JPH05107836A

JPH05107836A - フオトセンサ感度自動調整方法

Info

Publication number: JPH05107836A
Application number: JP3293656A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Hama; 英隆浜
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-10-14
Filing date: 1991-10-14
Publication date: 1993-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真装置における用紙剥離不良検知用フ
ォトセンサの感度を、ユーザーが必要とする任意の時
に、自動的に調整できるようにすること。【構成】感光体ドラム１の表面と用紙表面の乱反射率
の差に基き感光体ドラム１からの用紙剥離不良を検知す
る機構におけるフォトセンサ感度自動調整方法におい
て、複数色の画像形成が可能な感光体ドラム１の表面に
カラートナーのパッチパターンＰ_CTを形成する。そし
て、該パッチパターンＰ_CTからの反射光をフォトセンサ
１０の感度調整の基準として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数色の画像形成が可
能なレーザープリンタ、複写機等の電子写真装置におい
て、用紙剥離不良検知機構に使用するフォトセンサの感
度自動調整方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、電子写真装置の構造を示す図で
ある。図において、１は感光体ドラム、２は露光部、３
は現像機、５はチャージコロトロン、６は転写コロトロ
ン、７はデタックコロトロン、８はストリップフィンガ
ー、９はクリーナー、１０はフォトセンサ、１１は検知
回路、１２はＣＰＵ、１３はペーパーパスである。

【０００３】感光体ドラム１は、図の矢印方向に回転し
ており、チャージコロトロン５で表面に電荷が与えら
れ、帯電する。帯電した感光体ドラム１の表面に、露光
部２からの露光により画像を描く。この露光により、該
画像部分の電荷は中和させられる。現像機３で、感光体
ドラム１表面の電荷と同じ極性に帯電されたトナーを、
先に電荷を中和した画像部分に付着させ、トナー像を形
成する。一方、用紙をペーパーパス１３に沿って送り、
転写コロトロン６で、トナーが有する電荷と異なる極性
の電荷を用紙に与えて、感光体ドラム１上のトナー像を
用紙に転写する。

【０００４】転写後、用紙は転写時に与えられた電荷の
静電力によって感光体ドラム１に密着し、そのままでは
感光体ドラム１から分離しない。そこで、デタックコロ
トロン７で交流電界を掛けることにより、用紙を感光体
ドラム１から剥離させる。さらに、デタックコロトロン
７で完全に剥離しきれないものがあった場合は、ストリ
ップフィンガー８により、機械的に剥取る。

【０００５】しかし、それでも、用紙が感光体ドラム１
に付着したまま、ストリップフィンガー８との間を通り
抜けてしまうことがある。そうなると、後段にあるクリ
ーナー９に取り込まれたりして、故障の原因となる。そ
こで、フォトセンサ１０により、用紙の有無を検知する
ことによって、用紙剥離不良の検知を行い、剥離不良が
検知された場合は感光体ドラム１の回転を停止させると
共に、剥離不良が生じたことを表示させるようにしてい
る。

【０００６】次に、その用紙剥離不良検知機構について
説明する。図６は、従来の用紙剥離不良検知機構のブロ
ック図である。符号は図５のものに対応し、１０─１は
発光部、１０─２は受光部である。フォトセンサ１０
は、感光体ドラム１の軸方向に対して所定の角度をもっ
て取り付けられている。

【０００７】感光体ドラム１表面に何もなくクリーンな
場合は、発光部１０─１から照射された光は、感光体ド
ラム１の表面でほぼ全反射されて、受光部１０─２では
光は検知されない。しかし、感光体ドラム１からの用紙
剥離が不良となり、用紙が感光体ドラム１に付着された
ままフォトセンサ１０の位置まで来たときは、発光部１
０─１からの光は用紙の表面で乱反射され、その一部が
受光部１０─２で検知される。受光部１０─２の検知信
号は、検知回路１１で増幅され、それがある一定電圧を
越えていれば用紙剥離不良として検知される。検知回路
１１から用紙剥離不良検知信号が出たら、ＣＰＵ１２は
感光体ドラム１の回転を停止させるとともに、用紙剥離
不良の表示をさせるように指令を出す。

【０００８】従来の用紙剥離不良検知はこのようにして
行われているので、用紙が剥離されないで残っていた
ら、それを確実に検知すると共に、用紙が剥離されてド
ラム上に無い場合には誤検知をすることがないよう、フ
ォトセンサ１０の感度を常に適正に調整しておく必要が
ある。

【０００９】次に、このような用紙剥離不良検知機構に
おける、従来のフォトセンサ感度調整方法について説明
する。フォトセンサ１０の感度は検知回路１１のゲイン
を増減することによって調整する。図７は、従来のもの
における検知回路のゲインとセンサ出力の関係を示す図
である。この場合、検知回路のゲインとは、図６の検知
回路１１に内蔵された増幅器のゲインのことであり、ま
た、センサ出力とは、フォトセンサ１０からの信号を上
記増幅器で増幅した出力電圧のことである。直線Ｄは、
感光体ドラム１の表面に何もなくクリーンな状態のとき
のゲインとセンサ出力との関係を示しており、直線Ｐ
は、用紙をフォトセンサ１０の位置に挿入したときのゲ
インとセンサ出力との関係を示している。用紙に光を照
射した場合の方が乱反射率が大であるので、同じゲイン
であってもセンサ出力は大となる。したがって、直線Ｄ
の傾きより直線Ｐの傾きの方が大きくなる。なお、両者
ともゲインに比例し、センサ出力は大きくなる。

【００１０】感度の調整手順は次の通りである。 …用紙が剥離されたか否かの判断基準として用いるス
レッシホールド電圧Ｖ_THを、適当な値に設定する。そし
て、感光体ドラム１をクリーン面にして検知回路１１の
ゲインを最小値から徐々に上げていく。そして、センサ
出力がスレッシホールド電圧Ｖ_THと等しくなるゲインＧ
_Dを求める。 …用紙をフォトセンサ１０からの光が照射される位置
に付着させ、検知回路１１のゲインを再び最小値から徐
々に上げていく。そして、センサ出力がスレッシホール
ド電圧Ｖ_THと等しくなるゲインＧ_Pを求める。Ｇ_P〜Ｇ
_Dの範囲が、ゲインのコントロール範囲Ｇ_CONTとなる。
なぜなら、この範囲の外側に属する値をゲインとした場
合、検知が不可能となるからである。例えば、Ｇ_Pより
小さい値に調整してしまった場合、用紙が付着していて
もフォトセンサ出力はＶ_THより小であるから、用紙が付
着しているとの検知信号は出て来ず、検知できない。 …で求めたゲインＧ_D,Ｇ_Pに基づいて、誤検知マ
ージンＭ_D,Ｍ_Pやセンサの汚れによるセンサ出力の低下
を考慮して、最適のゲインＧ_Aを決定する。センサの汚
れによるセンサ出力の低下は、感光体ドラム１上に用紙
がある場合の方がクリーン面の場合より大きく現れるの
で、マージンＭ_PをマージンＭ_Dより大きく取るように
する（ゲインＧ_Aをある値に設定したときのマージンＭ
_D,Ｍ_Pは、直線Ｐ，Ｄ上のＧ_Aに対応する値とＶ_THとの
差を取ることによって、求めることができる）。このよ
うにして、最適のゲインＧ_Aを決定した後、手動で検知
回路１１のゲインをＧ_Aに設定する。

【００１１】しかし、この方法では、ゲインＧ_Pを求め
る際に、用紙を手作業でわざとフォトセンサ１０の位置
に挿入しなければならず、また、検知回路１１のゲイン
の設定も手動で行っており、フォトセンサの感度調整を
自動的に行うことは困難であった。

【００１２】これに対して、用紙をフォトセンサ１０の
位置に挿入する必要が無く、かつ、用紙剥離不良検知の
基準値を自動的に設定する方法として、特開昭６０─３
６６９号公報に示されるものがある。図８は、そのフォ
トセンサ感度自動調整方法を示す図である。符号は、図
５に対応し、１─１は基準色部である。基準色部１─１
は、感光体ドラム１の一端に用紙の光の反射率とほぼ等
しい塗料（例えば白色塗料）を塗るか、あるいは、紙を
巻き付けて形成する。

【００１３】この方法は、装置の組み立て時やメンテナ
ンス時等、感光体ドラム１を装置の所定部分に取り付け
挿入する時に、感光体ドラム１に形成された基準色部１
─１からの反射光に基づいて、フォトセンサ１０の用紙
剥離不良検知の基準値を決めるものである。

【００１４】図９は、その検知回路の回路図である。符
号は、図５に対応し、１５は電圧比較器、１９はＡ／Ｄ
変換回路、２０はＤ／Ａ変換回路である。この検知回路
１１における基準値Ｖ_Bの決め方は、次のようにして行
う。すなわち、感光体ドラム１を新しいものと交換する
とき、フォトセンサ１０を動作状態にしておき、基準色
部１─１がフォトセンサ１０の位置を通過する時、基準
色部１─１からの反射光を検知する。その検知信号を複
数のタイミングで読み取って、Ａ／Ｄ変換回路１９でＡ
／Ｄ変換し、ＣＰＵ１２に入力する。ＣＰＵ１２では、
各タイミングで入力された値の平均値を算出し、Ｄ／Ａ
変換回路２０に信号を与えて、所定の割合で上記平均値
より少し低い値となるような電圧を基準値Ｖ_Bとして出
力させる。つまり、基準値Ｖ_BはＣＰＵによって自動的
に出力される。この出力は、不揮発性メモリ等からなる
ラッチ（図示せず）によって、電源を切った後も保持さ
れる。そして、それ以後の用紙剥離不良検知は、この基
準値Ｖ_Bを基準にして行われる。なお、基準値Ｖ_Bを決
める際、感光体ドラム１の表面に用紙が付着している状
態を基準色部１─１で模擬するので、用紙をフォトセン
サ１０の位置に手作業でわざと挿入する必要はなくな
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の技術には、感度を調整できる時期が、サービス
マンが感光体ドラム１を交換する時に限られるという問
題点があった。本発明は、このような問題点を解決する
ことを課題とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、感光体ドラムの表面と用紙表面の乱反
射率の差に基き感光体ドラムからの用紙剥離不良を検知
する機構におけるフォトセンサ感度自動調整方法におい
て、複数色の画像形成が可能な感光体ドラムの表面にカ
ラートナーのパッチパターンを形成し、該パッチパター
ンからの反射光をフォトセンサの感度調整の基準として
用いることとした。

【００１７】

【作用】フォトセンサの感度調整の基準として、用
紙や白色塗料を用いる代わりに、感光体ドラムの表面に
形成したカラートナーのパッチパターンを用いるように
したことにより、用紙をフォトセンサの位置にわざと挿
入する等という手作業は不要となり、全て自動的に行う
ことができる。また、感度調整は、感光体ドラムを交換
する時に限らず、必要なときはいつでも行うことができ
る。更に、フォトセンサの感度調整を行う際に、ゲイン
の調整範囲の広さを所定値と比べることにより、フォト
センサの汚れ検知を行うこともできる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明が適用される電子写真装置
の構造を示す図である。符号は、図５及び図６のものに
対応し、４はカラー現像機であり、Ｐ_CTはカラートナー
パッチパターンである。このように、本発明は、少なく
とも１つのカラー現像機を有する電子写真装置に適用す
るものである。そして、感光体ドラム１上に、カラー現
像機４によってカラートナーパッチパターンＰ_CTを形成
し、それからの乱反射光をフォトセンサの感度調整の基
準として用いるものである。

【００１９】図２は、本発明における検知回路のゲイン
とセンサ出力の関係を示す図である。直線Ｄ及び直線Ｐ
は、図７のものに対応し、直線Ｔは、感光体ドラム１の
表面に付着させたカラートナーのパッチパターンにフォ
トセンサ１０から光を照射した場合の、ゲインとセンサ
出力の関係を示している。カラートナーの光の乱反射率
は大きく、用紙の乱反射率に近い。そのため、直線Ｔの
傾きは、紙の場合の直線Ｐの傾きに近いものとなる。本
発明は、この特性を利用する。即ち、紙に照射する代わ
りにカラートナーパッチパターンに照射して、感度調査
を行う。カラートナーパッチパターンは自動的に描かせ
ることができるから、手作業は不要となる。

【００２０】次に、本発明によるフォトセンサの感度調
整方法を具体的に説明する。まず、感光体ドラム１がク
リーン面のときの、センサ出力がスレッシホールド電圧
Ｖ_THと等しくなるゲインＧ_Dを求めるが、その求め方
は、従来のものと同じである。続いて、従来のもので
は、用紙が感光体ドラム１上にあるときの、センサ出力
がスレッシホールド電圧Ｖ_THと等しくなるゲインＧ_Pを
求めたが、本発明の方法では、それは求めない。その代
わりに、カラー現像機４により感光体ドラム１上に形成
したカラートナーパッチパターンＰ_CTに対するセンサ出
力が、スレッシホールド電圧Ｖ_THと等しくなるゲインＧ
_Tを求める。図７のＧ_CONTについて説明したのと同様の
理由により、このゲインＧ_TとゲインＧ_Dの間がゲイン
のコントロール範囲Ｇ_CONTとなる。

【００２１】コントロール範囲Ｇ_CONT内であれば、ゲイ
ンをどこに設定しても、理論的には検知は可能である。
しかし、ゲインＧ_DやゲインＧ_Tの付近では、回路素子
の特性のバラツキ等により、検知もれや誤検知をするお
それがある。それを避けるためには、Ｖ_THと直線Ｔ，Ｄ
の値との間に、適正なマージンＭ_T，Ｍ_Dを取ってやる
ことが必要である。そのマージンＭ_T，Ｍ_Dの大きさ
は、センサの汚れにより経時的にフォトセンサ出力が低
下することも考慮したものでなければならない。

【００２２】センサの汚れによるフォトセンサ出力の低
下は、感光体ドラム１上に用紙がある場合の方がクリー
ン面の場合より大きく現れる。したがって、実際には、
Ｖ_THから直線Ｐの値までのマージンＭ_PをマージンＭ_D
より大きく取る必要がある。ところが、本発明では、感
光体ドラム１上に用紙を付着させた状態で、検知回路の
ゲインとセンサ出力との関係は求めないので、実際には
マージンＭ_Pは設定できない。しかし、用紙の方がカラ
ートナーより乱反射率が高いので、常に直Ｐは直線Ｔよ
り上にあり、マージンＭ_PはマージンＭ_Tより大きくな
る。したがって、少なくともマージンＭ_TがマージンＭ
_Dと等しくなるように設定すれば、必ずマージンＭ_Pは
マージンＭ_Dより大きくなる。したがって、例えば、Ｍ
_T＝Ｍ_DとなるようなゲインＧ_Aに調整してやれば、誤
検知等のために充分なマージンがとれるばかりでなく、
センサ汚れに起因する出力低下にも備えることができ
る。

【００２３】次に、マージンＭ_TとマージンＭ_Dとが等
しくなるゲインＧ_Aの算出式を示す。センサ出力をＶ
（変数）、ゲインをＧ（変数）とし、直線Ｔと直線Ｄを
式で表すと、それぞれ次のようになる。Ｖ＝（Ｖ_TH／Ｇ_T）・Ｇ（１）Ｖ＝（Ｖ_TH／Ｇ_D）・Ｇ（２）（１），（２）式にＧ_Aを代入して、Ｍ_T，Ｍ_Dを求め
ると、Ｍ_T＝（Ｖ_TH／Ｇ_T）・Ｇ_A−Ｖ_TH Ｍ_D＝Ｖ_TH−（Ｖ_TH／Ｇ_D）・Ｇ_A Ｍ_T＝Ｍ_Dとなるようにするから、（Ｖ_TH／Ｇ_T）・Ｇ_A−Ｖ_TH＝Ｖ_TH−（Ｖ_TH／Ｇ_D）・
Ｇ_A これを整理すると、（１／Ｇ_T＋１／Ｇ_D）・Ｇ_A・Ｖ_TH＝２Ｖ_TH 両辺のＶ_THを消去してＧ_Aを求めると、Ｇ_A＝２Ｇ_T・Ｇ_D／（Ｇ_T＋Ｇ_D）（３）となる。これがＧ_Aの算出式である。この（３）式に、
当初求めていたゲインＧ_TとゲインＧ_Dとを代入し、調
整の目標値であるゲインＧ_Aを求めることができる。

【００２４】また、コントロール範囲Ｇ_CONTの広さを調
べることにより、フォトセンサ１０の汚れ具合を検知す
ることができる。フォトセンサ１０の汚れ検知には、ゲ
インのコントロール範囲Ｇ_CONTの大きさが、フォトセン
サ１０の汚れの度合いに応じて変化することを利用す
る。すなわち、フォトセンサ１０が汚れてくると、セン
サ出力はその分低下する。そして、低下する度合いは、
ドラムクリーン面のときよりカラートナーが付着されて
いる方が大きいので、フォトセンサ１０が汚れるに従っ
て、図２の直線Ｔの傾きが小さくなり、直線Ｄに近づい
てくる。その結果、ゲインＧ_TはゲインＧ_Dに近づき、
その分コントロール範囲Ｇ_CONTが狭くなる。したがっ
て、このコントロール範囲Ｇ_CONTの大きさの変化をみる
ことによって、トセンサ１０の汚れ具合を知ることがで
きる。具体的には、Ｇ_CONTを所定の基準値（Ｇ_K）と比
べて、それより小であれば汚れていると判定する。

【００２５】次に、検知回路１１の具体例を説明する。
図３は、検知回路１１の回路図である。符号は図１に対
応し、１４は増幅器、１５は電圧比較器、１６はＤ／Ａ
変換回路、１７はトランジスタ、１８はフォトカプラで
ある。フォトセンサ１０から入力された信号は増幅器１
４で増幅されてから電圧比較器１５に入力される。そし
て、その電圧が電圧比較器１５のスレッシホールド電圧
Ｖ_THを越えたとき、電圧比較器１５の出力電圧が反転す
る。それを検知信号としてＣＰＵ１２に送る。増幅器１
４のゲインは、フォトカプラ１８によって調整される
が、該フォトカプラ１８は、ＣＰＵ１２からの指令によ
り、Ｄ／Ａ変換回路１６及びトランジスタ１７を介して
制御される。

【００２６】図４は、フォトセンサ感度自動調整シーケ
ンスフローチャートである。ステップ１…ＣＰＵ１２は、Ｄ／Ａ変換回路１６に信号
を与えて、トランジスタ１７のベース電圧を最小にし、
フォトカプラ１８の出力抵抗を最大にする。それによっ
て、増幅器１４のゲインを最小値にセットする。ステップ２…感光体ドラム１を、付着するものが何もな
いクリーンな状態にして回転させる。ステップ３…ＣＰＵ１２からの指令により、増幅器１４
のゲインを増加させてゆく。ステップ４…電圧比較器１５から検知信号が出力された
か否かを判断し、検知信号が出力されなければ、ステッ
プ３に戻って検知回路１１のゲインの上昇を継続する。
検知信号が出力されたなら、次のステップ５に移る。ステップ５…そのときのゲインＧ_DをＣＰＵ１２に記録
する。

【００２７】ステップ６…再び、ＣＰＵ１２によって、
検知回路１１のゲインを最小値にセットする。ステップ７…ＣＰＵ１２は、感光体ドラム１を回転させ
ながら、カラー現像機４を動作させて、感光体ドラム１
上にカラートナーのパッチパターンを形成させる。ステップ８…ＣＰＵ１２からの指令により、検知回路１
１のゲインを増加させてゆく。ステップ９…電圧比較器１５から検知信号が出力された
か否かを判断し、検知信号が出力されなければステップ
８に戻って検知回路１１のゲインの上昇を継続する。検
知信号が出力されたなら次のステップ１０に移る。ステップ１０…そのときのゲインＧ_TをＣＰＵ１２に記
録する。

【００２８】ステップ１１…ゲインＧ_DとゲインＧ_Tの
差をとり、Ｇ_CONTとする。ステップ１２…Ｇ_CONTの範囲が所定値Ｇ_K以下か否かを
判断し、所定値以下であればフォトセンサ１０が汚れて
いると判断してステップ１５に移り、そうでなければス
テップ１３に移る。ステップ１３…（３）式により、ゲイン設定値Ｇ_Aを算
出する。ステップ１４…検知回路１１のゲインをＧ_Aに設定す
る。ステップ１５…ステップ１２の結果を受けて、フォトセ
ンサ１０が汚れている旨の表示をする。

【００２９】このように、感光体ドラム１上へのカラー
トナーパッチパターンの形成、及び、検知回路１１のゲ
インの調整は、ＣＰＵ１２等によって自動的に行うの
で、フォトセンサの感度調整をユーザーが任意の時に自
動的に行うことができる。

【００３０】なお、上記実施例では、ゲイン調整値Ｇ_A
の算出をＭ_T＝Ｍ_Dとなるようにして行ったが、これは
一例にすぎないことは言うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明のフォトセンサ
感度自動調整方法によれば、フォトセンサの感度調整の
基準として、感光体ドラム１の表面に任意の時に形成で
きるカラートナーのパッチパターンを用いるようにした
ので、ユーザーが必要とする時には、いつでも感度調整
をすることができるようになった。しかも、用紙をフォ
トセンサ１０の位置にわざと挿入する等の手作業は不要
であり、全て自動的に行うことができる。また、上記ゲ
インＧ_DとゲインＧ_Tの差を基準として行うフォトセン
サの汚れ検知機能を付加すれば、フォトセンサの感度調
整を行う際に、同時にフォトセンサの汚れ検知を行うこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される電子写真装置の構造を示
す図

【図２】本発明における検知回路のゲインとセンサ出
力の関係を示す図

【図３】検知回路の回路図

【図４】フォトセンサ感度自動調整シーケンスフロー
チャート

【図５】電子写真装置の構造を示す図

【図６】用紙剥離不良検知機構のブロック図

【図７】従来のものにおける検知回路のゲインとセン
サ出力の関係を示す図

【図８】従来のフォトセンサ感度自動調整方法を示す
図

【図９】従来の検知回路の回路図

【符号の説明】

１…感光体ドラム、１─１…基準色部、２…露光部、３
…現像機、４…カラー現像機、５…チャージコロトロ
ン、６…転写コロトロン、７…デタックコロトロン、８
…ストリップフィンガー、９…クリーナー、１０…フォ
トセンサ、１０─１…発光部、１０─２…受光部、１１
…検知回路、１２…ＣＰＵ、１３…ペーパーパス、１４
…増幅器、１５…電圧比較器、１６…Ｄ／Ａ変換回路、
１７…トランジスタ、１８…フォトカプラ、１９…Ａ／
Ｄ変換回路、２０…Ｄ／Ａ変換回路、Ｐ_CT…カラートナ
ーパッチパターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体ドラムの表面と用紙表面の乱反射
率の差に基き感光体ドラムからの用紙剥離不良を検知す
る機構におけるフォトセンサ感度自動調整方法におい
て、複数色の画像形成が可能な電子写真装置の感光体ド
ラムの表面にカラートナーのパッチパターンを形成し、
該パッチパターンからの反射光をフォトセンサの感度調
整の基準として用いることを特徴とするフォトセンサ感
度自動調整方法。