JPH04267269A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真装置等の画像形
成装置に関し、特には感光体等の像担持体に基準トナー
像を形成し、このトナー像の濃度を検出して像形成条件
を制御するようにした画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真装置等の画像形成装置
においては感光体上のトナー像の濃度を検出する検出手
段として、特定波長の光をトナー像に照射し、この反射
光量を検出することでトナー像の濃度を検出するものが
知られている。この検出方法について図４（ａ），（ｂ
）を用いて簡単に説明する。

【０００３】図４（ａ）に示すように、感光体１を矢印
Ｃ方向へ回転移動させながら、まず帯電器２で所望の電
位に帯電し、次に図４（ｂ）に示すような基準トナー像
８に対応する像露光９を行う。この露光によって得られ
た静電潜像は現像器３によって、公知の２成分現像剤あ
るいは１成分現像剤によってトナー像８へと現像される
。次に、このトナー像８は光センサー６，７の位置へと
移動する。

【０００４】ここで、ＬＥＤランプ等の発光源６からの
光をトナー像８に照射し、トナー像８からの反射光を受
光素子７で受け、トナー像８の濃度を検出する。濃度を
検出されたトナー像８はさらに回転を続けクリーニング
手段５で感光体上から除去される。そして次回のトナー
像の濃度検出、あるいは通常画像形成モードに備えるこ
ととなる。尚、４ａは不図示のシート材に感光体１から
の像を転写する転写帯電器、４ｂはシート材を感光体１
から分離する分離除電器、１２は前露光光源である。

【０００５】このようにして得られたトナー濃度をもと
にして、現像器３内のトナー濃度や現像バイアス、帯電
器の帯電電位、露光量等の電子写真装置内における作像
条件を制御することが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかし、上記のよ
うな光学的手段によって感光体上のトナー濃度を検出し
ようとした場合、光源６又は受光素子７と感光体１の表
面との距離が変動すると、距離の２乗に従ってこの検出
濃度が変動してしまうことになる。このような問題を解
決する為には、感光体１自体の真円度を高めるだけでな
く、この感光体１を回転させる為の駆動軸、ギア等の機
械部品の精度を高める必要があり、実質上、光源６、受
光素子７と感光体１との距離を精度よく完全に一定に保
つことが困難であり、トナー濃度を正確に検出すること
自体が難しいという問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点に
鑑みなされたもので、その目的は像担持体上に形成され
る所定パターンの基準トナー像の濃度を正確に検出する
ことができる画像形成装置を提供することにある。

【０００８】即ち、上記目的を達成する本発明は、回転
可能な円筒部材上に像担持層を有する像担持体に対して
所定パターンの基準トナー像を形成し、この基準トナー
像の反射濃度の検出結果に応じて像担持体に対する像形
成条件を制御する画像形成装置において、前記所定パタ
ーンの基準トナー像を、前記円筒部材の周長を偶数等分
する像担持体上の位置に偶数個形成し、それぞれの基準
トナー像の反射濃度を検出手段によって検出し、その検
出値の平均を前記トナー像の濃度と判定して像形成条件
を制御することを特徴とするものである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００１０】図１は本発明の実施例を示す電子写真複写
機の概略を示している。

【００１１】原稿台ガラス１１の下面の例えば非画像領
域に、本発明に係わるトナー濃度測定用の一定濃度のパ
ターン画像Ａ及びＢが距離Ｌだけ離れて設けられている
。この距離Ｌは感光体ドラム１の基材となる円筒部材の
周長の二等分に対応するものであり、感光体ドラム１は
この円筒部材上に像担持層としての光導電層を有して構
成される。

【００１２】これらＡ，Ｂのパターン画像を用いて感光
体ドラム１上のトナー濃度を測定する場合は次の通りで
ある。

【００１３】まず、感光体ドラム１が矢印Ｄ方向に回転
を始める。公知の電子写真法に従って帯電器２により感
光体ドラム上を一様に帯電する。次に、上記感光体ドラ
ム１の回転に伴って感光体ドラムの周速度と同じ速度で
光学系１３が移動し、まずパターン画像Ａに対応する光
像が露光され、静電潜像となる。そして、この潜像が現
像器３にて基準トナー像Ａ´とされる。図２に示すよう
に、このトナー像Ａ´は感光体ドラム１の回転に伴って
発光源と受光部からなる光検出素子１０の位置迄移動し
、ここで光検出素子内の発光源からの光を受け、この光
の反射光量が受光部にて検出されて濃度信号に対応する
電流値あるいは電圧値として出力される。この際、予め
、このトナー像Ａ´が出力されている場所の感光体ドラ
ム１からの反射光レベルを知っておくことは、トナー像
のみの出力レベルを知る上ではより好ましい方法と言え
る。

【００１４】ところでトナー像Ａ´が光検出素子１０の
対向位置に移動する間、前述の光学系１３はさらに移動
し、トナー像Ａ´から感光体ドラム１の丁度半周の距離
Ｌだけ離れた位置のパターン画像Ｂに対応する光像の露
光を行い、静電潜像を形成する。この潜像もトナー像Ａ
´と同様に現像器３で現像され、基準トナー像Ｂ´とな
り、光検出素子１０によりその濃度が検出されることと
なる。

【００１５】このようにして検出された基準トナー像Ａ
´及びＢ´の濃度は図２に示すようにＡ／Ｄコンバータ
１０１で２値信号とされ、メモリー１０２内にて加算さ
れ、その平均値を真のトナー濃度として判定し、予め記
憶しておいた適正値と比較される。この比較結果に従っ
て、トナーの補給、現像バイアス電圧、帯電電圧、露光
量等の像形成条件をＣＰＵからの指令によって制御する
ことが可能となる。

【００１６】以上簡単に本発明のトナー濃度検出動作に
ついて述べたが、本発明で濃度検出が可能なトナーは、
特定波長領域の光に対して吸収、あるいは反射する材質
からなっており、かつ吸収タイプのトナーの場合は、ト
ナー像が形成される感光体ドラム自体が前述の光に対し
てトナーに比べ吸収率が劣っているか、又は反射タイプ
が良い。又、トナーが前述の光に対して反射タイプの場
合、感光体ドラムはより反射率が劣るか、吸収タイプで
あることが良い。さらに、前述のトナーと感光体ドラム
が光に対し、反射型又は吸収型の場合について詳述する
ならば、トナーの反射、吸収いづれかの特性が感光体ド
ラムのそれに対して、１．５倍以上あることが好ましい
。

【００１７】次に、本発明に用いられる光検出センサー
について述べると、このセンサーは感光体ドラム１上に
光を照射する発光源と、この光の感光体及びトナーから
の反射光を受け、その光量を電流値あるいは電圧値とし
て出力することが可能なフォトダイオード、フォトトラ
ンジスタ、これに電荷結合素子を組み合せたもの等の受
光部とを有する光センサーが用いられる。また、発光源
はハロゲンランプ、タングステンランプ等の広域波長の
可視光源、ＬＥＤ、半導体レーザー等の狭域波長の光源
を、それぞれ用いるトナーや感光体の分光特性に応じて
選択すれば良い。また、必要に応じて、カラーフィルタ
ー等を用いて必要以外の波長の光をカットしても何ら問
題はない。

【００１８】また、トナー濃度の検出方法としては図３
（ａ）に示すごとく、直接光が入らないよう遮光板３１
でおおわれた発光源６からの光をトナー像８に照射し、
この乱反射光を受光センサー７で検出する散乱光検出方
法や、図３（ｂ）のように、同様に遮光板３１で遮光さ
れた光源６からの光をトナー像８へ照射し、その正反射
光成分も検出する検出方法のどちらとも検出方法として
採用することが可能である。

【００１９】次に、本発明に従った実験例について述べ
る。

【００２０】トナーにポリエステル樹脂をバインダーと
して、カーボンの微粒子を内添した体積平均粒径８μｍ
、粉砕法による不定形の黒色トナーを用い、感光体ドラ
ムにポリカーボネイト樹脂をバインダーとする有機感光
体層を直径８０ｍｍの円筒ドラム上に形成したものを用
いた。また、光検出センサー１０に発光源に波長９８０
ｎｍのＬＥＤ、受光センサーにフォトトランジスタを用
いた。測定法は図３（ａ）の散乱光測定方法を採用した
。

【００２１】まず、図１，２に従って、同一トナー濃度
のパターン画像２個を円筒ドラムの周長の半周分ずらし
て形成し、２個のトナー濃度の平均値を求め、次に、パ
ターン画像を形成する位置を円筒ドラム１／４周分ずら
して同様の測定を行った。前者と後者の値を比較したと
ころ、測定値の差は測定濃度に対して約１％以下であっ
た。

【００２２】これに対し、比較例として実験例と同様の
条件で、但し、出力するパターン画像を１個のみとして
、１回目の測定を行い、次に円筒ドラムの１／４周分だ
け形成位置をずらして、２回目の測定を行い両者の濃度
差とその変動率をみたところ、約１０％以上の差があっ
た。

【００２３】以上の実験例、比較例に対し、光検知素子
と感光体ドラム表面との距離を測定した所、感光体ドラ
ムを１／４周ずらすことで約５％の距離変動があり、本
発明が実行されることによりこの距離による変動差が未
然に除かれたことが確認された。

【００２４】ところで、前述した実施例は感光体ドラム
の真円度が高く真円に近いものであるが、回転軸が中心
からずれている場合、即ち偏心している場合に対する対
策を示したが、例えば回転軸が中心にあって偏心してい
ないにもかかわらず、感光体ドラムの基材となる円筒部
材の真円度が低く、長円である場合には円筒部材の周長
を４等分するようにして４ヶ所に基準トナー像を出力す
ることがトナー濃度を正確に測定する為に好ましい形態
となる。実施に当っては、図１の原稿台ガラスのパター
ン画像を４ヶ所等間隔に設ければアナログ方式の複写機
においては十分である。また、図１の状態で光学系の移
動速度を速め、感光体ドラムが１回転する間に２回の走
査を行っても濃度検出が可能である。尚、回転軸のずれ
や円筒部材の長円の両者を考慮する必要があるときには
必要に応じて形成するパターン画像を増加させて対応す
れば良い。

【００２５】ところで、図１の実施例ではパターン画像
を原稿台ガラスの下面の非画像領域に配設したが、これ
に限らずパターン画像を移動可能とし、トナー濃度の測
定モードのときにおいて適宜原稿台ガラスの画像領域に
移動させるような構成にしても良い。

【００２６】また、前述実施例ではアナログ方式の複写
機について説明したが、レーザー等の光を用いて潜像形
成を行う画像形成装置の場合には感光体ドラムの回転に
合わせて必要なタイミングでレーザー光のＯＮ−ＯＦＦ
制御を実行し、所定パターンの潜像を形成した後、これ
を現像して基準トナー像を形成すれば良い。

【００２７】また、出力するパターン画像の濃度レベル
は、前述実施例の如く１つのレベルだけではなく、複数
の濃度レベルのパターン画像を出力しても何ら問題はな
い。ただし、この場合においても、それぞれの濃度レベ
ルのパターン画像について本発明に沿うように偶数個出
力し、その平均を取ることで目的は達成される。

【００２８】また、本実施例では単色の画像形成装置に
ついて説明したが、フルカラー画像の形成が可能な多色
画像形成装置に対して、その各色現像剤の濃度検出に本
発明を適用できることは勿論である。

【００２９】さらに、本発明の像担持体としては本実施
例のようなドラム形状のものに限らず、少なくとも２つ
の円筒部材間に張設されたベルト形状のものにも適用で
きる。この場合、ベルトの支持体となる円筒部材に対向
する位置で基準トナー像の濃度を検出するときに本発明
は有効である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、像
担持体上のトナー像の濃度をより正確に検出することが
可能となり、像担持層を有して回転移動する円筒部材が
偏心したり、真円度が低かったりして、検出手段と円筒
部材間の距離に変動があっても、理想的な検出が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置の概略図で
ある。

【図２】基準トナー像の濃度検出方法を説明する説明図
である。

【図３】光検出センサーの詳細を説明する概略図である
。

【図４】従来例の画像形成装置におけるドラム上のトナ
ー濃度検出方法を説明する概略図である。

【符号の説明】

１　　像担持体 ６，７，１０　　検出手段 Ａ´，Ｂ´　　基準トナー像

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転可能な円筒部材上に像担持層を有
   する像担持体に対して所定パターンの基準トナー像を形
   成し、この基準トナー像の反射濃度の検出結果に応じて
   像担持体に対する像形成条件を制御する画像形成装置に
   おいて、前記所定パターンの基準トナー像を、前記円筒
   部材の周長を偶数等分する像担持体上の位置に偶数個形
   成し、それぞれの基準トナー像の反射濃度を検出手段に
   よって検出し、その検出値の平均を前記トナー像の濃度
   と判定して像形成条件を制御することを特徴とする画像
   形成装置。