JP3050731B2

JP3050731B2 - 画像形成装置の画質補償装置

Info

Publication number: JP3050731B2
Application number: JP5266320A
Authority: JP
Inventors: 了諸岡
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-10-25
Filing date: 1993-10-25
Publication date: 2000-06-12
Anticipated expiration: 2015-06-12
Also published as: JPH07120988A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法による画像
形成にかかり、特に画像濃度等を検出することにより画
質、例えば画像濃度を一定にするために画像形成手段を
制御してなる画質補償装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置によれば、シート状
の記録用紙を画像転写位置に搬送し、該用紙上に画像を
転写した後に、装置外に排出している。例えば、原稿の
画像を記録媒体上に投影して該記録媒体上に静電潜像形
成し、該静電潜像を可視像化するために着色剤であるト
ナーにて現像し、該記録媒体上のトナー画像をシート状
の搬送されてくる用紙に転写し、転写後の用紙を定着工
程を経て装置外へ排出している。

【０００３】そこで、画像形成装置による画質を常に補
償するために、画像形成手段、つまり記録媒体である感
光体表面を均一に帯電する帯電手段、画像露光する手
段、現像手段および転写手段等の一つ又は複数を制御す
ることで、一定した画質状態に維持させる補償装置が備
えられている。

【０００４】例えば、特開平３−１３４６７８号公報
は、感光体上に形成されたトナー画像の濃度を検出し、
その検出濃度に応じて画像形成手段を制御することで、
検出されるトナー画像が基準となる画像濃度を維持でき
るように補償している。しかも、特願平３−４３７７３
号公報には、感光体上に形成されたトナー画像を用紙に
転写し、該用紙上のトナー濃度あるいは転写後に感光体
上に残るトナー濃度を検出し、該検出濃度に応じて用紙
にトナー画像を転写する転写手段の制御することで、一
定濃度の転写画像を得ることができるように画質補償制
御している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の画質補償のため
のトナー画像の濃度検出手段としては、発光及び受光素
子を設け、該受光素子による受光状態に基づいて、形成
される画像の濃度を検出、つまり測定している。形成さ
れたトナー画像の濃度を測定する際に、その反射光量を
検出するため、ある一定濃度以上の場合にはほとんど反
射光量が変化せず、一定の濃度測定になる。そのため、
画質補償が上述した一定濃度以上になれば行えなくな
る。

【０００６】また、画像として黒トナーにて形成する場
合と、カラートナーにて形成する場合があるが、これら
の濃度を検出する際には、同一センサにより濃度検出を
行うことができない。つまり、特開平３−１３４６７８
号公報に記載されているように、黒トナーの場合には正
反射光を検出し、カラートナーの場合には乱反射光を測
定する必要があり、そのために１個のセンサにて濃度測
定を行うためには、その受光素子の位置を正反射位置
と、乱反射位置に移動させる必要がある。

【０００７】しかも、感光体上に形成されたトナー画像
濃度を測定するための手段にて、トナーによる凸面か、
傷による凹面かを合わせて検出することができない。つ
まり、トナー画像濃度を反射光として測定するために、
感光体表面の凹凸を検出することはでず、感光体等の不
良やクリーニング等の不良による画像の不良であるか否
かの判別を行えない。

【０００８】本発明は上述の点を全て解消するために、
トナー画像濃度を反射光量に応じて測定するものでな
く、記録媒体である感光体表面に付着するトナー量、つ
まりトナー厚さを測定することで、そのトナー画像濃度
を検出し、これに基づき画像形成手段の制御を行い、画
質補償、即ち形成されるトナー画像を基準画像の濃度に
維持することを目的とする。

【０００９】また、本発明の目的は、トナー厚さとして
距離を測定することで、感光体に形成される画像の状態
を判別し、感光体の不良やクリーニング不良等によるも
のかを判別し、画質補償を合わせて行うことができる制
御にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ための第１の発明による構成は、画像形成手段にて記録
媒体上に特定のトナー画像を形成し、該トナー画像の検
出濃度と基準となる画像濃度との比較結果に応じて、上
記画像形成手段の一部又は複数を制御することで形成さ
れたトナー画像濃度を基準画像濃度に画質補償してなる
画像形成装置の画質補償装置であって、上記形成される
特定のトナー画像の濃度を付着するトナー厚さとして検
出するための測定センサと、該測定センサによるトナー
厚さと上記基準画像濃度によるトナー厚さとの比較を行
う比較手段と、該比較手段の比較結果に応じて上記画像
形成手段の一部または複数を制御し、形成されるトナー
画像の濃度が基準画像濃度になるように補償する制御手
段と、を備え、さらに上記制御手段は、転写後の記録媒
体に残留するトナー厚を上記測定センサにて検出するこ
とで、該検出した残留トナー厚に基づくトナー転写効率
が基準のトナー転写効率と一致するように転写器の供給
電圧を制御することを特徴とする。

【００１１】上記測定センサは記録媒体までの距離を測
定してなり、該記録媒体にトナーが付着した状態での測
定距離と、トナーが付着していない時の記録媒体までの
基準距離とからトナーの付着量を厚さとして検出するこ
とを特徴とする。

【００１２】

【００１３】上記転写効率は、形成されるトナー画像が
基準画像濃度と一致することを認識することで転写紙に
転写した後の記録媒体に残留するトナー厚が検出され、
これに基づいて求めることを特徴とする。

【００１４】上述した目的を達成するための第２の発明
による構成は、画像形成手段にて記録媒体上に特定のト
ナー画像を形成し、該トナー画像の検出濃度と基準とな
る画像濃度との比較結果に応じて、上記画像形成手段の
一部又は複数を制御することで形成されたトナー画像濃
度を基準画像濃度に画質補償してなる画像形成装置の画
質補償装置であって、上記形成される特定のトナー画像
の濃度を付着するトナー厚さとして検出するための測定
センサと、該測定センサによるトナー厚さと上記基準画
像濃度によるトナー厚さとの比較を行う比較手段と、該
比較手段の比較結果に応じて上記画像形成手段の一部ま
たは複数を制御し、形成されるトナー画像の濃度が基準
画像濃度になるように補償する制御手段とを備え、さら
に上記測定センサはすくなくとも上記記録媒体表面をク
リーニングした後に記憶媒体表面までの距離測定を行
い、該測定距離と記憶媒体までの予めき設定された基準
距離との比較により記録媒体の傷付き又はクリーニング
不良を判別することを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明の画像形成装置の画質補償装置によれ
ば、画像形成手段、例えば記録媒体に画像露光を行う光
学手段、記録媒体を均一に帯電する帯電器、記録媒体上
に形成された静電潜像を現像する現像器あるいは形成さ
れたトナー画像を転写紙に転写してなる転写器を制御す
ることで、基準画像の濃度と同等の画像濃度になるよう
に画質補償を行う。この場合、記録媒体である感光体表
面に付着するトナー量を、測定センサもて付着するトナ
ーの厚さとして検出する。例えば距離測定を行えるセン
サにより検出する。つまり、測定センサはトナーが付着
していない感光体表面までの予め設定されている基準距
離と、トナーが付着した状態でのトナー表面までの距離
を測定することで、基準距離と測定距離との差をトナー
厚さとして検出できる。従って、検出したトナー厚が基
準画像濃度のトナー厚になるように、上述した画像形成
手段の１つ、あるいは複数を制御することで、形成され
るトナー画像濃度を基準画像濃度に維持できる。

【００１６】この場合、一定の画像濃度を越えるとその
反射光量を検出する場合には出力が一定になり正確な濃
度測定を行えなくなるのに対し、直接感光体に付着した
トナーの厚さを検出できるため、上述したようにより正
確な画質補償を行える。

【００１７】上記測定センサにて転写後、記録媒体上に
残る残留トナーの量を検出し、転写状態、つまり転写効
率を測定できる。この転写効率についても正確な検出を
行うことができ転写器への供給電圧を制御することで、
形成トナー画像濃度が一定であれば、その転写した転写
紙上のトナー濃度を一定に補償できる。

【００１８】しかも、転写効率を求める時に、感光体に
形成される画像濃度が基準画像濃度であることを検出す
ることで実行すれば、通常の画像記録時に転写紙に形成
したトナー画像を転写し、次の画像記録時に転写器の供
給電圧の制御を反映できる。そのため、無駄な転写紙を
使用することなく転写効率を求め、より正確な転写状態
を認識し、制御を行える。

【００１９】さらに、感光体表面をクリーニングした
後、感光体表面までの距離を測定することで、クリーニ
ング不良あるいは感光体表面の傷付き状態を判別でき
る。つまり、クリーニング後の感光体表面までの測定距
離が上述したトナーが付着していない状態での感光体表
面までの基準距離とを比較し、測定距離が短い時にはト
ナーが残留しておりクリーニング不良が生じたことが判
明する。また測定距離が長ければ感光体表面に凹部、つ
まり傷が生じていることが判明する。従って、これらが
原因で形成されるトナー画像が基準の画像になるように
制御できず、画質補償を行えないことを識別でき、感光
体又はクリーニング手段の不良をユーザー側に報知でき
る。

【００２０】

【実施例】以下に図面に従って、本発明による画像形成
装置の画質補償装置について説明する。また、本実施例
によれば、電子写真複写装置について説明するが、電子
写真方式を利用してなる画像形成装置、全てに適用でき
る。例えば、レーザプリンタやＬＥＤプリンタ、液晶プ
リンタ等の画質補償装置として利用できる。

【００２１】図１は本発明における複写装置の概略を示
す断面図。該図において、複写装置本体１の上面には、
透明ガラスからなる原稿載置部を有しており、この原稿
載置部にあ、複写対象となる原稿を原稿載置部に供給す
る自動原稿供給装置２７および原稿カバー２６が設けら
れている。

【００２２】上記原稿載置部の下方には、光学系２が配
設されている。この光学系２は、ハロゲンランプ等から
なるコピーランプ（露光ランプ）３と、複数の反射板
４，５，６，７と、ズームレンズ８とを有しており、一
部は図示していない移動可能な光学系載置台上に設置さ
れている。そして、複数の反射板４，５，６，７は、コ
ピーランプ３から照射された光が原稿載置部上の原稿で
反射し、その反射光像として、感光体２１に一点鎖線で
示す光路に沿って投影される。この投影のために、ズー
ムレンズ８は、上記光路の光軸上に配置され、設定され
た倍率にて、感光体２１表面に原稿の画像を投影する。

【００２３】上記光学系２の左側方となる先端部画像領
域外には、画質補償制御を行う時に利用される標準板
（例えば所定の大きさに黒べた領域の画像が形成された
基準板）９が配置されている。また光学系２の下方に
は、上述の反射光像が照射される円筒状の感光体２１が
配設されており、この感光体２１の周囲には周知の画像
形成手段が配置されている。つまり、画像形成手段であ
る感光体２１を所定の電位に帯電させる帯電器１０、形
成された静電潜像にトナーを付着させトナー画像として
可視像化する現像器１１、このトナー画像を転写紙に転
写させる転写器１２、感光体２１の残留電荷を除去する
除電器１３、および転写後の残留トナーを除去するクリ
ーニング器１４が配置されている。

【００２４】上記転写器１２の位置に転写紙を供給する
ために、各種サイズの転写紙を収容し、選択されたサイ
ズの転写紙を給紙する給紙装置１５が、複写装置本体の
右側に配置されている。給紙装置１５から給紙される転
写紙は、上記感光体２１に形成されたトナー画像が転写
されるために、該感光体２１の回転位置と同期して転写
器１２の位置に搬送するためのレジストローラ１６へと
送り込まれる。

【００２５】転写紙への感光体２１のトナー画像の転写
後、該転写紙は感光体２１より分離される。その分離
側、つまり感光体２１の左側には、ベルト状の搬送装置
１７、該装置１７を介して未定着トナー画像を溶融し定
着する加熱定着部１８が配置され転写紙の搬送系が構成
している。また、加熱定着部１８を通過する転写紙は、
複写装置本体１に着脱可能に設けられた排出処理部１９
に排出される。

【００２６】上記排出処理部１９は、複写された転写紙
を原稿の頁順に揃えるためのソータであって、ノンソー
トモード時には例えば最上部のトレイに順次転写紙を排
出し、積載する。

【００２７】一方、感光体２１のさらに下方には、一度
画像形成された転写紙を再度上記転写位置に搬送し、転
写の画像形成面またはその反対面にトナー画像を転写す
るための中間トレイ２０が配置されている。特に加熱定
着部１８後の搬送路をソータ１９側又は中間トレイ２０
側へと切り替える切換部２２が配置されており、転写紙
はこの切換部２２にて搬送方向が切換られる。特に中間
トレイ２０へと至る搬送路２３には、転写紙の反対面に
画像を形成するための反転搬送路（スイッチバック搬送
路）２４が配置されている。従って、転写紙の同一面に
画像を形成する合成複写時には搬送路２３を介してその
まま中間トレイ２０へと画像形成面が下になり搬出され
る。また、転写紙の反対面に画像を形成する両面複写時
には反転搬送路２４を経由後に、送り方向が反転されて
中間トレイ２０へと画像形成面が上になって搬出され
る。この中間トレイ２０に搬出された転写紙は、給紙手
段２０−１にて１枚づつ再搬送路２５を介して上述した
レジストローラ１６へと送り込まれる。

【００２８】以上の構成の複写装置において、本発明に
おいては、感光体２１に形成されるトナー画像の濃度を
検出するための距離測定センサ３０を特に転写後の転写
器１２とクリーニング装置１４との間に配置している。
該距離測定センサ３０は、感光体２１上に付着するトナ
ー量、つまり付着したトナーの厚さを検出するものであ
る。そのため、赤外発光素子２８からの光を上記感光体
２１のトナー付着面に照射し、その時の反射光を受光素
子２９上の特定の位置に入射させ、この入射位置に基づ
く出力変化により、該センサ３０から付着したトナー付
着最上表面までの距離を測定する。

【００２９】上記距離測定センサ３０は、図２に示す通
り、発光素子２８からの光を感光体２１に対して照射
し、その反射光を受光素子２９に投影し、投影された位
置に応じた信号を出力する。特に、反射光を受光レンズ
にて受光素子の受光面に投影することで、反射光量に全
く関係なく光の入射位置に応じた信号が出力される。こ
の時、反射光の入射位置は、距離測定センサ３０から測
定面、つまり光照射されその反射位置までの距離に応じ
て変化する。そのため、感光体２１にトナーが付着して
いない状態での感光体表面までの基準距離（Ｌｏ）、黒
べたによる基準画像形成時のトナー付着によるトナー付
着表面までの距離（Ｌ₁ ）を測定できる。また、トナー
画像が転写され、残留したトナーの量、つまり残留付着
量による距離（Ｌ₂ ）等を測定することができる。

【００３０】上記距離測定センサ３０による測定距離に
応じて、トナー付着量、つまりトナーの厚さを検出でき
る。このトナー付着量に応じて画像濃度、つまりトナー
画像の濃度が決まる。そこで、基準条件でトナー画像を
形成し、上述した基準距離（Ｌｏ）と、基準画像を形成
した時のトナーの最上面までの距離（Ｌ₁ ）を測定し、
これらを記憶しておくことで、基準画像時のトナー濃
度、つまり基準トナー厚ｔｏを“ｔｏ＝Ｌｏ−Ｌ₁ ”に
て算出できる。この値を基準値として記憶させておく。

【００３１】そして、画像形成を行う際して、事前に基
準画像と同等の黒べたによる画像形成を行い、この時の
トナー付着面までの距離（Ｌ）の測定を行う。この測定
距離Ｌにて、その時の画像濃度ｔｓが“ｔｓ＝Ｌｏ−
Ｌ”として算出され、測定できる。この時の測定トナー
厚さによるトナー画像の濃度（ｔｓ）に対し基準時のト
ナー画像濃度（ｔｏ）との差に基づいて、トナーの付着
量（厚）が基準画像濃度の付着量（ｔｏ）になるように
画像形成手段の一部又は複数個を制御することで、複写
のための画像濃度を簡単に基準画像濃度になるように画
質補償を行える。

【００３２】この場合、基準によるトナー厚（トナー画
像濃度）に対し、トナー画像濃度が薄い（トナー付着量
が少ない）と判別されれば、トナーの付着量が多くなる
ように、一例としては帯電器１０による感光体２１の帯
電電位を上げるか、画像露光時の露光ランプ３の光量を
下げる方向に制御する。あるいは、現像器１１の現像バ
イアス電圧を低くする等してトナー付着量を多くするよ
うに制御できる。逆に、トナー画像の濃度が濃い場合、
つまりトナー付着量が多いと判別されると、トナー付着
量を下げる方向に上述した画像形成手段の１組又は複数
組みを同時制御する。

【００３３】特に、帯電器１０による感光体２１の帯電
電位を制御するために、コロナ放電器のグリッド電圧を
制御することで簡単に行える。また、露光量を制御する
ために、露光ランプ３に供給する電圧を制御する。その
電圧制御としては、電圧値そのものの他に、点灯時間を
制御することもできる。さらに、現像器１１のバイアス
は電圧値そのものを制御することでトナー付着量を簡単
に制御できる。

【００３４】しかも、トナー画像の濃度が低下する原因
としては、トナー画像の転写紙への転写効率の低下にお
いても生じる。そのため、転写後の感光体に残るトナー
付着量を同様に測定する。つまり、その時のトナー付着
量、つまり残留トナーの量を測定することで、トナー転
写時の効率を認識でき、転写器１２に供給する転写電圧
を制御できる。例えば、上述した状態で基準濃度制御を
行い、基準となるトナー画像を形成し、これを転写紙に
転写する。この形成トナー画像を転写した後、感光体２
１に残留トナー厚による距離測定を行う。この時の測定
距離Ｌ₂ による残留トナー厚ｔ１“ｔ１＝Ｌｏ−Ｌ₂ ”
と基準トナー厚（ｔｏ）とで基準転写効率を求める。こ
の場合、転写紙の転写されたトナー量（厚）Δｔとして
は、Δｔ＝ｔｏ−ｔ１である。そのため基準転写効率Ａ
は“Ａ＝（ｔｏ−ｔ１）／ｔｏ”にて求めることがで
き、これを記憶させておく。そして、基準画像の形成と
同様の条件にてトナー画像を形成し、これを転写紙に転
写した時の残留トナー厚（ｔｎ）を同様に測定し、この
時の転写効率（Ａ′）を求める。この転写効率（Ａ′）
が基準転写効率（Ａ）になるように転写器１２に供給す
る電圧を制御する。これにより、転写効率を一定状態に
保ち、転写画像の濃度を一定に維持できる。

【００３５】図３は、本発明による複写装置の制御系を
示すブロック図である。該制御系を構成する制御手段と
してのマスターＣＰＵからなるマイクロコンピュータ４
０を備えている。マスターＣＰＵ４０はＲＯＭ４１に予
め記憶されているプログラムに従って各種キーやセンサ
類からの信号を受信し、複写動作及び光学系２による原
稿の投影走査を制御する。また、制御を行う時に必要な
データをその都度記憶するためのＲＡＭ４２が、ＲＯＭ
４１同様に接続されている。

【００３６】またマスターＣＰＵ４０は、複写制御の動
作を実行するために、コピーランプ駆動回路４３を介し
て光学系のコピーランプ３への電圧の供給及び供給停止
を制御するとともに、コピーランプへ印加する実行電圧
レベルの調整を行う。また、マスターＣＰＵ４０は、帯
電器１０、現像装置１１及び転写器１２等の供給電圧を
各種駆動回路（ドライバ等を含む）４４，４５，４６を
介して制御する。また、クリーニング装置１４、及び除
電器１３等の供給する電圧等を含めて必要に応じて各種
駆動回路を介して一連の複写制御を実行する。

【００３７】さらに、マスターＣＰＵ４０は、本発明に
かかる距離測定センサ３０からの測定にかかる信号を、
信号処理回路３１を介して受け取り、感光体２１に形成
されるトナー画像の濃度を把握する。これに基づいて、
上述した帯電器１０、現像器１１及び転写器１２や、露
光ランプ３による露光量を制御する。

【００３８】上記距離測定センサ３０は、距離測定を行
うために発光素子２８を有している。そのためマスター
ＣＰＵ４０は、距離測定センサ３０の距離測定を行うた
めに、発光素子２８を所定のタイミングでドライバ３２
を介して駆動し、この時の距離測定センサ３０の受光状
態に応じて出力される信号を、信号処理回路３１を介し
て受信し、その受信状況に応じて上述した画像形成手段
の少なくとも１組の制御を行う。

【００３９】さらに、ＣＰＵ４０は、図１に示す自動露
光調整を行うためのＡＥセンサ３３からの信号を入力し
ており、この信号に基づいて上述した露光ランプ３によ
る露光量を制御する。また、本発明において画質制御を
行うために、ＡＥセンサ３３の出力が利用される。

【００４０】また複写条件、例えば複写枚数を数値入力
する数値キー、および複写倍率、複写濃度、また両面あ
るいは合成複写、トリミングやマスキングの各種機能を
指定する入力キーと共に、上述の入力された複写条件の
内容を表示する表示部を備えた操作パネル４７が接続さ
れている。

【００４１】次に、本発明の距離測定センサ３０による
距離の測定の一具体例を詳細に説明する。この距離測定
センサ３０は、例えば「センサ技術」１９９２年１０月
号の第１２巻、Ｎｏ．１１の第２４頁から第２７頁に記
載される「８ビット精度の測距センサ」を利用してい
る。この測距センサは、ＰＳＤ（Ｐosition Ｓensitive
Ｄetector）センサと呼ばれ、発光素子からの光を被測
定物に照射し、その被測定物からの反射光のセンサへの
入射位置により距離測定を行うものである。

【００４２】この測距センサを簡単に説明すれば、これ
はＰＩＮ型ホトダイオードの一種で、図５に示すよう
に、シリコンチップの表面にｐ^- 層、裏面にｎ⁺ 層、そ
してその中間にあるｉ層から構成され、それぞれの表面
及び裏面の層に図に示すような電極Ａ，Ｂ及びＣを設け
た構成である。図４に示す構造のＰＳＤセンサーによる
等価回路を図５に示す。

【００４３】図５において、電極Ｃの端子にバイアス電
圧ＶＢを供給することで、表面に入射される光の位置
（スポット位置）で、抵抗Ｒ１及びＲ２が変化する。例
えば、電極Ａ，Ｂ間の中点（ｄ点）に光が入射すれば、
Ｒ１：Ｒ２＝１：１となるが、その入射光がＡ，Ｂ電極
のいずれかの方に片寄れば、Ｒ１：Ｒ２の比がその位置
に比例して変化する。いま、光に入射位置が中心点ｄに
対してｘだけＢ電極側にずれた位置に光入射し、センサ
ーの受光面の長さ（Ａ，Ｂ電極間の距離）をＤとすれ
ば、Ｒ１＋Ｒ２＝Ｒ０とした時、Ｒ１＝Ｒ０／２（１＋２ｘ／Ｄ）Ｒ２＝Ｒ０／２（１−２ｘ／Ｄ）の関係を示す。

【００４４】そのため、ＰＳＤセンサの受光面の光の入
射位置（スポット位置）による上記の抵抗変化を利用し
て、図５における電極Ａ及びＢから取り出される電流Ｉ
１及びＩ２の変化として表れ、この時の電流比Ｉ１／Ｉ
２は例えば電極Ｂからの距離に比例（電極Ａからの距離
に反比例）する。この時、ＰＳＤセンサに入射する光量
により、上記電流Ｉ１，Ｉ２の絶対値は変化するもの
の、光の入射位置は電流比にＩ１／Ｉ２に比例するた
め、光量そのものによる影響は全くない。

【００４５】そこで、この電流比Ｉ１／Ｉ２の関係にお
いて、ＰＳＤセンサ上での受光面の入射光の位置が特定
でき、よって正確な距離検出を可能にする。特に、電流
比が大きくなることは、ＰＳＤセンサの電極Ａ側に入射
光が近づくことになり、逆に電流比が小さくなるほど電
極Ｂ側に入射光が照射される。

【００４６】例えば、図６に示すように、本発明の距離
測定センサ３０を構成する発光素子（赤外ＬＥＤ）２８
からの光が被測定物（感光体２１表面あるいは付着した
トナー表面）に照射され、その反射光を受光レンズを介
して距離測定センサ３０を構成するＰＳＤセンサの受光
部２９に受光させる。この時の受光点（スポット）の位
置ｘ１は、図に示す関係においてｘ１＝Ａ・ｆ／Ｌｓで求められる。上記式において、Ａ：投光レンズと受光
レンズとの中心間距離、Ｌ１；投光レンズから被測定物
までの距離（本発明によるトナー画像表面までの距
離）、ｆ：受光レンズの焦点距離である。そのため、被
測定物の距離が遠いほどＰＳＤセンサーの受光面での受
光スポットの位置ｘ１が小さくｘ２の位置へと移動す
る。また逆に受光スポットの位置ｘ１が大きくなること
は被測定物までの距離が近くなることになる。

【００４７】ＰＳＤセンサの受光面のポイントｘは、上
述したように電極Ａ，Ｂより得られる電流比Ｉ１／Ｉ２
にて特定できるため、上述の式に従って容易に発光素子
２８から被測定物までの距離Ｌ、つまり距離測定センサ
３０の受光部２９までの距離を計測できる。

【００４８】そこで、本発明においては、図３に示す通
り、距離測定センサ３０であるＰＳＤセンサからの得ら
れる電流Ｉ１及びＩ２を信号処理回路３１にて電圧Ｖ１
及びＶ２に変換して、マスターＣＰＵ４０のアナログポ
ート入力部（ＡＮ１，ＡＮ２）を介して入力する。ここ
で、信号処理回路３１は、得られる電流Ｉ１及びＩ２と
等価または同じ比率の電圧値として変換処理するもので
ある。マスターＣＰＵ４０は、この電圧値に基づいて、
Ｉ１／Ｉ２に相当する値を演算し、距離測定センサ３０
のスポット位置（ｘ）を求め、これにより上述したｘを
求める式より、例えば図２に示す各距離を演算できる。

【００４９】そのため、必要に応じて、マスターＣＰＵ
４０は赤外ＬＥＤである発光素子２８を発光させるため
にドライバ３２を駆動する信号を出力する。また、距離
センサ３０の受光素子２９からの出力に基づいて、求め
た距離に応じて画像形成手段を制御し、基準濃度による
画質補償を行う。

【００５０】ここで、受光素子２９の受光面の長さＤが
２ｍｍ、距離測定センサ３０と感光体表面までの距離Ｌ
ｏを１０ｍｍ、受光レンズの焦点距離ｆを４ｍｍ、投光
レンズおよび受光レンズ間の距離Ａを２０ｍｍとすれ
ば、感光体表面からトナーが付着した時の測定限界距離
Ｌｓは、Ｄ＝（１／Ｌｓ−１／Ｌｏ）・Ａ・ｆなる関係
式から求められ、特に感光体表面までの距離Ｌｏ−Ｌｓ
の測定可能距離差ΔＬは、２ｍｍとなる。そこで、ＣＰ
Ｕ４０側で端子ＡＮ１，ＡＮ２を介して入力するアナロ
グデータを８ｂｉｔデータとして処理する場合には、そ
の分解能として約７．８μｍ単位で測定できる。これは
例えばトナー粒子径が約１０μｍ程度のものを使用する
場合には十分に測定可能であり、トナーが付着している
状態を確実にかつ正確に測定できる。

【００５１】以下に本発明による距離測定センサ３０の
距離測定に応じて、画質補償する制御例を説明する。

【００５２】（第１の実施形態）図７は、基準状態での
画像形成を行い、これを基準画像濃度として予め設定
し、これを記憶し、次に画像形成を行うために事前に形
成されたトナー画像の濃度を測定し、その測定結果と予
め記憶した基準画像濃度との比較により画像形成手段を
制御するフローチャートである。

【００５３】まず、複写装置個々の差を補正するため
に、基準状態での画像を形成する。この基準状態での画
像形成とは、複写装置を標準状態で駆動することで、適
正画像濃度を得ることができる画像形成手段の駆動条件
である。例えば、常温及び常湿状態において、使用する
感光体２１に黒べたの画像を形成し、これを転写紙に転
写した時の画像濃度が適正画像を形成する条件、例えば
帯電電圧、露光量、現像バイアス、及び転写電圧等を標
準使用の状態で駆動し、この時の形成された画像濃度を
基準画像濃度（ｔｏ）として測定する。これは、複写装
置を製造する時に、標準使用状態に調整されており、こ
の時の画像濃度を基準濃度として決める。

【００５４】そこで、まずステップｎ１にて、距離測定
センサ３０と感光体２１表面までの基準距離Ｌｏを測定
する。該測定は、上述した通り発光素子２８を駆動し、
その時の感光体２１表面からの反射光を受光素子２９に
受光することで、信号処理回路３１を介して受光した位
置に応じたアナログ電圧Ｖ１，Ｖ２をＵＰＵ４０のアナ
ログ入力端子に供給する。これによりセンサ３０から感
光体２１表面までの距離を基準距離Ｌｏとして測定で
き、これをＲＡＭ４２の所望の領域に記憶（ｎ２）させ
る。

【００５５】その測定後に、上述した標準使用による適
正画像濃度を得ることができる条件で、各種画像形成手
段を駆動して、感光体２１表面に基準となる黒べたの画
像を形成を行う（ｎ３）。これは、例えば露光ランプ３
を駆動することなく、帯電器１０と現像器１１を動作し
て所定のパタンーでのトナー画像を形成する。パタンー
としては、例えば３０×３０（ｍｍ）の領域の画像を形
成するため。そのために帯電器１０にて一定の帯電電荷
像を形成した後、上記領域の範囲で電荷が残るように他
の部分をブランクランプ等を利用して光除電する。この
ブランクランプにおいては、従来自明である手段をその
まま利用できる。この電荷パタンー領域は、先に感光体
２１表面までの距離測定を行った部分と対応する部分を
設定し、この位置に基準電荷パターンを形成する。これ
は、感光体２１の回転位置を認識することで容易に行え
る。その認識方法としては従来より周知の技術を利用し
ればよい。

【００５６】また、このような手段に限らず、基準の電
荷パターンを形成する方法としては、標準板９に形成さ
れた基準黒べた画像を感光体２１に露光ランプ３による
画像露光を行うことで形成することもできる。

【００５７】以上のように所定の領域による基準画像を
得るための電荷パタンーを形成し、この電荷パターンに
トナー付着させるために現像器１１を所定のバイアス電
圧でもって駆動し現像する。この現像されたトナー画像
は転写位置を通過した後に、距離測定センサ３０にて距
離測定が行われる（ｎ４）。これは、図２に示す通り、
距離測定センサ２０からの照射光が感光体２１表面に形
成されたトナー画像の表面で反射され、その反射光が受
光素子２９の距離に応じたポイントに受光されること
で、基準画像濃度に対応するトナー厚として測定され
る。

【００５８】該測定された基準画像濃度である距離Ｌ₁
が上述したＲＡＭ４２の所定の領域に記憶（ｎ５）され
る。そして、先の感光体表面までの距離Ｌｏと基準画像
濃度における距離Ｌ₁ とで、感光体２１表面に付着する
トナー厚ｔｏ＝Ｌｏ−Ｌ₁ を求め、ＲＡＭ４２の所定領
域ＲＡＭ₁ 記憶（ｎ６）させ、基準状態での画像濃度の
情報として記憶を完了する。

【００５９】以上のようにして基準となる画像濃度に対
応するトナー厚（ｔｏ）が記憶され、以後の複写動作時
に、画像形成手段の一部を制御することで、基準濃度の
画像を得る画質補償を実行できる。そのため、例えば複
写装置の電源等が投入された時に、図８に示す画像補償
のための制御が複写を行う以前に実行される。

【００６０】まず、上述と同等の黒べたによる基準画像
による帯電パターンを形成し、これを現像器１１にて現
像を行う（ｓ１）。この画像形成時に画像形成手段に供
給する電圧等の値は、上述した基準画像を形成する条件
と全く同一に設定する。しかし、複写装置の周囲の環境
は当然異なるだろうし、また複写装置の使用により経時
変化する。そのため、基準画像を形成する時の条件と同
一であっても帯電電位等が変化することが考えれられ
る。その変化を認識し、基準画像濃度を得るための画像
形成手段の駆動条件を制御することになる。

【００６１】そこで、形成されたトナー画像の濃度を測
定するために、形成されたトナー画像が距離測定センサ
３０と対向する位置にくれば、距離測定（ｓ２）が行わ
れる。この測定距離Ｌは一時ＲＡＭ４２に記憶（ｓ３）
される。そして、この距離Ｌと先の基準距離Ｌｏから、
トナー画像の濃度となるトナー厚ｔｓを求める（ｔｓ＝
Ｌｏ−Ｌ）ことができ、これをＲＡＭ４２の所望の領域
ＲＡＭ₂ に記憶（ｓ４）する。

【００６２】次に、上記トナー画像濃度と対応するトナ
ー厚ｔｓと基準画像濃度におけるトナー厚ｔｏとを比較
（ｓ５）し、もし同一であれば、その時の画像形成手段
である帯電器１０による供給電圧、現像器１１に供給す
るバイアス電圧及び露光ランプ３に供給する電圧等の画
像形成手段のその時の駆動条件を固定し、記憶（ｓ６）
する。つまり、濃度測定にかかる画像形成条件が設定さ
れる。これが以後の複写装置の標準使用による条件とな
る。

【００６３】一方、上記比較（ｓ５）の結果、トナー厚
ｔｓが基準画像濃度のトナー厚ｔｏと異なれば、画像形
成手段の上述の標準使用での条件を変更する。例えば、
トナー厚ｔｓの方が厚ければ（画像濃度を基準画像濃度
より濃い場合）、トナーの付着能力を下げるために、画
像形成手段の駆動条件をトナー付着量が少なくなるよう
に制御（ｓ８）する。例えば帯電器１０による感光体２
１の帯電電位を低くするように帯電ユニット４４の出力
電圧を制御する。あるいは、帯電条件を標準使用状態に
設定しておき、露光ランプ３による光量を多くするよう
に、ランプ駆動回路４３によるランプ供給電圧を上げる
ように制御する。あるいは、現像器１１に供給する現像
バイアス電圧が高くなるようにバイアス駆動回路４５を
制御する。また、各種画像形成手段の全部又は複数を駆
動制御することでトナー付着量を少なくなるように制御
できる。

【００６４】また、トナー厚ｔｓが基準画像濃度のトナ
ー厚ｔｓより少ない、つまり濃度が薄い場合には、トナ
ー付着量を上げるべく、上述の制御とは逆の制御（ｓ
９）を行う。この制御された新たな駆動条件でもって、
再度所定の基準濃度の電荷パターンを形成し現像を行
い、先のトナー厚の測定のための制御動作を繰り返す
（ｓ１〜ｓ５）。そして、測定されたトナー厚ｔｓが基
準画像濃度のトナー厚ｔｏとほぼ同一（ｓ６）になれ
ば、その時の画像形成手段の駆動条件を固定する。そし
て、この固定した条件でもって、複写動作時に画像形成
手段を駆動することで、常に一定の基準画像濃度での画
像形成を補償できる。

【００６５】ここで、画像形成手段の駆動条件の変更に
ついては、所定量毎に徐々に増減して設定して、基準画
像濃度（ｔｏ）になった状態で条件を固定制御してもよ
いが、特に基準トナー厚ｔｏと測定トナー厚ｔｓとの差
（ｔｏ−ｔｓ）に応じた値に見合う条件を設定して、基
準画像濃度の電荷パターンを形成してもよい。

【００６６】次に、上述した画像形成手段、つまり帯電
器１０、露光ランプ３あるいは現像器１１の現像バイア
スの制御を行うことで画質補償を行っているが、この画
質補償を行いつつ、かつ転写効率を一定にすることが望
ましい。そのため、上述した距離測定センサ３０を複写
動作時にも駆動して、転写効率を認識し、この転写効率
を基準状態に保持させるために、認識した転写効率に基
づいて転写器１２に供給する電圧を制御し画質補償の制
御を行える。

【００６７】そのための制御フローを図９に示す。この
転写効率とは、形成した画像のトナーが転写紙に転写さ
れる割合である。そのため、形成したトナー画像のトナ
ー量（ｔｏ）に対し、感光体２１に残留するトナー量
（ｔ１）を認識することで、転写効率ＡはＡ＝（ｔｏ−
ｔ１）／ｔｏにて求めることができる。ここで、転写効
率としては１００％が理想である。しかしながら、転写
器１２に供給する電圧を高く設定しても、１００％の転
写効率とはならず、通常は８０％程度が転写率が最高で
ある。

【００６８】そこで、上述したように基準のトナー画像
を形成する駆動条件において、実際のトナー画像を形成
し、該トナー画像を転写紙に転写し、その転写後に残留
するトナー量（ｔ１）を測定することで、基準状態の転
写効率を予め求めておき、これを基準に今後の複写動作
による転写効率が基準状態に一致するように転写器１２
への供給電圧を制御することで画質補償を行うことがで
きる。

【００６９】そのため、まずは図７で説明した通りの同
一の条件において基準画像、例えば黒べたによるトナー
画像を形成し、その時の基準トナー厚（ｔｏ）を記憶し
ておく（ｎ１〜ｎ６）。その形成されたトナー画像を転
写紙に転写（ｎ７）する。この時の転写電圧としては８
０％程度の転写効率を行える基準値が予め設定されてお
り、この条件で転写器１２を駆動し、転写を行う。

【００７０】上記転写後に、感光体２１の基準画像面が
距離測定センサ３０と対向する位置にくれば、図２の如
く距離Ｌ₂ の測定（ｎ８）を行い、残留するトナー量、
つまり残留トナー厚ｔ１を求める。この測定距離Ｌ₂ に
より、感光体表面までの基準距離Ｌｏとの差Ｌｏ−Ｌ₂
が残留トナー厚（ｔ１）として求まる。このトナー厚
（ｔ１）をＲＡＭ４２の所定の領域ＲＡＭ₃ に記憶（ｎ
１０）させる。そして、図７で説明した通り黒べたによ
る基準画像濃度のトナー厚（ｔｏ）と、上記測定による
トナー厚（ｔ１）との差Δｔ＝ｔｏ−ｔ１が、転写紙に
転写されたトナーの量であり、その時の転写効率Ａとし
ては、Δｔ／ｔｏにて演算できる。上記転写効率Ａを基
準値としてＲＡＭ４２の所定領域ＲＡＭ₄ に記憶（ｓ１
１）させ、以後の複写時にはその基準転写効率Ａになる
ように制御する。

【００７１】その制御例としては、図１０に明記する通
りであり、複写装置を動作した時の転写効率を上述と同
様にして実際の動作を行い事前に求める。つまり、基準
画像濃度が得られる条件で画像形成手段を駆動して基準
画像を形成（ｓ１０）し、これを実際に転写紙に転写
（ｓ１１）し、感光体表面に残留するトナー厚ｔ２を測
定するために、残留トナー表面までの距離Ｌを測定（ｓ
１２）する。この時の測定距離Ｌを記憶（ｓ１３）し、
これによりトナー厚ｔ２を、“ｔ２＝Ｌｏ−Ｌ”にて求
め、ＲＡＭ４２の所定領域ＲＡＭ₅ に記憶（ｓ１４）さ
れる。このトナー厚（ｔ２）と基準画像濃度での基準ト
ナー厚（ｔｏ）に基づいて、転写効率Ａ′を求める（ｓ
１５）。これは、その差Δｔ＝ｔｏ−ｔ２を求め、差を
基準トナー濃度ｔｏで除算すれば転写効率Ａ′を算出で
きる。

【００７２】そして、基準の転写効率Ａに対して、測定
転写効率Ａ′がほぼ同一か否かを比較（ｓ１６）し、同
一であれば、この時に転写器１２を駆動した供給した転
写電圧を、これからの標準使用での基準値の駆動条件と
して固定（ｓ１７）し、実際の原稿の複写制御において
使用される。

【００７３】なお、一致しない場合、例えば転写効率が
基準転写効率以上又は以下を比較（Ｓ１８）し、以下の
場合には、転写条件を変更すべくその電圧を上げる方向
に制御（ｓ１９）する。この場合、転写効率の差（Ａ−
Ａ′）に応じた電圧を設定すればよい。特に差が少なけ
れば転写器１２の電圧を先の駆動条件より多少高い値に
設定し、その差が大きければ、その上げる値を大きくす
ればよい。

【００７４】また、転写効率が基準転写効率以上の場合
には、画像が基準状態より濃くなるため、一定の画質状
態を補償するためには、トナーの転写量を下げるように
転写器１２に供給する電圧を、以前の駆動条件より低い
値に設定（ｓ２０）する。そして、上述の動作を繰り返
し、転写効率が基準転写効率になるように転写器１２の
供給電圧を制御する。そのため、以後の画像を一定の濃
度、つまり適正画像濃度に維持できる。

【００７５】上記複写装置を使用して転写効率を測定す
る時期としては、定期的に行うか、複写機の電源を投入
した時に行うことができる。つまり、複写装置を設置す
れば、その周囲の雰囲気がその日の内に大きく変化する
ことはない。そのため、複写枚数等が一定枚数に達した
状態で転写効率を測定し、転写器１２の転写電圧を基準
転写効率になる駆動条件に制御できる。

【００７６】また、実際複写装置を利用して画像形成を
行い転写率を求める際に、基準画像濃度によるトナー厚
（ｔｏ）を測定することで求めている。これは、画質補
償装置において、形成されるトナーによる画像濃度が基
準画像濃度であるトナー厚（ｔｏ）になるように図８の
如く、画像形成手段の駆動条件が制御されているためで
ある。そのため、基準画像濃度の駆動条件においてトナ
ー厚（ｔ）が基準のトナー厚（ｔｏ）になっていなけれ
ば、図８における補償制御を行ったのち、転写率を求め
るようにすればよい。

【００７７】ここで、転写を実際に行う必要性から、基
準画像に応じた像を形成し、これを転写紙に転写する必
要がある。そのため、無駄に転写紙を使用することにな
る。そのため、複写する原稿そのものに、基準画像と同
等の画像が存在することを認識すれば、複写動作中に転
写効率がどの程度かを認識でき、これに基づいて転写器
１２に供給する電圧を制御できる。

【００７８】原稿に基準画像と同等の黒べた、例えば３
０×３０ｍｍ程度の範囲の黒べたが存在するか否か判定
し、存在しておればその時の転写率を求め、この転写率
を基準転写率になるように転写電圧を制御でき、通常通
り複写装置を駆動して所望する複写画像を転写紙に転写
するため無駄になることはない。そこで、感光体表面で
の露光量が一定になるように露光量の自動調整を行うた
めに、複写装置本体１には原稿の濃度測定センサ３３な
るものが配置されている。これは、露光ランプ３による
原稿からの反射光の一部を受光するように配置（図１参
照）されている。この濃度測定センサ（ＡＥセンサ）３
３は、図３に示す通り、複写原稿の画像濃度に応じて露
光ランプ３による光量を制御するためにランプ駆動回路
４４が制御される。つまり、ＡＥセンサ３３の出力はＣ
ＰＵ４０に入力され、この入力データに応じてＣＰＵ４
０はランプ３による光量を制御、例えばランプ３駆動電
圧を制御し、原稿からの反射光量が常に一定の値になる
ようにしている。

【００７９】そこで、上記センサ３３からの出力を、Ｃ
ＰＵ４０がモニタすることで、黒べた画像の存在を原稿
の走査中に把握できる。つまり、ＡＥセンサ３３は黒べ
たに対応する画像からの反射光を入力すると、その出力
が非常に小さいことから、ＣＰＵ４０側で一定の濃度以
下の状態が継続して出力される時間をカウントし、黒べ
た画像であることを判別できる。また、その時の走査中
において感光体２１に形成される黒べたの画像位置を合
わせて特定することができる。

【００８０】そのため、黒べた画像を有する原稿の複写
動作中において、形成されたトナー画像を転写した後、
距離測定センサ３０による残留トナー量ｔ２を測定する
ことで転写効率Ａ′を簡単に知ることができる。そし
て、その時の転写効率Ａ′が基準状態での転写効率Ａと
一致するのであれば、その時の複写動作時における転写
器１２の転写電圧を固定し、この値が駆動条件として以
後の複写動作において適用される。

【００８１】一方、転写効率Ａ′が基準転写効率Ａより
大きい又は小さい場合には、図１０で説明した通り、転
写器１２の電圧の増減制御を行い、転写効率を一定に補
償することができる。この場合には、次回以降の複写動
作時に反映され、上述した転写効率を補償できる。

【００８２】従って、原稿の一部に基準画像と対応する
濃度の画像が原稿が存在することを検出すれば、転写状
態を認識して制御を行うことができるため、実際の複写
動作による転写紙への転写を行うため無駄に転写紙を使
用することはない。特に、マルチ複写を行う場合には、
次回の複写時に制御された転写器１２の電圧での転写効
率を確認でき、転写状態を基準転写効率に一致する状態
に補償する制御をより確実に行える。

【００８３】なお、原稿の一部の所定幅の黒べた画像の
存在の認識方法としては、複写装置がデジタル複写装置
であれば、原稿全体を光学的に走査して画素分解するた
め、その全体の画素の中から黒べたに対応する部分を容
易に拾い出すことができる。つまり、画素分解して得ら
れた画像データをメモリに収容されるため、その収容さ
れたデータの“１”（黒として読み込まれたデータ）が
所定の幅以上に継続していることを判別することで容易
に確認できる。

【００８４】ここで、転写効率は通常８０％程度であ
り、この値を基準に制御するようにしてもよい。そのた
めの転写器１２の転写電圧が予め設定されている。これ
は、例えば８０％程度の転写効率を得るための最低限度
の電圧に設定されている。また、転写器１２の電圧を高
くすれば、転写効率は上がるものの、高くしすぎるとリ
ーク等の問題が生じるため、その限度を越えると通常の
転写効率を得ることができない旨、報知することができ
る。また、８０％が最高の転写効率であれば、転写状態
を確認した時には、８０％を越えることはなく、未満の
状態で転写電圧を上昇させるように制御し、８０％を越
える状態を検知した時に電圧を下げ、８０％を維持でき
る電圧に制御できる。

【００８５】一方、複写装置は定期的及び故障等にてメ
ンテナンスが行われる。この時、画質調整を行うため
に、サービスマンが露光量、帯電電圧、現像バイアス等
を調整している。そのために、調整用の専用測定器等を
用いており、調整が非常に面倒になる。例えば、現像剤
の交換、感光体の交換時に、その現像剤や感光体に応じ
た基準画像濃度に調整することが必要となる。

【００８６】この点本発明においては、現像剤の交換を
行った場合、基準使用での複写動作を実行させる。この
場合、実際には転写紙を使用することなく、基準駆動条
件にて複写装置を動作させ、基準画像（黒べた）の電荷
パターンを形成し、これを現像器１１にて現像する。こ
の時、トナー濃度、つまりトナーの付着量（トナー厚）
を測定する。この時のトナー濃度（ｔｓ）が、基準とな
るトナー厚（ｔｏ）に対し多いか少ないかを比較する。
これは図８の動作を感光体の交換、あるいは現像剤の交
換等にて行えばよい。この時、基準トナー厚でなけれ
ば、基準トナー厚となるように露光ランプの光量、帯電
器の帯電電圧、現像器の現像バイアス等の一つまたは複
数を制御する。例えば、露光ランプ３及び現像器１１の
供給電圧については固定、特に標準使用時に基準電圧に
設定し、この値を固定する。そして、帯電器１０による
感光体２１の帯電電位を制御する。そして、測定したト
ナー濃度が薄い場合には、帯電器１０による帯電電位を
上げる方向に制御し、濃い場合には帯電電位を下げる方
向に制御する。その制御と同時に、露光ランプ３による
光量制御のための供給電圧制御を同時に行うようにして
もよい。

【００８７】以上のように複写装置の画像形成手段を基
準駆動条件にて作動させて、トナー画像することで、転
写紙に実際に転写することなく画質を基準画像濃度を得
るための画像形成手段の駆動条件を簡単に制御できる。
そして、実際に形成されるトナー濃度が基準のトナー濃
度になれば、その時の制御電圧、例えば帯電器１０を駆
動する設定電圧を基準駆動条件として固定し、これを記
憶させ、調整を終了すればよい。そのため、サービスマ
ンによる調整作業を省き、電圧制御を簡単に行え、その
ための専用測定器を必要としなくなる。このことは、ユ
ーザー側で感光体等を交換した時にシシュレーションモ
ードを設定し、基準画像濃度を得るための画像形成手段
の駆動条件を制御し、記憶させることができる。

【００８８】（第２の実施形態）この実施形態は、特に
距離測定センサ３０により画質補償のためのトナー濃度
を測定することができると同時に、感光体表面の状態、
例えばクリーニング状態を合わせて検出できる。つまり
この実施形態において、特に注目すべきことは、距離測
定の結果、感光体までの基準距離Ｌｏより測定距離Ｌが
長ければ、感光体表面の傷付き等による凹部が形成され
いることを意味し、該凹部の形態で画像形成に支障を来
す状態を識別できる。また、クリーニング後に距離測定
を行えば、クリーニング状態を容易に認識できる。つま
り、クリーニング後に測定した距離が、感光体までの距
離（Ｌｏ）として測定されていなければ、トナーが感光
体２１に付着しクリーニング不良が発生しているとして
認識できる。以上のように、感光体表面までの距離を測
定することで感光体表面の状態を認識でき、傷付き状態
や、クリーニング不良の状態を認識できる。

【００８９】この場合、距離測定センサ３０が所定の位
置に固定されておれば、回転する感光体２１の回転方向
の同一位置を検出するため、感光体全体を把握すること
ができない。そのため、図１１に示す通り、距離測定セ
ンサ３０を軸方向に平行移動可能に設けることで、感光
体の回転軸方向への移動時に感光体の全面の状態を検出
できることになる。

【００９０】特に、感光体表面への傷付きは、クリーニ
ングブレードを圧接することでキャリア等が感光体２１
とブレードとの間に介在された時に発生したり、転写紙
を感光体より分離するために設けられた分離爪３４先端
が圧接されることにより発生する。該分離爪３５が転写
後に転写紙の先端を感光体２１表面より分離するため
に、感光体２１に先端が圧接されている。

【００９１】そのため、傷としては感光体２１の回転方
向における同一位置に発生する。この傷を検出するに
は、距離測定センサ３０を軸方向に走査する必要があ
り、これにより充分に凹部等の傷付けを検出できる。従
って図１１に示す如く距離測定センサ３０は、モータ３
５にて回転駆動される駆動プーリ３６及び従動プーリ３
７間に巻掛けされたワイヤ３８の一部が固定されたキャ
リッジ３９に搭載されている。キャリッジ３９は、図示
していないが、感光体２１の軸方向に平行に配置された
スライド軸に沿って感光体軸と平行に移動可能に設けら
れ、ワイヤ３８を介して移動される。

【００９２】従って、キャリッジ３９が感光体２１の軸
方向の一端部から他端部へと移動されることで、距離測
定センサ３０にて感光体２１の軸方向全体の表面状態を
検出できる。この場合、先の実施例の説明において、原
稿の黒べた画像を検出し、該黒べた画像のトナー付着量
を測定するために、距離測定センサ３０をその対応位置
へと移動させるための手段としても非常に有効な手段と
なる。つまり、原稿の基準画像と同等の黒べた画像の形
成位置に距離測定センサ３０を移動させることができ
る。

【００９３】そこで、感光体２１の表面状態の検出は、
例えば非複写中等を利用して行われる。非複写中として
は、電源オン後に行うか、複写装置の待機中において行
うことが考えられる。

【００９４】次に感光体の表面状態の検出を行う事例と
して、クリーニングの状態を検出する場合について図１
２のフローに従って説明する。そこで、感光体２１を複
写動作中と同様に回転させ、画像形成手段を適宜駆動す
ることでトナー画像を形成する（ｓ２１）。このトナー
画像として黒べたではなく中間調（ハーフトーン）の画
像を形成する。ハーフトーンを形成するために、帯電器
により通常の帯電を行い、中間調の画像を露光する。ま
た、帯電器１０による帯電電位をハーフトーンに応じた
電荷パターンとして形成することもできる。

【００９５】以上のように形成したハーフトーンの電荷
パターンを現像器１１によって現像し、トナーを付着さ
せる。そして、転写器１２を不作動にしクリーニング装
置１４により感光体表面のトナーを除去（ｓ２２）させ
る。この場合、転写紙を給送せず、転写を行うことはな
い。

【００９６】そして、感光体２１を継続して回転させ、
クリーニング後の感光体表面のトナーの付着状態を検出
する。そのため感光体２１の２回転目における転写位置
を通過した時に感光体表面までの距離（Ｌ）を距離測定
センサ３０を駆動して検出する。つまり、距離測定セン
サ３０の配置位置としては、転写後の位置であるため、
感光体は少なくともハーフトーンのトナー画像を形成し
これをクリーニングした後に検出する必要性から２回転
させて距離測定を行う。この時の感光体２１に回転速度
としては、複写画像を形成する場合に比べて遅くしても
よい。しかし、実際の画像形成時におけるクリーニング
状態を認識する場合には、同一速度で駆動することが重
要となる。

【００９７】以上のようにして、２回転目を確認する
（ｓ２３）ことで、距離測定センサ３０を搭載したキャ
リッジ３９を軸方向に走査させる。この走査は、センサ
３０が感光体２１の一端部から端端部まで走査するよう
にモータ３５を駆動制御（ｓ２４）する。この時のセン
サの走査位置に応じた感光体２１までの距離をその都度
測定（Ｓ２５）する。まず、感光体２１の手前端部近辺
での測定距離Ｌと基準距離Ｌｏとの比較（ｓ２６）が行
われ、クリーニング状態が判別される。すなわち測定距
離Ｌが、基準距離Ｌｏより小さくなれば、その位置でト
ナーが残留していることになり、クリーニング不良が発
生していることを認識できる。一方、この測定距離Ｌが
距離距離Ｌｏを越える場合には、感光体表面に凹部が形
成されてるとして、その位置での傷付き状態を検出でき
る。

【００９８】測定距離Ｌが距離距離Ｌｏとほぼ同一であ
れば、その距離測定位置でのクリーニング不良が生じて
いないとして、感光体２１の軸方向全長の走査が完了し
ているか否かを確認（ｓ２７）した後、距離測定センサ
３０がさらに軸方向に移動され距離測定を実行する。そ
して測定距離Ｌと基準距離Ｌｏとの比較を繰り返す。こ
れを感光体２１の一端部から他端部まで繰り返し行うこ
とで、軸方向全長のおけるクリーニング状態を検出で
き、クリーニング不良が生じているか否かが検出され
る。

【００９９】そして、クリーニング不良が検出されなけ
れば、クリーニング装置１４が正常に動作しているとし
て、複写装置を待機状態に設定する。つまり、感光体の
軸方向全長を終了した後、上記距離測定センサ３０を正
規の位置に復帰（ｓ２９）させて待機状態に設定する。

【０１００】しかし、軸方向の一部でクリーニング不良
が検出されれば、その状態を報知する。つまり、クリー
ニング不良であるとしてトラブル表示（ｓ２８）させ、
クリーニング装置の交換又は保守を行う必要があること
をユーザに報知する。

【０１０１】以上のように、距離測定センサ３０をその
まま利用することで、クリーニング不良の状態を簡単に
検出できる。特にクリーニング装置１４の自己診断を行
え、クリーニング装置１４の交換や保守等のメッセージ
を行える。

【０１０２】また、感光体の傷付き状態においては、上
述の制御動作中おいて簡単に行える。つまり、クリーニ
ング不良の状態を検出している時に、先に説明したよう
に距離測定センサ３０による測定距離Ｌと基準距離Ｌｏ
との比較を行うステップｓ２６において、測定距離の方
が長いと判別されれば、該ステップ２６から分岐し、そ
の位置での凹部（傷）が形成されていることが認識され
る。この凹部を検出した位置を記憶させておき、上述の
距離測定動作を行う。これは、感光体２１の軸方向全長
で行い、検出した凹部の位置全てを記憶しておく。

【０１０３】上記凹部の位置が例えば転写紙を分離する
分離爪３４の位置に対応している場合には、これ以上の
傷付けを阻止するために、分離爪３４の感光体２１への
圧接位置を軸方向にずらせることができる。つまり、従
来では感光体表面の分離爪３４による傷付きを同一箇所
にと止めることなく、全体にまんべんなく行えるように
するために、分離爪３４を感光体軸方向に移動可能に設
けている。そして、複写枚数等か所定枚数になる毎に移
動を行っている。この移動を、枚数でなく実際の傷付け
状態を検出することで行うことで、傷の度合いによる画
像不良が発生する前に移動さることができる。しかも感
光体２１表面に傷が付いていない状態で行うこともなく
なる。

【０１０４】また、傷付け状態の凹部を形成した位置
が、分離爪３４の位置と対応していなければ、他に感光
体２１の表面への傷付の要因が存在しているがＣＰＵ４
０側で判別できる。例えばクリーニングブレードによる
傷付け等が考えられる。そのため、このような時には同
様に警告表示を行い、保守等を行う旨のメッセージを出
力できる。

【０１０５】しかも、凹部の検出においては、画像形成
不良を生じる大きさをも合わせて検出できることにな
る。例えば、傷付けの幅（軸方向）やその凹部の深さ等
を簡単に知ることができ、その幅や深さが画像形成不良
を生じる限界値以前に分離爪３４の移動や、感光体の保
守等の対策を行える。傷付きのダメージが大きければ、
感光体の交換等を行う必要がある旨を表示（警告）でき
る。

【０１０６】また、感光体２１の傷付き状態を検出した
時に、分離爪３４を移動させる制御を行う際に、分離爪
３４を順次移動させていく途中で、それ以上移動できな
くなる。このような場合には、感光体２１の交換等を行
うための警告を行うことができる。

【０１０７】なお、この傷付け状態の検出をクリーニン
グ不良の検出時に行う実例を示したが、クリーニング不
良が発生していない感光体表示がクリーンな状態で実行
させればよい。この場合、複写動作中でない時に実行す
ることが重要である。その一例としては、電源投入時に
感光体を複数回回転させ、画像形成動作を行うことな
く、感光体表面をクリーニング装置１４にてクリーンな
状態に保った時に行う。これにより凹部の検出がより正
確に行える。

【０１０８】しかもクリーニング不良を判別するため
に、上述の例ではハーフトーンを形成している。しか
し、複写動作中において残留トナーがクリーニングされ
た後に感光体を再度距離測定センサ３０の位置へと回転
させ、この時のクリーニング状態を判別できる。また、
距離測定センサ３０をクリーニング装置１４の後方に配
置する場合には、クリーニング後に直ちにクリーニング
状態を識別できる。この場合、上述したように転写効率
や基準画像濃度のトナー厚を測定することができない
が、クリーニング装置１４をクリーニング位置と非クリ
ーニング位置とに移動可能に設けることで、実施でき
る。

【０１０９】

【発明の効果】本発明の装置によれば、測定センサによ
り記録媒体である感光体面までの距離を測定し、トナー
の付着状態を認識できるため、基準画像濃度でのトナー
付着量に制御でき、画質を環境条件の変化に左右されず
に常に一定の状態に補償できる。この時、転写状態につ
いても、上記測定センサにて検出でき、一定の画質を補
償できる。

【０１１０】また、その距離測定に基づいて合わせて感
光体表面の状況が識別でき、これによる感光体の傷付き
状態やクリーニング状態等を診断でき、これらにより従
来できなかった画質補償を合わせて行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画質補償装置を備えた複写装置全体を
示す概略断面図。

【図２】本発明による距離測定によるトナー付着量（ト
ナ−厚）の検出原理を説明するための模式図。

【図３】本発明にかかる画質補償制御を行う複写装置の
制御系を示すブロック図。

【図４】本発明の距離測定センサーを一例を示すＰＳＤ
センサーの断面構造図。

【図５】上記図４のＰＳＤセンサーの等価回路図。

【図６】距離測定の原理を説明する模式図。

【図７】本発明による基準画像濃度における基準トナ−
厚を設定するための制御フローチャート。

【図８】本発明による画質補償による制御にかかる制御
フローチャート。

【図９】本発明にかかるトナ−の基準転写効率を予め設
定するための制御フローチャート。

【図１０】本発明にかかるトナ−転写効率を一定にし画
像濃度を一定濃度の補償するための制御フローチャー
ト。

【図１１】本発明にかかる感光体の表面状況を認識する
ための距離測定センサを感光体の回転軸方向に移動され
る構成の一例を示す斜視図。

【図１２】本発明にかかる感光体の表面状況を認識する
ための制御フローチャート。

【符号の説明】

２光学系３露光ランプ１０帯電器１１現像器１２転写器１４クリーニング装置２１感光体２８発光素子２９受光素子３０距離測定センサ３１信号処理回路４０マスタＣＰＵ４２ＲＡＭ４３露光ランプ駆動回路４４帯電器の駆動回路４５現像器のバイアス電圧供給駆動回路４６転写器の駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成手段にて記録媒体上に特定のトナ
ー画像を形成し、該トナー画像の検出濃度と基準となる
画像濃度との比較結果に応じて、上記画像形成手段の一
部又は複数を制御することで形成されたトナー画像濃度
を基準画像濃度に画質補償してなる画像形成装置の画質
補償装置であって、上記形成される特定のトナー画像の濃度を付着するトナ
ー厚さとして検出するための測定センサと、該測定セン
サによるトナー厚さと上記基準画像濃度によるトナー厚
さとの比較を行う比較手段と、該比較手段の比較結果に
応じて上記画像形成手段の一部または複数を制御し、形
成されるトナー画像の濃度が基準画像濃度になるように
補償する制御手段と、を備え、さらに上記制御手段は、転写後の記録媒体に残留するト
ナー厚を上記測定センサにて検出することで、該検出し
た残留トナー厚に基づくトナー転写効率が基準のトナー
転写効率と一致するように転写器の供給電圧を制御する
ことを特徴とする画像形成装置の画質補償装置。
【請求項２】上記測定センサは記録媒体までの距離を測
定してなり、該記録媒体にトナーが付着した状態での測
定距離と、トナーが付着してない時の記録媒体までの基
準距離とからトナーの付着量を厚さとして検出すること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置の画質補償装
置。
【請求項３】上記転写効率は、形成されたトナー画像が
基準画像濃度と一致することを認識することで転写紙に
転写した後の記録媒体に残留するトナー厚が検出され、
これに基づいて求めることを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置の画質補償装置。
【請求項４】画像形成手段にて記録媒体上に特定のトナ
ー画像を形成し、該トナー画像の検出濃度と基準となる
画像濃度との比較結果に応じて、上記画像形成手段の一
部又は複数を制御することで形成されたトナー画像濃度
を基準画像濃度に画質補償してなる画像形成装置の画質
補償装置であって、上記形成される特定のトナー画像の濃度を付着するトナ
ー厚さとして検出するための測定センサと、該測定セン
サによるトナー厚さと上記基準画像濃度によるトナー厚
さとの比較を行う比較手段と、該比較手段の比較結果に
応じて上記画像形成手段の一部または複数を制御し、形
成されるトナー画像の濃度が基準画像濃度になるように
補償する制御手段とを備え、さらに上記測定センサは、すくなくとも上記記録媒体表
面をクリーニングした後、該記憶媒体表面までの距離測
定を行い、該測定距離と記憶媒体までの予めき設定され
た基準距離との比較により記録媒体の傷付き又はクリー
ニング不良を判別することを特徴とする画像形成装置の
画質補償装置。