JP3029628B2 - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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- JP3029628B2 JP3029628B2 JP2039801A JP3980190A JP3029628B2 JP 3029628 B2 JP3029628 B2 JP 3029628B2 JP 2039801 A JP2039801 A JP 2039801A JP 3980190 A JP3980190 A JP 3980190A JP 3029628 B2 JP3029628 B2 JP 3029628B2
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- Japan
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- light
- receiving element
- optical sensor
- directivity
- emitting element
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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、像担持体に形成されたトナー付着パターン
の濃度を光学センサで検知し、その出力により画像濃度
制御を行なう画像形成装置に関する。
の濃度を光学センサで検知し、その出力により画像濃度
制御を行なう画像形成装置に関する。
従来技術 電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写
真プロセスを利用した画像形成装置では、感光体等像担
持体の経時的劣化、現像剤中のトナー濃度の低下により
形成される画像の濃度が低下する。
真プロセスを利用した画像形成装置では、感光体等像担
持体の経時的劣化、現像剤中のトナー濃度の低下により
形成される画像の濃度が低下する。
これを補正する方法として、例えば電子写真複写機の
場合、原稿載置領域外の原稿載置面近傍に一定濃度を有
する基準パターンを設け、露光々源でこの基準パターン
を照明しその反射光を感光体に露光し、現像器で現像
し、感光体上に形成されたトナー付着パターンの濃度を
光学センサで検知し、制御設定値と比較して現像剤中の
トナー濃度、帯電々位、露光々量、現像バイアス等の画
像濃度決定条件を制御して画像濃度を所定の濃度に補正
する方法が知られている。上記の光学センサは一般にＰ
センサと呼ばれ、これを使用した画像濃度制御方法はＰ
センサ法と呼ばれている。
場合、原稿載置領域外の原稿載置面近傍に一定濃度を有
する基準パターンを設け、露光々源でこの基準パターン
を照明しその反射光を感光体に露光し、現像器で現像
し、感光体上に形成されたトナー付着パターンの濃度を
光学センサで検知し、制御設定値と比較して現像剤中の
トナー濃度、帯電々位、露光々量、現像バイアス等の画
像濃度決定条件を制御して画像濃度を所定の濃度に補正
する方法が知られている。上記の光学センサは一般にＰ
センサと呼ばれ、これを使用した画像濃度制御方法はＰ
センサ法と呼ばれている。
Ｐセンサとして用いられる光学センサは、第１図に例
示する如く、発光素子３と受光素子４とを近接させて並
置して成り、これを感光体１に対設し、その上に形成さ
れたトナー付着パターン２を発光ダイオード（LED）等
の発光素子３により照射し、その反射光をホトトランジ
スタ（PT）又はホトダイオード（PD）等の受光素子４に
より検知してトナー付着パターン２の濃度、すなわちト
ナー付着量を検知する反射型光電センサが広く使用され
ている。感光体が透明な場合は、感光体を挟んでその両
側に発光素子と受光素子とを対設した透過型光学センサ
も使用される。
示する如く、発光素子３と受光素子４とを近接させて並
置して成り、これを感光体１に対設し、その上に形成さ
れたトナー付着パターン２を発光ダイオード（LED）等
の発光素子３により照射し、その反射光をホトトランジ
スタ（PT）又はホトダイオード（PD）等の受光素子４に
より検知してトナー付着パターン２の濃度、すなわちト
ナー付着量を検知する反射型光電センサが広く使用され
ている。感光体が透明な場合は、感光体を挟んでその両
側に発光素子と受光素子とを対設した透過型光学センサ
も使用される。
さて、近年、カラー画像に対する市場の要望が強くな
り、カラートナー現像装置を有するカラー複写機等カラ
ー画像形成装置の開発、商品化が積極的に行なわれてい
る。この場合、カラー画像濃度の制御も上記の光学セン
サで検知して制御する必要がある。
り、カラートナー現像装置を有するカラー複写機等カラ
ー画像形成装置の開発、商品化が積極的に行なわれてい
る。この場合、カラー画像濃度の制御も上記の光学セン
サで検知して制御する必要がある。
しかし、カラートナーを従来の光学センサで検出した
場合、以下に述べるような不具合が発生した。
場合、以下に述べるような不具合が発生した。
（１） 第２図に示す如く、乱反射型光学センサの場合
も、正反射型光学センサの場合も、トナー付着量が未だ
少ない領域で反射光量の変化、ひいては受光素子出力の
変化がほゞ飽和してしまう。
も、正反射型光学センサの場合も、トナー付着量が未だ
少ない領域で反射光量の変化、ひいては受光素子出力の
変化がほゞ飽和してしまう。
（２） トナー付着量の変化に対する反射光量の変化幅
が少ないため、受光素子の出力に高分解特性が要求され
るという不具合があることが判明した。
が少ないため、受光素子の出力に高分解特性が要求され
るという不具合があることが判明した。
その原因を検討したところ、以下の事項によることが
判明した。
判明した。
（ａ） 光学センサの発光素子であるLED（発光ダイオ
ード）の発光波長はカラートナーの色に無関係に使用で
きるように、換言すれば１つの発光素子で全てのカラー
トナーを検出することができるように、通常950nm程度
の波長の赤外光が用いられているが、第３図に示す如
く、この波長では、黒トナーは入射光を吸収するが、カ
ラートナーでは吸収率は低く、入射光の多くの部分がト
ナー表面で反射、あるいは透過してしまう。
ード）の発光波長はカラートナーの色に無関係に使用で
きるように、換言すれば１つの発光素子で全てのカラー
トナーを検出することができるように、通常950nm程度
の波長の赤外光が用いられているが、第３図に示す如
く、この波長では、黒トナーは入射光を吸収するが、カ
ラートナーでは吸収率は低く、入射光の多くの部分がト
ナー表面で反射、あるいは透過してしまう。
（ｂ） その結果、黒トナーに対しては、正反射位置に
受光素子を置けば、正反射光の減衰として濃度を十分検
出できるが、カラートナーの場合は、正反射光の減衰に
対して、乱反射光の増加が起り、両者を分離して検出し
なければならない。
受光素子を置けば、正反射光の減衰として濃度を十分検
出できるが、カラートナーの場合は、正反射光の減衰に
対して、乱反射光の増加が起り、両者を分離して検出し
なければならない。
（ｃ） 透過光測定の場合、感光体を挟んで発光素子と
受光素子とを正確に対向させるのが難しく、位置ずれに
より、検出光量不足が発生し易い。
受光素子とを正確に対向させるのが難しく、位置ずれに
より、検出光量不足が発生し易い。
発明が解決しようとする課題 本発明は、光学センサを用いて画像濃度制御を行なう
ようにした従来の画像形成装置における上記の欠点にか
んがみ、カラートナーに対しても正確な検出を行なって
確実な濃度制御を行なうことのできる画像形成装置を提
供することを課題とする。
ようにした従来の画像形成装置における上記の欠点にか
んがみ、カラートナーに対しても正確な検出を行なって
確実な濃度制御を行なうことのでき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 本発明は、上記の課題を解決させるため、像担持体上
に少なくともカラートナーによりトナー付着パターンを
形成し、光学センサで上記パターンのトナー付着量を検
知するカラー画像形成装置において、 （１） 光学センサが正反射型光学センサの場合は、受
光素子の指向性を発光素子の指向性より狭くし、 （２） 光学センサが乱反射型又は透過型光学センサの
場合は、受光素子の指向性を発光素子の指向性より広く したことを特徴とする。
に少なくともカラートナーによりトナー付着パターンを
形成し、光学センサで上記パターンのトナー付着量を検
知するカラー画像形成装置において、 （１） 光学センサが正反射型光学センサの場合は、受
光素子の指向性を発光素子の指向性より狭くし、 （２） 光学センサが乱反射型又は透過型光学センサの
場合は、受光素子の指向性を発光素子の指向性より広く したことを特徴とする。
作 用 以下に、本発明の作用を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
本発明が問題としている発光素子、受光素子の指向性
とは、それぞれ、放射強度、感度強度の素子を中心とす
る各方向の分布を云うものである。理論的な点光源から
発生する光線の放射強度は各方向とも光源からの距離の
２乗の反比例し、指向性はないが、実際の光源では、そ
れを取付ける基板による遮光、反射、出射面の開口、保
護ガラスの形状等によって指向性を生じ、一般に、放
射、感度強度は発光素子、受光素子正面光軸方向が最大
であり、光軸からの角度が大きくなるに従って減少す
る。第７図には指向性の異る２つのサンプルが示されて
おり、サンプル１は光軸を中心として両側に漸次放射強
度が減少してゆき±60゜で放射強度は50％になるのに対
して、サンプル２は光軸を中心として放射強度は急激に
減少して行き±８゜位で放射強度は50％に減ってしま
う。この場合サンプル２はサンプル１に比して指向性が
狭いと云う。
とは、それぞれ、放射強度、感度強度の素子を中心とす
る各方向の分布を云うものである。理論的な点光源から
発生する光線の放射強度は各方向とも光源からの距離の
２乗の反比例し、指向性はないが、実際の光源では、そ
れを取付ける基板による遮光、反射、出射面の開口、保
護ガラスの形状等によって指向性を生じ、一般に、放
射、感度強度は発光素子、受光素子正面光軸方向が最大
であり、光軸からの角度が大きくなるに従って減少す
る。第７図には指向性の異る２つのサンプルが示されて
おり、サンプル１は光軸を中心として両側に漸次放射強
度が減少してゆき±60゜で放射強度は50％になるのに対
して、サンプル２は光軸を中心として放射強度は急激に
減少して行き±８゜位で放射強度は50％に減ってしま
う。この場合サンプル２はサンプル１に比して指向性が
狭いと云う。
次に、本発明の実施例として、正反射型、乱反射型及
び透過型の各型の光学センサを用いる場合について、セ
ンサの受光素子と発光素子との備えるべき指向性の広狭
関係について考察する。
び透過型の各型の光学センサを用いる場合について、セ
ンサの受光素子と発光素子との備えるべき指向性の広狭
関係について考察する。
（１） 正反射型光学センサ 第１図に示すように発光素子と受光素子とを配置した
正反射型光学センサにおいては、正反射光の減衰のみを
検出し、ノイズとなる乱反射光は極力排除する必要があ
るが受光素子の指向性が広いと、正反射方向に対する検
知面積が広くなり、乱反射光がより多く入射してしまう
ことになる。したがって、指向性を狭くすることによ
り、検知面積を縮小するのと同じ効果が発生し、乱反射
光が入射する割合を減らすことができる。
正反射型光学センサにおいては、正反射光の減衰のみを
検出し、ノイズとなる乱反射光は極力排除する必要があ
るが受光素子の指向性が広いと、正反射方向に対する検
知面積が広くなり、乱反射光がより多く入射してしまう
ことになる。したがって、指向性を狭くすることによ
り、検知面積を縮小するのと同じ効果が発生し、乱反射
光が入射する割合を減らすことができる。
たゞし、発光素子の指向性は、受光素子と同様には狭
くできない。その理由は、発光素子の指向性をあまり狭
くすると光学センサと感光体の相互位置のばらつきによ
り正反射光の光路と受光素子の受光光路がずれてしま
い、検出光量の減少あるいは受光素子の指向性を狭くし
た効果が減殺される故である。
くできない。その理由は、発光素子の指向性をあまり狭
くすると光学センサと感光体の相互位置のばらつきによ
り正反射光の光路と受光素子の受光光路がずれてしま
い、検出光量の減少あるいは受光素子の指向性を狭くし
た効果が減殺される故である。
第４図は、感光体上にトナーが付着していない場合の
反射光分布及びカラートナーが付着している場合の反射
光分布の一例を示す図であり、カラートナーが付着して
いる場合は反射光分布が広く拡がっている。しかし、本
発明により光学センサの受光素子の指向性を狭くするこ
とにより、乱反射光の入射割合を減らし、正反射光の検
知割合を向上することができる。
反射光分布及びカラートナーが付着している場合の反射
光分布の一例を示す図であり、カラートナーが付着して
いる場合は反射光分布が広く拡がっている。しかし、本
発明により光学センサの受光素子の指向性を狭くするこ
とにより、乱反射光の入射割合を減らし、正反射光の検
知割合を向上することができる。
（２） 乱反射型光学センサ 乱反射型光学センサにおいては、あらゆる方向へ反射
される乱反射光を効率よく検出する為に受光素子の指向
性を広くする必要がある。但し、発光素子の指向性は、
乱反射光のなかに正反射光が混入しない様できるだけ狭
くする必要がある。このことは、第４図から容易に理解
できよう。
される乱反射光を効率よく検出する為に受光素子の指向
性を広くする必要がある。但し、発光素子の指向性は、
乱反射光のなかに正反射光が混入しない様できるだけ狭
くする必要がある。このことは、第４図から容易に理解
できよう。
（３） 透過型光学センサ 第５図に透明感光体１を透過した透過光の強度分布
を、感光体上にトナーがあるときと、トナーがない時に
ついて示した。この図より理解できるように、 発光素子と受光素子の対向ずれを補うには、 発光素子の指向性狭く＋受光素子の指向性広く 発光素子の指向性広く＋受光素子の指向性狭く の組み合わせが考えられるが、発光々量を効率よく検出
する為には、の組み合わせの方がよい。
を、感光体上にトナーがあるときと、トナーがない時に
ついて示した。この図より理解できるように、 発光素子と受光素子の対向ずれを補うには、 発光素子の指向性狭く＋受光素子の指向性広く 発光素子の指向性広く＋受光素子の指向性狭く の組み合わせが考えられるが、発光々量を効率よく検出
する為には、の組み合わせの方がよい。
第６図に各型の光学センサを用いた実施例におけるカ
ラートナーの付着量と光学センサ受光素子出力との関係
曲線を示す。これらの曲線から明らかなように、各型の
光学センサではトナー付着量の変化に対する受光素子出
力の変化が充分大きくなる。
ラートナーの付着量と光学センサ受光素子出力との関係
曲線を示す。これらの曲線から明らかなように、各型の
光学センサではトナー付着量の変化に対する受光素子出
力の変化が充分大きくなる。
以上、正反射型、乱反射型、透過型光学センサを用い
る場合の発光・受光素子の指向性について述べたが、い
ずれの場合においても反射あるいは透過光を効率よく検
出する為に、各素子の指向性を互いに、異なったものに
する必要がある。しかし、受光素子の指向性は比較的自
由に設計することができ、その製法も特別難しくはな
い。
る場合の発光・受光素子の指向性について述べたが、い
ずれの場合においても反射あるいは透過光を効率よく検
出する為に、各素子の指向性を互いに、異なったものに
する必要がある。しかし、受光素子の指向性は比較的自
由に設計することができ、その製法も特別難しくはな
い。
効 果 以上の如く、本発明によれば、簡単な構成でコストン
の上昇も殆どなく、比較的容易にカラートナーに対して
も確実な濃度制御を行なうことが可能となる。
の上昇も殆どなく、比較的容易にカラートナーに対して
も確実な濃度制御を行なうことが可能となる。
第１図は本発明が適用される光学センサの構成の１例を
示す説明図、第２図は従来の光学センサによるカラート
ナーの付着量と受光素子出力の関係を示す曲線図、第３
図は黒トナー及びカラートナーの分光反射率曲線、第４
図は第１図のセンサの発光素子により感光体面を照射し
た場合のトナーがない時とカラートナーがある時の反射
光分布を示す説明図、第５図は発光素子により照射され
た感光体上にトナーがない時とカラートナーがある時の
透過光分布を示す説明図、第６図は本発明の光学センサ
によるカラートナーの付着量と受光素子出力の関係を示
す曲線図、第７図は発光素子の指向性の広狭を説明する
説明図である。 １……感光体、 ２……付着トナー、 ３……発光素子、 ４……受光素子
示す説明図、第２図は従来の光学センサによるカラート
ナーの付着量と受光素子出力の関係を示す曲線図、第３
図は黒トナー及びカラートナーの分光反射率曲線、第４
図は第１図のセンサの発光素子により感光体面を照射し
た場合のトナーがない時とカラートナーがある時の反射
光分布を示す説明図、第５図は発光素子により照射され
た感光体上にトナーがない時とカラートナーがある時の
透過光分布を示す説明図、第６図は本発明の光学センサ
によるカラートナーの付着量と受光素子出力の関係を示
す曲線図、第７図は発光素子の指向性の広狭を説明する
説明図である。 １……感光体、 ２……付着トナー、 ３……発光素子、 ４……受光素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/08 １１５ Ｇ０３Ｇ 15/08 １１５ (56)参考文献 特開 昭61−124973（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−98462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−14652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−162267（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−280869（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−20959（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−304275（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−45972（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−162253（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 13/01 G03G 15/01 G01N 21/47
Claims (3)
- 【請求項１】像担持体上に少なくともカラートナーによ
りトナー付着パターンを形成し、発光素子と受光素子と
を有して成る光学センサの発光素子より出射される光線
で上記パターンを照射し、その正反射光の光量を上記光
学センサの受光素子で測定し、上記パターンのトナー付
着量を検知するカラー画像形成装置において、 上記受光素子の指向性を発光素子の指向性より狭くした
ことを特徴とするカラー画像形成装置。 - 【請求項２】像担持体上に少なくともカラートナーによ
りトナー付着パターンを形成し、発光素子と受光素子と
を有して成る光学センサの発光素子より出射される光線
で上記パターンを照射し、その乱反射光の光量を上記光
学センサの受光素子で測定し、上記パターンのトナー付
着量を検知するカラー画像形成装置において、 上記受光素子の指向性を発光素子の指向性より広くした
ことを特徴とするカラー画像形成装置。 - 【請求項３】透明な像担持体上に少なくともカラートナ
ーによりトナー付着パターンを形成し、発光素子と受光
素子とを有して成る光学センサの発光素子より出射され
る光線で上記パターンを照射し、その透過光の光量を上
記光学センサの受光素子で測定し、上記パターンのトナ
ー付着量を検知するカラー画像形成装置において、 上記受光素子の指向性を発光素子の指向性より広くした
ことを特徴とするカラー画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2039801A JP3029628B2 (ja) | 1989-09-05 | 1990-02-22 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-228265 | 1989-09-05 | ||
| JP22826589 | 1989-09-05 | ||
| JP2039801A JP3029628B2 (ja) | 1989-09-05 | 1990-02-22 | 画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03174173A JPH03174173A (ja) | 1991-07-29 |
| JP3029628B2 true JP3029628B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=26379198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2039801A Expired - Lifetime JP3029628B2 (ja) | 1989-09-05 | 1990-02-22 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3029628B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1063058A (ja) * | 1996-08-13 | 1998-03-06 | Konica Corp | 画像形成プロセス制御装置 |
| JP2001066839A (ja) | 1999-08-30 | 2001-03-16 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
| US7443535B2 (en) | 2002-03-25 | 2008-10-28 | Ricoh Company, Limited | Misalignment correction pattern formation method and misalignment correction method |
| JP5733606B2 (ja) * | 2010-11-11 | 2015-06-10 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
| JP7182965B2 (ja) * | 2018-09-10 | 2022-12-05 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP2039801A patent/JP3029628B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03174173A (ja) | 1991-07-29 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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