JP2002040731A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高画質の画像を得ることのできる画像形成装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 感光体１上に画像を形成する際の画像形
成条件を制御するための基準パターン画像を形成するＲ
ＯＳ３と、その基準パターン画像を複数の微小領域に分
けたときのこれら複数の微小領域それぞれからの反射光
量を検出するＣＣＤセンサ２０と、ＣＣＤセンサ２０に
より検出された複数の微小領域からの反射光量検出値を
積分する積分回路３０と、積分回路３０により得られた
積分値に基づき画像形成条件を制御する出力画像濃度制
御部４０とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタや
プリンタなどに用いられる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式のレーザプリンタや
プリンタなどに用いられる画像形成装置において、画
質、特に画像濃度を最適に保つためのフィードバック制
御が広く採用されている。これは、静電気を利用する電
子写真方式の画像形成装置では、その日の温度や湿度な
どの環境条件、あるいは感光体や現像剤の経時的な劣化
などにより画像形成装置自体の画像出力状態が変化して
濃度再現性が変動してしまうためである。

【０００３】従来のフィードバック制御の内容について
具体的に説明すると、像担持体上に制御用の基準パター
ン画像を形成しこの基準パターン画像により濃度再現状
況をモニタして目標濃度との誤差分を求め、これにフィ
ードバックゲインを乗じることによって、制御用アクチ
ュエータの設定値補正量を算出する方法がもっとも一般
的である。ここで、制御用の基準パターン画像として
は、現像工程後の未定着トナー像がよく用いられてい
る。基準パターン画像として未定着トナー像がよく用い
られる理由としては、用紙上に形成される転写像や定着
像と比較して基準パターン画像の形成および消去が簡単
であること、フィードバックの頻度を上げることも比較
的容易であること、さらに定着後の画像濃度との相関が
比較的高いことなどを挙げることができる。また、制御
用アクチュエータとしては、現像特性を左右する帯電器
印加電圧、露光量、現像バイアス、トナー濃度などがよ
く用いられている。

【０００４】例えば、特開昭６３−１０６７６３号公報
には、感光体上に、低、中、高の各濃度に対応する基準
パターン潜像を形成し、それを現像した現像像の濃度を
光電的に検出し、低濃度における濃度ずれ量に応じて露
光量を補正し、中濃度における濃度ずれ量に応じて現像
バイアス電圧を補正し、高濃度における濃度ずれ量に応
じて帯電量を補正する制御方法が開示されている。

【０００５】しかしながら、最近、画像形成装置の高画
質化に伴い、画像形成状態をミクロな状態で検出する必
要が高まりつつあるが、従来の方式では、基準パターン
像の濃度検出用センサにフォトダイオードなどの光電変
換素子を使用しているため、検出領域は直径数ｍｍにも
およぶことがあり、ミクロな画像形成状態を検出するこ
とができないという問題がある。

【０００６】そこで、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）センサを用い
て、基準パターン画像内の微小領域における画像形成状
態を検出する方式が実用化されている。例えば、特開平
７−２０６７０号公報には、スリット状のパターン潜像
を像担持体上に形成し、そのパターン潜像を現像剤で現
像し、そのパターン画像の反射光量を像担持体の微小領
域上でＣＣＤセンサにより検出し、検出された反射光量
の変動パターン情報に基づいて画像形成条件を補正する
という画像形成装置が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このＣ
ＣＤセンサを用いた反射光量検出方式では、センサ光学
系の焦点深度が浅いために、感光体、中間転写ベルト、
記録媒体搬送ベルト、用紙などの像担持体の移動、搬送
に伴う像担持体の、センサ光軸方向への移動により像担
持体表面とセンサとの相対位置変動によるピンボケが生
じた場合には、パターン画像の反射光量を正しく検出で
きないという問題がある。すなわち、従来の処理方式に
おける、ＣＣＤセンサ出力の各レベル毎のヒストグラム
を作成し、その標準偏差を線幅として測定する方式、あ
るいはＣＣＤ受光面上の結像像を所定の閾値で輪郭を抽
出し線幅または面積を求める方式では、ＣＣＤ受光面上
の結像像にピンボケが生じた場合には、ピントが合って
いる状態よりも検出結果の線幅、面積が大きくなり画像
形成条件の制御精度を低下させてしまうため高画質の画
像を得ることができない。

【０００８】このピンボケによる制御精度の低下を防止
するためには、例えば、像担持体の移動、搬送に伴う像
担持体表面とセンサとの相対位置変動を規制するための
部材を設けたり、あるいはオートフォーカス装置などを
設置することにより相対位置変動に追従するようにピン
トを自動調整するなどの新たな機能を付加せねばなら
ず、コストアップにつながる恐れがある。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑み、高画質の画像
を得ることのできる画像形成装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、画像形成のいずれかのプロセスで
画像を担持する像担持体を有し、最終的に所定の記録媒
体上に画像を形成する画像形成装置において、上記像担
持体上に、その像担持体上に画像を形成する際の画像形
成条件を制御するための基準パターン画像を形成する基
準パターン画像形成手段と、その基準パターン画像形成
手段により形成された基準パターン画像を複数の微小領
域に分けたときのこれら複数の微小領域それぞれからの
反射光量を検出する反射光量検出手段と、その反射光量
検出手段により検出された複数の微小領域からの反射光
量検出値を積分する積分手段と、その積分手段により得
られた積分値に基づき画像形成条件を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする。

【００１１】ここで、上記基準パターン画像形成手段
は、ドット状またはライン状のパターンを有する基準パ
ターン画像を上記像担持体上に形成するものであること
が好ましい。

【００１２】また、上記反射光量検出手段は、上記像担
持体上の、基準パターン画像が形成された領域全域にわ
たって反射光量を検出するものであることも好ましい態
様である。

【００１３】また、上記像担持体は、露光により表面に
静電潜像が形成されその静電潜像がトナーで現像される
ことにより表面にトナー像が形成される感光体であり、
かつ、上記反射光量検出手段が、上記感光体上に形成さ
れた基準パターン画像の反射光量を検出するものであっ
てもよい。

【００１４】さらに、上記像担持体は、露光により表面
に静電潜像が形成されその静電潜像がトナーで現像され
ることにより表面にトナー像が形成される感光体上に形
成されたトナー像を中間転写体に転写しその中間転写体
上に転写されたトナー像を所定の記録媒体に転写するこ
とによりその記録媒体上に画像を形成する画像形成装置
における中間転写体であり、かつ、上記反射光量検出手
段が、上記中間転写体上に形成された基準パターン画像
の反射光量を検出するものであってもよい。

【００１５】また、上記像担持体は、露光により表面に
静電潜像が形成されその静電潜像がトナーで現像される
ことにより表面にトナー像が形成される感光体上にトナ
ー像を形成しこの感光体上に形成されたトナー像を、記
録媒体を担持して搬送する記録媒体搬送部材により搬送
されてきた所定の記録媒体に転写してその記録媒体上に
画像を形成する画像形成装置における、その記録媒体搬
送部材であり、かつ、上記反射光量検出手段が、上記記
録媒体搬送部材上に形成された基準パターン画像の反射
光量を検出するものであってもよい。

【００１６】さらに、上記像担持体が、上記記録媒体で
あり、かつ、上記反射光量検出手段が、上記記録媒体上
に形成された基準パターン画像の反射光量を検出するも
のであってもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。 ［実施形態１］図１は、本発明の画像形成装置が適用さ
れた電子写真方式のレーザプリンタについての第１の実
施形態を示す概略構成図である。

【００１８】図１には、このレーザプリンタのＩＯＴ
（イメージアウトプットターミナル：画像出力部）１０
の概要のみが示されており、画像読取部や画像処理部な
どは図示省略してある。

【００１９】このＩＯＴ１０には、矢印Ａ方向に回転す
る感光体１、感光体１の表面を帯電するスコロトロン帯
電器２、帯電された感光体１表面を画像情報により変調
された露光光Ｒで露光して感光体１上に静電潜像を形成
するＲＯＳ（レーザ出力部）３、感光体１上の静電潜像
をトナーで現像して感光体１上にトナー像を形成する現
像器４、感光体１上のトナー像を用紙Ｐに転写する転写
器５、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着する定着器
６、用紙Ｐを収納する用紙トレイ７、感光体１の表面を
クリーニングするクリーナ８、感光体１表面の残留電荷
を除去する除電器９、画像形成条件制御用の基準パター
ン信号を発生させる基準パターン信号発生器１２、感光
体１の表面に形成された基準パターン画像の反射光量を
検出するＣＣＤセンサ２０、ＣＣＤセンサ２０で検出し
た反射光量検出値を積分する積分回路３０、積分回路３
０により得られた積分値に基づき画像形成条件を制御す
る出力画像濃度制御部４０が備えられている。積分回路
３０および出力画像濃度制御部４０の詳細については後
述する。

【００２０】なお、本実施形態における感光体１は、本
発明にいう像担持体に相当するものであり、また、本実
施形態における基準パターン信号発生器１２、感光体
１、スコロトロン帯電器２、ＲＯＳ３、および現像器４
は、本発明にいう基準パターン画像形成手段に相当する
ものであり、また、本実施形態におけるＣＣＤセンサ２
０は、本発明にいう反射光量検出手段に相当するもので
あり、また、本実施形態における用紙Ｐは、本発明にい
う記録媒体に相当するものであり、また、本実施形態に
おける積分回路３０は、本発明にいう積分手段に相当す
るものであり、また、本実施形態における出力画像濃度
制御部４０は、本発明にいう制御部に相当するものであ
る。

【００２１】図１を参照しながらこの画像形成装置にお
ける画像形成動作について説明する。

【００２２】先ず、画像読取部（図示せず）で原稿から
読み取られた原画像信号、あるいは外部のコンピュータ
（図示せず）などで作成された原画像信号が画像処理部
（図示せず）に入力され、適切な画像処理が行われる。
こうして得られた入力画像信号がＲＯＳ（レーザ出力
部）３に入力され、レーザ光線Ｒを変調する。入力画像
信号によって変調されたレーザ光線Ｒは、スコロトロン
帯電器２により一様帯電された感光体１表面に照射され
る。感光体１表面にレーザ光線Ｒがラスタ照射される
と、感光体１上には入力画像信号に対応した静電潜像が
形成される。

【００２３】感光体１上に形成された静電潜像は現像器
４によりトナーで現像され、感光体１上にトナー像が形
成される。感光体１上に形成されたトナー像は感光体１
の矢印Ａ方向への回転に伴われて、感光体１に対向して
配置された転写器５に向かって搬送される。

【００２４】一方、用紙トレイ７に収納されていた用紙
Ｐが感光体１と転写器５との間のニップ部に向かって供
給され、転写器５により感光体１上のトナー像は用紙Ｐ
上に転写される。用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定
着器６によって定着され所望の画像が得られる。

【００２５】トナー像の用紙Ｐ上への転写が終了した感
光体１の表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリ
ーナ８によりクリーニングされ、さらに、感光体１の表
面の残留電荷が除電器９により除去されて、１回の画像
形成動作が終了する。

【００２６】次に、本実施形態における基準パターン画
像の構成およびＣＣＤセンサ２０による基準パターン画
像の反射光量検出について説明する。

【００２７】図２は、第１の実施形態における感光体１
上に形成された制御用基準パターン画像の平面図であ
る。

【００２８】図２に示すように、本実施形態では、画像
形成条件制御用の基準パターン画像として、５００μｍ
×５００μｍの大きさの網点カバレッジ１００％のドッ
ト状のパターンを有する基準パターン画像Ｐａ１を採用
している。この基準パターン画像Ｐａ１は、ＣＣＤセン
サ２０により反射光量が検出される検出ラインＬ１に沿
って感光体１上に形成される。

【００２９】なお、基準パターン画像Ｐａ１のパターン
はドット状に限らず、ライン状であってもよい。

【００３０】基準パターン画像Ｐａ１は、感光体１上の
画像エリア外、あるいは、画像形成時以外のタイミング
における画像エリア内に形成されるため、用紙に転写さ
れることはない。基準パターン画像Ｐａ１は、ＣＣＤセ
ンサ２０により反射光量が検出された後、クリーナ８の
部位を通過する際に消去される。

【００３１】図３は、第１の実施形態におけるＣＣＤセ
ンサの概略構成図である。

【００３２】このＣＣＤセンサ２０は、図３に示すよう
に、感光体１上の基準パターン画像Ｐａ１をＬＥＤ照射
部２０ａで照明し、基準パターン画像Ｐａ１からの反射
光をレンズ２０ｂを介してＣＣＤアレイ２０ｃの受光面
上に結像させるように構成されている。このＣＣＤセン
サ２０により、図２に示した検出ラインＬ１に沿って形
成された基準パターン画像Ｐａ１の反射光量が検出され
る。本実施形態のＣＣＤアレイ２０ｃの１画素の大きさ
は、８μｍ×８μｍであり、光学系の倍率は、１：１で
ある。

【００３３】基準パターン画像Ｐａ１の反射光がＣＣＤ
アレイ２０ｃの受光面上に投影されると、ＣＣＤアレイ
２０ｃは反射光の強弱に応じた電圧を出力する。ＣＣＤ
アレイ２０ｃの各画素毎の出力電圧は線順次に取り出さ
れて図示しない８ビット（０〜２５５）のＡ／Ｄ変換器
でＡ／Ｄ変換された後、次に説明する積分回路３０を経
て出力画像濃度制御部４０に取り込まれる。

【００３４】次に、積分回路３０および出力画像濃度制
御部４０について説明する。

【００３５】図４は、第１の実施形態におけるＩＯＴ、
積分回路、および出力画像濃度制御部のブロック図であ
る。

【００３６】積分回路３０は、ＣＣＤセンサ２０から出
力されＡ／Ｄ変換された基準パターン画像読取信号を積
分する。ここで、積分する画素数は、ピンボケによるＣ
ＣＤ受光面での結像像の広がりと、基準パターン画像形
成位置の繰返し精度、ＣＣＤセンサ２０の感光体１に対
する相対的位置精度などに基づき予め一定の数に設定さ
れている。本実施形態では、５００μｍ×５００μｍの
基準パターン画像が形成された領域全域にわたって反射
光を検出できるように、主走査方向および副走査方向そ
れぞれ１００画素（＝８００μｍ相当）分のデータを積
分している。

【００３７】積分回路３０の作用および効果については
後述する。

【００３８】出力画像濃度制御部４０には、図４に示す
ように誤差演算器４１、目標値メモリ４２、操作量補正
演算器４３、操作量メモリ４４、操作量出力回路４５、
制御ルールメモリ４６が備えられている。

【００３９】操作量メモリ４４内には、基準パターン画
像形成時、および出力画像形成時の、画像形成装置の操
作量が記憶されている。ここで、操作量とは、被制御対
象の出力値を変化させるパラメータの調整量、すなわち
帯電器の帯電電圧の設定値、露光光の露光量の設定値、
現像器の現像バイアス電圧の設定値、転写器の転写電流
の設定値などをいう。

【００４０】本実施形態では出力画像濃度制御用の操作
量として、ＲＯＳ３のレーザパワー設定値（以下、ＬＰ
設定値と略称する）を用いている。なお、ＬＰ設定値は
０から２５５までの値に規格化されている。

【００４１】画像形成装置の操作量として上記のＬＰ設
定値を選んだのは、ＬＰ設定値と出力画像濃度との間に
高い相関があるからである。さらに、ＬＰ設定値を変更
することにより露光量を瞬時に変更することが可能で高
い応答性を得ることができるからである。

【００４２】操作量メモリ４４から読み出されたＬＰ設
定値は、操作量出力回路４５を介してＩＯＴ１０のレー
ザ駆動回路１１に供給され、これによりレーザ駆動回路
１１はＬＰ設定値に応じたレーザパワーをＲＯＳ３に供
給する。

【００４３】目標値メモリ４２は、制御用基準パターン
画像の濃度目標値、すなわち制御用基準パターン画像の
反射光量目標値をＣＣＤセンサ２０の出力電圧の積分
値、すなわち積分回路３０による基準パターン画像の反
射光量検出値の積分値に換算した値を記憶する。

【００４４】誤差演算器４１は、目標値メモリ４２に記
憶された濃度目標値と、制御動作時の現像濃度の積分値
との誤差を演算する。

【００４５】誤差演算器４１から出力された誤差は、操
作量補正演算器４３に入力される。

【００４６】操作量補正演算器４３は、制御ルールメモ
リ４６内に記憶されている制御ルールを用いて制御用基
準パターン画像濃度の目標値に対する誤差がゼロとなる
ような操作量の補正量を演算する。本実施形態では、制
御ルールとして、基準パターン画像の濃度と操作量設定
値との対応関係を用いている。操作量補正演算器４３
は、さきに求めた操作量の補正量と、操作量メモリ４４
内に記憶している基準パターン画像形成時の操作量設定
値とから、出力画像形成時の操作量設定値を演算する。
その演算結果は操作量メモリ４４に記憶される。

【００４７】一方、基準パターン信号発生器１２は、Ｉ
ＯＴに対して基準パターン画像の形成を指示し、基準パ
ターン画像形成タイミングに合わせて、基準パターン画
像信号をＩＯＴのレーザ駆動回路１１に出力する。これ
によって、図２に示した基準パターン画像Ｐａ１が感光
体上に形成される。

【００４８】このように構成された画像形成装置におい
て、基準パターン画像を形成し、ＣＣＤセンサで基準パ
ターン画像の反射光量を検出し、積分回路でＣＣＤセン
サの出力信号を積分することにより、基準パターン画像
検出の際にＣＣＤ受光面での結像像にピンボケが発生し
たとしても、基準パターン画像の反射光量を正しく検出
することが可能となる。ピンボケにより結像像がぼけた
場合の積分処理による効果については後述する。

【００４９】次に、積分処理に続く出力画像濃度制御動
作について説明する。

【００５０】図５は、第１の実施形態における出力画像
濃度制御のフローチャートである。

【００５１】先ず、ステップＳ１において、感光体１上
の出力画像と出力画像の間のインタイメージ部に基準パ
ターン画像Ｐａ１を形成する。

【００５２】次に、ステップＳ２において、ＣＣＤセン
サ２０により基準パターン画像Ｐａ１の濃度（反射光
量）を検出する。

【００５３】次に、ステップＳ３においてＣＣＤセンサ
２０からの出力電圧信号を積分回路３０で積分する。

【００５４】次に、ステップＳ４において目標値メモリ
４２に記憶された目標値と、積分回路３０から出力され
た積分値との誤差を誤差演算器４１により演算する。

【００５５】次に、ステップＳ５において、操作量補正
演算器４３により操作量補正量、本実施形態ではＬＰ設
定値補正量を演算する。

【００５６】操作量補正演算器４３はＬＰ設定値補正量
△ＬＰを次の式により求める。

【００５７】△ＬＰ＝△Ｄ／Ａ１ ここで、△Ｄは誤差演算器４１により演算される誤差、
Ａ１は制御ルールメモリ４６に記憶されている制御ルー
ルにおける、ＬＰ設定値と基準パターン画像の反射光量
検出値の積分値との対応関係を示す係数である。この係
数Ａ１は、予め実験などにより求めておく。

【００５８】こうして求めたＬＰ設定値補正量△ＬＰを
基準パターン画像形成時のＬＰ設定値より減じ、補正後
のＬＰ設定値を得る。得られたＬＰ設定値は出力画像形
成時の操作量設定値として操作量メモリ４４に記憶す
る。

【００５９】次に、ステップＳ６において、操作量メモ
リ４４内の出力画像形成時のＬＰ設定値が、操作量出力
回路４５を介してＩＯＴ１０のレーザ駆動回路１１に供
給され、これにより、レーザ駆動回路１１はＬＰ設定値
に応じたレーザパワーをＲＯＳ３に供給する。

【００６０】以上の動作により一回の出力画像濃度制御
動作が終了する。以後、この動作を定期的に繰り返すこ
とにより出力画像の濃度は一定に保たれる。

【００６１】次に、基準パターン画像面のセンサ光軸方
向の位置変動による反射光検出の誤差発生のメカニズム
および本実施形態による積分処理の効果について説明す
る。

【００６２】図６は、第１の実施形態における基準パタ
ーン画像面のセンサ光軸方向の位置変動を示す図であ
る。

【００６３】図６には、プロセス方向に搬送される感光
体１と、感光体１上に形成された基準パターン画像Ｐａ
１と、基準パターン画像Ｐａ１を照明するＬＥＤ照射部
２０ａ、基準パターン画像Ｐａ１の反射光量を検出する
ＣＣＤアレイ２０ｃ、および基準パターン画像Ｐａ１か
らの反射光をＣＣＤアレイ２０ｃの受光面上に結像させ
るレンズ２０ｂからなるＣＣＤセンサ２０と、ＣＣＤア
レイ２０ｃからの出力信号をＡ／Ｄ変換する８ビットの
Ａ／Ｄ変換器２１と、Ａ／Ｄ変換された信号を積分する
積分回路３０とが示されている。

【００６４】基準パターン画像Ｐａ１からの反射光がＣ
ＣＤアレイ２０ｃの受光面上に投影されると、ＣＣＤア
レイ２０ｃは反射光の強弱に応じて変化する電圧を出力
する。

【００６５】感光体１はプロセス方向に搬送されるが、
感光体１上の基準パターン画像Ｐａ１は感光体１が搬送
される際に、種々の要因により、基準パターン画像面が
ＣＣＤアレイ２０ｃの光軸方向Ｄに上下動することが避
けられない。基準パターン画像面がこのように上下動す
ると、ＣＣＤアレイ２０ｃにより読取られる画像がピン
ボケ状態となり、このＣＣＤアレイ２０ｃからの出力を
基に画像形成条件を適正に補正することは不可能とな
る。

【００６６】図７は、基準パターン画像面のセンサ光軸
方向の位置変動を示す図である。

【００６７】図７（ａ）には、基準パターン画像面のセ
ンサ光軸方向の位置変動がなく、読取り画像Ｐ１のピン
トが合っている状態、図７（ｂ）には、基準パターン画
像面のセンサ光軸方向の位置変動があり、読取り画像Ｐ
２にピンボケが生じた状態が示されている。

【００６８】画像の輪郭を抽出しその面積を算出する方
式による従来例（左側）では、図７（ａ）に示すよう
に、読取り画像Ｐ１はピントが合っている場合は、元の
画像Ｐ１の輪郭と同じ輪郭を抽出することができるが、
図７（ｂ）に示すように、元の画像Ｐ２にピンボケが生
じた場合は、抽出された輪郭は元の画像Ｐ２の輪郭より
も大きくなってしまい画像形成条件を適正に補正するこ
とはできない。

【００６９】一方、読取り画像信号を積分する本実施形
態の方式では、図７（ａ）に示すように、ピントが合っ
ている読取り画像Ｐ１の場合でも、図７（ｂ）に示すよ
うに、元の画像Ｐ２にピンボケが生じた場合でも画像信
号を積分して得た積分値はほとんど同じ値となるため、
この積分値を用いることにより画像形成条件をつねに適
正に補正することができる。

【００７０】図８は、図７に示した従来例の方式と本実
施形態の方式とのピンボケ時の誤差率を比較して示した
グラフである。

【００７１】図８に示すように、本実施形態の積分方式
により、従来例である面積方式に比べてデフォーカス
（ピンボケ）による検出誤差を大幅に改善することがで
きることを示している。

【００７２】従って、本実施形態によれば、基準パター
ン画像の反射光量を微小領域で検出し積分したものを画
像形成条件の補正に用いることにより、たとえ基準パタ
ーン画像の読取り画像にピンボケが発生するような条件
下でも、画像形成状態を正しく認識して画像形成条件を
適正に補正することが可能となる。 ［実施形態２］次に本発明の第２の実施形態について説
明する。

【００７３】第２の実施形態では、基準パターン画像の
形成方法および基準パターン画像濃度の検出方法が第１
の実施形態と若干異なるが、それ以外については、第１
の実施形態と同様である。

【００７４】本実施形態における基準パターン画像の形
成方法について図９を用いて説明する。

【００７５】図９は、第２の実施形態における感光体上
に形成された制御用基準パターン画像の平面図である。

【００７６】図９に示すように、本実施形態では、制御
用基準パターン画像として、副走査方向（プロセス方
向）に５００μｍの大きさでかつ主走査方向に長く延び
たライン状の、網点カバレッジ１００％の基準パターン
画像Ｐａ２を採用している。

【００７７】基準パターン画像Ｐａ２は、第１の実施形
態に示したものと同じＣＣＤセンサ２０により反射光量
が検出される検出ラインＬ１に沿って形成する。基準パ
ターン画像Ｐａ２は、感光体１上の画像エリア外、ある
いは、画像形成時以外のタイミングにおいて画像エリア
に形成されるため、用紙に転写されることはない。基準
パターン画像Ｐａ２は、ＣＣＤセンサ２０により反射光
量が検出された後、クリーナ８の部位を通過する際に消
去される。

【００７８】ＣＣＤセンサ２０で検出された反射光量
は、第１の実施形態と同様にＣＣＤアレイ２０ｃの各画
素毎の電圧は線順次に取り出されて図示しない８ビット
のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後、積分回路３０に
取り込まれる。

【００７９】積分回路３０で積分される画素数は、予め
定めた一定の数とする。本実施形態では、主走査方向を
１６画素、副走査方向１００画素分のデータを積分して
いる。本実施形態では、第１の実施形態と異なり積分す
る画素の範囲は、主走査方向で基準パターン画像の全体
を含まない。この理由は、積分する画素数を減らし、処
理のスピードを向上させることと、積分処理に必要なメ
モリ量を減らすためである。

【００８０】第２の実施形態における出力画像濃度制御
は第１の実施形態と同様に行うことができる。 ［実施形態３］次に、本発明の第３の実施形態について
説明する。

【００８１】図１０は、第３の実施形態に用いられるフ
ルカラーの画像形成装置のＩＯＴの概要図である。

【００８２】図１０には、イエロー、マゼンタ、シア
ン、黒の各トナーの感光体上の現像像を順次、中間転写
ベルトに転写したのち用紙上に一括して転写した後定着
を行うフルカラーの電子写真方式の画像形成装置のＩＯ
Ｔ５０の概要が示されている。なお、図１０には、ＩＯ
Ｔ５０のみが示されており、画像形成装置の画像読取部
や画像処理部などは図示省略している。

【００８３】この画像形成装置のＩＯＴ５０は、矢印Ａ
方向に回転する感光体５１、感光体５１の表面を帯電す
るスコロトロン帯電器５２、帯電された感光体５１表面
を画像情報により変調された露光光Ｒで露光して感光体
５１上に静電潜像を形成するＲＯＳ（レーザ出力部）
３、感光体５１上の静電潜像をイエロー、マゼンタ、シ
アン、黒各色のトナーで順次現像して感光体５１上にト
ナー像を形成するイエロー現像器５４Ｙ、マゼンタ現像
器５４Ｍ、シアン現像器５４Ｃ、黒現像器５４Ｋを含む
ロータリー式現像装置５４、感光体５１上の各色トナー
像を中間転写ベルト５３上に転写する転写器５５ａ、中
間転写ベルト５３上で４色重ね合わされたトナー像を用
紙Ｐに転写する転写器５５ｂ、用紙Ｐに転写されたトナ
ー像を定着する定着器５６、用紙Ｐを収納する用紙トレ
イ５７、感光体５１の表面をクリーニングするクリーナ
５８ａ、中間転写ベルト５３表面をクリーニングするク
リーナ５８ｂ、感光体５１表面の残留電荷を除去する除
電器５９、中間転写ベルト５３の表面に転写された基準
パターン画像の濃度を検出するＣＣＤセンサ２０を備え
ている。

【００８４】なお、本実施形態における中間転写ベルト
５３は、本発明にいう像担持体に相当するものである。

【００８５】さらにこれらのほかに、基準パターン信号
発生器１２、積分回路３０、および出力画像濃度制御部
４０を備えている。

【００８６】次に、図１０を参照しながらこの画像形成
装置における画像形成動作について説明する。

【００８７】先ず、画像読取部（図示せず）で原稿から
読み取られた原画像信号、あるいは外部のコンピュータ
（図示せず）などで作成された原画像信号が画像処理部
（図示せず）に入力され、適切な画像処理が行われる。
こうして得られた入力画像信号が各色毎に分解されＲＯ
Ｓ（レーザ出力部）３に入力され、レーザ光線Ｒを変調
する。こうして、入力画像信号によって変調されたレー
ザ光線Ｒが、スコロトロン帯電器５２により一様帯電さ
れた感光体５１表面に照射される。感光体５１表面にレ
ーザ光線Ｒがラスタ照射されると、感光体５１上には各
色の入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。

【００８８】次いで、入力画像信号の色に対応した現像
器が感光体５１に対向する位置になるようにロータリー
式現像装置５４が回転し、所定の色の現像器により感光
体５１上の静電潜像がトナーにより現像されて感光体５
１上に各色のトナー像が形成される。次いで、転写器５
５ａにより感光体５１上のトナー像は、中間転写ベルト
５３上に転写される。

【００８９】中間転写ベルト５３上ヘのトナー像の転写
が終了した感光体５１の表面に付着した残留トナーなど
の付着物はクリーナ５８によりクリーニングされる。ま
た、感光体５１の表面の残留電荷は除電器５９により除
去される。以上の動作がイエロー、マゼンタ、シアン、
黒の順に行われ、中間転写ベルト５３上には４色のトナ
ー像が重ね合わされる。中間転写ベルト５３上に重ね合
わされて形成された４色のトナー像は、中間転写ベルト
５３の移動に伴われて転写器５５ｂに向かって搬送され
る。

【００９０】一方、用紙トレイ５７に収納されていた用
紙Ｐが中間転写ベルト５３と転写器５５ｂとの間のニッ
プ部に供給され、中間転写ベルト５３上のトナー像は転
写器５５ｂにより用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐ上に転
写されたトナー像は、定着器５６によって定着され所望
の画像が得られる。

【００９１】トナー像の用紙Ｐ上への転写が終了した中
間転写ベルト５３の表面に付着した残留トナーなどの付
着物は、クリーナ５８ｂによりクリーニングされ、１回
の画像形成動作が終了する。

【００９２】図１０に示すＣＣＤセンサ２０は、中間転
写ベルト５３上に転写された基準パターン画像の濃度
（反射光量）を検出するものである。基準パターン画像
は、ＣＣＤセンサ２０により反射光量が検出された後、
クリーナ５８ｂの部位を通過する際に消去される。

【００９３】このように構成された画像形成装置におい
ても、第１の実施形態および第２の実施形態と同様、基
準パターン画像の反射光量を積分回路で積分して得られ
た積分値に基づいて画像形成条件を制御することができ
る。

【００９４】なお、本実施形態では、ＣＣＤセンサ２０
による基準パターン画像の反射光量の検出位置は中間転
写ベルト５３上の所定の検出位置Ｘとした例が示されて
いるが、検出位置Ｘに限らず、例えば、図１０に破線で
示した検出位置Ｙのように基準パターン画像が中間転写
ベルト５３から用紙Ｐ上に転写された後でも、また、破
線で示した検出位置Ｚのように定着後でもよい。この場
合、用紙Ｐが、本発明にいう像担持体に相当する。 ［実施形態４］次に、本発明の第４の実施形態について
説明する。

【００９５】図１１は、第４の実施形態に用いられるタ
ンデム型のカラー電子写真方式画像形成装置のＩＯＴの
概要図である。

【００９６】図１１には、スコロトロン帯電器で感光体
表面を一様帯電したのちレーザ光線の照射により静電潜
像を形成しその静電潜像をトナーにより現像するゼログ
ラフイエンジンを、イエロー、マゼンタ、シアン、黒各
色毎に備えたタンデム型のカラー電子写真方式の画像形
成装置のＩＯＴ６０の概要が示されている。なお、図１
１にはＩＯＴ６０のみが示されており、画像形成装置の
画像読取部や画像処理部などは図示省略している。

【００９７】この画像形成装置のＩＯＴ６０は、矢印Ａ
方向に回転する４つの感光体６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、
６１Ｋの４つの感光体の表面を帯電するスコロトロン帯
電器６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ、帯電された各感
光体表面を各色ごとの画像情報により変調された露光光
Ｒで露光して各感光体上に静電潜像を形成するＲＯＳ
（レーザ出力部）６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ、６３Ｋ、各
感光体上の静電潜像を各色現像剤で現像して各感光体上
にトナー像を形成する現像器６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、
６４Ｋ、各感光体上の各色トナー像を記録媒体搬送ベル
ト６９上の用紙Ｐに転写する転写器６５Ｙ、６５Ｍ、６
５Ｃ、６５Ｋ、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着する
定着器６６、用紙Ｐを収納する用紙トレイ６７、各感光
体の表面をクリーニングする図示しないクリーナ、各感
光体表面の残留電荷を除去する図示しない除電器、記録
媒体搬送ベルト６９の表面に転写された基準パターン画
像の濃度（反射光量）を検出するＣＣＤセンサ２０、お
よび記録媒体搬送ベルト６９の表面をクリーニングする
ベルトクリーナ６８を備えている。

【００９８】なお、本実施形態における記録媒体搬送ベ
ルト６９は、本発明にいう像担持体に相当するものであ
る。

【００９９】さらにこれらのほかに、基準パターン信号
発生器１２、積分回路３０、および出力画像濃度制御部
４０を備えている。

【０１００】次に、図１１を参照しながらこの画像形成
装置における画像形成動作について説明する。

【０１０１】先ず、画像読取部（図示せず）で原稿から
読み取られた原画像信号、あるいは外部のコンピュータ
（図示せず）などで作成された原画像信号が画像処理部
（図示せず）に入力され、適切な画像処理が行われる。
こうして得られた入力画像信号が各色毎に分解されＲＯ
Ｓ（レーザ出力部）６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ、６３Ｋに
入力され、レーザ光線Ｒを変調する。こうして、入力画
像信号によって変調されたレーザ光線Ｒが、スコロトロ
ン帯電器６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋにより一様帯
電された感光体６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ表面に
照射される。

【０１０２】４つの感光体表面にレーザ光線Ｒがラスタ
照射されると、それら各感光体上には各色毎の入力画像
信号に対応した静電潜像が形成される。次いで、各色現
像器６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋにより４つの感光
体上の静電潜像がトナーにより現像されて各感光体上に
各色のトナー像が形成される。

【０１０３】一方、用紙トレイ６７に収納されていた用
紙Ｐが記録媒体搬送ベルト６９と転写器６５Ｙ、６５
Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋとの間のニップ部に順次供給され、
各感光体上の各色のトナー像は各転写器により用紙Ｐ上
に転写される。用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着
器６６によって定着され所望の画像が得られる。

【０１０４】トナー像の用紙Ｐ上ヘの転写が終了した各
感光体の表面に付着した残留トナーなどの付着物は、図
示しないクリーナによりクリーニングされ、さらに、図
示しない除電器により各感光体表面の残留電荷が除去さ
れる。

【０１０５】トナー像の用紙Ｐ上への転写が終了した記
録媒体搬送ベルト６９の表面に付着した残留トナーなど
の付着物は、ベルトクリーナ６８によりクリーニングさ
れ、一回の画像形成動作が終了する。

【０１０６】図１１に示すＣＣＤセンサ２０は、記録媒
体搬送ベルト６９上に転写された基準パターン画像の濃
度を検出するものである。本実施形態では、基準パター
ン画像は、記録媒体搬送ベルト６９上の用紙と用紙の間
のインターイメージ部、または、用紙が送られてこない
タイミングで用紙部に作成される。従って、基準パター
ン画像は用紙に転写されることなく、ＣＣＤセンサ２０
により反射光量が検出された後、ベルトクリーナ６８の
部位を通過する際に消去される。

【０１０７】このように構成された画像形成装置におい
ても、第１の実施形態１ないし第３の実施形態と同様、
基準パターン画像の反射光量を積分回路で積分して得ら
れた積分値に基づいて画像形成条件を制御することがで
きる。

【０１０８】なお、本実施形態では、ＣＣＤセンサ２０
による基準パターン画像の反射光量の検出位置は記録媒
体搬送ベルト６９上とした例を示したが、これは一例で
あり、例えば、基準パターン画像を用紙Ｐ上に転写した
後検出してもよく、また、定着後の用紙上の基準パター
ン画像を検出してもよい。

【０１０９】なお、上記の各実施形態では、ＩＯＴがレ
ーザプリンタである例についてのみ説明したが、本発明
の適用範囲は、これらの実施形態に限定されるものでは
なく、アナログ方式のレーザプリンタに適用しても、全
く同様の効果を発揮することができる。

【０１１０】また、上記の各実施形態において用いたＣ
ＣＤセンサは単なる一例であり、本発明の効果を得るた
めには、基準パターン画像の濃度を微小領域で検出でき
るセンサであれば、どのような方式のセンサを用いても
差し支えない。例えばＣＭＯＳイメージセンサなどを用
いてもよい。

【０１１１】また、上記の各実施形態では、出力画像濃
度制御用の操作量としてＬＰ設定値を用いた例を示した
が、これは単なる一例であり、本発明の適用範囲は、こ
れらの実施形態に限定されるものではなく、出力画像濃
度の調整が行えるものであればどのような操作量であっ
ても差し支えない。例えば、帯電器の帯電電圧設定値や
現像バイアス設定値、トナー供給量、入力画像の変換用
ルックアップテーブルの係数などを用いてもよい。ま
た、これらの操作量を複数組み合わせて用いてもよい。

【０１１２】さらに、上記の各実施形態では、出力画像
濃度制御の方式として、予め制御ルールメモリに記憶し
ている制御ルールを用いる例を示したが、これは単なる
一例であり、本発明の効果を得るためには、出力画像制
御方式はどのような方式を採用しても差し支えない。

【０１１３】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の画像形
成装置によれば、像担持体上に、その像担持体上に画像
を形成する際の画像形成条件を制御するための基準パタ
ーン画像を形成する基準パターン画像形成手段と、形成
された基準パターン画像を複数の微小領域に分けたとき
のこれら複数の微小領域それぞれからの反射光量を検出
する反射光量検出手段と、検出された複数の微小領域か
らの反射光量検出値を積分する積分回路と、得られた積
分値に基づき画像形成条件を制御する制御部とを備えた
ことにより、基準パターン画像面の位置変動による画像
のピンボケが生じても、基準パターン画像の反射光量を
正しく検出できる。これにより高画質の画像を得ること
のできる画像形成装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置が適用された電子写真方
式のレーザプリンタについての第１の実施形態を示す概
略構成図である。

【図２】第１の実施形態における感光体１上に形成され
た制御用基準パターン画像の平面図である。

【図３】第１の実施形態におけるＣＣＤセンサの概略構
成図である。

【図４】第１の実施形態におけるＩＯＴ、積分回路、お
よび出力画像濃度制御部のブロック図である。

【図５】第１の実施形態における出力画像濃度制御のフ
ローチャートである。

【図６】第１の実施形態における基準パターン画像面の
センサ光軸方向の位置変動を示す図である。

【図７】基準パターン画像面のセンサ光軸方向の位置変
動を示す図である。

【図８】図７に示した従来例の方式と本実施形態の方式
とのピンボケ時の誤差率を比較して示したグラフであ
る。

【図９】第２の実施形態における感光体上に形成された
制御用基準パターン画像の平面図である。

【図１０】第３の実施形態に用いられるフルカラーの画
像形成装置のＩＯＴの概要図である。

【図１１】第４の実施形態に用いられるタンデム型のカ
ラー電子写真方式画像形成装置のＩＯＴの概要図であ
る。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ スコロトロン帯電器 ３ ＲＯＳ ４ 現像器 ５ 転写器 ６ 定着器 ７ 用紙トレイ ８ クリーナ ９ 除電器 １０ ＩＯＴ １１ レーザ駆動回路 １２ 基準パターン信号発生器 ２０ ＣＣＤセンサ ２０ａ ＬＥＤ照射部 ２０ｂ レンズ ２０ｃ ＣＣＤアレイ ２１ Ａ／Ｄ変換器 ３０ 積分回路 ４０ 出力画像濃度制御部 ４１ 誤差演算器 ４２ 目標値メモリ ４３ 操作量補正演算器 ４４ 操作量メモリ ４５ 操作量出力回路 ４６ 制御ルールメモリ ５０ ＩＯＴ ５１ 感光体 ５２ スコロトロン帯電器 ５３ 中間転写ベルト ５４ ロータリー式現像装置 ５４Ｙ，５４Ｍ，５４Ｃ，５４Ｋ 現像器 ５５ａ，５５ｂ 転写器 ５６ 定着器 ５７ 用紙トレイ ５８ａ，５８ｂ クリーナ ５９ 除電器 ６０ ＩＯＴ ６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ 感光体 ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ スコロトロン帯電
器 ６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ、６３Ｋ ＲＯＳ ６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋ 現像器 ６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋ 転写器 ６６ 定着器 ６７ 用紙トレイ ６８ ベルトクリーナ ６９ 記録媒体搬送ベルト Ｐ 用紙 Ｐａ１，Ｐａ２ 基準パターン画像 Ｒ レーザ光線 Ｘ，Ｙ，Ｚ 検出位置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成のいずれかのプロセスで画像を
   担持する像担持体を有し、最終的に所定の記録媒体上に
   画像を形成する画像形成装置において、 前記像担持体上に、該像担持体上に画像を形成する際の
   画像形成条件を制御するための基準パターン画像を形成
   する基準パターン画像形成手段と、 該基準パターン画像形成手段により形成された基準パタ
   ーン画像を複数の微小領域に分けたときのこれら複数の
   微小領域それぞれからの反射光量を検出する反射光量検
   出手段と、 該反射光量検出手段により検出された複数の微小領域か
   らの反射光量検出値を積分する積分手段と、該積分手段
   により得られた積分値に基づき画像形成条件を制御する
   制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記基準パターン画像形成手段は、ドッ
   ト状またはライン状のパターンを有する基準パターン画
   像を前記像担持体上に形成するものであることを特徴と
   する請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記反射光量検出手段は、前記像担持体
   上の、基準パターン画像が形成された領域全域にわたっ
   て反射光量を検出するものであることを特徴とする請求
   項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記像担持体は、露光により表面に静電
   潜像が形成され該静電潜像がトナーで現像されることに
   より表面にトナー像が形成される感光体であり、かつ前
   記反射光量検出手段が、前記感光体上に形成された基準
   パターン画像の反射光量を検出するものであることを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記像担持体は、露光により表面に静電
   潜像が形成され該静電潜像がトナーで現像されることに
   より表面にトナー像が形成される感光体上に形成された
   トナー像を中間転写体に転写し該中間転写体上に転写さ
   れたトナー像を所定の記録媒体に転写することにより該
   記録媒体上に画像を形成する画像形成装置における中間
   転写体であり、かつ前記反射光量検出手段が、前記中間
   転写体上に形成された基準パターン画像の反射光量を検
   出するものであることを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。
6. 【請求項６】 前記像担持体は、露光により表面に静電
   潜像が形成され該静電潜像がトナーで現像されることに
   より表面にトナー像が形成される感光体上にトナー像を
   形成しこの感光体上に形成されたトナー像を、記録媒体
   を担持して搬送する記録媒体搬送部材により搬送されて
   きた所定の記録媒体に転写して該記録媒体上に画像を形
   成する画像形成装置における、該記録媒体搬送部材であ
   り、かつ前記反射光量検出手段が、前記記録媒体搬送部
   材上に形成された基準パターン画像の反射光量を検出す
   るものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成
   装置。
7. 【請求項７】 前記像担持体が、前記記録媒体であり、
   かつ前記反射光量検出手段が、前記記録媒体上に形成さ
   れた基準パターン画像の反射光量を検出するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。