JP3027161B2 - 画像形成装置における画像濃度検知装置 - Google Patents
画像形成装置における画像濃度検知装置Info
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- JP3027161B2 JP3027161B2 JP01180421A JP18042189A JP3027161B2 JP 3027161 B2 JP3027161 B2 JP 3027161B2 JP 01180421 A JP01180421 A JP 01180421A JP 18042189 A JP18042189 A JP 18042189A JP 3027161 B2 JP3027161 B2 JP 3027161B2
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- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発光素子からの光を画像に当て、その部分
での反射光又は透過光を受光素子に入射せしめ、該受光
素子からの、入射光量に応じた出力によって前記画像の
濃度を検知する画像形成装置における画像濃度検知装置
に関する。
での反射光又は透過光を受光素子に入射せしめ、該受光
素子からの、入射光量に応じた出力によって前記画像の
濃度を検知する画像形成装置における画像濃度検知装置
に関する。
例えば、潜像担持体に形成された静電潜像を、トナー
とキャリアを有する二成分系現像剤を用いてトナー像化
する電子複写機、プリンタ或いはファクシミリ等の画像
形成装置においては、現像剤中のキャリアに対するトナ
ーの比率が低下すると、トナー像の濃度が低下し、その
画質が劣化するため、例えば上記潜像担持体に基準トナ
ー像を形成し、その濃度を画像濃度検知装置によって検
知し、基準トナー像の濃度低下が検出されたとき、現像
剤中にトナーを補給している。
とキャリアを有する二成分系現像剤を用いてトナー像化
する電子複写機、プリンタ或いはファクシミリ等の画像
形成装置においては、現像剤中のキャリアに対するトナ
ーの比率が低下すると、トナー像の濃度が低下し、その
画質が劣化するため、例えば上記潜像担持体に基準トナ
ー像を形成し、その濃度を画像濃度検知装置によって検
知し、基準トナー像の濃度低下が検出されたとき、現像
剤中にトナーを補給している。
このような画像濃度検知装置として、冒頭に記載した
形式の装置を用いることは従来より周知である。かかる
検知装置によって、黒色画像の濃度を検知するときは特
に問題はない。ところが、検知対象がカラー画像である
と、その画像に発光素子からの光が当ったとき、その多
くが乱反射するため、これに基因して画像濃度検知装置
の感度が低下し、しかも個々の画像濃度検知装置の出力
がばらつき、正確に画像濃度検知を行うことが困難とな
る問題があった。
形式の装置を用いることは従来より周知である。かかる
検知装置によって、黒色画像の濃度を検知するときは特
に問題はない。ところが、検知対象がカラー画像である
と、その画像に発光素子からの光が当ったとき、その多
くが乱反射するため、これに基因して画像濃度検知装置
の感度が低下し、しかも個々の画像濃度検知装置の出力
がばらつき、正確に画像濃度検知を行うことが困難とな
る問題があった。
そこで、発光素子と受光素子の少なくとも一方に絞り
を設け、発光素子から出射した光の一部、或いは受光素
子に入射する光の一部を遮り、画像からの乱反射光が受
光素子に入射する量を少なくし、上述した欠点を低減す
る構成が提案されている（実開昭55−162253号公報参
照）。
を設け、発光素子から出射した光の一部、或いは受光素
子に入射する光の一部を遮り、画像からの乱反射光が受
光素子に入射する量を少なくし、上述した欠点を低減す
る構成が提案されている（実開昭55−162253号公報参
照）。
上述のように絞りを設けることによって、画像濃度検
知装置の感度と検知精度を高めることができる。ところ
が、単に絞りを設けただけであると、発光素子ないしは
受光素子の取付精度のばらつきにより、個々の画像濃度
検知装置の検知精度がばらつき、正確な画像濃度の検出
が困難となる恐れがある。
知装置の感度と検知精度を高めることができる。ところ
が、単に絞りを設けただけであると、発光素子ないしは
受光素子の取付精度のばらつきにより、個々の画像濃度
検知装置の検知精度がばらつき、正確な画像濃度の検出
が困難となる恐れがある。
本発明の目的は、上記従来の欠点を簡単な構成によっ
て軽減できる画像形成装置における画像濃度検知装置を
提供することにある。
て軽減できる画像形成装置における画像濃度検知装置を
提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した
形式の画像濃度検知装置において、前記発光素子と受光
素子を共通の支持体に固定し、該支持体に、発光素子か
ら出射した光の一部を遮る第１の絞り手段と、受光素子
に入射する光の一部を遮る第２の絞り手段を設け、前記
第１の絞り手段は、発光素子に近い方の絞りと、離れた
方の絞りを有し、前記第２の絞り手段は、受光素子に近
い方の絞りと、離れた方の絞りを有しており、前記第１
の絞り手段における発光素子に近い方の絞りの径が、離
れた方の絞りの径よりも小さく設定され、かつ前記第２
の絞り手段における受光素子に近い方の絞りの径が、離
れた方の絞りの径よりも小さく設定されていることを特
徴とする画像形成装置における画像濃度検知装置を提案
する。
形式の画像濃度検知装置において、前記発光素子と受光
素子を共通の支持体に固定し、該支持体に、発光素子か
ら出射した光の一部を遮る第１の絞り手段と、受光素子
に入射する光の一部を遮る第２の絞り手段を設け、前記
第１の絞り手段は、発光素子に近い方の絞りと、離れた
方の絞りを有し、前記第２の絞り手段は、受光素子に近
い方の絞りと、離れた方の絞りを有しており、前記第１
の絞り手段における発光素子に近い方の絞りの径が、離
れた方の絞りの径よりも小さく設定され、かつ前記第２
の絞り手段における受光素子に近い方の絞りの径が、離
れた方の絞りの径よりも小さく設定されていることを特
徴とする画像形成装置における画像濃度検知装置を提案
する。
以下、本発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明
し、併せて前述の従来の欠点を図面に即してより具体的
に明らかにする。
し、併せて前述の従来の欠点を図面に即してより具体的
に明らかにする。
第１図は、画像形成装置の一例であるアナログ式電子
複写機の一部を示す概略構成図である。
複写機の一部を示す概略構成図である。
第１図において、像担持体の一例であるドラム状の感
光体１は、図における時計方向に回転駆動され、帯電チ
ャージャ２によってその表面を均一に帯電される。感光
体１の上方には透明な原稿台３が位置し、その上に載置
された原稿４に、右方に移動する光源５からの光が照明
され、その反射光が光源５と共に移動する第１ミラー
６、光源５と同じ方向に移動する第２及び第３ミラー7,
8で反射され、投影レンズ９を通った後、固定配置され
た第４ミラー10で反射する。次いで、一様に帯電された
感光体の表面に至り、ここに原稿画像を結像投影する。
これによって感光体表面に静電潜像が形成され、この潜
像は、現像装置11を通るとき、その現像ローラ12に担持
された二成分系現像剤15中のトナーによってトナー像化
される。このトナー像は転写チャージャ13によって転写
紙14に転写される。
光体１は、図における時計方向に回転駆動され、帯電チ
ャージャ２によってその表面を均一に帯電される。感光
体１の上方には透明な原稿台３が位置し、その上に載置
された原稿４に、右方に移動する光源５からの光が照明
され、その反射光が光源５と共に移動する第１ミラー
６、光源５と同じ方向に移動する第２及び第３ミラー7,
8で反射され、投影レンズ９を通った後、固定配置され
た第４ミラー10で反射する。次いで、一様に帯電された
感光体の表面に至り、ここに原稿画像を結像投影する。
これによって感光体表面に静電潜像が形成され、この潜
像は、現像装置11を通るとき、その現像ローラ12に担持
された二成分系現像剤15中のトナーによってトナー像化
される。このトナー像は転写チャージャ13によって転写
紙14に転写される。
上述の如き複写動作が行われるうちに、現像剤15中の
キャリアに対するトナーの比率が低下し、これを放置す
れば、トナー像の濃度が低下して画質が劣化する。
キャリアに対するトナーの比率が低下し、これを放置す
れば、トナー像の濃度が低下して画質が劣化する。
そこで、原稿台３に隣接した位置に、例えば濃度1.8
の所定の光反射率を有する基準パターン16を配設し、こ
のパターン16に光源５からの光を当て、その反射光を光
学系6,7,8,9,10を通して感光体１に照射し、所定の表面
電位を有する基準潜像を形成する。そして、この潜像を
現像装置11によってトナー像化して基準トナー像RTを
得、その濃度を画像濃度検知装置17によって検知してい
る。
の所定の光反射率を有する基準パターン16を配設し、こ
のパターン16に光源５からの光を当て、その反射光を光
学系6,7,8,9,10を通して感光体１に照射し、所定の表面
電位を有する基準潜像を形成する。そして、この潜像を
現像装置11によってトナー像化して基準トナー像RTを
得、その濃度を画像濃度検知装置17によって検知してい
る。
基準トナー像の濃度が所定の値よりも低下しているこ
とが検出されると、トナー容器30から現像装置11の現像
剤中にトナーが補給され、トナー像の濃度低下が防止さ
れる。このような検知動作は、通常の複写動作を行う毎
に行ってもよいし、何回かの複写動作毎に実行するよう
にしてもよい。
とが検出されると、トナー容器30から現像装置11の現像
剤中にトナーが補給され、トナー像の濃度低下が防止さ
れる。このような検知動作は、通常の複写動作を行う毎
に行ってもよいし、何回かの複写動作毎に実行するよう
にしてもよい。
第２図は画像濃度検知装置17の一例を示す拡大図であ
り、この装置17は発光素子18と受光素子118を有し、図
に一例として示した発光素子18は、例えば発光ダイオー
ドより成る発光体20と、これを固定する透明樹脂21と、
この樹脂の一部で構成された凸レンズ22とを有してい
る。また受光素子118も同様に例えばホトトランジスタ
より成る受光体120と、これを固定する透明樹脂121と、
その一部により構成された凸レンズ122とを有してい
る。
り、この装置17は発光素子18と受光素子118を有し、図
に一例として示した発光素子18は、例えば発光ダイオー
ドより成る発光体20と、これを固定する透明樹脂21と、
この樹脂の一部で構成された凸レンズ22とを有してい
る。また受光素子118も同様に例えばホトトランジスタ
より成る受光体120と、これを固定する透明樹脂121と、
その一部により構成された凸レンズ122とを有してい
る。
発光素子18の発光体20からの光は、凸レンズ22を通し
て出射し、感光体１に形成された前述の基準トナー像RT
を照射する。このトナー像の部分で反射した光は受光素
子118の凸レンズ122を通して受光体120に入射し、その
受光量に応じた検知信号が出力され、これがCPU23（第
１図）に入力されて現像剤15中のトナー濃度が低いと判
断されたときは、前述のようにトナーの補給が実行され
る。第２図におけるＴは、基準トナー像を構成するトナ
ーを模式的に示している。
て出射し、感光体１に形成された前述の基準トナー像RT
を照射する。このトナー像の部分で反射した光は受光素
子118の凸レンズ122を通して受光体120に入射し、その
受光量に応じた検知信号が出力され、これがCPU23（第
１図）に入力されて現像剤15中のトナー濃度が低いと判
断されたときは、前述のようにトナーの補給が実行され
る。第２図におけるＴは、基準トナー像を構成するトナ
ーを模式的に示している。
基準トナー像の濃度が高いときは、トナーに吸収され
る光の量が多くなるため、受光素子118に入射する光量
は少なくなり、逆に現像剤15中のトナーの比率が低くな
って基準トナー像濃度が低下すると、トナーの存しない
感光体表面で反射する光量が増え、受光素子118に入射
する光量が増大してその出力が高くなる。全くトナーが
付着していない感光体１の表面に発光素子18からの光を
当て、その反射光を受光素子118に入射させたときの、
その出力をVSG（実際には、例えば4.0V程度とする）と
し、実際に基準トナー像RTを作成し、その部分での反射
光を受光素子118に入射させたときの、その出力をVSPと
したとき、一般にはその比をとり、トナーが黒色トナー
であるときは、例えばVSP/VSGが1/8以上となったとき、
基準トナー像RTの濃度が低いと判断し、トナーの補給を
行っている。これにより基準トナー像は約0.4mg/cm2程
度のトナー付着量に制御され、通常の複写動作時に形成
されるトナー像の濃度がほぼ一定に保たれる。
る光の量が多くなるため、受光素子118に入射する光量
は少なくなり、逆に現像剤15中のトナーの比率が低くな
って基準トナー像濃度が低下すると、トナーの存しない
感光体表面で反射する光量が増え、受光素子118に入射
する光量が増大してその出力が高くなる。全くトナーが
付着していない感光体１の表面に発光素子18からの光を
当て、その反射光を受光素子118に入射させたときの、
その出力をVSG（実際には、例えば4.0V程度とする）と
し、実際に基準トナー像RTを作成し、その部分での反射
光を受光素子118に入射させたときの、その出力をVSPと
したとき、一般にはその比をとり、トナーが黒色トナー
であるときは、例えばVSP/VSGが1/8以上となったとき、
基準トナー像RTの濃度が低いと判断し、トナーの補給を
行っている。これにより基準トナー像は約0.4mg/cm2程
度のトナー付着量に制御され、通常の複写動作時に形成
されるトナー像の濃度がほぼ一定に保たれる。
なお、感光体１の感光層としてセレンを用いた場合に
は、受光素子118は900乃至950nmの波長のピークを有す
る光で検知を実行する。
は、受光素子118は900乃至950nmの波長のピークを有す
る光で検知を実行する。
以上のように、第２図に一例として示した画像形成装
置における画像濃度検知装置17は、発光素子18からの光
を、像担持体に形成された基準トナー像より成る画像に
当て、その部分での反射光（又は後述する例のように透
過光）を受光素子118に入射せしめ、該受光素子118から
の、入射光量に応じた出力によって上記画像の濃度を検
知する。
置における画像濃度検知装置17は、発光素子18からの光
を、像担持体に形成された基準トナー像より成る画像に
当て、その部分での反射光（又は後述する例のように透
過光）を受光素子118に入射せしめ、該受光素子118から
の、入射光量に応じた出力によって上記画像の濃度を検
知する。
上述した構成は、従来一般に用いられている画像濃度
検知装置と変りはない。ここで、本例の特徴とする構成
を説明する前に、従来の画像濃度検知装置の欠点を図面
を参照してより具体的に明らかにする。
検知装置と変りはない。ここで、本例の特徴とする構成
を説明する前に、従来の画像濃度検知装置の欠点を図面
を参照してより具体的に明らかにする。
第４図は従来の画像濃度検知装置の一例を示し、その
構成と作用は第２図を参照して先に説明したところと変
りはなく、第４図における第２図と同一の部分には同じ
符号を付しておく。
構成と作用は第２図を参照して先に説明したところと変
りはなく、第４図における第２図と同一の部分には同じ
符号を付しておく。
今、第１図に示した現像装置11にて使用されている現
像剤中のトナーが黒色トナーであったとすると、基準ト
ナー像RTも第４図に模式的に示すように黒色のトナーＴ
によって形成され、かかるトナーＴに当った発光素子18
からの光はそのほとんどがこのトナーで吸収される。ま
た、トナーＴの付着していない感光体表面に当った光
は、本例のようにアナログ複写機の感光体の場合には、
そのほとんどが感光体表面で正反射して受光素子118に
入射する。このときの基準トナー像のトナー付着量と受
光素子118の出力との関係は、第３図（ａ）に線Ａで例
示した通りである。すなわち、感光体１上にトナーが付
着していないときは、受光素子118の出力はVSGを示し、
トナー付着量が増えるに従ってその出力は低下する。こ
のように黒色のトナーを用いたときは、従来の画像濃度
検知装置によっても特に問題なく基準トナー像RTの濃度
を検知することができる。
像剤中のトナーが黒色トナーであったとすると、基準ト
ナー像RTも第４図に模式的に示すように黒色のトナーＴ
によって形成され、かかるトナーＴに当った発光素子18
からの光はそのほとんどがこのトナーで吸収される。ま
た、トナーＴの付着していない感光体表面に当った光
は、本例のようにアナログ複写機の感光体の場合には、
そのほとんどが感光体表面で正反射して受光素子118に
入射する。このときの基準トナー像のトナー付着量と受
光素子118の出力との関係は、第３図（ａ）に線Ａで例
示した通りである。すなわち、感光体１上にトナーが付
着していないときは、受光素子118の出力はVSGを示し、
トナー付着量が増えるに従ってその出力は低下する。こ
のように黒色のトナーを用いたときは、従来の画像濃度
検知装置によっても特に問題なく基準トナー像RTの濃度
を検知することができる。
ところが、現像装置11（第１図）において、トナーと
してカラートナーを用いた場合には、第４図に示した基
準トナー像RTもカラートナーＴによって形成され、かか
るカラートナーＴに当てられた発光素子18からの光は、
そのほとんどが乱反射し、カラートナーに吸収される光
は、通常10乃至30％程度である。乱反射した光は四方八
方に散乱し、その一部が受光素子118に入射する。カラ
ートナーＴの付着していない感光体表面に当った光はそ
のほとんどが正反射して受光素子118に入射すること
は、黒色トナーの場合と同じである。カラートナーＴの
付着量が増大すると、乱反射光の量が増大し、基準トナ
ー像RTのところで反射する全光量の、正反射光に対する
乱反射光の比率が増大する。
してカラートナーを用いた場合には、第４図に示した基
準トナー像RTもカラートナーＴによって形成され、かか
るカラートナーＴに当てられた発光素子18からの光は、
そのほとんどが乱反射し、カラートナーに吸収される光
は、通常10乃至30％程度である。乱反射した光は四方八
方に散乱し、その一部が受光素子118に入射する。カラ
ートナーＴの付着していない感光体表面に当った光はそ
のほとんどが正反射して受光素子118に入射すること
は、黒色トナーの場合と同じである。カラートナーＴの
付着量が増大すると、乱反射光の量が増大し、基準トナ
ー像RTのところで反射する全光量の、正反射光に対する
乱反射光の比率が増大する。
上述のようにカラートナーの場合には、このトナーに
当った光が乱反射するため、受光素子118に入射する光
量、すなわちこの素子118の出力と、感光体１の表面へ
のトナーの付着量との関係は、第３図（ａ）に線Ｂで例
示した如くなる。黒色トナーの場合には、これに当てら
れた光のほとんどがトナー自体に吸収されるため、線Ａ
のように感光体表面へのトナー付着量の増大に伴って急
なカーブを描いて出力が低下するのであるが、カラート
ナーの場合には、これに当てられた光のほとんどが乱反
射するため、感光体表面へのトナーの付着量が増えて
も、黒色トナーの場合よりも緩やかなカーブを描いて出
力が低下するのである。このため、カラートナーの場合
には、トナー付着量の変化に対する受光素子118の出力
の変化が少なくなり、その感度が著しく低下し、正確な
濃度検知を行うことが難しくなる。
当った光が乱反射するため、受光素子118に入射する光
量、すなわちこの素子118の出力と、感光体１の表面へ
のトナーの付着量との関係は、第３図（ａ）に線Ｂで例
示した如くなる。黒色トナーの場合には、これに当てら
れた光のほとんどがトナー自体に吸収されるため、線Ａ
のように感光体表面へのトナー付着量の増大に伴って急
なカーブを描いて出力が低下するのであるが、カラート
ナーの場合には、これに当てられた光のほとんどが乱反
射するため、感光体表面へのトナーの付着量が増えて
も、黒色トナーの場合よりも緩やかなカーブを描いて出
力が低下するのである。このため、カラートナーの場合
には、トナー付着量の変化に対する受光素子118の出力
の変化が少なくなり、その感度が著しく低下し、正確な
濃度検知を行うことが難しくなる。
のみならず、カラートナーを用いた場合、次のような
不具合も発生する。
不具合も発生する。
今、感光体１の表面にトナーが全く付着していないと
きに、この感光体表面で正反射する光の光量をL1,感光
体表面をトナーが完全に覆ったときに、その表面で乱反
射する光の光量をL2とし、その比L1/L2をS/N比と称する
ことにすると、第１図に示したようなアナログ複写機用
の感光体１の場合、黒色トナーを用いると、例えば、S/
N比は約15、カラートナーを用いるとS/N比は約1.3とな
る。すなわち、黒色トナーはほとんどの光を吸収するた
め、S/N比は大きくなり、カラートナーはほとんどの光
を乱反射させるため、そのS/N比が黒色トナーの場合に
比べ、約1/10程の小さなものとなる。これを第３図
（ａ）の線A,Bに関連付けて説明すると、黒色のトナー
の場合には、これに当った光はそのほとんどが吸収さ
れ、受光素子118に入射する光の中には、乱反射光はほ
とんど含まれていないため、受光素子118の最小出力値W
1が大きく低下する。これに対してカラートナーの場合
には、その付着量が増えても、カラートナーで反射した
光の一部が受光素子118に入射するため、受光素子118の
最小出力値W2があまり低下しない。この出力値W2が、カ
ラートナーで乱反射して受光素子118に入射した分の出
力である。従って、例えばトナー付着量が0.4mg/cm2の
ときに、カラートナーの場合には、受光素子118の全出
力W3のうち、W4だけが受光素子118に入射した正反射光
の分の出力であり、W2は受光素子118に入射した乱反射
光の分の出力となり、乱反射光成分の割合が高くなる。
これに対し黒色トナーの場合には、受光素子118の出力W
5はそのほとんどが正反射光である。
きに、この感光体表面で正反射する光の光量をL1,感光
体表面をトナーが完全に覆ったときに、その表面で乱反
射する光の光量をL2とし、その比L1/L2をS/N比と称する
ことにすると、第１図に示したようなアナログ複写機用
の感光体１の場合、黒色トナーを用いると、例えば、S/
N比は約15、カラートナーを用いるとS/N比は約1.3とな
る。すなわち、黒色トナーはほとんどの光を吸収するた
め、S/N比は大きくなり、カラートナーはほとんどの光
を乱反射させるため、そのS/N比が黒色トナーの場合に
比べ、約1/10程の小さなものとなる。これを第３図
（ａ）の線A,Bに関連付けて説明すると、黒色のトナー
の場合には、これに当った光はそのほとんどが吸収さ
れ、受光素子118に入射する光の中には、乱反射光はほ
とんど含まれていないため、受光素子118の最小出力値W
1が大きく低下する。これに対してカラートナーの場合
には、その付着量が増えても、カラートナーで反射した
光の一部が受光素子118に入射するため、受光素子118の
最小出力値W2があまり低下しない。この出力値W2が、カ
ラートナーで乱反射して受光素子118に入射した分の出
力である。従って、例えばトナー付着量が0.4mg/cm2の
ときに、カラートナーの場合には、受光素子118の全出
力W3のうち、W4だけが受光素子118に入射した正反射光
の分の出力であり、W2は受光素子118に入射した乱反射
光の分の出力となり、乱反射光成分の割合が高くなる。
これに対し黒色トナーの場合には、受光素子118の出力W
5はそのほとんどが正反射光である。
上述のようにカラートナーを用いた場合にS/N比が小
さいため、例えば個々の発光素子18の製造上のばらつき
により、個々の発光素子18から出射する光の指向性がわ
ずかにばらついただけで、受光素子118に入射する光の
乱反射光成分と正反射光成分の比率がばらつく。これ
は、個々の画像濃度検知装置によって、第３図（ａ）に
おける線Ｂが矢印P1方向に振れることを意味し、正確な
基準トナー像の濃度検知を期待することはできない。
さいため、例えば個々の発光素子18の製造上のばらつき
により、個々の発光素子18から出射する光の指向性がわ
ずかにばらついただけで、受光素子118に入射する光の
乱反射光成分と正反射光成分の比率がばらつく。これ
は、個々の画像濃度検知装置によって、第３図（ａ）に
おける線Ｂが矢印P1方向に振れることを意味し、正確な
基準トナー像の濃度検知を期待することはできない。
そこで、先に説明し、かつ第５図（ａ）に示した如
く、発光素子18と受光素子118の少なくとも一方に絞り3
1a,32aを付設し、発光素子18から出射した光の一部、な
いしは受光素子118に入射する光の一部を遮り、受光素
子118に入射するカラートナーからの乱反射光の光量を
例えば約80％カットする構成が提案されている（実開昭
55−162253号）。このような絞りを設けると、受光素子
118が受ける全光量のうちの乱反射光の成分の比率を下
げ、正反射光の成分の比率を高めることができるため、
カラートナーを用いた場合の感光体１へのトナーの付着
量と受光素子118の出力の関係を第３図（ａ）に線Ｃで
例示したように修正できる。これにより濃度検知装置の
感度を高め、しかも発光素子18の光の指向性のばらつき
による正反射光と乱反射光の比率のばらつきを抑え、そ
の検知精度を高めることが可能となる。なお、絞り31a,
32aを設けても、黒色トナーを用いたときの受光素子118
の出力は線Ａと実質的に変りはない。黒色トナーの場合
には、元々受光素子118に乱反射光がほとんど入射しな
いので、絞りを設けても受光素子の出力が変化しないた
めである。
く、発光素子18と受光素子118の少なくとも一方に絞り3
1a,32aを付設し、発光素子18から出射した光の一部、な
いしは受光素子118に入射する光の一部を遮り、受光素
子118に入射するカラートナーからの乱反射光の光量を
例えば約80％カットする構成が提案されている（実開昭
55−162253号）。このような絞りを設けると、受光素子
118が受ける全光量のうちの乱反射光の成分の比率を下
げ、正反射光の成分の比率を高めることができるため、
カラートナーを用いた場合の感光体１へのトナーの付着
量と受光素子118の出力の関係を第３図（ａ）に線Ｃで
例示したように修正できる。これにより濃度検知装置の
感度を高め、しかも発光素子18の光の指向性のばらつき
による正反射光と乱反射光の比率のばらつきを抑え、そ
の検知精度を高めることが可能となる。なお、絞り31a,
32aを設けても、黒色トナーを用いたときの受光素子118
の出力は線Ａと実質的に変りはない。黒色トナーの場合
には、元々受光素子118に乱反射光がほとんど入射しな
いので、絞りを設けても受光素子の出力が変化しないた
めである。
ところが、単に絞り31a,32aを設けただけであると、
発光素子18又は受光素子118の取付精度のばらつきによ
って、次に説明するように、個々の濃度検知装置の検知
精度がばらつく恐れがある。
発光素子18又は受光素子118の取付精度のばらつきによ
って、次に説明するように、個々の濃度検知装置の検知
精度がばらつく恐れがある。
今、第５図（ａ）に示した如く、感光体１の表面の法
線をＮとし、発光素子18の凸レンズ22の光軸をl1、受光
素子118の凸レンズ122の光軸をl2としたとき、光軸l1と
l2の成す角度の二等分線l3が法線Ｎに合致していれば、
絞り31a,32aを設けるだけで、高い精度で基準トナー像
の濃度を検知することができる。
線をＮとし、発光素子18の凸レンズ22の光軸をl1、受光
素子118の凸レンズ122の光軸をl2としたとき、光軸l1と
l2の成す角度の二等分線l3が法線Ｎに合致していれば、
絞り31a,32aを設けるだけで、高い精度で基準トナー像
の濃度を検知することができる。
ところが、第５図（ｂ）に示す如く、発光素子18ない
しは受光素子118の取付精度が悪く、これらが第５図
（ａ）の状態よりも多少傾斜して取付けられ、二等分線
l3が法線Ｎと合致せずに、これらの間にθで示した傾斜
角が存在すると、発光素子18から出射し、基準トナー像
の形成された感光体部分の、感光体表面で反射した正反
射光が、絞り32aに当り、その受光素子118への入射が妨
げられるような事態が発生する。実験によると、傾斜角
θが２゜であるとき、約20％の正反射光が、また傾斜角
θが４゜のときは約50％の正反射光が絞りによってカッ
トされてしまう。実際の製造工程で、傾斜角θを完全に
なくすことは難しく、通常はθ＝２゜程度の傾斜角が生
じてしまうことは避けられない。このように個々の濃度
検知装置の組付上のばらつきが発生すると、第３図
（ａ）に示した線Ｃは、実際には鎖線C1とC2で示した範
囲内でばらつくことになり、個々の濃度検知装置におけ
るトナー像濃度の検知精度がばらつく。
しは受光素子118の取付精度が悪く、これらが第５図
（ａ）の状態よりも多少傾斜して取付けられ、二等分線
l3が法線Ｎと合致せずに、これらの間にθで示した傾斜
角が存在すると、発光素子18から出射し、基準トナー像
の形成された感光体部分の、感光体表面で反射した正反
射光が、絞り32aに当り、その受光素子118への入射が妨
げられるような事態が発生する。実験によると、傾斜角
θが２゜であるとき、約20％の正反射光が、また傾斜角
θが４゜のときは約50％の正反射光が絞りによってカッ
トされてしまう。実際の製造工程で、傾斜角θを完全に
なくすことは難しく、通常はθ＝２゜程度の傾斜角が生
じてしまうことは避けられない。このように個々の濃度
検知装置の組付上のばらつきが発生すると、第３図
（ａ）に示した線Ｃは、実際には鎖線C1とC2で示した範
囲内でばらつくことになり、個々の濃度検知装置におけ
るトナー像濃度の検知精度がばらつく。
そこで本例の画像濃度検知装置においては、第２図に
示したように発光素子18と受光素子118が共通の支持体3
3に固定されていて、その支持体33には、各凸レンズ22,
122に対向した部分に光の通路を構成する切欠34,134が
形成されている。その際、受光素子118の側の切欠134に
おける上端と下端の開口によって絞り35,36がそれぞれ
形成され、これらの絞り35,36によって絞り手段が構成
されている。また切欠34によって絞り37が形成されてい
る。これらの絞り35,36,37の基本的な機能は、第５図
（ａ）に示した絞りと変りはなく、これによって画像濃
度検知装置の感度と検知精度の向上を図ることが可能で
ある。
示したように発光素子18と受光素子118が共通の支持体3
3に固定されていて、その支持体33には、各凸レンズ22,
122に対向した部分に光の通路を構成する切欠34,134が
形成されている。その際、受光素子118の側の切欠134に
おける上端と下端の開口によって絞り35,36がそれぞれ
形成され、これらの絞り35,36によって絞り手段が構成
されている。また切欠34によって絞り37が形成されてい
る。これらの絞り35,36,37の基本的な機能は、第５図
（ａ）に示した絞りと変りはなく、これによって画像濃
度検知装置の感度と検知精度の向上を図ることが可能で
ある。
第５図（ａ）に示した絞りと異るところは、受光素子
118に対して２つの絞り35,36が設けられている点と、受
光素子118に近い方の絞り36の径をD1、離れた方の絞り3
5の径をD2としたとき、D1＜D2に設定されている点であ
る。
118に対して２つの絞り35,36が設けられている点と、受
光素子118に近い方の絞り36の径をD1、離れた方の絞り3
5の径をD2としたとき、D1＜D2に設定されている点であ
る。
この構成によれば、切欠134が、受光素子118から離れ
るに従って開拡したラッパ状に形成され、第５図（ｂ）
に示したように発光素子18と受光素子118の取付位置が
不正確であったときも、感光体１からの正反射光が絞り
によってカットされることを抑えることができ、第５図
（ｂ）に示した傾斜角θが±２゜程度以内に抑えられて
いれば、大きな不具合は発生しない（θ＝４゜のとき、
例えば20％の正反射光が絞り35,36によってカットされ
る）。このため、従来の絞りを設けたときのように、第
３図（ａ）に示した線Ｃが鎖線C1とC2の間で大きくばら
つくようなことはなく、個々の画像濃度検知装置の検知
精度のばらつきを抑制できる。ただ絞り36の径が従来の
絞りよりも大きく形成されているので、基準トナー像の
トナーで反射した乱反射光の入射光量も多少増え、絞り
35,36を設けた場合の受光素子118の出力と、感光体表面
へのトナーの付着量の関係は、第３図（ａ）に破線C3で
示す如くなり、従来の絞りを設けた場合の線Ｃよりもわ
ずかに感度が低下する。しかし、線C3は個々の画像濃度
検知装置によって変動することはほとんどないため、基
準トナー像の正しい濃度検知を実行することができる。
換言すれば、受光素子118に入射する光の正反射光成分
と乱反射光成分の割合を一定に保つ効果が高められ、多
少感度が悪くとも、ばらつきの少ない画像濃度検知装置
を製造することができるのである。
るに従って開拡したラッパ状に形成され、第５図（ｂ）
に示したように発光素子18と受光素子118の取付位置が
不正確であったときも、感光体１からの正反射光が絞り
によってカットされることを抑えることができ、第５図
（ｂ）に示した傾斜角θが±２゜程度以内に抑えられて
いれば、大きな不具合は発生しない（θ＝４゜のとき、
例えば20％の正反射光が絞り35,36によってカットされ
る）。このため、従来の絞りを設けたときのように、第
３図（ａ）に示した線Ｃが鎖線C1とC2の間で大きくばら
つくようなことはなく、個々の画像濃度検知装置の検知
精度のばらつきを抑制できる。ただ絞り36の径が従来の
絞りよりも大きく形成されているので、基準トナー像の
トナーで反射した乱反射光の入射光量も多少増え、絞り
35,36を設けた場合の受光素子118の出力と、感光体表面
へのトナーの付着量の関係は、第３図（ａ）に破線C3で
示す如くなり、従来の絞りを設けた場合の線Ｃよりもわ
ずかに感度が低下する。しかし、線C3は個々の画像濃度
検知装置によって変動することはほとんどないため、基
準トナー像の正しい濃度検知を実行することができる。
換言すれば、受光素子118に入射する光の正反射光成分
と乱反射光成分の割合を一定に保つ効果が高められ、多
少感度が悪くとも、ばらつきの少ない画像濃度検知装置
を製造することができるのである。
上に例示した構成は発光素子18の側にも適用される。
すなわち、第２図には明記されていないが、発光素子18
から出射した光の一部を遮る２つの絞りよりなる絞り手
段を設け、発光素子18に近い方の絞りの径を、離れた方
の絞り37の径よりも小さく設定するのである。
すなわち、第２図には明記されていないが、発光素子18
から出射した光の一部を遮る２つの絞りよりなる絞り手
段を設け、発光素子18に近い方の絞りの径を、離れた方
の絞り37の径よりも小さく設定するのである。
また上述の構成は、発光素子18や受光素子118が凸レ
ンズ22,122を有していない場合にも適用できる。
ンズ22,122を有していない場合にも適用できる。
以上のように、本例の画像形成装置における画像濃度
検知装置は、発光素子18と受光素子118を共通の支持体3
3に固定し、その支持体33に、発光素子18から出射した
光の一部を遮る第１の絞り手段と、受光素子118に入射
する光の一部を遮る第２の絞り手段を有し、上記第１の
絞り手段は、発光素子18に近い方の絞りと、離れた方の
絞り37を有し、上記第２の絞り手段は、受光素子118に
近い方の絞り36と、離れた方の絞り35を有しており、上
記第１の絞り手段における発光素子18に近い方の絞りの
径が、離れた方の絞り37の径よりも小さく設定され、か
つ上記第２の絞り手段における受光素子118に近い方の
絞り36の径が、離れた方の絞り35の径よりも小さく設定
されている。
検知装置は、発光素子18と受光素子118を共通の支持体3
3に固定し、その支持体33に、発光素子18から出射した
光の一部を遮る第１の絞り手段と、受光素子118に入射
する光の一部を遮る第２の絞り手段を有し、上記第１の
絞り手段は、発光素子18に近い方の絞りと、離れた方の
絞り37を有し、上記第２の絞り手段は、受光素子118に
近い方の絞り36と、離れた方の絞り35を有しており、上
記第１の絞り手段における発光素子18に近い方の絞りの
径が、離れた方の絞り37の径よりも小さく設定され、か
つ上記第２の絞り手段における受光素子118に近い方の
絞り36の径が、離れた方の絞り35の径よりも小さく設定
されている。
以上、アナログ電子複写機用の濃度検知装置に本発明
を適用した例を説明したが、本発明はむしろ次に説明す
るように、ディジタル複写機等のディジタル画像形成装
置に特に有利に適用できるものである。
を適用した例を説明したが、本発明はむしろ次に説明す
るように、ディジタル複写機等のディジタル画像形成装
置に特に有利に適用できるものである。
ディジタル複写機は、表面を一様に帯電した感光体上
に、例えばレーザ光を画信号に応じて選択的に照射して
静電潜像を形成し、この潜像をトナー像化するものであ
るが、その現像剤として二成分系現像剤を用いたとき
は、第１図に示した複写機と全く同様に、必要に応じ
て、現像剤中にトナーを補給しなければならない。この
ため従来より、帯電した感光体表面に所定光量のレーザ
光を照射して基準潜像を形成し、これをトナー像化して
基準トナー像を形成し、その濃度を濃度検知装置で検知
し、濃度が低下したと判断されたときは、現像剤中にト
ナーを補給している。このように、トナー濃度検知はア
ナログ複写機と基本的には異るところはない。
に、例えばレーザ光を画信号に応じて選択的に照射して
静電潜像を形成し、この潜像をトナー像化するものであ
るが、その現像剤として二成分系現像剤を用いたとき
は、第１図に示した複写機と全く同様に、必要に応じ
て、現像剤中にトナーを補給しなければならない。この
ため従来より、帯電した感光体表面に所定光量のレーザ
光を照射して基準潜像を形成し、これをトナー像化して
基準トナー像を形成し、その濃度を濃度検知装置で検知
し、濃度が低下したと判断されたときは、現像剤中にト
ナーを補給している。このように、トナー濃度検知はア
ナログ複写機と基本的には異るところはない。
ところで、ディジタル複写機用の感光体には、その表
面、或いはそのベースと感光層との間に、正反射を防止
する乱反射層が設けられている。これは、感光層内での
多重反射による干渉縞を防止するための対策である。
面、或いはそのベースと感光層との間に、正反射を防止
する乱反射層が設けられている。これは、感光層内での
多重反射による干渉縞を防止するための対策である。
このため、感光体表面に光を当てたとき、ここで正反
射する光は極めて少なくなる。一例を挙げると、感光体
表面に当てられた光の５％が正反射し、40％が乱反射
し、その残りが吸収される。これに対し、アナログ複写
機用の感光体１は、前述のようにほとんどの光、例えば
80％以上の光を正反射する。
射する光は極めて少なくなる。一例を挙げると、感光体
表面に当てられた光の５％が正反射し、40％が乱反射
し、その残りが吸収される。これに対し、アナログ複写
機用の感光体１は、前述のようにほとんどの光、例えば
80％以上の光を正反射する。
上述のようにディジタル複写機用の感光体は多くの光
を乱反射させるので、先に示したS/N比は、例えば、黒
色トナーを用いたときは1.1、カラートナーを用いたと
きは0.11という極めて低い値を示すことになる。このた
め、第４図を参照して先に説明した不具合が特に顕著に
現われる。従って、この場合も第５図（ａ）に示した絞
り31a,32aを用いることが大変有効となる。第３図
（ｂ）における線X1,X2は、絞り31a,32aを用いて、ディ
ジタル複写機の感光体に形成した基準トナー像に発光素
子からの光を当て、その反射光を受光素子に入射させた
ときの受光素子の出力とトナー付着量との関係の一例を
示しており、X1が黒色トナーを用いたとき、X2がカラー
トナーを用いたときである。
を乱反射させるので、先に示したS/N比は、例えば、黒
色トナーを用いたときは1.1、カラートナーを用いたと
きは0.11という極めて低い値を示すことになる。このた
め、第４図を参照して先に説明した不具合が特に顕著に
現われる。従って、この場合も第５図（ａ）に示した絞
り31a,32aを用いることが大変有効となる。第３図
（ｂ）における線X1,X2は、絞り31a,32aを用いて、ディ
ジタル複写機の感光体に形成した基準トナー像に発光素
子からの光を当て、その反射光を受光素子に入射させた
ときの受光素子の出力とトナー付着量との関係の一例を
示しており、X1が黒色トナーを用いたとき、X2がカラー
トナーを用いたときである。
ここで、この場合も発光素子や受光素子の取付精度が
第５図（ｂ）に示した如く悪くなると、第３図（ｂ）に
おける線X2が破線X3,X4で示した範囲内を変動する。
第５図（ｂ）に示した如く悪くなると、第３図（ｂ）に
おける線X2が破線X3,X4で示した範囲内を変動する。
そこで、第２図に例示し、かつ先に詳しく説明した各
構成を、このディジタル複写機用の濃度検知装置に適用
すると、カラートナーを用いたときの受光素子の出力
を、第３図（ｂ）に鎖線X5で示したものにほぼ固定する
ことができ、個々の濃度検知装置間における濃度検知精
度のばらつきを防止することができる。勿論、絞り本来
の機能は、従来通り得ることができる。
構成を、このディジタル複写機用の濃度検知装置に適用
すると、カラートナーを用いたときの受光素子の出力
を、第３図（ｂ）に鎖線X5で示したものにほぼ固定する
ことができ、個々の濃度検知装置間における濃度検知精
度のばらつきを防止することができる。勿論、絞り本来
の機能は、従来通り得ることができる。
以上、基準トナー像を形成する像担持体を感光体と
し、その感光体上に基準トナー像を形成し、その画像濃
度を検知する構成を示したが、本発明は他の各種形態の
画像濃度を検知する装置にも適用できる。例えば、通常
の複写動作におけるトナー像を感光体に形成し、これを
透明転写ベルト上に載置された転写紙に転写する形式の
画像形装置においては、この透明転写ベルト上に、感光
体から転写した基準トナー像を形成し、該ベルトを挟ん
で発光素子と受光素子を配置し、発光素子からの光を基
準トナー像に当て、この部分を透過した光を受光素子に
入射させ、その濃度を検知しているが、このように基準
トナー像を形成する像担持体を転写ベルトとしたとき
も、本発明を支障なく適用できる。
し、その感光体上に基準トナー像を形成し、その画像濃
度を検知する構成を示したが、本発明は他の各種形態の
画像濃度を検知する装置にも適用できる。例えば、通常
の複写動作におけるトナー像を感光体に形成し、これを
透明転写ベルト上に載置された転写紙に転写する形式の
画像形装置においては、この透明転写ベルト上に、感光
体から転写した基準トナー像を形成し、該ベルトを挟ん
で発光素子と受光素子を配置し、発光素子からの光を基
準トナー像に当て、この部分を透過した光を受光素子に
入射させ、その濃度を検知しているが、このように基準
トナー像を形成する像担持体を転写ベルトとしたとき
も、本発明を支障なく適用できる。
なお、上述した濃度検知装置のセンサは、一般に透過
型センサと称せられ、第２図に示した検知装置のセンサ
は反射型センサと称せられている。
型センサと称せられ、第２図に示した検知装置のセンサ
は反射型センサと称せられている。
本発明に係る画像濃度検知装置によれば、特にカラー
画像に対する画像濃度の検知感度と検知精度を高めるこ
とができると共に、発光素子や受光素子の組付誤差に基
づく、検知精度のばらつきを効果的に抑えることができ
る。
画像に対する画像濃度の検知感度と検知精度を高めるこ
とができると共に、発光素子や受光素子の組付誤差に基
づく、検知精度のばらつきを効果的に抑えることができ
る。
第１図はアナログ式電子複写機の構成図、第２図は濃度
検知装置の一例を示す拡大説明図、第３図（ａ），
（ｂ）は感光体上のトナー付着量と受光素子の出力との
関係を示す図、第４図及び第５図（ａ），（ｂ）は従来
の濃度検知装置とその不具合を説明する図である。 17……画像濃度検知装置、18……発光素子 33……支持体、35,36,37……絞り 118……受光素子
検知装置の一例を示す拡大説明図、第３図（ａ），
（ｂ）は感光体上のトナー付着量と受光素子の出力との
関係を示す図、第４図及び第５図（ａ），（ｂ）は従来
の濃度検知装置とその不具合を説明する図である。 17……画像濃度検知装置、18……発光素子 33……支持体、35,36,37……絞り 118……受光素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−24566（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−68644（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−156076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−156072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−224362（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−60665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−45279（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−197366（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 15/08 G03G 13/08 G01N 21/47
Claims (1)
- 【請求項１】発光素子からの光を画像に当て、その部分
での反射光又は透過光を受光素子に入射せしめ、該受光
素子からの、入射光量に応じた出力によって前記画像の
濃度を検知する画像形成装置における画像濃度検知装置
において、 前記発光素子と受光素子を共通の支持体に固定し、該支
持体に、発光素子から出射した光の一部を遮る第１の絞
り手段と、受光素子に入射する光の一部を遮る第２の絞
り手段を設け、前記第１の絞り手段は、発光素子に近い
方の絞りと、離れた方の絞りを有し、前記第２の絞り手
段は、受光素子に近い方の絞りと、離れた方の絞りを有
しており、前記第１の絞り手段における発光素子に近い
方の絞りの径が、離れた方の絞りの径よりも小さく設定
され、かつ前記第２の絞り手段における受光素子に近い
方の絞りの径が、離れた方の絞りの径よりも小さく設定
されていることを特徴とする画像形成装置における画像
濃度検知装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01180421A JP3027161B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 画像形成装置における画像濃度検知装置 |
| GB9015303A GB2234586B (en) | 1989-07-14 | 1990-07-12 | Toner density sensing device for image forming equipment |
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