(57)【要約】【課題】経時においても像担持体上のトナー濃度の検出誤差を抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写ベルト７のトナー像が担持されていない地肌部の表面について光学センサ１６０で検出された正反射光の検出値に基づいて、光学センサ１６０の発光素子１６１の入力電流設定値を調整する。この調整後の入力電流設定値に基づいて、補正後の拡散光の検出値とトナー濃度との関係を示す出力換算情報を決定する。【選択図】図４
2011170025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像を担持する像担持体と、
該像担持体の表面や該表面に担持したトナー像に光を照射する発光手段と該発光手段から照射され該表面や該トナー像で反射した正反射光及び拡散反射光を受光する受光手段とを有する光学的検出手段と、
所定の入力電流設定値に基づいて該光学的検知手段の発光手段に入力する入力電流を供給する電流供給手段と、
前記像担持体の表面に担持されたトナー像について前記光学的検出手段で検出された検出値と、その検出値とトナー濃度との関係を示す出力換算データとに基づいて、該トナー像のトナー濃度を算出し、そのトナー濃度を算出値に基づいて画像形成条件を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置であって、
前記像担持体のトナー像が担持されていない地肌部の表面について前記光学的検出手段で検出された正反射光の検出値に基づいて、前記入力電流設定値を調整する入力電流調整手段と、
前記調整後の入力電流設定値に基づいて、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報を決定する出力換算情報決定手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記像担持体のトナー像が担持されていない地肌部の表面について前記光学的検出手段で検出された正反射光の検出値に基づいて、前記像担持体の表面に担持されたトナー像について前記光学的検出手段で検出された拡散光の検出値を補正し、その補正後の拡散光の検出値と、該拡散光の検出値とトナー濃度との関係を示す出力換算情報とに基づいて、該トナー像のトナー濃度を算出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
前記出力換算情報決定手段は、前記入力電流調整手段で前記入力電流設定値を調整した際に、その調整後の入力電流設定値に基づいて、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２の画像形成装置において、
前記トナー濃度の算出に用いることができる互いに異なる複数種類の出力換算情報を記憶する記憶手段を備え、
前記出力換算情報決定手段は、前記調整後の入力電流設定値に基づいて、前記複数種類の出力換算情報からいずれか一つの出力換算情報を選択し、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報として決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置において、
前記光学的検出手段は互いに異なる検出箇所に複数設けられ、
前記入力電流調整手段は、前記複数の光学的検出手段ごとに前記入力電流設定値の調整を行い、
前記出力換算情報決定手段は、前記複数の光学的検出手段ごとに前記出力換算情報の決定を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかの画像形成装置において、
前記光学的検出手段で用いる光は赤外光であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置において、
前記像担持体に担持されるトナー像は、互いに色が異なる複数色のカラートナー像であり、
前記出力換算情報は、前記複数色のカラートナー像に対して共通に使用可能なものであ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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源が投入された直後やプリントアウト枚数の累積が所定枚数に達したとき等の所定のタイミングに、正反射光と拡散反射光の両方を同時に検出可能な光学的検出手段（光センサ）を用いてプロセスコントロールなどの作像条件調整制御を実施する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。この作像条件調整制御は例えば次のように行われる。まず、光学的検出手段の発光素子から発した光を像担持体である中間転写ベルトの表面の地肌部（トナーが付着していない部分）で反射させ、その反射光を光学センサの受光素子で受光し反射光に応じた出力値を出力する。次に、予め定められた形状の基準トナー像を感光体の表面に形成し、その基準トナー像を中間転写ベルト上に転写して、発光素子から発した光を基準トナー像で反射させ、その反射光を受光素子で受光し反射光に応じた出力値を出力する。そして、中間転写ベルト表面の地肌部における上記出力値を基準値として、この基準値と基準トナー像における上記出力値とを比較して基準トナー像のトナー濃度（単位面積あたりにおけるトナー付着量）を把握する。このようにして把握したトナー濃度に基づいて、そのトナー濃度が所望の濃度になるように、感光体の一様帯電電位、現像バイアス、感光体に対する光書込強度及び現像剤のトナー濃度の制御目標値などといった作像条件を調整する。このような作像条件調整制御により、長期に渡って安定した画像濃度のプリントアウトを行うことが可能になる。
【０００３】
上記従来の画像形成装置のように拡散反射光の検出値を用いる場合、中間転写ベルトの表面粗さ、光沢度等のベルト表面特性の影響を受けることなく、トナー像（特にカラートナー像）のトナー濃度（トナー付着量）の増加に対して検出値が単調に増加するため、高トナー濃度域までトナー濃度の検出ができる。ところが、中間転写ベルト表面の地肌部については拡散反射光がほぼゼロになるため、中間転写ベルト表面の地肌部を利用して拡散反射光の検出感度を校正することができない。そこで、上記画像形成装置では、中間転写ベルト表面の地肌部の正反射光を検出し、その地肌部の正反射光の検出値に基づいて、トナー像に対する拡散反射光の検出感度を校正している。このように中間転写ベルト表面の地肌部について検出した正反射光の検出値を用いることにより、基準検査板（校正板）を用いることなく、トナー像に対する拡散反射光の検出感度を校正することができる。
【０００４】
また、上記光学的検出手段の検出対象である中間転写ベルト等の像担持体の表面は使用状況に応じて経年変化を起こすことから、像担持体の表面の光反射特性が変化する。従来、この像担持体表面の光反射特性が変化経年を起こしても、像担持体表面の地肌部に対する正反射光の検知結果を所定の出力値に維持するように、光学的検出手段の発光手段に供給される入力電流値を調節することが行われてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の光学的検出手段を備えた画像形成装置について、本発明者らが鋭意、実験等を行ったところ、上記入力電流値の調整を行ったとしても画像形成装置の使用開始から時間が経ってしまうとトナー濃度の検出誤差が大きくなってしまう場合があることがわかった。特に、このようなトナー濃度の検出誤差の経時的な増加はカラートナー像の場合に発生しやすかった。このようにトナー濃度の検出誤差が大きくなると、画像形成条件の適切な制御ができなくなってします。例えば、トナー濃度の検出誤差が大きくなると、トナー濃度が次第に実際の濃度よりも薄いと判断され画像濃度が高めに制御されるようになる。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、経時においても像担持体上のトナー濃度の検出誤差を抑制することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面にトナー像を担持する像担持体と、該像担持体の表面や該表面に担持したトナー像に光を照射する発光手段と該発光手段から照射され該表面や該トナー像で反射した正反射光及び拡散反射光を受光する受光手段とを有する光学的検出手段と、所定の入力電流設定値に基づいて該光学的検知手段の発光手段に入力する入力電流を供給する電流供給手段と、前記像担持体の表面に担持されたトナー像について前記光学的検出手段で検出された検出値と、その検出値とトナー濃度との関係を示す出力換算情報とに基づいて、該トナー像のトナー濃度を算出し、そのトナー濃度を算出値に基づいて画像形成条件を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置であって、前記像担持体のトナー像が担持されていない地肌部の表面について前記光学的検出手段で検出された正反射光の検出値に基づいて、前記入力電流設定値を調整する入力電流調整手段と、前記調整後の入力電流設定値に基づいて、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報を決定する出力換算情報決定手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記制御手段は、前記像担持体のトナー像が担持されていない地肌部の表面について前記光学的検出手段で検出された正反射光の検出値に基づいて、前記像担持体の表面に担持されたトナー像について前記光学的検出手段で検出された拡散光の検出値を補正し、その補正後の拡散光の検出値と、該拡散光の検出値とトナー濃度との関係を示す出力換算情報とに基づいて、該トナー像のトナー濃度を算出することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、前記出力換算情報決定手段は、前記入力電流調整手段で前記入力電流設定値を調整した際に、その調整後の入力電流設定値に基づいて、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報を決定することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、前記トナー濃度の算出に用いることができる互いに異なる複数種類の出力換算情報を記憶する記憶手段を備え、前記出力換算情報決定手段は、前記調整後の入力電流設定値に基づいて、前記複数種類の出力換算情報からいずれか一つの出力換算情報を選択し、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報として決定することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置において、前記光学的検出手段は互いに異なる検出箇所に複数設けられ、前記入力電流調整手段は、前記複数の光学的検出手段ごとに前記入力電流設定値の調整を行い、前記出力換算情報決定手段は、前記複数の光学的検出手段ごとに前記出力換算情報の決定を行うことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの画像形成装置において、前記光学的検出手段で用いる光は赤外光であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置において、前記像担持体に担持されるトナー像は、互いに色が異なる複数色のカラートナー像であり、前記出力換算情報は、前記複数色のカラートナー像に対して共通に使用可能なものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、像担持体のトナー像が担持されていない地肌部の表面について光学的検出手段で検出された正反射光の検出値に基づいて、光学的検出手段の発光手段に入力される入力電流設定値を調整することにより、発光手段で像担持体上のトナー像に照射される光量を所定の光量にすることができる。そして、像担持体の表面特性の変化と相関がある調整後の入力電流設定値に基づいて、トナー濃度の算出に用いる適切な出力換算情報を決定する。このように決定した出力換算情報を用いることにより、像担持体の表面特性が経時的に変化して光学的検出手段で検出された検出値とトナー濃度との関係が変化する場合でも、光学的検出手段の検出値から算出されるトナー濃度の誤差を低く抑えることができる。よって、経時においても像担持体上のトナー濃度の検出誤差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】像形成手段の概略構成図。
【図３】パターン形成位置と光学センサの配設位置とを示した、中間転写ベルト近傍の拡大概略構成図。
【図４】光学センサの横断面図。
【図５】本プリンタの制御系の要部を示すブロック図。
【図６】光学センサの正反射光出力値とトナー付着量との関係を示すグラフ。
【図７】光学センサの拡散反射光出力値とトナー付着量との関係を示すグラフ。
【図８】中間転写ベルトの表面からの反射光全てを積算した分光特性を測定した反射光積算測定の結果を示すグラフ。
【図９】中間転写ベルトの表面における拡散反射特性を示すグラフ。
【図１０】現像ポテンシャルと中間転写ベルトからの正反射を受光した光センサの正反射正規化値Ｒｎとの関係を示すグラフ。
【図１１】光センサ１６０の入力電流設定値モニタした結果を示すグラフ。
【図１２】変換テーブルの例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を画像形成装置であるフルカラープリンタ（以下、プリンタという）１００に適用した場合の実施形態について説明する。
図１は、このプリンタ１００の概略構成を示す構成図である。このプリンタ１００は、図１に示すように、像形成手段としての各構成部材を収納する位置固定された装置本体と、転写材Ｓを収納する引き出し可能な給紙カセット２１とを備えている。装置本体の中央部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための画像形成ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。
【００１１】
図２は、像形成手段の概略構成を示す構成図である。図１及び図２に示すように本実施形態においては、像担持体としてのドラム状の感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ、帯電手段としての帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ、画像書込手段（露光手段）としてのレーザー露光装置２０及び現像手段としての現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ、感光体表面の転写残トナーを除去するクリーニング装置６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋを少なくとも有するユニットとして、各色の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋが複数組（本実施形態では４組）構成され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色の上記画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋが、ループ状に走行する像担持体としての中間転写ベルト７の水平な張架面に対向して、その下部に左からＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの順に配設されている。また、各色の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは４組とも同じ構成にしてある。
【００１２】
帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋは、それぞれ所定の電位に保持されたトナーと同極性の帯電（本実施形態においてはマイナス帯電）によって感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに対して帯電作用を行い、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに一様な電位を与える。なお、帯電手段としては帯電ローラに限るものではなく、帯電ブラシや帯電チャージャ等の種々のものを適宜使用することができる。
【００１３】
レーザー露光装置２０は、帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに対して感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの回転方向下流側で現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋの上流側を露光する。また、また、レーザー露光装置２０は、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの回転軸と平行に主走査方向に露光走査するように配置されている。
【００１４】
レーザー露光装置２０は、例えば、半導体レーザー（ＬＤ）からなる光源と、コリメートレンズやシリンドリカルレンズ等からなるカップリング光学系（またはビーム整形光学系）と、回転多面鏡等からなる光偏向器と、光偏向器で偏向されたレーザー光を感光体２上に集光する結像光学系等からなり、別構成で設けた図示しない画像読み取り装置によって読み取られメモリに記録された各色の画像データ（あるいはパーソナルコンピュータ等の外部機器から入力された各色の画像データ）に従って強度変調されたレーザー光ＬＹ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＫによって各色用の感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの感光層を像露光し、各色毎の静電潜像を形成する。なお、画像書込手段（露光手段）としては、上記のレーザー露光装置２０の他に、発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）とレンズアレイ等を組み合わせたＬＥＤ書き込み装置なども用いることができる。
【００１５】
感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋは、導電性円筒状支持体の表面に形成された下引き層上に、上記感光層として電荷発生層（下層）、電荷輸送層（上層）の順、またはこの逆の順にこれらの感光層が積層されている。また、上記電荷輸送層または上記電荷発生層の表面にさらに公知の表面保護層、例えば熱可塑性又は熱硬化性ポリマーを主体とするオーバーコート層などが形成されていてもよい。また、本実施形態では、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの導電性円筒状の支持体は接地されている。
【００１６】
現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋは、感光体２の周面に対し所定の間隙を保ち、感光体２の回転方向と順方向に回転する円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミニウム材で形成された現像スリーブ４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋを有し、現像装置４内部には各色毎の現像色に従いイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の一成分あるいは二成分現像剤を収容している。本実施形態においては、一例として現像装置４内部にトナーと磁性キャリアｔとからなる二成分現像剤（本実施形態においてトナーはマイナス帯電）を収容しており、この場合、現像スリーブ４１内には、複数の固定磁石あるいは複数の磁極が着磁されたマグネットロールが配置される。また、各色の現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋには、容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌・搬送部材４２や、各色のトナーボトル３７からトナーが補給される補給部４３が設けられている。さらに各色の現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋには、必要に応じて容器内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ４４Ｙ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｋが設けられる。
【００１７】
各色の現像装置４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋの現像スリーブ４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋは図示しない突き当てコロ等により、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋのドラム面と所定の間隙、例えば１００［μｍ］から５００［μｍ］の間隙を開けて非接触に保たれており、その現像スリーブ４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋに対して直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加することにより、接触または非接触の反転現像を行い、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの表面上にトナー画像を形成する。
【００１８】
クリーニング装置６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋは、例えばクリーニングブレード６１とクリーニングローラ（またはクリーニングブラシ）６２を有し、クリーニングブレード６１は、感光体表面のカウンタ方向に当接して設けられている。
【００１９】
中間転写体であり像担持体である中間転写ベルト７は、二次転写バックアップローラを兼ねる駆動ローラ８、支持ローラ９、テンションローラ１０ａ，１０ｂ及びバックアップローラ１１に内接して張架され、中間転写ベルト７の回転方向が図中の矢印で示す反時計方向になるように設けられている。
また、駆動ローラ８に対向して中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１４が設けられている。そしてベルトクリーニング装置１２のクリーニングブレード１２ａが支持ローラ９の位置の中間転写ベルト７に、カウンタ方向に当接して設けられている。また、同様に、中間転写ベルト７を挟んで各色毎の一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋが感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに対向して設けられている。
【００２０】
この中間転写ベルト７は、体積抵抗が１０６［Ω・ｃｍ］から１０１２［Ω・ｃｍ］の無端ベルトであり、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料や、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ、ポリウレタン等のゴム材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりしたものが用いられ、厚みは、樹脂材料の場合５０［μｍ］から２００［μｍ］程度、ゴム材料の場合は３００［μｍ］から７００［μｍ］程度の設定にすることが好ましい。なお、樹脂ベルト上にゴム層を設けたり、さらに表層にコーティング層を設けたりすることもある。また、中間転写ベルト７の表面にトナーが固着することを防止するためやクリーニング性の向上のために、ベルト表面にフッ素系樹脂等の離型剤または潤滑剤を塗布する手段を設けることもある。
【００２１】
中間転写ベルト７の駆動は図示しない駆動モータによる駆動ローラ８の回転によって行われる。駆動ローラ８は、例えばステンレス鋼等の導電性芯金（図示せず）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴムや樹脂材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させた導電性または半導電性材料を被覆したものが用いられる。
【００２２】
一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋは、中間転写ベルト７を挟んで感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋに対向して設けられ、中間転写ベルト７と感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋとの間に転写域を形成する。一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋには、図示しない直流電源によりトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直流電圧を印加し、上記転写域に転写電界を形成することによって、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上に形成される各色のトナー像が中間転写ベルト７上に転写される。
【００２３】
この各色毎の第１の転写手段である一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋは、例えば外径８［ｍｍ］のステンレス鋼等の導電性芯金（図示せず）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が１０５［Ω・ｃｍ］から１０９［Ω・ｃｍ］程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが５［ｍｍ］、ゴム硬度が２０［°］から７０［°］程度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の半導電性弾性ゴム（図示しない）を被覆して形成される。
【００２４】
転写材Ｓの表面に転写を行う二次転写ローラ１４は中間転写ベルト７を挟んで接地された駆動ローラ８に対向して設けられ、トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直流電圧が直流電源によって印加され、中間転写ベルト７上に担持される重ね合わせトナー画像を二次転写ローラ１４を介して転写材Ｓの表面に転写する。
【００２５】
中間転写ベルト７上のカラートナー像を転写材Ｓ上に再転写する第２の転写手段である二次転写ローラ１４は、例えば外径１６［ｍｍ］のステンレス鋼等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が１０５［Ω・ｃｍ］から１０９［Ω・ｃｍ］程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが７［ｍｍ］、ゴム硬度が２０［°］から７０［°］程度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の半導電性弾性ゴム（図示しない）を被覆して形成される。この二次転写ローラ１４は一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋと異なり、トナーが接するため表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂等の離型性の良いものを被覆する場合がある。また、駆動ローラ８は前述したように、ステンレス鋼等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴムや樹脂材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりした半導電性材料を、厚さが０．０５［ｍｍ］から０．５［ｍｍ］程度に被覆して形成される。
【００２６】
感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋや中間転写ベルト７の表面に接したクリーニングブレード６１，１２ａは、板金ホルダー上に厚み１［ｍｍ］から３［ｍｍ］でＪＩＳ−Ａ硬度が６０［°］から８０［°］の板状のウレタンゴムを接着し、自由長が５［ｍｍ］から１２［ｍｍ］程度になるようにしたものであり、荷重５［ｇｆ］から５０［ｇｆ］程度で感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋや中間転写ベルト７に当接されている。また、ブレードが捲れあがらないようにブレード先端部にふっ素コーティングを施したり、相手側が帯電しないように導電性のウレタンゴムを使用することもある。
【００２７】
転写紙等の転写材Ｓは給紙カセット２１等から給紙ローラ２７により一枚ずつ搬送され、レジストローラ１３を経て二次転写ローラ１４と駆動ローラ８に挟まれた中間転写ベルト７に重ねられるように搬送され、二次転写部で中間転写ベルト７からトナー像の転写を受けて定着手段である定着装置１５に送られ、定着装置１５の定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂによる熱溶着による定着がなされて排紙部１８に排紙される。
【００２８】
なお、本実施形態においては、感光体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの帯電手段として帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋを用い、一次転写部材として一次転写ローラ５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋを用いており、有害なオゾンの発生の抑制という観点からは好ましいが、これに限られるものでなく、コロトロン放電器を非接触の状態の帯電手段や一次転写手段として使うこともできる。
【００２９】
また、上記二次転写部より中間転写ベルト７の回転方向下流側に、中間転写ベルト７における駆動ローラ１７への掛け回し箇所に対してそのおもて面側から所定の間隙を介して対向する、光学的検出手段としての光学センサ１６０を複数設けた光学センサユニット１６が配設されている（図３参照）。この光学センサユニット１６は、中間転写ベルト７上に形成された後述の階調パターンを検知するものである。具体的には、図３に示すように、光学センサユニット１６には、Ｋ色の階調パターンＳｋを検知する光学センサ１６０Ｋ、Ｍ色の階調パターンＳｍを検知する光学センサ１６０Ｍ、Ｃ色の階調パターンＳｃを検知する光学センサ１６０Ｃ、Ｙ色の階調パターンＳｙを検知する光学センサ１６０Ｙを備えている。（以下の説明において、各色の光学センサを区別しない場合は、色符号を削除して、説明を行う。）
【００３０】
図４は、本実施形態に係る光学センサ１６０の概略構成図である。本実施形態における光学センサ１６０は、発光手段としての発光素子１６１と、反射光を受光するための受光手段としての第１受光素子１６２及び第２受光素子１６３とを有している。各素子１６１，１６２，１６３は、プリント基板１６４上に実装されている。各素子１６１，１６２，１６３は、上ケース１６５に封入されており、上ケース１６５には、発光素子１６１から照射される入射光が中間転写ベルト７または中間転写ベルト上のトナー像（以下、被検知対象という）に至るまでの射出光路を確保するための通路４０２、及び、被検知対象で反射した反射光が第１受光素子１６２および第２の受光素子１６３に至るまでの入射光路を確保するための通路４０１、４０３がそれぞれ形成されている。そして、発光素子１６１と通路４０２とで構成された空間と、第１受光素子１６２と通路４０３とで構成された空間が遮光壁４０５で区切られており、発光素子１６１からの光が、直接第１受光素子１６２へ入射するのを抑制している。また、発光素子１６１と通路４０２とで構成された空間と、第２受光素子１６３と通路４０４とで構成された空間が遮光壁４０４で区切られており、発光素子１６１からの光が、直接第２受光素子１６３へ入射するのを抑制している。また、上ケース１６５の射出光路上に集光レンズ１６７ｂが配置されている。また、入射光路上にも、集光レンズ１６７ａ、１６７ｃが配置されている。上ケース１６５は、図示しない下ケースと、プリント基板１６４を介して勘合することでプリント基板１６４上に固定される。
【００３１】
発光素子１６１からプリント基板１６４の面に沿って進行した射出光は、集光レンズ１６７ｂにより屈折して、被検知対象（中間転写ベルト７またはトナー像）の表面に集光される。そして、被検知対象から反射された正反射光は、集光レンズ１６７aを通ってプリント基板１６４の表面に沿って移動して第１受光素子１６２へ入射し、トナー像から反射された拡散反射光は、集光レンズ１６７ｃを通ってプリント基板１６４の表面に沿って移動して第２受光素子１６３へ入射する。なお、集光レンズ１６７ａ〜１６７ｃは、なくてもよく、集光レンズの代わりに、防塵用の透過シートや透過フィルムなどの部材を用いてもよい。また、レンズではなく、波長を選別するフィルタでもよい。
【００３２】
また発光素子１６１としては、カラートナーの付着量を検知することから赤外の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いられることが多い。本実施形態では、波長が９５０［ｍｎ］のＬＥＤを用いた発光素子１６１を用いている。ＬＥＤの発光光量の調整は、ＬＥＤに流す入力電流としての順電流Ｉｆで調整が可能であるが、発光光量の調整パラメータは順電流Ｉｆに限らず、それ相当の調整パラメータであれば構わない。また、これらの特性値が電流に依存する場合は、定電流制御が望ましい。なお、定電流制御をＰＷＭ（パルス幅変調）制御で行う場合もある。
【００３３】
受光素子１６２，１６３としては、フォトダイオード（ＰＤ）、フォトトランジスタ（ＰＴｒ）及びフォトＩＣなどを用いることができる。受光素子１６２，１６３はそれぞれ、発光素子１６１から照射された光が被検知体（本実施形態では中間転写ベルト）で反射された正反射光及び拡散反射光を受光し、受光信号を出力する。そして、その受光信号が電気信号に変換され、その変換されたものを検出結果の出力値として光学センサユニット１６が得る。
【００３４】
また、光学センサ１６０は、発光素子１６１からの発光に必要な入力電流としての供給電流Ｉｆを発光素子１６１に供給する電流供給手段としての電流供給回路も備えている。
【００３５】
図５は本プリンタ１００の制御系の要部を示すブロック図である。同図において制御手段としての制御部２００は、例えばマイクロコンピュータで構成され、演算処理手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、記憶手段としての不揮発性メモリのＲＡＭ（Random Access Memory）２０２及びＲＯＭ（Read Only Memory）２０３等を有している。この制御部２００には、画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、レーザー露光装置２０、光学センサ１６０などが電気的に接続されている。また、制御部２００は、表示部１１２やスピーカ１１１などの報知手段とも電気的に接続されている。そして、制御部２００は、ＲＡＭ２０２内に記憶している制御プログラムに基づいて、これらの各種の機器を制御するようになっている。不揮発性メモリであるＲＡＭ２０２には、光学センサ１６０の検出値からトナー濃度（トナー付着量）を算出するときに用いる出力換算情報としての後述の出力換算データ（変換テーブル）や出力換算式（アルゴリズム）を記憶している。
【００３６】
また、制御部２００は、後述のように、中間転写ベルト７のトナー像が担持されていない地肌部の表面について光学センサ１６０で検出された正反射光の検出値に基づいて、光学センサ１６０の発光素子の入力電流設定値を調整する入力電流調整手段として機能する。更に、制御部２００は、その調整後の入力電流設定値に基づいて、トナー濃度の算出に用いる出力換算データ（変換テーブル）や出力換算式（アルゴリズム）等の出力換算情報を決定する出力換算情報決定手段としても機能する。
【００３７】
また、制御部２００は、画像を形成するための画像形成条件の制御も行っている。具体的には、制御部２００は、画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおける各帯電部材に対して、帯電バイアスをそれぞれ個別に印加する制御を実施する。これにより、各色の感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用ドラム帯電電位に一様帯電される。また、制御部２００は、レーザー露光装置２０の画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対応する４つの半導体レーザーのパワーをそれぞれ個別に制御する。また、制御部２００は、画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおける各現像ローラに、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用現像バイアス値の現像バイアスを印加する制御を実施する。これにより、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの静電潜像と、現像スリーブとの間に、トナーをスリーブ表面側から感光体側に静電移動させる現像ポテンシャルを作用させて、静電潜像を現像する。
【００３８】
制御部２００は、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御を実行する。この画像濃度制御は、例えば次のように行われる。まず、制御部２００は、各光学センサ１６０Ｙ、１６０Ｍ、１６０Ｃ、１６０Ｋの校正を行う。光学センサ１６０の校正では、まず、中間転写ベルト７の表面のトナー像が担持されていない地肌部に光を照射し、その正反射光を第１受光素子１６２で受光する。そして、第１受光素子１６２の出力電圧が予め決められた所定の範囲か否かを調べる。所定範囲以外のときは、第１受光素子１６２の出力電圧が予め決められた所定の範囲に入るように、光学センサ１６０の発光素子１６１に供給する入力電流としての供給電流Ｉｆを調整することにより、発光素子１６１の発光強度を調整する。この調整により、発光素子１６１の発光効率個体差、温度変動や経時変動などの発光強度の変動による、受光素子１６２、１６３の出力電圧のばらつきを抑制することができ、精度良くトナー像濃度を計測することができる。一方、第１受光素子１６２の出力電圧が予め決められた所定の範囲である場合は、そのまま光学センサ１６０の校正処理を終了する。このように、制御部２００は、地肌部からの正反射光を受光する第１受光素子１６２からの出力電圧を参照しつつ発光素子１６１に供給する電流の値を変化させ、発光素子１６１の発光光量を調整する発光光量調整手段としての機能を有している。
【００３９】
上記光学センサ１６０の校正の後、例えば、次のようにプロセスコントロールの制御が実行される。まず、図３に示すような各色の階調パターンＳｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙを中間転写ベルト７上における各光学センサ１６０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対向する位置に自動形成する。具体的には、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを回転させながら一様帯電させる。このときの帯電電位については、プリントプロセスにおける一様なドラム帯電電位とは異なり、値を徐々に大きくする。そして、レーザー光の走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ形成しながら、それらをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置によって現像する。この現像の際、制御部２００は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像ローラに印加される現像バイアスの値を徐々に大きくしていく。このような現像により、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ階調パターン像が形成される。これらは、中間転写ベルト７の主走査方向に所定の間隔で並ぶように１次転写される。
【００４０】
中間転写ベルト７に形成され各階調パターン（Ｓｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙ）は、中間転写ベルト７の無端移動に伴って、光学センサ１６０との対向位置を通過する。この際、光学センサ１６０は、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の反射光を受光する。Ｋ色トナーの場合は照射した光は、トナー表面で吸収されてしまうため、拡散反射光成分がほとんど含まれず、無視できる。よって、Ｋ色の光学センサ１６０Ｋは、正反射光を受光する第１受光素子１６２の出力電圧を用いて付着量の検知を行う。一方、Ｙ，Ｍ，Ｃ色のカラートナーの場合、トナー表面に照射した光が拡散反射するため、光学センサ１６０の第１受光素子１６２には、正反射光以外に多くの拡散反射光が含まれる。よって、光学センサ１６０Ｙ，１６０Ｍ，１６０Ｃは、拡散反射光を受光する第２受光素子１６３の出力電圧を用いて付着量の検知を行う。なお、各階調パターンのトナーパッチを検知して得られた各光学センサ１６０Ｙ，１６０Ｍ，１６０Ｃ，１６０Ｋの出力電圧には、クロストーク電圧が含まれているため、精度の高い検出値とは言えない場合ある。そこで、制御部２００は、各階調パターンのトナーパッチを検知して得られた光学センサ１６０の出力電圧に対して、クロストーク電圧成分を除去する出力値補正処理を実行してよい。
【００４１】
次に、光学センサ１６０の出力電圧に基づいて、各トナーパッチのトナー濃度に対応するトナー付着量を算出する。上記ＲＡＭ２０２には、光学センサ１６０からの出力電圧値と、それに対応するトナー付着量との関係を示す出力換算情報としての変換テーブルが格納されている。正反射光を受光する第１受光素子１６２の出力電圧（光学センサ１６０の正反射光出力値）とトナー付着量とは、図６のような関係があり、ＲＡＭ２０２には、光学センサの出力値とトナー付着量とが図６に示すような関係となる正反射光用の変換テーブルが記憶されている。また、第２受光素子の出力値（光学センサの拡散反射光出力値）とトナー付着量とは、図７のような関係があり、ＲＡＭ２０２には、光学センサの出力値とトナー付着量とが図７に示すような関係となる拡散反射光用の変換テーブルが記憶されている。そして、Ｋ色トナーパッチを検知したときの第１受光素子１６２の出力電圧と、上述の正反射光用の変換テーブルとから、Ｋ色の階調パターンの各トナーパッチにおける付着量を算出する。また、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のカラートナーパッチを検知したときの第２受光素子１６３の出力電圧と、上述の拡散反射光用の変換テーブルとから、Ｙ、Ｍ、Ｃ色の階調パターンの各トナーパッチにおけるトナー付着量を算出する。
【００４２】
各色の階調パターンにおける各トナーパッチについてトナー付着量を算出したら、各色の階調パターンにおける各トナーパッチに基づいて、画像形成条件（作像条件）を調整する。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色において、それぞれ階調パターン（Ｐｙ，ｍ，ｃ，ｋ）内の複数のトナーパッチは、それぞれ異なるドラム帯電電位及び現像バイアスの組合せで現像されたものであり、単位面積あたりのトナー付着量（画像濃度）が徐々に多くなっている。このトナー付着量は、ドラム帯電電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルと相関関係にあるため、両者の関係は２次元座標上でほぼ直線グラフとなる。
【００４３】
制御部２００は、各トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャルとに基づいてその直線グラフを示す関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することで適切な現像バイアス値を演算し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の補正現像バイアス値としてＲＡＭ２０２に記憶する。
【００４４】
ＲＡＭ２０２内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切なドラム帯電電位とが予め関連付けられている作像条件データテーブルが格納されている。制御部２００は、画像形成ユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋについて、それぞれこの作像条件テーブルの中から、上記補正現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、これに関連付けられたドラム帯電電位を特定する。特定したドラム帯電電位については、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の補正ドラム帯電電位としてＲＡＭ２０２に格納する。そして、全ての補正現像バイアス値及び補正ドラム帯電電位をＲＡＭ２０２に格納し終えると、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用現像バイアス値のデータを、それぞれ対応する補正現像バイアス値と同等の値に補正して格納し直す。また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用ドラム帯電電位についても、それぞれ対応する補正ドラム帯電電位と同等の値に補正して格納し直す。このような補正により、画像を形成するための作像条件が、それぞれ所望の画像濃度のトナー像を形成し得る条件に補正される。
【００４５】
次に、上記画像濃度制御において光学センサ１６０の出力電圧値からトナー付着量を算出するときに用いる変換テーブルの切り替えについて説明する。
上記構成のプリンタにおいて、本発明者らが新品の状態にある使用開始時から経時にわたって画像濃度制御について調べたところ、中間転写ベルト７の地肌部表面の正反射の検知結果に基づいて光学センサ１６０の発光素子１６１に供給する入力電流（供給電流Ｉｆ）を調整するのみでは、中間転写ベルト７上のトナー像のトナー濃度（トナー付着量）を正しく検出できなくなる現象が発生することがわかった。
【００４６】
表１は、新品と経時品の中間転写ベルトそれぞれについて同一の現像装置により現像されたトナー像を担持させ、そのトナー像を光センサで検出して算出した現像γを示す。「現像γ」は現像剤の現像能力を示し、同一の現像能力であれば同じ値を示すはずである。ところが、カラーのトナー像においては現像γが２０％弱低くなった。その結果、経時品の中間転写ベルトの場合は、実際より薄いと判断され、画像濃度が高く制御されることになってしまった。
【００４７】
【表１】
2011170025.tif 000003
【００４８】
従来、中間転写ベルトの表面の経年変化は、主に、表面が磨耗すること（傷を含む）、あるいは、何らかの物質が付着することで、表面形状が変化し、表面粗さが変化することが主要因ではないかと考えてきた。しかしながら、目視（可視光領域）においては何らかの物質が付着したようにみえ、その物質の特性を解析したところ、以下に示すように、従来には想定していなかった現象が起こっていることが推察される結果が得られた。
【００４９】
図８は、中間転写ベルトの表面に光を照射し、その反射光全てを積算した分光特性を測定した反射光積算測定の結果を示している。図中の横軸は波長［ｎｍ］であり、縦軸は反射率［％］である。この図８の結果により、どの波長の光をどの程度吸収するかを知ることができる。全体的に反射率は非常に小さく、元々反射しにくい物質であると言える。また、この測定に用いた光センサ１６０の仕様が、波長９５０ｎｍに発光ピークがある光を照射し、波長８００ｎｍに受光感度ピークがあるものであったため、それら波長の間である波長９００ｎｍの部分に注目すると、新品と比べ、経時品の方が反射光が半分程度に弱くなっていることがわかった。このことから、経時により付着した物質が光を吸収していることが推定できる。
【００５０】
図９は中間転写ベルトの表面における拡散反射特性である。経時で中間転写ベルト表面の凹凸が乱れた場合、光センサ１６０の照射光（入射光）は中間転写ベルト表面において拡散反射し、光センサ１６０で光を受光できなくなる可能性もある。そこで、波長９５０ｎｍを入射角４５°で照射した場合にどれほど拡散するかを受光素子の角度を変えることにより測定した。図９中の横軸は受光素子の角度（０°が絶対反射角度）であり、縦軸は反射率［％］である。図９から分かるように、ほとんどピークの幅に差はなく、新品と経時品とで拡散反射特性に差は見られず、中間転写ベルトの表面粗さの影響は小さいことがわかった。中間転写ベルトに付着した物質の厚みを実際に測定したところ、数十ｎｍ程度であり、表面粗さに影響を与えるとは考えにくい。また、中間転写ベルトに付着した物質は波長９５０ｎｍの光を透過しないことも確認している。
【００５１】
表２は、波長９００ｎｍについて測定した中間転写ベルトに付着した物質の透過率及び反射率の定量的な測定結果を示す。表２から、経時品では初期の新品に対して、５７％も反射率がおちていることがわかり、また、透過及び拡散反射が発生していないことから、その付着した物質が赤外領域の光を吸収していることが推察された。この結果を踏まえ、上記構成の画像形成装置におけるトナー濃度（トナー付着量）の算出メカニズムを解析したところ、正反射光の検出値の出力が、初期の新品と経時品の中間転写ベルトでは変わってきていることがわかった。
【００５２】
【表２】
2011170025.tif 000004
【００５３】
図１０は、現像ポテンシャル（同じ現像能力のもとでは、トナー付着量と同義の扱いが可能）を横軸にしたときの中間転写ベルトからの正反射を受光した光センサの出力値のある基準面に対する正規化値（以下「正反射正規化値Ｒｎ」という。）を示す。図１０の結果により、同じ現像ポテンシャルにおいて、経時品の正反射正規化値が初期の新品よりも小さい。このことは、すなわち、経時品になるほど反射光が光センサに戻りにくくなっていることを意味している。光センサの出力値を正規化していることから、トナー濃度以外の要因で値が変化することはないはずであるので、図１０で示した特性は中間転写ベルトの地肌部表面の影響を受けていると推測される。
【００５４】
一方、光センサで拡散光を検出したときの拡散光出力特性は、初期と経時で変化はほとんどない。また、黒トナー検知においては、トナー濃度（トナー付着量）の検知誤差は生じていない。（前述の表１に示すように、現像γはほとんど変わらない。）
【００５５】
以上の実験及び分析の結果をまとめると、次の（１）〜（４）のようになる。
（１）経時で何らかの物質が中間転写ベルトの表面に付着している。
（２）中間転写ベルトに付着している物質は、表面粗さを変えるものではない。
（３）中間転写ベルトに付着している物質は、光センサの検知領域の波長を吸収している。
（４）中間転写ベルトの地肌部分を検知している光センサの正反射の検出値には影響が大きい。中間転写ベルト上のトナー像のトナー濃度を検出している光センサの拡散光の検出値には影響が小さい。
【００５６】
すなわち、本来はトナー付着量のみに依存するはずの光センサの正反射出力特性（正規化値）が中間転写ベルトの経年変化に伴って変化してしまっていることで、光センサの正反射光の検出値で校正される光センサの拡散光の検出値（補正値）が変化してしまっている。そのため、光センサの拡散光の検出値（補正値）とトナー濃度（トナー付着量）との関係が正しい関係からずれてしまい、新品のときに設定した出力変換データが経時において不適切なものになってしまっていると考えられる。出力変換データが正しくなくなると、経時において光センサを用いたトナー像のトナー付着量を正しく検出できなくなってしまう。
【００５７】
そこで、以上の実験及び分析の結果に基づき、本実施形態のプリンタでは、次に示すように、前記調整後の入力電流設定値に基づいて、補正後の拡散光の検出値とトナー濃度との関係を示す変換テーブルを決定している。
【００５８】
前述の画像濃度制御で示したように、各色の階調パターンＳｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙのトナー付着量の測定は、中間転写ベルト７の地肌部表面に対する光センサ１６０の正反射検出値の出力を基準としている。そのため、中間転写ベルト７の地肌部表面に対する光センサ１６０の正反射検出値の出力が所定の出力になるように、光センサ１６０の発光素子（ＬＥＤ）に供給される入力電流の設定値である入力電流設定値を調節している。ここで、中間転写ベルト７の経年変化により、中間転写ベルト７の表面状態が変化すると、光センサ１６０の正反射検出値の出力が下がってくる。よって、光センサ１６０の入力電流設定値を高めに調整し、中間転写ベルト７の地肌部表面に対する光センサ１６０の正反射検出値の出力レベルを、所定の出力レベルに維持する。
【００５９】
図１１は、上記構成のプリンタにおいて、光センサ１６０の入力電流設定値モニタした結果を示している。図１１の結果は、画像面積率が０．５％、１ｐｐｊのフルカラーモードで得られたものである。図１１の横軸は枚数、縦軸は、初期の入力電流設定値に対する、所定の正反射検出値の出力レベルが得られるように調整した経時の入力電流設定値の比率（以下、「入力電流初期比率」という。）を示している。図中のＡ〜Ｄはそれぞれ、測定の用いた光センサやその光センサのプリンタ内における配置が異なる結果である。光センサの特性差や中間転写ベルト７の表面状態（物質のつき方など）などにより、度合いは異なるものの、通紙枚数に応じて、上記入力電流設定値の比率が上昇していることがわかる。また、入力電流初期比率と中間転写ベルト７の表面状態と間に相関があり、この相関特性を用いて、光センサ１６０によるトナー付着量の検出誤差を抑制することができる。
【００６０】
中間転写ベルト７の表面変化により、光センサ１６０の拡散光検出値の出力（補正値）とトナー付着量との関係を示す変換テーブルがずれてしまう。従来の画像形成装置では、変換テーブルは１つしか保持していなかった。これに対し、本実施形態のプリンタにおいては、不揮発性メモリであるＲＡＭ２０２に、図１２に例示する互いに異なる複数種類の変換テーブルを保存しておき、前述の調整後の入力電流設定値（電流初期比率）に応じて、複数種類の変換テーブルから変換テーブルを選択し、適切な変換テーブルに切り替えるように制御する。この切り替え制御により、表３に示すように、カラートナー像（特に、Ｃ，Ｍのトナー像）についてもトナー濃度（トナ付着量）の検出誤差を抑制することができた。
【００６１】
【表３】
2011170025.tif 000005
【００６２】
なお、経時における中間転写ベルト７の表面への物質の付着を防止することが考えられるが、デメリットも多く、対策としては非現実的である。
例えば、中間転写ベルト７の表面にステアリン酸亜鉛などの滑剤を塗布すれば、そのような物質は付着しにくくなる傾向がある。しかしながら、この場合は、プリンタに新たに部品を追加することになりコストが発生する。
また、環境（温度・湿度）を上記物質が中間転写ベルト７に付着しにい環境にすることも考えられる。しかしながら、この場合は、ユーザーの使用環境を制限することになり、好ましくない。
また、高画像面積や高ボリューム時（高プリンタジョブ）には、上記物質の中間転写ベルト７への付着が発生しにくい傾向があるが、この場合は、ユーザーの使用状況に制約を設けることになり、好ましくない。
【００６３】
次に、上記調整後の入力電流設定値（電流初期比率）に基づく変換テーブルの切り替えのより具体的な実施例について説明する。まず、電流初期比率が互いに異なる複数の状態について、光センサ１６０の拡散光検出値（補正値）とトナー濃度（トナー付着量）との関係を示すデータを、予め取得しておく。上記複数の特性について取得したデータは、例えば図１２に示す変換テーブルにして制御部２００の不揮発性メモリであるＲＡＭ２０２に記憶させて保持しておく。
【００６４】
上記複数種類の状態は、例えば、電流初期比率が、（１）１００％以上〜２００％未満の状態、（２）２００％〜３００％未満の状態、（３）３００％以上〜の状態に分けることができる。ここで、（１）の状態は新品の中間転写ベルト７、（２）の状態は電流初期比率２００％になる中間転写ベルト７、（３）の状態は電流初期比率３００％になる中間転写ベルト７を用いることができる。そして、実際にトナー像を各中間転写ベルト７上に作成し、所定の制御アルゴリズムに基づいて光センサ１６０で正反射出力と拡散反射出力とを読み取り、トナー濃度へ変換する直前の拡散光検出値の補正値まで算出する。そのときの中間転写ベルト７上のトナー像のトナー付着量（単位面積辺りのトナー量：ｍｇ／ｃｍ２）を、サックイン法などを用いて測定する。これらの拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係を求め、図１２のような変換テーブルを作成する。拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係がわかればよいので、変換テーブルではなく、出力換算情報として、変換用の数式やアルゴリズムを作成してもよい。
【００６５】
上記状態の分割数（本実施例では３分割）や基準とするデータの状態は、各画像形成装置の要求仕様に基づいて適正に設定すればよい。分割数が多ければ、精度を高くすることができるが、変換テーブルの保存に必要なメモリ容量が増えてしまう。
【００６６】
また、上記拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係は、中間転写ベルト７の表面の変化に応じて変化させることが望ましい。例えば、上記入力電流設定値を調整して決定する際に、その調整と同じタイミングで電流初期比率を算出し、その電流初期比率の値が上記（１）〜（３）のどの範囲に当てはまるか判定し、その判定結果に応じて、上記（１）〜（３）のどの拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係（変換テーブルなど）を用いるか選択して決定する。
【００６７】
また、本実施形態のプリンタのように光センサ１６０が複数搭載されている場合には、光センサ１６０の検知箇所によって中間転写ベルトの表面状態の経時変化の程度が異なる。中間転写ベルトの表面状態の経時変化の大きい箇所もあれば小さい箇所もある。よって、各光センサごとに、上記入力電流設定値を決定する際、同時に電流初期比率を算出し、算出した電流初期比率の値が上記（１）〜（３）のどの範囲に当てはまるか判定し、その判定結果に応じて、上記（１）〜（３）のどの拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係（変換テーブルなど）を用いるか選択して決定してもよい。
【００６８】
また、光センサ７における検知特性は、赤外光領域であればトナーの色にはよらない。よって、１つの中間転写ベルトの表面条件、すなわち、１箇所の検知位置においては、上記拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係（変換テーブルなど）は各色に共通の１つがあればよい。但し、色ごとにトナー粒形や明度が異なる場合には、色ごとに、上記拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係（変換テーブルなど）を保持することも可能であるが、色ごとの補正係数などを用いて、光センサ１６０の拡散光検出値を補正する段階で色差が無くなるよう補正し、上記拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係（変換テーブルなど）は、極力少なくすることも可能である。
【００６９】
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、中間転写ベルト７のトナー像が担持されていない地肌部の表面について光学センサ１６０で検出された正反射光の検出値に基づいて、光学センサ１６０の発光素子に入力される入力電流設定値を調整することにより、発光素子で中間転写ベルト７上のトナー像に照射される光量を所定の光量にすることができる。そして、中間転写ベルト７の表面特性の変化と相関がある調整後の入力電流設定値に基づいて、トナー濃度の算出に用いる適切な変換テーブル等の出力換算情報を決定する。このように決定した出力換算情報を用いることにより、中間転写ベルト７の表面特性が経時的に変化して光学センサ１６０で検出された検出値とトナー濃度との関係が変化する場合でも、光学センサ１６０の検出値から算出されるトナー濃度の誤差を低く抑えることができる。よって、経時においても中間転写ベルト７上のトナー濃度の検出誤差を抑制することができる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、中間転写ベルト７のトナー像が担持されていない地肌部の表面について光学センサ１６０で検出された正反射光の検出値に基づいて、中間転写ベルト７の表面に担持されたトナー像について光学センサ１６０で検出された拡散光の検出値を補正し、その補正後の拡散光の検出値と、その拡散光の検出値とトナー濃度との関係を示す出力換算情報とに基づいて、トナー像のトナー濃度を算出する。この補正後の拡散光の検出値を用いることにより、中間転写ベルト７の表面粗さ、光沢度等のベルト表面特性の影響を受けることなく、トナー像（特にカラートナー像）のトナー濃度（トナー付着量）を高トナー濃度域まで精度よく検出できる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、前記入力電流設定値を調整した際に、その調整後の入力電流設定値に基づいて、トナー濃度の算出に用いる出力換算情報を決定することにより、中間転写ベルト７の表面の変化に応じてトナー濃度の算出に用いる出力換算情報を変化させることができる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、前記トナー濃度の算出に用いることができる互いに異なる複数種類の出力換算情報を記憶する記憶手段（制御部２００のＲＡＭ２０２）を備え、前記調整後の入力電流設定値に基づいて、複数種類の出力換算情報からいずれか一つの出力換算情報を選択し、トナー濃度の算出に用いる出力換算情報として決定する。この場合、複数種類の出力換算情報から選択するという簡単な処理で出力換算情報として決定できる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、光学センサ１６０は互いに異なる検出箇所に複数設けられ、複数の光学センサ１６０ごとに前記入力電流設定値の調整を行うとともに前記出力換算情報の決定を行うことにより、光学センサ１６０が設けられた検出箇所で中間転写ベルト７の表面の経時変化が異なる場合でも、各検出箇所で、経時における中間転写ベルト７上のトナー濃度の検出誤差を抑制することができる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、光学センサ１６０で用いる光は、検知特性（感度）がトナーの色に依存しない赤外光であることにより、一つの光学センサ１６０で複数色のトナーのトナー濃度を検出することが可能になる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、中間転写ベルト７に担持されるトナー像は、互いに色が異なる複数色のカラートナー像であり、前記変換テーブル等の出力換算情報は、複数色のカラートナー像に対して共通に使用可能なものであってもよい。この場合は、複数の色ごとに変換テーブル等の出力換算情報を使用する場合に比して、変換テーブル等の出力換算情報を記憶するメモリの容量を少なくすることができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、中間転写ベルト７上のトナー像のトナー濃度（トナー付着量）を光センサ１６０で検出する場合について説明したが、本発明は、感光体などの他の像担持体の表面に担持したトナー像のトナー濃度（トナー付着量）を光センサ１６０で検出する場合について同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
７  中間転写ベルト
１６０  光センサ
２００  制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７２】
【特許文献１】特開２００４−２７９６６４号公報
【特許文献２】特開２００４−３５４６２３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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