(57)【要約】【課題】実機投入後において画像の濃度を検知する検知部の感度を調整する。【解決手段】制御部は、画像形成装置の出荷時やＩＤＣセンサを交換した際にＩＤＣセンサの感度を調整するためのバランス調整動作を実行する。まず、ベースライン補正を行う（Ｓ１００）。次に、中間転写ベルト上に高濃度画像を転写する（Ｓ１１０）。高濃度画像は、現像バイアス電圧を上げたり、露光時のレーザーパワーを上げることで、画像補正動作時の画像パッチよりも高い濃度で形成する。次に、画像形成装置の出荷時から一定期間が経過しているか否かを判断し（Ｓ１２０）、一定期間が経過している場合、高濃度画像を複数の画像を重ね合わせることで形成する（Ｓ１３０）。最後に、ＩＤＣセンサから高濃度画像に向けて光を照射し、高濃度画像で反射したＰ波、Ｓ波を受光してＰ／Ｓの演算を行うことで、Ｓ波受光部の感度を調整するための補正値を算出する（Ｓ１４０）。【選択図】図９
2014048633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により形成された前記像担持体上の画像にＰ波またはＳ波の光を照射し、当該画像で反射された反射光を検知する検知部と、
前記検知部により検知された反射光に基づいて、前記画像の濃度を補正する画像補正動作と、前記検知部の感度を調整するバランス調整動作とを行う制御部と、を備え、
前記検知部は、
前記画像で反射した反射光のうちＰ波を受光する第１の受光部と、
前記画像で反射した反射光のうちＳ波を受光する第２の受光部と、を有し、
前記制御部は、
バランス調整動作時に、画像補正動作時に前記像担持体上に形成される最高濃度の画像よりも濃度が高い高濃度画像を前記像担持体上に形成するよう、前記画像形成部を制御し、
前記像担持体上に形成された前記高濃度画像で反射して前記第１の受光部により受光されたＰ波と、前記高濃度画像で反射して前記第２の受光部により受光されたＳ波とのレベルが同じとなるよう、前記第１の受光部および前記第２の受光部の少なくとも一方の感度を調整する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成部は、現像部を有し、前記高濃度画像を前記現像部の現像バイアス電圧を高くした条件で形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成部は、露光部を有し、前記高濃度画像を前記露光部のレーザーパワーを高くした条件で形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成部は、前記高濃度画像を複数の画像を重ね合わせて形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成部は、前記高濃度画像を２色以上の画像を重ね合わせて形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成部は、前記現像部が一定期間使用された場合、現像バイアス電圧を高くする条件とするのに加え、複数の画像を重ね合わせることで、前記高濃度画像を形成する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上にトナーを転写させて画像形成を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタやスキャナー、ファクシミリ等の多機能を備えた複写機等の画像形成装置が広く利用されている。画像形成装置は、例えば中間転写ベルトのベルト回転方向に沿ってタンデム形式で配置された、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる４色の画像形成ユニットを備えている。４色の画像形成ユニットは、それぞれ、画像データに基づいて感光体ドラム上の潜像を現像部のカラートナーによって現像してトナー像とした後、これらのトナー像を中間転写ベルト上に重ね合わせて転写する。中間転写ベルト上に重ね合わせたトナー像は用紙上に転写され、このトナー像が転写された用紙は排紙トレイ上に排出される。
【０００３】
このような画像形成装置においては、各色のトナーの付着量やトナー像の位置が、各画像形成ユニットにおける使用頻度や使用環境などによってばらつく場合がある。そこで、トナーの付着量のばらつきを防止して高品質のカラー画像を得るために、画像形成装置内の環境変化や各画像形成ユニットの使用頻度に応じて、画像調整やレジスト調整等の画像安定化処理が行われている。この画像安定化処理により、画像形成プロセスの最適な状態を維持できるようになっている。
【０００４】
上述した画像安定化処理では、以下のような処理が行われる。まず、中間転写ベルト上に濃度補正用の複数の階調からなるパッチ画像（トナーマーク）が形成され、そのパッチ画像が光学センサによって読み取られる。続けて、光学センサにより読み取られたパッチ画像に応じた検出信号に基づいて現像バイアス電圧、露光部を構成するＬＥＤやＬＤなどへの駆動信号の強度または出力タイミングなどが調整され、４色のトナー像の濃度等の適正化が図られる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、感光体ドラム上のトナー像から反射する光を偏光フィルタを用いてＰ波（Ｐ偏光）とＳ波（Ｓ偏光）とに分離し、分離したＰ波をＰ波受光部（Ｐ受光素子）により受光すると共にＳ波をＳ波受光部（Ｓ受光素子）により受光し、Ｐ波受光部の出力からＳ波受光部の出力を減算することで、トナーの付着量を正確に測定するトナー付着量測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２５０４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１等に開示される従来のトナー付着量測定装置等では、以下のような問題がある。すなわち、従来のトナー付着量測定装置において、感光体ドラム上のトナー像で反射されたＰ波の光は、トナー像上で乱反射してランダム光となる。ここで、ランダム光は、通常、中間転写ベルトがトナーで完全に覆われている場合、理想的にＰ波成分とＳ波成分とが１対１で混合するという特徴がある。
【０００８】
図１１は、ランダム光とトナー付着量との関係の一例を示している。図１１の縦軸はＰ−Ｓ出力であり、図１１の横軸はトナー付着量である。図１１の実線で示すように、トナー付着量が中間転写ベルトを完全に覆う付着量になると、（Ｐ−Ｓ出力）はその演算による差分結果が０となる。ところが、実際には、偏光板の角度等のばらつきや受光素子のばらつきにより、図１１の破線で示すように、Ｐ−Ｓ＝０、すなわちＰ＝Ｓとならないことが多い。
【０００９】
このような受光素子等のばらつきに対応するために、従来では、実機投入前（装置出荷前）に、各受光部により受光したＰ波とＳ波との差分が０となるように、受光回路の感度を調整している。例えば、Ｓ波受光回路とＰ波受光回路と差動増幅回路と可変抵抗器等を備えた装置を用い、トナーと特性の似たフィルム上に光を照射し、このフィルム上で反射した光（Ｐ波、Ｓ波）をＳ波受光回路とＰ波受光回路のそれぞれで受光する。そして、受光したＰ波とＳ波との差動増幅の出力を見ながら、Ｐ−Ｓ＝０になるよう、例えばＳ波受光回路に設けた可変抵抗器の調整を行うことで感度の調整を行っている。
【００１０】
しかしながら、上述した従来の装置は、実機投入前に使用されることが前提とされているため、実機投入後にバランス調整を行うことは困難である。そのため、実機投入後にトナー付着量測定装置（濃度検知センサ）の交換によりセンサの特性が変わってしまった場合や、実機投入後に濃度検知センサの偏光板等にばらつき等が発生した場合に、センサの感度を調整することができないという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、実機投入後において画像の濃度を検知する検知部の感度を調整することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、像担持体上に画像を形成する画像形成部と、画像形成部により形成された像担持体上の画像にＰ波またはＳ波の光を照射し、当該画像で反射された反射光を検知する検知部と、検知部により検知された反射光に基づいて、画像の濃度を補正する画像補正動作と、検知部の感度を調整するバランス調整動作とを行う制御部と、を備え、検知部は、画像で反射した反射光のうちＰ波を受光する第１の受光部と、画像で反射した反射光のうちＳ波を受光する第２の受光部と、を有し、制御部は、バランス調整動作時に、画像補正動作時に像担持体上に形成される最高濃度の画像よりも濃度が高い高濃度画像を像担持体上に形成するよう、画像形成部を制御し、像担持体上に形成された高濃度画像で反射して第１の受光部により受光されたＰ波と、高濃度画像で反射して第２の受光部により受光されたＳ波とのレベルが同じとなるよう、第１の受光部および第２の受光部の少なくとも一方の感度を調整するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、制御部が、第１の受光部により受光されたＰ波と、第２の受光部により受光されたＳ波とのレベルが同じとなるよう、第１の受光部および第２の受光部の少なくとも一方の感度を調整するので、装置内においてバランス調整動作を行うことができる。これにより、装置の出荷後においても検知部のバランス調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。
【図２】画像補正動作時に中間転写ベルト上に形成されるパッチ画像を説明するための図である。
【図３】バランス調整動作時に中間転写ベルト上に形成される高濃度画像を説明するための図である。
【図４】ＩＤＣセンサの構成例を示す図である。
【図５】トナー付着量とＰ波／Ｓ波との関係例を示す図である。
【図６】中間転写ベルト上にトナーがない場合におけるＩＤＣセンサから照射される光の反射を説明するための図である。
【図７】画像形成装置のブロック構成例を示す図である。
【図８】Ｐ波受光部およびＳ波受光部の構成例を示す図である。
【図９】バランス調整動作時における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１０】画像補正動作時における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１１】トナー付着量とＰ波出力−Ｓ波出力との関係例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明する。
［画像形成装置の構成例］
本発明に係る画像形成装置１００は、画像の濃度補正等を行う画像補正動作と、この画像補正動作に用いられるＩＤＣセンサ１２０の受光素子等のばらつきの調整を行うバランス調整動作とを実行する機能を備えている。バランス調整動作では、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像からなる高濃度画像１６０にＰ波成分またはＳ波成分の光を照射しＰ波受光部１３０で受光したＰ波と、Ｓ波受光部１４０で受光したＳ波とのレベルが同じとなるよう、Ｐ波受光部１３０およびＳ波受光部１４０の少なくとも一方の感度を調整することで、実機投入後の装置内においてバランス調整を行うことを可能としている。
【００１６】
図１は、本発明に係る画像形成装置１００の構成の一例を示している。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上拡張されており、実際の比率と異なる場合がある。図１に示すように、画像形成装置１００は、タンデム型の画像形成装置と称されるものであり、自動原稿搬送部８０と装置本体１０２とを備えている。自動原稿搬送部８０は、装置本体１０２の上部に取り付けられ、搬送台上にセットされた用紙を搬送ローラー等により装置本体１０２の画像読取部９０に送り出す。
【００１７】
装置本体１０２は、画像読取部９０と画像形成部１０と像担持体の一例である中間転写ベルト８と検知部の一例であるＩＤＣセンサ１２０と給紙部２０と定着部４４と自動用紙反転搬送ユニット６０（Auto Duolex Unit：以下ＡＤＵという）とを有している。画像読取部９０は、原稿台上に載置された原稿を走査露装置の光学系により走査露光し、ＣＣＤ(Charge Coupled Devices)イメージセンサにより走査した原稿の画像を光電変換して画像情報信号を生成する。画像情報信号は、図示しない画像処理部によりアナログ処理、アナログ／ディジタル（以下Ａ／Ｄという）変換処理、シューディング補正、画像圧縮処理等行われた後に、画像形成部１０に出力される。
【００１８】
画像形成部１０は、電子写真方式により画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙと、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍと、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃと、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋとを有している。この例では、それぞれ共通する機能名称、例えば、符号１０の後ろに形成する色を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付して表記する。
【００１９】
画像形成ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙと、その周囲に配置される帯電部２Ｙ、露光部（光書込み部）３Ｙ、現像部４Ｙおよびクリーニング部６Ｙを有している。画像形成ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍと、その周囲に配置される帯電部２Ｍ、露光部３Ｍ、現像部４Ｍおよびクリーニング部６Ｍを有している。画像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃと、その周囲に配置される帯電部２Ｃ、露光部３Ｃ、現像部４Ｃおよびクリーニング部６Ｃを有している。画像形成ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋと、その周囲に配置される帯電部２Ｋ、露光部３Ｋ、現像部４Ｋおよびクリーニング部６Ｋを有している。
【００２０】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム（像担持体）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、帯電部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、露光部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、クリーニング部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、それぞれ共通する内容の構成である。以下、特に、区別が必要な場合を除き、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付さずに表記することとする。
【００２１】
帯電部２は、感光体ドラム１の表面をほぼ一様に帯電する。露光部３は、例えばＬＥＤアレイと結像レンズとを有するＬＰＨ（LED Print Head）や、ポリゴンミラー方式のレーザー露光走査装置により構成され、画像情報信号に基づいて感光体ドラム１上をレーザー光により走査して静電潜像を形成する。現像部４は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーにより現像する。これにより、感光体ドラム１上に可視画像であるトナー像が形成される。
【００２２】
中間転写ベルト８は、複数のローラーにより張架されると共に走行可能に支持されている。一次転写ローラーが動作すると、中間転写ベルト８が走行し、中間転写ベルト８の画像転写位置に各感光体ドラム１に形成されたトナー像が転写される（一次転写）。また、中間転写ベルト８のトナー像が転写される面とは反対側の面には、画像補正動作時に複数の階調（濃度）からなる複数のパッチ画像１５０が形成され（図２参照）、バランス調整動作時にパッチ画像１５０よりも濃度が高い高濃度画像１６０が形成される（図３参照）。
【００２３】
ＩＤＣセンサ１２０は、例えば光学センサから構成され、中間転写ベルト８の感光体ドラム１等が配置された面と反対側の面に配置されている。ＩＤＣセンサ１２０は、画像補正動作時やバランス調整動作時に、中間転写ベルト８の表面に光を照射し、この表面で反射した反射光の量（トナー付着量）を検知する。ＩＤＣセンサ１２０によって検知された中間転写ベルト８上のトナー像の濃度によって、露光部３による光量（レーザパワー等）の制御、現像部４における現像バイアス電圧の制御等が行われることで画像の濃度補正等が行われる。ＩＤＣセンサ１２０の詳細については後述する。
【００２４】
給紙部２０は、Ａ３やＡ４等の各用紙サイズが収容された複数の給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂを有している。各給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂから搬送ローラー２２，２４，２６，２８等によって搬送された用紙Ｍは、ループ作成ローラー３０を経由してレジストローラー３２に搬送される。なお、給紙トレイの数は３つに限定されるものではない。また、必要に応じて大容量の用紙Ｍを収容することが可能な大容量給紙装置を単数または複数連結させても良い。
【００２５】
レジストローラー３２は、駆動ローラーおよび従動ローラーを有し、ループ作成ローラー３０によって用紙Ｍの先端が突き当てられることでループを形成して用紙Ｍの斜行を補正する。用紙Ｍは所定のタイミングで二次転写部３４に搬送される。二次転写部３４では、中間転写ベルト８の画像形成位置に転写されたカラー画像が、給紙部２０から搬送されてくる用紙Ｍの表面に一括転写される（２次転写）。２次転写された用紙Ｍは定着部４４に搬送される。
【００２６】
定着部４４は、二次転写部３４よりも用紙搬送方向の下流側に設けられ、加圧ローラーと加熱ローラーとを有している。定着部４４は、二次転写部３４でトナー像が転写された用紙Ｍに加圧、加熱処理を行うことにより用紙Ｍ表面のトナー像を用紙Ｍに定着させる。
【００２７】
定着部４４の用紙搬送方向の下流側には、用紙Ｍの搬送経路を排紙経路側またはＡＤＵ６０側に切り替えるための搬送路切替部４８が設けられている。搬送路切替部４８は、例えばソレノイドやモータ等から構成され、選択されている印刷モード（片面印刷モード、両面印刷モード）に基づいて搬送経路の切り替え制御を行う。
【００２８】
片面印刷モードで片面の印刷が終了した用紙Ｍ、または、両面印刷モードで両面の印刷が終了した用紙Ｍは、定着部４４で定着処理が施された後、定着部４４よりも用紙搬送方向の下流側に設けられた排紙ローラー４６により排紙トレイ上に排出される。
【００２９】
また、両面印刷モードで用紙Ｍを画像形成部１０に再給紙する場合、表面側に画像が形成された用紙Ｍは、搬送路切替部４８を経由してＡＤＵ６０に搬送される。ＡＤＵ６０に搬送された用紙Ｍは、搬送ローラー６２等を介してスイッチバック経路に搬送される。スイッチバック経路では、ＡＤＵローラー６４の逆回転制御により用紙Ｍの後端を先頭にしてＵターン経路部に搬送され、Ｕターン経路部に設けられた搬送ローラー６６，６８等によりレジストローラー３２に用紙Ｍの表裏反転された状態で再給紙される。レジストローラー３２に再給紙された用紙Ｍは、用紙Ｍの表面側の場合と同様の画像形成処理が行われる。画像形成部１０により裏面に画像が転写された用紙Ｍは、定着部４４で定着処理が行われた後に、搬送路切替部４８および排紙ローラー４６を介して排紙トレイ上に排出される。
【００３０】
［パッチ画像の構成例］
次に、画像補正動作時に中間転写ベルト８上に形成されるパッチ画像１５０について説明する。図２は、画像動作補正時に中間転写ベルト８上に形成されるパッチ画像１５０の構成の一例を示している。図２に示すように、中間転写ベルト８の感光体ドラム１等が配置された面と反対側の面には、複数のパッチ画像１５０Ａ〜１５０ＥがＩＤＣセンサ１２０に対応（対向）した位置であって、かつ、ベルト回転方向Ｄ１に沿って形成される。
【００３１】
これら複数のパッチ画像１５０Ａ〜１５０Ｅは、異なる現像バイアス電圧により異なる階調パターンで形成される。例えばパッチ画像１５０Ａのトナー濃度（トナー付着量）が最も高くなるように形成され、図２中下方のパッチ画像１５０Ｂ，１５０Ｃ…に向かうにつれてトナー濃度が小さくなるように形成される。なお、パッチ画像１５０には、例えばディザパターンを用いることができる。
【００３２】
［高濃度画像の構成例］
次に、バランス調整動作時に中間転写ベルト８上に形成される高濃度画像１６０について説明する。図３は、バランス調整動作時に中間転写ベルト８上に形成される高濃度画像１６０の構成の一例を示している。図３に示すように、中間転写ベルト８の感光体ドラム１等が配置された面と反対側の面には、高濃度画像１６０がＩＤＣセンサ１２０に対応（対向）した位置に形成される。
【００３３】
高濃度画像１６０は、画像動作補正時に中間転写ベルト８上に形成されたパッチ画像１５０のうち最もトナー濃度が高いパッチ画像１５０Ａの濃度よりも高い濃度となるように形成される。これにより、中間転写ベルト８の面をトナーで完全に覆うことができる。なお、本例では、中間転写ベルト８上に単数の高濃度画像１６０を形成した例について説明したが、パッチ画像１５０のように複数の高濃度画像１６０を形成することもできる。高濃度画像１６０を複数形成すれば、複数回、バランス調整動作を行うことができるので、バランス調整動作の精度を上げることができる。
【００３４】
［ＩＤＣセンサの構成例］
次に、ＩＤＣセンサ１２０の構成例について説明する。図４は、ＩＤＣセンサ１２０の構成の一例を示している。図４に示すように、ＩＤＣセンサ１２０は、発光側に発光部１２２と偏光板１２４とＳ波受光部１２６と備え、受光側にＰ波受光部１３０とＳ波受光部１４０と偏光板１２８とを備えている。
【００３５】
まず、発光側について説明する。発光部１２２は、例えば発光素子である発光ダイオードから構成され、入力電流に応じた強さの赤外光または可視光等を照射光として偏光板１２４を介して中間転写ベルト８の表面に斜め方向から照射する。偏光板１２４は、発光部１２２から照射される照射光に含まれるＰ波とＳ波とを分離させ、分離した照射光のうちＰ波を通過（直進）させると共にＳ波をＳ波受光部１２６側に反射させる。このようにして、単一の偏光光を中間転写ベルト８に照射させる。本例では、単一の偏光光としてＰ波を照射させた場合について説明しているが、単一の偏光光であればＳ波を用いても良い。Ｓ波受光部１２６は、例えば受光素子であるフォトダイオード等から構成され、偏光板１２４で反射（偏光）したＳ波成分を受光する。
【００３６】
次に、受光側について説明する。発光部１２２から偏光板１２４を介して照射された照射光は、中間転写ベルト８上に形成された所定の画像上で反射される。図４では、画像として、バランス調整動作時に用いられる高濃度画像１６０を形成した場合を図示している。偏光板１２８は、中間転写ベルト８の所定の画像上で反射された反射光のＰ波とＳ波とを分離させ、分離した照射光のうちＰ波を通過させると共にＳ波をＳ波受光部１４０側に反射させる。Ｐ波受光部１３０は、例えば受光素子であるフォトダイオード等から構成され、偏光板１２８を通過したＰ波成分を受光する。Ｓ波受光部１４０は、例えば受光素子であるフォトダイオード等から構成され、偏光板１２８で反射したＳ波成分を受光する。なお、Ｐ波受光部１３０は第１の受光部の一例を構成し、Ｓ波受光部１４０は第２の受光部の一例を構成している。
【００３７】
［トナー付着量とＰ波／Ｓ波との関係例］
次に、中間転写ベルト８上に転写された画像のトナー付着量と、この画像等で反射した光（Ｐ波／Ｓ波）との関係の一例について説明する。図５は、トナー付着量とＰ波／Ｓ波との比率の一例を示している。図５に示すように、中間転写ベルト８上のトナー付着量が少ない場合またはトナーがない場合には、照射したＰ波成分の光はベルト面で鏡面反射するので、Ｐ波成分のまま反射して全てＰ波受光部１３０で受光される。
【００３８】
図６は、中間転写ベルト８上にトナーがない場合を示している。図６に示すように、中間転写ベルト８上にトナーがない場合、中間転写ベルト８上は鏡面状態の綺麗な表面となるので、中間転写ベルト８の表面で反射した反射光は偏光軸が変化することなく、そのままＰ波受光部１３０によって受光される。そのため、この場合には、Ｐ波成分が大きくなるので、Ｐ波／Ｓ波の値も大きくなる。
【００３９】
これに対し、中間転写ベルト８上のトナー付着量が多い場合、つまり、トナー付着量の濃度が高い場合には、照射された光は画像上で乱反射してＰ波成分とＳ波成分とを含むランダム光となるので、Ｐ波成分が減少することで、Ｐ波／Ｓ波の値も小さくなる。すなわち、中間転写ベルト８上に形成されるトナー像が高濃度の場合ほど、反射光に含まれるＰ波とＳ波とはほぼ同じ量に近づいて行く。
【００４０】
ここで、画像補正動作時に中間転写ベルト８上に形成されるパッチ画像１５０のうち最高濃度のパッチ画像１５０Ａ（図２参照）は、図５に示すように、トナー付着量が約４．０ｇ／ｍ2となっている。例えば、現像バイアスを−３９３Ｖに設定し、帯電電圧を−６０１Ｖに設定し、レーザー出力（光の強度）を１３１に設定することで、４．０ｇ／ｍ2のトナー付着量のパッチ画像１５０Ａを形成することができる。
【００４１】
これに対し、バランス調整動作時に中間転写ベルト８上に形成される高濃度画像１６０（図３参照）は、トナー付着量が７．０ｇ／ｍ2以上となっており、画像補正動作時に形成される最高濃度のパッチ画像１５０Ａよりも高いトナー濃度になっている。例えば、現像バイアスを−７００Ｖに設定し、帯電電圧を−９０８Ｖに設定し、レーザー出力（光の強度）を画像補正動作時の２倍（２４４）に設定することで、８．５ｇ／ｍ2のトナー付着量の高濃度画像１６０を形成することができる。このように、トナー付着量が約７．０ｇ／ｍ2以上であれば、図５に示すように、Ｐ波とＳ波の比率は１（Ｐ−Ｓ＝０）となり、一定となるので、トナー付着量を正確に制御することができなくても、バランス調整動作を行うことができる。
【００４２】
［画像形成装置のブロック構成例］
次に、本発明に係る画像形成装置１００のブロック構成例について説明する。図７は、画像形成装置１００のブロック構成の一例を示している。画像形成装置１００は、装置の全体の動作を制御する制御部５０を備えている。制御部５０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)５２と、制御ソフトウェアの格納およびデータの保管を行うＲＯＭ(Read Only Memory)５４と、ＣＰＵ５２のワークエリアを構成するＲＡＭ５６(Random Access Memory)とを有している。ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４から読み出したソフトウェアやデータをＲＡＭ５６上に展開してソフトウェアを起動させて画像形成装置１００の各部を制御することによりバランス調整動作や画像補正動作、画像形成動作を実行する。
【００４３】
制御部５０には、ＩＤＣセンサ１２０と操作表示部７０とメモリ部７２と画像形成部１０とがそれぞれ接続されている。図８は、ＩＤＣセンサ１２０の受光部側の回路構成の一例を示している。ＩＤＣセンサ１２０は、発光部１２２とＰ波受光部１３０とＳ波受光部１４０とを有している。図７および図８に示すように、発光部１２２は、バランス調整動作時や画像補正動作時に、制御部５０の制御に基づいて中間転写ベルト８上に向けて光を照射する。
【００４４】
Ｐ波受光部１３０は、図８に示すように、フォトダイオード１３２と差動増幅回路１３４とを有している。フォトダイオード１３２は、中間転写ベルト８上の所定の画像で反射された反射光のうちＰ波成分を受光し、受光したＰ波を電気信号に変換して差動増幅回路１３４に出力する。差動増幅回路１３４は、フォトダイオード１３２から入力された電気信号を増幅等して出力信号を制御部５０に出力する。本例では、バランス調整動作時に得られるＰ波の信号を出力信号Ｐbalと呼び、画像補正動作時に得られるＰ波の信号を出力信号Ｐと呼ぶ。
【００４５】
Ｓ波受光部１４０は、図８に示すように、フォトダイオード１４２と差動増幅回路１４４とを有している。フォトダイオード１４２は、中間転写ベルト８上の所定の画像で反射された反射光のうちＳ波成分を受光し、受光したＳ波を電気信号に変換して差動増幅回路１４４に出力する。差動増幅回路１４４は、フォトダイオード１４２から入力された電気信号を増幅等して出力信号を制御部５０に出力する。本例では、バランス調整動作時に得られるＳ波の信号を出力信号Ｓbalと呼び、画像補正動作時に得られるＳ波の信号を出力信号Ｓと呼ぶ。なお、差動増幅回路１３４，１４４については公知の差動増幅回路が用いられるため、詳細な説明については省略する。
【００４６】
制御部５０は、バランス調整動作時に、Ｐ波受光部１３０から入力された出力信号ＰbalとＳ波受光部１４０から入力された出力信号Ｓbalとを除算し、この除算により得られた値をＳ波受光部１４０の感度を調整するための補正値（補正係数）としてメモリ部７２に保存する。また制御部５０は、画像補正動作時に、Ｓ波受光部１４０から出力された出力信号Ｓにバランス調整動作時に算出した補正値を乗算することでＳ波受光部１４０の感度を調整した後、Ｐ波受光部１３０から出力された出力信号Ｐと感度調整を行ったＳ波受光部１４０の出力信号Ｓとの差を演算することによりガンマ補正（濃度補正）を行う。
【００４７】
操作表示部７０は、液晶ディスプレイ等からなる表示部と静電容量方式や抵抗膜方式等からなる入力部とが組み合わされたタッチパネルから構成されている。タッチパネルの周辺部には、数字キーやスタートボタン等を含むハードキーが設けられている。操作表示部０は、例えばバランス調整動作の選択や用紙サイズや紙種等の画像形成条件を選択するための操作画面を表示したり、この操作画面でユーザーにより選択された入力情報を受け付けて操作信号を制御部５０に供給する。
【００４８】
メモリ部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリやＨＤＤ(Hard Disk Drive)等から構成されている。メモリ部７２には、例えばバランス調整動作時に算出したＩＤＣセンサ１２０の受光部等の感度を調整するための補正値や、画像補正動作時の濃度判定に用いられる各画像パッチの基準値（閾値）が格納されたテーブル等が記憶される。
【００４９】
画像形成部１０は、露光部３と現像部４とを有している。露光部３は、バランス調整動作時において高濃度画像１６０を形成する場合、制御部５０の制御により画像補正動作時よりも高いレーザーパワーの条件でレーザーを出力する。現像部４は、バランス調整動作時において高濃度画像１６０を形成する場合、制御部５０の制御の制御により画像補正動作時よりも高い現像バイアス電圧の条件で感光体ドラム１との間に現像バイアス電圧を加える。
【００５０】
［バランス調整時の動作例］
次に、本発明に係るバランス調整動作時における画像形成装置１００の動作例について説明する。図９は、バランス調整動作時における画像形成装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。バランス調整動作は、例えば、画像形成装置１００の出荷時やＩＤＣセンサ１２０を交換した際に実行される。バランス調整動作は、操作表示部７０の表示画面上で選択することもできるし、例えばＩＤＣセンサ１２０が交換されたことを判断して自動的に選択実行することもできる。
【００５１】
図９に示すように、ステップＳ１００で制御部５０は、バランス調整動作が選択されると、ベースライン補正を実行する。ベースライン補正では、中間転写ベルト８上のトナー付着の無い領域（以下、ベースラインという）に光が照射され、ベースライン上で反射した反射光がＰ波受光部１３０等によって受光される。制御部５０は、ＩＤＣセンサ１２０の反射光の受光結果に応じたベースラインの全周の特性に基づいて、ＩＤＣセンサ１２０の出力電圧の振幅が所定範囲内になるよう、発光部１２２の光量等を一定に調整する。また、現像部の周速比を適宜可変制御することにより、トナー付着量を一定に維持させても良い。
【００５２】
ベースライン補正が終了すると、ステップＳ１１０で画像形成部１０は、制御部５０の制御に基づいて中間転写ベルト８上に高濃度画像１６０（高付着トナー）を転写する。高濃度画像のトナー付着量としては、上述したように、例えば７．０ｇ／ｍ2以上である。トナーの付着量が７．０ｇ／ｍ2未満の場合には、ＩＤＣセンサ１２０から照射されて中間転写ベルト８上の高濃度画像１６０で反射した反射光（ランダム光）のＰ波とＳ波との成分比が確実に１対１（Ｐ−Ｓ＝０）とならないためである。制御部５０は、高濃度画像１６０を形成するために、例えば現像バイアス電圧が上がるよう現像部４の動作を制御したり、露光時のレーザーパワーが上がるよう露光部３の動作を制御したり、感光体ドラム１の帯電電圧が上がるよう帯電部の動作を制御したりする。
【００５３】
なお、上述した高濃度画像１６０は、現像バイアス、帯電電圧、レーザー出力の３つの画像形成条件を制御することで形成したが、少なくとも１つ以上の画像形成条件を制御することで高濃度画像１６０を形成するようにしても良い。
【００５４】
高濃度画像の転写が終了すると、ステップＳ１２０で制御部５０は、画像形成装置１００が出荷時から一定期間が経過しているか否かを判断する。これは、現像部４や露光部３等が一定期間使用されることで経時劣化し、現像部４の現像性や露光部３のレーザーパワーを上げてもバランス調整時用のトナーによって中間転写ベルト８上を完全に覆うことができない場合があるからである。つまり、現像部４等が経時劣化している場合には、７．０ｇ／ｍ2以上の高濃度画像を形成することができない場合があるからである。出荷時から一定期間が経過したときにバランス調整動作が行われる場合としては、例えば、出荷後にＩＤＣセンサ１２０を交換した場合等が挙げられる。制御部５０は、画像形成装置１００が出荷時から一定期間が経過していると判断した場合にはステップＳ１３０に進む。一方、画像形成装置１００が出荷時から一定期間が経過していないと判断した場合にはステップＳ１４０に進む。
【００５５】
出荷時から一定期間が経過した場合、ステップＳ１３０で画像形成部１０は、中間転写ベルト８上に形成する高濃度画像１６０を複数の画像を重ね合わせることにより形成する。つまり、複数回、画像形成動作を行い、複数の画像を重ね合わせて積層することで高濃度画像１６０を形成する。画像を重ねる回数は、画像のトナー付着量が７．０ｇ／ｍ2以上となるように、制御部５０が出荷時からの経過時間を考慮して判断しても良いし、ユーザーが任意の回数を設定しても良い。このとき、高濃度画像１６０は、単一色のトナーからなる画像を複数重ね合わせて形成することもできるし、複数色のトナーからなる複数の画像を重ね合わせて形成することもできる。これにより、現像部４等が経時劣化したとしても、トナーにより中間転写ベルト８上を完全に覆うようにすることができ、高付着のトナー像を確実に形成することができる。
【００５６】
高濃度画像１６０の転写が終了すると、ステップＳ１４０で制御部５０は、バランス調整動作を実行する。バランス調整動作では、中間転写ベルト８上に形成された高濃度画像１６０に光が照射される。Ｐ波受光部１３０は、高濃度画像１６０上で反射した反射光のうちＰ波を受光して出力信号Ｐbalを制御部５０に出力する。Ｓ波受光部１４０は、高濃度画像１６０上で反射した反射光のうちＳ波を受光して出力信号Ｓbalを制御部５０に出力する。
【００５７】
制御部５０は、Ｐ波受光部１３０から入力されたＰ波の出力信号Ｐbalの出力と、Ｓ波受光部１４０から入力されたＳ波の出力信号Ｓbalの出力とが同じとなるよう、Ｐ波受光部１３０やＳ波受光部１４０の感度調整を行う。具体的には、画像補正動作時において、Ｐ波の出力信号ＰとＳ波の出力信号Ｓとの差分が０となるように、Ｐ波受光部１３０やＳ波受光部１４０の感度を調整するための補正値を算出する。例えば、Ｓ波受光部１４０の感度を調整する場合、下記式（１）によりＳ波受光部１４０の感度を調整するための補正値を算出する。
補正値＝出力信号Ｐbal／出力信号Ｓbal・・・（１）
【００５８】
制御部５０は、上記式（１）により補正値を算出したら、この算出した補正値をメモリ部７２に保存する。このような一連の動作が、画像形成装置１００の出荷時や、ＩＤＣセンサ１２０の交換時に行われる。なお、本例では、Ｓ波受光部１４０の感度を調整する場合について説明したが、Ｐ波受光部１３０側の感度を調整しても良いし、Ｐ波受光部１３０側およびＳ波受光部１４０側の両方の感度を調整することもできる。
【００５９】
［画像補正動作時の動作例］
次に、本発明に係る画像補正動作時における画像形成装置１００の動作例について説明する。図１０は、画像補正動作における画像形成装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。画像補正動作を実行するタイミングとしては、予め設定されたタイミングと、ユーザーやサービスマンが強制的に行うタイミングとがある。前者には、例えば、画像形成装置１００の電源オン時、省エネルギーモードからの復帰時、前回の画像補正動作を実施してからの装置内の温度変化や温度変化が各閾値を越えたとき、または、累計印刷枚数が閾値を超えたとき等がある。
【００６０】
図１０に示すように、ステップＳ２００で制御部５０は、ベースライン補正を実行する。ベースライン補正では、中間転写ベルト８上のベースラインに光が照射され、ベースライン上で反射した反射光がＰ波受光部１３０等によって受光される。制御部５０は、ＩＤＣセンサ１２０の反射光の受光結果に応じたベースラインの全周の特性に基づいて、ＩＤＣセンサ１２０の出力電圧の振幅が所定範囲内になるよう、発光部１２２の光量等を一定に調整する。
【００６１】
ベースライン補正が終了すると、ステップＳ２１０で画像形成部１０は、制御部５０の制御に基づいて中間転写ベルト８上に複数の階調パターンからなるパッチ画像１５０を作成する。制御部５０は、画像形成部１０の現像部４を異なる現像バイアス電圧に順に設定し、設定した異なる現像バイアス電圧に基づいて濃度が異なる複数のパッチ画像１５０Ａ〜１５０Ｅのそれぞれを中間転写ベルト８上に作成させる（図２参照）。
【００６２】
パッチ画像１５０の作成が終了すると、ステップＳ２２０で制御部５０は、ガンマ補正を実行する。ガンマ補正では、中間転写ベルト８上に形成されたパッチ画像１５０に偏光板１２４を介してＰ波が照射される。Ｐ波受光部１３０は、パッチ画像１５０上で反射した反射光のうちＰ波を受光して出力信号Ｐを制御部５０に出力する。Ｓ波受光部１４０は、パッチ画像１５０上で反射した反射光のうちＳ波を受光して出力信号Ｓを制御部５０に出力する。
【００６３】
続けて、制御部５０は、バランス調整動作時に算出したＳ波受光部１４０の感度を補正するための補正値をメモリ部７２から読み出し、Ｐ波受光部１３０から取得した出力信号ＰとＳ波受光部１４０から取得した出力信号Ｓと補正値（Ｐbal／Ｓbal）とを用いて下記式（２）により濃度補正を実行する。
出力信号Ｐ−出力信号Ｓ×（Ｐbal／Ｓbal）・・・（２）
【００６４】
上記式（２）に示すように、まず、Ｓ波受光部１４０から取得した出力信号Ｓに補正値（Ｐbal／Ｓbal）を乗算することで、Ｓ波受光部１４０のフォトダイオード１４２や偏光板１２８等によるばらつきにより発生するバランス誤差を補正する。次に、出力信号Ｐとバランス調整後の出力信号Ｓとの差を求めることで、中間転写ベルト８上に形成されたパッチ画像１５０の濃度状態を取得する。制御部５０は、取得したパッチ画像１５０の濃度状態と、予めパッチ画像１５０毎に設定されている基準値とに基づいて濃度補正値を算出し、算出した濃度補正値に基づいて帯電電圧や、現像バイアス電圧、レーザーパワーの光量等の調整を行う。このような一連の処理により画像補正動作が行われる。
【００６５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トナー像を用いてＰ波の出力とＳ波の出力とが同じとなるようＰ波受光部１３０やＳ波受光部１４０の感度を調整するので、画像形成装置１００の出荷後においても装置内でＩＤＣセンサ１２０のバランス調整を行うことができる。つまり、装置内の条件でバランス調整できる。これにより、トナーに類似するフィルム等を用いて外部調整する場合と比べて、フィルム等の調整部品が不要となるので、コストの削減を図ることができる。また、実際のトナー等を用いてバランス調整動作を行うことができるので、外部調整よりも調整精度を高くすることができる。さらに、本実施の形態によれば、例えば、画像形成装置１００の出荷後にＩＤＣセンサ１２０を交換して、画像形成条件が変化したとしても、装置内で再度、ＩＤＣセンサ１２０のバランス調整を行うことができる。
【００６６】
また、本実施の形態によれば、バランス調整動作時において中間転写ベルト８上に画像を形成する場合、露光部３のレーザーパワーを高くしたり、現像部４の現像バイアス電圧を高くしたりするので、中間転写ベルト８上に高いトナー濃度（トナー付着量）の高濃度画像１６０を確実に形成することができる。また、画像形成装置１００が出荷時から一定期間が経過している場合には、露光部３等の経時劣化を考慮して、画像を複数回重ね合わせたり、複数色の画像を重ね合わせたりして画像を形成するので、中間転写ベルト８上に高いトナー濃度（トナー付着量）の高濃度画像１６０を確実に形成することができる。これにより、バランス調整動作を精度良く行うことができる。
【００６７】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上述した実施の形態では、装置の出荷時やＩＤＣセンサ１２０を交換した際にバランス調整動作を行うようにしたが、これに限定されることはない。装置の出荷後であって画像形成装置１００内で一定以上の温度変化があった場合に、バランス調整動作を行うようにしても良い。これは、温度変化により、各構成部の特性が変化する場合があるからである。この場合には、例えば画像形成装置１００内に温度センサを設置し、この温度センサの検知結果に基づいてバランス調整動作を実行するか否かを判断する。
【００６８】
また、濃度制御を行う対象となる像担持体としては、上述したような中間転写ベルト８に限定されることはなく、トナー像を重ね合わせるものであれば、感光体ドラム１であっても良い。
【符号の説明】
【００６９】
８  中間転写ベルト（像担持体）
１０  画像形成部
５０  制御部
１００  画像形成装置
１２０  ＩＤＣセンサ（検知部）
１３０  Ｐ波受光部（第１の受光部）
１４０  Ｓ波受光部（第２の受光部）
１６０  高濃度画像
【図１】
2014048633.tif 000003
【図３】
2014048633.tif 000004
【図５】
2014048633.tif 000005
【図６】
2014048633.tif 000006
【図７】
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【図８】
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【図９】
2014048633.tif 000009
【図１０】
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【図１１】
2014048633.tif 000011
【図２】
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【図４】
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