JP5151552B2 - 光学センサの制御方法、光学センサ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像特性を検査するための光学センサを制御する方法、その光学センサ、及び前記光学センサを備えた画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、感光体や中間転写ベルト等の像担持体上に形成したテストパターンを、センサによって検知し、その検知結果から得られた画像特性データに基づいて、画像形成パラメータを調整することが行われている。

上記テストパターンは、例えば、図１０に示す画像位置ずれ検知用のラインパターンＡ１や、図１１に示す画像濃度検知用の階調パターンＡ２等がある。図１０及び図１１に示す各種のテストパターンＡ１，Ａ２は、それぞれ中間転写ベルト上に形成されており、この中間転写ベルトの移動に伴いテストパターンＡ１，Ａ２がセンサＳの直下を通過することによって検知される。一般的に、これらのテストパターンを検知するセンサとして光学センサが適用されている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。

図１２に、光学センサの概略構成を示す。図１２に示すように、光学センサＳは、中間転写ベルト３００上に形成したテストパターンＡに投光する投光手段（発光素子）１００と、テストパターンＡからの反射光を受光する受光手段（受光素子）２００と、受光手段２００によって受光した反射光の出力を所定回数サンプリングするサンプリング部（図示省略）とを有している。

従来の画像形成装置として、検知する画像特性の検査条件に応じて、光学センサのサンプリング周期を変更するように構成したものがある。例えば、特許文献３の画像形成装置は、階調パターンの階調面積率等に応じて、サンプリング周期を変更している。また、特許文献４の画像形成装置は、異なる種類のテストパターン（線画パターンと描画パターン）に応じて、サンプリング周期を変更するように構成している。
特開２００６−２２０８４５号公報 特開２００６−１３９１８０号公報 特開平１０−３２６０３１号公報 特開２００４−２３３６７３号公報

しかしながら、上記特許文献３や特許文献４に示す画像形成装置は、画像特性の検査条件に応じて、サンプリング周期の制御は行われているが、サンプリング時の投光手段の制御は行われていない。サンプリング周期が短い検査と、サンプリング周期が長い検査において、投光手段によって同様に投光すると、特にサンプリング周期が長い検査時において、サンプリングに不必要な投光時間が多くなる。この不必要な投光は、消費電力の増大や、投光手段（発光素子）の寿命を短くする要因になっている。

従来、投光手段の長寿命化や消費電力の低減を図るために、特開２００５−１０６５２５号公報に記載の画像形成装置が提案されている。この画像形成装置は、サンプリング時には、投光手段を連続的に点灯（全点灯）させているが、サンプリングをしていないときには、投光手段を間欠的に点灯させるようにしている。しかし、この画像形成装置は、ひとつのセンサで２種類以上の画像特性を検査できるものではなく、異なる画像特性の検査条件に対応して、投光手段を制御することについては考慮されていない。

また、同様に、上記特許文献１と特許文献２についても、投光手段の制御については考慮されていない。

本発明は、斯かる事情に鑑み、異なる画像特性を検知する光学センサの投光手段の長寿命化や消費電力の低減等を図り得る光学センサの制御方法、その光学センサ、及び前記光学センサを備えた画像形成装置を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、画像特性を検査するためのテストパターンに、投光手段によって投光すると共に、当該テストパターンからの反射光を受光手段によって受光して、画像特性データを所定回数サンプリングする光学センサの制御方法において、前記投光手段の投光動作を、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が異なる画像特性の検査に応じて切り換えて、画像特性データの所定回数のサンプリング中における前記投光手段の投光時間の割合を、前記異なる画像特性の検査ごとに異ならせるように制御することを特徴とする方法である。

投光手段の投光動作を異なる画像特性の検査に応じて切り換えることによって、それぞれの検査中の投光時間を調整することが可能である。これにより、不必要な投光を抑制することができ、投光のための消費電力の低減や、投光手段の長寿命化を図ることが可能である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の光学センサの制御方法において、前記投光手段の投光動作を異なる画像特性の検査に応じて制御して、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が多い画像特性の検査時よりも、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が少ない画像特性の検査時において、画像特性データの所定回数のサンプリング中における前記投光手段の投光時間の割合を小さくする方法である。

投光手段の投光動作を上記のように制御することによって、単位時間当たりのサンプリング回数の少ない検査時において、サンプリング時以外の不必要な投光を抑制することができる。これにより、投光のための消費電力を低減することができると共に、投光手段の長寿命化を図ることが可能である。

請求項３の発明は、請求項２に記載の光学センサの制御方法において、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が多い画像特性の検査時において、前記投光手段を連続的に投光させると共に、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が少ない画像特性の検査時において、前記投光手段を間欠的に投光させるように制御する方法である。

単位時間当たりのサンプリング回数の少ない場合において、投光手段を間欠的に投光させることによって、連続的に投光させるよりも、投光のための消費電力を低減することができると共に、投光手段の長寿命化を図ることが可能である。

請求項４の発明は、請求項２に記載の光学センサの制御方法において、前記投光手段を間欠的に投光させるように制御し、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が多い画像特性の検査時よりも、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が少ない画像特性の検査時において、前記投光手段を間欠的に投光させる投光周期の一周期当たりの投光時間の割合を小さくする方法である。

単位時間当たりのサンプリング回数の少ない場合において、投光周期の一周期当たりの投光時間の割合を小さくすることによって、画像特性データの所定回数のサンプリング中における投光手段の投光時間の割合を小さくすることができる。これにより、投光のための消費電力を低減することができると共に、投光手段の長寿命化を図ることが可能である。

請求項５の発明は、請求項２に記載の光学センサの制御方法において、前記投光手段を間欠的に投光させるように制御し、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が多い画像特性の検査時よりも、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が少ない画像特性の検査時において、前記投光手段を間欠的に投光させる投光周期を長くすると共に、前記投光周期の一周期当たりの投光時間の割合を小さくする方法である。

単位時間当たりのサンプリング回数の少ない場合において、投光周期を長く、投光周期の一周期当たりの投光時間の割合を小さくすることによって、画像特性データの所定回数のサンプリング中における投光手段の投光時間の割合を小さくすることができる。これにより、投光のための消費電力を低減することができると共に、投光手段の長寿命化を図ることが可能である。

請求項６の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の光学センサの制御方法において、前記単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が多い画像特性の検査として、画像位置ずれ検査を適用し、前記単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が少ない画像特性の検査として、画像濃度検査を適用した方法である。

画像濃度を検査する場合において、サンプリング時以外の不必要な投光を抑制することができる。これにより、投光のための消費電力を低減することができると共に、投光手段の長寿命化を図ることが可能である。

請求項７の発明は、請求項６に記載の光学センサの制御方法において、前記画像位置ずれ検査時よりも、前記画像濃度検査時において、前記投光手段に大きい電流を供給する方法である。

所定回数のサンプリング中における投光時間の割合が小さい場合は、その割合が大きい場合に比べて、投光させるために投光手段に供給できる最大電流値（最大定格）は大きくなる傾向にある。このため、画像濃度検査において、所定回数のサンプリング中における投光時間の割合を小さくすることによって、画像濃度検査における投光手段に供給可能な最大電流値を大きくすることができる。これにより、画像濃度検出時において、より大きな電流を投光手段に供給することができ、受光量を十分に確保して画像濃度の検知精度を向上させることができる。

請求項８の発明は、投光手段と受光手段とを備え、前記投光手段から画像特性を検査するためのテストパターンに投光すると共に、当該テストパターンからの反射光を前記受光手段によって受光して、画像特性データをサンプリングする光学センサにおいて、前記投光手段の投光動作を異なる画像特性の検査に応じて制御する制御手段を備え、請求項１から７のいずれか１項に記載の光学センサの制御方法によって、前記投光手段を制御するように構成したものである。

投光手段の投光動作を、請求項１から７のいずれか１項に記載の制御方法によって制御することによって、投光のための消費電力を低減することができると共に、投光手段の長寿命化を図ることが可能である。

請求項９の発明は、請求項８に記載の光学センサを備えた画像形成装置である。

上記請求項８と同様に、投光のための消費電力を低減することができると共に、投光手段の長寿命化を図ることが可能である。

本発明の光学センサの制御方法によれば、投光手段の投光動作を異なる画像特性の検査に応じて制御することにより、不必要な投光を抑制することができる。これにより、投光のための消費電力を低減することができると共に、投光手段の長寿命化を図ることが可能である。

また、本発明の光学センサ、及びこれを備えた画像形成装置においても、上記と同様の効果を奏することができる。

図１は、本発明に係る画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。図１に示す本発明の画像形成装置は、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色の現像剤によって画像を形成するための４つの作像部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋを有する。

各作像部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、互いに異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。そこで、１つの作像部１Ｙを例にその構成を説明する。

作像部１Ｙは、静電潜像を担持する像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段３と、感光体２の表面の静電潜像に対してトナーを供給してトナー像を形成する現像手段４と、感光体２の表面に付着した残留トナーを除去するクリーニング手段５と、感光体２の残留電荷の除去を行う除電ランプ等の除電手段６を備えている。クリーニング手段５としては、クリーニングブレード、クリーニングローラ又はクリーニングブラシ等を適用することが可能である。あるいは、これらを併用してもよい。

各作像部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面に静電潜像を形成する露光装置７が配設されている。また、各作像部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの下方には、中間転写ユニット８が配設されている。中間転写ユニット８は、駆動ローラ及び従動ローラから成る複数のローラ９，１０，１１と、当該複数のローラ９，１０，１１に掛け渡された無端ベルト状の中間転写ベルト１２を有する。

４つの作像部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの各感光体２に対向して、転写手段としての４つの一次転写ローラ１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｂｋが配設されている。４つの一次転写ローラ１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｂｋと各感光体２とによって、中間転写ベルト１２を挟み込んで一次転写ニップを形成している。

中間転写ユニット８の図の下部のローラ１０に対向して、二次転写ローラ１４が配設されている。この二次転写ローラ１４とローラ１０によって中間転写ベルト１２を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、中間転写ユニット８の図の左側のローラ１１に対向して、ベルトクリーニング装置１５が配設されている。

本発明の画像形成装置の下部には、少なくとも１つの（図において２つの）給紙部１６が配設されている。給紙部１６は、記録紙Ｐを複数枚重ねて収容可能な給紙カセット１７と、給紙カセット１７から記録紙Ｐを搬出する給紙ローラ１８とを有する。

給紙部１６から二次転写ローラ１４に至る給紙経路Ｒ１の途中には、搬送ローラ１９とレジストローラ２０が配設されている。また、二次転写ローラ１４から画像形成装置の外側に設けた排紙トレイ２１に至る用紙搬送経路Ｒ２の途中には、定着ユニット２２が配設されている。定着ユニット２２は、例えば、ヒータ等の加熱源を有する定着ローラ２２ａと、定着ローラ２２ａに当接した加圧ローラ２２ｂによって構成されている。

この画像形成装置は、両面印刷機構を有し、両面印刷用の用紙反転部Ｒ３を、用紙搬送経路Ｒ２から分岐して設けている。用紙反転部Ｒ３には正逆方向に回転するスイッチバックローラ２３が配設されている。また、用紙反転部Ｒ３は、再給紙経路Ｒ４を介して給紙経路Ｒ１に接続されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
まず、作像動作について１つの作像部１Ｙを例にして説明する。帯電手段３によって感光体２の表面を均一な高電位に帯電させる。画像データに基づいて露光装置７から感光体２の表面にレーザビームが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。この感光体２の表面の静電潜像が形成された部分に、現像手段４によって帯電させたトナーを静電的に転移させ、イエローのトナー像を形成（可視画像化）する。

一次転写ローラ１３Ｙに、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ローラ１３Ｙと感光体２との間の一次転写ニップにおいて電界（転写電界）を形成する。そして、一次転写ニップにおいて、回転する感光体２上のトナー画像を、図の矢印方向に走行する中間転写ベルト１２に転写する。

その他の各作像部１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋにおいても、同様にして感光体２上にトナー像を形成し、４色のトナー像を互いに重なり合うように中間転写ベルト１２に転写する。

また、各クリーニング手段５は、一次転写行程を経た後の感光体２の表面に付着している残留トナーを除去する。その後、除電手段６によって、感光体２の残留電荷の除電を行う。

一方、給紙部１６の給紙ローラ１８を回転させて、給紙カセット１７から記録紙Ｐを送り出す。給紙カセット１７から送り出された記録紙Ｐは、各搬送ローラ１９によって給紙経路Ｒ１を搬送され、レジストローラ２０によって一旦停止される。

上記作像動作によって、中間転写ベルト１２に各色のトナー像を重ね合わせた合成トナー像を形成した後、レジストローラ２０の駆動を再開し、中間転写ベルト１２上の合成トナー像とタイミング（同期）をとって記録紙Ｐを二次転写ローラ１４とローラ１０との間の二次転写ニップへ送る。そして、二次転写ニップに送られてきた記録紙Ｐに中間転写ベルト１２上の合成トナー像を転写する。

合成トナー像を転写した記録紙Ｐは、用紙搬送経路Ｒ２を通って定着ユニット２２へと搬送される。定着ユニット２２に送り込まれた記録紙Ｐは、定着ローラ２２ａと加圧ローラ２２ｂ間に挟まれて加熱・加圧され、合成トナー像が記録紙Ｐ上に定着される。その後、記録紙Ｐは排紙トレイ２１に排出されストックされる。

また、両面印刷を行う場合は、片面（表の面）に画像を定着した記録紙Ｐを、排紙トレイ２１に排出せずに、用紙反転部Ｒ３へ搬送する。用紙反転部Ｒ３へ到達した記録紙Ｐは、スイッチバックローラ２３による逆回転によって逆向きに搬送され、再給紙経路Ｒ４へ送り出される。これを、一般に、スイッチバック動作と呼び、この動作によって記録紙Ｐの表裏を反転させることができる。そして、記録紙Ｐは給紙経路Ｒ１に合流し、二次転写ニップにおいて、上記片面に転写した場合と同様にして、記録紙Ｐの裏面に画像が転写される。その後、定着ユニット２２によって、記録紙Ｐの裏面に画像を定着し、記録紙Ｐを排紙トレイ２１へ排出する。

以下、本発明の特徴部分である光学センサの構成及びその制御方法について詳しく説明する。
本発明の画像形成装置は、画像特性を検査するために形成したテストパターンを検知するための光学センサを備えている。具体的には、図１に示す中間転写ベルト１２の図の右端上に３つの光学センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が設けられている。ただし、本発明において、光学センサの個数はこれに限定されない。図２に示すように、各光学センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は基板２４に付設され、基板２４によって各光学センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は中間転写ベルト１２から離間した状態で支持さている。

図３と図４に、各光学センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の構成例を示す。ただし、本発明の光学センサは、これら以外の構成であってもよい。

図３に示す光学センサは、中間転写ベルト１２等の検知対象２５に投光する１つの投光手段（発光素子）２６と、検知対象２５からの反射光を受光する２つの受光手段（受光素子）２７，２８と、各受光手段２７，２８に対応したレンズを有するレンズ板２９等を備えている。２つの受光手段２７，２８のうち、一方の受光手段２７は正反射光検知用の第１受光手段であり、他方の受光手段２８は拡散反射光検知用の第２受光手段である。光沢度の高い中間転写ベルト１２から反射される正反射光を、黒色のテストパターンが遮ることによって、正反射光量が減少する。この減少した正反射光量を正反射光検知用の第１受光手段２７が検知して、黒色のテストパターンの濃度（トナー付着量）を認識する。一方、拡散反射光検知用の第２受光手段２８は、黒色以外のカラー色のテストパターンから反射される拡散反射光を検知して、カラー色のテストパターンの濃度（トナー付着量）を認識する。これにより、各光学センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、上記４色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナーによって、形成されるテストパターンを検知することができる。

図４の光学センサは、正反射用の投光を行う第１投光手段３０と、拡散反射用の投光を行う第２投光手段３１と、第１・第２投光手段３０，３１によって検知対象３３に投光された光の反射光を受光する１つの受光手段３２を備えている。これにより、図４に示す光学センサも、正反射光と拡散反射光の両方を検知することができる。なお、図４において、符号３４はレンズ板である。

また、上記図３及び図４において、図示省略しているが、光学センサは、投光手段の投光動作を制御する制御手段と、受光手段によって受光した反射光の出力から画像特性データを所定回数サンプリングするサンプリング部とを有している。なお、前記投光手段の制御手段及びサンプリング部を、光学センサ以外の部材、例えば画像形成装置本体等に配設してもよい。

以下、本発明の光学センサによるテストパターンの検知動作について説明する。
図５の平面図に示すように、各色の作像部によって、中間転写ベルト１２上にテストパターンＡ１，Ａ２を形成する。この実施形態では、上記テストパターンとして、画像位置ずれ検知用のラインパターンＡ１と、画像濃度検知用の階調パターンＡ２が形成されている。詳しくは、中間転写ベルト１２上に形成した３列の各種のテストパターンのうち、図の左側と右側にはそれぞれラインパターンＡ１のみが形成され、図の中央にはラインパターンＡ１と階調パターンＡ２の両方が形成されている。

そして、中間転写ベルト１２が図の矢印の方向に移動すると、図の中央の光学センサＳ２において、階調パターンＡ２が検知される。詳しくは、階調パターンＡ２が、図の中央の光学センサＳ２の直下に配置されたときに、光学センサＳ２の投光手段によって階調パターンＡ２に投光し、階調パターンＡ２から反射した反射光を、受光手段によって受光する。階調パターンＡ２が、図の中央の光学センサＳ２の直下を通過する間に、受光手段によって受光した反射光の出力から、濃度（画像特性データ）を所定回数サンプリングする。これにより、階調パターンＡ２における複数点の画像濃度を検知し、それらを平均化することによって画像濃度を算出する。そして、算出した画像濃度のデータに基づいて、現像バイアス、帯電バイアス、レーザ露光パワー等の画像形成パラメータを最適に制御する。

階調パターンＡ２の検知を終えた後、各光学センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３によってラインパターンＡ１の通過を検知する。この場合も同様に、ラインパターンＡ１が各光学センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の直下を通過する際に、投光手段によってラインパターンＡ１に投光し、ラインパターンＡ１から反射した反射光を、受光手段によって受光する。そして、受光手段によって受光した反射光の出力から所定回数サンプリングして、各ラインパターンＡ１の位置データ（画像特性データ）を測定する。これにより、各ラインパターンＡ１同士のずれ量等を算出する。その後、算出したずれ量等に基づいて、副走査レジスト（上記ベルト移動方向のずれ）、主走査レジスト、又は傾き（スキュー）等による、各色の画像間に生じる色ずれ（位置ずれ）を調整する。また、中間転写ベルト１２上の（主走査方向の）３箇所においてラインパターンＡ１を検知することによって、上記色ずれの調整をより細かく行うようにしている。

また、ラインパターンＡ１のサンプリングは、線状のラインパターンＡ１が光学センサの直下を通過していくタイミングを正確に測定する必要があるので、単位時間当たりのサンプリング回数が多くなる。これに対し、階調パターンＡ２のサンプリングは、所定の面積を有する階調パターンＡ２の範囲内でサンプリングすればよいため、単位時間当たりのサンプリング回数は少なくても構わない。

例えば、図６の（ａ）と（ｂ）に、光学センサによる画像特性データのサンプリングのタイミングチャートの一例を示す。同図（ａ）（ｂ）において、上に凸の部分が、サンプリングを行っている時間である。ラインパターンＡ１を検知する場合は、単位時間当たりのサンプリング回数が多いため、図６の（ａ）に示すサンプリング周期の短いタイミングチャートを適用することが好ましい。一方、階調パターンＡ２を検知する場合は、単位時間当たりのサンプリング回数の少なくてよいので、図６の（ｂ）に示すサンプリング周期の長いタイミングチャートが適用される。

また、図５の中央の光学センサＳ２は、ラインパターンＡ１と階調パターンＡ２を検知するように構成されている。このため、光学センサＳ２は、サンプリングのタイミングチャートを、図６の（ａ）と（ｂ）の間で切り換えることができるように制御されている。しかし、ラインパターンＡ１と階調パターンＡ２を検知する場合において、投光手段による投光を同様に行うと、特に、単位時間当たりのサンプリング回数が少ない階調パターンＡ２の検知時において、サンプリングに不必要な投光時間が多くなり、投光のための電力が無駄に消費される問題がある。また、不必要な投光は、投光手段の寿命を短くする要因にもなる。そこで、本発明では、投光手段の投光動作を、以下のように制御するようにしている。

図７に、サンプリングと投光動作のそれぞれのタイミングチャートを示す。図７の（ａ）（ｂ）において、点線で示すのが、サンプリングのタイミングチャート、実線で示すのが投光動作のタイミングチャートである。

図７の（ａ）は、ラインパターンＡ１を検知する場合等のサンプリング周期の短い（又は、単位時間当たりのサンプリング回数が多い）場合における投光動作のタイミングチャートを示す。このとき、投光手段の投光動作（発光）は、サンプリング開始から終了まで連続的に行っている。サンプリングを行っている間、投光手段が連続的に投光することによって、サンプリング周期が短い場合であっても、光学センサＳ２は画像特性データを安定して得ることができる。

図７の（ｂ）は、階調パターンＡ２を検知する場合などのサンプリング周期が長い（又は、単位時間当たりのサンプリング回数が少ない）場合における投光動作のタイミングチャートを示す。この場合は、図７の（ｂ）に示すように、投光手段を、サンプリングのタイミングに合わせて、間欠的に投光させている。すなわち、サンプリング周期の長短（又は、単位時間当たりのサンプリング回数の多い・少ない）に応じて、投光手段を、連続的に投光する場合と、間欠的に投光する場合とに切り換えるようにしている。投光手段を間欠的に投光させることによって、連続的に投光する場合に比べて、所定回数のサンプリング中における投光時間の割合を小さくすることができる。これにより、サンプリング周期が長い（又は、単位時間当たりのサンプリング回数の少ない）場合において、サンプリング時以外の不必要な投光を抑制することができ、投光のための消費電力の低減と、投光手段の長寿命化を図ることが可能である。

なお、上記「所定回数のサンプリング中における投光時間の割合」とは、例えば、図７の（ａ）又は（ｂ）において、最初のサンプリングから最後のサンプリングを行うまでの時間に対する、その時間内の投光時間合計の割合である。

また、図８に、サンプリングと投光動作の別のタイミングチャートを示す。図８の（ａ）（ｂ）において、点線で示すのが、サンプリングのタイミングチャート、実線で示すのが投光動作のタイミングチャートである。図８の（ａ）は、サンプリング周期が短い場合における投光動作のタイミングチャートを示す。一方、図８の（ｂ）は、サンプリング周期が長い場合における投光動作のタイミングチャートを示している。

この場合、図８の（ａ）（ｂ）のそれぞれにおいて、投光手段を、対応するサンプリングのタイミングに合わせて間欠的に投光させている。図８の（ａ）と（ｂ）の各投光動作のタイミングチャートを比較すると、（ｂ）における投光周期Ｘ２は、（ａ）における投光周期Ｘ１よりも長い。また、投光周期の一周期当たりの投光時間の割合を、投光デューティと呼称すると、（ｂ）における投光デューティ（Ｙ２／Ｘ２）は、（ａ）における投光デューティ（Ｙ１／Ｘ１）よりも小さい。図８の（ａ）と（ｂ）では、一回分の投光時間（Ｘ１とＸ２）は同じ長さに設定されているが、（ｂ）における投光周期（Ｘ２）が（ａ）における投光周期（Ｘ１）よりも長くなっていることにより、（ｂ）の投光デューティが（ａ）の投光デューティに比べて小さくなっている。これにより、サンプリング周期の長い（又は、単位時間当たりのサンプリング回数の少ない）検査時において、所定回数のサンプリング中における投光時間の割合を小さくすることができ、投光のための消費電力の低減や、投光手段の長寿命化を図ることが可能である。

また、図９に、サンプリングと投光動作のさらに別のタイミングチャートを示す。図９の（ａ）（ｂ）において、点線で示すのが、サンプリングのタイミングチャート、実線で示すのが投光動作のタイミングチャートである。図９の（ａ）は、サンプリング周期の短い（又は、単位時間当たりのサンプリング回数の多い）場合における投光動作のタイミングチャートを示す。一方、図９の（ｂ）は、サンプリング周期の長い（又は、単位時間当たりのサンプリング回数の少ない）場合における投光動作のタイミングチャートを示している。

この場合、図９の（ａ）（ｂ）におけるそれぞれの投光周期（Ｘ３とＸ４）はどちらも同じ長さであるが、（ｂ）における一回分の投光時間（Ｙ４）を（ａ）における一回分の投光時間（Ｙ３）より短くしている。これにより、図９の（ｂ）における投光デューティ（Ｙ４／Ｘ４）が、図９の（ａ）における投光デューティ（Ｙ３／Ｘ３）より小さくなり、所定回数のサンプリング中における投光時間の割合を小さくすることができる。

なお、図７〜図９に示す例と異なり、投光動作を不等間隔な周期で行う場合であっても、単位時間当たりのサンプリング回数の少ない場合において、所定回数のサンプリング中における投光時間の割合を小さくすればよい。

ところで、画像濃度の検査において、高精度の受光感度を得るには、光学センサの出力のダイナミックレンジを広くすることが好ましい。光学センサの出力のダイナミックレンジが広いと、画像濃度の分解能力が高まり、画像濃度の検知精度が向上する。しかし、光学センサのロバスト性（外乱が生じても適切な出力を行える性質）等を向上させるために、光路中に絞りやレンズを介在させているため、受光手段での受光量が不足してダイナミックレンジが狭くなる場合がある。この受光量不足を解消するには、投光手段にできるだけ大きな電流を供給して投光量を十分に確保することが望まれる。

一般的に、投光デューティが小さいと、投光させるために投光手段に供給できる最大電流値（最大定格）は大きくなる傾向にある。例えば、図７〜図９において、各図の（ｂ）のように投光デューティが小さい（又は、所定回数のサンプリング中における投光時間の割合が小さい）場合、その投光手段に供給可能な最大電流値は、各図の（ａ）における投光手段に供給可能な最大電流値よりも大きくなる。本発明では、画像濃度検査時の投光デューティは、画像位置ずれ検査時の投光デューティよりも小さくなるように制御しているため、画像濃度検査において投光手段に供給可能な最大電流値は、画像位置ずれ検査において投光手段に供給可能な最大電流値より大きくなる。これにより、画像濃度検出時において、より大きな電流を投光手段に供給することができ、受光量を十分に確保して光学センサの出力のダイナミックレンジを広くすることが可能である。

なお、画像位置ずれ検査においては、デジタル的にラインパターンを検知するため、投光量や受光量を大きくすることは、検知精度を向上させるためにはあまり重要ではない。

以上、本発明の光学センサを、複数の感光体を有するタンデム型間接転写方式のカラー画像形成装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明の光学センサを、タンデム型直接転写方式のカラー画像形成装置や、１つの感光体を有する中間転写方式のカラー画像形成装置、あるいは直接転写方式の単色（モノクロ）画像形成装置にも適用可能である。また、本発明の光学センサを、インクジェット式の画像形成装置に適用してもよい。また、光学センサは、中間転写ベルト上に配設する以外に、感光体に対向して配設して、感光体の表面に形成される単色の階調パターン及びラインパターンを検知するものであってもよい。この場合、単色のラインパターンを検知することによって、感光体の偏心等による感光体の表面線速変動を検知することができる。例えば、単色（モノクロ）画像形成装置であれば、通常、感光体に形成したトナー像は記録紙に直接転写する構造となっているため、光学センサは感光体に対向した位置に配設される。

また、本発明の光学センサは、上記画像濃度検知用の階調パターン及び画像位置ずれ検知用のラインパターン以外のテストパターンを検知するものであってもよい。また、１つの光学センサによって、３種類以上のテストパターンを検知する場合にも、本発明を適用可能である。

本発明の画像形成装置の全体構成図である。 本発明の光学センサの配設位置を説明するための斜視図である。 本発明の光学センサの一実施形態を示す概略構成図である。 本発明の光学センサの他の実施形態を示す概略構成図である。 テストパターンを示す平面図である。 サンプリングのタイミングチャートを示す図であって、（ａ）は画像位置ずれ検査時のタイミングチャートを示す図、（ｂ）は画像濃度検査時のタイミングチャートを示す図である。 サンプリングと投光動作のタイミングチャートを示す図であって、（ａ）は画像位置ずれ検査時のタイミングチャートを示す図、（ｂ）は画像濃度検査時のタイミングチャートを示す図である。 サンプリングと投光動作の別のタイミングチャートを示す図であって、（ａ）は画像位置ずれ検査時のタイミングチャートを示す図、（ｂ）は画像濃度検査時のタイミングチャートを示す図である。 サンプリングと投光動作のさらに別のタイミングチャートを示す図であって、（ａ）は画像位置ずれ検査時のタイミングチャートを示す図、（ｂ）は画像濃度検査時のタイミングチャートを示す図である。 画像位置ずれ検知用のラインパターンを示す平面図である。 画像濃度検知用の階調パターンを示す平面図である。 光学センサの概略構成図である。

符号の説明

２６ 投光手段
２７ 受光手段
２８ 受光手段
３０ 投光手段
３１ 投光手段
３２ 受光手段
Ａ１ ラインパターン
Ａ２ 階調パターン
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 光学センサ

Claims (9)

1. 画像特性を検査するためのテストパターンに、投光手段によって投光すると共に、当該テストパターンからの反射光を受光手段によって受光して、画像特性データを所定回数サンプリングする光学センサの制御方法において、
   前記投光手段の投光動作を、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が異なる画像特性の検査に応じて切り換えて、
   画像特性データの所定回数のサンプリング中における前記投光手段の投光時間の割合を、前記異なる画像特性の検査ごとに異ならせるように制御することを特徴とする光学センサの制御方法。
2. 前記投光手段の投光動作を異なる画像特性の検査に応じて制御して、
   単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が多い画像特性の検査時よりも、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が少ない画像特性の検査時において、画像特性データの所定回数のサンプリング中における前記投光手段の投光時間の割合を小さくする請求項１に記載の光学センサの制御方法。
3. 単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が多い画像特性の検査時において、前記投光手段を連続的に投光させると共に、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が少ない画像特性の検査時において、前記投光手段を間欠的に投光させるように制御する請求項２に記載の光学センサの制御方法。
4. 前記投光手段を間欠的に投光させるように制御し、
   単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が多い画像特性の検査時よりも、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が少ない画像特性の検査時において、前記投光手段を間欠的に投光させる投光周期の一周期当たりの投光時間の割合を小さくする請求項２に記載の光学センサの制御方法。
5. 前記投光手段を間欠的に投光させるように制御し、
   単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が多い画像特性の検査時よりも、単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が少ない画像特性の検査時において、前記投光手段を間欠的に投光させる投光周期を長くすると共に、前記投光周期の一周期当たりの投光時間の割合を小さくする請求項２に記載の光学センサの制御方法。
6. 前記単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が多い画像特性の検査として、画像位置ずれ検査を適用し、前記単位時間当たりの画像特性データのサンプリング回数が少ない画像特性の検査として、画像濃度検査を適用した請求項２から５のいずれか１項に記載の光学センサの制御方法。
7. 前記画像位置ずれ検査時よりも、前記画像濃度検査時において、前記投光手段に大きい電流を供給する請求項６に記載の光学センサの制御方法。
8. 投光手段と受光手段とを備え、前記投光手段から画像特性を検査するためのテストパターンに投光すると共に、当該テストパターンからの反射光を前記受光手段によって受光して、画像特性データをサンプリングする光学センサにおいて、
   前記投光手段の投光動作を異なる画像特性の検査に応じて制御する制御手段を備え、請求項１から７のいずれか１項に記載の光学センサの制御方法によって、前記投光手段を制御するように構成したことを特徴とする光学センサ。
9. 請求項８に記載の光学センサを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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