JP2817949B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、感光体上に形成された潜像パターンの表面
電位又は感光体上に形成された顕像パターンの濃度を検
出手段により検出し、その検出値に基づきトナー像濃度
を制御する画像形成装置に関する。

従来技術 電子写真複写機等の静電写真プロセスを利用した画像
形成装置では、露光ランプの劣化による光量低下、光学
系の反射ミラー、レンズのトナー等による汚れに起因す
る反射率、透過率の低下、感光体の疲労等による経時的
な静電特性の劣化、現像剤の経時的及び環境変化等によ
り、転写紙上の画像濃度が変化する。画像濃度に関係す
る要因としては、現像剤中のトナー濃度、帯電々位、露
光々量、現像バイアス等がある。したがって、これらの
プロセス条件のいずれか１つ又は２つ以上を制御するこ
とにより、画像濃度を所望の濃度に補正することができ
る。

又、２成分現像剤を使用する画像形成装置では、画像
形成枚数を重ねるに従って現像剤中のトナーが消費さ
れ、現像剤のトナー濃度が漸次低下して行くので、適時
現像剤中にトナーを補給することができる。

上記のプロセス条件の制御や現像剤へのトナー補給制
御の方法の１つとしてＰセンサ法と呼ばれる方法が知ら
れている。

Ｐセンサ法の概要を、第８図を用いて説明する。図に
示す複写機では、感光体ドラム21の周囲にはその回転方
向の順に帯電チャージャ22、露光々学系23による露光位
置24、イレーサ25、現像器26、転写分離チャージャ27、
クリーニングユニット28、除電ランプ29が設けられ、複
写機の頂板に設けられたコンタクトガラス30上に載置さ
れた原稿31は露光ランプ32により露光走査され、光学系
23により感光体上に露光され、上記の各プロセスユニッ
トにより公知の静電写真プロセスにより感光体上にトナ
ー像が形成され、トナー像は転写・分離チャージャ27に
より図示しない給紙部から給紙された転写紙に転写さ
れ、感光体21により分離され、定着されてコピーが完成
する。こゝ迄に述べた構成、作用は従来の通常の複写機
と変るところはない。しかしこの複写機ではＰセンサ法
で画像濃度を制御するため、コンタクトガラス30の原稿
載置領域外の原稿走査方向に関して上流側で露光光源32
により照射しうる位置に、Ｐセンサパターンと呼ばれる
一定の濃度の基準パターン33が設けられ、又、感光体ド
ラム21の外周に沿って現像器６と、転写分離チャージャ
27との間に感光体ドラム21上の上記基準パターンのトナ
ー像の濃度を検出するＰセンサと呼ばれる光電センサ１
が設けられている。この装置を用いた画像濃度制御は、
例えば10回作像する毎に１度原稿露光走査手段（露光々
源32と第１ミラー）によりＰセンサパターン33を照射し
うる位置から走査を開始し、Ｐセンサパターン33を露光
々源32で照射し、その反射光を露光々学系23を介して帯
電チャージャ22により一様帯電された感光体ドラム21上
の作像領域から外された位置に結像し、パターン潜像が
形成され、現像器26で現像された感光体ドラム21上にパ
ターントナー像が形成される。このトナー像は、実際に
原稿をコピーする場合に使用される露光々源、光学系、
感光体、現像器を使用して作られるので、原稿のトナー
像の濃度を代表しているものと考えて差支えない。この
パターントナー像の濃度はＰセンサ１により検知され、
その出力電圧があらかじめ設定された制御設定値又は感
光体の地肌部の濃度を検知した時の出力電圧と比較さ
れ、パターントナー像の濃度が上記設定値に近付くよう
に、画像濃度に関係するプロセスユニットの制御手段あ
るいはトナー補給手段に指令を出し、プロセス条件を変
化しあるいはトナー補給を行なうものである。

プロセス条件の制御方法としては、Ｐ−センサ法以外
に、同様の方法で感光体上に形成された静電潜像パター
ンの表面電位を表面電位計により検出し、その検出値に
基づいてプロセス条件を変更する方法も知られている。

さて、顕像パターン又は潜像パターンが形成される感
光体は周動し、その濃度又は表面電位を検出するセンサ
は機枠に固定された部材に取付けられているので、感光
体の駆動等の機械的影響を受けてセンサと感光体とは相
対的に振動する可能性が多い。センサが感光体に対して
振動する場合、その振動の方向によっては同じパターン
に対してセンサの出力が変化し、適正な画像濃度制御が
行なわれなくなる。

しかし、従来、画像濃度制御のための上記のセンサの
取付部の感光体に対する振動対策について記述されたも
のは見当らない。

発明が解決しようとする課題 本発明は、上記の実情にかんがみ、感光体に対して潜
像パターンの表面電位検出センサ又は顕像パターンの濃
度検出センサが振動する場合にもセンサの検出値が影響
を受けにくく、その結果常に正しく画像濃度制御が行な
われる画像形成装置を提供することを課題とする。

課題解決のための手段 本発明の画像形成装置は、上記の課題を解決させるた
め、上記検出手段が感光体に対し相対的に一定方向に振
動する場合、上記検出手段の上記パターン検知位置にお
ける感光体周面の接線方向と上記振動方向とのなす角を
θ_２とし、同位置における感光体周面に対する法線方向
と上記振動方向とのなす角をθ_１とするとき、θ_１＞θ
_２となるように検出手段を取付けることを特徴とする。

作 用 後に詳細に説明する如く、検出手段の検出面を感光体
に向けて配置し、感光体上のパターンの濃度又は表面電
位を検出する場合、検出手段が感光体に対して、パター
ン検知位置での感光体表面の法線方向に移動した場合
は、センサの出力は大きく変化する。一方、検出手段が
感光体の表面の同点における接線に平行な方向に移動す
る場合は検出手段の出力は殆んど変化しない。

したがって、上記の如くθ_１＞θ_２となるように検出
手段を取付けた場合は、検出手段の移動方向のパターン
検出位置における感光体周面の法線方向の成分は接線方
向の成分より小さくなるので、出力レベルの変動を小さ
くすることができる。

実施例 顕像パターンの濃度を検出するセンサ１は、第４図に
示す如く、LED（発光ダイオード）２とPt（フォトトラ
ンジスタ）３とがセンサの検知面に並べて配置され、第
１図に示す如く、センサ１の検知面1aが感光体４のパタ
ーン５の検出部の方を向くように機枠に固定された取付
部材に取付けられる。

第４図において、トナーが感光体上にない地肌部を、
センサ１が検出したときのセンサ出力電圧をV_SGとし、
トナーパターンをセンサ１が検出したときのセンサ出力
電圧をV_SPとする。上記のV_SGは組立誤差をVR（可変抵
抗）６によりLED2の発光量を変えることによりPt3の出
力電流が所定の値になるようにし、R_L7の両端が所定の
電圧レベルになるようにしている。このようにすること
により、地肌部検出時の出力電圧V_SGとパターン検出時R
_L両端電圧V_SPの比が所定の比となり、前述の画像濃度制
御が可能となる。

しかし、このセンサの取付部が、感光体の周動方向を
含み、感光体の周面に直交する面（第１図の紙面）内で
V_SG調整時とは異る位置に変化した場合は、第１図にお
いてx,yが変化し、センサの出力レベルが変化しV_SGの調
整をしたにもかゝわらず、V_SP/V_SGの比が所定の値にな
らないことがある。

感光体に対するセンサの位置のｘ方向（パターン検出
位置での感光体の法線方向）及びｙ方向（同じ位置での
感光体の接線方向）の変動に対する出力レベルの変化を
ある実例について測定した結果を第２図及び第３図に示
す。例えば、感光体からｘ方向に3mmの位置にセンサを
設置した場合、出力レベル4Vが得られる場合、センサを
ｘ方向に移動させると、第２図の出力変化特性曲線に示
す如く、出力レベルは僅かのｘ方向の変位に対して大き
く変動する。ところが、センサをｙ方向に変化させた場
合は第３図の出力変化特性曲線に示す如く、出力レベル
は殆んど変化しない。

センサの感光体に対する位置の変動は、感光体等の駆
動による駆動等の機械的影響により、センサ取付部材が
振動することにより起るものであり、センサ取付部材の
振動の方向は機械の構造によって一定方向になる。

例えば、第５図に示すように、センサ１の取付部材が
感光体ドラム４に対して両矢印Ｂで示す方向に機械振動
が加わるとする。その場合、センサ１の検知面が振動方
向Ｂと一致するように、即ち第５図で感光体ドラム４の
真横の位置にセンサ１を配置すれば、センサは感光体の
検出位置での法線４方向に一致し、第３図よりセンサの
出力レベルは殆んど変らないようにすることができる
が、一般に、感光体ドラムの真横の位置には現像装置が
配置されることが多く、パターン検出用のセンサを設け
る余地がないことが多い。しかし、その場合でも、セン
サの検知面Ａの方向ができるだけ機械振動の方向Ｂに近
付くように、すなわち、センサ１によるパターン検知位
置における感光体周面の接線ｔの方向Ｂとのなす角をθ
_２とし、同位置における感光体周面に対する法線方向ｎ
と上記振動の方向Ｂとのなす角をθ_１としたとき、θ_１
≫θ_２となるようにセンサの取付部材への取付け位置を
選定することが望ましい。

第６図に、その具体的な実施例を示す。

この例では、感光体ドラム４、現像ユニット10、クリ
ーニングユニット（図にはそのクリーニングブレード11
のみを示す）は、摺動支持部材（例えば商品名アキュラ
イド）12により画像形成装置本体機枠13に対して円滑に
摺動させて手前側に引出し、手前側から押入れて所定の
位置に装着することのできるドロワ14に搭載されてい
る。

レジストローラ対の上ローラ15はドロワの下面に取付
けられており、レジストローラ対の下ローラ16は、本体
側に設けられている。又、感光体ドラム４の右側の真横
には現像ユニット10の現像ローラ17が接触している。

上下のレジストローラ15,16による転写紙の進入角度
はこの実施例では水平に対して上方へ35゜となってい
る。

ドロワ14の下面には、感光体上に形成される顕像パタ
ーンの濃度を検出するＰセンサ１が感光体ドラム４の軸
に向って水平に対して上方へ35゜の角度、すなわちレジ
ストローラ対による転写紙進入方向と平行に取付けられ
ている。

転写紙をレジストローラ対15,16間に通紙した場合、
その影響で上レジストローラ15にはストレスが加わる。
その方向は転写紙の搬送方向に直角方向であり、ドロワ
14及びセンサ１はこれにより同じ方向に振動する。しか
し、センサ１のパターン検知方向は転写紙の進入方向と
同方向であるから、センサはこの方向と直角方向すなわ
ち検知位置での感光体の接線方向に振動することにな
る。したがって、第３図から判る如く、振動によって出
力レベルは変化することはない。

又、通常、無通紙時には構造上、上下方向の微小振動
が発生しているが、第７図に示す如く、感光体の法線方
向ｎと機械振動の方向Ｂとのなす角θ_１は、感光体の接
線方向ｔと振動方向Ｂとのなす角θ_２より大きくなるの
で、センサの出力レベルは振動の影響を受けることが少
ない。

以上、光反射型センサを中心に記述したが、表面電位
センサの場合も出力レベルの変化特性は概ね同じであ
り、感光体上の光書込位置と、現像位置との間に、同様
の条件を充すように取付ければよい。

効 果 以上の如く、本発明によれば、外部から受ける力によ
りセンサが振動した場合にも出力レベルの変動を少なく
保つことができるので、正確なパターン濃度又は表面電
位を検出することができ、精度の高い画像濃度制御を行
なうことができ、画像品質向上に効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はセンサの変位の説明図、第２図はセンサが感光
体の法線方向に変位した場合の出力レベル変化特性を示
す曲線図、第３図はセンサが感光体の接線方向に変位し
た場合の同様の曲線図、第４図は顕像パターン濃度検知
センサの構成を示す回路図、第５図は本発明によるセン
サの取付け方を説明する説明図、第６図は本発明の実施
例の通紙状態を示す断面図、第７図は非通紙時のその一
部を示す説明図、第８図はＰセンサ法を適用した複写機
の要部断面図である。 １……センサ（検出手段） ４……感光体 ５……顕像パターン 14……ドロワ（センサ取付部材） Ｂ……振動方向 ｎ……感光体の法線 ｔ……感光体の接線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 21/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体上に潜像パターン又は顕像パターン
   を形成し、潜像パターンの表面電位又は顕像パターンの
   濃度をそれらの検出手段により検出し、その検出値に基
   づきトナー像濃度を制御する面像形成装置において、 上記検出手段が感光体に対し相対的に一定方向に振動す
   る場合、上記検出手段の上記パターン検知位置における
   感光体周面の接線方向と上記振動方向とのなす角をθ_２
   とし、同位置における感光体周面に対する法線方向と上
   記振動方向とのなす角をθ_１とするとき、θ_１＞θ_２と
   なるように検出手段を取付けることを特徴とする画像形
   成装置。