JP2003186258A

JP2003186258A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003186258A
Application number: JP2001381839A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ogiwara; 敦荻原; Kunio Yamada; 邦夫山田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化に対応して、像担持体周辺のスペースが
狭い場合であっても濃度測定が可能であり、また結像光
学系にプラスチックレンズを用いる場合であっても熱に
よる影響が少ない濃度測定装置を備えた画像形成装置を
提供する。【解決手段】画像形成装置において、基準トナー像形成
手段と、濃度測定手段と、濃度測定手段により測定され
た基準トナー像の濃度の基づいて画像の形成条件を制御
する画像制御手段とを備え、濃度測定手段は、光源と、
光センサとを有する投受光ユニットを具備し、投受光ユ
ニットは、像担持体との間に搬送路を挟む位置に配備さ
れたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー像担持体上
に濃度測定用基準トナー像を形成してその濃度を測定
し、その濃度測定結果に基いて画像の形成条件を制御す
る画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置の画質向上は目覚しく、ユ
ーザの画質に対する要求は益々厳しくなるとともに、画
像形成装置の小型化は今日における社会的要請になって
いる。

【０００３】そかし、静電プロセスを採用した電子写真
方式の画像形成装置は、温度や湿度などの環境条件や経
時劣化などの影響を受けて画質が変動するため、安定し
た画質の画像を提供することが大きな課題となってい
る。

【０００４】このような画質変動に対して、例えば、特
開平６−１０２７３４号公報では、低濃度基準トナー像
と高濃度基準トナー像それぞれを作成し、それらのトナ
ー像の濃度を測定して得た濃度値と、予め設定された濃
度目標値とにより、低濃度基準トナー像の偏差と高濃度
基準トナー像の偏差とを求め、予め記憶されている帯電
電圧、露光量、現像バイアス電圧などとの対応関係に基
づいて作像条件を制御する技術が開示されている。

【０００５】基準トナー像を作成して濃度を測定し、そ
の濃度測定結果に基いて画像の再現状態を判断するこの
ようなフィードバック制御方式（以下、この方式をＡＤ
Ｃ方式と略す）は、高精度で確度の高い画像が得られる
という利点があることから現在広く用いられている。

【０００６】基準トナー像の濃度測定には、発光ダイオ
ード等を照明光源として所定の測定領域に照射し、その
測定領域を通過する基準トナー像の面積ないしはトナー
量に応じて変化する、その測定領域からの正反射光や拡
散反射光を、フォトダイオード等の受光センサで受光し
て変換された電気信号を出力する方法が用いられる。そ
して、基準トナー像の大きさは、濃度測定に用いる光源
からの照射光強度が、中心部が高く周辺が低くなるとい
う傾向があり測定精度の観点から、一辺の長さを２０ｍ
ｍから４０ｍｍ程度の大きさにするのが一般的である。

【０００７】しかしながら、今日の画像形成速度高速化
の要望は顕著であり、その要望に応じつつ中間調再現性
を含む画像品質向上の要請をも満たすためには、測定対
象となるパッチ数を増加させながら濃度測定時間全体を
短縮化する必要がある。

【０００８】このため、感光体など像担持体の非イメー
ジ領域もしくはイメージ領域とイメージ領域との間のイ
ンターイメージ領域にサイズの小さな複数階調の基準ト
ナー像を形成し、その小サイズのパッチ濃度を高精度に
測定する必要がある。

【０００９】例えば、特開平１１−１４２３２９号公報
では、基準トナー像の濃度を検知する光センサ出力の立
ち上がり時間を短くするために遮蔽板を設けて基準トナ
ー像に照射する照射光のスポット径を小さくしたり、基
準トナー像が測定領域を通過する時間を短くするため基
準トナー像のサイズを小さくして、感光体の周方向に形
成する基準トナー像の数を増加する技術が開示されてい
る。

【００１０】しかし、スモールサイズの基準トナー像の
濃度測定精度を高めるためには、遮蔽板を基準トナー像
に極力近づける必要があり、それによってトナーが遮蔽
板に付着してしまいかえって測定精度が損なわれので限
界がある。

【００１１】これに対し、光源にレーザを用い、スポッ
ト径を小さく、しかも均一な光量を得ることにより、基
準トナー像のサイズを数百μｍ以下にする方法も考えら
れるがコストが高くなるという難点がある。一方、受光
路上に結像光学系を用いることにより測定領域を絞り込
むと同時に基準トナー像からの反射光を集光しセンサの
受光感度を向上させる方法を採用し、コストの観点から
結像光学系にプラスチックレンズを用いることが考えら
れる。しかしながら、センサの取り付け位置が定着器に
近く、センサ温度が高温になる場所では、耐熱性のプラ
スチック材料を用いたとしても限界がある。

【００１２】また、今日における社会的要請に応えるべ
く画像形成装置を小型化するためには、感光体ドラムを
初めとする主要構成要素を小径化、小型化することが不
可欠であるが、感光体ドラムの周辺は、帯電器、現像
器、転写器、クリーナなど各種の機器が錯綜しており、
現像器により現像されたトナー像が用紙に転写されるま
での限られた狭いスペースに結像光学系を含む投受光ユ
ニットを配置するのは限界がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、画像形成装置が小型化し、濃度測定用の基準トナ
ー像を担持する像担持体周辺のスペースがより狭くなっ
た場合でも濃度測定が可能であり、またプラスチックレ
ンズを結像光学系に用いる場合であっても熱による影響
をほとんど受けない濃度測定装置を備え、その濃度測定
装置による基準トナー像の濃度測定結果に基いて画像形
成条件を制御することにより高画質の画像を形成する画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の第１の画像形成装置は、プロセス方向に移動する
像担持体上にトナー像を担持させるとともに該像担持体
に近接もしくは接触する転写位置を経由する搬送経路に
沿って所定の記録媒体を搬送し、上記像担持体上に担持
されたトナー像を上記搬送路に沿って搬送されてきた記
録媒体上に転写し該記録媒体上に転写されたトナー像を
該記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に定着
トナー像からなる画像を形成する画像形成装置におい
て、上記像担持体上に濃度測定用の基準トナー像を担持
させる基準トナー像形成手段と、上記基準トナー像の濃
度を測定する濃度測定手段と、上記濃度測定手段により
測定された基準トナー像の濃度に基づいて最終的に記録
媒体上に形成される画像の形成条件を制御する画像制御
手段とを備え、上記濃度測定手段は、上記像担持体上に
担持された基準トナー像に向けて測定光を照射する光源
と、該基準トナー像で反射した光を受光する光センサと
を有する投受光ユニットを具備し、該投受光ユニット
は、上記像担持体との間に上記搬送路を挟む位置に配備
されたものであることを特徴とする。

【００１５】ここで、この画像形成装置内の空気を外部
の空気と入れ替えるためのファンを備え、上記該投受光
ユニットが上記ファン近傍に配備されたものであること
が好ましく、上記該投受光ユニットが、上記像担持体上
の基準トナー像で反射した光を上記光センサに導くプラ
スチックレンズを備えたものであることも好ましい態様
である。

【００１６】上記の目的を達成する本発明の第２の画像
形成装置は、プロセス方向に移動する像担持体上にトナ
ー像を担持させるとともに該像担持体に近接もしくは接
触する転写位置を経由する搬送経路に沿って所定の記録
媒体を搬送し、上記像担持体上に担持されたトナー像を
上記搬送路に沿って搬送されてきた記録媒体上に転写し
該記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体上に定
着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる
画像を形成する画像形成装置において、上記像担持体上
に濃度測定用の基準トナー像を担持させる基準トナー像
形成手段と、上記基準トナー像の濃度を測定する濃度測
定手段と、上記濃度測定手段により測定された基準トナ
ー像の濃度の基づいて最終的に記録媒体上に形成される
画像の形成条件を制御する画像制御手段とを備え、上記
濃度測定手段は、上記像担持体上に担持された基準トナ
ー像に向けて測定光を照射する光源、該基準トナー像で
反射した光を受光する光センサとを有する投受光ユニッ
ト、および、該投受光ユニットから投光された測定光を
上記像担持体に向けて反射するとともに該像担持体上の
基準トナー像での反射光を該投受光ユニットに向けて反
射する反射ミラーを備えたものであることを特徴とす
る。

【００１７】ここで、上記該投受光ユニットが、上記像
担持体上の基準トナー像で反射した光を上記光センサに
導くプラスチックレンズを備えたものであることも好ま
しい態様である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態について
説明する。

【００１９】図１は、本発明の第１の実施形態の画像形
成装置を示す図である。

【００２０】図１において、画像形成装置は、画像が記
録された原稿から画像を読み取り、画像信号を得る画像
読取部と、読み取った画像信号を処理する画像処理部
と、用紙上に画像信号に基づく定着トナー像からなる画
像を形成する画像出力部（ＩＯＴ）とにより構成されて
いるが、ここでは、画像読取部および画像処理部は省略
され、ＩＯＴが示されている。

【００２１】このＩＯＴは、矢印Ａ方向に回転してトナ
ー像が形成される感光体ドラム１と、感光体ドラム１の
表面を均一に帯電する帯電器２と、帯電された感光体ド
ラム１表面を画像信号に基づき変調された露光光により
露光して感光体ドラム１上に静電潜像を形成するレーザ
出力部（ＲＯＳ）３と、感光体ドラム１上の静電潜像を
トナーで現像して感光体ドラム１上にトナー像を形成す
る現像器４とを備えている。また、感光体ドラム１上の
トナー像を用紙Ｐに転写させる転写器５と、用紙Ｐに転
写されたトナー像を加熱および加圧して用紙上に定着ト
ナー像を形成する定着器６とを備え、さらに用紙Ｐを収
納する用紙トレイ７と、用紙トレイ７から用紙Ｐを給紙
する給紙ロール１２と、給紙された用紙Ｐをタイミング
調整して転写位置に搬送するレジストロール１３と、用
紙Ｐにトナー像を転写した後の感光体ドラム１表面をク
リーニングするクリーナ８と、感光体ドラム１表面の残
留電荷を除去する除電器９とを備えている。また、感光
体の回転方向Ａの現像器４の下流、転写器５の上流で搬
送路１３を搬送される用紙Ｐを挟んで感光体ドラム１と
対向する位置に、感光体ドラム１上に形成された基準ト
ナー像の濃度を測定する濃度測定装置１０を備えてい
る。さらに、ＡＤＣ制御を行うため、基準トナー像の濃
度測定結果に基いて、帯電電圧、露光光量、現像バイア
ス電圧などの画像形成条件を制御する制御部４０を備
え、制御部４０には、感光体ドラム１上に濃度測定用の
基準トナー像を形成する基準トナー像形成手段３１が設
けられている。また、このＩＯＴは、用紙上のトナー像
を加熱することにより定着させる構成のため１４０度前
後に温度上昇する定着器６や、比較的高温になる高圧電
源を備えているので外気を取り入れ、高温になった内気
と入れ換えることにより機内温度を冷やすファン１１を
備えている。

【００２２】次に、図１を参照しながらこの画像形成装
置における画像形成動作について説明する。

【００２３】はじめに、電源が投入されると、内蔵ヒー
タにより定着器６が加熱され、同時に機内温度を冷やす
ためのファン１１が回転して外気を取り入れる。

【００２４】そして、画像読取部（図示せず）で原稿か
ら読み取られた画像信号、あるいは外部のコンピュータ
（図示せず）などで作成された画像信号が画像処理部
（図示せず）に入力され、適切な画像処理が行われる。
こうして得られた画像信号はレーザ出力部（ＲＯＳ）３
に入力され、レーザ光線Ｒをそれぞれの画像信号に基づ
き変調する。画像信号によって変調されたレーザ光線Ｒ
は、帯電器２により一様帯電された感光体ドラム１表面
にラスタ照射され、感光体ドラム１上には画像信号に対
応した静電潜像が形成される。続いて、現像器により静
電潜像がトナー現像され、感光体ドラム１上には各色の
トナー像が形成される。給紙ロール１２は用紙トレイか
ら１枚づつ用紙を給紙し、レジストロール１３は、給紙
ロール１２により送られてくる用紙Ｐを一時停止させ
て、感光体ドラム１上のトナー像が転写位置まで回転し
たタイミングでその用紙Ｐを送る。転写器５と感光体と
で形成する転写位置に用紙が送られてくると転写器５は
感光体ドラム１上のトナー像を用紙Ｐに転写する。用紙
Ｐ上に転写されたトナー像は、定着器６によって定着さ
れ所望の画像が得られる。トナー像を転写した感光体ド
ラム１は、クリーナ８により表面に付着した残留トナー
などの付着物がクリーニングされ、除電器９により残留
電荷が除去され、一回の画像形成動作が終了する。

【００２５】濃度測定用の基準トナー像は、制御部４０
の基準トナー像形成手段３１からの画像信号がレーザ出
力部（ＲＯＳ）３に入力され、通常のトナー像と同様の
形成過程を経て、感光体のイメージ領域とイメージ領域
の間のインターイメージに形成される。そして、用紙が
レジストローラ１３でタイミング調整されている間の、
基準トナー像が濃度測定装置１０による測定位置を通過
するタイミングで、濃度測定装置１０により濃度が測定
される。

【００２６】このように用紙がレジストロール１３でタ
イミング調整されている間に、インターイメージに形成
さた基準トナー像の濃度を測定すればよいので、濃度測
定装置１０は、用紙が搬送される搬送路を挟んで感光体
ドラム１と対向する位置に配置することが可能となり、
感光体ドラム１周辺の限られたスペースから開放され
る。また、外気を取り入れるファン１１の近傍に濃度測
定装置１０を配置することもできるので、受光センサ感
度の変動をある程度抑制することが可能となる上、後述
するように、濃度測定装置１０にプラスチック製の結像
光学レンズを用いることもできる。

【００２７】図２は、感光体ドラムのインターイメージ
に形成された１つの基準トナー像の平面図である。

【００２８】図２において、破線で囲まれた領域は濃度
測定装置の測定領域Ｓを示し、ハッチングで示す領域が
基準トナー像ｔ１を示す。

【００２９】基準トナー像形成手段３１は、濃度測定装
置１０により反射光量が測定される測定領域Ｓに合わせ
て、感光体ドラム１上に、大きさが５００μｍ×５００
μｍの矩形の基準トナー像ｔ１を形成する。

【００３０】基準トナー像ｔ１をこのように小さくする
ことにより、１つの基準トナー像ｔ１の濃度測定に要す
る時間を短縮するとともに、階調の異なる複数の基準ト
ナー像を配列させて一度に濃度測定を行えば濃度測定時
間全体を短縮化させることができる。またトナー消費量
の低減化や、クリーナの負荷の軽減化、廃トナーの低減
化を図ることもできる。

【００３１】ここで、本実施形態のプロセス方向におけ
る、測定領域Ｓと基準トナー像ｔ１との大きさの関係
は、Ｐａ＝１ｍｍ＞Ｐｔ＝５００μｍとなっている。し
たがって、基準トナー像ｔ１の大きさがプロセス方向に
おいて変化しても、受光センサで充分捕捉することがで
きる。

【００３２】また、本実施形態の主走査方向における、
測定領域Ｓと基準トナー像ｔ１との大きさの関係は、Ｍ
ａ（３００μｍ）＜Ｍｔ（５００μｍ）となっている。

【００３３】したがって、基準トナー像ｔ１が主走査方
向において位置ずれを生じても、プロセス方向と同様に
受光センサで充分捕捉することができる。

【００３４】図３は、本実施形態の画像形成装置の濃度
測定装置の概略構成図である。

【００３５】一般に、濃度測定を行う基準トナー像ｔ１
の大きさを小さくする場合には、測定領域Ｓを限定する
必要がある。この測定領域Ｓの限定には、基準トナー像
ｔ１に照射される照射光のスポットを絞る方法と、結像
光学系などを用いて受光領域を絞る方法が考えられる。

【００３６】照射光のスポットを絞る方法は、第１に、
基準トナー像の一部をマスク部材で遮光することが考え
られる。しかし、誤差を少なくするためにマスク部材を
基準トナー像に接近させると、マスク部材がトナー像面
に接触してしまったり、マスク部材が測定領域に影を落
としてしまう。したがって、この方法では測定精度上問
題がある。第２に、レーザを用いてスポットをシャープ
に絞る方法が考えられる。しかし、この方法では、基準
トナー像の位置ずれやサイズ変動に対応できない上、コ
ストが高いという難点がある。

【００３７】そこで、本実施形態では、光源（例えばＬ
ＥＤ）から照射され基準トナー像で反射した反射光を受
光センサ（例えばＰＤ）で受光する受光側に結像光学系
を用いて測定領域を規制し、基準トナー像の大きさが小
さい場合でも照射光量分布むらにより濃度測定精度が低
下しないようにするとともに、集光により所定の光強度
が得られるようにしている。

【００３８】図３に示すように、濃度測定装置１０は、
基準トナー像ｔ１表面の法線に対して４５°の角度で光
を照射する光源５０、基準トナー像ｔ１表面で反射した
反射光のうち基準トナー像ｔ１表面の法線方向、すなわ
ち入射光に対して４５°の角度をなす反射光を受光する
受光センサ５１、および基準トナー像ｔ１表面上の所定
の測定領域Ｓを受光センサ５１の受光面５１ａに結像さ
せる結像レンズ５２からなる投受光ユニットと、受光セ
ンサ５１の出力から濃度を算出する演算部５３とを備え
ている。

【００３９】結像レンズ５２は、基準トナー像ｔ１表面
に照射されているスポットエリアの広がりのうちの所定
の測定領域Ｓからの反射光に絞って受光センサ５１の受
光面５１ａに結像させることにより、照射光量分布を均
一化させるとともに、光を集光するために用いられ、基
準トナー像ｔ１のサイズ、光源５０からの照射光量、受
光センサ５１の受光開口５１ｂなどに応じて、レンズの
径、焦点距離、横倍率を任意に決定することができる。

【００４０】ここで、外気を取り入れるファンの近傍に
濃度測定装置を配置することができるので、結像レンズ
５２には、プラスチックレンズを用いることができる。

【００４１】プラスチックレンズの材料としては、ポリ
カーボネイト、メタクリル樹脂、ポリ・テトラ・フルオ
ロ・エチレン、ポリスチレン・ポリプロピレンなどを用
いることができるが、シクロオレフィンポリマ、ノボル
ネン樹脂、ポリオレフィン樹脂などの高耐熱性プラスチ
ックを用いることがより好ましい。

【００４２】なお、本実施形態では、濃度測定する基準
トナー像ｔ１が５００μｍ×５００μｍと小さいために
結像レンズ５２を用いているが、基準トナー像ｔ１の大
きさによっては、必ずしも結像レンズ５２を用いる必要
は無く、マスク部材を用いることもできる。

【００４３】受光センサ５１は、所定の測定領域Ｓ内で
反射した反射光のみを受光する受光開口５１ｂを有する
とともに、基準トナー像ｔ１の濃度に応じた反射光を受
光して電流に変換し、受光センサ３１に接続された演算
部５３は、その電流を電圧変換するとともに、あらかじ
め測定されて記憶されている、基準トナー像が形成され
た感光体ドラム表面の反射光を電圧変換した基準値に対
する比を算出することにより、基準トナー像の濃度を求
める。

【００４４】光源５０は、赤外光を発光するＬＥＤを用
いているが、必ずしも赤外光を発光するＬＥＤに限定さ
れるものではない。また、光源５０の照射光の入射角度
は、必ずしも４５度である必要はなく、３０度であって
もよく、任意に設定することができる。

【００４５】また、受光センサ５１は、ここではフォト
ダイオード（ＰＤ）を用いているが、ＰＤに限定する必
要は無く、フォトトランジスタであってもよい。

【００４６】図４は、演算部によって電流電圧変換され
た電圧値を示す図である。

【００４７】図４において横軸は時間、縦軸は電圧値で
ある。受光センサ５１は、基準トナー像ｔ１が測定領域
Ｓを通過する間は基準トナー像ｔ１による反射光を受光
し続け、受光した反射光に応じた電流を演算部５３に出
力する。なお、受光センサ５１は、基準トナー像ｔ１に
よる反射光を受光する前後で、感光体ドラム表面で反射
した反射光を受光する。図の縦軸の電圧Ｖ１は、感光体
の素管表面のみで反射した反射光に応じた電流を演算部
５３が電圧に変換した値である。また、電圧Ｖ２は、基
準トナー像ｔ１が通過する測定領域からの反射光に応じ
た電流を演算部５３が電圧に変換した内の最低電圧であ
る。このような波形となるのは、感光体ドラム表面のほ
うが、基準トナー像ｔ１よりも拡散光の反射率が高いた
めである。

【００４８】本実施形態における濃度は、感光体ドラム
表面からの拡散反射光による電圧に対する、基準トナー
像ｔ１からの拡散反射光によるピーク電圧の比によって
算出した相対反射率（Ｖ２／Ｖ１）を用いる。

【００４９】このように、相対反射率を用いることによ
り、受光面５１ａの汚れや、受光センサ５１の経時変
化、温度変化により感度が変動しても、その変動分をキ
ャンセルして基準トナー像ｔ１の濃度を高精度に測定す
るためである。また、ピーク電圧Ｖ２を用いることによ
り、光源３０のプロセス方向の照度ムラによる影響を除
去することができる。

【００５０】図５は、本実施形態の画像形成装置の制御
部の機能ブロック図である。

【００５１】図５において、制御部４０には、操作量メ
モリ４１、目標値メモリ４３、および制御ルールメモリ
４４という３つのメモリが備えられている。操作量メモ
リ４１には、基準トナー像ｔ１作成時の作像条件である
操作量が記憶されている。

【００５２】ここで操作量とは、被制御対象の出力値を
変化させるパラメータの調整量、すなわち、画像処理部
が有する、入力された画像信号の階調補正のためのルッ
クアップテーブルの係数、帯電器２の帯電電圧の設定
値、レーザ出力部３の例えばレーザ出力設定値、現像器
４へのトナー供給量、現像器４の現像バイアス電圧設定
値、転写器５の転写電流設定値などを称する。

【００５３】本実施形態においては、レーザ出力部３の
レーザ出力設定値（以下、ＬＰ設定値と略称する）を操
作量として用いている。操作量メモリ４１から読み出さ
れたＬＰ設定値は、操作量出力回路４２を経由して、Ｉ
ＯＴが備えるレーザ駆動回路３３に供給され、これによ
りレーザ駆動回路５１はＬＰ設定値に応じたレーザ出力
をＲＯＳ３４に供給する。

【００５４】また、目標値メモリ４３には目標値が記憶
されている。この目標値は、基準トナー像ｔ１の目標濃
度を、用紙Ｐの表面を基準とした相対反射率で表した値
である。さらに、制御ルールメモリ４４には制御ルール
が記憶されている。ここで制御ルールとは、基準トナー
像の濃度を相対反射率で表した値と操作量との対応関係
のことである。

【００５５】濃度測定装置１３から出力された、基準ト
ナー像ｔ１の濃度を表すデジタル信号は、制御部４０が
備える差分演算器４５に入力される。差分演算器４５
は、目標値メモリ４３に記憶された目標値と入力された
測定値との差分を演算する。差分演算器４５で求められ
た差分は、操作量補正演算器４６に入力され、操作量補
正演算器４６は、目標値と測定値との差分がゼロになる
ように、制御ルールメモリ４４内に記憶されている制御
ルールを用いて操作量の補正量を演算する。さらに、操
作量補正演算器４６は、求めた補正量を用いて、操作量
メモリ４１内に既に記憶されている基準トナー像形成時
の操作量を補正する演算を行い、その演算結果は操作量
メモリ４１に、新たな操作量として上書きされる。

【００５６】一方、基準トナー像形成手段３１は、基準
トナー像形成のタイミングに合わせて、基準トナー像ｔ
１の画像信号をレーザ駆動回路３３に出力する。これに
よって、基準トナー像ｔ１が感光体ドラム１上に形成さ
れる。

【００５７】図６は、本実施形態の画像形成装置の画像
形成条件を制御するフローチャートである。

【００５８】図６において、基準トナー像形成手段３１
は、先ず、感光体ドラム１上に基準トナー像ｔ１を形成
する（Ｓ−１）。次に、濃度測定装置１０は、基準トナ
ー像ｔ１の濃度を測定する（Ｓ−２）。続いて、誤差演
算器４５により目標値メモリ４３に記憶された目標値
と、濃度測定装置１０から出力された測定値との差分Δ
Ｄを演算する（Ｓ−３）。そして、操作量補正演算器４
６により操作量を補正する（Ｓ−４）。

【００５９】ここで、操作量補正演算器４６は、まず、
ＬＰ設定値の補正量ΔＬＰを次のようにして求める。 ΔＬＰ＝ΔＤ／Ａ１ただし、Ａ１は制御ルールメモリ４４に記憶されている
制御ルールで、ＬＰ設定値と、基準トナー像の濃度を相
対反射率で表した値との対応関係を示す係数である。こ
の係数は、予め実験などにより求めておく。こうして求
めたΔＬＰを基準トナー像作成時のＬＰ設定値から減じ
ることで補正されたＬＰ設定値を得る。補正されたＬＰ
設定値は、操作量メモリ４１に記録される。

【００６０】次に、操作量メモリ４１に記憶された、補
正した操作量を使用する（Ｓ−５）。すなわち、補正し
たＬＰ設定値を、操作量出力回路４２を経由してＩＯＴ
のレーザ駆動回路３３に供給し、これによりレーザ駆動
回路３３はＬＰ設定値に応じたレーザ出力をＲＯＳ３４
に供給する。以上の動作により画像形成条件の１回の制
御動作が終了する。以後、この動作を定期的に繰り返す
ことにより、出力画像の画質が一定に保たれる。

【００６１】次に、本発明の画像形成装置の第２の実施
形態について説明する。

【００６２】第２の実施形態は、第１の実施形態とくら
べて、濃度測定装置は相違するが、それ以外は共通する
ので相違点について説明する。

【００６３】図７は、本発明の第２の実施形態の画像形
成装置を示す概略構成図である。本実施形態の画像形成
装置は、図１に示した第１の実施形態の画像形成装置と
較べ、濃度測定装置１５が反射ミラー１５ｍを備えてい
て、投受光ユニット１５ｕは用紙の搬送路に対して感光
体ドラム１と同じ側に配置されている点は相違するが、
それ以外は共通するので、同一の構成要素には同一の符
号を付し、説明を省略する。

【００６４】図７において、濃度測定装置１５は、投受
光ユニット１５ｕと、反射ミラー１５ｍとにより構成さ
れ、用紙Ｐに対して、投受光ユニット１５ｕは感光体ド
ラム１と同じ側に位置し、反射ミラー１５ｍは感光体ド
ラム１と反対側に位置している。

【００６５】本実施形態では、感光体ドラム１上の基準
トナー像ｔ１から反射ミラー１５ｍを経由して投受光ユ
ニット１５ｕの結像レンズ５２の主面までの距離をａと
し、その結像レンズ５２の主面から受光センサ５１の受
光面５１ａまでの距離をｂとし、結像レンズ１５ｍの焦
点距離をｆとすれば、１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆが成立す
る、横倍率ｎが、ｂ／ａのレンズを用いているが、これ
に限定されない。

【００６６】図８は、濃度測定装置の投受光ユニットと
反射ミラーとの関係を示す模式図である。

【００６７】図８に示すように、濃度測定装置１５は、
感光体ドラム１と用紙の搬送路を挟んで対向する位置に
反射ミラー１５ｍ、また感光体ドラム１と同じ側に光源
５０と結像レンズ５２と受光センサ５１とからなる投受
光ユニット１５ｕを備えている。

【００６８】投受光ユニット１５ｕは、感光体ドラムの
インターイメージ領域に形成される基準トナー像ｔ１が
通過する所定の測定エリアに光を照射する光源５０と、
基準トナー像ｔ１の反射光の反射ミラー１５ｍ２での鏡
面反射光を集光する結像レンズ５２と、結像レンズ５２
の結像面に受光面がある受光センサ５１とを備えてい
る。なお、受光センサ５１は、演算部５３に接続されて
おり、演算部５３は、受光センサ５１の出力に基いて、
基準トナー像ｔの濃度を算出する。

【００６９】反射ミラー１５ｍは、２枚の平面鏡からな
る反射ミラー１５ｍ１と１５ｍ２とにより構成されてい
る。

【００７０】感光体ドラムのインターイメージ領域には
複数の基準トナー像ｔが形成され、投受光ユニット１５
ｕの光源５０から照射された光は、反射ミラー１５ｍ１
で鏡面反射し、基準トナー像ｔ１表面の法線に対して４
５°の角度で入射し、基準トナー像ｔ１表面で反射した
反射光のうち基準トナー像ｔ１表面の法線方向、すなわ
ち入射光に対して４５°の角度をなす反射光は、反射ミ
ラー１５ｍ２で鏡面反射して投受光ユニット１５ｕの結
像レンズ５２で集光され、受光センサ５１の受光面５１
ａに結像される。

【００７１】本実施形態においても、用紙がレジストロ
ール１３でタイミング調整されている間に、インターイ
メージに形成された基準トナー像ｔの濃度を測定すれば
よいので、濃度測定装置１５は、用紙Ｐが搬送される搬
送路を挟んで感光体ドラム１と対向する位置に配置され
た反射ミラー１５ｍを経由して感光体ドラム１に形成さ
れた基準トナー像ｔからの反射光を受光すればよい。し
たがって、投受光ユニット１５ｕおよび反射ミラー１５
ｍの配置位置は自由度があり、感光体ドラム１周辺の極
限られたスペースから開放される。また、投受光ユニッ
ト１５ｕは、画像形成装置内の熱源から離れた位置に配
置することができるので熱による影響を考慮せずにプラ
スチック製の結像レンズ５２を用いることができる

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、像担持体周辺のスペー
スが狭い場合であっても基準トナー像の濃度測定が可能
であり、また熱による影響が少ない位置に投受光ユニッ
トを配置することができるので結像光学系にプラスチッ
クレンズを用いた濃度測定装置を用いて、スモールサイ
ズの基準トナー像による多数の同時濃度測定を行って画
像形成条件を制御することが可能となるので高画質画像
を形成することができる画像形成装置を低コストで提供
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の画像形成装置を示す
図である。

【図２】感光体ドラムのインターイメージに形成された
１つの基準トナー像の平面図である。

【図３】本実施形態の画像形成装置の濃度測定装置の概
略構成図である。

【図４】演算部によって電流電圧変換された電圧値を示
す図である。

【図５】本実施形態の画像形成装置の制御部の機能ブロ
ック図である。

【図６】本実施形態の画像形成装置の画像形成条件を制
御するフローチャートである。

【図７】本発明の第２の実施形態の画像形成装置を示す
概略構成図である。

【図８】濃度測定装置の投受光ユニットと反射ミラーと
の関係を示す模式図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電器３レーザ出力部４現像器５転写器６定着器７用紙トレイ８クリーナ９除電器１０，１５濃度測定装置１１ファン１２給紙ロール１３レジストロール１５ｍ反射ミラー１５ｕ投受光ユニット３１制御ルールメモリ３３レーザ駆動回路３４ＲＯＳ４０制御部４１操作量メモリ４２操作量出力回路４３目標値メモリ４４制御ルールメモリ４５差分演算器４６操作量補正演算器５０光源５１受光センサ５１ａ受光面５１ｂ受光開口５２結像レンズ５３演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA10 DE02 DE07 DE10 EA18 EC04 EC06 EC09 EC10 ED06 EE07 EF06 JA11 JB13 JB16 JC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロセス方向に移動する像担持体上にトナ
ー像を担持させるとともに該像担持体に近接もしくは接
触する転写位置を経由する搬送経路に沿って所定の記録
媒体を搬送し、前記像担持体上に担持されたトナー像を
前記搬送路に沿って搬送されてきた記録媒体上に転写し
該記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体上に定
着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる
画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体上に濃度測定用の基準トナー像を担持させ
る基準トナー像形成手段と、前記基準トナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、前記濃度測定手段により測定された基準トナー像の濃度
に基づいて最終的に記録媒体上に形成される画像の形成
条件を制御する画像制御手段とを備え、前記濃度測定手段は、前記像担持体上に担持された基準
トナー像に向けて測定光を照射する光源と、該基準トナ
ー像で反射した光を受光する光センサとを有する投受光
ユニットを具備し、該投受光ユニットは、前記像担持体
との間に前記搬送路を挟む位置に配備されたものである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】この画像形成装置内の空気を外部の空気と
入れ替えるためのファンを備え、前記該投受光ユニット
が前記ファン近傍に配備され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。
【請求項３】プロセス方向に移動する像担持体上にトナ
ー像を担持させるとともに該像担持体に近接もしくは接
触する転写位置を経由する搬送経路に沿って所定の記録
媒体を搬送し、前記像担持体上に担持されたトナー像を
前記搬送路に沿って搬送されてきた記録媒体上に転写し
該記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体上に定
着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる
画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体上に濃度測定用の基準トナー像を担持させ
る基準トナー像形成手段と、前記基準トナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、前記濃度測定手段により測定された基準トナー像の濃度
の基づいて最終的に記録媒体上に形成される画像の形成
条件を制御する画像制御手段とを備え、前記濃度測定手段は、前記像担持体上に担持された基準
トナー像に向けて測定光を照射する光源、該基準トナー
像で反射した光を受光する光センサとを有する投受光ユ
ニット、および、該投受光ユニットから投光された測定
光を前記像担持体に向けて反射するとともに該像担持体
上の基準トナー像での反射光を該投受光ユニットに向け
て反射する反射ミラーを備えたものであることを特徴と
する画像形成装置。
【請求項４】前記該投受光ユニットが、前記像担持体上
の基準トナー像で反射した光を前記光センサに導くプラ
スチックレンズを備えたものであることを特徴とする請
求項１又は３記載の画像形成装置。