画像形成装置、画像形成方法
【課題】液体現像剤を用いて画像を形成する技術において、画像濃度を高精度に制御することを可能にする。
【解決手段】潜像が形成される潜像担持体と、液体キャリア及びトナーを含む液体現像剤によって前記潜像を現像する現像部と、前記現像部で現像された像に光を照射する発光部材、前記像で拡散反射された光を受光する受光部材、および前記発光部材から照射されて前記像で拡散反射されて前記受光部材に入る光の経路に配されるＰ偏光部材を有する光検出部と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】潜像が形成される潜像担持体と、液体キャリア及びトナーを含む液体現像剤によって前記潜像を現像する現像部と、前記現像部で現像された像に光を照射する発光部材、前記像で拡散反射された光を受光する受光部材、および前記発光部材から照射されて前記像で拡散反射されて前記受光部材に入る光の経路に配されるＰ偏光部材を有する光検出部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体現像剤を用いて形成したトナー像を光センサーにより検出する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体キャリアにトナーを分散させた液体現像剤によって潜像を現像することで、画像を形成する技術が知られている。また、この画像形成技術の分野では、パッチ画像と称される濃度測定用のトナー像を形成し、このトナー像の濃度を求めた結果に基づいて、その後に形成する画像の濃度を制御することが行われている（特許文献１）。
【０００３】
また、特許文献２では、光センサーを用いてこのようなトナー像の濃度を測定する技術が記載されている。この技術は、トナー像に光を照射した際の反射光量がトナー像の濃度に依存して変化することを利用して、光センサーで検出した反射光量からトナー像の濃度を求めるものである。
【０００４】
さらに、特許文献２では、この濃度測定の精度は、液体現像剤に含まれる液体キャリアの影響によって低下する点が指摘されている。つまり、トナー像の表面には液体キャリアが付着しているため、トナー像に照射された光のうちの相当量は、トナー像そのものではなく、液体キャリアの界面で反射される。その結果、トナー像からの反射光量が過小となって、トナー像からの反射光量を正確に検出できず、濃度測定の精度が低下することがあった。そこで、特許文献２では、トナー像に光を照射する光源を複数設けることで、トナー像への照射光量を増大させて、トナー像からの反射光量を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２００６−３０４８１８号公報
【特許文献２】特開２００３−１７７６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような方法では、液体キャリアが濃度測定の精度に与える影響を十分に排除することはできなかった。つまり、光センサー等の光検出部の検出する液体キャリア界面からの反射光量は、液体キャリアの表面状態に影響を受ける。例えば、液体キャリア表面が平らであるときと波打っているときとでは、液体キャリア界面での光の反射状態は異なるため、光検出部の検出する反射光量が変動する。言い換えれば、トナー像の濃度のみならず液体キャリアの表面状態にも依存して、光検出部の検出光量が変化してしまう。そのため、光検出部の検出光量に基づき測定された濃度は、液体キャリアの表面状態に起因する誤差を含むものとなる。また、この測定濃度に基づいてその後に形成する画像の濃度制御を行なった場合には、この測定濃度の誤差のために、画像濃度を高精度に制御することが困難となる場合があった。このような事情から、液体現像剤によりトナー像を形成する画像形成装置においては、光検出部によるトナー像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響が問題となっていた。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、液体現像剤を用いて像を形成する画像形成装置および画像形成方法において、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響を抑制する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の第１態様にかかる画像形成装置は、上記課題を解決するために、潜像が形成される潜像担持体と、液体キャリア及びトナーを含む液体現像剤によって潜像を現像する現像部と、現像部で現像された像に光を照射する発光部材、像で拡散反射された光を受光する受光部材、および発光部材から照射されて像で拡散反射されて受光部材に入る光の経路に配されるＰ偏光部材を有する光検出部と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、潜像担持体に潜像を形成し、形成された潜像を液体キャリア及びトナーを含む液体現像剤によって現像し、光を照射する発光部材、像で拡散反射された光を受光する受光部材、および発光部材から照射されて像で拡散反射されて受光部材に入る光の経路に配されたＰ偏光部材を有する光検出部を用いて現像された像を検出することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明（画像形成装置、画像形成方法）では、像に光を照射する発光部材、および像で反射された光を受光する受光部材を有する光検出部によって、像を検出することができる。そして、この発明では、像に付着する液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを抑えることで、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響を抑制している。具体的には次のとおりである。
【００１１】
まず、光検出部の受光部材は、像で拡散反射された光を検出するように構成されている。つまり、液体キャリアは光を鏡面反射（正反射）する性質を有する。したがって、拡散反射光を受光するように受光部材を構成することで、液体キャリアでの正反射光が受光部材に入射することを抑えることができる。さらに、本発明の光検出部はＰ偏光部材を有する。具体的には、このＰ偏光部材は、発光部材から出て像で拡散反射されて受光部材に入る光の経路に配されている。その結果、液体キャリアでの正反射光が受光部材に入射することを抑えて、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響を抑制することが可能となっている。
【００１２】
このとき、Ｐ偏光部材を、発光部材から照射されて像に向かう光の経路に配しても良い。このように構成した場合、Ｐ偏光部材の作用によって、Ｐ偏光成分の光が像（および液体キャリア）に入射することとなる。すなわち、光に含まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分のうち液体キャリアでの反射率の低いＰ偏光成分のみを実質的に像（および液体キャリア）に入射させることができる。その結果、液体キャリアで反射される光そのものの量を抑えて、延いては、液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを抑えることができる。これにより、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響を抑制することができる。
【００１３】
さらに、光検出部は、像で拡散反射されて受光部材に向かう光の経路に配されるＳ偏光部材を有するように構成しても良い。つまり、液体キャリアで反射される光は、反射前後で偏光の向きを変えない。したがって、上述のように、Ｐ偏光成分の光を像（および液体キャリア）に入射させた場合、液体キャリアで反射された光は、Ｐ偏光の方向を向いたまま受光部材へと向かう。そこで、像で拡散反射されて受光部材に向かう光の経路にＳ偏光部材を配しておけば、液体キャリアでの反射光をＳ偏光部材でカットして、液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響をより確実に抑制することができる。
【００１４】
また、発光部材を、発光した光の像への入射角がブリュースター角以下となる位置に配しても良い。つまり、Ｐ偏光成分の光の液体キャリアでの反射率は、光の入射角がブリュースター角以下の範囲では極めて小さい。したがって、上述のように、Ｐ偏光成分の光を像（および液体キャリア）に入射させた場合、像への光の入射角がブリュースター角以下となる位置に発光部材を配することで、液体キャリアでの反射光を極めて小さくすることができ、液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響をより確実に抑制することができる。ちなみに、像への光の入射角は、像を担持する面に対する入射角として求めることができる。
【００１５】
なお、Ｐ偏光部材の位置は上記に限られない。そこで、Ｐ偏光部材を、像で反射されて受光部材に向かう光の経路に配しても良い。これにより、光に含まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分のうち、液体キャリアで比較的多く反射されるＳ偏光成分をＰ偏光部材によりカットして、液体キャリアでの反射光（Ｓ偏光成分の光）が受光部材に入射することを効果的に抑制することができる。
【００１６】
また、上述してきた構成において、光検出部は像の端部を検出し、光検出部で検出された像の端部の情報に基づいて、像の潜像担持体の移動方向の幅を算出する算出部と、算出部が算出した像の潜像担持体の移動方向の幅の情報に基づいて、画像の濃度に関連する画像形成条件を制御する制御部と、を備えるように構成しても良い。つまり、このような構成では、潜像担持体の潜像を液体現像剤によって現像して像を形成する。このとき形成される像の幅は、後に詳述するように、像の濃度に依存して変化するという性質を持つ。そこで、像の幅を求めて、この結果に基づいて画像の濃度に関連する画像形成条件を制御することができるとともに、画像濃度を高精度に制御することが可能となる。この理由は次のとおりである。
【００１７】
上記特許文献２では、像からの反射光量が像の濃度に依存して変化することを利用して像の濃度が測定され、この測定濃度に基づいてその後の画像濃度が制御される。したがって、画像濃度制御を高精度に行うためには、像からの反射光量の微小な変化も光センサーによりきっちり検出して、像の濃度を正確に求めることが重要となる。しかしながら、像に付着する液体キャリアの影響で光センサーの検出する反射光量が変動したために、光センサーの検出光量から像の濃度を正確に求めることができず、その後の画像濃度制御の精度が低下する場合があった。これに対して、上記構成は、像の濃度ではなくて像の端部を光センサーによって検出している。この端部検出に対応して光センサーから出力される信号は比較的大きな変化を伴うものであるため、光センサーの出力信号に液体キャリアの影響に起因するものが含まれていても、端部の検出精度はそれほど大きな影響を受けない。そして、この構成では、こうして検出された像の端部の情報に基づいて像の幅を算出し、この算出結果に基づいての後の画像濃度制御を行うことで、高精度の画像濃度制御が実現されている。
【００１８】
この発明の第１態様にかかる画像形成装置は、上記課題を解決するために、潜像が形成される潜像担持体と、液体キャリアとトナーを有する液体現像剤によって潜像を現像する現像部と、現像部で現像された像に光を照射する発光部材、像で拡散反射された光を受光する受光部材、発光部材から照射されて像に向かう光の経路に配されて第１の方向の偏光成分を透過させる第１の偏光部材、像で反射されて受光部材に向かう光の経路に配されて第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向の偏光成分を透過させる第２の偏光部材を有する光検出部と、を備えたことを特徴としている。
【００１９】
このように構成された発明（画像形成装置）では、像に光を照射する発光部材、および像で反射された光を受光する受光部材を有する光検出部によって、像を検出することができる。そして、この発明では、像に付着する液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを抑えることで、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響を抑制している。具体的には、次のとおりである。
【００２０】
この発明では、第１の方向を向く偏光成分を透過させる第１の偏光部材が、発光部材から出て像に向かう光の経路に配されている。したがって、像（および液体キャリア）に照射される光は、第１の方向を向く光である。このとき、液体キャリアにより反射された光は反射前後で偏光方向を変えずに第１の方向を向いている。そこで、像（および液体キャリア）で反射されて受光部材に向かう光の経路に、第２の偏光部材が配されている。すなわち、この第２の偏光部材は、第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向を向く偏光成分を透過させるものである。したがって、液体キャリアでの反射光を第２の偏光部材でカットして、液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図２】図１の画像形成装置が備える電気的構成を示すブロック図。
【図３】画像形成条件を決定する動作を説明する図。
【図４】トナー像の幅と濃度の関係を説明するための図。
【図５】テスト用トナー像の幅とＬＵＴの関係を示す図。
【図６】液体キャリアの表面状態が光センサーのトナー像検出に与える影響の説明図。
【図７】本実施形態の光センサーの構成を示す模式図。
【図８】光の入射角と液体キャリアでの反射率の関係をグラフとして示した図。
【図９】画像形成条件の決定する動作の変形例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１実施形態
図１は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。図２は、図１の画像形成装置が備える電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリーなどを有するメインコントローラーに与えられると、このメインコントローラーがメカコントローラー１００（図２）に制御信号を与え、これに基づき、メカコントローラー１００が装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００２３】
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体（図示省略）の内部には、電源回路基板、メインコントローラー、メカコントローラー１００等を内蔵する電装品ボックス（図示省略）が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および二次転写ユニット１２もハウジング本体内に配設されている。
【００２４】
画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００２５】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の感光体カートリッジに保持されており、感光体カートリッジと一体的に装置本体に対して着脱自在に構成されている。さらに、感光体カートリッジそれぞれには、当該感光体カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性のメモリーが設けられている。そして、メカコントローラー１００と各感光体カートリッジとの間で無線通信が行なわれる。こうすることで、各感光体カートリッジに関する情報がメカコントローラー１００に伝達されるとともに、必要に応じて各メモリーの情報が更新記憶される。これらの情報に基づき各感光体カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００２６】
また、感光体カートリッジが装着された状態において、各感光体ドラム２１はその回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム２１の回転軸はそれぞれ専用の駆動モーターＤＭに接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに搬送される。このとき、感光体ドラム２１の駆動モーターＤＭの制御は、モーター制御部１０１によって実行される。
【００２７】
また、感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、露光器としてのラインヘッド２９、現像部２５およびスクイーズローラーＳＱ1、ＳＱ2および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作等が実行される。カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時は、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００２８】
帯電部２３はいわゆるコロナ帯電器で構成されており、感光体ドラム２１表面に接触しない非接触型の帯電器である。この帯電部２３は、帯電電圧発生部（図示省略）に接続されている。そして、バイアス電圧制御部１０２（図２）の制御を受けて帯電電圧発生部が帯電バイアスを帯電部２３に給電すると、帯電部２３が感光体ドラム２１に対向する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。
【００２９】
ラインヘッド２９は、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに平行もしくは略平行となるように、かつ、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに平行もしくは略平行となるように配置されている。ラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに配列された複数の発光素子を備えており、各発光素子からの光を結像して感光体ドラム２１表面に照射する。そして、露光制御部１０３からの制御を受けて、ラインヘッド２９が帯電された感光体ドラム２１表面を露光することで、感光体ドラム２１表面に静電潜像が形成される。
【００３０】
なお、潜像形成時における感光体ドラム２１表面の露光時間は形成する画像の濃度に影響し、具体的には、露光時間が長いと画像濃度が高くなり、逆に露光時間が短いと画像濃度が薄くなる。そこで、この実施形態では、露光時間が画像形成条件として予め求められて、露光制御部１０３に記憶されている。そして、露光制御部１０３は、記憶する露光時間に基づいて、感光体ドラム２１表面を露光する時間を制御することで、画像濃度を適切な濃度に調整している。
【００３１】
このように形成された静電潜像は、感光体ドラム２１表面に伴って副走査方向ＳＤに現像部２５まで移動して、現像部２５によって現像される。この現像部２５は、現像ローラー２５１の他に、貯留タンク２５２、汲上ローラー２５３および供給ローラー２５４を備える。貯留タンク２５２は、シリコーンオイル等の不揮発性かつ絶縁性の液体キャリア中に、トナー粒子を高濃度（５〜４０ｗｔ％程度）に分散させた高粘度（１００〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤ＬＤを貯留している。この貯留タンク２５２内の液体現像剤ＬＤには、図１矢印方向に回転する汲上ローラー２５３が部分的に浸かっている。そして、液体現像剤ＬＤは、汲上ローラー２５３の回転に伴って供給ローラー２５４にまで汲み上げられる。
【００３２】
供給ローラー２５４は、現像ローラー２５１に対向して配置されている。そして、供給ローラー２５４は、図１矢印方向に回転することで、汲上ローラー２５３が汲み上げた液体現像剤ＬＤを現像ローラー２５１に供給する。このとき、現像ローラー２５１に供給される液体現像剤ＬＤの単位時間当たりの量は、供給ローラー２５４の回転数（単位時間当たりの回転回数）によって増減する。したがって、供給ローラー２５４の回転数が変化すると、現像ローラー２５１に担持される液体現像剤ＬＤの膜厚も増減して、ひいては画像濃度も変化することとなる。そこで、モーター制御部１０１は、供給ローラー２５４を回転駆動する駆動モーターを制御して、供給ローラー２５４の回転数を調整している。すなわち、供給ローラー２５４の回転数は画像形成条件として予め求められてモーター制御部１０１に記憶されており、モーター制御部１０１は、記憶する回転数で供給ローラー２５４を回転させることで、画像濃度を適切な濃度に調整している。
【００３３】
現像ローラー２５１は、感光体ドラム２１に対向して配置されており、その表面に液体現像剤ＬＤを担持しながら図１矢印方向に回転する。現像ローラー２５１の内心には、現像バイアス発生部（不図示）が電気的に接続されている。そして、現像バイアス発生部が現像ローラー２５１の内心に現像バイアスを印加すると、液体現像剤ＬＤに含まれる帯電トナーが現像ローラー２５１から感光体ドラム２１表面に移動する。こうして、感光体ドラム２１表面の被露光部分にトナーが付着して、感光体ドラム２１表面の潜像が現像される。
【００３４】
このとき、被露光部分に付着するトナーの量は、現像バイアスの電圧値によって変化する。したがって、現像バイアスの電圧値によって画像の濃度は変化する。そこで、この現像バイアスの電圧値は、画像形成条件として予め求められてバイアス電圧制御部１０２に記憶されている。そして、バイアス電圧制御部１０２は、現像バイアス発生部を制御することで、記憶する現像バイアスを現像ローラー２５１に印加し、画像濃度を適切な濃度に調整している。
【００３５】
こうして形成されたトナー像は、スクイーズローラーＳＱ1、ＳＱ2によって余分な液体キャリアが取り除かれた後に、一次転写位置ＴＲ1に搬送されて、転写ベルトユニット８によって転写ベルト８１に一次転写される。転写ベルトユニット８は、駆動ローラー８２と、図１において駆動ローラー８２の左側に配設される従動ローラー８３と、これらのローラーに張架され駆動ローラー８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（副走査方向ＳＤ）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラー８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラーは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００３６】
カラーモード実行時は、図１に示すように全ての一次転写ローラー８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラー８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００３７】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラー８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラー８２の上流側に配設された転写ベルトスクイーズ部８７を備える。この転写ベルトスクイーズ部８７は、中間転写ベルト８１表面から余分な液体キャリアを除去して、中間転写ベルト８１表面に転写されたトナー像のトナー粒子率を向上させる機能を果たす。
【００３８】
二次転写ローラー１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラー駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。そして、二次転写ローラー１２１が転写ベルト８１に当接した状態において、二次転写ローラー１２１と中間転写ベルト８１との間に二次転写位置ＴＲ2が形成される。レジストローラー対８０は給紙タイミングを調整しながら排紙経路Ｄpeに沿ってシートを送り出し、当該シートを二次転写位置ＴＲ2に給紙する。そして、二次転写位置ＴＲ2において、中間転写ベルト８１表面のトナー像がシートに二次転写される。こうして、画像としてのトナー像がシートに形成される。
【００３９】
以上が、画像形成装置と同装置が実行する画像形成動作の概略である。ところで、この画像形成装置では、ラインヘッド２９の露光時間、供給ローラー２５４の回転数、および現像ローラー２５１に印加する現像バイアスの電圧値が画像形成条件として予め求められており、この画像形成条件に基づいて画像濃度が制御される。続いては、この画像形成条件を決定する動作について説明する。
【００４０】
図３は、画像形成条件を決定する動作を説明する図である。この画像形成条件の決定動作では、テスト用トナー像ＴＩが形成されて、このテスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤのエッジ（端部）が検出される。この検出動作では、感光体ドラム２１表面に、副走査方向ＳＤに所定の幅（２１０μｍ程度（１〜１０dot程度））を有する略長方形状のテスト用潜像が形成される。そして、このテスト用潜像を現像部２５によって現像することで、図３の「検出動作」の段に示すような略長方形状のテスト用トナー像ＴＩが形成される。そして、このテスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤのエッジＥＤ1、ＥＤ2が、光センサー１０４（図２）によって検出される。
【００４１】
つまり、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21において現像ローラー２５１と一次転写位置ＴＲ1との間には、光センサー１０４（図２）が感光体ドラム２１表面に対向して配置されている。この光センサー１０４は、略円形のセンサースポットＳＰを感光体ドラム２１表面に照射する照射部と、感光体ドラム２１表面から拡散反射された光を受光する受光部とで構成されている。主走査方向ＭＤにおいて、このセンサースポットＳＰの長さＬs（数十〜数百μｍ）は、テスト用トナー像ＴＩの長さＬt（約２１mm）よりも短く設定されている。そして、感光体ドラム２１表面と一緒にテスト用トナー像ＴＩが副走査方向ＳＤに移動してセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の受光量が変化して、光センサー１０４は、図３の「光センサー出力信号」に示すような信号を出力する。
【００４２】
より具体的に説明すると、感光体ドラム２１の表面は鏡面性が高くて光を正反射する。そのため、テスト用トナー像ＴＩがセンサースポットＳＰを通過する前後では、光センサー１０４の受光部に入射する拡散反射光の量は少なく、光センサー１０４は比較的低い電圧Ｖlを出力する。一方、テスト用トナー像ＴＩがセンサースポットＳＰを通過している間は、光センサー１０４の受光する拡散反射光の量が増大するため、光センサー１０４は比較的高い電圧Ｖhを出力する。したがって、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの下流側のエッジＥＤ1がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力電圧が電圧Ｖlから電圧Ｖhに上昇して、エッジＥＤ1が検出される。また、これに続いて、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの上流側のエッジＥＤ2がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力電圧が電圧ＶhからＶlに下降して、エッジＥＤ2が検出される。
【００４３】
そして、テスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ1、ＥＤ2を検出した結果から、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤへの幅が求められる。具体的には、比較器１０５が、光センサー１０４の出力信号を、閾値電圧発生器１０６の発生する閾値電圧Ｖthで二値化する。こうして、エッジＥＤ1の検出タイミングｔ1およびエッジＥＤ2の検出タイミングｔ2がそれぞれタイマー１０７に入力されて、タイマー１０７がこれらの時間差（＝ｔ2−ｔ1）を計測する。
【００４４】
こうして計測された時間差（＝ｔ2−ｔ1）は、演算器１０８に入力される。演算器１０８は、この時間差（＝ｔ2−ｔ1）に感光体ドラム２１表面の移動速度（２５０mm/s）を乗じることで、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを算出するとともに、この算出幅ＷとＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）１０９の内容を比較してテスト用トナー像ＴＩの濃度を求める。つまり、次に説明するように、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗは、テスト用トナー像ＴＩの濃度に依存して変化するという性質を有しており、この実施形態は、この性質を利用してテスト用トナー像ＴＩの濃度を求める。
【００４５】
図４は、テスト用トナー像の濃度と幅の関係を説明する図である。同図では、現像ローラー２５１表面の液体現像剤ＬＤの膜厚が減少したとき（膜厚減少時）、標準のとき（膜厚標準時）および増加したときの各場合について、テスト用トナー像ＴＩの形成過程（同図上段）および当該過程で形成されたテスト用トナー像ＴＩ（同図下段）が示されている。なお、同図下段の「トナー像」の段において、「膜厚減少時」および「膜厚増加時」の欄では標準膜厚の液体現像剤ＬＤで現像されたテスト用トナー像ＴＩの輪郭が破線で示されている。
【００４６】
図４上の「トナー像形成過程」の段に示すように、テスト用トナー像ＴＩの形成は、副走査方向ＳＤに移動する感光体ドラム２１表面を露光器２９で露光して潜像ＬＩを形成するとともに、現像ローラー２５１表面の液体現像剤ＬＤでこの潜像ＬＩを現像することで行われる。このとき、図４中央の「標準膜厚」の欄に示すように、液体現像剤ＬＤが標準の膜厚を有するときは、感光体ドラム２１表面の潜像ＬＩに対して副走査方向ＳＤに所定の広がりを持ってトナーが付着して、副走査方向ＳＤに所定幅Ｗ(0)を有するテスト用トナー像ＴＩが形成される。
【００４７】
これに対して、図４左の「膜厚減少時」の欄に示すように、液体現像剤ＬＤの膜厚が減少すると、単位面積当たりに存在する液体現像剤ＬＤの固形分比率が少なくなるため、潜像ＬＩに付着する際のトナーの広がりが抑えられて、テスト用トナー像の占有面積が狭くなる。その結果、テスト用トナー像ＴＩは、所定幅Ｗ(0)よりも狭い幅Ｗ(-)を副走査方向ＳＤに有することとなる。また、同図右の「膜厚増加時」の欄に示すように、液体現像剤ＬＤの膜厚が増加すると、単位面積当たりに存在する液体現像剤ＬＤの固形分比率が多くなるため、潜像ＬＩに付着する際のトナーの広がりが大きくなって、テスト用トナー像の占有面積が広くなる。その結果、テスト用トナー像ＴＩは、所定幅Ｗ(0)よりも広い幅Ｗ(+)を副走査方向ＳＤに有することとなる。
【００４８】
言い換えれば、薄い膜厚の液体現像剤ＬＤで形成された低濃度のテスト用トナー像ＴＩは副走査方向ＳＤに狭い幅Ｗ(-)を有し、標準膜厚の液体現像剤ＬＤで形成された標準濃度のテスト用トナー像ＴＩは副走査方向ＳＤに所定幅Ｗ(0)を有し、厚い膜厚の液体現像剤ＬＤで形成された高濃度のテスト用トナー像ＴＩは副走査方向ＳＤに広い幅Ｗ(+)を有することとなる。そこで、以下の実施形態に示すように、この実施形態は、テスト用トナー像ＴＩの幅がテスト用トナー像ＴＩの濃度によって変化することを利用して、画像濃度の制御を実行している。具体的には、ＬＵＴ１０９を参照して、テスト用トナー像ＴＩの測定幅ＴＩからテスト用トナー像ＴＩの濃度を求めている。
【００４９】
図５は、テスト用トナー像の幅とＬＵＴの関係を示す図である。同図の左側では、テスト用トナー像ＴＩの幅が示されており、同図の右側では、ＬＵＴのアドレス（Address）に記憶されているテスト用トナー像ＴＩの濃度データ（Ｏ．Ｄ．値）が示されている。さらに、同図では、各テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗと、当該幅Ｗを有するテスト用トナー像ＴＩの濃度データが矢印で関連付けて示されている。そして、演算器１０８は、この幅Ｗと濃度データの関連に基づいて、算出した幅Ｗから濃度を求める。
【００５０】
一例を挙げれば、演算器１０８は、算出した幅Ｗが２１２．６７（μｍ）であれば、ＬＵＴ１０９のアドレス１５番地にアクセスして、このアドレス１５番地に格納されている濃度データ（＝１．５５）をテスト用トナー像ＴＩの濃度として求める。なお、Ｏ．Ｄ．値で１．５を標準濃度とすると、ここで挙げた例では、テスト用トナー像ＴＩの濃度が標準濃度より高いことになる。
【００５１】
つまり、図４を用いて説明した理由により、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗはテスト用トナー像ＴＩの濃度によって変化する。そこで、この実施形態では、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを測定（算出）し、この測定結果からテスト用トナー像ＴＩの濃度を求めている。こうして求められたテスト用トナー像ＴＩの濃度はメカコントローラー１００に出力され、メカコントローラー１００はこの濃度に基づいて、画像形成条件を最適化する。具体的には、テスト用トナー像ＴＩの濃度と標準濃度の差が求められて、以後に形成する画像の濃度が標準濃度になるように画像形成条件が最適化される。そして、最適化された画像形成条件は、各制御部１０１、１０２、１０３に記憶されて、以後に形成する画像の濃度制御に用いられることとなる。
【００５２】
例えば、画像形成条件として現像バイアスの電圧値を最適化する場合について具体的に説明すると、先ほどのとおり、テスト用トナー像ＴＩの濃度は標準濃度より高いことから、現像バイアスの電圧値が大きすぎることとなる。そこで、現状の現像バイアスの電圧値が４５０（Ｖ）であるならば、これを４２０（Ｖ）に変更すれば良い。これにより、感光体ドラム２１へのトナーの供給量を減少させて、所定の濃度（Ｏ．Ｄ．値で１．５）で画像を形成することができる。
【００５３】
ところで、上述のように、液体現像剤ＬＤによって形成されたテスト用トナー像ＴＩを、光センサーで検出する場合、液体現像剤ＬＤに含まれる液体キャリアＬＣの表面状態が、光センサーのトナー像検出動作に影響する場合があった（図６）。図６は、液体キャリアの表面状態が光センサーのトナー像検出動作に与える影響の説明図である。同図の光センサーＳＣは、照射部ＳＣeが照射してテスト用トナー像ＴＩで全反射された光を受光部ＳＣrで受光するものである。
【００５４】
液体現像剤ＬＤによって形成されたテスト用トナー像ＴＩの両エッジＥＤ1、ＥＤ2には、液体キャリアＬＣ（キャリアオイル）が付着する。この液体キャリアＬＣは、表面張力の効果によってテスト用トナー像ＴＩの厚みに比べて、かなり広い範囲に濡れ広がる。しかも、この液体キャリアＬＣの表面状態は平面とは限らないため、液体キャリアＬＣ表面の法線Ｎcの方向は不安定であり、そのため、液体キャリアＬＣで全反射される光の反射方向も不安定となる。したがって、液体キャリアＬＣの表面状態に依存して、反射光Ｌrの方向に全反射されて受光部ＳＣrに入射するときもあれば、反射光Ｌfの方向に全反射されて受光部ＳＣrに入射しないときもあるといったように、受光部ＳＣrに入射する光量が安定せず、その結果、テスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ1、ＥＤ2検出のタイミングｔ1、ｔ2が大きな誤差を含んでしまう場合があった。
【００５５】
このような問題に対応するために、本実施形態の光センサー１０４は、図７に示すような構成を備える。ここで、図７は、本実施形態の光センサーの構成を示す模式図である。同図に示すように、感光体ドラム２１表面の法線Ｎ21に対して、光センサーＳＣの照射部１０４eは角度θeだけ傾けて配置される一方、光センサーＳＣの受光部１０４rは角度θr（＜θe）だけ傾けて配置されている。これにより、照射部１０４eが発光する光は入射角θeで感光体ドラム２１表面に入射する一方、入射角θeと異なる反射角θrで感光体ドラム２１表面から拡散反射された光が受光部１０４rで検出される。つまり、受光部１０４rは、正反射光を受光する位置から外れて配置されて、拡散反射光を検出するように構成されている。
【００５６】
また、照射部１０４eから感光体ドラム２１表面（およびテスト用トナー像ＴＩ）に向かう光の進路には、Ｐ偏光板１０４pが配置されている。したがって、照射部１０４eから射出された光はＰ偏光板１０４pにより偏光された後に、感光体ドラム２１やテスト用トナー像ＴＩに照射される。つまり、感光体ドラム２１やテスト用トナー像ＴＩには、Ｐ偏光成分の光Ｌpが照射される。
【００５７】
さらに、このＰ偏光成分の光Ｌpのテスト用トナー像ＴＩへの入射角θeが、ブリュースター角θb以下となるように、照射部１０４e（およびＰ偏光板１０４p）は感光体ドラム２１表面に対して位置決めされている。なお、テスト用トナー像ＴＩへの光Ｌpの入射角θeは、テスト用トナー像ＴＩを担持する面（ここでは、感光体ドラム２１表面）に対する入射角として求めることができる。
【００５８】
一方、感光体ドラム２１表面（およびテスト用トナー像ＴＩ）から受光部１０４rに向かう光の進路には、Ｓ偏光板１０４sが配置されている。したがって、感光体ドラム２１やテスト用トナー像ＴＩで反射された光はＳ偏光板１０４sにより偏光された後に、受光部１０４rに入射する。つまり、受光部１０４rには、Ｓ偏光成分の光Ｌsが入射する。
【００５９】
以上が本実施形態の光センサー１０４が備える構成である。そして、このように光センサーＳＣを構成することで、テスト用トナー像ＴＩに付着する液体キャリアＬＣでの反射光が受光部１０４rに入射することを抑えて、テスト用トナー像ＴＩ（のエッジＥＤ1、ＥＤ2）の検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響を抑制している。具体的には次のとおりである。
【００６０】
まず、光センサー１０４の受光部１０４rは、テスト用トナー像ＴＩで拡散反射された光を検出するように構成されている。つまり、液体キャリアＬＣは光を鏡面反射（正反射）する性質を有する。したがって、拡散反射光を受光するように受光部１０４rを構成することで、液体キャリアＬＣでの正反射光が受光部１０４rに入射することを抑えることができる。
【００６１】
さらに、上記実施形態の光センサー１０４はＰ偏光板１０４pを有する。具体的には、このＰ偏光板１０４pは、照射部１０４eから出てテスト用トナー像ＴＩで拡散反射されて受光部１０４rに入る光の進路に配されている。その結果、液体キャリアＬＣでの正反射光が受光部１０４rに入射することを抑えて、光センサー１０４によるテスト用トナー像ＴＩの検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響を抑制することが可能となっている。
【００６２】
つまり、光に含まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分のうち、Ｐ偏光成分の光は、液体キャリアＬＣでの反射率が比較的低いという性質を有する（図８）。ここで、図８は、光の入射角と液体キャリアでの反射率の関係をグラフとして示した図である。同図では、横軸に光の入射角をとるとともに縦軸に光の反射率をとっており、Ｓ偏光成分の光（ｓ波）の反射率ＲsおよびＰ偏光成分の光（ｓ波）の反射率Ｒpがそれぞれ示されている。具体的には、このグラフは、液体キャリアＬＣに使用されるシリコーンオイル（例えば、信越シリコーン社製のKF-50-100cs（屈折率は約１．４））と空気（屈折率は１）との界面に対してフレネルの式を適用して、ｐ波およびｓ波の反射率を求めたものである。このグラフから、どの入射角においても、ｓ偏光成分の光よりもｐ偏光成分の光の方が液体キャリアＬＣからの反射が少ない（反射率が低い）ことがわかる。
【００６３】
そこで、上記実施形態では、このとき、Ｐ偏光板１０４pを、照射部１０４eから出てテスト用トナー像ＴＩに向かう光の進路に配している。このように構成した場合、Ｐ偏光板１０４pの作用によって、Ｐ偏光成分の光Ｌpがテスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）に入射することとなる。すなわち、液体キャリアＬＣでの反射率の低いＰ偏光成分のみを実質的にテスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）に入射させることができる。その結果、液体キャリアＬＣで反射される光そのものの量を抑えて、延いては、液体キャリアＬＣでの反射光が受光部１０４rに入射することを抑えることができる。これにより、光センサー１０４によるテスト用トナー像ＴＩの検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響を抑制することができる。
【００６４】
さらに、上記実施形態では、光センサー１０４は、テスト用トナー像ＴＩで拡散反射されて受光部１０４rに向かう光の進路に配されたＳ偏光板１０４sを有している。つまり、液体キャリアＬＣで反射される光は、反射前後で偏光の向きを変えない。したがって、上述のように、Ｐ偏光成分の光Ｌpをテスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）に入射させた場合、液体キャリアＬＣで反射された光は、Ｐ偏光の方向を向いたまま受光部１０４rへと向かう。そこで、テスト用トナー像ＴＩで拡散反射されて受光部１０４rに向かう光の進路にＳ偏光板１０４sを配しておけば、液体キャリアＬＣでの反射光をＳ偏光板１０４sでカットして、液体キャリアＬＣでの反射光が受光部１０４rに入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光センサー１０４によるテスト用トナー像ＴＩの検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響をより確実に抑制することができる。
【００６５】
また、上記実施形態では、照射部１０４eを、発光した光のテスト用トナー像ＴＩへの入射角θeがブリュースター角θb以下となる位置に配置している。つまり、図８から理解できるように、Ｐ偏光成分の光Ｌpの液体キャリアＬＣでの反射率は、光の入射角がブリュースター角θb以下の範囲では極めて小さい。したがって、上述のように、Ｐ偏光成分の光Ｌpをテスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）に入射させた場合、テスト用トナー像ＴＩへの光の入射角θeがブリュースター角θb以下となる位置に照射部１０４eを配することで、液体キャリアＬＣでの反射光を極めて小さくすることができ、液体キャリアＬＣでの反射光が受光部１０４rに入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光センサー１０４によるテスト用トナー像ＴＩの検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響をより確実に抑制することができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、第１の方向（Ｐ偏光方向）を向く偏光成分を透過させる第１の偏光板１０４pが、照射部１０４eから出てテスト用トナー像ＴＩに向かう光の進路に配されている。したがって、テスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）に照射される光Ｌpは、第１の方向を向く光である。このとき、液体キャリアＬＣにより反射された光は反射前後で偏光方向を変えずに第１の方向を向いている。そこで、テスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）で反射されて受光部１０４rに向かう光の進路に、第２の偏光板１０４sが配されている。すなわち、この第２の偏光板１０４sは、第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向（Ｓ偏光方向）を向く偏光成分を透過させるものである。したがって、液体キャリアＬＣでの反射光を第２の偏光板１０４sでカットして、液体キャリアＬＣでの反射光が受光部１０４rに入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光センサー１０４によるテスト用トナー像ＴＩの検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響をより確実に抑制することができる。
【００６７】
また、図２〜図５を用いて説明したように、上記実施形態では、感光体ドラム２１表面の潜像を液体現像剤ＬＤによって現像してテスト用トナー像ＴＩを形成する。そして、このテスト用トナー像ＴＩの幅Ｗは、テスト用トナー像ＴＩの濃度に依存して変化するという性質を持つ。そこで、この実施形態は、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを測定し、この測定結果に基づいて画像の濃度に関連する画像形成条件を調整している。その結果、画像濃度を高精度に制御することが可能となっている。この理由は次のとおりである。
【００６８】
先に説明した特許文献２では、トナー像からの反射光量がトナー像の濃度に依存して変化することを利用してトナー像の濃度が測定され、この測定濃度に基づいてその後の画像濃度が制御される。したがって、画像濃度制御を高精度に行うためには、トナー像からの反射光量の微小な変化も光センサーによりきっちり検出して、トナー像の濃度を正確に求めることが重要となる。しかしながら、トナー像に付着する液体キャリアの影響で光センサーの検出する反射光量が変動したために、光センサーの検出光量からトナー像の濃度を正確に求めることができず、その後の画像濃度制御の精度が低下する場合があった。
【００６９】
これに対して、上記実施形態は、テスト用トナー像ＴＩの濃度ではなくてテスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ1、ＥＤ2を光センサー１０４によって検出している。このエッジ検出に対応して光センサー１０４から出力される信号は比較的大きな変化を伴うものであるため、光センサー１０４の出力信号に液体キャリアの影響に起因するものが含まれていても、エッジＥＤ1、ＥＤ2の検出精度はそれほど大きな影響を受けない。そして、この実施形態では、こうして検出されたテスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ1、ＥＤ2に基づいてテスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを測定し、この測定結果に基づいての後の画像濃度制御を行うことで、高精度の画像濃度制御が実現されている。
【００７０】
第２実施形態
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、主として画像形成条件を決定する動作にあるので、以下ではこれを中心に説明を行い、その他の部分の説明は適宜省略する。なお、第１実施形態と共通する構成を具備することで、第２実施形態においても第１実施形態と同様の作用効果が奏されることは言うまでも無い。
【００７１】
図９は、画像形成条件の決定する動作の変形例を説明する図である。第１実施形態では、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗがテスト用トナー像ＴＩの濃度によって変化することを画像濃度制御に利用するために、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗが測定された。これに対して、第２実施形態では、副走査方向ＳＤに並ぶ２つのテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2が形成され、副走査方向ＳＤへのテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間の距離（間隔Ｐ）が測定される。つまり、濃度変化によってテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2それぞれの幅が変化した場合、これらテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間隔Ｐも変化することとなる。そこで、第２実施形態は、この間隔Ｐを測定した結果に基づいて画像形成条件を最適化する。詳細は次のとおりである。
【００７２】
まず、感光体ドラム２１表面に副走査方向ＳＤに幅を有する略長方形状のテスト用潜像が、副走査方向ＳＤに並んで形成される。そして、これらテスト用潜像を現像部２５によって現像することで、図９の「検出動作」の段に示すような略長方形状を有する２つのテスト用トナー像ＴＩが副走査方向ＳＤに並んで形成される。続いて、２つのテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2は、副走査方向ＳＤに移動して、光センサー１０４のセンサースポットＳＰを通過する。これに伴って、光センサー１０４の受光量が変化して、光センサー１０４は、図９の「光センサー出力信号」の段に示すような電圧信号を出力する。そして、この電圧信号からテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間隔Ｐが求められる。
【００７３】
つまり、テスト用トナー像ＴＩ1の副走査方向ＳＤ上流側のエッジＥＤ1がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力電圧が電圧ＶhからＶlに下降して、エッジＥＤ1が検出される。これに続いて、テスト用トナー像ＴＩ2の副走査方向ＳＤ下流側のエッジＥＤ2がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力電圧が電圧Ｖlから電圧Ｖhに上昇して、エッジＥＤ2が検出される。
【００７４】
そして、これらエッジＥＤ1、ＥＤ2を検出した結果から、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の副走査方向ＳＤへの間隔Ｐが求められる。具体的には、比較器１０５が、光センサー１０４の出力信号を、閾値電圧発生器１０６の発生する閾値電圧Ｖthで二値化する。こうして、エッジＥＤ1の検出タイミングｔ1およびエッジＥＤ2の検出タイミングｔ2がそれぞれタイマー１０７に入力されて、タイマー１０７がこれらの時間差（＝ｔ2−ｔ1）を計測する。
【００７５】
こうして計測された時間差（＝ｔ2−ｔ1）は、演算器１０８に入力される。演算器１０８は、この時間差（＝ｔ2−ｔ1）に感光体ドラム２１表面の移動速度を乗じることで、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間隔Ｐを算出するとともに、この算出間隔Ｐからテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度を求める。
【００７６】
こうして求められたテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度はメカコントローラー１００に出力され、メカコントローラー１００はこの濃度に基づいて、画像形成条件を最適化する。具体的には、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度と標準濃度の差が求められて、以後に形成する画像の濃度が標準濃度になるように画像形成条件が最適化される。そして、最適化された画像形成条件は、各制御部１０１、１０２、１０３に記憶されて、以後に形成する画像の濃度制御に用いられることとなる。
【００７７】
以上に説明したように、第２実施形態においても、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度ではなくてテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2のエッジＥＤ1、ＥＤ2を光センサー１０４によって検出している。このエッジ検出に対応して光センサー１０４から出力される信号は比較的大きな変化を伴うものであるため、光センサー１０４の出力信号に液体キャリアの影響に起因するものが含まれていても、エッジＥＤ1、ＥＤ2の検出精度はそれほど大きな影響を受けない。そして、この第２実施形態では、こうして検出されたテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2のエッジＥＤ1、ＥＤ2に基づいて２つのテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間の距離（間隔Ｐ）を測定し、この測定結果に基づいての後の画像濃度制御を行うことで、高精度の画像濃度制御が実現されている。
【００７８】
その他
以上のように、上記実施形態では、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当し、現像部２５が本発明の「現像部」に相当し、テスト用トナー像ＴＩが本発明の「像」に相当し、光センサー１０４が本発明の「光検出部」に相当し、照射部１０４eが本発明の「発光部材」に相当し、受光部１０４rが本発明の「受光部材」に相当し、Ｐ偏光板１０４pが本発明の「Ｐ偏光部材」あるいは「第１の偏光部材」に相当し、Ｓ偏光板１０４sが本発明の「Ｓ偏光部材」あるいは「第２の偏光部材」に相当する。また、上記実施形態では、画像形成条件が本発明の「画像の濃度に関連する画像形成条件」に相当し、光センサー１０４、比較器１０５、閾値電圧発生器１０６、タイマー１０７、演算器１０８およびＬＵＴ１０９が協働して本発明の「算出部」に相当し、メカコントローラー１００が本発明の「制御部」に相当する。
【００７９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、Ｐ偏光板１０４pの位置は上記に限られない。そこで、光センサー１０４からＳ偏光板１０４sを排するとともに、Ｐ偏光板１０４pを、テスト用トナー像ＴＩで反射されて受光部１０４rに向かう光の進路に配しても良い。これにより、光に含まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分のうち、液体キャリアＬＣで比較的多く反射されるＳ偏光成分（図８）をＰ偏光板１０４pによりカットして、液体キャリアＬＣでの反射光（Ｓ偏光成分の光）が受光部１０４rに入射することを効果的に抑制することができる。
【００８０】
また、上記実施形態では、ラインヘッド２９の露光時間、供給ローラー２５４の回転数、および現像ローラー２５１に印加する現像バイアスの電圧値が画像形成条件として最適化されていた。しかしながら、これらの全てを最適化する必要は必ずしも無く、これらのうちの一つ（例えば、供給ローラー２５４の回転数）を選択的に最適化するように構成しても良い。あるいは、画像濃度に関連するこれら以外の条件（例えば、ラインヘッド２９の発光素子の発光光量等）を、画像形成条件として最適化しても良い。
【００８１】
また、上記実施形態では、感光体ドラム２１上のテスト用トナー像ＴＩ、ＴＩ1、ＴＩ2のエッジを検出していた。しかしながら、中間転写ベルト８１に一次転写されたテスト用トナー像ＴＩ、ＴＩ1、ＴＩ2、あるいはシートに二次転写されたテスト用トナー像ＴＩ、ＴＩ1、ＴＩ2のエッジを検出するように構成しても良い。
【００８２】
また、上記第１実施形態では、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗをテスト用トナー像ＴＩの濃度に換算し、この換算結果に基づいて画像形成条件を最適化していた。しかしながら、テスト用トナー像ＴＩの濃度に換算すること無く、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗから直接に画像形成条件を最適化するように構成することもできる。
【００８３】
また、上記第１実施形態では、形成されるテスト用トナー像ＴＩは一つだけであった。しかしながら、複数のテスト用トナー像ＴＩを形成するように構成しても良い。この場合、例えば、複数のテスト用トナー像ＴＩそれぞれの幅Ｗを測定して、この平均値に基づいて画像形成条件を最適化しても良い。
【００８４】
また、上記第２実施形態では、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間隔Ｐをテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度に換算し、この換算結果に基づいて画像形成条件を最適化していた。しかしながら、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度に換算すること無く、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間隔Ｐから直接に画像形成条件を最適化するように構成することもできる。
【００８５】
また、上記第１実施形態では、形成されるテスト用トナー像は２つだけであった。しかしながら、３つ以上のテスト用トナー像を形成するように構成しても良い。この場合、例えば、これらのテスト用トナー像ＴＩそれぞれの間隔Ｐを測定して、この平均値に基づいて画像形成条件を最適化しても良い。
【符号の説明】
【００８６】
２１…感光体ドラム、 ＳＤ…副走査方向、 ＬＤ…液体現像剤、 ＴＩ、ＴＩ1、ＴＩ2…テスト用トナー像、 １００…メカコントローラー、１０１…モーター制御部、 １０２…バイアス電圧制御部、 １０３…露光制御部、 １０４…光センサー、 １０４e…照射部、 １０４r…受光部、 １０４p…Ｐ偏光板、 １０４s…Ｓ偏光板、 １０５…比較器、 １０６…閾位置電圧発生器、 １０７…タイマー、 １０８…演算器、 １０９…ＬＵＴ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体現像剤を用いて形成したトナー像を光センサーにより検出する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体キャリアにトナーを分散させた液体現像剤によって潜像を現像することで、画像を形成する技術が知られている。また、この画像形成技術の分野では、パッチ画像と称される濃度測定用のトナー像を形成し、このトナー像の濃度を求めた結果に基づいて、その後に形成する画像の濃度を制御することが行われている（特許文献１）。
【０００３】
また、特許文献２では、光センサーを用いてこのようなトナー像の濃度を測定する技術が記載されている。この技術は、トナー像に光を照射した際の反射光量がトナー像の濃度に依存して変化することを利用して、光センサーで検出した反射光量からトナー像の濃度を求めるものである。
【０００４】
さらに、特許文献２では、この濃度測定の精度は、液体現像剤に含まれる液体キャリアの影響によって低下する点が指摘されている。つまり、トナー像の表面には液体キャリアが付着しているため、トナー像に照射された光のうちの相当量は、トナー像そのものではなく、液体キャリアの界面で反射される。その結果、トナー像からの反射光量が過小となって、トナー像からの反射光量を正確に検出できず、濃度測定の精度が低下することがあった。そこで、特許文献２では、トナー像に光を照射する光源を複数設けることで、トナー像への照射光量を増大させて、トナー像からの反射光量を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２００６−３０４８１８号公報
【特許文献２】特開２００３−１７７６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような方法では、液体キャリアが濃度測定の精度に与える影響を十分に排除することはできなかった。つまり、光センサー等の光検出部の検出する液体キャリア界面からの反射光量は、液体キャリアの表面状態に影響を受ける。例えば、液体キャリア表面が平らであるときと波打っているときとでは、液体キャリア界面での光の反射状態は異なるため、光検出部の検出する反射光量が変動する。言い換えれば、トナー像の濃度のみならず液体キャリアの表面状態にも依存して、光検出部の検出光量が変化してしまう。そのため、光検出部の検出光量に基づき測定された濃度は、液体キャリアの表面状態に起因する誤差を含むものとなる。また、この測定濃度に基づいてその後に形成する画像の濃度制御を行なった場合には、この測定濃度の誤差のために、画像濃度を高精度に制御することが困難となる場合があった。このような事情から、液体現像剤によりトナー像を形成する画像形成装置においては、光検出部によるトナー像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響が問題となっていた。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、液体現像剤を用いて像を形成する画像形成装置および画像形成方法において、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響を抑制する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の第１態様にかかる画像形成装置は、上記課題を解決するために、潜像が形成される潜像担持体と、液体キャリア及びトナーを含む液体現像剤によって潜像を現像する現像部と、現像部で現像された像に光を照射する発光部材、像で拡散反射された光を受光する受光部材、および発光部材から照射されて像で拡散反射されて受光部材に入る光の経路に配されるＰ偏光部材を有する光検出部と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、潜像担持体に潜像を形成し、形成された潜像を液体キャリア及びトナーを含む液体現像剤によって現像し、光を照射する発光部材、像で拡散反射された光を受光する受光部材、および発光部材から照射されて像で拡散反射されて受光部材に入る光の経路に配されたＰ偏光部材を有する光検出部を用いて現像された像を検出することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明（画像形成装置、画像形成方法）では、像に光を照射する発光部材、および像で反射された光を受光する受光部材を有する光検出部によって、像を検出することができる。そして、この発明では、像に付着する液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを抑えることで、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響を抑制している。具体的には次のとおりである。
【００１１】
まず、光検出部の受光部材は、像で拡散反射された光を検出するように構成されている。つまり、液体キャリアは光を鏡面反射（正反射）する性質を有する。したがって、拡散反射光を受光するように受光部材を構成することで、液体キャリアでの正反射光が受光部材に入射することを抑えることができる。さらに、本発明の光検出部はＰ偏光部材を有する。具体的には、このＰ偏光部材は、発光部材から出て像で拡散反射されて受光部材に入る光の経路に配されている。その結果、液体キャリアでの正反射光が受光部材に入射することを抑えて、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響を抑制することが可能となっている。
【００１２】
このとき、Ｐ偏光部材を、発光部材から照射されて像に向かう光の経路に配しても良い。このように構成した場合、Ｐ偏光部材の作用によって、Ｐ偏光成分の光が像（および液体キャリア）に入射することとなる。すなわち、光に含まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分のうち液体キャリアでの反射率の低いＰ偏光成分のみを実質的に像（および液体キャリア）に入射させることができる。その結果、液体キャリアで反射される光そのものの量を抑えて、延いては、液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを抑えることができる。これにより、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響を抑制することができる。
【００１３】
さらに、光検出部は、像で拡散反射されて受光部材に向かう光の経路に配されるＳ偏光部材を有するように構成しても良い。つまり、液体キャリアで反射される光は、反射前後で偏光の向きを変えない。したがって、上述のように、Ｐ偏光成分の光を像（および液体キャリア）に入射させた場合、液体キャリアで反射された光は、Ｐ偏光の方向を向いたまま受光部材へと向かう。そこで、像で拡散反射されて受光部材に向かう光の経路にＳ偏光部材を配しておけば、液体キャリアでの反射光をＳ偏光部材でカットして、液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響をより確実に抑制することができる。
【００１４】
また、発光部材を、発光した光の像への入射角がブリュースター角以下となる位置に配しても良い。つまり、Ｐ偏光成分の光の液体キャリアでの反射率は、光の入射角がブリュースター角以下の範囲では極めて小さい。したがって、上述のように、Ｐ偏光成分の光を像（および液体キャリア）に入射させた場合、像への光の入射角がブリュースター角以下となる位置に発光部材を配することで、液体キャリアでの反射光を極めて小さくすることができ、液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響をより確実に抑制することができる。ちなみに、像への光の入射角は、像を担持する面に対する入射角として求めることができる。
【００１５】
なお、Ｐ偏光部材の位置は上記に限られない。そこで、Ｐ偏光部材を、像で反射されて受光部材に向かう光の経路に配しても良い。これにより、光に含まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分のうち、液体キャリアで比較的多く反射されるＳ偏光成分をＰ偏光部材によりカットして、液体キャリアでの反射光（Ｓ偏光成分の光）が受光部材に入射することを効果的に抑制することができる。
【００１６】
また、上述してきた構成において、光検出部は像の端部を検出し、光検出部で検出された像の端部の情報に基づいて、像の潜像担持体の移動方向の幅を算出する算出部と、算出部が算出した像の潜像担持体の移動方向の幅の情報に基づいて、画像の濃度に関連する画像形成条件を制御する制御部と、を備えるように構成しても良い。つまり、このような構成では、潜像担持体の潜像を液体現像剤によって現像して像を形成する。このとき形成される像の幅は、後に詳述するように、像の濃度に依存して変化するという性質を持つ。そこで、像の幅を求めて、この結果に基づいて画像の濃度に関連する画像形成条件を制御することができるとともに、画像濃度を高精度に制御することが可能となる。この理由は次のとおりである。
【００１７】
上記特許文献２では、像からの反射光量が像の濃度に依存して変化することを利用して像の濃度が測定され、この測定濃度に基づいてその後の画像濃度が制御される。したがって、画像濃度制御を高精度に行うためには、像からの反射光量の微小な変化も光センサーによりきっちり検出して、像の濃度を正確に求めることが重要となる。しかしながら、像に付着する液体キャリアの影響で光センサーの検出する反射光量が変動したために、光センサーの検出光量から像の濃度を正確に求めることができず、その後の画像濃度制御の精度が低下する場合があった。これに対して、上記構成は、像の濃度ではなくて像の端部を光センサーによって検出している。この端部検出に対応して光センサーから出力される信号は比較的大きな変化を伴うものであるため、光センサーの出力信号に液体キャリアの影響に起因するものが含まれていても、端部の検出精度はそれほど大きな影響を受けない。そして、この構成では、こうして検出された像の端部の情報に基づいて像の幅を算出し、この算出結果に基づいての後の画像濃度制御を行うことで、高精度の画像濃度制御が実現されている。
【００１８】
この発明の第１態様にかかる画像形成装置は、上記課題を解決するために、潜像が形成される潜像担持体と、液体キャリアとトナーを有する液体現像剤によって潜像を現像する現像部と、現像部で現像された像に光を照射する発光部材、像で拡散反射された光を受光する受光部材、発光部材から照射されて像に向かう光の経路に配されて第１の方向の偏光成分を透過させる第１の偏光部材、像で反射されて受光部材に向かう光の経路に配されて第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向の偏光成分を透過させる第２の偏光部材を有する光検出部と、を備えたことを特徴としている。
【００１９】
このように構成された発明（画像形成装置）では、像に光を照射する発光部材、および像で反射された光を受光する受光部材を有する光検出部によって、像を検出することができる。そして、この発明では、像に付着する液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを抑えることで、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響を抑制している。具体的には、次のとおりである。
【００２０】
この発明では、第１の方向を向く偏光成分を透過させる第１の偏光部材が、発光部材から出て像に向かう光の経路に配されている。したがって、像（および液体キャリア）に照射される光は、第１の方向を向く光である。このとき、液体キャリアにより反射された光は反射前後で偏光方向を変えずに第１の方向を向いている。そこで、像（および液体キャリア）で反射されて受光部材に向かう光の経路に、第２の偏光部材が配されている。すなわち、この第２の偏光部材は、第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向を向く偏光成分を透過させるものである。したがって、液体キャリアでの反射光を第２の偏光部材でカットして、液体キャリアでの反射光が受光部材に入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光検出部による像の検出結果に対して液体キャリアが与える影響をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図２】図１の画像形成装置が備える電気的構成を示すブロック図。
【図３】画像形成条件を決定する動作を説明する図。
【図４】トナー像の幅と濃度の関係を説明するための図。
【図５】テスト用トナー像の幅とＬＵＴの関係を示す図。
【図６】液体キャリアの表面状態が光センサーのトナー像検出に与える影響の説明図。
【図７】本実施形態の光センサーの構成を示す模式図。
【図８】光の入射角と液体キャリアでの反射率の関係をグラフとして示した図。
【図９】画像形成条件の決定する動作の変形例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１実施形態
図１は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。図２は、図１の画像形成装置が備える電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリーなどを有するメインコントローラーに与えられると、このメインコントローラーがメカコントローラー１００（図２）に制御信号を与え、これに基づき、メカコントローラー１００が装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００２３】
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体（図示省略）の内部には、電源回路基板、メインコントローラー、メカコントローラー１００等を内蔵する電装品ボックス（図示省略）が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および二次転写ユニット１２もハウジング本体内に配設されている。
【００２４】
画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００２５】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の感光体カートリッジに保持されており、感光体カートリッジと一体的に装置本体に対して着脱自在に構成されている。さらに、感光体カートリッジそれぞれには、当該感光体カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性のメモリーが設けられている。そして、メカコントローラー１００と各感光体カートリッジとの間で無線通信が行なわれる。こうすることで、各感光体カートリッジに関する情報がメカコントローラー１００に伝達されるとともに、必要に応じて各メモリーの情報が更新記憶される。これらの情報に基づき各感光体カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００２６】
また、感光体カートリッジが装着された状態において、各感光体ドラム２１はその回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム２１の回転軸はそれぞれ専用の駆動モーターＤＭに接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに搬送される。このとき、感光体ドラム２１の駆動モーターＤＭの制御は、モーター制御部１０１によって実行される。
【００２７】
また、感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、露光器としてのラインヘッド２９、現像部２５およびスクイーズローラーＳＱ1、ＳＱ2および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作等が実行される。カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時は、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００２８】
帯電部２３はいわゆるコロナ帯電器で構成されており、感光体ドラム２１表面に接触しない非接触型の帯電器である。この帯電部２３は、帯電電圧発生部（図示省略）に接続されている。そして、バイアス電圧制御部１０２（図２）の制御を受けて帯電電圧発生部が帯電バイアスを帯電部２３に給電すると、帯電部２３が感光体ドラム２１に対向する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。
【００２９】
ラインヘッド２９は、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに平行もしくは略平行となるように、かつ、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに平行もしくは略平行となるように配置されている。ラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに配列された複数の発光素子を備えており、各発光素子からの光を結像して感光体ドラム２１表面に照射する。そして、露光制御部１０３からの制御を受けて、ラインヘッド２９が帯電された感光体ドラム２１表面を露光することで、感光体ドラム２１表面に静電潜像が形成される。
【００３０】
なお、潜像形成時における感光体ドラム２１表面の露光時間は形成する画像の濃度に影響し、具体的には、露光時間が長いと画像濃度が高くなり、逆に露光時間が短いと画像濃度が薄くなる。そこで、この実施形態では、露光時間が画像形成条件として予め求められて、露光制御部１０３に記憶されている。そして、露光制御部１０３は、記憶する露光時間に基づいて、感光体ドラム２１表面を露光する時間を制御することで、画像濃度を適切な濃度に調整している。
【００３１】
このように形成された静電潜像は、感光体ドラム２１表面に伴って副走査方向ＳＤに現像部２５まで移動して、現像部２５によって現像される。この現像部２５は、現像ローラー２５１の他に、貯留タンク２５２、汲上ローラー２５３および供給ローラー２５４を備える。貯留タンク２５２は、シリコーンオイル等の不揮発性かつ絶縁性の液体キャリア中に、トナー粒子を高濃度（５〜４０ｗｔ％程度）に分散させた高粘度（１００〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤ＬＤを貯留している。この貯留タンク２５２内の液体現像剤ＬＤには、図１矢印方向に回転する汲上ローラー２５３が部分的に浸かっている。そして、液体現像剤ＬＤは、汲上ローラー２５３の回転に伴って供給ローラー２５４にまで汲み上げられる。
【００３２】
供給ローラー２５４は、現像ローラー２５１に対向して配置されている。そして、供給ローラー２５４は、図１矢印方向に回転することで、汲上ローラー２５３が汲み上げた液体現像剤ＬＤを現像ローラー２５１に供給する。このとき、現像ローラー２５１に供給される液体現像剤ＬＤの単位時間当たりの量は、供給ローラー２５４の回転数（単位時間当たりの回転回数）によって増減する。したがって、供給ローラー２５４の回転数が変化すると、現像ローラー２５１に担持される液体現像剤ＬＤの膜厚も増減して、ひいては画像濃度も変化することとなる。そこで、モーター制御部１０１は、供給ローラー２５４を回転駆動する駆動モーターを制御して、供給ローラー２５４の回転数を調整している。すなわち、供給ローラー２５４の回転数は画像形成条件として予め求められてモーター制御部１０１に記憶されており、モーター制御部１０１は、記憶する回転数で供給ローラー２５４を回転させることで、画像濃度を適切な濃度に調整している。
【００３３】
現像ローラー２５１は、感光体ドラム２１に対向して配置されており、その表面に液体現像剤ＬＤを担持しながら図１矢印方向に回転する。現像ローラー２５１の内心には、現像バイアス発生部（不図示）が電気的に接続されている。そして、現像バイアス発生部が現像ローラー２５１の内心に現像バイアスを印加すると、液体現像剤ＬＤに含まれる帯電トナーが現像ローラー２５１から感光体ドラム２１表面に移動する。こうして、感光体ドラム２１表面の被露光部分にトナーが付着して、感光体ドラム２１表面の潜像が現像される。
【００３４】
このとき、被露光部分に付着するトナーの量は、現像バイアスの電圧値によって変化する。したがって、現像バイアスの電圧値によって画像の濃度は変化する。そこで、この現像バイアスの電圧値は、画像形成条件として予め求められてバイアス電圧制御部１０２に記憶されている。そして、バイアス電圧制御部１０２は、現像バイアス発生部を制御することで、記憶する現像バイアスを現像ローラー２５１に印加し、画像濃度を適切な濃度に調整している。
【００３５】
こうして形成されたトナー像は、スクイーズローラーＳＱ1、ＳＱ2によって余分な液体キャリアが取り除かれた後に、一次転写位置ＴＲ1に搬送されて、転写ベルトユニット８によって転写ベルト８１に一次転写される。転写ベルトユニット８は、駆動ローラー８２と、図１において駆動ローラー８２の左側に配設される従動ローラー８３と、これらのローラーに張架され駆動ローラー８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（副走査方向ＳＤ）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラー８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラーは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００３６】
カラーモード実行時は、図１に示すように全ての一次転写ローラー８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラー８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００３７】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラー８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラー８２の上流側に配設された転写ベルトスクイーズ部８７を備える。この転写ベルトスクイーズ部８７は、中間転写ベルト８１表面から余分な液体キャリアを除去して、中間転写ベルト８１表面に転写されたトナー像のトナー粒子率を向上させる機能を果たす。
【００３８】
二次転写ローラー１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラー駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。そして、二次転写ローラー１２１が転写ベルト８１に当接した状態において、二次転写ローラー１２１と中間転写ベルト８１との間に二次転写位置ＴＲ2が形成される。レジストローラー対８０は給紙タイミングを調整しながら排紙経路Ｄpeに沿ってシートを送り出し、当該シートを二次転写位置ＴＲ2に給紙する。そして、二次転写位置ＴＲ2において、中間転写ベルト８１表面のトナー像がシートに二次転写される。こうして、画像としてのトナー像がシートに形成される。
【００３９】
以上が、画像形成装置と同装置が実行する画像形成動作の概略である。ところで、この画像形成装置では、ラインヘッド２９の露光時間、供給ローラー２５４の回転数、および現像ローラー２５１に印加する現像バイアスの電圧値が画像形成条件として予め求められており、この画像形成条件に基づいて画像濃度が制御される。続いては、この画像形成条件を決定する動作について説明する。
【００４０】
図３は、画像形成条件を決定する動作を説明する図である。この画像形成条件の決定動作では、テスト用トナー像ＴＩが形成されて、このテスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤのエッジ（端部）が検出される。この検出動作では、感光体ドラム２１表面に、副走査方向ＳＤに所定の幅（２１０μｍ程度（１〜１０dot程度））を有する略長方形状のテスト用潜像が形成される。そして、このテスト用潜像を現像部２５によって現像することで、図３の「検出動作」の段に示すような略長方形状のテスト用トナー像ＴＩが形成される。そして、このテスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤのエッジＥＤ1、ＥＤ2が、光センサー１０４（図２）によって検出される。
【００４１】
つまり、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21において現像ローラー２５１と一次転写位置ＴＲ1との間には、光センサー１０４（図２）が感光体ドラム２１表面に対向して配置されている。この光センサー１０４は、略円形のセンサースポットＳＰを感光体ドラム２１表面に照射する照射部と、感光体ドラム２１表面から拡散反射された光を受光する受光部とで構成されている。主走査方向ＭＤにおいて、このセンサースポットＳＰの長さＬs（数十〜数百μｍ）は、テスト用トナー像ＴＩの長さＬt（約２１mm）よりも短く設定されている。そして、感光体ドラム２１表面と一緒にテスト用トナー像ＴＩが副走査方向ＳＤに移動してセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の受光量が変化して、光センサー１０４は、図３の「光センサー出力信号」に示すような信号を出力する。
【００４２】
より具体的に説明すると、感光体ドラム２１の表面は鏡面性が高くて光を正反射する。そのため、テスト用トナー像ＴＩがセンサースポットＳＰを通過する前後では、光センサー１０４の受光部に入射する拡散反射光の量は少なく、光センサー１０４は比較的低い電圧Ｖlを出力する。一方、テスト用トナー像ＴＩがセンサースポットＳＰを通過している間は、光センサー１０４の受光する拡散反射光の量が増大するため、光センサー１０４は比較的高い電圧Ｖhを出力する。したがって、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの下流側のエッジＥＤ1がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力電圧が電圧Ｖlから電圧Ｖhに上昇して、エッジＥＤ1が検出される。また、これに続いて、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤの上流側のエッジＥＤ2がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力電圧が電圧ＶhからＶlに下降して、エッジＥＤ2が検出される。
【００４３】
そして、テスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ1、ＥＤ2を検出した結果から、テスト用トナー像ＴＩの副走査方向ＳＤへの幅が求められる。具体的には、比較器１０５が、光センサー１０４の出力信号を、閾値電圧発生器１０６の発生する閾値電圧Ｖthで二値化する。こうして、エッジＥＤ1の検出タイミングｔ1およびエッジＥＤ2の検出タイミングｔ2がそれぞれタイマー１０７に入力されて、タイマー１０７がこれらの時間差（＝ｔ2−ｔ1）を計測する。
【００４４】
こうして計測された時間差（＝ｔ2−ｔ1）は、演算器１０８に入力される。演算器１０８は、この時間差（＝ｔ2−ｔ1）に感光体ドラム２１表面の移動速度（２５０mm/s）を乗じることで、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを算出するとともに、この算出幅ＷとＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）１０９の内容を比較してテスト用トナー像ＴＩの濃度を求める。つまり、次に説明するように、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗは、テスト用トナー像ＴＩの濃度に依存して変化するという性質を有しており、この実施形態は、この性質を利用してテスト用トナー像ＴＩの濃度を求める。
【００４５】
図４は、テスト用トナー像の濃度と幅の関係を説明する図である。同図では、現像ローラー２５１表面の液体現像剤ＬＤの膜厚が減少したとき（膜厚減少時）、標準のとき（膜厚標準時）および増加したときの各場合について、テスト用トナー像ＴＩの形成過程（同図上段）および当該過程で形成されたテスト用トナー像ＴＩ（同図下段）が示されている。なお、同図下段の「トナー像」の段において、「膜厚減少時」および「膜厚増加時」の欄では標準膜厚の液体現像剤ＬＤで現像されたテスト用トナー像ＴＩの輪郭が破線で示されている。
【００４６】
図４上の「トナー像形成過程」の段に示すように、テスト用トナー像ＴＩの形成は、副走査方向ＳＤに移動する感光体ドラム２１表面を露光器２９で露光して潜像ＬＩを形成するとともに、現像ローラー２５１表面の液体現像剤ＬＤでこの潜像ＬＩを現像することで行われる。このとき、図４中央の「標準膜厚」の欄に示すように、液体現像剤ＬＤが標準の膜厚を有するときは、感光体ドラム２１表面の潜像ＬＩに対して副走査方向ＳＤに所定の広がりを持ってトナーが付着して、副走査方向ＳＤに所定幅Ｗ(0)を有するテスト用トナー像ＴＩが形成される。
【００４７】
これに対して、図４左の「膜厚減少時」の欄に示すように、液体現像剤ＬＤの膜厚が減少すると、単位面積当たりに存在する液体現像剤ＬＤの固形分比率が少なくなるため、潜像ＬＩに付着する際のトナーの広がりが抑えられて、テスト用トナー像の占有面積が狭くなる。その結果、テスト用トナー像ＴＩは、所定幅Ｗ(0)よりも狭い幅Ｗ(-)を副走査方向ＳＤに有することとなる。また、同図右の「膜厚増加時」の欄に示すように、液体現像剤ＬＤの膜厚が増加すると、単位面積当たりに存在する液体現像剤ＬＤの固形分比率が多くなるため、潜像ＬＩに付着する際のトナーの広がりが大きくなって、テスト用トナー像の占有面積が広くなる。その結果、テスト用トナー像ＴＩは、所定幅Ｗ(0)よりも広い幅Ｗ(+)を副走査方向ＳＤに有することとなる。
【００４８】
言い換えれば、薄い膜厚の液体現像剤ＬＤで形成された低濃度のテスト用トナー像ＴＩは副走査方向ＳＤに狭い幅Ｗ(-)を有し、標準膜厚の液体現像剤ＬＤで形成された標準濃度のテスト用トナー像ＴＩは副走査方向ＳＤに所定幅Ｗ(0)を有し、厚い膜厚の液体現像剤ＬＤで形成された高濃度のテスト用トナー像ＴＩは副走査方向ＳＤに広い幅Ｗ(+)を有することとなる。そこで、以下の実施形態に示すように、この実施形態は、テスト用トナー像ＴＩの幅がテスト用トナー像ＴＩの濃度によって変化することを利用して、画像濃度の制御を実行している。具体的には、ＬＵＴ１０９を参照して、テスト用トナー像ＴＩの測定幅ＴＩからテスト用トナー像ＴＩの濃度を求めている。
【００４９】
図５は、テスト用トナー像の幅とＬＵＴの関係を示す図である。同図の左側では、テスト用トナー像ＴＩの幅が示されており、同図の右側では、ＬＵＴのアドレス（Address）に記憶されているテスト用トナー像ＴＩの濃度データ（Ｏ．Ｄ．値）が示されている。さらに、同図では、各テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗと、当該幅Ｗを有するテスト用トナー像ＴＩの濃度データが矢印で関連付けて示されている。そして、演算器１０８は、この幅Ｗと濃度データの関連に基づいて、算出した幅Ｗから濃度を求める。
【００５０】
一例を挙げれば、演算器１０８は、算出した幅Ｗが２１２．６７（μｍ）であれば、ＬＵＴ１０９のアドレス１５番地にアクセスして、このアドレス１５番地に格納されている濃度データ（＝１．５５）をテスト用トナー像ＴＩの濃度として求める。なお、Ｏ．Ｄ．値で１．５を標準濃度とすると、ここで挙げた例では、テスト用トナー像ＴＩの濃度が標準濃度より高いことになる。
【００５１】
つまり、図４を用いて説明した理由により、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗはテスト用トナー像ＴＩの濃度によって変化する。そこで、この実施形態では、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを測定（算出）し、この測定結果からテスト用トナー像ＴＩの濃度を求めている。こうして求められたテスト用トナー像ＴＩの濃度はメカコントローラー１００に出力され、メカコントローラー１００はこの濃度に基づいて、画像形成条件を最適化する。具体的には、テスト用トナー像ＴＩの濃度と標準濃度の差が求められて、以後に形成する画像の濃度が標準濃度になるように画像形成条件が最適化される。そして、最適化された画像形成条件は、各制御部１０１、１０２、１０３に記憶されて、以後に形成する画像の濃度制御に用いられることとなる。
【００５２】
例えば、画像形成条件として現像バイアスの電圧値を最適化する場合について具体的に説明すると、先ほどのとおり、テスト用トナー像ＴＩの濃度は標準濃度より高いことから、現像バイアスの電圧値が大きすぎることとなる。そこで、現状の現像バイアスの電圧値が４５０（Ｖ）であるならば、これを４２０（Ｖ）に変更すれば良い。これにより、感光体ドラム２１へのトナーの供給量を減少させて、所定の濃度（Ｏ．Ｄ．値で１．５）で画像を形成することができる。
【００５３】
ところで、上述のように、液体現像剤ＬＤによって形成されたテスト用トナー像ＴＩを、光センサーで検出する場合、液体現像剤ＬＤに含まれる液体キャリアＬＣの表面状態が、光センサーのトナー像検出動作に影響する場合があった（図６）。図６は、液体キャリアの表面状態が光センサーのトナー像検出動作に与える影響の説明図である。同図の光センサーＳＣは、照射部ＳＣeが照射してテスト用トナー像ＴＩで全反射された光を受光部ＳＣrで受光するものである。
【００５４】
液体現像剤ＬＤによって形成されたテスト用トナー像ＴＩの両エッジＥＤ1、ＥＤ2には、液体キャリアＬＣ（キャリアオイル）が付着する。この液体キャリアＬＣは、表面張力の効果によってテスト用トナー像ＴＩの厚みに比べて、かなり広い範囲に濡れ広がる。しかも、この液体キャリアＬＣの表面状態は平面とは限らないため、液体キャリアＬＣ表面の法線Ｎcの方向は不安定であり、そのため、液体キャリアＬＣで全反射される光の反射方向も不安定となる。したがって、液体キャリアＬＣの表面状態に依存して、反射光Ｌrの方向に全反射されて受光部ＳＣrに入射するときもあれば、反射光Ｌfの方向に全反射されて受光部ＳＣrに入射しないときもあるといったように、受光部ＳＣrに入射する光量が安定せず、その結果、テスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ1、ＥＤ2検出のタイミングｔ1、ｔ2が大きな誤差を含んでしまう場合があった。
【００５５】
このような問題に対応するために、本実施形態の光センサー１０４は、図７に示すような構成を備える。ここで、図７は、本実施形態の光センサーの構成を示す模式図である。同図に示すように、感光体ドラム２１表面の法線Ｎ21に対して、光センサーＳＣの照射部１０４eは角度θeだけ傾けて配置される一方、光センサーＳＣの受光部１０４rは角度θr（＜θe）だけ傾けて配置されている。これにより、照射部１０４eが発光する光は入射角θeで感光体ドラム２１表面に入射する一方、入射角θeと異なる反射角θrで感光体ドラム２１表面から拡散反射された光が受光部１０４rで検出される。つまり、受光部１０４rは、正反射光を受光する位置から外れて配置されて、拡散反射光を検出するように構成されている。
【００５６】
また、照射部１０４eから感光体ドラム２１表面（およびテスト用トナー像ＴＩ）に向かう光の進路には、Ｐ偏光板１０４pが配置されている。したがって、照射部１０４eから射出された光はＰ偏光板１０４pにより偏光された後に、感光体ドラム２１やテスト用トナー像ＴＩに照射される。つまり、感光体ドラム２１やテスト用トナー像ＴＩには、Ｐ偏光成分の光Ｌpが照射される。
【００５７】
さらに、このＰ偏光成分の光Ｌpのテスト用トナー像ＴＩへの入射角θeが、ブリュースター角θb以下となるように、照射部１０４e（およびＰ偏光板１０４p）は感光体ドラム２１表面に対して位置決めされている。なお、テスト用トナー像ＴＩへの光Ｌpの入射角θeは、テスト用トナー像ＴＩを担持する面（ここでは、感光体ドラム２１表面）に対する入射角として求めることができる。
【００５８】
一方、感光体ドラム２１表面（およびテスト用トナー像ＴＩ）から受光部１０４rに向かう光の進路には、Ｓ偏光板１０４sが配置されている。したがって、感光体ドラム２１やテスト用トナー像ＴＩで反射された光はＳ偏光板１０４sにより偏光された後に、受光部１０４rに入射する。つまり、受光部１０４rには、Ｓ偏光成分の光Ｌsが入射する。
【００５９】
以上が本実施形態の光センサー１０４が備える構成である。そして、このように光センサーＳＣを構成することで、テスト用トナー像ＴＩに付着する液体キャリアＬＣでの反射光が受光部１０４rに入射することを抑えて、テスト用トナー像ＴＩ（のエッジＥＤ1、ＥＤ2）の検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響を抑制している。具体的には次のとおりである。
【００６０】
まず、光センサー１０４の受光部１０４rは、テスト用トナー像ＴＩで拡散反射された光を検出するように構成されている。つまり、液体キャリアＬＣは光を鏡面反射（正反射）する性質を有する。したがって、拡散反射光を受光するように受光部１０４rを構成することで、液体キャリアＬＣでの正反射光が受光部１０４rに入射することを抑えることができる。
【００６１】
さらに、上記実施形態の光センサー１０４はＰ偏光板１０４pを有する。具体的には、このＰ偏光板１０４pは、照射部１０４eから出てテスト用トナー像ＴＩで拡散反射されて受光部１０４rに入る光の進路に配されている。その結果、液体キャリアＬＣでの正反射光が受光部１０４rに入射することを抑えて、光センサー１０４によるテスト用トナー像ＴＩの検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響を抑制することが可能となっている。
【００６２】
つまり、光に含まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分のうち、Ｐ偏光成分の光は、液体キャリアＬＣでの反射率が比較的低いという性質を有する（図８）。ここで、図８は、光の入射角と液体キャリアでの反射率の関係をグラフとして示した図である。同図では、横軸に光の入射角をとるとともに縦軸に光の反射率をとっており、Ｓ偏光成分の光（ｓ波）の反射率ＲsおよびＰ偏光成分の光（ｓ波）の反射率Ｒpがそれぞれ示されている。具体的には、このグラフは、液体キャリアＬＣに使用されるシリコーンオイル（例えば、信越シリコーン社製のKF-50-100cs（屈折率は約１．４））と空気（屈折率は１）との界面に対してフレネルの式を適用して、ｐ波およびｓ波の反射率を求めたものである。このグラフから、どの入射角においても、ｓ偏光成分の光よりもｐ偏光成分の光の方が液体キャリアＬＣからの反射が少ない（反射率が低い）ことがわかる。
【００６３】
そこで、上記実施形態では、このとき、Ｐ偏光板１０４pを、照射部１０４eから出てテスト用トナー像ＴＩに向かう光の進路に配している。このように構成した場合、Ｐ偏光板１０４pの作用によって、Ｐ偏光成分の光Ｌpがテスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）に入射することとなる。すなわち、液体キャリアＬＣでの反射率の低いＰ偏光成分のみを実質的にテスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）に入射させることができる。その結果、液体キャリアＬＣで反射される光そのものの量を抑えて、延いては、液体キャリアＬＣでの反射光が受光部１０４rに入射することを抑えることができる。これにより、光センサー１０４によるテスト用トナー像ＴＩの検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響を抑制することができる。
【００６４】
さらに、上記実施形態では、光センサー１０４は、テスト用トナー像ＴＩで拡散反射されて受光部１０４rに向かう光の進路に配されたＳ偏光板１０４sを有している。つまり、液体キャリアＬＣで反射される光は、反射前後で偏光の向きを変えない。したがって、上述のように、Ｐ偏光成分の光Ｌpをテスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）に入射させた場合、液体キャリアＬＣで反射された光は、Ｐ偏光の方向を向いたまま受光部１０４rへと向かう。そこで、テスト用トナー像ＴＩで拡散反射されて受光部１０４rに向かう光の進路にＳ偏光板１０４sを配しておけば、液体キャリアＬＣでの反射光をＳ偏光板１０４sでカットして、液体キャリアＬＣでの反射光が受光部１０４rに入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光センサー１０４によるテスト用トナー像ＴＩの検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響をより確実に抑制することができる。
【００６５】
また、上記実施形態では、照射部１０４eを、発光した光のテスト用トナー像ＴＩへの入射角θeがブリュースター角θb以下となる位置に配置している。つまり、図８から理解できるように、Ｐ偏光成分の光Ｌpの液体キャリアＬＣでの反射率は、光の入射角がブリュースター角θb以下の範囲では極めて小さい。したがって、上述のように、Ｐ偏光成分の光Ｌpをテスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）に入射させた場合、テスト用トナー像ＴＩへの光の入射角θeがブリュースター角θb以下となる位置に照射部１０４eを配することで、液体キャリアＬＣでの反射光を極めて小さくすることができ、液体キャリアＬＣでの反射光が受光部１０４rに入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光センサー１０４によるテスト用トナー像ＴＩの検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響をより確実に抑制することができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、第１の方向（Ｐ偏光方向）を向く偏光成分を透過させる第１の偏光板１０４pが、照射部１０４eから出てテスト用トナー像ＴＩに向かう光の進路に配されている。したがって、テスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）に照射される光Ｌpは、第１の方向を向く光である。このとき、液体キャリアＬＣにより反射された光は反射前後で偏光方向を変えずに第１の方向を向いている。そこで、テスト用トナー像ＴＩ（および液体キャリアＬＣ）で反射されて受光部１０４rに向かう光の進路に、第２の偏光板１０４sが配されている。すなわち、この第２の偏光板１０４sは、第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向（Ｓ偏光方向）を向く偏光成分を透過させるものである。したがって、液体キャリアＬＣでの反射光を第２の偏光板１０４sでカットして、液体キャリアＬＣでの反射光が受光部１０４rに入射することを効果的に抑制することができる。これによって、光センサー１０４によるテスト用トナー像ＴＩの検出結果に対して液体キャリアＬＣが与える影響をより確実に抑制することができる。
【００６７】
また、図２〜図５を用いて説明したように、上記実施形態では、感光体ドラム２１表面の潜像を液体現像剤ＬＤによって現像してテスト用トナー像ＴＩを形成する。そして、このテスト用トナー像ＴＩの幅Ｗは、テスト用トナー像ＴＩの濃度に依存して変化するという性質を持つ。そこで、この実施形態は、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを測定し、この測定結果に基づいて画像の濃度に関連する画像形成条件を調整している。その結果、画像濃度を高精度に制御することが可能となっている。この理由は次のとおりである。
【００６８】
先に説明した特許文献２では、トナー像からの反射光量がトナー像の濃度に依存して変化することを利用してトナー像の濃度が測定され、この測定濃度に基づいてその後の画像濃度が制御される。したがって、画像濃度制御を高精度に行うためには、トナー像からの反射光量の微小な変化も光センサーによりきっちり検出して、トナー像の濃度を正確に求めることが重要となる。しかしながら、トナー像に付着する液体キャリアの影響で光センサーの検出する反射光量が変動したために、光センサーの検出光量からトナー像の濃度を正確に求めることができず、その後の画像濃度制御の精度が低下する場合があった。
【００６９】
これに対して、上記実施形態は、テスト用トナー像ＴＩの濃度ではなくてテスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ1、ＥＤ2を光センサー１０４によって検出している。このエッジ検出に対応して光センサー１０４から出力される信号は比較的大きな変化を伴うものであるため、光センサー１０４の出力信号に液体キャリアの影響に起因するものが含まれていても、エッジＥＤ1、ＥＤ2の検出精度はそれほど大きな影響を受けない。そして、この実施形態では、こうして検出されたテスト用トナー像ＴＩのエッジＥＤ1、ＥＤ2に基づいてテスト用トナー像ＴＩの幅Ｗを測定し、この測定結果に基づいての後の画像濃度制御を行うことで、高精度の画像濃度制御が実現されている。
【００７０】
第２実施形態
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、主として画像形成条件を決定する動作にあるので、以下ではこれを中心に説明を行い、その他の部分の説明は適宜省略する。なお、第１実施形態と共通する構成を具備することで、第２実施形態においても第１実施形態と同様の作用効果が奏されることは言うまでも無い。
【００７１】
図９は、画像形成条件の決定する動作の変形例を説明する図である。第１実施形態では、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗがテスト用トナー像ＴＩの濃度によって変化することを画像濃度制御に利用するために、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗが測定された。これに対して、第２実施形態では、副走査方向ＳＤに並ぶ２つのテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2が形成され、副走査方向ＳＤへのテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間の距離（間隔Ｐ）が測定される。つまり、濃度変化によってテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2それぞれの幅が変化した場合、これらテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間隔Ｐも変化することとなる。そこで、第２実施形態は、この間隔Ｐを測定した結果に基づいて画像形成条件を最適化する。詳細は次のとおりである。
【００７２】
まず、感光体ドラム２１表面に副走査方向ＳＤに幅を有する略長方形状のテスト用潜像が、副走査方向ＳＤに並んで形成される。そして、これらテスト用潜像を現像部２５によって現像することで、図９の「検出動作」の段に示すような略長方形状を有する２つのテスト用トナー像ＴＩが副走査方向ＳＤに並んで形成される。続いて、２つのテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2は、副走査方向ＳＤに移動して、光センサー１０４のセンサースポットＳＰを通過する。これに伴って、光センサー１０４の受光量が変化して、光センサー１０４は、図９の「光センサー出力信号」の段に示すような電圧信号を出力する。そして、この電圧信号からテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間隔Ｐが求められる。
【００７３】
つまり、テスト用トナー像ＴＩ1の副走査方向ＳＤ上流側のエッジＥＤ1がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力電圧が電圧ＶhからＶlに下降して、エッジＥＤ1が検出される。これに続いて、テスト用トナー像ＴＩ2の副走査方向ＳＤ下流側のエッジＥＤ2がセンサースポットＳＰを通過すると、光センサー１０４の出力電圧が電圧Ｖlから電圧Ｖhに上昇して、エッジＥＤ2が検出される。
【００７４】
そして、これらエッジＥＤ1、ＥＤ2を検出した結果から、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の副走査方向ＳＤへの間隔Ｐが求められる。具体的には、比較器１０５が、光センサー１０４の出力信号を、閾値電圧発生器１０６の発生する閾値電圧Ｖthで二値化する。こうして、エッジＥＤ1の検出タイミングｔ1およびエッジＥＤ2の検出タイミングｔ2がそれぞれタイマー１０７に入力されて、タイマー１０７がこれらの時間差（＝ｔ2−ｔ1）を計測する。
【００７５】
こうして計測された時間差（＝ｔ2−ｔ1）は、演算器１０８に入力される。演算器１０８は、この時間差（＝ｔ2−ｔ1）に感光体ドラム２１表面の移動速度を乗じることで、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間隔Ｐを算出するとともに、この算出間隔Ｐからテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度を求める。
【００７６】
こうして求められたテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度はメカコントローラー１００に出力され、メカコントローラー１００はこの濃度に基づいて、画像形成条件を最適化する。具体的には、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度と標準濃度の差が求められて、以後に形成する画像の濃度が標準濃度になるように画像形成条件が最適化される。そして、最適化された画像形成条件は、各制御部１０１、１０２、１０３に記憶されて、以後に形成する画像の濃度制御に用いられることとなる。
【００７７】
以上に説明したように、第２実施形態においても、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度ではなくてテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2のエッジＥＤ1、ＥＤ2を光センサー１０４によって検出している。このエッジ検出に対応して光センサー１０４から出力される信号は比較的大きな変化を伴うものであるため、光センサー１０４の出力信号に液体キャリアの影響に起因するものが含まれていても、エッジＥＤ1、ＥＤ2の検出精度はそれほど大きな影響を受けない。そして、この第２実施形態では、こうして検出されたテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2のエッジＥＤ1、ＥＤ2に基づいて２つのテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間の距離（間隔Ｐ）を測定し、この測定結果に基づいての後の画像濃度制御を行うことで、高精度の画像濃度制御が実現されている。
【００７８】
その他
以上のように、上記実施形態では、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当し、現像部２５が本発明の「現像部」に相当し、テスト用トナー像ＴＩが本発明の「像」に相当し、光センサー１０４が本発明の「光検出部」に相当し、照射部１０４eが本発明の「発光部材」に相当し、受光部１０４rが本発明の「受光部材」に相当し、Ｐ偏光板１０４pが本発明の「Ｐ偏光部材」あるいは「第１の偏光部材」に相当し、Ｓ偏光板１０４sが本発明の「Ｓ偏光部材」あるいは「第２の偏光部材」に相当する。また、上記実施形態では、画像形成条件が本発明の「画像の濃度に関連する画像形成条件」に相当し、光センサー１０４、比較器１０５、閾値電圧発生器１０６、タイマー１０７、演算器１０８およびＬＵＴ１０９が協働して本発明の「算出部」に相当し、メカコントローラー１００が本発明の「制御部」に相当する。
【００７９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、Ｐ偏光板１０４pの位置は上記に限られない。そこで、光センサー１０４からＳ偏光板１０４sを排するとともに、Ｐ偏光板１０４pを、テスト用トナー像ＴＩで反射されて受光部１０４rに向かう光の進路に配しても良い。これにより、光に含まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分のうち、液体キャリアＬＣで比較的多く反射されるＳ偏光成分（図８）をＰ偏光板１０４pによりカットして、液体キャリアＬＣでの反射光（Ｓ偏光成分の光）が受光部１０４rに入射することを効果的に抑制することができる。
【００８０】
また、上記実施形態では、ラインヘッド２９の露光時間、供給ローラー２５４の回転数、および現像ローラー２５１に印加する現像バイアスの電圧値が画像形成条件として最適化されていた。しかしながら、これらの全てを最適化する必要は必ずしも無く、これらのうちの一つ（例えば、供給ローラー２５４の回転数）を選択的に最適化するように構成しても良い。あるいは、画像濃度に関連するこれら以外の条件（例えば、ラインヘッド２９の発光素子の発光光量等）を、画像形成条件として最適化しても良い。
【００８１】
また、上記実施形態では、感光体ドラム２１上のテスト用トナー像ＴＩ、ＴＩ1、ＴＩ2のエッジを検出していた。しかしながら、中間転写ベルト８１に一次転写されたテスト用トナー像ＴＩ、ＴＩ1、ＴＩ2、あるいはシートに二次転写されたテスト用トナー像ＴＩ、ＴＩ1、ＴＩ2のエッジを検出するように構成しても良い。
【００８２】
また、上記第１実施形態では、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗをテスト用トナー像ＴＩの濃度に換算し、この換算結果に基づいて画像形成条件を最適化していた。しかしながら、テスト用トナー像ＴＩの濃度に換算すること無く、テスト用トナー像ＴＩの幅Ｗから直接に画像形成条件を最適化するように構成することもできる。
【００８３】
また、上記第１実施形態では、形成されるテスト用トナー像ＴＩは一つだけであった。しかしながら、複数のテスト用トナー像ＴＩを形成するように構成しても良い。この場合、例えば、複数のテスト用トナー像ＴＩそれぞれの幅Ｗを測定して、この平均値に基づいて画像形成条件を最適化しても良い。
【００８４】
また、上記第２実施形態では、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間隔Ｐをテスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度に換算し、この換算結果に基づいて画像形成条件を最適化していた。しかしながら、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の濃度に換算すること無く、テスト用トナー像ＴＩ1、ＴＩ2の間隔Ｐから直接に画像形成条件を最適化するように構成することもできる。
【００８５】
また、上記第１実施形態では、形成されるテスト用トナー像は２つだけであった。しかしながら、３つ以上のテスト用トナー像を形成するように構成しても良い。この場合、例えば、これらのテスト用トナー像ＴＩそれぞれの間隔Ｐを測定して、この平均値に基づいて画像形成条件を最適化しても良い。
【符号の説明】
【００８６】
２１…感光体ドラム、 ＳＤ…副走査方向、 ＬＤ…液体現像剤、 ＴＩ、ＴＩ1、ＴＩ2…テスト用トナー像、 １００…メカコントローラー、１０１…モーター制御部、 １０２…バイアス電圧制御部、 １０３…露光制御部、 １０４…光センサー、 １０４e…照射部、 １０４r…受光部、 １０４p…Ｐ偏光板、 １０４s…Ｓ偏光板、 １０５…比較器、 １０６…閾位置電圧発生器、 １０７…タイマー、 １０８…演算器、 １０９…ＬＵＴ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像が形成される潜像担持体と、
液体キャリア及びトナーを含む液体現像剤によって前記潜像を現像する現像部と、
前記現像部で現像された像に光を照射する発光部材、前記像で拡散反射された光を受光する受光部材、および前記発光部材から照射されて前記像で拡散反射されて前記受光部材に入る光の経路に配されるＰ偏光部材を有する光検出部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記Ｐ偏光部材は、前記発光部材から照射されて前記像に向かう光の経路に配される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記光検出部は、前記像で拡散反射されて前記受光部材に向かう光の経路に配されるＳ偏光部材を有する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記発光部材は、発光した光の前記像への入射角がブリュースター角以下となる位置に配される請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記Ｐ偏光部材は、前記像で反射されて前記受光部材に向かう光の経路に配される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記光検出部は前記像の端部を検出し、
前記光検出部で検出された前記像の端部の情報に基づいて、前記像の前記潜像担持体の移動方向の幅を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記像の前記潜像担持体の移動方向の幅の情報に基づいて、画像の濃度に関連する画像形成条件を制御する制御部と、
を備える請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
潜像担持体に潜像を形成し、
形成された前記潜像を液体キャリア及びトナーを含む液体現像剤によって現像し、
光を照射する発光部材、前記像で拡散反射された光を受光する受光部材、および前記発光部材から照射されて前記像で拡散反射されて前記受光部材に入る光の経路に配されたＰ偏光部材を有する光検出部を用いて現像された像を検出することを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
潜像が形成される潜像担持体と、
液体キャリアとトナーを有する液体現像剤によって前記潜像を現像する現像部と、
前記現像部で現像された像に光を照射する発光部材、前記像で拡散反射された光を受光する受光部材、前記発光部材から照射されて前記像に向かう光の経路に配されて第１の方向の偏光成分を透過させる第１の偏光部材、前記像で反射されて前記受光部材に向かう光の経路に配されて前記第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向の偏光成分を透過させる第２の偏光部材を有する光検出部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
潜像が形成される潜像担持体と、
液体キャリア及びトナーを含む液体現像剤によって前記潜像を現像する現像部と、
前記現像部で現像された像に光を照射する発光部材、前記像で拡散反射された光を受光する受光部材、および前記発光部材から照射されて前記像で拡散反射されて前記受光部材に入る光の経路に配されるＰ偏光部材を有する光検出部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記Ｐ偏光部材は、前記発光部材から照射されて前記像に向かう光の経路に配される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記光検出部は、前記像で拡散反射されて前記受光部材に向かう光の経路に配されるＳ偏光部材を有する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記発光部材は、発光した光の前記像への入射角がブリュースター角以下となる位置に配される請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記Ｐ偏光部材は、前記像で反射されて前記受光部材に向かう光の経路に配される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記光検出部は前記像の端部を検出し、
前記光検出部で検出された前記像の端部の情報に基づいて、前記像の前記潜像担持体の移動方向の幅を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記像の前記潜像担持体の移動方向の幅の情報に基づいて、画像の濃度に関連する画像形成条件を制御する制御部と、
を備える請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
潜像担持体に潜像を形成し、
形成された前記潜像を液体キャリア及びトナーを含む液体現像剤によって現像し、
光を照射する発光部材、前記像で拡散反射された光を受光する受光部材、および前記発光部材から照射されて前記像で拡散反射されて前記受光部材に入る光の経路に配されたＰ偏光部材を有する光検出部を用いて現像された像を検出することを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
潜像が形成される潜像担持体と、
液体キャリアとトナーを有する液体現像剤によって前記潜像を現像する現像部と、
前記現像部で現像された像に光を照射する発光部材、前記像で拡散反射された光を受光する受光部材、前記発光部材から照射されて前記像に向かう光の経路に配されて第１の方向の偏光成分を透過させる第１の偏光部材、前記像で反射されて前記受光部材に向かう光の経路に配されて前記第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向の偏光成分を透過させる第２の偏光部材を有する光検出部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−６８２９８（Ｐ２０１２−６８２９８Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１０７１７（Ｐ２０１０−２１０７１７）
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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