JP2002244371A - 濃度測定装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＡＤＣ方式の長所は生かしたまま、クリーナ部
材の負荷の軽減や、トナー使用量の低減や、廃トナーの
低減や、基準トナー像作成時の専用紙の不要化を実現す
る。 【解決手段】濃度測定用の基準トナー像で反射した反射
光を受光して基準トナー像の濃度を測定する濃度測定装
置において、基準トナー像を結像させる結像光学系２２
６と、基準トナー像で反射し結像光学系２２６を経由し
てきた反射光のうちの、プロセス方向に交わる方向に関
し基準トナー像よりも狭幅の基準領域内で反射した反射
光を受光する光センサ２２３と、光センサ２２３による
反射光の受光によって得られる受光信号に基づいて基準
トナー像の濃度を求める演算部２２５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、トナー像を担持し
て所定のプロセス方向に移動するトナー像担持体上に担
持された濃度測定用の基準トナー像で反射した反射光を
受光してその基準トナー像の濃度を測定する濃度測定装
置、およびその濃度測定装置を内蔵した画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置の画質向上は目覚しく、こ
の画質向上に伴って、ユーザの画質変動に対する要求は
厳しくなってきており、我々の調査によれば、色差３以
下というような、人間の色識別能力の限界に近いところ
まで画質変動を低く抑えることが要求されるようになっ
てきている。

【０００３】しかし、特に、感光体上に静電潜像を形成
し、その静電潜像をトナーによって現像することによっ
て感光体上にトナー像を形成し、そのトナー像を直接
的、あるいは一旦中間転写体を介在させて記録媒体上に
転写および定着する、静電プロセスを採用した電子写真
方式の画像形成装置などでは、画質変動が大きく、改善
すべき課題となっている。これは、静電プロセスの画質
再現性が温度や湿度などの環境条件や装置の経時劣化な
どにより、影響を受けることが主な原因になっている。
画質の変動として特に問題となるのは、カラー画像の場
合は色再現性や階調性、白黒画像の場合には濃度やカブ
リなどである。

【０００４】このような画質変動に対して、例えば、特
開平６−１０２７３４号公報に記載された方法では、低
濃度基準トナー像と高濃度基準トナー像それぞれを作成
してそれらのトナー像の濃度を測定し、測定されたそれ
らの濃度と、予め設定されたそれらのトナー像ごとの目
標値とにより、低濃度基準トナー像の偏差と高濃度基準
トナー像の偏差とを求め、予め記憶している関係（各偏
差と、補正する為に必要な現像電位Ｖｃｏｎｔとクリー
ニング電位Ｖｃｌｎの関係）に基づいて作像条件を制御
することで対処している。

【０００５】このように画質の再現状態を基準トナー像
を用いて判断する方式（以下、この方式をＡＤＣ方式と
略す）は、従来より広く行われている。この方式の長所
は、基準トナー像という形で実際にトナー像を感光体や
中間転写体などに作成し、その作成したトナー像の濃度
等をセンサによって測定し、得られた測定値と予め設定
しておいた目標値との差異をフィードバック制御するた
め、高精度で確度の高い制御ができる点にある。

【０００６】このような基準トナー像は、通常１０〜４
０ｍｍ程度の矩形のトナー像であり、一定の網点カバレ
ッジで感光体や中間転写体などのトナー像担持体上に作
成され、そのトナー像担持体によって所定のプロセス方
向に搬送される。

【０００７】一方、センサは基準トナー像が搬送される
位置に対向して設けられ、所定の領域を基準トナー像が
通過する際に読み取るように構成されている。

【０００８】ＡＤＣ方式における基準トナー像の測定に
あたっては、発光ダイオード等を照明光源として基準ト
ナー像を照明し、その正反射光や拡散反射光をフォトダ
イオード等で受光することにより、基準トナー像の濃度
を測定する方法がもっとも一般的に行われており、発光
ダイオードの照射光のスポット径は、半値幅で３〜１０
ｍｍ程度が一般的である。ここで、照射光の光強度は中
心付近で高く、周辺へ行くにつれて低くなる傾向にあ
り、廉価版の画像形成装置に採用される発光ダイオード
からは、半値幅の外側部分にも微弱ではあるが測定値に
影響を与える程度の光が照射されてしまう。このため、
基準トナー像の大きさを照射光の照射領域よりも小さく
すると、画像形成装置のプロセス方向に交わる方向（以
下、この方向を主走査方向と称する）の位置ずれが生じ
た場合には、照射領域のうちの、通常の測定時とは光強
度が異なる部分を基準トナー像が通過してしまい、正確
な測定が行えなくなる恐れがある。

【０００９】そのため従来では、矩形の基準トナー像の
大きさは完全に照射光の照射領域を包含できる大きさ、
すなわち一辺の長さが１０〜４０ｍｍ程度の矩形の基準
トナー像を用いることが画像形成装置においては広く一
般的となっていた。

【００１０】しかしながら、一辺の長さが１０〜４０ｍ
ｍ程度の矩形の基準トナー像を作成するには、文字画像
１プリント分にも匹敵するトナー量が必要になる。ま
た、基準トナー像はユーザのプリント用トナーで作成さ
れる。このため、ユーザのランニングコストは上昇して
しまう。

【００１１】しかも、より高画質を追求する画像形成装
置では、階調性を精度良く制御するために、多種類の階
調トナー像を使用するようになってきており（特開平６
−２３０６４１号公報，特開平９−３２９９２３号公報
参照）、基準トナー像を作成するために使われるトナー
量は、さらに増加する傾向にある。

【００１２】また、基準トナー像が作成された感光体や
中間転写体は、基準トナー像の濃度測定が終了した後に
はクリーナ部材によってクリーニングされ、基準トナー
像を作成するために用いられたトナーは、廃トナーとし
て廃トナーボトルなどに廃棄される。そのため、ＡＤＣ
方式の画質制御技術を用いた従来の画像形成装置では、
クリーナ部材の負荷が増大し、クリーニング不良による
画質欠陥（ゴーストや汚れなど）が発生したり、容量が
大きな廃トナーボトルが必要になりマシンサイズの大型
化やコストの増大が生じたり、廃トナーボトルの交換頻
度が増えメンテナンス負荷の増大が生じたりするという
問題がある。

【００１３】また通常、基準トナー像は、画像と画像と
の間のインターイメージ部に作成されるものであり、こ
のためインターイメージ部の長さは基準トナー像のプロ
セス方向の長さ以上は必要になる。しかしながら、イン
ターイメージ部は画像形成には供せられない部分である
ため、インターイメージ部が長くなるほど、画像出力装
置の画像形成効率は低下してしまう。例えば、Ａ４横送
り（２１０ｍｍ）のときに５０ｍｍの長さのインターイ
メージが必要になると、２３％も画像形成効率が低下し
てしまうことになる。

【００１４】他方、基準トナー像を出力用紙上に定着画
像として作成してからセンサによる測定を行う方法も提
案されている（特開昭６２−２９１２６５号公報参
照）。この方法は、定着画像という最終的な画像におい
て基準トナー像の測定を行うことで、より高精度な制御
を実現することができる。しかも、定着画像における基
準トナー像の測定では、基準トナー像を作成するために
用いられたトナーは用紙に定着されて機外へ排出される
ため、クリーナ部材への高負荷や廃トナーボトルの大型
化などの問題は解消することができる。

【００１５】しかしながら、基準トナー像を出力用紙上
に作成するためには基準トナー像用の出力用紙が必要に
なり、トナーのみならず出力用紙のランニングコストも
かかってしまうという欠点がある。しかも、基準トナー
像を出力用紙上に作成するときには、通常のプリント出
力は行えないため、画像形成の生産性が低下するという
新たな問題も生じる。

【００１６】こうした、定着画像における基準トナー像
の測定での弊害を低減するため、特開平１１−１４２３
２９号公報には、照射部に遮蔽板を設置し、照射光スポ
ットの光量を絞って、スポットサイズを小さくし、濃度
センサの検知出力の立ち上がり時間を短くすることによ
り、基準トナー像のサイズを小さくする方法が提案され
ている。

【００１７】しかし、提案されている方法では、基準ト
ナー像のサイズを小さくすることができる程度がわずか
なものである。

【００１８】また、特開昭６３−２８０２７５号公報に
は、基準トナー像として基準ライン画像を用い、ライン
幅を検知して作像条件を制御する方法を用いることによ
り、基準トナー像のサイズを小さくしトナー消費量の低
減を図ることが提案されている。

【００１９】しかしこの提案された方法では、トナー消
費量やインターイメージの長さは改善されるものの、ラ
イン画像のクリーニング不良による画質欠陥を招来しか
ねないうえ、ライン画像で検知できるのはプロセス方向
の画像幅のみで、主走査方向の変動は検知できないとい
う欠点がある。

【００２０】一方、特開平１１−５２６３６号公報で
は、一般に１００μｍ〜１５０μｍ以下になるような極
めて微小な１ドット画像の主走査方向の寸法を測定し、
その寸法をもとに階調補正用ＬＵＴを制御する方法が開
示されているので、この１ドット画像の寸法測定方法を
濃度測定に応用することより、基準トナー像のサイズを
１ドット画像にまで縮小させて、トナー消費量の低減化
を図る方法も考えられる。

【００２１】しかし、この開示された方法では、ドット
の読み取り開始タイミングを決定するために別のパター
ン画像を用いており、その別のパターン画像形成のため
のトナー消費量を加算すれば従来の基準トナー像に要す
るトナー消費量と同程度となり、トナー消費量低減化と
いう課題の解決策とはなり得ない。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、画像再現状態をモニタして精度の高い画質制御を
行なえるというＡＤＣ方式の長所は生かしたまま、クリ
ーナ部材の負荷の軽減や、トナー使用量の低減や、廃ト
ナーの低減や、基準トナー像作成時の専用紙の不要化を
実現することができる画像形成装置、およびこのような
画像形成装置に適した濃度測定装置を提供することを目
的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の濃度測定装置のうちの第１の濃度測定装置は、トナ
ー像を担持して所定のプロセス方向に移動するトナー像
担持体上に担持された濃度測定用の基準トナー像で反射
した反射光を受光して該基準トナー像の濃度を測定する
濃度測定装置において、上記基準トナー像を結像させる
結像光学系と、上記基準トナー像で反射し前記結像光学
系を経由してきた反射光のうちの、上記プロセス方向に
交わる方向に関し該基準トナー像よりも狭幅の基準領域
内で反射した反射光を受光する光センサと、上記光セン
サによる反射光の受光によって得られる受光信号に基づ
いて上記基準トナー像の濃度を求める演算部とを備えた
ことを特徴とする。

【００２４】ここで、上記光センサが、上記結像光学系
により上記基準トナー像が結像する像面に配置され、該
光センサが、上記プロセス方向に交わる方向に関し該基
準トナー像よりも狭幅の基準領域内で反射した反射光の
みを受光する受光開口を有するものであることが好まし
い。

【００２５】また、上記結像光学系により上記基準トナ
ー像が結像する像面に、上記プロセス方向に関し該基準
トナー像よりも狭幅の基準領域内で反射した反射光のみ
を通過させるマスク部材を備え、上記光センサは、上記
マスク部材を通過した反射光を受光するものであっても
よい。

【００２６】上記目的を達成する本発明の濃度測定装置
のうちの第２の濃度測定装置は、トナー像を担持して所
定のプロセス方向に移動するトナー像担持体上に担持さ
れた濃度測定用の基準トナー像で反射した反射光を受光
してその基準トナー像の濃度を測定する濃度測定装置に
おいて、プロセス方向に移動するトナー像担持体上に担
持された基準トナー像が通過する、そのプロセス方向に
交わる方向に関しその基準トナー像よりも狭幅の基準領
域内で反射した反射光を受光する光センサと、上記光セ
ンサによる反射光の受光によって得られる受光信号に基
づいて上記基準トナー像の濃度を求める演算部とを備
え、上記基準領域のプロセス方向の長さをＰａ，上記基
準トナー像のプロセス方向の長さをＰｔとしたとき、 Ｐａ＞Ｐｔ を満足するとともに、上記基準領域の、プロセス方向に
交わる方向の幅をＭａ，上記基準トナー像の、プロセス
方向に交わる方向の幅をＭｔ，上記トナー像担持体上に
担持された基準トナー像の、プロセス方向に交わる方向
の位置ずれの最大値をＬとしたとき、 Ｍａ＜Ｍｔ−Ｌ を満足するものであることを特徴とする。

【００２７】また、上記目的を達成する本発明の濃度測
定装置のうちの第３の濃度測定装置は、トナー像を担持
して所定のプロセス方向に移動するトナー像担持体上に
担持された濃度測定用の基準トナー像で反射した反射光
を受光してその基準トナー像の濃度を測定する濃度測定
装置において、プロセス方向に移動するトナー像担持体
上に担持された基準トナー像が通過する、そのプロセス
方向に交わる方向に関しその基準トナー像よりも広幅の
基準領域内で反射した反射光を受光する光センサと、上
記光センサによる反射光の受光によって得られる受光信
号に基づいて上記基準トナー像の濃度を求める演算部と
を備え、上記基準領域の、プロセス方向に交わる方向の
幅をＭａ，上記基準トナー像の、プロセス方向に交わる
方向の幅をＭｔ，上記トナー像担持体上に担持された基
準トナー像の、プロセス方向に交わる方向の位置ずれの
最大値をＬとしたとき、 Ｍａ＞Ｍｔ＋Ｌ を満足するものであることを特徴とする。

【００２８】上記目的を達成する本発明の画像形成装置
のうちの第１の画像形成装置は、トナー像を担持して所
定のプロセス方向に移動するトナー像担持体上にトナー
像を担持させ、該トナー像を最終的に所定の記録媒体上
に定着することにより、該記録媒体上に定着トナー像か
らなる画像を形成する画像形成装置において、プロセス
方向に移動するトナー像担持体上に担持された濃度測定
用の基準トナー像で反射した反射光を受光して、上記基
準トナー像の濃度を測定する濃度測定部と、この装置に
おける画像を形成するための作像条件を前記濃度測定部
によって測定された上記基準トナー像の濃度に基づいて
制御する制御部とを備え、上記濃度測定部が、上記基準
トナー像を結像させる結像光学系と、上記基準トナー像
で反射し上記結像光学系を経由してきた反射光のうち
の、上記プロセス方向に交わる方向に関し該基準トナー
像よりも狭幅の基準領域内で反射した反射光を受光する
光センサと、上記光センサによる反射光の受光によって
得られる受光信号に基づいて上記基準トナー像の濃度を
求める演算部とを備えたものであることを特徴とする。

【００２９】ここで、上記光センサが、上記結像光学系
により上記基準トナー像が結像する像面に配置され、該
光センサが、上記プロセス方向に交わる方向に関し該基
準トナー像よりも狭幅の基準領域内で反射した反射光の
みを受光する受光開口を有するものであることが好まし
い。

【００３０】また、上記結像光学系により上記基準トナ
ー像が結像する像面に、上記プロセス方向に関し該基準
トナー像よりも狭幅の基準領域内で反射した反射光のみ
を通過させるマスク部材を備え、上記光センサは、上記
マスク部材を通過した反射光を受光するものであること
も好ましい態様である。

【００３１】上記目的を達成する本発明の画像形成装置
のうちの第２の画像形成装置は、トナー像を担持して所
定のプロセス方向に移動するトナー像担持体上にトナー
像を担持させ、そのトナー像を最終的に所定の記録媒体
上に定着することにより、その記録媒体上の定着トナー
像からなる画像を形成する画像形成装置において、プロ
セス方向に移動するトナー像担持体上に担持された濃度
測定用の基準トナー像で反射した反射光を受光して、上
記基準トナー像の濃度を測定する濃度測定部と、この装
置における画像を形成するための作像条件を上記濃度測
定部によって測定された上記基準トナー像の濃度に基づ
いて制御する制御部とを備え、上記濃度測定部が、プロ
セス方向に移動するトナー像担持体上に担持された基準
トナー像が通過する、そのプロセス方向に交わる方向に
関しその基準トナー像よりも狭幅の基準領域内で反射し
た反射光を受光する光センサを備えたものであって、上
記基準領域のプロセス方向の長さをＰａ，上記基準トナ
ー像のプロセス方向の長さをＰｔとしたとき、 Ｐａ＞Ｐｔ を満足するとともに、上記基準領域の、プロセス方向に
交わる方向の幅をＭａ，上記基準トナー像の、プロセス
方向に交わる方向の幅をＭｔ，上記トナー像担持体上に
担持された基準トナー像の、プロセス方向に交わる方向
の位置ずれの最大値をＬとしたとき、 Ｍａ＜Ｍｔ−Ｌ を満足するものであることを特徴とする。

【００３２】また、上記目的を達成する本発明の画像形
成装置のうちの第３の画像形成装置は、トナー像を担持
して所定のプロセス方向に移動するトナー像担持体上に
トナー像を担持させ、そのトナー像を最終的に所定の記
録媒体上に定着することにより、その記録媒体上の定着
トナー像からなる画像を形成する画像形成装置におい
て、プロセス方向に移動するトナー像担持体上に担持さ
れた濃度測定用の基準トナー像で反射した反射光を受光
して、上記基準トナー像の濃度を測定する濃度測定部
と、この装置における画像を形成するための作像条件を
上記濃度測定部によって測定された上記基準トナー像の
濃度に基づいて制御する制御部とを備え、上記濃度測定
部が、プロセス方向に移動するトナー像担持体上に担持
された基準トナー像が通過する、そのプロセス方向に交
わる方向に関しその基準トナー像よりも広幅の基準領域
内で反射した反射光を受光する光センサを備えたもので
あって、上記基準領域の、プロセス方向に交わる方向の
幅をＭａ，上記基準トナー像の、プロセス方向に交わる
方向の幅をＭｔ，上記トナー像担持体上に担持された基
準トナー像の、プロセス方向に交わる方向の位置ずれの
最大値をＬとしたとき、 Ｍａ＞Ｍｔ＋Ｌ を満足するものであることを特徴とする。

【００３３】ここで、上記第１から第３の画像形成装置
において、上記トナー像担持体が、上記記録媒体自体で
あってもよく、あるいは、上記基準トナー像が、５００
μｍ×５００μｍ以下のものであってもよい。

【００３４】また、上記第２の画像形成装置または第３
の画像形成装置において、上記濃度測定部が、上記基準
トナー像から反射し、上記光センサに向かう反射光の通
過領域を制限することにより上記基準領域を定めるマス
ク部材を備えたものであってもよく、あるいは、上記光
センサは、上記基準領域内で反射した反射光を受光する
領域にのみ広がる受光面を有するものであってもよい。

【００３５】また、上記第１から第３の画像形成装置に
おいて、上記基準トナー像に赤外光や赤色、緑色、青色
の少なくともいずれか一色の光を照射する照射部を有す
るものであってもよい。

【００３６】また、上記第２の画像形成装置または第３
の画像形成装置において、上記基準トナー像を上記光セ
ンサの受光面に結像する結像光学系を備えたものであっ
てもよい。

【００３７】さらに、上記第２の画像形成装置または第
３の画像形成装置において、上記マスク部材は、上記光
センサの受光面前面に配置されたものであってもよく、
あるいは、上記マスク部材は、上記基準トナー像前面に
配置されたものであってもよい。

【００３８】またさらに、上記基準トナー像前面に上記
マスク部材が配置された上記第２の画像形成装置または
第３の画像形成装置において、上記基準トナー像に光を
照射する照射部を備え、上記光センサが、上記基準領域
の真上に配置されたものであって、上記光センサの受光
面の中心と上記基準領域の中心とを結ぶ受光光軸上で
の、上記基準トナー像と上記光センサの受光面との距離
の最大変動量をＣ（μｍ），上記受光光軸と、上記照射
部の照射面の中心と上記基準領域の中心とを結ぶ照射光
軸とで挟まれた角度をθ，上記基準領域のプロセス方向
の長さをＰａ（μｍ），上記基準トナー像のプロセス方
向の長さをＰｔ（μｍ）としたとき、 Ｐａ＞Ｐｔ＋Ｃ×ｔａｎθ を満足するものであることが好ましい。

【００３９】さらにまた、上記第２の画像形成装置また
は第３の画像形成装置において、上記結像光学系が、上
記基準トナー像を所定の倍率をもって上記光センサの受
光面に結像させるものであって、上記倍率をｎ，上記基
準領域のプロセス方向の長さをＰａ，上記基準トナー像
のプロセス方向の長さをＰｔとしたとき、 Ｐａ＞Ｐｔ×ｎ を満足するとともに、上記倍率をｎ，上記基準領域の、
プロセス方向に交わる方向の幅をＭａ，上記基準トナー
像の、プロセス方向に交わる方向の幅をＭｔ，上記トナ
ー像担持体上に担持された基準トナー像の、プロセス方
向に交わる方向の位置ずれの最大値をＬとしたとき、 Ｍａ＜（Ｍｔ−Ｌ）×ｎ を満足するものであることが好ましい。

【００４０】また、上記第２の画像形成装置または第３
の画像形成装置において、上記基準トナー像で反射した
反射光を上記光センサに導くテレセントリック光学系を
備えたものであってもよい。

【００４１】

【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。 ［第１実施形態］第１実施形態は、本発明の画像形成装
置のうちの第１の画像形成装置の実施形態に相当する。
また、本画像形成装置の濃度測定部は、本発明の濃度測
定装置のうちの第１の濃度測定装置の実施形態に相当す
る。

【００４２】図１６は、第１実施形態であるタンデム型
カラープリンタのＩＯＴの概略構成図である。

【００４３】本実施形態のカラープリンタは、ＲＧＢで
表現された画像データを入力する入力部と、入力された
画像データの色変換やルックアップテーブルを用いた階
調補正等を行う画像処理部と、画像出力部であるイメー
ジアウトプットターミナル（以下、ＩＯＴと称する）
と、ＩＯＴに濃度測定用の基準トナー像を形成させてそ
の濃度を測定する濃度測定部と、濃度測定部が測定した
濃度に基いてＩＯＴで形成される画像の作像条件を制御
する制御部とを備えている。

【００４４】入力部は、ＲＧＢで表現された画像データ
を生成し、画像処理部は、その画像データをＹＭＣＫに
色変換するとともに所定の階調補正などを行ない、ＩＯ
Ｔは、その画像処理された画像データに基いて画像を形
成する。

【００４５】一方、濃度測定部は、ＩＯＴに濃度測定用
の基準トナー像を形成させてその濃度を測定し、制御部
は、その濃度に基いてＩＯＴの露光光量、帯電電圧、現
像バイアス電圧、転写バイアス電圧などの作像条件を制
御して形成される画像の濃度を最適化する。

【００４６】図１６に示すカラープリンタのＩＯＴは、
表面にトナー像を担持しながら矢印Ａ方向に循環移動す
る中間転写ベルト５０と、中間転写ベルト５０を張架す
る複数のロール５１と、中間転写ベルト５０の循環移動
方向に沿って直列に配列され、表面にトナー像を形成す
るイエロー色（Ｙ）、マゼンダ色（Ｍ）、シアン色
（Ｃ）、ブラック色（Ｋ）のトナー像が形成される４つ
の感光体ドラム５２と、感光体ドラム５２の各々を一様
に帯電させる各帯電器５３と、帯電した各感光体ドラム
５２の表面に露光光を照射して静電潜像を形成する各露
光装置５４と、各感光体ドラム５２表面の静電潜像をイ
エロー色（Ｙ）、マゼンダ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）、
ブラック色（Ｋ）の各色トナーで現像してトナー像を形
成する各現像器５５と、現像された各感光体ドラム５２
表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト５０に転写
する各転写器５６と、中間転写ベルト５０上のトナー像
を記録媒体に転写および定着する定着装置５７とを備
え、定着装置５７には記録媒体を給紙する給紙トレイ５
８から記録媒体５９が給紙される。なお、各感光体ドラ
ム５２には、中間転写ベルト５０に転写された後になお
各感光体ドラム５２上に残留するトナーをクリーニング
するクリーナ６０があり、中間転写ベルト５０にも、記
録媒体に転写および定着した後になお中間転写ベルト上
に残留するトナーをクリーニングするベルトクリーナ６
１がある。

【００４７】また、カラープリンタのＩＯＴには、中間
転写ベルト５０上の移動方向に複数の濃度測定用の基準
トナー像を形成させる基準トナー像形成手段６２が設け
られ、Ｋトナーによるトナー像を形成する感光体ドラム
１２とロール５１との間には、基準トナー像形成手段６
２により形成された中間転写ベルト５０上の基準トナー
像の濃度を測定する結像光学系を有する濃度測定部６３
が設けられ、濃度測定部６３により測定された基準トナ
ー像の濃度は、その濃度に基づいて画像の作像条件を制
御する制御部６４に送られる。

【００４８】図示しない入力部から入力され、図示しな
い画像処理部で色変換や階調補正がなされた画像データ
は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色毎にパルス幅変調（ＰＷＭ）
された画像信号となり、各露光装置５４に入力される。
各露光装置５４は、帯電器５３により一様に帯電された
感光体ドラム５２にパルス幅変調された画像信号に基く
露光光を照射し、各感光体ドラム５２上に静電潜像を形
成させる。各感光体ドラム５２上の静電潜像は、現像器
５５により現像されて各色トナー像となる。各感光体ド
ラム５２上の各色トナー像は各転写器５６により中間転
写ベルト５０上に順次重ね合わされて転写される。中間
転写ベルト５０上の未定着トナー像は、給紙トレイ５８
から送られてくる記録媒体５９と共に定着装置５７の一
対のロールに挟まれて加熱とともに加圧され、記録媒体
５９上に転写および定着され、定着トナー像からなる画
像が形成される。なお、中間転写ベルト５０上に順次転
写された後に各感光体ドラム５２上に残留するトナーは
各クリーナ６０でクリーニングされる。

【００４９】濃度測定用の基準トナー像は、基準トナー
像形成手段６２が、帯電器５３、露光装置５４、現像器
５５を用いて各感光体ドラム１２表面に濃度測定用のイ
エロートナー（Ｙ）による基準トナー像、マゼンタトナ
ー（Ｍ）による基準トナー像、サイアントナー（Ｃ）に
よる基準トナー像、黒トナー（Ｋ）による基準トナー像
をそれぞれ形成させる。それら各感光体ドラム５２上の
基準トナー像は、それぞれ転写器５６により中間転写ベ
ルト５０上に転写され、中間転写ベルト５０には、その
移動方向に配列された濃度測定用の基準トナー像が形成
される。

【００５０】濃度測定部６３は、中間転写ベルト５０の
移動に伴い中間転写ベルト５０上に配列されたそれら濃
度測定用の基準トナー像から反射した反射光を受光し、
各基準トナー像の濃度を求める。濃度が測定された後の
中間転写ベルト５０上の各々の基準トナー像は、ベルト
クリーナ６１でクリーニングされる。

【００５１】なお、ここでは、中間転写ベルト５０を用
いる画像形成装置について示したが、中間転写ベルト５
０の代わりに、記録媒体を担持して循環移動する搬送ベ
ルトであってもよい。また、現像器５５は、ここでは各
感光体ドラム５２毎に備えられた１サイクル式のものが
用いられているが、感光体ドラムが１つで、現像器が４
色それぞれのトナーを備えた４サイクルのものであって
もよい。また、未定着の基準トナー像の濃度を中間転写
ベルト５０上で測定しているが、感光体ドラム５２上で
測定することもできる。さらに、濃度測定部６３を定着
装置５７より画像形成プロセスの下流側に配置し、定着
後の基準トナー像の濃度を測定することとしてもよい。

【００５２】図１７は、第１実施形態のカラープリンタ
の濃度測定部の概略構成図である。

【００５３】一般に、濃度測定対象となる基準トナー像
の大きさを小さくするためには、測定対象の視野を限定
する必要があり、視野の限定には、基準トナー像に照射
される照射光のスポットを絞る方法と、結像系などを用
いて被測定対象面を絞る方法が考えられる。

【００５４】照射光のスポットを絞る方法は、第１に、
基準トナー像の一部をマスク部材で遮光することが考え
られる。しかし、誤差を少なくするためにマスク部材を
極力基準トナー像に接近させると、マスク部材がトナー
像面に接触してしまったり、マスク部材が測定対象面に
影を落としてしまう。したがって、この方法では測定精
度上問題がある。第２に、ＬＤを用いてスポットをシャ
ープに絞る方法が考えられる。しかし、この方法では、
基準トナー像の位置ずれやサイズ変動に対応できない
上、コストが高いという難点がある。

【００５５】そこで、本実施形態では、光源にＬＥＤ、
受光センサにＰＤを用いるとともに、受光側に結像光学
系を用いて被測定対象面を規制することにより、基準ト
ナー像のサイズを小さくしても照射光量分布むらによる
濃度測定精度の低下をきたさないようにしている。

【００５６】図１７に示すように、濃度測定部６３は、
基準トナー像ｔ１表面に立つ法線に対してθ１の角度で
光を照射する光源２２０と、基準トナー像表面で反射し
た反射光のうち基準トナー像表面に立つ法線に対してθ
２の角度をなす反射光を受光する受光部２２３と、基準
トナー像面上の所定の領域を受光部２２３の受光面に結
像させる結像レンズ２２６と、受光部２２３の出力から
濃度を算出する演算部２２５とを備えている。

【００５７】受光部２２３は、基準トナー像が移動する
プロセス方向に交わる方向に関し基準領域内で反射した
反射光のみを受光する受光開口２２３ｂを有するととも
に、基準トナー像の濃淡に応じた反射光を受光して電流
に変換し、受光部２２３に接続された演算部２２５は、
その電流を電圧変換すると共に、あらかじめ測定されて
記憶されている、基準トナー像が転写された下地からの
反射光を電圧変換した基準値に対する比を算出すること
により、基準トナー像の濃度を求める。

【００５８】光源２２０は、測定対象となる基準トナー
像の色味に応じ、例えばイエロー色の基準トナー像はブ
ルー（Ｂ）、マゼンダ色の基準トナー像はグリーン
（Ｇ）、シアン色の基準トナー像はレッド（Ｒ）、ブラ
ック色の基準トナー像はＲ、Ｇ、Ｂのいずれかの色を発
光するものを選択することができるし、すべての基準ト
ナー像を赤外光を発光するものでまかなうこともでき
る。ここでは、光源２２０にＬＥＤが用いられるが、Ｌ
ＥＤに限定されるものではない。また、光源２２０の照
射光の入射角度θ１と受光部２２３が受光する反射光の
反射角度θ２とが等しい正反射光を測定する方法、光源
２２０の照射光の入射角度θ１と受光部２２３が受光す
る反射光の反射角度θ２とが異なる拡散反射光を測定す
る方法があり、測定対象となる基準トナー像ｔ１と下地
との組み合わせによって、いずれか一方もしくは双方が
用いられる。

【００５９】受光部２２３は、ここではフォトダイオー
ド（ＰＤ）を用いているが、ＰＤに限定する必要は無
く、フォトトランジスタであってもよい。

【００６０】結像レンズ２２６は、基準トナー像表面に
照射されているスポットエリアの広がりのうちの所定の
領域からの反射光に絞って受光部２２３の受光面２２３
ａに結像させることにより、照射光量分布を均一化させ
るために用いられ、基準トナー像ｔ１のサイズ、照射光
量、受光センサの受光開口などに応じて、レンズの径、
焦点距離、横倍率ｎが決定される。

【００６１】ここで、基準トナー像面と結像レンズとの
間の距離をａ、結像レンズと受光センサの受光面との間
の距離をｂ、結像レンズの焦点距離をｆ、基準トナー像
面における所定の領域の一辺をＸ、受光センサの受光面
の像の一辺をＹとすれば、 １／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ ｎ＝Ｙ／Ｘ＝ｂ／ａ という関係式が成立する。

【００６２】なお、本実施形態では受光部２２３の受光
開口２２３ａにより照射光量が均一となる基準領域を規
制しているが、測定用ウインドウが開けられたマスク部
材を受光センサの前面に設けることにより基準領域を規
制してもよい。

【００６３】基準トナー像ｔ１のプロセス方向に交わる
方向の寸法をＭｔ、受光部２２３で受光される基準領域
の寸法をＭａとすれば、Ｍａ＜Ｍｔ×ｎ なる関係式
が満たされる範囲内で基準トナー像を小さくすることが
できる。

【００６４】なお、基準トナー像のプロセス方向の寸法
は規定されていない。プロセス方向に関し光源から基準
トナー像への照射される光量にむらがあっても、基準ト
ナー像はプロセス方向に移動するので、受光部２２３が
受光レベルのピーク値を検出することにより照射光量の
最も強い個所での濃度を検出することができるからであ
る。

【００６５】このように、濃度測定部６３が結像光学系
を用いるとともに基準領域を規制することにより、測定
対象となる基準トナー像のサイズを小さくすることがで
きる。

【００６６】図２は、第１実施形態のカラープリンタに
よって中間転写ベルト上に形成された基準トナー像の平
面図である。

【００６７】図２に示したように、本実施形態において
は、基準トナー像形成手段６２は、濃度測定部６３によ
り反射光量が測定される測定ラインＬに沿って中間転写
ベルト５０上に、大きさが５００μｍ×５００μｍのド
ット状の矩形の基準トナー像ｔ１を形成する。

【００６８】基準トナー像をこのように小さくすること
により、トナー消費量の低減化や、クリーナの負荷の軽
減化、廃トナーの低減化を図ることができる。

【００６９】なお、本実施形態では中間転写ベルト上で
基準トナー像濃度を測定しているが、基準トナー像のサ
イズをこのように小さくすると、ユーザが通常出力する
用紙に基準トナー像を転写および定着しても、用紙上の
基準トナー像は肉眼では事実上不可視とみなすことがで
きるので弊害は生じない。また、ユーザが通常出力する
用紙に基準トナー像を転写および定着させるので、定着
後の基準トナー像の濃度を測定するために専用の用紙を
準備する必要がなくなるとともに、廃トナーの低減化を
図ることもできる。

【００７０】次に、図５を用いて演算部２２５によって
電流電圧変換された電圧値について説明する。

【００７１】図５は、演算部２２５によって電流電圧変
換された電圧値を示す図である。

【００７２】図５において横軸は時間、縦軸は電圧値で
ある。受光部２２３は、基準トナー像ｔ１が基準領域Ｓ
を通過する間は基準トナー像ｔ１による反射光を受光し
続け、受光した反射光に基づいた電流を演算部２２５に
順次出力する。なお、受光部２２３は、基準トナー像ｔ
１による反射光を受光する前後では、下地である中間転
写ベルトで反射した反射光を受光する。図５に示された
電圧Ｖ１は、中間転写ベルトで反射した反射光に基づい
た電流が演算部２２５によって電圧に変換された値であ
る。また、電圧Ｖ２は、基準トナー像ｔ１の反射光に基
づいた電流が演算部２２５によって電圧に変換された値
の中で最も低い値である。図５に示された電圧波形は、
中間転写ベルトの表面に対応した電圧Ｖ１から、基準ト
ナー像ｔ１の通過によりパルス状の波形となり、基準ト
ナー像ｔ１通過後再び中間転写ベルトの表面に対応した
電圧Ｖ１に戻る。このような波形となる理由は、下地で
ある中間転写ベルトの表面のほうが、基準トナー像ｔ１
に比べ拡散反射率が高いためである。本実施形態では、
このような電圧波形に対し、下地である中間転写ベルト
の表面を基準とした基準トナー像ｔ１のピーク値の相対
反射率を測定値として用いる。すなわち、式で示すと 相対反射率＝Ｖ２／Ｖ１ となる。このように、下地である中間転写ベルトの表面
に対する相対反射率を測定値として用いる理由は、受光
面２２３ａの汚れや、経時変化や温度変化により受光部
２２３に感度の変動などが生じても、基準トナー像ｔ１
の濃度を高精度に測定するためである。また、最も低い
値である電圧Ｖ２を用いることにより、照射部２２１の
プロセス方向の照度ムラの影響を除くことができる。

【００７３】ここでは、下地である中間転写ベルトを基
準に相対反射率を求めているが、下地が搬送ベルトの場
合には搬送ベルトで反射した反射光に基づいた電流が演
算部２２５によって電圧に変換された値を基準に、また
下地が用紙Ｐの場合には用紙Ｐで反射した反射光に基づ
いた電流が演算部２２５によって電圧に変換された値を
基準に、それぞれ相対反射率を求めることができる。

【００７４】続いて、図６を用いて、本実施形態のカラ
ープリンタが備える制御部６４について説明する。

【００７５】図６は、第１実施形態のカラープリンタの
制御部６４の機能ブロック図である。

【００７６】制御部６４には、３つのメモリが備えられ
ている。そのうちの１つである操作量メモリ３１には、
基準トナー像ｔ１作成時の作像条件である操作量が記憶
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、画像処理部
が有する、入力された画像信号の階調補正のためのルッ
クアップテーブルの係数や、帯電器の帯電電圧の設定値
や、露光装置の例えばレーザパワーの設定値や、現像器
へのトナー供給量や、現像器の現像バイアス電圧の設定
値や、転写器の転写電流の設定値などをいう。本実施形
態においては、操作量として露光装置のレーザパワーの
設定値（以下、ＬＰ設定値と略称する）を用いる。な
お、ＬＰ設定値は０から２５５までの値に規格化されて
いる。このＬＰ設定値を操作量として選んだのは、ＬＰ
設定値と出力画像の画質との間に高い相関があるためで
ある。さらに、ＬＰ設定値を変更することにより露光装
置の露光量を瞬時に変更することが可能であり、高い応
答性が得られるためである。操作量メモリ３１から読み
出されたＬＰ設定値は、制御部６４が備える操作量出力
回路３２を経由して、ＩＯＴが備えるレーザ駆動回路２
３に供給され、これによりレーザ駆動回路２３はＬＰ設
定値に応じたレーザパワーを露光装置５４に供給する。
また、制御部６４が備える３つのメモリのうちの残りの
２つのメモリは、目標値メモリ３３と制御ルールメモリ
３４である。目標値メモリ３３には目標値が記憶されて
いる。この目標値は、基準トナー像ｔ１の目標濃度を、
用紙Ｐの表面を基準とした相対反射率で表した値であ
る。また、制御ルールメモリ３４には制御ルールが記憶
されている。ここで制御ルールとは、基準トナー像の濃
度を相対反射率で表した値と操作量との対応関係のこと
である。

【００７７】濃度測定部６３から出力された、基準トナ
ー像ｔ１の濃度を表すデジタル信号は、制御部６４が備
える誤差演算器３５に入力される。誤差演算器３５は、
目標値メモリ３３に記憶された目標値と入力された測定
値との誤差を演算する。誤差演算器３５で求められた誤
差は、制御部６４が備える操作量補正演算器３６に入力
され、操作量補正演算器３６は、目標値に対する測定値
の誤差がゼロになるように、制御ルールメモリ３４内に
記憶されている制御ルールを用いて操作量の補正量を演
算する。さらに、操作量補正演算器３６は、求めた補正
量を用いて、操作量メモリ３１内に既に記憶されている
基準トナー像作成時の操作量を補正する演算を行い、そ
の演算結果は操作量メモリ３１に、新たな操作量として
上書きされる。

【００７８】一方、カラープリンタが備える基準トナー
像形成手段６２は、基準トナー像作成タイミングに合わ
せて、基準トナー像ｔ１の画像信号をレーザ駆動回路２
３に出力する。これによって、基準トナー像ｔ１が感光
体ドラム上に形成される。

【００７９】次に、図７を用いて、カラープリンタにお
ける画質制御動作について説明する。

【００８０】図７は、第１実施形態のカラープリンタに
おける画質制御動作を表すフローチャートである。

【００８１】先ず、ステップＳ１において、カラープリ
ンタは、上述の画像形成動作によって中間転写ベルト５
０上に基準トナー像ｔ１を作成する。次に、ステップＳ
２において、濃度測定部６３は、基準トナー像ｔ１の濃
度を測定する。続いて、ステップＳ３において、誤差演
算器３５により目標値メモリ３３に記憶された目標値
と、濃度測定部６３から出力された測定値との誤差ΔＤ
を演算する。そして、ステップＳ４において、操作量補
正演算器３６により操作量を補正する。ここで、操作量
補正演算器３６は、まず、ＬＰ設定値の補正量ΔＬＰを
次のようにして求める。 ΔＬＰ＝ΔＤ／Ａ１ ただし、Ａ１は制御ルールメモリ３４に記憶されている
制御ルールで、ＬＰ設定値と、基準トナー像の濃度を相
対反射率で表した値との対応関係を示す係数である。こ
の係数は、予め実験などにより求めておく。こうして求
めたΔＬＰを基準トナー像作成時のＬＰ設定値から減じ
ることで補正されたＬＰ設定値を得る。補正されたＬＰ
設定値は、操作量メモリ３１に記録される。次にステッ
プＳ５において、操作量メモリ３１に記憶された、補正
した操作量を使用する。すなわち、補正したＬＰ設定値
を、操作量出力回路３２を経由してＩＯＴのレーザ駆動
回路２３に供給し、これによりレーザ駆動回路２３はＬ
Ｐ設定値に応じたレーザパワーを露光装置５４に供給す
る。以上の動作により一回の画質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
像の画質が一定に保たれる。 ［第２実施形態］第２実施形態は、本発明の画像形成装
置のうちの第２の画像形成装置の第１実施形態に相当す
る。また、本画像形成装置の濃度測定部は、本発明の濃
度測定装置のうちの第２の濃度測定装置の第１実施形態
に相当する。

【００８２】第２実施形態は、第１実施形態と較べ、濃
度測定対象となる基準トナー像が位置ずれを生じても濃
度測定精度が維持できるように、最大位置ずれ寸法を差
し引いた基準トナー像のサイズよりも基準領域が小さく
なるようにマスク部材を用いて規制する点、および基準
トナー像を記録媒体上に定着した定着後の基準トナー像
に基いて濃度測定を行い、その濃度に基いて作像条件を
制御する点が相違する。しかし、濃度測定部における演
算部の作用や、制御部の作用は共通しているのでそれら
の図および説明は省略する。

【００８３】図１は、第２実施形態である電子写真方式
を用いたレーザプリンタのＩＯＴの概要図である。

【００８４】本実施形態のレーザプリンタは、画像デー
タが入力される入力部と、入力された画像データについ
てルックアップテーブルを用いた階調補正等を行う画像
処理部と、画像出力部であるイメージアウトプットター
ミナル（以下、ＩＯＴと称する）とを備え、さらに、画
像を形成するための作像条件を制御する制御部６４と、
基準トナー像の画像信号を発生する基準トナー像形成手
段６２とを備えている。

【００８５】図１に示す本実施形態のレーザプリンタの
ＩＯＴは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１、感
光体ドラム１１の表面を帯電させるスコロトロン帯電器
１２、帯電された感光体ドラム１１の表面を不図示の画
像処理部で処理された画像データに基づいて変調した露
光光により露光して感光体ドラム１１上に静電潜像を形
成するレーザ出力部（以下、ＲＯＳと称する）１３、感
光体１１上の静電潜像をトナーで現像して感光体ドラム
１１上にトナー像を形成する現像器１４、感光体ドラム
１１上のトナー像を用紙Ｐに転写する転写器１５、転写
されたトナー像を用紙Ｐに定着する定着器１６、用紙Ｐ
を収納する用紙トレイ１７、感光体ドラム１１の表面を
クリーニングするクリーナ部材１８、感光体ドラム１１
表面の残留電荷を除去する除電器１９、画像が形成され
た用紙Ｐが排出される用紙排出台２０、用紙排出台２０
まで用紙を搬送する用紙搬送ベルト２１、および用紙Ｐ
上に形成された基隼トナー像の濃度を測定する濃度測定
部２２を備えている。

【００８６】以下、図１を参照しながらこのレーザプリ
ンタにおける画像形成動作について説明する。

【００８７】まず、外部のコンピュータ（図示せず）な
どで作成された画像信号が入力部（図示せず）に入力さ
れ、画像処理部（図示せず）が、この画像信号について
ルックアップテーブルを用いた階調補正等の適切な画像
処理を行い、ＲＯＳ１３に処理した画像信号を出力す
る。ＲＯＳ１３は、画像処理部から送られてきた画像信
号に基づいて露光光であるレーザ光線を変調する。ま
た、感光体ドラム１１の表面はスコロトロン帯電器１２
により一様に帯電される。そして、ＲＯＳ１３は、レー
ザ光線Ｒを感光体ドラム１１の表面にラスタ照射する。
感光体ドラム１１の表面にレーザ光線Ｒが照射される
と、感光体ドラム１１上には画像信号に対応した静電潜
像が形成される。次いで、感光体ドラム１１上の静電潜
像は、現像器１４内のトナーによって現像されてトナー
像となる。このトナー像は感光体ドラム１１の矢印Ａ方
向への回転に伴われて、感光体ドラム１１に対向して配
置された転写器１５に向かって搬送される。一方、用紙
トレイ１７に収容されている用紙Ｐは、記録媒体として
感光体ドラム１１と転写器１５との間に搬送される。転
写器１５は搬送されてきた用紙Ｐ上に感光体ドラム１１
上のトナー像を転写する。用紙搬送ベルト２１は、トナ
ー像が転写された用紙Ｐを用紙排出台２０に向けて搬送
する。この用紙搬送ベルト２１による搬送中に、転写さ
れたトナー像は定着装置１６によって用紙Ｐ上に定着さ
れ、所望の画像が用紙Ｐ上に形成される。画像形成が行
われた用紙Ｐは、濃度測定部２２を通過して用紙排出台
２０に排出される。用紙Ｐ上へのトナー像の転写が終了
した感光体ドラム１１は、クリーナ部材１８により表面
に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングさ
れ、除電器１９により残留電荷が除去されて、一回の画
像形成動作が終了する。

【００８８】次に、本実施形態における基準トナー像の
形成、およびその濃度測定について説明する。

【００８９】レーザプリンタは、上述のごとく、基準ト
ナー像の画像信号を発生する基準トナー像形成手段を備
えている。ＩＯＴは、基準トナー像形成手段により形成
された基準トナー像の画像信号に基づいて、上述した画
像形成動作と同様な動作によって用紙Ｐ上に基準トナー
像を作成する。作成された基準トナー像は、基準トナー
像によって反射された反射光の光量からその濃度が測定
される。

【００９０】ここで、本実施形態においては、濃度測定
部２２を定着装置１６と用紙排出台２０との間に配置
し、定着された基準トナー像の濃度を測定しているが、
濃度測定部２２を感光体ドラム１１上もしくは感光体ド
ラム１１と定着装置１６との間に配置して、感光体ドラ
ム１１上もしくは用紙Ｐ上の未定着な基準トナー像濃度
を測定することもできる。

【００９１】次に、本実施形態のトナー像形成手段６２
によって用紙上に形成される基準トナー像について説明
する。

【００９２】本実施形態における基準トナー像は、第１
の実施形態において図２で示したものと同じであること
から、ここでは図は省略する。

【００９３】トナー像形成手段は、用紙Ｐ上に、図２で
示したのと同様に、濃度測定部２２によって反射光量が
測定される測定ラインＬに沿って、大きさが５００μｍ
×５００μｍのドット状の矩形の基準トナー像ｔ１を形
成する。

【００９４】基準トナー像の大きさを５００μｍ×５０
０μｍ以下にすると、用紙Ｐ上に定着された基準トナー
像は、肉眼で事実上不可視とみなすことができる。した
がって、基準トナー像の大きさを５００μｍ×５００μ
ｍ以下にすれば、ユーザーが通常出力する用紙Ｐ上に基
準トナー像ｔ１を弊害なく形成させることが可能となる
ので、定着後の基準トナー像の濃度測定のために専用の
用紙を準備する必要がなくなる。また、このように基準
トナー像を小さくすると、トナー消費量の低減化や、廃
トナーの低減化などを図ることもできる。

【００９５】続いて、図１８を用いて濃度測定部２２に
ついて説明する。

【００９６】図１８は、第２実施形態であるレーザプリ
ンタの濃度測定部の概略構成図である。なお、図１８に
は、基準トナー像ｔ１が用紙Ｐ上に作成された状態が示
されているが、この用紙Ｐは、図１８が示された紙面に
対して垂直な方向に搬送されるものであって、この搬送
方向をプロセス方向とし、プロセス方向に交わる方向
（図１８の左右方向）を主走査方向とする。

【００９７】濃度測定部２２は、照射部２２１と、集光
レンズ２２２と、受光部２２３と、マスク部材２２４
と、演算部２２５とを備えている。

【００９８】以下、搬送される用紙Ｐ上に形成された基
準トナー像ｔ１の濃度を測定している状態における濃度
測定部２２について説明する。照射部２２１は、基準ト
ナー像ｔ１の表面に対して斜め４５度上方の側部に配置
された、発光ダイオードであって、基準トナー像ｔ１に
向けて照射光を照射する。照射光は基準トナー像ｔ１で
反射されて反射光となる。受光部２２３は、基準トナー
像ｔ１の真上に配置されたフォトダイオードである。し
たがって、照射部２２１と受光部２２３との配置関係か
ら、本実施形態の受光部２２３は反射光のうちの拡散反
射光を受光する。また、受光部２２３は、受光面２２３
ａに集光された光学像の濃淡に応じて変化する電流を演
算部２２５に出力するものである。演算部２２５は、入
力された電流を電流電圧変換し、得られた電圧をさらに
Ａ／Ｄ変換して８ビット（０〜２５５）の濃度データを
後述する制御部に出力するものである。基準トナー像ｔ
１と受光面２２３ａとの中間には、基準トナー像表面で
反射した拡散反射光を受光して受光部２２３の受光面２
２３ａに投影する直径３ｍｍの集光レンズ２２２が配置
され、基準トナー像ｔ１からレンズ２２２までの距離が
８ｍｍで、集光レンズ２２２から受光面２２３ａまでの
距離が８ｍｍとなっている。

【００９９】マスク部材２２４は、受光面２２３ａに向
かう反射光の通過領域を制限する測定用ウインドウ２２
４ａを有し、受光部２２３の受光面２２３ａの前面に設
けられており、マスク部材２２４の測定用ウインドウ２
２４ａ以外の部分は迷光防止のため黒色に塗られてい
る。本実施形態に用いる測定用ウインドウ２２４ａは、
プロセス方向の長さが１ｍｍ、主走査方向の幅が３００
μｍの矩形をなすように設定されており、受光部２２３
は、基準トナー像より狭幅の基準領域で反射し、集光レ
ンズ２２２により集光された、１ｍｍ×３００μｍに設
定された測定用ウインドウ２２４ａ内を通過した反射光
のみを受光することができる。すなわち、本実施形態に
おける基準領域は、マスク部材２２４の測定用ウインド
ウ２２４ａにより規制された、１ｍｍ×３００μｍの矩
形の領域となる。

【０１００】ここで、図４を用いて基準領域と基準トナ
ー像との関係について説明する。

【０１０１】図４は、第２実施形態における、基準領域
と基準トナー像との大きさの関係についての説明図であ
る。

【０１０２】図４において、破線で囲まれた領域が基準
領域Ｓを示し、ハッチングで示す領域が基準トナー像ｔ
１を示す。本実施形態においては、上述のごとく、基準
トナー像ｔ１のプロセス方向の長さＰｔが５００μｍで
あるため、プロセス方向に関する、基準領域Ｓと基準ト
ナー像ｔ１との大きさの関係は、 Ｐａ＝１ｍｍ＞Ｐｔ＝５００μｍ となり、プロセス方向に関しては、基準トナー像ｔ１が
基準領域Ｓ内に収まっている。

【０１０３】したがって、基準トナー像が、プロセス方
向においてサイズ変動をきたしたとしても、受光部２２
３は充分にそのサイズ変動の大きさを捕捉することがで
きる。

【０１０４】また、本実施形態においては、基準トナー
像ｔ１の主走査方向の幅Ｍｔも５００μｍであるため、
主走査方向に関する、基準領域Ｓと基準トナー像ｔ１の
幅との関係は、Ｍａ（３００μｍ）＜Ｍｔ（５００μ
ｍ）である。

【０１０５】ＩＯＴにより用紙Ｐ上に画像を形成する場
合、感光体ドラムから基準トナー像を用紙Ｐ上に転写す
るときや用紙Ｐを搬送するときに、基準トナー像が通過
する位置と目標としている位置との間にずれが生じ得
る。本実施形態のレーザプリンタにおいて用紙Ｐ上に基
準トナー像ｔ１を実際に形成させて主走査方向の位置ず
れを測定したところ、最大値Ｌが１００μｍであった。

【０１０６】そこで、高精度の測定を行なうためには基
準トナー像が形成される位置の主走査方向に関するずれ
を考慮する必要がある。

【０１０７】位置ずれを考慮した基準トナー像ｔ１の主
走査方向の最小幅は、（Ｍｔ−Ｌ）で与えられる。した
がって、基準トナー像の大きさから位置ずれの最大値Ｌ
を差し引いた寸法よりは小さくなるように基準領域を規
制すればよい。本実施形態においては、 Ｍａ＝３００μｍ＜Ｍｔ−Ｌ＝５００−１００＝４００
μｍ となることから、基準領域Ｓに対して基準トナー像ｔ１
の位置が主走査方向にずれたとしても、基準領域Ｓが基
準トナー像ｔ１内に収まるので、高精度の濃度測定が可
能となる。 ［第３実施形態］第３実施形態は、本発明の画像形成装
置のうちの第２の画像形成装置の第２実施形態に相当す
る。また、本画像形成装置の濃度測定部は、本発明の濃
度測定装置のうちの第２の濃度測定装置の第２実施形態
に相当する。

【０１０８】第３実施形態は、第２実施形態と較べ、濃
度測定対象となる基準トナー像のサイズを５００μｍ×
５００μｍとし、基準トナー像が位置ずれを起こしても
濃度測定精度を維持できるように、最大位置ずれ寸法を
差し引いた基準トナー像のサイズより小さくなるように
基準領域を規制している点、および基準トナー像を用紙
Ｐ上に定着した定着後の基準トナー像に基いて濃度測定
を行い、その濃度に基いて作像条件を制御する点は共通
している。しかし、濃度測定部において、横倍率０．５
倍の結像光学系を用いている点が相違するので、濃度測
定部および基準領域と基準トナー像との関係についての
み説明する。

【０１０９】図８は、第３実施形態における濃度測定部
の概略構成図である。

【０１１０】本実施形態の濃度測定部は、図１７を用い
て説明した第２実施形態の濃度測定部と較べて結像レン
ズが配置されており、またマスク部材２２４の測定用ウ
インドウ２２４ａの大きさが異なっているがそれ以外は
同じである。したがって、同一の構成要素は同一の符号
を付し、相違点について説明する。

【０１１１】図８に示すように濃度測定部２２は、照射
部２２１と、結像レンズ２２６と、受光部２２３と、マ
スク部材２２４と、演算部２２５とを備えている。

【０１１２】結像レンズ２２６は、焦点距離が４ｍｍで
あり、基準トナー像ｔ１からの距離が１２ｍｍ、受光部
２２３の受光面２２３ａからの距離が６ｍｍで、基準ト
ナー像ｔ１の真上に当る位置に配置され、横倍率は０．
５倍である。また、マスク部材２２４は、受光面２２３
ａの前面に設けられ、測定用ウインドウ２２４ａのプロ
セス方向の長さが５００μｍと第２実施形態のものと同
じであるが、主走査方向の幅が１５０μｍと、第２実施
形態の測定用ウインドウの大きさよりも小さく規制され
ている。したがって、本実施形態における基準領域は、
プロセス方向の長さＰａ＝５００μｍ、主走査方向の幅
Ｍａ＝１５０μｍの矩形である。

【０１１３】なお、ここでは横倍率ｎを０．５に設定し
ているが、横倍率は０．５倍に限る必要はなく１より小
さければ何倍でもよい。また、照射部からの照射光軸と
基準トナー像表面とが４５°をなすように、照射部を配
置しているが、必ずしも４５°である必要はない。

【０１１４】図９は、第３実施形態における基準領域と
基準トナー像との大きさの関係についての説明図であ
る。

【０１１５】図９において、破線で囲まれた領域が基準
領域Ｓを示し、ハッチングで示す領域が基準トナー像ｔ
１を示す。

【０１１６】基準トナー像ｔ１のプロセス方向の長さＰ
ｔは５００μｍであるため、プロセス方向に関する、基
準領域Ｓと基準トナー像ｔ１との大きさの関係は等しく
なるものの、本実施形態の受光側の光学系の倍率ｎは
０．５倍であるため、Ｐａ＝５００μｍ＞Ｐｔ×ｎ＝５
００μｍ×０．５＝２５０μｍとなり、プロセス方向に
おいては、基準トナー像ｔ１が基準領域Ｓ内に収まって
いる。

【０１１７】したがって、基準トナー像が、プロセス方
向においてサイズ変動をきたしたとしても、受光部２２
３は充分にそのサイズ変動の大きさを捕捉することがで
きる。

【０１１８】また、基準トナー像ｔ１の主走査方向の幅
Ｍｔも５００μｍであることから、主走査方向に関す
る、基準領域Ｓと基準トナー像ｔ１との大きさの関係
は、Ｍａ（１５０μｍ）＜Ｍｔ（５００μｍ）となる。

【０１１９】しかし、基準トナー像ｔ１の主走査方向の
位置ずれの最大値Ｌは１００μｍであること、受光側の
結像光学系の横倍率ｎ＝０．５であることからそれらを
考慮する必要がある。位置ずれを考慮した場合の基準ト
ナー像ｔ１の主走査方向の最小幅は（Ｍｔ−Ｌ）で与え
られ、さらに結像光学系の横倍率ｎを考慮すると、（Ｍ
ｔ−Ｌ）×ｎより小さく基準領域を規制すればよい。本
実施形態においては、Ｍａ＝１５０μｍ＜（Ｍｔ−Ｌ）
×ｎ＝（５００μｍ−１００μｍ）×０．５＝２００μ
ｍとなるので、位置ずれが生じても、基準領域Ｓが基準
トナー像ｔ１内に収まることになる。

【０１２０】すなわち、本実施形態の基準領域Ｓは、結
像光学系の横倍率ｎの効果により、基準トナー像面上に
おいては、２点鎖線で示した領域Ｓ’となるので、第２
実施形態で示した基準領域と実質的に同じになる。

【０１２１】このように、結像光学系を用いて横倍率ｎ
を１より小さく、例えば０．５倍としたことにより、焦
点深度を大きくすることができ、基準トナー像が位置ず
れを起こしても、第２実施形態と同様、高精度の濃度測
定が可能となる。また、基準トナー像サイズを小さくで
きるので、トナー消費量などの低減化を図ることもでき
る。 ［第４実施形態］第４実施形態は、本発明の画像形成装
置のうちの第２の画像形成装置の第３実施形態に相当す
る。また、本画像形成装置の濃度測定部は、本発明の濃
度測定装置のうちの第２の濃度測定装置の第３実施形態
に相当する。

【０１２２】第４実施形態は、第２、第３実施形態と較
べ、濃度測定対象となる基準トナー像のプロセス方向の
サイズを１５０μｍと小さくしている点、マスク部材を
基準トナー像の前面に配置している点、反射光の受光側
にテレセントリック光学系を用いている点が相違するが
それ以外は共通する。したがって、相違する濃度測定部
および基準領域と基準トナー像との関係について説明す
る。

【０１２３】図１０は、第４実施形態における濃度測定
部の概略構成図である。

【０１２４】図１０においては、用紙Ｐが図１０の右か
ら左に向かって搬送されている状態が示されており、こ
の搬送方向をプロセス方向とし、プロセス方向に交わる
方向（図１０が示された紙面に対して垂直な方向）を主
走査方向とする。

【０１２５】本実施形態の濃度測定部２２は、図１７を
用いて説明した第２実施形態の濃度測定部とは、照射部
２２１の配置位置、平凸レンズ２２７の種類と配置位
置、マスク部材２２４の配置位置、及び測定用ウインド
ウ２２４ａの大きさが異なっている。

【０１２６】図において、照射部２２１は、基準トナー
像の表面に対して斜め４５度上方に配置されているが、
第２実施形態のように主走査方向ではなく、プロセス方
向の下流側上方に配置されている。また、本実施形態に
おける受光側の光学系はテレセントリック光学系であっ
て、平凸レンズ２２７は直径１０ｍｍ、焦点距離１５ｍ
ｍであり、凸面を基準トナー像ｔ２側に向けるととも
に、平凸レンズ２２７から受光部２２３の受光面２２３
ａまでの距離が平凸レンズ２２７の焦点距離と同じにな
る位置に配置されている。したがって、マスク部材２２
４で規制された領域内の反射光は受光部２２３の受光面
２２３ａに結像する。

【０１２７】このように受光側にテレセントリック光学
系を用いることにより微小な基準トナー像で反射した微
弱な反射光でも効率よく集光するので、照射部２２１の
光強度が弱くても、あるいは基準領域をマスク部材で小
さく規制しても濃度を高精度に測定することが可能とな
る。

【０１２８】マスク部材２２４は、基準トナー像ｔ２の
前面に配置されており、その測定用ウインドウ２２４ａ
は、主走査方向の幅が３００μｍの矩形であり、プロセ
ス方向の長さが８００μｍで、第２実施形態の測定用ウ
インドウよりも小さくなっている。したがって、本実施
形態における基準領域は、プロセス方向の長さＰａ＝８
００μｍ，主走査方向の幅Ｍａ＝３００μｍの矩形であ
る。

【０１２９】図１１は、第４実施形態における、基準領
域と基準トナー像との大きさの関係についての説明図で
ある。

【０１３０】図１１において、破線で囲まれた領域が基
準領域Ｓを示し、ハッチングで示す領域が基準トナー像
ｔ２を示す。

【０１３１】本実施形態においては、基準トナー像ｔ２
はドット状の矩形のものであって、全体の大きさはプロ
セス方向１５０μｍ×主走査方向５００μｍである。し
たがって、基準領域Ｓと基準トナー像ｔ２の大きさの関
係は、Ｐａ（８００μｍ）＞Ｐｔ（１５０μｍ）とな
る。

【０１３２】ここで、ＩＯＴの定着装置により用紙Ｐ上
へ定着画像を形成した後用紙Ｐを排出口に搬送するとき
に用紙Ｐが上下にばたつくことがある。すなわち、受光
面２２３ａの中心と基準領域Ｓの中心とを結ぶ受光光軸
上における、基準トナー像ｔ２と受光面２２３ａとの間
の距離が変動する場合がある。そこで、この距離変動を
測定したところ、最大値Ｃは５００μｍであった。ま
た、照射部２２１の照射面の中心と基準領域Ｓの中心と
を結ぶ照射光軸と受光光軸とで挟まれた角度θは、照射
部２２１が基準トナー像ｔ２の表面に対して斜め４５度
上方に配置されたものであり、受光部２２３が基準トナ
ー像ｔ２の真上に配置されたものであることから、本実
施形態においてはθ＝９０°−４５°＝４５°となる。
ところで、マスク部材２２４が基準トナー像ｔ２の前面
に配置されていることから、用紙Ｐが上下にばたつくと
照射部２２１からの照射光がマスク部材２２４で遮られ
てしまうことがある。今、用紙Ｐの受光軸方向の距離変
動をＣとすれば、用紙Ｐが濃度測定部を通過する速度の
方が用紙Ｐが上下に変動する速度よりも速いので、濃度
測定部を通過するときの変動距離Ｃは一定とみなすこと
ができる。したがって、プロセス方向の変動寸法はＣ×
ｔａｎθとなり、基準領域はこの変動寸法を見込んだ寸
法よりも大きくする必要がある。本実施形態では、 Ｐａ＝８００μｍ＞Ｐｔ＋Ｃ×ｔａｎθ＝１５０μｍ＋
５００μｍ×ｔａｎ４５°＝６５０μｍ となるので、用紙が上下にばたついても照射光がマスク
部材２２４で遮られてしまうのが防止される。

【０１３３】本実施形態においては、基準トナー像ｔ２
の主走査方向の幅Ｍｔは５００μｍであるため、主走査
方向に関する、基準領域Ｓと基準トナー像ｔ２との大き
さの関係は、Ｍａ（３００μｍ）＜Ｍｔ（５００μｍ）
であり、位置ずれの最大値（Ｌ＝１００μｍ）を考慮し
ても、 Ｍａ＝３００μｍ＜Ｍｔ−Ｌ＝５００−１００＝４００
μｍ となる。したがって、基準トナー像ｔ２の転写位置が主
走査方向にずれても、また、プロセス方向において用紙
Ｐが上下方向に変動しても、基準領域Ｓが基準トナー像
ｔ２内に収まるので高精度の濃度測定が可能となる。ま
た、プロセス方向の基準トナー像のサイズをさらに小さ
くしているので、トナー消費量をさらに低減化すること
ができる。

【０１３４】以上説明した第２から第４の実施形態にお
いては、主走査方向の位置ずれにより、基準領域Ｓに対
して基準トナー像ｔ１、ｔ２の位置が主走査方向にずれ
たとしても、主走査方向に関しては、基準領域Ｓが基準
トナー像ｔ１、ｔ２内に収まることになる。さらに、プ
ロセス方向においては、基準トナー像ｔ１、ｔ２が基準
領域Ｓ内に収まることになる。したがって、上記各実施
形態では、ＩＯＴの状態変動等により、基準トナー像ｔ
１、ｔ２の濃度が変動した場合でも、また基準トナー像
ｔ１、ｔ２のプロセス方向に関する大きさが変動した場
合でも対応することができ、高精度で確度の高い画質制
御を行うことができる。

【０１３５】また、上記第２から第４の各実施形態で
は、基準トナー像として事実上不可視とみなすことがで
きるほど小さなサイズのものを採用しているにもかかわ
らず、基準トナー像のサイズから位置ずれ寸法を差し引
いた寸法や結像光学系の横倍率を考慮しても、なお基準
領域が小さくなるように規制するマスク部材２２４を備
えているため、主走査方向への基準トナー像の位置ずれ
が生じても、受光部２２３は、均一な反射光量を受光す
ることとなるため、高精度な測定ができる。 ［第５実施形態］第５実施形態は、本発明の画像形成装
置のうちの第３の画像形成装置の第１実施形態に相当す
る。また、本画像形成装置の濃度測定部は、本発明の濃
度測定装置のうちの第３の濃度測定装置の第１実施形態
に相当する。

【０１３６】本実施形態では、第２実施形態と較べて、
濃度測定部に結像光学系を用いる一方、基準トナー像の
サイズを上述した第１から第４の各実施形態における基
準トナー像よりも小さくして、基準トナー像に位置ずれ
が生じても基準領域内に収まるように基準領域が設定さ
れている点が相違する。したがって、相違点である、濃
度測定部と、基準領域と基準トナー像との関係について
説明する。

【０１３７】図３は、第５実施形態における濃度測定部
２２の概略構成図である。なお、図３には、基準トナー
像ｔ１が用紙Ｐ上に作成された状態が示されているが、
この用紙Ｐは、図３が示された紙面に対して垂直な方向
に搬送されているものであって、この搬送方向をプロセ
ス方向とし、プロセス方向に交わる方向（図３の左右方
向）を主走査方向とする。

【０１３８】濃度測定部２２は、照射部２２１と、結像
レンズ２２６と、受光部２２３と、マスク部材２２４
と、演算部２２５とを備えている。以下、搬送されてき
た用紙Ｐ上に形成された基準トナー像ｔ１の濃度を測定
している状態における濃度測定部２２について説明す
る。照射部２２１は、基準トナー像ｔ１の表面に対して
斜め４５度上方の側部に配置された、発光ダイオードで
あって、基準トナー像ｔ１に向けて照射光を照射する。
照射光は基準トナー像ｔ１で反射されて反射光となる。
受光部２２３は、基準トナー像ｔ１の真上に配置された
フォトダイオードである。したがって、照射部２２１と
受光部２２３との配置関係から、本実施形態の受光部２
２３は反射光のうちの拡散反射光を受光する。また、受
光部２２３は、受光面２２３ａに投影された光学像の濃
淡に応じて変化する電流を演算部２２５に出力するもの
である。演算部２２５は、入力された電流を電流電圧変
換し、得られた電圧をさらにＡ／Ｄ変換して８ビット
（０〜２５５）のデジタル信号を制御部に出力する。結
像レンズ２２６は、基準トナー像ｔ１と受光面２２３ａ
との中間に位置した、直径３ｍｍ、焦点距離４ｍｍの両
凸レンズである。本実施形態においては、基準トナー像
ｔ１から結像レンズ２２６までの距離は８ｍｍであり、
結像レンズ２２６から受光面２２３ａまでの距離も８ｍ
ｍであることから、受光側の結像光学系の横倍率は１．
０倍である。

【０１３９】また、マスク部材２２４は、受光部２２３
の受光面２２３ａの前面に設けられたものであって、測
定用ウインドウ２２４ａを有する。マスク部材２２４
は、受光面２２３ａに向かう反射光の通過領域を規制す
るものであって、受光部２２３は、反射光のうち、測定
用ウインドウ２２４ａ内を通過した反射光のみを受光す
る。この測定用ウインドウ２２４ａは、プロセス方向の
長さが１ｍｍ、主走査方向の幅が３００μｍの矩形であ
る。なお、マスク部材２２４の測定用ウインドウ２２４
ａ以外の部分は迷光防止のため黒色としている。したが
って、本実施形態における基準領域は、プロセス方向の
長さＰａ＝１ｍｍ、主走査方向の幅Ｍａ＝３００μｍの
矩形である。

【０１４０】図１２は、第５実施形態における、基準領
域と基準トナー像との大きさの関係についての説明図で
ある。

【０１４１】図１２において、破線で囲まれた領域が基
準領域Ｓを示し、ハッチングで示す領域が基準トナー像
ｔ３を示す。

【０１４２】本実施形態における基準トナー像ｔ３は、
ドット状の矩形のものであって、全体の大きさはプロセ
ス方向１５０μｍ×主走査方向１５０μｍである。した
がって、プロセス方向に関する、基準領域Ｓと基準トナ
ー像ｔ３の大きさの関係は、 Ｐａ（１ｍｍ）＞Ｐｔ（１５０μｍ） となり、プロセス方向においては、基準トナー像ｔ３が
基準領域Ｓ内に収まっている。

【０１４３】また、基準トナー像ｔ３の主走査方向の幅
Ｍｔも１５０μｍであるため、主走査方向に関する、基
準領域Ｓと基準トナー像ｔ３の大きさの関係は、Ｍａ
（３００μｍ）＞Ｍｔ（１５０μｍ）となる。しかし、
基準トナー像は、用紙Ｐなどに転写したときや用紙Ｐを
搬送するときに目標位置からずれる場合が生じ得る。そ
こで、基準領域内で反射した反射光を受光センサで受光
する際の位置ずれによる受光光量のばらつきをなくすた
めには、位置ずれが生じても基準トナー像全体が基準領
域内に納まるようにすればよい。すなわち、主走査方向
に関しての位置ずれの最大値（Ｌ＝１００μｍ）を考慮
した（Ｍｔ＋Ｌ）よりも基準領域を大きくすればよい。
本実施形態では、 Ｍａ＝３００μｍ＞Ｍｔ＋Ｌ＝１５０＋１００＝２５０
μｍ となるので、主走査方向においても、基準トナー像ｔ３
が基準領域Ｓ内に収まることになる。

【０１４４】このように、結像光学とマスク部材を用い
る構成により、基準トナー像が位置ずれを起こしても収
まるように基準領域を規制するとともに、照射部の光量
分布にむらがあっても受光エリアを規制しているので均
一な反射光量を受光することができる。したがって、基
準トナー像の位置ずれの如何によらず高精度に基準トナ
ー像の濃度を測定することが可能となる。また、その高
精度に測定された濃度に基づいて画像の作像条件を制御
し高画質の画像形成が可能である。さらに、基準トナー
像を極めて小さなものとすることにより、ユーザの出力
する用紙Ｐ上に形成させることができるとともに、トナ
ー消費量などをさらに低減化させることができる。 ［第６実施形態］第６実施形態は、本発明の画像形成装
置のうちの第３の画像形成装置の第２実施形態に相当す
る。また、本画像形成装置の濃度測定部は、本発明の濃
度測定装置のうちの第３の濃度測定装置の第２実施形態
に相当する。

【０１４５】本実施形態では、図１０を用いて説明した
第４実施形態と同様に、濃度測定部のマスク部材を基準
トナー像面の前面に配置し、反射光の受光側にテレセン
トリック光学系を用いている点などが共通するが、唯
一、基準トナー像のサイズが相違している。したがっ
て、相違する基準トナー像と基準領域との関係について
のみ説明し、濃度測定部の説明は省略する。

【０１４６】図１３は、第６実施形態における、基準領
域と基準トナー像との大きさの関係についての説明図で
ある。

【０１４７】本実施形態における測定用ウインドウは、
第４実施形態において説明したように、プロセス方向８
００μｍ×主走査方向３００μｍの矩形であり、したが
って、本発明にいう基準領域は、本実施形態においては
プロセス方向の長さＰａ＝８００μｍ、主走査方向の幅
Ｍａ＝３００μｍの矩形である。

【０１４８】図１３において、破線で囲まれた領域がそ
の基準領域Ｓを示し、ハッチングで示す領域が基準トナ
ー像ｔ３（プロセス方向の長さＰｔ＝１５０μｍ、主走
査方向の幅Ｍｔ＝１５０μｍ）を示す。

【０１４９】本実施形態においては、プロセス方向に関
する関係は、第４実施形態で採用した基準トナー像ｔ２
のプロセス方向の長さが本実施形態で採用した基準トナ
ー像ｔ３のプロセス方向の長さＰｔと同じであることか
ら、上述の第４実施形態の説明のごとく基準トナー像が
上下にばたついても、 Ｐａ＝８００μｍ＞Ｐｔ＋Ｃ×ｔａｎθ＝１５０μｍ＋
５００μｍ×ｔａｎ４５°＝６５０μｍ という関係が成立するので、照射光がマスク部材２２４
で遮られてしまうのを防止できる。

【０１５０】また、主走査方向に関する、基準領域Ｓと
基準トナー像ｔ３の大きさの関係は、Ｍａ（３００μ
ｍ）＞Ｍｔ（１５０μｍ）となるが、位置ずれの最大値
（Ｌ＝１００μｍ）を考慮しても、 Ｍａ＝３００μｍ＞Ｍｔ＋Ｌ＝１５０μｍ＋１００μｍ
＝２５０μｍ となるので、主走査方向においても、基準トナー像ｔ３
が基準領域Ｓ内に収まる。

【０１５１】このように、基準トナー像をきわめて小さ
なものとしているので、ユーザが出力する用紙上に基準
トナー像を形成させることができるとともに、トナー消
費量などをさらに低減化させることができる。また、基
準トナー像の位置ずれの如何によらず、さらに用紙が多
少上下にばたついても、基準トナー像の濃度を高精度に
測定することができるので、その高精度に測定された濃
度に基づいて画像の作像条件を制御し、より高画質の画
像形成が可能となる。 ［第７実施形態］第７実施形態は、本発明の画像形成装
置のうちの第３の画像形成装置の第２実施形態に相当す
る。また、本画像形成装置の濃度測定部は、本発明の濃
度測定装置のうちの第３の濃度測定装置の第２実施形態
に相当する。

【０１５２】本実施形態は、第２実施形態と較べて、濃
度測定部の受光側が、結像光学系を用い、受光部が基準
トナー像で反射した正反射光を受光する点と、基準トナ
ー像のサイズが１５０μｍ×１５０μｍと極めて小さい
点が相違するがそれ以外は共通するので、相違する濃度
測定部２２および基準領域と基準トナー像の関係につい
て説明する。

【０１５３】図１４は、第７実施形態における濃度測定
部２２の概略構成図である。

【０１５４】上述した各実施形態の濃度測定部２２にお
いては、照射部２２１が基準トナー像表面に対して斜め
４５度上方に配置され、受光部２２３が基準トナー像の
真上に配置され、基準トナー像で反射した拡散反射光を
受光部２２３で受光して基準トナー像の濃度を測定して
いるが、本実施形態の濃度測定部２２では、受光部２２
３が正反射光を受光して濃度を測定する点が相違する。
しかし、本実施形態における基準トナー像ｔ３も、第
５、第６実施形態と同じサイズの基準トナー像を採用し
ている。

【０１５５】図１４に示す濃度測定部２２は、照射部２
２１、結像レンズ２２６、受光部２２３、マスク部材２
２４、及び演算部２２５を備えている。

【０１５６】照射部２２１は、基準トナー像の表面に対
して斜め４５度上方の側部に配置されており、赤外光を
発光するＬＥＤを光源として用いている。したがって、
基準トナー像ｔ３が何色のトナーで形成されていても、
この照射部２２１で濃度を測定することができる。

【０１５７】受光部２２３は、基準トナー像ｔ３の表面
に対して斜め４５度上方の、照射部２２１が配置された
側部とは反対側の側部に配置されている。したがって、
本実施形態の受光部２２３は、基準トナー像で反射した
反射光のうち正反射光を受光するものであって、受光面
２２３ａの中心と基準トナー像ｔ３の中心とを結ぶ受光
光軸が基準トナー像ｔ３の表面となす角度θ’が４５度
に設定されている。

【０１５８】結像レンズは、直径３ｍｍ、焦点距離４ｍ
ｍの両凸レンズであり、基準トナー像から１２ｍｍ、受
光面から６ｍｍの位置に配置されているので、横倍率は
０．５倍である。

【０１５９】ここで、照射部２２１および受光部２２３
は、基準トナー像表面に対する照射光の入射角度および
反射光の反射角度がともに４５°をなす位置に配置され
ているが、必ずしも４５°をなすように配置する必要は
無く、受光部２２３が正反射光を受光できる位置にそれ
ぞれ配置すればよい。

【０１６０】マスク部材２２４は、受光部２２３の受光
面２２３ａの前面に配置され、受光面に向かう反射光の
通過領域を制限する測定用ウインドウ２２４ａが設けら
れている。測定用ウインドウ２２４ａは、長さが５００
μｍで幅が１５０μｍの矩形である。ここで、この測定
用ウインドウ２２４ａの長さは５００μｍであることか
ら、本発明にいう基準領域は、本実施形態においてはプ
ロセス方向の長さＰａ＝５００μｍとなる。また、本実
施形態の基準領域の主走査方向の幅Ｍａは、測定用ウイ
ンドウ２２４ａの幅Ｗと受光光軸の角度θ’とを用い
て、以下の式により求められる。 Ｍａ＝Ｗ／ｓｉｎθ’＝１５０／ｓｉｎ４５°≒２１２
（μｍ） 図１５は、第７実施形態における、基準領域と基準トナ
ー像との大きさの関係についての説明図である。

【０１６１】図１５において、破線で囲まれた領域が基
準領域Ｓを示し、ハッチングで示す領域が基準トナー像
ｔ３を示す。

【０１６２】本実施形態においては、上述のごとく、基
準トナー像ｔ３のプロセス方向の長さＰｔは１５０μｍ
であるため、プロセス方向に関する、基準領域Ｓと基準
トナー像ｔ３との大きさの関係は、Ｐａ（５００μｍ）
＞Ｐｔ（１５０μｍ）となり、結像レンズの横倍率ｎ＝
０．５を考慮しても、 Ｐａ＝５００μｍ＞Ｐｔ×ｎ＝１５０μｍ×０．５＝７
５μｍ となるので、プロセス方向においては、基準トナー像ｔ
３が基準領域Ｓ内に収まっている。

【０１６３】また、基準トナー像ｔ３の主走査方向の幅
Ｍｔも１５０μｍであるため、主走査方向に関する、基
準領域Ｓと基準トナー像ｔ３の大きさの関係は、Ｍａ
（２２２μｍ）＞Ｍｔ（１５０μｍ）となる。これに、
結像レンズの横倍率（ｎ＝０．５）および主走査方向の
位置ずれの最大値（Ｌ＝１００μｍ）を考慮しても、 Ｍａ＝２１２μｍ＞（Ｍｔ−Ｌ）×ｎ＝（１５０−１０
０）×０．５＝２５μｍ となるので、主走査方向においても、基準トナー像ｔ３
が基準領域Ｓ内に収まっている。

【０１６４】このように、基準トナー像をきわめて小さ
なものとしているので、ユーザが出力する用紙上に基準
トナー像を形成させることができるとともに、トナー消
費量などをさらに低減化させることができる。また、結
像系とマスク部材を用いる構成により、基準トナー像が
位置ずれを起こしても収まるように基準領域を規制して
いるので、受光部は均一な反射光量を受光することがで
きる。したがって、基準トナー像の位置ずれの如何によ
らず高精度に基準トナー像の濃度を測定することが可能
となるので、その高精度に測定された濃度に基づいて画
像の作像条件を制御し高画質の画像を形成することも可
能となる。

【０１６５】以上説明した第５実施形態から第７実施形
態までの各レーザプリンタは、本発明のうちの第３の画
像形成装置の実施形態に相当するものであり、このレー
ザプリンタに備えられた濃度測定部２２は、本発明のう
ちの第３の濃度測定装置の実施形態にも相当するもので
ある。これらのレーザプリンタにおいては、位置ずれに
より、基準領域Ｓに対する基準トナー像ｔ３の位置がず
れたとしても、主走査方向、プロセス方向いずれの方向
においても、基準トナー像ｔ３が基準領域Ｓ内に収まる
ので、ＩＯＴの状態変動等により、基準トナー像ｔ３の
濃度が変動した場合でも、また基準トナー像ｔ３の、主
走査方向、プロセス方向いずれの方向のサイズの変動が
あっても高精度に濃度を測定することができる。そし
て、その高精度の濃度に基づいて画像の画質制御を行う
ことができる。

【０１６６】ところで、第２実施形態から第７実施形態
までの各実施形態はレーザプリンタに適用して説明した
が、本発明のうちの画像形成装置はレーザプリンタに限
定されるものではなく、例えばアナログ方式の複写機に
適用しても全く同様の効果を得ることができる。

【０１６７】また、上記各実施形態では画質制御のため
の操作量としてＬＰ設定値を用いているが、これは単な
る一例で、本発明のうちの画像形成装置では、画質の調
整が行える操作量であればどのような種類の操作量であ
っても構わない。例えば、画像処理部が有する、入力さ
れた画像信号の階調補正のためのルックアップテーブル
の係数や、帯電器の帯電電圧の設定値や、現像器へのト
ナー供給量や、現像器の現像バイアス電圧の設定値など
を用いても良いし、これらの操作量を複数用いて制御し
ても良い。

【０１６８】また、上記各実施形態では、出力画像の画
質制御方式として、制御ルールメモリに予め記憶されて
いる制御ルールを用いる方式が採用されているが、これ
も単なる一例で、本発明のうちの画像形成装置では、出
力画像の画質制御方式はどのような方式でも構わない。

【０１６９】また、上記各実施形態では、基準トナー像
に対して照射光の入射角度が総て４５度であったが、入
射角度は４５度に限られるものではない。

【０１７０】また、上記各実施形態では、照射部に発光
ダイオードを用いているが、たとえば、イエロー、マゼ
ンタ、シアン、及び黒のトナーを用いたフルカラーの電
子写真方式の画像形成装置や、そのようなフルカラーの
画像形成装置に採用される濃度測定装置の場合は、それ
ぞれの色の補色に当たる色を発光する照明部、すなわ
ち、イエロートナーに対しては青色光、マゼンタトナー
に対しては緑色光、シアントナーに対しては赤色光を発
光する発光ダイオードそれぞれを用い、黒トナーに対し
てはそれらの発光ダイオードのうちいずれかの発光ダイ
オードを用いることにしてもよい。

【０１７１】またさらに、上記各実施形態では、マスク
部材を用いて基準領域を定める形態としたが、マスク部
材を備えずに、照射部から照射される照射光の照射領域
を基準領域とする形態であってもよいし、あるいは、マ
スク部材を備えずに、基準領域Ｓ内で反射した反射光を
受光する領域にのみ広がる受光面を有する受光部を備え
る形態であってもよい。

【０１７２】さらにまた、上記各実施形態は、用紙上に
作成された基準トナー像を測定対象とする形態である
が、感光体ドラム上や、中間転写体を備える画像形成装
置にあってはその中間転写体上における基準トナー像を
測定対象とする形態であってもよく、さらには、用紙搬
送ベルト上に基準トナー像を形成して測定対象とする形
態であってもよい。

【０１７３】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の濃度測
定装置および画像形成装置によれば、濃度測定用の各色
の基準トナー像を微小なサイズとすることができるの
で、クリーナ部材の負荷の軽減、トナー消費量の低減、
廃トナーの低減が図られ、さらには、クリーニング不良
による画質欠陥（ゴーストや汚れなど）の発生を低減さ
せることもできる。また、基準トナー像を微小なサイズ
とすることにより、ユーザが出力する用紙上で定着後の
画像濃度を測定することが可能となるとともに、濃度測
定用光源の光量分布むらや、基準トナー像の位置ずれに
よる影響を回避した濃度測定が実現されるので高精度な
濃度を可能とし、その高精度に測定された濃度に基づい
て作像条件を制御するので形成される画像の高画質化を
実現することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第２実施形態であるレーザプリンタのＩＯＴの
概要図である。

【図２】第１実施形態のカラーザプリンタによって中間
転写ベルト上に形成された基準トナー像の平面図であ
る。

【図３】第５実施形態における濃度測定部の概略構成図
である。

【図４】第２実施形態における、基準領域と基準トナー
像との大きさの関係についての説明図である。

【図５】演算部によって電流電圧変換された電圧値を示
す図である。

【図６】第１実施形態のカラープリンタの制御部の機能
ブロック図である。

【図７】第１実施形態のレーザプリンタにおける画質制
御動作を表すフローチャートである。

【図８】第３実施形態における濃度測定部の概略構成図
である。

【図９】第３実施形態における基準領域と基準トナー像
との大きさの関係についての説明図である。

【図１０】第４実施形態における濃度測定部の概略構成
図である。

【図１１】第４実施形態における、基準領域と基準トナ
ー像との大きさの関係についての説明図である。

【図１２】第５実施形態における、基準領域と基準トナ
ー像との大きさの関係についての説明図である。

【図１３】第６実施形態における、基準領域と基準トナ
ー像との大きさの関係についての説明図である。

【図１４】第７実施形態における濃度測定部の概略構成
図である。

【図１５】第７実施形態における、基準領域と基準トナ
ー像との大きさの関係についての説明図である。

【図１６】第１実施形態であるタンデム型のカラープリ
ンタのＩＯＴの概略構成図である。

【図１７】第１実施形態のカラープリンタの濃度測定部
の概略構成図である。

【図１８】第２実施形態であるレーザプリンタの濃度測
定部の概略構成図である。

【符号の説明】 １ レーザプリンタ １０ ＩＯＴ １１、５２ 感光体ドラム １２ スコロトロン帯電器 １３ ＲＯＳ １４、５５ 現像器 １５、５６ 転写器 １６、５７ 定着装置 １７ 用紙トレイ １８ クリーナ部材 １９ 除電器 ２０ 用紙排出台 ２１ 用紙搬送ベルト ２２、６３ 濃度測定部 ２２０ 光源 ２２１ 照射部 ２２２ 集光レンズ ２２３ 受光部 ２２３ａ 受光面 ２２３ｂ 受光開口 ２２４ マスク部材 ２２４ａ 測定用ウインドウ ２２５ 演算部 ２２６ 結像レンズ ２２７ 平凸レンズ ２３ レーザ駆動回路 ３０ 制御部 ３１ 操作量メモリ ３２ 操作量出力回路 ３３ 目標値メモリ ３４ 制御ルールメモリ ３５ 誤差演算器 ３６ 操作量補正演算器 ４０ 基準トナー像信号発生器 ５０ 中間転写ベルト ５１ ロール ５３ 帯電器 ５４ 露光装置 ５８ 給紙トレイ ５９ 記録媒体 ６０ クリーナ ６１ ベルトクリーナ ６２ 基準トナー像形成手段 ６４ 制御部 Ｐ 用紙 ｔ１，ｔ２，ｔ３ 基準トナー像 Ｓ 基準領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G059 AA02 BB10 CC12 CC20 DD13 EE02 GG02 HH01 HH02 JJ11 KK01 MM01 MM09 MM10 2H027 DA09 DA32 DE02 DE07 DE09 EA02 EB04 EC04 EC06 ED06 ED08 EE08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー像を担持して所定のプロセス方向に
   移動するトナー像担持体上に担持された濃度測定用の基
   準トナー像で反射した反射光を受光して該基準トナー像
   の濃度を測定する濃度測定装置において、 前記基準トナー像を結像させる結像光学系と、 前記基準トナー像で反射し前記結像光学系を経由してき
   た反射光を受光する光センサと、 前記光センサによる反射光の受光によって得られる受光
   信号に基づいて前記基準トナー像の濃度を求める演算部
   とを備えたことを特徴とする濃度測定装置。
2. 【請求項２】前記光センサが、前記結像光学系により前
   記基準トナー像が結像する像面に配置され、該光センサ
   が、前記プロセス方向に交わる方向に関し該基準トナー
   像よりも狭幅の基準領域内で反射した反射光のみを受光
   する受光開口を有するものであることを特徴とする請求
   項１記載の濃度測定装置。
3. 【請求項３】前記結像光学系により前記基準トナー像が
   結像する像面に、前記プロセス方向に関し該基準トナー
   像よりも狭幅の基準領域内で反射した反射光のみを通過
   させるマスク部材を備え、 前記光センサは、前記マスク部材を通過した反射光を受
   光するものであることを特徴とする請求項１記載の濃度
   測定装置。
4. 【請求項４】トナー像を担持して所定のプロセス方向に
   移動するトナー像担持体上に担持された濃度測定用の基
   準トナー像で反射した反射光を受光して該基準トナー像
   の濃度を測定する濃度測定装置において、 プロセス方向に移動するトナー像担持体上に担持された
   基準トナー像が通過する、該プロセス方向に交わる方向
   に関し該基準トナー像よりも狭幅の基準領域内で反射し
   た反射光を受光する光センサと、 前記光センサによる反射光の受光によって得られる受光
   信号に基づいて前記基準トナー像の濃度を求める演算部
   とを備え、 前記基準領域のプロセス方向の長さをＰａ、前記基準ト
   ナー像のプロセス方向の長さをＰｔとしたとき、 Ｐａ＞Ｐｔ を満足するとともに、 前記基準領域の、プロセス方向に交わる方向の幅をＭ
   ａ、前記基準トナー像の、プロセス方向に交わる方向の
   幅をＭｔ、前記トナー像担持体上に担持された基準トナ
   ー像の、プロセス方向に交わる方向の位置ずれの最大値
   をＬとしたとき、 Ｍａ＜Ｍｔ−Ｌ を満足するものであることを特徴とする濃度測定装置。
5. 【請求項５】トナー像を担持して所定のプロセス方向に
   移動するトナー像担持体上に担持された濃度測定用の基
   準トナー像で反射した反射光を受光して該基準トナー像
   の濃度を測定する濃度測定装置において、 プロセス方向に移動するトナー像担持体上に担持された
   基準トナー像が通過する、該プロセス方向に交わる方向
   に関し該基準トナー像よりも広幅の基準領域内で反射し
   た反射光を受光する光センサと、 前記光センサによる反射光の受光によって得られる受光
   信号に基づいて前記基準トナー像の濃度を求める演算部
   とを備え、 前記基準領域の、プロセス方向に交わる方向の幅をＭ
   ａ、前記基準トナー像のプロセス方向に交わる方向の幅
   をＭｔ、前記トナー像担持体上に担持された基準トナー
   像の、プロセス方向に交わる方向の位置ずれの最大値を
   Ｌとしたとき、 Ｍａ＞Ｍｔ＋Ｌ を満足するものであることを特徴とする濃度測定装置。
6. 【請求項６】トナー像を担持して所定のプロセス方向に
   移動するトナー像担持体上にトナー像を担持させ、該ト
   ナー像を最終的に所定の記録媒体上に定着することによ
   り、該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成す
   る画像形成装置において、 プロセス方向に移動するトナー像担持体上に担持された
   濃度測定用の基準トナー像で反射した反射光を受光し
   て、前記基準トナー像の濃度を測定する濃度測定部と、 この装置における画像を形成するための作像条件を前記
   濃度測定部によって測定された前記基準トナー像の濃度
   に基づいて制御する制御部とを備え、 前記濃度測定部が、前記基準トナー像を結像させる結像
   光学系と、 前記基準トナー像で反射し前記結像光学系を経由してき
   た反射光のうちの、前記プロセス方向に交わる方向に関
   し該基準トナー像よりも狭幅の基準領域内で反射した反
   射光を受光する光センサと、 前記光センサによる反射光の受光によって得られる受光
   信号に基づいて前記基準トナー像の濃度を求める演算部
   とを備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】トナー像を担持して所定のプロセス方向に
   移動するトナー像担持体上にトナー像を担持させ、該ト
   ナー像を最終的に所定の記録媒体上に定着することによ
   り、該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成す
   る画像形成装置において、 プロセス方向に移動するトナー像担持体上に担持された
   濃度測定用の基準トナー像で反射した反射光を受光し
   て、前記基準トナー像の濃度を測定する濃度測定部と、 この装置における画像を形成するための作像条件を前記
   濃度測定部によって測定された前記基準トナー像の濃度
   に基づいて制御する制御部とを備え、 前記濃度測定部が、プロセス方向に移動するトナー像担
   持体上に担持された基準トナー像が通過する、該プロセ
   ス方向に交わる方向に関し該基準トナー像よりも狭幅の
   基準領域内で反射した反射光を受光する光センサを備え
   たものであって、 前記基準領域のプロセス方向の長さをＰａ、前記基準ト
   ナー像のプロセス方向の長さをＰｔとしたとき、 Ｐａ＞Ｐｔ を満足するとともに、 前記基準領域の、プロセス方向に交わる方向の幅をＭ
   ａ、前記基準トナー像の、プロセス方向に交わる方向の
   幅をＭｔ、前記トナー像担持体上に担持された基準トナ
   ー像の、プロセス方向に交わる方向の位置ずれの最大値
   をＬとしたとき、 Ｍａ＜Ｍｔ−Ｌ を満足するものであることを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】 トナー像を担持して所定のプロセス方向
   に移動するトナー像担持体上にトナー像を担持させ、該
   トナー像を最終的に所定の記録媒体上に定着することに
   より、該記録媒体上の定着トナー像からなる画像を形成
   する画像形成装置において、 プロセス方向に移動するトナー像担持体上に担持された
   濃度測定用の基準トナー像で反射した反射光を受光し
   て、前記基準トナー像の濃度を測定する濃度測定部と、 この装置における画像を形成するための作像条件を前記
   濃度測定部によって測定された前記基準トナー像の濃度
   に基づいて制御する制御部とを備え、 前記濃度測定部が、プロセス方向に移動するトナー像担
   持体上に担持された基準トナー像が通過する、該プロセ
   ス方向に交わる方向に関し該基準トナー像よりも広幅の
   基準領域内で反射した反射光を受光する光センサを備え
   たものであって、 前記基準領域の、プロセス方向に交わる方向の幅をＭ
   ａ、前記基準トナー像の、プロセス方向に交わる方向の
   幅をＭｔ、前記トナー像担持体上に担持された基準トナ
   ー像の、プロセス方向に交わる方向の位置ずれの最大値
   をＬとしたとき、 Ｍａ＞Ｍｔ＋Ｌ を満足するものであることを特徴とする画像形成装置。