JPH0830045A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】一つのセンサパターンで複数の情報を得ること
ができ、コピースピードを落とすことなく適正なコピー
品質の維持が可能な手段を備えた画像形成装置を提供す
る。 【構成】本発明は、像担持体１に所定の潜像パターンを
形成し、これをトナーを含む現像剤５で現像してトナー
パターン（センサパターン）を作成し、このトナーパタ
ーンを光学センサ６によって検知して、その結果によっ
てトナー濃度補給等の作像条件を制御する画像形成装置
において、前記トナーパターンが像担持体１の移動方向
に連続的に異なった条件で作られることを特徴とする。 【効果】トナーパターンが像担持体の移動方向に連続的
に異なった条件で形成され、トナーパターンの反射率等
を像担持体の移動方向に連続的に変化させることができ
るため、このパターンを光学センサで検知することによ
り、一つのパターンから複数の情報を得ることができ
る。

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、プリンタ等に応用される電子写真方式の画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、感光体表面を帯電手段により所定
電位に一様帯電し、この感光体表面に露光手段により光
像を照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を少なく
ともトナーとキャリアよりなる２成分現像剤を用いた現
像手段により現像してトナー像を形成する画像形成装置
が良く知られているが、このような２成分現像剤を用い
る現像システムでは、トナー濃度が現像特性に大きく関
与するため、現像剤中のトナー濃度を適正に維持する必
要があり、従来から多種多様の方式が提案されている
が、それらを大別すると、次の２通りに分けられる。 Ａ．トナー濃度又はその代用特性を検知し、トナー濃度
を一定にする方式。 Ｂ．現像剤の現像能力又はその代用特性を検知し、現像
能力が一定となるようにトナー濃度を制御する方式。

【０００３】Ａの方式のものとしては、例えば現像剤の
嵩密度の変化を検知するもの（特開昭４７−５４８７号
公報）、現像剤の嵩密度の変化を、透磁率→リアクタン
ス変化として検知するもの（特開昭４７−５１３８号公
報）、現像剤の体積変化を検知するもの（特開昭５０−
１９４５９号公報）、現像剤の体積変化をトルク変化に
より検知するもの（特開昭４７−６５８９号公報）、現
像剤の色変化を検知するもの（特開昭４８−６９５２７
号公報）、現像剤の電気抵抗変化を検知するもの（特開
昭４８−３８１５７号公報）、現像されたトナーのカウ
ンタチャージ（キャリアにある）による誘電電圧を検知
するようにしたもの（特開昭４８−５７６３８号、特開
昭４８−４２７３９号公報）等がある。次に、Ｂの方式
としては、例えば特開昭４８−２９４４８号公報に示さ
れるように、光導電体に左右されない荷電パターンを作
成しこれを現像した後のトナー像の濃度を光学的に検知
するようにしたものがある。

【０００４】また、像担持体に所定の潜像パターンを形
成し、これを現像してトナーパターンを作成し、このト
ナーパターンを光学センサによって検知して、その結果
によって作像条件を検知する方法も知られており、特開
昭５４−１３４６３５号公報、特開昭５８−１３９１５
８号公報、特開昭５８−１９０９６６号公報等、多くの
技術が開示されているが、これらは全てセンサパターン
が一定の作像条件で作られ、一つのパターンから一つの
情報のみが得られる。

【０００５】また、光学センサを用いて、トナー濃度と
トナー濃度以外の作像パラメータを制御するものも知ら
れており、特開昭５８−１９０９６６号公報、特開平４
−９６０７６号公報等があるが、これらは何れも一つの
パターンから一つの情報のみが得られるため、複数のパ
ラメータを制御するためには複数のパターンを作成しな
ければならない。従って、連続コピー中等に紙間で複数
パターンを作像する場合にはコピースピードが低下し、
パターンの作像間隔を長くすると、制御情報が不足し、
濃度変動が大きくなる（リアルタイムの制御にならな
い）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術では
何れも一つのパターンから一つの情報のみが得られるた
め、知りたい情報の数だけ（場合によっては、知りたい
情報の数より多くの）センサパターンを作像してこれを
検知する必要が有った。しかしながら、連続コピー中に
複数のパターンを作像する場合、その分コピー速度を低
下させ、トナーの消費もその分増えることになる。従っ
て、通常は電源投入時などの時間的余裕が有る場合には
複数のパターンを作像し、それによって帯電電位や現像
バイアスや露光量の適正値を求め、コピー中にはトナー
濃度の適正値のみを求めることなどが行われている。し
かしながら、より高品位な画像を安定して得るために
は、連続コピー中も刻々と変化する感光体の電位や適正
現像バイアス、及び現像能力（≒トナー濃度）を知る必
要がある。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、一つのパターンで複数の情報を得ることができ、
コピースピードを落とすことなく適正なコピー品質の維
持が可能な手段を備えた画像形成装置を提供することを
目的とする。また、上記目的に加え、センサパターンを
形成する際に、キャリア付着等の副作用を抑えることが
でき、またＰセンサパターンの露光量の分布（傾斜）を
簡便に作ることのできる手段を備えた画像形成装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、像担持体に所定の潜像パターン
を形成し、これをトナーを含む現像剤で現像してトナー
パターンを作成し、このトナーパターンを光学センサに
よって検知して、その結果によってトナー濃度補給等の
作像条件を制御する画像形成装置において、前記トナー
パターンが像担持体の移動方向に連続的に異なった条件
で作られることを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、ある定められた反射濃
度を持つ所定の場所（これをＰセンサパッチと呼ぶ）を
露光し、少なくとも１つのレンズを有する光学装置によ
って感光体上にＰセンサパッチ像を結像し、これをトナ
ーを含む現像剤で現像してトナーパターンを作成し、こ
のトナーパターンを光学センサによって検知して、その
結果によってトナー濃度補給等の作像条件を制御する画
像形成装置において、前記Ｐセンサパッチの反射濃度が
スキャン方向に異なっていることを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、ある定められた反射濃
度を持つ所定の場所（これをＰセンサパッチと呼ぶ）を
露光し、少なくとも１つのレンズを有する光学装置によ
って感光体上にＰセンサパッチ像を結像し、これをトナ
ーを含む現像剤で現像してトナーパターンを作成し、こ
のトナーパターンを光学センサによって検知して、その
結果によってトナー濃度補給等の作像条件を制御する画
像形成装置において、前記Ｐセンサパッチが高濃度部と
低濃度部の微小領域の混在したもので作られ、その一方
の（例えば高濃度領域の）分布密度がスキャン方向に異
なっていることを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明は、ある定められた反射濃
度を持つ所定の場所（これをＰセンサパッチと呼ぶ）を
露光し、少なくとも１つのレンズを有する光学装置によ
って感光体上にＰセンサパッチ像を結像し、これをトナ
ーを含む現像剤で現像してトナーパターンを作成し、こ
のトナーパターンを光学センサによって検知して、その
結果によってトナー濃度補給等の作像条件を制御する画
像形成装置において、前記Ｐセンサパッチ像が感光体の
移動方向に異なった照度で結像されることを特徴とす
る。

【００１２】請求項５の発明は、感光体を画素毎に露光
するデジタル光学系を有し、該デジタル光学系で感光体
上に所定の潜像パターンを形成し、これをトナーを含む
現像剤で現像してトナーパターンを作成し、このトナー
パターンを光学センサによって検知して、その結果によ
ってトナー濃度補給等の作像条件を制御する画像形成装
置において、前記トナーパターンが感光体の移動方向に
異なった条件で作られることを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１〜５の画像形成装置においては、何れ
の場合もトナーパターン（センサパターン）が像担持体
たる感光体の移動方向に連続的に異なった条件で形成さ
れるため、トナーパターン（センサパターン）の反射率
（濃度）を感光体の移動方向に連続的に変化させること
ができ、これを光学センサで検知し、その出力強度の位
置による変化や時間変化等を検出することにより、一つ
のセンサパターンから複数の情報を得ることが可能とな
る。

【００１４】ここで、トナーパターンを像担持体たる感
光体の移動方向に連続的に異なった条件で形成する手段
としては、潜像パターンの電位は略一定にして現像時の
現像バイアスを連続的に変化させる方法、請求項２のよ
うにＰセンサパッチの反射濃度をスキャン方向に異なら
せ、感光体上に形成される潜像パターンの電位を感光体
の移動方向に連続的に異ならせる方法、請求項３のよう
にＰセンサパッチを高濃度部と低濃度部の微小領域の混
在したもので作り、その一方の（例えば高濃度領域の）
分布密度をスキャン方向に異ならせ、感光体上に形成さ
れる潜像パターンの電位を感光体の移動方向に連続的に
異ならせる方法、請求項４のようにＰセンサパターン像
を感光体の移動方向に異なった照度で結像し、感光体上
に形成される潜像パターンの電位を感光体の移動方向に
連続的に異ならせる方法がある。また、請求項５のよう
にデジタル光学系で光書込を行う場合には、感光体のあ
る領域を一定の密度と強度で露光して一定電位の潜像パ
ターンを形成し、現像時の現像バイアスを連続的に変化
させる方法、潜像パターンを形成する際に各画素を像担
持体の移動方向に異なった強度で露光して潜像パターン
の電位を感光体の移動方向に連続的に異ならせる方法、
潜像パターンを形成する際に各画素を像担持体の移動方
向に異なった密度で露光して潜像パターンの電位を感光
体の移動方向に連続的に異ならせる方法等がある。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。 ［実施例１］図１は本発明の一実施例を示す画像形成装
置の概略構成を示す図であり、図中の符号１は像担持体
としての感光体、２は感光体を一様に帯電するための帯
電器、３は感光体上の画像形成領域外の不用な電荷を除
電するためのイレーサ、４は現像装置（全体構成は図示
せず）の構成部材であり感光体上に形成された静電潜像
を現像するための現像剤を担持する現像スリーブ、５は
現像スリーブに担持された少なくともトナーを含む現像
剤（例えば、トナーとキャリアからなる２成分現像
剤）、６は感光体上に形成されたトナーパターン（セン
サパターン）を検知するための光学センサ（例えば、発
光素子と受光素子とからなる反射型フォトセンサ等から
なり、トナーパターンの反射率（濃度）を検知する）、
７は現像スリーブ４に現像バイアス電圧を印加するため
の現像バイアス電源、８は感光体上に形成されたトナー
像を図示しない給紙手段により給紙された転写紙に転写
するための転写チャージャ、９は転写後の転写紙を感光
体から分離するための分離チャージャ、１０は分離後の
転写紙を定着装置（図示せず）に搬送するための搬送ユ
ニット、１１，１２はトナー像転写後の感光体を清掃す
るためのクリーニング装置のクリーニングブラシとクリ
ーニングブレード、１３はクリーニング後の感光体を除
電するためのクエンチングランプをそれぞれ示してい
る。尚、図示しないが、露光手段として原稿露光ランプ
やミラー、結像レンズ等から構成される原稿露光光学系
が設けられており、イレーサ３による除電の後、現像ス
リーブ４に到る前に、原稿露光光学系により原稿の光像
が感光体表面に結像されるようになっている。

【００１６】次に請求項１の実施例について説明する。
図１に示す構成の画像形成装置において、本実施例で
は、感光体１上に所定のトナーパターンを形成する方法
の一つとして、帯電器である一定電位に帯電された感光
体上のある領域を除いてイレーサ３により除電し、除電
されていない領域（これをセンサ潜像パターンと呼ぶ）
を現像バイアスを連続的に変化させながら現像スリーブ
４に担持された現像剤５のトナーで現像して、感光体の
移動方向に連続的にトナー付着量が変化するトナーパタ
ーンを形成する。そして、形成されたトナーパターン
（センサパターン）の反射率を光学センサ６により検出
し、その結果によって作像条件を制御する。尚、ここで
言う”連続的”とは、現像バイアスを変化させるステッ
プが十分に小さく、隣合った部分の検知電圧の平均値の
差が、各々の部分の検知電圧の標準偏差より小さいこと
を言う。

【００１７】次に、本実施例によるトナーパターンの形
成方法及び検知結果を図２に示す。図２の下段に示すよ
うに、本実施例では、潜像パターン部電位をＶS とし、
現像バイアス（現像スリーブ電位）を、ＶS の通常取り
得る値より小さなある値ＶB₁より連続的に増加させ、現
像バイアスがＶS の通常の値より大きなある値ＶB₂に成
ったところで連続的な増加を止め、ＶB₁に戻す。このと
き、トナーパターン部のトナー付着量は図２の中段のよ
うになり、光学センサ６の出力は図２の上段のようにな
る。図２の検知結果による画像形成装置の作像条件の制
御例としては、プロセス制御系は、センサ出力がある閾
値Ｖth1 以下になる時刻ｔ₁ と、ｔ₁ 以後、再び閾値Ｖ
th1 より大きくなる時刻ｔ₂ までの時間を検出し、”ｔ
₂−ｔ₁”が所定の値より大きい場合には帯電器電流を小
さくし、”ｔ₂−ｔ₁”が所定の値より小さい場合には帯
電器電流を大きくする。尚、帯電器がグリッドを持つス
コロトロンチャージャの場合は、”ｔ₂−ｔ₁”が所定の
値より大きい場合にはグリッド電圧を小さくし、”ｔ₂
−ｔ₁”が所定の値より小さい場合にはグリッド電圧を
大きくしてもよい。また、閾値Ｖth1 と異なるもう一つ
の閾値をＶth2 とした場合、本実施例ではほぼ同時刻ｔ
₁ に光学センサの検出電圧がＶth1 及びＶth2 以下にな
る。この後再び検知電圧がＶth1 より大きくなる時刻ｔ
₂ とＶth2 を上回る時刻ｔ₃ を検出し、”ｔ₃−ｔ₂”が
所定の値より大きい場合にはトナー補給量を増加し、”
ｔ₃−ｔ₂” が所定の値より小さい場合にはトナー補給
を抑制している。以上のように、本実施例では、感光体
１の移動方向に連続的にトナー付着量が変化するトナー
パターンを形成するため、これを光学センサ６で検知す
ることにより複数の情報を得ることができ、複数の作像
条件の制御を行うことができる。

【００１８】［実施例２］図３は請求項１の別の実施例
を示す図であって、トナーパターンの形成方法及び検知
結果を示す図である。本実施例では図１と同様の装置構
成を用い、感光体１上に所定の潜像パターンを形成する
方法として、図１では図示を省略しているが、原稿の像
を感光体上に結像する原稿露光光学系により図示しない
基準反射板（原稿台の原稿載置領域（コンタクトガラ
ス）外の裏面側であって原稿露光ランプの待機位置の近
傍等に設置される）からの反射光をイレーサ３による除
電後に感光体１上に結像させ、潜像パターンを形成す
る。尚、基準反射板は光学反射率が約０．３の比較的暗
い白色の経時変化の少ない材料でできており、図３の下
段に示すように潜像パターンの電位は図２と比較して低
くなる（基準反射板の反射率が小さいため、基準反射板
からの反射光の露光部と非露光部との電位差が小さ
い）。次に、このようにして形成された潜像パターンを
現像バイアス（現像スリーブ電位）を連続的に変化させ
ながら現像スリーブ４に担持された現像剤５のトナーで
現像し、感光体の移動方向に連続的にトナー付着量が変
化するトナーパターンを形成する。そして、現像された
トナーパターン（センサパターン）の反射率を光学セン
サ６により検出する。図３は、この時の潜像パターン電
位に対する現像バイアス、トナー付着量及び光学センサ
６による検出結果を示すものである。本実施例では、実
施例１と比較して潜像パターン電位が低いため、現像バ
イアスの変化量が小さくなる。

【００１９】図３の検知結果による画像形成装置の作像
条件の制御例としては、プロセス制御系は、センサ出力
がある閾値Ｖth1 以下になる時刻ｔ₁ と、ｔ₁ 以後、再
び閾値Ｖth1 より大きくなる時刻ｔ₂ までの時間を検出
し、”ｔ₂−ｔ₁”が所定の値より大きい場合には原稿露
光ランプの光量を増やし、”ｔ₂−ｔ₁”が所定の値より
小さい場合には原稿露光ランプの光量を減じる。また、
閾値Ｖth1 と異なるもう一つの閾値をＶth2 とした場
合、本実施例ではほぼ同時刻ｔ₁ に光学センサの検出電
圧がＶth1 及びＶth2 以下になる。この後再び検知電圧
がＶth1 より大きくなる時刻ｔ₂ とＶth2 を上回る時刻
ｔ₃ を検出し、”ｔ₃−ｔ₂”が所定の値より大きい場合
にはトナー補給量を増加し、”ｔ₃−ｔ₂” が所定の値
より小さい場合にはトナー補給を抑制している。以上の
ように、本実施例では、感光体１の移動方向に連続的に
トナー付着量が変化するトナーパターンを形成するた
め、これを光学センサ６で検知することにより複数の情
報を得ることができ、複数の作像条件の制御を行うこと
ができる。

【００２０】［実施例３］図４は請求項２の一実施例を
示す基準反射板（Ｐセンサパッチ）の平面図であり、画
像形成装置の構成は図１と同様である。本実施例では、
反射率がスキャン方向（原稿露光光学系の走査方向）に
変化する基準反射板（Ｐセンサパッチ）を設置し（原稿
台の原稿載置領域（コンタクトガラス）外の裏面側であ
って原稿露光ランプの待機位置の近傍等に設置され
る）、基準反射板からの反射光をイレーサ３による除電
後に、原稿の像を感光体上に結像するための原稿露光光
学系により感光体１上に結像させ、潜像パターンを形成
し、感光体上に形成される潜像パターンの電位を感光体
の移動方向に連続的に異ならせる。そして、この潜像パ
ターンを、現像バイアス（現像スリーブ電位）を一定に
して現像スリーブ４に担持された現像剤５のトナーで現
像することにより、感光体の移動方向に連続的にトナー
付着量が変化するトナーパターンを形成する。そして、
現像されたトナーパターン（センサパターン）の反射率
（濃度）を光学センサ６により検出する。図５は本実施
例によるトナーパターンの形成方法及び検知結果を示す
図であり、下段に潜像パターン及び現像バイアス、中段
にトナー付着量、上段に光学センサ６の検出結果を示し
ている。図５に示すように、本実施例では潜像パターン
電位自体が感光体の移動方向に連続的に変化しているた
め、現像バイアスを一定（通常の作像条件）にしても感
光体の移動方向に連続的にトナー付着量が変化するトナ
ーパターンを容易に形成することができる。

【００２１】図５の検知結果による画像形成装置の作像
条件の制御例としては、プロセス制御系は、センサ出力
がある閾値Ｖth1 以下になる時刻ｔ₁ と、ｔ₁ 以後、再
び閾値Ｖth1 より大きくなる時刻ｔ₂ までの時間を検出
し、”ｔ₂−ｔ₁”が所定の値より大きい場合には現像バ
イアスを大きくし、”ｔ₂−ｔ₁”が所定の値より小さい
場合には現像バイアスを小さくする。また、閾値Ｖth1
と異なるもう一つの閾値をＶth2 とした場合、本実施例
ではほぼ同時刻ｔ₁ に光学センサの検出電圧がＶth1 及
びＶth2 以下になる。この後再び検知電圧がＶth1 より
大きくなる時刻ｔ₂ とＶth2 を上回る時刻ｔ₃ を検出
し、”ｔ₃−ｔ₂”が所定の値より大きい場合にはトナー
補給量を増加し、”ｔ₃−ｔ₂” が所定の値より小さい
場合にはトナー補給を抑制している。以上のように、本
実施例では、感光体１の移動方向に連続的にトナー付着
量が変化するトナーパターンを容易に形成できるため、
これを光学センサ６で検知することにより複数の情報を
得ることができ、複数の作像条件の制御を行うことがで
きる。

【００２２】［実施例４］図６は請求項３の実施例を示
す基準反射板（Ｐセンサパッチ）の平面図であり、画像
形成装置の構成は図１と同様である。本実施例では、基
準反射板に高濃度部と低濃度部の微小領域の混在したＰ
センサパッチが印刷されていて、その一方の（例えば高
濃度領域の）分布密度がスキャン方向に異なっている。
また、Ｐセンサパッチの位置を、原稿の像を感光体上に
作るための原稿露光光学系の結像位置からずらして設置
している。すなわち、Ｐセンサパッチはミクロに見ると
高濃度部と低濃度部の微小領域の混在したものである
が、Ｐセンサパッチの位置を光学系の結像位置からずら
しているために、Ｐセンサパッチの像は感光体上に適度
にぼやけて露光され、感光体上のＰセンサパッチ像の照
度分布は感光体の移動方向に滑らかな傾斜を持つことに
なる。従って、基準反射板（Ｐセンサパッチ）からの反
射光をイレーサ３による除電後に、上記原稿露光光学系
により感光体１上に結像させて潜像パターンを形成すれ
ば、感光体上に形成される潜像パターンの電位を感光体
の移動方向に連続的に変化させることができる。そし
て、この潜像パターンを、現像バイアス（現像スリーブ
電位）を一定にして現像スリーブ４に担持された現像剤
５のトナーで現像することにより、感光体の移動方向に
連続的にトナー付着量が変化するトナーパターンを形成
することができる。尚、この場合の潜像パターン電位は
図５に示した実施例３と略同様となり、従って、現像バ
イアスを一定にして現像されたトナーパターン（センサ
パターン）のトナー付着料や、その反射率を光学センサ
６により検出した結果も実施例３と略同様であり、検知
結果による画像形成装置の作像条件の制御も実施例３と
同様に行うことができる。

【００２３】［実施例５］図７は請求項４の一実施例を
示す原稿露光光学系の要部説明図である。本実施例は、
基準反射板（Ｐセンサパッチ）１７を原稿露光ランプ１
４で露光走査する範囲の一部に遮光板１５を設け、遮光
板１５で原稿露光ランプ１４からの照明光の一部又は全
部を遮光することにより、Ｐセンサパターン像が感光体
１の移動方向に異なった照度で結像されるようにしたも
のであり、画像形成装置の構成は図１と同様である。す
なわち、本実施例では、基準反射板（Ｐセンサパッチ）
１７の反射率あるいは濃度が一定であっても、図７に示
すように、基準反射板（Ｐセンサパッチ）１７の原稿露
光ランプ１４によるスキャン範囲の一部に遮光板１５を
設けることにより、基準反射板１７のスキャン時に、原
稿露光ランプ１４からの照明光が原稿露光ランプ１４の
移動に伴って遮光板１５により徐々に遮光されるので、
基準反射板１７により反射され、ミラー１６や結像レン
ズ等（図示せず）を介して感光体１上に露光されるＰセ
ンサパターン像も感光体１の移動方向に異なった照度で
結像されることになる。従って、基準反射板（Ｐセンサ
パッチ）からの反射光をイレーサ３による除電後に、上
記原稿露光光学系により感光体１上に結像させて潜像パ
ターンを形成すれば、感光体上に形成される潜像パター
ンの電位を感光体の移動方向に連続的に異ならせること
ができる。そして、この潜像パターンを、現像バイアス
（現像スリーブ電位）を一定にして現像スリーブ４に担
持された現像剤５のトナーで現像することにより、感光
体１の移動方向に連続的にトナー付着量が変化するトナ
ーパターンを形成することができる。尚、この場合の潜
像パターン電位も図５に示した実施例３と略同様とな
り、従って、現像バイアスを一定にして現像されたトナ
ーパターン（センサパターン）のトナー付着料や、その
反射率を光学センサ６により検出した結果も実施例３と
略同様であり、検知結果による画像形成装置の作像条件
の制御も実施例３と同様に行うことができる。

【００２４】［実施例６］図８は請求項５の一実施例を
示す画像形成装置の概略構成を示す図であり、図中の符
号１〜１３は図１に示したものと同じ構成部材であるの
で説明を省略する。本実施例の画像形成装置では、感光
体１を画素毎に露光するデジタル光学系を有し、該デジ
タル光学系で感光体１上に所定の潜像パターンを形成
し、これを現像スリーブ４に担持されたトナーを含む現
像剤５で現像してトナーパターンを作成し、このトナー
パターンを光学センサ６によって検知して、その結果に
よってトナー濃度補給等の作像条件を制御する。デジタ
ル光学系としては、半導体レーザ等のレーザ光源（図示
せず）からの光束をポリゴンミラー等の偏向器１９によ
り偏向走査し結像光学系（図示せず）やミラー１８等を
介して感光体１上に露光するレーザスキャナ等が用いら
れる。

【００２５】本発明では、上記デジタル書込方式の画像
形成装置においても、前記トナーパターンが感光体の移
動方向に異なった条件で作られることを特徴としてい
る。ここで、トナーパターンを感光体の移動方向に連続
的に異なった条件で形成する手段としては、デジタル
光学系で光書込を行う際に、感光体のある領域を一定の
密度と強度で露光して一定電位の潜像パターンを形成
し、現像時の現像バイアスを連続的に変化させる方法、
潜像パターンを形成する際にデジタル光学系で各画素
を感光体の移動方向に異なった強度で露光して潜像パタ
ーンの電位を感光体の移動方向に連続的に異ならせる方
法、潜像パターンを形成する際にデジタル光学系で各
画素を感光体の移動方向に異なった密度で露光して潜像
パターンの電位を感光体の移動方向に連続的に異ならせ
る方法等がある。

【００２６】ここでは上記の実施例について説明す
る。まず、デジタル光学系で感光体１のある領域を一定
の密度と強度で露光して一定電位の潜像パターンを形成
する。そして、現像バイアスを連続的に変化させながら
現像スリーブ４に担持された現像剤５のトナーで潜像パ
ターンを現像することにより、感光体１の移動方向に連
続的にトナー付着量が変化するトナーパターン（センサ
パターン）が形成される。尚、ここで言う”連続的”と
は、現像バイアスを変化させるステップが十分に小さ
く、隣合った部分の検知電圧の平均値の差が、各々の部
分の検知電圧の標準偏差より小さいことを言う。

【００２７】図８に示す画像形成装置においては、上記
のようにして作像されたトナーパターン（センサパター
ン）の反射率を光学センサ６により検出し、その結果に
よって作像条件を制御する。図９は上記の実施例によ
るトナーパターンの形成方法及び検知結果を示した図で
あり、下段に潜像パターン及び現像バイアス、中段にト
ナー付着量、上段に光学センサ６の検出結果を示してい
る。図９の検知結果による画像形成装置の作像条件の制
御例としては、プロセス制御系は、センサ出力がある閾
値Ｖth1 以下になる時刻ｔ₁ と、ｔ₁ 以後、再び閾値Ｖ
th1 より大きくなる時刻ｔ₂ までの時間を検出し、”ｔ
₂−ｔ₁”が所定の値より大きい場合には現像バイアスと
帯電器電流を大きくし、”ｔ₂−ｔ₁”が所定の値より小
さい場合には現像バイアスと帯電器電流を小さくする。
また、閾値Ｖth1 と異なるもう一つの閾値をＶth2 とし
た場合、本実施例ではほぼ同時刻ｔ₁ に光学センサの検
出電圧がＶth1 及びＶth2 以下になる。この後再び検知
電圧がＶth1 より大きくなる時刻ｔ₂ とＶth2 を上回る
時刻ｔ₃ を検出し、”ｔ₃−ｔ₂”が所定の値より大きい
場合にはトナー補給量を増加し、”ｔ₃−ｔ₂” が所定
の値より小さい場合にはトナー補給を抑制している。以
上のように、本実施例では、デジタル光学系を用いた画
像形成装置の場合にも、感光体１の移動方向に連続的に
トナー付着量が変化するトナーパターンを容易に形成で
きるため、これを光学センサ６で検知することにより複
数の情報を得ることができ、複数の作像条件の制御を行
うことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置においては、トナーパターン（センサパターン）が
像担持体たる感光体の移動方向に連続的に異なった条件
で形成されるため、トナーパターン（センサパターン）
の反射率（濃度）を感光体の移動方向に連続的に変化さ
せることができ、これを光学センサで検知し、その出力
強度の位置による変化や時間変化等を検出することによ
り、一つのセンサパターンから複数の情報を得ることが
できる。このように、本発明の画像形成装置では、一つ
のセンサパターンで複数の情報が得られるため、同時に
複数の作像条件の制御を行うことができ、コピースピー
ドを落とすことなく適正なコピー品質の維持が可能とな
る。

【００２９】ここで、トナーパターンを像担持体たる感
光体の移動方向に連続的に異なった条件で形成する手段
としては、潜像パターンの電位は略一定にして現像時の
現像バイアスを連続的に変化させる方法があるが、この
場合、現像バイアスの変化量が大きく、現像剤や現像ス
リーブの設計によってはキャリア付着を起こす場合もあ
る。そこで、請求項２の発明では、Ｐセンサパッチの光
学濃度を変え、Ｐセンサパッチからの反射光量をスキャ
ン方向に変えるようにして、感光体上に形成される潜像
パターンの電位を感光体の移動方向に連続的に異ならせ
るようにしている。この場合、潜像パターンの電位分布
自体が感光体の移動方向に傾斜を持つため、現像バイア
スは一定（通常の作像条件）でよく、キャリア付着等の
問題は発生しない。

【００３０】請求項２の課題としては、一定の濃度傾斜
を持つ基準パターン（Ｐセンサパッチ）を作ることの難
しさである。そこで、請求項３の発明では、Ｐセンサパ
ッチを高濃度部と低濃度部の微小領域の混在したもので
作り、その一方の（例えば高濃度領域の）分布密度をス
キャン方向に異ならせるようにしたものであり、これに
より、任意の濃度勾配を簡単に作ることができ、平均の
反射光量をスキャン方向に変えることができる。従っ
て、感光体上に望みの照度分布を簡単に作ることがで
き、感光体上に形成される潜像パターンの電位を感光体
の移動方向に連続的に異ならせることができる。また、
請求項４の発明のように、Ｐセンサパターン像を感光体
の移動方向に異なった照度で結像することにより、簡単
な構成で、感光体の移動方向に傾斜を持った潜像パター
ンを作ることができる。

【００３１】請求項５の発明では、デジタル光学系で光
書込を行う画像形成装置の場合にも、トナーパターン
（センサパターン）が像担持体たる感光体の移動方向に
連続的に異なった条件で形成されるため、トナーパター
ン（センサパターン）の反射率（濃度）を感光体の移動
方向に連続的に変化させることができ、これを光学セン
サで検知し、その出力強度の位置による変化や時間変化
等を検出することにより、一つのセンサパターンから複
数の情報を得ることができるため、コピースピードを落
とすことなく適正なコピー品質の維持が可能となる。

【００３２】尚、デジタル光学系を用いた画像形成装置
において、トナーパターンを像担持体たる感光体の移動
方向に連続的に異なった条件で形成する手段としては、
感光体のある領域を一定の密度と強度で露光して一定電
位の潜像パターンを形成し、現像時の現像バイアスを連
続的に変化させることによってトナー付着量を変化させ
る方法がある。また、現像バイアス一定にして行う場合
には、潜像パターンを形成する際に各画素を感光体の移
動方向に異なった強度で露光して（平均の露光量をスキ
ャン方向に変える）望みの照度分布を作り、潜像パター
ンの電位を感光体の移動方向に連続的に異ならせる方法
や、潜像パターンを形成する際に各画素を感光体の移動
方向に異なった密度で露光して（平均の露光量をスキャ
ン方向に変える）滑らかな照度分布を作り、潜像パター
ンの電位を感光体の移動方向に連続的に異ならせる方法
があり、この場合は、潜像パターンの電位分布自体が感
光体の移動方向に傾斜を持つため、現像バイアスは一定
（通常の作像条件）でよく、トナーパターンの作成が容
易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構
成図である。

【図２】請求項１の一実施例を示す図であって、トナー
パターンの形成方法及び光学センサによる検知結果の説
明図である。

【図３】請求項１の別の実施例を示す図であって、トナ
ーパターンの形成方法及び光学センサによる検知結果の
説明図である。

【図４】請求項２の一実施例を示す基準反射板（Ｐセン
サパッチ）の平面図である。

【図５】請求項２の一実施例を示す図であって、トナー
パターンの形成方法及び光学センサによる検知結果の説
明図である。

【図６】請求項３の一実施例を示す基準反射板（Ｐセン
サパッチ）の平面図である。

【図７】請求項４の一実施例を示す原稿露光光学系の要
部説明図である。

【図８】請求項５の一実施例を示す画像形成装置の概略
構成図である。

【図９】請求項５の一実施例を示す図であって、トナー
パターンの形成方法及び光学センサによる検知結果の説
明図である。

【符号の説明】

１：像担持体（感光体） ２：帯電器 ３：イレーサ ４：現像スリーブ ５：現像剤 ６：光学センサ ７：現像バイアス電源 ８：転写チャージャ ９：分離チャージャ １０：搬送ユニット １１：クリーニングブラシ １２：クリーニングブレード １３：クエンチングランプ １４：原稿露光ランプ １５：遮光板 １６：ミラー １７：基準反射板（Ｐセンサパッチ） １８：ミラー １９：偏向器（ポリゴンミラー等）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体に所定の潜像パターンを形成し、
   これをトナーを含む現像剤で現像してトナーパターンを
   作成し、このトナーパターンを光学センサによって検知
   して、その結果によってトナー濃度補給等の作像条件を
   制御する画像形成装置において、前記トナーパターンが
   像担持体の移動方向に連続的に異なった条件で作られる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】ある定められた反射濃度を持つ所定の場所
   （これをＰセンサパッチと呼ぶ）を露光し、少なくとも
   １つのレンズを有する光学装置によって感光体上にＰセ
   ンサパッチ像を結像し、これをトナーを含む現像剤で現
   像してトナーパターンを作成し、このトナーパターンを
   光学センサによって検知して、その結果によってトナー
   濃度補給等の作像条件を制御する画像形成装置におい
   て、前記Ｐセンサパッチの反射濃度がスキャン方向に異
   なっていることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】ある定められた反射濃度を持つ所定の場所
   （これをＰセンサパッチと呼ぶ）を露光し、少なくとも
   １つのレンズを有する光学装置によって感光体上にＰセ
   ンサパッチ像を結像し、これをトナーを含む現像剤で現
   像してトナーパターンを作成し、このトナーパターンを
   光学センサによって検知して、その結果によってトナー
   濃度補給等の作像条件を制御する画像形成装置におい
   て、前記Ｐセンサパッチが高濃度部と低濃度部の微小領
   域の混在したもので作られ、その一方の（例えば高濃度
   領域の）分布密度がスキャン方向に異なっていることを
   特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】ある定められた反射濃度を持つ所定の場所
   （これをＰセンサパッチと呼ぶ）を露光し、少なくとも
   １つのレンズを有する光学装置によって感光体上にＰセ
   ンサパッチ像を結像し、これをトナーを含む現像剤で現
   像してトナーパターンを作成し、このトナーパターンを
   光学センサによって検知して、その結果によってトナー
   濃度補給等の作像条件を制御する画像形成装置におい
   て、前記Ｐセンサパッチ像が感光体の移動方向に異なっ
   た照度で結像されることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】感光体を画素毎に露光するデジタル光学系
   を有し、該デジタル光学系で感光体上に所定の潜像パタ
   ーンを形成し、これをトナーを含む現像剤で現像してト
   ナーパターンを作成し、このトナーパターンを光学セン
   サによって検知して、その結果によってトナー濃度補給
   等の作像条件を制御する画像形成装置において、前記ト
   ナーパターンが感光体の移動方向に異なった条件で作ら
   れることを特徴とする画像形成装置。