(57)【要約】【課題】照射光が媒体によって正反射する方向に設けられた受光部に位置ずれ量と濃度ずれ量の両方を検出させる装置において、受光部が検出する位置ずれ量および濃度ずれ量のそれぞれの精度を向上させる。【解決手段】照射部は、中間転写ベルト４１に向けて第１照射光Ｒａ１を照射する。第１光学系８３１は環状の第１入射面Ａ１を備え、入射した第１照射光Ｒａ１を、中間転写ベルト４１に到達するときの径ｄ２が第１入射面Ａ１に入射したときの径ｄ１以下になる第２照射光Ｒａ２に変化させる。第２光学系８３２は第１入射面Ａ１に囲まれた第２入射面Ａ２を備え、入射した第１照射光Ｒａ１を、中間転写ベルト４１に到達するときの径ｄ４が第２入射面Ａ２に入射したときの径ｄ３よりも小さくなる第３照射光Ｒａ３に変化させる。受光部は、第２照射光Ｒａ２と第３照射光Ｒａ３とが正反射した反射光を受光し、画像の位置ずれ量と濃度ずれ量を検出する。【選択図】図３
2014070988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体に向けて第１照射光を照射する照射部と、
前記第１照射光が入射する環状の第１入射面を備え、当該第１入射面から入射した前記第１照射光を、前記媒体に到達するときの径が前記第１入射面に入射したときの径以下になる第２照射光に変化させる第１光学系と、
前記第１入射面に囲まれた面であって前記第１照射光が入射する第２入射面を備え、当該第２入射面から入射した前記第１照射光を、前記媒体に到達するときの径が前記第２入射面に入射したときの径よりも小さくなる第３照射光に変化させる第２光学系と、
前記第２照射光と前記第３照射光とが前記媒体によって正反射する反射光の進行方向に設けられ、前記第２照射光と前記第３照射光とが前記媒体において正反射した反射光を受光し、前記媒体に形成された画像の位置ずれ量を検出するとともに、前記媒体に形成された画像の濃度ずれ量を検出する受光部と
を備える検出装置。
【請求項２】
媒体に向けて第１照射光を照射する照射部と、
前記第１照射光が入射する第１入射面を備え、当該第１入射面から入射した前記第１照射光を、前記媒体に到達するときの径が前記第１入射面に入射したときの径以下になる第２照射光に変化させる第１光学系と、
前記第１光学系から前記媒体までに設けられた光学系であって、前記第２照射光の一部の光が入射する第２入射面を備え、当該第２入射面から入射した前記光を、前記媒体に到達するときの径が前記第２入射面に入射したときの径よりも小さくなる第３照射光に変化させる第２光学系と、
前記第２照射光と前記第３照射光とが前記媒体によって正反射する反射光の進行方向に設けられ、前記第２照射光と前記第３照射光とが前記媒体において正反射した反射光を受光し、前記媒体に形成された画像の位置ずれ量を検出するとともに、前記媒体に形成された画像の濃度ずれ量を検出する受光部と
を備える検出装置。
【請求項３】
媒体に向けて第１照射光を照射する照射部と、
前記第１照射光が入射する第１入射面を備え、当該第１入射面から入射した前記第１照射光を、前記媒体に到達するときの径が前記第１入射面に入射したときの径以下になる第２照射光に変化させる第１光学系と、
前記第２照射光が前記媒体によって正反射した反射光の一部の光が入射する第２入射面を備え、当該第２入射面から入射した前記光を集束させて第３照射光に変化させる第２光学系と、
前記反射光と前記第３照射光とが照射される方向に設けられ、当該反射光と当該第３照射光とを受光し、前記媒体に形成された画像の位置ずれ量を検出するとともに、前記媒体に形成された画像の濃度ずれ量を検出する受光部と
を備え、
前記第３照射光は、前記受光部に到達するときの径が前記第２入射面に入射したときの径よりも小さくなる
ことを特徴とする検出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の検出装置と、
前記媒体に画像を形成する画像形成部と
を備え、
前記画像形成部は、前記受光部により検出された前記位置ずれ量に基づいて、前記媒体に形成する前記画像の位置を調整し、前記受光部により検出された前記濃度ずれ量に基づいて、前記媒体に形成する前記画像の濃度を調整する
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、少なくとも１つの発光手段と、該発光手段から照射された入射光が照射対象物により正反射したときの正反射光を受光する第１の受光手段と、該発光手段から照射された入射光が照射対象物上の物体により乱反射したときの乱反射光を受光する第２の受光手段とを備えた光学センサにおいて、上記発光手段からの入射光が上記照射対象物に至るまでの入射光路のうち該照射対象物に至る直前における入射光路の中心線と、該照射対象物からの正反射光が上記第１の受光手段に至るまでの正反射光路のうち該照射対象物での反射直後における正反射光路の中心線とのなす角が、２５°以下となるように構成し、上記発光手段からの入射光の絞り径を、上記第１の受光手段への正反射光の絞り径よりも大きくしたことを特徴とする光学センサが記載されている。
特許文献２には、感光体と、前記感光体に形成された潜像をトナー画像として顕画化する現像手段とを有する複数の画像ステーションと、前記複数の画像ステーション内の各感光体に光を照射し潜像を形成する複数の露光手段と、前記複数の画像ステーションで形成されたトナー画像を転写材へ転写・搬送する転写手段とを有し、前記複数の画像ステーションに顕画化されたトナー画像を転写材に順次重ね合わせて合成像を形成するカラー画像形成装置において、前記複数の画像ステーションに所定のレジストパターンを形成させるため、前記複数の露光手段にレジストパターンを発生させるレジストパターン発生手段と、前記複数の画像ステーションに形成されたレジストパターンを前記転写手段上に形成させ、前記転写手段上のレジストパターンを検出するためのパターン検出手段と、前記パターン検出手段により検出された結果に基づき位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備え、前記パターン検出手段が、前記レジストパターンに光を照射する発光ダイオードと、前記転写手段からの反射光を検出するフォトセンサと、発光ダイオードから出力される光および／または前記フォトセンサへの入射光を光学的に絞るレンズと、発光ダイオードから出力される光および／または前記フォトセンサへの入射光を光学的に絞るアパーチャとで構成されていることを特徴とするカラー画像形成装置が記載されている。
特許文献３には、光源手段と、該光源手段からの光束を画像が形成された記録部材上に照射する照射レンズを含む照明手段と、該記録部材上の画像を受光手段面上に形成する結像レンズを含む結像手段とを有し、該受光手段で得られる信号に基づいて該記録部材上の画像を検知する画像検知装置において、該記録部材を鏡面反射面としたとき該光源手段の発光点と共役関係の位置又はその近傍に絞りを有していることを特徴とする画像検知装置が記載されている。
特許文献４には、その表面が鉛直下方を向いた状態で略水平方向に搬送される水平搬送部分を有する転写ベルトと、前記転写ベルトの搬送方向に沿って配列されるとともにそれぞれが有する潜像担持体の表面に担持される潜像を所定極性を有するトナーにより現像して互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションと、前記複数の画像形成ステーション各々の潜像担持体上に形成された互いに異なる色のトナー像を前記転写ベルト表面に転写して重ね合わせる転写手段と、前記複数の画像形成ステーション間での色ずれを補正するためのレジストマークとして前記転写ベルト表面に形成されたトナー像を検出する光センサとを備え、前記光センサは、前記水平搬送部分の鉛直下方領域において前記転写ベルト表面に対向する対向面が設けられた筐体と、その光軸を鉛直方向に対して所定角度だけ傾けて前記筐体内部に配設された発光素子と、前記発光素子の光軸上で且つ前記対向面に設けられ前記発光素子から射出された光を前記レジストマークに導く投光用ピンホールと、前記発光素子から前記レジストマークに射出された光の該レジストマークによる正反射光の光軸上で且つ前記対向面に設けられた受光用ピンホールと、前記正反射光の光軸上で且つ前記筐体内部に配設され前記受光用ピンホールにより導かれる前記正反射光を受光する受光素子とを有することを特徴とする画像形成装置が記載されている。
特許文献５には、一定の間隔で複数の各色のトナー像が形成された中間転写体または媒体に光を照射する照射手段と、前記照射手段によって光が照射された前記中間転写体または媒体からの正反射光の光路に設けられ、前記中間転写体または媒体から反射された拡散反射光及び正反射光を含む反射光を集光するレンズと、前記レンズによって集光された反射光のうち拡散反射光を減じる減光手段と、前記減光手段によって拡散反射光が減じられた反射光を受光する受光手段とを備えることを特徴とする光学装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１５４２７２号公報
【特許文献２】特開２００２−１６２８０３号公報
【特許文献３】特開２００２−５５５７２号公報
【特許文献４】特開２００７−４７４３２号公報
【特許文献５】特開２０１１−１０７５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、照射光が媒体によって正反射する方向に設けられた受光部に位置ずれ量と濃度ずれ量の両方を検出させる装置において、受光部が検出する位置ずれ量および濃度ずれ量のそれぞれの精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る検出装置は、媒体に向けて第１照射光を照射する照射部と、前記第１照射光が入射する環状の第１入射面を備え、当該第１入射面から入射した前記第１照射光を、前記媒体に到達するときの径が前記第１入射面に入射したときの径以下になる第２照射光に変化させる第１光学系と、前記第１入射面に囲まれた面であって前記第１照射光が入射する第２入射面を備え、当該第２入射面から入射した前記第１照射光を、前記媒体に到達するときの径が前記第２入射面に入射したときの径よりも小さくなる第３照射光に変化させる第２光学系と、前記第２照射光と前記第３照射光とが前記媒体によって正反射する反射光の進行方向に設けられ、前記第２照射光と前記第３照射光とが前記媒体において正反射した反射光を受光し、前記媒体に形成された画像の位置ずれ量を検出するとともに、前記媒体に形成された画像の濃度ずれ量を検出する受光部とを備える。
【０００６】
本発明の請求項２に係る検出装置は、媒体に向けて第１照射光を照射する照射部と、前記第１照射光が入射する第１入射面を備え、当該第１入射面から入射した前記第１照射光を、前記媒体に到達するときの径が前記第１入射面に入射したときの径以下になる第２照射光に変化させる第１光学系と、前記第１光学系から前記媒体までに設けられた光学系であって、前記第２照射光の一部の光が入射する第２入射面を備え、当該第２入射面から入射した前記光を、前記媒体に到達するときの径が前記第２入射面に入射したときの径よりも小さくなる第３照射光に変化させる第２光学系と、前記第２照射光と前記第３照射光とが前記媒体によって正反射する反射光の進行方向に設けられ、前記第２照射光と前記第３照射光とが前記媒体において正反射した反射光を受光し、前記媒体に形成された画像の位置ずれ量を検出するとともに、前記媒体に形成された画像の濃度ずれ量を検出する受光部とを備える。
【０００７】
本発明の請求項３に係る検出装置は、媒体に向けて第１照射光を照射する照射部と、前記第１照射光が入射する第１入射面を備え、当該第１入射面から入射した前記第１照射光を、前記媒体に到達するときの径が前記第１入射面に入射したときの径以下になる第２照射光に変化させる第１光学系と、前記第２照射光が前記媒体によって正反射した反射光の一部の光が入射する第２入射面を備え、当該第２入射面から入射した前記光を集束させて第３照射光に変化させる第２光学系と、前記反射光と前記第３照射光とが照射される方向に設けられ、当該反射光と当該第３照射光とを受光し、前記媒体に形成された画像の位置ずれ量を検出するとともに、前記媒体に形成された画像の濃度ずれ量を検出する受光部とを備え、前記第３照射光は、前記受光部に到達するときの径が前記第２入射面に入射したときの径よりも小さくなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載の検出装置と、前記媒体に画像を形成する画像形成部とを備え、前記画像形成部は、前記受光部により検出された前記位置ずれ量に基づいて、前記媒体に形成する前記画像の位置を調整し、前記受光部により検出された前記濃度ずれ量に基づいて、前記媒体に形成する前記画像の濃度を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１から３に係る発明によれば、照射光が媒体によって正反射する方向に設けられた受光部に位置ずれ量と濃度ずれ量の両方を検出させる装置において、第１光学系および第２光学系を備えない場合に比べて、受光部が検出する位置ずれ量および濃度ずれ量のそれぞれの精度を向上させることができる。
請求項４に係る発明によれば、照射光が媒体によって正反射する方向に設けられた受光部に位置ずれ量と濃度ずれ量の両方を検出させる検出装置を備えた画像形成装置において、第１光学系および第２光学系を備えない場合に比べて、高い精度で位置ずれおよび濃度ずれの調整をした画像形成をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る検出部の各構成の配置を示した図である。
【図３】第１実施形態に係る光学系の構成を示した図である。
【図４】中間転写ベルトに到達した光の投光プロファイルの例を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る検出部の各構成の配置を示した図である。
【図６】第２実施形態に係る光学系の構成を示した図である。
【図７】第３実施形態に係る検出部の各構成の配置を示した図である。
【図８】第３実施形態に係る光学系の第１光学系を示した図である。
【図９】第３実施形態に係る光学系の第２光学系を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．第１実施形態
１−１．画像形成装置の全体構成
図１は、第１実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す図である。同図に示すように、画像形成装置１は、制御部１１と、記憶部１２と、現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋと、転写部１４と、加熱部１５と、搬送部１６と、操作部１７と、検出部１８とを備えている。なお、符号のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒色）のトナーに対応した構成であることを意味している。現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋのそれぞれは、用いるトナーが異なること以外に大きな差異はない。以下、現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋのそれぞれを特に区別する必要がない場合には、トナーの色を示す符号末尾のアルファベットを省略して「現像部１３」とする。
【００１２】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有し、ＣＰＵがＲＯＭや記憶部１２に記憶されているコンピュータプログラム（以下、単にプログラムという）を読み出して実行することにより画像形成装置１の各部を制御する。
【００１３】
操作部１７は各種の指示をするための操作ボタンなどの操作子を備えており、ユーザによる操作を受け付けてその操作内容に応じた信号を制御部１１に供給する。
記憶部１２はハードディスクドライブなどの大容量の記憶手段であり、制御部１１のＣＰＵに読み込まれるプログラムを記憶する。また、記憶部１２は、媒体上に形成する画像を示す画像データなど種々のデータのほか、位置ずれ検出用の画像（位置基準画像という）を示す画像データと濃度ずれ検出用の画像（濃度基準画像という）を示す画像データとを記憶する。位置ずれとは、画像を形成しようとする位置（目標位置という）と、実際に形成される画像の位置との差（ずれ）であり、この差を示す量を位置ずれ量という。濃度ずれとは、形成しようとする画像の光学的濃度の目標値（目標濃度という）と、実際に形成される画像の光学的濃度との差であり、この差を示す量を濃度ずれ量という。
【００１４】
搬送部１６は、容器と搬送ロールとを有する。容器には、予め定められたサイズにカットされた、媒体としての用紙Ｐが収容される。容器に収容されている用紙Ｐは、制御部１１の指示により搬送ロールによって１枚ずつ取り出され、用紙搬送路を経由して転写部１４へと搬送される。なお、媒体は用紙に限らず、例えば樹脂製のシートなどであってもよい。要するに、媒体は、表面に画像を記録し得るものであればよい。
【００１５】
各現像部１３は、感光体ドラム３１と、帯電器３２と、露光装置３３と、現像器３４と、一次転写ロール３５と、ドラムクリーナ３６とを備えている。感光体ドラム３１は電荷発生層や電荷輸送層を有する像保持体であり、図示しない駆動部により図中の矢印Ｄ１３の方向に回転させられる。帯電器３２は感光体ドラム３１の表面を帯電させる。露光装置３３はレーザ発光源やポリゴンミラーなど（いずれも図示せず）を備え、制御部１１の制御の下、画像データに応じたレーザ光を、帯電器３２により帯電させられた後の感光体ドラム３１に向けて照射する。これにより、各感光体ドラム３１には潜像が保持される。なお、上記の画像データは、制御部１１が図示しない通信部を介して外部装置から取得したものであってもよい。外部装置とは、例えば原画像を読み取る読取装置や画像を示すデータを記憶した記憶装置などである。
【００１６】
現像器３４はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれかの色のトナーを含む現像剤を収容する。感光体ドラム３１の表面で露光装置３３により露光された部分、すなわち静電潜像の画線部に、現像器３４から供給されるこれらのトナーが付着し、感光体ドラム３１に画像が形成（現像）される。
【００１７】
一次転写ロール３５は転写部１４の中間転写ベルト４１が感光体ドラム３１と対向する位置において予め定めた電位差を生じさせ、この電位差によって中間転写ベルト４１に画像を転写する。ドラムクリーナ３６は、画像の転写後に感光体ドラム３１の表面に残留している未転写のトナーを取り除き、感光体ドラム３１の表面を除電する。
【００１８】
転写部１４は、中間転写ベルト４１と、二次転写ロール４２と、ベルト搬送ロール４３と、バックアップロール４４とを備えており、現像部１３によって形成された画像を、ユーザの操作に応じて決められた紙種の用紙Ｐに転写する転写部である。
【００１９】
中間転写ベルト４１は、表面に画像が転写された媒体（転写媒体）である。中間転写ベルト４１は無端のベルト部材であり、その形状は環状である。ベルト搬送ロール４３およびバックアップロール４４はこの中間転写ベルト４１を張架する。ベルト搬送ロール４３およびバックアップロール４４の少なくとも１つには駆動部（図示せず）が備えられており、中間転写ベルト４１を図中の矢印Ｄ１４方向に移動させる。すなわち、中間転写ベルト４１は、環状の周方向であるこの矢印Ｄ１４方向に移動する。矢印Ｄ１４方向に移動させられた中間転写ベルト４１は、検出部１８に対向する位置を通過する。
【００２０】
なお、駆動部を有さないベルト搬送ロール４３またはバックアップロール４４は、中間転写ベルト４１の移動に従動して回転する。中間転写ベルト４１が図中の矢印Ｄ１４方向に移動して回転することにより、中間転写ベルト４１上の画像は、二次転写ロール４２とバックアップロール４４とに挟まれる領域に移動させられる。
【００２１】
二次転写ロール４２は、中間転写ベルト４１との電位差によって、中間転写ベルト４１上の画像を搬送部１６から搬送されてきた用紙Ｐに転写する。ベルトクリーナ４９は、中間転写ベルト４１の表面に残留している未転写のトナーを取り除く。そして、転写部１４または搬送部１６は、画像が転写された用紙Ｐを加熱部１５へと搬送する。なお、現像部１３および転写部１４は、本発明における媒体に画像を形成する画像形成手段の一例である。加熱部１５は、加熱によってトナーを溶融し、用紙Ｐに転写された画像を定着させる。加熱部１５を経て画像が定着した用紙Ｐは、搬送部１６によって画像形成装置１の筺体外部に設けられた用紙置場に搬送される。
【００２２】
検出部１８は、中間転写ベルト４１に形成された濃度基準画像または位置基準画像に光を照射してその反射光を受光し、受光した光に基づいて濃度ずれ量または位置ずれ量を特定する構成である。検出部１８は、４つの現像部１３の下流であって、中間転写ベルト４１が二次転写ロール４２とバックアップロール４４とに挟まれる領域よりも上流に、中間転写ベルト４１と対向するように配置されている。
【００２３】
１−２．検出部の構成
図２は、第１実施形態に係る検出部１８の各構成の配置を示した図である。検出部１８は、照射部８１と、受光部８２と、光学系８３と、拡散反射光受光部８４とを備える。照射部８１は、中間転写ベルト４１に向けて照射光を照射する。このとき照射光が中間転写ベルト４１に入射する入射角はθである。照射部８１は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。
光学系８３は、照射部８１から中間転写ベルト４１までの間に設けられ、第１照射光を受光して第１照射光に含まれる光の進行方向を調整する。
【００２４】
拡散反射光受光部８４は、光学系８３を経て中間転写ベルト４１で拡散反射する拡散反射光を受光して中間転写ベルト４１に形成された画像のうち、黒色以外のトナーで形成される画像の濃度ずれ量を検出する。この拡散反射光の中間転写ベルト４１における反射角は上述した入射角と異なり、例えば、図２に示すようにψである。
【００２５】
受光部８２は、光学系８３を経て中間転写ベルト４１を正反射した反射光を受光して中間転写ベルト４１に形成された画像の位置ずれ量と濃度ずれ量とをそれぞれ検出する。この反射光は正反射光であるので、図２に示すように中間転写ベルト４１における反射角は上述した入射角と同じθである。すなわち、受光部８２は、位置ずれ量を検出する検出部と、濃度ずれ量を検出する検出部とを兼ねる。拡散反射光受光部８４および受光部８２は、いずれも受光した光に応じた信号を生成する光学素子であり、例えばフォトダイオード（ＰＤ；Photodiode）である。
【００２６】
なお、受光部８２が位置ずれ量を検出するときには、例えば、中間転写ベルト４１の表面に、中間転写ベルト４１の移動方向に対して傾きを有する山形の形状（いわゆるシェブロンパターン）が描かれた位置基準画像が、現像部１３から供給される各色のトナーによって形成される。つまり、位置ずれ量の検出は、中間転写ベルト４１の表面に形成された上記の位置基準画像を検出するＭＯＢ（Marks On Belt）方式によって行われ、画像形成装置１の制御部１１は、検出された位置ずれ量に基づいて感光体ドラム３１の表面において露光装置３３によって露光される静電潜像の位置を調整するように、現像部１３を制御する。
【００２７】
また、受光部８２が濃度ずれ量を検出するときには、例えば、画像形成装置１の制御部１１は、感光体ドラム３１を帯電器３２により決められた電位に一様帯電させる。そして制御部１１は、記憶部１２から読み出した画像データに基づいて露光装置３３により基準となる電位のいわゆる濃度基準パッチを作成し、この濃度基準パッチを現像器３４により現像した後、検出部１８でその光学的濃度を検出する。濃度基準パッチを現像することによって中間転写ベルト４１の表面に形成される濃度基準画像は、例えば、一辺が２０ｍｍ（ミリメートル）の矩形内を基準濃度で埋め尽くすトナーによって形成される。
【００２８】
このときの現像には、現像部１３Ｋが用いられ、他の現像部１３は用いられない。すなわち、濃度基準画像は、黒色のトナーによって形成される。この理由は、受光部８２が、位置ずれ量を検出する検出部を兼ねているために、照射光が中間転写ベルト４１で正反射する方向に配置されているからである。イエロー、マゼンタ、シアンのトナーにより形成された画像はいずれも、濃度が高いほど拡散光の強度が増加する、いわゆる拡散光学系であるため、正反射光の強度にはその濃度変化が現れにくい。そのため、黒色以外のこれらのトナーにより形成される画像の濃度ずれ量は、拡散反射光を受光する拡散反射光受光部８４によって検出される。
【００２９】
一方、黒色のトナーは、濃度が高いほど正反射光の強度が低くなる、いわゆる正反射光学系である。したがって、黒色のトナーにより形成される画像については、位置ずれ量の検出のために照射光が中間転写ベルト４１で正反射する方向に配置された受光部８２が、濃度ずれ量の検出にも兼用される。
【００３０】
受光部８２により検出された濃度ずれ量は、制御部１１による自動濃度制御に用いられて、形成される画像の光学的濃度が調整される。制御部１１は、検出結果に応じて現像剤中のトナー濃度、現像バイアス、露光量、帯電量等の画像濃度を決定するパラメータの制御を行う。
【００３１】
図３は、第１実施形態に係る光学系８３の構成を示した図である。光学系８３は、レンズ、プリズム、アパーチャなど光路を変化させる構成、およびこれら各構成の組み合わせであり、図３に示す例では、内部にレンズを含んだレンズである。光学系８３は、第１光学系８３１と、第２光学系８３２とを備える。第２光学系８３２は、第１光学系８３１の内部に設けられている。
【００３２】
第１光学系８３１は、照射部８１が照射した照射光（以下、第１照射光Ｒａ１という）が入射する環状の第１入射面Ａ１を備える。具体的に第１入射面Ａ１は、径ｄ１の円とその円の内側にある同心円であって径ｄ３の円とに挟まれた円環形状を有する。そして、第１光学系８３１は、この第１入射面Ａ１から入射した第１照射光Ｒａ１の光路を変化させ、中間転写ベルト４１に向けて環状の第２照射光Ｒａ２を照射する。ここで、光束の径を、第１入射面Ａ１の中心点を通過する中心線Ｚ１を中心に決めると、第２照射光Ｒａ２は、中間転写ベルト４１に到達するときの径ｄ２が第１入射面Ａ１に入射したときの径ｄ１以下になる。なお、径ｄ２は径ｄ１以下であればよいので径ｄ１と等しくてもよい。径ｄ２が径ｄ１に等しい場合、第２照射光Ｒａ２は平行光である。すなわち、この場合、第１光学系８３１は、拡散光である第１照射光Ｒａ１を平行光である第２照射光Ｒａ２に変化させる。
【００３３】
第２光学系８３２は、上述した通り第１光学系８３１の内部に設けられている。第２光学系８３２は、環状の第１入射面Ａ１に囲まれた面であって第１照射光Ｒａ１が入射する第２入射面Ａ２を備える。第２入射面Ａ２は、上述した径ｄ３の円を外周とする形状である。そして、第２光学系８３２は、この第２入射面Ａ２から入射した第１照射光Ｒａ１の光路を変化させ、中間転写ベルト４１に向けて第３照射光Ｒａ３を照射する。第３照射光Ｒａ３は、中間転写ベルト４１に到達するときの径ｄ４が第２入射面Ａ２に入射したときの径ｄ３よりも小さくなる。これにより、中間転写ベルト４１には、図３に示す通り、環状の第２照射光Ｒａ２とその内側で集束する第３照射光Ｒａ３とが到達する。中間転写ベルト４１の表面において第２照射光Ｒａ２が到達する範囲は、例えば、長径が３．５ｍｍの楕円である。一方、中間転写ベルト４１の表面において上述した第３照射光Ｒａ３が到達する範囲は、例えば、長径が１．０ｍｍの楕円である。
【００３４】
受光部８２は、環状の第２照射光Ｒａ２とその内側で集束する第３照射光Ｒａ３とが中間転写ベルト４１で正反射した反射光の進行方向に設けられている。受光部８２は、この反射光を受光して、上述した通り、中間転写ベルト４１に形成された画像の位置ずれ量と濃度ずれ量とをそれぞれ検出する。
【００３５】
１−３．投光プロファイル
図４は、光学系８３を経て中間転写ベルト４１に到達した光の投光プロファイルの例を示す図である。投光プロファイルとは、到達した光の強度をその光が到達した位置ごとに表したグラフである。図４の横軸ｘは、中間転写ベルト４１の表面に沿った或る方向を示している。図４の縦軸ｚは、上述した方向に並ぶ各位置において、到達した照射光の強度を示している。図４に示す投光プロファイルでは、中間転写ベルト４１の表面において、上述した方向における光の強度の分布がわかるが、この表面に沿った別の方向における光の強度の分布は不明である。しかし、図４に示す縦軸ｚは、この投光プロファイルにおける光の強度のピーク値を通る。そして、この投光プロファイルは、この縦軸ｚを中心として図４に示す形状を回転させた形状である。そのため、上述した別の方向における光の強度の分布については図示を省略する。
【００３６】
図４に示す参考プロファイルＦ０は、光学系８３が存在しない場合に中間転写ベルト４１上に到達する光の強度分布を表すプロファイルである。図４に示す投光プロファイルＦ１は、光学系８３を経て第２照射光Ｒａ２と第３照射光Ｒａ３とが到達した中間転写ベルト４１におけるそれら光の強度分布を表すプロファイルである。
【００３７】
参考プロファイルＦ０は、光学系８３が存在しないために、第１照射光Ｒａ１がそのまま中間転写ベルト４１上に到達するので、縦軸ｚを通る位置にピークＰｋ０が存在している山形の形状を有する。この参考プロファイルＦ０は、上述したピークＰｋ０から横軸ｘの正の方向および負の方向のいずれに向かっても、その位置における強度は緩やかに低下する。
【００３８】
一方、投光プロファイルＦ１は、第２光学系８３２によって集束した第３照射光Ｒａ３のために、参考プロファイルＦ０に比べてピークＰｋ１が突出している。例えば、図４に示す例では、ピークＰｋ０における光の強度はＳ０であるのに対し、ピークＰｋ１における光の強度はＳ０よりも強いＳ１である。
【００３９】
そして、投光プロファイルＦ１は、ピークＰｋ１（すなわち、縦軸ｚ）から少し離れた位置で変曲点Ｐ２を通る。この変曲点Ｐ２における光の強度はＳ０よりも弱いＳ２である。光の強度Ｓ２は、変曲点Ｐ２が、上述した第３照射光Ｒａ３の集束範囲から外れているので、同じ位置における参考プロファイルＦ０上の光の強度よりも弱い。この変曲点Ｐ２よりもさらに縦軸ｚから離れると、投光プロファイルＦ１は、変曲点Ｐ３を通る。この変曲点Ｐ３における光の強度は、第１光学系８３１によって第１照射光Ｒａ１が、その拡散を抑制された第２照射光Ｒａ２に変化しているため、同じ位置における参考プロファイルＦ０上の光の強度よりも強い。そして、この変曲点Ｐ３における光の強度は、Ｓ２よりも少し弱いＳ３である。ここで、Ｓ２とＳ３との強度差は、Ｓ１とＳ２との強度差に比べて小さい。したがって、横軸ｘにおいて、変曲点Ｐ２から変曲点Ｐ３に至るまでの位置では、ピークＰｋ１から変曲点Ｐ２までの位置よりも光の強度の変化が少ない。そして、縦軸ｚから変曲点Ｐ３よりもさらに離れると、その位置における光の強度は急激に低下する。
【００４０】
以上の説明の通り、光学系８３を経て第１照射光Ｒａ１が、環状の第２照射光Ｒａ２とその内側で集束する第３照射光Ｒａ３に変化することによって、例えば図４に示す投光プロファイルＦ１が得られる。この投光プロファイルＦ１は、中心位置におけるピークは参考プロファイルＦ０に比べて急峻である。したがって、検出部１８が、位置ずれ量を検出する際に、受光部８２により受光される光の光束が、光学系８３のない場合に比べて絞りこまれており、位置の精度が向上する。
【００４１】
一方、この投光プロファイルＦ１は、中心位置を挟んで両側に存在する変曲点Ｐ２から変曲点Ｐ３までの範囲に到達する光が、光学系８３を備えていない場合に比べて均一な或る程度の強度を維持していることを示す。この範囲で反射する反射光は、光学系８３を備えていない場合に比べて強度が均一な照射光の入射に対して発生するため、濃度ずれ量の検出に寄与する。つまり、中心位置から変曲点Ｐ２までの範囲で反射する反射光だけでは、例えば、トナー濃度が高くなるほど出力差が生じ難くなるが、これに加えて、変曲点Ｐ２から変曲点Ｐ３までの範囲で反射する反射光も受光部８２に到達することにより、高濃度の領域でも出力差が生じ易くなる。その結果、検出部１８が検出する濃度の精度が向上する。
【００４２】
２．第２実施形態
図５は、第２実施形態に係る検出部１８の各構成の配置を示した図である。第２実施形態は、検出部１８が備える光学系８３を構成する第１光学系８３１と第２光学系８３２とが互いに離れた位置に配置されている点において、第１実施形態と異なる。
【００４３】
図６は、第２実施形態に係る光学系８３の構成を示した図である。光学系８３は、第１光学系８３１と、第２光学系８３２とを備える。第２光学系８３２は、第１光学系８３１から中間転写ベルト４１までに設けられている。
【００４４】
第１光学系８３１は、照射部８１が照射した第１照射光Ｒａ１が入射する第１入射面Ａ１を備える。そして、第１光学系８３１は、この第１入射面Ａ１から入射した第１照射光Ｒａ１の光路を変化させ、中間転写ベルト４１に向けて第２照射光Ｒａ２を照射する。第２照射光Ｒａ２は、中間転写ベルト４１に到達するときの径ｄ２が第１入射面Ａ１に入射したときの径ｄ１以下になる。
【００４５】
第２光学系８３２は、上述した通り第１光学系８３１から中間転写ベルト４１までに設けられている。第２光学系８３２は、第１光学系８３１から出射される第２照射光Ｒａ２の一部の光が入射する第２入射面Ａ２を備える。そして、第２光学系８３２は、第２入射面Ａ２から入射した光を変化させ、中間転写ベルト４１に向けて第３照射光Ｒａ３を照射する。第３照射光Ｒａ３は、中間転写ベルト４１に到達するときの径ｄ４が第２入射面Ａ２に入射したときの径ｄ３よりも小さくなる。これにより、中間転写ベルト４１には、図３に示す通り、環状の第２照射光Ｒａ２とその内側で集束する第３照射光Ｒａ３とが到達する。中間転写ベルト４１の表面において第２照射光Ｒａ２が到達する範囲は、例えば、長径が３．５ｍｍの楕円である。一方、中間転写ベルト４１の表面において上述した第３照射光Ｒａ３が到達する範囲は、例えば、長径が１．０ｍｍの楕円である。
【００４６】
以上の説明の通り第２実施形態においても、光学系８３を経て第１照射光Ｒａ１が、環状の第２照射光Ｒａ２とその内側で集束する第３照射光Ｒａ３に変化することによって、例えば図４に示す投光プロファイルＦ１が得られる。したがって、検出部１８が、検出する位置および濃度の精度がそれぞれ向上する。
【００４７】
３．第３実施形態
図７は、第３実施形態に係る検出部１８の各構成の配置を示した図である。第３実施形態は、検出部１８が備える光学系８３を構成する第１光学系８３１と第２光学系８３２とが互いに離れた位置に配置されている点において、第１実施形態と異なる。また、第３実施形態は、第２光学系８３２が、中間転写ベルト４１から正反射した反射光の光路上に設けられている点において、第２実施形態と異なる。
【００４８】
図８は、第３実施形態に係る光学系８３の第１光学系８３１を示した図である。図９は、第３実施形態に係る光学系８３の第２光学系８３２を示した図である。光学系８３は、第１光学系８３１と、第２光学系８３２とを備える。第２光学系８３２は、第１光学系８３１からの第２照射光Ｒａ２が中間転写ベルト４１で正反射した反射光Ｒａ４の光路上に設けられている。
【００４９】
図８に示すように、第１光学系８３１は、照射部８１が照射した第１照射光Ｒａ１が入射する第１入射面Ａ１を備える。そして、第１光学系８３１は、この第１入射面Ａ１から入射した第１照射光Ｒａ１の光路を変化させ、中間転写ベルト４１に向けて第２照射光Ｒａ２を照射する。第２照射光Ｒａ２は、中間転写ベルト４１に到達するときの径ｄ２が第１入射面Ａ１に入射したときの径ｄ１以下になる。
【００５０】
図９に示すように、第２光学系８３２は、第１光学系８３１から出射される第２照射光Ｒａ２が中間転写ベルト４１で正反射した反射光Ｒａ４の一部の光が入射する第２入射面Ａ２を備える。そして、第２光学系８３２は、第２入射面Ａ２から入射した光を集束させて、中間転写ベルト４１に向けて第３照射光Ｒａ３を照射する。第３照射光Ｒａ３は、受光部８２に到達するときの径ｄ４が第２入射面Ａ２に入射したときの径ｄ３よりも小さくなる。その結果、受光部８２には、環状の反射光Ｒａ４とその内側で集束する第３照射光Ｒａ３が到達する。
【００５１】
以上の説明の通り第３実施形態において、受光部８２は、中間転写ベルト４１で正反射した反射光Ｒａ４が、環状の反射光Ｒａ４とその内側で集束する第３照射光Ｒａ３に変化することによって、受光部８２が受光する光のプロファイルは、例えば図４に示す投光プロファイルＦ１に近づく。したがって、検出部１８が、検出する位置および濃度の精度がそれぞれ向上する。
【００５２】
４．変形例
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
４−１．変形例１
上述した実施形態において、現像部１３は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒色）の４種類のトナーを用いていたが、例えばブラックのトナーだけを用いる構成であってもよい。この場合、現像部１３は１つでもよい。
【００５３】
４−２．変形例２
上述した実施形態において、検出部１８は、中間転写ベルト４１に形成された濃度基準画像または位置基準画像に光を照射してその反射光を受光し、受光した光に基づいて濃度ずれ量または位置ずれ量を特定していたが、受光する反射光は中間転写ベルト４１といった転写媒体から反射した反射光に限られない。例えば、検出部１８は、移動する用紙Ｐに形成された濃度基準画像や位置基準画像に光を照射して、その反射光を受光することで用紙Ｐにおける濃度ずれ量や位置ずれ量を特定してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…画像形成装置、１１…制御部、１２…記憶部、１３…現像部、１４…転写部、１５…加熱部、１６…搬送部、１７…操作部、１８…検出部、３１…感光体ドラム、３２…帯電器、３３…露光装置、３４…現像器、３５…一次転写ロール、３６…ドラムクリーナ、４１…中間転写ベルト、４２…二次転写ロール、４３…ベルト搬送ロール、４４…バックアップロール、４９…ベルトクリーナ、８１…照射部、８２…受光部、８３…光学系、８３１…第１光学系、８３２…第２光学系、８４…拡散反射光受光部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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