JPH0844123A - Method and device for forming image - Google Patents
Method and device for forming imageInfo
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- JPH0844123A JPH0844123A JP6195945A JP19594594A JPH0844123A JP H0844123 A JPH0844123 A JP H0844123A JP 6195945 A JP6195945 A JP 6195945A JP 19594594 A JP19594594 A JP 19594594A JP H0844123 A JPH0844123 A JP H0844123A
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile or a printer, and more specifically, a reference image formed on an image carrier that moves with a predetermined curvature around a rotation axis. The present invention relates to an image forming method and an apparatus for irradiating light, receiving and detecting light reflected from the reference image, and changing the setting of the image forming process condition based on the detection result.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art In various image forming apparatuses such as electrophotographic copying machines, an electrostatic latent image is formed by exposing a light image of an image on the surface of a photoconductor serving as an image carrier which is uniformly charged in advance. The electrostatic latent image is developed with toner as an image forming substance to obtain a toner visible image, and the toner visible image is transferred onto a recording paper as a transfer material so that a predetermined image is formed. ing. At this time, the image state such as the image density in the finally obtained image is various, such as the toner density of the developer in the developing device, the charged potential of the photoconductor surface, the exposure amount of the optical image, the application condition of the developing bias voltage, and the like. It is determined by the image forming process conditions. In order to control this image forming process condition, generally, the image density is detected from the light reflectance of the toner visible image, the detected image density is compared with a reference value, and the above-mentioned development is performed based on the result. It is known to control so as to change the setting of image forming process conditions such as toner density in the apparatus. By controlling the setting change of the image forming process condition, the image state such as the image density is maintained constant.
【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。An optical detection system using an optical sensor is widely known as a means for detecting the image density of the image formed on the surface of the photoconductor. In this optical detection system, a light image corresponding to a reference image having a predetermined light reflectance is exposed on a uniformly charged photoreceptor, and the exposed portion is developed to obtain the image. The image density, which is the density of the reference toner image, that is, the toner adhesion amount is detected from the reflectance of the specularly reflected light of the reference toner image, the detected data is compared with the reference density, and the inside of the developing device is based on the comparison result. Change the setting of the image forming process conditions such as the toner density. For example, in the toner concentration control for maintaining the toner concentration in the developing device using the above-mentioned optical detection system at a predetermined concentration, the deterioration of the developer and the change of the environment, the deterioration of the photoconductor and the charging charger, the change of the applied voltage, etc. The optical detection system detects changes in the image density caused by changes in the charging potential, changes in the exposure amount due to contamination of the illumination lamp of the exposure device and the exposure optical system, etc., and the toner density is detected based on the detection results. The control target value is changed to control the toner replenishment in the developing device so that the toner density in the developing device becomes the control target value, and the image density of the developed image is kept constant. As very effective.
【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。By the way, in the above-mentioned image forming apparatus, when color toner is used as an image forming substance, for example, as shown in FIG. The intensity of the specularly reflected light from the reference toner image, that is, the output voltage of the optical sensor, gradually decreases with an increase in the adhesion amount, but as the toner adhesion amount further increases, the reflection from the reference toner image Since the specular reflection component of light does not decrease so much and the diffuse reflection component increases, the output voltage of the optical sensor gradually increases after reaching the minimum value Vsp1. Since the output voltage of the optical sensor changes in this way, if an attempt is made to detect the toner adhesion amount of the reference toner image from a low adhesion amount region to a high adhesion amount region, for example, the optical sensor output will be Vsp in FIG.
Even if 2 is shown, there are two possible toner adhesion amounts, A and B in the figure, and it was difficult to accurately detect the image density of the reference toner image.
【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）。Therefore, conventionally, in order to detect each of regular reflection light and irregular reflection light from a reference toner image irradiated with light from a single light emitting element, a first light receiving element having an incident angle = a reflection angle. And a second light receiving element having an incident angle ≠ a reflection angle, the reflected light for the same irradiation light is detected separately as specular reflection light and diffuse reflection light, and outputs from these two light reception elements It is known to increase or decrease the toner supply amount of a developing device based on the difference (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-20).
9476 gazette). In addition, at least one of the light emitting element and the light receiving element uses color toner for development so that the light receiving element detects specular reflection light when black toner is used for development. It is known that the element is switchable so as to receive irregularly reflected light (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-209470).
【０００６】[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。However, in the structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-209476, since a plurality of light receiving elements are required, the first light receiving element and the second light receiving element are required. There is a possibility that the output characteristics will differ due to individual differences between the element itself and the stains around the photoconductor due to toner, etc., and the amount of reflected light may not be accurately detected. May have to be corrected in. Further, the above-mentioned JP-A-62-2094
In the configurations disclosed in JP-A-76 and JP-A-61-209470, in which case the planes including the optical axes of the light emitting element and the light receiving element receive specular reflection light and irregular reflection light, respectively. Also in the above, since it exists on the same plane, there is a possibility that a part of the specular reflection light will be detected even when the diffuse reflection light is detected, and the diffuse reflection light cannot be accurately detected. In order to prevent mixing of specularly reflected light when detecting diffused reflected light, the accuracy of the aperture of the light receiving element is increased, or the position shift before and after the movement of the light emitting element or the light receiving element is set to a certain degree or more. It is necessary to set restrictions on the distance.
【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。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to accurately measure the image density of a reference image formed on an image carrier from a low image density area to a high image density area. It is to provide an image forming method and an apparatus therefor that can be detected.
【０００８】[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、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、請求項１の発明は、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状態、及
び該光軸を含む平面が該像担持体の回転軸を含まない状
態で、該基準画像からの反射光を検出することを特徴と
するものであり、請求項２の発明は、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、該光軸の該像担持体表面との交点が該
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
させることを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a reference image formed on an image carrier that moves with a predetermined curvature around a rotation axis is irradiated with light, and light reflected from the reference image is irradiated. In the image forming method, the setting of the image forming process condition is changed based on the detection result of the received light, and the invention according to claim 1 is a plane including the irradiation light and the optical axis of the received light. Where the reflected light from the reference image is detected in a state in which the rotation axis of the image carrier is included and a plane including the optical axis does not include the rotation axis of the image carrier. According to a second aspect of the present invention, the light to be emitted and the light to be received are centered on an axis that is set substantially parallel to the rotation axis of the image carrier and is separated from the surface of the image carrier. The intersection of the optical axis of light with the surface of the image carrier is the reference on the image carrier. Is characterized in that the rotating to follow the formation position of the image.
【０００９】また、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、請求項３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の位置との間で移
動可能に構成したことを特徴とするものであり、請求項
４の発明は、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上の基準
画像の形成位置に追従するように、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。Further, a reference image forming means for forming a reference image on the image carrier which moves with a predetermined curvature around the rotation axis, and a light irradiation means for irradiating the reference image formed on the image carrier with light. An image forming apparatus including: a light detecting unit that receives and detects the light reflected from the reference image; and a setting changing unit that changes the setting of the image forming process condition based on the detection result of the light detecting unit. In the invention of claim 3, the reference image forming means for forming a reference image on the image carrier that moves with a predetermined curvature about the rotation axis, and the reference image formed on the image carrier are irradiated with light. Light irradiation means, light detection means for receiving and detecting light reflected from the reference image, and setting change means for changing the setting of the image forming process condition based on the detection result of the light detection means. In the image forming apparatus, The means and light detecting means,
A first position in which a plane including the optical axes of the emitted light and the received light includes the rotation axis of the image carrier, and a second position in which the plane including the optical axis does not include the rotation axis of the image carrier. The present invention according to claim 4 is substantially parallel to the rotation axis of the image carrier and is separated from the surface of the image carrier. Around the axis set in the position, the optical axis of the light to be irradiated and the light received is rotated,
Drive means for driving the light irradiating means and the light detecting means are provided so that the intersection of the optical axis with the surface of the image carrier follows the formation position of the reference image on the image carrier. It is what
【００１０】特に、請求項５の発明は、請求項３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。In particular, the invention of claim 5 is the image forming apparatus of claim 3, wherein the intersection of the optical axes of the light to be irradiated and the light to be received intersects with the surface of the image carrier, the light irradiation means, and the light irradiation means. It is characterized in that the distance to the light detecting means is substantially equal at the first position and the second position.
【００１１】また特に、請求項６の発明は、請求項４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。According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, the reflected light from the reference image is continuously detected when the light emitting means and the light detecting means are driven by the driving means. The setting changing means is configured to change the setting of the image forming process condition based on the continuous detection result.
【００１２】[0012]
【作用】請求項１または２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。According to the image forming method of claim 1 or 2,
The reference image formed on the image carrier that moves with a predetermined curvature around the rotation axis is irradiated with light, the light reflected from the reference image is received and detected, and the image forming process conditions are based on the detection result. By changing the setting of, the image density is set to a predetermined density.
【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。Further, in the image forming method according to the first aspect, when the image density of the reference image is low, the reference plane is formed in a state where the plane including the optical axes of the light to be irradiated and the light to be received includes the rotation axis of the image carrier. The specular reflection light from the image can be detected,
The image density of the reference image in the low image density area can be accurately calculated from the detection result of the regular reflection light. On the other hand, when the image density of the reference image is high, it is possible to detect diffused reflected light from the reference image in a state where the plane including the optical axis does not include the rotation axis of the image carrier, and when detecting the diffused reflected light, Since the specular reflection light is less likely to be mixed in the detection light, the image density of the reference image in the high image density area can be accurately calculated from the detection result of the diffuse reflection light.
【００１４】また、請求項２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か
ら、該光軸を含む平面が像担持体の回転軸を含む正反射
光を検出する状態へと変化し、さらに該乱反射光を検出
する状態へと変化していく。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。Further, in the image forming method according to the second aspect of the present invention, the light to be irradiated is centered on an axis which is set substantially parallel to the rotation axis of the image carrier and which is separated from the surface of the image carrier. The optical axis of the received light is rotated so that the intersection of the optical axis with the surface of the image carrier follows the formation position of the reference image on the image carrier. During this rotation, the plane including the optical axis detects diffused reflection light that does not include the rotation axis of the image carrier, and the plane including the optical axis detects specular reflection light that includes the rotation axis of the image carrier. To the state where the irregular reflection light is detected. Even in this case, the specular reflection light from the reference image can be detected in the state where the plane including the optical axis includes the rotation axis of the image carrier, and the detection result of the specular reflection light indicates that the specular reflection light in the low image density region The image density of the reference image can be accurately calculated, and when the image density of the reference image is high, the diffuse reflection light from the reference image is detected in a state where the plane including the optical axis does not include the rotation axis of the image carrier. Since the regular reflection light is less likely to be mixed into the detection light when detecting the irregular reflection light, the image density of the reference image in the high image density region can be accurately calculated from the detection result of the irregular reflection light. .
【００１５】請求項３または４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。According to another aspect of the image forming apparatus of the present invention, the reference image forming means forms the reference image on the image carrier which moves around the rotation axis with a predetermined curvature, and the light irradiating means forms the reference image on the image carrier. The reference image thus formed is irradiated with light, and the light reflected by the reference image is detected by the light detection means. Then, the setting changing means changes the setting of the image forming process condition based on the detection result of the reflected light so that the image density becomes a predetermined density.
【００１６】そして、請求項３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。Further, in the image forming apparatus of claim 3, when the image density of the reference image is low, the plane including the optical axes of the light irradiating the light irradiating means and the light detecting means and the light receiving light is an image carrier. It is possible to detect the specular reflection light from the reference image at the first position including the rotation axis of the reference image, and detect the specular reflection light from the reference image at the first position. The image density can be calculated accurately.
On the other hand, when the image density of the reference image is high, the plane including the optical axis is moved to the second position where the plane including the optical axis does not include the rotation axis of the image carrier, and at this second position. Diffuse reflected light from the reference image can be detected, and specular reflected light is less likely to be mixed into the detected light when detecting the diffuse reflected light. The image density can be calculated accurately.
【００１７】また、請求項４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か
ら、該光軸を含む平面が像担持体の回転軸を含む正反射
光を検出する状態へと変化し、さらに該乱反射光を検出
する状態へと変化していく。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。Further, in the image forming apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the drive means is arranged so as to be centered on an axis which is set substantially parallel to the rotation axis of the image carrier and spaced from the surface of the image carrier. The light irradiation means and the light detection means are arranged so that the optical axes of the light to be irradiated and the light to be received rotate, and the intersection of the optical axis with the surface of the image carrier follows the formation position of the reference image on the image carrier. To drive. During this driving, from the state in which the plane including the optical axis detects diffused reflection light that does not include the rotation axis of the image carrier, the state in which the plane that includes the optical axis detects specular reflection light that includes the rotation axis of the image carrier. To the state where the irregular reflection light is detected. Even in this case, the specular reflection light from the reference image can be detected in the state where the plane including the optical axis includes the rotation axis of the image carrier, and the detection result of the specular reflection light indicates that the specular reflection light in the low image density region The image density of the reference image can be accurately calculated, and when the image density of the reference image is high, the diffuse reflection light from the reference image is detected in a state where the plane including the optical axis does not include the rotation axis of the image carrier. Since the regular reflection light is less likely to be mixed into the detection light when detecting the irregular reflection light, the image density of the reference image in the high image density region can be accurately calculated from the detection result of the irregular reflection light. .
【００１８】特に、請求項５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。Particularly, in the image forming apparatus according to claim 5, the distance between the intersection of the optical axes of the emitted light and the received light with the surface of the image carrier and the light irradiation means and the light detection means. Is substantially equal at the first position and the second position, so that the optical path from the light emitting position of the light irradiating means at both positions to the light receiving position of the light detecting means via the reference image on the image carrier. The lengths become substantially equal to each other, and the ability to detect diffused reflection light at the second position can be made substantially the same as the ability to detect specular reflection light at the first position.
【００１９】また特に、請求項６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。 （以下、余白）Further, in the image forming apparatus according to the sixth aspect, when the driving means drives the light irradiation means and the light detection means, the reflected light from the reference image is continuously detected and continuously detected. Using a large number of detected data,
The image density of the reference image can be calculated more accurately. (Hereinafter, margin)
【００２０】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a color electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as copying machine) using color toner which is an image forming apparatus will be described below. FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of the copying machine according to this embodiment. First, an outline of the entire copying machine will be described. In FIG. 2, the original 2 on the contact glass 1 as the original table is
A drum, which is an image carrier, is uniformly charged by the charger 4 while being driven to rotate in the direction of an arrow by an optical system (not shown) that illuminates the original while moving in parallel with it. The light image L is projected on the photoconductor 5 having a circular shape, whereby an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 5. This electrostatic latent image is converted into a toner image by the toner of the developing device 4 provided on the right side of the photoconductor 5, and this toner image is transferred to a transfer paper (not shown) conveyed from the paper supply section. (Not shown). The transfer paper on which the toner image has been transferred is separated from the photoconductor 5 by a separation charger (not shown), passes through a fixing device (not shown), and is ejected outside the machine as copy paper. On the other hand, after the transfer, the photosensitive member 5 is cleaned by a cleaning device (not shown) provided on the left side of the photosensitive member 5 to remove the residual toner, and then a static eliminator (not shown) removes the residual charge. Prepared for a cycle.
【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。The developing device 6 is mainly composed of a developing device 61 and a toner hopper 62 which is a toner accommodating means provided above the developing device 61. The developing device 61 has a magnet (not shown) built in the opening of the casing facing the photoconductor 3,
Further, a developing sleeve 63 as a developer carrying member, which is rotationally driven in a direction of an arrow by a developing motor connected through a developing clutch (not shown), a paddle (not shown) as a developer stirring means at the casing bottom, and a casing bottom A magnetic permeability sensor 64, which is a toner concentration sensor, is provided on the wall surface. With this paddle, the developer consisting of color toner and carrier is mixed and agitated to be replenished onto the developing sleeve 63, and the magnetic permeability sensor 64 detects the developer. The toner density is detected. The toner hopper 62 has a replenishing roller 65, which is a toner replenishing means rotatably driven by a replenishing motor (not shown), at the toner discharging portion to the lower developing device 61. The supply motor is driven by a motor drive circuit 66. An optical sensor 7 as an image density detecting means is arranged on the surface of the photoconductor 3 downstream of the developing device 61 in the rotation direction of the photoconductor 3. This optical sensor 7
As shown in FIG. 4, it comprises a light emitting element 71 as a light emitting means for emitting light toward the surface of the photoconductor 3 and a light receiving element 72 as a light detection detecting means for receiving the reflected light from the surface of the photoconductor 3. ing. The optical sensor 7 will be described in detail later.
【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。The optical sensor 7 and the magnetic permeability sensor 64 are connected to an input / output (I / O) interface of a control unit 9 as a control means via an A / D converter. The control unit 9 mainly includes a microprocessor (CPU), a read-only memory (ROM), and a read / write memory (R).
AM) and the above I / O interface,
It is configured to output a control signal to the drive circuit 66 of the replenishment motor that drives the replenishment roller 65 via the O interface. The above I / O interface includes
One copy operation is detected by a micro switch (not shown) provided at the original irradiation start position of the illumination device and input as a digital signal. Also, in the RAM,
Permeability sensor 6 read from I / O interface
Vt register for temporarily storing the output value Vt of 4, and the developing device 6
Control reference value V corresponding to the target density value of the toner density within 1
A Vt 0 register for storing t 0 , a Vs register for storing the output value Vs from the optical sensor 7, a t register for storing a rotation drive time set value t of the replenishing roller 65 per one toner replenishing operation, and the above microswitch. There is provided a copy number register or the like for storing the cumulative copy number by replacing it with a larger value one by one with the digital signal from. A program for toner concentration control is stored in the ROM. The control unit 9
It is also used as a setting changing means for changing the setting of the control reference value Vt 0 described later.
【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。Next, the toner density control will be described.
The toner density control of this embodiment includes toner replenishment control and setting change control for changing the setting of the control reference value Vt 0 as one of the image forming process conditions. This toner replenishment control compares the output Vt of the magnetic permeability sensor 64, which has detected the toner concentration in the developing unit 61 for each copy, with the control reference value Vt 0 corresponding to the target concentration value of toner replenishment control, and toner replenishment control is required. The decision is negative, and the toner supply is controlled by controlling the rotation of the supply roller 65 according to the result. Also,
In the setting change control of the control reference value Vt 0, the optical sensor 7 detects the image density of the reference image formed on the photoconductor 5 corresponding to the reference pattern of the predetermined density for each copy of the predetermined sheet, and the detection thereof is performed. Based on the output Vs, the setting of the control reference value Vt 0 is changed so that the image density becomes a desired image density.
【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。The reference image forming means for forming the reference image is a reference pattern 10 (for example, a black portion having an image density of 1.80) provided outside the original placing area below the contact glass 1 and having a predetermined light reflectance. Pattern), an optical system including an illuminating device 3, a charger 4, an eraser (not shown) provided so as to face the surface of the photoconductor 5 between the exposure position and the developing position, the developing device 6, and the like. In the reference image forming means, the illumination device 3 illuminates the reference pattern 10 together with the original 2 and the reflected light thereof is applied to the photoconductor 5.
To form an electrostatic latent image. By the eraser, the area outside the image forming area of the electrostatic latent image corresponding to the original is erased and erased, and the electrostatic latent image of the reference pattern 10 is excluding 10n + 1 (n is a positive integer) copy cycles. The image is also erased. With this, 10n +
During the 1st (n is a positive integer) copy cycle, an electrostatic latent image of the reference pattern 10 is formed on the photoconductor 5, and the electrostatic latent image is developed by the developing device 6 with color toners. A reference image is formed on top. Then, the image density (toner adhesion amount) of the reference image is detected by the optical sensor 7, and the detection result is used for the setting change control of the control reference value Vt 0 .
【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。As shown in FIG. 1, the optical sensor 7 used in this embodiment has a light emitting element 71 such as a light emitting diode (LED), a light receiving element 72 such as a phototransistor, a light emitting element 71 and a light receiving element 72. And a holding member 73 that holds the optical axis of the optical axis. Here, the upper part of the holding member 73 is rotatably supported by the shaft 11 attached to the main body of the copying machine, and the upper end of the holding member 73 is connected to the air damper 12 as a driving means. In addition, the light emitted from the light emitting element 71 to the photoconductor 5 and the photoconductor 5 received by the light receiving element 72.
The plane including the optical axes 71a and 72a of the light from the
It is set so as to be parallel to the rotation axis 5a. By controlling ON / OFF of the air damper 12 by the control unit 9, as shown in FIG.
Can be rotated by a predetermined angle .theta.
The plane including a and 72a may or may not include the rotation shaft 5a of the photoconductor 5. Of these, the specularly reflected light from the reference image can be detected in a state where the plane including the optical axes 71a and 72a includes the rotation axis 5a of the photoconductor 5, and the rotation angle θ of the optical sensor 7 at this time can be detected. It is 0 degree. Also, the optical axes 71a, 72
In a state where the plane including a does not include the rotation axis 5a of the photoconductor 5, regular reflection light from the reference image cannot be received, and only irregular reflection light can be received and detected.
【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。FIG. 4 (b) shows changes in the output voltage when the optical sensor 7 having the above structure is rotated.
Curves C 1 , C 2 and C 3 in the figure are the optical sensor 7 for the surface of the photoconductor 5 (the background portion) without the reference image, the reference image with a small toner adhesion amount, and the reference image with a large toner adhesion amount, respectively.
Represents the output of. Further, the horizontal axis of the drawing is the rotation angle of the optical sensor 7, but if it is rotating at a constant rotation speed, it may be considered as the elapsed time from the start of rotation.
Here, when the rotation angle θ is 0 degree, the output voltage decreases from Vsg to Vsp2 as the toner adhesion amount increases, reaches the minimum value Vsp1, and then the irregular reflection light is generated as shown in FIG. Begins to increase under the influence of. On the other hand, when the rotation angle θ deviates from the vicinity of 0 degree, for example, in the area where θ is in the vicinity of ± 30 degrees to detect diffused reflected light, the output voltage of the optical sensor 7 gradually increases as the toner adhesion amount increases. Further, in order to correct the characteristic change due to dirt on the optical surface of the optical sensor 7 and to accurately detect the image density of the reference image, the output voltage Vsg of the optical sensor 7 with respect to the background portion of the photoconductor 5 and the reference image are compared. The difference or ratio of the output voltage Vsp is used, and the output voltage of the optical sensor 7 at the rotation angle θ = 0 degree is used as this Vsg.
【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。When the image density of the reference image is not detected, the optical sensor 7 having the above-described configuration has a plane including the optical axes 71a and 72a of the optical sensor 7 as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). The rotary shaft 5a is not included. And
The reference image 5b is formed on the photoconductor 5 at the predetermined timing, and when the reference image 5b reaches the detection position of the optical sensor 7 and the output voltage becomes equal to or higher than the predetermined level, the air damper 12 is turned on. To be done. When the air damper 12 is turned on, the air damper 12 is rotated about the rotary shaft 12a to lift the upper end portion of the optical sensor 7,
Is rotated about the shaft 11 through the states of FIGS. 6A and 6B to the states of FIGS. 7A and 7B. During this rotation, the controller 9 rotates the air damper 12 to rotate the photoconductor 5 so that the intersection of the optical axes 71a and 72a of the optical sensor 7 with the surface of the photoconductor 5 follows the reference image 5b on the photoconductor 5. The optical sensor 7 continuously detects the reflected light from the reference image 5b in synchronization with the drive control. here,
At the rotation position shown in FIGS. 5 and 7, the plane including the optical axes 71a and 72a of the optical sensor 7 does not include the rotation axis 5a of the photoconductor 5, and only the diffused reflection light from the reference image 5b is generated. On the other hand, at the rotational position shown in FIG. 6, the plane including the optical axes 71a and 72a of the optical sensor 7 is in a state of including the rotational axis 5a of the photoconductor 5, and mainly the reference image 5 is detected.
The specular reflection light from b is detected.
【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。Of the output voltages of the optical sensor 7 which are continuously output during the rotation, the output voltages at a plurality of predetermined rotation angles are used for calculating the image density of the reference image 5b,
The calculation result is used for the toner density control. For the calculation of the image density, data indicating the relationship between the output voltage and the image density at the above-mentioned predetermined plurality of rotation angles of the optical sensor 7 which is obtained in advance by an experiment or the like and is stored in the control unit 9 is used. The image density of the reference image 5b used in the toner density control is integrated with the output voltage of the optical sensor 7 within a predetermined rotation angle range in order to improve S / N and obtain more stable detection data and calculation results. You may calculate based on the value etc. which were done.
【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。As described above, according to this embodiment, the plane including the optical axes 71a and 72a of the optical sensor 7 is the rotation axis 5a of the photoconductor 5.
The specular reflection light from the reference image 5b is detected in a state including
From the detection result of the regular reflection light, it is possible to more accurately calculate the image density of the reference image in the low adhesion amount region of the color toner. On the other hand, in the state where the plane including the optical axes 71a and 72a of the optical sensor 7 does not include the rotation axis 5a of the photoconductor 5, the reference image 5
By detecting diffused reflection light from b, the optical axis 71
Compared with the case of detecting diffused reflected light from the reference image 5b in a state where the plane including a and 72a includes the rotation axis 5a of the photoconductor 5, specular reflected light from the reference image 5b is mixed in the detected reflected light. Since it is difficult to do so and only the diffused reflected light can be detected more accurately, the image density of the reference image in the high adhesion amount region of color toner can be calculated more accurately. As described above, since the image density of the reference image can be calculated more accurately from the low-adhesion region of the color toner to the high-adhesion amount region, proper toner concentration control can be performed.
【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。Further, according to this embodiment, when the optical sensor 7 is rotationally driven, the reflected light from the reference image 5b is continuously detected, and the output voltage at a plurality of rotational positions of the optical sensor 7 is used. As a result, the image density of the reference image 5b can be calculated more accurately, so that more appropriate toner density control can be performed.
【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。In the above embodiment, the distance between the optical sensor 7 and the intersection of the optical axes 71a and 72a of the optical sensor 7 with the surface of the photoconductor 5 changes, but as shown in FIG. The plane including the optical axis 7 is the rotation axis 5 of the photoconductor 5.
The optical sensor 7 can be moved between a first position including a and a second position (reference numeral 7'in the figure) where the plane including the optical axis does not include the rotation axis 5a of the photoconductor 5. The distance between the intersection of the optical axes 71a and 72a with the surface of the photoreceptor 5 and the detection surface of the optical sensor 7 may be substantially constant between the first position and the second position. .
【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。In FIG. 8, the optical sensor 7 has a cross section of L
It is fixed to one end of a character-shaped support plate 13, and the other end of the support plate 13 is a flat surface formed by cutting off a part of the outer peripheral surface of a rotary shaft 14 rotatably provided in the apparatus main body. It is fixed to. Further, a spring 15 is attached to one end of the support plate 13 to which the optical sensor 7 is fixed, as a biasing member that biases the support plate 13 in a direction away from the photoconductor 5. Further, a rotary drive force in the direction of the arrow in FIG. 8 can be transmitted to the rotary shaft 14 from a rotary drive unit (not shown) of the apparatus main body through a clutch. When the rotational driving force is transmitted to the rotary shaft 14 by turning on the clutch, the support plate 13 and the optical sensor 7 supported by the support plate 13 rotate around the central shaft 14a together with the rotary shaft 14 in the arrow direction. , From the first position for mainly detecting specularly reflected light from the reference image 5b to the second position for detecting irregularly reflected light from the reference image 5b. Due to the movement of the optical sensor 7, the distance between the intersection of the optical axis of the optical sensor 7 and the surface of the photoconductor 5 and the detection surface of the optical sensor 7 remains substantially constant.
【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。FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the output voltage of the optical sensor 7 and the toner adhesion amount. The curve D 1 in the figure is the characteristic curve at the first position, and the curve D 3 is the characteristic curve. It is a characteristic curve in the position of 2. A curve D 2 in FIG. 9 is a characteristic curve when the distance between the intersection of the optical axis of the optical sensor 7 and the surface of the photoconductor 5 and the detection surface of the optical sensor 7 is longer than the case of the curve D 3 . As can be seen from this characteristic diagram, the intersection of the optical axis of the optical sensor 7 with the surface of the photoconductor 5 and the optical sensor 7 at the second position for detecting diffused reflection light.
By making the distance to the detection surface of the above-mentioned substantially the same as the first case, the detection sensitivity (the change amount of the output voltage per unit change amount of the toner adhesion amount) and the output voltage at the time of detecting the diffused reflection light are increased. Therefore, the ability to detect irregularly reflected light is further improved.
【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。Further, in the above embodiment, the air damper 12 is used as the driving means of the optical sensor 7, but the present invention is not limited to this, and the intersection of the optical axis of the optical sensor 7 and the surface of the photosensitive member 5 is used. Other driving means capable of rotationally driving the optical sensor 7 so as to follow the reference image 5b on the rotating photoconductor 5 may be used.
【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。Further, in the above embodiment, the intersection of the optical axes 71a and 72a of the optical sensor 7 with the surface of the photoconductor 5 follows the reference image 5b on the rotating photoconductor 5. According to the present invention, the first position where the plane including the optical axis of the optical sensor 7 includes the rotation axis 5a of the photoconductor 5, and the second position where the plane including the optical axis does not include the rotation axis 5a of the photoconductor 5. The present invention can also be applied to a configuration in which the optical sensor 7 is movable between the positions and the optical sensor 7 is moved from the first position to the second position as necessary. For example, when color toner is used as the developer of the developing device 6 and the amount of toner adhered to the reference image increases, the optical sensor 7 is moved to the second position and diffused reflection light from the reference image is generated. The toner density may be accurately detected and appropriate toner density control may be performed.
【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。Further, in the above-mentioned embodiment, the detection result of the image density of the reference image by the optical sensor 7 is used for changing the setting of the control reference value Vt 0 in the toner density control. Without providing the magnetic susceptibility sensor 64, the drive of the replenishment roller 65 is controlled on the basis of the result of comparison between the detected value of the image density of the reference image by the optical sensor 7 and the reference value, and the toner concentration of the developer in the developing device 61 is controlled. It can also be applied to those that maintain constant. Further, in the present invention, the detection result of the image density of the reference image by the optical sensor 7 is used as another image forming process condition, for example, the charging potential of the photoconductor 5,
The present invention can also be applied to the case where it is used for changing the exposure amount to the photoconductor 5 and the setting of the developing bias voltage applied to the developing sleeve 63 of the developing device 6.
【００３７】[0037]
【発明の効果】請求項１ないし６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。According to the present invention, the specularly reflected light from the reference image is detected in a state where the plane including the optical axes of the light to be irradiated and the light to be received includes the rotation axis of the image carrier. , The image density of the reference image in the low image density region can be accurately calculated from the detection result of the regular reflection light, and when the image density of the reference image is high, the plane including the optical axis is the rotation axis of the image carrier. Diffuse reflected light from the reference image is detected in a state that does not include, and when this diffuse reflected light is detected, it is difficult for specular reflected light to mix into the detected light. Since the image density of the image can be accurately calculated, there is an effect that it is possible to appropriately change the setting of the image forming process condition from the low image density area to the high image density area.
【００３８】特に、請求項２または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。Particularly, according to the invention of claim 2 or 4,
The optical axes of the light to be irradiated and the light to be received are centered on an axis which is substantially parallel to the rotation axis of the image carrier and which is set apart from the surface of the image carrier. By rotating so that the intersection with the surface follows the formation position of the reference image on the image carrier, it is not necessary to provide a plurality of sets of light irradiation means and light detection means, and one reference on the image carrier is required. There is an effect that it becomes possible to accurately detect specular reflection light and irregular reflection light from an image.
【００３９】また特に、請求項５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。Further, in particular, according to the invention of claim 5, the distance between the intersection of the optical axes of the emitted light and the received light with the surface of the image carrier, and the light irradiation means and the light detection means. Is substantially equal at the first position and the second position, so that the optical path from the light emitting position of the light irradiating means at both positions to the light receiving position of the light detecting means via the reference image on the image carrier. Since the lengths are substantially equal to each other and the detection ability of diffuse reflection light at the second position can be made substantially the same as the detection ability of specular reflection light at the first position, the reference in the high image density region can be obtained. There is an effect that it becomes possible to detect diffused reflection light from an image more accurately.
【００４０】また特に、請求項６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。Further, in particular, according to the invention of claim 6, when the light irradiation means and the light detection means are driven by the driving means,
The reflected light from the reference image is continuously detected, and by using a large number of detection data that are continuously detected, more accurate calculation of the image density of the reference image can be performed, so that more appropriate image forming process conditions The effect is that the settings can be changed.
【図１】実施例に係る光学センサの概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical sensor according to an embodiment.
【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。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an output voltage of a conventional optical sensor and a toner adhesion amount.
【図３】実施例に係る複写機の概略構成を示す正面図。FIG. 3 is a front view showing a schematic configuration of a copying machine according to an embodiment.
【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。FIG. 4A is an explanatory diagram of a rotation angle θ of the optical sensor.
FIG. 6B is a characteristic diagram showing the relationship between the output voltage of the optical sensor and the rotation angle θ.
【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。FIG. 5A is a front view of an optical sensor and a photoconductor at a negative rotation angle. FIG. 3B is a side view of the optical sensor and the photoconductor.
【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。FIG. 6A is a front view of an optical sensor and a photoconductor at a rotation angle θ = 0. FIG. 3B is a side view of the optical sensor and the photoconductor.
【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。FIG. 7A is a front view of an optical sensor and a photoconductor at a positive rotation angle. FIG. 3B is a side view of the optical sensor and the photoconductor.
【図８】変形例に係る光学センサの概略構成図。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an optical sensor according to a modification.
【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。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between an output voltage of the optical sensor and a toner adhesion amount.
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 4 Charging Device 5 Photosensitive Member 5a Rotating Shaft of Photosensitive Member 5b Reference Image 6 Developing Device 7 Optical Sensor 9 Control Unit 10 Reference Pattern 11 Axis 12 Air Damper 13 Support Plate 14 Rotating Axis 15 Spring 71 Light Emitting Element 71a Optical Axis of Light to Irradiate 72 light receiving element 72a optical axis of light to be received 73 holding member
Claims (6)
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を含む平面が該像
担持体の回転軸を含む状態、及び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で、該基準画像からの
反射光を検出することを特徴とする画像形成方法。1. A reference image formed on an image carrier that moves with a predetermined curvature about a rotation axis is irradiated with light, and light reflected from the reference image is received and detected, and based on the detection result. In the image forming method for changing the setting of the image forming process condition, a state in which a plane including the optical axes of the light to be irradiated and the light to be received includes a rotation axis of the image carrier, and a plane including the optical axis An image forming method, wherein the reflected light from the reference image is detected in a state in which the rotation axis of the image carrier is not included.
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、該光軸の該像担持体
表面との交点が該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とを特徴とする画像形成方
法。2. A reference image formed on an image carrier that moves with a predetermined curvature about a rotation axis is irradiated with light, and the light reflected from the reference image is received and detected, and based on the detection result. In the image forming method of changing the setting of the image forming process condition, the axis of the image carrier is set substantially parallel to the rotation axis of the image carrier and separated from the surface of the image carrier. An image characterized by rotating the illuminating light and the optical axis of the received light so that the intersection of the optical axis with the surface of the image carrier follows the formation position of the reference image on the image carrier. Forming method.
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の位置との間で移動可能に構成したこ
とを特徴とする画像形成装置。3. A reference image forming means for forming a reference image on an image carrier which moves with a predetermined curvature around a rotation axis, and a light irradiating means for irradiating the reference image formed on the image carrier with light. An image forming apparatus including: a light detecting unit that receives and detects the light reflected from the reference image; and a setting changing unit that changes the setting of the image forming process condition based on the detection result of the light detecting unit. In the light irradiating means and the light detecting means, a plane including the optical axis of the radiated light and the received light is a first position including a rotation axis of the image carrier, and a plane including the optical axis. The image forming apparatus is configured to be movable between a second position that does not include the rotation axis of the image carrier.
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上の基準画像の形成位
置に追従するように、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。4. A reference image forming means for forming a reference image on an image carrier which moves around an axis of rotation with a predetermined curvature, and a light irradiation means for irradiating the reference image formed on the image carrier with light. An image forming apparatus including: a light detecting unit that receives and detects the light reflected from the reference image; and a setting changing unit that changes the setting of the image forming process condition based on the detection result of the light detecting unit. In, the optical axes of the light to be irradiated and the light to be received are rotated about an axis that is set substantially parallel to the rotation axis of the image carrier and is separated from the surface of the image carrier. A driving means for driving the light irradiating means and the light detecting means is provided so that the intersection of the optical axis with the surface of the image bearing body follows the formation position of the reference image on the image bearing body. A characteristic image forming apparatus.
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３の画像形成
装置。5. The distance between the light irradiation means and the light detection means and the intersection of the optical axes of the emitted light and the received light with the surface of the image carrier, and the distance between the first position and the first position. Two
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the positions are substantially equal to each other.
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４の画像形成装置。6. When the drive means drives the light irradiation means and the light detection means, the reflected light from the reference image is continuously detected, and the image forming process condition is set based on the continuous detection result. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the setting changing unit is configured to change the setting.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19594594A JP3357470B2 (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Image forming method and apparatus |
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|---|---|
| JPH0844123A true JPH0844123A (en) | 1996-02-16 |
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