JP5574234B2

JP5574234B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5574234B2
Application number: JP2010199871A
Authority: JP
Inventors: 悟士金子
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-09-07
Also published as: JP2012058387A

Description

本発明は、像担持体の表面上の正反射光を反射型光学センサによって検知した結果に基づいて、像担持体の表面上のトナー像を検知するか、あるいはトナー像に対するトナー付着量を検知する画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、電源が投入された直後や、所定枚数のプリントを行う毎などの所定のタイミングで、作像条件調整処理を実施する。作像条件調整処理においては、まず、予め定められた基準トナー像を像担持体たる中間転写ベルトの表面に形成する。そして、反射型光学センサの光源としてのＬＥＤから発した光を中間転写ベルトにおける基準トナー像担持領域で反射させ、得られた正反射光を反射型光学センサの正反射受光部で検知する。その受光量に基づいて、中間転写ベルト上での基準トナー像の位置を把握したり、基準トナー像に対するトナー付着量を把握したりする。その後、それらの把握結果に基づいて、トナー像形成タイミング、感光体一様帯電電位、現像バイアス、感光体に対する光書込強度などといった作像条件を調整する。これにより、長期に渡って安定した画質を維持することができる。

反射型光学センサのガラスなどからなる光送受面がトナーの付着などによって汚れてしまうと、中間転写ベルトの表面に対して光を正常に照射することができなくなったり、反射光を正常に受光することができなくなったりしまう。そこで、特許文献１に記載の画像形成装置においては、反射型光学センサを支持する支持体に、反射型光学センサの光送受面を開閉可能に覆うシャッター部材を設けている。そして、反射型光学センサを使用しないときには、その光送受面をシャッター部材によって覆うことで、光送受面に対する汚れの付着を抑えている。

光送受面に対する汚れの付着をできるだけ抑えるためには、シャッター部材の開放時間をできるだけ短くする必要がある。このため、開放するタイミングについては、中間転写ベルト上のトナー像を検知したり、トナー像に対するトナー付着量を検知したりするときだけに限ることが望ましい。

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置においては、中間転写ベルト上のトナー像やトナー付着量を検知するときに加えて、反射型光学センサを校正するときにも、シャッター部材を開放する必要があった。具体的には、ＬＥＤなどの光源は、長期間の使用に伴って発光性能を徐々に低下させていくことから、一定の電流が供給されるという単純な条件のもとでは、発光量を経時的に減少させてしまう。また、中間転写ベルトなどの像担持体の表面の光反射性は、表面劣化に伴って経時的に低下していくのが一般的であるため、たとえ光源の発光量が長期間に渡って一定に維持されていたとしても、像担持体表面上での反射光量は経時的に低下してしまう。このため、反射型光学センサについては、像担持体のトナー像を担持していない無垢の表面上で所定の反射光量が得られるように光源の発光量を調整する校正処理を定期的に実施する必要がある。この校正処理では、光源から発した光を像担持体の無垢の表面に到達させて反射光を得る必要があることから、シャッター部材を開放しなければならないのである。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シャッター部材の開放時間を従来よりも短縮することができる画像形成装置を提供することである。

本発明者は、次のような現象に着目して本発明を完成させるに至った。即ち、像担持体表面の光反射性は、長期間に渡って徐々に低下していくが、数日といったごく短期の間では殆ど変化しない。従来の画像形成装置においては、数十枚のプリント毎などといった時間間隔で校正処理と作像条件調整処理との組合せを実施するようになっていたが、その時間間隔で像担持体表面の光反射性を大きく変化させてしまうことは殆どあり得ない。このため、校正処理により、像担持体の無垢の表面上で所望の反射光量が得られるように光源の発光量を調整した後には、たとえ次の校正処理の実施タイミングが到来したとしても、そのときには、像担持体の表面上で実際に反射光を得るという正式な校正処理を行わなくても、前回の校正処理の直後と同じ発光量で光源を発光させれば、所望の反射光量を得ることができる。

そこで、上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、光源から発した後に前記像担持体の表面上で反射させて得られた正反射光を正反射受光部によって受光し、その受光量に応じた信号を出力する反射型光学センサと、前記反射型光学センサの光送受面を開閉可能に覆うシャッター部材と、前記信号に基づいて、前記像担持体の表面上に形成されたトナー像を検知するため、あるいは、前記トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を求めるため、の演算処理を実施する演算手段と、前記像担持体の表面のトナー像非担持領域で正反射した正反射光を受光している前記正反射受光部から出力される前記信号である地肌部正反射信号に基づいて前記光源の発光量を調整するための校正処理を行う校正手段とを備える画像形成装置であって、前記校正手段が、前記地肌部正反射信号が所定の値になるように前記光源の発光量を調整する第１校正処理と、前記シャッター部材を閉じ且つ前記第１校正処理による校正後の前記発光量の条件で前記光源から発した光を前記シャッター部材の裏面で反射させ、その反射光を受光した前記正反射受光部から出力される信号である裏面反射信号をデータ記憶手段に記憶させる信号記憶処理との組合せを定期的に実施し、定期的な前記組合せの実施タイミングの合間に、前記正反射受光部から出力される前記裏面反射信号を前記データ記憶手段に記憶されている裏面反射信号と同じ値にするように前記光源の発光量を調整する第２校正処理を実施し、且つ、連続プリント動作中には、前記像担持体の無端移動する表面における周方向の全領域のうち、像担持体の表面上のトナー像を転写せしめられる記録シートに対応するシート対応領域を前記反射型光学センサとの対向位置に進入させているときに、前記第２校正処理を実施するものであることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置であって、前記校正手段が、前記第１校正処理において、所定期間内で複数回に渡って取得した前記地肌部正反射信号の平均値を前記所定の値にするように前記光源の発光量を調整するものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記シャッター部材として、裏面を研磨加工したものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
前記反射型光学センサと前記像担持体との距離Ｌ_０、及び、前記反射型光学センサと前記裏面との距離Ｌ_ｃ、について、「Ｌ_ｃ／Ｌ_ｏ＞０．２」という関係を具備させたことを特徴とするものである。

これらの発明では、第１校正処理において、従来と同様にして反射型光学センサの光源から発した光を像担持体の無垢の表面上で実際に反射させながら、その正反射光量を所望の値にするように光源の発光量を調整する。そして、信号記憶処理において、第１校正処理による校正後の発光量の条件のもとで光源から発した光をシャッター部材の裏面で反射させて正反射受光部で受光する。このとき、光源の発光量に応じた値で正反射受光部から出力される裏面反射信号をデータ記憶手段に記憶する。その後、校正処理のタイミングが再び到来したときには、第１校正処理の代わりに、第２校正処理を実施する。この第２校正処理では、シャッター部材を閉じた状態で得られる裏面反射信号を、データ記憶手段に記憶されている裏面反射信号と同じ値にするように光源の発光量を調整して、その発光量を第１校正処理の実施直後と同じ値にする。これにより、シャッター部材を開いた状態で実施しなければならない第１校正処理の実施頻度を従来よりも低減して、シャッター部材の開放時間を従来よりも短縮することができる。

実施形態に係る複写機を示す概略構成図。同複写機のプリント部の構成を拡大して示す拡大構成図。同プリント部における画像形成ユニットを示す拡大構成図。同プリント部の光学センサユニットを中間転写ベルトとともに示す正面図。同光学センサユニットの第１端部フォトセンサを中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。同光学センサユニットのＹフォトセンサを中間転写ベルトとともに示す拡大構成図同光学センサユニットを中間転写ベルトとともに示す拡大側面図。シャッター部材を閉じた状態の同光学センサユニットを中間転写ベルトとともに示す拡大側面図。同複写機における電気回路の一部を示す６ブロック図。中間転写ベルトと、これの表面に形成された各色のトナー付着量検知用パッチパターン像とを示す平面図。目標の画像濃度特性曲線と、第１作像条件調整処理を実施する直前における実際の画像濃度特性曲線とを示すグラフ。目標の画像濃度特性曲線と、第１作像条件調整処理を実施した直後における実際の画像濃度特性曲線とを示すグラフ。連続プリント動作中に実施される第１作像条件調整処理で形成されるトナー付着量検知用パッチパターン像を示す平面図。第２作像条件調整処理で形成される位置ずれ検知用パッチパターン像を中間転写ベルトとともに示す平面図。本複写機による累積プリント枚数と、同光学センサユニットの各種フォトセンサからの地肌部正反射出力電圧との関係を示すグラフ。累積プリント枚数と各種フォトセンサのＬＥＤ発光量との関係を示すグラフ。シャッター部材が閉じられている状態でＬＥＤを発光させているＹフォトセンサを示す拡大構成図。各種フォトセンサのＬＥＤ発光量と、裏面反射出力電圧との関係を示すグラフ。裏面正反射出力電圧と地肌部正反射出力電圧との関係を示すグラフ。同複写機の制御部によって実施される作像条件調整処理の制御フローを示すフローチャート。第１校正処理を実施しているときのＹフォトセンサ１５４Ｙを示す拡大構成図。同制御部によって実施される第１校正処理及び信号記憶処理のフローを示すフローチャート。同制御部によって実施される第２校正処理のフローを示すフローチャート。シャッター距離Ｌ_ｃと裏面反射出力電圧との関係を示すグラフ。表面劣化の進んだ中間転写ベルトを被検対象とするフォトセンサからの地肌部正反射出力電圧の経時変化を示すグラフ。第１作像条件調整処理において、連続プリント動作中に中間転写ベルトの紙間対応領域に形成したパッチ像をフォトセンサで検知するときにおける各種の動作タイミングを示すタイミングチャート。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体を設けたいわゆるタンデム型のフルカラー電子写真複写機（以下、単に「複写機」という）の実施形態について説明する。まず、実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。同図において、複写機は、画像形成を行うプリント部１００と、このプリント部１００が載置されプリント部１００に対して記録部材である記録紙５の供給を行う給紙装置２００と、プリント部１００上に取り付けられ原稿画像を読み取るスキャナ３００と、このスキャナ３００の上部に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とを備えている。プリント部１００には、記録紙５を手差し給紙させるための手差しトレイ６、及び、画像形成済みの記録紙５が排紙される排紙トレイ７が設けられている。

図２は、プリント部１００の構成を拡大して示す拡大構成図である。プリント部１００には、中間転写体であり且つ像担持体である無端状の中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０の材料には、ベルト伸びによる位置ずれを防止するために機械的特性に非常に優れたポリイミドが採用されている。

中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、それら支持ローラの何れか１つの回転駆動により、図中時計回り方向に無端移動せしめられる。図２に示すように、支持ローラ１４，１５，１６のうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋが並んで配置されている。また第２支持ローラ１５と第３支持ローラ１６との間のベルト張架部分には、中間転写ベルト１０上に形成された基準トナー像たる基準パッチ像を検知したり、基準パッチ像に対するトナー付着量を検知したりするための光学センサユニット１５０が取り付けられている。

画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの上方には、図１に示したように、レーザー書込装置２１が設けられている。このレーザー書込装置２１は、スキャナ３００で読み取られた原稿の画像情報に基づいて、図示しないレーザ−制御部によって半導体レーザ−（図示せず）を駆動して書込光を出射する。そして、その書込光により、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋに設けられた潜像担持体たるドラム状の感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋを露光走査して感光体に静電潜像を形成する。なお、書込光の光源としては、レーザーダイオードに限るものではなく、例えばＬＥＤであってもよい。

図３は、４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋのうちの２つを示す拡大構成図である。なお、４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋは、使用するトナーの色が互いに異なる点の他が同様の構成になっているので、同図においては、各部材の符号の末尾に付すＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋという添字を省略している。また、以下の説明においても、これら添字を必要に応じて適宜省略する。

画像形成ユニット１８には、感光体２０の周囲に、帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３及び除電装置６４が設けられている。また、感光体２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、１次転写装置６２が設けられている。

帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体２０に接触して電圧を印加することにより感光体２０の表面を一様に帯電する。この帯電装置６０には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。

現像装置６１では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。なお、現像剤としては一成分現像剤を使用してもよい。この現像装置６１は、現像ケース７０内に設けられた攪拌部６６と現像部６７とに大別できる。攪拌部６６では、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての後述する現像スリーブ６５上に供給される。この攪拌部６６は、平行な２本のスクリュー６８が設けられており、２本のスクリュー６８の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケース７０には現像装置６１内の現像剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ７１が取り付けられている。一方、現像部６７では、現像スリーブ６５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体２０に転移される。この現像部６７には、現像ケース７０の開口を通して感光体２０と対向する現像スリーブ６５が設けられており、その現像スリーブ６５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ６５に先端が接近するようにドクタ−ブレード７３が設けられている。

現像装置６１内においては、現像剤を２本のスクリュー６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、現像スリーブ６５内に配設されたマグネットローラの発する磁力によってスリーブ表面に汲み上げられる。現像スリーブ６５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ６５の回転に伴って搬送され、ドクターブレード７３によって適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部６６に戻される。このようにして感光体２０と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットローラの発する磁力によって穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ６５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体２０上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体２０上の静電潜像部分に転移し、感光体２０上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ６５から離れ、攪拌部６６に戻される。このような動作の繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部６６にトナーが補給される。

１次転写装置６２としては、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体２０に押し当てるようにして設置している。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。

感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。

除電ランプ等からなる除電装置６４は、光を照射して感光体２０の表面電位を初期化する。画像形成ユニット１８には、感光体２０に対向する電位センサ１２０が設けられている。この電位センサ１２０は、感光体２０に対向するように設けられ、感光体２０表面電位を検出する。

帯電装置６０により、感光体２０の表面は例えば−７００Ｖに一様帯電せしめられ、レーザー書込装置２１によってレーザー光が照射された静電潜像部分の電位は、例えば−１２０Ｖとなる。これに対して、現像バイアスは例えば−４７０Ｖであり、静電潜像と現像スリーブとの間に３５０Ｖの現像ポテンシャルが作用する。

先に示した図１において、画像形成ユニット１８は、感光体２０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体２０の表面を一様に帯電せしめる。次いで、スキャナ３００により読み取った画像情報に基づいてレーザー書込装置２１からレーザーによる書込光を照射し、感光体２０上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６１により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写装置６２により中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。

図２において、３つの支持ローラのうち、第３支持ローラ１６に対向する位置には、２次転写装置である２次転写ローラ２４が設けられている。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を記録紙５上に２次転写する際には、２次転写ローラ２４を第３支持ローラ１６に巻回された中間転写ベルト１０部分に押し当てて２次転写ニップを形成する。なお、２次転写装置としては２次転写ローラ２４を用いた構成でなくても、例えば転写ベルトや非接触の転写チャージャを用いた構成としてもよい。この２次転写ローラ２４には、２次転写ローラ２４に付着したトナーをクリーニングするローラクリーニング部９１が当接している。

２次転写ローラ２４の記録紙５搬送方向下流側には、２つのローラ２３ａ，２３ｂ間に無端ベルト状の搬送ベルト２２が配設されている。また、このさらに搬送方向下流側には、記録紙５上に転写されたトナー像を定着させるための定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、加熱ローラ２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。また、中間転写ベルト１０の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、記録紙５に中間転写ベルト１０上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するためのものである。

プリント部１００には、図１に示したように、給紙装置２００から給紙された記録紙５を２次転写ローラ２４を経由して排紙トレイ７に案内する搬送路４８が設けられている。また、この搬送路４８に沿って、搬送ローラ４９ａ、レジストローラ４９ｂ、排出ローラ５６なども設けられている。搬送路４８の下流側には、転写後の記録紙５の搬送方向を排紙トレイ７又は用紙反転装置９３に切り替える切替爪５５が設けられている。用紙反転装置９３は、記録紙５を反転させて再び２次転写ローラ２４に向けて送り出すものである。

プリント部１００には、手差しトレイ６から搬送路４８へ合流する手差し給紙路５３も設けられ、この手差し給紙路５３の上流側には、手差しトレイ６にセットされた記録紙５を一枚ずつ給紙するための給紙ローラ５０及分離ローラ５１が設けられている。

給紙装置２００は、記録紙５を収納する複数の給紙カセット４４、これらの給紙カセット４４に収納された記録紙を一枚ずつ送り出す給紙ローラ４２及び分離ローラ４５、送り出された記録紙を給紙路４６に沿って搬送する搬送ローラ４７などから構成されている。給紙路４６は、プリント部１００の搬送路４８に接続している。

スキャナ３００は、コンタクトガラス３１上に載置される原稿（図示せず）の読取り走査を行うために、原稿照明用光源とミラーを搭載した第１及び第２の走行体３３，３４を往復移動させる。これらの走行体３３，３４により走査された画像情報は、結像レンズ３５によってその後方に設置されている読取センサ３６の結像面に集光され、読取センサ３６によって画像信号として読込まれる。

本複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３１上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３１上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３１上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにして原稿の画像情報を読み取る。

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４，１５，１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋも回転駆動する。その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づいて、レーザー書込装置２１から、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上に書込光がそれぞれ照射される。これにより、各感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋにより可視像化される。そして、各感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。

このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した記録紙５に応じた給紙装置２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから記録紙５が送り出される。送り出された記録紙５は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７によりプリント部１００内の搬送路４８まで搬送される。このようにして搬送された記録紙５は、レジストローラ４９ｂに突き当たったところで止められる。

レジストローラ４９ｂは、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー画像が２次転写ローラ２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。レジストローラ４９ｂにより送り出された記録紙５は、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ２４との間に送り込まれ、２次転写ローラ２４により、中間転写ベルト１０上の合成トナー像が記録紙５上に２次転写される。その後、記録紙５は、２次転写ローラ２４に吸着した状態で定着装置２５まで搬送され、定着装置２５で熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。定着装置２５を通過した記録紙５は、排出ローラ５６により排紙トレイ７に排出されスタックされる。なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成を行う場合には、定着装置２５を通過した記録紙５の搬送方向を切替爪５５により切り換え、用紙反転装置９３に送り込む。記録紙５は、そこで反転し再び２次転写ローラ２４に案内される。

図４は、光学センサユニット１５０を中間転写ベルト１０とともに示す正面図である。光学センサユニット１５０は、中間転写ベルト１０の鉛直方向下方に配設されている。そして、支持部材１５７に固定された複数のフォトセンサ、シャッター部材１５６、図示しないシャッターソレノイドなどを有している。支持部材１５７に固定されたフォトセンサは、具体的には、第１端部フォトセンサ１５１、中央フォトセンサ１５２、第２端部フォトセンサ１５３、Ｙフォトセンサ１５４Ｙ、Ｃフォトセンサ１５４Ｃ、Ｍフォトセンサ１５４Ｍ、及びＫフォトセンサ１５４Ｋの７つである。これら７つのうち、第１端部フォトセンサ１５１、中央フォトセンサ１５２、第２端部フォトセンサ１５３、Ｙフォトセンサ１５４Ｙ、Ｃフォトセンサ１５４Ｃ、及びＭフォトセンサ１５４Ｍは、それぞれマルチ反射型光学センサからなる。また、Ｋフォトセンサは、正反射型光学センサからなる。

本複写機は、後述する作像条件調整処理において、位置ずれ検知用のＫパッチ状トナー像（Ｋパッチ像）やトナー付着量検知用のＫパッチ像を中間転写ベルト１０の表面に形成する。第１端部フォトセンサ１５１は、中間転写ベルト１０の幅方向の一端部に形成された位置ずれ検知用のＫパッチ像を検知するためのものである。また、中央フォトセンサ１５２は、中間転写ベルト１０の幅方向の中央部に形成された位置ずれ検知用のＫパッチ像を検知するためのものである。また、第２端部フォトセンサ１５３は、中間転写ベルト１０の幅方向の他端部に形成された位置ずれ検知用のＫパッチ像を検知するためのものである。また、Ｋフォトセンサ１５４Ｋは、中間転写ベルト１０の表面上に形成されたトナー付着量検知用のＫパッチ像に対するＫトナー付着量を検知するためのものである。また、Ｙ，Ｃ，Ｍフォトセンサ１５４Ｙ，Ｃ，Ｍは、中間転写ベルト１０の表面上に形成されたトナー付着量検知用のＹ，Ｃ，Ｍパッチ像に対するＹ，Ｃ，Ｍトナー付着量を検知するためのものである。

図５は、Ｋフォトセンサ１５４Ｋを中間転写ベルト１０とともに示す拡大構成図である。正反射型光学センサからなるＫフォトセンサ１５４Ｋは、光源たるＬＥＤ１５４ａＫと、正反射受光部１５４ｂＫとを有している。そして、ＬＥＤ１５４ａＫから発した後、中間転写ベルト１０の表面上で正反射した正反射光を、正反射受光部１５４ｂＫによって受光しながら、受光量に応じた電圧を正反射受光部１５４ｂＫから出力する。複写機の図示しない制御部は、正反射受光部１５４ｂＫからの出力電圧値の変化に基づいて、中間転写ベルト１０上に形成されたＫパッチ像ＫｐｇがＫフォトセンサ１５４の真上に進入したタイミングを把握したり、Ｋパッチ像Ｋｐｇに対する単位面積当たりのＫトナー付着量を把握したりする。

図６は、Ｙフォトセンサ１５４Ｙを中間転写ベルト１０とともに示す拡大構成図である。マルチ反射型光学センサからなるＹフォトセンサ１５４Ｙは、光源たるＬＥＤ１６１Ｙと、正反射受光部１６２Ｙと、拡散反射受光部１６３Ｙとを有している。そして、ＬＥＤ１６１Ｙから発した後、中間転写ベルト１０の表面上で正反射した正反射光を、正反射受光部１６２Ｙによって受光しながら、正反射光の受光量に応じた電圧を正反射受光部１６２Ｙから出力する。また、ＬＥＤ１６１Ｙから発した後、中間転写ベルト１０の表面上で拡散反射した拡散反射光を、拡散反射受光部１６３Ｙによって受光しながら、拡散反射光の受光量に応じた電圧を拡散反射受光部１６３Ｙから出力する。複写機の図示しない制御部は、正反射受光部１６２Ｙからの出力電圧値と、拡散反射受光部１６３Ｙからの出力電圧値とに基づいて、中間転写ベルト１０上に形成されたＹパッチ像Ｙｐｇに対する単位面積当たりのＹトナー付着量を把握する。前述の２つの出力電圧値に基づいてＹトナー付着量をどのように求めるのかについては、特開２００７−３３７７０号公報に詳しく開示されているので、説明を省略する。Ｙフォトセンサ１５４Ｙについて説明したが、マルチ型光学センサからなるＣフォトセンサ１５４Ｃ、Ｍフォトセンサ１５４Ｍ、第１端部フォトセンサ１５１、中央フォトセンサ１５２、第２端部フォトセンサ１５３も、同様にして、トナー付着量を検知したり、トナー像を検知したりすることが可能である。

図７は、光学センサユニット１５０を中間転写ベルト１０とともに示す拡大側面図である。同図において、７つのフォトセンサ（１５１、１５２、１５３、１５４Ｙ〜Ｋ）は、何れもガラスからなる光送受面を中間転写ベルト１０に対向させる姿勢で支持部材１５７の側面に固定されている。支持部材１５７の上面には、シャッターソレノイド１５５が固定されている。シャッター部材１５６は、各フォトセンサの光送受面と、中間転写ベルト１０との間に介在する位置に存在するように、シャッターソレノイド１５５の駆動軸に固定されている。シャッターソレノイド１５５が駆動しておらず、その駆動軸が図示のように延伸している状態では、シャッター部材１５６が７つのフォトセンサのそれぞれにおける光送受面の真上に位置して、それら光送受面を覆う。これにより、中間転写ベルト１０から飛散するトナーをフォトセンサの光送受面に付着させないように、光送受面を保護している。シャッターソレノイド１５５が駆動してその駆動軸が収縮すると、図８に示すように、シャッター部材１５６が各フォトセンサの真上から待避する。これにより、各フォトセンサによるベルトに対する光照射が可能になる。

図９は、本複写機における電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、演算手段たる制御部１９０は、ＣＰＵ１９０ａと、制御プログラムや各種データを記憶したＲＯＭ１９０ｃと、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ１９０ｂとを有している。この制御部１９０には、レーザー書込装置の制御を専用に司る光書込制御回路１９２、光学センサユニット１５０の各フォトセンサ、シャッターソレノイド１５５、各種電源、各種モータ、各色トナー濃度センサなどが、周辺機器器との間で信号の授受を行うためのＩ／Ｏインターフェース１９１を介して接続されている。

光書込制御回路１９２は制御部１９０からＩ／Ｏインターフェース１９１を介して入力される指令に基づいてレーザー書込装置（図１の２１）の駆動を制御する。図示の各種電源は、各色の画像形成ユニット（１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の現像スリーブにそれぞれ印加する現像バイアスを個別に出力するための各色現像バイアス電源、各色の１次転写ローラ（６２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）に印加する１次転写バイアスをそれぞれ個別に出力するための各色１次転写バイアス電源などである。また、図示の各種モータは、各色の画像形成ユニットをそれぞれ個別に駆動するための各色プロセスモータ、中間転写ベルト１０を駆動するためのベルト駆動モータなどである。また、各色トナー濃度センサは、Ｙ現像装置内の現像剤のＹトナー濃度を検知するＹトナー濃度センサ、Ｃ現像装置内の現像剤のＣトナー濃度を検知するＣトナー濃度センサ、Ｍ現像装置内の現像剤のＭトナー濃度を検知するＭトナー濃度センサ、及びＫ現像装置内の現像剤のＫトナー濃度を検知するＫトナー濃度センサである。これらの各種機器の他、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像装置に対してそれぞれＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを補給するための図示しないトナー補給装置もＩ／Ｏインターフェース１９１に接続されている。

本複写機は、以下のような作像条件調整処理を、電源オン直後や、所定枚数のプリントを行う毎に実施するように構成されている。即ち、この作像条件調整処理では、画像濃度に関連する第１作像条件調整処理と、画像位置に関連する第２作像条件調整処理とを実施する。そして、第１作像条件調整処理では、トナー付着量検知用のパッチパターン像を、第２作像条件調整処理では、位置ずれ検知用のパッチパターン像を、中間転写ベルト１０の表面に形成する。

第１作像条件調整処理では、トナー付着量検知用のパッチパターン像として、Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＫトナーからなるＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋパッチパターン像をそれぞれ形成する。これらパッチパターン像はそれぞれ、１０個のパッチ像からなる。例えば、Ｋパッチパターン像ＰＫを例にすると、これは図１０に示すように、段階的にトナー付着量が徐々に増えていくＹパッチ像ＰＫ１、ＰＫ２・・・・ＰＫ１０という１０個のＫパッチ像からなる。これらＫパッチ像がそれぞれ光学センサユニットのＫフォトセンサ１５４Ｋとの対向位置に進入したときにおけるＫフォトセンサ１５４Ｋの正反射受光部からの出力電圧が、Ｉ／Ｏインターフェース１９１を介して制御部１９０に送られてＲＡＭ１９０ａに記憶される。Ｋと同様にして、Ｙ，Ｃ，Ｍ，についても、それぞれ１０個のＹ，Ｃ，Ｍパッチ像がＹ，Ｃ，Ｍフォトセンサ１５４Ｙ，Ｃ，Ｍとの対向位置に進入したときにおけるＹ，Ｃ，Ｍフォトセンサ１５４Ｙ，Ｃ，Ｍの正反射受光部からの出力電圧がＲＡＭ１９０ａに記憶される。また、Ｙ，Ｃ，Ｍでは、正反射受光部からの出力電圧に加えて、拡散反射受光部からの出力電圧もＲＡＭ１９０ａに記憶される。

制御部１９０は、ＲＡＭ１９０ｂに記憶した各種フォトセンサからの出力電圧と、ＲＯＭ１９０ｃ２内に予め記憶しているアルゴリズムとに基づいて、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、出力電圧を単位面積当りのＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー付着量に換算してＲＡＭ１９０ｂに記憶する。

制御部１９０は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ、ＲＡＭ２０３内に記憶している各パッチ像のトナー付着量と、パッチ像を形成したときの現像ポテンシャル（現像バイアスと潜像電位との差）とに基づいて、トナー付着量と現像ポテンシャルとの関係を示す現像特性の直線関数式ｙ＝ａｘ＋ｂを求める。そして、この直線関数式における傾きａに基づいて、各色についてそれぞれ現像ポテンシャルやレーザー光書込強度、現像剤トナー濃度などの作像条件を調整する。その詳細は、特開平９−２１１９１１号公報などに記載されているので説明を省略する。

図１１は、目標の画像濃度特性曲線と、第１作像条件調整処理を実施する直前における実際の画像濃度特性曲線とを示すグラフである。画像濃度特性は、各種の画像濃度について目標値と実際の出力値との関係を示すものである。電子写真方式の画像形成装置においては、環境（温湿度）変動があったり、連続運転に伴って発熱があったりすると、目標画像濃度特性曲線Ｌ_０に対して、実際の画像濃度特性曲線がＬ_１やＬ_２のようにずれてくる。ずれたまま放置すると、画像濃度を正常に再現することができなくなってしまう。そこで、第１作像条件調整処理を実施する。これにより、図１２に示すように、Ｌ_１やＬ_２のように目標からずれてしまった画像濃度特性曲線を、目標画像濃度特性曲線Ｌ_０に近づけて、画像濃度再現性の安定化を図ることができる。

なお、本複写機は、第１作像条件調整処理として、連続プリント動作中に実施するためのもの、及び電源投入直後やプリントジョブ実施直後に実施するためのもの、の２種類を具備している。図１０では、電源投入直後やプリントジョブ実施直後に実施する第１作像条件調整処理において形成されるパッチパターン像を示した。連続プリント動作中に実施する第１作像条件調整処理では、図１０に示したパッチパターン像に代えて、図１３に示すパッチパターン像が形成される。即ち、パッチパターン像に含まれる１０個のパッチ像が互いに中間転写ベルト１０における異なる紙間対応領域に形成されたものである。制御部１９０は、第１作像条件調整処理の実施タイミングが到来したときに、連続プリント動作中である場合には、図１０に示したパッチパターン像に代えて、図１３に示したパッチパターン像を形成する。

制御部１９０は、第１作像条件調整処理を終えると、次に、第２作像条件調整処理を実施する。この第２作像条件調整処理では、図１４に示すような位置ずれ検知用のパッチパターン像を中間転写ベルト１０の幅方向の一端部、中央部、他端部にそれぞれ形成する。それぞれのパッチパターン像は、ベルト幅方向から４５［°］傾いた姿勢で延在する各色のパッチ像Ｐｙ１、Ｐｃ１、Ｐｍ１、Ｐｋ１と、約−４５［°］傾いた姿勢で延在する各色のパッチ像パッチ像Ｐｙ２、Ｐｃ２、Ｐｍ２、Ｐｋ２とからなる。

ベルト幅方向の一端部に形成されたパッチパターン像の各パッチ像は、第１端部フォトセンサ１５１によって検知される。また、ベルト幅方向の中央部に形成されたパッチパターン像の各パッチ像は、中央フォトセンサ１５２によって検知される。また、ベルト幅方向の他端部に形成されたパッチパターン像の各パッチ像は、第２端部フォトセンサ１５３によって検知される。各色のパッチ像の形成タイミングが適切であれば、各パッチ像の検知時間間隔がそれぞれ等しくなるが、不適切であると、各パッチ像の形成間隔が不均一になる。そして、検知時間間隔も不均一になる。また、光書込用の光学系にスキューが生じていなければ、３つのパッチパターン像の間において、それぞれ同色のパッチ像が同じタイミングで検知されるが、スキューが生じていると検知タイミングが異なってくる。制御部１９０は、主走査方向（ベルト幅方向と同じ）や副走査方向（ベルト移動方向と同じ）における各パッチ像の検知時間間隔や検知タイミングのずれに基づいて、作像条件としての光学ミラーの傾きを調整したり、作像条件としての光書込タイミングを補正したりする。このような第２作像条件調整処理により、各色の重ね合わせずれや画像スキューを抑えることができる。

なお、位置ずれ検知用のパッチパターン像のベルト周方向における長さは、通常の紙間領域よりも大きい。このため、制御部１９０は、連続プリント動作中に位置ずれ検知用パッチパターン像を形成する場合には、その形成時だけ、紙間領域を通常よりも広げて、紙間内に位置ずれ検知用パッチパターン像を形成できるようにする。

また、本複写機においては、各パッチパターン像を形成するときには、図１に示した２次転写ローラ２４を中間転写ベルト１０から離間させて、パッチ像の２次転写ローラ２４への転移を回避するようになっている。

上述したように、光学センサユニット１５０における第１端部フォトセンサ１５１、中央フォトセンサ１５２、第２端部フォトセンサ１５３、Ｙフォトセンサ１５４Ｙ、Ｃフォトセンサ１５４Ｃ、Ｍフォトセンサ１５４Ｍ、Ｋフォトセンサ１５４Ｋは、何れもベルト表面上で正反射した正反射受光部を有している。それら正反射受光部によって受光される正反射光のベルト表面における正反射性は、経時的に変化する。

図１５は、本複写機による累積プリント枚数と、光学センサユニット１５０の各種フォトセンサからの地肌部正反射出力電圧との関係を示すグラフである。地肌部正反射出力電圧は、中間転写ベルト１０のトナー像を担持していない無垢の表面で正反射光を受光している状態の正反射受光部から出力される電圧であり、正反射受光部での受光量が多くなるほどその電圧値が大きくなる。図１５のグラフは、各種フォトセンサのＬＥＤの発光量を一定に維持した状態で、地肌部正反射出力電圧を経時的に測定していく実験の結果に基づいて作成されたものである。図示のように、ＬＥＤの発光量を一定に維持しているにもかかわらず、複写機の累積プリント枚数が増加するにつれて、地肌部正反射出力電圧は低下していく。これは、累積プリント枚数の増加につれて、中間転写ベルト１０の表面劣化が進んでベルト表面の光正反射性が低下していくからである。

図１６は、累積プリント枚数と、光学センサユニット１５０のＬＥＤ発光量との関係を示すグラフである。このグラフは、ＬＥＤに対して一定の電源電流を供給する条件で、ＬＥＤの発光量を経時的に測定していく実験の結果に基づいて作成されたものである。図示のように、光源であるＬＥＤに対して一定の電源電流を供給する条件では、ＬＥＤの累積点灯時間が増加するにつれて、ＬＥＤの発光量が低下していく。これは、累積点灯時間の増加に伴ってＬＥＤが劣化してその発光性能が低下していくからである。累積点灯時間にかかわらず、ＬＥＤの発光量を一定にするためには、ＬＥＤの劣化に伴って電源電流を大きくしていく必要がある。

図１５に示したように、中間転写ベルト１０の光正反射性の経時的低下や、図１６に示したように、ＬＥＤの発光性能の経時的低下が発生することから、各種フォトセンサについては、定期的に校正処理を行う必要がある。そこで、制御部１９０は、作像条件調整処理における第１作像条件調整処理を実施するのに先立って、７つのフォトセンサについてそれぞれ校正処理を行うようになっている。この校正処理において、制御部１９０は、ＬＥＤを発光させて中間転写ベルト１０の無垢の表面に対して光を照射しながら、所定の値の地肌部正反射出力電圧が出力されるように、フォトセンサに対する電源制御信号を調整する。電源制御信号は、フォトセンサに内蔵されている電源調整回路からＬＥＤに対して出力される電流値を制御するための信号である。電源制御信号の値を変更することで、フォトセンサの電源調整回路からＬＥＤに対する電流値を変更して、ＬＥＤの発光量を調整することができる。このような校正処理を実施することで、地肌部正反射出力電圧を長期間に渡って一定に維持することができる。

従来の画像形成装置では、その校正処理において、ベルト表面上で正反射光を得るために光学センサユニット１５５のシャッター部材１５６を開く必要があったため、校正処理の実施によってシャッター開放時間を増加させて各種フォトセンサの光送受面に対する汚れ付着を助長してしまうという不具合があった。

次に、実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
先に示した図７において、光学センサユニット１５０のシャッター部材１５６は、その裏面を各種フォトセンサの光送受面に対向させている。シャッター部材１５６としては、アルミ等の金属からなるものであって、光反射性を高めるための研磨加工（例えば鏡面加工）を裏面に施したものを用いている。このため、シャッター部材１５６は、図示のように閉じられている状態では、各種フォトセンサのＬＥＤから発せられる光を裏面で良好に反射させることができる。

図１７は、シャッター部材１５６が閉じられている状態でＬＥＤ１６１Ｙを発光させているＹフォトセンサ１５４Ｙを示す拡大構成図である。正反射受光部１６２Ｙは、中間転写ベルト１０の表面上で正反射した正反射光を最も多く受光し得る位置に配設されている。シャッター部材１５６は、中間転写ベルト１０よりもＹフォトセンサ１５４Ｙの近くに位置している。このため、シャッター部材１５６の裏面で正反射した正反射光の多くは、正反射受光部１６２Ｙとは異なる位置に向けて進む。しかし、一部の正反射光は、正反射受光部１６２Ｙに受光される。

図１８は、各種フォトセンサのＬＥＤ発光量と、裏面反射出力電圧との関係を示すグラフである。裏面反射出力電圧は、閉じられた状態のシャッター部材１５６の裏面で正反射した正反射光を受光している正反射受光部からの出力電圧である。図示のように、ＬＥＤの発光量と、裏面反射出力電圧とには、比例の関係が成立する。これは、ＬＥＤの発光量が増加するにつれて、シャッター部材１５６の裏面における正反射光量が増加するからである。

図１９は、裏面正反射出力電圧と地肌部正反射出力電圧との関係を示すグラフである。このグラフは、各種のＬＥＤ発光量の条件下にてそれぞれ、裏面正反射出力電圧と地肌部正反射出力電圧とを測定した結果に基づいて作成されたものである。図示のように、裏面反射出力電圧が増加するほど、地肌部正反射出力電圧も増加する。これは、ベルト表面の光正反射性が同じであれば、裏面反射出力電圧に基づいて、地肌部正反射出力電圧を求め得ることを示している。つまり、ベルト表面の光正反射性が同じであれば、シャッター部材１５６を閉じた状態で例えばＡ_１［Ｖ］という裏面反射出力電圧が得られるようにフォトセンサを構成することで、中間転写ベルト１０の無垢の表面において例えばＡ_２［Ｖ］という所望の地肌部正反射出力電圧が得られるのである。

制御部１９０は、各種フォトセンサの校正処理として、第１校正処理及び第２校正処理の２種類を具備しており、それらを交互に実施するようになっている。具体的には、作像条件調整処理の実施タイミングが到来したときに、ＲＡＭ１９０ｂ内に記憶しているパラメータ変数である第１フラグがオンになっている場合には、第１作像条件調整処理を実施する前に、校正処理として第１校正処理を実施する。これに対し、第１フラグがオフになっている場合には、第１作像条件調整処理を実施する前に、校正処理として第２校正処理を実施する。なお、第１フラグは、第２校正処理が実施された直後にオフからオンにされる。また、第１校正処理が実施された直後にオンからオフにされる。

図２０は、制御部１９０によって実施される作像条件調整処理の制御フローを示すフローチャートである。制御部１９０は、作像条件調整処理の実施タイミングが到来すると（ステップ１でＹ：以下、ステップをＳと記す）、第１フラグについてオンになっているか否かを判定する（Ｓ２）。そして、オンになっている場合には（Ｓ２でＹ）、第１校正処理と、後述する信号記憶処理との組合せを実施した後（Ｓ３）、第１フラグをオフにしてから（Ｓ４）、第１作像条件調整処理（Ｓ５）と、第２作像条件調整処理（Ｓ６）とを順に実施する。これに対し、第１フラグがオンになっていない場合には（Ｓ２でＮ）、第２校正処理を実施した後（Ｓ７）、第１フラグをオンにしてから（Ｓ８）、第１作像条件調整処理及び第２作像条件調整処理を実施する（Ｓ５、Ｓ６）。

第１校正処理は、光学センサユニット１５０の各種フォトセンサについてそれぞれ、従来の校正処理と同様に、中間転写ベルト１０の表面上で実際に得られた正反射光を受光する正反射光受光部から出力される地肌部正反射出力電圧を所定の値にするように、電源制御信号を調整する処理である。例えば、Ｙフォトセンサ１５４Ｙについては、図２１に示すように、図示しないシャッター部材を開いた状態でＬＥＤ１６１Ｙを点灯させて、中間転写ベルト１０の無垢の表面上で得られた正反射光を正反射受光部１６２Ｙで受光する。そして、正反射受光部１６２Ｙから出力される地肌部正反射出力電圧が所定の値になるように、Ｙフォトセンサ１５４Ｙに対する電源制御信号を調整する。

制御部１９０は、図２０に示したように、第１校正処理を信号記憶処理と必ずセットで実行する（Ｓ３）。信号記憶処理は、光学センサユニット１５０における各種フォトセンサについてそれぞれ、裏面反射出力電圧をデータ記憶手段としてのＲＡＭ１９０ｂに記憶する処理である。各種フォトセンサの裏面反射出力電圧については、次のようにして取得する。即ち、第１校正処理の実施後、それまで開いていたシャッター部材１５６を閉じた後、校正後の発光量の条件（校正後の電源制御信号の条件）でＬＥＤ（例えば１６１Ｙ）から発した光を、シャッター部材１５６の裏面で反射させる。そして、その反射光を受光した正反射受光部（例えば１６２Ｙ）から出力される電圧を裏面反射出力電圧として取得する。

図２２は、第１校正処理及び信号記憶処理のフローを示すフローチャートである。このフローは、光学センサユニット（１５０）における７つのフォトセンサについてそれぞれ並行して実施される。制御部１９０は、第１校正処理を開始すると、まず、シャッター部材（１５６）を開いた後（Ｓ３ａ）、連続プリント動作中であるか否かを判定する（Ｓ３ｂ）。そして、連続プリント動作中である場合には（Ｓ３ｂでＹ）、連続プリント動作を中断する（Ｓ３ｃ）。より詳しくは、感光体から中間転写ベルトに１次転写している画像のページまでを区切りとし、後続のページの画像については、形成を中断する。そして、画像形成中のページの画像を記録紙に２次転写してから、プリント動作を中断する。但し、中間転写ベルト（１０）については、駆動を継続する。

その後、制御部１９０は、中間転写ベルト（１０）を走行させた状態でＬＥＤを点灯した後（Ｓ３ｄ）、地肌部正反射出力電圧を所定の時間間隔で５回サンプリングする（Ｓ３ｅ）。そして、５つのサンプリング値の平均について、目標範囲内であるか否かを判定し（Ｓ３ｆ）、目標範囲内でない場合には、電源制御信号を調整してから（Ｓ３ｇ）、制御フローをＳ３ｅにループさせて地肌部正反射出力電圧を再び５回サンプリングする。このようにして、平均値が目標範囲内に入るまで、サンプリングと電源制御信号の調整とを繰り返す。

地肌部正反射出力電圧の平均値が目標範囲内に入ると（Ｓ３ｆでＹ）、プリント動作中断中であった場合には、連続プリント動作を再開する（Ｓ３ｈ、Ｓ３ｉ）。ここまでが、第１校正処理である。第１校正処理を終えると、次に、信号記憶処理を実施する。信号記憶処理では、シャッター部材を閉じてから（Ｓ３ｊ）、第１校正処理による校正後の電源制御信号でＬＥＤを点灯させた状態で、裏面反射出力電圧を取得してＲＡＭ１９０ｂに記憶する（Ｓ３ｋ）。

図２３は、第２校正処理のフローを示すフローチャートである。このフローも、光学センサユニット（１５０）における７つのフォトセンサについてそれぞれ並行して実施される。制御部１９０は、第２校正処理を開始すると、シャッター部材（１５６）を閉じたままの状態でＬＥＤを点灯させる（Ｓ７ａ）。このとき、フォトセンサへの電源制御信号については、前回の第１校正処理で校正した値と同じものを出力する。次に、裏面反射出力電圧を取得して、その値についてＲＡＭ（１９０ｂ）内に記憶しているものと同じであるか否かを判定する（Ｓ７ｂ）。そして、同じでない場合には、電源制御信号を調整してから（Ｓ７ｃ）、制御フローをＳ７ｂにループさせて、裏面反射出力電圧についてＲＡＭ（１９０ｂ）内に記憶しているものと同じであるか否かを再び判定する。このようにして、裏面反射出力電圧がＲＡＭ内の値と同じになるまで、電源制御信号の調整を繰り返す。

以上の構成の本複写機では、従来と同様の第１校正処理を実施した後、再び校正処理の実施タイミングが到来したときには、第１校正処理に代えて、第２校正処理を実施する。これにより、シャッター部材を開いた状態で実施しなければならない第１校正処理の実施頻度を従来よりも低減して、シャッター部材の開放時間を従来よりも短縮することができる。

以下、光学センサユニット（１５０）の各種フォトセンサにおいて、フォトセンサの光送受面と、シャッター部材（１５６）の裏面との距離を、シャッター距離Ｌ_ｃという（例えば、図１７のＬ_ｃを参照）。また、フォトセンサの光送受面と、中間転写ベルト（１０）の表面との距離を、ベルト面距離Ｌ_ｏという（例えば、図２１のＬ_ｏを参照）。図２５は、各種のフォトセンサにおけるシャッター距離Ｌ_ｃと裏面反射出力電圧との関係を示すグラフである。シャッター距離Ｌ_ｃをゼロにした状態（フォトセンサの光送受面にシャッター部材を接触させた状態）から、シャッター距離Ｌ_ｃを徐々に大きくしていくと、やがて、フォトセンサの正反射受光部から出力される裏面反射出力電圧が急激に立ち上がり始める。その時点のシャッター距離Ｌ_ｃが最小必要距離である。図示のように、最小必要距離は１［ｍｍ］であった。そのとき、ベルト面距離Ｌ_ｏについては、５［ｍｍ］に設定していた。よって、裏面反射出力電圧を得るためには、「Ｌ_ｃ／Ｌ_ｏ＞０．２」という関係を具備させなければならないことがわかった。そこで、実施形態に係る複写機においては、「Ｌ_ｃ／Ｌ_ｏ＞０．２」という関係を具備させている。より詳しくは、Ｌ_ｃ＝２．５［ｍｍ］、Ｌ_ｏ＝１０［ｍｍ］としている。

図２５は、表面劣化の進んだ中間転写ベルト（１０）を被検対象とするフォトセンサからの地肌部正反射出力電圧の経時変化を示すグラフである。このグラフでは、中間転写ベルトの周方向における基準位置を被検対象としているタイミング（基準タイミングｔ_０）を０［秒］としている。本発明者は、基準タイミングｔ_０から、ｔ_１（ｔ_０＋△ｔ）、ｔ_２（ｔ_１＋△ｔ）、ｔ_３（ｔ_２＋△ｔ）・・・という具合に所定の時間間隔で地肌部正反射出力電圧を測定する実験を１０回行った。そして、各測定タイミング（ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３・・・）における１０個分の測定結果をそれぞれ平均した値（ｔ_１Ａｖｅ、ｔ_２Ａｖｅ、ｔ_３Ａｖｅ・・・）に基づいて、図２５のグラフを作成した。図示のように、表面劣化の進んだ中間転写ベルトでは、周方向において光の正反射性にかなりのバラツキがある。地肌部正反射出力電圧を得たときに被検対象としていたベルト箇所が、偶然にもベルト１周において光反射性が最悪になる箇所や、最良になる箇所であったとする。このような場合、その地肌部正反射出力電圧だけに基づいてフォトセンサを校正すると、トナー付着量の検知精度を著しく悪化させてしまう。

そこで、本複写機では、図２２に示したように、第１校正処理において、地肌部正反射出力電圧を所定の時間間隔で５回サンプリングし、その平均値が目標範囲内になるようにフォトセンサを校正している（Ｓ３ｅ、Ｓ３ｆ、Ｓ３ｇ）。かかる構成においては、ベルトの周方向における光反射性のバラツキに起因するトナー付着量の検知精度の悪化を抑えることができる。なお、５回のサンプリング結果の平均値に代えて、２〜４回のサンプリング結果の平均値や、６回以上のサンプリング結果の平均値を採用してもよい。

図２６は、第１作像条件調整処理において、連続プリント動作中に中間転写ベルトの紙間対応領域に形成したパッチ像（図１３参照）をフォトセンサで検知するときにおける各種の動作タイミングを示すタイミングチャートである。連続プリント中においては、タイミングチャートの最上段に示すように、光学センサユニットとの対向位置（以下、反射光測定位置という）に対して、中間転写ベルトにおける記録紙対応領域と紙間対応領域とが交互に進入する。トナー付着量検知用の各色のパッチ像は紙間対応領域に形成されているので、最下段に示されるように、制御部（１９０）は紙間対応領域が反射光測定位置に進入したタイミングでシャッター部材を開いてセンサ出力電圧をサンプリングする。これに対し、記録紙対応領域が反射光測定位置に進入しているタイミングでは、シャッター部材を閉じてセンサを保護する。センサ出力電圧のサンプリングを開始する前に、１番目のパッチ像が形成されている紙間対応領域にベルト移動方向上流側で隣接している記録紙対応領域が反射光測定位置に進入しているタイミングで、上述した第２校正処理を実施する。これにより、トナー付着量の測定を開始する直前のタイミングでＬＥＤの点灯を開始してフォトセンサの校正を開始して、ＬＥＤの点灯時間をできるだけ少なくすることができる。

これまで、像担持体たる中間転写ベルト１０上に形成したパッチ像やそれに対するトナー付着量をフォトセンサで検知する複写機について説明したが、感光体や紙搬送ベルトなど、中間転写ベルトとは異なる像担持体の表面上のパッチ像やそれに対するトナー付着量をフォトセンサで検知する構成においても、本発明の適用が可能である。

以上、実施形態に係る複写機においては、校正手段たる制御部１９０が、第１校正処理において、所定期間内で複数回（５回）に渡って取得した地肌部正反射出力電圧（地肌部正反射出力信号）の平均値を目標範囲内にするようにフォトセンサのＬＥＤの発光量（電源制御信号）を調整するようになっている。かかる構成では、既に説明したように、ベルトの周方向における光反射性のバラツキに起因するトナー付着量の検知精度の悪化を抑えることができる。

また、実施形態に係る複写機においては、シャッター部材１５６として、裏面を研磨加工したものを用いているので、シャッター部材１５６の裏面でＬＥＤからの光を良好に反射させる。これにより、ＬＥＤ発光量と裏面反射出力電圧との間に良好な相関を生起せしめて、第２校正処理の精度を向上させることができる。

また、実施形態に係る複写機においては、制御部１９０が、像担持体たる中間転写ベルト１０の周方向における全領域のうち、シート対応領域たる記録紙対応領域が反射光測定位置に進入しているときに、第２校正処理を実施する。かかる構成では、トナー付着量の測定を開始する直前のタイミングでＬＥＤの点灯を開始してフォトセンサの校正を開始して、ＬＥＤの点灯時間をできるだけ少なくすることができる。

また、実施形態に係る複写機においては、「Ｌ_ｃ／Ｌ_ｏ＞０．２」という関係を具備させているので、シャッター裏面反射光を正反射受光部に確実に受光させることができる。

１０：中間転写ベルト（像担持体）
１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：画像形成ユニット（トナー像形成手段の一部）
２１：レーザー書込装置（トナー像形成手段の一部）
１５１：第１端部フォトセンサ（反射型光学センサ）
１５２：中央フォトセンサ（反射型光学センサ）
１５３：第２端部フォトセンサ（反射型光学センサ）
１５４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋフォトセンサ（反射型フォトセンサ）
１５４ａＫ：ＬＥＤ（光源）
１５４ｂＫ：正反射受光部
１５６：シャッター部材
１６１Ｙ：ＬＥＤ（光源）
１５２Ｙ：正反射受工部
１９０：制御部（演算手段、校正手段）
１９０ｂ：ＲＡＭ（データ記憶手段）

特開２００６−３４９８０８号公報

Claims

自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、光源から発した後に前記像担持体の表面上で反射させて得られた正反射光を正反射受光部によって受光し、その受光量に応じた信号を出力する反射型光学センサと、前記反射型光学センサの光送受面を開閉可能に覆うシャッター部材と、前記信号に基づいて、前記像担持体の表面上に形成されたトナー像を検知するため、あるいは、前記トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を求めるため、の演算処理を実施する演算手段と、前記像担持体の表面のトナー像非担持領域で正反射した正反射光を受光している前記正反射受光部から出力される前記信号である地肌部正反射信号に基づいて前記光源の発光量を調整するための校正処理を行う校正手段とを備える画像形成装置であって、
前記校正手段が、前記地肌部正反射信号が所定の値になるように前記光源の発光量を調整する第１校正処理と、前記シャッター部材を閉じ且つ前記第１校正処理による校正後の前記発光量の条件で前記光源から発した光を前記シャッター部材の裏面で反射させ、その反射光を受光した前記正反射受光部から出力される信号である裏面反射信号をデータ記憶手段に記憶させる信号記憶処理との組合せを定期的に実施し、定期的な前記組合せの実施タイミングの合間に、前記正反射受光部から出力される前記裏面反射信号を前記データ記憶手段に記憶されている裏面反射信号と同じ値にするように前記光源の発光量を調整する第２校正処理を実施し、且つ、連続プリント動作中には、前記像担持体の無端移動する表面における周方向の全領域のうち、像担持体の表面上のトナー像を転写せしめられる記録シートに対応するシート対応領域を前記反射型光学センサとの対向位置に進入させているときに、前記第２校正処理を実施するものであることを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置であって、
前記校正手段が、前記第１校正処理において、所定期間内で複数回に渡って取得した前記地肌部正反射信号の平均値を前記所定の値にするように前記光源の発光量を調整するものであることを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記シャッター部材として、裏面を研磨加工したものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
前記反射型光学センサと前記像担持体との距離Ｌ_０、及び、前記反射型光学センサと前記裏面との距離Ｌ_ｃ、について、「Ｌ_ｃ／Ｌ_ｏ＞０．２」という関係を具備させたことを特徴とする画像形成装置。