(57)【要約】【課題】受光部等の受光ばらつきを調整するバランス調整を正確に行う。【解決手段】画像形成装置は、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（Ｓ１００）。ベースライン補正が終了したら、バランス調整用の複数のパッチを作成する（Ｓ１１０）。複数のパッチは、高付着量であってトナー付着量が段階的に異なるように形成される。パッチを形成したら、複数のパッチをＩＤＣセンサにより検知した後（Ｓ１２０）、各パッチのバランス値（Ｐ波／Ｓ波）を算出し（Ｓ１３０）、隣接するパッチのバランス値に基づいてバランス差分値を算出する（Ｓ１４０）。バランス差分値を算出したら、バランス差分値が規定値以下であるかを判断し（Ｓ１５０〜Ｓ１７０）、バランス差分値が規定値以下である場合にはそのパッチをバランス調整用のパッチとし（Ｓ１８０）、バランス差分値が規定値を超える場合にはそのパッチが異常であると判断する（Ｓ２００）。【選択図】図７
2014232203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成されたトナー画像上でのみ光が反射するようなトナー付着量により形成されたトナー画像にＰ波またはＳ波の光を照射して反射したＰ波およびＳ波を受光し、受光したＰ波およびＳ波に基づいて当該Ｐ波およびＳ波の少なくとも一方の受光ばらつきを調整するバランス調整を行う画像形成装置であって、
少なくとも第１のトナー画像と当該第１のトナー画像とはトナー付着量が異なる第２のトナー画像とを前記像担持体上に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第１および第２のトナー画像のそれぞれにＰ波またはＳ波を照射して当該第１および前記第２のトナー画像のそれぞれで反射したＰ波およびＳ波を検知する検知部と、
前記検知部により検知された前記第１のトナー画像のＰ波／Ｓ波またはＰ波−Ｓ波に基づく第１の値と、前記第２のトナー画像のＰ波／Ｓ波またはＰ波−Ｓ波に基づく第２の値との差分値が規定値以下の場合、前記第１および第２のトナー画像の少なくとも一方を前記バランス調整を行うときの前記トナー画像として用いる制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記差分値が前記規定値を超える場合、前記第１および第２のトナー画像の少なくとも一方が異常であると判断する
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】
前記制御部は、前記第１および第２のトナー画像の少なくとも一方が異常であると判断した場合、現在用いているトナーの色とは異なる色のトナーに変更して前記第１および第２のトナー画像を形成することにより前記バランス調整を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１および第２のトナー画像の少なくとも一方が異常であると判断した場合、前記トナー画像が異常であることを報知する報知部を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成部は、前記第１および前記第２のトナー画像を複数色で形成し、
前記制御部は、複数色毎における第１のトナー画像のＰ波／Ｓ波若しくはＰ波−Ｓ波に基づく第１の値、または、第２のトナー画像のＰ波／Ｓ波若しくはＰ波−Ｓ波に基づく第２の値を算出し、バランス調整用とされるトナー画像の複数の前記第１の値または前記第２の値をＰ波またはＳ波の受光ばらつきを調整するためのバランス調整値とし、画像の濃度を補正する画像補正動作において各色の画像の濃度を補正する場合に対応する色の前記バランス調整値を選択して用いる
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成部は、前記第１および前記第２のトナー画像を複数色で形成し、
前記制御部は、複数色毎における第１のトナー画像のＰ波／Ｓ波若しくはＰ波−Ｓ波に基づく第１の値、または、第２のトナー画像のＰ波／Ｓ波若しくはＰ波−Ｓ波に基づく第２の値を算出し、バランス調整用とされるトナー画像の複数の前記第１の値または前記第２の値をＰ波またはＳ波の受光ばらつきを調整するためのバランス調整値とし、画像の濃度を補正する画像補正動作において各色の画像の濃度を補正する場合に複数の前記バランス調整値の平均値を用いる
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成部は、前記第１および前記第２のトナー画像を単一色で形成し、
前記制御部は、バランス調整用とされるトナー画像の前記第１の値または前記第２の値をＰ波またはＳ波の受光ばらつきを調整するためのバランス調整値とし、画像の濃度を補正する画像補正動作において各色の画像の濃度を補正する場合に、全ての色の画像の濃度の補正に対して一つの前記バランス調整値を用いる
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成装置内の温度を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記測定部により測定された温度情報に基づいて前回のバランス調整から一定以上の温度変化があると判断した場合、前記バランス調整を再度行う
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成装置内の温度を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記測定部により測定された温度情報に基づいて前回のバランス調整から一定以上の温度変化があると判断した場合、前記バランス調整値を演算により補正する
ことを特徴とする請求項５から請求項７の何れか一項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、画像を用紙に形成する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では、それぞれ、画像データに基づいて感光体ドラム上の潜像が現像部のカラートナーによって現像してトナー像とされた後、これらのトナー像が中間転写ベルト上に重ね合わせて転写される。中間転写ベルト上に重ね合わされたトナー像は、所定の画像として用紙上に転写される。
【０００３】
このような画像形成装置では、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等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。画像形成装置では、このような画像安定化処理を行うことにより画像形成プロセスの最適な状態を維持している。
【０００４】
上述した画像安定化処理では、具体的に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）を形成し、そのパッチ画像を光学センサによって読み取る。続けて、光学センサにより読み取っ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を調整する。
【０００５】
例えば、特許文献１には、感光体ドラム上に単一の偏光光を照射してトナー像やベルト面で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波受光部により受光すると共にＳ波をＳ波受光部により受光し、Ｐ波受光部の出力からＳ波受光部の出力を減算等することで、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、従来におけるトナー付着量測定装置等では、偏光板の角度や、受光素子、増幅回路等にばらつきがある場合があり、トナー像上で反射したＰ波の出力やＳ波の出力を正確に受光することができない場合があった。そこで、受光素子等のばらつきに対応するために、Ｐ波およびＳ波の受光レベルのばらつきを補正するバランス調整を実機内で行う画像形成装置が提案されている。
【０００８】
具体的には、バランス調整では、偏光タイプのＩＤＣセンサを用い、中間転写体上に高付着量のトナー画像を形成することでトナー画像でのみ照射光を反射させる。ＣＰＵは、このトナー画像で反射したＰ波信号およびＳ波信号を取り込み、高付着量のトナー画像ではＰ波信号およびＳ波信号が理想的には１：１の比率となることを利用して、Ｐ波信号の受光レベルとＳ波信号の受光レベルとが等しくなるように調整することでバランス調整を行っている。
【０００９】
ところが、上述した高付着量のトナー画像を用いてバランス調整を行う方式では、中間転写体上に形成したトナー画像において高付着量が確保されていることを前提としてバランス調整が行われている。そのため、画像形成装置等の不具合により、必要な高付着量が確保されていない状態のトナー画像によりバランス調整が行われてしまう可能性もある。中間転写体上に形成されたトナー付着量を確認してバランス調整を行うようにすれば、従来のバランス調整の正確性をより向上させることができるようになる。
【００１０】
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、受光部等の受光ばらつきを調整するバランス調整を正確に行う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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、像担持体上に形成されたトナー画像上でのみ光が反射するようなトナー付着量により形成されたトナー画像にＰ波またはＳ波の光を照射して反射したＰ波およびＳ波を受光し、受光したＰ波およびＳ波に基づいて当該Ｐ波およびＳ波の少なくとも一方の受光ばらつきを調整するバランス調整を行う画像形成装置であって、少なくとも第１のトナー画像と当該第１のトナー画像とはトナー付着量が異なる第２のトナー画像とを像担持体上に形成する画像形成部と、画像形成部により形成された第１および第２のトナー画像のそれぞれにＰ波またはＳ波を照射して当該第１および第２のトナー画像のそれぞれで反射したＰ波およびＳ波を検知する検知部と、検知部により検知された第１のトナー画像のＰ波／Ｓ波またはＰ波−Ｓ波に基づく第１の値と、第２のトナー画像のＰ波／Ｓ波またはＰ波−Ｓ波に基づく第２の値との差分値が規定値以下の場合、第１および第２のトナー画像の少なくとも一方をバランス調整を行うときのトナー画像として用いる制御部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、バランス調整に用いるトナー画像のトナー付着量が正常に確保されているか否かを確認するので、画像形成装置の不具合等によりトナー画像のトナー付着量が正常に確保されていない状態でバランス調整が行われることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】バランス調整動作時に中間転写ベルト上に形成されるパッチを説明するための図である。
【図３】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】画像形成装置のブロック構成例を示す図である。
【図７】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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、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。
【００１５】
［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上に形成されたバランス調整用のパッチＰのトナー付着量が高付着量であるかを確認するためのトナー付着量確認動作を行うことで、バランス調整用のパッチＰにおいて高付着量が確保されていない状態でバランス調整動作が実行されることを防止している。
【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。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上には、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Ｑが形成され（図３参照）、バランス調整動作時にパッチＱよりも濃度が高い高付着量のパッチＰが形成される（図２参照）。
【００２３】
ＩＤＣセンサ１２０は、中間転写ベルト８の感光体ドラム１等が配置された側とは反対側のベルト面上に配置されている。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等の用紙Ｍ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、両面印刷モード等）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】
［バランス調整動作時のパッチの構成例］
次に、バランス調整動作時に用いるパッチＰについて説明する。図２は、バランス調整用のパッチＰの構成の一例を示している。本例では、バランス調整用に形成したパッチＰが高付着量であるか否かを確認するために、図２に示すように、５個のパッチＰ１〜Ｐ５が中間転写ベルト８上に形成される。パッチＰ１〜Ｐ５は、ＩＤＣセンサ１２０が設置された位置に対応した位置であって、かつ、ベルト回転方向Ｈに沿うようにして所定間隔を空けて形成される。
【００３１】
パッチＰ１〜Ｐ５は、バランス調整動作時においてパッチＰ上でのみ光が反射するように設定された高付着量のトナーによって形成されると共に、パッチＰ１からパッチＰ５に向かってトナー付着量が段階的に異なるように形成される。本例では、中間位置のパッチＰ３を目標とする高付着量のトナー付着量に設定し、このパッチＰ３を基準として、パッチＰ１，Ｐ２をトナー付着量が段階的に少なくなるように形成し、パッチＰ４，Ｐ５をトナー付着量が段階的に多くなるように形成している。
【００３２】
なお、本例では、パッチＰを５個で構成したが、これに限定されることはない。パッチＰのトナー付着量を確認するためには、少なくとも２個以上のパッチＰがあれば良い。また、パッチＰは、単一色のトナーにより形成しても良いし、複数色のトナーを重複させることで形成しても良い。
【００３３】
［画像補正動作時のパッチの構成例］
次に、画像補正動作時に用いるパッチＱについて説明する。図３は、画像補正動作時に用いるパッチＱの構成の一例を示している。図３に示すように、画像補正動作が実行されると、中間転写ベルト８上には、複数のパッチＱ１〜Ｑ５が形成される。パッチＱ１〜Ｑ５は、ＩＤＣセンサ１２０が設置された位置に対応した位置であって、かつ、ベルト回転方向Ｈに沿うようにして所定間隔を空けて形成される。
【００３４】
これら複数のパッチＱ１〜Ｑ５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Ｑ１のトナー付着量（トナー濃度）が最も多くなるように形成され、図３中下方のパッチＱ２，Ｑ３…に向かうにつれてトナー付着量が少なくなるように形成される。ここで、上述したバランス調整動作時に用いられるパッチＰは、画像動作補正時に用いられるパッチＱのうち最もトナー濃度が高いパッチＱ１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のベルト面をトナーで完全に覆うことができるようになる。なお、パッチＱには、例えばディザパターンを用いることができる。
【００３５】
［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。
【００３６】
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。
【００３７】
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（パッチＰ）やベルト面上で反射する。偏光板１２８は、中間転写ベルト８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。
【００３８】
［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上に形成されたトナー画像のトナー付着量と、このトナー画像等で反射する光（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上にトナー画像が形成されていない場合には、照射されたＰ波の照射光はベルト面で鏡面反射してＰ波受光部１３０で受光される。そのため、図５に示すように、トナー付着量が０（近傍）の箇所で、Ｐ波／Ｓ波が最も大きくなっている。
【００３９】
一方、中間転写ベルト８上に所定のトナー付着量のトナー画像が形成されると、トナー画像上に照射されるＰ波の光は、ベルト面上で反射するＰ波の他に、トナー画像上で乱反射するＰ波およびＳ波となる。トナー画像上で乱反射したＰ波およびＳ波は、１：１に混合したランダム光となる。
【００４０】
また、トナー画像をバランス調整用の高付着量のパッチＰにより形成すると、反射光としてはベルト面で反射するＰ波がなくなるので、パッチＰ上で乱反射したＰ波およびＳ波のみとなり、図５に示すように、理想的にはＰ波／Ｓ波が１となった状態で飽和する。飽和点の一例としては、例えば７ｇ／ｍ２である。
【００４１】
しかし、受光部や偏光板のばらつきにより、Ｐ波とＳ波が１：１とならない場合があるので、バランス調整動作により、高付着量のパッチＰの特性を利用してＰ波およびＳ波の少なくとも一方の受光レベルの調整が行われる。また、バランス調整動作では、本当にパッチＰが高付着量であるか否かを確認するためのトナー付着量確認動作が行われる。
【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６は、画像形成装置１００のブロック構成の一例を示している。図６に示すように、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。
【００４３】
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。
【００４４】
制御部５０には、ＩＤＣセンサ１２０と、報知部の一例である操作表示部７０と、メモリ部７２と、画像形成部１０と、画像濃度制御部５８と、測定部の一例である温度測定部７４とがそれぞれ接続されている。ＩＤＣセンサ１２０の発光部１２２は、制御部５０の制御に基づいてＰ波等の単一の偏光光を照射する。ＩＤＣセンサ１２０のＰ波受光部１３０はトナー画像等で反射したＰ波を受光して出力信号ＳＰを制御部５０に供給し、Ｓ波受光部１４０はトナー画像等で反射したＳ波を受光して出力信号ＳＳを制御部５０に供給する。
【００４５】
操作表示部７０は、タッチパネル式の位置入力装置と表示部とが組み合わされて構成され、例えばバランス調整動作やトナー付着量確認動作の選択、紙種やサイズ等の画像形成条件の選択を受け付け、受け付け操作に応じた操作信号を制御部５０に供給する。操作表示部７０は、バランス調整動作等の選択を受け付けるための操作画面を表示したり、パッチＰのトナー付着量確認動作においてパッチＰが高付着量の条件を満たしていない場合にそのパッチＰが異常である旨を表示したりする。
【００４６】
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ＩＤＣセンサ１２０の受光部等の感度を調整するためのバランス調整値Ａ（補正値）や、トナー付着量確認動作時や画像補正動作時の濃度判定に用いられる規定値（閾値）等が記憶される。
【００４７】
画像濃度制御部５８は、バランス調整動作時において、バランス調整用の複数のパッチＰの濃度が高濃度であってかつ段階的に異なるように形成するために、画像形成部１０におけるレーザー出力や現像バイアス電圧等の制御を行う。なお、画像濃度制御部５８の制御は制御部５０により行うこともできる。
【００４８】
画像形成部１０の露光部３は、バランス調整動作が実行されると、画像濃度制御部５８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。また、画像形成部１０の現像部４は、バランス調整動作が実行されると、画像濃度制御部５８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。
【００４９】
温度測定部７４は、画像形成装置１００の内部に設けられている。温度測定部７４は、画像形成装置１００内の温度を測定し、測定により得られた温度情報を制御部５０に供給する。
【００５０】
［画像形成装置の動作例］
次に、本発明に係るバランス調整動作を実行する場合における画像形成装置１００の動作例ついて図２、図４等を参照して説明する。図７は、本発明に係るバランス調整のトナー付着量確認動作を実行する場合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。なお、以下では、パッチＰを単一色で形成する場合について説明する。
【００５１】
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。バランス調整動作およびトナー付着量確認動作は、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。
【００５２】
図７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。制御部５０は、中間転写ベルト８上のトナーが付着されていない領域（以下、ベースラインという）に光を照射し、ベースライン上で反射した反射光を受光する。制御部５０は、ＩＤＣセンサ１２０の反射光の受光結果に基づいて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。ベースライン補正が終了したらステップＳ１１０に進む。
【００５３】
ステップＳ１１０で制御部５０は、画像形成部１０等の動作を制御してバランス調整用の複数のパッチＰを作成する。具体的には、画像形成部１０は、図２で示したように、トナー付着量を段階的に異ならせた高付着量のパッチＰ１〜Ｐ５を中間転写ベルト８上に形成する。バランス調整用のパッチＰの作成が終了したらステップＳ１２０に進む。
【００５４】
ステップＳ１２０でＩＤＣセンサ１２０は、制御部５０の制御に基づいて中間転写ベルト８上に作成した複数のパッチＰを検知する。ＩＤＣセンサ１２０の発光部１２２はパッチＰ１（第１のトナー画像）にＰ波を照射する。Ｐ波受光部１３０はパッチＰ１で反射したＰ波を受光して出力信号ＳP1を制御部５０に供給し、Ｓ波受光部１４０はパッチＰ１で反射したＳ波を受光して出力信号ＳS1を制御部５０に供給する。
【００５５】
続けて、ＩＤＣセンサ１２０の発光部１２２はパッチＰ２（第２のトナー画像）にＰ波を照射する。Ｐ波受光部１３０はパッチＰ２で反射したＰ波を受光して出力信号ＳP2を制御部５０に供給し、Ｓ波受光部１４０はパッチＰ２で反射したＳ波を受光して出力信号ＳS2を制御部５０に供給する。このようにして、パッチＰ３〜Ｐ５の検知を順次行っていく。各パッチＰの検知が終了したらステップＳ１３０に進む。
【００５６】
ステップＳ１３０で制御部５０は、ＩＤＣセンサ１２０により検知した各パッチＰのバランス値Ｂを算出する。例えば制御部５０は、取得したパッチＰ１の出力信号ＳP1を出力信号ＳS1で除算（ＳP1／ＳS1：Ｐ波／Ｓ波）することによりパッチＰ１のバランス値Ｂ１を算出する。同様に、制御部５０は、取得したパッチＰ２の出力信号ＳP2を出力信号ＳS2で除算（ＳP2／ＳS2：Ｐ波／Ｓ波）することによりパッチＰ２のバランス値Ｂ２を算出する。このようにして、パッチＰ３〜Ｐ５のそれぞれのバランス値Ｂを算出していく。各パッチＰのバランス値Ｂを算出したらステップＳ１４０に進む。
【００５７】
ステップＳ１４０で制御部５０は、算出した各パッチＰのバランス値Ｂを用いて、Ｎ＋１番目のパッチＰのバランス値Ｂ(N＋1)からＮ番目のパッチＰのバランス値ＢＮを減算することにより各パッチＰ間のバランス差分値Ｄを算出する（Ｎは整数）。具体的には、制御部５０は、パッチＰ２のバランス値Ｂ２からパッチＰ１のバランス値Ｂ１を減算することにより、パッチＰ１，Ｐ２間におけるバランス差分値Ｄ１を算出する。同様に、パッチＰ２、Ｐ３間のバランス差分値Ｄ２を算出し、パッチＰ３，Ｐ４間のバランス差分値Ｄ３…を算出する。バランス差分値Ｄを算出したらステップＳ１５０に進む。
【００５８】
ステップＳ１５０で制御部５０は、算出したパッチＰ１，Ｐ２間におけるバランス差分値Ｄ１が予め設定された規定値を超えるか否かを判断する。規定値は、隣接するパッチＰ１，Ｐ２がそれぞれ高付着量で飽和してパッチＰ１，Ｐ２のバランス値Ｂ１，Ｂ２がほぼ等しくなる場合を前提としつつ、Ｐ波受光部１３０等の受光ばらつきを考慮した値に設定される。制御部５０は、パッチＰ１，Ｐ２間におけるバランス差分値Ｄ１が予め設定された規定値を超えると判断した場合には、パッチＰ１，Ｐ２の少なくとも一方のトナー付着量が高付着量ではないと判断する。したがって、この場合、制御部５０は、パッチＰ１，Ｐ２の少なくとも一方のトナー付着量が飽和していないと判断してステップＳ１６０に進む。
【００５９】
一方、制御部５０は、パッチＰ１，Ｐ２間におけるバランス差分値Ｄ１が予め設定された規定値以下であると判断した場合には、パッチＰ１，Ｐ２のトナー付着量が高付着量であると判断する。したがって、この場合、制御部５０は、パッチＰ１，Ｐ２のトナー付着量が飽和していると判断してステップＳ１８０に進む。
【００６０】
続けて、ステップＳ１６０で制御部５０は、算出したパッチＰ２，Ｐ３間におけるバランス差分値Ｄ２が予め設定された規定値を超えるか否かを判断する。制御部５０は、パッチＰ２，Ｐ３間におけるバランス差分値Ｄ２が予め設定された規定値を超えると判断した場合には、パッチＰ２，Ｐ３の少なくとも一方のトナー付着量が高付着量ではないと判断する。したがって、この場合、制御部５０は、パッチＰ２，Ｐ３の少なくとも一方のトナー付着量が飽和していないと判断してステップＳ１７０に進む。
【００６１】
一方、制御部５０は、パッチＰ２，Ｐ３間におけるバランス差分値Ｄ２が予め設定された規定値以下であると判断した場合には、パッチＰ２，Ｐ３のトナー付着量が高付着量であると判断する。したがって、この場合、制御部５０は、パッチＰ２，Ｐ３のトナー付着量が飽和していると判断してステップＳ１８０に進む。
【００６２】
続けて、ステップＳ１７０で制御部５０は、パッチＰ(N-1)，ＰＮ間におけるバランス差分値Ｄ(N-1)が予め設定された規定値以下であるか否かを判断する（Ｎは４以上の整数）。制御部５０は、バランス差分値Ｄ(N-1)が予め設定された規定値以下であると判断した場合には、パッチＰ(N-1)，ＰＮのトナー付着量が飽和したと判断してステップＳ１８０に進む。一方、バランス差分値Ｄ(N-1)が予め設定された規定値を超えると判断した場合には、パッチＰ(N-1)，ＰＮの少なくとも一方のトナー付着量が飽和していないと判断してステップＳ２００に進む。
【００６３】
ステップＳ１５０〜Ｓ１７０においてバランス差分値Ｄが規定値以下である場合、ステップＳ１８０で制御部５０は、パッチＰが高付着量であると判断できるので、その飽和したパッチＰをバランス調整用のパッチＰとして決定する。例えば、パッチＰ１，Ｐ２のバランス差分値Ｄ１が規定値以下である場合には、パッチＰ１をバランス調整用のパッチＰとして決定する。バランス調整用のパッチＰが決定したらステップＳ１９０に進む。なお、パッチＰ１をバランス調整用のパッチＰとして決定した場合には、それよりも高付着量に形成されたパッチＰ２…をバランス調整用のパッチＰとしても良い。
【００６４】
ステップＳ１９０で制御部５０は、バランス調整用として決定したパッチＰのバランス値Ｂを、Ｐ波の出力信号ＳＰおよびＳ波の出力信号ＳＳにおける受光レベルのバランス調整を行う際のバランス調整値Ａとして設定する。例えば、パッチＰ１をバランス調整用のパッチＰとして決定した場合には、バランス値Ｂ１をバランス調整値Ａとして設定する。設定されたバランス調整値Ａは、メモリ部７２に保存される。
【００６５】
一方、ステップＳ１５０〜Ｓ１７０においてバランス差分値Ｄが規定値を超える場合、ステップＳ２００で制御部５０は、中間転写ベルト８上に形成したパッチＰがバランス調整用の高付着量の条件を満たしておらず、パッチＰに異常であると判断する。高付着量の条件を満たさなくなる理由としては、現像部４等の使用による劣化が挙げられる。例えば、パッチＰ１，Ｐ２におけるバランス差分値Ｄ１が規定値を超える場合、パッチＰ１に異常があると判断する。
【００６６】
この場合、制御部５０は、操作表示部７０の操作画面上や、ネットワークを介して画像形成装置１００に接続されるコンピュータの表示部の画面上に中間転写ベルト８上に形成したパッチＰに異常がある旨のメッセージを表示することで、ユーザにその旨を報知する。また、表示ではなく、音声によりパッチＰの異常を報知するようにしても良いし、表示と音声の双方を併用しても良い。
【００６７】
また、制御部５０は、パッチＰが高付着量の条件を満たしておらず飽和していない場合、現在用いているトナーの色を他の色に変更し、変更した色のトナーを用いてパッチＰを形成するように画像形成部１０等を制御しても良い。これは、他の色のトナーに変更してパッチＰを形成することで、高付着量のパッチＰを形成することができる場合があるからである。なお、現在使用しているトナーは、パッチＰを高付着量に形成することができない場合でも、通常の画像を形成する場合のトナー付着量（例えば４ｇ／ｍ２）としては問題がない場合もある。そのため、この場合には通常の画像形成動作や画像補正動作においてその色のトナーを継続して使用する。
【００６８】
なお、上述したバランス調整動作は、画像形成装置１００内の温度変化に応じて再度実行するようにしても良い。これは、画像形成装置１００内の温度変化によってＰ波受光部１３０およびＳ波受光部１４０の感度や増幅回路等の動作が変化してしまう場合があるからである。制御部５０は、温度測定部７４から現在の画像形成装置１００内の温度情報を取得し、現在の画像形成装置１００内の温度が前回バランス調整を行ったときの画像形成装置１００内の温度から一定温度以上変化しているかどうかを判断する。制御部５０は、一定の温度変化があると判断した場合、バランス調整動作を再度行う。これにより、画像形成装置１００内の環境が変化した場合でも、常に画像形成装置１００内の環境変化に応じた最適なバランス調整を行うことができる。
【００６９】
また、現在の画像形成装置１００内の温度が前回バランス調整を行ったときの装置内の温度から一定温度以上変化していると判断した場合、再度バランス調整動作を行わずに、画像形成装置１００内の温度変化に応じてバランス調整値Ａを演算により補正しても良い。
【００７０】
次に、画像補正動作の一例について簡単に説明する。画像補正動作は、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画像形成装置１００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に行われる。画像形成部１０は、図３に示したように、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Ｑを作成する。
【００７１】
パッチＱを形成したら、ＩＤＣセンサ１２０の発光部１２２は、各パッチＱにＰ波を照射する。Ｐ波受光部１３０は、パッチＱ上で反射した反射光のうちＰ波を受光して出力信号ＳＰを制御部５０に出力する。Ｓ波受光部１４０は、パッチＱ上で反射した反射光のうちＳ波を受光して出力信号ＳＳを制御部５０に出力する。
【００７２】
続けて、制御部５０は、バランス調整動作時に算出したバランス調整値Ａ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ＳＰとＳ波受光部１４０から取得した出力信号ＳＳとバランス調整値Ａとを用いて下記式（１）により濃度補正を実行する。以下では、Ｓ波受光部１４０の受光ばらつきを調整する場合について説明する。
【００７３】
出力信号ＳＰ−出力信号ＳＳ×バランス調整値Ａ・・・（１）
上記式（１）に示すように、まず、Ｓ波受光部１４０から取得した出力信号ＳＳにバランス調整値Ａ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ＳＰとバランス調整後の出力信号ＳＳ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Ｑのトナーの濃度状態を取得する。
【００７４】
制御部５０は、取得したパッチＱのトナーの濃度状態と、予めパッチＱ毎に設定されている規定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。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、バランス調整動作に用いるパッチＰのトナー付着量が正常に確保されているか否かを確認するので、画像形成装置１００の不具合等によりパッチＰのトナー付着量が正常に確保されていない状態でバランス調整動作が行われることを防止することができる。これにより、画像補正動作（付着量制御）についても正常に行うことができる。
【００７６】
また、バランス調整動作において、二つのパッチＰのバランス値Ｂのバランス差分値Ｄが規定値以下である場合にパッチＰが高付着量（飽和）であると判断するので、受光部や偏光板等の受光ばらつきが発生した場合でもパッチＰが高付着量であるか否かを正確に判断できる。
【００７７】
さらに、パッチＰにおいて高付着量が確保されていない場合には、操作表示部７０等の画面上にその旨を表示するので、ユーザはバランス調整動作の現状を正確に把握することができる。また、この場合、現在使用しているトナーの色とは異なる色のトナーを用いてパッチＰを再度形成するので、高付着量のパッチＰを確実に形成することができると共に、バランス調整動作の迅速化を図ることができる。
【００７８】
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、上記実施の形態では、バランス調整用のパッチＰを単一色により形成する例を説明したが、これに限定されることはない。パッチＰを例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの複数色のトナーを用いてそれぞれ形成することもできる。
【００７９】
この場合、制御部５０は、複数色毎のパッチＰが高付着量であるか否かを確認し、高付着量であるパッチＰをバランス調整用のパッチＰとして決定する。制御部５０は、バランス調整用に決定した複数色毎におけるパッチＰのバランス値Ｂを各色のパッチＱの濃度調整時におけるバランス調整値Ａとする。バランス値Ｂは、上述したように、例えばＰ波／Ｓ波により算出することができる。制御部５０は、画像補正動作を行う場合において、各色のパッチＱの濃度調整時に、対応する色のバランス調整値Ａを選択して用いることで画像補正動作を実行する。このように、複数色毎のバランス調整値Ａを用いることで、各色のトナーの特性に応じた最適な濃度補正を行うことができる。
【００８０】
また、複数色のパッチＰを形成する場合において、複数色毎に設定したバランス調整値Ａの平均値を算出し、画像補正動作の各色のパッチＱの全ての濃度調整時においてバランス調整値Ａの平均値を用いて画像補正動作を実行することもできる。このような方法によっても、各色のトナーの特性に応じた最適な濃度補正を行うことができる。
【００８１】
また、上述したように、単一色でパッチＰを形成する場合、画像補正動作において各色のパッチＱの濃度調整時に、一つのバランス調整値Ａを全ての色のパッチＱの濃度調整に用いることもできる。このように、一つのバランス調整値Ａを用いることで、画像補正動作を迅速に実行することができる。
【００８２】
また、上記実施の形態では、各パッチＰのバランス値Ｂを「Ｐ波の出力信号ＳＰ／Ｓ波の出力信号ＳＳ（Ｐ波／Ｓ波）」により算出したが、これに限定されることはない。例えば、各パッチＰのバランス値Ｂを「Ｐ波の出力信号ＳＰ−Ｓ波の出力信号ＳＳ（Ｐ波−Ｓ波）」により算出することもできる。また、上記ステップＳ１３０において算出した各パッチＰのバランス値Ｂが、予め設定された受光ばらつきの範囲を超える場合には、トナー付着量確認動作を行う前にパッチＰが異常であると判断することもできる。
【符号の説明】
【００８３】
８  中間転写ベルト（像担持体）
１０  画像形成部
５０  制御部
７０  操作表示部（報知部）
７４  温度測定部（測定部）
１００  画像形成装置
１２０  ＩＤＣセンサ（検知部）
Ａ  バランス調整値
Ｂ１  バランス値（第１の値）
Ｂ２  バランス値（第２の値）
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２  バランス差分値（差分値）
Ｐ，Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５  パッチ（第１のトナー画像，第２のトナー画像）
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図３】
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【図４】
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