JP2003043758A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光部材の小発光量および大発光量を正確に
自動調整することができ、低濃度から高濃度まで精度よ
く検出できる光学式センサを有する画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 本発明の画像形成装置は、像担持体１０
０に光を照射する発光部材１２と像担持体１００で反射
された光を受光する受光センサ１４とからなる光学式セ
ンサ１０を備え、像担持体１００の裸面について得られ
る第１の発光量および第１の受光量からなる第１の組み
合わせと、像担持体１００の裸面について得られる第２
の発光量および第２の受光量からなる第２の組み合わせ
とから、発光量と受光量との関係を近似式として求め、
前記近似式から発光部材１２の所望の発光量を決定する
コントローラ１６を有することを特徴とする。
自動調整することができ、低濃度から高濃度まで精度よ
く検出できる光学式センサを有する画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 本発明の画像形成装置は、像担持体１０
０に光を照射する発光部材１２と像担持体１００で反射
された光を受光する受光センサ１４とからなる光学式セ
ンサ１０を備え、像担持体１００の裸面について得られ
る第１の発光量および第１の受光量からなる第１の組み
合わせと、像担持体１００の裸面について得られる第２
の発光量および第２の受光量からなる第２の組み合わせ
とから、発光量と受光量との関係を近似式として求め、
前記近似式から発光部材１２の所望の発光量を決定する
コントローラ１６を有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤付着量を検
出するための光学式センサを有する画像形成装置に関
し、より詳しくは、前記光学式センサの発光量の調整方
法に関する。
出するための光学式センサを有する画像形成装置に関
し、より詳しくは、前記光学式センサの発光量の調整方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、画像形成装置における光学式セン
サは、現像剤であるトナーの付着量を検出するのに２つ
の受光センサを用いて、高付着トナーを測定する際は一
方の受光センサで拡散反射成分（乱反射成分）を検出
し、低付着トナーを測定する際は他方の受光センサで鏡
面反射成分（正反射成分）を検出するのが一般的であ
る。これは、受光センサを１つにした場合には、拡散反
射成分または鏡面反射成分の一方の成分だけでは、低濃
度（低付着量）から高濃度（高付着量）まで良好な感度
を得ることが難しいことによるものである。
サは、現像剤であるトナーの付着量を検出するのに２つ
の受光センサを用いて、高付着トナーを測定する際は一
方の受光センサで拡散反射成分（乱反射成分）を検出
し、低付着トナーを測定する際は他方の受光センサで鏡
面反射成分（正反射成分）を検出するのが一般的であ
る。これは、受光センサを１つにした場合には、拡散反
射成分または鏡面反射成分の一方の成分だけでは、低濃
度（低付着量）から高濃度（高付着量）まで良好な感度
を得ることが難しいことによるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、拡散反
射と鏡面反射の２成分を検出するための光学式センサは
機構が複雑で高価であった。そこで、受光センサを１つ
だけ用いた単純で安価な鏡面反射（正反射）型センサ
で、低濃度から高濃度まで良好な感度を得るための新し
い方法が求められたいた。
射と鏡面反射の２成分を検出するための光学式センサは
機構が複雑で高価であった。そこで、受光センサを１つ
だけ用いた単純で安価な鏡面反射（正反射）型センサ
で、低濃度から高濃度まで良好な感度を得るための新し
い方法が求められたいた。
【０００４】受光センサを１つだけ用いた正反射型の光
学式センサでは、低濃度から高濃度までの良好な感度を
得るには、低濃度時には発光部材の発光量を小さく設定
し、高濃度時には発光部材の発光量を大きく設定するこ
とが望ましい。その理由は、図１３に示すように、小光
量時のグラフＡは低付着量範囲（すなわち低濃度範囲）
では感度（すなわち傾き）があるのでトナー付着量を正
確に検出できるが、狙いとする高付着量（例えば６ｇ／
ｍ２）付近では感度がほとんどなくなるのでトナー付着
量の正確な検出ができず、一方、大光量時のグラフＢお
よびＣは前記狙いとする高付着量付近で感度を有するの
でトナー付着量を正確に検出できるからである。
学式センサでは、低濃度から高濃度までの良好な感度を
得るには、低濃度時には発光部材の発光量を小さく設定
し、高濃度時には発光部材の発光量を大きく設定するこ
とが望ましい。その理由は、図１３に示すように、小光
量時のグラフＡは低付着量範囲（すなわち低濃度範囲）
では感度（すなわち傾き）があるのでトナー付着量を正
確に検出できるが、狙いとする高付着量（例えば６ｇ／
ｍ２）付近では感度がほとんどなくなるのでトナー付着
量の正確な検出ができず、一方、大光量時のグラフＢお
よびＣは前記狙いとする高付着量付近で感度を有するの
でトナー付着量を正確に検出できるからである。
【０００５】ところが、光学式センサに用いられる受光
センサの出力値には上限値ａが決まっているのが一般的
である。そのため、発光部材を大発光量で発光させた場
合には、被検出体である像担持体の裸面上で正反射した
反射光が受光センサにより多量に検出され、受光センサ
の出力値が前記上限値ａで飽和してしまう。その結果、
像担持体裸面における大光量時のセンサ出力ｂ，ｃを得
ることができないために、高濃度検出用の大発光量を正
確に設定することができず、高付着トナー量を精度よく
検出することが困難であった。
センサの出力値には上限値ａが決まっているのが一般的
である。そのため、発光部材を大発光量で発光させた場
合には、被検出体である像担持体の裸面上で正反射した
反射光が受光センサにより多量に検出され、受光センサ
の出力値が前記上限値ａで飽和してしまう。その結果、
像担持体裸面における大光量時のセンサ出力ｂ，ｃを得
ることができないために、高濃度検出用の大発光量を正
確に設定することができず、高付着トナー量を精度よく
検出することが困難であった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、発光部材の小発
光量および大発光量を正確に自動調整することができ、
低濃度から高濃度まで精度よく検出できる光学式センサ
を有する画像形成装置を提供することにある。
光量および大発光量を正確に自動調整することができ、
低濃度から高濃度まで精度よく検出できる光学式センサ
を有する画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第１の画像形成装置は、被検出体に光を照
射する発光手段と前記被検出体で反射された光を受光す
る受光手段とからなる光学式センサを備え、前記被検出
体の裸面について得られる第１の発光量および第１の受
光量からなる第１の組み合わせと、前記被検出体の裸面
について得られる第２の発光量および第２の受光量から
なる第２の組み合わせとから、発光量と受光量との関係
を近似式として求め、前記近似式から前記発光手段の所
望の発光量を決定する決定手段を有することを特徴とす
るものである。
め、本発明の第１の画像形成装置は、被検出体に光を照
射する発光手段と前記被検出体で反射された光を受光す
る受光手段とからなる光学式センサを備え、前記被検出
体の裸面について得られる第１の発光量および第１の受
光量からなる第１の組み合わせと、前記被検出体の裸面
について得られる第２の発光量および第２の受光量から
なる第２の組み合わせとから、発光量と受光量との関係
を近似式として求め、前記近似式から前記発光手段の所
望の発光量を決定する決定手段を有することを特徴とす
るものである。
【０００８】本発明の第１の画像形成装置では、前記決
定された発光量が、低付着現像剤を検出するための小発
光量と、高付着現像剤を検出するための大発光量を含ん
でもよい。この場合、前記小発光量を階調制御もしくは
位置検出制御に用い、前記大発光量を最大付着量制御に
用いるのが好ましい。
定された発光量が、低付着現像剤を検出するための小発
光量と、高付着現像剤を検出するための大発光量を含ん
でもよい。この場合、前記小発光量を階調制御もしくは
位置検出制御に用い、前記大発光量を最大付着量制御に
用いるのが好ましい。
【０００９】また、本発明の第１の光量調整方法は、発
光手段から被検出体に光を照射して前記被検出体で反射
された光を受光手段で受光することにより前記被検出体
上の現像剤付着量を検出する画像形成装置の光学式セン
サにおいて、前記被検出体の裸面について得られた第１
の発光量および第１の受光量からなる第１の組み合わせ
と、前記被検出体の裸面について得られた第２の発光量
および第２の受光量からなる第２の組み合わせとから、
発光量と受光量との関係を近似式として求め、前記近似
式から前記発光手段の発光量を所望値に決定して調整す
るものである。
光手段から被検出体に光を照射して前記被検出体で反射
された光を受光手段で受光することにより前記被検出体
上の現像剤付着量を検出する画像形成装置の光学式セン
サにおいて、前記被検出体の裸面について得られた第１
の発光量および第１の受光量からなる第１の組み合わせ
と、前記被検出体の裸面について得られた第２の発光量
および第２の受光量からなる第２の組み合わせとから、
発光量と受光量との関係を近似式として求め、前記近似
式から前記発光手段の発光量を所望値に決定して調整す
るものである。
【００１０】本発明の第２の画像形成装置は、被検出体
に光を照射する発光手段と前記被検出体で反射された光
を受光する受光手段とからなる光学式センサを備え、前
記被検出体の裸面について得られた第１の発光量および
第１の受光量からなる第１の組み合わせと、前記被検出
体上に形成された現像剤像について得られた第２の発光
量および第２の受光量からなる第２の組み合わせとか
ら、前記発光手段の所望の発光量を決定する決定手段を
有することを特徴とするものである。
に光を照射する発光手段と前記被検出体で反射された光
を受光する受光手段とからなる光学式センサを備え、前
記被検出体の裸面について得られた第１の発光量および
第１の受光量からなる第１の組み合わせと、前記被検出
体上に形成された現像剤像について得られた第２の発光
量および第２の受光量からなる第２の組み合わせとか
ら、前記発光手段の所望の発光量を決定する決定手段を
有することを特徴とするものである。
【００１１】本発明の第２の画像形成装置では、前記決
定された発光量が、低付着現像剤を検出するための小発
光量と、高付着現像剤を検出するための大発光量を含ん
でもよい。この場合、前記小発光量を階調制御もしくは
位置検出制御に用い、前記大発光量を最大付着量制御に
用いるのが好ましい。
定された発光量が、低付着現像剤を検出するための小発
光量と、高付着現像剤を検出するための大発光量を含ん
でもよい。この場合、前記小発光量を階調制御もしくは
位置検出制御に用い、前記大発光量を最大付着量制御に
用いるのが好ましい。
【００１２】また、本発明の第２の光量調整方法では、
発光手段から被検出体に光を照射して前記被検出体で反
射された光を受光手段で受光することにより前記被検出
体上の現像剤付着量を検出する画像形成装置の光学式セ
ンサにおいて、前記被検出体の裸面について得られた第
１の発光量および第１の受光量からなる第１の組み合わ
せと、前記被検出体上に形成された現像剤像について得
られた第２の発光量および第２の受光量からなる第２の
組み合わせとから、前記発光手段の発光量を所望値に決
定して調整するものである。
発光手段から被検出体に光を照射して前記被検出体で反
射された光を受光手段で受光することにより前記被検出
体上の現像剤付着量を検出する画像形成装置の光学式セ
ンサにおいて、前記被検出体の裸面について得られた第
１の発光量および第１の受光量からなる第１の組み合わ
せと、前記被検出体上に形成された現像剤像について得
られた第２の発光量および第２の受光量からなる第２の
組み合わせとから、前記発光手段の発光量を所望値に決
定して調整するものである。
【００１３】本発明の第３の画像形成装置は、被検出体
に光を照射する発光手段と前記被検出体で反射された光
を受光する受光手段とからなる光学式センサを備え、前
記被検出体の裸面について前記受光手段の第１のゲイン
で得られる第１の発光量および第１の受光量からなる第
１の組み合わせと、前記被検出体の裸面について前記受
光手段の第２のゲインで得られる第２の発光量および第
２の受光量からなる第２の組み合わせとから、前記発光
手段の所望の発光量を決定する決定手段を有することを
特徴とするものである。
に光を照射する発光手段と前記被検出体で反射された光
を受光する受光手段とからなる光学式センサを備え、前
記被検出体の裸面について前記受光手段の第１のゲイン
で得られる第１の発光量および第１の受光量からなる第
１の組み合わせと、前記被検出体の裸面について前記受
光手段の第２のゲインで得られる第２の発光量および第
２の受光量からなる第２の組み合わせとから、前記発光
手段の所望の発光量を決定する決定手段を有することを
特徴とするものである。
【００１４】本発明の第３の画像形成装置では、前記決
定された発光量が、低付着現像剤を検出するための小発
光量と、高付着現像剤を検出するための大発光量を含ん
でもよい。この場合、前記小発光量を階調制御もしくは
位置検出制御に用い、前記大発光量を最大付着量制御に
用いるのが好ましい。
定された発光量が、低付着現像剤を検出するための小発
光量と、高付着現像剤を検出するための大発光量を含ん
でもよい。この場合、前記小発光量を階調制御もしくは
位置検出制御に用い、前記大発光量を最大付着量制御に
用いるのが好ましい。
【００１５】また、本発明の第３の光量調整方法は、発
光手段から被検出体に光を照射して前記被検出体で反射
された光を受光手段で受光することにより前記被検出体
上の現像剤付着量を検出する画像形成装置の光学式セン
サにおいて、前記被検出体の裸面について前記受光手段
の第１のゲインで得られた第１の発光量および第１の受
光量からなる第１の組み合わせと、前記被検出体の裸面
について前記受光手段の第２のゲインで得られた第２の
発光量および第２の受光量からなる第２の組み合わせと
から、前記発光手段の発光量を所望値に決定して調整す
るものである。
光手段から被検出体に光を照射して前記被検出体で反射
された光を受光手段で受光することにより前記被検出体
上の現像剤付着量を検出する画像形成装置の光学式セン
サにおいて、前記被検出体の裸面について前記受光手段
の第１のゲインで得られた第１の発光量および第１の受
光量からなる第１の組み合わせと、前記被検出体の裸面
について前記受光手段の第２のゲインで得られた第２の
発光量および第２の受光量からなる第２の組み合わせと
から、前記発光手段の発光量を所望値に決定して調整す
るものである。
【００１６】
【発明の効果】本発明の画像形成装置および光量調整方
法によれば、発光部材の発光量について、受光手段で検
出可能な出力範囲となる小発光量を正確に決定できるだ
けでなく、受光手段の出力上限値を越えることとなる大
発光量も正確に決定できる。したがって、受光手段を１
つだけ有する単純で安価な正反射型光学式センサで、低
濃度から高濃度まで精度よく検出できる。
法によれば、発光部材の発光量について、受光手段で検
出可能な出力範囲となる小発光量を正確に決定できるだ
けでなく、受光手段の出力上限値を越えることとなる大
発光量も正確に決定できる。したがって、受光手段を１
つだけ有する単純で安価な正反射型光学式センサで、低
濃度から高濃度まで精度よく検出できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。図１は、本発明にかか
る正反射型光学式センサ１０の概略構成を示す。このセ
ンサ１０は、例えばＬＥＤなどの発光手段である発光部
材１２と、例えば感光体や中間転写体などの被検出体で
ある像担持体１００に対して前記発光部材１２と正反射
位置に配置された例えばフォトダイオードなどの受光手
段である受光センサ１４とを有している。発光部材１２
および受光センサ１４はそれぞれコントローラ（決定手
段）１６に電気的に接続されている。
て添付図面を参照して説明する。図１は、本発明にかか
る正反射型光学式センサ１０の概略構成を示す。このセ
ンサ１０は、例えばＬＥＤなどの発光手段である発光部
材１２と、例えば感光体や中間転写体などの被検出体で
ある像担持体１００に対して前記発光部材１２と正反射
位置に配置された例えばフォトダイオードなどの受光手
段である受光センサ１４とを有している。発光部材１２
および受光センサ１４はそれぞれコントローラ（決定手
段）１６に電気的に接続されている。
【００１８】続いて、前記正反射型光学式センサ１０に
おける発光部材１２の発光量を設定するための第１の方
法について図２を参照して説明する。第１の方法では、
まず、受光センサ１４の出力可能範囲（すなわちセンサ
出力値が飽和していない範囲、以下に同じ）内で、発光
部材１２の発光量と像担持体裸面（すなわちトナーが付
着していない面、以下に同じ）について得られる受光量
（すなわちセンサ出力、以下に同じ）の関係を２つ以上
の点で測定する。これにより、第１の発光量および第１
の受光量からなる第１の組み合わせと、第２の発光量お
よび第２の受光量からなる第２の組み合わせとを得るこ
とができる。なお、発光部材１２の発光量がゼロのとき
のセンサ出力値があらかじめ分かっていればこれを第１
の組み合わせとし、１点についてだけ測定を行って第２
の組み合わせを得るようにしてもよい。
おける発光部材１２の発光量を設定するための第１の方
法について図２を参照して説明する。第１の方法では、
まず、受光センサ１４の出力可能範囲（すなわちセンサ
出力値が飽和していない範囲、以下に同じ）内で、発光
部材１２の発光量と像担持体裸面（すなわちトナーが付
着していない面、以下に同じ）について得られる受光量
（すなわちセンサ出力、以下に同じ）の関係を２つ以上
の点で測定する。これにより、第１の発光量および第１
の受光量からなる第１の組み合わせと、第２の発光量お
よび第２の受光量からなる第２の組み合わせとを得るこ
とができる。なお、発光部材１２の発光量がゼロのとき
のセンサ出力値があらかじめ分かっていればこれを第１
の組み合わせとし、１点についてだけ測定を行って第２
の組み合わせを得るようにしてもよい。
【００１９】コントローラ１６は、これら２つの組み合
わせから発光量と受光量との関係を近似式として求め
る。本実施形態では、この近似式は直線関係になるもの
とする。そして、コントローラ１６は、この近似式を用
いて算出することで発光部材１２の所望の発光量を決定
する。この所望の発光量には、センサ出力可能範囲内に
ある狙い出力（小）が得られる低付着量トナー検出用の
小発光量と、センサ出力可能範囲外にある狙い出力
（大）が得られる高付着量トナー検出用の大発光量とが
含まれる。そして、コントローラ１６は、発光部材１２
の発光量を前記近似式より求めた小発光量および大発光
量に調整する。実際の画像安定化制御においては、小発
光量を用いて後述する階調補正制御や位置検出制御を実
施し、大発光量を用いて後述する最大付着量制御を実施
する。
わせから発光量と受光量との関係を近似式として求め
る。本実施形態では、この近似式は直線関係になるもの
とする。そして、コントローラ１６は、この近似式を用
いて算出することで発光部材１２の所望の発光量を決定
する。この所望の発光量には、センサ出力可能範囲内に
ある狙い出力（小）が得られる低付着量トナー検出用の
小発光量と、センサ出力可能範囲外にある狙い出力
（大）が得られる高付着量トナー検出用の大発光量とが
含まれる。そして、コントローラ１６は、発光部材１２
の発光量を前記近似式より求めた小発光量および大発光
量に調整する。実際の画像安定化制御においては、小発
光量を用いて後述する階調補正制御や位置検出制御を実
施し、大発光量を用いて後述する最大付着量制御を実施
する。
【００２０】具体的には、センサ出力可能範囲ａ＝５
Ｖ、光量１＝１５ｍＷ、光量２＝３０Ｗ、そのときのセ
ンサ出力値はそれぞれ出力１＝２Ｖ、出力２＝４Ｖとな
っており、この２点を使用して関係近似式を作成する。
この場合、関係近似式は「センサ出力（Ｖ）＝０．１３
３（Ｖ／ｍＷ）×発光量（ｍＷ）」となる。階調補正制
御に使用する発光部材１２の発光量は小さい方が感度が
よいため、像担持体１００の裸面について得られる狙い
出力（小）＝４．７Ｖとなるように前記近似式から算出
した小発光量＝３５ｍＷに発光部材１２の発光量を設定
する。一方、最大付着量制御に使用する発光部材１２の
発光量は大きい方が感度がよいため、像担持体１００の
裸面について得られる狙い出力（大）＝１２Ｖ（センサ
出力可能範囲ａ＝５Ｖである受光センサ１４では実際に
は検出不可能）となるように前記近似式から算出した大
発光量＝９０ｍＷに発光部材１２の発光量を設定する。
Ｖ、光量１＝１５ｍＷ、光量２＝３０Ｗ、そのときのセ
ンサ出力値はそれぞれ出力１＝２Ｖ、出力２＝４Ｖとな
っており、この２点を使用して関係近似式を作成する。
この場合、関係近似式は「センサ出力（Ｖ）＝０．１３
３（Ｖ／ｍＷ）×発光量（ｍＷ）」となる。階調補正制
御に使用する発光部材１２の発光量は小さい方が感度が
よいため、像担持体１００の裸面について得られる狙い
出力（小）＝４．７Ｖとなるように前記近似式から算出
した小発光量＝３５ｍＷに発光部材１２の発光量を設定
する。一方、最大付着量制御に使用する発光部材１２の
発光量は大きい方が感度がよいため、像担持体１００の
裸面について得られる狙い出力（大）＝１２Ｖ（センサ
出力可能範囲ａ＝５Ｖである受光センサ１４では実際に
は検出不可能）となるように前記近似式から算出した大
発光量＝９０ｍＷに発光部材１２の発光量を設定する。
【００２１】次に、前記正反射型光学式センサ１０にお
ける発光部材１２の発光量を設定するための第２の方法
について図３を参照して説明する。まず、コントローラ
１６は、像担持体１００の裸面について、センサ出力可
能範囲内にある狙いのセンサ出力となるように発光部材
１２の小発光量を調整する。これにより、像担持体１０
０の裸面についての第１の発光量および第１の受光量か
らなる第１の組み合わせが得られる。ついで、像担持体
１００上にトナーパッチ（現像剤像）を形成する。コン
トローラ１６は、そのトナーパッチについて前記調整さ
れた小発光量で測定し、そのときのセンサ出力が狙いの
出力値になるように現像条件を変えてトナーパッチのト
ナー付着量を調整する。トナー付着量が所望値に調整さ
れたトナーパッチが形成されたら、コントローラ１６は
そのトナーパッチを利用して発光部材１２の大発光量を
調整する。この場合、トナーパッチであれば像担持体裸
面とは異なり発光量を大きくしてもセンサ出力が飽和す
ることがないので、センサ出力が飽和することはない。
ここでは、トナーパッチについて得られるセンサ出力
が、像担持体１００の裸面について前記調整された小発
光量で得られたセンサ出力と同値になるように大発光量
が設定される。これにより、トナーパッチについての第
２の発光量および第２の受光量からなる第２の組み合わ
せが得られる。このようにして前記第１の組み合わせか
ら発光部材１２の低付着トナー検出用の小発光量が決定
され、前記第２の組み合わせから発光部材１２の高付着
トナー検出用の大発光量が決定される。実際の画像安定
化制御においては、小発光量を用いて後述する階調補正
制御や位置検出制御を実施し、大発光量を用いて後述す
る最大付着量制御を実施する。
ける発光部材１２の発光量を設定するための第２の方法
について図３を参照して説明する。まず、コントローラ
１６は、像担持体１００の裸面について、センサ出力可
能範囲内にある狙いのセンサ出力となるように発光部材
１２の小発光量を調整する。これにより、像担持体１０
０の裸面についての第１の発光量および第１の受光量か
らなる第１の組み合わせが得られる。ついで、像担持体
１００上にトナーパッチ（現像剤像）を形成する。コン
トローラ１６は、そのトナーパッチについて前記調整さ
れた小発光量で測定し、そのときのセンサ出力が狙いの
出力値になるように現像条件を変えてトナーパッチのト
ナー付着量を調整する。トナー付着量が所望値に調整さ
れたトナーパッチが形成されたら、コントローラ１６は
そのトナーパッチを利用して発光部材１２の大発光量を
調整する。この場合、トナーパッチであれば像担持体裸
面とは異なり発光量を大きくしてもセンサ出力が飽和す
ることがないので、センサ出力が飽和することはない。
ここでは、トナーパッチについて得られるセンサ出力
が、像担持体１００の裸面について前記調整された小発
光量で得られたセンサ出力と同値になるように大発光量
が設定される。これにより、トナーパッチについての第
２の発光量および第２の受光量からなる第２の組み合わ
せが得られる。このようにして前記第１の組み合わせか
ら発光部材１２の低付着トナー検出用の小発光量が決定
され、前記第２の組み合わせから発光部材１２の高付着
トナー検出用の大発光量が決定される。実際の画像安定
化制御においては、小発光量を用いて後述する階調補正
制御や位置検出制御を実施し、大発光量を用いて後述す
る最大付着量制御を実施する。
【００２２】具体的には、まず、像担持体１００の裸面
についてのセンサ出力が出力可能範囲の上限値ａ＝５Ｖ
より低い４．７Ｖになるように発光部材１２の小発光量
を調整する。この小発光量は例えば３５ｍＷであり、階
調補正制御用の光量として使用される。しかし、３５ｍ
Ｗでは光量が小さいために感度がなくなるので、最大付
着量制御（トナーの狙い付着量が６ｇ／ｍ２）には使え
ない。とは言え、４ｇ／ｍ２程度までのトナー付着量に
は感度がある。そこで、現像バイアスを変えることで１
００％露光画像のトナー付着量を調整しつつトナーパッ
チを形成し、そのトナーパッチについて前記３５ｍＷの
小発光量でトナー付着量の測定を繰り返し行い、トナー
付着量が４ｇ／ｍ２のトナーパッチを形成する。このト
ナー付着量４ｇ／ｍ２のトナーパッチを大発光量調整の
ための校正用トナーパッチとする。そして、この校正用
トナーパッチについて発光部材１２の発光量を変えなが
ら測定し、そのときのセンサ出力が像担持体裸面につい
ての小発光量時のセンサ出力４．７Ｖと同値になったと
きの発光量（例えば９０ｍＷ）を大発光量とし、これを
最大付着量制御の光量として使用する。
についてのセンサ出力が出力可能範囲の上限値ａ＝５Ｖ
より低い４．７Ｖになるように発光部材１２の小発光量
を調整する。この小発光量は例えば３５ｍＷであり、階
調補正制御用の光量として使用される。しかし、３５ｍ
Ｗでは光量が小さいために感度がなくなるので、最大付
着量制御（トナーの狙い付着量が６ｇ／ｍ２）には使え
ない。とは言え、４ｇ／ｍ２程度までのトナー付着量に
は感度がある。そこで、現像バイアスを変えることで１
００％露光画像のトナー付着量を調整しつつトナーパッ
チを形成し、そのトナーパッチについて前記３５ｍＷの
小発光量でトナー付着量の測定を繰り返し行い、トナー
付着量が４ｇ／ｍ２のトナーパッチを形成する。このト
ナー付着量４ｇ／ｍ２のトナーパッチを大発光量調整の
ための校正用トナーパッチとする。そして、この校正用
トナーパッチについて発光部材１２の発光量を変えなが
ら測定し、そのときのセンサ出力が像担持体裸面につい
ての小発光量時のセンサ出力４．７Ｖと同値になったと
きの発光量（例えば９０ｍＷ）を大発光量とし、これを
最大付着量制御の光量として使用する。
【００２３】次に、前記正反射型光学式センサ１０にお
ける発光部材１２の発光量を設定するための第３の方法
について図４を参照して説明する。まず、コントローラ
１６は、受光センサ１４のゲインをある値ｇ（第１のゲ
イン）に設定し、そのゲインにて像担持体１００の裸面
について狙いのセンサ出力となるように発光部材１２の
光量を調整する。これにより、受光センサ１４が第１の
ゲインにあるときの第１の発光量および第１の受光量か
らなる第１の組み合わせが得られる。ついで、コントロ
ーラ１６は、受光センサ１４のゲインを前記値ｇより小
さい値（第２のゲイン）に設定し、同様に、そのゲイン
にて像担持体１００の裸面について狙いのセンサ出力
（ゲインｇのときの狙いのセンサ出力と同値）となるよ
うに発光部材１２の光量を調整する。このとき、受光セ
ンサ１４のゲインを下げているため、大きい光量（ゲイ
ンを変えなければセンサ出力が飽和してしまうような光
量）でも像担持体１００の裸面にて調整できる。これに
より、受光センサ１４が第２のゲインにあるときの第２
の発光量および第２の受光量からなる第２の組み合わせ
が得られる。そして、前記第１の組み合わせから発光部
材１２の低付着トナー検出用の小発光量が決定され、前
記第２の組み合わせから発光部材１２の高付着トナー検
出用の大発光量が決定される。実際の画像安定化制御で
は受光センサ１４のゲインを前記値ｇに戻して、前記決
定された小発光量で階調補正制御や位置検出制御を実施
し、前記決定された大発光量で最大付着量制御を実施す
る。
ける発光部材１２の発光量を設定するための第３の方法
について図４を参照して説明する。まず、コントローラ
１６は、受光センサ１４のゲインをある値ｇ（第１のゲ
イン）に設定し、そのゲインにて像担持体１００の裸面
について狙いのセンサ出力となるように発光部材１２の
光量を調整する。これにより、受光センサ１４が第１の
ゲインにあるときの第１の発光量および第１の受光量か
らなる第１の組み合わせが得られる。ついで、コントロ
ーラ１６は、受光センサ１４のゲインを前記値ｇより小
さい値（第２のゲイン）に設定し、同様に、そのゲイン
にて像担持体１００の裸面について狙いのセンサ出力
（ゲインｇのときの狙いのセンサ出力と同値）となるよ
うに発光部材１２の光量を調整する。このとき、受光セ
ンサ１４のゲインを下げているため、大きい光量（ゲイ
ンを変えなければセンサ出力が飽和してしまうような光
量）でも像担持体１００の裸面にて調整できる。これに
より、受光センサ１４が第２のゲインにあるときの第２
の発光量および第２の受光量からなる第２の組み合わせ
が得られる。そして、前記第１の組み合わせから発光部
材１２の低付着トナー検出用の小発光量が決定され、前
記第２の組み合わせから発光部材１２の高付着トナー検
出用の大発光量が決定される。実際の画像安定化制御で
は受光センサ１４のゲインを前記値ｇに戻して、前記決
定された小発光量で階調補正制御や位置検出制御を実施
し、前記決定された大発光量で最大付着量制御を実施す
る。
【００２４】具体的には、まず、受光センサ１４のゲイ
ンをある値ｇに設定し、像担持体１００の裸面について
のセンサ出力が出力可能範囲の上限値ａ＝５Ｖより低い
４．７Ｖになるように発光部材１２の光量を調整する。
この光量は例えば３５ｍＷであり、階調補正制御用の小
発光量として使用される。ついで、受光センサ１４のゲ
インの値をｇ／４に設定し、同様に、像担持体１００の
裸面についてのセンサ出力が４．７Ｖになるように発光
部材１２の光量を調整する。この光量は例えば１４０ｍ
Ｗであり、最大付着量制御用の大発光量として使用され
る。実際の画像安定化制御では、発光部材１２の発光量
はそれぞれ設定した小発光量および大発光量（３５ｍ
Ｗ，１４０ｍＷ）であるが、受光センサ１４のゲインは
同じ値ｇに設定したまま行う。最大付着量制御時には、
ゲインをｇとし、発光量を１４０ｍＷとしているので、
像担持体１００の裸面でのセンサ出力は、実測不能では
あるが、ほぼ１８．８Ｖ相当（＝４．７Ｖ×４）になっ
ている。
ンをある値ｇに設定し、像担持体１００の裸面について
のセンサ出力が出力可能範囲の上限値ａ＝５Ｖより低い
４．７Ｖになるように発光部材１２の光量を調整する。
この光量は例えば３５ｍＷであり、階調補正制御用の小
発光量として使用される。ついで、受光センサ１４のゲ
インの値をｇ／４に設定し、同様に、像担持体１００の
裸面についてのセンサ出力が４．７Ｖになるように発光
部材１２の光量を調整する。この光量は例えば１４０ｍ
Ｗであり、最大付着量制御用の大発光量として使用され
る。実際の画像安定化制御では、発光部材１２の発光量
はそれぞれ設定した小発光量および大発光量（３５ｍ
Ｗ，１４０ｍＷ）であるが、受光センサ１４のゲインは
同じ値ｇに設定したまま行う。最大付着量制御時には、
ゲインをｇとし、発光量を１４０ｍＷとしているので、
像担持体１００の裸面でのセンサ出力は、実測不能では
あるが、ほぼ１８．８Ｖ相当（＝４．７Ｖ×４）になっ
ている。
【００２５】以上に説明した３つの方法のいずれかで発
光部材１２の発光量を設定することで、受光センサ１４
で検出可能な出力範囲となる小発光量を正確に決定でき
るだけでなく、受光センサ１４の出力上限値を越えるこ
ととなる大発光量も正確に決定できる。したがって、受
光センサ１４を１つだけ有する単純で安価な正反射型光
学式センサ１０で、低濃度から高濃度までトナー付着量
を制度よく検出できる。
光部材１２の発光量を設定することで、受光センサ１４
で検出可能な出力範囲となる小発光量を正確に決定でき
るだけでなく、受光センサ１４の出力上限値を越えるこ
ととなる大発光量も正確に決定できる。したがって、受
光センサ１４を１つだけ有する単純で安価な正反射型光
学式センサ１０で、低濃度から高濃度までトナー付着量
を制度よく検出できる。
【００２６】また、上述したような発光部材１２の発光
量を調整を、例えば画像安定化制御前に常に行うか、所
定回数の画像安定化制御毎に行うか、所定枚数の画像形
成毎に行うか、あるいは、不定期に行うことにより、経
時的なトナー汚れやセンサ１０と像担持体１００間の距
離変化などの影響によるセンサ出力の変動をなくすよう
に発光部材１２の発光量を校正することができ、光学式
センサ１０の精度を保持できる。
量を調整を、例えば画像安定化制御前に常に行うか、所
定回数の画像安定化制御毎に行うか、所定枚数の画像形
成毎に行うか、あるいは、不定期に行うことにより、経
時的なトナー汚れやセンサ１０と像担持体１００間の距
離変化などの影響によるセンサ出力の変動をなくすよう
に発光部材１２の発光量を校正することができ、光学式
センサ１０の精度を保持できる。
【００２７】上述した方法により調整された光学式セン
サ１０の発光量のうち小発光量を用いて階調補正制御お
よび位置検出制御を実施し、大発光量を用いて最大付着
量制御を実施するが、次にこれらの制御について簡単に
説明する。
サ１０の発光量のうち小発光量を用いて階調補正制御お
よび位置検出制御を実施し、大発光量を用いて最大付着
量制御を実施するが、次にこれらの制御について簡単に
説明する。
【００２８】階調補正制御は、例えばプリンタで中間調
画像を印字したとき、入力データ（面積率）と実画像の
反射濃度が一致しないときに行われる。ここでは、パソ
コンからの入力データが５０％の面積率の中間調画像で
あるのに、紙にプリントしたときにベタ画像（１００％
面積率）の半分の濃度になっていない場合に行う階調補
正を例にとって説明する。
画像を印字したとき、入力データ（面積率）と実画像の
反射濃度が一致しないときに行われる。ここでは、パソ
コンからの入力データが５０％の面積率の中間調画像で
あるのに、紙にプリントしたときにベタ画像（１００％
面積率）の半分の濃度になっていない場合に行う階調補
正を例にとって説明する。
【００２９】図５に示すように、ベタ画像の５０％の濃
度では受光センサ１４のセンサ出力値がいくらになるの
か、予めデータを採取しておく。この場合のセンサ出力
は２Ｖであるとする。
度では受光センサ１４のセンサ出力値がいくらになるの
か、予めデータを採取しておく。この場合のセンサ出力
は２Ｖであるとする。
【００３０】そして、図６に示すように、面積率の分か
った中間調パターンをプリントし、光学式センサ１０で
その濃度（反射率）を測定する。この場合、狙いの濃度
になる２Ｖの出力値が、パターン２（面積率５０％）と
パターン３（面積率６０％）の各センサ出力値２．３Ｖ
および１．７Ｖの間にある。そこで、図７に示すよう
に、露光データが何％になれば、狙いの２Ｖのセンサ出
力になるのかを次式で算出すると、露光データ５５％が
紙上反射濃度５０％に対応していることが分かる。
った中間調パターンをプリントし、光学式センサ１０で
その濃度（反射率）を測定する。この場合、狙いの濃度
になる２Ｖの出力値が、パターン２（面積率５０％）と
パターン３（面積率６０％）の各センサ出力値２．３Ｖ
および１．７Ｖの間にある。そこで、図７に示すよう
に、露光データが何％になれば、狙いの２Ｖのセンサ出
力になるのかを次式で算出すると、露光データ５５％が
紙上反射濃度５０％に対応していることが分かる。
【００３１】
【数１】
Ｘ＝{(2.3V-2V)/(2.3V-1.7V)}×(60％-50％)＋50％
＝55％
【００３２】このことから、図８に示すように、パソコ
ン（ＰＣ）からの濃度データ５０％に対応して、露光デ
ータを５０％に変換するような補正カーブを選択すれば
よい。この場合、カーブＣを補正カーブとすれば、パソ
コンからの入力データと紙上反射濃度が直線関係にな
り、これにより階調補正が実行される。
ン（ＰＣ）からの濃度データ５０％に対応して、露光デ
ータを５０％に変換するような補正カーブを選択すれば
よい。この場合、カーブＣを補正カーブとすれば、パソ
コンからの入力データと紙上反射濃度が直線関係にな
り、これにより階調補正が実行される。
【００３３】続いて、位置検出（レジスト）制御につい
て説明する。図９に示すように光学式センサ１０が中間
転写ベルト２０に対向配置されている中間転写方式のフ
ルカラー画像形成装置における位置検出制御は、次のよ
うに行われる。まず、第１色目のライン状トナーパター
ン２２を中間転写ベルト（中間転写体）２０上に形成す
る。トナーパターン２２は、画像域外（例えば、像間、
ベルト幅方向の端部など）に形成される。そして、その
トナーパターン２２を光学式センサ１０で検出し、その
タイミングを次の色の画像書き出し（露光）タイミング
に利用する。そうすることによって、中間転写ベルト２
０上で４色の画像位置を一致させることができ、これに
よりレジスト制御が実行される。なお、ここでは光学式
センサ１０が中間転写体２０に対向配置された例を示し
たが、光学式センサ１０は感光体ドラム、感光体ベル
ト、用紙搬送ベルトなどに対向配置されてもよい。
て説明する。図９に示すように光学式センサ１０が中間
転写ベルト２０に対向配置されている中間転写方式のフ
ルカラー画像形成装置における位置検出制御は、次のよ
うに行われる。まず、第１色目のライン状トナーパター
ン２２を中間転写ベルト（中間転写体）２０上に形成す
る。トナーパターン２２は、画像域外（例えば、像間、
ベルト幅方向の端部など）に形成される。そして、その
トナーパターン２２を光学式センサ１０で検出し、その
タイミングを次の色の画像書き出し（露光）タイミング
に利用する。そうすることによって、中間転写ベルト２
０上で４色の画像位置を一致させることができ、これに
よりレジスト制御が実行される。なお、ここでは光学式
センサ１０が中間転写体２０に対向配置された例を示し
たが、光学式センサ１０は感光体ドラム、感光体ベル
ト、用紙搬送ベルトなどに対向配置されてもよい。
【００３４】続いて、最大付着量制御について説明す
る。図１０，１１に示すように、像担持体である感光体
ドラム（または中間転写ベルト）上に、現像バイアスＶ
ｂを予め決められた値（−２００Ｖ，−２５０Ｖ，−３
００Ｖ，−３５０Ｖ）に切り替えながら４つのトナーパ
ターンを形成する。これらのパターン形成時には、露光
器による１００％露光を用いる。ついで、これらのトナ
ーパターンについて、光学式センサ１０を用いて大発光
量で反射率を検出し、それぞれ検出されたセンサ出力を
メモリに格納する。そして、図１２に示すように、メモ
リに記憶された各センサ出力に基づき、狙いとするセン
サ出力となるような現像バイアスＶｂを下記の式により
演算する。具体的には、狙いとするセンサ出力が１Ｖで
ある場合、この１Ｖの値は現像バイアス−３００Ｖ（Ｖ
ｂ１）で形成されたパターン３のセンサ出力１．８Ｖ
（Ｓ１）と現像バイアス−３５０Ｖ（Ｖｂ２）で形成さ
れたパターン４のセンサ出力０．６Ｖ（Ｓ２）との間に
あるため、これら２つのセンサ出力から狙いセンサ出力
１Ｖに相当する現像バイアスＶｂを算出する。その算出
されたＶｂ＝―３３３．３Ｖに現像バイアスを設定する
ことにより、最大付着力制御が実行される。
る。図１０，１１に示すように、像担持体である感光体
ドラム（または中間転写ベルト）上に、現像バイアスＶ
ｂを予め決められた値（−２００Ｖ，−２５０Ｖ，−３
００Ｖ，−３５０Ｖ）に切り替えながら４つのトナーパ
ターンを形成する。これらのパターン形成時には、露光
器による１００％露光を用いる。ついで、これらのトナ
ーパターンについて、光学式センサ１０を用いて大発光
量で反射率を検出し、それぞれ検出されたセンサ出力を
メモリに格納する。そして、図１２に示すように、メモ
リに記憶された各センサ出力に基づき、狙いとするセン
サ出力となるような現像バイアスＶｂを下記の式により
演算する。具体的には、狙いとするセンサ出力が１Ｖで
ある場合、この１Ｖの値は現像バイアス−３００Ｖ（Ｖ
ｂ１）で形成されたパターン３のセンサ出力１．８Ｖ
（Ｓ１）と現像バイアス−３５０Ｖ（Ｖｂ２）で形成さ
れたパターン４のセンサ出力０．６Ｖ（Ｓ２）との間に
あるため、これら２つのセンサ出力から狙いセンサ出力
１Ｖに相当する現像バイアスＶｂを算出する。その算出
されたＶｂ＝―３３３．３Ｖに現像バイアスを設定する
ことにより、最大付着力制御が実行される。
【００３５】
【数２】
Vb=Vb1+{-(Vb1-Vb2)×(S1-1)}/(S1-S2)
=-300+{-(-300+350)×(1.8-1)}/(1.8-0.6)
=-333.3(V)
【００３６】なお、以上の画像安定化制御の説明では反
転現像を例に説明したが、本発明は正規現像の画像形成
装置についても適用可能である。
転現像を例に説明したが、本発明は正規現像の画像形成
装置についても適用可能である。
【図１】 正反射型光学式センサの概略構成図。
【図２】 第１の光量調整方法を説明するための図。
【図３】 第２の光量調整方法を説明するための図。
【図４】 第３の光量調整方法を説明するための図。
【図５】 階調補正制御を説明するための図。
【図６】 階調補正制御を説明するための図。
【図７】 階調補正制御を説明するための図。
【図８】 階調補正制御を説明するための図。
【図９】 位置検出制御を説明するための図。
【図１０】 最大付着量制御を説明するための図。
【図１１】 最大付着量制御を説明するための図。
【図１２】 最大付着量制御を説明するための図。
【図１３】 従来の光学式センサで小発光量と大発光量
とを用いた場合のトナー付着量とセンサ出力の関係を示
す図。
とを用いた場合のトナー付着量とセンサ出力の関係を示
す図。
１０…正反射型光学式センサ、１２…発光部材（発光手
段）、１４…受光センサ（受光手段）、１６…コントロ
ーラ（決定手段）、１００…像担持体（被検出体）。
段）、１４…受光センサ（受光手段）、１６…コントロ
ーラ（決定手段）、１００…像担持体（被検出体）。
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フロントページの続き
(72)発明者 小原 満
大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号
大阪国際ビル ミノルタ株式会社内
Ｆターム(参考） 2H027 DA09 DA10 DE02 DE10 EA18
EC03
Claims (9)
- 【請求項１】 被検出体に光を照射する発光手段と前記
被検出体で反射された光を受光する受光手段とからなる
光学式センサを備え、 前記被検出体の裸面について得られる第１の発光量およ
び第１の受光量からなる第１の組み合わせと、前記被検
出体の裸面について得られる第２の発光量および第２の
受光量からなる第２の組み合わせとから、発光量と受光
量との関係を近似式として求め、前記近似式から前記発
光手段の所望の発光量を決定する決定手段を有すること
を特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】 前記決定された発光量は、低付着現像剤
を検出するための小発光量と、高付着現像剤を検出する
ための大発光量を含むことを特徴とする請求項１に記載
の画像形成装置。 - 【請求項３】 発光手段から被検出体に光を照射して前
記被検出体で反射された光を受光手段で受光することに
より前記被検出体上の現像剤付着量を検出する画像形成
装置の光学式センサにおいて、前記被検出体の裸面につ
いて得られた第１の発光量および第１の受光量からなる
第１の組み合わせと、前記被検出体の裸面について得ら
れた第２の発光量および第２の受光量からなる第２の組
み合わせとから、発光量と受光量との関係を近似式とし
て求め、前記近似式から前記発光手段の発光量を所望値
に決定して調整することを特徴とする画像形成装置にお
ける光学式センサの光量調整方法。 - 【請求項４】 被検出体に光を照射する発光手段と前記
被検出体で反射された光を受光する受光手段とからなる
光学式センサを備え、 前記被検出体の裸面について得られた第１の発光量およ
び第１の受光量からなる第１の組み合わせと、前記被検
出体上に形成された現像剤像について得られた第２の発
光量および第２の受光量からなる第２の組み合わせとか
ら、前記発光手段の所望の発光量を決定する決定手段を
有することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項５】 前記決定された発光量は、低付着現像剤
を検出するための小発光量と、高付着現像剤を検出する
ための大発光量を含むことを特徴とする請求項４に記載
の画像形成装置。 - 【請求項６】 発光手段から被検出体に光を照射して前
記被検出体で反射された光を受光手段で受光することに
より前記被検出体上の現像剤付着量を検出する画像形成
装置の光学式センサにおいて、前記被検出体の裸面につ
いて得られた第１の発光量および第１の受光量からなる
第１の組み合わせと、前記被検出体上に形成された現像
剤像について得られた第２の発光量および第２の受光量
からなる第２の組み合わせとから、前記発光手段の発光
量を所望値に決定して調整することを特徴とする画像形
成装置における光学式センサの光量調整方法。 - 【請求項７】 被検出体に光を照射する発光手段と前記
被検出体で反射された光を受光する受光手段とからなる
光学式センサを備え、 前記被検出体の裸面について前記受光手段の第１のゲイ
ンで得られる第１の発光量および第１の受光量からなる
第１の組み合わせと、前記被検出体の裸面について前記
受光手段の第２のゲインで得られる第２の発光量および
第２の受光量からなる第２の組み合わせとから、前記発
光手段の所望の発光量を決定する決定手段を有すること
を特徴とする画像形成装置。 - 【請求項８】 前記決定された発光量は、低付着現像剤
を検出するための小発光量と、高付着現像剤を検出する
ための大発光量を含むことを特徴とする請求項７に記載
の画像形成装置。 - 【請求項９】 発光手段から被検出体に光を照射して前
記被検出体で反射された光を受光手段で受光することに
より前記被検出体上の現像剤付着量を検出する画像形成
装置の光学式センサにおいて、前記被検出体の裸面につ
いて前記受光手段の第１のゲインで得られた第１の発光
量および第１の受光量からなる第１の組み合わせと、前
記被検出体の裸面について前記受光手段の第２のゲイン
で得られた第２の発光量および第２の受光量からなる第
２の組み合わせとから、前記発光手段の発光量を所望値
に決定して調整することを特徴とする画像形成装置にお
ける光学式センサの光量調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001227534A JP4407084B2 (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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