JP2002072589A - 画像形成装置、トナー量測定装置、およびトナー量測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高トナー量のトナー画像について稼働中に感
光体上でトナー量を測定する。 【解決手段】 現像トナー画像１６１が形成された感光
ロール１１０上にレーザダイオード１２１によって光を
照射し、光が照射された感光ロール１１０の表面電位を
表面電位センサ１２２によって測定し、測定された表面
電位に基づいて、感光ロール１１０上の現像トナー画像
１６１のトナー量を導き出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御可能な画像形
成条件の下で最終的に用紙上にトナー画像を形成する画
像形成装置、トナー量を測定するトナー量測定装置およ
びトナー量測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式が採用された、
プリンタや複写機やファクシミリ装置などといった画像
形成装置が知られている。このような画像形成装置で
は、感光体の表面に光が照射されて静電潜像が形成さ
れ、この静電潜像にトナーが付着されて現像され、感光
体表面の静電潜像に付着されたトナーが転写器や転写ベ
ルトなどにより用紙上に転写されるという手順により、
最終的に用紙上にトナー画像が形成される。また、この
ような画像形成装置では、高画質のトナー画像を形成す
るために、感光体や転写ベルトに付着したトナー量をト
ナー量測定装置で測定し、測定したトナー量に応じて、
トナー画像を形成する際の画像形成条件を制御すること
が行われている。感光体上に付着したトナー量の測定方
法としては、光学式の測定方法が広く知られている。

【０００３】ここで、一般的なトナー量測定装置におけ
るトナー量測定方法の原理を、図１〜４を用いて説明す
る。

【０００４】トナーが付着する感光体や転写ベルトの表
面は、一般に、平面度の高い鏡面構造を持っており、従
来より、トナー量測定装置では、このような表面特性が
利用されてトナー量が測定されている。以下では、感光
体や転写ベルトなどといった、トナーを担持するものの
ことをトナー担持体と総称する。

【０００５】図１は、鏡面反射を利用したトナー量測定
方法の測定原理図である。

【０００６】鏡面反射を利用したトナー量測定方法で
は、トナー担持体１の表面に対し、発光ダイオードなど
といった光源２から所定強度の光Ｌ１が照射され、その
光Ｌ１がトナー担持体１の表面で鏡面反射された反射光
Ｌ２がフォトダイオードなどといった光センサ３によっ
て受光され、受光された反射光Ｌ２の強度に応じた電圧
が光センサ３から出力される。

【０００７】トナー担持体１の表面のうち、トナー４が
付着している部分では反射光Ｌ２が遮られ、遮られた分
だけ、光センサ３による受光量が低下して出力電圧が低
下する。

【０００８】図２は、鏡面反射を利用したトナー量測定
方法における、トナーの付着量と、光センサの出力電圧
との関係を示すグラフである。

【０００９】このグラフの横軸は、トナー担持体の表面
に付着したトナーの量を示しており、このグラフの縦軸
は、光センサの出力電圧を示している。上述したよう
に、光センサの出力電圧は、トナー担持体の表面におけ
る鏡面反射光の光量に相当している。

【００１０】このグラフの右下がりの曲線５が示すよう
に、光センサの出力電圧は、トナーの付着量が増えるに
つれて低下している。このような曲線５が予め求められ
ていることにより、この曲線５が示す関係と、光センサ
の出力電圧とに基づいて、トナー担持体の表面に付着し
たトナーの量が求められる。

【００１１】ところで、カラートナーの場合には、カラ
ートナーに光を照射すると、カラートナーの表面や内部
における反射によって散乱光が発生する。このような散
乱光を利用したトナー量測定方法も知られている。

【００１２】図３は、散乱光を利用したトナー量測定方
法の測定原理図である。

【００１３】散乱光を利用したトナー量測定方法でも、
図１同様に、トナー担持体１の表面に対し、光源２から
所定強度の光Ｌ１が照射されるが、散乱光を利用したト
ナー量測定方法では、図１に示す反射光Ｌ２から離れた
位置に光センサ６が設けられ、この光センサ６により、
トナー担持体１の表面に付着したトナー４に起因する散
乱光Ｌ３が受光され、受光された散乱光Ｌ３の強度に応
じた電圧が光センサ６から出力される。

【００１４】図４は、散乱光を利用したトナー量測定方
法における、トナーの付着量と、光センサの出力電圧と
の関係を示すグラフである。

【００１５】図２のグラフ同様に、この図４のグラフの
横軸はトナーの量、縦軸は光センサの出力電圧を示して
いる。ここでは、光センサの出力電圧は、トナーに起因
する散乱光の光量に相当している。

【００１６】この図４のグラフの曲線７が示すように、
光センサの出力電圧は、トナーの付着量が増えるにつれ
て上昇している。このような曲線７が予め求められてい
ることにより、この曲線７が示す関係と、光センサの出
力電圧とに基づいて、トナー担持体の表面に付着したト
ナーの量が求められる。

【００１７】従来の画像形成装置では、図１および図３
に示す測定原理の一方を利用してトナー量を測定するも
の、あるいはそれらの測定原理の双方を併用してトナー
量を測定するものが多い。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、鏡面反射を
利用したトナー量測定方法の場合、トナーによって感光
体やベルトの表面が覆われ尽くすと測定感度が鈍る。

【００１９】図５は、鏡面反射を利用したトナー量測定
方法における測定感度を表すグラフである。

【００２０】このグラフの横軸は、トナー担持体上のト
ナー量を表しており、このグラフの縦軸は、鏡面反射光
の光量を表している。また、グラフの傾きが測定感度を
表している。

【００２１】トナー量が増すほどグラフの傾きは小さく
なり、０．５ｍｇ／ｃｍ²を越えるトナー量ではグラフ
の傾きが極めて小さい。このため、トナー量が０．５ｍ
ｇ／ｃｍ²を越えると、トナー量が変化しても鏡面反射
光の光量がほとんど変化せず、トナー量を測定する事は
非常に困難である。ところが、実際に測定が望まれてい
るトナーの量は、感光体上では０．５ｍｇ／ｃｍ²以上
に及ぶ場合があり、この場合には、鏡面反射を利用した
トナー量測定方法は適さない。

【００２２】一方、散乱光を利用したトナー量測定方法
の場合には、０．７ｍｇ／ｃｍ²レベルのトナー量まで
測定することができる。しかし、散乱光を利用したトナ
ー量測定方法にはいくつかの問題がある。第１の問題
は、散乱光が発生しない黒トナーの測定には適用できな
いことである。黒トナーもカラートナーと同様にトナー
量測定が望まれており、その黒トナーのトナー量を測定
できないことは問題である。

【００２３】第２の問題は、現在主流となっている種類
の感光体上では、後述する理由で、散乱光を利用したト
ナー量測定方法の適用が困難だということである。

【００２４】図６は、現在主流となっている種類の感光
体の表面構造図である。

【００２５】この感光体の表面は、アルミ基材１＿１の
上に、アンダーコート層１＿２、電荷生成層１＿３、電
荷輸送層１＿４、およびオーバーコート層１＿５が順に
積層された構造を有している。現在主流となっている画
像形成装置では、このような表面構造を有する感光体上
に静電潜像を形成するに当たって、レーザ光を感光体表
面に照射して電荷生成層１＿３で電荷を生成させ、その
電荷を電荷輸送層１＿４に保持させることにより静電潜
像を形成している。

【００２６】ここで、アルミ基材１＿１の表面が滑らか
であると、感光体表面から入射したレーザ光と、アルミ
基材１＿１の表面で反射されたレーザ光が干渉し、所望
の静電潜像が得られないため、アルミ基材１＿１の表面
には粗面加工が施されている。このような感光体がトナ
ー担持体として用いられ、図３に示すように光Ｌ１が入
射されて散乱光Ｌ３が光センサ６によって受光される
と、その光センサ６からは、以下説明するような電圧が
出力される。

【００２７】図７は、図６に示す表面構造を有する感光
体が用いられた場合における、トナーの付着量と、光セ
ンサの出力電圧との関係を示すグラフである。

【００２８】図４のグラフ同様に、この図７のグラフの
横軸はトナーの量、縦軸は光センサの出力電圧を示して
おり、光センサの出力電圧は、トナーに起因する散乱光
の光量に相当している。

【００２９】トナー付着量が少ない場合には、感光体の
基材表面からの散乱光成分が支配的であり、散乱光強度
が強くて光センサの出力電圧が高い。そして、トナーの
付着量が増加するにつれて感光体表面がトナーで覆われ
るために、基材表面からの散乱光が減少して出力電圧が
低下する。さらにトナーの付着量が増加すると、トナー
による散乱光成分が支配的となって、今度はトナーの付
着量が増加するにつれて、散乱光強度も増加して出力電
圧が上昇する。この結果、グラフの曲線７’は蛇行して
しまい、この曲線７’に基づいてトナー量の真値を測定
することは困難である。このように、散乱光を利用した
トナー量測定方法は、現在主流の感光体に適用すること
が難しい。これが、散乱光を利用したトナー量測定方法
の第２の問題である。

【００３０】鏡面反射光を利用したトナー量測定方法と
散乱光を利用したトナー量測定方法とのそれぞれについ
て、上述したような問題がある。このため、従来の画像
形成装置では、ある程度トナー量が少ないトナー画像に
ついて感光体上で測定した結果や、あるいは感光体以外
の例えば転写ベルト上などで代用的にトナー量を測定し
た結果などに基づいて画像形成条件が制御されているの
が実状である。しかし、高画質のトナー画像を形成する
ためには、高トナー量のトナー画像について感光体上で
トナー量を測定し、その測定結果に基づいて画像形成条
件を制御することが望まれている。

【００３１】なお、感光体上の高トナー量のトナー画像
についてトナー量を測定する方法としては、感光体上の
トナーを吸引して重量を計るといった方法がある。すな
わち画像形成装置をシャットダウンし、トナーが付着し
た感光体を外した上で、そのトナーを吸引して重量を計
るといった方法である。しかし、このような測定方法に
使用する機器は大きくて画像形成装置内に収めることが
困難である。また、このような方法では、測定に際しパ
ーツの取り外しを伴うので、測定実施には多くの行程数
を要するとともに、画像形成装置を稼働させながらトナ
ー量を測定する事は極めて困難である。

【００３２】上記事情に鑑み、本発明は、高トナー量の
トナー画像について稼働中に感光体上でトナー量を測定
することができる画像形成装置、高トナー量のトナー画
像について感光体上でトナー量を測定することができる
トナー量測定装置およびトナー量測定方法を提供するこ
とを目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、感光体と、感光体の表面に光を照
射して静電潜像を形成する第１光照射部と、第１光照射
部によって形成された静電潜像にトナーを付着させて現
像する現像部と、前記現像部によって前記静電潜像が現
像されてなる現像画像を最終的に用紙上に転写すること
により該用紙上にトナー画像を形成する転写部とを備
え、前記感光体、前記第１光照射部、前記現像部、およ
び前記転写部のうちの少なくともいずれか１つが、制御
可能な画像形成条件に従ったものであり、トナーが付着
された感光体の表面に光を照射する第２光照射部と、第
２光照射部によって光が照射された感光体の表面電位を
測定する電位測定部と、電位測定部により測定された表
面電位に基づいて感光体上のトナー量を導き出すトナー
量導出部と、トナー量導出部によって導き出されたトナ
ー量に応じて画像形成条件を制御する条件制御部とを備
えたことを特徴とする。

【００３４】また、上記目的を達成する本発明のトナー
量測定装置は、表面にトナーを担持する感光体の表面に
光を照射する光照射部と、光照射部によって光が照射さ
れた感光体の表面電位を測定する電位測定部と、電位測
定部により測定された表面電位に基づいて感光体上のト
ナー量を導き出すトナー量導出部とを備えたことを特徴
とする。

【００３５】更に、上記目的を達成する本発明のトナー
量測定方法は、表面にトナーを担持した感光体に光を照
射する光照射過程と、光照射過程で光が照射された感光
体の表面電位を測定する電位測定過程と、電位測定過程
で測定された表面電位から感光体上のトナー量を導き出
すトナー量導出過程とを含むことを特徴とする。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明するに当たり、まず本発明の原理について説明し、
その後、具体的な実施形態について説明する。

【００３７】本発明では、トナーが付着した感光体の表
面に光を照射して感光体の表面電位を変化させ、その電
位変化をモニタすることでトナー量を測定する。ここで
は、制御用のトナーパッチ像が感光体上に形成され、そ
のトナーパッチ像のトナー量が測定され、測定結果に応
じて画像形成条件が制御されるものとして説明する。

【００３８】図８は、感光体上のトナーパッチ像を表す
図である。

【００３９】感光体の表面の四角い１次露光領域１０が
１次露光光（レーザ光）で露光されることによって四角
い静電潜像が形成され、その静電潜像にトナーが付着さ
れて、１次露光領域１０と同じ形のトナーパッチ像が形
成される。そして、１次露光領域１０中央の丸い２次露
光領域２０に、トナー量を測定するための２次露光光が
照射される。

【００４０】ここで、感光体の表面電位の挙動を説明す
る。

【００４１】図９は、静電潜像が形成されたときの電位
を表す図であり、図１０は、トナーパッチ像が形成され
たときの電位を表す図であり、図１１は、２次露光光が
照射された後のトナーパッチ像の電位を表す図である。

【００４２】感光体の表面は、１次露光光が照射される
前に帯電器によって予め所定の背景電位ＶＨに帯電され
ており、帯電された表面に１次露光光が照射される。１
次露光光（レーザ光）が照射された露光部は除電され、
１次露光光の強度に応じた１次露光電位ＶＬになる。こ
の１次露光電位ＶＬの分布によって描かれた像が静電潜
像である。ここでは、上述した四角い静電潜像が形成さ
れており、この静電潜像に対して、静電気力により選択
的に帯電トナーが付着されることにより静電潜像が現像
されてトナーパッチ像が形成される。

【００４３】静電潜像を現像するトナーは、静電潜像だ
けに選択的に付着するように、背景電位ＶＨを基準とし
て１次露光電位ＶＬとは逆極性に帯電している。このた
め、トナーパッチ像が形成されると、１次露光電位ＶＬ
とトナーの帯電電荷が互いに打ち消しあってトナー像電
位ＶＴとなる。

【００４４】更に、トナーパッチ像に２次露光光が照射
されると、２次露光光は、トナー量に応じた透過率でト
ナーパッチ像を透過して、感光体の電荷生成層に到達す
る。その結果、電荷生成層で電荷が生成されて除電さ
れ、２次露光部は２次露光電位ＶＳとなる。このような
電位変化は、グラフで次のように表される。

【００４５】図１２は、表面電位の変化を表すグラフで
ある。

【００４６】このグラフの縦軸は表面電位を示してお
り、横軸は露光光のエネルギー（光量）を示している。
背景電位ＶＨに帯電している感光体に、例えば３．２ｍ
Ｊ／ｃｍ²の１次露光光が照射されると、グラフの曲線
３０に沿うように除電されて１次露光電位ＶＬに達する
（点ｐ１）。１次露光光の照射が止まっても感光体は１
次露光電位ＶＬを維持しており（点ｐ２）、トナーが付
着するとトナー像電位ＶＴになる（点ｐ３）。その後、
２次露光光が照射されると、グラフの曲線３０と平行に
進むように除電されて、トナーパッチ像を透過した光の
エネルギーに応じた２次露光電位ＶＳに達する。

【００４７】トナー像電位ＶＴと２次露光電位ＶＳとの
電位差は、トナーパッチ像のトナー量と相関があるた
め、この電位差から相関関係に基づいてトナー量を導き
出すことができる。また、感光体の表面電位は、表面電
位センサなどによって測定することができる。なお、ト
ナー量変化に応じたトナー像電位ＶＴの変化が無視でき
る場合には、２次露光電位ＶＳのみに基づいてトナー量
を導き出すことも可能である。しかし、トナー量変化に
応じたトナー像電位ＶＴの変化は一般的には無視できる
ものではなく、トナー像電位ＶＴと２次露光電位ＶＳと
の電位差に基づいてトナー量を導き出すことが好適であ
る。以下の説明では、電位差に基づいてトナー量を導き
出すことを前提とする。

【００４８】図１３は、本発明におけるトナー量測定の
感度を表すグラフである。

【００４９】このグラフの縦軸は、表面電位センサによ
って測定されるトナー像電位ＶＴと２次露光電位ＶＳと
の電位差を示しており、グラフの横軸は黒トナーのトナ
ー量を示している。また、グラフの傾きが測定感度を表
している。

【００５０】このグラフの傾き（即ち測定感度）は、
０．５ｍｇ／ｃｍ²を越える高トナー量のレンジでも十
分に大きく、本発明では、このレンジでもトナー量測定
が可能である。このような高トナー量のレンジは、鏡面
反射光を利用した従来のトナー量測定方法では出力が飽
和し、測定感度が小さくて測定不可能なレンジである。
このような測定感度の違いは以下説明する理由による。

【００５１】図１４は、鏡面反射光を利用したトナー量
測定に寄与する光を示す図であり、図１５は、本発明に
おけるトナー量測定に寄与する光を示す図である。

【００５２】鏡面反射光を利用したトナー量測定方法で
は、トナーが付着した感光体４０に、トナー層５０の上
から光を照射し、感光体表面で鏡面反射された光をトナ
ー層の上で受光することによりトナー量を測定する。こ
のため、トナー量測定に寄与する光はトナー層を往復し
た鏡面反射光であり、入射光量に対する鏡面反射光量の
割合は、トナー層の透過率の２乗に等しい。

【００５３】これに対して、本発明における、表面電位
に基づくトナー量測定では、トナーが付着した感光体４
０に、トナー層５０の上から光を照射し、感光体に到達
した光による電位変化を測定することによりトナー量を
測定する。このため、トナー量測定に寄与する光はトナ
ー層５０を１回だけ透過した透過光であり、入射光量に
対する透過光量の割合は、トナー層の透過率に等しい。

【００５４】図１６は、トナー量測定方法の相違による
測定感度の相違を表すグラフである。

【００５５】このグラフの横軸はトナー量を示してい
る。また、実線６０は、トナー量に応じたトナー層の透
過率を表しており、点線７０は、その透過率の２乗を表
している。

【００５６】本発明におけるトナー量測定の場合には、
上述した透過光が測定に寄与しており、入射光量に対す
る透過光量の割合はトナー層の透過率に等しいので、測
定に寄与する光の光量は、トナー量の増加に伴い実線６
０に沿って減少する。また、実線６０の傾きもトナー量
の増加に伴って減少するが、トナー量が０．５ｍｇ／ｃ
ｍ²を越えてもまだ十分に大きく、十分な測定感度が得
られることがわかる。

【００５７】一方、鏡面反射光を利用したトナー量測定
の場合には鏡面反射光が測定に寄与しており、入射光量
に対する鏡面反射光量の割合はトナー層の透過率の２乗
に等しいので、測定に寄与する光の光量は、トナー量の
増加に伴い点線７０に沿って減少する。点線７０の傾き
は、トナー量の増加に伴って急激に減少して、トナー量
が０．５ｍｇ／ｃｍ²を越えた領域では傾きが極端に小
さくなり、測定感度が不足することがわかる。

【００５８】本発明におけるトナー量測定によれば、以
上説明した原理によって、感光体上で、高トナー量のト
ナー画像についてトナー量を測定することができる。

【００５９】以下、本発明の具体的な実施形態について
説明する。

【００６０】図１７は、本発明の第１実施形態の構成図
である。

【００６１】この画像形成装置１００は、制御可能な画
像形成条件の下で最終的に用紙上にトナー画像を形成す
るものであって、この画像形成装置１００には、本発明
にいう感光体で周面が覆われた感光ロール１１０と、本
発明にいう第１光照射部の一例であるレーザ露光器１４
０と、本発明にいう現像部の一例である現像器１６０
と、本発明にいう転写部の一例である転写器１７０が備
えられており、本発明にいう第２光照射部と電位測定部
が搭載されたセンサユニット１２０と、本発明にいうト
ナー量導出部と条件制御部とを兼ねた制御器１３０も備
えられている。感光ロール１１０の周面を覆う感光体
は、図６に示された構造を有するものである。また、以
下では、感光ロール１１０と、その感光ロール１１０の
周面を覆う感光体とを特に区別せずに説明する場合があ
る。

【００６２】感光ロール１１０は、矢印Ｆ１方向に所定
の回転数で回転する。

【００６３】制御器１３０は、コンピュータなどから送
られてきた画像信号に基づいたレーザ点灯信号を生成し
てレーザ露光器１４０に出力する。

【００６４】レーザ露光器１４０は、帯電器１５０によ
って一様に帯電された感光ロール１１０の表面を、制御
器１３０から送られてきたレーザ点灯信号に従ってレー
ザ光１４１で露光することにより表面電位を変化させ
て、感光ロール１１０表面に不可視な静電潜像を形成す
る。ここでは、感光ロール１１０の表面は、帯電器１５
０によって−７００Ｖに帯電され、レーザ露光器１４０
によって３．２ｍＪ／ｍ ²のエネルギー（光量）で露光
されて−２００Ｖの静電潜像が形成されるものとする。

【００６５】静電潜像が形成された感光ロール１１０の
表面電位が表面電位センサ１４５によって測定され、制
御器１３０にフィードバックされる。

【００６６】現像器１６０は、静電潜像に対して選択的
にトナーを付着させることで静電潜像を可視化した現像
トナー画像１６１を形成する。

【００６７】転写器１７０は、感光ロール１１０上の現
像トナー画像１６１を、搬送ベルト１８０によって矢印
Ｆ２方向に搬送されてきた用紙１８１に転写して、用紙
１８１上に転写トナー画像を形成する。このように用紙
上に形成された転写トナー画像は、図示を省略した定着
器によって定着され、転写トナー画像が形成された用紙
がプリンタ１００外へと搬送される。本発明にいう転写
部としては、現像トナー画像１６１を転写ベルトなどを
介して複数の行程により用紙１８１上に転写するものも
考えられるが、ここでは、現像トナー画像１６１を用紙
１８１上に直接転写する転写器１７０が採用されてい
る。

【００６８】クリーナ１９０は、転写器１７０が用紙上
に転写しきれなかったトナーを除去する。

【００６９】センサユニット１２０と制御器１３０は、
上述した原理によって現像トナー画像１６１のトナー量
を測定する。そして、制御器１３０は、トナー量の測定
値に基づき、必要に応じて、感光ロール１１０の電位、
レーザ露光器１４０のパワーや出力パターン、現像器１
６０の現像電圧やトナー量、転写器１７０の転写電圧な
どを制御する。

【００７０】以下、センサユニット１２０周りについて
詳述する。

【００７１】図１８は、本発明の第１実施形態における
センサユニット近辺の構成図である。

【００７２】上述したように、本発明のトナー量測定原
理は、感光ロール１１０上の現像トナー画像１６１に光
を照射して照射部分の電位を変化させ、その電位変化量
からトナー量を導くものである。

【００７３】このセンサユニット１２０には、本発明に
いう第２光照射部の一例であるレーザダイオード１２１
と、本発明にいう電位測定部の一例である表面電位セン
サ１２２が搭載されている。レーザダイオード１２１と
表面電位センサ１２２は、感光ロール１１０の、矢印Ｆ
１が示す回転方向に並べて配置される。

【００７４】ここでは、感光ロール１１０上に、現像ト
ナー画像１６１として制御用のパッチ画像が生成される
ものとする。レーザダイオード１２１は、感光ロール１
１０の回転に伴って現像トナー画像（パッチ画像）１６
１が移動してくるタイミングに合わせて発光し、図８に
示す２次露光領域２０に２次露光光を照射する。なお、
ここで第２光照射部の一例としてレーザダイオード１２
１が採用された理由は、安価であることと、一般的にパ
ッケージ内に光量モニタ用フォトダイオードが内蔵され
ていて光量管理が容易であることによる。第２光照射部
の他の例としては、ＬＥＤ等が考えられるが、出力光量
をモニタするフォトダイオードなどを付設することが好
適である。

【００７５】表面電位センサ１２２は、レーザダイオー
ド１２１によって２次露光光が照射された２次露光領域
２０の内外それぞれについて感光ロール１１０の表面電
位を測定する。

【００７６】ここでは、０〜０．８ｍｇ／ｃｍ²という
トナー量領域の全域でトナー量測定が可能となるよう
に、レーザダイオード１２１は１．８ｍＪ／ｍ²のエネ
ルギー（光量）の２次露光光を発する。このエネルギー
の２次露光光は、感光ロール１１０の表面に直接照射さ
れても感光体の光劣化を生じないものであり、直接照射
時には２次露光領域２０の内外で約２００Ｖの電位差を
生じさせる。また、感光ロール１１０の露光量と、２次
露光領域２０内外での電位差は、ほぼ直線的な関係を有
しており、１．８ｍＪ／ｍ²のエネルギーの２次露光光
は、現像トナー画像１６１の透過率が５０％であれば、
２次露光領域２０の内外で約１００Ｖの電位差を生じさ
せ、透過率が２０％であれば約４０Ｖの電位差を生じさ
せる。

【００７７】表面電位センサ１２２によって得られた測
定データは、図１７に示す制御器１３０に送られ、制御
器１３０は、表面電位センサ１２２によって２次露光領
域２０の内外それぞれについて測定された表面電位の差
を求め、その電位差と図１３のグラフに基づいてトナー
量を導き出す。

【００７８】このように、本発明の第１実施形態では、
０〜０．８ｍｇ／ｃｍ²というトナー量領域の全域でト
ナー量測定が可能である。また、当然ながらこの第１実
施形態では、稼働中のトナー量測定が可能である。

【００７９】しかし、表面電位センサ１２２の出力に大
きなノイズが乗った場合には高精度なトナー量測定が困
難になる場合があると考えられる。例えば図１３のグラ
フでは、トナー量が０．６ｍｇ／ｃｍ²である場合と
０．８ｍｇ／ｃｍ²である場合との電位差は１０Ｖであ
り、０．６〜０．８ｍｇ／ｃｍ²というトナー量領域に
おいて、０．０１ｍｇ／ｃｍ²という精度のトナー量測
定を行う場合には０．５Ｖ刻みで表面電位を測定する必
要がある。しかし、０．５Ｖ程度の電磁ノイズが発生す
る可能性は無視できず、十分なノイズ対策などが必要で
ある。

【００８０】一方で、２次露光光のエネルギー（光量）
を大きくすることで、高トナー量領域における測定感度
を向上させることが考えられる。

【００８１】図１９は、２次露光光のエネルギーと測定
感度との関係を表すグラフである。

【００８２】この図１９のグラフに示された、四角マー
クが付された曲線２００は、図１３のグラフと全く同じ
ものであり、１．８ｍＪ／ｍ²のエネルギーの２次露光
光が照射される場合におけるトナー量とセンサ出力（電
位差）との関係を表している。

【００８３】また、三角マークが付された曲線２１０、
×マークが付された曲線２２０、丸マークが付された曲
線２３０は、それぞれ、２次露光光のエネルギーが１．
８ｍＪ／ｍ²の２倍、３倍、４倍に強められた場合にお
けるトナー量とセンサ出力（電位差）との関係を表して
いる。２次露光光のエネルギーが強いほど曲線の傾きが
大きく、例えば５．４ｍＪ／ｍ²のエネルギーで露光さ
れる場合には、トナー量が０．６ｍｇ／ｃｍ²である場
合と０．８ｍｇ／ｃｍ²である場合との電位差は４０Ｖ
となる。このため、前述した０．０１ｍｇ／ｃｍ²の精
度でトナー量を測定するための電位分解能は２Ｖとな
り、ノイズが大きくても精度よく測定可能である。

【００８４】ところが、上述した１．８ｍＪ／ｍ²のエ
ネルギーの２次露光光は、感光体の耐光強度を考慮して
選択されたものであり、２次露光光のエネルギーが強め
られると、低トナー量領域における感光体の光劣化が問
題となる。従って、エネルギーが強められた２次露光光
は、測定対象のトナー量範囲がある程度高いレベルに限
定されて適用されることが望ましい。

【００８５】つまり、２次露光光のエネルギーは、感光
体の耐光強度、測定対象のトナー量範囲、測定精度など
のバランスが考慮された上で選択されることが望まし
い。

【００８６】ところで、上述したレーザダイオードは、
駆動電量が調整されることによって２次露光光の照射光
量が調整可能なものであるので、必要に応じて２次露光
光の照射エネルギーを変更することにより、感光体を保
護する一方で十分な測定精度や測定感度を得る実施形態
が考えられる。

【００８７】図２０は、本発明の第２実施形態の動作を
表すフローチャートである。

【００８８】第２実施形態の構成は、本発明にいう光量
調整部としての機能が制御器に付加されている点を除い
て、第１実施形態の構成と同様である。

【００８９】この第２実施形態では、制御器によって感
光体上のトナー量が予測され（ステップＳ１０１）、レ
ーザダイオードの照射光量が、予測されたトナー量に応
じた光量に調整される（ステップＳ１０２）。トナー量
の予測は、レーザ露光器の出力パワーや現像器へのトナ
ー供給量や現像器の現像電圧や前回の測定値などのうち
の１つあるいは複数に基づいて行われる。予測されたト
ナー量が低トナー量であれば、２次露光光が低エネルギ
ーに調整されて感光体の光劣化が回避される。また、予
測されたトナー量が高トナー量であれば、２次露光光が
高エネルギーに調整されて測定感度が高められる。

【００９０】このような光量調整が終了すると、上述し
た測定方法でトナー量測定が行われる（ステップＳ１０
３）。このトナー量測定では、感光体が光劣化から保護
されているとともに、十分な測定感度が得られる。

【００９１】図２１は、本発明の第３実施形態の動作を
表すフローチャートである。

【００９２】第３実施形態の構成も、本発明にいう光量
調整部としての機能が制御器に付加されている点を除い
て、第１実施形態の構成と同様である。

【００９３】この第３実施形態では、制御器によってレ
ーザダイオードの照射光量が所定光量以下に調整されて
予備測定が行われ（ステップＳ２０１）、その後、制御
器が、レーザダイオードの照射光量を、予備測定で導き
出されたトナー量に応じた光量に再調整する（ステップ
Ｓ２０２）。

【００９４】つまり、予備測定時には、感光体の光劣化
を避けるような低エネルギーに調整され、再調整時に
は、十分な測定感度が得られるようなエネルギーに調整
される。

【００９５】光量の再調整（ステップＳ２０２）が終了
すると、上述した測定方法でトナー量測定が行われる
（ステップＳ２０３）。このトナー量測定でも、感光体
が光劣化から保護されているとともに、十分な測定感度
が得られる。

【００９６】上記各実施形態は、黒トナーを用いる画像
形成装置については、そのまま適用することができる
が、カラートナーを用いる画像形成装置に適用する場合
には、以下説明する点を考慮することが必要である。

【００９７】黒トナーは、可視光の全波長領域に渡って
光を遮るので、透過率とトナー量とは、２次露光光の波
長に関わらずほぼ線形関係になっている。しかしカラー
トナーの場合は、透過率の波長依存性があるため、２次
露光光の波長によっては、透過率とトナー量が非線形な
関係になる場合がある。

【００９８】図２２は、マゼンタトナーの透過率を表す
グラフである。

【００９９】このグラフの縦軸は透過率、横軸はトナー
量を示しており、このグラフの曲線２４０は、マゼンタ
トナーに、波長が６３２．８ｎｍであるＨｅＮｅレーザ
の光を照射した場合におけるトナー量と透過率の関係を
表している。

【０１００】マゼンタトナーは、波長が６３２．８ｎｍ
の光については入射光の大半を透過させてしまう。この
ため、トナー量が増えると透過率は若干下がるものの、
かなり高トナー量の領域に達しても透過率はほとんど低
下しない。

【０１０１】図２３は、波長が６３２．８ｎｍの２次露
光光をマゼンタトナーに使用した場合の測定感度を表す
グラフである。

【０１０２】このグラフの縦軸は表面電位センサの出力
（電位差）を示しており、グラフの横軸はトナー量を示
している。また、グラフの曲線２５０の傾きが測定感度
を表している。

【０１０３】ここでは、トナー量が０ｍｇ／ｃｍ²から
０．８ｍｇ／ｃｍ²まで変化したときに出力が約２００
Ｖ変化するように照射光量が調整されており、０．５ｍ
ｇ／ｃｍ²を越える高トナー量領域では測定感度が高
い。しかし、０．１〜０．５ｍｇ／ｃｍ²という中間的
なトナー量の領域では、曲線２５０の傾きがほぼ０であ
り、測定感度もほぼ０である。つまり、マゼンタトナー
のトナー量測定には、波長が６３２．８ｎｍの２次露光
光は不適であることがわかる。

【０１０４】このように、カラートナーの吸収帯域をは
ずれた、透過率が高い波長の２次露光光は、トナー量測
定には不適切である。

【０１０５】図２４は、シアントナーの分光透過率を表
すグラフであり、図２５はマゼンタトナーの分光透過率
を表すグラフであり、図２６はイエロートナーの分光透
過率を表すグラフである。

【０１０６】各グラフの横軸は光の波長、縦軸は透過率
を表しており、各グラフには、複数のトナー量それぞれ
における分光透過率を表す複数の曲線が示されている。

【０１０７】図２４のグラフが示すように、シアントナ
ーは、可視光波長領域の全域で、ある程度の光吸収を生
じる。そして、ＨｅＮｅレーザから発せられる波長が６
３２．８ｎｍの光や、一般的なレーザダイオードから発
せられる赤〜赤外の領域の光が２次露光光として用いら
れた場合に、十分な測定感度が得られることがわかる。

【０１０８】これに対し、マゼンタトナー、イエロート
ナーは、図２５、図２６のグラフが示すように、それぞ
れ、５７０ｎｍ以下の帯域、５００ｎｍ以下の帯域で光
吸収を生じる。このため、それぞれ、５７０ｎｍ以下の
帯域、５００ｎｍ以下の帯域の２次露光光が使用された
場合にだけ測定感度が得られ、ＨｅＮｅレーザの光や一
般的なレーザダイオードの光は２次露光光として不適切
であることがわかる。

【０１０９】赤〜赤外の領域の光を発するレーザダイオ
ードは、入手が容易でコストが低いものの、マゼンタト
ナーやイエロートナーのトナー量測定には適さない。マ
ゼンタトナーやイエロートナーのトナー量測定には、例
えば、青色ＬＥＤなどといった短波長光源の光を用いる
ことが好適である。この青色ＬＥＤは、近年飛躍的に入
手性が向上しており、中心波長が４３０ｎｍ程度の波長
分布を有する光を発する。このような短波長光源の光
は、マゼンタトナーやイエロートナーによって光が吸収
される帯域内の波長の光であり、この光が２次露光光と
して照射されることにより十分な測定感度が得られるこ
ととなる。

【０１１０】図１７に示す現像器１６０が、特定のカラ
ートナーで静電潜像を現像するものである場合には、そ
のカラートナーに応じた波長の光を発する光源が、本発
明にいう第２光照射部に用いられることが好ましい。

【０１１１】また、複数の波長が混ざった光が２次露光
光として用いられるトナー量測定も考えられる。

【０１１２】さらに、感光体上に複数種類のカラートナ
ーが付着される場合には、２次露光光の波長を、感光体
上に付着されたカラートナーの種類に応じた波長に切り
替えることも考えられる。以下、このように波長を切り
替える実施形態について説明する。

【０１１３】図２７は、本発明の第４実施形態における
センサユニットの構成図であり、図２８は、本発明の第
４実施形態の動作を表すフローチャートである。

【０１１４】この第４実施形態は、図１８に示すセンサ
ユニット１２０に換えて、この図２７に示すセンサユニ
ット２６０が備えられている点と、図１７に示す現像器
１６０が、複数種類のカラートナーを自在に使い分ける
ことができる点を除いて、第１実施形態とほぼ同様の実
施形態である。

【０１１５】この図２７に示すセンサユニット２６０に
は、シアントナー用の光源２６１と、イエロートナーお
よびマゼンタトナー用の光源２６２が備えられており、
感光ロールの回転方向に並んで配列されている。このセ
ンサユニット２６０には、制御器あるいは現像器から、
カラートナーの種類を示す信号が入力され（図２８のス
テップＳ３０１）、その信号に応じた光源が選択される
（図２８のステップＳ３０２）。

【０１１６】また、このセンサユニット２６０には、２
つの光源２６１，２６２それぞれによって２次露光光が
照射された感光ロール１１０の表面電位を測定する表面
電位センサ２６３も備えられており、上述した原理によ
ってトナー量が測定される（図２８のステップＳ３０
３）。

【０１１７】このように、カラートナーに応じた波長の
２次露光光が用いられることによって、十分な測定感度
が得られることとなる。

【０１１８】ところで、感光ロールの表面を覆っている
感光体が光に反応する感度は、一般に波長依存性を示
す。

【０１１９】図２９は、感光体の分光感度の一例を示す
グラフである。

【０１２０】このグラフの縦軸は、感光体が光に反応す
る感度を示しており、グラフの横軸は、光の波長を示し
ている。

【０１２１】このグラフには、５００ｎｍ以下の波長領
域の光に対して極端に感度が落ちる感光体の分光感度が
示されており、６００ｎｍ近傍の光に対する感度と比較
すると、５００ｎｍ以下の波長領域の光に対する感度
は、１／１０程度まで低下している。

【０１２２】感光ロールには、このような分光感度を持
つ感光体が用いられている場合があり、その場合には、
感光ロール上のマゼンタトナーやイエロートナーに、中
心波長が４３０ｎｍの青色ＬＥＤの光を照射すると、高
トナー量と低トナー量とで光の透過率には差がつくが、
表面電位は不変という現象が発生する。このような現象
が発生すると、トナー量測定は不可能となってしまう。

【０１２３】そこで、図２９のグラフが示すような分光
感度を示す感光体が感光ロールに用いられている場合で
あってもカラートナーのトナー量測定が可能なトナー量
測定方法を以下提案する。

【０１２４】ここで提案するトナー量測定方法は、感光
ロールの表面に対してブリュースター角で交差する方向
からその感光ロールの表面に２次露光光を照射すること
を特徴とする。

【０１２５】図３０は、ブリュースター角の説明図であ
る。

【０１２６】界面２７０を挟んで、互いに屈折率が異な
る媒質が接しており、相対的に屈折率が小さい媒質（図
の上方の媒質）から界面２７０に、入射角θ１で入射光
が入射すると、界面２７０で屈折した屈折光が、相対的
に屈折率が大きい媒質中に進入して屈折角θ２方向に進
む。また、界面２７０で反射された反射光が、入射角θ
１と同じ反射角θ１方向に進む。

【０１２７】そして、これらの媒質の屈折率に応じたブ
リュースター角θｐでｐ−偏光の入射光が界面２７０に
入射した場合には、反射光がなくなって、入射光が１０
０％屈折光となることが知られている。

【０１２８】図３１は、反射率の入射角度依存性を示す
グラフである。

【０１２９】このグラフの縦軸は、図３０に示す界面２
７０での反射率を示しており、グラフの横軸は、入射角
度を示している。

【０１３０】入射角度０°では、ｐ−偏光とｓ−偏光と
の区別がないため同じ反射率となる。また、入射角度９
０°では、いずれも１００％の反射率となる。

【０１３１】ｓ−偏光の入射光に対する反射率は、入射
角度０°から入射角度９０°に向かうにつれて単調に増
加する。これに対して、ｐ−偏光の入射光に対する反射
率の場合は、入射角度０°から入射角度が増大するにつ
れて徐々に減少して、上述したブリュースター角θｐで
０％となる。その後さらに入射角度が増大するにつれて
急速に１００％に近づく。このように、ｐ−偏光の入射
光とｓ−偏光の入射光とでは反射率の入射角度依存性が
相違しており、ｐ−偏光の入射光に対する反射率と、ｓ
−偏光の入射光に対する反射率との差は、ブリュースタ
ー角近傍で最大となる。

【０１３２】ところで、偏光状態の揃った光がカラート
ナーに導光されると、トナー内部で乱反射されて偏光状
態が崩れ、様々な偏光状態が混じった光が生じることが
知られている。

【０１３３】そこで、ｐ−偏光の光を２次露光光として
用いて、ブリュースター角近傍の角度から感光ロールの
表面に照射すると、トナー不在の状態では、２次露光光
は感光ロールの表面を覆う感光体にほぼすべて進入す
る。一方、トナーが付着している状態では、偏光状態が
崩されてｐ−偏光とｓ−偏光が混ざった散乱光が生じ
て、感光ロールの表面で反射される。そのため、感光ロ
ール上に付着したトナー量が多ければ多いほど、感光体
に入射する光は少なくなる。

【０１３４】図３２は、本発明の第５実施形態における
センサユニットの構成図である。

【０１３５】この第５実施形態は、図１８に示すセンサ
ユニット１２０に換えて、この図３２に示すセンサユニ
ット２８０が備えられている点を除いて、第１実施形態
とほぼ同様の実施形態である。

【０１３６】この図３２に示すセンサユニット２８０に
は、２次露光光を発するレーザダイオード２８１と、感
光ロール１１０の表面電位を測定する表面電位センサ２
８２が備えられており、レーザダイオード２８１は、ｐ
−偏光の光を発するものであり、レンズ２８３を介し
て、平行光束の２次露光光を感光ロール１１０の表面に
照射する。２次露光光は、感光ロール１１０の表面に対
してブリュースター角θｐで交わる方向から照射され
る。ブリュースター角θｐは、感光ロール１１０表面を
覆う感光体の屈折率に応じた角度であり、感光体の保護
コート層の屈折率がｎ＝１．５８５であるときのブリュ
ースター角θｐはθｐ＝５７．８度である。

【０１３７】なお、この実施形態では、レーザダイオー
ド２８１が用いられているが、光源としてＬＥＤが用い
られてもよく、その場合には、偏光スプリッタなどによ
って偏光がｐ−偏光に揃えられる。

【０１３８】図３３は、本発明の第５実施形態でマゼン
タトナーが用いられる場合に２次露光光が感光体表面を
透過する率を表すグラフであり、図３４は、本発明の第
５実施形態でマゼンタトナーを使用した場合の測定感度
を表すグラフである。

【０１３９】図３３のグラフの縦軸は透過率、図３４の
グラフの縦軸はセンサ出力から得られる電位差を示して
おり、これらのグラフの横軸はトナー量を示している。

【０１４０】これらのグラフの曲線２９０，３００に
は、図２２および図２３のグラフの曲線２４０，２５０
が有するような水平部分がなく、低トナー量領域から高
トナー量領域までほぼ一様な傾きを有している。従っ
て、感光ロール上に付着したトナーの量が増加するのに
伴い、２時露光光で生じる感光体の電位差は一様に減少
することとなり、本発明の第５実施形態ではトナー量領
域の広範囲にわたって高い測定感度が得られる。

【０１４１】図３３および図３４は、マゼンタトナーが
用いられる場合のグラフであるが、他の色のカラートナ
ーや、黒トナーが用いられる場合であっても同様な結果
が期待される。

【０１４２】図３５は、本発明の第６実施形態における
センサユニットの構成図である。

【０１４３】この第６実施形態は、レーザダイオード２
８１によって感光ロール１１０表面に照射されてその感
光ロール１１０の表面で反射された光を受光する受光部
３１０が備えられている点と、上記制御器が、受光部３
１０によって受光された光の光量にも基づいてトナー量
を導出するものである点を除いて、第５実施形態とほぼ
同様の実施形態である。なお、制御器は、電位差と受光
量との双方に基づいてトナー量を導出するものであって
もよく、あるいは、一時にはいずれか一方だけに基づい
てトナー量を導出するものであってもよい。また、この
第６実施形態では、レーザダイオード２８１は、レンズ
２８３を介して、発散光束あるいは収束光束の光を感光
ロール１１０表面に照射するものである。これにより、
鏡面反射光を利用したトナー量測定に適した、ブリュー
スター角を外れた照射光が得られることとなる。

【０１４４】この第６実施形態では、鏡面反射光を利用
したトナー量測定と、表面電位に基づくトナー量測定が
併用されることにより、低トナー量のレンジから高トナ
ー量のレンジまで広範囲に渡って高精度にトナー量が測
定されることとなる。

【０１４５】図３６は、本発明の第７実施形態の構成図
である。

【０１４６】上記第１〜第６実施形態では、本発明のト
ナー量測定方法を実施するためにセンサボックスが組み
込まれるが、この第７実施形態では、既存の画像形成装
置に組み込まれている要素が流用されて、本発明のトナ
ー量測定方法が実施される。

【０１４７】図３６に示す画像形成装置３２０は、セン
サボックスが省かれている点を除いて、図１７に示す画
像形成装置の構成とほぼ同等な構成を有する。この図３
６に示す画像形成装置３２０では、レーザ露光器１４０
が、本発明にいう第１光照射部と第２光照射部とを兼ね
ている。また、既存の表面電位センサ１４５が、本発明
にいう電位測定部を兼ねている。

【０１４８】図３７は、本発明の第７実施形態の動作を
表すフローチャートである。

【０１４９】この第７実施形態では、まず、レーザ露光
器１４０によって静電潜像が形成され（ステップＳ４０
１）、その静電潜像が現像器１６０によって現像されて
（ステップＳ４０２）、現像トナー画像１６１が形成さ
れる。

【０１５０】そして、感光ロール１１０が正転あるいは
逆転することにより、その現像トナー画像１６１が、レ
ーザ露光器１４０に対向する位置まで搬送され、レーザ
露光器１４０によって２次露光光が照射される（ステッ
プＳ４０３）。感光ロール１１０が正転あるいは逆転す
る際には、必要に応じて、クリーナの乖離や帯電器の停
止などが行われる。その後、表面電位センサ１４５によ
って表面電位が測定されて（ステップＳ４０４）測定デ
ータが制御器に送られ、測定データに基づいてトナー量
が算出される（ステップＳ４０５）。

【０１５１】このような一連の動作によって、本発明の
トナー量測定方法が実施されることとなる。

【０１５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来はトナー量測定が困難であった高トナー量のトナー
画像について、感光体上でトナー量を測定することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鏡面反射を利用したトナー量測定方法の測定原
理図である。

【図２】鏡面反射を利用したトナー量測定方法におけ
る、トナーの付着量と、光センサの出力電圧との関係を
示すグラフである。

【図３】散乱光を利用したトナー量測定方法の測定原理
図である。

【図４】散乱光を利用したトナー量測定方法における、
トナーの付着量と、光センサの出力電圧との関係を示す
グラフである。

【図５】鏡面反射を利用したトナー量測定方法における
測定感度を表すグラフである。

【図６】現在主流となっている種類の感光体の表面構造
図である。

【図７】現在主流の感光体が用いられた場合における、
トナーの付着量と、光センサの出力電圧との関係を示す
グラフである。

【図８】感光体上のトナーパッチ像を表す図である。

【図９】静電潜像が形成されたときの電位を表す図であ
る。

【図１０】トナーパッチ像が形成されたときの電位を表
す図である。

【図１１】２次露光光が照射された後のトナーパッチ像
の電位を表す図である。

【図１２】表面電位の変化を表すグラフである。

【図１３】本発明におけるトナー量測定の感度を表すグ
ラフである。

【図１４】鏡面反射光を利用したトナー量測定に寄与す
る光を示す図である。

【図１５】本発明におけるトナー量測定に寄与する光を
示す図である。

【図１６】トナー測定方法の相違による感度の相違を表
すグラフである。

【図１７】本発明の第１実施形態の構成図である。

【図１８】本発明の第１実施形態におけるセンサユニッ
トの構成図である。

【図１９】２次露光光のエネルギーと測定感度との関係
を表すグラフである。

【図２０】本発明の第２実施形態の動作を表すフローチ
ャートである。

【図２１】本発明の第３実施形態の動作を表すフローチ
ャートである。

【図２２】マゼンタトナーの透過率を表すグラフであ
る。

【図２３】波長が６３２．８ｎｍの２次露光光をマゼン
タトナーに使用した場合の測定感度を表すグラフであ
る。

【図２４】シアントナーの分光透過率を表すグラフであ
る。

【図２５】マゼンタトナーの分光透過率を表すグラフで
ある。

【図２６】イエロートナーの分光透過率を表すグラフで
ある。

【図２７】本発明の第４実施形態におけるセンサユニッ
トの構成図である。

【図２８】本発明の第４実施形態の動作を表すフローチ
ャートである。

【図２９】感光体の分光感度の一例を示すグラフであ
る。

【図３０】ブリュースター角の説明図である。

【図３１】反射率の入射角度依存性を示すグラフであ
る。

【図３２】本発明の第５実施形態におけるセンサユニッ
トの構成図である。

【図３３】本発明の第５実施形態でマゼンタトナーが用
いられた場合に２次露光光が感光体表面を透過する率を
表すグラフである。

【図３４】本発明の第５実施形態でマゼンタトナーを使
用した場合の測定感度を表すグラフである。

【図３５】本発明の第６実施形態におけるセンサユニッ
トの構成図である。

【図３６】本発明の第７実施形態の構成図である。

【図３７】本発明の第７実施形態の動作を表すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１０ １次露光領域 ２０ ２次露光領域 １００，３２０ 画像形成装置 １１０ 感光ロール １２０，２６０，２８０ センサユニット １２１，２８１ レーザダイオード １２２，２６３，２８２ 表面電位センサ １３０ 制御器 １４０ レーザ露光器 １４５ 表面電位センサ １５０ 帯電器 １６０ 現像器 １７０ 転写器 １８０ 搬送ベルト １８１ 用紙 １９０ クリーナ ２６１，２６２ 光源 ２８３ レンズ ３１０ 受光部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 慎一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 渡辺 洋一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 北沢 佳月 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 Ｆターム(参考） 2H027 DA02 DA10 DE02 DE07 DE10 EA01 EA02 EA03 EA04 EC03 EC19 ZA07

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と、 前記感光体の表面に光を照射して静電潜像を形成する第
   １光照射部と、 前記第１光照射部によって形成された静電潜像にトナー
   を付着させて現像する現像部と、 前記現像部によって静電潜像が現像されてなる現像画像
   を最終的に用紙上に転写することにより該用紙上にトナ
   ー画像を形成する転写部とを備え、 前記感光体、前記第１光照射部、前記現像部、および前
   記転写部のうちの少なくともいずれか１つが、制御可能
   な画像形成条件に従ったものであり、 前記トナーが付着された感光体の表面に光を照射する第
   ２光照射部と、 前記第２光照射部によって光が照射された感光体の表面
   電位を測定する電位測定部と、 前記電位測定部により測定された表面電位に基づいて前
   記感光体上のトナー量を導き出すトナー量導出部と、 前記トナー量導出部によって導き出されたトナー量に応
   じて前記画像形成条件を制御する条件制御部とを備えた
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記電位測定部が、前記第２光照射部に
   よって光が照射された領域の内外それぞれについて表面
   電位を測定するものであり、 前記トナー量導出部が、前記電位測定部によって前記領
   域の内外について測定された表面電位の差に基づいて前
   記感光体上のトナー量を導き出すものであることを特徴
   とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記第２光照射部は、照射光量が調整可
   能なものであり、 前記感光体上のトナー量を予測し、前記第２光照射部の
   照射光量を、予測したトナー量に応じた光量に調整する
   光量調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置。
4. 【請求項４】 前記第２光照射部は、照射光量が調整可
   能なものであり、 前記第２光照射部の照射光量を、一旦所定光量以下に調
   整し、その後、該第２光照射部の照射光量を、前記トナ
   ー量導出部によって導き出されたトナー量に応じた光量
   に再調整する光量調整部を備えたことを特徴とする請求
   項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記第２光照射部が、前記トナーによっ
   て光が吸収される帯域内の波長の光を照射するものであ
   ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記第２光照射部が、前記感光体の表面
   に、該感光体の表面に対してブリュースター角で交差す
   る方向からｐ偏光の光を照射するものであることを特徴
   とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記第２光照射部が、平行光束の光を照
   射するものであることを特徴とする請求項６記載の画像
   形成装置。
8. 【請求項８】 前記第２光照射部が、発散光束あるいは
   収束光束の光を照射するものであることを特徴とする請
   求項６記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記第２光照射部によって前記感光体表
   面に照射されて該感光体表面で反射された光を受光する
   受光部を備え、前記トナー量導出部が、前記受光部によ
   って受光された光の光量にも基づいてトナー量を導出す
   るものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成
   装置。
10. 【請求項１０】 前記第１光照射部が、第２光照射部を
    兼ねたものであることを特徴とする請求項１記載の画像
    形成装置。
11. 【請求項１１】 表面にトナーを担持した感光体の表面
    に光を照射する光照射部と、 前記光照射部によって光が照射された感光体の表面電位
    を測定する電位測定部と、 前記電位測定部により測定された表面電位に基づいて前
    記感光体上のトナー量を導き出すトナー量導出部とを備
    えたことを特徴とするトナー量測定装置。
12. 【請求項１２】 表面にトナーを担持した感光体に光を
    照射する光照射過程と、 前記光照射過程で光が照射された感光体の表面電位を測
    定する電位測定過程と、 前記電位測定過程で測定された表面電位から前記感光体
    上のトナー量を導き出すトナー量導出過程とを含むこと
    を特徴とするトナー量測定方法。