(57)【要約】【課題】長期使用時に浮遊トナーによる汚損の影響を受ける基準部材を使用することなくカラー用濃度センサのセンサ出力を較正できるようにする。【解決手段】転写搬送ベルト２１６の表面を読み取った際の出力レベルに基づいて正反射型センサ３０１ａの出力信号を較正した後（ｓ４）、黒色のトナーパッチを転写搬送ベルト２１６上に形成し（ｓ５）、このトナーパッチの正反射光量を正反射型センサ３０１ａによって検出し（ｓ６）、このときのセンサ出力に基づいて画像形成条件を調整する（ｓ７）。調整後の画像形成条件で黒色のトナーパッチを形成し（ｓ８）、このトナーパッチにおける拡散反射光量を拡散反射型センサ３０１ｂによって検出する（ｓ９）。このときの拡散反射型センサ３０１ｂのセンサ出力が、減法混色の３原色に対してそれぞれ予め設定された基準値に近づくように拡散反射型センサ３０１ｂの動作条件を調整する（ｓ１０）。【選択図】図７
2004038091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に第１の無彩色トナーパターンを形成する工程、正反射光量を検出する第１の光学式センサを用いて第１の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定する工程、無彩色トナーパターンの画像濃度と無彩色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて無彩色画像用の画質調整を実行する工程、像担持体に第２の無彩色トナーパターンを形成する工程、拡散反射光量を検出する第２の光学式センサを用いて第２の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定する工程、及び、第２の無彩色トナーパターンの画像濃度と減法混色の３原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第２の光学式センサのセンサ出力を較正する工程をこの順に行うことを特徴とする濃度センサの較正方法。
【請求項２】
像担持体に第１の無彩色トナーパターンを形成する工程、正反射光量を検出する第１の光学式センサを用いて第１の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定する工程、無彩色トナーパターンの画像濃度と無彩色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて無彩色画像用の画質調整を実行する工程、像担持体に第２の無彩色トナーパターンを形成する工程、拡散反射光量を検出する第２の光学式センサを用いて第２の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定する工程、及び、第２の無彩色トナーパターンの画像濃度に基づいてトナーパターン像に対する第２の光学式センサの発光手段の発光量を較正することを特徴とする光学式センサの較正方法。
【請求項３】
像担持体に形成した第１の無彩色トナーパターンの画像濃度を正反射光の光量の検出結果から測定する第１の光学式センサ、画質調整後の高濃度の第２の無彩色トナーパターン像の画像濃度を拡散反射光の光量の検出結果から測定する第２の光学式センサ、第１の無彩色トナーパターンの画像濃度と無彩色の画像に対する所定の基準値との比較結果に基づいて無彩色用の画質調整を実行するとともに、第２の無彩色トナーパターン像の画像濃度と減法混色の３原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第２の光学式センサのセンサ出力を較正する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段が、第２の無彩色トナーパターンの画像濃度に基づいてトナーパターン像に対する第２の光学式センサの発光手段の発光量を較正することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置における感光体又は中間転写体等の像担持体に形成されたトナー画像の濃度を検出する濃度センサの較正方法、及び、その較正方法が適用される画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置は静電気力を利用して画像形成を行うために、使用状況や周囲の環境状況によって画像形成部の電気的特性が変化し易く、形成される画像の濃度が変動して画質低下を招き易い。このため、従来の画像形成装置では、画像形成部の各部の制御条件（帯電出力、露光量、現像バイアス、転写バイアス等）を調整（プロセスコントロール）する画質調整を行い、常に良好な画質が得られるようにしている。
【０００３】
この画質調整は、画像形成に関与しない所定のタイミングでテスト用のトナーパッチを感光体、中間転写体又は転写体等の像担持体に形成し、このトナーパッチの画像濃度を濃度センサにより測定した値に基づいて制御条件を調整する。濃度センサは、発光素子と受光素子とを有する光学式センサであり、発光素子からトナーパッチに向けて照射された光の反射光を受光素子によって受光する。
【０００４】
ところで、最近では像担持体に無彩色（黒色）のトナー像だけでなく有彩色（カラー）のトナー像をも形成するカラー画像形成装置が広く使用されている。カラー画像形成装置の場合、現像装置によって像担持体表面に形成したカラーのトナーパッチを用いたカラー画質調整時には、トナー付着量を正確に測定すべく、黒色のトナーパッチからの正反射光を検出するモノクロ画質調整時と異なり、トナーパッチからの拡散反射を検出する方法が提案されている。
【０００５】
このように、モノクロ画質調整時とカラー画質調整時とで異なる方式でトナーパッチの濃度を測定するカラー画像形成装置では、正反射光を受光するモノクロ用濃度センサと拡散反射光を受光するカラー用濃度センサとを別々に設けるか、又は、両者を一体化して設けるかに拘らず、濃度センサのセンサ性能の経時変化の影響を受けるセンサ出力の較正において、以下のような問題がある。
【０００６】
即ち、正反射光を受光するモノクロ用濃度センサは、常に像担持体の表面の反射光量を基準としてトナーパッチの濃度を測定しているため、センサ性能に経時変化を生じてもセンサ出力の較正を行うことが可能である。これに対して、拡散反射光を受光するカラー用濃度センサは、トナーパッチの濃度に比例してセンサ出力が増加するので、既知のトナー付着量に対応したセンサ出力の基準値が存在しなければ、センサ性能に経時変化を生じた場合にセンサ出力変化を較正して正確なトナー付着量を測定することが困難になる。
【０００７】
そこで、従来のカラー画像形成装置では、カラー画質調整時において、カラー用濃度センサの発光素子から像担持体の表面におけるトナーパッチの形成されていない部分に対して光を照射し、その拡散反射光を受光素子によって検出したときのセンサ出力に基づいて調整した照射光量で発光素子からトナーパッチに光を照射することにより、センサ出力を較正するようにしたものがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、像担持体の表面における拡散反射光の光量は非常に少ないため、カラー画質調整時に、像担持体の表面におけるトナーパッチの形成されていない部分における拡散反射光の受光量に基づいてカラー用濃度センサのセンサ出力を較正すると較正誤差が大きくなる虞がある。また、像担持体表面の汚損や損傷によっても較正誤差が大きくなる。
【０００９】
このため、センサ出力の較正に用いる基準部材を設けることも考えられるが、濃度センサに対向する位置に基準部材を固定的に配置すると、基準部材自体に装置内部の浮遊トナー等が付着することによる汚損を生じ、基準部材の光学的な反射特性が変化してセンサ出力を正確に較正することができなくなる。
【００１０】
一方、基準部材を露出位置と退避位置との間に進退自在に設け、センサ出力の較正を行う必要がある場合にのみ基準部材を露出位置で濃度センサに対向させるとともに、非使用時には退避位置に収納しておくようにしたものも提案されているが、露出位置と退避位置との間に基準部材を移動させる機構が必要になり、構造が複雑化及び大型化してコストの上昇を招くだけでなく、装置内に基準部材が配置される構成であるために長期使用時の浮遊トナーによる汚損を回避することができない。
【００１１】
この発明の目的は、長期使用時に浮遊トナーによる汚損の影響を受ける基準部材を使用することなくカラー用濃度センサのセンサ出力の較正を行うようにし、センサ性能の劣化時におけるカラー用濃度センサのセンサ出力の較正を容易かつ高精度に行うことができる濃度センサの較正方法、及び、この較正方法が適用される画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。
【００１３】
（１）像担持体に第１の無彩色トナーパターンを形成する工程、正反射光量を検出する第１の光学式センサを用いて第１の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定する工程、無彩色トナーパターンの画像濃度と無彩色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて無彩色画像用の画質調整を実行する工程、像担持体に第２の無彩色トナーパターンを形成する工程、拡散反射光量を検出する第２の光学式センサを用いて第２の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定する工程、及び、第２の無彩色トナーパターンの画像濃度と減法混色の３原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第２の光学式センサのセンサ出力を較正する工程をこの順に行うことを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、正反射光量を検出する第１の光学式センサを用いて第１の無彩色トナーパターンの画像濃度が測定されるとともに、この測定結果を無彩色に対する所定の基準値と比較して無彩色画像用の画質調整が実行され、画質調整された状態で形成された第２の無彩色トナーパターンの画像濃度が拡散反射光量を検出する第２の光学式センサを用いて測定され、この測定結果と減法混色の３原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第２の光学式センサのセンサ出力が較正される。したがって、無彩色、および、減法混色の３原色に対する所定の基準値を、予め測定しておくことにより、拡散反射光量を検出するセンサのセンサ出力を較正するための較正板を必要とせず、像担持体の表面状態に左右されることもなく、正確に画像濃度センサが較正される。
【００１５】
（２）像担持体に第１の無彩色トナーパターンを形成する工程、正反射光量を検出する第１の光学式センサを用いて第１の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定する工程、無彩色トナーパターンの画像濃度と無彩色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて無彩色画像用の画質調整を実行する工程、像担持体に第２の無彩色トナーパターンを形成する工程、拡散反射光量を検出する第２の光学式センサを用いて第２の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定する工程、及び、第２の無彩色トナーパターンの画像濃度に基づいてトナーパターン像に対する第２の光学式センサの発光手段の発光量を較正することを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、正反射光量を検出する第１の光学式センサを用いて第１の無彩色トナーパターンの画像濃度が測定されるとともに、この測定結果を無彩色に対する所定の基準値と比較して無彩色画像用の画質調整が実行され、画質調整された状態で形成された第２の無彩色トナーパターンの画像濃度が拡散反射光量を検出する第２の光学式センサを用いて測定され、この測定結果と減法混色の３原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第２の光学式センサの発光手段の発光量が較正される。したがって、無彩色、および、減法混色の３原色に対する所定の基準値を、予め測定しておくことにより、拡散反射光量を検出するセンサのセンサ出力を較正するための較正板を必要とせず、像担持体の表面状態に左右されることもなく、正確に画像濃度センサが較正される。また、第２の光学式センサの発光手段の発光量の較正により、容易かつ正確に画像濃度センサのセンサ出力が較正される。
【００１７】
（３）像担持体に形成した第１の無彩色トナーパターンの画像濃度を正反射光の光量の検出結果から測定する第１の光学式センサ、画質調整後の高濃度の第２の無彩色トナーパターン像の画像濃度を拡散反射光の光量の検出結果から測定する第２の光学式センサ、第１の無彩色トナーパターンの画像濃度と無彩色の画像に対する所定の基準値との比較結果に基づいて無彩色用の画質調整を実行するとともに、第２の無彩色トナーパターン像の画像濃度と減法混色の３原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第２の光学式センサのセンサ出力を較正する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、正反射光量を検出する第１の光学式センサを用いて第１の無彩色トナーパターンの画像濃度が測定されるとともに、この測定結果を無彩色に対する所定の基準値と比較して無彩色画像用の画質調整が実行され、画質調整された状態で形成された第２の無彩色トナーパターンの画像濃度が拡散反射光量を検出する第２の光学式センサを用いて測定され、この測定結果と減法混色の３原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第２の光学式センサのセンサ出力が較正される。したがって、無彩色、および、減法混色の３原色に対する所定の基準値を、予め測定しておくことにより、拡散反射光量を検出するセンサのセンサ出力を較正するための較正板を必要とせず、像担持体の表面状態に左右されることもなく、正確に画像濃度センサが較正される。
【００１９】
（４）前記制御手段が、第２の無彩色トナーパターンの画像濃度に基づいてトナーパターン像に対する第２の光学式センサの発光手段の発光量を較正することを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、正反射光量を検出する第１の光学式センサを用いて第１の無彩色トナーパターンの画像濃度が測定されるとともに、この測定結果を無彩色に対する所定の基準値と比較して無彩色画像用の画質調整が実行され、画質調整された状態で形成された第２の無彩色トナーパターンの画像濃度が拡散反射光量を検出する第２の光学式センサを用いて測定され、この測定結果と減法混色の３原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第２の光学式センサの発光手段の発光量が較正される。したがって、無彩色、および、減法混色の３原色に対する所定の基準値を、予め測定しておくことにより、拡散反射光量を検出するセンサのセンサ出力を較正するための較正板を必要とせず、像担持体の表面状態に左右されることもなく、正確に画像濃度センサが較正される。また、第２の光学式センサの発光手段の発光量の較正により、容易かつ正確に画像濃度センサのセンサ出力が較正される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置であるディジタルカラー複写機の構成を示す正面断面の略図である。この発明の実施形態に係る複写機本体１は、上面に原稿台１１１及び図示しない操作パネルを備え、内部に画像読取部１１０、画像形成部２１０及び用紙給紙部２１１を備えている。原稿台１１１の上面は、両面自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ：Ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｄｏｃｕｍｅｎｔ　Ｆｅｅｄｅｒ　）１１２によって開閉自在に被覆されている。
【００２２】
ＲＡＤＦ１１２は、複写機本体１の操作パネルにおいて両面読取モードが設定された際に、原稿の第１面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するように原稿を搬送し、この一方の面についての画像読取が終了した後に原稿の表裏面を反転し、第２面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するように原稿を搬送し、両面の画像読取が終了した原稿を排出して次の原稿についての両面搬送動作を実行する。
【００２３】
画像読取部１１０は、ＲＡＤＦ１１２により原稿台１１１上の原稿から画像を読み取るために原稿台１１１の下方に配置されている。画像読取部１１０は、原稿台１１１の下面に沿って平行に往復移動する第１及び第２の走査ユニット１１３，１１４、光学レンズ１１５並びに光電変換素子（ＣＣＤ）ラインセンサ１１６を備えている。
【００２４】
第１の走査ユニット１１３は原稿画像表面を露光する露光ランプ、及び、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラーを有し、原稿台１１１の下面に平行に所定の走査速度で往復移動する。第２の走査ユニット１１４は、第１の走査ユニット１１３の第１ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第２及び第３ミラーを有し、第１の走査ユニット１１３の１／２の速度で原稿第１１１の下面に平行に往復移動する。
【００２５】
光学レンズ１１５は、第２の走査ユニット１１４の第３ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１１６の受光面に結像させる。
【００２６】
ＣＣＤラインセンサ１１６は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力する。ＣＣＤラインセンサ１１６は、白黒画像又はカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤである。ＣＣＤラインセンサ１１６によって電気信号に変換された原稿画像情報は、ディジタルデータに変換された後に図示しない画像処理部で所定の画像処理を施され、画像データとして画像形成部２１０に供給される。
【００２７】
画像形成部２１０には、下方に転写搬送ベルト機構２１３が配置されている。転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５との間に無端状の転写搬送ベルト２１６を張架している。転写搬送ベルト２１６は、この発明の像担持体であり、循環ループにおける上側部分で外側面に用紙Ｐを静電吸着させて矢印Ｚ方向に回転し、用紙Ｐを画像形成部２１０内において搬送する。転写搬送ベルト２１６において駆動ローラ２１４に接触する部分の外側面に対向する位置に、トナーパッチ検出ユニット３００が設けられている。
【００２８】
転写搬送ベルト機構２１３の下流側には、一対の加熱ローラ及び加圧ローラを有する定着装置２１７が配置されている。転写搬送ベルト２１６による搬送中にトナー像が転写された用紙Ｐは定着装置２１７において加熱及び加圧され、トナー像が溶融及び押圧されて用紙Ｐ上に堅牢に定着する。定着装置２１７を通過した用紙Ｐは、切換ゲート２１８を経て、排出ローラ２１９により複写機本体１の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。
【００２９】
切換ゲート２１８は、定着装置２１７を通過後の用紙Ｐの搬送経路を、排紙トレイ２２０方向又はスイッチバック搬送路２２１方向に選択的に切り換える。用紙の両面に画像を形成する両面画像形成モードにおける用紙Ｐの第１面に対する画像形成時には、切換ゲート２１８は、定着装置２１７を通過後の用紙搬送路をスイッチバック搬送路２２１方向に切り換える。片面に画像が形成さた用紙Ｐは、スイッチバック搬送経路２２１において搬送方向の前後端を反転された後、表裏面を反転した状態で画像形成部２１０内に再度搬送される。
【００３０】
画像形成部２１０における転写搬送ベルト機構２１３の上方には、用紙搬送経路の上流側から下流側に向って順に第１〜第４の画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄが並設されている。各画像ステーションＰａ〜Ｐｄは、実質的に同一の構成を呈している。一例として、各画像ステーションＰａは、感光体ドラム２２２ａを矢印Ｆ方向に回転自在に備え、感光体ドラム２２２ａの周囲に感光体ドラム２２２ａの回転方向に沿って、感光体ドラム２２２ａの表面を一様に帯電させる帯電器２２３ａ、感光体ドラム２２２ａの表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置２２４ａ、感光体ドラム２２２ａの表面に担持されたトナー像を用紙Ｐへ転写する転写器２２５ａ、及び、感光体ドラム２２２ａの表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置を配置して構成されている。感光体ドラム２２２ａの上方には、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）２２７ａが設けられている。ＬＳＵ２２７ａは、画像読取部１１０の画像処理部から供給された画像データに基づいて変調されたレーザ光を照射する半導体レーザ（図示せず。）、半導体レーザからのレーザ光を主走査方向に等角速度偏向するポリゴンミラー２４０ａ、ポリゴンミラー２４０ａにより偏向されたレーザ光を等速度偏向するｆθレンズ２４１ａ、及び、偏向後のレーザ光を感光体ドラム２２２ａの表面に配光するミラー２４２，２４３等から構成されている。
【００３１】
各画像ステーションＰａ〜Ｐｄにおいて、各ＬＳＵ２２７ａ〜２２７ｄには原稿画像情報の黒成分、シアン成分、マゼンタ成分及びイエロー成分の各画像データが供給され、各現像装置２２４ａ〜２２４ｄには黒、シアン、マゼンタ及びイエローの各トナーが収納されている。したがって、各画像ステーションＰａ〜Ｐｄにおいて、各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの表面に黒成分、シアン成分、マゼンタ成分及びイエロー成分の静電潜像が形成され、それぞれ黒、シアン、マゼンタ及びイエローのトナー像に現像される。
【００３２】
また、用紙搬送路におけるレジストローラ２１２と第１の画像形成ステーションＰａとの間には用紙吸着用帯電器２２８が設けられている。用紙吸着用帯電器２２８は、転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させる。給紙機構２１１から供給された用紙Ｐは、静電気力によって転写搬送ベルト２１６の表面に吸着して第１の画像形成ステーションＰａから第４の画像形成ステーションＰｄの間を安定した状態で搬送させる。
【００３３】
用紙給紙部２１１は、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄにおける画像形成動作に先立って、給紙カセット内に積載収容されている用紙Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部２１０に向かって用紙搬送路中に給紙する。給紙された用紙Ｐは、画像形成部２１０の手前において回転を停止している一対のレジストローラ２１２に前端部を当接させた状態で一旦停止する。レジストローラ２１２は、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄにおける画像形成動作に同期したタイミングで回転を開始し、用紙Ｐの前端部は各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄにおける各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄと各転写器２２５ａ〜２２５ｄとの間で各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの表面に担持されたトナー像の前端部に対向する。転写搬送ベルト２１６上に静電吸着して各画像ステーションＰａ〜Ｐｄを通過する用紙Ｐの表面に、各色のトナー像が順次重ね合わされる。
【００３４】
上記の構成では画像データによって変調されたレーザ光を照射して感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの表面に静電潜像を形成する書込手段としてＬＳＵ２２７ａ〜２２７ｄを用いたが、これに代えて、例えば発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなるＬＥＤヘッドを用いても良い。ＬＥＤヘッドはＬＳＵに比べてサイズが小さく、可動部分がないために無音である。したがって、複数の書込手段を必要とするタンデム方式のディジタルカラー複写機などの画像形成装置では、好適に用いることができる。
【００３５】
図１に示すようなタンデム型の電子写真方式のディジタルカラー複写機において高画質のフルカラー画像を得るためには、各色の画像濃度がそれぞれ適正で安定していることが要求される。このため、通常の画像形成モードの他に各色の画像濃度を適正に設定するためのモード（以下、プロセスコントロールモードという。）が設けられている。
【００３６】
プロセスコントロールモードでは、像担持体（ここでは転写搬送ベルト２１６５であるが、感光体、中間転写ドラム若しくは中間転写ベルト等の中間転写体、又は、転写ドラム若しくは転写ベルト等の転写体を含む。）上に濃度の基準となるトナーパッチを形成し、このトナーパッチの濃度（トナー付着量）を光学的検出手段である画像濃度センサにより検出し、検出された濃度に基づいて、帯電電位、露光強度、現像バイアス電位、転写電圧及びトナー補給量（２成分現像剤の場合）等の画像濃度に影響を与えるパラメータ（画像形成条件）に対してフィードバックをかける。
【００３７】
即ち、プロセスコントロールモード時には、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄに、例えば、２０ｍｍ四方程度の一定面積を有するパターンであるトナーパッチの静電潜像を形成し、これを所定の現像コントラスト電圧によって現像した後、得られたトナーパッチを転写搬送ベルト２１６の表面に各色ごとに転写し、転写搬送ベルト２１６上に形成した各色のトナーパッチの濃度を、トナーパッチ検出ユニット３００により検出する。
【００３８】
図２は、上記ディジタルカラー複写機における画像形成部の要部の構成を示す図である。上記のように、ディジタルカラー複写機１には、トナーパッチ検出ユニット３００が、転写ベルト２１６の表面に対向し、かつその表面から所定の距離を隔てて配置されている。トナーパッチ検出ユニット３００は、プロセスコントロールモード時に、転写ベルト２１６の表面に形成されたテスト用のトナー像であるトナーパッチＴのトナー付着量を検出する。
【００３９】
トナーパッチ検出ユニット３００は、回路基板３０２上にこの発明の第１の光学式センサである正反射型の画像濃度センサ（正反射型センサ）３０１ａ及び同じく第２の光学式センサである拡散反射型の画像濃度センサ（拡散反射型センサ）３０１ｂを実装して構成されている。正反射型センサ３０１ａ及び拡散反射型センサ３０２ｂは、何れも、転写搬送ベルト２１６上のトナーパッチＴに光を照射する発光素子である中心波長９７０ｎｍのＬＥＤとその反射光を受光する受光素子であるフォトダイオードとを有する公知の光学式センサである。
【００４０】
正反射型センサ３０１ａは、図３（Ａ）に示すように、発光素子３１１ａの光のトナーパッチＴの画像濃度の増加にともなって減少する正反射光量を受光素子３１２ａによって受光する。拡散反射型センサ３０１ｂは、図３（Ｂ）に示すように、発光素子３１１ｂの光のトナーパッチＴの画像濃度の増加にともなって黒トナーの場合は減少し、カラートナーの場合は増加する拡散反射光量を受光素子３１２ｂによって受光して検出する。反射型センサ３０１ａ及び拡散反射型センサ３０２ｂのフォトダイオードに入射した光はその受光光量に依存した電流を生じ、フォトダイオードはこれに応じた電圧信号を出力する。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、転写搬送ベルトを用いてパッチ画像の濃度検出を行っているが、これに限定されるものではなく、中間転写方式の画像形成装置にも適用できる。また、転写搬送ベルトの代わりに、感光体ドラム（像担持体）において、パッチ画像の濃度検出を行ってもよい。
【００４２】
また、トナーパッチ検出ユニット３００を構成する光学センサとして、図３（Ｃ）に示すように、トナーパッチＴに光を照射する発光素子３１１ｃ、正反射光量を検出する受光素子３１２ｃ、及び、拡散反射光量を検出する受光素子３１３ｃとを一体にした単一の光学センサ３０１ｃを用いることもできる。
【００４３】
図４は、トナーパッチの画像濃度と画像濃度センサの出力との関係を示す図である。図４（Ａ）は、正反射型の画像濃度センサ（正反射型センサ）の素子出力に基づく正反射光成分濃度Ｄａ及び拡散反射型の画像濃度センサの素子出力に基づく拡散反射光成分濃度Ｄｂとトナーパターンの画像濃度（トナー付着量）との関係を示している。図中実線で示す正反射光成分濃度Ｄａは、トナー付着量が増加するにともなって低下し、トナー付着量が所定量以上になると飽和する傾向が見られる。
【００４４】
図４（Ｂ）は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）及びＫ（黒）の各色のトナーパッチの正反射光に基づく素子出力の飽和特性を示したものである。いずれの色についても、トナー付着量が増加すると正反射光の素子出力が飽和するため、正反射光成分濃度だけに基づいてトナー付着量を検出しようとすると、ダイナミックレンジが小さくなることを示している。
【００４５】
図４（Ｃ）は、トナーパッチ検出ユニット上の画像濃度センサの出力における受光面の汚損の影響を示している。トナーパッチ検出ユニット３００の画像濃度センサは、未定着トナー像の濃度を検出するものであるため、画像濃度センサの受光面が浮遊トナー等によって汚損する可能性が高い。画像濃度センサの受光面が汚損すると、正反射型の画像濃度センサの素子出力はＤａからＤａ′に低下し、拡散反射型の画像濃度センサの素子出力はＤｂからＤｂ′に低下する。
【００４６】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、カラートナーパッチ及び黒トナーパッチについて、画像濃度（トナーパッチへのトナー付着量）と正反射型画像濃度センサ及び拡散反射型センサのセンサ出力との関係を示す図である。図５（Ａ）に示すように、正反射型画像濃度センサでは、カラートナーパッチについて、トナー付着量がある程度以上増加するとセンサ出力に変化が現れなくなる。また、図５（Ｂ）に示すように、拡散反射型センサでは、黒トナーパッチについて、トナー付着量に拘らずセンサ出力の変化が少ない。
【００４７】
図６は、上記ディジタルカラー複写機の制御部のブロック図である。ディジタルカラー複写機１の制御部２は、濃度演算部３１、現像器制御部３２、画像濃度制御部３５、光量コントローラ３６、基準パターン信号発生器３８及び信号処理部３９を含む。濃度演算部３１は、トナーパッチ検出ユニット３００の正反射型センサ３０１ａ及び拡散反射型センサ３０１ｂから出力される濃度信号を所定の演算により誤差を含まない補正濃度信号を算出する。
【００４８】
現像器制御部３２は、濃度演算部３１が出力する補正濃度信号に基づいてトナー像の現像条件を制御する制御信号を作成し、現像装置６の現像ローラを所定の回転数で回転させる現像ローラ駆動モータ３３、及び、未使用のトナーを収納したディスペンサから現像装置６へのトナー供給量を所定の量にするディスペンサ用モータ３４に出力する。
【００４９】
画像濃度制御部３５は、濃度演算部３１が出力する補正濃度信号に基づいて静電潜像の形成条件を制御する制御信号を作成し、光量コントローラ３６、グリット電源３７及び基準パターン信号発生器３８に出力する。光量コントローラ３６は、画像濃度制御部３５が出力する制御信号に基づいてＬＳＵ２４２ａ〜２４２ｄから出射されるレーザ光の光量を制御する。グリット電源３７は、画像濃度制御部３６が出力する制御信号に基づいて帯電器２２３ａ〜２２３ｄのグリットに電圧を印加する。基準パターン信号発生器３８は、画像濃度制御部３５が出力する制御信号に基づいて感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄに一例として２０ｍｍ×２０ｍｍのトナーパッチを形成するための基準パターン信号を発生する。
【００５０】
なお、制御部２は、通常の画像形成処理モード時には、入力される画像データに対して信号処理部３９において所定の画像処理を施し、画像処理後の画像データをＬＳＵ２４２ａ〜２４２ｄに供給する。
【００５１】
図７は、上記ディジタルカラー複写機の制御部の処理手順を示すフローチャートである。ディジタルカラー複写機１の制御部２は、電源投入後における所定の初期化処理が完了すると、画像形成プロセス実行の指示入力を待機し、この待機中においてプロセスコントロールの実行タイミングであるか否かの判別を行う（ｓ１，ｓ２）。プロセスコントロールの実行タイミングとは、電源投入後から最初の画像形成プロセスの開始前、及び、所定枚数分の画像形成プロセスの完了時や画像形成プロセスにおける現像ローラの回転回数が所定回数に達した時等の予め定められたタイミングである。
【００５２】
プロセスコントロールの実行タイミングである場合、制御部２は、先ず、黒色画像に関するプロセスコントロールのプログラムを起動し（ｓ３）、正反射型センサ３０１ａによって転写搬送ベルト２１６の表面を読み取った際の出力レベルに基づいてを正反射型センサ３０１ａの出力信号の較正を行った後（ｓ４）、黒色のトナーパッチを転写搬送ベルト２１６上に形成する（ｓ５）。制御部２は、転写搬送ベルト２１６上に形成した黒色のトナーパッチの正反射光量を正反射型センサ３０１ａによって検出し（ｓ６）、このときの正反射型センサ３０１ａのセンサ出力に基づいて画像形成条件を調整する（ｓ７）。
【００５３】
次に、制御部２は、調整後の画像形成条件で拡散反射型センサ３０１ｂのセンサ出力の較正に用いる黒色のトナーパッチを形成し（ｓ８）、このトナーパッチにおける拡散反射光量を拡散反射型センサ３０１ｂによって検出する（ｓ９）。制御部２は、このときの拡散反射型センサ３０１ｂのセンサ出力が、減法混色の３原色に対してそれぞれ予め設定された基準値に近づくように拡散反射型センサ３０１ｂの動作条件を調整する（ｓ１０）。
【００５４】
なお、ｓ９におけるセンサ出力と減法混色の３原色に対する基準値との関係付け、即ち、黒色のトナーパッチについての正反射型センサ３０１ａによる検出結果と、黒色を用いて画像形成条件が調整された後における拡散反射型センサでの検出との関係付けは、予め測定などを繰り返すことによって決定される。
【００５５】
この関係付けは、次の第１乃至第４の手順によって行われる。第１の手順である正反射センサ３０１ａの調整として、正反射型センサ３０１ａによって転写搬送ベルト２１６の素地の正反射光を検出し、このときのセンサ出力が濃度０に対応する値となるように、正反射型センサ３０１ａ内の発光素子３１１ａの電流値を制御して正反射型センサ３０１ａの発光出力を調整する。
【００５６】
第２の手順である黒色画像に対するプロセスコントロールとして、転写搬送ベルト２１６上に現像バイアス電圧及び／又は帯電グリッド電圧等の画像形成条件が段階的に異なる状態で複数個の黒色のトナーパッチを形成し、第１の手順で決定した発光出力の正反射型センサ３０１ａによってトナーパッチからの正反射光量を検出する。
【００５７】
第３の手順として、第２の手順において複数個の黒色のトナーパッチを作成した画像形成条件に基づいて、転写搬送ベルト２１６の素地からのセンサ出力に対して所定比率のセンサ出力（目標反射出力）となるトナーパッチを作成するための画像形成条件を演算により算出する。即ち、図８（Ａ）において、トナーパッチの濃度が“０”の場合（転写搬送ベルト２１６の素地）のセンサ出力Ｖ０と目標反射出力Ｖｎ（ｎ＝１，２，３）とは所定比率を持つので、目標反射出力Ｖｎを得るためのトナーパッチの濃度ＩＤｎを実現するのに必要な現像バイアス電圧ＶＢｎ及び／又は帯電グリッド電圧ＶＧｎが算出される。
【００５８】
第２の手順において複数個のトナーパッチから得られるセンサ出力は、目標反射出力Ｖｎの近似値に過ぎず、必ずしも正確な目標反射出力とはならない。しかし、その近似値となるトナーパッチの濃度と現像バイアス電圧及び／又は帯電グリッド電圧等の画像形成条件との間には相関関係があるので、目標反射出力に対応する画像形成条件を逆算して求めることができる。例えば、図８（Ｂ）のデータテーブルから目標反射出力がＶ１〜Ｖ３の何れかの近傍に出現することが予めわかっているので、これに対応する帯電グリッドＶＧ及び／又は現像バイアス電圧ＶＢを比例配分等によって求めることができる。
【００５９】
第４の手順である拡散反射型センサ３０１ｂのセンサ出力の調整として、第３の手順で決定した画像形成条件で、黒色のトナーパッチを転写搬送ベルト２１６上に形成し、拡散反射型センサ３０１ｂで拡散反射光量を検出し、目標の拡散反射出力が得られるように、拡散反射型センサ３０１ｂ内の発光素子３１１ｂの電流値を調整して拡散反射型センサ３０１ｂの発光出力を制御する。実際に拡散反射型センサ３０１ｂが検出すべき黒色のトナーパッチの拡散反射光量は非常に小さく、得られる情報量が少ない。このため、読取誤差が発生するのを防止する目的で、発光素子３１１ｂに付与する電流値をｍ倍（例えば３倍程度）に増加し、カラー画像に対するプロセスコントロールを実行する場合には、得られた電流値の（１／ｍ）倍の電流を発光素子３１１ｂに供給して拡散反射型センサ３０１ｂによる拡散反射光量の検出を行う。
【００６０】
この後、制御部２は、減法混色の３原色であるカラー画像のプロセスコントロールのプログラムを起動（ｓ１１）し、減法混色の３原色のトナーパッチを形成する（ｓ１２）。制御部２は、転写搬送ベルト２１６上に形成された減法混色の３原色のトナーパッチの拡散反射光光量を、拡散反射型センサ３０１ｂによって検出し（ｓ１３）、そのセンサ出力に基づいて減法混色の３原色の画像形成条件を調整（ｓ１４）する。
【００６１】
以上の処理によって黒色画像及びカラー画像についてのプロセスコントロールが完了すると、制御部２は、画像形成プロセスの実行命令の入力を待機する状態に戻り（ｓ１４→ｓ１）、画像形成プロセスの実行命令が入力されると画像形成プロセスを実行する（ｓ１５）。
【００６２】
上記のように、正反射型センサ３０１ａを用いた黒色のプロセスコントロールによって黒色画像の画像形成条件を調整した後、再度作成した黒色のトナーパッチの濃度を拡散反射型センサ３０１ｂを用いて検出し、この検出結果と正反射型センサ３０１ａを用いて検出した黒色のトナーパッチの濃度との関係とにより拡散反射型センサ３０１ｂの動作条件（具体的には拡散反射型センサ３０１ｂの発光素子３１１ｂの発光光量）を調整（拡散反射型センサ３０１ｂを較正）し、その後、カラーのトナーパッチを作成してその濃度を拡散型センサ３０１ｂで検出することによりカラーの画像形成条件を調整することにより、経時的に較正（校正）誤差が大きくなる拡散反射型センサ３０１ｂの較正を、較正板を用いることなく行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００６４】
（１）正反射光量を検出する第１の光学式センサを用いて第１の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定するとともに、この測定結果を無彩色に対する所定の基準値と比較して無彩色画像用の画質調整を実行し、画質調整した状態で形成した第２の無彩色トナーパターンの画像濃度を拡散反射光量を検出する第２の光学式センサを用いて測定し、この測定結果と減法混色の３原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第２の光学式センサのセンサ出力を較正することにより、拡散反射光量を検出するセンサのセンサ出力を較正するための較正板を必要とせず、像担持体の表面状態に左右されることもなく、正確に画像濃度センサのセンサ出力を較正することができ、画像形成状態を常に良好にして高画質の画像を安定して得ることができる。
【００６５】
（２）正反射光量を検出する第１の光学式センサを用いて第１の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定するとともに、この測定結果を無彩色に対する所定の基準値と比較して無彩色画像用の画質調整を実行し、画質調整した状態で形成した第２の無彩色トナーパターンの画像濃度を拡散反射光量を検出する第２の光学式センサを用いて測定し、この測定結果と減法混色の３原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第２の光学式センサの発光手段の発光量を較正することにより、拡散反射光量を検出するセンサのセンサ出力を較正するための較正板を必要とせず、像担持体の表面状態に左右されることもなく、正確に画像濃度センサを較正して画像形成状態を常に良好にして高画質の画像を安定して得ることができる。また、第２の光学式センサの発光手段の発光量を較正することにより、容易かつ正確に画像濃度センサのセンサ出力を較正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置であるディジタルカラー複写機の構成を示す正面断面の略図である。
【図２】上記ディジタルカラー複写機における画像形成部の要部の構成を示す図である。
【図３】上記ディジタルカラー複写機のトナーパッチ検出ユニットに用いられる画像濃度センサの構成を示す図である。
【図４】トナーパッチの画像濃度と画像濃度センサの出力との関係を示す図である。
【図５】カラートナーパッチ及び黒トナーパッチについて、画像濃度（トナーパッチへのトナー付着量）と正反射型画像濃度センサ及び拡散反射型センサのセンサ出力との関係を示す図である。
【図６】上記ディジタルカラー複写機の制御部のブロック図である。
【図７】上記ディジタルカラー複写機の制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】トナーパッチ濃度と拡散反射型センサのセンサ出力との関係、及び、拡散反射型センサのセンサ出力と画像形成条件との関係を示す図である。
【符号の説明】
１−ディジタルカラー複写機（画像形成装置）
２−制御部（制御手段）
２１６−転写搬送ベルト（像担持体）
３００−トナーパッチ検出ユニット
３０１ａ−正反射型センサ（第１の光学式センサ）
３０１ｂ−拡散反射型センサ（第２の光学式センサ）
【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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