(57)【要約】【課題】液体現像剤を用いて画像を形成する技術において、画像濃度を高精度に制御することを可能にする。【解決手段】潜像担持体に、潜像担持体の移動方向に幅を有する潜像を形成する工程と、トナーと液体キャリアを有する液体現像剤によって潜像を現像してトナー像を形成する工程と、潜像担持体の移動方向へのトナー像のエッジを光センサーにより検出する工程と、潜像担持体の移動方向の速度を測定する工程と、トナー像のエッジ情報と潜像担持体の速度情報から潜像担持体の移動方向へのトナー像の幅を測定する工程と、測定されたトナー像の幅に基づいて、画像の濃度に関連する画像形成条件を調整する工程と、を備える。【選択図】図１
2012208349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に回転する潜像担持体ドラムに予め定められた潜像を形成し、
トナー及び液体キャリアを含む液体現像剤で前記潜像担持体ドラムに形成された前記潜像を現像し、
前記潜像担持体ドラムの回転方向の現像された像の第１の端部及び第２の端部を光センサーで検出するとともに、前記潜像担持体ドラムの回転速度を測定し、
前記光センサーの検出結果に基づいて前記第１の端部から前記第２の端部までの時間を測定し、
前記時間と、前記潜像担持ドラムの回転速度の情報に基づいて前記像の幅を算出し、
算出された前記像の幅の情報に基づいて画像形成条件を調整することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
前記潜像担持体ドラムの前記回転速度は、前記潜像担持体ドラムに備えられたロータリーエンコーダーを用いて測定する請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】
第１の方向に回転する潜像担持体ドラムと、
前記潜像担持体ドラムを露光する露光部と、
トナー及び液体キャリアを含む液体現像剤を担持するとともに現像バイアスが印加される現像剤担持体ローラー、及び前記現像担持体ローラーに液体現像剤を供給する供給ローラーを有し、前記潜像担持体を現像する現像部と、
前記現像部で現像された前記潜像担持体に光を発光する発光部、及び前記発光部で発光されて前記潜像担持体で反射された光を受光する受光部を有する光検出部と、
前記潜像担持体ドラムの回転速度を測定する回転速度測定部と、
予め定められた潜像を前記潜像担持体ドラムに形成させ、形成された前記潜像を前記現像部で現像させ、現像された前記像を前記検出部で検出し、検出された情報に基づいて求められた前記像の前記潜像担持体ドラムの回転方向の幅を、前記回転速度測定部で測定された前記潜像担持体ドラムの回転速度の情報に基づいて補正する調整部と、
前記調整部で求められた前記像の幅の情報に基づいて画像形成条件を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記光検出部は、前記像の前記像担持体ドラムの回転方向の第１の端部及び第２の端部を検出する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記回転速度測定部は、前記像の前記第１の端部を前記光検出部が検出してから前記像の前記第２の端部を前記光検出部が検出するまでの間の前記潜像担持体ドラムの回転速度を測定する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
予め定められた前記潜像は、前記潜像担持体ドラムの回転方向に配された第１の潜像及び第２の潜像であり、
前記第１の潜像及び前記第２の潜像は現像された後、前記調整部は現像された第１の潜像及び現像された第２の潜像の幅の情報に基づいて前記像の幅とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部で制御される画像形成条件は、前記現像ローラーに印加される現像バイアスである請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部で制御される画像形成条件は、前記供給ローラーの回転速度である請求項３乃至請求項６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】
この発明は、液体現像剤を用いて画像を形成する画像形成方法および画像形成装置において、画像の濃度を制御する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体キャリアにトナーを分散させた液体現像剤によって潜像を現像することで、画像を形成する画像形成方法が知られている。また、この画像形成方法の分野では、パッチ画像と称される濃度測定用のトナー像を形成し、このトナー像の濃度を求めた結果に基づいて、その後に形成する画像の濃度を制御することが行われている（特許文献１）。
【０００３】
また、特許文献２では、光センサーを用いてこのようなトナー像の濃度を測定する技術が記載されている。この技術は、トナー像に光を照射した際の反射光量がトナー像の濃度に依存して変化することを利用して、光センサーで検出した反射光量からトナー像の濃度を求めるものである。
【０００４】
さらに、特許文献２では、この濃度制御の精度は、液体現像剤に含まれる液体キャリアの影響によって低下する点が指摘されている。つまり、トナー像は液体キャリア中に存在しているため、トナー像に照射された光のうちの相当量は、トナー像そのものではなく、液体キャリアの界面で反射される。その結果、トナー像からの反射光量が過小となって、トナー像からの反射光量を正確に検出できず、濃度測定の精度が低下することがあった。そこで、特許文献２では、トナー像に光を照射する光源を複数設けることで、トナー像への照射光量を増大させて、トナー像からの反射光量を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２００６−３０４８１８号公報
【特許文献２】特開２００３−１７７６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような方法では、液体キャリアが濃度測定の精度に与える影響を十分に排除することはできなかった。つまり、光センサーの検出する液体キャリア界面からの反射光量は、液体キャリアの表面状態に影響を受ける。例えば、液体キャリア表面が平らであるときと波打っているときとでは、液体キャリア界面での光の反射状態は異なるため、光センサーの検出する反射光量が変動する。言い換えれば、トナー像の濃度のみならず液体キャリアの表面状態にも依存して、光センサーの検出光量が変化してしまう。そのため、光センサーの検出光量に基づき測定された濃度は、液体キャリアの表面状態に起因する誤差を含むものとなる。そして、上述のとおり、この測定濃度はその後に形成する画像の濃度制御に用いられるわけであるが、この測定濃度の誤差のために、画像濃度を高精度に制御することが困難となる場合があった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、液体現像剤を用いて画像を形成する画像形成方法および画像形成装置において、画像濃度を高精度に制御することを可能にする技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、第１の方向に回転する潜像担持体に予め定められた潜像を形成し、トナー及び液体キャリアを含む液体現像剤で潜像担持体に形成された潜像を現像し、潜像担持体に現像された像の潜像担持体の回転方向の端部を光センサーで検出し、検出された像の第１の端部から第２の端部までの通過時間情報と前記潜像担持体の回転速度情報に基づいて像の幅を算出し、算出された像の幅の情報に基づいて、画像形成条件を調整することを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる一方の画像形成装置は、上記目的を達成するために、潜像を担持して第１の方向に回転する潜像担持体と、潜像担持体に潜像を形成する潜像形成部と、トナー及び液体キャリアを含む液体現像剤で潜像を現像する現像部と、現像部で現像された像の潜像担持体の回転方向の端部を検出する検出部と、潜像担持体の回転速度を測定する測定部と、像の端部情報と潜像担持体の回転速度情報に基づいて像の幅を算出する演算部と、潜像形成部で予め定められた潜像を潜像担持体に形成させるとともに、予め定められた潜像を現像して得られた像の幅を演算部で演算させ、算出された幅の情報に基づいて画像形成条件を制御する制御部と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明の実施様態によれば、潜像担持体の潜像を液体現像剤によって現像して像を形成する。このとき形成される像の幅は、後に詳述するように、像の濃度に依存して変化するという性質を持つ。そこで、この発明は、像の幅を算出し、この算出結果に基づいて画像の濃度に関連する画像形成条件を調整する。その結果、この発明では、画像濃度を高精度に制御することが可能となる。
【００１１】
また潜像担持体は回転体であり、後に詳述するように一定の回転速度変動を起こしながら回転している。そのため像の幅をより高精度に算出するためには、回転速度変動をキャンセルする必要がある。そこで、この発明は、光センサーで潜像担持体に形成した像の端部を検出するとともに、潜像担持体に備えられたロータリーエンコーダーで潜像担持体の回転速度を測定し、得られた像の端部情報と回転速度情報を用いて、回転速度変動をキャンセルするように補完演算することで、像の幅を算出する。この算出結果に基づいて画像の濃度に関連する画像形成条件を調整する。これにより、画像濃度を高精度に制御することが可能となる。
【００１２】
あるいは潜像担持体の回転周期の１周以上に渡って複数の像を形成し、複数の像の端部を検出し、各々の像の幅情報を得る。こうして得た各々の幅情報を平均化演算することで、回転速度変動をキャンセルした像の幅情報が算出される。この算出結果に基づいて画像の濃度に関連する画像形成条件を調整する。これにより、画像濃度を高精度に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図２】第１実施形態における電気的構成を示すブロック図。
【図３】第１実施形態におけるトナー像のエッジを検出の様子を説明するための図。
【図４】テスト用トナー像の幅とＬＵＴの関係を示す図。
【図５】感光体ドラムの速度変動を説明するための図。
【図６】第２実施形態におけるトナー像のエッジを検出の様子を説明するための図。
【図７】感光体ドラムの速度変動を説明するための図。
【図８】第２実施形態における電気的構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１実施形態
図１は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。図２は、図１の画像形成装置が備える電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリーなどを有するメインコントローラーに与えられると、このメインコントローラーがメカコントローラー１００（図２）に制御信号を与え、これに基づき、メカコントローラー１００が装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１５】
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体（図示省略）の内部には、電源回路基板、メインコントローラー、メカコントローラー１００等を内蔵する電装品ボックス（図示省略）が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および二次転写ユニット１２もハウジング本体内に配設されている。
【００１６】
画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００１７】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される潜像担持体ドラムとしての感光体ドラム２１が設けられている。各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の感光体カートリッジに保持されており、感光体カートリッジと一体的に装置本体に対して着脱自在に構成されている。さらに、感光体カートリッジそれぞれには、当該感光体カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性のメモリーが設けられている。そして、メカコントローラー１００と各感光体カートリッジとの間で無線通信が行なわれる。こうすることで、各感光体カートリッジに関する情報がメカコントローラー１００に伝達されるとともに、必要に応じて各メモリーの情報が更新記憶される。これらの情報に基づき各感光体カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００１８】
また、感光体カートリッジが装着された状態において、各感光体ドラム２１はその回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム２１の回転軸はそれぞれ専用の駆動モーターＤＭに接続され図中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに搬送される。このとき、感光体ドラム２１の駆動モーターＤＭの制御は、モーター制御部１０１によって実行される。
【００１９】
また、感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、露光器としてのラインヘッド２９、現像部２５およびスクイーズローラーＳＱ１、ＳＱ２および感光体クリーナー２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作等が実行される。カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時は、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００２０】
帯電部２３はいわゆるコロナ帯電器で構成されており、感光体ドラム２１表面に接触しない非接触型の帯電器である。この帯電部２３は、帯電電圧発生部（図示省略）に接続されている。そして、バイアス電圧制御部１０２（図２）の制御を受けて帯電電圧発生部が帯電バイアスを帯電部２３に給電すると、帯電部２３が感光体ドラム２１に対向する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。
【００２１】
ラインヘッド２９は、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに平行もしくは略平行となるように、かつ、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに平行もしくは略平行となるように配置されている。ラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに配列された複数の発光素子を備えており、各発光素子からの光を結像して感光体ドラム２１表面に照射する。そして、露光制御部１０３からの制御を受けて、ラインヘッド２９が帯電された感光体ドラム２１表面を露光することで、感光体ドラム２１表面に静電潜像が形成される。
【００２２】
このように形成された静電潜像は、感光体ドラム２１表面に伴って副走査方向ＳＤに現像部２５まで移動して、現像部２５によって現像される。この現像部２５は、現像ローラー２５１の他に、貯留タンク２５２、汲上ローラー２５３および供給ローラー２５４を備える。貯留タンク２５２は、シリコーンオイル等の不揮発性かつ絶縁性の液体キャリア中に、トナー粒子を高濃度（５〜４０ｗｔ％程度）に分散させた高粘度（１００〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤ＬＤを貯留している。この貯留タンク２５２内の液体現像剤ＬＤには、図４矢印方向に回転する汲上ローラー２５３が部分的に浸かっている。そして、液体現像剤ＬＤは、汲上ローラー２５３の回転に伴って供給ローラー２５４にまで汲み上げられる。
【００２３】
供給ローラー２５４は、現像ローラー２５１に対向して配置されている。そして、供給ローラー２５４は、図１矢印方向に回転することで、汲上ローラー２５３が汲み上げた液体現像剤ＬＤを現像ローラー２５１に供給する。このとき、現像ローラー２５１に供給される液体現像剤ＬＤの単位時間当たりの量は、供給ローラー２５４の回転数（単位時間当たりの回転回数）によって増減する。したがって、供給ローラー２５４の回転数が変化すると、現像ローラー２５１に担持される液体現像剤ＬＤの膜厚も増減して、ひいては画像濃度も変化することとなる。そこで、モーター制御部１０１は、供給ローラー２５４を回転駆動する駆動モーターを制御して、供給ローラー２５４の回転数を調整している。すなわち、供給ローラー２５４の回転数は画像形成条件として予め求められてモーター制御部１０１に記憶されており、モーター制御部１０１は、記憶する回転数で供給ローラー２５４を回転させることで、画像濃度を適切な濃度に調整している。
【００２４】
現像ローラー２５１は、感光体ドラム２１に対向して配置されており、その表面に液体現像剤ＬＤを担持しながら図１矢印方向に回転する。現像ローラー２５１には、現像バイアス発生部（不図示）が電気的に接続されている。そして、現像バイアス発生部が現像ローラー２５１に現像バイアスを印加すると、液体現像剤ＬＤに含まれる帯電トナーが現像ローラー２５１から感光体ドラム２１表面に移動する。こうして、感光体ドラム２１表面の被露光部分にトナーが付着して、感光体ドラム２１表面の潜像が現像される。
【００２５】
このとき、被露光部分に付着するトナーの量は、現像バイアスの電圧値によって変化する。したがって、現像バイアスの電圧値によって画像の濃度は変化する。そこで、この現像バイアスの電圧値は、画像形成条件として予め求められてバイアス電圧制御部１０２に記憶されている。そして、バイアス電圧制御部１０２は、現像バイアス発生部を制御することで、記憶する現像バイアスを現像ローラー２５１に印加し、画像濃度を適切な濃度に調整している。
【００２６】
こうして形成されたトナー像は、スクイーズローラーＳＱ１、ＳＱ２によって余分な液体キャリアが取り除かれた後に、一次転写位置ＴＲ１に搬送されて、転写ベルトユニット８によって転写ベルト８１に一次転写される。転写ベルトユニット８は、駆動ローラー８２と、図４において駆動ローラー８２の左側に配設される従動ローラー８３と、これらのローラーに張架され駆動ローラー８２の回転により図示矢印Ｄ８１の方向（副走査方向ＳＤ）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラー８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラーは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００２７】
カラーモード実行時は、図１に示すように全ての一次転写ローラー８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ１を形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラー８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置ＴＲ１において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００２８】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラー８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラー８２の上流側に配設された転写ベルトスクイーズ部８７を備える。この転写ベルトスクイーズ部８７は、中間転写ベルト８１表面から余分な液体キャリアを除去して、中間転写ベルト８１表面に転写されたトナー像のトナー粒子率を向上させる機能を果たす。
【００２９】
二次転写ローラー１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラー駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。そして、二次転写ローラー１２１が転写ベルト８１に当接した状態において、二次転写ローラー１２１と中間転写ベルト８１との間に二次転写位置ＴＲ２が形成される。レジストローラー対８０は給紙タイミングを調整しながら排紙経路Ｄpeに沿ってシートを送り出し、当該シートを二次転写位置ＴＲ２に給紙する。そして、二次転写位置ＴＲ２において、中間転写ベルト８１表面のトナー像がシートに二次転写される。こうして、画像としてのトナー像がシートに形成される。
【００３０】
以上が、画像形成装置と同装置が実行する画像形成動作の概略である。ところで、この画像形成装置では、供給ローラー２５４の回転数、および現像ローラー２５１に印加する現像バイアスの電圧値が画像形成条件として予め求められており、この画像形成条件に基づいて画像濃度が制御される。続いては、この画像形成条件を決定する動作について説明する。
【００３１】
図３は画像形成条件を決定するためのトナー像ＴＩのエッジ検出動作を説明する図である。エッジ検出動作では、テスト用のトナー像が形成されて、このテスト用トナー像の副走査方向ＳＤのエッジが検出される。この検出動作では、感光体ドラム２１表面に、副走査方向ＳＤに所定の幅を有する長方形状のテスト用潜像が形成される。そして、このテスト用潜像を現像部２５で現像することで、図３の「検出動作」の段に示すような略長方形状のテスト用トナー像ＴＩが現像された像として形成される。そして、このテスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤのエッジＥＤ１（第１の端部）、ＥＤ２（第２の端部）が、光センサー１０４（図２）によって検出される。
【００３２】
つまり、感光体ドラム２１の回転方向ＳＤにおいて現像ローラー２５１と一次転写位置ＴＲ１との間には、光センサー１０４が感光体ドラム２１表面に対向して配置されている。この光検出部としての光センサー１０４は、略円形のセンサースポットＳＰを感光体ドラム２１表面に照射する発光部としての照射部と、感光体ドラム２１表面から反射された光を受光する光検出部としての受光部とで構成されている。そして、感光体ドラム２１表面と一緒にテスト用トナー像ＴＩが副走査方向ＳＤに移動してセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の受光量が変化して、光センサー１０４は、図３の「光センサー出力信号」に示すような信号を出力する。
【００３３】
より具体的に説明すると、感光体ドラム２１の表面は鏡面性が高くて光を多く反射する。そのため、テスト用トナー像ＴＩがセンサースポットＳＰを通過する前後では、光センサー１０４は比較的高い電圧Ｖｈを出力する。一方、テスト用トナー像ＴＩがセンサースポットＳＰを通過している間は、光センサー１０４の受光量が減少するため、光センサー１０４は比較的低い電圧Ｖｌを出力する。したがって、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの下流側のエッジＥＤ１がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力が電圧Ｖｈから電圧Ｖｌに下降して、エッジＥＤ１が検出される。また、これに続いて、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの上流側のエッジＥＤ２がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力電圧が電圧Ｖｌから電圧Ｖｈに上昇して、エッジＥＤ２が検出される。
【００３４】
そして、テスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ１、ＥＤ２を検出した結果から、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの通過時間が求められる。具体的には、比較器１０５が、光センサー１０４の出力信号を、閾値電圧発生器１０６の発生する閾値電圧Ｖｔｈで二値化する。こうして、エッジＥＤ１の検出タイミングｔ１およびエッジＥＤ２の検出タイミングｔ２がそれぞれタイマー１０７に入力されて、タイマー１０７がこれらの時間差（＝ｔ２−ｔ１）を計測する。
【００３５】
こうして計測された時間差（＝ｔ２−ｔ１）に、感光体ドラム２１の表面の回転速度を乗じる、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを算出する。そして、この算出幅Ｗの増加に伴い、テスト用トナー像ＴＩの濃度が増加するという特性を利用して、この算出幅ＷとＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）１０９の内容を比較してテスト用トナー像ＴＩの濃度を求めることが出来る。
【００３６】
図４は、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの幅ＷとＬＵＴの関係を示す図である。同図の左側では、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの幅Ｗが示されており、同図の右側では、ＬＵＴのアドレス（Ａｄｒｅｓｓ）に記憶されているテスト用トナー像ＴＩの濃度データ（Ｏ．Ｄ．値）が示されている。さらに同図では、各テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの幅Ｗと、当該幅Ｗを有するテスト用トナー像ＴＩの濃度データが矢印で関連付けて示されている。そして、演算器１０８は、この幅Ｗと濃度データの関連に基づいて、算出した幅Ｗから濃度を求める。
【００３７】
一例を挙げれば、演算器１０８は、算出した幅が２１２．６７（ｕｍ）であれば、ＬＵＴのアドレス１５番地にアクセスして、このアドレス１５番地に格納されている濃度データ（＝１．５５）をテスト用トナー像ＴＩの濃度として求める。なお、Ｏ．Ｄ．値で１．５を標準濃度とすると、ここで挙げた例では、テスト用トナー像ＴＩの濃度が標準濃度よりも０．０５高いことになる。
【００３８】
こうして求められたテスト用トナー像ＴＩの濃度はメカコントローラー１００に出力され、メカコントローラー１００はこの濃度に基づいて、画像形成条件を最適化する。具体的には、テスト用トナー像ＴＩの濃度と標準濃度との差が求められて、以後に形成する画像の濃度が標準濃度になるように画像形成条件が最適化される。画像形成条件の最適化の例を挙げれば、供給ローラー２５４の回転数が挙げられる。本実施例でテスト用トナー像ＴＩの濃度が１．５５Ｄのときの供給ローラー２５４の回転数が２５０ｒｐｍであったとする。このとき現像ローラー２５１に対して供給される液体現像剤ＬＤは供給過多の状態にある。そこで供給ローラー２５４の回転数を２４５ｒｐｍと小さくすることで、現像ローラー２５１への液体現像剤ＬＤの供給量を減少させ、トナー像の濃度を１．５Ｄに調整する。そして、最適化された画像形成条件は、各制御部１０１、１０２に記憶されて、以後に形成する画像の濃度制御に用いられることとなる。
【００３９】
以上のようにテスト用トナー像ＴＩの幅Ｗから、テスト用トナー像ＴＩの濃度を算出し、画像形成条件を調整することが可能である。ところが、テスト用トナー像ＴＩの濃度検出をより精度良く行うためには、像担持体である感光体ドラム２１の回転速度の変動を考慮する必要がある。その理由は、前述したとおりテスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを算出には、時間差（＝ｔ２−ｔ１）と、感光体ドラム２１の表面の回転速度が必要であり、その感光体ドラム２１は、図５の上段に示すように、ある速度変動を起こしながら回転しているためである。
【００４０】
例えば、感光体ドラム２１の表面の回転速度が１％遅くなっている場合、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗの算出にも１％の誤差が生じ、濃度の算出にも誤差が生じてしまう。先ほどの一例では算出幅が２１２．６７（ｕｍ）であったが、感光体ドラム２１の回転速度が１％遅いと、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗは２１４．８（ｕｍ）と算出される。これを用いてＬＵＴ１０９を参照すると、テスト用トナー像ＴＩの濃度はＯ．Ｄ．値で１．５７となり、実際よりも０．０２、標準濃度に対しては０．０７高い濃度値と認識される。
【００４１】
そこで本発明の第１の実施形態では、感光体ドラム２１に回転速度測定部としてのロータリーエンコーダー１１０を設け、感光体ドラム２１の回転速度をモニターする。そしてテスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ１、ＥＤ２を検出する際の、感光体ドラム２１の回転速度情報を用いることで、より精度良くテスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを算出することが可能となる。
【００４２】
具体的に説明すると、前述のとおり光センサー１０４の出力信号を、閾値電圧発生器１０６の発生する閾値電圧Ｖｔｈで二値化する。この二値化信号のエッジＥＤ１の検出タイミングｔ１およびエッジＥＤ２の検出タイミングｔ２が、それぞれタイマー１０７に入力されて、タイマー１０７がこれらの時間差（＝ｔ２−ｔ１）を計測する。
【００４３】
そして時間差（＝ｔ２−ｔ１）を計測すると同時に、感光体ドラム２１の回転速度を求める。つまり、光センサー１０４の出力信号を二値化処理した信号が、カウンター１１１に入力される。そして、カウンター１１１では、光センサー１０４の出力信号を二値化処理した信号がローの区間の間（図５下段参照）だけ、ロータリーエンコーダー１１０からの信号を有効にして、感光体ドラム２１の回転角速度ωを測定する。このようにして、テスト用トナー像Ｔ１がセンサースポットＳＰを通過しているときの感光体の回転角速度ωが測定される。
【００４４】
測定された感光体ドラム２１の回転角速度ωに、感光体ドラム２１の半径を乗じることで、感光体ドラム２１の表面の回転速度Ｖｔｉに変換される。このようにして算出された感光体ドラム２１の表面の回転速度Ｖｔｉと、時間差（＝ｔ２−ｔ１）を乗じることで、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを求める。そして前述したとおり、この算出幅ＷとＬＵＴ１０９の内容を比較して、より高精度にテスト用トナー像ＴＩの濃度を求める。
【００４５】
以上に説明したように、この実施形態では、感光体ドラム２１表面の潜像を液体現像剤ＬＤによって現像してテスト用トナー像ＴＩを形成する。そして、このテスト用トナー像ＴＩの幅Ｗは、テスト用トナー像ＴＩの濃度に依存して変化するという性質を持つ。そこで、実施形態は、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを測定し、この測定結果に基づいて画像の濃度に関連する画像形成条件を調整している。その結果、画像濃度を高精度に制御することが可能となっている。この理由は次のとおりである。
【００４６】
先に説明した特許文献２では、トナー像からの反射光量がトナー像の濃度に依存して変化することを利用してトナー像の濃度が測定され、この測定濃度に基づいてそのごの画像濃度が制御される。したがって、画像濃度制御を高精度に行うためには、トナー像からの反射光量の微小な変化も光センサーにより検出して、トナー像の濃度を正確に求めることが重要となる。しかしながら、トナー像中に存在する液体キャリアの影響で光センサーの検出する反射光量が変動したために、光センサーの検出光量からトナー像の濃度を正確に求めることができず、その後の画像濃度制御の精度が低下する場合があった。
【００４７】
これに対して本発明の実施形態は、テスト用トナー像ＴＩの濃度ではなくてテスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ１、ＥＤ２を光センサーに１０４によって検出している。このエッジ検出に対応して光センサー１０４から出力される信号は比較的大きな変化を伴うものであるため、光センサー１０４の出力信号に液体キャリアに起因するものが含まれていても、エッジＥＤ１、ＥＤ２の検出精度はそれほど大きな影響を受けない。そして、この実施形態では、こうして検出されたテスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ１、ＥＤ２に基づいてテスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを測定し、この測定結果に基づいてその後の画像濃度制御を行うことで、高精度の画像濃度制御が実現されている。
【００４８】
また、この実施形態では、光センサー１０４によるテスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ１、ＥＤ２の検出を行うとともに、ロータリーエンコーダー１１０によってテスト用トナー像ＴＩがセンサースポットＳＰを通過中の感光体ドラム表面の速度Ｖｔｉを測定している。こうして求められたテスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ１、ＥＤ２の検出タイミングと、テスト用トナー像ＴＩがセンサースポットＳＰを通過中の感光体ドラム表面の速度Ｖｔｉを用いて、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを算出することで、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗの検出をより高精度に行うことが可能となっている。
【００４９】
第２実施形態
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、主として画像形成条件を決定する動作にあるので、以下ではこれを中心に説明を行い、その他の部分の説明は適宜省略する。図６は、画像形成条件を決定する動作の変形例を説明する図である。また図８は第２実施形態における、電気的構成を示すブロック図である。第１実施形態では、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗがテスト用トナー像ＴＩの濃度によって変化することを画像濃度制御に利用するために、光センサー１０４によるエッジ検出とロータリーエンコーダー１１０によって測定された感光体ドラム２１の表面速度から、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗが算出された。これに対して、第２の実施形態では、副走査方向ＳＤに並ぶ複数個のトナー像が形成され、各々のトナー像のエッジが検出される。各々の像のエッジの検出タイミングと、図７に記載されているように予め設定された感光体ドラム２１の表面速度の平均値Ｖａｖｅから、各々のトナー像の幅Ｗが算出される。そして、これらの幅情報を平均化演算することで、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを算出している。
【００５０】
特に、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの長さＬｔを感光体ドラム２１の表面周長１周と同じ長さにし、各々のトナー像の幅を平均化演算することで、精度良くテスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを算出することができる。その理由は、図７に示すように感光体ドラム２１の速度変動の内の支配的な要因が、感光体ドラム２１の回転周期成分であることに起因する。これをキャンセルすることが出来れば、感光体ドラム２１の速度変動の影響を抑えることが可能となるためである。次に、その詳細な動作を説明する。
【００５１】
まず、感光体ドラム２１表面に副走査方向ＳＤに幅を有する略長方形のテスト用潜像が、副走査方向ＳＤに並んで形成される。そして、これらテスト用潜像を現像部２５によって現像することで、図６の「検出動作」の段に示すような略長方形を有する複数のテスト用トナー像ＴＩが副走査方向ＳＤに並んで形成される。続いて、複数のテスト用トナー像ＴＩは、副走査方向ＳＤに移動して、光センサー１０４のセンサースポットＳＰを通過する。これに伴って、光センサー１０４の受光量が変化して、光センサー１０４は図６「光センサー出力信号」の段に示すような電圧信号を出力する。そして、この電圧信号からテスト用トナー像ＴＩの各々の像の端部が検出される。
【００５２】
つまり、テスト用トナー像ＴＩ１の副走査方向ＳＤ下流側のエッジＥＤ１１がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力電圧が電圧Ｖｈから電圧Ｖｌに下降して、エッジＥＤ１１が検出される。これに続いて、テスト用トナー像ＴＩ１の副走査方向上流側のエッジＥＤ１２がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力電圧が電圧Ｖｌから電圧Ｖｈに上昇して、エッジＥＤ１２が検出される。これらと同様に、副走査方向ＳＤに並んだ複数のトナー像各々の副走査方向ＳＤの上流側、下流側のエッジが検出される。
【００５３】
そして、これらの各々のトナー像のエッジの検出結果から、各々のテスト用トナー像の副走査方向ＳＤの幅Ｗが算出される。テスト用トナー像ＴＩ１の場合を代表例として、具体的説明を行う。比較器１０５が、光センサー１０４の出力信号を、閾値電圧発生器１０６の発生する閾値電圧Ｖｔｈで二値化する。こうして、エッジＥＤ１１の検出タイミングｔ１１およびエッジＥＤ１２検出タイミングｔ１２がそれぞれタイマー１０７に入力されて、タイマー１０７がこれらの時間差（＝ｔ１２−ｔ１１）を計測する。
【００５４】
こうして計測された時間差（＝ｔ１２−ｔ１１）は、演算器１０８に入力される。演算器１０８は、この時間差（＝ｔ１２−ｔ１１）に予め設定された感光体ドラム２１表面の速度Ｖａｖｅを乗じることで、テスト用トナー像ＴＩ１の幅Ｗ１を算出する。算出されたテスト用トナー像ＴＩ１の幅Ｗ１は、演算器内の図示しないＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリー）に記憶される。同様に他のテスト用トナー像ＴＩに対しても、順次、副走査方向ＳＤの幅Ｗを測定し、各々の幅情報をＲＡＭに記憶させていく。
【００５５】
このようにしてＲＡＭに蓄えられた各々のテスト用トナー像の幅情報を演算器１０８内で平均化処理させる。このとき、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの長さＬｔを感光体ドラム２１の表面の周長と同じにすることで、図８に示すように感光体ドラム２１の速度変動の支配的な成分である感光体ドラム２１の表面周長の周期をキャンセルし、テスト用トナー像ＴＩの濃度に起因する幅Ｗの変化を正確に算出するとともに、この算出幅情報からテスト用トナー像ＴＩの濃度を求める。
【００５６】
一例を挙げれば、演算器１０８は、算出した幅が２１２．６７（ｕｍ）であれば、ＬＵＴのアドレス１５番地にアクセスして、このアドレス１５番地に格納されている濃度データ（＝１．５５）をテスト用トナー像ＴＩの濃度として求める。なお、Ｏ．Ｄ．値で１．５を標準濃度とすると、ここで挙げた例では、テスト用トナー像ＴＩの濃度が標準濃度よりも０．０５高いことになる。
【００５７】
こうして求められたテスト用トナー像ＴＩの濃度はメカコントローラー１００に出力され、メカコントローラー１００はこの濃度情報に基づいて、画像形成条件を最適化する。具体的には、テスト用トナー像ＴＩの濃度と標準濃度との差が求められて、以後に形成する画像の濃度が標準濃度になるように画像形成条件が最適化される。そして、最適化された画像形成条件は、各制御部１０１、１０２に記憶されて、以後に形成する画像の濃度制御に用いられることとなる。
【００５８】
画像形成条件の最適化方法を具体的に述べると、現像バイアスの回転数が挙げられる。本実施例に於いて、テスト用トナー像ＴＩの濃度が１．５５Ｄのときの現像バイアスが４５０Ｖであったとする。このとき現像ローラー２５１に対して供給される液体現像剤ＬＤは供給過多の状態にある。バイアス電圧制御部１０２で現像バイアスを４４０Ｖにすることで、現像ローラー２５１から感光体ドラム２１へ現像される液体現像剤ＬＤの量を減少させ、トナー像の濃度を１．５Ｄに調整する。そして、最適化された画像形成条件は、バイアス電圧制御部１０２に記憶されて、以後に形成する画像の濃度制御に用いられることとなる。
【００５９】
以上に説明したように、第２実施形態においても、テスト用トナー像ＴＩの濃度ではなくてテスト用トナー像のエッジ（テスト用トナー像ＴＩ１においてはエッジＥＤ１１、ＥＤ１２）を光センサー１０４によって検出している。このエッジ検出に対応して光センサー１０４から出力される信号は比較的大きな変化を伴うものであるため、光センサー１０４の出力信号に液体キャリアの影響に起因するものが含まれていても、エッジ（テスト用トナー像ＴＩ１においてはエッジＥＤ１１、ＥＤ１２）の検出精度にはそれほど大きな影響を受けない。そして、第２実施形態では、こうして検出されたテスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを算出し、この算出結果に基づいて、以後の画像濃度制御を行うことで、高精度の画像濃度制御が実現されている。
【００６０】
また、この実施形態では、複数のテスト用トナー像を形成し、この複数のテスト用トナー像ＴＩの長さＬｔが感光体ドラム２１の表面の周長と同じ長さにしている。そして、各々の幅Ｗを平均化演算することで、感光体ドラム２１の速度変動をキャンセルし、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗの算出をより高精度に行うことが可能となっている。
【００６１】
その他
以上のように、上記実施形態では、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持ドラム」に相当し、副走査方向ＳＤが本発明の「潜像担持ドラムの回転方向」に相当する。また、上記実施形態では、ラインヘッド２９が本発明の「潜像形成部」に相当し、現像部２５が本発明の「現像部」に相当し、光センサー１０４、比較器１０５、閾値電圧発生器１０６およびタイマー１０７が協働して本発明の「検出部」に相当し、演算器１０８およびＬＵＴ１０９が「演算部」に相当し、ロータリーエンコーダー１１０およびカウンター１１１が「測定部」に相当し、メカコントローラー１００が本発明の「制御部」に相当する。また、テスト用潜像が本発明の「潜像」に相当し、テスト用トナー像ＴＩが本発明の「像」に相当している。
【００６２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、供給ローラー２５４の回転数、および現像ローラー２５１に印加する現像バイアスの電圧値が画像形成条件として最適化されていた。しかしながら、これらの全てを最適化する必要は必ずしも無く、これらのうちの一つ（例えば供給ローラー２５４の回転数）を選択的に最適化するように構成しても良い。あるいは、画像濃度に関連するこれら以外の条件（例えば、ラインヘッド２９の発光素子の発光光量等）を、画像形成条件として最適化しても良い。
【００６３】
また、上記実施形態では、感光体ドラム２１上のテスト用トナー像ＴＩのエッジを検出していた。しかしながら、中間転写ベルト８１に一次転写されたテスト用トナー像ＴＩ、あるいはシートに二次転写されたテスト用トナー像ＴＩのエッジを検出するように構成しても良い。
【００６４】
また、上記実施形態では、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗをテスト用トナー像ＴＩの濃度に換算し、この換算結果に基づいて画像形成条件を最適化していた。しかしながら、テスト用トナー像ＴＩの濃度に換算すること無く、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗから直接に画像形成条件を最適化するように構成することもできる。
【００６５】
また、上記第２実施形態では、複数のテスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの長さＬｔを感光体ドラム２１の表面の周長と同じにしていた。しかしながら、複数のテスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの長さＬｔを感光体ドラム２１の表面の周長以上にして、テスト用トナー画像ＴＩの副走査方向ＳＤの幅Ｗを算出するように構成しても良い。
【符号の説明】
【００６６】
２１…感光体ドラム、ＳＤ…副走査方向、ＬＤ…液体現像剤、ＴＩ…テスト用トナー像、１００…メカコントローラー、１０１…モーター制御部、１０２…バイアス電圧制御部、１０３…露光制御部、１０４…光センサー、１０５…比較器、１０６…閾値電圧発生器、１０７…タイマー、１０８…演算器、１０９…ＬＵＴ、１１０…ロータリーエンコーダー、１１１…カウンター 。
【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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