(57)【要約】【課題】トナー濃度センサーにおけるＰ波成分に対するＳ波成分の出力のばらつきを抑え、像担持体上のトナー濃度測定をより正確に行うことを可能にし、高画質化を可能とした画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体表面にあるトナー量を受光量の正反射光成分と散乱光成分を用いて光学的に測定するセンサーを備えている画像形成装置において、予め定められたセンサーと補正対象のセンサーのそれぞれの像担持体表面における散乱光成分の出力値ＳA0、ＳB0から、予め定められたセンサーの像担持体表面がトナーに覆われて見えなくなった際の散乱光成分の出力値ＳAfを引いた値を算出し、算出された値の比率（β）により、補正対象のセンサーの前記散乱光成分の出力値（ＳBt）を補正する。【選択図】図６
2009251471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成する手段と、形成されたトナー像を転写材へ転写する手段と、前記像担持体表面にあるトナー量を受光量の正反射光成分と散乱光成分を用いて光学的に測定するセンサーと、を備えている画像形成装置において、
予め定められたセンサーと補正対象のセンサーのそれぞれの前記像担持体表面における前記散乱光成分の出力値から、予め定められたセンサーの前記像担持体表面がトナーに覆われて見えなくなった際の前記散乱光成分の出力値を引いた値を算出し、算出された値の比率（β）により、補正対象のセンサーの前記散乱光成分の出力値を補正する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記予め定められたセンサーの像担持体表面における散乱光成分の出力値をＳA0、前記補正対象のセンサーの像担持体表面における散乱光成分の出力値をＳB0、前記予め定められたセンサーの像担持体表面がトナーに覆われて見えなくなった際の散乱光成分の出力値をＳAf、前記補正前の補正対象のセンサーの前記散乱光成分の出力値をＳBtとすると、
前記算出された値の比率（β）は、
β＝（ＳA0−ＳAf）÷（ＳB0−ＳAf）
で求められ、
前記補正対象のセンサーの補正後の前記散乱光成分の出力値（Ｓ’Bt）は、
Ｓ’Bt＝β×（ＳBt−ＳAf）＋ＳAf
で求められ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３】
像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成する手段と、形成されたトナー像を転写材へ転写する手段と、前記像担持体表面にあるトナー量を受光量の正反射光成分と散乱光成分を用いて光学的に測定するセンサーと、を備えている画像形成装置において、
予め定められたセンサーと補正対象のセンサーのそれぞれの、前記像担持体表面における前記散乱光成分の出力値から、補正対象のセンサーの前記像担持体表面がトナーに覆われて見えなくなった際の前記散乱光成分の出力値を引いた値を算出し、算出された値の比率（β）により、補正対象のセンサーの前記散乱光成分の出力値を補正する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記予め定められたセンサーの像担持体表面における散乱光成分の出力値をＳA0、前記補正対象のセンサーの像担持体表面における散乱光成分の出力値をＳB0、前記補正対象のセンサーの像担持体表面がトナーに覆われて見えなくなった際の散乱光成分の出力値をＳBf、前記補正前の補正対象のセンサーの前記散乱光成分の出力値をＳBtとすると、
前記算出された値の比率（β）は、
β＝（ＳA0−ＳBf）÷（ＳB0−ＳBf）
で求められ、
前記補正対象のセンサーの補正後の前記散乱光成分の出力値（Ｓ’Bt）は、
Ｓ’Bt＝β×（ＳBt−ＳBf）＋ＳBf
で求められ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５】
前記像担持体は、電子写真感光体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体は、中間転写体であることを特徴とする請求項１〜４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、像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を転写材に転写する、例えば電子写真方式或いは静電記録方式の画像形成装置に関し、特に、像担持体上に形成されたトナー像の濃度測定技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば電子写真方式による画像形成装置は広く用いられているが、静電気を用いるため温湿度によって作像条件が変化し、出力濃度が変わってしまうことがある。そこで、電子写真方式の画像形成装置にて、出力濃度を所望の値に補正する手段として、像担持体上に出力されたトナー像濃度を光学的に検知し、検知された出力を元に出力濃度を適正値に保つ構成が広く用いられている（特許文献１、２）。
【０００３】
上記の構成は、画像形成装置本体内に導入し易く、また頻繁な制御が可能なため、近年、特にフルカラー画像形成装置において、画質を安定化させるために広く用いられている。
【０００４】
図１を用いてトナー像濃度を光学的に検知するセンサーの一例について説明する。
【０００５】
トナー像濃度を光学的に検知するセンサー９は、主に、発光部９１及び受光部９２を備えている。発光部９１の光源９２から出力された光を偏光板９３に通し偏光とした後に、受光部９２において発光部９１と同じ角度を向いている偏光板９４を通すことで、像担持体１の表面からの正反射光成分と散乱光成分を分ける。それによって、第１、第２センサー９５、９６にて、像担持体表面にあるトナー量を受光量の正反射光成分と散乱光成分を用いて光学的に検出する。
【０００６】
ここで、発光部９１から出力された光が像担持体１の表面に対し正反射した成分をＰ波成分、像担持体１上において散乱した成分をＳ波成分と呼ぶ。
【０００７】
発光部９１は、光源９２として赤外光ＬＥＤなどを用いており、光量は８ｂｉｔの入力値に応じて線形に変えられるようになっている。また、第１センサー（Ｐ波成分センサー）９５及び第２センサー（Ｓ波成分センサー）９６は、フォトダイオードなどが使用される。
【０００８】
このＰ波成分とＳ波成分は、像担持体１上のトナー濃度によって変化する。
【０００９】
図２は、帯電バイアスの直流成分を現像バイアスの直流成分以下に設定する手法（以下、「アナログ現像方式」という。）により、像担持体１上のトナー濃度を変化させた際、Ｐ波成分とＳ波成分の出力値がどのように変化するかをプロットした一例である。
【００１０】
図２において、像担持体１上にトナーがない状態がＴ0であり、Ｔ0でのＰ波成分の出力値をＰ0、Ｓ波成分の出力値をＳ0とする。この状態から、像担持体１上のトナーが増えていくにつれてＰ波成分とＳ波成分が変化していく。このＰ波成分とＳ波成分の変化は、像担持体１の種類や、トナーの種類などによって変化する。
【００１１】
Ｔ0からＴfまでは、像担持体表面がトナーによって覆われて見えなくなる様子を示しており、ほぼＰ波成分とＳ波成分は直線的に減少していく。Ｔfでは、像担持体表面がトナーによって覆われており、Ｔf以上の濃度域ではトナーが増えることによりＰ波成分、Ｓ波成分ともに増加していく。このＰ波成分とＳ波成分の出力値の変化を利用して、像担持体上のトナー濃度を測定する。
【００１２】
例えば、このＰ波成分とＳ波成分の出力値の変化に対して、トナー像が像担持体上にある状態のＰ波成分とＳ波成分の出力値の演算結果と、像担持体上トナー濃度とを対応づけて検出する方法などがある。
【００１３】
実際の像担持体上のトナー濃度を求め、検出した濃度を、所望の濃度へ補正するように、現像電位などの各種パラメータへフィードバックを行う。
【００１４】
なお、図２に示す値は一例であり、上記方法及び本発明等がこれらの数値に制限されるものではない。
【特許文献１】特開２００１−２１５８５０号公報
【特許文献２】特開２００３−２０２７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述したトナー像濃度を光学的に検知するセンサーは、抵抗や光学系の製造ばらつきなどにより、Ｐ波成分の出力値やＳ波成分の出力値が一定にならず調整を必要とする。
【００１６】
以下にトナー濃度センサーの調整方法の一例を説明する。
【００１７】
先ず、Ｔ0を模擬した標準サンプルＡでのＰ波成分の出力が、予め定められた値になるように光量を調整する。次に、Ｔfを模擬した標準サンプルＢを測定しＳ波成分の出力値のゲインを調整する。
【００１８】
ここで、Ｐ波成分は正反射光であるので、標準サンプルＡでの出力値が一定ならば、標準サンプルＢでの出力値もほぼ一定となる。しかし、図３に示すように、標準サンプルＡを測定した際のＳ波成分はある程度のばらつきが発生する。
【００１９】
そこで、従来は、Ｓ波成分の出力値のばらつきが許容範囲内のセンサーのみを使用することで対応してきた。
【００２０】
しかし、Ｓ波成分の出力値にばらつきがある場合、トナー濃度がずれて検知され、正確なフィードバックが行えないことから、画像形成装置の高画質化に対する阻害要因となっており、最悪の場合には画像形成装置が停止してしまう。
【００２１】
そのため、Ｓ波成分の出力値のばらつきを抑え、正しくトナー濃度を把握できるようにする手法が望まれる。
【００２２】
本発明の目的は、トナー濃度センサーにおけるＰ波成分に対するＳ波成分の出力のばらつきを抑え、像担持体上のトナー濃度測定をより正確に行うことを可能にし、高画質化を可能とした画像形成装置を提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、像担持体上のトナー濃度測定をより正確に行うことにより、画像形成装置への正確なフィードバックにより、装置制御及び画質の安定化を行うことが可能な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】
【００２４】
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、本発明は、第一の態様によれば、像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成する手段と、形成されたトナー像を転写材へ転写する手段と、前記像担持体表面にあるトナー量を受光量の正反射光成分と散乱光成分を用いて光学的に測定するセンサーと、を備えている画像形成装置において、
予め定められたセンサーと補正対象のセンサーのそれぞれの前記像担持体表面における前記散乱光成分の出力値から、予め定められたセンサーの前記像担持体表面がトナーに覆われて見えなくなった際の前記散乱光成分の出力値を引いた値を算出し、算出された値の比率（β）により、補正対象のセンサーの前記散乱光成分の出力値を補正する、
ことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２５】
本発明の第二の態様によれば、像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成する手段と、形成されたトナー像を転写材へ転写する手段と、前記像担持体表面にあるトナー量を受光量の正反射光成分と散乱光成分を用いて光学的に測定するセンサーと、を備えている画像形成装置において、
予め定められたセンサーと補正対象のセンサーのそれぞれの、前記像担持体表面における前記散乱光成分の出力値から、補正対象のセンサーの前記像担持体表面がトナーに覆われて見えなくなった際の前記散乱光成分の出力値を引いた値を算出し、算出された値の比率（β）により、補正対象のセンサーの前記散乱光成分の出力値を補正する、
ことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、トナー濃度センサーにおけるＰ波成分に対するＳ波成分の出力のばらつきを抑え、像担持体上のトナー濃度測定をより正確に行うことを可能にした。これにより、高画質化を達成し、又、画像形成装置への正確なフィードバックにより、装置制御及び画質の安定化を行うことが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
実施例１
（画像形成装置）
図４に、本発明に係る画像形成装置１００の一実施例である電子写真方式の４色フルカラープリンタの概略構成を示す。
【００２９】
本実施例にて、画像形成装置１００は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）１を備えている。感光体ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転自在に支持されている。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って上流側からほぼ順に、帯電ローラ（帯電手段）２、露光装置（露光手段）３、現像装置（現像手段）４、中間転写ベルト（中間転写体）５、及び、クリーニング装置（クリーニング手段）６が配設されている。また、中間転写ベルト５の下方には、転写搬送ベルト７が配設されている。さらに、記録材（例えばシート状の紙、透明フィルム）Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿っての転写搬送ベルト７の下流側には、定着装置（定着手段）８が配設されている。以下、感光体ドラム１から定着装置８の順に説明する。
【００３０】
感光体ドラム１としては、本実施例では直径が６０ｍｍのものを用いている。感光体ドラム１は、図５に示すように、接地されたアルミニウムなどの導電材製のドラム基体１ａの外周面に、通常の有機光導電体層（ＯＰＣ）からなる感光層１ｂを形成塗布し、その上に耐摩耗性に優れた保護層（ＯＣＬ）１ｃを塗布形成したものである。上述のＯＰＣは負の帯電特性を有している。感光層１ｂは、下引き層（ＣＰＬ）１ｂ１、注入阻止層（ＵＣＬ）１ｂ２、電荷発生層（ＣＧＬ）１ｂ３、電荷輸送層（ＣＴＬ）１ｂ４の４層によって構成されている。感光層１ｂは、通常は絶縁体であり、特定の波長の光を照射することによって導電体となるという特徴を有している。これは、光照射により電荷発生層１ｂ３内に正孔（電子対）が生成し、それらが電荷の流れの担い手となるからである。電荷発生層１ｂ３は厚さ０．２μｍのフタロシニアン化合物で構成され、また電荷輸送層１ｂ４は厚さ２５μｍ程度のヒドラゾン化合物を分散させたポリカーボネートで構成されている。感光体ドラム１は、駆動手段（不図示）によって所定のプロセススピード（周速度）で矢印Ｒ１方向に回転駆動される。
【００３１】
帯電ローラ２は、図５に示すように、ローラ状に形成された接触帯電部材である。帯電ローラ２は感光体ドラム１表面（外周面）を所定の極性・電位に一様に帯電処理する部材である。帯電ローラ２は、金属製の芯金２ａの外周面を、弾性層２ｂ、抵抗層２ｃ、表面層ｄで覆って構成されている。芯金２ａは、その長手方向の両端部がそれぞれ軸受部材（不図示）によって回転自在に保持されている。軸受部材は、付勢部材としての押圧ばね（圧縮ばね）２ｅによって感光体ドラム１に向けて付勢されている。これにより帯電ローラ２は、感光体ドラム１表面に対して所定の押圧力をもって圧接させて感光体ドラム１表面との間に帯電部（帯電ニップ部）ａを形成している。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って、矢印Ｒ２方向に従動回転する。
【００３２】
帯電ローラ２は、帯電バイアス印加電源Ｓ１によって帯電バイアスが印加される。帯電バイアス印加電源Ｓ１から帯電ローラ２の芯金２ａに対して、帯電バイアスとして、直流電圧と交番電圧とを重畳させた振動電圧が印加される。これにより、回転中の感光体ドラム１表面は、所定の極性・電位に均一に（一様に）帯電処理される。
【００３３】
露光装置３としては、図４に示すように、画像情報に応じてレーザ光をＯＮ／ＯＦＦ制御するレーザスキャナ３ａが使用されている。レーザスキャナ３ａから発生されたレーザ光は、反射ミラー３ｂを介して、帯電後の感光体ドラム１表面に照射される。これにより、レーザ光照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成されるようになっている。
【００３４】
現像装置４としては、回転現像方式が採用されている。軸４ａを中心にモータ（不図示）によって矢印Ｒ４方向に回転駆動される回転体４Ａと、これに搭載された４個の現像器、すなわちイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとを有している。例えば、感光体ドラム１上にブラックの現像剤像（トナー像）を形成するときは、回転体４Ａの矢印Ｒ４方向に回転によって、ブラックの現像器４Ｋが感光体ドラム１表面に対向する現像部（現像位置）Ｄに搬送され、その現像スリーブ４ｂに、現像バイアス印加電源Ｓ２によって現像バイアスが印加される。これにより、感光体ドラム１上の静電潜像がブラックのトナーで現像されるようになっている。同様にイエローのトナー像を形成するときは、回転体４Ａを矢印Ｒ１方向に９０°回転させて、現像位置Ｄにイエロー用の現像器４Ｙを配置させ、現像を行う。マゼンタ、シアンのトナー像の形成も同様にして行うようになっている。なお、本実施例においては、感光体ドラム１の帯電特性と同じ極性（負）の電荷を有するトナーによって現像を行う、いわゆる反転現像を採用している。また、現像バイアスとしては、直流電圧に交番電圧を重畳させた振動電圧を使用している。なお、以下の説明において、特に色を区別する必要がないときは、単に、現像器という。
【００３５】
トナー濃度センサー９はが現像装置４と中間転写ベルト５の間に位置し、感光体ドラム１上に形成されたトナー像の濃度を光学的に非接触にて測定する。
【００３６】
トナー濃度センサー９は、先に図１を参照して説明したセンサー９とすることができる。従って、トナー濃度センサー９の全体構成についての詳しい説明は、先の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００３７】
中間転写ベルト５は、駆動ローラ１０、一次転写ローラ（一次転写帯電器）１１、従動ローラ１２、二次転写対向ローラ１３に掛け渡されており、駆動ローラ１０の矢印Ｒ１０方向の回転に伴って矢印Ｒ５方向に回転する。中間転写ベルト５は、感光体ドラム１表面に当接されて感光体ドラム１との間に一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１を形成している。一次転写ローラ１１には、これに一次転写バイアスを印加する一次転写バイアス印加電源Ｓ３がアースされた状態で接続されている。また、中間転写ベルト５には、従動ローラ１２に掛け渡されている部分の表面に、ベルトクリーナ１４が当接されている。
【００３８】
クリーニング装置６は、感光体ドラム１の回転方向に沿っての一次転写ニップ部Ｔ１の下流側（帯電ローラ２の上流側）に配置されている。クリーニング装置６は、感光体ドラム１表面に当接されたクリーニングブレード（クリーニング部材）６ａと、このクリーニングブレード６ａによって書き落とされたトナーを回収するクリーニング容器６ｂとを有している。
【００３９】
転写搬送ベルト７は、駆動ローラ１５、二次転写ローラ１６、従動ローラ１７に掛け渡されており、駆動ローラ１５の矢印Ｒ１５方向の回転に伴って矢印Ｒ７方向に回転する。転写搬送ベルト７は、中間転写ベルト５に当接されて中間転写ベルト５との間に二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２を構成している。二次転写ローラ１６には、これに二次転写バイアスを印加する二次転写印加電源Ｓ４がアースされた状態で接続されている。
【００４０】
定着装置８は、ヒータ（不図示）を内蔵した定着ローラ１８と、これに押圧されて定着部Ｎを構成する加圧ローラ２０とを有している。
【００４１】
上述構成の画像形成装置の画像形成動作を説明する。
【００４２】
なお、以下では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に４色フルカラーを形成する場合を例に説明する。また以下にあげる数値は、一例を示すものであって、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。
【００４３】
感光体ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（例えば、１３０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。回転状態の感光体ドラム１は、表面に当接されている帯電ローラ２に帯電バイアス印加電源Ｓ１から帯電バイアスが印加されることにより、所定の極性・電位に（例えば、−６００Ｖ）に均一に帯電される。帯電後の感光体ドラム１表面は、露光装置３によって、画像情報に基づく露光が行われ、露光部分（明部）の電荷が除去されて（例えば、−１５０Ｖ）静電潜像が形成される。
【００４４】
この静電潜像は、回転体４Ａの矢印Ｒ４方向の回転により、感光体ドラム１表面に対向する現像位置Ｄに配置されたブラックの現像器４Ｋによって現像される。このとき、ブラックの現像器４Ｋの現像スリーブ４ｂには、現像バイアス印加電源Ｓ２によって、直流電圧（例えば、−４５０Ｖ）に交番電圧（例えば、ピーク間電圧１．５ｋＶ、周波数２ｋＨｚの交流電圧）が重畳された振動電圧が印加される。これにより、感光体ドラム１表面の明部に負の電荷をもったブラックのトナーが付着され、トナー像として現像される。
【００４５】
感光体ドラム１上のトナー濃度を測定する際には、予めトナー像が無い状態で感光体ドラム１上の測定をしておき、トナー像が現像された状態との比較を行う。常にトナー濃度センサー９を作動させる必要は無く、現像装置５内のトナーの帯電状態が大きく変化していることが予想される、電源投入後１回目の画像形成時や、大量にトナーが消費された時に作動させる構成とすることが望ましい。
【００４６】
感光体ドラム１表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５に一次転写される。感光体ドラム１上のトナー像は、感光体ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って一次転写部Ｔ１に搬送され、一次転写ローラ１１に一次転写バイアス印加電源Ｓ３から一次転写バイアス（例えば、＋４００Ｖ）が印加されることにより、中間転写ベルト５上に一次転写される。感光体ドラム１は、この一次転写時に中間転写ベルト５に転写されないで表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去されて、次のイエローの画像形成に供される。
【００４７】
感光体ドラム１は、ブラックの場合と同様に、帯電、露光が行われて静電潜像が形成される。この静電潜像は、回転体４Ａを矢印Ｒ４方向に９０°回転させて、イエローの現像器４Ｙを現像位置Ｄに配置し、その現像スリーブ４ｂに現像バイアス印加電源Ｓ２から現像バイアスを印加することで、イエローのトナー像として現像される。このイエローのトナー像は、一次転写部Ｔ１において、一次転写ローラ１１に一次転写バイアス印加電源Ｓ３から印加される一次転写バイアスによって、中間転写ベルト５上に、先のブラックのトナー像に重ね合わされるようにして一次転写される。トナー像転写後の感光体ドラム１は、表面に残った残留トナーがクリーニング装置６によって除去され、次の、マゼンタの画像形成に供される。
【００４８】
以下同様にして、感光体ドラム１上に順次にマゼンタ、シアンのトナー像が形成され、さらに中間転写ベルト５上に順次に一次転写される。これにより、中間転写ベルト５上で、４色のトナー像が重ね合わされる。
【００４９】
中間転写ベルト５上の４色のトナー像は、記録材Ｐに二次転写される。二次転写に先立ち、転写搬送ベルト７が中間転写ベルト５に接触されて二次転写部Ｔ２が形成される。中間転写ベルト５上の４色のトナー像は、中間転写ベルト５の矢印Ｒ５方向の回転に伴って二次転写部Ｔ２に搬送される。一方、給紙カセット（不図示）に収納されていた記録材Ｐは、給搬送装置（不図示）によって給搬送されて、転写搬送ベルト７表面に担持され、転写搬送ベルト７の矢印Ｒ７方向に回転によって二次転写部Ｔ２に搬送される。このとき、二次転写バイアス印加電源Ｓ４によって二次転写ローラ１６に二次転写バイアスが印加され、中間転写ベルト５上の４色のトナー像が一括で記録材Ｐ上に二次転写される。
【００５０】
トナー像の二次転写後の記録材Ｐは、中間転写ベルト５から剥離されて、矢印Ｋ方向に搬送され、定着装置８において、定着ローラ１８と加圧ローラ２０とによって挟持搬送されながら、加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。これにより１枚の記録材Ｐに対する４色フルカラーの画像形成が終了する。一方、トナー像の二次転写後の中間転写ベルト５は、表面に残ったトナー（残留トナー）がベルトクリーナ１４によって除去される。
【００５１】
なお、単色の画像形成を行う場合は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を、所望の色のトナーを収容する現像器によって現像する。このトナー像は、中間転写ベルト５上に一次転写された後、すぐに記録材Ｐ上に二次転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは、転写搬送ベルト７から剥離されて、定着装置８によって加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。
【００５２】
（トナー濃度センサー）
本実施例にて、トナー濃度センサー９は、上述したように、先に図１を参照して説明したセンサー９とすることができる。従って、トナー濃度センサー９の全体構成についての詳しい説明は、先の説明を援用する。
【００５３】
本実施例におけるトナー濃度センサー９は、像担持体としての感光体ドラム１上のトナー濃度を測定する。発光部の光源には、中心波長８５０ｎｍの赤外光ＬＥＤを用いた。波長は感光体ドラム１の感度が小さい領域の波長を用いるのが望ましい。
【００５４】
先ず、トナー濃度センサーの調整方法について説明する。
【００５５】
上述の如く従来においては、図３に示すように、Ｓ波成分の出力値の調整は標準サンプルＢで行われているため、ＴfではＳ波成分の出力値のばらつきは小さい。それに対してＴ0に近い領域ではＳ波成分の出力値のばらつきが大きく、Ｔ0において最大となっている。また、Ｔ0からＴfへのＰ波成分とＳ波成分の出力値の変化はほぼ線形となっている（図３参照）。
【００５６】
そこで、基準となるセンサーを定め、それ以外のセンサーにおいては、ＴfでのＰ波成分とＳ波成分の出力値が原点になるように出力値をオフセットさせる。即ち、基準となるセンサーと補正対象のセンサーそれぞれの像担持体表面における前記散乱光成分の出力値から像担持体表面がトナーに覆われて見えなくなった際の前記散乱光成分の出力値を引く。
【００５７】
その状態で、Ｔ0でのＳ波成分の出力値を合わせるように、基準となるセンサーでの出力値との比率（β）により補正を行い、補正後にはオフセットした分を戻す。即ち、像担持体表面がトナーに覆われて見えなくなった際の前記散乱光成分の出力値を足す。これにより、Ｔ0からＴfまでのＰ波成分とＳ波成分の出力値がばらつきを抑え、さらにＴf以上の高濃度部でのばらつきも小さなものとすることができる。
【００５８】
（補正係数βの算出）
本実施例にて、トナー濃度センサーの出力は、Ｐ波成分の出力及びＳ波成分の出力ともに０〜１０２３（０．００５Ｖ刻み）とされる。
【００５９】
また、本実施例の画像形成装置１００においては、感光体ドラム１が新品の場合、Ｐ波成分の出力値が５００である場合にＳ波成分の出力値も５００となる、予め定められたセンサーＭを基準のセンサーとして用いる。そして、この基準センサーＭにより測定されたトナー濃度を基準として、使用するセンサーの補正を行う。
【００６０】
なお、本実施例で使用する基準のセンサーＭによれば、図６に示すように、ＴfにおけるＰ波成分の出力値（以下、「ＰAf」という。）は１２０、Ｓ波成分の出力値（以下、「ＳAf」という。）は２８０となった。
【００６１】
基準のセンサーＭを使用した場合の、Ｔ0でのＰ波成分の出力値（以下、「ＰA0」という。）とＳ波成分の出力値（以下、「ＳA0」という。）、がともに５００であるキャリブレーション用サンプルＣを用意する。キャリブレーション用サンプルＣとして本実施例では、未使用状態の感光体ドラム１を用いた。
【００６２】
ここで、図６を参照して、キャリブレーション用サンプルＣを用いて、Ｓ波成分の出力値のばらつきがあるトナー濃度センサー（即ち、補正対象のセンサー）９の補正を行う場合について説明する。
【００６３】
画像形成を行った後の感光体ドラム１では、摺擦傷やトナー付着物などにより一定の値になりにくいが、新品の状態における表面では、Ｐ波成分の出力値とＳ波成分の出力値はほぼ一定になる。
【００６４】
図６に示すトナー濃度センサー９は、基準センサーＭに対して、Ｓ波成分が大きいセンサー出力を示すものとする。
【００６５】
図６に示すように、トナー濃度センサー９でのＴ0のＰ波成分の出力値（以下、「ＰB0」という。）が５００の時、Ｓ波成分の出力値（以下、「ＳB0」という。）が６５０であるとする。
【００６６】
トナー濃度センサー９でのＴfにおけるＰ波成分の出力値（以下、「ＰBf」という。）、Ｓ波成分の出力値（以下、「ＳBf」という。）は、ＰAf＝ＰBf、ＳAf＝ＳBfとなっている。そこで、補正係数βを、下記式１で定義する。
β＝（ＳA0−ＳAf）÷（ＳB0−ＳAf）          （式１）
この補正係数βを用いて、トナー濃度センサー９のＰ波成分とＳ波成分の出力値を補正すると以下のようになる。
Ｐ’Bt＝ＰBt−ＰAf＋ＰAf＝ＰBt              （式２）
Ｓ’Bt＝β×（ＳBt−ＳAf）＋ＳAf            （式３）
ここで、
ＰBt：補正前のトナー濃度センサー９のＰ波成分の出力値
ＳBt：補正前のトナー濃度センサー９のＳ波成分の出力値
Ｐ’Bt：補正後のトナー濃度センサー９のＰ波成分の出力値
Ｓ’Bt：補正後のトナー濃度センサー９のＳ波成分の出力値
【００６７】
そこで、トナー濃度センサー９を新規に取り付ける際、又は、交換する際に、以下の作業により、トナー濃度センサ−９のＰ波成分に対するＳ波成分の出力のばらつきを補正する係数βを算出する。
【００６８】
先ず、感光体ドラム１を装置本体にセットし、ＰB0が５００になるようにトナー濃度センサー９のＬＥＤ光量を調整する。次に、トナー濃度センサー９で新品感光体ドラム１の表面を測定し、そのときの出力値（ＳB0）を用いて、補正係数βを下記式１で計算する。
β＝（５００−２８０）÷（ＳB0−２８０）      （式１）
【００６９】
本実施例では、上述のように、ＳB0は、６５０である。従って、補正係数βは、０．５９となる。
【００７０】
従って、上記求められた補正係数βを使用して、以降の制御に対しては、上記（式３）により算出された補正後の出力値（Ｓ’Bt）により、基準のセンサーＭでのトナー濃度に対する関係で制御を行う。
【００７１】
上記説明は、基準センサーＭに対してＳ波成分が大きいセンサー出力を示すトナー濃度センサー９に対して行ったが、基準センサーＭに対してＳ波成分が小さいセンサー出力を示すトナー濃度センサー９に対しても同様にして補正をすることができる。
【００７２】
（補正による効果）
図７にトナー濃度センサー９のＳ波成分がばらついている出力値と、図８に本実施例による補正を行った出力値を示す。
【００７３】
図７において、Ｂの線はセンサーＭでの出力値であるが、Ａの線とＣの線は、Ｔ0においてＳ波成分の出力値が±１５０程度ずれている。これに対し、補正係数βによる補正を行った結果を示す図８では、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’の線がほぼ重なり、ずれは最大で１０程度となった。
【００７４】
以上の結果から、補正係数βによる補正を行うことにより、Ｓ波成分の出力値のばらつきを抑え、正しくトナー濃度を把握することが可能になることが示された。
【００７５】
実施例２
本発明の第二の実施例について説明する。本実施例にて、画像形成装置及びトナー濃度センサーの構成は、実施例１と同様であり、従って、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００７６】
本実施例は、補正係数βの算出方法において実施例１と異なっている。従って、以下に、本実施例による補正係数βの算出方法について説明する。
【００７７】
実施例１で説明したように、ＴfにおけるＰ波成分の出力値、Ｓ波成分の出力値は、基準となるセンサーで得ることで、補正対象のセンサーでの値とほぼ同じ値になる。しかし、アナログ現像を帯電バイアスの直流成分を変化させて複数回行うことにより、ＰBfとＳBfを低濃度側の直線（例えば濃度０〜０．４程度）と高濃度側の直線（１．４〜１．８程度）から算出することができる。即ち、図２で理解されるように、低濃度側の直線（ａ）と高濃度側の直線（ｂ）の交点が、Ｔfにおけるセンサーにて測定されＰ波成分の出力値、Ｓ波成分の出力値となる。本実施例は、この考え方に基づくものである。
【００７８】
本実施例にて、トナー濃度センサーの出力は、Ｐ波成分の出力及びＳ波成分の出力ともに０〜１０２３（０．００５Ｖ刻み）とされる。
【００７９】
また、本実施例の画像形成装置１００においては、感光体ドラム１が新品の場合、Ｐ波成分の出力値が５００である場合にＳ波成分の出力値も５００となる、ある定められたセンサーＭを基準のセンサーとして用いる。そして、この基準センサーＭにより測定されたトナー濃度を基準として、使用するセンサーの補正を行う。図６を参照して説明する。ここで、実施例１と同様に、ＰA0、ＳA0、ＰAf、ＳAfが得られる。
【００８０】
次に、ＰA0とＳA0がともに５００であるキャリブレーション用サンプルＣを用意する。キャリブレーション用サンプルＣとして本実施例では、未使用状態の感光体ドラム１を用いた。上記キャリブレーション用サンプルＣを用いて、Ｓ波成分の出力値のばらつきがあるトナー濃度センサー９の補正を行う。
【００８１】
本実施例にて、補正係数βは、下記式４で定義される。
β＝（ＳA0−ＳBf）÷（ＳB0−ＳBf）          （式４）
この補正係数βを用いて、トナー濃度センサー９のＰ波成分とＳ波成分の出力値を補正すると以下のようになる。
Ｐ’Bt＝ＰBt−ＰBf＋ＰBf＝ＰBt            （式５）
Ｓ’Bt＝β×（ＳBt−ＳBf）＋ＳBf          （式６）
ここで、
ＰBt：補正前のトナー濃度センサー９のＰ波成分の出力値
ＳBt：補正前のトナー濃度センサー９のＳ波成分の出力値
Ｐ’Bt：補正後のトナー濃度センサー９のＰ波成分の出力値
Ｓ’Bt：補正後のトナー濃度センサー９のＳ波成分の出力値
【００８２】
トナー濃度センサー９を新規に取り付ける際、又は、交換する際に、以下の作業により、トナー濃度センサ−９のＰ波成分に対するＳ波成分の出力のばらつきを補正する係数βを算出する。
【００８３】
先ず、感光体ドラム１を装置本体にセットし、ＰB0が５００になるようにトナー濃度センサー９のＬＥＤ光量を調整し、ＰB0とＳB0を得る。本実施例において、光量を調整しＰB0が５００となった時、ＳB0が６５０であった。
【００８４】
次に、帯電バイアスの直流成分を現像バイアスの直流成分以下に設定し、トナーが感光体ドラム１上にある状態でトナー濃度センサー９によりＰ波成分とＳ波成分の出力値を得る。帯電バイアスの直流成分と現像バイアスの直流成分の差は０Ｖ〜３００Ｖ程度、間隔は１０Ｖ〜１００Ｖ程度が望ましい。本実施例では０Ｖ〜２５０Ｖ／５０Ｖとした。これらの値は用いるトナーや環境条件によって変わり得る値であり、これらに限られるものではない。
【００８５】
次に、ＴfにおけるＰ波成分の出力値、Ｓ波成分の出力値を求める。そのため、帯電バイアスの直流成分を現像バイアスの直流成分の差が０Ｖと５０ＶでのＰ波成分とＳ波成分の出力値を低濃度部、２００Ｖと２５０ＶでのＰ波成分とＳ波成分の出力値を高濃度部として採用し、それぞれに対して直線を引いた後、交点を算出した。
【００８６】
その結果、実施例１と同様のＴfにおけるＰ波成分の出力値、Ｓ波成分の出力値を得ることが出来た。
【００８７】
この算出された値から補正係数βを下記式４で計算する。
β＝（５００−２８０）÷（ＳB0−２８０）          （式４）
【００８８】
本実施例では、ＳBOは、６５０である。従って、補正係数βは、０．５９となる。
【００８９】
従って、上記求められた補正係数βを使用して、以降の制御に対しては、上記（式６）により算出された補正後の出力値により、基準のセンサーでのトナー濃度に対する関係で制御を行う。
【００９０】
この作業は、トナー濃度センサー９のＰ波成分とＳ波成分の出力値が変わらない限り１度行えば良い。しかし、トナー濃度センサー９のＬＥＤ特性が例えば経時劣化などで変化した場合に、これを補正するためには、感光体ドラム１を新品に交換するたびに行う方が望ましい。
【００９１】
その他の実施例
上記各実施例においては、本発明の画像形成装置１００は、中間転写方式のカラー画像形成装置であるとして説明した。
【００９２】
しかし、本発明の原理は、中間転写ベルトの代わりに記録材を搬送する搬送ドラム或いは搬送ベルトを備えた、所謂、直接転写方式の画像形成装置にても同様に適用できる。直接転写方式の画像形成装置は、搬送ドラム或いは搬送ベルトにて搬送される記録材Ｐに対して、それぞれ感光ドラム１の表面に形成されたトナー画像が順次直接転写されてカラー画像が記録される構成とされる。斯かる画像形成装置は、当業者には周知であるので、これ以上の説明は省略する。また、本発明が、モノカラーの画像形成装置にても適用し得ることは当然である。
【００９３】
また、前述した実施例では、像担持体として感光体ドラム１を用いた場合の画像形成装置を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。感光体ドラムの代わりに感光体ベルトを使用することもできる。又、像担持体としての中間転写体や感光体ベルトなどにおけるトナー像の濃度を検知するトナー濃度センサーに、上記説明した本発明の原理を適用しても同様の効果を得ることができる。
【００９４】
また、上記各実施例において、補正係数βの算出を感光体ドラムや中間転写体などを新品に交換した際に、常に行う構成とすることができる。この場合には、センサーの経時変化を吸収したりすることが可能になる。
【００９５】
ただしその場合には、ＴfにおけるＰ波成分の出力値、Ｓ波成分の出力値のずれが生じる可能性があるので、ＴfにおけるＰ波成分の出力値、Ｓ波成分の出力値を、アナログ現像などにより決定できる構成を本体に備えなければならない。
【００９６】
以上説明したように、本発明によれば、トナー濃度センサーにおけるＰ波成分に対するＳ波成分の出力のばらつきを抑え、像担持体上のトナー濃度測定をより正確に行うことができる。これにより、画像形成装置への正確なフィードバックにより、装置制御および画質の安定化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】トナー像濃度を光学的に検知するセンサーの一実施例の説明図である。
【図２】像担持体上トナー濃度と、Ｐ波成分とＳ波成分の出力値の説明図である。
【図３】センサー調整によるＰ波成分とＳ波成分の出力値ばらつき変化の説明図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を模式的に示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る感光体ドラム及び帯電ローラの概略構成を模式的に示す縦断面図である。
【図６】トナー濃度センサーの補正方法を説明するためのトナー濃度センサー出力値を示す図である。
【図７】補正係数βによる補正前のトナー濃度センサー出力値を示す図である。
【図８】補正係数βによる補正後によるトナー濃度センサー出力値を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１
１          感光体ドラム（像担持体）
２          帯電ローラ（帯電手段）
３          露光装置（露光手段）
４          現像装置（現像手段）
５          中間転写ベルト（中間転写体、像担持体）
６          クリーニング装置（クリーニング手段）
７          中間搬送ベルト（転写材搬送ベルト）
８          定着装置（定着手段）
９          トナー濃度センサー
１００      画像形成装置
１００Ａ    画像形成装置本体
Ｓ１        帯電バイアス印加電源
Ｓ２        現像バイアス印加電源
Ｓ３        一次転写バイアス印加電源
Ｓ４        二次転写バイアス印加電源
【図１】
2009251471.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009251471.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009251471.tif 000009
【図８】
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