記値が調整の電圧範囲に入っていたら（ＳＴＥＰ７でＹ）、そのときのＬＥＤの順電流Ｉｆが所定の条件である条件ａ及び条件ｂを満たしているか判断する（ＳＴＥＰ８）。順電流Ｉｆが高すぎると調整の余裕度が減り、低すぎると光学センサ１６０としての特性が不安定になるなど、望ましくないので、上記調整後の順電流Ｉｆが所定の範囲にあるかどうかを判定する。

順電流Ｉｆが条件ａである数１の関係を満たす場合には問題ないと判断し、その値を確定値とする（ＳＴＥＰ９）。そして順電流Ｉｆの値が確定したらＬＥＤをＯＦＦし（ＳＴＥＰ１０）、この調整で確定したＬＥＤの順電流Ｉｆの値、オフセット電圧値及びセンサ出力値を制御部２００のメモリに保存して（ＳＴＥＰ１１）、正常終了となる。

順電流Ｉｆが条件ａを満たさずに、条件ｂである、数２または数３の関係を満たす場合には、センサ出力値のゲイン調整が必要と判断し、制御部２０２においてゲイン調整を行う（ＳＴＥＰ１３）。そして、その調整したゲインの値を制御部２００のメモリ（ＲＡＭ２０１など）に保存して（ＳＴＥＰ１４）、再度、光学センサ１６０のセンサ出力値が目標範囲となるようにＬＥＤの順電流Ｉｆの調整を行う（ＳＴＥＰ６）。以後、上述したシーケンスを行う。

なお、ＬＥＤの順電流Ｉｆが条件ａ及び条件ｂを満たさなければ、異常と判断し一連の制御を終了させる（ＳＴＥＰ１２）。

また、一例としてＩｆ（１）＝５［ｍＡ］、Ｉｆ（２）＝１３［ｍＡ］、Ｉｆ（３）＝３［ｍＡ］、Ｉｆ（４）＝１５［ｍＡ］、Ｉｆ（５）＝１［ｍＡ］及びＩｆ（６）＝２５［ｍＡ］のように設定することができるが、当然ながら、これらの値は機械構成や設計思想（順電流Ｉｆを変化させることができる範囲の余裕度を多くとるか、ほとんどとらないか等）によって適切に設定されるものである。

なお、ゲイン調整は光学センサ１６０の校正動作を行うたびに毎回行うに越したことはないが、一般に順電流Ｉｆは経時で徐々に変化するので必ずしも毎回行う必要はない。また、ゲイン調整を光学センサ１６０校正動作時に行うと、光学センサ１６０校正動作に要する時間が長くなってしまう。そのため、本実施形態のように、光学センサ１６０の校正動作の際に、順電流Ｉｆが数２且つ数３の関係を満たした場合にのみ制御部２０２によってセンサ出力値のゲイン調整を行うことで、光学センサ１６０校正動作に要する時間が必要以上に長くなるのを抑制することができる。

また、ゲイン調整は、そのときの光学センサ１６０の出力値をα倍する、という処理になるが、αは、少なくとも１水準以上（αｘ：ｘ＝１，２，３，・・・）設けておく。αｘ＝１にしておけば、ゲイン調整無しと同等となる。初期的には、α＝α１＝１とするなどしておいても良いし、予め、別の値を設定しておくこともある。なお、そのαの値は、制御部２００のメモリ（ＲＡＭ２０１など）に記憶し、次からはその値を用いて調整を行う。

また、例えば、制御部２００にカウンターを予め備えておき（制御部２００でなくとも構わない）、ゲイン調整を行ったらカウンターのカウントをＵＰする。そして、中間転写ベルトユニットや光学センサ１６０の交換など部品交換を検知したら、カウンターをリセットしカウントを初期化する。これにより、部品交換が行われたにもかかわらず、交換前の部品に係る情報を継続して使用することが無くなる。

なお、本実施形態で行うゲイン調整は、例えば以下のような場合に特に効果を発揮する。光学センサ１６０がトナーによって汚れたりＬＥＤの寿命などによって受光信号の出力値が低下し、その出力値を上げるためにＬＥＤの発光光量を増やす際、大電流でＬＥＤを発光させることになる場合がある。この場合、ＬＥＤに流す電流量が大きくなるにつれてＬＥＤの発熱量も増加するので、ＬＥＤが過剰に発熱してしまいＬＥＤの寿命が短くなってしまう。そのため、本実施形態のようにゲイン調整を行い上記出力値を増幅することで、上述したように順電流Ｉｆを所定の範囲内、つまり、ＬＥＤに流す電流量を適正値にすることができるので、ＬＥＤが過剰に発熱するのを抑制でき、ＬＥＤの短命化を防ぐことができる。

また、一般にＬＥＤの定格電流の値は、周囲温度が高温になるほど低くなるため（例えば、２０［℃］における定格電流が４０［ｍＡ］であったとしても、６０［℃］になると定格電流が２０［ｍＡ］まで低下するなど）、周囲温度が高い場合、ＬＥＤに供給できる電流量が少なすぎて発光光量を所望とする量まで増やすことができず、画質調整制御動作を正確に行うために必要な上記出力値を得ることができない場合がある。そのため、本実施形態のようにゲイン調整を行い受光信号の出力値を増幅することで、上述したようにＬＥＤに供給する電流量が少なく、発光光量が低くても画質調整動作を正確に行うために必要な上記出力値を得ることが可能となる。つまり、周囲温度が高温になってもＬＥＤ定格電流値以下の電流量で十分な上記出力値を得ることができる。

次に、上述した光学センサ１６０の校正を実行した後、光学センサ１６０の校正が正常に終了したか否かを判断する（Ｓ１７）。光学センサ１６０の校正が正常に終了しなかった場合には、エラーメッセージを表示し、一連の制御動作を終了する（Ｓ１８）。光学センサ１６０の校正が正常に終了した場合には、画像濃度制御及び色ズレ補正制御を実行する（Ｓ１９）。なお、この際、画像濃度制御のみ要、位置ズレ補正制御のみ要、及び、両方とも要のいずれかによって、次に行う制御動作内容が異なり、本フローチャートでは画像濃度制御のみ要とした場合の制御動作について示している。まず、画像濃度制御動作における光学センサ１６０の検知結果に基づいて画像濃度の調整が必要か否かを判断する（Ｓ２０）。画像濃度の調整が必要と判断された場合には、現像装置４内にトナーを補給したり、現像装置内のトナーを消費したりして現像装置４内のトナー濃度を調整する（Ｓ２１）。その後、現像バイアスなどの電位制御を実行して（Ｓ２２）、再度、画像濃度調整が必要か否かを判断する。そして、画像濃度の調整が必要ないと判断されれば、画像調整制御の終了動作に入り、一連の制御動作を終了する（Ｓ２３）。

このような、光学センサ１６０の校正動作を含む画質調整制御動作を行うことで、高品質の画像を得ることができる。なお、光学センサ１６０の校正動作で行うゲイン調整は、画像濃度調整動作や位置ズレ補正動作を行う際に必ずしも行う必要はない。これにより、ゲイン調整を行い光学センサ１６０の校正動作に係る時間が増すことによって、装置のダウンタイム（プリント不可の時間帯）が長くなるのを抑制することができる。また、本実施形態ではゲイン調整を画質調整制御動作の前に行うが、ゲイン調整のタイミングは、これに限るものではない。

以上、本実施形態によれば、表面にトナー像を担持する像担持体である中間転写ベルト７と、上記表面や上記トナー像に光を照射する発光手段である発光素子５１と、発光素子５１から照射され上記表面や上記トナー像で反射した光を受光し、上記光に応じた出力値を出力する受光手段である受光素子５２と、発光素子５１に電流を供給する電流供給手段である電源装置と、上記出力値が所定の範囲内になるように、受光素子５２からの上記出力値を参照しつつ発光素子５１に供給する電流の値を変化させ、発光素子５１の発光光量を調整する発光光量調整手段である制御部２０１とを備えた画像形成装置であるプリンタにおいて、上記出力値のゲインを調整するゲイン調整手段である制御部２０２を有しており、制御部２０２は、上記出力値が所定の範囲内となるように、上記電源手段から発光素子５１に供給する電流の値を制御部２０１によって変化させた後の電流値に応じて上記ゲインを調整するものであり、このゲイン調整後に再度、上記出力値が所定の範囲内となるように、上記電源装置から発光素子５１に供給する電流の値を制御部２０１によって変化させ、発光素子５１の上記発光光量を調整するように構成している。本実施形態においては、上記出力値が所定の範囲内となるように、制御部２０１が上記電源装置から発光素子５１に供給される電流の値を変化させて発光素子５１の発光光量を調整する。なお上記発光光量は、発光素子５１に供給される電流量が多くなれば大きくなり、上記電流量が少なくなれば小さくなる。そして、発光光量調整の際に変化させた電流値に応じて制御部２０２が上記出力値のゲイン調整を行う。上記電流値が所定の値よりも大きい場合には、上記出力値が増幅されるような、言い換えれば、受光素子５２の感度を上げるようなゲイン調整を行う。これにより、受光素子５２の感度が上がるので、ゲイン調整を行う前の発光光量よりも小さい発光光量で上記出力値を所定の範囲内にすることが可能となる。よって、このようにゲイン調整を行った後再度、上記出力値が所定の範囲内となるように、制御部２０１が上記発光光量を調整することで、上記電流値をゲイン調整前よりも小さくすることができる。したがって、発光素子５１に供給する電流量を少なくすることができるので、発光素子５１が過剰に発熱するのを抑え、発光素子５１の短命化を抑制できる。よって、発光素子５１の寿命を短くすることなく、適切な上記出力値を得ることができる。また、上記電流値が所定の値よりも小さい場合には、上記出力値を小さくするような、言い換えれば、受光素子の感度を下げるようなゲイン調整を行う。これにより、受光素子の感度が下がるので、ゲイン調整を行う前の発光光量よりも高い発光光量で上記出力値を所定の範囲内にすることが可能となる。よって、このようにゲイン調整を行った後再度、上記出力値が所定の範囲内となるように、制御部２０１が上記発光光量を調整することで、上記電流値をゲイン調整前よりも大きくすることができる。したがって、上記電流値を大きくすることができるので、発光素子に流す電流量を減らし過ぎることによって発光素子の特性が不安定になるのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、発光素子５１と受光素子５２とを有し、中間転写ベルト７の表面に担持された上記トナー像のトナー濃度及び該トナー像の位置ズレの少なくとも一方を検知する光学検知手段である光学センサ１６０を備えており、光学センサ１６０による、上記トナー像のトナー濃度及び上記トナー像の位置ズレの少なくとも一方の検知を実行する前に、制御部２０１による発光光量の調整、その発光光量の調整後に制御部２０２によるゲインの調整、及び、そのゲインの調整後に再度、制御部２０１による発光光量の調整、を行うように構成している。これにより、上記トナー像のトナー濃度及び上記トナー像の位置ズレの少なくとも一方の検知を実行する際に、光学センサ１６０によって正確なトナー像の光学特性を検知することができるので、制御部２００により適切な作像条件の制御（画質調整制御）を行うことができる。
また、本実施形態によれば、制御部２０２は、所定の条件下において上記ゲインの調整を行わないものである。これにより、所定の条件下では不必要にゲイン調整を行わないので、装置のダウンタイムを短縮することができる。
また、本実施形態によれば、制御部２０２が上記出力値のゲインを調整する前に制御部２０１によって変化させた上記電流値に基づいて、上記ゲインの調整を行うか否かの判断を行うゲイン調整判断手段を有しており、本実施形態においては制御部２００が上記ゲイン調整判断手段も兼ねている。これにより、発光素子５１に供給する電流である順電流Ｉｆが所定の範囲内にあるか無いかなどによってゲイン調整の実行判定ができるので、ゲイン調整を行うシーケンスを不必要に行うことなく、装置のダウンタイムを短縮することができる。
また、本実施形態によれば、制御部２０２は、制御部２０１によって変化させた上記電流値が、所定の閾値乃至所定の範囲よりも大きい場合には上記ゲインを上げる方向へ調整し、所定の閾値乃至所定の範囲よりも低い場合にはゲインを下げる方向へ調整するものである。これにより、ゲイン調整は発光光量の調整量を相殺する方向なので、発光光量側の調整の負荷を軽減することができる。
また、本実施形態によれば、制御部２０２は、上記ゲインを段階的に変化させて調整するものである。このように、ゲイン調整レベルを段階的にすることで、ゲイン調整の効果と実行頻度削減とを両立させることができる。
また、本実施形態によれば、上記ゲインの調整量に係る情報を記憶可能な記憶手段であるメモリ（ＲＡＭ２１２、ＲＯＭ２１３）を有しており、制御部２０２は、上記メモリと上記ゲインの調整量に係る情報をやり取りして、上記ゲインの調整を行うものである。これにより、画像形成装置の個体ごとに、それぞれに適したゲインの調整量が記憶されているので、処理時間の長時間化を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、上記ゲインの調整量に係る情報は、初期的には固定値である。これにより、初期的にはパラメータを固定することで、制御に用いるソフト仕様は簡略化される。また、「初期」ということが分かるので、部品交換後のシーケンスも複雑にならなくて済む。
また、本実施形態によれば上記記憶手段は、不揮発性であることを特徴とするものである。これにより、装置本体の電源がＯＦＦされた場合などに、ゲインの調整値が初期化されるのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、上記ゲインの調整を、装置本体外部から行うことが可能なように構成されていることを特徴とするものである。これにより、ユーザーの使用条件に合わせてサービスマンなどにより任意にゲインを設定できるので、よりカスタマイズした調整が行え、画質調整の精度を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、光学センサ１６０や中間転写ベルト７などを含む画質制御システムの部品交換が発生した場合には、その交換情報に基づいて、上記ゲインは初期化される。これにより、部品交換されるとゲイン調整レベルが初期化されるので、誤った情報（交換前の部品に基づくゲイン調整レベル）を継続して使用することが無くなる。
また、本実施形態によれば、中間転写ベルト７の移動する表面にトナー像を形成する画像形成ユニット１と、上記表面や上記トナー像に光を照射する発光素子５１と発光素子５１から照射された光を上記表面及び上記トナー像を介して受光し、上記光に応じた出力値を出力する受光素子５２とを有した光学検知手段である光学センサ１６０と、発光素子５１に電流を供給する電源装置と、上記出力値が所定の範囲内になるように受光素子からの上記出力値を参照しつつ発光素子５１に供給する電流の値を変化させ、発光素子５１の発光光量を調整する制御部２０１とを備えた画像形成装置の光学検知手段調整方法として、本発明を適用することにより、上述したよう効果、つまり、発光素子５１の寿命を短くすることなく、適切な上記出力値を得ることができる。

本発明の特徴部に係る光学センサの校正動作のフローチャート。 本実施形態に係るプリンタの概略構成図。 画像形成ユニットの拡大概略構成図。 パターン形成位置と光学センサの配設位置とを示した、中間転写ベルト近傍の拡大概略構成図。 光学センサの回路図。 光学センサの制御ブロック図。 画質調整制御動作のフローチャート。

符号の説明

１ 画像形成ユニット
２ 感光体
３ 帯電装置
４ 現像装置
５ 一次転写ローラ
６ クリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 駆動ローラ
１４ 二次転写ローラ
１５ 定着装置
１６ 光学センサユニット
２０ レーザー露光装置
２１ 給紙カセット
５１ 発光素子
５２ 受光素子
１００ プリンタ
１６０ 光学センサ
２００ 制御部
２０１ 制御部
２０２ 制御部

Claims (13)

1. 表面にトナー像を担持する像担持体と、
   該表面や該トナー像に光を照射する発光手段と、
   該発光手段から照射され該表面や該トナー像で反射した光を受光し、該光に応じた出力値を出力する受光手段と、
   該発光手段に電流を供給する電流供給手段と、
   該出力値が所定の範囲内になるように、該受光手段からの該出力値を参照しつつ該発光手段に供給する電流の値を変化させ、該発光手段の発光光量を調整する発光光量調整手段とを備えた画像形成装置において、
   該出力値のゲインを調整するゲイン調整手段を有しており、
   該ゲイン調整手段は、該出力値が所定の範囲内となるように、該電源供給手段から該発光手段に供給する電流の値を該発光光量調整手段によって変化させた後の電流値に応じて該ゲインを調整するものであり、このゲイン調整後に再度、該出力値が所定の範囲内となるように、該電源供給手段から該発光手段に供給する電流の値を該発光光量調整手段によって変化させ、該発光手段の該発光光量を調整するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記ゲイン調整手段は、上記発光光量調整手段によって変化させた後の上記電流値が所定の範囲よりも大きければ、上記ゲインが大きくなるように調整し、該電流値が所定の範囲よりも小さければ、該ゲインが小さくなるように調整するものであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２の画像形成装置において、
   上記発光手段と上記受光手段とを有し、上記像担持体の表面に担持された上記トナー像のトナー濃度及び該トナー像の位置ズレの少なくとも一方を検知する光学検知手段を備えており、
   該光学検知手段による、該トナー像のトナー濃度及び該トナー像の位置ズレの少なくとも一方の検知を実行する前に、上記発光光量調整手段による発光光量の調整、該発光光量の調整後に上記ゲイン調整手段による上記ゲインの調整、及び、該ゲインの調整後に再度、該発光光量調整手段による該発光光量の調整、を行うように構成したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１、２または３の画像形成装置において、
   上記ゲイン調整手段は、所定の条件下において上記ゲインの調整を行わないものであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、
   上記ゲイン調整手段が上記出力値のゲインを調整する前に上記発光光量調整手段によって変化させた上記電流値に基づいて、上記ゲインの調整を行うか否かの判断を行うゲイン調整判断手段を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、
   上記ゲイン調整手段は、上記発光光量調整手段によって変化させた上記電流値が、所定の閾値よりも大きい場合には上記ゲインを上げる方向へ調整し、所定の閾値よりも低い場合にはゲインを下げる方向へ調整するものであることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、
   上記ゲイン調整手段は、上記ゲインを段階的に変化させて調整するものであることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、
   上記ゲインの調整量に係る情報を記憶可能な記憶手段を有しており、
   上記ゲイン調整手段は、該記憶手段と該ゲインの調整量に係る情報をやり取りして、該ゲインの調整を行うものであることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８の画像形成装置において、
   上記ゲインの調整量に係る情報は、初期的には固定値であることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項８または９の画像形成装置において、
    上記記憶手段は、不揮発性であることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、
    上記ゲインの調整を、装置本体外部から上記ゲインの調整を行えるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、
    少なくとも像担持体及び光学検知手段が交換されたことを検知する検知手段を有しており、該検知手段の検知結果に基づいて、上記ゲイン調整手段は上記ゲインを初期化することを特徴とする画像形成装置。
13. 表面にトナー像を担持する像担持体と、
    該表面や該トナー像に光を照射する発光手段と該発光手段から照射され該表面や該トナー像で反射した光を受光し該光に応じた出力値を出力する受光手段とを有する光学検知手段と、
    該発光手段に電流を供給する電流供給手段と、
    該出力値が所定の範囲内になるように、該受光手段からの該出力値を参照しつつ該発光手段に供給する電流の値を変化させ、該発光手段の発光光量を調整する発光光量調整手段とを備えた画像形成装置の光学検知手段調整方法において、
    該出力値のゲインを調整するゲイン調整手段が、該出力値が所定の範囲内となるように、該電源供給手段から該発光手段に供給する電流の値を該発光光量調整手段によって変化させた後の電流値に応じて該ゲインを調整し、このゲイン調整後に再度、該出力値が所定の範囲内となるように、該電源供給手段から該発光手段に供給する電流の値を該発光光量調整手段によって変化させ、該発光手段の該発光光量を調整することを特徴とする光学検知手段調整方法。

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