JP2003098798A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2003098798A
JP2003098798A JP2001287760A JP2001287760A JP2003098798A JP 2003098798 A JP2003098798 A JP 2003098798A JP 2001287760 A JP2001287760 A JP 2001287760A JP 2001287760 A JP2001287760 A JP 2001287760A JP 2003098798 A JP2003098798 A JP 2003098798A
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JP2001287760A
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Kazuo Suzuki
一生 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 濃度検知手段の個体差や取りつけ精度に問題
があり、濃度検知手段が検知する正反射光量と乱反射光
量が変化しても、それを適確に補正し、より正確な濃度
検知が可能な画像形成装置を提供することである。 【解決手段】 複数色の濃度検知用現像像を重ね合わせ
て、現像剤のり量が、単色での濃度検知用現像像の最大
現像剤のり量以上である多次色濃度検知用現像像を形成
し、濃度検知手段によって多次色濃度検知用現像像より
得られる正反射光量と乱反射光量により、濃度検知手段
による濃度検知機構の補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、本発明はレーザ・
ビームプリンター、電子写真方式又は静電記録装置等の
画像形成装置、特に形成する画像の現像濃度を制御する
機構を備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2に、従来より一般化されたカラー画
像形成装置の一例の概略構成図を示す。本例のカラー画
像形成装置は、上部にデジタルカラー画像リーダ部10
1、下部にデジタルカラー画像プリンタ部102を有す
る。
【0003】リーダ部101において、原稿30を原稿
台ガラス31上に載せ、露光ランプ32により露光走査
した原稿30からの反射光像を、レンズ33によりフル
カラーセンサ34に集光し、カラー色分解画像信号を得
る。カラー色分解画像信号に、増幅回路(不図示)を経
て、ビデオ処理ユニット(不図示)にて処理を施し、プ
リンタ部102に送出する。
【0004】プリンタ部102において、像担持体であ
る感光ドラム1を矢印方向R1に回転自在に担持し、感
光ドラム1の周りに前露光ランプ11、コロナ帯電器
2、露光光学系3、電位センサ12、4個の現像手段と
しての現像器4y、4c、4m、4bk、転写装置5、
クリーニング器6を配置する。
【0005】レーザビーム露光光学系3は、リーダ部1
01からの画像信号を入力し、レーザ出力部(不図示)
にて光信号に変換した後、レーザ光をポリゴンミラー3
aで反射し、レンズ3bおよびミラー3cを通って、感
光ドラム1の面を線状に走査(ラスタスキャン)する光
像Eに変換する。
【0006】プリンタ部102における画像形成時に
は、まず、感光ドラム1を矢印方向R1に回転させ、前
露光ランプ11で除電した後、一次帯電器であるコロナ
帯電器2により一様に帯電し、各分解色ごとに光像Eを
照射して潜像を形成する。
【0007】次に、各分解色ごとに所定の現像器4(4
y、4c、4m、4bk)を動作させて、感光ドラム1
上の潜像を現像し、感光ドラム1上に樹脂を基体とした
現像剤(トナー)による画像(トナー像)を形成する。
現像器4は、偏心カム24y、24c、24m、24b
kの動作により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム
1に接近するようにしている。
【0008】更に、感光ドラム1上のトナー画像を、記
録材カセット7より搬送系および転写装置5を介して感
光ドラム1と対向した位置に供給された記録材に転写す
る。転写装置5は、本例では記録材担持体である転写ド
ラム5a、転写帯電器5b、記録材を静電吸着させるた
めの吸着帯電器5cとこれと対向する吸着ローラ5g、
内側帯電器5d、外側帯電器5eとを有し、回転駆動さ
れるように軸支された転写ドラム5aの周面開口域には
誘電体で構成された記録材担持シートである転写シート
5fを円筒状に一体的に張設している。転写シート5f
はポリカーボネートフィルム等の誘電体シートを使用し
ている。
【0009】転写ドラム5aを回転させるに従って、感
光ドラム1上のトナー像は転写帯電器5bにより転写シ
ート5fに担持された記録材上に転写する。このように
転写シート5fに吸着搬送される記録材には所望数の色
画像が転写され、フルカラー画像を形成する。
【0010】4色モードの場合、このようにして4色の
現像像(トナー像)の転写を終了すると記録材を転写ド
ラム5aから分離爪8a、分離押し上げコロ8b及び分
離帯電器5hの作用によって分離し、熱ローラ定着器9
を介してトレイ10に排紙する。
【0011】他方、転写後感光ドラム1は、表面の残留
トナーをクリーニング器6で清掃した後、再度画像形成
工程に供する。
【0012】記録材の両面に画像を形成する場合には、
定着器9を排出後、すぐに搬送パス切替ガイド19を駆
動し、排紙縦パス20を経て、反転パス21aに導いた
後、記録材を一旦停止させ、反転ローラ21bの逆転に
より、送り込まれた際の後端を先頭にして送り込まれた
方向と反対向きに退出させ、記録材を裏返して中間トレ
イ22にストックする。その後再び上述した画像形成工
程によってもう一方の面に画像を形成する。
【0013】又、転写ドラム5a上の転写シート5f上
は、感光ドラム1、現像器4、クリーニング器6等から
の粉体の飛散付着、又、記録材のジャム(紙づまり)時
にトナーが付着すること、両面画像形成時に記録材上の
オイルが付着する場合があること、等により汚染される
が、ファーブラシ14と転写シート5fを介して該ブラ
シ14に対向するバックアップブラシ15や、オイル除
去ローラ16と転写シート5fを介して該ローラ16に
対向するバックアップブラシ17の作用により清掃され
た後、再度画像形成プロセスに供せられる。このような
清掃は前回転時、後回転時に行い、又、ジャム発生時に
随時行う。
【0014】又、本例においては、転写ドラム偏心カム
25を動作させ、転写ドラム5fと一体化しているカム
フォロワ5iを作動させることにより、転写ドラム5a
と感光ドラム1とのギャップを所定タイミングで所定間
隔に設定可能な構成としている。例えば、スタンバイ中
または電源オフ時には、転写ドラム5aと感光ドラム1
の間隔を離し、感光ドラム1の回転駆動から転写ドラム
5aの回転を独立させることが可能な構成である。
【0015】又、各現像器4(現像器4y、4m、4
c、4bkは同じ構成であるので、ここでは、それらを
総称して現像器4と示す。)は第1および第2の攪拌、
搬送手段42A、42Bを備えており、両者は現像剤を
互いに反対方向に搬送するように構成されている。ま
た、第1攪拌、搬送手段42Aの上方には現像スリーブ
41が配置されている。
【0016】上記の一連の画像形成動作において、現像
器4は、現像手段として、以下のように動作している。
静電潜像が現像位置に達するときに、現像バイアス電源
(不図示)から、ACとDCが重畳された現像バイアス
が現像スリーブ41に印加され、図示されていない現像
スリーブ駆動装置により、現像スリーブ41が矢印R2
方向に回転し、現像器4は現像加圧カム24(24y、
24m、24c、24bk)により感光ドラム1の方へ
と加圧され、静電潜像を可視像化する。
【0017】更に、度重なる潜像の現像や現像剤交換に
より、現像器4内に収容したトナーである現像剤が変化
した状態においての現像濃度を検知するために、濃度検
知機構が設けられている。つまり、転写ドラム5a表面
の転写シート5f上で、転写ドラム5aの回転方向にお
ける感光ドラム1と分離帯電器5hとの間の位置には、
濃度検知手段であるパッチセンサ13が設けられ、非画
像域である転写ドラム5aに貼り付けた転写シート5f
上に転写された、パッチ状の濃度検知用現像像(パッ
チ)の濃度を検知し、そのパッチ画像濃度を一定に維持
するように、現像器4の現像剤の現像濃度、つまり現像
量を制御する濃度検知機構が、取られている。
【0018】こうした転写ドラム1上のパッチの形成方
法及びパッチ濃度の検知機構について説明する。
【0019】又、画像形成装置には、画像制御手段のひ
とつとして、予め定められた濃度に対応する信号レベル
を有する不図示の参照画像発生回路が設けられ、画像形
成工程において、この発生回路からの参照画像信号によ
りレーザ発光され、感光ドラム1を走査される。これに
よって、予め定められた濃度に対応する濃度検知用静電
潜像(参照静電潜像)が感光ドラム1上に形成され、こ
の参照静電潜像が現像器4によって現像されることによ
って、パッチが形成される。このパッチが一次転写帯電
器5bによって転写ドラム5a上の非画像領域である転
写シート5fに転写される。
【0020】この時、パッチセンサ13を感光ドラム1
上に設け、感光ドラム1上のパッチを検知してもいい。
【0021】又、図1に詳しい概略構成図を示すパッチ
センサ13は、発光素子として近赤外光のLED、受光
素子としてフォトダイオード(PD)を用いて、転写シ
ート5f上に顕像化された現像像(トナー像)から得ら
れるの正反射光と乱反射光から濃度を検出するものであ
る。その方法について以下に述べる。
【0022】パッチセンサ13は、PD13e、13
f、13gと、プリズム13h、13iとで構成され
る。LED13cによる照射光は、プリズム13hによ
り、入射面に対して垂直方向に振動する成分(s波
光)、入射面に対して平行方向に振動する成分(p波
光)と、に分離される。
【0023】s波光はLED13c付近のPD13e
に、p波光はトナー面に照射される。感光体や中間転写
体等の非画像域、本実施例では転写ドラム5a上の転写
シート5fなど濃度検知する際の下地となる面に入射し
たp波光は、ほぼ正反射して正反射光をp波としてプリ
ズム13iを通過してPD13fに入射する。トナー面
に照射されたp波光は乱反射して、一部がs波になり、
p波とs波に分かれる。プリズム13iを通過してp波
はPD13fに入射し正反射光として、s波はPD13
gに入射し、乱反射光としてそれぞれ検出される。よっ
て、PD13fは、正反射光量検知手段、PD13gは
乱反射光量検知手段として機能する。
【0024】ここで、図6(a)に現像濃度に対するP
D13fによるp波、PD13gによるs波それぞれの
出力を示す。これによると、実際にはPD13fにも乱
反射成分が入射しているものと考えられる。そのため、
PD13fによるp波の出力から、PD13gによるs
波の出力にある補正係数を乗じたものを引くこと、即
ち、次式より図6(b)に示すような真の正反射出力が
得られる。補正係数としては、所定の固定値であること
が多い。
【0025】補正出力=「正反射光量(p波)出力」−
「乱反射光量(s波)出力」×補正係数
【0026】こうして検出した補正出力を図6(b)の
グラフより換算して現像濃度として検知し、この現像濃
度検知結果に基づいて、適確な濃度で画像形成できるよ
うに、トナー/キャリア濃度や帯電バイアス等の画像形
成条件を制御する。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
パッチセンサ13とその使用法においては、パッチセン
サ13の個体差や装置にパッチセンサ13をとりつけた
際の取り付け精度等により、濃度に対するパッチセンサ
13の出力がばらついてしまうという問題があった。
【0028】この原因をさらに細かく検証してみると、
パッチセンサ13の個体差や装置本体の取り付け精度に
問題がある場合、例えば予め定められている基準板をセ
ンシングした際の2つのPD13f、13gの出力が、
又、それに伴い2つのPDの出力比が変わるため、先の
補正出力が変わってしまうという問題であることがわか
った。
【0029】従って、本発明の目的は、濃度検知手段の
個体差や取りつけ精度に問題があり、濃度検知手段が検
知する正反射光量と乱反射光量が変化しても、それを適
確に補正し、より正確な濃度検知が可能な画像形成装置
を提供することである。
【0030】
【課題を解決するための手段】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、
像担持体と、画像信号に応じて前記像担持体上に形成さ
れた静電潜像を色の異なる現像剤によって現像する複数
の現像手段と、該現像手段の現像濃度を検知する濃度検
知手段と、を有し、該濃度検知手段は、画像形成工程に
おいて非画像域に形成された複数色の濃度検知用現像像
より得られる正反射光量と乱反射光量により前記現像濃
度を検知し、該現像濃度に基づいて画像形成条件を制御
する画像形成装置において、複数色の前記濃度検知用現
像像を重ね合わせて、現像剤のり量が、単色での前記濃
度検知用現像像の最大現像剤のり量以上である多次色濃
度検知用現像像を形成し、前記濃度検知手段によって前
記多次色濃度検知用現像像より得られる正反射光量と乱
反射光量により、前記濃度検知手段による濃度検知機構
の補正を行うことを特徴とする画像形成装置を提供す
る。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
及びその特徴部分である画像濃度制御機構を図面に則し
て更に詳しく説明する。尚、下記の実施例の説明におい
ては、本発明は従来例にて図2を用いて説明したものと
同じ画像形成装置に具現化するものとし、従って、画像
形成装置の全体的構成、機能についての詳しい説明は省
略し、本発明の特徴部分について説明する。
【0032】実施例1 従来例で記したように本実施例で用いる濃度検知手段で
あるパッチセンサ13は2つのフォトダイオード(P
D)13f、13gがある。それら2つのPDの相対的
な出力がパッチセンサ個体差や装置本体への取り付け精
度により変わってしまい、正反射光量検知手段であるP
D13fによるp波の出力から、乱反射光量検知手段で
あるPD13gによるs波の出力にある係数を乗じたも
のを引くことによって得られる補正出力、即ち、次式よ
り得られる真の補正出力が変わってしまい、補正出力か
ら求められる現像濃度が変わってしまうのが今回の問題
である。
【0033】補正出力=「正反射光量(p波)出力」−
「乱反射光量(s波)出力」×補正係数
【0034】一般には、パッチセンサ13の補正係数は
固定値とされ、p波、s波の出力の比「p波出力」/
「s波出力」=補正係数であるので、パッチセンサ13
の個体差や取りつけ誤差による補正係数の変動が大きく
なる。
【0035】よって、先に述べた課題を解決するには、
パッチセンサ13によるp波及びs波出力の個体差を考
慮して、実際にパッチセンサ13を取り付けた状態で
の、上記の式における補正係数を最適化することが重要
である。
【0036】そこで本発明では、複数色の濃度検知用現
像像(パッチ)を重ね合わせて、その現像剤のり量(ト
ナーのり量)が、単色でのパッチの最大現像剤のり量以
上である多次色濃度検知用現像像(多次色パッチ)を形
成し、パッチセンサによって多次色パッチより得られる
正反射光量と乱反射光量により、濃度検知機構の補正を
行う。
【0037】こうした本発明を適用した第1実施例につ
いて説明する。
【0038】本実施例においては、図2に示した画像形
成装置において、それぞれイエローY、マゼンタM、シ
アンCの3色の現像剤を収容する現像手段4の現像動作
における現像バイアス出力度を最大出力(100%)に
して、Y100%、M100%、C100%の出力でそ
れぞれの色を重ねて現像し、2cm四方の多次色濃度検
知用現像像(多次色パッチ)を形成し、パッチセンサ1
3にて正反射光p波光量、及び乱反射光s波光量を検知
する。そして、(p波出力)/(s波出力)=補正係数
とする。
【0039】これは、トナーのり量を多くした多次色パ
ッチを形成することで、下地による正反射成分を排除
し、パッチセンサ13が受光する反射光をほとんど全て
乱反射光とし、2つのPD13f、13gともに、ほと
んどs波光のみを受光させるためである。そのことによ
り、2つのPD13f、13gでのs波光受光による出
力の比率を得ることができる。
【0040】ここで、この補正係数を得るための多次色
パッチをY、M、Cそれぞれ100%の多次色パッチと
したのは本体の濃度変動(特に濃度低下)が生じても、
下地による正反射成分を十分排除できるようなトナーの
り量を常に得ることができるためである。
【0041】仮にこれをある単色100%のパッチにし
てしまうと、本体の濃度変動の大きさによっては、下地
による正反射成分を十分排除できるようなトナーのり量
を得られず、適切な補正係数を得ることができないおそ
れがある。
【0042】複数色のパッチを重ねて多次色パッチとす
ることで、単色出力100%でのトナーのり量以上のト
ナーのり量を有するパッチとすることが可能となり、多
次色パッチから得られる正反射光量と乱反射光量の比率
を得ることによって、パッチセンサ13による濃度検知
機構の補正、つまり補正係数の補正を行うことによっ
て、本体の濃度変動にかかわらず、正確な濃度検知が可
能となる。
【0043】尚、多次色パッチは複数色の現像手段によ
って形成されればよく、その色の数、各現像手段の現像
出力はこれに限るものではない。しかし、多次色パッチ
のトナーのり量は、1個の単色現像手段の最大出力以上
で形成されるパッチのトナーのり量以上であることが必
要である。
【0044】では、以下で本発明による効果を示す。
【0045】図4(a)、(b)は、ある2つの異なる
パッチセンサ13で補正係数を固定値にした場合の濃度
に対する出力、及び補正出力(=「p波出力」−「s波
出力」×補正係数)を示すグラフである。図4(a)に
おけるパッチセンサ13をパッチセンサA、図4(b)
においては、パッチセンサBとする。図4(a)(b)
においては、下地つまり濃度0をパッチセンサA、Bに
て測定して、補正係数を求め、パッチセンサAにおける
下地の測定値を基に規格化を行った。これらより理解さ
れるように、この異なる2つのパッチセンサ13での補
正出力は濃度0、即ち下地で出力の規格化を行ったとし
ても、特に高濃度部分において異なる特性を示してしま
う。
【0046】そこで、本実施例では、複数色の現像手段
を用いて形成され、最大出力で形成された単色パッチの
トナーのり量以上のトナーのり量を有する多次色パッチ
を検知し、そのときのp波とs波から補正係数を各々算
出した。尚、補正係数=「多次色パッチにおけるp波出
力」/「多次色パッチにおけるs波出力」とする。
【0047】こうして、パッチセンサAのケースでは補
正係数=「p波出力」/「s波出力」=1.6/1.6
=1、パッチセンサBのケースでは補正係数=「p波出
力」/「s波出力」=1.6/0.96=1.67を得
て、補正出力を求めた。
【0048】これらの補正係数を用いて求めた補正出力
は、パッチセンサAについて図3(a)、パッチセンサ
Bについて図3(b)に示すように、同濃度では、異な
ったどちらのパッチセンサでも同じような出力特性を示
すことがわかる。
【0049】本実施例のように、顕像化されたトナー像
の現像濃度を正反射光と乱反射光により検出する光セン
サであるパッチセンサを有し、複数色を重ね合わせ、単
色での最大トナーのり量以上のトナーのり量とした多次
色パッチにおける正反射光量と乱反射光量をパッチセン
サにて読み取り、パッチセンサの濃度検知機構の補正を
行うことにより、パッチセンサの個体差や取り付け精度
によらず、精度良く濃度検知することができた。
【0050】尚、本発明は濃度検知手段によって濃度検
知用現像像から検知される現像濃度により画像形成条件
を制御する画像形成装置ならば、どのような構成の画像
形成装置にても適用でき、図2に示す構成のものに限る
ものではない。
【0051】実施例2 本実施例は複数のプリンタを一元管理し、出力の制御を
行う、クラスタプリンティングに本発明を適用した例で
ある。実施例1と同様の部分は省略し、説明する。
【0052】本実施例は図5に概略構成図を示したよう
な1サーバー2RIP2プリンターで構成されるクラス
タプリンティングシステムである。クラスタプリンティ
ングシステムではトータルでの生産性向上を得るため
に、例えば100ページの出力ファイルをプリンター1
で50ページ、プリンター2で50ページ出力するよう
な使用例がある。その際に2台のプリンタ間の色味が異
なっていては品質の高いシステムとは言えない。
【0053】そこで本実施例では、本発明を適用し、各
々の装置にパッチセンサ13を搭載し、実施例1で記し
た補正係数最適化工程を設けることで、異なる2台間の
濃度を精度良くあわせることができ、高品質なクラスタ
プリンティングシステムを提供することができた。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体と、画像信号に応じて像担持体上に形成された
静電潜像を色の異なる現像剤によって現像する複数の現
像手段と、現像手段の現像濃度を検知する濃度検知手段
と、を有し、濃度検知手段は、画像形成工程において非
画像域に形成された複数色の濃度検知用現像像より得ら
れる正反射光量と乱反射光量により現像濃度を検知し、
現像濃度に基づいて画像形成条件を制御する画像形成装
置において、複数色の濃度検知用現像像を重ね合わせ
て、現像剤のり量が、単色での濃度検知用現像像の最大
現像剤のり量以上である多次色濃度検知用現像像を形成
し、濃度検知手段によって多次色濃度検知用現像像より
得られる正反射光量と乱反射光量により、濃度検知手段
による濃度検知機構の補正を行うので、濃度検知手段個
体差や取り付け精度によらず高精度な濃度検知を行うこ
とができ、又、濃度検出手段による濃度検知機構の補正
を、該多次色濃度検知用現像像を濃度検知手段にて読み
取った際の、正反射光量と乱反射光量の比率で行うこと
により、より適確な補正を行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る濃度検知手段を示す概略構成図で
ある。
【図2】本発明の画像形成装置を示す概略構成図であ
る。
【図3】本発明に係る濃度検知機構を適用した異なる2
つの濃度検知手段によるp波とs波の出力、並びに補正
出力を示すグラフである。
【図4】従来の濃度検知機構を適用した異なる2つの濃
度検知手段によるp波とs波の出力、並びに補正出力を
示すグラフである。
【図5】本発明に係る濃度検知機構を適用したクラスタ
プリンティングシステムを示す模式図である。
【図6】図6(a)は濃度検知手段におけるp波とs波
の出力を示すグラフであり、図6(b)は、補正出力を
示すグラフである。
【符号の説明】
1 感光ドラム(像担持体) 3 レーザービーム露光光学系 4 現像手段 5a 転写ドラム(記録材担持体) 5f 転写シート(記録材担持シー
ト) 13 パッチセンサ(濃度検知手段) 13e フォトダイオードPD 13f フォトダイオードPD(正反射
光量検知手段) 13g フォトダイオードPD(乱反射
光量検知手段) 13h、13i プリズム 41 現像スリーブ(現像剤担持体)
フロントページの続き Fターム(参考) 2G059 AA01 BB20 EE02 KK03 2H027 DA09 DA10 DE02 DE07 EA01 EA05 EA06 EB04 EC03 EC06 HA14 HB09 2H030 AA01 AB02 AD01 BB16 BB23 BB42 BB46 BB54 2H077 AD36 DA04 DA05 DA31 DA47 DA63 DA66 DB02 DB12 GA13

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体と、画像信号に応じて前記像担
    持体上に形成された静電潜像を色の異なる現像剤によっ
    て現像する複数の現像手段と、該現像手段の現像濃度を
    検知する濃度検知手段と、を有し、該濃度検知手段は、
    画像形成工程において非画像域に形成された複数色の濃
    度検知用現像像より得られる正反射光量と乱反射光量に
    より前記現像濃度を検知し、該現像濃度に基づいて画像
    形成条件を制御する画像形成装置において、 複数色の前記濃度検知用現像像を重ね合わせて、現像剤
    のり量が、単色での前記濃度検知用現像像の最大現像剤
    のり量以上である多次色濃度検知用現像像を形成し、前
    記濃度検知手段によって前記多次色濃度検知用現像像よ
    り得られる正反射光量と乱反射光量により、前記濃度検
    知手段による濃度検知機構の補正を行うことを特徴とす
    る画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記濃度検知手段による前記濃度検知機
    構の補正を、前記多次色濃度検知用現像像に対して前記
    濃度検知手段が受光した正反射光量と乱反射光量の比率
    を用いて行うことを特徴とする請求項1の画像形成装
    置。
  3. 【請求項3】 前記濃度検知用現像像から前記濃度検知
    手段が受光した正反射光量検出値より、乱反射光量検出
    値と補正係数との積を差し引いた検出値から前記現像濃
    度を検知するとき、前記濃度検知機構の補正は、前記多
    次色濃度検知用現像像に対して前記濃度検知手段が受光
    した正反射光量と乱反射光量の比率を前記補正係数とす
    ることを特徴とする請求項2の画像形成装置。
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