JP2006349715A - Image density detector and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置に関する。特に、画像濃度を調整するための基準パターンを像担持体上に形成し、光学的に検出した結果に基づいて画像形成条件を調整する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer. In particular, the present invention relates to an image forming apparatus that forms a reference pattern for adjusting image density on an image carrier and adjusts image forming conditions based on optical detection results.
従来の複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、その印字する画像の画像濃度を安定化させるために画像濃度制御が用いられてきた。特に、シアン、マゼンタ、イエローおよび黒のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成する場合には、いずれかの濃度が変わってくると、印字するカラー画像の色合いが変わってくるため、中間調の画像濃度も制御しなければならない。ここで、画像濃度制御を行うためには、まず当該装置の画像濃度を検出する必要がある。検出する方法としては、発光素子と受光素子が一体となった光学濃度センサを用いる方法が一般的である。すなわち、基準パターンを像担持体上に画像形成し、トナーの付着した領域に発光素子からの光を照射して、像担持体およびトナーから反射する光を受光素子で検出するものである。像担持体表面のトナーの付着量によって反射する光の光量が変わるため、受光素子の出力によってトナー付着量ひいては画像濃度を検出することができる。光学濃度センサは、例えば、特許文献1に示すようなセンサが用いられる。図9に、前記特許文献1に記載された従来のトナー付着量測定装置を示す。
In image forming apparatuses such as conventional copying machines and laser beam printers, image density control has been used to stabilize the image density of an image to be printed. In particular, when a full-color image is formed by superimposing cyan, magenta, yellow, and black toners, the tone of a color image to be printed changes when any of the densities changes, so that a halftone image Concentration must also be controlled. Here, in order to perform image density control, it is necessary to first detect the image density of the apparatus. As a detection method, a method using an optical density sensor in which a light emitting element and a light receiving element are integrated is generally used. That is, an image is formed on the image carrier with the reference pattern, light from the light emitting element is irradiated onto the toner-attached area, and light reflected from the image carrier and toner is detected by the light receiving element. Since the amount of reflected light varies depending on the toner adhesion amount on the surface of the image carrier, the toner adhesion amount and thus the image density can be detected by the output of the light receiving element. As the optical density sensor, for example, a sensor as shown in
図9において、光学濃度センサは、感光体ドラム101の表面に光を投射する発光部102と、発光部102から投射された光が対象物に当たって反射した反射光を受光する受光部103からなる。ここで、感光体ドラム101は、金属製の回転ドラム101aをセレンやアモルファスシリコン等の感光体101bで表装したものである。
In FIG. 9, the optical density sensor includes a
発光部102は、発光素子であるLED104と、P偏光している光だけを透過させるP偏光フィルタ105から構成され、LED104は、感光体ドラム101の法線方向に対して傾いた角度で配置される。受光部103は、P偏光の光とS偏光の光を分離する偏光分離プリズム106と、受光素子である2つのフォトダイオード(以下、PD107およびPD108と称する)から構成される。PD107とPD108は同じ素子であり、その取り付け位置だけが異なる。
The
以上の構成の光学濃度センサにおいて、その検出動作を説明する。電子写真プロセスを用いる画像形成装置における像形成物質であるトナーは、感光体ドラム101の表面に静電的に付着している。LED104から感光体ドラム101に付着したトナー109に測定光を投光すると、P偏光の光P1とS偏光の光S1とを含んだ測定光は、P偏光フィルタ105によって光S1がカットされ、光P1のみがトナー109に投光される。
The detection operation of the optical density sensor having the above configuration will be described. Toner that is an image forming substance in an image forming apparatus using an electrophotographic process is electrostatically attached to the surface of the
トナー109の入射光P1は、トナー109の表面で一部が反射し、残りがトナー層を透過する。トナー層を透過した光は、さらに感光体101bの表面でその一部が反射し、残りが感光体101bを透過する。そして、感光体101bを透過した光は、回転ドラム101aの表面で全て反射する。
A part of the incident light P <b> 1 of the
上記した反射光は、トナー109の表面で反射した光が誘電体であるトナー109によって偏光が乱れ、P偏光の光とS偏光の光とを含むようになる。また、感光体101bの表面で反射した光は、感光体101bが光の入射時に導通性をもち非誘電体となることから、偏光は乱されることなくP偏光の光となる。また、回転ドラム101aの表面で反射した光は、回転ドラム101aが金属性であることから非誘電体であり、偏光は乱されることなくP偏光の光となる。
The reflected light described above is light-reflected on the surface of the
投光光によって反射する光が正反射する光の光路上には、偏光分離プリズム106があり、正反射した光はP偏光とS偏光の光に分離される。これら分離された光のうち、P偏光の光をPD107で受光し、S偏光の光をPD108で受光する。
A
トナー109に投光された光は、一部が誘電体のトナー109によってP偏光の光P2とS偏光の光S2とになって反射し、トナー層を透過した光は一部が感光体101bの表面でP偏光の光P3となって反射する。また、感光体101bを透過した残りの光は全て回転ドラム101aの表面でP偏光の光P4となって反射する。
A part of the light projected onto the
これら反射光S2、P2、P3、P4は、偏光分離プリズム106に入射し、P成分の光P2、P3、P4とS成分の光S2とに分離される。このように分離された光は、P偏光の光P2、P3、P4がPD107によって受光され、S偏光の光S2がPD108によって受光される。
These reflected lights S2, P2, P3, and P4 enter the
ここで、PD107が受光する光P2、P3、P4のうち、光P3、P4はトナー109を通過した光であるから、これらの光P3、P4はトナー109の付着量によって変化する。つまり、トナー109の付着量が多い時は、光P3、P4は減少し、トナー109の付着量が少ない時は光P3、P4は増加する。そこで、光P3、P4を計測することにより、トナー109の付着量を知ることができる。
Here, among the light P2, P3, and P4 received by the
上記したPD107が受光する光P2、P3、P4のうち、光P2はトナー109によって反射した光であり、PD108が受光するトナー109によって反射した光S3と比例関係にある。したがって、PD108の出力信号に一定係数Kを乗ずることにより、光P2と近似な値を求めることができる。この結果、PD107の出力信号からPD108の出力信号に一定係数Kを乗じた値を引くことにより光P3、P4が求められる。つまり、トナー109の付着量をT、PD107の出力信号を出力信号a、PD108の出力信号を出力信号bとすると、付着量Tはa−Kbに比例する。
Of the light P2, P3, and P4 received by the
PD107およびPD108は、各々の反射光を光電変換して出力信号aおよびbを出力し、この出力信号aおよびbは図10に示す信号処理回路110に送られる。信号処理回路110は、増幅器111a、111bと差動増幅器112とからなり、増幅器111aはPD107の出力信号aを増幅出力し、増幅器111bはPD108の出力信号bに一定係数Kを乗じたbKの増幅信号を出力する。そして、差動増幅器112は、その差信号をトナー付着量情報として算出し、測定データTとして出力する。
しかしながら、前記従来の構成では、1発光2受光という構成上、受光素子が2つ必要であるし、偏光素子も必要であるため部品数が多い。その上、正反射光を受光する光路においてはその精度を持たせるために、各々の素子を固定するハウジングに精度が要求されるため、コストアップの要因となっていた。 However, in the conventional configuration, two light receiving elements are necessary and one polarizing element is necessary due to the configuration of one light emission and two light receptions, and thus the number of parts is large. In addition, the optical path for receiving the specularly reflected light requires accuracy in the housing for fixing each element in order to provide the accuracy, which has been a factor in increasing costs.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低価格の光学濃度センサを用いて、像担持体上の画像濃度を検出可能な画像濃度検出装置およびそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides an image density detection apparatus capable of detecting an image density on an image carrier using an inexpensive optical density sensor and an image forming apparatus using the same. For the purpose.
前記従来の課題を解決するために、本発明の画像濃度検出装置は、画像を保持する像担持体と、入力される画像データに基づいて前記像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上の画像の画像情報を検出する検出手段とを備え、前記検出手段として特性の異なる複数の光学濃度センサを用いる。本構成によって、部品点数の多い高価な光学濃度センサを用いることなく、ラフな構成の低価格な光学濃度センサを用いて画像濃度を検出することができる。 In order to solve the above-described conventional problems, an image density detection apparatus of the present invention includes an image carrier that holds an image, and an image forming unit that forms an image on the image carrier based on input image data. Detecting means for detecting image information of an image on the image carrier, and a plurality of optical density sensors having different characteristics are used as the detecting means. With this configuration, it is possible to detect the image density using an inexpensive optical density sensor having a rough configuration without using an expensive optical density sensor having a large number of parts.
さらに、本発明画像形成装置は、画像を保持する像担持体と、入力される画像データに基づいて前記像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上の画像の画像濃度を検出するために、特性の異なる複数の光学濃度センサを有する検出手段と、前記検出手段が検出した画像濃度に基づいて前記画像形成手段が画像形成するときの条件を調整する調整手段とを備える。本構成によって、低価格な画像濃度検出手段を用いて、画像濃度の調整を行うことができる。 The image forming apparatus according to the present invention further includes an image carrier that holds an image, an image forming unit that forms an image on the image carrier based on input image data, and an image of the image on the image carrier. Detection means having a plurality of optical density sensors having different characteristics in order to detect density, and adjustment means for adjusting conditions when the image forming means forms an image based on the image density detected by the detection means Prepare. With this configuration, it is possible to adjust the image density by using an inexpensive image density detection means.
本発明の画像濃度検出装置によれば、部品点数が多く機械的な精度が高い高価な画像濃度センサを使用せず、低価格なフォトセンサを組み合わせて画像濃度を検出することができるため、画像品質を劣化させることなく、低コストな画像形成装置を提供することができる。 According to the image density detection device of the present invention, an image density can be detected by combining a low-cost photosensor without using an expensive image density sensor with a large number of parts and high mechanical accuracy. A low-cost image forming apparatus can be provided without deteriorating quality.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における画像形成装置の概略構成図である。図1の画像形成装置は、シアン、マゼンタ、イエローおよび黒の4色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成する。入力されるカラー画像データは、図示しない前段のコントローラにおいて、4色の画像データに分解され、色毎に画像出力部10に入力される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to
画像出力部10では、入力される画像データに基づいてレーザ出力部11が駆動され、変調されたレーザ光が感光体ドラム12上を照射する。このとき、感光体ドラム12は、スコロトロン帯電器13によって、その表面を一様に帯電されており、レーザ光が照射されることによって静電潜像が形成される。感光体ドラム12上に形成された静電潜像は、現像器14Y、14M、14Cおよび14Kのうち、該当する色の現像ローラが当接することで可視のトナー像に現像される。一次転写ローラ16には一次転写バイアスが印加されており、感光体ドラム12の表面に付着しているトナー像を、静電気力で中間転写ベルト15の表面に移動させる。感光体ドラム12は、トナー像を中間転写ベルト15に転写した後、クリーナ19によって表面に残ったトナーを除去する。以上で、単色の画像形成プロセスが終了する。このプロセスを色毎に繰り返すことで、中間転写ベルト15の表面にカラーのトナー像を形成する。
In the
中間転写ベルト15の表面に形成されたカラーのトナー像は、二次転写バイアスが印加されている二次転写ローラ17によって、搬送されてきた用紙上に転写される。定着器18は、加熱したローラを用紙に圧接して、用紙上に転写されたカラーのトナー像を用紙に定着させる。その後、用紙を機外に排出して、一連の画像形成プロセスを終了する。ここで、画像濃度センサ20は、感光体ドラム12上のトナー像の濃度を検出するために、最後段の現像器14Kと一次転写ローラ16の間に設置される。
The color toner image formed on the surface of the
画像濃度センサ20は、2個のフォトセンサ21および22から構成され、これらの2個のフォトセンサは、感光体ドラム12の回転方向に並べて設置される。図2に、感光体ドラムのスラスト方向から見たときの、フォトセンサ21の配置図を示す。また図3に、感光体ドラムの中心軸方向から見たときの、フォトセンサ21および22の配置図を示す。フォトセンサ21および22は、発光素子であるLED21aおよび22aと、受光素子であるフォトダイオード21bおよび22bを並べて配置したものである。センサ面と感光体ドラム12の表面との距離および角度は、フォトセンサの感度が最も高くなるように設置する。ここでは、フォトセンサ21および22のセンサ面と感光体ドラム12の表面との距離は6mmとし、センサ面と感光体ドラム12の表面から法線方向の軸は垂直になるように配置する。
The
フォトセンサ21とフォトセンサ22は、素子の構成は全く同じであるが、素子の配置が異なる。すなわち、LED21aとフォトダイオード21bとの間の距離に比べて、LED22aとフォトダイオード22bとの間の距離が長くなっている。この距離を変えることで、感光体ドラム12の表面に形成される基準トナー像の濃度を検出する際に、正反射光を主体に検出するか、散乱反射光を主体に検出するかを変えることができる。すなわち、LEDおよびフォトダイオードは、共に指向性を持っているので、LEDが感光体ドラム12の表面を照らす発光領域と、フォトダイオードが感光体ドラム12の表面で反射した光を受光する受光領域の重なりの状態を変えることで実現する。
The
図4に、正反射光主体の検出原理を持ったフォトセンサの構成図を示す。LED21aとフォトダイオード21bとの距離が短い上に、LED21aの指向性が広く、その発領域がフォトダイオード21bの受光領域を全てカバーしている。よって、フォトダイオード21bの全ての受光領域から正反射光が入射するので、受光する光に対する正反射光の割合が高くなる。
FIG. 4 shows a configuration diagram of a photosensor having a detection principle mainly based on regular reflection light. In addition to the short distance between the
一方、図5に、散乱光主体の検出原理を持ったフォトセンサの構成図を示す。図4のフォトセンサに比べて、LED22aとフォトダイオード22bの距離が遠く、LED22aの指向性が狭くなっている。そのため、LED22aの発光領域とフォトダイオード22bの受光領域は全く重なっていない。LED22aから照射され、感光体ドラム12の表面で反射された正反射光は、フォトダイオード22bには受光されず、散乱光だけが受光される。
On the other hand, FIG. 5 shows a configuration diagram of a photosensor having a detection principle mainly based on scattered light. Compared with the photosensor of FIG. 4, the distance between the
これらの2種類のフォトセンサ21および22を、図3に示すように感光体ドラム12の回転方向に並べて配置する。濃度検出時には、正反射光主体のフォトセンサ21が黒のトナー付着量を検出し、散乱光主体のフォトセンサ22が黒以外の色すなわちシアン、マゼンタおよびイエローのトナー付着量を検出する。黒を正反射光で検出するのは、黒のトナー像に光を投射したとき、トナー像で反射した散乱光成分はその殆どが黒トナーに吸収され、散乱光成分の光がわずかしか出てこないためである。結果として、トナー付着量が増えても散乱光成分の増加量はわずかであるため、十分なダイナミックレンジがとれず検出精度が上がらない。
These two types of
一方、正反射光成分は、トナーが付着していないときには全反射に近いため、殆どの光が感光体ドラム12の表面で反射し、その殆どがフォトダイオード21bに受光される。付着するトナーが多くなると、感光体ドラム12の表面が覆われてくるため、投射する光のうち、散乱反射する光の割合が増え、正反射光の割合は減る。さらに、反射光の一部が黒トナーによって吸収されるため、正反射光として受光する光量は大幅に減少する。そのため、付着するトナー量が増えてくると、フォトダイオード21bで光電変換されたセンサ出力は大きく減少する。
On the other hand, the specularly reflected light component is close to total reflection when the toner is not attached, so most of the light is reflected by the surface of the
しかし、シアン、マゼンタおよびイエローといったカラートナーの場合は、黒トナーのときとは逆の傾向を示す。カラートナー検出時の正反射光成分も、トナーが付着していないときに光量が最大となり、トナーが付着して感光体ドラム12の表面が覆われてくると、散乱反射成分が増えてくるので正反射光量は減少する。しかし、黒トナーのように光を吸収することはないので、その減少量は黒トナーの場合よりも少ない。具体的には、フォトダイオードの出力で、トナーが付着していないときと一面に付着したときすなわちベタ画像を形成したときで比較すると、カラートナー検出時のダイナミックレンジは、黒トナー検出時に比べて半分程度にしかならない。
However, in the case of color toners such as cyan, magenta, and yellow, the tendency is opposite to that in the case of black toner. The amount of specularly reflected light component at the time of color toner detection also becomes maximum when the toner is not attached, and when the toner adheres and the surface of the
一方、そのときの散乱反射光成分は、トナーが付着していないときにも、感光体ドラム12の表面の細かな凹凸による散乱反射が起こるため、わずかではあるが存在する。トナーの付着量が増えてくると、散乱反射光の光量もそれに応じて増加する。よってフォトダイオードの出力で、トナー付着時の出力から、トナーの付着していない下地検出時の出力を差し引くことでトナー付着量を検出することができる。トナーの付着していないときとベタ画像を形成したときのダイナミックレンジは、正反射光の検出時に比べても大きくとれるため、カラートナーの検出には散乱反射光を利用する方が望ましい。
On the other hand, the scattered reflected light component at that time is slightly present because scattering reflection occurs due to fine irregularities on the surface of the
以上より、黒トナー検出時には正反射光成分を基に検出し、カラートナー検出時には散乱反射光成分を基に検出する。すなわち、正反射光主体で検出するフォトセンサ21で黒トナーを検出し、散乱反射光主体で検出するフォトセンサ22でカラートナーを検出することで、それぞれのトナーの特性に応じて検出することができる。 As described above, when black toner is detected, detection is performed based on the specular reflection light component, and when color toner is detected, detection is performed based on the scattered reflection light component. That is, black toner is detected by the photosensor 21 that detects mainly reflected light, and color toner is detected by the photosensor 22 that mainly detects scattered reflected light, so that detection can be performed according to the characteristics of each toner. it can.
また、画像濃度を所定の範囲内に収めるために、画像形成プロセスの条件を制御する目的で、帯電プロセスや現像プロセスのバイアス電圧等を変えて、基準トナー像を形成する。これらのバイアス電圧等は、感光体ドラム12の回転方向にしか変化させることができないので、図3に示すように、2種類のフォトセンサを感光体ドラム12の周方向に並べて配置している。
Further, in order to control the image forming process conditions in order to keep the image density within a predetermined range, the reference toner image is formed by changing the bias voltage of the charging process and the developing process. Since these bias voltages and the like can be changed only in the rotation direction of the
なお、本実施の形態において、2つのフォトセンサから構成する濃度センサは、感光体ドラム12近傍の1カ所に設けたが、複数個設けても良い。それによって、印字する画像の全体にわたって濃度を均一に制御することができる。
In the present embodiment, the density sensor including two photosensors is provided at one location near the
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2の画像形成装置の概略構成図である。図6の画像形成装置は、図1に示す画像形成装置のように1個の感光体ドラム12で1色ずつ色重ねをするのではなく、感光体ドラム12Y、12M、12Cおよび12Kとそれに付随する現像器14Y、14M、14Cおよび14Kや図示しない帯電器等を中間転写ベルト15の移動方向に並べて配置したタンデム構成となっている。レーザ出力部11は、入力される4系統の画像データに基づき、4本のレーザ光を独立に対応する感光体ドラムの表面を照射する。ここで、濃度センサ20は、感光体ドラムの表面に付着したトナー像を検出するのではなく、感光体ドラムから中間転写体ベルト15に転写されたトナー像を検出するために、黒の感光体ドラム12Kが接する位置の後段に配置する。こうすることで、感光体ドラム上だと4個必要となる濃度センサが、1個だけですむ。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 6 does not superimpose one color at a time on a
この構成における画像形成プロセスを、イエローの画像形成プロセスを例にとって説明する。 The image forming process in this configuration will be described by taking a yellow image forming process as an example.
図示しない帯電器は、イエローの感光体ドラム12Yの表面を一様に帯電させる。レーザ出力部11は、入力するイエローの画像データに基づいて、一様に帯電した感光体ドラム12Yの表面を露光して、静電潜像を形成する。現像器14Yは、感光体ドラム12Yの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させ、可視のトナー像とする。その後、トナー像は、感光体ドラム12Yが回転して第1転写ローラ16Yの位置にきたときに、静電気力によって中間転写ベルト15の表面に移動する。以上で、イエローのトナー像が中間転写ベルト15上に形成される。
A charger (not shown) uniformly charges the surface of the yellow
同様に、マゼンタ、シアンおよび黒についても、トナー像が中間転写ベルト15の表面に転写され、色重ねが行われてカラーのトナー像を形成する。中間転写ベルト15上に形成されたカラーのトナー像は、第2転写ローラ17の位置で搬送されてきた用紙に転写される。定着器18は、用紙に転写したトナー像に加熱ローラを圧接し、用紙上に定着させる。その後、用紙は図示しない搬送ローラに搬送され、機外へ排出される。このように、タンデム構成の画像形成装置は、感光体ドラムの間隔に相当する時間だけ画像形成の開始タイミングをずらすことで、一度に4色の色重ねを行うことができ、高速な画像形成が可能となる。
Similarly, for magenta, cyan, and black, toner images are transferred to the surface of the
濃度センサ20は、フォトセンサ21および22から構成され、黒の感光体ドラム12Kの後段に配置される。画像濃度検出時には、あらかじめ決められたプロセス条件で形成する基準パターンのトナー像に光を投射し、トナー像から反射した光を受光して検出する。このときには用紙は搬送されないので、中間転写ベルト15上のトナー像は図示しないクリーナによって除去される。
The
図7および図8に画像濃度検出のために形成する基準パターンの一例を示す。図7は、パターンの濃度すなわち被覆率を変えた基準パターンを示している。ここでは、被覆率を20%(Y1)、50%(Y2)および100%(Y3)の3種類として、各色それぞれ形成する。図8は、同じ被覆率の基準パターンでプロセス条件を変えて画像形成した図を示している。ここでは、被覆率50%の基準パターンを、現像バイアスを変えて画像形成している。基準とする現像バイアスが−350Vであるとすると、−300V(Y4)、−350V(Y5)および−400V(Y6)といった3種類の条件で画像形成を行う。 FIG. 7 and FIG. 8 show an example of a reference pattern formed for image density detection. FIG. 7 shows a reference pattern in which the pattern density, that is, the coverage is changed. Here, each color is formed with three coverages of 20% (Y1), 50% (Y2), and 100% (Y3). FIG. 8 shows an image formed by changing the process conditions with a reference pattern having the same coverage. Here, the reference pattern having a coverage of 50% is formed by changing the developing bias. Assuming that the reference developing bias is −350 V, image formation is performed under three types of conditions such as −300 V (Y4), −350 V (Y5), and −400 V (Y6).
形成する基準パターンには、そのパターンに対する設定濃度があらかじめ決められている(例えば、100%被覆率で濃度1.5、20%被覆率で濃度0.4)。これは、いかなる環境条件、経時条件においても設定濃度に近いことが望ましい。そのため、その時々の環境条件、経時条件での基準パターンを形成し、それが設定濃度となるようにプロセス条件を制御する。 For the reference pattern to be formed, a set density for the pattern is determined in advance (for example, a density of 1.5 at 100% coverage and a density of 0.4 at 20% coverage). It is desirable that this is close to the set concentration under any environmental conditions and aging conditions. For this reason, a reference pattern is formed under the current environmental conditions and time-dependent conditions, and the process conditions are controlled so that the reference pattern becomes the set concentration.
なお、本実施の形態において、被覆率を変えた基準パターンにおいて、被覆率を20%、50%および100%としたが、それ以外にしても良い。さらに、被覆率100%の検出精度が十分にとれない場合、例えば20%と60%の被覆率で濃度検出した結果から外挿しても良い。また、プロセス条件を変化させるとき、現像バイアスを50Vづつ変えているが、これ以外の数値でも良い。さらに、パラメータとしてレーザパワーや帯電バイアスといったものを用いてもよく、帯電バイアスと現像バイアスといった相関の深いパラメータを連動させても良い。 In the present embodiment, in the reference pattern in which the coverage is changed, the coverage is set to 20%, 50%, and 100%. Furthermore, when the detection accuracy of 100% coverage is not sufficient, extrapolation may be performed from the result of density detection at, for example, 20% and 60% coverage. Further, when changing the process conditions, the developing bias is changed by 50V, but other numerical values may be used. Further, parameters such as laser power and charging bias may be used as parameters, and parameters having deep correlations such as charging bias and developing bias may be linked.
なお、本実施の形態において、2つのフォトセンサから構成する濃度センサは、中間転写ベルト15近傍の1カ所に設けたが、複数個設けても良い。そのとき、印字する方向の両端に濃度センサを設けることで、画像濃度を検出するだけでなく、色ズレ検出用の基準パターンを形成して読み取らせることで、色ズレ検出センサを兼ねることも可能である。
In the present embodiment, the density sensor including two photosensors is provided at one location near the
また、本実施の形態では、主走査方向におけるトナーの付着むらの影響を抑制できるように、濃度センサを像担持体(感光体ドラムまたは中間転写体)の移動方向に配置して同じ位置で濃度パッチを検出する構成を採用した。これに限らず、例えば、主走査方向におけるトナーの付着むらが元々,発生しない装置形態においては、濃度センサを像担持体(感光体ドラムまたは中間転写体)の移動方向と交差する方向に配置してもよい。 In this embodiment, the density sensor is arranged in the moving direction of the image carrier (photosensitive drum or intermediate transfer body) so that the influence of uneven toner adhesion in the main scanning direction can be suppressed. A configuration for detecting patches was adopted. For example, in an apparatus configuration in which toner unevenness in the main scanning direction does not originally occur, the density sensor is arranged in a direction intersecting with the moving direction of the image carrier (photosensitive drum or intermediate transfer member). May be.
なお、本実施の形態において、像担持体を中間転写ベルトとしたが、ローラ状の中間転写ローラとしても良い。その場合も、中間転写ベルトの場合と同様に、最後に色重ねが行われる色の感光体ドラムが当接する位置と、用紙に転写される位置の間に濃度センサを配置することで同様の効果が得られる。 In the present embodiment, the image carrier is an intermediate transfer belt, but may be a roller-shaped intermediate transfer roller. In this case as well, as in the case of the intermediate transfer belt, the same effect can be obtained by placing a density sensor between the position where the photosensitive drum of the color to be overlaid last comes into contact with the position where it is transferred to the paper. Is obtained.
本発明にかかる画像濃度検出装置およびそれを用いた画像形成装置は、低価格なフォトセンサを用いて感光体ドラムや中間転写ベルトといった、トナー像担持体上のトナー付着量すなわち画像濃度を検出する。そのため、複雑な構成や厳密に調整された光路を持った高価な濃度センサが不要となり、装置の低価格化に有効である。さらに、画像濃度を検出するだけでなく、複数の濃度センサを画像形成領域の両端に設置することで、色ズレ検出センサを兼ねることができる。 An image density detection apparatus and an image forming apparatus using the same according to the present invention detect a toner adhesion amount, that is, an image density, on a toner image carrier such as a photosensitive drum or an intermediate transfer belt using a low-cost photosensor. . This eliminates the need for an expensive concentration sensor having a complicated configuration and a precisely adjusted optical path, and is effective in reducing the cost of the apparatus. Furthermore, not only the image density but also a plurality of density sensors are installed at both ends of the image forming area, so that it can also serve as a color shift detection sensor.
10 画像形成部
12 感光体ドラム
14Y、14M、14C、14K 現像器
15 中間転写ベルト
20 濃度センサ
21、22 フォトセンサ
21a、22a LED
21b、22b フォトダイオード
101 感光体ドラム
104 LED
105 P偏光フィルタ
106 偏光分離プリズム
107、108 フォトダイオード
109 トナー
DESCRIPTION OF
21b,
105
Claims (16)
入力される画像データに基づいて前記像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体上の画像の画像情報を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段として、複数の光学濃度センサであって、それぞれの特性が異なる光学濃度センサを用いることを特徴とする画像濃度検出装置。 An image carrier for holding an image;
Image forming means for forming an image on the image carrier based on input image data;
Detecting means for detecting image information of an image on the image carrier,
An image density detection apparatus comprising: a plurality of optical density sensors having different characteristics as the detection means.
散乱型光学濃度センサは、発光素子と受光素子を前記所定の距離よりも遠くに配置することにより構成されることを特徴とする請求項4記載の画像濃度検出装置。 The specular reflection type optical density sensor is configured by arranging a light emitting element and a light receiving element closer than a predetermined distance,
5. The image density detecting apparatus according to claim 4, wherein the scattering type optical density sensor is configured by disposing the light emitting element and the light receiving element farther than the predetermined distance.
入力される画像データに基づいて前記像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体上の画像の画像情報を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段は、
発光素子と受光素子とが所定の距離よりも近くに配置されて構成される第1の光学濃度センサと、
発光素子と受光素子とが前記所定の距離よりも遠くに配置されて構成される第2の光学濃度センサと、
を有することを特徴とする画像濃度検出装置。 An image carrier for holding an image;
Image forming means for forming an image on the image carrier based on input image data;
Detecting means for detecting image information of an image on the image carrier,
The detection means includes
A first optical density sensor configured by arranging a light emitting element and a light receiving element closer than a predetermined distance;
A second optical density sensor configured such that a light emitting element and a light receiving element are disposed farther than the predetermined distance;
An image density detection apparatus comprising:
第2の光学濃度センサは、主に散乱光を検出する散乱型光学濃度センサである
ことを特徴とする請求項7記載の画像濃度検出装置。 The first optical density sensor is a specular reflection type optical density sensor that mainly detects specular reflection light.
8. The image density detecting apparatus according to claim 7, wherein the second optical density sensor is a scattering type optical density sensor that mainly detects scattered light.
入力される画像データに基づいて前記像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体上の画像の画像情報を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段は、発光素子と、前記発光素子から出た光が検出対象物で反射した反射光を受光する受光素子とを有する光学濃度センサを複数、具備し、
前記複数の光学濃度センサは、前記発光素子と前記受光素子との間の距離が異なることを特徴とする画像濃度検出装置。 An image carrier for holding an image;
Image forming means for forming an image on the image carrier based on input image data;
Detecting means for detecting image information of an image on the image carrier,
The detection means includes a plurality of optical density sensors each having a light emitting element and a light receiving element that receives reflected light obtained by reflecting light emitted from the light emitting element by a detection target,
The image density detection apparatus according to claim 1, wherein the plurality of optical density sensors have different distances between the light emitting element and the light receiving element.
主に正反射光を検出する正反射型光学濃度センサと、
前記正反射型光学濃度センサに較べて発光素子と受光素子との間の距離が長くなるように設定され、主に散乱光を検出する散乱型光学濃度センサと、
を有し、
前記正反射型光学濃度センサは黒の画像濃度を検出し、前記散乱型光学濃度センサはそれ以外の色の画像濃度を検出することを特徴とする請求項10に記載の画像濃度検出装置。 The plurality of optical density sensors are:
A specular reflection optical density sensor that mainly detects specular reflection light;
A scattering type optical density sensor that is set so that the distance between the light emitting element and the light receiving element is longer than that of the specular reflection type optical density sensor, and mainly detects scattered light;
Have
11. The image density detecting apparatus according to claim 10, wherein the specular reflection type optical density sensor detects a black image density, and the scattering type optical density sensor detects an image density of other colors.
前記画像濃度検出装置の検出手段が検出した画像濃度に基づき、前記画像濃度検出装置の画像形成手段が画像形成するときの条件を調整する調整手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image density detection device according to any one of claims 1 to 15,
Adjusting means for adjusting the conditions when the image forming means of the image density detecting device forms an image based on the image density detected by the detecting means of the image density detecting device;
An image forming apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005171999A JP2006349715A (en) | 2005-06-13 | 2005-06-13 | Image density detector and image forming apparatus using the same |
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ID=37645692
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JP2005171999A Withdrawn JP2006349715A (en) | 2005-06-13 | 2005-06-13 | Image density detector and image forming apparatus using the same |
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JP (1) | JP2006349715A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012103567A (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus |
-
2005
- 2005-06-13 JP JP2005171999A patent/JP2006349715A/en not_active Withdrawn
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