(57)【要約】  反射率の低いパッチ画像の高濃度域を精度良く検知する。  レーザ発振器７０１から光を照射し、ラインセンサ７０４によってパッチ画像で反射した反射光を受光することでパッチ画像の濃度を検知する画像形成装置がある。イエローのパッチ画像７３０からの反射光を受光する位置と、反射率の低いブラックのパッチ画像７２０の上にイエローのパッチ画像７３０を重ねて転写した重畳トナー像からの反射光を受光する位置との差異からブラックのパッチ画像７２０の濃度を検知する。
2011077586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１色による基準トナー像と、前記第１色よりも反射率の低い第２色によるトナー像の上に前記第１色のトナー像を前記基準トナー像に対するトナー高さが特定される所定の条件で形成して重ねた重畳トナー像と、を形成する像形成手段と、
前記像形成手段により形成された前記基準トナー像と、前記重畳トナー像と、を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持された前記基準トナー像と、前記重畳トナー像と、に光を照射する照射手段と、
前記照射手段から照射され、前記基準トナー像から反射される光と、前記重畳トナー像から反射される光と、を受光する受光手段と、
前記受光手段により検出された前記基準トナー像から反射された光の受光位置と、前記重畳トナー像から反射された光の受光位置との差異から前記第２色によるトナー像の濃度を検知するトナー濃度検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
第１色による基準トナー像と、前記第１色よりも反射率の低い第２色によるトナー像の上に前記第１色のトナー像を前記基準トナー像に対するトナー高さが特定される所定の条件で形成して重ねた重畳トナー像と、を形成する像形成手段と、
前記像形成手段により形成された前記基準トナー像と、前記重畳トナー像と、を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持された前記基準トナー像と、前記重畳トナー像と、に光を照射する照射手段と、
前記照射手段から照射され、前記基準トナー像から反射される光と、前記重畳トナー像から反射される光と、を受光する受光手段と、
前記受光手段により検出された前記基準トナー像から反射された光の受光位置と、前記重畳トナー像から反射された光の受光位置との差異から前記第２色に対応する画像を形成するための画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
第１色による基準トナー像と、前記第１色よりも反射率の低い第２色によるトナー像の上に前記第１色のトナー像を前記基準トナー像に対するトナー高さが特定される所定の条件で形成して重ねた重畳トナー像と、を形成する像形成手段と、
前記像形成手段により形成された前記基準トナー像と、前記重畳トナー像と、を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持された前記基準トナー像と、前記重畳トナー像と、に光を照射する照射手段と、
前記照射手段から照射され、前記基準トナー像から反射される光と、前記重畳トナー像から反射される光と、を受光する受光手段と、
前記受光手段により検出された前記基準トナー像から反射された光の受光位置と、前記重畳トナー像から反射された光の受光位置との差異から前記第２色によるトナー像のトナー高さを検知するトナー高さ検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記像形成手段は、前記第１色による基準トナー像と、前記第１色よりも反射率の低い第２色によるトナー像の上に前記第１色のトナー像を前記基準トナー像と同等の条件で形成して重ねた重畳トナー像と、を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記受光手段は、前記照射手段から照射され、前記基準トナー像から反射された光の受光位置が、前記重畳トナー像から反射された光の受光位置へ移動する方向に並んだ複数の受光素子あることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像形成手段は、前記第１色による基準トナー像と前記第１色によるトナー像を担持する第１の感光体を有する第１の画像形成部と、前記第２色によるトナー像を担持する第２の感光体を有する第２の画像形成部と、を有し、
前記第１の画像形成部は、前記第２の画像形成部よりも前記像担持体の搬送方向の下流側に位置していることを特徴とする請求項１乃至５のいず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、複写機やレーザプリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式や静電記録方式を採用した画像形成装置に関し、特にトナー量測定および画像濃度制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式や静電記録方式を採用したフルカラーの画像形成装置においては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色を用いて画像形成を行うことが一般的であり、主に以下の２つの方式が知られている。【０００３】
一方は、１つの感光体と複数の現像器とを備えた４サイクル方式の作像装置である。これは、１つの感光体に画像情報に応じて静電潜像を順次形成し、これら静電潜像を複数色のトナー像で現像して、各色のトナー像を記録シートに再転写する中間転写ベルトや直接記録紙上に順次重ね合わせるように転写し、カラー画像を形成する。【０００４】
他方は、１色につき１つの感光体と１つの現像器とを備えたタンデム方式の作像装置である。これは、各作像装置における感光体に画像情報に応じて静電潜像を形成し、これら静電潜像を各色に対応したトナー像でそれぞれ現像して、それらトナー像を記録紙に再転写する中間転写ベルトや直接記録紙上に順次重ね合わせて転写し、カラー画像を形成する。【０００５】
これらの画像形成装置では、形成される画像の濃度を制御するため、感光体に静電潜像を形成するための露光光量や現像バイアス、帯電電位といった画像形成条件を制御している。しかし、これら画像形成条件を同一にしても、トナーの帯電量、感光体の感度、あるいは転写効率といった画像形成装置の各種状態量の経時的な変動、および温湿度などの環境条件の変動などの影響により、形成する画像の濃度が変化してしまう。【０００６】
そこで従来から感光体や中間転写ベルト上に転写されたトナー像の濃度を検出し、この検出結果に基づき帯電電位、露光光量、或いは現像バイアスなどの画像形成条件をフィードバック制御するようにしている。【０００７】
例えば、パッチ画像に光を照射し、パッチ画像から反射される光の光量（反射光量）からパッチ画像の濃度を検知するものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００８】
また、感光体や中間転写ベルト上に担持された濃度測定用のトナー像に光を照射し、このトナー像からの反射光を受光するラインセンサ上の受光位置からトナー像の高さを測定する。ここで、トナー像は濃度が濃くなるほどこのトナー像を形成するトナーの量（トナー付着量）も増加するため、トナー像の高さが高くなり、また、濃度が薄くなるほどこのトナー像を形成するトナーの量（トナー付着量）も減少するため、トナー像の高さが低くなる。そのため、ラインセンサ上の受光位置から測定したトナー像の高さを、トナー付着量として濃度に換算するものがある（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−７６１２９号公報
【特許文献２】特開平４−１５６４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の発明においては、反射率の低いブラックのパッチ画像からの反射光量が小さいため反射光量のＳＮ比が小さく、高精度に濃度を検知することが出来ないという問題があった。【００１１】
また、特許文献２においても、反射率が低いパッチ画像の受光位置を高精度に検出することが困難であるため、高精度に濃度を検知することが出来ないという問題があった。【００１２】
詳しく述べると、光を吸収する特性のために反射率が低いブラックのパッチ画像は、特に、高濃度になるほどにパッチ画像からの反射光量が小さくなるため、パッチ画像の濃度を検出することが困難であるという問題があった。【００１３】
また、シアンのパッチ画像についても、光源から照射される光の波長によっては反射率が低くなってしまい、十分な反射光量を受光することが出来ず、高精度に濃度を検知することが困難であるという問題があった。【００１４】
そこで、本発明は、反射率の低いトナーで形成された高濃度のパッチ画像であっても、その濃度を精度良く検知することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の画像形成装置は、第１色による基準トナー像と、前記第１色よりも反射率の低い第２色によるトナー像の上に前記第１色のトナー像を前記基準トナー像に対するトナー高さが特定される所定の条件で形成して重ねた重畳トナー像と、を形成する像形成手段と、前記像形成手段により形成された前記基準トナー像と、前記重畳トナー像と、を担持する像担持体と、前記像担持体に担持された前記基準トナー像と、前記重畳トナー像と、に光を照射する照射手段と、前記照射手段から照射され、前記基準トナー像から反射される光と、前記重畳トナー像から反射される光と、を受光する受光手段と、前記受光手段により検出された前記基準トナー像から反射された光の受光位置と、前記重畳トナー像から反射された光の受光位置との差異から前記第２色によるトナー像の濃度を検知するトナー濃度検知手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、反射率の低いトナーで形成された高濃度のパッチ画像であっても、その濃度を精度良く検知することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の画像形成装置を示す概略断面図
【図２】第１の実施形態のトナー高さセンサユニットを示す要部概略図
【図３】第１の実施形態のトナー高さセンサユニットが測定したパッチ画像の光強度から受光位置を検出する動作を示す図
【図４】受光位置差とトナー付着量の対応関係と、トナー付着量と濃度の対応関係を示す図
【図５】第１の実施形態のトナー高さセンサユニットが測定した各色のパッチ画像で反射された光の光強度を示す図
【図６】イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの分光分布を示す図
【図７】第１の実施形態の画像形成装置が重畳トナー像を形成するときの動作を示す図
【図８】重畳トナー像に測定光を照射するトナー高さセンサユニットを示す要部概略図
【図９】第１の実施形態のトナー高さセンサユニットが測定した重畳トナー像の光強度を示す図
【図１０】第１の実施形態の画像形成装置の制御ブロック図
【図１１】第１の実施形態の画像形成条件を制御する濃度制御を表すフローチャート図
【図１２】中間転写ベルト５１に担持されたパッチ画像の概略図
【図１３】プリンタ部出力特性とルックアップテーブルを示す図
【図１４】第２の実施形態の画像形成装置が重畳トナー像を形成するときの動作を示す図
【図１５】第３の実施形態の画像形成装置を示す概略断面図
【図１６】第４の実施形態の画像形成装置を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は本実施形態に用いる画像形成装置であり、プリンタ部１００Ｂと、このプリンタ部１００Ｂの上に搭載したリーダ部１００Ａとを有する。
【００１９】
リーダ部１００Ａは、原稿８０が載置される原稿台ガラス８１と、原稿台ガラスに載置された原稿８０の画像を走査する露光ランプ８２と、ミラーからなる画像走査ユニット８５を有している。露光ランプ８２で照らされた原稿８０の反射光は短焦点レンズアレイ８３によって集光され、ＣＣＤなどのフルカラーセンサ８４に読みとられ、画像処理部１０８で各色に対応する画像信号に変換される。
【００２０】
プリンタ部１００Ｂは、矢印Ａ方向に回転駆動される感光ドラム１を有する。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電器２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、ドラムクリーナ６等が配置されており、これらをまとめて像形成手段とする。
【００２１】
帯電器２は、感光ドラム１に対して非接触で帯電させるコロナ帯電器である。帯電器２には、この他にも感光ドラム１に接触して、または、近接して設けられた導電性の帯電ローラや帯電ブラシ、磁気ブラシ等の接触型の帯電器を用いることができる。
【００２２】
露光装置３は、帯電した感光ドラム１に画像情報に応じた露光光Ｅを照射して静電潜像を形成する。本実施形態では原稿８０の画像がイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色に色分解され、感光ドラム表面にそれぞれの色に対応した静電潜像が順次形成されるようになっている。
【００２３】
現像装置４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各々の現像剤を収容する各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを、ロータリ部によって矢印Ｂ方向に回転する構成となっている。ここで、現像器４Ｙはイエローの現像剤を収容し、現像器４Ｍはマゼンタの現像剤を収容し、現像器４Ｃはシアンの現像剤を収容し、現像器４Ｋはブラックの現像剤を収容している。静電潜像の現像に際しては、現像に供される色の現像器が感光ドラム１表面に近接した現像位置に移動され、静電潜像をトナー像として可視化するようになっている。
【００２４】
転写装置５は、矢印Ｃ方向に回転駆動される無端状の像担持体である中間転写ベルト５１と、一次転写ローラ５３、二次転写対向ローラ５６、二次転写ローラ５７とを有する。一次転写ローラ５３は中間転写ベルト５１を介して感光ドラム１を押圧することで一次転写ニップ部を形成し、二次転写ローラ５７は中間転写ベルト５１を介して二次転写対向ローラ５６を押圧することで二次転写ニップ部を形成している。
【００２５】
また、中間転写ベルト５１には、記録材Ｐに転写されずに、中間転写ベルト５１に残ったトナーを除去するベルトクリーナ５５が配設されている。
【００２６】
ドラムクリーナ６は、ウレタンゴム等からなるクリーニングブレードを感光ドラム１の表面に押し当てることで、感光ドラム１上のトナーを除去する構成となっている。
【００２７】
プリンタ部１００Ｂは、これらの他に後述のプリンタ制御部１０９と、記録材Ｐを収容する給紙カセット７と、トナー像が転写された記録材Ｐを二次転写ニップ部から搬送する搬送ベルト５８と、記録材Ｐにトナー像を定着させる定着器９を有している。
【００２８】
更に、トナー像の濃度を測定する装置として、中間転写ベルト５１に転写されたパッチ画像に測定光を照射し、その反射光が受光されるセンサ上の位置に基づいてパッチ画像の厚み方向の量（トナー高さ）を検出するトナー高さセンサユニット２１が設けられている。このトナー高さセンサユニット２１で検出されるトナー高さが、後述の処理によって濃度に変換される。
【００２９】
次に、本実施形態における画像形成装置の動作を説明する。
【００３０】
感光ドラム１は、帯電器２によりその表面を一様に帯電される。次いで、露光装置３が、リーダ部１００Ａから出力されるイエロー成分の画像信号に応じて変調した露光光Ｅをミラーを介して感光ドラム１上に露光すると、感光ドラム１は、その表面に原稿８０のイエロー成分の画像に対応した静電潜像を形成される。
【００３１】
次いで、感光ドラム１上に形成されたイエロー成分の画像に対応する静電潜像は、現像装置４が矢印Ｂ方向へ回転して現像位置へ移動した現像器４Ｙにより、イエローのトナー像として顕像化される。
【００３２】
次いで、イエローのトナー像は、感光ドラム１の矢印Ａ方向への回転に伴い一次転写ニップ部に進入すると、一次転写ローラ５３から１次転写電圧が印加され、中間転写ベルト５１上に転写される。中間転写ベルト５１へ転写されずに感光ドラム１上に残留したトナーはドラムクリーナ６によって除去される。
【００３３】
次いで、感光ドラム１は、帯電器２によりその表面を一様に帯電される。次いで、露光装置３が、リーダ部１００Ａから出力されるマゼンタ成分の画像信号に応じて変調した露光光Ｅを露光すると、感光ドラム１は、その表面に原稿８０のマゼンタ成分の画像に対応した静電潜像を形成される。
【００３４】
次いで、感光ドラム１上に形成されたマゼンタ成分の画像に対応する静電潜像は、現像装置４が矢印Ｂ方向へ回転して現像位置へ移動した現像器４Ｍにより、マゼンタのトナー像として顕像化される。
【００３５】
次いで、マゼンタのトナー像は、イエローのトナー像が中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転により再び一次転写ニップ部に進入するとき、一次転写ローラ５３から１次転写電圧が印加され、イエローのトナー像の上に重ねて転写される。
【００３６】
同様に、シアンのトナー像とブラックのトナー像が、感光ドラム１上に順次形成され、一次転写ニップ部で順次重ねて転写される。これにより、中間転写ベルト５１上には、フルカラーのトナー像が形成される。
【００３７】
ここで、各色のトナー像が中間転写ベルト５１上で順次重ねられてフルカラーのトナー像を形成されるまで、二次転写対向ローラ５６と二次転写ローラ５７には二次転写電圧が印加されない。そのため、中間転写ベルト５１に担持、搬送されているトナー像はフルカラーのトナー像となるまで中間転写ベルト５１に担持され続ける。また、ベルトクリーナ５５は既知の構成により中間転写ベルト５１から離間された状態となっている。そのため、中間転写ベルト５１に転写される各色のトナー像は記録材Ｐへの転写が完了するまでベルトクリーナ５５によって除去されることはない。
【００３８】
中間転写ベルト５１上に形成されたフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い二次転写ニップ部へと搬送される。
【００３９】
また、給紙カセット７には、記録材Ｐが格納されており、給紙ローラ７１及び７２により１枚ずつ給送され、レジストレーションローラ７３まで搬送される。レジストレーションローラ７３まで搬送された記録材Ｐは、タイミング調整されてフルカラーのトナー像と接触するように二次転写ニップ部へと送り出される。
【００４０】
中間転写ベルト５１上のフルカラーのトナー像と記録材Ｐが二次転写ニップ部に進入すると、二次転写ローラ５７に転写電圧が印加され、中間転写ベルト５１上のフルカラーのトナー像は記録材Ｐに転写される。記録材Ｐへ転写されずに中間転写ベルト５１上に残留したトナーはベルトクリーナ５５により除去される。
【００４１】
トナー像を担持した記録材Ｐは搬送ベルト５８によって定着器９へと搬送され、定着ローラ９１及び９２に挟持、搬送されながら不図示のヒータによって加熱され、トナー像を定着される。
【００４２】
その後、トナー像の定着した記録材Ｐは排紙ローラ７４により排紙トレイ７５に排出される。
【００４３】
次いで、この画像形成装置で実行されるトナー像の濃度検知について説明する。
【００４４】
感光ドラム１は帯電器２により帯電され、露光装置３によりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色成分のパッチ画像に対応した静電潜像が形成される。
【００４５】
感光ドラム１上に形成された各色成分のパッチ画像の静電潜像は、現像器４により対応する色成分のパッチ画像として顕像化される。
【００４６】
次いで、各色成分のパッチ画像は感光ドラム１の矢印Ａ方向への回転に伴い一次転写ニップ部へと搬送されると、一次転写ローラ５３から一次転写電圧が印加され、中間転写ベルト５１に転写される。中間転写ベルト５１に担持された各色成分のパッチ画像は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、トナー高さセンサユニット２１が測定光を照射する位置（照射位置）へと搬送されると、このパッチ画像のトナー高さに相当する受光位置が測定される。こうして測定されたパッチ画像の受光位置は後述の処理で濃度に換算される。
【００４７】
以下、図２〜図４を用いて、図１の画像形成装置１００がトナー高さセンサユニット２１を用いてイエローのパッチ画像７１０のトナー高さから濃度を検知する方法について、より詳細に説明する。
【００４８】
図２は本実施形態のトナー高さセンサユニット２１の要部概略図である。
【００４９】
トナー高さセンサユニット２１は、照射手段としてのレーザ発振器７０１、集光レンズ７０２、受光レンズ７０３、受光手段としてのラインセンサ７０４から構成される。
【００５０】
レーザ発振器７０１は、測定光（波長７８０［ｎｍ］）を集光レンズ７０２を介して中間転写ベルト５１上にスポット径が５０［μｍ］となるように照射する。
【００５１】
ラインセンサ７０４は、多数の受光素子を一列に並べた構成となっている。また、本実施形態のラインセンサ７０４の各受光素子は、光を受光すると夫々光強度に応じた電圧を出力する構成となっている。
【００５２】
次いで、図２のトナー高さセンサユニット２１を用いて、パッチ画像７１０の受光位置を検出する方法について説明する。
【００５３】
破線で示されるように、イエローのパッチ画像７１０が照射位置へと搬送される前に、レーザ発振器７０１から照射された測定光は、中間転写ベルト５１の表面で反射され、その反射光（破線Ｇ）が受光レンズ７０３を介してラインセンサ７０４上に結像される。このとき、受光レンズ７０３に入射できなかった反射光は、不図示の遮蔽板によって遮られる構成となっている。なお、破線Ｇは中間転写ベルト５１からの反射光の内、受光レンズ７０３の中心を通過する光を表したものである。
【００５４】
次いで、実線で示されるように、イエローのパッチ画像７１０が照射位置へと搬送されてくると、測定光はパッチ画像７１０の表面で反射され、その反射光（実線Ｎ）が受光レンズ７０３を介してラインセンサ７０４上に結像される。なお、実線Ｎはパッチ画像７１０からの反射光の内、受光レンズ７０３の中心を通過する光を表したものである。
【００５５】
このとき、パッチ画像７１０からの反射光（実線Ｎ）がラインセンサ７０４で結像する位置は、中間転写ベルト５１からの反射光（破線Ｇ）が結像する位置と異なる。
【００５６】
なお、各受光素子のピッチは、パッチ画像が平均粒径のトナー１個分変化した場合にも、パッチ画像からの反射光から受光位置の変化を検出できる構成とすればよい。
【００５７】
また、本実施形態において、受光手段はラインセンサ７０４を用いたが、受光素子が２次元に配列されたエリアセンサであってもよい。
【００５８】
また、レーザ発振器７０１とラインセンサ７０４の位置関係は、本実施形態に限定されず、ラインセンサ７０４の多数の受光素子が、パッチ画像のトナー高さが変化した場合に、このパッチ画像からの反射光の受光位置が変化する方向に並んだ構成であればよい。
【００５９】
より好ましくは、ラインセンサ７０４が、中間転写ベルト５１の表面及びパッチ画像の表面からの反射光の正反射成分を受光しない位置であれば、どのような位置関係でも構わない。
【００６０】
中間転写ベルト５１の反射率よりも、パッチ画像を形成するトナーの反射率が高ければ、パッチ画像の濃度が濃くなるに伴い、このパッチ画像からの反射光量が増加するため、高濃度になるほど精度良く受光位置を検出できる。
【００６１】
図３は、図２のラインセンサ７０４で測定された中間転写ベルト５１の表面で反射された光の光強度Ｄ（０）とイエローのパッチ画像７１０の表面で反射された光の光強度Ｄ（１）である。
【００６２】
本実施形態において、中間転写ベルト５１からの反射光の受光位置は、中間転写ベルト５１からの反射光量が最大となるラインセンサ７０４上の位置Ｐ（０）である。また、イエローのパッチ画像７１０からの反射光の受光位置は、イエローのパッチ画像７１０からの反射光量が最大となるラインセンサ７０４上の位置Ｐ（１）である。
【００６３】
測定光が中間転写ベルト５１で反射される位置と、パッチ画像７１０で反射される位置は、パッチ画像７１０のトナー高さ分異なる。そのため、中間転写ベルト５１の受光位置Ｐ（０）と、パッチ画像７１０の受光位置Ｐ（１）との差（受光位置差ΔＰ（１））は、パッチ画像７１０のトナー高さに比例して大きくなる。
【００６４】
パッチ画像７１０のトナー高さに相当する受光位置差ΔＰ（１）は、後述の受光位置差とトナー付着量の対応関係を示すテーブルを用いてトナー付着量として検出される。なお、受光位置差ΔＰ（１）は式１により算出される。
ΔＰ（１）＝Ｐ（１）−Ｐ（０）      ・・・（式１）
【００６５】
図４（ａ）は、受光位置差とトナー付着量の対応関係を示すテーブルのデータを表した図であり、図４（ｂ）は、イエローのパッチ画像７１０に関するトナー付着量と濃度の対応関係を示すテーブルのデータを表した図である。
【００６６】
パッチ画像７１０の濃度は、トナー付着量に比例しており、前述の受光位置差から検出したパッチ画像７１０のトナー付着量より、トナー付着量と濃度の対応関係を示すテーブル（図４（ｂ））を参照して検知する。なお、パッチ画像のトナー付着量と濃度の対応関係は、色成分毎に異なっているため、トナー付着量と濃度の対応関係を示すテーブルが色成分毎に設けられている。
【００６７】
本実施形態において、受光位置Ｐ（０）、Ｐ（１）は、中間転写ベルト５１からの反射光量と、パッチ画像７１０からの反射光量が最大となるラインセンサ７０４上の受光素子の位置としたが、この構成に限定されるものではない。ラインセンサ７０４の出力から測定される光強度Ｄ（０）、Ｄ（１）に、ガウス関数を用いた最小二乗法を用いてカーブフィッティングを行い、フィッティング後のガウス関数のパラメータから予測演算した位置を受光位置としてもよい。なお、ガウス関数は式２で示すように、Ａを最大値とした、ｘ＝μを中心とする釣鐘型のピークを持つ関数であり、μを受光位置とする。
【００６８】
【数１】
2011077586.tif 000003
【００６９】
また、例えばローレンツ関数（式３）や二次関数（式４）にフィッティングしても良い。
【００７０】
【数２】
2011077586.tif 000004
【００７１】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのパッチ画像で反射された光の光強度と、中間転写ベルト５１で反射される光の光強度を示した図である。
【００７２】
図５（ａ）は濃度の異なるイエローのパッチ画像Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４で反射される光の受光位置Ｐ（Ｙ１）、Ｐ（Ｙ２）、Ｐ（Ｙ３）、Ｐ（Ｙ４）と、中間転写ベルト５１で反射される光の受光位置Ｐ（０）である。イエローのパッチ画像の濃度は、Ｙ１＜Ｙ２＜Ｙ３＜Ｙ４となっている。
【００７３】
また、図５（ｂ）は濃度の異なるマゼンタのパッチ画像Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４で反射される光の受光位置Ｐ（Ｍ１）、Ｐ（Ｍ２）、Ｐ（Ｍ３）、Ｐ（Ｍ４）と、中間転写ベルト５１で反射される光の受光位置Ｐ（０）である。マゼンタのパッチ画像の濃度は、Ｍ１＜Ｍ２＜Ｍ３＜Ｍ４となっている。
【００７４】
また、図５（ｃ）は濃度の異なるシアンのパッチ画像Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４で反射される光の受光位置Ｐ（Ｃ１）、Ｐ（Ｃ２）、Ｐ（Ｃ３）、Ｐ（Ｃ４）と、中間転写ベルト５１で反射される光の受光位置Ｐ（０）である。シアンのパッチ画像の濃度は、Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３＜Ｃ４となっている。
【００７５】
図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、イエロー、マゼンタ、シアンのパッチ画像は、その濃度が濃くなると受光位置差も増加していることがわかる。
【００７６】
一方、図５（ｄ）は濃度の異なるブラックのパッチ画像Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４で反射される光の受光位置Ｐ（Ｋ１）、Ｐ（Ｋ２）、Ｐ（Ｋ３）、Ｐ（Ｋ４）と、中間転写ベルト５１で反射される光の受光位置Ｐ（０）である。ブラックのパッチ画像の濃度は、Ｋ１＜Ｋ２＜Ｋ３＜Ｋ４の関係である。
【００７７】
ブラックのパッチ画像は、ブラックのトナーが光を吸収する性質を有するため、その反射光量が小さく、受光位置を精度良く検出することが困難である。特に、高濃度のブラックのパッチ画像は、濃度に比例してトナー付着量が増加するためパッチ画像からの反射光量が小さくなり、受光位置を精度良く検出することが出来ない。
【００７８】
このようにブラックのパッチ画像からの反射光量が小さい理由は、トナー高さセンサユニット２１から照射される測定光の波長（７８０［ｎｍ］）に対する、ブラックのパッチ画像の反射率が低いためである。
【００７９】
図６（ａ）〜図６（ｄ）は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーの分光分布である。本実施形態で用いる測定光（波長７８０［ｎｍ］）に対する反射率は、イエローとマゼンタのトナーで９０［％］程度（図６（ａ）、図６（ｂ））、シアンのトナーで５０［％］程度（図６（ｃ））、ブラックのトナーで１０［％］程度（図６（ｄ））である。
【００８０】
そこで、本実施形態では、第１色による基準トナー像としてのイエローのパッチ画像からの反射光の受光位置と、中間転写ベルト５１からの反射光の受光位置との受光位置差（イエローのパッチ画像の受光位置差）を検出する。次いで、受光位置を検出したイエローのパッチ画像と同じ画像形成条件で形成されたイエローのパッチ画像を、第２色としてのブラックのパッチ画像の上に重ねて重畳トナー像を形成する。次いで、この重畳トナー像からの反射光の受光位置と、中間転写ベルト５１からの反射光の受光位置との受光位置差（重畳トナー像の受光位置差）を検出する。イエローのパッチ画像の受光位置差と、重畳トナー像の受光位置差との差異から、ブラックのパッチ画像からの反射光の受光位置と中間転写ベルト５１からの反射光の受光位置との受光位置差を算出する。
【００８１】
ブラックのパッチ画像の上にイエローのパッチ画像を重ねて形成する重畳トナー像は、照射される測定光がその重畳トナー像のイエローのパッチ画像で反射されるため、反射光量が大きくなり、その受光位置も精度良く検出することができる。
【００８２】
これにより、反射率の低いブラックのパッチ画像であっても、算出されたブラックのパッチ画像の受光位置差から前述の方法により、そのトナー付着量やトナー付着量から換算した濃度を検知することができる。
【００８３】
次いで、本実施形態のトナー高さセンサユニット２１を用いて第２色によるトナー像の上に第１色によるトナー像を重ねて重畳トナー像を形成する方法と、この重畳トナー像の受光位置を検出する方法について、図７〜図９を用いて詳細に説明する。なお、図７〜図９の説明において、第１色によるトナー像はイエローのパッチ画像７１０であり、第２色によるトナー像はブラックのパッチ画像７２０である。また、重畳トナー像７３０は、ブラックのパッチ画像７２０の上にイエローのパッチ画像７１０を重ねたものである。
【００８４】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、本実施形態の画像形成装置１００の要部断面図である。
【００８５】
先ず、現像器４Ｋにより感光ドラム１上に形成されたブラックのパッチ画像７２０は、一次転写ニップ部において中間転写ベルト５１上に転写される。次いで、ブラックのパッチ画像７２０は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、トナー高さセンサユニット２１の照射位置へ搬送される（図７（ａ））。この時点において、トナー高さセンサユニット２１は、ブラックのパッチ画像７２０に測定光を照射しない。
【００８６】
ブラックのパッチ画像７２０は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、二次転写ニップ部へと搬送されるが、二次転写ローラ５７と二次転写対向ローラ５６には、二次転写電圧が印加されていない。また、ベルトクリーナ５５は、フルカラーのトナー像を形成するときと同様に中間転写ベルト５１から離間されている。これにより、ブラックのパッチ画像７２０はトナー高さを維持したまま、再び一次転写ニップ部へと搬送される（図７（ｂ））。
【００８７】
次いで、第１色による基準トナー像としてのイエローのパッチ画像７１０が、中間転写ベルト５１に担持、搬送されるブラックのパッチ画像７２０に重なるように、現像器４Ｙによって感光ドラム１上に形成される（図７（ｃ））。
【００８８】
次いで、一次転写ニップ部においてイエローのパッチ画像７１０がブラックのパッチ画像７２０の上に重ねて転写されると、重畳トナー像７３０が形成される（図７（ｄ））。
【００８９】
次に、図８を用いて重畳トナー像７３０の受光位置差Ｐ（３）を検出する方法について述べる。
【００９０】
トナー高さセンサユニット２１は、重畳トナー像７３０が破線の位置のときに、レーザ発振器７０１により中間転写ベルト５１に対して測定光を照射され、中間転写ベルト５１で反射した光がラインセンサ７０４上のＰ（０）の位置に結像される。このとき、図８の破線Ｇは、中間転写ベルト５１の表面から反射された光の内、受光レンズ７０３の中心を通る反射光である。
【００９１】
次いで、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、重畳トナー像７３０が実線の位置へと搬送されると、レーザ発振器７０１より照射された測定光が重畳トナー像７３０で反射し、その光がラインセンサ７０４上のＰ（３）の位置に結像される。このとき、図８の実線Ｈは、重畳トナー像７３０の表面であるイエローのトナー（イエローのパッチ画像７１０）で反射された光の内、受光レンズ７０３の中心を通る反射光である。
【００９２】
図８のトナー高さセンサユニット２１が測定した中間転写ベルト５１からの反射光の光強度Ｄ（０）と、重畳トナー像７３０からの反射光の光強度Ｄ（３）を図９に示す。
【００９３】
図９より、重畳トナー像７３０は、その表面がイエローのトナー（イエローのパッチ画像７１０）となっているため、重畳トナー像７３０で反射される光の光強度Ｄ（３）から重畳トナー像７３０で反射される光の受光位置Ｐ（３）を検出することができる。
【００９４】
重畳トナー像７３０のトナー高さは、ブラックのパッチ画像７２０のトナー高さと、イエローのパッチ画像７１０のトナー高さとの合計である。つまり、ブラックのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（２）は、重畳トナー像７３０の表面で反射された光の受光位置が、イエローのパッチ画像７１０で反射された光の受光位置から、ブラックのパッチ画像のトナー高さ分変化した受光位置で測定される。
【００９５】
そのため、重畳トナー像７３０で反射される光の受光位置Ｐ（３）より、式５及び式６を用いてブラックのパッチ画像７２０の受光位置差ΔＰ（２）を算出できる。
【００９６】
重畳トナー像７３０で反射される光の受光位置差ΔＰ（３）は、前述の重畳トナー像で反射される光の受光位置Ｐ（３）と、中間転写ベルト５１で反射される光の受光位置Ｐ（０）から式６により算出される。また、イエローのパッチ画像７１０で反射される光の受光位置差ΔＰ（１）は、単色の状態で別途形成されたイエローのパッチ画像７１０で反射される光の受光位置Ｐ（１）と、中間転写ベルト５１で反射される光の受光位置Ｐ（０）から式１を用いて算出される。なお、ブラックのパッチ画像７２０の受光位置差ΔＰ（２）は、重畳トナー像７３０を形成することにより間接的に測定されるブラックのパッチ画像７２０の受光位置差である。
ΔＰ（２）＝ΔＰ（３）−ΔＰ（１）      ・・・（式５）
ΔＰ（３）＝Ｐ（３）−Ｐ（０）          ・・・（式６）
【００９７】
ブラックのパッチ画像７２０のトナー付着量は、ブラックのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（２）より、図４の（ａ）に示す受光位置差とトナー付着量の対応関係を表すテーブルを用いて検知すればよい。また、ブラックのパッチ画像７２０の濃度は、ブラックのパッチ画像７２０のトナー付着量から、ブラックのパッチ画像に対応するトナー付着量と濃度の対応関係を表すテーブルを用いて検知すればよい。
【００９８】
以下、本実施形態の濃度制御について説明する。
【００９９】
本実施形態の画像形成装置は、２５６階調（０〜２５５）によって画像の濃淡を表現している。そのため、パッチ画像を用いて濃度制御を実施する場合に、色毎に１６個のパッチ画像が形成される。１６個のパッチ画像の濃度は、１５、３１、・・・、２３９、２５５というように１６レベル刻みになっている。以後、１６個のイエローのパッチ画像Ｔ（Ｙａ）、Ｔ（Ｙｂ）、・・・、Ｔ（Ｙｐ）をまとめてＴ（Ｙｘ）とする。ただし、ａ、ｂ、・・・、ｐは濃度レベルが１５、３１、・・・、２５５であることを意味する。同様に、マゼンタのパッチ画像Ｔ（Ｍａ）、Ｔ（Ｍｂ）、・・・、Ｔ（Ｍｐ）をＴ（Ｍｘ）、シアンのパッチ画像Ｔ（Ｃａ）、Ｔ（Ｃｂ）、・・・、Ｔ（Ｃｐ）をＴ（Ｃｘ）、ブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋａ）、Ｔ（Ｋｂ）、・・・、Ｔ（Ｋｐ）をＴ（Ｋｘ）とする。
【０１００】
なお、パッチ画像の個数と濃度レベルは適宜決められるものであり、本実施形態に限定されるものではない。
【０１０１】
ここで、図１０は本実施形態の画像形成装置の制御ブロック図である。また、図１１はトナー高さセンサユニット２１による濃度制御を実施する際の、ＣＰＵの動作を説明するフローチャートであり、本実施形態のブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）の濃度検知処理を含んでいる。
【０１０２】
図１０において、ＣＰＵ１２８は画像形成装置全体を制御する制御回路である。ＲＯＭ１３０には、画像形成装置で実行する各種処理を制御するための制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ１３２は、ＣＰＵ１２８が処理のために使用するシステムワークメモリである。
【０１０３】
また、本実施形態のＲＯＭ１３０、又は、ＲＡＭ１３２には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成させる後述の画像形成条件が格納されている。ＲＯＭ１３０に格納されている画像形成条件は、画像形成装置の主電源がオンされた直後の濃度制御において用いられ、工場出荷時に予め格納されている。また、ＲＡＭ１３２に格納されている画像形成条件は、画像形成装置が主電源をオンされた後の２回目以降の濃度制御において用いられ、濃度制御を実行する度に更新される。
【０１０４】
レーザ発振器７０１は、ＣＰＵ１２８からの信号に応じて中間転写ベルト５１上に測定光を照射する。
【０１０５】
ラインセンサ７０４は、中間転写ベルト５１からの反射光及び中間転写ベルト５１に担持されたパッチ画像からの反射光を受光すると、各受光素子が測定した最大反射光量となるラインセンサ７０４上の位置を、ＣＰＵ１２８によって受光位置として検出される。
【０１０６】
操作部１０１は、図１に示す画像形成装置本体１００に設けられた操作パネルであり、使用者が画像形成のための種々の条件を入力するために使用される。なお、使用者が操作パネルから所定の入力を行うことで、トナー高さセンサユニット２１による濃度制御を実行させる信号がＣＰＵ１２８へ出力される。なお、操作部１０１はネットワークを通じて画像形成装置と接続されたＰＣのキーボードであってもよく、任意の入力を行うことでＣＰＵ１２８にトナー高さセンサユニット２１による濃度制御を実行させる信号を出力する構成とすればよい。
【０１０７】
ＣＰＵ１２８は、操作部１０１からトナー高さセンサユニット２１による濃度制御を実行させる信号が入力されると、図１１のフローチャートに示す制御を実行する。あるいは、所定回数の画像形成を実行した後に図１１のフローチャートに示す制御を実行する構成としてもよく、また、画像形成装置１００（図１）の主電源がオンされた後に図１１のフローチャートに示す制御を実行する構成としてもよい。
【０１０８】
なお、このフローチャートの処理はＣＰＵ１２８がＲＯＭ１３０に格納されたプログラムを読み出すことにより実行される。
【０１０９】
以下、本実施形態の画像形成装置が実施する濃度制御を図１の画像形成装置の概略断面図と、図１１に表すフローチャートを用いて詳細に説明する。
【０１１０】
先ず、ＣＰＵ１２８は、画像形成装置１００を制御し、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成条件を用いてイエロー、マゼンタ、シアンのパッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）を中間転写ベルト５１上に形成させる（Ｓ１００）。
【０１１１】
ステップＳ１００で形成されたパッチ画像が中間転写ベルト５１に転写された様子を図１２に示す。中間転写ベルト５１上には、パッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）が中間転写ベルト５１の回転方向（矢印Ｃ方向）に沿って所定の間隔で形成されている。なお、所定の間隔とは、レーザ発振器７０１から照射される測定光のスポット径よりも大きい距離である。
【０１１２】
中間転写ベルト５１上に形成されたパッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、順次、トナー高さセンサユニット２１の照射位置へと搬送される。
【０１１３】
次いで、ＣＰＵ１２８はトナー高さセンサユニット２１により、中間転写ベルト５１で反射された光の受光位置Ｐ（０）と、パッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）で反射された光の受光位置Ｐ（Ｙｘ）、Ｐ（Ｍｘ）、Ｐ（Ｃｘ）を検出させる（Ｓ１０１）。
【０１１４】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１２８は、レーザ発振器７０１から中間転写ベルト５１上に測定光を照射させ、ラインセンサ７０４から出力される反射光量の信号を所定の周期でサンプリングする。
【０１１５】
これにより、ＣＰＵ１２８は、各パッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）で反射される光の光強度Ｄ（Ｙｘ）、Ｄ（Ｍｘ）、Ｄ（Ｃｘ）と、１つのパッチ画像につき、２つの中間転写ベルト５１で反射される光の光強度Ｄ（０）を測定する。次いで、ＣＰＵ１２８は、光強度Ｄ（０）、Ｄ（Ｙｘ）、Ｄ（Ｍｘ）、Ｄ（Ｃｘ）から前述の方法により、中間転写ベルト５１の受光位置Ｐ（０）と、パッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）の受光位置Ｐ（Ｙｘ）、Ｐ（Ｍｘ）、Ｐ（Ｃｘ）を夫々検出する。
【０１１６】
ここで、本実施形態の受光位置Ｐ（０）は、１つのパッチ画像の搬送方向前端から搬送方向に所定距離離れた中間転写ベルト５１の受光位置と、１つのパッチ画像の搬送方向後端から搬送方向とは逆方向に所定距離離れた中間転写ベルト５１の受光位置の平均とする。これは、パッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）の搬送方向上流側及び下流側の中間転写ベルト５１からの反射光の受光位置を平均することにより、中間転写ベルト５１の厚みムラや中間転写ベルト５１のバタツキによる誤差を緩和している。
【０１１７】
次いで、ＣＰＵ１２８は、ステップＳ１０１において測定された受光位置Ｐ（０）、Ｐ（Ｙｘ）、Ｐ（Ｍｘ）、Ｐ（Ｃｘ）より、式７〜式９を用いて受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）を算出する（Ｓ１０２）。
ΔＰ（Ｙｘ）＝Ｐ（Ｙｘ）−Ｐ（０）  （ｘ＝ａ、ｂ、・・・、ｐ）・・・（式７）
ΔＰ（Ｍｘ）＝Ｐ（Ｍｘ）−Ｐ（０）  （ｘ＝ａ、ｂ、・・・、ｐ）・・・（式８）
ΔＰ（Ｃｘ）＝Ｐ（Ｃｘ）−Ｐ（０）  （ｘ＝ａ、ｂ、・・・、ｐ）・・・（式９）
【０１１８】
次いで、ＣＰＵ１２８は、受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）が、予めＲＯＭ１３０に格納されている目標値ΔＰＩ（Ｙｘ）、ΔＰＩ（Ｍｘ）、ΔＰＩ（Ｃｘ）であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。ここで、目標値とは、適正な濃度レベルのパッチ画像から検出した受光位置差であり、予めＲＯＭ１３０に格納されている。
【０１１９】
ここで、ＣＰＵ１２８は、受光位置差とトナー付着量の対応関係を表すテーブルを用いて、受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）から各パッチ画像のトナー付着量Ｑ（Ｙｘ）、Ｑ（Ｍｘ）、Ｑ（Ｃｘ）を検知する構成としてもよい。ここで、Ｑ（Ｙｘ）はイエローのパッチ画像Ｔ（Ｙｘ）のトナー付着量であり、Ｑ（Ｍｘ）はマゼンタのパッチ画像Ｔ（Ｍｘ）のトナー付着量であり、Ｑ（Ｃｘ）はシアンのパッチ画像Ｔ（Ｃｘ）のトナー付着量である。
【０１２０】
更に、ＣＰＵ１２８は、パッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）の各々に対して、トナー付着量と濃度の対応関係を表すテーブルを用いて、パッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）の濃度を検知する構成としてもよい。即ち、ＣＰＵ１２８及びこれらテーブルはトナー濃度検知手段としても機能する。
【０１２１】
ステップＳ１０３において、受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）が目標値ΔＰＩ（Ｙｘ）、ΔＰＩ（Ｍｘ）、ΔＰＩ（Ｃｘ）でなければ、ＣＰＵ１２８はイエロー、マゼンタ、シアンの画像形成条件を制御する（Ｓ１０４）。ここで、画像形成条件は、帯電電圧、現像バイアス、一次転写電圧、ルックアップテーブルなどであり、この画像形成条件の制御は、既存の濃度制御と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２２】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１２８は、変更したイエロー、マゼンタ、シアンの画像形成条件をＲＡＭ１３２に格納した後、ステップＳ１０５に移行する。これにより、ＲＡＭ１３２に格納された画像形成条件を用いて形成されるパッチ画像の受光位置差は、目標値と等しい値となる。
【０１２３】
一方、ステップＳ１０３において、イエロー、マゼンタ、シアンのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）が目標値ΔＰＩ（Ｙｘ）、ΔＰＩ（Ｍｘ）、ΔＰＩ（Ｃｘ）であれば、画像形成条件の制御を行わずステップＳ１０５へ移行する。
【０１２４】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵ１２８は、画像形成装置を制御して、ブラックの画像形成条件を用いて、中間転写ベルト５１上にブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）を形成させる。
【０１２５】
中間転写ベルト５１上に形成されたブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、トナー高さセンサユニット２１の照射位置を通過し、再び一次転写ニップ部へと搬送される。
【０１２６】
次いで、ＣＰＵ１２８は、ＲＯＭ１３０、又は、ＲＡＭ１３２に格納されているイエローの画像形成条件を用いて、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）を形成する（Ｓ１０６）。ここで、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）は、濃度レベルが１５、３１、・・・、２５５のブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）の上に、基準トナー像である濃度レベルが１２７のイエローのパッチ画像Ｔ（Ｙｈ）を重ねて形成したものである。つまり、Ｔ（ｓｕｐｈ）であれば、濃度レベルが１２７のブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｈ）の上に基準トナー像（濃度レベルが１２７のイエローのパッチ画像）を重ねて転写させた重畳トナー像である。
【０１２７】
ステップＳ１０６において、中間転写ベルト５１上に担持された重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、順次、トナー高さセンサユニット２１の照射位置へと搬送される。
【０１２８】
次いで、ＣＰＵ１２８は、トナー高さセンサユニット２１により、中間転写ベルト５１で反射された光の受光位置Ｐ（０）と、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）で反射された光の受光位置Ｐ（ｓｕｐｘ）を検出させる（Ｓ１０７）。
【０１２９】
ステップＳ１０７において、ＣＰＵ１２８は、ステップＳ１０１と同様に、レーザ発振器７０１から集光レンズ７０２を介して、中間転写ベルト５１上に測定光を照射させ、ラインセンサ７０４から出力される反射光量の信号を所定の周期でサンプリングする。
【０１３０】
これにより、ＣＰＵ１２８は、各重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）で反射される光の光強度Ｄ（ｓｕｐｘ）と、１つの重畳トナー像につき、２つの中間転写ベルト５１で反射される光の光強度Ｄ（０）を測定する。次いで、ＣＰＵ１２８は、この光強度Ｄ（０）、Ｄ（ｓｕｐｘ）から前述の方法により、中間転写ベルト５１の受光位置Ｐ（０）と、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）の受光位置Ｐ（ｓｕｐｘ）を夫々検出する。
【０１３１】
本実施形態において、受光位置Ｐ（０）は、ステップＳ１０１と同様に、１つの重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）の搬送方向上流側及び下流側の中間転写ベルト５１からの反射光の受光位置を平均したものである。
【０１３２】
次いで、ＣＰＵ１２８は、ステップＳ１０７において測定された受光位置Ｐ（０）、Ｐ（ｓｕｐｘ）より、式１０を用いて受光位置差ΔＰ（ｓｕｐｘ）を算出する（Ｓ１０８）。
ΔＰ（ｓｕｐｘ）＝Ｐ（ｓｕｐｘ）−Ｐ（０）  （ｘ＝ａ、ｂ、・・・、ｐ）  ・・・（式１０）
【０１３３】
次いで、ＣＰＵ１２８は、重畳トナー像の受光位置差ΔＰ（ｓｕｐｘ）と、ＲＯＭ１３０に格納されている目標値ΔＰＩ（Ｙｈ）の差異（式１１）から、ブラックのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｋｘ）を算出する（Ｓ１０９）。ここで、濃度レベルが１２７のイエローのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｙｈ）は、ステップＳ１００からステップＳ１０４により目標値ΔＰＩ（Ｙｈ）と等しくなっているため、予めＲＯＭ１３０に格納されている目標値を用いている。
ΔＰ（Ｋｘ）＝ΔＰ（ｓｕｐｘ）−ΔＰＩ（Ｙｈ）  （ｘ＝ａ、ｂ、・・・、ｐ）・・・（式１１）
【０１３４】
次いで、ＣＰＵ１２８は、ブラックのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｋｘ）が、予めＲＯＭ１３０に格納されている目標値ΔＰＩ（Ｋｘ）であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。
【０１３５】
ここで、ＣＰＵ１２８は、受光位置差とトナー付着量の対応関係を表すテーブルを用いて、受光位置差ΔＰ（Ｋｘ）からブラックのパッチ画像のトナー付着量Ｑ（Ｋｘ）を検知する構成としてもよい。
【０１３６】
更に、ＣＰＵ１２８は、ブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）に対して、トナー付着量と濃度の対応関係を表すテーブルを用いて、ブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）の濃度を検知する構成としてもよい。
【０１３７】
ステップＳ１１０において、ブラックのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｋｘ）が目標値ΔＰＩ（Ｋｘ）である場合、トナー高さセンサユニット２１による濃度制御を終了させる。
【０１３８】
一方、ステップＳ１１０において、受光位置差ΔＰ（Ｋｘ）が目標値ΔＰＩ（Ｋｘ）でなければ、ＣＰＵ１２８は、ブラックの画像形成条件を制御する（Ｓ１１１）。ここで、画像形成条件の制御は、ステップＳ１０４と同様に、既存の濃度制御と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１３９】
ステップＳ１１１において、ＣＰＵ１２８は、変更したブラックの画像形成条件をＲＡＭ１３２に格納した後、トナー高さセンサユニット２１による濃度制御を終了させる。
【０１４０】
以下、図１３を用いて、ステップＳ１０４とステップＳ１１１において実行される画像形成条件を制御する方法の１つであるルックアップテーブルの更新について説明する。
【０１４１】
図１３（ａ）は、ＲＯＭ１３０に格納された各階調の画像を形成させる画像信号と、画像信号に基づいて形成された画像の濃度の対応関係を表すプリンタ部出力特性である。
【０１４２】
図１３（ａ）において、曲線Ｘは任意のパッチ画像から検出したプリンタ部出力特性であり、直線Ｚは適切な画像形成条件で形成されたパッチ画像から検出した理想的なプリンタ部出力特性である。また、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の任意のパッチ画像のプリンタ部出力特性（曲線Ｘ）を理想的なプリンタ部出力特性（直線Ｚ）に変換するためのルックアップテーブル（曲線Ｌ）である。
【０１４３】
本実施形態では、受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）、ΔＰ（Ｋｘ）から求めた画像濃度を用いて現在のプリンタ部出力特性を作成し、このプリンタ部出力特性を理想的なプリンタ部出力特性にするルックアップテーブルを周知の方法で作成する。なお、各濃度レベルのパッチ画像の画像濃度は、色毎に１６データしか検知されていないため、現在のプリンタ部出力特性は各データから算出される近似曲線となる。
【０１４４】
以上、ルックアップテーブルを更新することにより、画像形成条件を制御する方法について述べたが、本実施形態の画像形成条件の制御はこの構成に限定されない。本実施形態の画像形成条件の制御として、ＣＰＵ１２８は、帯電電圧と現像バイアスを、予めＲＯＭ１３０に格納されている所定量だけ変化させた後、ルックアップテーブルを更新する構成としてもよい。または、ＣＰＵ１２８は、予めＲＯＭ１３０に格納されている複数のルックアップテーブルから適正なルックアップテーブルを選択する構成としてもよい。あるいは、ＣＰＵ１２８は、予めＲＯＭ１３０に格納されている所定量だけ一次転写電圧を変化させる構成としてもよい。
【０１４５】
（第２の実施形態）
本実施形態は、前述した第１の実施形態に対して下記に示す点において相違する。本実施形態のその他の要素は、前述の第１の実施形態に対応するものと同一なので説明を省略する。
【０１４６】
第１の実施形態では、トナー高さセンサユニット２１（図１）を用いて中間転写ベルト５１上のパッチ画像からの反射光の光強度を測定した。一方、本実施形態では、トナー高さセンサユニット２２（図１）を用いて中間転写ベルト５１上に担持されたパッチ画像を記録材Ｐへ転写した後、この記録材Ｐ上に転写されたパッチ画像からの反射光の光強度を測定する。
【０１４７】
トナー高さセンサユニット２２は、二次転写ニップ部から定着器９までの記録材Ｐの搬送パスに配設されており、搬送ベルト５８の回転に伴い定着器９へと搬送される記録材Ｐと、二次転写ニップ部において記録材Ｐに転写されたトナー像に対して測定光を照射する。
【０１４８】
ここで、記録材Ｐに担持された重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）がトナー高さセンサユニット２２の照射位置へと搬送されるとき、この重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）の表面はイエローのトナー像Ｔ（Ｙｈ）となっていなければならない。
【０１４９】
そのため、記録材Ｐに転写されたトナー像に測定光を照射するトナー高さセンサユニット２２を用いる場合、記録材Ｐへ転写される以前の中間転写ベルト５１上に担持される重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）が、第１の実施形態とは異なる。具体的には、中間転写ベルト５１上に形成される重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）は、第１色による基準トナー像としてのイエローのパッチ画像Ｔ（Ｙｈ）の上に第２色によるトナー像としてのブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）を重ねたものとなる。
【０１５０】
この重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）が記録材Ｐに転写されると、記録材Ｐに担持される重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）が、ブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）の上にイエローのパッチ画像Ｔ（Ｙｈ）を重ねた重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）となる。
【０１５１】
図１４（ａ）、図１４（ｂ）は本実施形態の画像形成装置の要部断面図である。これらを用いて、重畳トナー像を形成する方法について説明する。なお、説明を簡略とするため、第２色によるトナー像としてのブラックのパッチ画像を７２０、基準トナー像としてのイエローのパッチ画像を７１０とし、重畳トナー像を７３０とする。
【０１５２】
現像器４Ｙによって感光ドラム１上に形成されたイエローのパッチ画像７１０が、一次転写ニップ部において中間転写ベルト５１上に転写された後、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い二次転写ニップ部へと搬送される。しかし、この時点では、二次転写ローラ５７と二次転写対向ローラ５６には、二次転写電圧が印加されず、また、ベルトクリーナ５５はフルカラーのトナー像を形成するときと同様に中間転写ベルト５１から離間されている。これにより、イエローのパッチ画像７１０はトナー高さを維持したまま、再び一次転写ニップ部へと搬送される。
【０１５３】
次いで、現像器４Ｋによってブラックのパッチ画像７２０が、中間転写ベルト５１に担持、搬送されるイエローのパッチ画像７１０に重なるように、感光ドラム１上に形成される。
【０１５４】
次いで、一次転写ニップ部においてブラックのパッチ画像７２０がイエローのパッチ画像７１０の上に重ねて転写されると、重畳トナー像７３０が形成される（図１４（ａ））。重畳トナー像７３０は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い二次転写ニップ部へと搬送される。このタイミングで、給紙カセット７内から給紙ローラ７１及び７２により搬送され、レジストレーションローラ７３で位置と送り出しタイミングを調整された記録材Ｐが二次転写ニップ部へと搬送される。
【０１５５】
重畳トナー像７３０と記録材Ｐが二次転写ニップ部へと進入すると、二次転写ローラ５７と二次転写対向ローラ５６には二次転写電圧が印加され、重畳トナー像７３０が記録材Ｐ上に転写される（図１４（ｂ））。記録材Ｐとこの記録材Ｐに担持された重畳トナー像７３０は、搬送ベルト５８の回転に伴いトナー高さセンサユニット２２の照射位置まで搬送され、トナー高さセンサユニット２２により、光強度Ｄ（０）、Ｄ（３）が測定される。その後、記録材Ｐと、この記録材Ｐに担持された重畳トナー像７３０は、定着器９へと搬送され、重畳トナー像７３０が記録材Ｐに定着される。
【０１５６】
トナー高さセンサユニット２２の照射位置へ搬送された重畳トナー像７３０は、その表面がイエローのトナー（イエローのパッチ画像７１０）となっているため、重畳トナー像７３０で反射される光の受光位置Ｐ（３）を精度よく検出することができる。
【０１５７】
重畳トナー像７３０のトナー高さは、ブラックのパッチ画像７２０のトナー高さと、イエローのパッチ画像７１０のトナー高さとの合計である。つまり、ブラックのパッチ画像７２０の受光位置差ΔＰ（２）は、重畳トナー像７３０の表面で反射された光の受光位置が、イエローのパッチ画像７１０で反射された光の受光位置から、ブラックのパッチ画像のトナー高さ分変化した受光位置で測定される。
【０１５８】
そのため、ブラックのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（２）は、重畳トナー像７３０で反射される光の受光位置ΔＰ（３）と、イエローのパッチ画像７１０で反射される光の受光位置ΔＰ（１）から、式５を用いて算出できる。なお、イエローのパッチ画像７１０で反射される光の受光位置差ΔＰ（１）は、イエローのパッチ画像７１０を別途、単色の状態で記録材Ｐ上に転写し、その光強度Ｄ（１）から検出した受光位置Ｐ（１）と、記録材Ｐの受光位置Ｐ（０）から算出される。
【０１５９】
このように算出されたブラックのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（２）に基づき、第１の実施形態と同様に、ブラックの画像形成条件が制御される。
【０１６０】
ここで、画像形成条件は、帯電電圧、現像バイアス、ルックアップテーブル、一次転写電圧、二次転写電圧などであり、この画像形成条件の制御は、既存の濃度制御と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【０１６１】
（第３の実施形態）
本実施形態の基本構成は第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と同一もしくは実質的に同一なものについては同一の符号を付して詳しい説明を省略し、本実施形態について特徴的な部分について説明する。
【０１６２】
第１の実施形態及び第２の実施形態では、１つの感光ドラムと各色の現像器を有する画像形成装置を用いて重畳トナー像を形成したが、本実施形態では、感光ドラムと各感光ドラムに対応する１つの現像器を複数有する画像形成装置を用いて重畳トナー像を形成する。
【０１６３】
図１５は、本実施形態のプリンタ部１００Ｂの概略断面図である。
【０１６４】
本実施形態の画像形成装置１００は、像形成手段として各色のトナー像を形成する画像形成部Ｓｙ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｋを備えている。ここで、Ｓｙはイエローのトナー像を形成する画像形成部であり、Ｓｍはマゼンタのトナー像を形成する画像形成部であり、Ｓｃはシアンのトナー像を形成する画像形成部であり、Ｓｋはブラックのトナー像を形成する画像形成部である。
【０１６５】
本実施形態のプリンタ部１００Ｂは、各画像形成部Ｓｙ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｋで形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を像担持体としての中間転写ベルト５１に順次重ねて転写し、フルカラーのトナー像を形成させる。中間転写ベルト５１上に担持されたフルカラーのトナー像は、二次転写ニップ部へと搬送されると、このタイミングで給紙カセット７から搬送される記録材Ｐに転写され、定着器９でフルカラーの画像として定着される。
【０１６６】
詳しくは、画像形成動作が実行されると、所定の速度で回転駆動される感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋが、コロナ帯電器２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋによって一様に帯電される。次いで、露光装置３ｙ、３ｍ、３ｃ、３ｋが原稿に応じて色分解されたレーザ出力信号に基づき感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋを露光すると、感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋは各色の画像に対応した静電潜像を形成する。
【０１６７】
次いで、感光ドラム１ｙ上に形成されたイエローの画像に対応した静電潜像が、現像バイアスを印加された現像器４ｙによりイエローのトナー像として顕像化される。このイエローのトナー像は、一次転写ローラ５３ｙが中間転写ベルト５１を介して感光ドラム１ｙを押圧する一次転写ニップ部において、一次転写ローラ５３ｙに一次転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト５１に転写される。中間転写ベルト５１は、駆動ローラ５０と二次転写対向ローラ５６とテンションローラ５２によって張架されており、駆動ローラ５０の回転駆動によって矢印Ｃ方向に回転駆動される。
【０１６８】
中間転写ベルト５１に担持されたイエローのトナー像は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、一次転写ローラ５３ｍが中間転写ベルト５１を介して感光ドラム１ｍを押圧する一次転写ニップ部へと搬送される。そして、画像形成部Ｓｍにおいても同様に、感光ドラム１ｍ上に形成されたマゼンタのトナー像が、一次転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト５１上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。
【０１６９】
以下、同様にして中間転写ベルト５１上のイエローとマゼンタを重ねたトナー像にシアン、ブラックのトナー像を順次重ねて転写すると、中間転写ベルト５１上にはフルカラーのトナー像が形成される。フルカラーのトナー像は、二次転写対向ローラ５６が中間転写ベルト５１を介して二次転写ローラ５７を押圧する二次転写ニップ部において、給紙カセット７からタイミングを合わせて搬送される記録材Ｐに転写される。
【０１７０】
なお、中間転写ベルト５１へ転写されずに感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ上に残留した残留トナーは、感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋの回転に伴い、ドラムクリーナ６ｙ、６ｍ、６ｃ、６ｋによって除去される。また、記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト５１に残留した残留トナーは、中間転写ベルト５１の回転に伴い、ベルトクリーナ５５によって除去される。
【０１７１】
記録材Ｐに転写されたフルカラーのトナー像は、不図示の搬送ローラによって定着器９へと搬送される。定着器９において、定着ローラ９１及び９２はフルカラーのトナー像と記録材Ｐを挟持、搬送しながら、定着ローラ９１内に設けられた不図示のヒータにより加熱することで、フルカラーのトナー像を記録材Ｐに定着する。
【０１７２】
次に、本実施形態の画像形成装置１００がパッチ画像を用いて濃度制御する動作について説明する。なお、本実施形態の第１色によるトナー像は、第１の画像形成部としての画像形成部Ｓｙにおいて、所定の画像形成条件で形成されたイエローのパッチ画像Ｔ（ｒｅｆ）であり、感光ドラム１ｙは第１の感光体である。また、本実施形態の第２色によるトナー像は、第２の画像形成部としての画像形成部Ｓｋにおいて形成されたブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）であり、感光ドラム１ｋは第２の感光体である。
【０１７３】
本実施形態のプリンタ部１００Ｂは濃度制御が開始されると、ＲＯＭ１３０、又は、ＲＡＭ１３２に格納された画像形成条件に基づき、パッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）、Ｔ（Ｋｘ）を夫々感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ上に形成する。次いで、感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ上に担持されたパッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）、Ｔ（Ｋｘ）は、各一次転写ニップ部において中間転写ベルト５１へ転写される。このとき、中間転写ベルト５１上には、トナー高さセンサユニット２１の照射位置から中間転写ベルト５１の回転方向上流側にかけて、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順にパッチ画像が担持されている。
【０１７４】
中間転写ベルト５１に担持されたパッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）、Ｔ（Ｋｘ）は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、トナー高さセンサユニット２１の照射位置へと順次搬送される。トナー高さセンサユニット２１は、照射位置へと搬送されるイエロー、マゼンタ、シアンのパッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）に測定光を照射し、各パッチ画像で反射される光の受光位置Ｐ（Ｙｘ）、Ｐ（Ｍｘ）、Ｐ（Ｃ）を検出する。このとき、ブラックのパッチ画像で反射される光の受光位置Ｐ（Ｋｘ）は検出されない。
【０１７５】
本実施形態のプリンタ部１００Ｂは、中間転写ベルト５１の回転方向（矢印Ｃ方向）上流側から、イエローの画像形成部Ｓｙ、ブラックの画像形成部Ｓｋ、トナー高さセンサユニット２１の順番で配設されている。そのため、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）を形成するためには、ブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）が、一次転写ローラ５３ｙが中間転写ベルト５１を介して感光ドラム１ｙを押圧するイエローの画像形成部Ｓｙの一次転写ニップ部へと搬送されなければならない。
【０１７６】
そこで、本実施形態では、ベルトクリーナ５５がブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）を除去しないように、中間転写ベルト５１から離接可能な構成となっている。
【０１７７】
本実施形態の二次転写ローラ５７と二次転写対向ローラ５６は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのパッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）、Ｔ（Ｋｘ）が二次転写ニップ部へ搬送されるとき、二次転写電圧が印加されない。また、ベルトクリーナ５５は、ブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）がイエローの画像形成部Ｓｙにおいて重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）となるまで、中間転写ベルト５１から離間されている。
【０１７８】
これにより、ブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）はトナー高さを維持したまま、イエローの画像形成部Ｓｙの一次転写ニップ部へと搬送される。
【０１７９】
中間転写ベルト５１に担持されたブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）は、イエローの画像形成部Ｓｙの一次転写ニップ部において、所定の画像形成条件で形成されたイエローのパッチ画像Ｔ（ｒｅｆ）を重ねて転写され、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）となる。中間転写ベルト５１に担持された重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、トナー高さセンサユニット２１の照射位置へと再び搬送され、トナー高さセンサユニット２１により受光位置Ｐ（ｓｕｐｘ）を検出される。
【０１８０】
尚、トナー高さセンサユニット２１は、第１の実施形態と同様、パッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）で、及び、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）で反射される光の受光位置を検出する際に、中間転写ベルト５１で反射される光の受光位置Ｐ（０）も検出する。
【０１８１】
次いで、トナー高さセンサユニット２１で検出した受光位置Ｐ（０）、Ｐ（Ｙｘ）、Ｐ（Ｍｘ）、Ｐ（Ｃｘ）、Ｐ（ｓｕｐｘ）から、前述の方法により、各受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）、ΔＰ（Ｋｘ）を算出する。イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成条件は、第１の実施形態と同様に、イエロー、マゼンタ、シアンのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）に基づき制御される。
【０１８２】
また、ブラックのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｋｘ）は、重畳トナー像の受光位置差ΔＰ（ｓｕｐｘ）と所定の画像形成条件で形成されたイエローのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（ｒｅｆ）の差異より算出される。ここで、所定の画像形成条件で形成されたイエローのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（ｒｅｆ）は、別途、単独の状態で測定したイエローのパッチ画像で反射される光の受光位置Ｐ（ｒｅｆ）から検出できる。
【０１８３】
ここで、画像形成条件は、帯電電圧、現像バイアス、ルックアップテーブル、一次転写電圧などであり、画像形成条件の制御は、既存の濃度制御と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【０１８４】
また、本実施形態の画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアンのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）と、ブラックのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｋｘ）から、各色のトナー付着量を検知する構成としてもよい。この構成とする場合、各色のパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）、ΔＰ（Ｋｘ）から、前述の受光位置差とトナー付着量の対応関係を表すテーブルを用いて、各色のトナー付着量を検知すればよい。さらに、各色のパッチ画像のトナー付着量からトナー付着量と濃度の対応関係を表すテーブルを用いて、各色のパッチ画像の濃度を検知する構成としてもよい。
【０１８５】
（第４の実施形態）
本実施形態は、前述した第３の実施形態に対して下記に示す点において相違する。本実施形態のその他の要素は、前述の第３の実施形態に対応するものと同一なので説明を省略する。
【０１８６】
第３の実施形態の画像形成装置では、ブラックのパッチ画像を中間転写ベルト５１に転写してから重畳トナー像の受光位置を検出するまで、中間転写ベルト５１を１周以上回転させる必要があった。しかし、本実施形態の画像形成装置では、中間転写ベルト５１を１周回転させる前に重畳トナー像の受光位置を検出することができる。
【０１８７】
図１６は、本実施形態のプリンタ部１００Ｂの概略断面図である。
【０１８８】
本実施形態の画像形成装置１００のプリンタ部１００Ｂは、中間転写ベルト５１の回転方向（矢印Ｃ方向）上流側から、ブラックの画像形成部Ｓｋ、イエローの画像形成部Ｓｙ、トナー高さセンサユニット２１の順番で配設されている。
【０１８９】
次に、本実施形態の画像形成装置１００がパッチ画像を用いて濃度制御する動作について説明する。なお、本実施形態において第１色による基準トナー像は、所定の画像形成条件で形成されたイエローのパッチ画像であり、また、第２色によるトナー像は、ブラックのパッチ画像である。
【０１９０】
本実施形態のプリンタ部１００Ｂは濃度制御が開始されると、ＲＯＭ１３０、又は、ＲＡＭ１３２に格納された画像形成条件に基づいて形成されたパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）、Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）が、中間転写ベルト５１に担持される。このとき、中間転写ベルト５１上には、トナー高さセンサユニット２１の照射位置から中間転写ベルト５１の回転方向上流側にかけて、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの順にパッチ画像が担持されている。
【０１９１】
中間転写ベルト５１に担持されたブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）は中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、トナー高さセンサユニット２１の照射位置へと搬送される前に、イエローの画像形成部Ｓｙの一次転写ニップ部へ搬送される。このとき、イエローの画像形成部Ｓｙは中間転写ベルト５１に担持されたブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）に重なるように、所定の画像形成条件で形成されたイエローのパッチ画像を感光ドラム１ｙ上に形成する。次いで、イエローの画像形成部Ｓｙは、ブラックのパッチ画像Ｔ（Ｋｘ）に所定の画像形成条件で形成されたイエローのパッチ画像Ｔ（ｒｅｆ）を重ねて転写し、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）を形成させる。
【０１９２】
次いで、中間転写ベルト５１に担持された重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）とイエロー、マゼンタ、シアンのパッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、トナー高さセンサユニット２１の照射位置へ搬送される。
【０１９３】
トナー高さセンサユニット２１は、照射位置へ順次搬送されてくるパッチ画像Ｔ（Ｙｘ）、Ｔ（Ｍｘ）、Ｔ（Ｃｘ）、Ｔ（ｓｕｐｘ）と、これらを担持した中間転写ベルト５１に測定光を照射する。これにより、イエロー、マゼンタ、シアンのパッチ画像で反射される光の受光位置Ｐ（Ｙｘ）、Ｐ（Ｍｘ）、Ｐ（Ｃｘ）と、重畳トナー像で反射される光の受光位置Ｐ（ｓｕｐｘ）と、中間転写ベルト５１で反射される光の受光位置Ｐ（０）が検出される。
【０１９４】
本実施形態の画像形成装置１００は、トナー高さセンサユニット２１で検出した受光位置Ｐ（Ｙｘ）、Ｐ（Ｍｘ）、Ｐ（Ｃｘ）、Ｐ（ｓｕｐｘ）、Ｐ（０）から、前述の方法により各受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）、ΔＰ（Ｋｘ）を算出する。イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成条件は、第１の実施形態と同様に、イエロー、マゼンタ、シアンのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）に基づき制御される。
【０１９５】
また、ブラックのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｋｘ）は、重畳トナー像で反射される光の受光位置差ΔＰ（ｓｕｐｘ）と所定の画像形成条件で形成されたイエローのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（ｒｅｆ）の差異より算出される。ここで、所定の画像形成条件で形成されたイエローのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（ｒｅｆ）は、別途、単独の状態のイエローのパッチ画像Ｔ（ｒｅｆ）で反射される光の受光位置から算出できる。
【０１９６】
ここで画像形成条件は、帯電電圧、現像バイアス、ルックアップテーブル、一次転写電圧などであり、画像形成条件の制御は、既存の濃度制御と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【０１９７】
また、本実施形態の画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアンのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）と、ブラックのパッチ画像の受光位置差ΔＰ（Ｋｘ）から、各色のトナー付着量を検知する構成としてもよい。この構成とする場合、各色成分の受光位置差ΔＰ（Ｙｘ）、ΔＰ（Ｍｘ）、ΔＰ（Ｃｘ）、ΔＰ（Ｋｘ）から、前述の受光位置差とトナー付着量の対応関係を表すテーブルを用いて、各色のパッチ画像のトナー付着量を検知すればよい。さらに、各色のパッチ画像のトナー付着量からトナー付着量と濃度の対応関係を表すテーブルを用いて、各色のパッチ画像の濃度を検知する構成としてもよい。
【０１９８】
本実施形態によれば、ブラックのパッチ画像は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、トナー高さセンサユニット２１の照射位置を通過する時点において、すでに重畳トナー像として中間転写ベルト５１上に担持されている。つまり、単独の状態のブラックのパッチ画像は、中間転写ベルト５１の矢印Ｃ方向への回転に伴い、ベルトクリーナ５５が中間転写ベルト５１に残留するトナーを除去する位置へと搬送されることがない。そのため、第３の実施形態のように、ベルトクリーナ５５を中間転写ベルト５１から離接可能な構成とする必要がないため、第３の実施形態の画像形成装置よりも受光位置を検出する際のダウンタイムを短くすることができる。
【０１９９】
また、第１から第４の実施形態では、第２色によるトナー像としてブラックのパッチ画像に第１色による基準トナー像としてのイエローのパッチ画像を重ねて重畳トナー像を形成した。しかしながら、第１色による基準トナー像と、第２色によるトナー像の組み合わせは、この構成に限定されるものではない。本実施形態ではレーザ発振器７０１から照射した測定光の波長を７８０［ｎｍ］としたが、測定光の波長を６８０［ｎｍ］とすれば、シアンの反射率（図６（ｃ））が１０［％］程度となり、シアンのパッチ画像で反射される光の光量が小さくなる。そのため、シアンのパッチ画像にマゼンタのパッチ画像を重ねて重畳トナー像を形成し、間接的にシアンのパッチ画像の受光位置差を検知する構成としてもよい。つまり、第１色によるトナー像が、第２色によるトナー像よりも反射率が高い色のトナーであれば、どのような構成であってもよい。
【０２００】
また、第１から第４の実施形態では、第２色のトナー像に重ねる第１のトナー像を基準トナー像Ｔ（ｒｅｆ）としたが、第１色のトナー像はこの構成に限定されない。より好ましくは、第１色のトナー像は、そのトナーが中間転写ベルト５１や記録材Ｐなどの下地部分を一様に覆う程積層される濃度レベルであればよい。この構成とすれば、第２色のトナー像に第１色のトナー像を重ねた重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）はその表面が第１色のトナーで覆われる。そのため、この重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）は、レーザ発振器７０１から照射される測定光を第１色のトナーで覆われた表面で反射するため、ラインセンサ７０４で受光される反射光量が大きくなり、その受光位置Ｐ（ｓｕｐｘ）が精度良く検出される。
【０２０１】
また、第１から第４の実施形態では、各色のパッチ画像の受光位置差に基づき、受光位置差と目標値との差から画像形成条件を制御するような構成とした。しかしながら、画像形成条件の制御はこの構成に限定されず、各色のパッチ画像の受光位置差から、予めＲＯＭ１３０に格納されている受光位置差とトナー付着量の対応関係を表すテーブルを用いて換算したトナー付着量に基づき制御する構成としてもよい。あるいは、各色のパッチ画像のトナー付着量から、予めＲＯＭ１３０に格納されている各色成分のトナー付着量と濃度の対応関係を表すテーブルを用いて換算した濃度に基づき制御する構成としてもよい。
【０２０２】
また、第１から第４の実施形態では、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）を形成するために第２色のトナー像に重ねる第１色のトナー像を基準トナー像Ｔ（ｒｅｆ）とし、第１色のトナー像のトナー高さに相当する受光位置差を目標値となるように制御している。つまり、第１のトナー像は、その受光位置差が基準トナー像の受光位置差（目標値）となるように、基準トナー像と全く同じ画像形成条件で形成される。しかしながら、この第１色のトナー像の画像形成条件はこの構成に限定されない。第１色のトナー像は、基準トナー像Ｔ（ｒｅｆ）と同じ高さが得られる範囲の全く同じ、又は、同等な画像形成条件で形成される構成であればよい。
【０２０３】
また、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）を形成するために第２色のトナー像に重ねる第１色のトナー像は、そのトナー高さに相当する受光位置差が目標値となるように、第１色のトナー像を形成するための画像形成条件を制御する構成に限定されない。
【０２０４】
この構成とする場合、複数の第１色のトナー像を複数形成し、これら第１色のトナー像のトナー高さに相当する受光位置差の中から、目標値に最も近い受光位置差となる第１色のトナー像を特定する。次いで、目標値に最も近い受光位置差となる画像形成条件で形成された第１色のトナー像を第２色のトナー像に重ねて重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）を形成する構成としてもよい。
【０２０５】
また、第１から第４の実施形態では、中間転写ベルト５１に、又は、記録材Ｐに担持される基準トナー像Ｔ（ｒｅｆ）を、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）形成するときに第２色のトナー像に重ねる第１色のトナー像としているが、この構成に限定されない。トナー高さセンサユニット２１により基準トナー像Ｔ（ｒｅｆ）のトナー高さに相当する受光位置差を検出し、その画像形成条件とトナー高さの対応関係を特定する。次いで、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）を形成する際には、基準トナー像Ｔ（ｒｅｆ）のトナー高さのＮ倍のトナー高さとなる画像形成条件で第１色のトナー像を形成し、第２色のトナー像に重ねる構成としてもよい。なお、Ｎ倍とは、２倍でも、３倍でも、３分の１倍でも、４分の１倍でもよい。また、トナー高さではなく、受光位置差がＮ倍となる画像形成条件で第１色のトナー像を形成して第２色のトナー像に重ねて重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）を形成する構成としてもよい。
【０２０６】
第１から第４の実施形態では、基準トナー像Ｔ（ｒｅｆ）の受光位置差と、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）の受光位置差の差分から、第２色のトナー像のトナー高さに相当する受光位置を検出する。ここで、基準トナー像Ｔ（ｒｅｆ）の受光位置差とは、基準トナー像Ｔ（ｒｅｆ）からの反射光の受光位置と中間転写ベルト５１からの反射光の受光位置との差分である。また、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）の受光位置差とは、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）からの反射光の受光位置と中間転写ベルト５１からの反射光の受光位置との差分である。しかしながら、予め中間転写ベルト５１の反射光の受光位置が特定されていれば、基準トナー像Ｔ（ｒｅｆ）の受光位置と、重畳トナー像Ｔ（ｓｕｐｘ）の受光位置との差分から、第２色のトナー像のトナー高さに相当する受光位置を検出する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０２０７】
Ｔ（ｒｅｆ）    基準トナー像（濃度レベルが１２７のイエローのパッチ画像Ｔ（Ｙｈ））
Ｔ（Ｋｘ）      ブラックのパッチ画像
Ｔ（ｓｕｐｘ）  重畳トナー像
５１  中間転写ベルト
７０１  レーザ発振器
７０４  ラインセンサ
１２８  ＣＰＵ
【図１】
2011077586.tif 000005
【図２】
2011077586.tif 000006
【図３】
2011077586.tif 000007
【図４】
2011077586.tif 000008
【図５】
2011077586.tif 000009
【図６】
2011077586.tif 000010
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年1月22日(2013.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を形成する像形成手段と、
前記像形成手段により形成されるトナー像を担持する像担持体と、
第１色による基準トナー像と、前記第１色よりも反射率の低い第２色によるトナー像の上に前記第１色のトナー像を重ねた重畳トナー像と、を前記像形成手段に形成させる測定用画像形成手段と、
前記像担持体に担持された前記基準トナー像と、前記重畳トナー像と、に光を照射する照射手段と、
前記照射手段から照射され、前記像担持体上に形成されたトナー像から反射される光を受光する受光部を備え、前記像担持体上に形成されたトナー像における前記像担持体の表面に垂直な方向の高さに応じて変化する前記受光部の受光結果を表す信号を出力する出力手段と、
前記照射手段から前記基準トナー像に向けて光が照射されたときの、前記基準トナー像からの反射光の受光結果を表す第１の信号と、前記照射手段から前記重畳トナー像に向けて光が照射されたときの、前記重畳トナー像からの反射光の受光結果を表す第２の信号とに基づいて前記第２色によるトナー像の濃度を検知するトナー濃度検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー像を形成する像形成手段と、
前記像形成手段により形成されるトナー像を担持する像担持体と、
第１色による基準トナー像と、前記第１色よりも反射率の低い第２色によるトナー像の上に前記第１色のトナー像を重ねた重畳トナー像と、を前記像形成手段に形成させる測定用画像形成手段と、
前記像担持体に担持された前記基準トナー像と、前記重畳トナー像と、に光を照射する照射手段と、
前記照射手段から照射され、前記像担持体上に形成されたトナー像から反射される光を受光する受光部を備え、前記像担持体上に形成されたトナー像における前記像担持体の表面に垂直な方向の高さに応じて変化する前記受光部の受光結果を表す信号を出力する出力手段と、
前記照射手段から前記基準トナー像に向けて光が照射されたときの、前記基準トナー像からの反射光の受光結果を表す第１の信号と、前記照射手段から前記重畳トナー像に向けて光が照射されたときの、前記重畳トナー像からの反射光の受光結果を表す第２の信号とに基づいて前記像形成手段が前記第２色に対応するトナー像を形成するための画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
トナー像を形成する像形成手段と、
前記像形成手段により形成されるトナー像を担持する像担持体と、
第１色による基準トナー像と、前記第１色よりも反射率の低い第２色によるトナー像の上に前記第１色のトナー像を重ねた重畳トナー像と、を前記像形成手段に形成させる測定用画像形成手段と、
前記像担持体に担持された前記基準トナー像と、前記重畳トナー像と、に光を照射する照射手段と、
前記照射手段から照射され、前記像担持体上に形成されたトナー像から反射される光を受光する受光部を備え、前記像担持体上に形成されたトナー像における前記像担持体の表面に垂直な方向の高さに応じて変化する前記受光部の受光結果を表す信号を出力する出力手段と、
前記照射手段から前記基準トナー像に向けて光が照射されたときの、前記基準トナー像からの反射光の受光結果を表す第１の信号と、前記照射手段から前記重畳トナー像に向けて光が照射されたときの、前記重畳トナー像からの反射光の受光結果を表す第２の信号とに基づいて前記第２色によるトナー像の前記像担持体の表面に垂直な方向の高さを検知するトナー高さ検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記濃度検知手段は、前記出力手段から出力される前記第１の信号に基づいて前記受光部上で前記基準トナー像からの反射光が受光される第１の位置を決定し、前記出力手段から出力される第２の信号に基づいて前記受光部上で前記重畳トナー像からの反射光が受光される第２の位置を決定し、前記第１の位置と前記第２の位置との差に基づいて、前記第２色によるトナー像の濃度を検知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】
前記濃度検知手段は、前記第１の信号に基づいて前記受光部が受光する前記基準トナー像からの反射光の光強度が最大となる位置を前記第１の位置として決定し、前記第２の信号に基づいて前記受光部が受光する前記重畳トナー像からの反射光の光強度が最大となる位置を前記第２の位置として決定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記出力手段から出力される前記第１の信号に基づいて前記受光部上で前記基準トナー像からの反射光が受光される第１の位置を決定し、前記出力手段から出力される第２の信号に基づいて前記受光部上で前記重畳トナー像からの反射光が受光される第２の位置を決定し、前記第１の位置と前記第２の位置との差に基づいて、前記像形成手段が前記第２色に対応するトナー像を形成するための画像形成条件を制御する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７】
前記制御手段は、前記第１の信号に基づいて前記受光部が受光する前記基準トナー像からの反射光の光強度が最大となる位置を前記第１の位置として決定し、前記第２の信号に基づいて前記受光部が受光する前記重畳トナー像からの反射光の光強度が最大となる位置を前記第２の位置として決定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー高さ検知手段は、前記出力手段から出力される前記第１の信号に基づいて前記受光部上で前記基準トナー像からの反射光が受光される第１の位置を決定し、前記出力手段から出力される第２の信号に基づいて前記受光部上で前記重畳トナー像からの反射光が受光される第２の位置を決定し、前記第１の位置と前記第２の位置との差に基づいて、前記第２色によるトナー像の前記像担持体の表面に垂直な方向の高さを検知することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー高さ検知手段は、前記第１の信号に基づいて前記受光部が受光する前記基準トナー像からの反射光の光強度が最大となる位置を前記第１の位置として決定し、前記第２の信号に基づいて前記受光部が受光する前記重畳トナー像からの反射光の光強度が最大となる位置を前記第２の位置として決定することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記受光部はラインセンサであることを特徴とする請求項４乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記重畳トナー像における前記第１色のトナー像だけの前記像担持体の表面に垂直な方向の高さは、前記第１色による前記基準トナー像の前記像担持体の表面に垂直な方向の高さと等しくなるように、前記像形成手段によって形成されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記像形成手段は、前記第１色による基準トナー像と前記第１色によるトナー像を担持する第１の感光体を有する第１の画像形成部と、前記第２色によるトナー像を担持する第２の感光体を有する第２の画像形成部と、を有し、
前記第１の画像形成部は、前記第２の画像形成部よりも前記像担持体の搬送方向の下流側に位置していることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【国際調査報告】
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