特開 2024-176363 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176363

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/00 20060101AFI20241212BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

G03G15/00 303

G03G21/00 510

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094849

(22)【出願日】2023-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柴原 雅美

【テーマコード（参考）】

2H270

【Ｆターム（参考）】

2H270KA04

2H270KA32

2H270LA14

2H270LD03

2H270LD08

2H270LD15

2H270MB14

2H270MB15

2H270MB27

2H270MB29

2H270ZC03

2H270ZC04

2H270ZC06

(57)【要約】

【課題】低コスト化が図られた構成により、適正な濃度補正を実現することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置の制御部は、濃度階調を複数段階に順次変化させて形成した複数の基準画像それぞれのトナー濃度の検出結果に基づいてトナー濃度を補正する濃度補正モードを実行可能であり、濃度検出モードにおいて検出されたトナー濃度の検出値に基づき、それぞれの濃度階調における濃度検出部１４に印加される電圧の変動の有無を検知し、濃度階調に、電圧の変動が検知された特定濃度階調が存在する場合に、特定濃度階調の前後の濃度階調の検出値を用いて特定濃度階調のトナー濃度を補正する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周面に感光層が形成された像担持体と、
前記像担持体の外周面を所定の表面電位に帯電させる帯電部と、
前記帯電部によって帯電された前記像担持体の外周面を露光して帯電を減衰させた静電潜像を形成する露光部と、
前記像担持体の前記静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、
前記像担持体の前記トナー像のトナー濃度に係る検出値を出力する濃度検出部と、
前記像担持体、前記帯電部、前記露光部、及び前記現像部を制御する制御部と、
を備え、
前記濃度検出部は、所定の電圧が印加されることにより前記トナー像に向けて光を照射する発光部と、前記トナー像で反射した反射光を受光する単一の受光部と、を有し、
前記制御部は、
濃度補正用の前記トナー像である基準画像を、濃度階調を複数段階に順次変化させて形成し、
形成された複数の前記基準画像それぞれの前記トナー濃度を前記濃度検出部によって検出し、検出結果に基づいて前記トナー濃度を補正する濃度補正モードを実行可能であり、
前記濃度補正モードにおいて検出された前記トナー濃度の前記検出値に基づき、それぞれの前記濃度階調における前記電圧の変動の有無を検知し、
前記濃度階調に、前記電圧の変動が検知された特定濃度階調が存在する場合に、前記特定濃度階調の前後の前記濃度階調の前記検出値を用いて前記特定濃度階調の前記トナー濃度を補正することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記濃度階調に対する前記トナー濃度の前記検出値の理想傾きを記憶した記憶部を有し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記検出値の前記理想傾きと、前記濃度検出部によって検出された前記検出値の傾きとの差異が所定値以上である場合に、前記電圧の変動があったことを判定す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】

前記制御部は、連続する２以上の前記濃度階調における前記検出値を用いて前記検出値の傾きを算出し、算出された前記検出値の傾きと前記理想傾きとの差異を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記濃度検出部によって検出された複数の前記検出値を用いて前記検出値の疑似傾きを算出し、前記疑似傾きとの差異が所定値以上である前記検出値が存在する場合に、当該検出値が検出された前記濃度階調を前記特定濃度階調であると判定す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5】

前記制御部は、前記疑似傾きとの差異が所定値以上である前記検出値が２つ以上存在する場合に、前記濃度補正モードを再実行することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記特定濃度階調が存在する場合に、前記特定濃度階調の前後の前記濃度階調の前記検出値の中間値を算出し、当該中間値を用いて前記特定濃度階調の前記トナー濃度を補正することを特徴とする請求項１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、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光体ドラムの外周面に形成した静電潜像にトナーを供給して現像することで、後に用紙に転写されるトナー像を形成する装置が広く利用されている。画像形成装置が形成するトナー像の濃度は、様々な理由により経時変化が生じる。このため、濃度補正用のトナー像（基準画像）を感光体ドラムや中間転写ベルトの外周面に形成し、当該トナー像のトナー濃度をセンサーで検出して濃度補正を行うキャリブレーションを実行することが一般的である。

【0003】

特許文献１で開示された従来の画像形成置は、像担持体上に形成した濃度の基準となるトナーパッチ（濃度調整パターン）の濃度を光学的な濃度センサーによって検出し、その検出結果（検出濃度）に基づいて画像形成条件を調整する。濃度センサーは、正反射光の検知用の受光素子と、拡散反射光の検知用の受光素子とを有する。当該濃度センサーにより、ブラックとカラーの低濃度から高濃度までを検知することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－１５５８５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

濃度センサーが正反射光の検知用の受光素子と、拡散反射光の検知用の受光素子とを有する場合、トナー濃度は、２つの受光素子が出力するトナー濃度に係る検出値の比率によって判定される。そして、２つの受光素子の場合、濃度センサーに印加される電源電圧に変動が生じても、検出値の比率が変わらないため、トナー濃度の検出値への当該変動の影響は無かった。しかしながら、このような濃度センサーは、２つの受光素子を有することでコストアップが懸念された。

【0006】

低コスト化を図るために、濃度センサーは、単一の受光素子によりトナー濃度に係る検出値を出力することが好ましい。しかしながら、単一の受光素子の場合、濃度センサーに印加される電源電圧に変動が生じると、当該変動の影響が検出値に表れ、適正なトナー濃度を取得することができないことに課題があった。

【0007】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、低コスト化が図られた構成により、適正な濃度補正を実現することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、像担持体と、帯電部と、露光部と、現像部と、濃度検出部と、制御部と、を備える。前記像担持体は、外周面に感光層が形成される。前記帯電部は、前記像担持体の外周面を所定の表面電位に帯電させる。前記露光部は、前記帯電部によって帯電された前記像担持体の外周面を露光して帯電を減衰させた静電潜像を形成する。前記現像部は、前記像担持体の前記静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。前記濃度検出部は、前記像担持体の前記トナー像のトナー濃度に係る検出値を出力する。前記制御部は、前記像担持体、前記帯電部、前記露光部、及び前記現像部を制御する。前記濃度検出部は、所定の電圧が印加されることにより前記トナー像に向けて光を照射する発光部と、前記トナー像で反射した反射光を受光する単一の受光部と、を有する。前記制御部は、濃度補正用の前記トナー像である基準画像を、濃度階調を複数段階に順次変化させて形成し、形成された複数の前記基準画像それぞれの前記トナー濃度を前記濃度検出部によって検出し、検出結果に基づいて前記トナー濃度を補正する濃度補正モードを実行可能であり、前記濃度補正モードにおいて検出された前記トナー濃度の前記検出値に基づき、それぞれの前記濃度階調における前記電圧の変動の有無を検知し、前記濃度階調に、前記電圧の変動が検知された特定濃度階調が存在する場合に、前記特定濃度階調の前後の前記濃度階調の前記検出値を用いて前記特定濃度階調の前記トナー濃度を補正する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の構成によれば、単一の受光部を有する濃度検出部により、濃度検出部への印加電圧の変動を検知し、当該電圧の変動が検知された特定濃度階調のトナー濃度を補正することができる。したがって、低コスト化が図られた構成により、適正な濃度補正を実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態の画像形成装置の概略断面正面図である。

【図2】図１の画像形成装置の構成を示すブロック図である。

【図3】図１の画像形成装置の画像形成部周辺の概略断面正面図である。

【図4】図３の濃度検出部の部分側面図である。

【図5】図１の画像形成装置の濃度補正用の基準画像群及び濃度検出部の検出値を示す説明図である。

【図6】図１の画像形成装置の濃度検出部の検出値とトナー濃度との関係を示すグラフである。

【図7】図５の濃度補正用の基準画像群及び濃度検出部の検出値を示す説明図であって、濃度検出部の印加電圧に変動が生じた状態を示す図である。

【図8】図１の画像形成装置の濃度検出部の検出値とトナー濃度との関係を示すグラフであって、濃度検出部の印加電圧に変動が生じた状態を示す図である。

【図9】図１の画像形成装置の濃度検出部の検出値とトナー濃度との関係を示すグラフであって、２つの検出値にずれが生じた状態を示す図である。

【図10】図１の画像形成装置における濃度補正モードの処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

【0012】

図１は、実施形態の画像形成装置１の概略断面正面図である。図２は、図１の画像形成装置１の構成を示すブロック図である。図３は、図１の画像形成装置１の画像形成部２０周辺の概略断面正面図である。本実施形態の画像形成装置１の一例としては、中間転写ベルト３１を用いてトナー像を用紙Ｓに転写するタンデム方式のカラープリンターである。画像形成装置１は、例えば印刷、スキャン（画像読取）、ファクシミリ送信等の機能を備えたいわゆる複合機であって良い。

【0013】

画像形成装置１は、図１、図２及び図３に示すように、その本体２に設けられた、用紙供給部３、用紙搬送部４、露光部５、画像形成部２０、転写部３０、定着部６、用紙排出部７、制御部８及び記憶部９を備える。

【0014】

用紙供給部３は、本体２の底部に配置される。用紙供給部３は、印刷前の複数枚の用紙Ｓを収容し、印刷時に用紙Ｓを１枚ずつ分離して送り出す。用紙搬送部４は、本体２の側壁に沿って上下方向に延びる。用紙搬送部４は、用紙供給部３から送り出された用紙Ｓを二次転写部３３及び定着部６へと搬送し、さらに定着後の用紙Ｓを用紙排出口４ａから用紙排出部７に排出する。露光部５は、用紙供給部３の上方に配置される。露光部５は、画像データに基づき制御されたレーザー光を画像形成部２０に向かって照射する。

【0015】

画像形成部２０は、露光部５の上方、且つ中間転写ベルト３１の下方に配置される。画像形成部２０は、イエロー用の画像形成部２０Ｙと、シアン用の画像形成部２０Ｃと、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍと、ブラック用の画像形成部２０Ｂと、を含む。これらの４つの画像形成部２０は、基本的な構成が同じである。これにより、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、各色を表す「Ｙ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｂ」の識別記号は省略することがある。

【0016】

画像形成部２０は、所定の方向（図１及び図３における時計回り）に回転可能に支持された感光体ドラム（像担持体）２１を備える。画像形成部２０は、さらに感光体ドラム２１の周囲に、その回転方向に沿って配置された帯電部２２と、現像部２３と、ドラムクリーニング部２４と、を備える。なお、現像部２３とドラムクリーニング部２４との間に一次転写部３２が配置される。

【0017】

感光体ドラム２１は、外周面に感光層が形成されている。帯電部２２は、感光体ドラム２１の外周面を所定の表面電位に帯電させる。露光部５は、帯電部２２によって帯電された感光体ドラム２１の外周面を露光し、感光体ドラム２１の外周面に帯電を減衰させた原稿画像の静電潜像を形成する。現像部２３は、感光体ドラム２１の外周面の静電潜像にトナーを供給して現像してトナー像を形成する。４つの画像形成部２０それぞれは、異なる色のトナー像を形成する。ドラムクリーニング部２４は、トナー像が中間転写ベルト３１の外周面に一次転写された後に、感光体ドラム２１の外周面に残留するトナー等を除去してクリーニングする。このようにして、画像形成部２０は、後に用紙Ｓに転写される画像（トナー像）を形成する。

【0018】

転写部３０は、中間転写ベルト３１と、一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂと、二次転写部３３と、ベルトクリーニング部３４と、を備える。中間転写ベルト３１は、４つの画像形成部２０の上方に配置される。中間転写ベルト３１は、所定の方向（図１及び図３における反時計回り）に回転可能に支持され、４つの画像形成部２０それぞれで形成されたトナー像が順次重ねて一次転写される無端状の中間転写体である。４つの画像形成部２０は、中間転写ベルト３１の回転方向上流側から下流側に向けて一列に並んだいわゆるタンデム方式にして配置される。

【0019】

一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂは、中間転写ベルト３１を挟んで、各色の画像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂの上方に配置される。二次転写部３３は、用紙搬送部４の用紙搬送方向に対して定着部６よりも上流側であって、中間転写ベルト３１の回転方向に対して４つの画像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂよりも下流側に配置される。ベルトクリーニング部３４は、中間転写ベルト３１の回転方向に対して二次転写部３３よりも下流側に配置される。

【0020】

一次転写部３２は、感光体ドラム２１の外周面に形成されたトナー像を中間転写ベルト３１に転写する。言い換えれば、トナー像は、各色の一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂで中間転写ベルト３１の外周面に一次転写される。そして、中間転写ベルト３１の回転とともに所定のタイミングで４つの画像形成部２０のトナー像が連続して重ねて中間転写ベルト３１に転写されることにより、中間転写ベルト３１の外周面にはイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

【0021】

中間転写ベルト３１の外周面のカラートナー像は、用紙搬送部４によって同期をとって送られてきた用紙Ｓに、二次転写部３３に形成される二次転写ニップ部で転写される。ベルトクリーニング部３４は、二次転写後に中間転写ベルト３１の外周面に残留するトナー等の付着物を除去してクリーニングする。このようにして、転写部３０は、感光体ドラム２１の外周面に形成されたトナー像を用紙Ｓに転写（記録）する。

【0022】

定着部６は、二次転写部３３の上方に配置される。定着部６は、トナー像が転写された用紙Ｓを加熱、加圧してトナー像を用紙Ｓに定着させる。

【0023】

用紙排出部７は、転写部３０の上方に配置される。トナー像が定着されて印刷が完了した用紙Ｓは、用紙排出部７に搬送される。用紙排出部７は、上方から印刷後の用紙（印刷物）が取り出される。

【0024】

制御部８は、ＣＰＵ、画像処理部、並びにその他の電子回路及び電子部品を含む（いずれも不図示）。ＣＰＵは、記憶部９に記憶された制御用のプログラムやデータに基づき、画像形成装置１に設けられた各構成要素の動作を制御して画像形成装置１の機能に係る処理を行う。用紙供給部３、用紙搬送部４、露光部５、画像形成部２０、転写部３０及び定着部６のそれぞれは、制御部８から個別に指令を受け、連動して用紙Ｓへの印刷を行う。

【0025】

記憶部９は、例えばプログラムＲＯＭ（Read Only Memory）、データＲＯＭなどといった不揮発性の記憶装置（不図示）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性の記憶装置（不図示）との組み合わせで構成される。

【0026】

続いて、画像形成部２０とその周辺の構成について、図３を用いて説明する。なお、各色の画像形成部２０それぞれは基本的な構成が同じであるので、特に限定する必要がある場合を除き、構成要素について各色を表す識別記号の記載と、説明とを省略する。

【0027】

画像形成部２０は、感光体ドラム２１と、帯電部２２と、現像部２３と、ドラムクリーニング部２４と、を備える。

【0028】

感光体ドラム２１は、中心軸線を水平にして回転可能に支持された円筒形状であり、駆動部（不図示）によって中心軸線回りに一定速度で回転される。感光体ドラム２１は、例えばアルミニウム等の金属製のドラム素管の外周面に、アモルファスシリコン等の無機感光体で構成される感光層を有する。感光体ドラム２１の外周面には、静電潜像が形成される。

【0029】

帯電部２２は、例えば帯電ローラー２２１を有する。帯電ローラー２２１は、感光体ドラム２１の軸線方向と平行に延び、中心軸線を水平にして回転可能に支持される。帯電ローラー２２１は、感光体ドラム２１の外周面に接触することで、感光体ドラム２１の回転に従って回転する。帯電ローラー２２１は、例えば芯金の外周面に、イオン導電材を配合した架橋ゴム等で構成される導電層を有する。帯電ローラー２２１に所定の帯電電圧を印加すると、感光体ドラム２１の外周面が一様に帯電される。

【0030】

現像部２３は、帯電部２２に対して感光体ドラム２１の回転方向下流側に配置される。現像部２３は、現像容器２３１と、第１搬送部材２３２と、第２搬送部材２３３と、現像ローラー（現像剤担持体）２３４と、規制部材２３５と、を有する。

【0031】

現像容器２３１は、感光体ドラム２１の軸線方向（図３の紙面奥行き方向）に沿って延びる細長い形状であって、その長手方向を水平にして配置される。現像容器２３１は、感光体ドラム２１に供給するトナーを含む現像剤として、例えばトナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤を収容する。

【0032】

第１搬送部材２３２及び第２搬送部材２３３は、感光体ドラム２１と平行に延びる軸線回りに回転可能にして現像容器２３１に支持される。第１搬送部材２３２及び第２搬送部材２３３は、それらの軸線回りに回転することで、当該回転の軸線方向に沿って互いに反対方向に現像剤を攪拌しながら搬送する。

【0033】

現像ローラー２３４は、現像容器２３１内の、第２搬送部材２３３の上方に位置し、感光体ドラム２１と対向配置される。現像ローラー２３４は、感光体ドラム２１の軸線と平行に延びる軸線回りに回転可能に現像容器２３１に支持される。現像ローラー２３４は、その外周面の一部が現像容器２３１から露出し、感光体ドラム２１と対向し、近接する。現像ローラー２３４は、現像容器２３１内のトナーを含む現像剤を担持し、感光体ドラム２１に供給する。言い換えれば、現像ローラー２３４は、現像容器２３１内のトナーを感光体ドラム２１の外周面の静電潜像に付着させ、トナー像を形成する。

【0034】

規制部材２３５は、現像ローラー２３４と感光体ドラム２１との対向領域の、現像ローラー２３４の回転方向上流側に配置される。規制部材２３５は、現像ローラー２３４に近接して対向し、その先端と現像ローラー２３４の外周面との間に所定の間隔を設けて配置される。規制部材２３５は、現像ローラー２３４の軸線方向の全域にわたって延びる。

【0035】

現像容器２３１内の現像剤は、第１搬送部材２３２及び第２搬送部材２３３の回転によって循環、攪拌されて帯電され、現像ローラー２３４の外周面に担持される。現像ローラー２３４の外周面に担持された現像剤は、規制部材２３５によって層厚が規制される。現像ローラー２３４に所定の現像電圧が印加されると、感光体ドラム２１の外周面の表面電位との間の電位差により、現像ローラー２３４の外周面に担持された現像剤中のトナーが感光体ドラム２１との対向領域において感光体ドラム２１の外周面に移動する。これにより、感光体ドラム２１の外周面の静電潜像は、トナーによって現像される。

【0036】

ドラムクリーニング部２４は、感光体ドラム２１の回転方向に対し、一次転写部３２の下流側に配置される。ドラムクリーニング部２４は、回収容器２４１と、クリーニングブレード２４２と、回収スパイラル２４３と、を有する。

【0037】

回収容器２４１は、感光体ドラム２１の軸線方向（図３の紙面奥行き方向）に沿って延びる細長い形状であって、その長手方向を水平にして配置される。回収容器２４１は、クリーニングブレード２４２によって感光体ドラム２１の外周面から除去されたトナー等の残留物を収容する。

【0038】

クリーニングブレード２４２は、感光体ドラム２１の軸線方向に沿って延びる板形状であって、例えばポリウレタンゴム等の弾性部材で形成される。クリーニングブレード２４２は、感光体ドラム２１との接触点において感光体ドラム２１の接線方向に対し所定の角度をなすように、当該接触点に対してドラム回転方向の下流側に配置される。クリーニングブレード２４２は、感光体ドラム２１の外周面に所定の圧力で接触する。クリーニングブレード２４２は、一次転写後に感光体ドラム２１の外周面に残留するトナーを含む残留物を除去する。

【0039】

回収スパイラル２４３は、回収容器２４１内の下部であって、クリーニングブレード２４２を隔てて感光体ドラム２１から離れた領域に配置される。回収スパイラル２４３は、感光体ドラム２１の回転軸線と平行に延びる軸線回りに回転可能にして回収容器２４１に支持される。回収スパイラル２４３は、例えば軸線方向に延びる螺旋状の搬送羽根を有する。回収スパイラル２４３は、感光体ドラム２１の外周面から除去されたトナー等の残留物を、ドラムクリーニング部２４の外部に設けられた回収物廃棄容器（不図示）まで搬送する。

【0040】

画像形成装置１は、濃度検出部１４をさらに備える。濃度検出部１４は、中間転写ベルト３１の回転方向に対し、二次転写部３３の上流側であって、４つの画像形成部２０のうち最下流側のブラック用の画像形成部２０Ｂよりも下流側に配置される。濃度検出部１４は、中間転写ベルト３１の外周面と対向する。

【0041】

図４は、図３の濃度検出部１４の部分側面図である。図４は、図３に示す濃度検出部１４を、中間転写ベルト３１の回転方向に沿って、図３における側方から見た図である。

【0042】

濃度検出部１４は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を含む発光部１４１と、例えばフォトダイオード等の受光素子を含む受光部１４２と、を有する反射型光学センサーを備える。発光部１４１は、中間転写ベルト３１の外周面に一次転写されたトナー像に向けて所定角度で検出光を照射する。受光部１４２は、発光部１４１がトナー像に向けて照射し、トナー像で反射した検出光を受ける。

【0043】

なお、トナー像のトナー濃度の検出方法としては、正反射の検出光を受ける方法と、拡散反射の検出光を受ける方法との２種が用いられる。本実施形態では、正反射の検出方法で説明を行う。

【0044】

濃度検出部１４は、受光部１４２で受光した検出光のレベルをトナー濃度に係る検出値（電圧値）として出力することにより、中間転写ベルト３１の外周面に一次転写されたトナー像のトナー量を導出し、トナー像のトナー濃度を検出することができる。中間転写ベルト３１の外周面にトナーが無い場合、発光部１４１から照射された検出光は、トナーによって拡散反射されることなく正反射され、受光部１４２に多く入射される。これにより、トナー濃度に係る検出値（電圧値）は高くなる。そして、中間転写ベルト３１の外周面のトナー量が増加するほど、多くの光がトナーによって拡散反射されるようになり、徐々に受光部１４２に入射する光量が少なくなる。すなわち、トナー濃度に係る検出値（電圧値）は、徐々に低くなる。

【0045】

このようにして、濃度検出部１４は、検出光を発光部１４１からトナー像に向けて照射し、当該トナー像で反射させて受光部１４２で受けた検出光に基づき、中間転写ベルト３１の外周面に転写されたトナー像のトナー濃度を検出する。言い換えれば、濃度検出部１４は、画像形成部２０において感光体ドラム２１の外周面に形成されたトナー像のトナー濃度に係る検出値を出力することで、トナー濃度を検出する。

【0046】

そして、本実施形態の画像形成装置１の制御部８は、例えば予め定められた印刷枚数毎といった定期的に、或いは利用者や管理者によって任意のタイミングで、非画像形成時に、トナー像の濃度補正を行うキャリブレーションである濃度補正モードを実行する。この濃度補正モードでは、濃度補正用のトナー像である基準画像（パッチ画像）を、濃度階調を複数段階に順次変化させて感光体ドラム２１の外周面に形成して中間転写ベルト３１の外周面に転写し、複数の当該基準画像それぞれのトナー濃度を濃度検出部１４によって検出する。その検出結果に基づいて、制御部８は、濃度補正用の複数の基準画像それぞれの濃度（実測値）と、予め定められた目標濃度（理想値）とを比較し、例えば現像バイアス等の調整などを行うことにより、トナー濃度を補正する。

【0047】

図５は、図１の画像形成装置１の濃度補正用の基準画像群Ｐ１及び濃度検出部１４の検出値を示す説明図である。図５の上部には、濃度補正用の基準画像群Ｐ１を２つ描画した。図５の下部には、基準画像群Ｐ１に対するトナー濃度の検出値によって表されるグラフを描画した。なお、図５に示すグラフは、基準画像群Ｐ１に対する理想的なトナー濃度の折れ線グラフである。図５における基準画像群Ｐ１の左右横方向は、感光体ドラム２１の周方向（＝中間転写ベルト３１の回転方向）であって、グラフの横軸であるトナー濃度の検出時間とタイミングが一致する。グラフの縦軸は、濃度検出部１４が出力するトナー濃度の検出値（電圧値）である。「ベルト面検出値」は、中間転写ベルト３１の外周面にトナーが無い状態における濃度検出部１４が出力する検出値ｖ１０である。

【0048】

濃度補正用の基準画像群Ｐ１は、感光体ドラム２１の軸線方向及び周方向に延びる矩形状の基準画像を、濃度階調を複数段階に順次変化させ、感光体ドラム２１の周方向に連続して形成した帯状である。本実施形態において、基準画像群Ｐ１は、４つの基準画像Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄを有する。

【0049】

４つの基準画像Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄは、感光体ドラム２１の周方向（＝中間転写ベルト３１の回転方向）の下流側、すなわち図５において右方に進むにつれて、単位面積当たりのトナー量が多くなり、トナー濃度が高くなっている。すなわち、基準画像Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄの順で、トナー濃度が高くなっている。濃度検出部１４が出力するベルト面検出値ｖ１０に対し、４つの基準画像Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄでは、検出光がトナー像に吸収されることで、検出値ｖ１ａ、ｖ１ｂ、ｖ１ｃ、ｖ１ｄの順で値が低くなっている。

【0050】

そして、制御部８は、図５のように形成した濃度補正用の複数の基準画像Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄに対し、それぞれのトナー濃度を濃度検出部１４によって検出する。図６は、図１の画像形成装置１の濃度検出部１４の検出値とトナー濃度との関係を示すグラフである。図６において、横軸は画像のトナー濃度を示し、縦軸は当該トナー濃度に対応する濃度検出部１４の検出値（電圧値）を示す。図６に示す折れ線グラフは、基準画像群Ｐ１に対する、濃度検出部１４によるトナー濃度の実測値である（図５は理想値の一例）。図６に示す二点鎖線は、濃度階調に対するトナー濃度の検出値の理想傾きである。当該理想傾きに係る理想傾きデータ９１は、記憶部９に予め記憶されている（図２参照）。

【0051】

さらに、制御部８は、濃度検出部１４の検出結果に基づき、複数のトナー濃度の検出値を解析し、トナー濃度を補正する。このとき、制御部８は、濃度検出部１４によって検出された、図６に示すトナー濃度１からトナー濃度５までの検出値（実測値）の傾きを算出する。そして、制御部８は、算出した検出値（実測値）の傾きと、例えば記憶部９に記憶された検出値の理想傾き（図６の二点鎖線）との差異を算出する。当該差異が所定値未満である場合、制御部８は、適正なトナー濃度の取得の妨げとなる、濃度検出部１４への印加電圧の変動が無かったと判定し、濃度補正モードに基づいてトナー濃度を補正する。

【0052】

次に、濃度検出部１４への印加電圧に変動が生じた場合の濃度補正モードの処理について説明する。

【0053】

図７は、図５の濃度補正用の基準画像群Ｐ１及び濃度検出部１４の検出値を示す説明図であって、濃度検出部１４の印加電圧に変動が生じた状態を示す図である。図７の構成及び書式は、図５と概ね同じであるので、ここではそれらの説明を省略する。なお、基準画像群Ｐ１に対するトナー濃度の検出値によって表される折れ線グラフの下に、濃度検出部１４への印加電圧を表す出力値を線状に描画した。

【0054】

濃度検出部１４への印加電圧に変動が生じた場合、図７に示すように、当該印加電圧が急激に変化する（図７の破線円内）。このとき、図７に示す折れ線グラフのように、トナー濃度の検出値にも、同様の変動が生じ、適正なトナー濃度を取得することができない。

【0055】

このため、制御部８は、濃度補正モードにおいて、トナー濃度の検出値に基づき、それぞれの濃度階調における電圧の変動の有無を検知する。当該電圧に変動があった場合、制御部８は、電圧の変動が検知された濃度階調を特定濃度階調とする。そして、制御部８は、当該濃度階調に、電圧の変動が検知された特定濃度階調が存在する場合に、特定濃度階調の前後の濃度階調の検出値を用いて特定濃度階調のトナー濃度を補正する。

【0056】

上記の構成によれば、単一の受光部１４２を有する濃度検出部１４により、濃度検出部１４への印加電圧の変動を検知し、当該電圧の変動が検知された特定濃度階調のトナー濃度を補正することができる。したがって、低コスト化が図られた構成により、適正な濃度補正を実現することが可能である。

【0057】

図８は、図１の画像形成装置１の濃度検出部１４の検出値とトナー濃度との関係を示すグラフであって、濃度検出部１４の印加電圧に変動が生じた状態を示す図である。図８の構成及び書式は、図６と概ね同じであるので、ここではそれらの説明を省略する。図８に示すように、トナー濃度４の検出値に、濃度検出部１４の印加電圧の変動の影響が生じている。

【0058】

図６を用いて説明したように、制御部８は、濃度検出部１４によって検出された、図８に示すトナー濃度１からトナー濃度５までの検出値（実測値、図８の破線）の傾きを算出する。このとき、制御部８は、連続する２以上の濃度階調における検出値を用いて検出値の傾きを算出する。

【0059】

詳細に言えば、制御部８は、トナー濃度１及びトナー濃度２の検出値、トナー濃度２及びトナー濃度３の検出値、トナー濃度３及びトナー濃度４の検出値、トナー濃度１及びトナー濃度３の検出値、トナー濃度２及びトナー濃度４の検出値、トナー濃度１及びトナー濃度４の検出値等を用いて検出値（図８の破線）の傾きを算出する。また、３つ、或いは４つの濃度階調における検出値を用いても良い。

【0060】

そして、制御部８は、算出した検出値（実測値、図８の破線）の傾きと、記憶部９に記憶された検出値の理想傾き（図８の二点鎖線）との差異を算出する。図８によれば、濃度検出部１４の印加電圧に変動が生じたトナー濃度４において、算出した検出値（図８の破線）の傾きと理想傾き（図８の二点鎖線）とに差異が生じており、制御部８は、当該差異を算出する。

【0061】

さらに、制御部８は、算出した検出値（実測値）の傾きと理想傾きとの差異が所定値以上である場合に、濃度検出部１４への印加電圧の変動があったことを判定する。当該所定値（閾値）に係る情報は、記憶部９に予め記憶されている。制御部８は、図８におけるトナー濃度４を示す濃度階調を、電圧の変動が生じた特定濃度階調と判定する。

【0062】

上記の構成によれば、濃度検出部１４によって検出されたトナー濃度の検出値（電圧値）に基づき、濃度検出部１４の印加電圧に変動が生じたことを認識することが可能である。そして、算出した検出値（実測値）の傾きと理想傾きとの差異に基づき、濃度補正モードにおいてトナー濃度を補正することができる。

【0063】

制御部８は、特定濃度階調が存在する場合に、特定濃度階調の前後の濃度階調の検出値を用いて特定濃度階調のトナー濃度を補正する。すなわち、制御部８は、特定濃度階調であるトナー濃度４に対し、トナー濃度３及びトナー濃度５の検出値を用いてトナー濃度４を補正する。

【0064】

このとき、制御部８は、例えば、特定濃度階調の前後の濃度階調の検出値の中間値を算出し、当該中間値を用いて特定濃度階調のトナー濃度を補正する。図８に関して言えば、制御部８は、トナー濃度３及びトナー濃度５の検出値を用いて、これらの中間値Ｄｍを算出する。そして、制御部８は、中間値Ｄｍを用いて特定濃度階調のトナー濃度４を補正する。実測値であるトナー濃度３及びトナー濃度５の検出値を用いて算出した中間値Ｄｍによってトナー濃度４を補正することで、実機の特性や使用環境に対応した濃度補正を行うことができる。すなわち、画像形成装置１に適合した、適正な濃度補正を実現することが可能になる。

【0065】

なお、記憶部９に記憶された検出値の理想傾き（理想傾きデータ９１）を利用することなく、特定濃度階調の有無を判定することも可能である。この場合、制御部８は、濃度検出部１４によって検出された複数の検出値を用いて検出値の疑似傾きを算出する。図８に関して言えば、制御部８は、トナー濃度１からトナー濃度５までの検出値を用いることにより、図８の二点鎖線に相当する疑似傾きを算出する。

【0066】

詳細に言えば、制御部８は、トナー濃度１及びトナー濃度２の検出値、トナー濃度２及びトナー濃度３の検出値、トナー濃度３及びトナー濃度４の検出値、トナー濃度１及びトナー濃度３の検出値、トナー濃度２及びトナー濃度４の検出値、トナー濃度１及びトナー濃度４の検出値等を用いて疑似傾き（図８の二点鎖線）を算出する。また、３つ、或いは４つの濃度階調における検出値を用いても良い。図８の例によれば、トナー濃度１、トナー濃度２、トナー濃度３、及びトナー濃度５の検出値を用いて、検出値の疑似傾き（図８の二点鎖線）が算出される。

【0067】

そして、制御部８は、疑似傾き（図８の二点鎖線）との差異が所定値以上である検出値が存在する場合に、当該検出値が検出された濃度階調を特定濃度階調であると判定する。図８によれば、濃度検出部１４の印加電圧に変動が生じたトナー濃度４の検出値の、疑似傾き（図８の二点鎖線）との差異が所定値以上である場合、トナー濃度４を示す濃度階調を、電圧の変動が生じた特定濃度階調であると判定する。

【0068】

上記の構成によれば、予め記憶した理想傾きではなく、実測値であるトナー濃度１、トナー濃度２、トナー濃度３、及びトナー濃度５の検出値を用いて算出した検出値の疑似傾きを利用して、トナー濃度４を示す濃度階調が特定濃度階調であると判定することができる。これにより、実機の特性や使用環境に対応した濃度補正を行うことができる。すなわち、画像形成装置１に適合した、適正な濃度補正を実現することが可能になる。

【0069】

図９は、図１の画像形成装置１の濃度検出部１４の検出値とトナー濃度との関係を示すグラフであって、２つの検出値にずれが生じた状態を示す図である。図９の構成及び書式は、図６及び図８と概ね同じであるので、ここではそれらの説明を省略する。図９に示すように、トナー濃度３及びトナー濃度５の検出値に、濃度検出部１４の印加電圧の変動の影響が生じている。

【0070】

制御部８は、図９に二点鎖線によって示した検出値の疑似傾きに基づき、トナー濃度３及びトナー濃度５を示す濃度階調を、電圧の変動が生じた特定濃度階調と判定する。なお、検出値の疑似傾きは、トナー濃度１、トナー濃度２、及びトナー濃度４の検出値を用いて算出される。

【0071】

制御部８は、疑似傾きとの差異が所定値以上である検出値が２つ以上存在する場合に、濃度補正モードを再実行する。この構成によれば、信頼性が低い検出値に基づいて濃度補正モードが実行され、トナー濃度が補正されることを抑制することができる。すなわち、適正な濃度補正を実現することが可能になる。

【0072】

続いて、画像形成装置１における濃度補正モードの処理の流れについて説明する。図１０は、図１の画像形成装置１における濃度補正モードの処理を示すフローチャートである。

【0073】

画像形成装置１は、例えば所定の印刷枚数毎に、濃度補正モードを実行する。すなわち、当該所定の印刷枚数に達すると（図１０の「開始」）、制御部８は、非画像形成時に、基準画像群Ｐ１を形成する（ステップＳ１０１）。基準画像群Ｐ１は、濃度補正用のトナー像であって４つの基準画像Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄを有し、順次、感光体ドラム２１の外周面に形成され、さらに中間転写ベルト３１の外周面に転写される。

【0074】

次に、制御部８は、中間転写ベルト３１の外周面に転写された基準画像群Ｐ１（基準画像Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄ）のトナー濃度を濃度検出部１４によって検出する（ステップＳ１０２）。

【0075】

なお、画像形成装置１は、濃度検出部１４を複数備え、複数の濃度検出部１４のそれぞれにおいて個別に基準画像群Ｐ１のトナー濃度を検出することにしても良い。例えば、複数の濃度検出部１４は、感光体ドラム２１及び中間転写ベルト３１の軸線方向に沿って並置される。複数箇所でトナー濃度を検出することにより、濃度補正と、濃度検出部１４への印加電圧の変動の検知とのそれぞれにおいて、信頼性を向上させることができる。

【0076】

次に、制御部８は、濃度検出部１４の検出結果に基づき、複数のトナー濃度の検出値を解析する（ステップＳ１０３）。例えば図６を用いて説明したように、制御部８は、濃度検出部１４によって検出された検出値（実測値）を用いて算出した検出値の傾きと、記憶部９に記憶された検出値の理想傾きとの差異を算出する。また、例えば図８を用いて説明したように、制御部８は、濃度検出部１４によって検出された検出値（実測値）を用いて算出した検出値の疑似傾きと、検出値との差異を算出する。

【0077】

次に、制御部８は、濃度検出部１４への印加電圧に変動が生じたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。電圧に変動が生じた場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、ステップＳ１０５に移り、電圧に変動が生じていない場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、ステップＳ１０７に移る。

【0078】

濃度検出部１４への印加電圧に変動が生じた場合、制御部８は、疑似傾きとの差異が所定値以上である検出値が２つ以上あるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。当該検出値が２つ以上ある場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、制御部８は、ステップＳ１０１に戻り、濃度補正モードを再実行する。当該検出値が１つ以下である場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、ステップＳ１０６に移る。

【0079】

なお、理想傾きを用いて濃度検出部１４への印加電圧の変動を検知する場合、ステップＳ１０５の処理は実行されない。すなわち、ステップＳ１０４において、理想傾きを用いて、濃度検出部１４への印加電圧に変動が生じた場合、ステップＳ１０６に移る。

【0080】

次に、制御部８は、濃度検出部１４への印加電圧の変動があった特定濃度階調に対し、濃度階調の検出値の中間値を算出する（ステップＳ１０６）。

【0081】

そして、制御部８は、トナー濃度の補正を行う（ステップＳ１０７）。濃度検出部１４への印加電圧に変動が生じていない場合、制御部８は、濃度階調の検出値の理想傾きまたは疑似傾きに適合するように、トナー濃度を補正する。また、濃度検出部１４への印加電圧に変動が生じた場合、制御部８は、濃度階調の検出値の中間値を用いて、特定濃度階調のトナー濃度を補正する。そして、制御部８は、図１０に係る処理を終了する。

【0082】

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

【0083】

例えば、上記実施形態において、濃度検出部１４は、正反射光の検出用の受光素子を備える構成としたが、これに換えて拡散反射光の検出用の受光素子を備える構成であっても良い。

【0084】

また、上記実施形態において、画像形成装置１は、複数色の画像を順次重ねて形成するいわゆるタンデム型のカラー印刷用の画像形成装置であることとしたが、このような機種に限定されるわけではない。画像形成装置は、タンデム型ではないカラー印刷用の画像形成装置やモノクロ印刷用の画像形成装置であって良い。

【産業上の利用可能性】

【0085】

本発明は、画像形成装置において利用可能である。

【符号の説明】

【0086】

１ 画像形成装置
５ 露光部
６ 定着部
８ 制御部
９ 記憶部
１４ 濃度検出部
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電部
２３ 現像部
３０ 転写部
３１ 中間転写ベルト
９１ 理想傾きデータ
１４１ 発光部
１４２ 受光部
Ｄｍ 中間値
Ｐ１ 基準画像群
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄ 基準画像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】