JP2011170025A - Image forming apparatus - Google Patents

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Kayoko Tanaka
加余子 田中
Hitoshi Ishibashi
均 石橋
Yoshiaki Miyashita
義明 宮下
Kota Fujimori
仰太 藤森
Nobutaka Takeuchi
信貴 竹内
Akira Yoshida
晃 吉田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus, which can suppress an error of detection of a toner concentration on an image carrier even when time passes. <P>SOLUTION: Based on the detection value of regularly-reflected light detected by an optical sensor 160 about the surface of a base-surface portion on which toner image from an intermediate transfer belt 7 is not carried, an input current set value for the light-emitting element 161 of the optical sensor 160 is adjusted. Based on the adjusted input current set value, output conversion information, indicating a relation between the detection value of diffused light and toner density after correction, is determined. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer.

従来、電源が投入された直後やプリントアウト枚数の累積が所定枚数に達したとき等の所定のタイミングに、正反射光と拡散反射光の両方を同時に検出可能な光学的検出手段(光センサ)を用いてプロセスコントロールなどの作像条件調整制御を実施する画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。この作像条件調整制御は例えば次のように行われる。まず、光学的検出手段の発光素子から発した光を像担持体である中間転写ベルトの表面の地肌部(トナーが付着していない部分)で反射させ、その反射光を光学センサの受光素子で受光し反射光に応じた出力値を出力する。次に、予め定められた形状の基準トナー像を感光体の表面に形成し、その基準トナー像を中間転写ベルト上に転写して、発光素子から発した光を基準トナー像で反射させ、その反射光を受光素子で受光し反射光に応じた出力値を出力する。そして、中間転写ベルト表面の地肌部における上記出力値を基準値として、この基準値と基準トナー像における上記出力値とを比較して基準トナー像のトナー濃度(単位面積あたりにおけるトナー付着量)を把握する。このようにして把握したトナー濃度に基づいて、そのトナー濃度が所望の濃度になるように、感光体の一様帯電電位、現像バイアス、感光体に対する光書込強度及び現像剤のトナー濃度の制御目標値などといった作像条件を調整する。このような作像条件調整制御により、長期に渡って安定した画像濃度のプリントアウトを行うことが可能になる。   Conventionally, an optical detection means (optical sensor) that can detect both regular reflection light and diffuse reflection light at the same time immediately after the power is turned on or at a predetermined timing such as when the number of printouts reaches a predetermined number. There is known an image forming apparatus that performs image forming condition adjustment control such as process control by using (see, for example, Patent Documents 1 and 2). This image forming condition adjustment control is performed as follows, for example. First, the light emitted from the light emitting element of the optical detection means is reflected by the background portion (the portion where no toner is attached) of the surface of the intermediate transfer belt as the image carrier, and the reflected light is reflected by the light receiving element of the optical sensor. Receives light and outputs an output value corresponding to the reflected light. Next, a reference toner image having a predetermined shape is formed on the surface of the photoconductor, the reference toner image is transferred onto the intermediate transfer belt, and the light emitted from the light emitting element is reflected by the reference toner image. The reflected light is received by the light receiving element, and an output value corresponding to the reflected light is output. Then, using the output value in the background portion of the intermediate transfer belt surface as a reference value, the reference value is compared with the output value in the reference toner image, and the toner density of the reference toner image (toner adhesion amount per unit area) is obtained. To grasp. Based on the toner density thus grasped, control of the uniform charging potential of the photosensitive member, the developing bias, the optical writing intensity to the photosensitive member, and the toner concentration of the developer so that the toner density becomes a desired density. Adjust imaging conditions such as target values. Such image forming condition adjustment control makes it possible to perform a printout with a stable image density over a long period of time.

上記従来の画像形成装置のように拡散反射光の検出値を用いる場合、中間転写ベルトの表面粗さ、光沢度等のベルト表面特性の影響を受けることなく、トナー像(特にカラートナー像)のトナー濃度(トナー付着量)の増加に対して検出値が単調に増加するため、高トナー濃度域までトナー濃度の検出ができる。ところが、中間転写ベルト表面の地肌部については拡散反射光がほぼゼロになるため、中間転写ベルト表面の地肌部を利用して拡散反射光の検出感度を校正することができない。そこで、上記画像形成装置では、中間転写ベルト表面の地肌部の正反射光を検出し、その地肌部の正反射光の検出値に基づいて、トナー像に対する拡散反射光の検出感度を校正している。このように中間転写ベルト表面の地肌部について検出した正反射光の検出値を用いることにより、基準検査板(校正板)を用いることなく、トナー像に対する拡散反射光の検出感度を校正することができる。   When the detection value of diffuse reflected light is used as in the conventional image forming apparatus described above, the toner image (particularly the color toner image) is not affected by the belt surface characteristics such as the surface roughness and glossiness of the intermediate transfer belt. Since the detection value monotonously increases with an increase in toner density (toner adhesion amount), the toner density can be detected up to a high toner density range. However, since the diffuse reflected light is almost zero for the background portion on the surface of the intermediate transfer belt, the detection sensitivity of the diffuse reflected light cannot be calibrated using the background portion on the surface of the intermediate transfer belt. Therefore, the image forming apparatus detects the regular reflection light of the background portion of the surface of the intermediate transfer belt and calibrates the detection sensitivity of the diffuse reflection light with respect to the toner image based on the detection value of the regular reflection light of the background portion. Yes. By using the detection value of the specular reflection light detected on the background portion of the intermediate transfer belt surface in this way, the detection sensitivity of the diffuse reflection light with respect to the toner image can be calibrated without using the reference inspection plate (calibration plate). it can.

また、上記光学的検出手段の検出対象である中間転写ベルト等の像担持体の表面は使用状況に応じて経年変化を起こすことから、像担持体の表面の光反射特性が変化する。従来、この像担持体表面の光反射特性が変化経年を起こしても、像担持体表面の地肌部に対する正反射光の検知結果を所定の出力値に維持するように、光学的検出手段の発光手段に供給される入力電流値を調節することが行われてきた。   Further, since the surface of the image carrier such as the intermediate transfer belt, which is the detection target of the optical detection means, changes with time according to the usage situation, the light reflection characteristic of the surface of the image carrier changes. Conventionally, even if the light reflection characteristics of the surface of the image carrier change over time, the optical detection means emits light so that the detection result of the regular reflection light on the surface of the image carrier surface is maintained at a predetermined output value. It has been done to adjust the input current value supplied to the means.

しかしながら、上記従来の光学的検出手段を備えた画像形成装置について、本発明者らが鋭意、実験等を行ったところ、上記入力電流値の調整を行ったとしても画像形成装置の使用開始から時間が経ってしまうとトナー濃度の検出誤差が大きくなってしまう場合があることがわかった。特に、このようなトナー濃度の検出誤差の経時的な増加はカラートナー像の場合に発生しやすかった。このようにトナー濃度の検出誤差が大きくなると、画像形成条件の適切な制御ができなくなってします。例えば、トナー濃度の検出誤差が大きくなると、トナー濃度が次第に実際の濃度よりも薄いと判断され画像濃度が高めに制御されるようになる。   However, when the present inventors diligently conducted experiments on the image forming apparatus provided with the conventional optical detection means, even if the input current value is adjusted, it takes time from the start of use of the image forming apparatus. It has been found that the detection error of the toner density may increase when the time elapses. In particular, such an increase in toner density detection error over time is likely to occur in the case of a color toner image. If the toner density detection error increases in this way, the image formation conditions cannot be controlled properly. For example, when the toner density detection error increases, it is determined that the toner density is gradually lower than the actual density, and the image density is controlled to be higher.

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、経時においても像担持体上のトナー濃度の検出誤差を抑制することができる画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing a detection error of toner density on an image carrier over time.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、表面にトナー像を担持する像担持体と、該像担持体の表面や該表面に担持したトナー像に光を照射する発光手段と該発光手段から照射され該表面や該トナー像で反射した正反射光及び拡散反射光を受光する受光手段とを有する光学的検出手段と、所定の入力電流設定値に基づいて該光学的検知手段の発光手段に入力する入力電流を供給する電流供給手段と、前記像担持体の表面に担持されたトナー像について前記光学的検出手段で検出された検出値と、その検出値とトナー濃度との関係を示す出力換算情報とに基づいて、該トナー像のトナー濃度を算出し、そのトナー濃度を算出値に基づいて画像形成条件を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置であって、前記像担持体のトナー像が担持されていない地肌部の表面について前記光学的検出手段で検出された正反射光の検出値に基づいて、前記入力電流設定値を調整する入力電流調整手段と、前記調整後の入力電流設定値に基づいて、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報を決定する出力換算情報決定手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、前記制御手段は、前記像担持体のトナー像が担持されていない地肌部の表面について前記光学的検出手段で検出された正反射光の検出値に基づいて、前記像担持体の表面に担持されたトナー像について前記光学的検出手段で検出された拡散光の検出値を補正し、その補正後の拡散光の検出値と、該拡散光の検出値とトナー濃度との関係を示す出力換算情報とに基づいて、該トナー像のトナー濃度を算出することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の画像形成装置において、前記出力換算情報決定手段は、前記入力電流調整手段で前記入力電流設定値を調整した際に、その調整後の入力電流設定値に基づいて、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報を決定することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1又は2の画像形成装置において、前記トナー濃度の算出に用いることができる互いに異なる複数種類の出力換算情報を記憶する記憶手段を備え、前記出力換算情報決定手段は、前記調整後の入力電流設定値に基づいて、前記複数種類の出力換算情報からいずれか一つの出力換算情報を選択し、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報として決定することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかの画像形成装置において、前記光学的検出手段は互いに異なる検出箇所に複数設けられ、前記入力電流調整手段は、前記複数の光学的検出手段ごとに前記入力電流設定値の調整を行い、前記出力換算情報決定手段は、前記複数の光学的検出手段ごとに前記出力換算情報の決定を行うことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれかの画像形成装置において、前記光学的検出手段で用いる光は赤外光であることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれかの画像形成装置において、前記像担持体に担持されるトナー像は、互いに色が異なる複数色のカラートナー像であり、前記出力換算情報は、前記複数色のカラートナー像に対して共通に使用可能なものであることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes an image carrier that carries a toner image on a surface thereof, a light emitting unit that irradiates light to the surface of the image carrier and the toner image carried on the surface, and An optical detection means having light receiving means for receiving specular reflection light and diffuse reflection light irradiated from the light emitting means and reflected by the toner image, and the optical detection means based on a predetermined input current setting value; A current supply means for supplying an input current to be input to the light emitting means; a detection value detected by the optical detection means for the toner image carried on the surface of the image carrier; and a relationship between the detected value and the toner density Control means for calculating the toner density of the toner image based on the output conversion information indicating, and controlling the image forming conditions based on the calculated toner density, the image forming apparatus comprising: The toner image on the image carrier Input current adjusting means for adjusting the input current set value based on the detected value of the specularly reflected light detected by the optical detecting means on the surface of the background portion that is not, and the input current set value after the adjustment And output conversion information determining means for determining output conversion information used for calculation of the toner density.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the control means detects the surface of the background portion where the toner image of the image carrier is not carried by the optical detection means. Based on the detection value of the reflected light, the detection value of the diffused light detected by the optical detection means is corrected for the toner image carried on the surface of the image carrier, and the detection value of the diffused light after the correction is corrected. The toner density of the toner image is calculated based on output conversion information indicating the relationship between the detected value of the diffused light and the toner density.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, when the output conversion information determining unit adjusts the input current set value by the input current adjusting unit, the input after the adjustment is adjusted. The output conversion information used for the calculation of the toner density is determined based on the current setting value.
According to a fourth aspect of the present invention, the image forming apparatus according to the first or second aspect further comprises storage means for storing a plurality of different types of output conversion information that can be used for the calculation of the toner density. The determining means selects one output conversion information from the plurality of types of output conversion information based on the adjusted input current set value, and determines the output conversion information to be used for calculating the toner density. It is a feature.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, a plurality of the optical detection means are provided at different detection locations, and the input current adjusting means is the plurality of optical The input current set value is adjusted for each detection means, and the output conversion information determination means determines the output conversion information for each of the plurality of optical detection means.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the light used by the optical detection means is infrared light.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the toner image carried on the image carrier is a color toner image of a plurality of colors having different colors, and the output The conversion information can be commonly used for the color toner images of a plurality of colors.

本発明によれば、像担持体のトナー像が担持されていない地肌部の表面について光学的検出手段で検出された正反射光の検出値に基づいて、光学的検出手段の発光手段に入力される入力電流設定値を調整することにより、発光手段で像担持体上のトナー像に照射される光量を所定の光量にすることができる。そして、像担持体の表面特性の変化と相関がある調整後の入力電流設定値に基づいて、トナー濃度の算出に用いる適切な出力換算情報を決定する。このように決定した出力換算情報を用いることにより、像担持体の表面特性が経時的に変化して光学的検出手段で検出された検出値とトナー濃度との関係が変化する場合でも、光学的検出手段の検出値から算出されるトナー濃度の誤差を低く抑えることができる。よって、経時においても像担持体上のトナー濃度の検出誤差を抑制することができる。   According to the present invention, based on the detection value of the specularly reflected light detected by the optical detection means for the surface of the background portion on which the toner image of the image carrier is not carried, the light is input to the light emission means of the optical detection means. By adjusting the input current set value, the amount of light applied to the toner image on the image carrier by the light emitting means can be set to a predetermined amount. Then, based on the adjusted input current set value correlated with the change in the surface characteristics of the image carrier, appropriate output conversion information used for calculating the toner density is determined. By using the output conversion information determined in this way, even when the surface characteristics of the image carrier change over time and the relationship between the detection value detected by the optical detection means and the toner density changes, the optical characteristics can be changed. An error in the toner density calculated from the detection value of the detection means can be kept low. Therefore, the detection error of the toner density on the image carrier can be suppressed even with time.

本実施形態に係るプリンタの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a printer according to an embodiment. 像形成手段の概略構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an image forming unit. パターン形成位置と光学センサの配設位置とを示した、中間転写ベルト近傍の拡大概略構成図。FIG. 3 is an enlarged schematic configuration diagram in the vicinity of an intermediate transfer belt showing a pattern formation position and an optical sensor arrangement position. 光学センサの横断面図。The cross-sectional view of an optical sensor. 本プリンタの制御系の要部を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram illustrating a main part of a control system of the printer. 光学センサの正反射光出力値とトナー付着量との関係を示すグラフ。6 is a graph showing the relationship between the specular reflection light output value of the optical sensor and the toner adhesion amount. 光学センサの拡散反射光出力値とトナー付着量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the diffuse reflected light output value of an optical sensor, and the toner adhesion amount. 中間転写ベルトの表面からの反射光全てを積算した分光特性を測定した反射光積算測定の結果を示すグラフ。The graph which shows the result of the reflected light integration measurement which measured the spectral characteristic which integrated | accumulated all the reflected light from the surface of an intermediate transfer belt. 中間転写ベルトの表面における拡散反射特性を示すグラフ。6 is a graph showing diffuse reflection characteristics on the surface of an intermediate transfer belt. 現像ポテンシャルと中間転写ベルトからの正反射を受光した光センサの正反射正規化値Rnとの関係を示すグラフ。6 is a graph showing a relationship between a development potential and a regular reflection normalization value Rn of an optical sensor that receives regular reflection from an intermediate transfer belt. 光センサ160の入力電流設定値モニタした結果を示すグラフ。The graph which shows the result of having monitored the input current setting value of the optical sensor. 変換テーブルの例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of a conversion table.

以下、本発明を画像形成装置であるフルカラープリンタ(以下、プリンタという)100に適用した場合の実施形態について説明する。
図1は、このプリンタ100の概略構成を示す構成図である。このプリンタ100は、図1に示すように、像形成手段としての各構成部材を収納する位置固定された装置本体と、転写材Sを収納する引き出し可能な給紙カセット21とを備えている。装置本体の中央部には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)、黒(K)の各色のトナー像を形成するための画像形成ユニット1Y、1C、1M、1Kを備えている。以下、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a full-color printer (hereinafter referred to as a printer) 100 as an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the printer 100. As shown in FIG. 1, the printer 100 includes an apparatus main body that is fixed in position for storing each component as an image forming unit, and a drawable sheet cassette 21 that stores a transfer material S. An image forming unit 1Y, 1C, 1M, 1K for forming toner images of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) is provided at the center of the apparatus main body. Yes. Hereinafter, the subscripts Y, C, M, and K of the respective symbols indicate members for yellow, cyan, magenta, and black, respectively.

図2は、像形成手段の概略構成を示す構成図である。図1及び図2に示すように本実施形態においては、像担持体としてのドラム状の感光体2Y,2C,2M,2K、帯電手段としての帯電ローラ3Y,3C,3M,3K、画像書込手段(露光手段)としてのレーザー露光装置20及び現像手段としての現像装置4Y,4C,4M,4K、感光体表面の転写残トナーを除去するクリーニング装置6Y,6C,6M,6Kを少なくとも有するユニットとして、各色の画像形成ユニット1Y,1C,1M,1Kが複数組(本実施形態では4組)構成され、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各色の上記画像形成ユニット1Y,1C,1M,1Kが、ループ状に走行する像担持体としての中間転写ベルト7の水平な張架面に対向して、その下部に左からY、C、M、Kの順に配設されている。また、各色の画像形成ユニット1Y,1C,1M,1Kは4組とも同じ構成にしてある。   FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the image forming means. As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, drum-shaped photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K as image carriers, charging rollers 3Y, 3C, 3M, and 3K as charging means, and image writing As a unit having at least a laser exposure device 20 as a means (exposure means), developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K as developing means, and cleaning devices 6Y, 6C, 6M, and 6K that remove transfer residual toner on the surface of the photoreceptor. The image forming units 1Y, 1C, 1M, and 1K for each color are configured as a plurality of sets (four in this embodiment), and the above-described colors for yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are described above. The image forming units 1Y, 1C, 1M, and 1K are opposed to the horizontal stretching surface of the intermediate transfer belt 7 as an image carrier that runs in a loop shape, and Y, C, M, It is disposed of in the order. Also, the four image forming units 1Y, 1C, 1M, and 1K for each color have the same configuration.

帯電ローラ3Y,3C,3M,3Kは、それぞれ所定の電位に保持されたトナーと同極性の帯電(本実施形態においてはマイナス帯電)によって感光体2Y,2C,2M,2Kに対して帯電作用を行い、感光体2Y,2C,2M,2Kに一様な電位を与える。なお、帯電手段としては帯電ローラに限るものではなく、帯電ブラシや帯電チャージャ等の種々のものを適宜使用することができる。   The charging rollers 3Y, 3C, 3M, and 3K charge the photoconductors 2Y, 2C, 2M, and 2K by charging with the same polarity as the toner held at a predetermined potential (in this embodiment, negative charging). And uniform potentials are applied to the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K. The charging means is not limited to the charging roller, and various devices such as a charging brush and a charging charger can be used as appropriate.

レーザー露光装置20は、帯電ローラ3Y,3C,3M,3Kに対して感光体2Y,2C,2M,2Kの回転方向下流側で現像装置4Y,4C,4M,4Kの上流側を露光する。また、また、レーザー露光装置20は、感光体2Y,2C,2M,2Kの回転軸と平行に主走査方向に露光走査するように配置されている。   The laser exposure device 20 exposes the upstream sides of the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K to the charging rollers 3Y, 3C, 3M, and 3K on the downstream side in the rotation direction of the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K. Further, the laser exposure device 20 is arranged so as to perform exposure scanning in the main scanning direction in parallel with the rotation axes of the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K.

レーザー露光装置20は、例えば、半導体レーザー(LD)からなる光源と、コリメートレンズやシリンドリカルレンズ等からなるカップリング光学系(またはビーム整形光学系)と、回転多面鏡等からなる光偏向器と、光偏向器で偏向されたレーザー光を感光体2上に集光する結像光学系等からなり、別構成で設けた図示しない画像読み取り装置によって読み取られメモリに記録された各色の画像データ(あるいはパーソナルコンピュータ等の外部機器から入力された各色の画像データ)に従って強度変調されたレーザー光L,L,L,Lによって各色用の感光体2Y,2C,2M,2Kの感光層を像露光し、各色毎の静電潜像を形成する。なお、画像書込手段(露光手段)としては、上記のレーザー露光装置20の他に、発光ダイオードアレイ(LEDアレイ)とレンズアレイ等を組み合わせたLED書き込み装置なども用いることができる。 The laser exposure apparatus 20 includes, for example, a light source composed of a semiconductor laser (LD), a coupling optical system (or beam shaping optical system) composed of a collimating lens, a cylindrical lens, and the like, an optical deflector composed of a rotating polygon mirror, and the like. The image data of each color (or the image data (or the image data) read by an image reading device (not shown) provided in a separate configuration and recorded in the memory, or the like. Photosensitive layers 2Y, 2C, 2M, and 2K for the respective colors are formed by laser beams L Y , L C , L M , and L K that are intensity-modulated in accordance with image data of each color input from an external device such as a personal computer. Image exposure is performed to form an electrostatic latent image for each color. As the image writing means (exposure means), in addition to the laser exposure apparatus 20 described above, an LED writing apparatus combining a light emitting diode array (LED array) and a lens array can be used.

感光体2Y,2C,2M,2Kは、導電性円筒状支持体の表面に形成された下引き層上に、上記感光層として電荷発生層(下層)、電荷輸送層(上層)の順、またはこの逆の順にこれらの感光層が積層されている。また、上記電荷輸送層または上記電荷発生層の表面にさらに公知の表面保護層、例えば熱可塑性又は熱硬化性ポリマーを主体とするオーバーコート層などが形成されていてもよい。また、本実施形態では、感光体2Y,2C,2M,2Kの導電性円筒状の支持体は接地されている。   The photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K are, on the undercoat layer formed on the surface of the conductive cylindrical support, in the order of the charge generation layer (lower layer) and the charge transport layer (upper layer) as the photosensitive layer, or These photosensitive layers are laminated in the reverse order. Further, a known surface protective layer such as an overcoat layer mainly composed of a thermoplastic or thermosetting polymer may be formed on the surface of the charge transport layer or the charge generation layer. In this embodiment, the conductive cylindrical supports of the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K are grounded.

現像装置4Y,4C,4M,4Kは、感光体2の周面に対し所定の間隙を保ち、感光体2の回転方向と順方向に回転する円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミニウム材で形成された現像スリーブ41Y,41C,41M,41Kを有し、現像装置4内部には各色毎の現像色に従いイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の一成分あるいは二成分現像剤を収容している。本実施形態においては、一例として現像装置4内部にトナーと磁性キャリアtとからなる二成分現像剤(本実施形態においてトナーはマイナス帯電)を収容しており、この場合、現像スリーブ41内には、複数の固定磁石あるいは複数の磁極が着磁されたマグネットロールが配置される。また、各色の現像装置4Y,4C,4M,4Kには、容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌・搬送部材42や、各色のトナーボトル37からトナーが補給される補給部43が設けられている。さらに各色の現像装置4Y,4C,4M,4Kには、必要に応じて容器内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ44Y,44C,44M,44Kが設けられる。   The developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K are formed of a cylindrical non-magnetic stainless steel or aluminum material that maintains a predetermined gap with respect to the peripheral surface of the photoconductor 2 and rotates in the forward direction and the rotation direction of the photoconductor 2. Development sleeves 41Y, 41C, 41M, and 41K, and one or two components of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) in the developing device 4 according to the development color of each color. Contains component developer. In the present embodiment, as an example, a two-component developer (toner is negatively charged in the present embodiment) composed of toner and a magnetic carrier t is accommodated in the developing device 4. A plurality of fixed magnets or magnet rolls magnetized with a plurality of magnetic poles are disposed. Further, the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K for each color are provided with a stirring / conveying member 42 that transports the developer in the container while stirring, and a replenishing unit 43 that replenishes toner from each color toner bottle 37. It has been. Further, the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K for the respective colors are provided with toner concentration sensors 44Y, 44C, 44M, and 44K that detect the toner concentration of the developer in the container as necessary.

各色の現像装置4Y,4C,4M,4Kの現像スリーブ41Y,41C,41M,41Kは図示しない突き当てコロ等により、感光体2Y,2C,2M,2Kのドラム面と所定の間隙、例えば100[μm]から500[μm]の間隙を開けて非接触に保たれており、その現像スリーブ41Y,41C,41M,41Kに対して直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加することにより、接触または非接触の反転現像を行い、感光体2Y,2C,2M,2Kの表面上にトナー画像を形成する。   The developing sleeves 41Y, 41C, 41M, and 41K of the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K for the respective colors are placed on the drum surface of the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K with a predetermined gap, for example, 100 [ [mu] m] to 500 [[mu] m] is maintained in a non-contact state, and by applying a developing bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed on the developing sleeves 41Y, 41C, 41M, and 41K, Contact or non-contact reversal development is performed to form toner images on the surfaces of the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K.

クリーニング装置6Y,6C,6M,6Kは、例えばクリーニングブレード61とクリーニングローラ(またはクリーニングブラシ)62を有し、クリーニングブレード61は、感光体表面のカウンタ方向に当接して設けられている。   The cleaning devices 6Y, 6C, 6M, and 6K include, for example, a cleaning blade 61 and a cleaning roller (or cleaning brush) 62, and the cleaning blade 61 is provided in contact with the counter surface of the photoreceptor surface.

中間転写体であり像担持体である中間転写ベルト7は、二次転写バックアップローラを兼ねる駆動ローラ8、支持ローラ9、テンションローラ10a,10b及びバックアップローラ11に内接して張架され、中間転写ベルト7の回転方向が図中の矢印で示す反時計方向になるように設けられている。
また、駆動ローラ8に対向して中間転写ベルト7を介して二次転写ローラ14が設けられている。そしてベルトクリーニング装置12のクリーニングブレード12aが支持ローラ9の位置の中間転写ベルト7に、カウンタ方向に当接して設けられている。また、同様に、中間転写ベルト7を挟んで各色毎の一次転写ローラ5Y,5C,5M,5Kが感光体2Y,2C,2M,2Kに対向して設けられている。
The intermediate transfer belt 7 that is an intermediate transfer member and an image carrier is stretched in contact with the driving roller 8 that also serves as a secondary transfer backup roller, the support roller 9, the tension rollers 10a and 10b, and the backup roller 11 to be intermediate transfer. The belt 7 is provided so that the rotation direction thereof is counterclockwise as indicated by an arrow in the drawing.
Further, a secondary transfer roller 14 is provided through the intermediate transfer belt 7 so as to face the driving roller 8. A cleaning blade 12 a of the belt cleaning device 12 is provided in contact with the intermediate transfer belt 7 at the position of the support roller 9 in the counter direction. Similarly, primary transfer rollers 5Y, 5C, 5M, and 5K for each color are provided to face the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K with the intermediate transfer belt 7 interposed therebetween.

この中間転写ベルト7は、体積抵抗が10[Ω・cm]から1012[Ω・cm]の無端ベルトであり、例えばポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)等の樹脂材料や、EPDM、NBR、CR、ポリウレタン等のゴム材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりしたものが用いられ、厚みは、樹脂材料の場合50[μm]から200[μm]程度、ゴム材料の場合は300[μm]から700[μm]程度の設定にすることが好ましい。なお、樹脂ベルト上にゴム層を設けたり、さらに表層にコーティング層を設けたりすることもある。また、中間転写ベルト7の表面にトナーが固着することを防止するためやクリーニング性の向上のために、ベルト表面にフッ素系樹脂等の離型剤または潤滑剤を塗布する手段を設けることもある。 This intermediate transfer belt 7 is an endless belt having a volume resistance of 10 6 [Ω · cm] to 10 12 [Ω · cm]. For example, polycarbonate (PC), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyvinylidene Conductive fillers such as carbon are dispersed in resin materials such as fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), and rubber materials such as EPDM, NBR, CR, polyurethane, etc. A material containing a material is used, and the thickness is set to about 50 [μm] to 200 [μm] in the case of a resin material and about 300 [μm] to 700 [μm] in the case of a rubber material. preferable. A rubber layer may be provided on the resin belt, and a coating layer may be provided on the surface layer. Further, in order to prevent the toner from adhering to the surface of the intermediate transfer belt 7 or to improve the cleaning property, a means for applying a release agent such as a fluorine-based resin or a lubricant may be provided on the belt surface. .

中間転写ベルト7の駆動は図示しない駆動モータによる駆動ローラ8の回転によって行われる。駆動ローラ8は、例えばステンレス鋼等の導電性芯金(図示せず)の周面に、ポリウレタン、EPDM、シリコン等のゴムや樹脂材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させた導電性または半導電性材料を被覆したものが用いられる。   The intermediate transfer belt 7 is driven by rotation of the drive roller 8 by a drive motor (not shown). The drive roller 8 is a conductive or semi-conductive material in which a conductive filler such as carbon is dispersed in a circumferential surface of a conductive metal bar (not shown) such as stainless steel, or a rubber or resin material such as polyurethane, EPDM, or silicon. A material coated with a conductive material is used.

一次転写ローラ5Y,5C,5M,5Kは、中間転写ベルト7を挟んで感光体2Y,2C,2M,2Kに対向して設けられ、中間転写ベルト7と感光体2Y,2C,2M,2Kとの間に転写域を形成する。一次転写ローラ5Y,5C,5M,5Kには、図示しない直流電源によりトナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧を印加し、上記転写域に転写電界を形成することによって、感光体2Y,2C,2M,2K上に形成される各色のトナー像が中間転写ベルト7上に転写される。   The primary transfer rollers 5Y, 5C, 5M, and 5K are provided to face the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K across the intermediate transfer belt 7, and the intermediate transfer belt 7 and the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K are provided. A transfer zone is formed between the two. The primary transfer rollers 5Y, 5C, 5M, and 5K are applied with a DC voltage having a polarity opposite to that of the toner (a positive polarity in the present embodiment) from a DC power source (not shown) to form a transfer electric field in the transfer area. The toner images of the respective colors formed on the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K are transferred onto the intermediate transfer belt 7.

この各色毎の第1の転写手段である一次転写ローラ5Y,5C,5M,5Kは、例えば外径8[mm]のステンレス鋼等の導電性芯金(図示せず)の周面に、ポリウレタン、EPDM、シリコン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が10[Ω・cm]から10[Ω・cm]程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが5[mm]、ゴム硬度が20[°]から70[°]程度(Asker−C)の半導電性弾性ゴム(図示しない)を被覆して形成される。 The primary transfer rollers 5Y, 5C, 5M, and 5K, which are the first transfer means for each color, are made of polyurethane on the peripheral surface of a conductive metal core (not shown) such as stainless steel having an outer diameter of 8 [mm], for example. , EPDM, silicon, or other rubber material is dispersed with a conductive filler such as carbon or an ionic conductive material, so that the volume resistance is from 10 5 [Ω · cm] to 10 9 [Ω · cm. A semi-conductive elastic rubber (not shown) having a thickness of 5 [mm] and a rubber hardness of 20 [°] to 70 [°] (Asker-C) in a solid or foamed sponge state. Formed.

転写材Sの表面に転写を行う二次転写ローラ14は中間転写ベルト7を挟んで接地された駆動ローラ8に対向して設けられ、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧が直流電源によって印加され、中間転写ベルト7上に担持される重ね合わせトナー画像を二次転写ローラ14を介して転写材Sの表面に転写する。   The secondary transfer roller 14 that performs transfer onto the surface of the transfer material S is provided opposite to the drive roller 8 that is grounded with the intermediate transfer belt 7 interposed therebetween, and is a direct current having a polarity opposite to that of the toner (in this embodiment, a positive polarity). A voltage is applied by a direct current power source, and the superimposed toner image carried on the intermediate transfer belt 7 is transferred to the surface of the transfer material S via the secondary transfer roller 14.

中間転写ベルト7上のカラートナー像を転写材S上に再転写する第2の転写手段である二次転写ローラ14は、例えば外径16[mm]のステンレス鋼等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、EPDM、シリコン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が10[Ω・cm]から10[Ω・cm]程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが7[mm]、ゴム硬度が20[°]から70[°]程度(Asker−C)の半導電性弾性ゴム(図示しない)を被覆して形成される。この二次転写ローラ14は一次転写ローラ5Y,5C,5M,5Kと異なり、トナーが接するため表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂等の離型性の良いものを被覆する場合がある。また、駆動ローラ8は前述したように、ステンレス鋼等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、EPDM、シリコン等のゴムや樹脂材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりした半導電性材料を、厚さが0.05[mm]から0.5[mm]程度に被覆して形成される。 The secondary transfer roller 14 serving as a second transfer unit that re-transfers the color toner image on the intermediate transfer belt 7 onto the transfer material S has a circumference of a conductive metal core such as stainless steel having an outer diameter of 16 [mm]. On the surface, a volume resistance is 10 5 [Ω · cm] to 10 9 by dispersing a conductive filler such as carbon in a rubber material such as polyurethane, EPDM, silicon, or containing an ionic conductive material. Semiconductive elastic rubber (not shown) having a thickness of 7 [mm] and a rubber hardness of about 20 [°] to 70 [°] (Asker-C) in a solid state or foamed sponge state of about [Ω · cm] ). Unlike the primary transfer rollers 5Y, 5C, 5M, and 5K, the secondary transfer roller 14 may come in contact with toner and may coat the surface with a good releasability such as semiconductive fluorine resin or urethane resin. Further, as described above, the driving roller 8 has a conductive core such as stainless steel dispersed on a peripheral surface of a conductive core metal such as polyurethane, EPDM, or silicon, or a conductive filler such as carbon, or an ionic property. A semiconductive material containing a conductive material is coated to a thickness of about 0.05 [mm] to 0.5 [mm].

感光体2Y,2C,2M,2Kや中間転写ベルト7の表面に接したクリーニングブレード61,12aは、板金ホルダー上に厚み1[mm]から3[mm]でJIS−A硬度が60[°]から80[°]の板状のウレタンゴムを接着し、自由長が5[mm]から12[mm]程度になるようにしたものであり、荷重5[gf]から50[gf]程度で感光体2Y,2C,2M,2Kや中間転写ベルト7に当接されている。また、ブレードが捲れあがらないようにブレード先端部にふっ素コーティングを施したり、相手側が帯電しないように導電性のウレタンゴムを使用することもある。   The cleaning blades 61 and 12a in contact with the surfaces of the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K and the intermediate transfer belt 7 have a thickness of 1 [mm] to 3 [mm] and a JIS-A hardness of 60 [°] on the sheet metal holder. To 80 [°] plate-like urethane rubber is bonded so that the free length becomes about 5 [mm] to about 12 [mm], and is sensitive to a load of about 5 [gf] to about 50 [gf]. It is in contact with the bodies 2Y, 2C, 2M, 2K and the intermediate transfer belt 7. Further, a fluorine coating may be applied to the blade tip so that the blade does not rise, or conductive urethane rubber may be used so that the other side is not charged.

転写紙等の転写材Sは給紙カセット21等から給紙ローラ27により一枚ずつ搬送され、レジストローラ13を経て二次転写ローラ14と駆動ローラ8に挟まれた中間転写ベルト7に重ねられるように搬送され、二次転写部で中間転写ベルト7からトナー像の転写を受けて定着手段である定着装置15に送られ、定着装置15の定着ローラ15aと加圧ローラ15bによる熱溶着による定着がなされて排紙部18に排紙される。   The transfer material S such as transfer paper is conveyed one by one by a paper feed roller 27 from the paper feed cassette 21 or the like, and is superimposed on the intermediate transfer belt 7 sandwiched between the secondary transfer roller 14 and the drive roller 8 via the registration roller 13. The toner image is transferred from the intermediate transfer belt 7 at the secondary transfer portion and sent to the fixing device 15 as fixing means, and is fixed by heat welding between the fixing roller 15a and the pressure roller 15b of the fixing device 15. Is discharged to the paper discharge unit 18.

なお、本実施形態においては、感光体2Y,2C,2M,2Kの帯電手段として帯電ローラ3Y,3C,3M,3Kを用い、一次転写部材として一次転写ローラ5Y,5C,5M,5Kを用いており、有害なオゾンの発生の抑制という観点からは好ましいが、これに限られるものでなく、コロトロン放電器を非接触の状態の帯電手段や一次転写手段として使うこともできる。   In the present embodiment, the charging rollers 3Y, 3C, 3M, and 3K are used as charging means for the photoreceptors 2Y, 2C, 2M, and 2K, and the primary transfer rollers 5Y, 5C, 5M, and 5K are used as primary transfer members. However, it is preferable from the viewpoint of suppressing the generation of harmful ozone, but is not limited to this, and the corotron discharger can be used as a charging means or a primary transfer means in a non-contact state.

また、上記二次転写部より中間転写ベルト7の回転方向下流側に、中間転写ベルト7における駆動ローラ17への掛け回し箇所に対してそのおもて面側から所定の間隙を介して対向する、光学的検出手段としての光学センサ160を複数設けた光学センサユニット16が配設されている(図3参照)。この光学センサユニット16は、中間転写ベルト7上に形成された後述の階調パターンを検知するものである。具体的には、図3に示すように、光学センサユニット16には、K色の階調パターンSkを検知する光学センサ160K、M色の階調パターンSmを検知する光学センサ160M、C色の階調パターンScを検知する光学センサ160C、Y色の階調パターンSyを検知する光学センサ160Yを備えている。(以下の説明において、各色の光学センサを区別しない場合は、色符号を削除して、説明を行う。)   Further, the intermediate transfer belt 7 is opposed to the portion where the intermediate transfer belt 7 is wound around the driving roller 17 from the front surface side through a predetermined gap on the downstream side in the rotation direction of the intermediate transfer belt 7 from the secondary transfer portion. An optical sensor unit 16 provided with a plurality of optical sensors 160 as optical detection means is disposed (see FIG. 3). The optical sensor unit 16 detects a gradation pattern, which will be described later, formed on the intermediate transfer belt 7. Specifically, as shown in FIG. 3, the optical sensor unit 16 includes an optical sensor 160K that detects a K-color gradation pattern Sk, an optical sensor 160M that detects an M-color gradation pattern Sm, and a C-color image. An optical sensor 160C for detecting the gradation pattern Sc and an optical sensor 160Y for detecting the Y gradation pattern Sy are provided. (In the following description, when the optical sensors of the respective colors are not distinguished, the description will be made with the color code deleted.)

図4は、本実施形態に係る光学センサ160の概略構成図である。本実施形態における光学センサ160は、発光手段としての発光素子161と、反射光を受光するための受光手段としての第1受光素子162及び第2受光素子163とを有している。各素子161,162,163は、プリント基板164上に実装されている。各素子161,162,163は、上ケース165に封入されており、上ケース165には、発光素子161から照射される入射光が中間転写ベルト7または中間転写ベルト上のトナー像(以下、被検知対象という)に至るまでの射出光路を確保するための通路402、及び、被検知対象で反射した反射光が第1受光素子162および第2の受光素子163に至るまでの入射光路を確保するための通路401、403がそれぞれ形成されている。そして、発光素子161と通路402とで構成された空間と、第1受光素子162と通路403とで構成された空間が遮光壁405で区切られており、発光素子161からの光が、直接第1受光素子162へ入射するのを抑制している。また、発光素子161と通路402とで構成された空間と、第2受光素子163と通路404とで構成された空間が遮光壁404で区切られており、発光素子161からの光が、直接第2受光素子163へ入射するのを抑制している。また、上ケース165の射出光路上に集光レンズ167bが配置されている。また、入射光路上にも、集光レンズ167a、167cが配置されている。上ケース165は、図示しない下ケースと、プリント基板164を介して勘合することでプリント基板164上に固定される。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the optical sensor 160 according to the present embodiment. The optical sensor 160 in the present embodiment includes a light emitting element 161 as a light emitting means, and a first light receiving element 162 and a second light receiving element 163 as light receiving means for receiving reflected light. Each element 161, 162, 163 is mounted on a printed circuit board 164. Each element 161, 162, 163 is enclosed in an upper case 165. In the upper case 165, incident light irradiated from the light emitting element 161 is transferred to a toner image (hereinafter, a target image) on the intermediate transfer belt 7 or the intermediate transfer belt. A path 402 for securing an emission optical path to the detection target) and an incident optical path for the reflected light reflected by the detection target to reach the first light receiving element 162 and the second light receiving element 163. Passages 401 and 403 are respectively formed. The space formed by the light emitting element 161 and the passage 402 and the space formed by the first light receiving element 162 and the passage 403 are separated by a light shielding wall 405, so that the light from the light emitting element 161 can be directly transmitted. The incident to one light receiving element 162 is suppressed. In addition, a space formed by the light emitting element 161 and the passage 402 and a space formed by the second light receiving element 163 and the passage 404 are separated by a light shielding wall 404, and light from the light emitting element 161 is directly transmitted to the first light emitting element 161. The incident light to the two light receiving elements 163 is suppressed. A condensing lens 167 b is disposed on the exit optical path of the upper case 165. Further, condensing lenses 167a and 167c are also disposed on the incident optical path. The upper case 165 is fixed on the printed circuit board 164 by fitting with the lower case (not shown) via the printed circuit board 164.

発光素子161からプリント基板164の面に沿って進行した射出光は、集光レンズ167bにより屈折して、被検知対象(中間転写ベルト7またはトナー像)の表面に集光される。そして、被検知対象から反射された正反射光は、集光レンズ167aを通ってプリント基板164の表面に沿って移動して第1受光素子162へ入射し、トナー像から反射された拡散反射光は、集光レンズ167cを通ってプリント基板164の表面に沿って移動して第2受光素子163へ入射する。なお、集光レンズ167a〜167cは、なくてもよく、集光レンズの代わりに、防塵用の透過シートや透過フィルムなどの部材を用いてもよい。また、レンズではなく、波長を選別するフィルタでもよい。   The emitted light that has traveled from the light emitting element 161 along the surface of the printed circuit board 164 is refracted by the condenser lens 167b and collected on the surface of the detection target (the intermediate transfer belt 7 or the toner image). Then, the specularly reflected light reflected from the detection target moves along the surface of the printed circuit board 164 through the condenser lens 167a, enters the first light receiving element 162, and is diffusely reflected light reflected from the toner image. Moves along the surface of the printed circuit board 164 through the condensing lens 167 c and enters the second light receiving element 163. The condensing lenses 167a to 167c may be omitted, and a member such as a dust-proof transmission sheet or a transmission film may be used instead of the condensing lens. Further, not a lens but a filter for selecting a wavelength may be used.

また発光素子161としては、カラートナーの付着量を検知することから赤外の発光ダイオード(LED)を用いられることが多い。本実施形態では、波長が950[mn]のLEDを用いた発光素子161を用いている。LEDの発光光量の調整は、LEDに流す入力電流としての順電流Ifで調整が可能であるが、発光光量の調整パラメータは順電流Ifに限らず、それ相当の調整パラメータであれば構わない。また、これらの特性値が電流に依存する場合は、定電流制御が望ましい。なお、定電流制御をPWM(パルス幅変調)制御で行う場合もある。   As the light emitting element 161, an infrared light emitting diode (LED) is often used because it detects the amount of color toner attached. In the present embodiment, the light emitting element 161 using an LED having a wavelength of 950 [mn] is used. The light emission amount of the LED can be adjusted by a forward current If as an input current flowing through the LED. However, the adjustment parameter of the light emission amount is not limited to the forward current If, and any adjustment parameter corresponding thereto may be used. Further, when these characteristic values depend on current, constant current control is desirable. Note that constant current control may be performed by PWM (pulse width modulation) control.

受光素子162,163としては、フォトダイオード(PD)、フォトトランジスタ(PTr)及びフォトICなどを用いることができる。受光素子162,163はそれぞれ、発光素子161から照射された光が被検知体(本実施形態では中間転写ベルト)で反射された正反射光及び拡散反射光を受光し、受光信号を出力する。そして、その受光信号が電気信号に変換され、その変換されたものを検出結果の出力値として光学センサユニット16が得る。   As the light receiving elements 162 and 163, a photodiode (PD), a phototransistor (PTr), a photo IC, or the like can be used. Each of the light receiving elements 162 and 163 receives regular reflection light and diffuse reflection light, which is reflected from a detection target (in this embodiment, an intermediate transfer belt), from the light emitted from the light emitting element 161, and outputs a light reception signal. Then, the received light signal is converted into an electrical signal, and the optical sensor unit 16 obtains the converted signal as an output value of the detection result.

また、光学センサ160は、発光素子161からの発光に必要な入力電流としての供給電流Ifを発光素子161に供給する電流供給手段としての電流供給回路も備えている。   The optical sensor 160 also includes a current supply circuit as current supply means for supplying a supply current If as an input current necessary for light emission from the light emitting element 161 to the light emitting element 161.

図5は本プリンタ100の制御系の要部を示すブロック図である。同図において制御手段としての制御部200は、例えばマイクロコンピュータで構成され、演算処理手段としてのCPU(Central Processing Unit)201、記憶手段としての不揮発性メモリのRAM(Random Access Memory)202及びROM(Read Only Memory)203等を有している。この制御部200には、画像形成ユニット1Y,M,C,K、レーザー露光装置20、光学センサ160などが電気的に接続されている。また、制御部200は、表示部112やスピーカ111などの報知手段とも電気的に接続されている。そして、制御部200は、RAM202内に記憶している制御プログラムに基づいて、これらの各種の機器を制御するようになっている。不揮発性メモリであるRAM202には、光学センサ160の検出値からトナー濃度(トナー付着量)を算出するときに用いる出力換算情報としての後述の出力換算データ(変換テーブル)や出力換算式(アルゴリズム)を記憶している。   FIG. 5 is a block diagram showing the main part of the control system of the printer 100. In the figure, a control unit 200 as a control means is composed of, for example, a microcomputer, a CPU (Central Processing Unit) 201 as an arithmetic processing means, a RAM (Random Access Memory) 202 of a nonvolatile memory as a storage means, and a ROM ( Read Only Memory) 203 and the like. The control unit 200 is electrically connected to the image forming units 1Y, 1M, 1C, 1K, the laser exposure device 20, the optical sensor 160, and the like. The control unit 200 is also electrically connected to notification means such as the display unit 112 and the speaker 111. And the control part 200 controls these various apparatuses based on the control program memorize | stored in RAM202. The RAM 202, which is a non-volatile memory, outputs output conversion data (conversion table) and output conversion formula (algorithm) described later as output conversion information used when calculating the toner density (toner adhesion amount) from the detection value of the optical sensor 160. Is remembered.

また、制御部200は、後述のように、中間転写ベルト7のトナー像が担持されていない地肌部の表面について光学センサ160で検出された正反射光の検出値に基づいて、光学センサ160の発光素子の入力電流設定値を調整する入力電流調整手段として機能する。更に、制御部200は、その調整後の入力電流設定値に基づいて、トナー濃度の算出に用いる出力換算データ(変換テーブル)や出力換算式(アルゴリズム)等の出力換算情報を決定する出力換算情報決定手段としても機能する。 Further, as will be described later, the control unit 200 performs the control of the optical sensor 160 based on the detection value of the specularly reflected light detected by the optical sensor 160 on the surface of the background portion where the toner image of the intermediate transfer belt 7 is not carried. It functions as an input current adjusting means for adjusting the input current set value of the light emitting element. Furthermore, the control unit 200 determines output conversion information such as output conversion data (conversion table) and output conversion formula (algorithm) used for calculation of toner density based on the adjusted input current set value. It also functions as a determination means.

また、制御部200は、画像を形成するための画像形成条件の制御も行っている。具体的には、制御部200は、画像形成ユニット1Y,M,C,Kにおける各帯電部材に対して、帯電バイアスをそれぞれ個別に印加する制御を実施する。これにより、各色の感光体2Y,M,C,Kが、Y,M,C,K用ドラム帯電電位に一様帯電される。また、制御部200は、レーザー露光装置20の画像形成ユニット1Y,M,C,Kに対応する4つの半導体レーザーのパワーをそれぞれ個別に制御する。また、制御部200は、画像形成ユニット1Y,M,C,Kにおける各現像ローラに、Y,M,C,K用現像バイアス値の現像バイアスを印加する制御を実施する。これにより、感光体2Y,M,C,Kの静電潜像と、現像スリーブとの間に、トナーをスリーブ表面側から感光体側に静電移動させる現像ポテンシャルを作用させて、静電潜像を現像する。   The control unit 200 also controls image forming conditions for forming an image. Specifically, the control unit 200 performs control to individually apply a charging bias to each charging member in the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K. As a result, the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K of each color are uniformly charged to the Y, M, C, and K drum charging potential. The control unit 200 individually controls the powers of the four semiconductor lasers corresponding to the image forming units 1Y, M, C, and K of the laser exposure apparatus 20. In addition, the control unit 200 performs control to apply the developing bias of the developing bias values for Y, M, C, and K to the developing rollers in the image forming units 1Y, M, C, and K. As a result, a developing potential for electrostatically moving the toner from the sleeve surface side to the photosensitive member side acts between the electrostatic latent images of the photosensitive members 2Y, 2M, 2C, and 2K and the developing sleeve. Develop.

制御部200は、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御を実行する。この画像濃度制御は、例えば次のように行われる。まず、制御部200は、各光学センサ160Y、160M、160C、160Kの校正を行う。光学センサ160の校正では、まず、中間転写ベルト7の表面のトナー像が担持されていない地肌部に光を照射し、その正反射光を第1受光素子162で受光する。そして、第1受光素子162の出力電圧が予め決められた所定の範囲か否かを調べる。所定範囲以外のときは、第1受光素子162の出力電圧が予め決められた所定の範囲に入るように、光学センサ160の発光素子161に供給する入力電流としての供給電流Ifを調整することにより、発光素子161の発光強度を調整する。この調整により、発光素子161の発光効率個体差、温度変動や経時変動などの発光強度の変動による、受光素子162、163の出力電圧のばらつきを抑制することができ、精度良くトナー像濃度を計測することができる。一方、第1受光素子162の出力電圧が予め決められた所定の範囲である場合は、そのまま光学センサ160の校正処理を終了する。このように、制御部200は、地肌部からの正反射光を受光する第1受光素子162からの出力電圧を参照しつつ発光素子161に供給する電流の値を変化させ、発光素子161の発光光量を調整する発光光量調整手段としての機能を有している。   The control unit 200 executes image density control for optimizing the image density of each color when the power is turned on or whenever a predetermined number of prints are performed. This image density control is performed as follows, for example. First, the control unit 200 calibrates the optical sensors 160Y, 160M, 160C, and 160K. In the calibration of the optical sensor 160, first, light is applied to the background portion on the surface of the intermediate transfer belt 7 where the toner image is not carried, and the regular reflection light is received by the first light receiving element 162. Then, it is checked whether or not the output voltage of the first light receiving element 162 is within a predetermined range. When it is outside the predetermined range, the supply current If as the input current supplied to the light emitting element 161 of the optical sensor 160 is adjusted so that the output voltage of the first light receiving element 162 falls within a predetermined range. The light emission intensity of the light emitting element 161 is adjusted. By this adjustment, it is possible to suppress variations in output voltages of the light receiving elements 162 and 163 due to variations in light emission intensity such as individual differences in light emission efficiency of the light emitting elements 161, temperature fluctuations and temporal fluctuations, and accurately measure the toner image density. can do. On the other hand, when the output voltage of the first light receiving element 162 is within a predetermined range, the calibration process of the optical sensor 160 is finished as it is. As described above, the control unit 200 changes the value of the current supplied to the light emitting element 161 while referring to the output voltage from the first light receiving element 162 that receives the specularly reflected light from the background portion, and the light emitting element 161 emits light. It has a function as a light emission amount adjusting means for adjusting the amount of light.

上記光学センサ160の校正の後、例えば、次のようにプロセスコントロールの制御が実行される。まず、図3に示すような各色の階調パターンSk、Sm、Sc、Syを中間転写ベルト7上における各光学センサ160Y、M、C、Kに対向する位置に自動形成する。具体的には、感光体2Y,M,C,Kを回転させながら一様帯電させる。このときの帯電電位については、プリントプロセスにおける一様なドラム帯電電位とは異なり、値を徐々に大きくする。そして、レーザー光の走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を感光体2Y,M,C,Kにそれぞれ形成しながら、それらをY,M,C,K用の現像装置によって現像する。この現像の際、制御部200は、Y,M,C,K用の現像ローラに印加される現像バイアスの値を徐々に大きくしていく。このような現像により、感光体2Y,M,C,K上にはY,M,C,K階調パターン像が形成される。これらは、中間転写ベルト7の主走査方向に所定の間隔で並ぶように1次転写される。   After calibration of the optical sensor 160, for example, process control is executed as follows. First, gradation patterns Sk, Sm, Sc, and Sy of each color as shown in FIG. 3 are automatically formed on the intermediate transfer belt 7 at positions facing the optical sensors 160Y, M, C, and K. Specifically, the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K are uniformly charged while rotating. The charging potential at this time is gradually increased, unlike the uniform drum charging potential in the printing process. Then, while forming a plurality of patch electrostatic latent images for forming a gradation pattern image on the photoconductors 2Y, 2M, 2C, and 2K by scanning with laser light, they are used for Y, M, C, and K, respectively. Develop with a developing device. During this development, the control unit 200 gradually increases the value of the developing bias applied to the Y, M, C, and K developing rollers. By such development, Y, M, C, and K gradation pattern images are formed on the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K. These are primarily transferred so as to be arranged at a predetermined interval in the main scanning direction of the intermediate transfer belt 7.

中間転写ベルト7に形成され各階調パターン(Sk、Sm、Sc、Sy)は、中間転写ベルト7の無端移動に伴って、光学センサ160との対向位置を通過する。この際、光学センサ160は、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の反射光を受光する。K色トナーの場合は照射した光は、トナー表面で吸収されてしまうため、拡散反射光成分がほとんど含まれず、無視できる。よって、K色の光学センサ160Kは、正反射光を受光する第1受光素子162の出力電圧を用いて付着量の検知を行う。一方、Y,M,C色のカラートナーの場合、トナー表面に照射した光が拡散反射するため、光学センサ160の第1受光素子162には、正反射光以外に多くの拡散反射光が含まれる。よって、光学センサ160Y,160M,160Cは、拡散反射光を受光する第2受光素子163の出力電圧を用いて付着量の検知を行う。なお、各階調パターンのトナーパッチを検知して得られた各光学センサ160Y,160M,160C,160Kの出力電圧には、クロストーク電圧が含まれているため、精度の高い検出値とは言えない場合ある。そこで、制御部200は、各階調パターンのトナーパッチを検知して得られた光学センサ160の出力電圧に対して、クロストーク電圧成分を除去する出力値補正処理を実行してよい。   Each gradation pattern (Sk, Sm, Sc, Sy) formed on the intermediate transfer belt 7 passes through a position facing the optical sensor 160 as the intermediate transfer belt 7 moves endlessly. At this time, the optical sensor 160 receives reflected light of an amount corresponding to the toner adhesion amount per unit area with respect to the toner patch of each gradation pattern. In the case of the K color toner, the irradiated light is absorbed by the toner surface, so that the diffuse reflection light component is hardly included and can be ignored. Therefore, the K-color optical sensor 160K detects the amount of adhesion using the output voltage of the first light receiving element 162 that receives the specularly reflected light. On the other hand, in the case of color toners of Y, M, and C colors, the light irradiated on the toner surface is diffusely reflected, so that the first light receiving element 162 of the optical sensor 160 includes a lot of diffusely reflected light in addition to the regular reflected light. It is. Therefore, the optical sensors 160Y, 160M, and 160C detect the amount of adhesion using the output voltage of the second light receiving element 163 that receives diffusely reflected light. Note that the output voltage of each of the optical sensors 160Y, 160M, 160C, and 160K obtained by detecting the toner patch of each gradation pattern includes a crosstalk voltage, and thus cannot be said to be a highly accurate detection value. There are cases. Therefore, the control unit 200 may execute an output value correction process for removing the crosstalk voltage component on the output voltage of the optical sensor 160 obtained by detecting the toner patch of each gradation pattern.

次に、光学センサ160の出力電圧に基づいて、各トナーパッチのトナー濃度に対応するトナー付着量を算出する。上記RAM202には、光学センサ160からの出力電圧値と、それに対応するトナー付着量との関係を示す出力換算情報としての変換テーブルが格納されている。正反射光を受光する第1受光素子162の出力電圧(光学センサ160の正反射光出力値)とトナー付着量とは、図6のような関係があり、RAM202には、光学センサの出力値とトナー付着量とが図6に示すような関係となる正反射光用の変換テーブルが記憶されている。また、第2受光素子の出力値(光学センサの拡散反射光出力値)とトナー付着量とは、図7のような関係があり、RAM202には、光学センサの出力値とトナー付着量とが図7に示すような関係となる拡散反射光用の変換テーブルが記憶されている。そして、K色トナーパッチを検知したときの第1受光素子162の出力電圧と、上述の正反射光用の変換テーブルとから、K色の階調パターンの各トナーパッチにおける付着量を算出する。また、Y、M、C色のカラートナーパッチを検知したときの第2受光素子163の出力電圧と、上述の拡散反射光用の変換テーブルとから、Y、M、C色の階調パターンの各トナーパッチにおけるトナー付着量を算出する。   Next, based on the output voltage of the optical sensor 160, the toner adhesion amount corresponding to the toner density of each toner patch is calculated. The RAM 202 stores a conversion table as output conversion information indicating the relationship between the output voltage value from the optical sensor 160 and the corresponding toner adhesion amount. The output voltage of the first light receiving element 162 that receives the specularly reflected light (the specularly reflected light output value of the optical sensor 160) and the toner adhesion amount have a relationship as shown in FIG. 6, and the RAM 202 has an output value of the optical sensor. And a conversion table for regular reflection light in which the toner adhesion amount has a relationship as shown in FIG. Further, the output value of the second light receiving element (diffuse reflected light output value of the optical sensor) and the toner adhesion amount have a relationship as shown in FIG. 7, and the RAM 202 has an output value of the optical sensor and the toner adhesion amount. A conversion table for diffuse reflection light having a relationship as shown in FIG. 7 is stored. Then, from the output voltage of the first light receiving element 162 when the K color toner patch is detected and the above-described conversion table for regular reflection light, the adhesion amount in each toner patch of the K color gradation pattern is calculated. The Y, M, and C color gradation patterns are determined from the output voltage of the second light receiving element 163 when the Y, M, and C color toner patches are detected and the above-described conversion table for diffuse reflection light. The toner adhesion amount in each toner patch is calculated.

各色の階調パターンにおける各トナーパッチについてトナー付着量を算出したら、各色の階調パターンにおける各トナーパッチに基づいて、画像形成条件(作像条件)を調整する。Y,M,C,Kの各色において、それぞれ階調パターン(Py,m,c,k)内の複数のトナーパッチは、それぞれ異なるドラム帯電電位及び現像バイアスの組合せで現像されたものであり、単位面積あたりのトナー付着量(画像濃度)が徐々に多くなっている。このトナー付着量は、ドラム帯電電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルと相関関係にあるため、両者の関係は2次元座標上でほぼ直線グラフとなる。   After calculating the toner adhesion amount for each toner patch in each color gradation pattern, image forming conditions (image forming conditions) are adjusted based on each toner patch in each color gradation pattern. In each of the colors Y, M, C, and K, the plurality of toner patches in the gradation pattern (Py, m, c, k) are developed with different combinations of drum charging potentials and developing biases. The toner adhesion amount (image density) per unit area gradually increases. Since the toner adhesion amount is correlated with the developing potential which is the difference between the drum charging potential and the developing bias, the relationship between the two becomes a substantially linear graph on the two-dimensional coordinates.

制御部200は、各トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャルとに基づいてその直線グラフを示す関数(y=ax+b)を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することで適切な現像バイアス値を演算し、Y、M、C、K用の補正現像バイアス値としてRAM202に記憶する。   The control unit 200 calculates a function (y = ax + b) indicating a straight line graph by regression analysis based on the result of detecting the toner adhesion amount in each toner patch and the development potential when each toner patch is imaged. . Then, an appropriate development bias value is calculated by substituting the target value of the image density into this function, and stored in the RAM 202 as corrected development bias values for Y, M, C, and K.

RAM202内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切なドラム帯電電位とが予め関連付けられている作像条件データテーブルが格納されている。制御部200は、画像形成ユニット1Y,M,C,Kについて、それぞれこの作像条件テーブルの中から、上記補正現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、これに関連付けられたドラム帯電電位を特定する。特定したドラム帯電電位については、Y、M、C、K用の補正ドラム帯電電位としてRAM202に格納する。そして、全ての補正現像バイアス値及び補正ドラム帯電電位をRAM202に格納し終えると、Y,M,C,K用現像バイアス値のデータを、それぞれ対応する補正現像バイアス値と同等の値に補正して格納し直す。また、Y,M,C,K用ドラム帯電電位についても、それぞれ対応する補正ドラム帯電電位と同等の値に補正して格納し直す。このような補正により、画像を形成するための作像条件が、それぞれ所望の画像濃度のトナー像を形成し得る条件に補正される。   The RAM 202 stores an image forming condition data table in which several tens of development bias values and appropriate drum charging potentials individually corresponding to the values are associated in advance. The control unit 200 selects a developing bias value closest to the corrected developing bias value from the image forming condition table for each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, and sets a drum charging potential associated therewith. Identify. The identified drum charging potential is stored in the RAM 202 as Y, M, C, and K correction drum charging potentials. When all the corrected development bias values and corrected drum charging potentials are stored in the RAM 202, the Y, M, C, and K development bias value data are corrected to the same values as the corresponding corrected development bias values. Store again. Also, the drum charging potentials for Y, M, C, and K are corrected to values equivalent to the corresponding correction drum charging potentials and stored again. By such correction, the image forming conditions for forming an image are corrected to conditions capable of forming a toner image having a desired image density.

次に、上記画像濃度制御において光学センサ160の出力電圧値からトナー付着量を算出するときに用いる変換テーブルの切り替えについて説明する。
上記構成のプリンタにおいて、本発明者らが新品の状態にある使用開始時から経時にわたって画像濃度制御について調べたところ、中間転写ベルト7の地肌部表面の正反射の検知結果に基づいて光学センサ160の発光素子161に供給する入力電流(供給電流If)を調整するのみでは、中間転写ベルト7上のトナー像のトナー濃度(トナー付着量)を正しく検出できなくなる現象が発生することがわかった。
Next, switching of the conversion table used when calculating the toner adhesion amount from the output voltage value of the optical sensor 160 in the image density control will be described.
In the printer having the above-described configuration, when the present inventors investigated image density control over time from the start of use in a new state, the optical sensor 160 is based on the detection result of regular reflection on the surface of the background portion of the intermediate transfer belt 7. It has been found that a phenomenon that the toner density (toner adhesion amount) of the toner image on the intermediate transfer belt 7 cannot be detected correctly occurs only by adjusting the input current (supply current If) supplied to the light emitting element 161.

表1は、新品と経時品の中間転写ベルトそれぞれについて同一の現像装置により現像されたトナー像を担持させ、そのトナー像を光センサで検出して算出した現像γを示す。「現像γ」は現像剤の現像能力を示し、同一の現像能力であれば同じ値を示すはずである。ところが、カラーのトナー像においては現像γが20%弱低くなった。その結果、経時品の中間転写ベルトの場合は、実際より薄いと判断され、画像濃度が高く制御されることになってしまった。   Table 1 shows development γ calculated by carrying a toner image developed by the same developing device for each of the new and time-lapse intermediate transfer belts and detecting the toner image with an optical sensor. “Development γ” indicates the developing ability of the developer, and should have the same value if the developing ability is the same. However, in the color toner image, the development γ was slightly lower by 20%. As a result, in the case of a time-lapse intermediate transfer belt, it is determined that the intermediate transfer belt is thinner than the actual one, and the image density is controlled to be high.

Figure 2011170025
Figure 2011170025

従来、中間転写ベルトの表面の経年変化は、主に、表面が磨耗すること(傷を含む)、あるいは、何らかの物質が付着することで、表面形状が変化し、表面粗さが変化することが主要因ではないかと考えてきた。しかしながら、目視(可視光領域)においては何らかの物質が付着したようにみえ、その物質の特性を解析したところ、以下に示すように、従来には想定していなかった現象が起こっていることが推察される結果が得られた。   Conventionally, the aging of the surface of the intermediate transfer belt is mainly that the surface shape changes and the surface roughness changes due to the surface being worn (including flaws) or the adhering of some substance. I thought it might be the main factor. However, when it was visually observed (visible light region), it seemed that some substance had adhered, and when the characteristics of the substance were analyzed, it was inferred that a phenomenon that had not been assumed previously occurred as shown below. Results were obtained.

図8は、中間転写ベルトの表面に光を照射し、その反射光全てを積算した分光特性を測定した反射光積算測定の結果を示している。図中の横軸は波長[nm]であり、縦軸は反射率[%]である。この図8の結果により、どの波長の光をどの程度吸収するかを知ることができる。全体的に反射率は非常に小さく、元々反射しにくい物質であると言える。また、この測定に用いた光センサ160の仕様が、波長950nmに発光ピークがある光を照射し、波長800nmに受光感度ピークがあるものであったため、それら波長の間である波長900nmの部分に注目すると、新品と比べ、経時品の方が反射光が半分程度に弱くなっていることがわかった。このことから、経時により付着した物質が光を吸収していることが推定できる。   FIG. 8 shows the result of the reflected light integrated measurement in which the surface of the intermediate transfer belt is irradiated with light and the spectral characteristics obtained by integrating all the reflected light are measured. In the figure, the horizontal axis represents wavelength [nm], and the vertical axis represents reflectance [%]. From the result of FIG. 8, it is possible to know how much light of which wavelength is absorbed. Overall, the reflectance is very small, and it can be said that it is a substance that is difficult to reflect originally. In addition, the specification of the optical sensor 160 used for this measurement was that light having a light emission peak at a wavelength of 950 nm was irradiated and a light receiving sensitivity peak was at a wavelength of 800 nm. When paying attention, it was found that the reflected light was weakened by about half in the time-lapse product compared to the new product. From this, it can be presumed that the substance attached over time absorbs light.

図9は中間転写ベルトの表面における拡散反射特性である。経時で中間転写ベルト表面の凹凸が乱れた場合、光センサ160の照射光(入射光)は中間転写ベルト表面において拡散反射し、光センサ160で光を受光できなくなる可能性もある。そこで、波長950nmを入射角45°で照射した場合にどれほど拡散するかを受光素子の角度を変えることにより測定した。図9中の横軸は受光素子の角度(0°が絶対反射角度)であり、縦軸は反射率[%]である。図9から分かるように、ほとんどピークの幅に差はなく、新品と経時品とで拡散反射特性に差は見られず、中間転写ベルトの表面粗さの影響は小さいことがわかった。中間転写ベルトに付着した物質の厚みを実際に測定したところ、数十nm程度であり、表面粗さに影響を与えるとは考えにくい。また、中間転写ベルトに付着した物質は波長950nmの光を透過しないことも確認している。   FIG. 9 shows diffuse reflection characteristics on the surface of the intermediate transfer belt. If the irregularities on the surface of the intermediate transfer belt are disturbed over time, the light (incident light) emitted from the optical sensor 160 may be diffusely reflected on the surface of the intermediate transfer belt, and the optical sensor 160 may not be able to receive light. Therefore, how much the light diffuses when irradiated at a wavelength of 950 nm at an incident angle of 45 ° was measured by changing the angle of the light receiving element. The horizontal axis in FIG. 9 is the angle of the light receiving element (0 ° is an absolute reflection angle), and the vertical axis is the reflectance [%]. As can be seen from FIG. 9, there is almost no difference in the width of the peak, no difference in the diffuse reflection characteristics between the new product and the time-lapse product, and it was found that the influence of the surface roughness of the intermediate transfer belt is small. When the thickness of the substance adhering to the intermediate transfer belt was actually measured, it was about several tens of nanometers, which is unlikely to affect the surface roughness. It has also been confirmed that the substance attached to the intermediate transfer belt does not transmit light with a wavelength of 950 nm.

表2は、波長900nmについて測定した中間転写ベルトに付着した物質の透過率及び反射率の定量的な測定結果を示す。表2から、経時品では初期の新品に対して、57%も反射率がおちていることがわかり、また、透過及び拡散反射が発生していないことから、その付着した物質が赤外領域の光を吸収していることが推察された。この結果を踏まえ、上記構成の画像形成装置におけるトナー濃度(トナー付着量)の算出メカニズムを解析したところ、正反射光の検出値の出力が、初期の新品と経時品の中間転写ベルトでは変わってきていることがわかった。   Table 2 shows the quantitative measurement results of the transmittance and the reflectance of the substance attached to the intermediate transfer belt measured at a wavelength of 900 nm. From Table 2, it can be seen that the time-lapsed product has a reflectivity as low as 57% compared to the initial new product, and since no transmission or diffuse reflection occurs, the adhered substance is in the infrared region. It was inferred that it was absorbing light. Based on this result, the calculation mechanism of the toner density (toner adhesion amount) in the image forming apparatus having the above configuration was analyzed. As a result, the output of the detected value of the specularly reflected light changed between the initial new and time-lapse intermediate transfer belts. I found out.

Figure 2011170025
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図10は、現像ポテンシャル(同じ現像能力のもとでは、トナー付着量と同義の扱いが可能)を横軸にしたときの中間転写ベルトからの正反射を受光した光センサの出力値のある基準面に対する正規化値(以下「正反射正規化値Rn」という。)を示す。図10の結果により、同じ現像ポテンシャルにおいて、経時品の正反射正規化値が初期の新品よりも小さい。このことは、すなわち、経時品になるほど反射光が光センサに戻りにくくなっていることを意味している。光センサの出力値を正規化していることから、トナー濃度以外の要因で値が変化することはないはずであるので、図10で示した特性は中間転写ベルトの地肌部表面の影響を受けていると推測される。   FIG. 10 shows a reference with an output value of an optical sensor that receives regular reflection from the intermediate transfer belt when the developing potential (which can be treated as the same as the toner adhesion amount under the same developing ability) is on the horizontal axis. A normalized value for the surface (hereinafter referred to as “regular reflection normalized value Rn”) is shown. According to the result of FIG. 10, the regular reflection normalized value of the time-lapse product is smaller than the initial new product at the same development potential. This means that the reflected light is less likely to return to the optical sensor as the product becomes aged. Since the output value of the optical sensor is normalized, the value should not change due to factors other than the toner concentration. Therefore, the characteristics shown in FIG. 10 are affected by the surface of the background portion of the intermediate transfer belt. It is estimated that

一方、光センサで拡散光を検出したときの拡散光出力特性は、初期と経時で変化はほとんどない。また、黒トナー検知においては、トナー濃度(トナー付着量)の検知誤差は生じていない。(前述の表1に示すように、現像γはほとんど変わらない。)   On the other hand, the diffused light output characteristics when the diffused light is detected by the optical sensor hardly change between the initial time and the time. In black toner detection, there is no detection error of toner density (toner adhesion amount). (As shown in Table 1 above, development γ is almost unchanged.)

以上の実験及び分析の結果をまとめると、次の(1)〜(4)のようになる。
(1)経時で何らかの物質が中間転写ベルトの表面に付着している。
(2)中間転写ベルトに付着している物質は、表面粗さを変えるものではない。
(3)中間転写ベルトに付着している物質は、光センサの検知領域の波長を吸収している。
(4)中間転写ベルトの地肌部分を検知している光センサの正反射の検出値には影響が大きい。中間転写ベルト上のトナー像のトナー濃度を検出している光センサの拡散光の検出値には影響が小さい。
The results of the above experiment and analysis are summarized as follows (1) to (4).
(1) Some material adheres to the surface of the intermediate transfer belt over time.
(2) The substance adhering to the intermediate transfer belt does not change the surface roughness.
(3) The substance adhering to the intermediate transfer belt absorbs the wavelength of the detection region of the optical sensor.
(4) The detection value of regular reflection of the optical sensor that detects the background portion of the intermediate transfer belt has a great influence. The detection value of the diffused light of the optical sensor that detects the toner density of the toner image on the intermediate transfer belt has little influence.

すなわち、本来はトナー付着量のみに依存するはずの光センサの正反射出力特性(正規化値)が中間転写ベルトの経年変化に伴って変化してしまっていることで、光センサの正反射光の検出値で校正される光センサの拡散光の検出値(補正値)が変化してしまっている。そのため、光センサの拡散光の検出値(補正値)とトナー濃度(トナー付着量)との関係が正しい関係からずれてしまい、新品のときに設定した出力変換データが経時において不適切なものになってしまっていると考えられる。出力変換データが正しくなくなると、経時において光センサを用いたトナー像のトナー付着量を正しく検出できなくなってしまう。   In other words, the specular reflection output characteristic (normalized value) of the optical sensor, which should originally depend only on the toner adhesion amount, changes with the aging of the intermediate transfer belt. The detected value (correction value) of the diffused light of the optical sensor calibrated with the detected value has changed. For this reason, the relationship between the detection value (correction value) of the diffused light of the optical sensor and the toner concentration (toner adhesion amount) deviates from the correct relationship, and the output conversion data set when it is new is inappropriate over time. It is thought that it has become. If the output conversion data becomes incorrect, the toner adhesion amount of the toner image using the optical sensor cannot be detected correctly over time.

そこで、以上の実験及び分析の結果に基づき、本実施形態のプリンタでは、次に示すように、前記調整後の入力電流設定値に基づいて、補正後の拡散光の検出値とトナー濃度との関係を示す変換テーブルを決定している。   Therefore, based on the results of the above experiment and analysis, in the printer of the present embodiment, as shown below, based on the adjusted input current setting value, the corrected diffused light detection value and the toner density are calculated. A conversion table indicating the relationship is determined.

前述の画像濃度制御で示したように、各色の階調パターンSk、Sm、Sc、Syのトナー付着量の測定は、中間転写ベルト7の地肌部表面に対する光センサ160の正反射検出値の出力を基準としている。そのため、中間転写ベルト7の地肌部表面に対する光センサ160の正反射検出値の出力が所定の出力になるように、光センサ160の発光素子(LED)に供給される入力電流の設定値である入力電流設定値を調節している。ここで、中間転写ベルト7の経年変化により、中間転写ベルト7の表面状態が変化すると、光センサ160の正反射検出値の出力が下がってくる。よって、光センサ160の入力電流設定値を高めに調整し、中間転写ベルト7の地肌部表面に対する光センサ160の正反射検出値の出力レベルを、所定の出力レベルに維持する。   As shown in the image density control described above, the toner adhesion amounts of the gradation patterns Sk, Sm, Sc, and Sy of each color are measured by outputting the specular reflection detection value of the optical sensor 160 to the surface of the background portion of the intermediate transfer belt 7. Is based on. Therefore, it is a set value of the input current supplied to the light emitting element (LED) of the optical sensor 160 so that the output of the regular reflection detection value of the optical sensor 160 to the surface of the background portion of the intermediate transfer belt 7 becomes a predetermined output. The input current set value is adjusted. Here, when the surface state of the intermediate transfer belt 7 changes due to aging of the intermediate transfer belt 7, the output of the regular reflection detection value of the optical sensor 160 decreases. Therefore, the input current set value of the optical sensor 160 is adjusted to be high, and the output level of the regular reflection detection value of the optical sensor 160 with respect to the surface of the background portion of the intermediate transfer belt 7 is maintained at a predetermined output level.

図11は、上記構成のプリンタにおいて、光センサ160の入力電流設定値モニタした結果を示している。図11の結果は、画像面積率が0.5%、1ppjのフルカラーモードで得られたものである。図11の横軸は枚数、縦軸は、初期の入力電流設定値に対する、所定の正反射検出値の出力レベルが得られるように調整した経時の入力電流設定値の比率(以下、「入力電流初期比率」という。)を示している。図中のA〜Dはそれぞれ、測定の用いた光センサやその光センサのプリンタ内における配置が異なる結果である。光センサの特性差や中間転写ベルト7の表面状態(物質のつき方など)などにより、度合いは異なるものの、通紙枚数に応じて、上記入力電流設定値の比率が上昇していることがわかる。また、入力電流初期比率と中間転写ベルト7の表面状態と間に相関があり、この相関特性を用いて、光センサ160によるトナー付着量の検出誤差を抑制することができる。   FIG. 11 shows the result of monitoring the input current set value of the optical sensor 160 in the printer having the above configuration. The results of FIG. 11 are obtained in the full color mode with an image area ratio of 0.5% and 1 ppj. The horizontal axis in FIG. 11 is the number of sheets, and the vertical axis is the ratio of the input current set value over time adjusted so as to obtain the output level of the predetermined regular reflection detection value relative to the initial input current set value (hereinafter referred to as “input current”). "Initial ratio"). A to D in the figure are the results of different photosensors used for measurement and the arrangement of the photosensors in the printer. Although the degree varies depending on the difference in characteristics of the optical sensor and the surface state of the intermediate transfer belt 7 (how the substance is attached, etc.), it can be seen that the ratio of the input current set value increases according to the number of sheets to be passed. . Further, there is a correlation between the initial ratio of the input current and the surface state of the intermediate transfer belt 7, and this correlation characteristic can be used to suppress the detection error of the toner adhesion amount by the optical sensor 160.

中間転写ベルト7の表面変化により、光センサ160の拡散光検出値の出力(補正値)とトナー付着量との関係を示す変換テーブルがずれてしまう。従来の画像形成装置では、変換テーブルは1つしか保持していなかった。これに対し、本実施形態のプリンタにおいては、不揮発性メモリであるRAM202に、図12に例示する互いに異なる複数種類の変換テーブルを保存しておき、前述の調整後の入力電流設定値(電流初期比率)に応じて、複数種類の変換テーブルから変換テーブルを選択し、適切な変換テーブルに切り替えるように制御する。この切り替え制御により、表3に示すように、カラートナー像(特に、C,Mのトナー像)についてもトナー濃度(トナ付着量)の検出誤差を抑制することができた。   Due to the surface change of the intermediate transfer belt 7, the conversion table indicating the relationship between the output (correction value) of the diffused light detection value of the optical sensor 160 and the toner adhesion amount is shifted. In the conventional image forming apparatus, only one conversion table is held. On the other hand, in the printer of this embodiment, a plurality of different types of conversion tables illustrated in FIG. 12 are stored in the RAM 202 which is a nonvolatile memory, and the input current set value (current initial value after adjustment) described above is stored. Depending on the ratio, a conversion table is selected from a plurality of types of conversion tables, and control is performed to switch to an appropriate conversion table. By this switching control, as shown in Table 3, it was possible to suppress the detection error of the toner density (toner adhesion amount) for color toner images (particularly, C and M toner images).

Figure 2011170025
Figure 2011170025

なお、経時における中間転写ベルト7の表面への物質の付着を防止することが考えられるが、デメリットも多く、対策としては非現実的である。
例えば、中間転写ベルト7の表面にステアリン酸亜鉛などの滑剤を塗布すれば、そのような物質は付着しにくくなる傾向がある。しかしながら、この場合は、プリンタに新たに部品を追加することになりコストが発生する。
また、環境(温度・湿度)を上記物質が中間転写ベルト7に付着しにい環境にすることも考えられる。しかしながら、この場合は、ユーザーの使用環境を制限することになり、好ましくない。
また、高画像面積や高ボリューム時(高プリンタジョブ)には、上記物質の中間転写ベルト7への付着が発生しにくい傾向があるが、この場合は、ユーザーの使用状況に制約を設けることになり、好ましくない。
Although it is conceivable to prevent substances from adhering to the surface of the intermediate transfer belt 7 over time, there are many disadvantages and it is not practical as a countermeasure.
For example, if a lubricant such as zinc stearate is applied to the surface of the intermediate transfer belt 7, such a substance tends to be difficult to adhere. However, in this case, a new part is added to the printer, resulting in a cost.
It is also conceivable that the environment (temperature / humidity) is an environment in which the above substances are difficult to adhere to the intermediate transfer belt 7. However, in this case, the use environment of the user is limited, which is not preferable.
In addition, when the image area is high or the volume is high (high printer job), the substance tends not to adhere to the intermediate transfer belt 7. In this case, restrictions are imposed on the use situation of the user. It is not preferable.

次に、上記調整後の入力電流設定値(電流初期比率)に基づく変換テーブルの切り替えのより具体的な実施例について説明する。まず、電流初期比率が互いに異なる複数の状態について、光センサ160の拡散光検出値(補正値)とトナー濃度(トナー付着量)との関係を示すデータを、予め取得しておく。上記複数の特性について取得したデータは、例えば図12に示す変換テーブルにして制御部200の不揮発性メモリであるRAM202に記憶させて保持しておく。   Next, a more specific embodiment of switching the conversion table based on the adjusted input current set value (current initial ratio) will be described. First, data indicating the relationship between the diffused light detection value (correction value) of the optical sensor 160 and the toner concentration (toner adhesion amount) is obtained in advance for a plurality of states having different current initial ratios. The data acquired for the plurality of characteristics is stored in the RAM 202, which is a non-volatile memory of the control unit 200, for example, as a conversion table shown in FIG.

上記複数種類の状態は、例えば、電流初期比率が、(1)100%以上〜200%未満の状態、(2)200%〜300%未満の状態、(3)300%以上〜の状態に分けることができる。ここで、(1)の状態は新品の中間転写ベルト7、(2)の状態は電流初期比率200%になる中間転写ベルト7、(3)の状態は電流初期比率300%になる中間転写ベルト7を用いることができる。そして、実際にトナー像を各中間転写ベルト7上に作成し、所定の制御アルゴリズムに基づいて光センサ160で正反射出力と拡散反射出力とを読み取り、トナー濃度へ変換する直前の拡散光検出値の補正値まで算出する。そのときの中間転写ベルト7上のトナー像のトナー付着量(単位面積辺りのトナー量:mg/cm)を、サックイン法などを用いて測定する。これらの拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係を求め、図12のような変換テーブルを作成する。拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係がわかればよいので、変換テーブルではなく、出力換算情報として、変換用の数式やアルゴリズムを作成してもよい。 The plurality of types of states are divided into, for example, an initial current ratio of (1) a state of 100% to less than 200%, (2) a state of 200% to less than 300%, and (3) a state of 300% or more. be able to. Here, the state (1) is a new intermediate transfer belt 7, the state (2) is an intermediate transfer belt 7 having an initial current ratio of 200%, and the state (3) is an intermediate transfer belt having an initial current ratio of 300%. 7 can be used. Then, a toner image is actually created on each intermediate transfer belt 7, the specular reflection output and the diffuse reflection output are read by the optical sensor 160 based on a predetermined control algorithm, and the diffused light detection value immediately before the conversion to the toner density is performed. Up to the correction value. The toner adhesion amount (toner amount per unit area: mg / cm 2 ) of the toner image on the intermediate transfer belt 7 at that time is measured using a sack-in method or the like. The relationship between the correction value of the diffused light detection value and the toner adhesion amount of the toner image is obtained, and a conversion table as shown in FIG. 12 is created. Since it is only necessary to know the relationship between the correction value of the diffused light detection value and the toner adhesion amount of the toner image, a conversion formula or algorithm may be created as output conversion information instead of the conversion table.

上記状態の分割数(本実施例では3分割)や基準とするデータの状態は、各画像形成装置の要求仕様に基づいて適正に設定すればよい。分割数が多ければ、精度を高くすることができるが、変換テーブルの保存に必要なメモリ容量が増えてしまう。   The number of divisions in the above state (three divisions in the present embodiment) and the state of the reference data may be set appropriately based on the required specifications of each image forming apparatus. If the number of divisions is large, the accuracy can be increased, but the memory capacity required for storing the conversion table increases.

また、上記拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係は、中間転写ベルト7の表面の変化に応じて変化させることが望ましい。例えば、上記入力電流設定値を調整して決定する際に、その調整と同じタイミングで電流初期比率を算出し、その電流初期比率の値が上記(1)〜(3)のどの範囲に当てはまるか判定し、その判定結果に応じて、上記(1)〜(3)のどの拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係(変換テーブルなど)を用いるか選択して決定する。   Further, the relationship between the correction value of the diffused light detection value and the toner adhesion amount of the toner image is desirably changed according to the change in the surface of the intermediate transfer belt 7. For example, when the input current set value is adjusted and determined, the current initial ratio is calculated at the same timing as the adjustment, and in which range of (1) to (3) the current initial ratio value falls. According to the determination result, it is selected and determined which of the diffused light detection value correction values (1) to (3) is used and the relationship (conversion table or the like) between the toner adhesion amount of the toner image. .

また、本実施形態のプリンタのように光センサ160が複数搭載されている場合には、光センサ160の検知箇所によって中間転写ベルトの表面状態の経時変化の程度が異なる。中間転写ベルトの表面状態の経時変化の大きい箇所もあれば小さい箇所もある。よって、各光センサごとに、上記入力電流設定値を決定する際、同時に電流初期比率を算出し、算出した電流初期比率の値が上記(1)〜(3)のどの範囲に当てはまるか判定し、その判定結果に応じて、上記(1)〜(3)のどの拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係(変換テーブルなど)を用いるか選択して決定してもよい。   Further, when a plurality of optical sensors 160 are mounted as in the printer of the present embodiment, the degree of temporal change in the surface state of the intermediate transfer belt differs depending on the detection location of the optical sensor 160. There are some locations where the change in the surface state of the intermediate transfer belt with time is large, and some locations are small. Therefore, when determining the input current setting value for each optical sensor, the current initial ratio is calculated at the same time, and it is determined to which range of (1) to (3) the calculated current initial ratio value applies. Depending on the determination result, it is possible to select and determine which of the diffused light detection value correction values (1) to (3) is used and the relationship (conversion table or the like) between the toner adhesion amount of the toner image. Good.

また、光センサ7における検知特性は、赤外光領域であればトナーの色にはよらない。よって、1つの中間転写ベルトの表面条件、すなわち、1箇所の検知位置においては、上記拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係(変換テーブルなど)は各色に共通の1つがあればよい。但し、色ごとにトナー粒形や明度が異なる場合には、色ごとに、上記拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係(変換テーブルなど)を保持することも可能であるが、色ごとの補正係数などを用いて、光センサ160の拡散光検出値を補正する段階で色差が無くなるよう補正し、上記拡散光検出値の補正値とトナー像のトナー付着量との関係(変換テーブルなど)は、極力少なくすることも可能である。   Further, the detection characteristics of the optical sensor 7 do not depend on the color of the toner in the infrared light region. Therefore, in the surface condition of one intermediate transfer belt, that is, at one detection position, the relationship (conversion table etc.) between the correction value of the diffused light detection value and the toner adhesion amount of the toner image is a common 1 for each color. I only need one. However, when the toner particle shape and lightness are different for each color, the relationship (conversion table etc.) between the correction value of the diffused light detection value and the toner adhesion amount of the toner image can be held for each color. However, using a correction coefficient for each color, etc., correction is made so that there is no color difference at the stage of correcting the diffused light detection value of the optical sensor 160, and the correction value of the diffused light detection value and the toner adhesion amount of the toner image The relationship (conversion table etc.) can be reduced as much as possible.

以上、本実施形態の画像形成装置によれば、中間転写ベルト7のトナー像が担持されていない地肌部の表面について光学センサ160で検出された正反射光の検出値に基づいて、光学センサ160の発光素子に入力される入力電流設定値を調整することにより、発光素子で中間転写ベルト7上のトナー像に照射される光量を所定の光量にすることができる。そして、中間転写ベルト7の表面特性の変化と相関がある調整後の入力電流設定値に基づいて、トナー濃度の算出に用いる適切な変換テーブル等の出力換算情報を決定する。このように決定した出力換算情報を用いることにより、中間転写ベルト7の表面特性が経時的に変化して光学センサ160で検出された検出値とトナー濃度との関係が変化する場合でも、光学センサ160の検出値から算出されるトナー濃度の誤差を低く抑えることができる。よって、経時においても中間転写ベルト7上のトナー濃度の検出誤差を抑制することができる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、中間転写ベルト7のトナー像が担持されていない地肌部の表面について光学センサ160で検出された正反射光の検出値に基づいて、中間転写ベルト7の表面に担持されたトナー像について光学センサ160で検出された拡散光の検出値を補正し、その補正後の拡散光の検出値と、その拡散光の検出値とトナー濃度との関係を示す出力換算情報とに基づいて、トナー像のトナー濃度を算出する。この補正後の拡散光の検出値を用いることにより、中間転写ベルト7の表面粗さ、光沢度等のベルト表面特性の影響を受けることなく、トナー像(特にカラートナー像)のトナー濃度(トナー付着量)を高トナー濃度域まで精度よく検出できる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、前記入力電流設定値を調整した際に、その調整後の入力電流設定値に基づいて、トナー濃度の算出に用いる出力換算情報を決定することにより、中間転写ベルト7の表面の変化に応じてトナー濃度の算出に用いる出力換算情報を変化させることができる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、前記トナー濃度の算出に用いることができる互いに異なる複数種類の出力換算情報を記憶する記憶手段(制御部200のRAM202)を備え、前記調整後の入力電流設定値に基づいて、複数種類の出力換算情報からいずれか一つの出力換算情報を選択し、トナー濃度の算出に用いる出力換算情報として決定する。この場合、複数種類の出力換算情報から選択するという簡単な処理で出力換算情報として決定できる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、光学センサ160は互いに異なる検出箇所に複数設けられ、複数の光学センサ160ごとに前記入力電流設定値の調整を行うとともに前記出力換算情報の決定を行うことにより、光学センサ160が設けられた検出箇所で中間転写ベルト7の表面の経時変化が異なる場合でも、各検出箇所で、経時における中間転写ベルト7上のトナー濃度の検出誤差を抑制することができる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、光学センサ160で用いる光は、検知特性(感度)がトナーの色に依存しない赤外光であることにより、一つの光学センサ160で複数色のトナーのトナー濃度を検出することが可能になる。
また、本実施形態の画像形成装置によれば、中間転写ベルト7に担持されるトナー像は、互いに色が異なる複数色のカラートナー像であり、前記変換テーブル等の出力換算情報は、複数色のカラートナー像に対して共通に使用可能なものであってもよい。この場合は、複数の色ごとに変換テーブル等の出力換算情報を使用する場合に比して、変換テーブル等の出力換算情報を記憶するメモリの容量を少なくすることができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, the optical sensor 160 is based on the detection value of the regular reflection light detected by the optical sensor 160 on the surface of the background portion on which the toner image of the intermediate transfer belt 7 is not carried. By adjusting the input current setting value input to the light emitting element, the light amount irradiated to the toner image on the intermediate transfer belt 7 by the light emitting element can be set to a predetermined light amount. Then, output conversion information such as an appropriate conversion table used for calculating the toner density is determined based on the adjusted input current setting value correlated with the change in the surface characteristics of the intermediate transfer belt 7. By using the output conversion information determined in this way, even when the surface characteristics of the intermediate transfer belt 7 change with time and the relationship between the detected value detected by the optical sensor 160 and the toner density changes, the optical sensor The toner density error calculated from the 160 detection values can be kept low. Therefore, the detection error of the toner density on the intermediate transfer belt 7 can be suppressed even over time.
Further, according to the image forming apparatus of the present embodiment, the intermediate transfer belt 7 is based on the detection value of the specularly reflected light detected by the optical sensor 160 on the surface of the background portion where the toner image of the intermediate transfer belt 7 is not carried. The diffused light detection value detected by the optical sensor 160 is corrected for the toner image carried on the surface 7, and the corrected diffused light detection value and the relationship between the diffused light detection value and the toner density are expressed as follows. The toner density of the toner image is calculated based on the output conversion information shown. By using the detected value of the diffused light after correction, the toner density (toner of the toner image (particularly the color toner image) is not affected by the belt surface characteristics such as the surface roughness and glossiness of the intermediate transfer belt 7. Adhesion amount) can be accurately detected up to the high toner concentration range.
Further, according to the image forming apparatus of the present embodiment, when the input current set value is adjusted, output conversion information used for calculating the toner density is determined based on the adjusted input current set value. The output conversion information used for calculating the toner density can be changed in accordance with the change in the surface of the intermediate transfer belt 7.
The image forming apparatus according to the present embodiment further includes a storage unit (RAM 202 of the control unit 200) that stores a plurality of different types of output conversion information that can be used for the calculation of the toner density. Based on the input current setting value, any one of the plurality of types of output conversion information is selected and determined as output conversion information used for calculating the toner density. In this case, the output conversion information can be determined by a simple process of selecting from a plurality of types of output conversion information.
Also, according to the image forming apparatus of the present embodiment, a plurality of optical sensors 160 are provided at different detection locations, and the input current set value is adjusted for each of the plurality of optical sensors 160 and the output conversion information is determined. By doing so, even if the change over time of the surface of the intermediate transfer belt 7 differs at the detection location where the optical sensor 160 is provided, the detection error of the toner density on the intermediate transfer belt 7 over time is suppressed at each detection location. Can do.
Further, according to the image forming apparatus of the present embodiment, the light used by the optical sensor 160 is infrared light whose detection characteristics (sensitivity) do not depend on the color of the toner. It becomes possible to detect the toner density of the toner.
Further, according to the image forming apparatus of the present embodiment, the toner image carried on the intermediate transfer belt 7 is a plurality of color toner images having different colors, and the output conversion information such as the conversion table includes a plurality of colors. The color toner image may be used in common. In this case, the capacity of the memory for storing the output conversion information such as the conversion table can be reduced as compared with the case where the output conversion information such as the conversion table is used for each of a plurality of colors.

なお、本実施形態では、中間転写ベルト7上のトナー像のトナー濃度(トナー付着量)を光センサ160で検出する場合について説明したが、本発明は、感光体などの他の像担持体の表面に担持したトナー像のトナー濃度(トナー付着量)を光センサ160で検出する場合について同様に適用することができる。   In this embodiment, the case where the toner density (toner adhesion amount) of the toner image on the intermediate transfer belt 7 is detected by the optical sensor 160 has been described. However, the present invention is applicable to other image carriers such as a photoconductor. The same applies to the case where the optical sensor 160 detects the toner density (toner adhesion amount) of the toner image carried on the surface.

7 中間転写ベルト
160 光センサ
200 制御部
7 Intermediate transfer belt 160 Optical sensor 200 Control unit

特開2004−279664号公報JP 2004-279664 A 特開2004−354623号公報JP 2004-354623 A

Claims (7)

表面にトナー像を担持する像担持体と、
該像担持体の表面や該表面に担持したトナー像に光を照射する発光手段と該発光手段から照射され該表面や該トナー像で反射した正反射光及び拡散反射光を受光する受光手段とを有する光学的検出手段と、
所定の入力電流設定値に基づいて該光学的検知手段の発光手段に入力する入力電流を供給する電流供給手段と、
前記像担持体の表面に担持されたトナー像について前記光学的検出手段で検出された検出値と、その検出値とトナー濃度との関係を示す出力換算データとに基づいて、該トナー像のトナー濃度を算出し、そのトナー濃度を算出値に基づいて画像形成条件を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置であって、
前記像担持体のトナー像が担持されていない地肌部の表面について前記光学的検出手段で検出された正反射光の検出値に基づいて、前記入力電流設定値を調整する入力電流調整手段と、
前記調整後の入力電流設定値に基づいて、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報を決定する出力換算情報決定手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries a toner image on the surface;
A light emitting means for irradiating light on the surface of the image carrier and a toner image carried on the surface; and a light receiving means for receiving specular reflection light and diffuse reflection light reflected from the surface and the toner image. An optical detection means comprising:
Current supply means for supplying an input current to be input to the light emitting means of the optical detection means based on a predetermined input current setting value;
Based on the detection value detected by the optical detection means for the toner image carried on the surface of the image carrier and the output conversion data indicating the relationship between the detection value and the toner density, the toner of the toner image An image forming apparatus comprising: a control unit that calculates density and controls image forming conditions based on the calculated toner density;
An input current adjusting means for adjusting the input current set value based on the detected value of the specularly reflected light detected by the optical detecting means for the surface of the background portion on which the toner image of the image carrier is not carried;
An image forming apparatus comprising: output conversion information determining means for determining output conversion information used for calculating the toner density based on the adjusted input current set value.
請求項1の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記像担持体のトナー像が担持されていない地肌部の表面について前記光学的検出手段で検出された正反射光の検出値に基づいて、前記像担持体の表面に担持されたトナー像について前記光学的検出手段で検出された拡散光の検出値を補正し、その補正後の拡散光の検出値と、該拡散光の検出値とトナー濃度との関係を示す出力換算情報とに基づいて、該トナー像のトナー濃度を算出することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1.
The control means is carried on the surface of the image carrier based on the detected value of the specularly reflected light detected by the optical detection means for the surface of the background portion where the toner image of the image carrier is not carried. The detected value of diffused light detected by the optical detection means is corrected for the toner image, the detected value of diffused light after the correction, and the output conversion information indicating the relationship between the detected value of diffused light and the toner density And calculating the toner density of the toner image based on the above.
請求項1又は2の画像形成装置において、
前記出力換算情報決定手段は、前記入力電流調整手段で前記入力電流設定値を調整した際に、その調整後の入力電流設定値に基づいて、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報を決定することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The output conversion information determining means determines output conversion information used for calculating the toner density based on the adjusted input current setting value when the input current setting value is adjusted by the input current adjusting means. An image forming apparatus.
請求項1又は2の画像形成装置において、
前記トナー濃度の算出に用いることができる互いに異なる複数種類の出力換算情報を記憶する記憶手段を備え、
前記出力換算情報決定手段は、前記調整後の入力電流設定値に基づいて、前記複数種類の出力換算情報からいずれか一つの出力換算情報を選択し、前記トナー濃度の算出に用いる出力換算情報として決定することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
Storage means for storing a plurality of different types of output conversion information that can be used for calculating the toner density;
The output conversion information determination unit selects any one of the plurality of types of output conversion information based on the adjusted input current set value, and outputs the conversion information used for calculating the toner density. An image forming apparatus characterized by determining.
請求項1乃至4のいずれかの画像形成装置において、
前記光学的検出手段は互いに異なる検出箇所に複数設けられ、
前記入力電流調整手段は、前記複数の光学的検出手段ごとに前記入力電流設定値の調整を行い、
前記出力換算情報決定手段は、前記複数の光学的検出手段ごとに前記出力換算情報の決定を行うことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
A plurality of the optical detection means are provided at different detection locations,
The input current adjustment means adjusts the input current set value for each of the plurality of optical detection means,
The output conversion information determination unit determines the output conversion information for each of the plurality of optical detection units.
請求項1乃至5のいずれかの画像形成装置において、
前記光学的検出手段で用いる光は赤外光であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus characterized in that light used in the optical detection means is infrared light.
請求項1乃至6のいずれかの画像形成装置において、
前記像担持体に担持されるトナー像は、互いに色が異なる複数色のカラートナー像であり、
前記出力換算情報は、前記複数色のカラートナー像に対して共通に使用可能なものであることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
The toner image carried on the image carrier is a color toner image of a plurality of colors different from each other,
The image forming apparatus, wherein the output conversion information can be used in common for the color toner images of the plurality of colors.
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US9565319B2 (en) 2014-10-17 2017-02-07 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus having an optical sensor for converting a toner adhesion amount and image forming method
JP2017161810A (en) * 2016-03-11 2017-09-14 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Image formation device
JP2018066904A (en) * 2016-10-20 2018-04-26 キヤノン株式会社 Image forming apparatus and image density detection method

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