(57)【要約】【課題】光学センサの取り付け位置にずれがあっても、マシンのコストアップなしで適正なトナー付着量を算出可能とする。【解決手段】トナー画像に光を投射するＬＥＤ１０ａと、トナー画像からの反射光を受光する受光素子１０ｂ、１０ｃとを有する光学センサ１０を備え、当該受光素子の出力からトナー画像の濃度を検知し、当該濃度に基づいて作像条件を制御する画像濃度制御装置である。ＬＥＤ１０ａに基準電流を供給したときの受光素子の出力が基準出力を下回っているときに、当該出力低下分を補償するようにＬＥＤ１０ａの供給電流を増加させる（第１の校正）。第１の校正によるＬＥＤ１０ａの電流増加率に対応してトナー付着量を増加させるように作像条件を変更する（第２の校正）。【選択図】図１５
2014240874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置で形成されたトナー画像に光を投射する発光手段と、当該トナー画像からの反射光を受光する受光手段とを有する光学センサを備え、前記受光手段の出力からトナー画像の濃度を検知し、当該濃度に基づいて作像条件を制御するようにした画像濃度制御装置において、
前記発光手段に基準電流を供給したときの前記受光手段の出力が基準出力を下回っているときに当該出力低下分を補償するように前記発光手段の供給電流を増加させる第１の校正用手段と、
前記第１の校正用手段による前記発光手段の電流増加率に対応してトナー付着量を増加させるように作像条件を変更する第２の校正用手段とを有することを特徴とする画像濃度制御装置。
【請求項２】
前記光学センサの光学素子が面実装方式でプリント基板に実装されていることを特徴とする請求項１の画像濃度制御装置。
【請求項３】
前記トナー画像が転写ベルトに転写され、当該転写ベルトの搬送方向に対する前記光学センサの発光手段と受光手段のあおり角が基準角度からプラス又はマイナス方向にずれていることにより前記受光手段の出力が基準出力を下回っているときに、前記第１の校正用手段が当該出力低下分を補償するように前記発光手段の供給電流を増加させることを特徴とする請求項２の画像濃度制御装置。
【請求項４】
前記第２の校正用手段が、前記発光手段の電流増加率に対応して、ブラックとカラーで互いに異なる比率でトナー付着量を増加させるように作像条件を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１の画像濃度制御装置。
【請求項５】
トナー付着量を増加させる比率を、カラーよりもブラックの方を大きくしたことを特徴とする請求項４の画像濃度制御装置。
【請求項６】
トナー付着量を増加させる比率を、すべての色で異なる比率としたことを特徴とする請求項４の画像濃度制御装置。
【請求項７】
画像形成装置で形成されたトナー画像に光を投射する発光手段と、当該トナー画像からの反射光を受光する受光手段とを有する光学センサを備え、前記受光手段の出力からトナー画像の濃度を検知し、当該濃度に基づいて作像条件を制御するようにした画像濃度制御方法において、
前記発光手段に基準電流を供給したときの前記受光手段の出力が基準出力を下回っているときに当該出力低下分を補償するように前記発光手段の供給電流を増加させる第１の校正動作と、
前記第１の校正動作による前記発光手段の電流増加率に対応してトナー付着量を増加させるように作像条件を変更する第２の校正動作を行うことを特徴とする画像濃度制御方法。
【請求項８】
新品のマシンの最初の校正または光学センサの交換後の最初の校正でのみ、前記第１の校正動作と第２の校正動作を実行するようにしたことを特徴とする請求項７の画像濃度制御方法。
【請求項９】
前記第１の校正動作による前記発光手段の電流増加率が所定の増加率より大きい場合に前記第１の校正動作と第２の校正動作による濃度制御を行わないことを特徴とする請求項７の画像濃度制御方法。
【請求項１０】
前記第１の校正動作による前記発光手段の電流増加率が所定の増加率より大きい場合に前記第１の校正動作と第２の校正動作による濃度制御を行わずにマシンを停止させることを特徴とする請求項７の画像濃度制御方法。
【請求項１１】
請求項１から６のいずれか１の画像濃度制御装置を有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、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置と、当該画像形成装置に使用する画像濃度制御装置及び画像濃度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置では、使用環境（温度・湿度）の変化や経時変化に対して、形成した画像濃度が変化するといった問題があった。そのため、常に安定した画像濃度を得るために、感光体等の像担持体上に濃度検知用階調パターンを作成し、当該パターンの濃度を光学的検知手段（以下、単に光学センサともいう）により検知している。そして当該検知により得られた検出値から階調パターンのトナー付着量を求める。このトナー付着量から、現像ポテンシャルに対するトナー付着量の関係式（傾き：現像γ、Ｘ切片：現像開始電圧Ｖｋ）を求める。このような画像濃度調整の手法が広く用いられている。
【０００３】
当該画像濃度調整手法は、求めた現像ポテンシャルとトナー付着量の関係式から、目標付着量となるように作像条件（具体的には、ＬＤパワー、帯電バイアス、現像バイアス）を変更することで、常に安定した画像濃度を得る。また、必要に応じてトナー濃度制御基準値を変更することで、トナー濃度を適正値に導くようにしている。
【０００４】
階調パターンのトナー付着量を検出するための光学センサは、正反射光のみを検出するタイプと、拡散反射光のみを検出するタイプと、両者を検出するタイプが一般的に用いられている。これら光学センサは、ＬＥＤなどの発光素子とフォトトランジスタなどの受光素子で構成されている。
【０００５】
光学センサを用いた検知システムにおいては、検知対象面に作成されたトナーパッチにＬＥＤ光を照射し、その反射光（正反射光、拡散反射光）を受光素子で検知する。そして、当該検出結果をトナー付着量に変換することで対象面に付着したトナー量を得る。
【０００６】
ところで、光学センサの受光素子の出力は検知システムの経時変化などによって低下する。ここで、経時変化とは、検知対象面である転写ベルトの光沢度の低下や、光学センサの検知面のトナーによる汚れなどである。そのため、受光素子の出力低下に合わせて発光素子の光量を上げるように調整を行い、検知対象面の地肌部（トナーパッチが無い部分）に対する受光素子の出力が所定の値となるように調整する必要がある。
【０００７】
また、光学センサの受光素子の出力は経時だけでなく初期的にも所望する値が得られない場合がある。受光素子は、発光素子より照射し検知対象面で反射した光を受光し、受光強度に応じた電圧を出力する。受光する光量が多いほど出力値は大きくなり、光量が少なくなると出力が低下する。
【０００８】
そのため、光学センサと検知対象面との位置関係がずれると、受光素子に入射される光量が減少するため、出力が低下することになる。
初期的に光学センサと検知対象面の位置関係にずれが生じる原因としては以下のことが考えられる。
（イ）光学センサが有する部品ばらつき
（ロ）光学センサの取り付けばらつき
【０００９】
（イ）の光学センサがもつ部品ばらつきとは、発光素子と受光素子を基板上に実装する際に素子の向きがずれることで生じるばらつきである。光学素子を基板上に設置する際に基板面に沿って回転する方向にズレが生じると、発光素子の光軸がずれてしまい、受光素子に入射する光量が低下してしまう。そのため、受光素子の出力が低下することになる。
【００１０】
（ロ）の光学センサの取り付けばらつきとは、光学センサを本体に取り付ける際に本体のばらつきや、支持部材の公差により光学センサの向きや検知対象面との距離や角度が変化することで生じるばらつきである。この場合も検知対象面からの受光素子に入射する光量が低下し、光学センサ出力値が低下してしまう。
【００１１】
以上のように初期的な状態においても光学センサの出力が所望の値で得られない場合がある。（イ）の光学センサのもつ部品ばらつきに関しては検査工程によってある程度抑えることができる。そのため、（ロ）の光学センサの取り付けばらつきをできるだけ抑え、位置精度の高い取り付けを保証する必要性がある。位置精度を確保することができないと、トナーパターンを検知して算出したトナー付着量にずれが生じる場合がある。
【００１２】
このように、光学センサのマシンへの取り付け位置のばらつきによる受光素子の出力が低下した場合も、発光素子の光量を上げることで、受光素子の出力値が所定値となるように製品出荷前などに初期校正している。しかし、この出荷前の初期校正で光学素子の光量が多くなると、消費電力が増大するだけでなく、入力電流が上限値に近付いて光学素子の寿命が低下してしまうこともある。よって、光学センサのマシンへの取り付け位置のばらつきをなるべく抑えて、使用初期時における発光素子への入力電流を極力抑えることが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、特許文献１（特開２００８−１８５８４８号公報）では、光学センサを中間転写装置のローラに対向する位置に配設し、光学センサの位置を調整する移動手段を備えている。そのため、取り付け位置にばらつきがある場合にも、設置位置のずれを調整することが可能となるため、プロセスコントロールのトナーパターンを検知して適正なトナー付着量を得ることが可能となる。
【００１４】
しかしながら、光学センサの位置を調整するための移動手段にはモータなどの駆動装置を設置する必要があるため、その分のレイアウトが大きくなってしまう。また、移動手段のための駆動装置を設けることでコストアップとなってしまう。
【００１５】
また、光学センサをマシン本体に直接取り付けると、取り付け面の段差などにより、光学センサユニットや基板が歪んで取り付けられてしまう場合がある。そこで特許文献２（特開２００５−３７５８５号公報）では、光学センサをマシン本体へ２箇所で取り付け、各取り付け位置では、光学センサを、弾性部材と調整部材を介して、締結部材により本体に取り付ける構成としている。これにより、光学センサと検知対象物の間の位置関係を、締結部材と調整部材で調整可能としている。
【００１６】
また、特許文献２（特開２００５−３７５８５号公報）では、弾性部材を介在させているため、光学センサに歪みを与えないで取り付けることが可能である。また、光学センサの素子に形状や取り付け位置のばらつき等があった場合でも、調整部材を用いて調整することができる。このため、光学センサの移動手段などを設けずに、光学センサの位置を調整することが可能となる。従って、レイアウトの拡大やコストアップなしで、光学センサを調整することができる。
【００１７】
しかしながら、光学センサは、コストダウンのために、１つの基板に対して複数の光学センサを実装してユニット化するような場合がある。この場合、基板のサイズが大型化するので、このような大型基板を使用した光学センサを弾性部材を介して本体に取り付けると、基板に歪みが発生しやすくなる。その結果として、マシン本体に光学センサを取り付ける場合、弾性部材などを介在させたとしても、基板に歪みが発生して光学センサの検知位置がずれることにより、正確な検知が行えない可能性がある。
【００１８】
転写ベルトの波動状の振動による光学センサの出力波形の不安定化を回避するために、転写ベルトの平面部を避けてローラなどの曲面上検知にする場合は、光学センサの取り付け位置のわずかな変動に対して、光学センサの出力が大きく変動する。このような変動は、特に検知対象面のローラが小径である場合に顕著であり、トナー付着量の算出結果に誤差が生じやすい。そのため、曲面上検知方式では、特に光学センサの取り付けに高い位置精度が要求される。
【００１９】
以上より、光学センサは検知対象面に対して高い位置精度で取り付けることが必要であるが、前記したような従来方法を用いた場合はコストアップの問題がある。
【００２０】
そこで本発明の目的は、光学センサの取り付け位置にずれがあっても、コストアップすることなく適正なトナー付着量を算出可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記課題を解決するため本発明は、画像形成装置で形成されたトナー画像に光を投射する発光手段と、当該トナー画像からの反射光を受光する受光手段とを有する光学センサを備え、前記受光手段の出力からトナー画像の濃度を検知し、当該濃度に基づいて作像条件を制御するようにした画像濃度制御装置において、前記発光手段に基準電流を供給したときの前記受光手段の出力が基準出力を下回っているときに当該出力低下分を補償するように前記発光手段の供給電流を増加させる第１の校正用手段と、前記第１の校正用手段による前記発光手段の電流増加率に対応してトナー付着量を増加させるように作像条件を変更する第２の校正用手段とを有することを特徴とする画像濃度制御装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、光学センサの取り付け位置のずれ量を第１の校正用手段による発光手段の電流増加率として検知することができる。そして当該電流増加率に応じて第２の校正用手段によりトナー付着量を増加させるように作像条件を変更することができる。従って、マシンのコストアップなどを伴うことなく、高精度の画像濃度制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略図である。
【図２】現像装置の断面図である。
【図３】現像装置の平面図である。
【図４】（ａ）は光学センサの正面図である。（ｂ）は光学センサの断面図である。
【図５】階調パターンの例を示す平面図である。
【図６】プロセスコントロールのフロー図である。
【図７】光学センサの検知出力（正反射光出力と拡散反射光出力）図である。
【図８】感度補正係数αの算出例図である
【図９】正反射成分分解図である。
【図１０】地肌部補正後の拡散反射出力図である。
【図１１】現像γと現像ポテンシャル図である。
【図１２Ａ】あおり角と光学センサ出力の関係を示す図である。
【図１２Ｂ】あおり角とＬＥＤ電流値変化率の関係を示す図である。
【図１３】ＬＥＤ電流値変化率とトナー付着量誤差の関係を示す図である。
【図１４】あおり角がずれた場合の現像γ算出結果を示す図である。
【図１５】トナー付着量補正制御のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付の図面に基づいて、本発明の画像形成装置、当該画像形成装置に使用する画像濃度制御装置及び画像濃度制御方法の実施形態について説明する。
【００２５】
（画像形成装置）
図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、まず説明する。図１は、本発明の画像濃度制御装置を有する画像形成装置本体の構成を示す概略図である。光学センサ１０が中間転写装置５の一端に設けられている。この光学センサ１０は、転写ベルト５０の波動状の振動で出力波形が不安定化しないように、転写ベルト５０を支持するローラに対向して配設されている。また各色の濃度センサ３５０（３５０Ｙ、３５０Ｃ、３５０Ｍ、３５０Ｂｋ）が各色毎の現像装置３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）に配設されている。中間転写装置５の上方には、各色のトナーボトル４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）が配設されている。
【００２６】
図２はドラム状の感光体１００の周りの本体構成を示す概略図である。感光体１００の左側に現像装置３が配設され、この現像装置３の底部に濃度センサ３５０が配設されている。感光体１００は、その表面が帯電装置２により一様に帯電された後、図示しない光学系からの露光により露光され、静電潜像が形成される。現像装置３は、現像剤担持体である現像ローラ３０２により、装置内の現像剤を感光体１００と現像ローラ３０２とで形成される現像ニップ領域へ搬送する。そして、感光体１００の表面に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを付着させて顕像化（現像）する。
【００２７】
図３は、現像装置３を上から見た概略図である。現像ローラ３０２が感光体１００に対向して配設されている。また、現像装置３は第１スクリュー３０５ａ及び第２スクリュー３０５ｂからなる２軸の搬送スクリュー３０５を備えている。第１スクリュー３０５ａの一端に補給口３０７が形成され、この補給口３０７から現像装置３内に現像剤が取り込まれる。取り込まれた現像剤は２軸のスクリュー３０５ａ、３０５ｂにより矢印のように左右方向で循環搬送される。
【００２８】
図１に示すように、トナー像は感光体１００と中間転写装置５が対向する転写領域において、中間転写装置５のベルト５０上に転写される。中間転写装置５の転写ベルト５０上に転写されたトナー像は、転写ベルト５０の循環移動に伴い、他の色の転写領域で他の色のトナーを精度よく色重ねする。トナー像はこの状態で二次転写装置６と対向する位置に搬送され、当該位置で転写材である転写紙に転写され、下流側の定着装置７で加熱・加圧されることで転写紙上で画像となる。
【００２９】
一方、感光体１００に残留したトナーはクリーニングブレード３０８により除去され、図示しない廃トナーボトルに貯留される。クリーニングブレード３０８を通過した感光体１００は、再度帯電装置２により一様に帯電され、次の画像形成工程を繰り返すように準備される。
【００３０】
図２に示す画像形成装置の断面概略図において、二成分現像剤（以下現像剤と記す）は、現像ローラ３０２の汲み上げ磁極により、現像装置３内の搬送スクリュー３０５から現像ローラ３０２に移動する。その後、現像剤は現像ローラ３０２の回転に伴い、搬送極の磁場と現像ローラ３０２表面の摩擦力によりドクタ３０９近傍まで現像剤が搬送される。ドクタ３０９近傍まで搬送された現像剤はドクタ３０９上流部において一旦滞留し、ドクタエッジ部と現像ローラ３０２とのギャップ（Ｇｄ）で現像剤の層厚が規制されて現像領域に搬送される。
【００３１】
現像領域には、所定の現像バイアスが印加されており、感光体１００上に形成された静電潜像にトナーを付着させる方向に現像電界が形成されるため、トナーは感光体１００上に移行して前記した潜像が現像される。また、現像領域を通過した現像剤は、現像ローラ３０２上の現像剤離れ極位置で現像ローラ３０２から離れ、搬送スクリュー３０５に戻る。その後、現像剤はトナー補給部で適正なトナー濃度に調整され、現像ローラ３０２に再び搬送される。現像装置３のケーシング底部には透磁率センサを使用した濃度センサ３５０が設置されており、この濃度センサ３５０により現像剤中のトナー濃度が検出される。
【００３２】
トナー濃度は、濃度センサ３５０の出力値Ｖｔをトナー濃度の制御基準値（Ｖｔｒｅｆ）と比較し、その差分に応じてトナー補給量を演算式から算出し、トナー補給装置により現像装置３の容器内にトナーを補給することで制御される。
【００３３】
前記濃度センサ３５０と光学センサ１０は、それぞれ図示しないＡ／Ｄ変換器を介して図２に示すようにＩ／Ｏユニット１８に接続されている。画像濃度制御装置としての制御部は、ＣＰＵ１９、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２０、読み出し書き出しメモリ（ＲＡＭ）２１、Ｉ／Ｏユニット１８を有する。そして当該制御部は、Ｉ／Ｏユニット１８を介して図示しないトナー補給装置を駆動するモータ（トナー補給駆動モータ）１４に制御信号を伝達するように構成されている。
【００３４】
ＲＡＭ２１にはＩ／Ｏユニット１８から読み取った濃度センサ３５０の出力値Ｖｔを一時保存するＶｔレジスタ、現像装置３内のトナー濃度の制御基準値（Ｖｔｒｅｆ）を記憶するＶｔｒｅｆレジスタが設けられている。また、転写ベルト５０近傍に設置した光学センサ１０からの出力値Ｖｓを記憶するＶｓレジスタ等が設けられている。また、ＲＯＭ２０には、トナー濃度制御プログラム、および画像濃度制御パラメータ補正プログラムが記憶されている。
以上が画像形成装置の概略である。
【００３５】
（光学センサ）
次に、前記光学センサ１０について説明する。図４は光学センサ１０の概略図を示したもので、この光学センサ１０は、転写ベルト５０に転写された階調パターンからの反射光を検知して画像濃度を検出する。図４の（ａ）は光学センサ１０を転写ベルトの搬送方向後方側から見た図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【００３６】
実施例において、当該光学センサ１０は図５のように主走査方向中央に配設され、この光学センサ１０によって４色（ＹＭＣＫ）全ての画像濃度調整用パターンを検知するようにしている。光学センサ１０は、発光手段としてのＬＥＤ１０ａ、受光手段としての正反射光受光素子１０ｂ及び拡散反射光受光素子１０ｃを有する。
【００３７】
受光素子としてはフォトトランジスタやフォトダイオードなどを使用することができる。これら光学要素は、プリント基板１１の面方向に対して平行な方向に向けられた状態で、プリント基板１１上に個別に半田付けされる面実装方式で配設されている。そして、ＬＥＤ１０ａからプリント基板１１と平行な方向に照射され、照射対象物且つ像担持体としての転写ベルト５０で反射した正反射光を正反射光受光素子１０ｂが受光し、拡散反射光を拡散反射光受光素子１０ｃが受光する。
【００３８】
光学センサ１０の光学要素は黒色の樹脂で成形された箱形の樹脂ケース３５（特許文献３：特開２００６−２５９４４７号公報等参照）で覆われている。樹脂ケース３５は軸足状の複数の嵌合突部を有し、当該嵌合突部がプリント基板１１にあけた溝状などの複数の嵌合孔に嵌め込まれて位置決めされている。これにより、樹脂ケース３５とＬＥＤ１０ａや受光素子１０ｂ、１０ｃとの位置関係を定めるようにしている。
【００３９】
ＬＥＤ１０ａは、正反射光受光素子１０ｂと拡散反射光受光素子１０ｃとの間に配設されている。樹脂ケース３５には、ＬＥＤ１０ａからの光が受光素子１０ｂ、１０ｃに入ることを阻止する遮光壁（図示せず）が形成されている。また樹脂ケース３５の内部には、出射光と入射光を集束するため複数のレンズ（図示せず）が保持されている。
【００４０】
また樹脂ケース３５の底部には窓３５ａが形成されている。そして、ＬＥＤ１０ａの光が当該窓３５ａから転写ベルト５０に向けて出射され、転写ベルト５０及びトナーからの反射光が窓３５ａから入って正反射光受光素子１０ｂと拡散反射光受光素子１０ｃに検知されるようになっている。
【００４１】
光学センサ１０のプリント基板１１は、板バネを所定の角度に折り曲げ形成してなる断面Ｕ字状のスペーサ１２を介してマシンの台板１３に取り付けられている。当該スペーサ１２は、その折り曲げ角度が異なる複数種類が用意されており、ＬＥＤ１０ａからの反射光による正反射光受光素子１０ｂの出力が最大となる最適角度を有するスペーサ１２を選択して、光学センサ１０を台板１３に取り付けるようにしている。
【００４２】
従って、図４（ｂ）に示すように、転写ベルト５０の搬送方向におけるあおり角が、当該出力最大となる基準位置から、プラス側又はマイナス側にずれると、受光素子１０ｂの出力が低下し、正確な濃度測定ができなくなる。そこで、新品のマシンを出荷する際に、以下のように光学センサ１０の点検と校正を行うようにしている。
【００４３】
また、光学センサ１０を新品に交換した場合にも、同様の点検と校正を行うようにしている。このように新品マシン出荷時と光学センサ交換時に以下の校正動作を行うことで、マシンの経時によるＬＥＤ電流値変化の影響を受けずに、初期の光学センサ設置時に生じるトナー付着量誤差を補正することが可能となる。
【００４４】
（光学センサ１０の点検と校正動作）
次に、光学センサ１０の点検と校正動作について説明する。光学センサの校正動作とは、受光素子の出力値が所定の範囲内となるように、発光素子に流す電流を変化させて発光素子の光量を調整することである。この調整動作を以後「Ｖｓｇ調整」と表記する。ＬＥＤ１０ａの電流値を大きくすると発光量が増すため正反射光出力は大きくなる。逆に、ＬＥＤ電流値を小さくすると発光量が減り正反射光出力は小さくなる。
【００４５】
Ｖｓｇ調整を開始すると、まずＬＥＤをＯＮにして、転写ベルト５０地肌部の正反射出力値を点検する。そして、この正反射光出力値が４±０．５ＶとなるようにＬＥＤ電流値を調整する。このように調整したＬＥＤ電流値を「Ｉｆｓｇ」と表記する。本実施例では二分探索法を用いて正反射出力値が４．０Ｖに最も近くなるＩｆｓｇを検出する。
【００４６】
二分探索法の結果、正反射出力値が４±０．５Ｖの範囲に入らない場合には、Ｖｓｇ調整を再度行う。正反射出力値が３回連続して４±０．５Ｖの範囲に入らない場合、異常が発生したと判断してマシンを停止する。この実施例では、ＬＥＤが破損しないようにＩｆｓｇの上限値を３０ｍＡと定めている。正反射出力値が４±０．５Ｖの範囲内に入った場合には、そのときのＩｆｓｇをマシン本体の不揮発性ランダムアクセスメモリ（以下、ＮＶ−ＲＡＭと表記する）に保存する。
【００４７】
ただし、Ｖｓｇ調整には時間がかかるため、前回調整時のＬＥＤ電流値を用いて転写ベルト５０地肌部に所定時間ＬＥＤ光を照射し、その正反射光を検出し、検出した正反射光出力の平均値を求める。その平均値が所定の範囲内である場合には、ＬＥＤ電流の調整を行う必要性がないと判断し、Ｖｓｇ調整は実行しない。
【００４８】
（プロセスコントロール）
本実施形態における画像形成装置では、上記のような画像形成モードとは別に、電源投入時、またはある所定枚数通紙後に各色の画像濃度を適正化するためにプロセスコントロール動作が実行される。このプロセスコントロールは本発明の第１の校正を含んでいる。当該プロセスコントロールの動作では、各色ごとに複数の階調パターンとしての濃度検知用パッチを、帯電バイアスと現像バイアスを適当なタイミングで順次切り替えることにより転写ベルト５０上に作像する。
【００４９】
転写ベルト５０上に作像された階調パターンを、図１に示すように、中間転写装置５の一端に設けた光学センサ１０により検知する。そして、その出力電圧をトナー付着量に変換して、現像能力を表す現像γ、現像開始電圧Ｖｋの算出を行う。この算出値に基づき、現像バイアス値及びトナー濃度制御目標値を変更する制御を行っている。
【００５０】
以下、図６のフロー図を用いて、本実施例で行われるプロセスコントロールの動作の内容について説明する。
＜ステップＳ１＞
このステップＳ１（装置立ち上げ）で、電源投入時、所定枚数印刷時に各種モータや各種デバイスのバイアスをオンにし、プロセスコントロールを実行するための準備を行う。
【００５１】
＜ステップＳ２＞
このステップＳ２（光学センサの校正）で、前記したＶｓｇ調整を行う（第１の校正）。当該Ｖｓｇ調整に関わる構成が第１の校正用手段となる。ＬＥＤ１０ａをＯＮして、転写ベルト５０地肌部の正反射出力値を検出する。そして、この正反射光出力値が４±０．５ＶとなるようにＬＥＤ電流値を調整する。本実施例では、二分探索法を用いて、正反射出力値が４．０Ｖに最も近くなるＩｆｓｇを検出するようにしている。
【００５２】
＜ステップＳ３＞
このステップＳ３（トナー濃度光学センサの出力値の取得）で、現像装置３の濃度センサ３５０の出力（Ｖｔ）を取得する。これは現在のトナー濃度を知るために測定するものであって、後述するトナー濃度の補正（Ｖｔｒｅｆ）に必要なものである。
【００５３】
＜ステップＳ４＞
このステップＳ４（階調パターンの作成）で現像γを検出する。本実施例では具体的に、光学センサ１０が設けられた位置に対応するよう、図５に示すように主走査方向の幅１０ｍｍ、副走査方向の幅１４．４ｍｍ、パターン間隔５．６ｍｍで階調パターンを各色５つずつ形成する。
【００５４】
作成する各色の階調パターンの数はドラム間ピッチに収まる数とするのが望ましい。作成する各色の階調パターンの全長がドラム間ピッチより長くなると、他の色と重なってしまうからである。階調パターンの全長をドラム間ピッチの範囲内に収めるには、書き込みの遅延を行う必要がある。他の色の階調パターンの作成を待ってから、次の色の階調パターンの書き込みを開始するのである。しかし、そのような遅延作動を行うと、全色の階調パターンを作成するのに長時間がかかり、調整動作が長引く。
【００５５】
そこで本実施例においては、各感光体１００のドラム間ピッチが１００ｍｍとして、以下の計算式から、このドラム間ピッチに収めることができる各色最大の階調パターン数を５にしている。従って、各色５パッチ以下でトナーパッチを作成する。
（ドラム間ピッチ１００ｍｍ）／（パターンの副走査方向の幅［１４．４ｍｍ］＋パターン間隔［５．６ｍｍ］）＝５
【００５６】
当該階調パターンの書き込みに際し、露光量はフル露光（感光体１００が充分に除電される値）とする。現像バイアスと帯電バイアスをパターンごとに変更することで階調パターンを作成する。階調パターン作成時の現像バイアスと帯電バイアスの設定方法については後述する。
【００５７】
＜ステップＳ５＞
ステップＳ５：階調パターンを光学センサ１０で検出
上記のように作成し転写ベルト５０に転写させた階調パターンにおける各パターンのトナー付着量を、光学センサ１０で検知する。本実施例においては、Ｋパターンは正反射光のみ検知し、Ｃ、Ｍ、Ｙパターンは正反射光と拡散反射光の両方を検知する。
【００５８】
＜ステップＳ６＞
ステップＳ６：トナー付着量の算出
このステップＳ６で、光学センサの検出値をトナー付着量に変換する。この変換方法は次の通りである。
【００５９】
本実施形態では、正反射光を受光する受光素子１０ｂと、拡散反射光を受光する受光素子１０ｃとを備えた光学センサ１０を使用して、高付着量のトナーパッチを検知できるようにしている。光学センサ１０は、温度変化、経時劣化などにより発光素子であるＬＥＤ１０ａの発光量が変化したり、受光素子１０ｂ、１０ｃの出力が変化したりする。
【００６０】
さらに、像担持体である感光体１００の経時劣化によっても受光素子１０ｂ、１０ｃの出力が変化する。このため、受光素子１０ｂ、１０ｃの出力値を何ら補正（校正）することなく受光素子１０ｂ、１０ｃの出力値からトナー付着量を一義的に求めると、正確なトナー付着量の検知を行うことができないといった問題がある。
【００６１】
そこで、次のような光学センサの補正（校正）制御を行って、拡散反射光受光素子１０ｃの出力値から、トナーパッチの付着量を求めている。
【００６２】
以下、光学センサからの出力値をトナー付着量に変換する方法について詳細に説明する。本実施例のトナー付着量変換方法は、特許文献４（特開２００６−１３９１８０号公報）に開示の方法を用いる。なお、以下説明中の記号の意味は以下の通りである。
【００６３】
Ｖｓｇ・・・転写ベルト地肌部出力電圧
Ｖｓｐ・・・各パターン部出力電圧
Ｖｏｆｆｓｅｔ・・・オフセット電圧（ＬＥＤ＿ＯＦＦ時の出力電圧）
＿ｒｅｇ．・・・正反射光出力
＿ｄｉｆ．・・・拡散反射光出力
［ｎ］・・・要素数：ｎの配列変数（トナーパッチ数）
先ず、Ｋトナーの付着量変換方法に関して説明する。
【００６４】
ｉ）以下の式を用いて正反射光からオフセット電圧を減ずる。
【００６５】
ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［Ｋ］［ｎ］＝Ｖｓｐ＿ｒｅｇ［Ｋ］［ｎ］−Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ
・・・・・・式（１）
ΔＶｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］＝Ｖｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］−Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ
・・・・・・式（２）
【００６６】
ｉｉ）正反射データを正規化する。
正規化値Ｒｎ［Ｋ］＝  ΔＶｓｇ＿ｒｅｐ［Ｋ］［ｎ］  ／  ΔＶｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］
・・・・・・式（３）
【００６７】
ｉｉｉ）  ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いて正規化値をトナー付着量に変換する。
正規化値に対応する付着量変換テーブル（ＬＵＴ）を予め作成しておき、それに対応させてトナー付着量を得る。以上が、Ｋトナーの付着量変換方法である。
【００６８】
次にカラートナーの付着量変換方法に関して説明する。
【００６９】
［ＳＴＥＰ１］  データサンプリング：Ｖｓｐ、ΔＶｓｇ算出（図７）
まず初めに、正反射光出力、拡散光出力ともに、全ポイント［ｎ］についてオフセット電圧との差分を計算する。これは、光学センサ出力の増加分をトナー付着量の増加分のみで表すためである。
【００７０】
正反射光出力増分：
ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］＝ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］−Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ
・・・・・・式（４）
【００７１】
拡散反射光出力増分：
ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］＝ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］−  Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｄｉｆ                                                          ・・・・・・式（５）
【００７２】
［ＳＴＥＰ２］  感度補正係数αの算出（図８）
ＳＴＥＰ１にて求めたΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］、ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］から、ポイント毎にΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］／ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］を算出し、ＳＴＥＰ３で正反射光出力の成分分解を行う際に、拡散光出力（ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ［ｎ］）に乗ずる係数αの算出を行う。
α＝ｍｉｎ（ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］／ΔＶｓｐ＿Ｄｉｆ．［ｎ］）
・・・・・・式（６）
【００７３】
ここで、αの比を最小値により求めたのは、正反射光出力の正反射成分の最小値はほぼゼロであり、かつ正の値となることがわかっているからである。
【００７４】
［ＳＴＥＰ３］  正反射光の成分分解（図９）
以下の式により、正反射光出力の成分分解を行う。
【００７５】
正反射光出力の拡散光成分：
ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．＿ｄｉｆ．［ｎ］＝ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］×α）
・・・・・・式（７）
【００７６】
正反射光出力の正反射成分：
ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．＿ｒｅｇ．［ｎ］＝ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］−ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．＿ｄｉｆ．［ｎ］
・・・・・・式（８）
このようにして、正反射光出力から拡散光成分を分離すれば、純粋な正反射光成分のみを抽出することができる。
【００７７】
［ＳＴＥＰ４］  正反射光出力＿正反射成分の正規化
次に、各パターン部出力のベルト地肌部出力との比を取り、０〜１までの正規化値へ変換する。
正規化値：
β［ｎ］＝ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．＿ｒｅｇ／ΔＶｓｇ＿ｒｅｇ．＿ｒｅｇ（＝転写ベルト地肌部の露出率）
・・・・・・式（９）
【００７８】
［ＳＴＥＰ５］  拡散光出力の地肌部変動補正
次に、［拡散光出力電圧］から［ベルト地肌部からの拡散光出力成分］を除去する処理を行う。
補正後の拡散光出力：
ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ'
＝〔拡散光出力電圧〕−〔ベルト地肌部出力〕×〔正反射成分の正規化値〕
＝ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ（ｎ）−ΔＶｓｇ＿ｄｉｆ×β（ｎ）  
・・・・・・式（１０）
【００７９】
［ＳＴＥＰ６］  拡散光出力の感度補正（図１０）
「正反射光（正反射成分）の正規化値」に対し、地肌部変動補正後の拡散光出力をプロットし、そのプロット線を近似することで、拡散光出力の感度を求める。そして、この感度があらかじめ定めた狙いの感度となる様に補正を行う。上記プロット点を近似する方法としては、多項式近似（２次近似）を用いる。その方法を以下に示す。
【００８０】
「正反射光（正反射成分）の正規化値」に対し、地肌部変動補正後の拡散光出力をプロットしたプロット線を多項式近似（本実施形態においては、２次式近似）して、感度補正係数ηを算出する。
【００８１】
まず、プロット線を２次近似式（ｙ＝ξ1ｘ2＋ξ2ｘ＋ξ3）で近似して、下記のように最小二乗法により係数ξ1、ξ2、ξ3を求める。
【００８２】
【数１】
2014240874.tif 000003
・・・・・・式（１１）
【００８３】
ｍ：データ数
ｘ［ｉ］：正反射光＿正反射成分の正規化値
ｙ［ｉ］：地肌部変動補正後拡散光出力
なお、計算に用いるｘの範囲は、本実施例では０．１≦ｘ≦１．００とする。
【００８４】
上記、式（８）の（１）、（２）、（３）の連立方程式を解くことで、係数ξ1、ξ2、ξ3を求めることができる。
【００８５】
こうして近似されたプロット線から計算されるある正規化値ａがある値ｂとなる様な感度補正係数ηを求める。
【００８６】
【数２】
2014240874.tif 000004
・・・・・・式（１２）
【００８７】
ＳＴＥＰ５で求めた地肌部変動補正後の拡散光出力に対し、式（１２）より求めた感度補正係数ηを乗じることで、トナー付着量と拡散出力との関係が予め定められた関係となるように補正する。
【００８８】
感度補正後の拡散光出力：ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ''
＝［地肌部変動補正後拡散光出力］×［感度補正係数：η］
＝ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ（ｎ）'×η  
・・・・・・式（１３）
【００８９】
以上が、ＬＥＤ光量低下などにより生じる光学センサの経時的な変動などに対する光学センサ出力値の補正制御（処理）である。上記のように補正することにより、温度変化、経時劣化などによる発光素子や受光素子の出力値変動に対して、受光素子の出力値とトナー付着量との関係を一義的な関係に修正することができる。  そして、上述した光学センサの出力値の補正を行った後、付着量変換テーブルを参照することにより、光学センサの出力値をトナー付着量に変換することができる。
【００９０】
＜ステップＳ７＞
ステップＳ７：現像γ、現像開始電圧Ｖｋの算出
トナーパッチ作像時の現像ポテンシャルと上記ステップＳ６で求められたトナー付着量の関係から、現像γ、現像開始電圧Ｖｋを求める。具体的には、図１１に示すように、横軸を現像ポテンシャル、縦軸をトナー付着量とし、最小二乗法により１次直線式を求める。その１次直線式の傾きを現像γと呼び、Ｘ切片を現像開始電圧Ｖｋと呼ぶ。
以上の算出手順は以下のようになる。
（１）現像γの関係式を取得（ステップＳ６で得られた近似式）
（２）最大付着量目標値を取得
（３）狙いの付着量が得られる現像ポテンシャルを算出
【００９１】
＜ステップＳ８＞
ステップＳ８：目標付着量となる現像バイアスの算出
このステップＳ８で、上記１次直線式にもとづき、目標付着量（縦軸）から現像ポテンシャル（横軸）を求める。目標付着量はあらかじめトップ濃度を得るのに必要な値が決められている。目標付着量はトナー顔料の着色度合いとトナー粒径で決まるが、一般的には０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ2程度である。
【００９２】
現像ポテンシャルを現像バイアスに変換する場合、例えば露光部電位を固定値として、以下のように算出することができる。感光体表面電位計があるシステムでは、露光部電位をその都度を測定するのが望ましい。
【００９３】
現像バイアス［−Ｖ］＝  現像ポテンシャル＋５０［−Ｖ］
ここで、露光部電位：５０［−Ｖ］  とする。
【００９４】
帯電バイアス［−Ｖ］  ＝ 現像バイアス［−Ｖ］＋２００［−Ｖ］
ここで、地肌ポテンシャル：２００［−Ｖ］とする。
地肌ポテンシャルは、地肌汚れ防止のため、現像バイアスとオフセットして設定する電位差である。
【００９５】
ここで求めた現像バイアス値を、画像部の現像バイアス（Ｖｂ）とする。帯電バイアス（Ｖｃ）は、キャリアが感光体に飛翔しない程度の値であらかじめ決定しておくことができる。Ｖｂ＝４００〜７５０Ｖ、Ｖｃ＝Ｖｂ＋１００Ｖ〜２００Ｖ程度が一般的である。このようにして求めたＶｂ及びＶｃを作像時のバイアスとして設定する。
【００９６】
＜ステップＳ９＞
ステップＳ９：トナー濃度制御基準値（Ｖｔｒｅｆ）の補正
このステップＳ９で、現像γとトナー濃度光学センサ出力（Ｖｔ）からトナー濃度制御基準値（Ｖｔｒｅｆ）を補正する。現像γが高い場合には、トナー濃度が低くなる方向にＶｔｒｅｆを操作する。現像γが低い場合には、トナー濃度が高くなる方向にＶｔｒｅｆを操作する。
【００９７】
まず、現像γの検出値から、現像γの目標値との差分（Δγ＝現像γ検出値−現像γ目標値）を算出する。ここで、現像γの目標値はあらかじめマシン毎に決められており、例えば１．０ｍｇ／ｃｍ2／ｋＶである。これは、現像ポテンシャルが１０００Ｖ（１ｋＶ）で１．０ｍｇ／ｃｍ2のトナーが感光体に付着することを意味する。従って、現像開始電圧＝０Ｖ、目標トナー付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ2であれば、５００Ｖの現像ポテンシャルが必要となる。
【００９８】
現像バイアスＶｂ＝現像ポテンシャル＋露光部電位であるので、露光部電位Ｖｌ＝５０Ｖとすると、現像バイアスＶｂ＝５００＋５０＝５５０Ｖとなる。露光部電位Ｖｌは充分に露光した場合の感光体電位なので、感光体の特性に依存する。
【００９９】
Δγが所定の値を超えると、現像バイアスＶｂが設定可能な範囲を超えたり、異常画像が発生したりする。このため、Δγが目標範囲になるように、トナー濃度制御基準値（Ｖｔｒｅｆ）を補正する。ただし、このときのＶｔがＶｔｒｅｆと大きく異なっているときは補正を行わない。
【０１００】
（トナー付着量の補正例）
以下にトナー付着量（トナー濃度）の補正例を示す。
補正条件１：Δγ≧０．３０ｍｇ／ｃｍ2／ｋＶ（高い）で、かつ、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ≧−０．２Ｖのとき、Ｖｔｒｅｆ＝Ｖｔ−０．２Ｖである。
【０１０１】
つまり、現時点よりトナー濃度を下げるように制御基準値を設定する。
補正条件２：Δγ≦０．３０ｍｇ／ｃｍ2／ｋＶ（低い）で、かつ、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ≦０．２Ｖのとき、Ｖｔｒｅｆ＝Ｖｔ＋０．２Ｖである。
つまり、現時点よりトナー濃度を上げるように制御基準値を設定する。
補正条件１及び補正条件２以外では、Ｖｔｒｅｆ＝前回値とする。
以上が、プロセスコントロールの動作フローである。
【０１０２】
ところで、図４（ｂ）の光学センサのプリント基板がマシン側台板に基準位置からずれた位置に固定されると、光学センサの出力が変わる。すなわち、あおり角がプラス又はマイナス方向で付いていると、図１２Ａのように、光学センサ出力が低減する。あおり角は、光学センサの光軸が転写ベルト５０の搬送方向に沿って基準位置からプラス側又はマイナス側に揺動した角度である。光学センサの出力が最大となるときのあおり角を０度として、これを「基準角度」とする。
【０１０３】
発光素子の発光量が一定であっても、光学センサの姿勢（転写ベルト５０までの対向距離、スキュー角度及びあおり角）が変わると、その受光素子の受光量が変わるので、光学センサの出力も変わる。
【０１０４】
面実装型素子を用いると、リード型素子を使用した場合に比べて、光学センサ全体の小型化を図ることができると共に、コストダウンや生産性の向上を図ることができる。面実装型の発光素子または受光素子の位置決め精度は、基板上に面実装型素子を表面実装する際の位置決め精度に依存する。面実装型素子は基板面に対して平行な方向の角度が決まっているため、高い位置精度を出すことができる。
【０１０５】
しかし、基板面に沿って回転する方向に設置する場合には、光学素子を基板上に実装する際の位置決め精度に依存する。このため、光学素子（発光素子、正反射光受光素子及び拡散反射光受光素子）の向きにずれが生じてしまう場合がある。
【０１０６】
そこで、光学センサの出力の部品製造工程における出荷検査を行い、光学素子が正しく基板上に配設されているか確認を行っている。具体的には検知対象面に当たる基準反射体を用いてＶｓｇ調整を行い、光学センサ出力が所定の値（４．０Ｖ）となる時のＬＥＤ電流（Ｉｆｓｇ）を求める。そして、この値が所定の範囲内であるかどうかの確認を行う。
【０１０７】
Ｉｆｓｇの上限値は、光学センサをマシンに設置した時の上昇や検知システムの経時変化による電流値の上昇を見込んだ値に設定している。ここで、Ｖｓｇ調整の結果Ｉｆｓｇが所定の範囲外となる場合は、基板上に配設された光学素子の向きに大きくずれが生じている場合であると判断し、当該光学センサは使用しない。以上のように光学センサのチェックを行うことで、光学素子の向きのばらつきを抑えることができ、Ｉｆｓｇが所定の範囲内の光学センサのみを使用することができる。
【０１０８】
しかしながら、実際にマシン本体に光学センサを取り付けて検知を行う際には、光学センサはマシン側の支持部材と組み合わせた状態で検知を行う。そのため、光学センサをマシン側支持部材と組み合わせた状態では、マシン側支持部材の公差や、光学センサの取り付け位置のばらつきにより、光学センサ単品で測定したＩｆｓｇと差異が生じる可能性がある。
【０１０９】
光学センサの取り付け時のばらつきなどによりあおり角が変化すると、発光素子の光軸がずれてしまい、受光素子に入射される光量が低下してしまう。そのため、Ｖｓｇ調整を行った結果、Ｉｆｓｇが増加することになる。あおり角が基準位置からずれればずれるほど、受光素子に入射される光量が低下するため、より強く発光させる必要があり、Ｉｆｓｇはさらに増加することになる。
【０１１０】
図１２Ｂは光学センサの設置位置（あおり角変化）とＩｆｓｇ変化率の関係を示している。図１２Ｂから分かるように、あおり角とＩｆｓｇの関係は、基準位置（あおり角０°）のＩｆｓｇが最小となり、あおり角がどちらの方向（プラス方向、マイナス方向）にずれても、Ｉｆｓｇは増加する傾向にある。
【０１１１】
続いて、図１３はＩｆｓｇ変化率とトナー付着量算出誤差の関係について示している。横軸のＩｆｓｇ変化率は、光学センサ単品を基準となる位置に設置しＶｓｇ調整を実施した際のＩｆｓｇと、光学センサのあおり角を変化させて設置しＶｓｇ調整を実施した際のＩｆｓｇの差分値より算出した値である。また、縦軸のトナー付着量誤差は基準位置で求めたトナー付着量を基準とし、あおり角を変化させて設置しその位置で同じプロコンパターンを検知して算出したトナー付着量の差分値を示している。
【０１１２】
図１３からわかるように、Ｉｆｓｇの変化率が増加するに伴い、算出付着量が低下し、付着量誤差がマイナス方向に大きくなる傾向があるのが分かる。具体的にはＩｆｓｇ変化率が１００％の場合、カラーでは約−７％の付着量誤差、ブラックでは約−８％の付着量誤差が生じる。
【０１１３】
また、Ｉｆｓｇの変化率と付着量誤差の関係は１次式で近似できることがわかる。なお、カラーの「約−７％」は、正確にはＹＭＣの色ごとに多少異なる。従って、ＹＭＣの色ごとに、Ｉｆｓｇの変化率と付着量誤差の関係を、異なる１次式で近似することができる。
【０１１４】
以上より、光学センサのあおり角にズレが生じ、Ｉｆｓｇが上昇した場合には、トナー付着量算出結果が低下することになる。そのため、あおり角がずれた状態で求めたトナー付着量算出結果を用いて、前記プロセスコントロールのステップＳ７で現像γを算出した場合、実際よりも現像γが低く算出される。
【０１１５】
図１４は、光学センサを、基準位置と、あおり角が或るずれた位置に配設して、それぞれの光学センサで同じトナーパターンを検知した場合の結果を示す。あおり角により光軸のズレが生じた場合、トナー付着量が基準位置と比べて低く算出されるため、現像γが低下する。その結果、目標付着量を得るための現像ポテンシャルが実際よりも高く設定されることになり、画像濃度が高くなる。その結果として、狙いの画像濃度を得ることができなくなる。
【０１１６】
前述した図１３より、Ｉｆｓｇ変化率とトナー付着量誤差の関係は１次近似式で表すことができる。そのため、光学センサをマシンに取り付けた際のＩｆｓｇと基準位置におけるＩｆｓｇが分かれば、Ｉｆｓｇの変化率を算出することができる。また、Ｉｆｓｇ変化率が分かれば図１４で示したようにトナー付着量算出結果がどの程度低下するかがわかるため、その低下分を補正することが可能となる。
【０１１７】
当該補正は、式（６−１）で後述するように、カラーとブラックの異なる付着量誤差に対応して別々に行うことができる（別々の補正係数α、βの使用）。これにより、より精度よくトナー付着量を算出し補正することが可能となる。
【０１１８】
また、カラーについても、ＹＭＣの色ごとに、ＹＭＣの異なる付着量誤差に対応して別々に行うことができる（別々の補正係数α、βの使用）。これにより、色によるトナー特性（粒径など）の差異を補正することが可能となるため、より精度よくトナー付着量を算出し補正することが可能となる。
【０１１９】
続いて、Ｉｆｓｇ変化率を算出する方法について説明を行う。前述したように本実施例で使用する光学センサは部品製造工程において光学センサ単品の出荷検査として、狙い取り付け位置（あおり角）に光学センサを取り付け、Ｖｓｇ調整を実施し、そのときのＩｆｓｇの値を測定している。このときのＩｆｓｇを“ＩｆｓｇＩ”とする。
【０１２０】
次に、光学センサを実際にマシン本体に設置し、Ｖｓｇ調整を実施する。このとき、マシン本体のばらつきや光学センサの支持部材の公差などにより光学センサのあおり角にずれが生じる可能性がある。マシンに光学センサを設置して測定したＩｆｓｇを“ＩｆｓｇＩＩ”とする。
【０１２１】
このように、光学センサ単体の出荷検査時のＩｆｓｇＩとＩｆｓｇＩＩの結果より以下の式を用いて、Ｉｆｓｇ変化率（ΔＩｆｓｇ）を算出する。
ΔＩｆｓｇ［％］＝（ＩｆｓｇＩＩ−ＩｆｓｇＩ  ）／ＩｆｓｇＩ×１００［％］
例えば、出荷検査時のＩｆｓｇＩ＝５ｍＡ、マシン本体に設置した際のＩｆｓｇＩＩ＝１０ｍＡの場合、
ΔＩｆｓｇ［％］＝（１０−５）／５  ×１００［％］＝１００［％］となる。
【０１２２】
以上のようにＩｆｓｇ変化率がわかれば、図１３で示した関係より、カラーでは約−７％、ブラックでは約−８％のトナー付着量誤差が生じることがわかる。この付着量誤差分を補正すれば、光学センサ取り付け時に生じる付着量誤差を補正することができる。その結果、狙い通りの画像濃度を得ることが可能となる。
【０１２３】
（トナー付着量の補正制御）
次に、本実施例の特徴的な部分であるＩｆｓｇ変化率（ΔＩｆｓｇ）を用いて、トナー付着量の補正制御を図１５のフロー図を用いて説明する。ステップＳ１〜ステップＳ６は、前述した図６のプロセスコントロールのステップＳ１〜ステップＳ６と同じであるため説明を省略する。
【０１２４】
＜ステップＳ６−１＞
このステップＳ６−１（新品出荷時または光学センサ交換後初作動の判定）で、フロー実行時のマシンが新品であるか否か、或いは光学センサが交換された直後か否かが判定される。その判定結果によって、本補正制御を実施するかどうかの判定を行う。
【０１２５】
このような判定を行う理由は、マシンの経時変化によって、Ｉｆｓｇが変化する場合があるからである。例えば、マシン本体内でトナー飛散が発生し、光学センサの検知面にトナーが付着すると、光学センサ受光素子の値が低下するため、その分発光素子を強く発光させる必要がありＩｆｓｇが増加することになる。
【０１２６】
この場合、光学センサの取り付け位置は適正であるにもかかわらずΔＩｆｓｇが増加することなる。また、検知対象面である転写ベルト５０表面が経時変化によって、光沢度が低下する（もしくは光沢度が上昇する）場合がある。これはベルト表面がフィルミングしたり、逆に表面がクリーニングブレードで磨かれ、光沢度が変化する場合がある。その結果、Ｉｆｓｇの値が変化する。
【０１２７】
以上より、マシンが経時変化してからΔＩｆｓｇを求めた場合、光学センサ取り付け時のあおり角変化によるＩｆｓｇ変化なのか、経時変化によるＩｆｓｇ変化なのか判定することができない。そのため、本補正制御はマシンが新品の状態で実施した調整時のみ実行するようにする。
【０１２８】
また、光学センサに異常があり、サービスマンによって光学センサが交換される可能性もある。この時にも、光学センサの取り付け位置にずれが生じ、初期のＩｆｓｇが変化する可能性がある。そのため、光学センサの交換を実施した場合にも、新品マシン調整時と同様に本補正制御を実施するようにする。
【０１２９】
以上より、新品または交換時と判定された場合にはステップＳ６−２に進む。それ以外の場合にはステップＳ６−５に進む。
【０１３０】
＜ステップＳ６−２＞
ステップＳ６−２：ΔＩｆｓｇ算出
このステップＳ６−２では、ΔＩｆｓｇを算出する。ここでは、光学センサ単体の出荷検査において基準位置で測定したＩｆｓｇ１とマシンに光学センサを設置した際のＩｆｓｇ２の差分よりΔＩｆｓｇを算出する。Ｉｆｓｇ２は図６、図１５のフロー図のステップＳ２で測定した結果を用いる。
【０１３１】
＜ステップＳ６−３＞
ステップＳ６−３：ΔＩｆｓｇ＞補正実施閾値
ここではステップＳ６−２で算出したΔＩｆｓｇが異常値であるかどうかの判定を行う。ΔＩｆｓｇが予め決められた閾値よりも大きい場合は、光学センサをマシンに組み付ける際に異常があったと判定する。
【０１３２】
閾値の値は、例えばＩｆｓｇ１×ｎ（ｎは２以上の整数）などと設定しておく。光学センサの取り付け公差のみで変化するΔＩｆｓｇが、Ｉｆｓｇ１に対してＩｆｓｇ２があまりに大きい場合は、光学センサ設置時のマシンばらつきが公差以上であると判断する。もしくは前述したように光学センサ検知面に汚れがあったり、ベルト表面が異常に汚れて光沢度が大きく低下していたりすることなどが考えられる。
【０１３３】
このような場合、適正な補正値が算出できないか、またはトナー付着量誤差をさらに悪化させるように補正が行なわれる可能性がある。そのため、本実施例では、ΔＩｆｓｇが所定の閾値より大きい場合にはトナー付着量補正値を算出せずにステップＳ６−５に進む。
【０１３４】
これにより、トナー付着量誤差の悪化を防ぐことができる。ΔＩｆｓｇが所定の値より大きい場合（例えば＋２００［％］）、マシンに異常があるとして、ステップＳ６−５に進む代わりに、マシンを停止させて以降のフローを行わないようにしてもよい。これにより、マシン組み付け時に異常があると判定することができる。
【０１３５】
＜ステップＳ６−４＞
ステップＳ６−４：トナー付着量補正値を算出
このステップＳ６−４では、光学センサの取り付け位置によって生じるトナー付着量誤差を補正するための値を算出する。補正の方法としては、前述したΔＩｆｓｇとトナー付着量誤差の関係式より補正係数を算出する。
【０１３６】
はじめに、式（６−１）を用いてトナー付着量誤差を算出する。
トナー付着量誤差［％］  ＝係数α×ΔＩｆｓｇ［％］＋係数β
・・・・・式（６−１）
ここで、係数α、βについては予め実験などで、ΔＩｆｓｇとトナー付着量誤差の関係を求めておき、αには傾き、βにはｙ切片の値を設定する。
【０１３７】
また、ブラック（Ｂｋ）とカラー（Ｃ、Ｍ、Ｙ）では、前述したようにトナー付着量算出方式が異なるため、異なる値を設定する。本実施例ではＣＭＹは同じ係数としたが、ＣＭＹですべて異なる係数に設定してもよい。これは、色によってトナー粒径などが異なる場合があるため、色ごとに異なる係数で設定できるようにすればより精度よく補正を実施することが可能となる。
【０１３８】
算出したトナー付着量誤差を用いて、トナー付着量補正値を式（６−２）を用いて算出する。
トナー付着量補正値  ＝１＋（付着量誤差［％］／１００）
・・・・・式（６−２）
式（６−１）、（６−２）より求められたトナー付着量補正値はＮＶ−ＲＡＭに保存する。
【０１３９】
＜ステップＳ６−５＞
ステップＳ６−５：トナー付着量補正値を取得
このステップＳ６−５では、ＮＶ−ＲＡＭに保存してあるトナー付着量補正値を取得する。新品、交換時ではない場合はトナー付着量補正値の更新は行わないため、保存してある値を取得する。
【０１４０】
＜ステップＳ６−６＞
このステップＳ６−６（トナー付着量補正後を算出）では、以下の式（６−３）を用いて、ステップＳ６（トナー付着量の算出）で算出したトナー付着量に対して補正を行う（第２の校正）。当該トナー付着量の補正に関わる構成が第２の校正用手段となる。
トナー付着量（補正後）［ｍｇ／ｃｍ2］＝算出付着量［ｍｇ／ｃｍ2］／トナー付着量補正値                                              ・・・・・・式（６−３）
【０１４１】
以降のステップＳ７〜ステップＳ９は、図６で説明した動作と同じ動作を行う。現像γ、Ｖｋを求める際に用いるトナー付着量は、ステップＳ６−６（トナー付着量補正後を算出）で算出した補正後のトナー付着量を用いる。
【０１４２】
以上が本発明におけるトナー付着量補正制御方法（画像濃度制御方法）である。以上説明したように、トナー付着量を補正することで、光学センサ取り付け時に生じる位置ずれによるトナー付着量算出誤差を補正することができる。そのため、マシンのコストアップなしで適正なトナー付着量を算出することができ、高精度の画像濃度制御を行うことが可能となる。
【０１４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、以上の実施形態ではタンデム方式のカラー画像形成装置を例に説明したが、本発明は４サイクル方式のカラー画像形成装置や、モノクロ画像形成装置や、その他の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも適用可能である。また、１成分トナーに代えて２成分トナーによる現像方式を採用してもよい。
【符号の説明】
【０１４４】
２：帯電装置                                ３：現像装置
４：トナーボトル                            ５：中間転写装置
６：二次転写装置                            ７：定着装置
１０：光学センサ                        １０ａ：ＬＥＤ（発光手段）
１０ｂ：正反射光受光素子（受光手段）    １０ｃ：拡散反射光受光素子（受光手段）
１１：プリント基板                        １２：スペーサ
１３：台板                                １８：Ｉ／Ｏユニット
３５：樹脂ケース                          ５０：転写ベルト
１００：感光体                          ３０２：現像ローラ
３０５：搬送スクリュー                  ３０７：補給口
３０８：クリーニングブレード            ３０９：ドクタ
３５０：濃度センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４５】
【特許文献１】特許文献１（特開２００８−１８５８４８号公報）
【特許文献２】特許文献２（特開２００５−３７５８５号公報）
【特許文献３】特許文献３（特開２００６−２５９４４７号公報）
【特許文献４】特許文献４（特開２００６−１３９１８０号公報）
【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１５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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