JP3357470B2 - 画像形成方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、回
転軸を中心に所定の曲率で移動する像担持体上に形成し
た基準画像に光を照射し、該基準画像から反射した光を
受光して検出し、その検出結果に基づいて、画像形成プ
ロセス条件の設定を変更する画像形成方法及びその装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機などの各種画像形成装置
においては、予め均一に帯電された像担持体としての感
光体の表面上に画像の光像を露光して静電潜像を形成
し、この静電潜像を像形成物質としてのトナーにより現
像してトナー可視像を得、このトナー可視像を転写材と
しての記録紙上に転写することによって所定の画像を作
像するようにしている。このとき、最終的にえられる画
像における画像濃度等の画像状態は、現像装置内におけ
る現像剤のトナー濃度、感光体表面の帯電電位、光像の
露光量、現像バイアス電圧の印加条件などの各種画像形
成プロセス条件により決定される。この画像形成プロセ
ス条件を制御するために、一般に、トナー可視像の光反
射率などから画像濃度を検出するとともに、この検出さ
れた画像濃度を基準値と比較し、その結果に基づいて上
記現像装置内のトナー濃度等の画像形成プロセス条件の
設定を変更するように制御するものが知られている。こ
のような画像形成プロセス条件の設定変更の制御によっ
て、画像濃度等の画像状態が一定に維持されることとな
る。

【０００３】上記感光体の表面上に形成した画像の画像
濃度を検出する手段としては、光学センサを用いた光学
的検出システムが広く知られている。この光学的検出シ
ステムでは、均一に帯電された感光体上に対して、予め
定められた光反射率を有する基準画像に対応した光像を
露光し、その露光した部分を現像して得られた基準トナ
ー像の濃淡である画像濃度、すなわちトナー付着量をそ
の基準トナー像の正反射光の反射率から検出し、その検
出データと基準濃度とを比較し、その比較結果に基づい
て現像装置内のトナー濃度等の画像形成プロセス条件の
設定を変更する。例えば、上記光学的検出システムを用
いた現像装置内のトナー濃度を所定濃度に維持するトナ
ー濃度制御では、現像剤の劣化及び環境の変化、感光体
及び帯電チャージャー等の劣化または印加電圧の変化等
による帯電電位の変化、露光装置の照明ランプ及び露光
光学系の汚れ等による露光量の変化、等に起因する画像
濃度の変化を上記光学的検出システムで検知し、その検
知結果に基づいてトナー濃度の制御目標値の設定を変更
し、現像装置内のトナー濃度がその制御目標値になるよ
うに該現像装置内へのトナー補給を制御するものであ
り、現像画像の画像濃度を一定に保つものとして非常に
有効である。

【０００４】ところで、上記画像形成装置において、例
えば像形成物質としてカラートナーを用いたような場合
には、図２に示すように感光体上の基準トナー像でのト
ナー付着量が少ない領域ではトナー付着量の増加に伴っ
て基準トナー像からの正反射光の強度、すなわち光学セ
ンサの出力電圧は次第に減少していくが、更にトナー付
着量が増加していくと、この基準トナー像からの反射光
の正反射成分はそれほど減少しなくなり、むしろ乱反射
成分が増大してくるため、光学センサの出力電圧は最小
値Ｖsp1となった後、次第に増加していく。このように
光学センサの出力電圧が変化するため、基準トナー像の
トナー付着量を低付着量領域から高付着量領域まで検出
しようとすると、例えば光学センサ出力が図２中のＶsp
2を示したとしても対応するトナー付着量としては図中
のＡ，Ｂの２通りの可能性があり、基準トナー像の画像
濃度を正確に検出することが困難であった。

【０００５】そこで従来、単一の発光素子からの光を照
射した基準トナー像からの正反射光及び乱反射光のそれ
ぞれを検出するために、入射角＝反射角となるような第
１の受光素子と、入射角≠反射角となるような第２の受
光素子とを設置し、同一の照射光に対する反射光を正反
射光と乱反射光とに分けて検出し、それら二つの受光素
子からの出力差に基づいて現像装置のトナー供給量を増
減するものが知られている（例えば、特開昭６２−２０
９４７６号公報参照）。また、発光素子または受光素子
の少なくとも一方を、現像に黒トナーを使用している場
合には受光素子が正反射光を検出するように、現像にカ
ラートナーを使用しているが場合には受光素子が乱反射
光を受光するように切換え可能にしたものが知られてい
る（例えば、特開昭６１−２０９４７０号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開昭
６２−２０９４７６号公報で開示されている構成におい
ては、受光素子が複数個必要であるため、上記第１の受
光素子と第２の受光素子との間で、素子自身の個体差や
感光体付近のトナーによる汚れ等で出力特性に差が生
じ、正確な反射光量を検出できない可能性があり、その
出力特性の差の変動をなんらかの方法で補正しなければ
ならない場合がある。また、上記特開昭６２−２０９４
７６号公報及び特開昭６１−２０９４７０号公報で開示
されている構成においては、発光素子及び受光素子のそ
れぞれの光軸を含む平面が、正反射光及び乱反射光を受
光する場合のいずれの場合においても同一の平面上に存
在するため、乱反射光を検出する場合にも正反射光の一
部を検出してしまい、乱反射光を正確に検出することが
できない可能性がある。この乱反射光検知時の正反射光
の混入を防止するために、受光素子の絞りの精度を高め
たり、若しくは発光素子または受光素子の移動前後の位
置のずれをある程度以上に設定するなど素子の移動距離
に制約を設けたりする必要がある。

【０００７】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、低画像濃度領域から
高画像濃度領域にわたって、像担持体上に形成した基準
画像の画像濃度を正確に検出することができる画像形成
方法及びその装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、回転軸を中心に所定の曲率で移
動する像担持体上に形成した基準画像に光を照射し、該
基準画像から反射した光を受光して検出し、その検出結
果に基づいて、画像形成プロセス条件の設定を変更する
画像形成方法において、該照射する光及び該受光する光
の光軸の該像担持体表面との交点が、該像担持体の回転
に伴って移動する該像担持体上の基準画像の形成位置に
追従し、該光軸を含む平面が該像担持体の回転軸を含む
状態と、該光軸を含む平面が該像担持体の回転軸を含ま
ない状態とで、該基準画像からの反射光を検出するよう
に、該像担持体の回転軸に略平行であって、かつ該像担
持体表面から離間した位置に設定された軸を中心に、該
照射する光及び該受光する光の光軸を回転させることを
特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２の発明は、回転軸を中心に
所定の曲率で移動する像担持体上に基準画像を形成する
基準画像形成手段と、該像担持体上に形成した基準画像
に光を照射する光照射手段と、該基準画像から反射した
光を受光して検出する光検出手段と、該光検出手段の検
出結果に基づいて、画像形成プロセス条件の設定を変更
する設定変更手段とを備えた画像形成装置において、該
光照射手段及び該光検出手段を、該照射する光及び該受
光する光の光軸を含む平面が該像担持体の回転軸を含む
第１の位置と、該光軸を含む平面が該像担持体の回転軸
を含まない第２の位置とに移動可能に構成し、該像担持
体の回転軸に略平行であって、かつ該像担持体表面から
離間した位置に設定された軸を中心に、該照射する光及
び該受光する光の光軸が回転し、該光軸の該像担持体表
面との交点が、該像担持体の回転に伴って移動する該像
担持体上の基準画像の形成位置に追従し、該第１の位置
と該第２の位置とで該基準画像からの反射光を検出する
ように、該光照射手段及び該光検出手段を駆動する駆動
手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１０】特に、請求項３の発明は、請求項２の画像
形成装置において、上記照射する光及び上記受光する光
の光軸の上記像担持体表面との交点と、上記光照射手段
及び上記光検出手段との距離が、上記第１の位置及び上
記第２の位置で略等しいことを特徴とするものである。

【００１１】また特に、請求項４の発明は、請求項２の
画像形成装置において、上記駆動手段による光照射手段
及び光検出手段の駆動時に、上記基準画像からの反射光
を連続的に検出し、その連続的な検出結果に基づいて画
像形成プロセス条件の設定を変更するように上記設定変
更手段を構成したことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】請求項１の画像形成方法においては、回転軸を
中心に所定の曲率で移動する像担持体上に形成した基準
画像に光を照射し、該基準画像から反射した光を受光し
て検出し、その検出結果に基づいて画像形成プロセス条
件の設定を変更することにより、画像濃度が所定濃度に
なるようにする。

【００１３】そして、請求項１の画像形成方法において
は、基準画像の画像濃度が低いときに、照射する光及び
受光する光の光軸を含む平面が像担持体の回転軸を含む
状態で基準画像からの正反射光を検出することができ、
この正反射光の検出結果から低画像濃度領域での基準画
像の画像濃度を正確に算出できるようになる。一方、基
準画像の画像濃度が高いときに、該光軸を含む平面が像
担持体の回転軸を含まない状態で基準画像からの乱反射
光を検出することができ、この乱反射光の検出時にその
検出光の中に正反射光が混入しにくいことにより、乱反
射光の検出結果から高画像濃度領域での基準画像の画像
濃度を正確に算出できるようになる。

【００１４】また、請求項１の画像形成方法において
は、像担持体の回転軸に略平行であって、かつ像担持体
表面から離間した位置に設定された軸を中心に、照射す
る光及び受光する光の光軸を、該光軸の像担持体表面と
の交点が像担持体上の基準画像の形成位置に追従するよ
うに回転させる。この回転時に、該光軸を含む平面が像
担持体の回転軸を含まない乱反射光を検出する状態と、
該光軸を含む平面が像担持体の回転軸を含む正反射光を
検出する状態との間で変化する。この場合においても、
該光軸を含む平面が像担持体の回転軸を含む状態で基準
画像からの正反射光を検出することができ、この正反射
光の検出結果から低画像濃度領域での基準画像の画像濃
度を正確に算出できるとともに、基準画像の画像濃度が
高いときに、該光軸を含む平面が像担持体の回転軸を含
まない状態で基準画像からの乱反射光を検出することが
でき、この乱反射光の検出時にその検出光の中に正反射
光が混入しにくいことにより、乱反射光の検出結果から
高画像濃度領域での基準画像の画像濃度を正確に算出で
きるようになる。

【００１５】請求項２の画像形成装置においては、基準
画像形成手段によって回転軸を中心に所定の曲率で移動
する像担持体上に基準画像を形成し、光照射手段によっ
て像担持体上に形成した基準画像に光を照射し、光検知
手段によって該基準画像から反射した光を受光して検出
する。そして、設定変更手段によって、その反射光の検
出結果に基づいて、画像形成プロセス条件の設定を変更
して画像濃度が所定濃度になるようにする。

【００１６】そして、請求項２の画像形成装置において
は、基準画像の画像濃度が低いときに、光照射手段及び
光検出手段を照射する光及び受光する光の光軸を含む平
面が像担持体の回転軸を含む第１の位置に移動させ、こ
の第１の位置で基準画像からの正反射光を検出すること
ができ、この正反射光の検出結果から低画像濃度領域で
の基準画像の画像濃度を正確に算出できるようになる。
一方、基準画像の画像濃度が高いときに、光照射手段及
び光検出手段を該光軸を含む平面が像担持体の回転軸を
含まない第２の位置に移動させ、この第２の位置で基準
画像からの乱反射光を検出することができ、この乱反射
光の検出時にその検出光の中に正反射光が混入しにくい
ことにより、乱反射光の検出結果から高画像濃度領域で
の基準画像の画像濃度を正確に算出できるようになる。

【００１７】また、請求項２の画像形成装置において
は、駆動手段によって、像担持体の回転軸に略平行であ
って、かつ像担持体表面から離間した位置に設定された
軸を中心に、照射する光及び受光する光の光軸が回転
し、該光軸の像担持体表面との交点が像担持体上の基準
画像の形成位置に追従するように、光照射手段及び光検
出手段を駆動する。この駆動時に、該光軸を含む平面が
像担持体の回転軸を含まない乱反射光を検出する状態
と、該光軸を含む平面が像担持体の回転軸を含む正反射
光を検出する状態との間で変化する。この場合において
も、該光軸を含む平面が像担持体の回転軸を含む状態で
基準画像からの正反射光を検出することができ、この正
反射光の検出結果から低画像濃度領域での基準画像の画
像濃度を正確に算出できるとともに、基準画像の画像濃
度が高いときに、該光軸を含む平面が像担持体の回転軸
を含まない状態で基準画像からの乱反射光を検出するこ
とができ、この乱反射光の検出時にその検出光の中に正
反射光が混入しにくいことにより、乱反射光の検出結果
から高画像濃度領域での基準画像の画像濃度を正確に算
出できるようになる。

【００１８】特に、請求項３の画像形成装置において
は、上記照射する光及び上記受光する光の光軸の上記像
担持体表面との交点と、上記光照射手段及び上記光検出
手段との距離が、上記第１の位置及び上記第２の位置で
略等しいことにより、両位置での光照射手段の光出射位
置から像担持体上の基準画像を介して光検出手段の受光
位置までの光路長が略等しくなり、該第２の位置での乱
反射光の検知能力を、該第１の位置での正反射光の検知
能力と略同じにすることができるようになる。

【００１９】また特に、請求項４の画像形成装置におい
ては、上記駆動手段による光照射手段及び光検出手段の
駆動時に、上記基準画像からの反射光を連続的に検出
し、その連続的に検出した多数の検出データを用いて、
基準画像の画像濃度のより正確な算出ができるようにな
る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置であるカラート
ナーを用いたカラー電子写真複写機（以下、複写機とい
う）に適用した一実施例について説明する。図２は本実
施例に係る複写機の概略構成を示す正面図である。先
ず、複写機全体の概略について説明する。図２におい
て、原稿台としてのコンタクトガラス１上の原稿２が、
これに対して平行に移動しながら原稿照射を行う照明装
置３を含む光学系（不図示）によって、矢印方向に回転
駆動されながら帯電器４で一様に帯電されている像担持
体であるドラム状の感光体５に光像Ｌが投影され、これ
により感光体５上に静電潜像が形成される。この静電潜
像は、感光体５の右側方に設けられた現像装置４のトナ
ーによりトナー像化され、このトナー像は、給紙部から
搬送されてきた転写紙（不図示）に転写チャージャ（不
図示）により転写される。トナー像が転写された転写紙
は、分離チャージャ（不図示）により感光体５から分離
され、定着装置（不図示）を通ってコピー紙として機外
に排出される。一方、転写後の感光体５は感光体５の左
側方に設けられたクリーニング装置（不図示）によって
残留トナーが除去されてから除電装置（不図示）で残留
電荷が除電されて、次のコピーサイクルに備えられる。

【００２１】上記現像装置６は、主に現像器６１と、そ
の上方に設けられたトナー収容手段であるトナーホッパ
６２とから構成されている。現像器６１は、ケーシング
の感光体３に向いた開口部に図示しない磁石を内蔵し、
かつ図示しない現像クラッチを介して連結された現像用
モータで矢印方向に回転駆動される現像剤担持体として
の現像スリーブ６３、ケーシング底部に現像剤撹拌手段
としてのパドル（不図示）、ケーシング底部の壁面にト
ナー濃度センサーである透磁率センサー６４を有してお
り、このパドルでカラートナーとキャリヤとからなる現
像剤を混合撹拌しながら現像スリーブ６３上に補給する
と共に透磁率センサー６４で現像剤のトナー濃度を検出
している。トナーホッパ６２は、下部の現像器６１への
トナー排出部に、図示しない補給用モータにより回転駆
動されるトナー補給手段である補給ローラ６５を有して
いる。この補給用モータはモーター駆動回路６６によっ
て駆動される。また、現像器６１よりも感光体３回転方
向下流側の感光体３表面には画像濃度検知手段としての
光学センサ７が配置されている。この光学センサ７は、
図４に示すように感光体３表面に向けて光を照射する光
照射手段としての発光素子７１と感光体３表面からの反
射光を受光する光検出検知手段としての受光素子７２と
により構成されている。なお、この光学センサ７につい
ては、後で詳述する。

【００２２】上記光学センサ７及び透磁率センサ６４は
Ａ／Ｄ変換器を介して制御手段としての制御部９の入出
力（Ｉ／Ｏ）インターフェイスに接続されている。この
制御部９は主にマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、読み出
し専用メモリ（ＲＯＭ）、読み出し書き込みメモリ（Ｒ
ＡＭ）及び上記Ｉ／Ｏインターフェースからなり、Ｉ／
Ｏインターフェースを介して補給ローラ６５を駆動する
補給用モータの駆動回路６６に制御信号を出力するよう
に構成されている。上記Ｉ／Ｏインターフェースには、
１コピー動作が照明装置の原稿照射スタート位置に設け
られた図示しないマイクロスイッチで検出されディジタ
ル信号として入力されている。また、上記ＲＡＭには、
Ｉ／Ｏインターフェースから読み取った透磁率センサ６
４の出力値Ｖtを一時格納させるＶtレジスタ、現像器６
１内のトナー濃度の目標濃度値に対応した制御基準値Ｖ
t₀を記憶させるＶt₀レジスタ、光学センサ７からの出力
値Ｖsを記憶させるＶsレジスタ、１回のトナー補給動作
当りの補給ローラ６５の回転駆動時間設定値ｔを記憶さ
せるｔレジスタ、上記マイクロスイッチからのディジタ
ル信号により１づつ大きな数値に置き換えられることに
より累積のコピー枚数を記憶する枚数レジスタ等が設け
られている。また、上記ＲＯＭには、トナー濃度制御の
プログラムが記憶されている。なお、この制御部９は、
後述する制御基準値Ｖt₀の設定を変更する設定変更手段
としても用いられる。

【００２３】次に、トナー濃度制御について説明する。
本実施例のトナー濃度制御は、トナー補給制御と画像形
成プロセス条件の一つとしての制御基準値Ｖt₀の設定を
変更する設定変更制御とからなっている。このトナー補
給制御はコピー毎に現像器６１内のトナー濃度を検出し
た透磁率センサ６４の出力Ｖtとトナー補給制御の目標
濃度値に対応する制御基準値Ｖt₀とを比較してトナー補
給の要否を決定し、この結果に応じて補給ローラ６５を
回転制御してトナー補給を制御するものである。また、
上記制御基準値Ｖt₀の設定変更制御は、所定枚のコピー
毎に、所定濃度の基準パターンに対応させて感光体５上
に形成した基準画像の画像濃度を光学センサ７で検出
し、その検出出力Ｖsに基づいて、画像濃度が所望の画
像濃度になるように上記制御基準値Ｖt₀の設定を変更す
るものである。

【００２４】上記基準画像を形成する基準画像形成手段
は、コンタクトガラス１の下側の原稿載置領域外に設け
られた所定の光反射率を有する基準パターン１０（例え
ば画像濃度１．８０の黒部パターン）、照明装置３を含
む光学系、帯電器４、露光位置と現像位置との間の感光
体５表面に対向するように設けられた図示しないイレー
サ、現像装置６等により構成されている。この基準画像
形成手段において、上記照明装置３により基準パターン
１０が原稿２とともに照明され、その反射光が感光体５
に投影されて静電潜像が形成される。そして、上記イレ
ーサにより、原稿に対応した静電潜像の画像形成領域外
が除電されて消去されるとともに、１０ｎ＋１（ｎは正
の整数）回のコピーサイクル以外のときには基準パター
ン１０の静電潜像も消去される。これにより、１０ｎ＋
１（ｎは正の整数）回目のコピーサイクル時に、感光体
５上に基準パターン１０の静電潜像が形成され、この静
電潜像が現像装置６によりカラートナーで現像され、感
光体５上に基準画像が形成される。そして、この基準画
像の画像濃度（トナー付着量）が上記光学センサ７で検
出され、その検出結果が上記制御基準値Ｖt₀の設定変更
制御に用いられる。

【００２５】本実施例で用いる光学センサ７は、図１に
示すように、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる
発光素子７１と、例えばフォトトランジスタからなる受
光素子７２と、発光素子７１及び受光素子７２を所定の
光軸で保持する保持部材７３とから構成されている。こ
こで、上記保持部材７３の上部は複写機本体に取り付け
られた軸１１に回動自在に支持され、保持部材７３の上
面端部には駆動手段としてのエアーダンパー１２が連結
されている。また、上記発光素子７１から感光体５に照
射される光及び上記受光素子７２で受光される感光体５
からの光の光軸７１ａ，７２ａを含む平面は、感光体５
の回転軸５ａと平行になるように設定されている。上記
エアーダンパー１２を上記制御部９でＯＮ／ＯＦＦ制御
することにより、図４（ａ）に示すように光学センサ７
を所定角度θに回転させることができ、上記光軸７１
ａ，７２ａを含む平面が感光体５の回転軸５ａを含んだ
状態にしたり、含まない状態にしたりすることができ
る。このうち、光軸７１ａ，７２ａを含む平面が感光体
５の回転軸５ａを含んだ状態において、基準画像からの
正反射光を検知することができ、このときの光学センサ
７の回転角度θを０度とする。また、光軸７１ａ，７２
ａを含む平面が感光体５の回転軸５ａを含まない状態に
おいては、基準画像からの正反射光は受光することがで
きず、乱反射光だけを受光して検知することができる。

【００２６】図４（ｂ）は、上記構成の光学センサ７を
回転させたときの出力電圧の変化を示したものである。
図中の曲線Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃は、それぞれ基準画像のない
感光体５表面（地肌部）、トナー付着量の少ない基準画
像、トナー付着量の多い基準画像に対する光学センサ７
の出力を表している。また、図の横軸は光学センサ７の
回転角度であるが、一定の回転速度で回転しているとす
れば、回転スタート時からの経過時間と考えてもよい。
ここで、回転角度θが０度であるときには、トナー付着
量が増加するに従い、出力電圧がＶsgからＶsp2へと小
さくなっていき、最小値Ｖsp1となった後、図２に示す
ように乱反射光の影響で増加し始める。一方、回転角度
θが０度近傍から外れたところ、例えばθが±３０度近
傍の乱反射光を検知する領域では、トナー付着量の増加
に従い、光学センサ７の出力電圧が次第に増加してい
く。また、光学センサ７の光学面の汚れ等による特性の
変化を補正して基準画像の画像濃度を正確に検知するた
めに、感光体５の地肌部に対する光学センサ７の出力電
圧Ｖsgと基準画像に対する出力電圧Ｖspの差や比が用い
られるが、このＶsgとしては回転角度θ＝０度における
光学センサ７の出力電圧を用いる。

【００２７】上記構成の光学センサ７は、基準画像の画
像濃度を検知しないとき、図５（ａ）及び（ｂ）に示す
ように光学センサ７の光軸７１ａ，７２ａを含む平面が
感光体５の回転軸５ａを含まない状態にある。そして、
上記所定のタイミングで感光体５上に基準画像５ｂが形
成され、その基準画像５ｂが光学センサ７による検出位
置に到達して出力電圧が所定のレベル以上になったとき
に上記エアーダンパー１２がＯＮされる。このエアーダ
ンパー１２がＯＮされると、回転軸１２ａを中心に回動
して光学センサ７の上面端部を持ち上げ、光学センサ７
を軸１１を中心に図６（ａ）及び（ｂ）の状態を経由し
て図７（ａ）及び（ｂ）の状態へと回転させる。この回
転時において、光学センサ７の光軸７１ａ，７２ａの感
光体５表面との交点が感光体５上の基準画像５ｂを追従
するように、制御部９によりエアーダンパー１２を感光
体５の回転に同期させて駆動制御し、光学センサ７は基
準画像５ｂからの反射光を連続的に検出する。ここで、
上記図５及び図７に示すような回転位置では、光学セン
サ７の光軸７１ａ，７２ａを含む平面が感光体５の回転
軸５ａを含まない状態にあり、基準画像５ｂからの乱反
射光のみを検出し、一方、上記図６に示す回転位置で
は、光学センサ７の光軸７１ａ，７２ａを含む平面が感
光体５の回転軸５ａを含む状態にあり、主に基準画像５
ｂからの正反射光を検出する。

【００２８】上記回転時に連続的に出力される光学セン
サ７の出力電圧のうち、所定の複数の回転角度における
出力電圧が基準画像５ｂの画像濃度の算出に用いられ、
その算出結果が上記トナー濃度制御に用いられる。この
画像濃度の算出には、予め実験などで求められて制御部
９に記憶されている光学センサ７の上記所定の複数の回
転角度における出力電圧と画像濃度との関係を示すデー
タが用いられる。なお、上記トナー濃度制御で用いる基
準画像５ｂの画像濃度は、Ｓ／Ｎを改善してより安定し
た検出データ及び算出結果を得るために、所定の回転角
度範囲で光学センサ７の出力電圧を積分した値等に基づ
いて算出してもよい。

【００２９】以上、本実施例によれば、光学センサ７の
光軸７１ａ，７２ａを含む平面が感光体５の回転軸５ａ
を含む状態で基準画像５ｂからの正反射光が検出され、
この正反射光の検出結果から、カラートナーの低付着量
領域での基準画像の画像濃度をより正確な算出ができ
る。一方、光学センサ７の光軸７１ａ，７２ａを含む平
面が感光体５の回転軸５ａを含まない状態で基準画像５
ｂからの乱反射光を検出することにより、該光軸７１
ａ，７２ａを含む平面が感光体５の回転軸５ａを含む状
態で基準画像５ｂからの乱反射光を検出する場合に比較
して、該検出する反射光に基準画像５ｂからの正反射光
が混入しにくくなり、乱反射光のみをより正確に検出で
きるので、カラートナーの高付着量領域での基準画像の
画像濃度をより正確な算出ができる。このようにカラー
トナーの低付着領域から高付着量領域にわたって基準画
像の画像濃度のより正確な算出ができるので、適正なト
ナー濃度制御を行うことができるようになる。

【００３０】また、本実施例によれば、光学センサ７の
回転駆動時に、基準画像５ｂからの反射光を連続的に検
出し、その光学センサ７の複数の回転位置におけるの出
力電圧を用いることにより、基準画像５ｂの画像濃度の
より正確な算出ができるので、より適正なトナー濃度制
御を行うことができるようになる。

【００３１】なお、上記実施例においては、光学センサ
７の光軸７１ａ，７２ａの感光体５表面との交点と光学
センサ７との距離が変化してしまうが、図８に示すよう
に光学センサ７の光軸を含む平面が感光体５の回転軸５
ａを含む第１の位置と、該光軸を含む平面が感光体５の
回転軸５ａを含まない第２の位置（図中の符号７’）と
の間で光学センサ７が移動できるようにし、上記第１の
位置と第２の位置との間で光軸７１ａ，７２ａの感光体
５表面との交点と光学センサ７の検知面との距離が略一
定になるように構成してもよい。

【００３２】図８中において、光学センサ７は断面がＬ
字状の支持板１３の一端部に固定され、該支持板１３の
他端部は、装置本体に回動自在に設けられている回転軸
１４の外周面の一部を切り落して形成した平面部に固定
されている。また、上記光学センサ７を固定した支持板
１３の一端部には、支持板１３を感光体５から離れる方
向に付勢する付勢部材としてのバネ１５が取り付けられ
ている。また、上記回転軸１４には、図示しない装置本
体の回転駆動部からクラッチを介して図８中の矢印方向
の回転駆動力が伝達できるようになっている。このクラ
ッチをＯＮすることにより回転軸１４に回転駆動力が伝
達されると、その回転軸１４とともに中心軸１４ａを中
心に、支持板１３及びそれに支持された光学センサ７が
矢印方向に回転して、基準画像５ｂからの正反射光を主
に検出するための上記第１の位置から、基準画像５ｂか
らの乱反射光を検出する上記第２の位置に移動する。そ
して、この光学センサ７の移動によっては、光学センサ
７の光軸の感光体５表面との交点と光学センサ７の検知
面との距離がほとんど変化せず略一定になる。

【００３３】図９は光学センサ７の出力電圧とトナー付
着量との関係を示す特性図であり、図中の曲線Ｄ₁は上
記第１の位置における特性曲線であり、曲線Ｄ₃は上記
第２の位置における特性曲線である。また、図９中の曲
線Ｄ₂は光学センサ７の光軸の感光体５表面との交点と
光学センサ７の検知面との距離が上記曲線Ｄ₃の場合よ
り長いときの特性曲線である。この特性図からわかるよ
うに、乱反射光を検出する上記第２の位置における光学
センサ７の光軸の感光体５表面との交点と光学センサ７
の検知面との距離を、上記第１の場合と略同じにするこ
とにより、乱反射光の検出時の検出感度（トナー付着量
の単位変化量あたりの出力電圧の変化量）及び出力電圧
が大きくなり、乱反射光の検出能力が更に向上する。

【００３４】また、上記実施例においては、光学センサ
７の駆動手段としてエアーダンパー１２を用いている
が、これに限定されるものではなく、光学センサ７の光
軸の感光体５表面との交点が回転する感光体５上の基準
画像５ｂに追従するように、光学センサ７を回転駆動で
きる他の駆動手段であってもよい。

【００３５】また、上記実施例においては、光学センサ
７の光軸７１ａ，７２ａの感光体５表面との交点が、回
転する感光体５上の基準画像５ｂに追従するように構成
しているが、本発明は、光学センサ７の光軸を含む平面
が感光体５の回転軸５ａを含む第１の位置と、該光軸を
含む平面が感光体５の回転軸５ａを含まない第２の位置
との間で光学センサ７が移動できるようにし、必要に応
じて光学センサ７を上記第１の位置から上記第２の位置
へ移動させるように構成したものにも適用できるもので
ある。例えば、現像装置６の現像剤にカラートナーを用
い、しかも基準画像へのトナー付着量が多くなってきた
場合に、光学センサ７を上記第２の位置へ移動させて基
準画像からの乱反射光を正確に検知し、適正なトナー濃
度制御が行われるようにしてもよい。

【００３６】また、上記実施例においては、上記光学セ
ンサ７による基準画像の画像濃度の検出結果を、トナー
濃度制御における制御基準値Ｖt₀の設定の変更に用いて
いるが、本発明は、透磁率センサ６４を設けずに、光学
センサ７による基準画像の画像濃度の検出値と基準値と
の比較結果に基づいて上記補給ローラ６５の駆動を制御
し、現像器６１内の現像剤のトナー濃度を一定に維持す
るものにも適用できるものである。また、本発明は、光
学センサ７による基準画像の画像濃度の検出結果を、他
の画像形成プロセス条件、例えば感光体５の帯電電位、
感光体５への露光量、現像装置６の現像スリーブ６３に
印加する現像バイアス電圧の設定の変更に用いる場合に
も適用できるものである。

【００３７】

【発明の効果】請求項１乃至４の発明によれば、照射す
る光及び受光する光の光軸を含む平面が像担持体の回転
軸を含む状態で基準画像からの正反射光を検出し、この
正反射光の検出結果から低画像濃度領域での基準画像の
画像濃度を正確に算出できるとともに、基準画像の画像
濃度が高いときに、該光軸を含む平面が像担持体の回転
軸を含まない状態で基準画像からの乱反射光を検出し、
この乱反射光の検出時にその検出光の中に正反射光が混
入しにくいことにより、乱反射光の検出結果から高画像
濃度領域での基準画像の画像濃度を正確に算出できるよ
うになるので、低画像濃度領域から高画像濃度領域にわ
たって適正な画像形成プロセス条件の設定の変更ができ
るようになるという効果がある。

【００３８】更に、請求項１乃至４の発明によれば、像
担持体の回転軸に略平行であって、かつ像担持体表面か
ら離間した位置に設定された軸を中心に、照射する光及
び受光する光の光軸を、該光軸の像担持体表面との交点
が像担持体上の基準画像の形成位置に追従するように回
転させていることにより、複数組の光照射手段及び光検
出手段を設ける必要なく、像担持体上の一つの基準画像
からの正反射光及び乱反射光を正確に検出できるように
なるという効果がある。

【００３９】特に、請求項３の発明によれば、上記照射
する光及び上記受光する光の光軸の上記像担持体表面と
の交点と、上記光照射手段及び上記光検出手段との距離
が、上記第１の位置及び上記第２の位置で略等しいこと
により、両位置での光照射手段の光出射位置から像担持
体上の基準画像を介して光検出手段の受光位置までの光
路長が略等しくなり、該第２の位置での乱反射光の検知
能力を、該第１の位置での正反射光の検知能力と略同じ
にすることができるので、高画像濃度領域での基準画像
からの乱反射光をより正確に検出できるようになるとい
う効果がある。

【００４０】また特に、請求項４の発明によれば、上記
駆動手段による光照射手段及び光検出手段の駆動時に、
上記基準画像からの反射光を連続的に検出し、その連続
的に検出した多数の検出データを用いて、基準画像の画
像濃度のより正確な算出ができるので、より適正な画像
形成プロセス条件の設定の変更ができるようになるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る光学センサの概略構成図。

【図２】従来の光学センサの出力電圧とトナー付着量と
の関係を示す特性図。

【図３】実施例に係る複写機の概略構成を示す正面図。

【図４】（ａ）は光学センサの回転角度θの説明図。
（ｂ）は光学センサの出力電圧と回転角度θとの関係を
示す特性図。

【図５】（ａ）は負の回転角度における光学センサ及び
感光体の正面図。（ｂ）は同光学センサ及び感光体の側
面図。

【図６】（ａ）は回転角度θ＝０における光学センサ及
び感光体の正面図。（ｂ）は同光学センサ及び感光体の
側面図。

【図７】（ａ）は正の回転角度における光学センサ及び
感光体の正面図。（ｂ）は同光学センサ及び感光体の側
面図。

【図８】変形例に係る光学センサの概略構成図。

【図９】同光学センサの出力電圧とトナー付着量との関
係を示す特性図。

【符号の説明】

４ 帯電器 ５ 感光体 ５ａ 感光体の回転軸 ５ｂ 基準画像 ６ 現像装置 ７ 光学センサ ９ 制御部 １０ 基準パターン １１ 軸 １２ エアーダンパー １３ 支持板 １４ 回転軸 １５ バネ ７１ 発光素子 ７１ａ 照射する光の光軸 ７２ 受光素子 ７２ａ 受光する光の光軸 ７３ 保持部材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−322759（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−209470（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−280869（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−210370（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 G03G 15/08 G03G 21/00 G03G 21/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸を中心に所定の曲率で移動する像担
   持体上に形成した基準画像に光を照射し、該基準画像か
   ら反射した光を受光して検出し、その検出結果に基づい
   て、画像形成プロセス条件の設定を変更する画像形成方
   法において、 該照射する光及び該受光する光の光軸の該像担持体表面
   との交点が、該像担持体の回転に伴って移動する該像担
   持体上の基準画像の形成位置に追従し、該光軸を含む平
   面が該像担持体の回転軸を含む状態と、該光軸を含む平
   面が該像担持体の回転軸を含まない状態とで、該基準画
   像からの反射光を検出するように、該像担持体の回転軸
   に略平行であって、かつ該像担持体表面から離間した位
   置に設定された軸を中心に、該照射する光及び該受光す
   る光の光軸を回転させることを特徴とする画像形成方
   法。
2. 【請求項２】回転軸を中心に所定の曲率で移動する像担
   持体上に基準画像を形成する基準画像形成手段と、該像
   担持体上に形成した基準画像に光を照射する光照射手段
   と、該基準画像から反射した光を受光して検出する光検
   出手段と、該光検出手段の検出結果に基づいて、画像形
   成プロセス条件の設定を変更する設定変更手段とを備え
   た画像形成装置において、 該光照射手段及び該光検出手段を、該照射する光及び該
   受光する光の光軸を含む平面が該像担持体の回転軸を含
   む第１の位置と、該光軸を含む平面が該像担持体の回転
   軸を含まない第２の位置とに移動可能に構成し、 該像担持体の回転軸に略平行であって、かつ該像担持体
   表面から離間した位置に設定された軸を中心に、該照射
   する光及び該受光する光の光軸が回転し、該光軸の該像
   担持体表面との交点が、該像担持体の回転に伴って移動
   する該像担持体上の基準画像の形成位置に追従し、該第
   １の位置と該第２の位置とで該基準画像からの反射光を
   検出するように、該光照射手段及び該光検出手段を駆動
   する駆動手段を設けたことを特徴とする画像形成装置 。
3. 【請求項３】上記照射する光及び上記受光する光の光軸
   の上記像担持体表面との交点と、上 記光照射手段及び上
   記光検出手段との距離が、上記第１の位置及び上記第２
   の位置で略等しいことを特徴とする請求項２の画像形成
   装置。
4. 【請求項４】上記駆動手段による光照射手段及び光検出
   手段の駆動時に、上記基準画像からの反射光を連続的に
   検出し、その連続的な検出結果に基づいて画像形成プロ
   セス条件の設定を変更するように上記設定変更手段を構
   成したことを特徴とする請求項２の画像形成装置。