(57)【要約】【課題】定着後のトナー像の光反射特性を検出する光学式センサを備える画像形成装置において、光学式センサ付近の記録材の搬送性を安定させることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー像を担持した記録材Ｓを第１及び第２の定着部材３１、３２で形成されるニップＮで挟持搬送して記録材Ｓにトナー像を定着させる定着装置３０と；記録材Ｓに形成された所定の制御用トナー像１１の定着後の光反射特性を光学式センサ４０により検出した結果に応じて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段１２０と；を有し、制御用トナー像１１を形成可能な少なくとも１つの所定の記録材Ｓに関して、記録材Ｓの搬送経路におけるニップＮと光学式センサ４０の検出位置Ｇとの距離Ｌが記録材Ｓの長さ以下となる画像形成装置１００であって、光学式センサ４０が上記所定の記録材Ｓに形成された制御用トナー像１１の光学反射特性を検出するときに、ニップＮに記録材Ｓがない構成とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持した記録材を第１及び第２の定着部材で形成されるニップで挟持搬送して記録材にトナー像を定着させる定着装置と、
記録材に形成された所定の制御用トナー像の定着後の光反射特性を光学式センサにより検出した結果に応じて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段と、
を有し、
前記制御用トナー像を形成可能な少なくとも１つの所定の記録材に関して、記録材の搬送経路における前記ニップと前記光学式センサの検出位置との距離が記録材の長さ以下となる画像形成装置であって、
前記光学式センサが前記所定の記録材に形成された前記制御用トナー像の光学反射特性を検出するときに、前記ニップに記録材がないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー像を担持した記録材を第１及び第２の定着部材で形成されるニップで挟持搬送して記録材にトナー像を定着させる定着装置と、
記録材に形成された所定の制御用トナー像の定着後の光反射特性を光学式センサにより検出した結果に応じて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段と、
を有し、
前記制御用トナー像を形成可能な少なくとも１つの所定の記録材に関して、記録材の搬送経路における前記ニップと前記光学式センサの検出位置との距離が記録材の長さ以下となる画像形成装置であって、
記録材の搬送経路における前記光学式センサの上流側に、記録材の位置を規制する規制部材を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記規制部材は、前記所定の記録材に形成された制御用トナー像の少なくとも一部の光学反射特性を前記光学式センサで検出するときに、前記ニップと当該規制部材とで共に前記所定の記録材を挟持するように配置されることを特徴とする請求項２の画像形成装置。
【請求項４】
前記規制部材は、互いに当接する第１及び第２の規制部を有し、該当接部を記録材が通過することを特徴とする請求項２又は３の画像形成装置。
【請求項５】
前記規制部材が記録材を搬送する搬送部材を兼ねることを特徴とする請求項２又は３の画像形成装置。
【請求項６】
前記搬送部材の記録材を移動させる速度は、前記定着装置の記録材を移動させる速度より低速であることを特徴とする請求項５の画像形成装置。
【請求項７】
前記搬送部材は、互いに当接して回転する第１及び第２の回転体を有し、該当接部に導入された記録材を挟持搬送することを特徴とする請求項６の画像形成装置。
【請求項８】
更に、前記搬送部材を駆動して記録材を移動させる駆動手段と、前記定着装置を駆動して記録材を移動させる駆動手段と、を有することを特徴とする請求項６又は７の画像形成装置。
【請求項９】
トナー像を担持した記録材を第１及び第２の定着部材で形成されるニップで挟持搬送して記録材にトナー像を定着させる定着装置と、
記録材に形成された所定の制御用トナー像の定着後の光反射特性を光学式センサにより検出した結果に応じて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段と、
を有し、
前記制御用トナー像を形成可能な少なくとも１つの所定の記録材に関して、記録材の搬送経路における前記ニップと前記光学式センサの検出位置との距離が記録材の長さ以下となる画像形成装置であって、
記録材の搬送経路における前記光学式センサの下流側に、記録材の位置を規制すると共に記録材を搬送する搬送部材を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記搬送部材は、前記所定の記録材に形成された制御用トナー像の少なくとも一部の光学反射特性を前記光学式センサで検出するときに、前記ニップと当該搬送部材とで共に前記所定の記録材を挟持するように配置されることを特徴とする請求項９の画像形成装置。
【請求項１１】
前記搬送部材の記録材を移動させる速度は、前記定着装置の記録材を移動させる速度より高速であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記搬送部材は、互いに当接して回転する第１及び第２の回転体を有し、該当接部に導入された記録材を挟持搬送することを特徴とする請求項９、１０又は１１の画像形成装置。
【請求項１３】
前記搬送部材を駆動して記録材の移動させる駆動手段と、前記定着装置を駆動して記録材を移動させる駆動手段を設けたことを特徴とする請求項９〜１２のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
複数種類のトナーから成るトナー像を記録材に形成可能であり、前記定着装置は、該複数種類のトナーを加熱及び加圧して溶融し、記録材に定着させることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかの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、電子写真方式或いは静電記録方式を用いて記録材に形成したトナー像を定着することにより記録画像を得るプリンタ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、電子写真方式を利用した画像形成装置は、像担持体としての電子写真感光体（以下、単に「感光体」という。）を一様に帯電させた後、画像情報に応じて露光することにより、感光体の表面に静電像を形成する。感光体上に形成した静電像は、現像手段が現像剤（トナー）によって現像剤像（トナー像）として可視化し、このトナー像を記録材に転写し、その後定着することで記録画像として出力される。
【０００３】
斯かる電子写真方式を利用した画像形成装置において、１つの感光体上に複数の現像手段にて順次に形成したトナー像、若しくは複数の感光体上にそれぞれ現像手段にて形成したトナー像を、記録材担持体上に担持された記録材に順次に転写するか、又は中間転写体上に順次に重ね合わせて転写した後記録材に一括して転写するかして、記録材に複数種類のトナー（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー）から成るトナー像を形成し、その後定着することで記録画像を出力するカラー画像形成装置がある。
【０００４】
近年、カラープリンタ、カラー複写機などの電子写真方式を採用したカラー画像形成装置には、出力画像の高画質化が求められている。特に、濃度階調特性とその安定性は、画像の品位に大きな影響を与える。
【０００５】
ところが、カラー画像形成装置は、環境の変化（温湿度変化など）や長時間の使用による装置各部の変動があると、得られる画像の濃度が変動する。特に、電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、わずかな環境変動でも濃度階調特性の変動が生じ、カラーバランスを崩す虞があるので、常に一定の濃度階調特性を保つための手段を持つ必要がある。
【０００６】
そのため、制御用トナー像（以下「パッチ」という。）として、各色のトナーで濃度検知用トナー像を中間転写体や感光体などに作成し、その未定着トナーパッチの濃度を未定着トナー用濃度検知センサ（以下、「濃度センサ」という。）で検知し、その検知結果より露光量、現像バイアスなどのプロセス条件にフィードバックをかけて画像形成条件を制御し、濃度階調制御を行う。これにより、安定した画像を得るようにしている。
【０００７】
しかし、上記の濃度センサを用いた濃度階調制御は、パッチを中間転写体や感光体などの上に形成し検知するもので、その後に行われるトナー像の記録材への転写及び定着の各工程における転写性及び定着性の変動によって生じる画像のカラーバランスの変化については制御していない。この変化には、上記の濃度センサを用いた濃度階調制御では対応できない。
【０００８】
そこで、定着後のトナー像の光反射特性を検出する光学式センサとして、記録材上のパッチの濃度或いは色度を検知するセンサ（以下「カラーセンサ」という。）を設置したカラー画像形成装置が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００９】
このカラーセンサは、例えば発光素子として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）などの発光スペクトルが異なる３種以上の光源を用いるか、又は発光素子は白色（Ｗ）を発光する光源を用いて、受光素子上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）などの分光透過率が異なる３種以上のフィルタを形成したもので構成する。これによりＲＧＢ出力などの異なる３種以上の出力が得られる。斯かるカラーセンサを用いることによって、記録材への転写性或いは定着性の変動などによって生じる画像のカラーバランスの変化などにも対応することができる。従って、このカラーセンサを使用することによって、より精度の高い濃度階調制御が実現される。
【００１０】
つまり、トナー像の記録材への転写動作及び定着動作の後に、カラーセンサを用いて記録材上のトナー像の濃度又は色度を検知して、露光量や現像バイアスなどのプロセス条件を切り替え、或いは露光により感光体上に静電潜像を形成する基となる画像信号を補正するためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）を補正して、記録材上に定着させた後のトナー像の濃度階調特性（カラーバランス）を適正に保つことが可能となる。
【００１１】
しかしながら、本発明者らは、定着後のトナー像の光反射を光学センサで検出するに当たり、以下の不具合があることを見出した。
【００１２】
フルカラー画像形成装置用の定着装置は、一般に、４色のトナーを十分に溶融して、良好な定着性及び光沢性を得るために、モノクロ画像形成装置用の定着装置に比べて高加圧力が必要である。そのため、定着装置の駆動負荷が大きくなり、記録材は、定着装置において定着部材間（２つのローラ或いはローラと周回移動するフィルムの組み合わせなど）の当接部に形成されるニップ（以下「定着ニップ」という。）で挟持搬送されるときに振動を受ける。そして、カラーセンサが定着後のトナー像の濃度（或いは色度など）を検出するときに、記録材が定着ニップにて挟持搬送されていると、記録材は定着装置からの振動を受けて、カラーセンサと記録材との距離が変動してしまう。
【００１３】
ここで、カラーセンサで記録材上のトナー像の濃度（或いは色度など）を検出する場合、カラーセンサと記録材との距離を一定に保つ必要がある。なぜならば、一般的にカラーセンサと記録材との距離が変動すると検出出力値も少なからず変動してしまうからである。つまり、カラーセンサと記録材との間の距離が不安定であると、カラーセンサの検出精度が悪化してしまい、良好な画像形成条件制御ができなくなる虞がある。
【特許文献１】特開２００３―２８７９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、定着後のトナー像の光反射特性を検出する光学式センサを備える画像形成装置において、光学式センサ付近の記録材の搬送性を安定させることのできる画像形成装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、光学式センサによる定着後のトナー像の検出精度を高め、良好な画像形成条件制御を行うことのできる画像形成装置を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、カラー画像の色安定性が向上した画像形成装置を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、装置を大型化をすることなく、上記目的を達成し得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】
【００１８】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、トナー像を担持した記録材を第１及び第２の定着部材で形成されるニップで挟持搬送して記録材にトナー像を定着させる定着装置と；記録材に形成された所定の制御用トナー像の定着後の光反射特性を光学式センサにより検出した結果に応じて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段と；を有し、前記制御用トナー像を形成可能な少なくとも１つの所定の記録材に関して、記録材の搬送経路における前記ニップと前記光学式センサの検出位置との距離が記録材の長さ以下となる画像形成装置であって、前記光学式センサが前記所定の記録材に形成された前記制御用トナー像の光学反射特性を検出するときに、前記ニップに記録材がないことを特徴とする画像形成装置である。
【００１９】
第２の本発明によると、トナー像を担持した記録材を第１及び第２の定着部材で形成されるニップで挟持搬送して記録材にトナー像を定着させる定着装置と；記録材に形成された所定の制御用トナー像の定着後の光反射特性を光学式センサにより検出した結果に応じて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段と；を有し、前記制御用トナー像を形成可能な少なくとも１つの所定の記録材に関して、記録材の搬送経路における前記ニップと前記光学式センサの検出位置との距離が記録材の長さ以下となる画像形成装置であって、記録材の搬送経路における前記光学式センサの上流側に、記録材の位置を規制する規制部材を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。第２の本発明の一実施態様によると、前記規制部材は、前記所定の記録材に形成された制御用トナー像の少なくとも一部の光学反射特性を前記光学式センサで検出するときに、前記ニップと当該規制部材とで共に前記所定の記録材を挟持するように配置される。又、第２の本発明の一実施態様によると、前記規制部材が記録材を搬送する搬送部材を兼ねる。好ましい一実施態様では、前記搬送部材の記録材を移動させる速度は、前記定着装置の記録材を移動させる速度より低速である。
【００２０】
第３の本発明によると、トナー像を担持した記録材を第１及び第２の定着部材で形成されるニップで挟持搬送して記録材にトナー像を定着させる定着装置と；記録材に形成された所定の制御用トナー像の定着後の光反射特性を光学式センサにより検出した結果に応じて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段と；を有し、前記制御用トナー像を形成可能な少なくとも１つの所定の記録材に関して、記録材の搬送経路における前記ニップと前記光学式センサの検出位置との距離が記録材の長さ以下となる画像形成装置であって、記録材の搬送経路における前記光学式センサの下流側に、記録材の位置を規制すると共に記録材を搬送する搬送部材を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。第３の本発明の一実施態様によると、前記搬送部材は、前記所定の記録材に形成された制御用トナー像の少なくとも一部の光学反射特性を前記光学式センサで検出するときに、前記ニップと当該搬送部材とで共に前記所定の記録材を挟持するように配置される。又、第３の本発明の一実施態様によると、前記搬送部材の記録材を移動させる速度は、前記定着装置の記録材を移動させる速度より高速である。
【００２１】
上記各本発明は、複数種類のトナーから成るトナー像を記録材に形成可能な画像形成装置に好適に適用し得るものであり、前記定着装置は、該複数種類のトナーを加熱及び加圧して溶融し、記録材に定着させるものであってよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、定着後のトナー像の光反射特性を検出する光学式センサを備える画像形成装置において、光学式センサ付近の記録材の搬送性を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２４】
実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成及び動作について説明する。本実施例において、本発明は、電子写真方式のカラー画像形成装置において具現化される。
【００２５】
図１は、本実施例の画像形成装置１００の全体構成を示す。画像形成装置１００は、画像形成装置本体（以下「装置本体」という。）に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ、或いは原稿画像情報を光学的に読み取り電気信号に変換する原稿読み取り装置などの外部機器からの画像情報信号に従って、記録材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート、布などに電子写真方式を用いての４色フルカラー画像の形成が可能なカラーレーザビームプリンタである。
【００２６】
画像形成装置１００は、図示のように、像形成手段として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する４つのステーションＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを中間転写体８０の進行方向に沿って並置したタンデム方式を採用している。又、画像形成装置１００は、図１に示す画像形成部１０１と、画像処理部１２０（図６）とを有する。画像形成部１０１においては、画像処理部が変換した露光時間に基づいて点灯する露光光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を記録材へ転写し、その記録材上の多色トナー像を定着させるようになっている。
【００２７】
本実施例では、画像形成装置１００が備える４つのステーションＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの構成及び動作は、形成するトナー像の色が異なることを除けば実質的に同一とされるので、以下、特に区別を要しない場合は、何れかのステーションに属する要素であることを表すように図中符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。又、本明細書において、画像形成装置１００の説明で上流、下流とは、別に特段の記載の無い限り、記録材Ｓの搬送経路（以下「記録材搬送経路」という。）における上流、下流を意味する。
【００２８】
ステーションＰは、像担持体としての円筒状の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）２２を回転可能に有している。そして、この感光ドラム２２の外周に沿って、一次帯電手段２３、露光手段２４、現像手段２６、現像剤補給容器（トナーカートリッジ）２５が設けられている。又、中間転写体８０を介して感光ドラム２２と対向するように一次転写手段２７が設けられている。
【００２９】
本実施例では、感光ドラム２２は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、駆動モータ（図示せず）の駆動力が伝達されて回転する。この駆動モータは感光ドラム２２を画像形成動作に応じて図中反時計周り方向に回転させる。
【００３０】
又、本実施例では、一次帯電手段として、注入帯電器２３を備えている。この注入帯電器２３は、帯電スリーブ２３Ｓを回転可能に有し、この帯電スリーブ２３Ｓの表面には、感光ドラム２２の表面に接触する磁気ブラシが形成される。帯電工程時には、帯電スリーブ２３Ｓは回転すると共に所定の電圧（帯電バイアス）が印加され、感光ドラム２２の表面を電荷注入帯電によりほぼ一様に所定の電位に帯電させる。
【００３１】
こうして、一様に帯電された感光ドラム２２の表面を、露光手段としてのスキャナ部（レーザスキャナ）２４から送られる露光光によって選択的に露光することにより、感光ドラム２２上に静電潜像を形成する。
【００３２】
感光ドラム２２に形成された静電潜像は、現像手段としての、乾式現像剤粒子（トナー）を用いる現像器２６によってトナー像として可視化される。現像器２６には、現像剤担持体としての現像スリーブ２６Ｓが設けられており、トナーは現像スリーブ２６Ｓによって感光ドラム２２との対向部（現像部）に搬送される。現像工程時には、現像スリーブ２６Ｓは回転すると共に所定の電圧（現像バイアス）が印加される。そして、現像スリーブ２６Ｓと感光ドラム２２との間に形成される電界によって、現像部に搬送されたトナーが、感光ドラム２２上に形成された静電潜像に応じて感光ドラム２２に転移する。これにより、感光ドラム２２上にトナー像が形成される。現像器２６には、現像剤補給容器（トナーカートリッジ）２５が連結されており、使用した量に応じてトナーが補給されるようになっている。又、各ステーションＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫに設けられた各々の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは装置本体に対して脱着可能に取り付けられている。
【００３３】
こうして感光ドラム２２上に形成されたトナー像は、感光ドラム２２と中間転写体８０との当接部（一次転写部）Ｔ１において、一次転写手段としての一次転写ローラ２７の作用によって中間転写体８０に転写される。
【００３４】
中間転写体８０は、感光ドラム２２に接触しており、画像形成時には図示時計周り方向に周回移動（回転）する。本実施例では、中間転写体８０は無端ベルト状の中間転写ベルトであり、複数のローラ、ここでは駆動ローラ８１、テンションローラ８２、二次転写対向ローラ８３に掛け回されて周回移動する。
【００３５】
例えば、４色フルカラー画像の形成時には、中間転写体８０は、各ステーションＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの各々の感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの回転に伴って周回移動し、各感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ上にそれぞれ形成された単色トナー像が順次にその上に転写（一次転写）される。その後、二次転写部Ｔ２にて中間転写体８０に二次転写手段としての二次転写ローラ２８が接触して、記録材Ｓを狭持搬送し、記録材Ｓに中間転写体８０上の多色トナー像が転写（二次転写）される。二次転写ローラ２８は、記録材Ｓ上に多色トナー像を転写している間、図中２８ａで示す位置で記録材Ｓに当接し、印字処理後は図中２８ｂで示す位置に離間する。
【００３６】
記録材Ｓは、二次転写工程に先立って、給紙部としてのカセット２１ａ或いは手差しトレイ２１ｂから、中間転写体８０上へのトナー像の形成と同期が取られて二次転写部Ｔ２へと搬送されてくる。
【００３７】
多色トナー像が二次転写された記録材Ｓは、中間転写体８０から分離されて、定着装置３０へと搬送される。
【００３８】
定着装置３０は、記録材Ｓを搬送しながら、記録材Ｓ上に転写された多色トナー像を溶融混合して定着させる。本実施例では、定着装置３０は、第１の定着部材としての定着ローラ３１と、第２の定着部材としての加圧ローラ３２とを有し、これら定着ローラ３１と加圧ローラ３２とで形成する定着ニップ部Ｎにて、記録材Ｓを挟持搬送して加熱及び加圧する。
【００３９】
定着ローラ３１と加圧ローラ３２は中空状に形成され、内部にそれぞれ加熱手段としてハロゲンヒータなどのヒータ３３、３４が内蔵されている。即ち、トナー像を保持した記録材Ｓは定着ローラ３１と加圧ローラ３２により搬送されると共に、熱及び圧力を加えられ、トナーが表面に定着される。
【００４０】
前述のように、多色トナー像を定着するカラー用定着装置では、多色トナー像を十分に溶融して、フルカラー画像として良好な光沢度、定着性を得るために、従来のモノクロ用定着装置に比べ、高加圧力が必要である。本実施例での定着装置３０は、６０ｋｇｆ（≒５８８Ｎ）の加圧力としている。
【００４１】
又、定着装置３０の記録材を移動させる速度（以下、「記録材搬送速度」と呼ぶ。）は、定着装置３０よりも上流にある中間転写体８０と同速とするか、又は定着装置３０の記録材搬送速度を中間転写体８０の記録材搬送速度より０．５〜１．０％減の速度でも良い。このようにすることで、中間転写体８０と定着装置３０との間での記録材Ｓの搬送性を安定させることができる。本実施例では、中間転写体８０の記録材搬送速度を１２１ｍｍ／ｓｅｃ、定着装置３０の記録材搬送速度を１２０ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００４２】
上記定着装置３０によってトナー像を定着した後の記録材Ｓは、次いで、定着排出ローラ３５ａ、３５ｂによって定着装置３０より排出される。定着排出ローラ３５ａ、３５ｂは、定着直後のトナー像に接触するので、その部分の光沢が他の部分に比べて変わり、画像不良として現れないように、接触圧を非常に軽圧にしている。
【００４３】
一方、二次転写後に中間転写体８０上に残ったトナーは、クリーニング部材として中間転写体８０に当接配置されたクリーニングブレードなどを有する中間転写体クリーニング手段２９によってクリーニングする。これにより、中間転写体８０上に形成された４色のトナー像を記録材Ｓに転写した後の廃トナーは、クリーナ容器（図示せず）に蓄えられる。尚、本実施例の画像形成装置１００では、一次転写後に感光ドラム２２上に残ったトナー像は、注入帯電器に一旦回収された後感光ドラム２２上に吐き出されて現像器２６に回収するクリーナレス機構とされている。勿論、従来一般に用いられているクリーニング部材としての感光ドラム２２に当接配置されるクリーニングブレードなどを有する感光体クリーニング手段を設けてもよい。
【００４４】
カラーセンサ４０は、定着装置３０より下流の記録材搬送経路において、記録材Ｓの画像形成面へ向けて配置されており、記録材Ｓ上に形成された定着後のトナー像の濃度（画像濃度）値を検出する。
【００４５】
尚、本実施例の画像形成装置１００は、記録材Ｓの排紙経路として、図１中点線で示すフェイスダウン排紙パスＡと、図１中一点鎖線で示すフェイスアップ排紙パスBを有する。後述カラーセンサ４０を使用した濃度階調制御を実行する際は、フェイスダウン排紙パスＡを使用する。
【００４６】
フェイスダウン排紙パスＡにおいて、定着装置３０から排出されてくる記録材Ｓは、搬送ローラ７１ａ、７１ｂにより、カラーセンサ４０に搬送される。搬送ローラ７１ａ、７１ｂは、定着直後のトナー像に接触するので、その部分の光沢が他の部分に比べて変わって、画像不良として現れてしまわないように、接触圧を非常に軽圧にしている。
【００４７】
次いで、記録材Ｓはカラーセンサ４０を通過後、搬送ローラ７２ａ、７２ｂ、及び７３ａ、７３ｂにより、記録材排出部たるフェイスダウン排紙トレイ８１上に排出され、画像形成動作が終了する。
【００４８】
［カラーセンサ］
次に、本実施例にて用いたカラーセンサについて更に詳しく説明する。
【００４９】
図２Ａにカラーセンサ４０の構成の一例を示す。本実施例では、カラーセンサ４０は、発光素子としての白色ＬＥＤ（以下、単に「発光素子」という。）４１と、受光素子としてのＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ（以下、単に「受光素子」という。）４２とを有して構成される。発光素子４１からの光（検知光）を、定着後のパッチ１１が形成された記録材Ｓに対して斜め４５度より入射させ、０度方向への受光素子４２により検知する。図２Ｂに示すように、受光素子４２の受光部は、ＲＧＢが独立した画素４２ａとなっている。
【００５０】
尚、受光素子４２が備える電荷蓄積型センサは、フォトダイオードでも良い。又、ＲＧＢの３画素のセットが、数セット並んでいるものでも良い。又、入射角が０度で、反射角が４５度の構成でも良い。更には、ＲＧＢ３色を発光するＬＥＤとフィルタ無しセンサにより構成しても良い。
【００５１】
［画像形成条件制御］
次に、本実施例における画像形成条件制御について図３のフローチャートを参照して説明する。
【００５２】
本実施例では、定着後のトナー像の光反射特性を検出して行う画像形成条件制御として、画像の濃度階調制御を行う。尚、本実施例の濃度階調制御は、カラーセンサ４０を使用して階調補正デーブル（ＬＵＴ）を求め、画像情報信号を補正する画像階調補正制御（以下「階調補正制御」という。）である。又、この階調補正制御は、本実施例では、濃度階調特性の変動が想定される、装置本体の電源ＯＮ時、及び現像装置２６、感光ドラム２２の交換時に実施される。又、操作者が所望した場合に、装置本体或いは装置本体に通信可能に接続された外部機器が備える入力手段を介した操作者の手動操作によっても実施し得るものとする。
【００５３】
（ＳＴＥＰ１）
先ず、記録材Ｓ上に複数のパッチ１１からなるパッチパターン１０を形成する。図４は、記録材Ｓ上（本例では、２９７ｍｍ×４２０ｍｍのＡ３サイズ縦送り：記録材１１の長手方向に沿って搬送）に形成される本実施例のパッチパターン１０を示している。即ち、本例では、カラーセンサ４０の配置されている部分に８ｍｍ角のパッチ１１が１０ｍｍ間隔（パッチ間は２ｍｍ）で、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ毎に画像印字率（濃度階調度）を８段階に変化させて（各色８パッチずつ）、合計３２個形成される。又、本例では、パッチ１１が形成される領域（以下「パッチ形成領域」という。）Ｈ、即ち、記録材Ｓの搬送方向において先頭のパッチ１１（Ｙ１パッチ）の先端から、最後のパッチ１１（Ｋ８パッチ）の後端までの長さＨは３１８ｍｍである。又、記録材Ｓの搬送方向においてパッチ形成領域Ｈの前には先端余白Ｆ（８７ｍｍ）、後ろには後端余白Ｒ（１５ｍｍ）が設けられている。即ち、パッチの印字開始位置は、記録材Ｓ上の先端８７ｍｍからである。各パッチ１１と印字率（階調度）との対応は、
Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１＝１２．５％
Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２，Ｋ２＝２５％
Ｙ３，Ｍ３，Ｃ３，Ｋ３＝３７．５％
Ｙ４，Ｍ４，Ｃ４，Ｋ４＝５０％
Ｙ５，Ｍ５，Ｃ５，Ｋ５＝６２．５％
Ｙ６，Ｍ６，Ｃ６，Ｋ６＝７５％
Ｙ７，Ｍ７，Ｃ７，Ｋ７＝８７．５％
Ｙ８，Ｍ８，Ｃ８，Ｋ８＝１００％
に設定されている。
【００５４】
（ＳＴＥＰ２）
次に、記録材に定着されたパッチ１１の濃度をカラーセンサ４０によって検出する。尚、カラーセンサ４０の検知信号を濃度に変換する方法は、公知の検知信号対濃度の変換テーブル（濃度変換テーブル）を用いる方式である。この変換テーブルは、後述する画像処理部１２０の記憶手段１２２に記憶されている。
【００５５】
（ＳＴＥＰ３）
次いで、階調補正制御を実施する。以下、図５を参照して階調補正制御について更に説明する。尚、ここでは、シアン色の階調補正についてのみ説明するが、マゼンタ、イエロー、ブラックに関しても同様の方法で補正が行われる。
【００５６】
図５中、横軸は画像データを表している。又、縦軸（左側）は、カラーセンサ４０の濃度検出値を表している。そして、図中○印は、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８の各パッチ１１に対するカラーセンサの出力濃度値を表している。
【００５７】
直線Ｔは、画像濃度制御の目標濃度階調特性を表す。これに限定されるものではないが、本実施例では、画像データと濃度の関係が比例関係になるように目標濃度階調特性Ｔを定めた。又、曲線γは、階調補正制御を実施していない状態での濃度階調特性を表す。尚、パッチ１１を形成していない階調の濃度については、原点及びＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８の各点を通るように公知のスプライン補間を行い算出される。
【００５８】
曲線Ｄは、本制御で算出される階調補正テーブルを表しており、補正前の濃度階調特性γの目標濃度階調特性Ｔに対する対称ポイントを求めることにより算出される。図５の縦軸（右側）は、階調補正後の画像データ（％）を示す。
【００５９】
尚、曲線Ｄ、即ち、階調補正テーブルＤの計算は、装置本体の画像処理部１２０が備える画像処理制御手段たるＣＰＵ１２１（後述）で実行され、更に、算出された階調補正テーブルＤは、同画像処理部１２０が備える記憶手段（本実施例では不揮発性メモリを使用した。）１２２（後述）に記憶される。
【００６０】
更に説明すると、図６は、本実施例の画像形成装置１００における画像形成条件制御（階調補正制御）の制御態様を示す概略制御ブロック図である。画像形成装置１００は、画像形成部１０１と、画像処理部１２０とを有する。
【００６１】
画像処理部１２０は画像処理制御手段としてのＣＰＵ１２１と、記憶手段１２２とを有する。記憶手段１２２としては利用可能なものを特に制限なく用いることができるが、電子的なメモリが好ましい（本実施例では不揮発性メモリを用いた。以下、「メモリ」という。）。画像処理部１２０は、装置本体に対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ、原稿読み取り装置などの外部機器からの画像信号を受信すると共に、メモリ１２２に記憶されたプログラム、データに従って、画像形成部１０１の画像形成制御部１１０に画像形成に係る信号を送信する。又、上記階調補正テーブルＤは、画像処理部１２０のメモリ１２２に記憶される。そして、この階調補正テーブルＤは、画像処理部１２０が受信した画像信号をレーザ露光により感光ドラム２２上に静電潜像を形成する基となる画像信号を補正するために用いられる。
【００６２】
画像形成部１０１は、画像形成装置１００の各部を制御する画像形成制御部１１０を有する。画像形成制御部１１０は、画像形成制御手段としてのコントローラ１１１と記憶手段１１２とを有する。記憶手段１２２としては利用可能なものを特に制限なく用いることができるが、電子的なメモリが好ましい（本実施例では不揮発性メモリを用いた。以下、「メモリ」という。）。コントローラ１１１は、メモリ１１２に記憶されたプログラム、データに従って、一次帯電手段２３、スキャナ部２４、現像手段２６、一次転写手段２７、二次転写手段２８、定着装置３０、カラーセンサ４０などを制御する。カラーセンサ４０の検出信号は、画像形成制御部１１０へ入力されると共に、画像形成制御部１１０を介して画像処理部１２０へ入力され、画像信号の補正に使用する階調補正テーブルＤを調整するための情報として用いられる。又、コントローラ１１１は、感光ドラム２２、中間転写体８０、定着装置３０の定着ローラ３１及び加圧ローラ３２、及び定着排出ローラ３５ａ、３５ｂ、搬送ローラ７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂ、７３ａ、７３ｂなどを駆動する駆動装置としての駆動モータ（図示せず）を制御する。
【００６３】
図３を再度参照して、階調補正制御を実施するに当たり、画像形成制御部１１０のコントローラ１１１は、階調補正制御をすべきコマンドを受信すると、記録材Ｓに上述のパッチパターン１０を形成させ、これを定着させて、フェイスダウン排紙パスＡへと搬送させる（ＳＴＥＰ１）。そして、画像形成制御部１１０のコントローラ１１１は、記録材Ｓ上の各パッチ１１をカラーセンサ４０により検出して受信した検出信号を、画像処理部１２０のＣＰＵ１２１へ送る（ＳＴＥＰ２）。そして、画像処理部１２０のＣＰＵ１２１が、カラーセンサ４０から画像形成制御部１１０を介して受信した検知結果に基づいて階調補正テーブルＤを調整（算出）し、画像処理部１２０のメモリ１２２に記憶させる（ＳＴＥＰ３）。
【００６４】
このように、本実施例では、画像処理制御手段たるＣＰＵ１２１が、画像形成条件制御手段の機能を有する。
【００６５】
通常の出力画像（プリント画像）の形成時は、画像データを階調補正テーブルＤで補正することにより、目標濃度階調特性を得ることができる。斯かる画像データの補正方法自体は公知であり、又本発明においては任意の方法を採用し得るので詳しい説明は省略するが、一例として、概略、次のような方法で行うことができる。画像処理部１２０のメモリ１２２に、上記階調補正テーブルＤの他、カラーマッチングテーブル、色分解テーブル、ＰＷＭテーブルの各補正テーブルを記憶させる。そして、予め用意されているカラーマッチングテーブルにより、外部機器から送られてくる画像の色を表すＲＧＢ信号を所定の補正係数を用いた演算により補正し、画像形成装置１００の色再現域に合わせたデバイスＲＧＢ信号（以下「ＤｅｖＲＧＢ」という。）に変換する。又、予め用意されている色分解テーブルにより、ＤｅｖＲＧＢ信号を所定の補正係数を用いた演算により補正し、画像形成装置１００のトナー色材色であるＣＭＹＫ信号に変換する。更に、各々の画像形成装置に固有の濃度−階調特性を補正する階調補正テーブルＤにより、ＣＭＹＫ信号を所定のテーブルを用いて演算することにより、濃度−階調特性の補正を加えたＣ'Ｍ'Ｙ'Ｋ'信号へ変換する。そして、ＰＷＭ（パルス幅変調：Pulse Width Modulation）テーブルにより、Ｃ'Ｍ'Ｙ'Ｋ'信号を所定の補正係数を用いた演算により補正し、Ｃ'Ｍ'Ｙ'Ｋ'信号に対応する各ステーションＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのスキャナ部２７の露光時間へ変換する。このようにして、外部機器から入力された画像信号をスキャナ部２７におけるレーザ露光時間に変換することができる。
【００６６】
［カラーセンサの検出位置での記録材の搬送性］
次に、図７及び図８を参照して、本実施例において最も特徴的な、カラーセンサ４０の検出位置Ｇの近傍での記録材Ｓの搬送態様について説明する。
【００６７】
前述のように、カラーセンサ４０と記録材Ｓとの間の距離が不安定であると、カラーセンサ４０の検出精度が悪化してしまい、良好な画像形成条件制御（本実施例では階調補正制御）ができなくなる虞がある。
【００６８】
ここで、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの距離を記録材Ｓの長さ以上にすれば、カラーセンサ４０によるパッチ１１の検出時に記録材Ｓは定着ニップＮから排出される。つまり、カラーセンサ４０によるパッチ１１の検出時に記録材Ｓが定着ローラ３１と加圧ローラ３２とで挟持搬送されていないことになるので、カラーセンサ４０と記録材Ｓとの距離が定着装置３０の影響を受けることはない。
【００６９】
しかし、上記のように記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの距離を記録材Ｓの長さより長くするために、カラーセンサ４０をより下流に設けようとすると、記録材搬送経路が長くなることなど、画像形成装置１００の大型化に繋がる。
【００７０】
そこで、画像形成装置１００の小型化を図るためにカラーセンサ４０をより定着装置３０に近づけようとすると、パッチ１１を形成可能な記録材Ｓのサイズのいずれか又は全てに関し、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの間の距離が記録材Ｓの長さ以下となる場合が生じる。
【００７１】
そこで、本実施例では、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの間の距離が記録材Ｓの長さ以下となる記録材Ｓにパッチ１１を形成し、これをカラーセンサ４０で検出する場合においても、カラーセンサ４０がパッチ１１を検出するときに記録材Ｓが定着ニップＮにない、即ち、記録材Ｓが定着ニップＮから排出されており、記録材Ｓが定着ローラ３１と加圧ローラ３２とで挟持搬送されていない構成とする。
【００７２】
更に説明すると、図７は記録材Ｓが定着ニップＮで挟持搬送されているときの記録材Ｓの搬送状態を示す。又、図８は記録材Ｓが定着ニップＮから排出されたときの記録材Ｓの搬送状態を示す。
【００７３】
図中Ｈは、記録材Ｓ上のパッチ形成領域を表す。又、図中Ｌ（点線）は、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇから定着ニップＮの下流側までの距離を表す。
【００７４】
図４をも参照して、本実施例の画像形成装置１００では、パッチ１１を形成して階調補正制御に使用する記録材Ｓのサイズ（種類）は変更可能である。本実施例では、パッチ１１を形成可能な記録材Ｓの最大値はＡ３サイズ（縦送り）である。そして、本実施例の画像形成装置１００では、画像形成装置１００の小型化を図るために、定着装置３０より下流の記録材搬送経路（フェイスダウン排紙パスＡ）の構成によって、少なくともＡ３サイズ（縦送り）の場合には、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの間の距離が記録材Ｓの長さＸ以下となる。即ち、カラーセンサ４０の検出位置Ｇから定着ニップＮの下流側までの距離Ｌは、本実施例では、Ａ３サイズ（２９７ｍｍ×４２０ｍｍの縦送り）に対応する、Ｌ＜４２０ｍｍとなっている。
【００７５】
一方、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇから定着ニップＮの下流側までの距離Ｌの下限値は、記録材Ｓが定着ニップＮから排出された後にＹ１パッチを検出位置Ｇに到達させるために、記録材Ｓのサイズ、パッチ１１の大きさにより変わる。
【００７６】
例えば、Ａ３サイズ縦送りで、図４に示したパッチパターン１０を使用した場合、パッチ形成領域Ｈ（３１８ｍｍ）と記録材Ｓの後端余白（１５ｍｍ）から、３３３ｍｍ＜Ｌとなる。即ち、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇから定着ニップＮの下流側までの距離Ｌは、記録材Ｓの搬送方向における先頭のパッチ１１（Ｙ１パッチ）の先端から記録材Ｓの後端までの長さＩ（３３３ｍｍ）より長くする。ここでは、距離Ｌを３５０ｍｍとした。
【００７７】
上記距離Ｌ＞長さＩなる関係を満足するために、カラーセンサ４０の配置を設定するのみならず、記録材Ｓ上に形成するパッチ１１の配置、大きさなどを設定することができる。
【００７８】
図７に示すように、記録材Ｓが定着装置３０の定着ニップＮで挟持搬送されているときには、記録材Ｓは定着装置３０からの振動を受け、記録材Ｓとカラーセンサ４０との距離が不安定になってしまう。
【００７９】
しかし、本実施例では、距離Ｌと長さＩとを上記の如く設定したので、カラーセンサ４０がパッチ１１を検出するとき、記録材Ｓが定着ニップＮにない、即ち、記録材Ｓが定着ニップＮから排出されており、記録材Ｓが定着ローラ３１と加圧ローラ３２とで挟持搬送されていない。従って、記録材Ｓは定着装置３０からの影響を受けないので、図８に示すように、カラーセンサ４０によるパッチ１１の検出時には、カラーセンサ４０の検出位置Ｇにおいて記録材Ｓの搬送性は安定する。このように、上記構成により、記録材Ｓとカラーセンサ４０との距離を安定させて、カラーセンサ４０によるパッチ１１の検出精度を高めて、良好な画像形成条件制御（本実施例では階調補正制御）を行うことができる。
【００８０】
以上、本実施例によれば、記録材Ｓ上に形成された定着後の制御用トナー像１１の光反射特性を光学式センサ４０により検出して、その検出結果に応じて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段１２１を有し、制御用トナー像１１を形成可能な少なくとも１つの所定の記録材Ｓに関して記録材搬送経路における光学式センサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの距離Ｌが当該所定の記録材Ｓの長さ以下となる画像形成装置１００は、光学式センサ４０が当該所定の記録材Ｓに形成された制御用トナー像１１の光反射特性を検出するときに、定着ニップＮ当該所定の記録材Ｓがない構成とする。
【００８１】
これにより、光学式センサ４０付近の記録材Ｓの搬送性を安定させることができる。そして、光学式センサ１１による定着後の制御用トナー像１１の検出精度を高め、良好な画像形成条件制御を行うことができる。その結果、カラー画像の色安定性を向上することができる。又、本実施例によれば、画像形成装置１００を大型化することなく、これらの効果を達成し得る。つまり、制御用トナー像１１の光反射特性検知の安定化と画像形成装置の小型化とを両立することができる。
【００８２】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置の全体構成、及び画像濃度制御の方法自体は、実施例１で説明したものと実質的に同一であり、カラーセンサと記録材の距離を安定させるための規制部材をカラーセンサの上流側に配置したことが異なる。従って、ここでは、実施例１の画像形成装置１００と同一若しくは相当する構成、機能を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００８３】
以下、図９を参照して、本実施例において最も特徴的な、カラーセンサ４０の検出位置Ｇの近傍での記録材Ｓの搬送態様について説明する。
【００８４】
本実施例では、実施例１と同様に、パッチ１１を形成可能な記録材Ｓのサイズのいずれか又は全てに関し、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの間の距離が記録材Ｓの長さ以下となる。
【００８５】
そこで、本実施例では、カラーセンサ４０の上流側に、記録材Ｓの位置を規制する（安定させる）規制部材５０を配置する。
【００８６】
この規制部材５０の位置は、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの間の距離が記録材Ｓの長さ以下となる記録材Ｓにパッチ１１を形成してこれをカラーセンサ４０で検出する場合において、カラーセンサ４０がパッチ１１の少なくとも一部（通常、記録材Ｓの先端側の一部）を検出するときに、定着ニップＮと当該規制部材５０とで共に記録材Ｓを挟持し得る位置である。特に、本実施例は、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇから定着ニップＮの下流側までの距離Ｌが、記録材Ｓの搬送方向における先頭のパッチ１１（Ｙ１パッチ）の先端から記録材Ｓの後端までの長さＩより短くなる場合に有効である。但し、検出位置Ｇでの記録材Ｓの安定性の観点から、好ましくはカラーセンサ４０の上流に５ｍｍ〜５０ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ〜３０ｍｍに設けることで、好結果が得られる。
【００８７】
更に説明すると、図９は、記録材Ｓと、カラーセンサ４０、定着ニップＮ及び規制部材５０との位置関係を示す。規制部材５０は、第１の規制部として記録材表面規制部材（以下「表面規制部材」という。）５１と、第２の規制部としての記録材裏面規制部材（以下「裏面規制部材」という。）５２とを有し、定着装置３０の下流、且つ、カラーセンサ４０の上流側（本実施例では、フェイスダウン排紙パスＡ内）に配置されている。
【００８８】
規制部材５０は、図９に示すように記録材Ｓが定着ニップＮで挟持搬送されていても、記録材Ｓをカラーセンサ４０の直前で規制して安定させる。表面規制部材５１及び裏面規制部材５２は共に、好ましくは、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＣ＋ＡＢＳ（ポリカーボネイト＋アクリルロニトリル  ブタジエン  スチレン共重合体、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの摺動性の高い樹脂材（摺動部材）で形成する。
【００８９】
そして、好ましくは、表面規制部材５１と裏面規制部材５２とは当接させる。その当接圧は０〜１０ｇｆ（≒０〜０．０９８Ｎ）が好ましく、より好ましくは、３〜５ｇｆ（≒０．０２９４Ｎ〜０．０４９Ｎ）とする。本実施例では５ｇｆ（≒０．０４９Ｎ）とした。当接圧が１０ｇｆ（０．０９８Ｎ）より大きいと、図１０に示すように搬送の負荷となり、記録材Ｓが規制部材５０の上流側で弛んで、ループ量が大きくなり過ぎる。これにより、記録材Ｓが搬送路（搬送ガイド）７０ａなどに接触し、光沢ムラ、傷などの画像不良を発生させることがある。又、当接圧が０ｇより小さい、即ち、表面規制部材５１と裏面規制部材５２が当接していないと、図１１に示すように記録材Ｓが定着ニップＮに挟持搬送されているとき、記録材Ｓとカラーセンサ４０の距離が不安定になることがある。
【００９０】
尚、本実施例では、表面規制部材５１と裏面規制部材５２は常に接触させているが、カラーセンサ４０で記録材Ｓ上のトナー濃度を検出するときにだけ当接させても良い。この場合、画像形成制御部１１０のコントローラ１１１がメモリ１１２に記憶されたプログラム、データに従って、表面規制部材５１と裏面規制部材５２とを当接／離間させる駆動手段（図示せず）の駆動を制御する。そして、所定のタイミングでこれら表面規制部材５１と裏面規制部材５２とを当接させればよい。この所定のタイミングは、少なくとも記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの間の距離が記録材Ｓの長さ以下となる記録材Ｓにパッチ１１を形成してこれをカラーセンサ４０で検出するとき（特に、そのとき記録材Ｓが定着ニップＮにある間）を含む。
【００９１】
以上、本実施例によれば、記録材Ｓ上に形成された定着後の制御用トナー像１１の光反射特性を光学式センサ４０により検出して、その検出結果に応じて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段１２１を有し、制御用トナー像１１を形成可能な少なくとも１つの所定の記録材Ｓに関して記録材搬送経路における光学式センサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの距離Ｌが当該所定の記録材Ｓの長さ以下となる画像形成装置１００は、光学式センサ４０の上流側に記録材Ｓの位置を安定させる規制部材４０が配置された構成とする。そして、この規制部材４０は、前記所定の記録材Ｓに形成された制御用トナー像１１の少なくとも一部の光反射特性を光学式センサ４０で検出するときに、定着ニップＮと当該規制部材４０とで共に前記所定の記録材Ｓを挟持するように配置する。
【００９２】
これにより、実施例１と同様の効果が得られると共に、記録材搬送経路における光学式センサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの間の距離が記録材Ｓの長さ以下となる記録材Ｓに制御用トナー像１１を形成してこれを光学式センサ４０で検出する場合にも、距離Ｌは長さＩより短くてよく、光学式センサ４０の配置自由度が増す。例えば、光学式センサ４０を実施例１と比較して更に上流に配置して、定着装置３０より下流の記録材搬送経路（フェイスダウン排紙パスＡ）を短くするなどして、画像形成装置１００を更に小型化することができる。又、記録材Ｓに形成する制御用トナー像１１の配置、大きさの自由度も向上する。
【００９３】
実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置の全体構成、及び画像濃度制御の方法自体は、実施例１及び実施例２で説明したものと実質的に同一であり、実施例２における規制部材５０に替えて、カラーセンサと記録材の距離を安定させるための搬送部材をカラーセンサの上流側に配置することが異なる。従って、ここでは、実施例１の画像形成装置１００と同一若しくは相当する構成、機能を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００９４】
以下、図１２及び図１３を参照して、本実施例において最も特徴的な、カラーセンサ４０の検出位置Ｇの近傍での記録材Ｓの搬送態様について説明する。
【００９５】
本実施例では、カラーセンサ４０の上流側に、記録材Ｓの搬送性を安定させる搬送部材６０を配置する。
【００９６】
この搬送部材６０の位置は、実施例２における規制部材５０と同様、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの間の距離が記録材Ｓの長さ以下となる記録材Ｓにパッチ１１を形成してこれをカラーセンサ４０で検出する場合において、カラーセンサ４０がパッチ１１の少なくとも一部（通常、記録材Ｓの先端側の一部）を検出するときに、定着ニップＮと当該搬送部材６０とで共に記録材Ｓを挟持する位置である。その他、搬送部材６０の配置設定は、実施例２の規制部材５０の場合に準じる。
【００９７】
尚、この搬送部材６０が、実施例２にて説明した記録材Ｓの位置を規制する規制部材５０の機能をも兼ねていることは容易に理解されよう。
【００９８】
そして、好ましくは、搬送部材６０の記録材搬送速度は、定着装置３０の記録材搬送速度より低速とする。
【００９９】
更に説明すると、図１２は、記録材Ｓと、カラーセンサ４０、定着ニップＮ及び搬送部材６０との位置関係を示す。搬送部材６０は、第１の搬送部としての回転体（第１の回転体）である記録材表面搬送ローラ（以下「表面搬送ローラ」という。）６１と、第２の搬送部としての回転体（第２の回転体）である記録材裏面搬送ローラ（以下「裏面搬送ローラ」という。）６２とを有し、定着装置３０の下流、且つ、カラーセンサ４０の上流側（本実施例では、フェイスダウン排紙パスＡ内）に配置されている。表面搬送ローラ６１と裏面搬送ローラ６２は、互いに当接して回転することで、その当接部に導入された記録材Ｓを挟持して搬送する。
【０１００】
ここで、上述のように、好ましくは、搬送部材６０の記録材搬送速度は、定着装置３０の記録材搬送速度より低速とする。本実施例では、搬送部材６０は記録材搬送速度１１９ｍｍ／ｓｅｃで矢印方向に回転する。定着装置３０の記録材搬送速度は、前述の通り１２０ｍｍ／ｓｅｃである。定着装置３０の記録材搬送速度に対し搬送部材６０の記録材搬送速度を低速にしているのは、図１２に示すように記録材Ｓをカラーセンサ４０の直前で規制して安定させるためである。
【０１０１】
本発明者らの検討によれば、搬送部材６０の良好な記録材搬送性を得るためには、搬送部材６０の記録材搬送速度を定着装置３０の記録材搬送速度の０．５〜１．０％減の速度にすることが好ましく、より好ましくは、０．６〜０．８％減である。０．５％減未満だと（即ち、０．５％減の速度より高速であると）、速度差が小さ過ぎて、図１４に示すように記録材Ｓを引っ張って搬送してしまい、ループ量がなくなる。これにより、記録材Ｓを定着排紙ローラ３５ａ及び排紙ローラ７１ａなどに摺擦して、光沢ムラ、傷などの画像不良を発生させてしまうことがある。又、１．０％減より大きいと（即ち、１．０％減の速度より低速であると）、速度差が大き過ぎて、図１５に示すように記録材Ｓが搬送部材６０の上流側で弛んで、ループ量が大き過ぎてしまう。このため、記録材Ｓが搬送路（搬送ガイド）７０ａなどに接触し光沢ムラ、傷などの画像不良を発生させることがある。
【０１０２】
図１３は、本実施例における搬送部材６０と定着装置３０の記録材搬送速度制御のブロック図である。本実施例では、定着装置３０と搬送部材６０とは、それぞれ画像形成制御部１１０のコントローラ１１１の制御で、異なる駆動装置９１、９２から動力を得て、異なる記録材搬送速度で記録材Ｓを搬送し得る。コントローラ１１１は、画像形成制御部１１０が備えるメモリ１１２に記憶されたプログラム、データに従って、駆動装置９１、９２を駆動制御し、所定タイミングで搬送部材６０の記録材搬送速度と定着装置３０の記録材搬送速度とを異ならせる。この所定のタイミングは、少なくとも記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの間の距離が記録材Ｓの長さ以下となる記録材Ｓにパッチ１１を形成してこれをカラーセンサ４０で検出するとき（特に、そのとき記録材Ｓが定着ニップＮにある間）を含む。勿論、搬送部材６０の記録材搬送速度と定着装置３０の記録材搬送速度は、常に異ならせても良い。
【０１０３】
以上、本実施例によれば、記録材Ｓ上に形成された定着後の制御用トナー像１１の光反射特性を光学式センサ４０により検出して、その検出結果に応じて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段１２１を有し、制御用トナー像１１を形成可能な少なくとも１つの所定の記録材Ｓに関して記録材搬送経路における光学式センサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの距離Ｌが当該所定の記録材Ｓの長さ以下となる画像形成装置１００は、光学式センサ４０の上流側に記録材Ｓの搬送性を安定させる搬送部材６０が配置された構成とする。そして、この搬送部材６０は、前記所定の記録材Ｓに形成された制御用トナー像１１の少なくとも一部の光反射特性を光学式センサで検出するときに、定着ニップＮと当該規制部材４０とで共に前記所定の記録材Ｓを挟持するように配置する。又、好ましくは、搬送部材６０の記録材Ｓを移動させる速度が定着装置３０の記録材Ｓを移動させる速度より低速であるようにする。
【０１０４】
これにより、実施例１及び実施例２と同様の効果が得られると共に、特に、本実施例では、カラーセンサ４０の検出位置Ｇで記録材Ｓの搬送性向上の効果がある。
【０１０５】
実施例４
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置の全体構成、及び画像濃度制御の方法自体は、実施例１及び実施例３で説明したものと実質的に同一であり、カラーセンサと記録材の距離を安定させるための搬送部材をカラーセンサの下流側に配置することが異なる。従って、ここでは、実施例１及び実施例３の画像形成装置１００と同一若しくは相当する構成、機能を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１０６】
以下、図１６を参照して、本実施例において最も特徴的な、カラーセンサ４０の検出位置Ｇの近傍での記録材Ｓの搬送態様について説明する。
【０１０７】
本実施例では、カラーセンサ４０の下流側に、記録材Ｓの搬送性を安定させる搬送部材６０を配置する。尚、この搬送部材６０は、記録材Ｓの位置を規制する機能をも兼ねている。
【０１０８】
この搬送部材６０の位置は、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの間の距離が記録材Ｓの長さ以下となる記録材Ｓにパッチ１１を形成してこれをカラーセンサ４０で検出する場合において、カラーセンサ４０がパッチ１１の少なくとも一部（通常、記録材Ｓの先端側の一部）を検出するときに、定着ニップＮと当該搬送部材６０とで共に記録材Ｓを挟持する位置である。搬送部材６０はカラーセンサ４０より下流側に、先端余白Ｆ（図４）より離れないように配置することで、記録材Ｓの搬送方向において先頭のパッチ１１の先端から安定した検出が可能となる。又、実施例２と同様、特に、本実施例は、記録材搬送経路におけるカラーセンサ４０の検出位置Ｇから定着ニップＮの下流側までの距離Ｌが、記録材Ｓの搬送方向における先頭のパッチ１１（Ｙ１パッチ）の先端から記録材Ｓの後端までの長さＩより短くなる場合に有効である。但し、検出位置Ｇでの記録材Ｓの安定性の観点から、好ましくはカラーセンサ４０より下流に５ｍｍ〜５０ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ〜３０ｍｍに設けることで、好結果が得られる。
【０１０９】
そして、好ましくは、搬送部材６０の記録材搬送速度は、定着装置３０の記録材搬送速度より高速とする。
【０１１０】
更に説明すると、図１６は、記録材Ｓと、カラーセンサ４０、定着ニップＮ及び搬送部材６０との位置関係を示す。図示する通り、本実施例では、搬送部材６０は、カラーセンサ４０の下流側に配置されている。
【０１１１】
ここで、上述のように、好ましくは、搬送部材６０の記録材搬送速度は、定着装置３０の記録材搬送速度より高速とする。本実施例では、搬送部材６０は、記録材搬送速度１２１ｍｍ／ｓｅｃで矢印方向に回転する。定着装置３０の記録材搬送速度は、前述の通り１２０ｍｍ／ｓｅｃである。定着装置３０の記録材搬送速度に対し搬送部材６０は記録材搬送速度を若干高速にしているのは、図１６に示すように記録材Ｓを引っ張り、カラーセンサ４０部分で記録材Ｓを安定して搬送させるためである。
【０１１２】
本発明者らの検討によれば、定着装置３０の記録材搬送速度に対して、搬送部材６０の良好な記録材搬送性を得るためには、搬送部材６０の記録材搬送速度を定着装置３０の記録材搬送速度の０．５〜１．０％増の速度にすることが好ましく、より好ましくは、０．６〜０．８％増である。０．５％増未満だと（即ち、０．５％増の速度より低速であると）、速度差が小さ過ぎて、図１７に示すようにループ量が大きくなり、記録材Ｓが弛んでしまう。これにより、カラーセンサ４０近傍で記録材Ｓが不安定になることがある。又、１．０％増より大きいと（即ち、１．０％増の速度より高速度であると）、速度差が大き過ぎて、図１８に示すように記録材Ｓが引っ張られて、ループ量がなくなる。これにより、記録材Ｓが定着排紙ローラ３５ａ及び排紙ローラ７１ａなどに摺擦して光沢ムラ、傷などの画像不良を発生させることがある。
【０１１３】
本実施例では、実施例３と同様、図１３に示すように、定着装置３０と搬送部材６０とは、それぞれ画像形成制御部１１０のコントローラ１１１の制御で、異なる駆動装置９１、９２から動力を得て、異なる記録材搬送速度で記録材Ｓを搬送し得る。実施例３と同様、搬送部材６０の記録材搬送速度は、所定のタイミングで定着装置３０の記録材搬送速度と異ならせても良いし、常に異ならせてもよい。
【０１１４】
以上、本実施例によれば、記録材Ｓ上に形成された定着後の制御用トナー像１１の光反射特性を光学式センサ４０により検出して、その検出結果に応じて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段１２１を有し、制御用トナー像１１を形成可能な少なくとも１つの所定の記録材Ｓに関して記録材搬送経路における光学式センサ４０の検出位置Ｇと定着ニップＮとの距離Ｌが当該記録材Ｓの長さ以下となる画像形成装置１００は、光学式センサ４０の下流側に記録材Ｓの搬送性を安定させる搬送部材６０が配置された構成とする。そして、この搬送部材６０は、前記所定の記録材Ｓに形成された制御用トナー像１１の少なくとも一部の光反射特性を光学式センサ４０で検出するときに、定着ニップＮと当該規制部材４０とで共に前記所定の記録材Ｓを挟持するように配置する。又、好ましくは、搬送部材６０の記録材Ｓを移動させる速度が、定着装置３０の記録材Ｓを移動させる速度より高速であるようにする。
【０１１５】
これにより、実施例１と同様の効果が得られると共に、実施例２と同様、特に、本実施例では、カラーセンサ４０の検出位置Ｇで記録材Ｓの搬送性向上の効果がある。
【０１１６】
以上説明したように、本発明によれば、定着後のトナー像の光反射特性を検出する光学式センサを備える画像形成装置において、光学式センサ付近の記録材の搬送性を安定させることができる。又、本発明によれば、光学式センサによる定着後のトナー像の検出精度を高め、良好な画像形成条件制御を行うことができる。又、本発明によれば、カラー画像の色安定性を向上させることができる。更に、本発明によれば、装置を大型化をすることなく、上記の各作用効果を奏しうる。
【０１１７】
尚、本発明は、上記実施例の態様に限定されるものではなく、当業者は、本発明の精神から逸脱することなく、上記実施例の種々の変更が可能であることを理解されよう。
【０１１８】
実施例１〜実施例３では、画像形成条件制御の方法として、階調補正テーブル（ＬＵＴ）により画像データを補正することで、画像の濃度階調特性を調整する方法（階調補正制御）を例に挙げて説明したが、画像形成条件制御の方法は他の方法でも良い。例えば、画像濃度測定制御（濃度階調制御）として、現像バイアス値や帯電バイアス値を変化させて複数のパッチを形成した後、それらのパッチのトナー量を算出し、その値に応じて最適な現像バイアス値や帯電バイアス値を算出することによって、濃度を制御するような方法でも構わない。
【０１１９】
又、実施例１〜実施例３では、カラーセンサ４０がパッチ１１を検出した際の、光反射特性として濃度を用いる場合を例に説明したが、センサが検出する光反射特性は、これに限らず、例えば色度、或いは光学反射率、更には光学反射率から算出されるトナー量（トナー重量）などを用いてもよい。つまり、パッチ１１からの光反射特性を元に換算される物理量を光学センサが検出する形態であれば、本発明の適用範囲にあることは言うまでもない。いずれの場合にも、本発明によれば、記録材Ｓの搬送性（検出位置Ｇでの記録材Ｓの位置）が不安定となることを低減して、検出精度を格段に向上させることができる。
【０１２０】
更に、実施例１〜実施例３では、定着装置３０は、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とを備えるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、当業者には周知の通り、内側に加熱手段が備えられた周回移動するフィルムと、これに当接して回転するローラとにより定着ニップを形成し、この定着ニップで挟持搬送することにより記録材にトナー像を定着するものがある。このような定着装置を備える画像形成装置においても本発明は等しく適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成を示す断面図である。
【図２】カラーセンサの構成の一例を示す図である。
【図３】画像濃度制御を説明するためのフローチャート図である。
【図４】記録材上に形成するパッチパターンの配置の一例を説明するための模式図である。
【図５】階調補正制御方法を説明するための図である。
【図６】画像形成条件の一制御態様を示す概略制御ブロック図である。
【図７】実施例１における記録材の搬送状態を説明するためのカラーセンサ近傍の記録材搬送経路を示す模式図である。
【図８】実施例１における記録材の搬送状態を説明するためのカラーセンサ近傍の記録材搬送経路を示す模式図である。
【図９】実施例２における記録材の搬送状態を説明するためのカラーセンサ近傍の記録材搬送経路を示す模式図である。
【図１０】実施例２における記録材の搬送状態を説明するためのカラーセンサ近傍の記録材搬送経路を示す模式図である。
【図１１】実施例２における記録材の搬送状態を説明するためのカラーセンサ近傍の記録材搬送経路を示す模式図である。
【図１２】実施例３における記録材の搬送状態を説明するためのカラーセンサ近傍の記録材搬送経路を示す模式図である。
【図１３】記録材搬送速度の一制御態様を示す概略制御ブロック図である。
【図１４】実施例３における記録材の搬送状態を説明するためのカラーセンサ近傍の記録材搬送経路を示す模式図である。
【図１５】実施例３における記録材の搬送状態を説明するためのカラーセンサ近傍の記録材搬送経路を示す模式図である。
【図１６】実施例４における記録材の搬送状態を説明するためのカラーセンサ近傍の記録材搬送経路を示す模式図である。
【図１７】実施例４における記録材の搬送状態を説明するためのカラーセンサ近傍の記録材搬送経路を示す模式図である。
【図１８】実施例４における記録材の搬送状態を説明するためのカラーセンサ近傍の記録材搬送経路を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０          パッチパターン
１１          パッチ
３０          定着装置
４０          カラーセンサ（光学式センサ）
５０          規制部材
５１          記録材表面規制部材（第１の規制部）
５２          記録材裏面規制部材（第２の規制部）
６０          搬送部材
６１          記録材表面搬送ローラ（第１の回転体）
６２          記録材裏面搬送ローラ（第２の回転体）
１１０        画像形成制御部
１１２        コントローラ（画像形成制御手段）
１２０        画像処理部
１２１        ＣＰＵ（画像処理制御手段、画像形成条件制御手段）
Ｇ            カラーセンサの検出位置
Ｈ            パッチ形成領域
Ｌ            定着装置とカラーセンサの検出位置との距離
Ｎ            定着ニップ
Ｓ            記録材
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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