JPH0876530A

JPH0876530A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0876530A
Application number: JP6211552A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Maruta; 貴之丸田; Noboru Sawayama; 昇沢山; Nobuo Takami; 伸雄高見; Takuji Yoneda; 拓司米田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】感光体上でのトナ−付着量を適正化して適正
濃度の画像を得ること。【構成】感光体上に形成された顕像パタ−ンの濃度を
検出する第１の光学センサ１０１からの濃度情報と、感
光体上に形成されているマ−カを検知した時点から可変
タイミングに応じた感光体上の位置に形成された顕像部
を検出する第２の光学センサ１０７からの濃度情報によ
り、感光体上でのトナ−の付着量の検出判定を行う。こ
れにより、第２の光学センサのみでの濃度検知に比べて
濃度検出精度を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に関し、
さらに詳しくは、フルカラ−複写機における感光体上の
トナ−の濃度を適正化することができる画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、画像形成装置において
は、良好な複写画像の濃度を設定する目的で画像形成時
での現像剤の濃度制御が行なわれるようになっている。
現像剤の濃度を検出するには、この現像剤を用いて可視
像処理された画像の濃度を検出して制御する方法があ
る。このような方法の一つとして、原稿載置台の一部に
形成された基準パタ−ンに相当するパッチを用いる方法
がある。

【０００３】この方法は、原稿載置台上の一部にパッチ
を形成しておき、このパッチに相当する画像を感光体上
に形成してその画像濃度を光学センサによる受光量を基
にして検出すると共に、感光体上での非画像部の濃度も
同じく光学センサによる受光量を基にして検出し、パッ
チの濃度から非画像部での濃度を差し引くことでパッチ
に付着している現像剤の濃度を割り出し、この濃度を最
適濃度の場合と対比して濃度の適正化を判断するように
なっている。このような場合には、使用環境での温度や
湿度などの環境条件、さらには濃度検出手段の感度のば
らつき等を考慮し、検出出力に生じる誤差を補正して実
際の濃度を検出するようになっている。そして、検出結
果に応じて所定の現像剤濃度に補正することが行なわれ
ている（例えば、特公昭６３ー１４３４８号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学セ
ンサを用いた場合には、検出部からの反射光量による検
出が正常に行なえない場合があった。

【０００５】感光体に静電潜像を形成するために実施さ
れる露光工程においては、その照射光も種々なものが用
いられる。その一つとしてレ−ザ光がある。一方、レー
ザ光を用いる場合には、レ−ザ−光の多重反射による干
渉縞を防止するためにレ−ザ−光を拡散させる層が感光
体表面に形成されている。このため、反射光の殆どが感
光体の表面反射光のみとなって微弱なものとなることが
実験により確認されている。したがって、経時劣化や一
部に生じている傷により表面の状態が一様でない場合に
は、画像形成に支障がない場合でも、反射率が変化して
しまうことにより反射光検知レベルが大きく変動してし
まう虞れがあった。また、反射光が微弱であることか
ら、光学センサの感度のバラツキや取付け精度等に影響
されて検出精度も不安定になりがちとなり、安定した現
像剤の濃度を設定することが困難であった。現像剤とし
てカラ−トナ−を用いた場合には、カラ−トナ−が赤外
光を十分に吸収しないので、トナ−が感光体上を十分に
覆った時の方が反射光が多くなるという積雪効果が生じ
てしまい、図３８に示すように、光学センサの出力が極
小値を持つようになる。このため、感光体上での反射光
量の状態変化に対応した出力の変化が得られなくなる。
特に、画像形成範囲が大きい感光体の場合には、単に、
上記パッチの画像濃度を検出するだけで感光体の状態変
化を割り出すことが難しくなり、実際の感光体の状態に
即した画像濃度を設定することが事実上困難であった。
これにより、感光体内での画像形成領域が大きい場合に
は、上記した光学センサのみでは感光体全域にわたって
の状態変化を検出することが困難である。光学センサ側
からすれば、制御部からの信号に基づいて対向する感光
体表面上の画像濃度を検出することになるが、その検出
面の状態が加工精度や感光層の塗布むら等によって感光
体全周に渡って一様である確率が低いため、検出毎での
検出信号が一様でなくなることがある。このような事態
は感光体がドラム状であれば周長の大きさが大きいほど
顕著となり、またベルト状感光体であれば、その全長が
大きいほど顕著になる傾向がある。特に、実際のトナ−
付着量は２値関数になり、光学センサの検知レベルが基
準値より高いとトナ−補給を行うという単純な制御では
現像能力が高い場合にトナ−濃度制御が暴走状態に陥
り、実際の感光体表面の状態に即さない濃度設定が行わ
れてしまう危険がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、画像形性領域が
大きい感光体などの潜像担持体を用いた場合において
も、潜像担持体の表面状態の変化を容易に判別して適正
な画像濃度を設定できる画像形成装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、潜像担持体に静電潜像を形
成し、該静電潜像を少なくともトナ−を含む現像剤によ
りその潜像を顕像化する画像形成装置において、上記潜
像担持体上に形成される顕像に関する顕像情報を検出す
る光学センサを備え、上記光学センサは、上記潜像担持
体上での常に一定した位置で上記顕像情報を検出するこ
とを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、上記光学センサは、第１および第
２の光学センサを備え、上記第１の光学センサが上記顕
像情報を検出し、第２の光学センサは、上記第１の光学
センサの検出位置を特定させるための位置設定手段とし
て構成されていることを特徴としている。

【０００９】請求項３記載の発明は、潜像担持体に静電
潜像を形成し、該静電潜像を少なくともトナ−を含む現
像剤により感光体上に顕像化するとともに、感光体上に
形成された所定の顕像パタ−ンを光学センサにより読み
取らせ、該光学センサの反射光検出信号により作像のた
めの現像バイアス、帯電電位、露光量のうちの少なくと
も一つを変化させるかまたはトナ−補給制御する画像濃
度制御手段を備え、上記感光体への現像剤の付着量の変
化に対して上記光学センサの反射光た反射光検出信号が
最小となるときの信号値を検出する最小検出信号検出手
段を具備する画像形成装置において、上記光学センサ
は、上記感光体上での特定部分の検知を行なう第１の光
学センサと、これとは別に、上記第１の光学センサの特
定部を割り出す第２の光学センサとを備えていることを
特徴としている。

【００１０】請求項４記載の発明は、潜像担持体に静電
潜像を形成し、該静電潜像を少なくともトナ−を含む現
像剤により感光体上に顕像化するとともに、感光体上に
形成された所定の顕像パタ−ンを光学センサにより読み
取らせ、該光学センサの反射光検出信号により作像のた
めの現像バイアス、帯電電位、露光量のうちの少なくと
も一つを変化させるかまたはトナ−補給制御する画像濃
度制御手段を備え、光学センサで感光体の地肌部の反射
光検出信号を検出する画像制御手段を具備する画像形成
装置において、上記光学センサは、感光体上の特定部分
での検出を行なう第１の光学センサと、この第１の光学
センサの特定位置を割り出す第２の光学センサとを具備
していることを特徴としている。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項３または４
記載の画像形成装置において、第１の光学センサは、感
光体上での特定位置で検出した検出値が所定範囲外であ
るときに特定位置を所定量ずらすことが可能なことを特
徴としている。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項５記載の画
像形成装置において、第１の光学センサの位置をずらす
ときには、この第１の光学センサの特定位置を割り出す
第２の光学センサにより校正信号が出力されてずらされ
ることを特徴としている。

【００１３】

【作用】請求項１および２記載の発明では、光学センサ
は、常に感光体上の特定位置において顕像情報を検出す
ることができる。

【００１４】請求項２記載の発明では、第１の光学セン
サによる検出開始時期を、第２の光学センサによって設
定することができる。

【００１５】請求項３および４記載の発明では、反射光
検出信号が最小となるときの信号値および地肌部の検出
信号を得る際の光学センサの位置が常に同じ条件下に設
定することができる。請求項５および６記載の発明で
は、光学センサにより検出された値が所定範囲外である
場合にはその特定位置を変更することができる。

【００１６】

【実施例】以下、図示実施例により本発明の詳細を説明
する。図１は本発明の一実施例であるフルカラー複写機
の全体構成を説明するための模式図である。

【００１７】この複写機について説明すると次の通りで
ある。図１においてカラー複写機１０は、大別すると画
像読み取りのためのスキャナ部１１と、スキャナ部１１
よりデジタル信号として出力される画像信号を電気的に
処理する画像処理部１２と、画像処理部１２からの各色
の画像信号に基づいて画像を記録紙上に形成するプリン
タ部１３とから構成されている。

【００１８】スキャナ部１１は、原稿載置台上に載置さ
れた原稿シートの原稿面を照明走査するランプ１５を有
し、ランプ１５からの照明光が原稿に導かれ、原稿から
の反射光がミラー１６、１７、１８により反射されて結
像レンズ１９へ投入される。結像レンズ１９を通過した
反射光は、ダイクロイックプリズム２０内に導入され、
このプリズム２０により、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の３種類の光に波長の光に分解され、各分解色が
ＣＣＤ（電荷結合素子）２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに入射
され、デジタル信号に変換される。ＣＣＤによりデジタ
ル信号に変換された各色に相当する信号は、画像処理部
１２で必要な処理を施され、これら分解色の補色に相当
するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）お
よび階調性向上ならびに単一色の場合に用いられるブラ
ック（ＢＫ）の各色の画像形成用情報に変換されてプリ
ンタ部１３の書込みユニット（顕像パターン形成手段）
に出力される。書込みユニット２２Ｙ、２２Ｍ、２２
Ｃ、２２ＢＫ（以下、書込みユニット２２ともいう）
は、画像処理部１２の出力信号に基づいて各色毎での画
像情報を含むレーザ光を記録ユニット２３Ｙ、２３Ｍ、
２３Ｃ、２３ＢＫに出射するものであり、記録ユニット
２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは同一平面上に間隔
を以て配置されている。

【００１９】各記録ユニット２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、
２３ＢＫは、それぞれ現像色が異なるものの電子写真方
式は同一な構成のものである。例えば、記録ユニット２
３Ｃを代表して説明すると、潜像担持体としての感光体
ドラム２４Ｃを帯電チャ−ジャ２５Ｃにより第３図に示
す階調０〜７のいずれかに対応する電位で一様帯電す
る。この場合の階調は、帯電電位を段階的に設定した値
に応じた階調性をいう。書き込みユニット２２Ｃからの
レ−ザ光によって画像情報に応じた変調光を照射して感
光体ドラム２４Ｃを露光走査し、感光体ドラム２４Ｃ上
に形成されたシアン光像の静電潜像に対して現像ユニッ
ト２６Ｃにより現像を行って顕像(トナ−像)を形成する
ようになっている。

【００２０】画像処理部１２は、内部メモリに格納され
ている所定のプログラムに従って、プリンタ部１３の各
部を作動制御する一方、書き込みユニット２２Ｃにより
後述する所定の顕像パタ−ンを形成するための信号を出
力することができるようになっている。この画像処理部
１２に関しては、後で詳しく説明する。この顕像パタ−
ン形成時の感光体ドラム２４Ｃの帯電電位としては、例
えば、図３において階調４に対応する値が割り当ててあ
る。

【００２１】プリンタ部１３には、給紙手段が設けてあ
り、この給紙手段は前記現像工程においてトナ−像が転
写位置に到達するのにタイミングを合わせて複数の給紙
カセットのなかから給紙コロ２８を介して転写紙Ｐが外
部に繰り出される。給紙カセットから繰り出される転写
紙Ｐは、例えばレジストロ−ラ３０により先端を揃えら
れた状態で感光体ドラム２４Ｃ上のトナ−像先端との合
致タイミングを合わせて転写ベルト３１に送り出され
る。転写ベルト３１により図中、左側方向に搬送される
転写紙Ｐは、同様にして形成された顕像を担持している
感光体ドラム２４ＢＫ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ側へ搬
送されて顕像を転写され、その後定着ロ−ラ３２により
転写像を定着された後、排紙ロ−ラ３３によって排出さ
れる。

【００２２】転写ベルト３１は、ベルト駆動ロ−ラ３４
と従動ロ−ラ３５によって所定張力を保つように支持さ
れているものであり、転写の際に表面に付着したトナ−
が、クリ−ニングユニット３６により除去されるように
なっている。

【００２３】各現像ユニット２６ＢＫ、２６Ｃ、２６
Ｍ、２６Ｙのそれぞれ（以下、単に、現像ユニット２６
という)は、現像スリ−ブ３７、補給ロ−ラ３８および
トナ−収容部３９を主要部として備えている。

【００２４】すなわち、図４において、現像ユニット２
６は、トナーと鉄粉とを混合付着させた二成分系現像剤
を用いる方式のものであり、現像スリーブ３７を有した
現像槽４６と補給トナーを収容した補給槽３９とを備え
ている。現像槽４６は、感光体２４に対向する位置に開
口を有し、この開口から現像スリーブ３７の一部が露出
している。この現像スリーブ３７は、感光体ドラム２４
と接線方向において同方向に移動できるように回転方向
が設定されているとともに、感光体ドラム２４と対向す
る位置に設けられた現像主極を始めとする固定磁石群４
７を内蔵し、これら磁石群により現像剤の穂立ておよび
搬送を行うようになっている。補給槽３８は、補給トナ
ーの出口に供給ローラ４０が配置されており、この供給
ローラ４０は、現像スリーブ３７に近接している補給ロ
ーラ３８に当接している。補給ローラ３８には、供給ロ
ーラ４０とともに薄層ブレード４３が当接している。現
像スリ−ブ３７には、画像処理部１２により現像バイア
スＶ_Bが与えられるようになっている。補給されるトナ
ーＴは、供給ローラ４０により擦りつけられるとともに
薄層ブレード４３により薄層化されて現像スリーブ３７
に供給される。補給ローラ３８を回転駆動して現像剤中
のトナーを補給する場合には、後述する画像処理部１２
からの信号によりクラッチ４８により補給ロ−ラ３８が
駆動源に繋がれて回転するようになっており、その回転
開始時および回転量は画像処理部１２からの駆動信号に
よって設定される。なお、図４中、符号４４は現像剤
を、図を示した紙面に対して手前側から奥側に向け搬送
するための撹拌スクリューを、また符号４５は撹拌スク
リュー４４とは逆方向に現像剤を撹拌しながら移動させ
る撹拌スクリューをそれぞれ示している。また、符号４
２はシール板を示している。

【００２５】図４中、符号４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃおよ
び４１ＢＫは、各感光体ドラム２４に対応して設けてあ
る第１の光学センサに相当する反射型フォトセンサをそ
れぞれ示している。これら各反射型フォトセンサ４１
Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃおよび４１ＢＫは、各感光体ドラム
２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４ＢＫ上に形成された顕像
パタ−ンのトナ−付着量、すなわち、顕像のトナ−濃度
(ＴＣ)を検出する機能を有している。これら各反射型フ
ォトセンサ４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃおよび４１ＢＫは、
画像処理部１２に接続されている。

【００２６】画像処理部１２では、このフォトセンサ４
１の反射光検出信号に基づいて現像スリ−ブ３７に与え
る現像バイアス、帯電チャ−ジャ２５による感光体ドラ
ム２４に与える帯電電位、あるいは書き込みユニット２
２による書き込み光量(露光量)のうちの少なくとも１つ
を変化させるようになっている。

【００２７】図５に示すように、感光体ドラム２４の周
面における端部寄りの箇所には、マーカ４９が１ヵ所形
成されている。このマーカ４９は、感光体ドラム２４に
対向して配置されている第２の光学センサに相当する光
学センサ５０によって読み取られるようになっている。
光学センサ５０は、本実施例において最も特徴的な構成
であり、感光体上に形成されているマ−カ４９の位置を
検出することにより、第１の光学センサであるフォトセ
ンサ４１による顕像パタ−ンの検出開始位置を割り出す
ためのものであり、例えば、マ−カ４９を検出した時点
から所定タイミング経過後に、第１の光学センサである
フォトセンサによる顕像パタ−ンの画像濃度を検知でき
るようになっている。

【００２８】従って、第２の光学センサ５０からのタイ
ミング設定により、フォトセンサ４１は、感光体上で常
に同じ位置を対象として検出動作を行なうことができ
る。

【００２９】このような構成において、スキャナ部１１
からデジタル信号として画像情報が出力され、この画像
情報が画像処理部１２によって電気的に処理されると、
画像処理部１２から各色の画像記録情報に基づいてプリ
ンタ部１３によって転写紙Ｐ上に画像が形成される。こ
のような通常の画像形成と同様に、画像処理部１２と書
き込みユニット２２、帯電チャ−ジャ２５および現像ユ
ニット２６とからなる顕像パタ−ン形成手段により、所
定の顕像パタ−ンが形成され、これがフォトセンサ４１
によって読み取られる。

【００３０】一方、上述した画像処理部１２は、図２に
示す制御部１００により構成されている。この制御部１
００は、本体１００Ａとして演算制御処理が行えるマイ
クロコンピュ−タを備え、この本体１００Ａには、演算
制御処理のための基礎プログラムおよびこれら処理のた
めの基礎デ−タを蓄積しているＲＯＭ１００Ｂおよび各
種デ−タを取り込むためのＲＡＭ１００Ｃが接続されて
いる。

【００３１】この本体１００には、Ｉ／Ｏインタ−フェ
−ス１００Ｄを介して外部機器が接続されている。Ｉ／
Ｏインタ−フェ−ス１００Ｄの入力側には、各現像装置
（図１参照）に付設された発光素子および受光素子との
組合せからなるフォトセンサ１０１（図１に示した各セ
ンサ41BK、41C、41M、41Yに相当）が接続してあり、こ
のフォトセンサ１０１は、感光体上に形成された顕像パ
タ−ンのトナ−付着量すなわち、顕像パタ−ンのトナ−
濃度(ＴＣ)を検出するようになっている。各現像装置に
付設されている顕像パターン観察用のフォトセンサ１０
１に加えて、顕像パターンとは別に設けられているマー
カ４９を検出するフォトセンサ１０７（図５における光
学センサ５０に相当）が接続されている。Ｉ／Ｏインタ
−フェ−ス１００Ｄの出力側には、現像バイアス制御ユ
ニット１０２、帯電制御ユニット１０３、トナ−補給部
のクラッチ駆動部１０４、トナ−補給部のバイス電位制
御ユニット１０５および露光ランプ制御ユニット１０６
がそれぞれ接続されている。

【００３２】上述した外部機器において、Ｉ／Ｏインタ
−フェ−ス１００Ｄの出力側に接続されている現像バイ
アスユニット１０２は、現像スリ−ブ上でのトナ−に対
するバイアス電位を設定するための駆動部である。ま
た、帯電制御ユニット１０３は、感光体の地肌部に対す
る帯電電位を設定するための駆動部である。一方、トナ
−補給部のクラッチ駆動部１０４は、前述した感光体２
４の顕像パタ−ン２４Ａの濃度(ベタ像パタ−ンの濃度
Ｖ_SP)がある定数(Ｖ_SP0）に対しＶ_SP＜Ｖ_SP0の場合に補
給パドルを回転させるためのクラッチを駆動するための
ものであり、また、トナ−補給部のバイス電位制御ユニ
ット１０５は、補給トナ−へのバイアス印加の際の電位
設定部である。さらに、露光ランプ制御ユニット１０６
は、露光ランプの光量を調整するためのものである。

【００３３】ここで、図３に示すように、フォトセンサ
４１の検知電圧の最小値をＶ_MINとし、フォトセンサ４
１の検知電圧のダイナミックレンジをＤＲとすると、こ
のＤＲは、次式(1)により表すことができる。ＤＲ＝Ｖ_SG+−Ｖ_MIN・・・・・・・・・・・(1) 但し、Ｖ_SG+：フォトセンサ４１による感光体ドラムの
地肌検知電圧を平均化した値。ダイナミックレンジＤＲ
に寄与する主な因子は、感光体の正反射率、感光体の乱
反射率、トナ−の乱反射率およびフォトセンサ４１の正
反射受光面積と乱反射受光面積との比であり、特に、感
光体ドラム２４の正反射率のばらつきや経時変化によっ
てＤＲが大きく変化する傾向がある。

【００３４】一方、制御しようとしているフォトセンサ
４１の検知電圧の目標値ＶTＣ(所望の顕像パタ−ン濃度
に相当する)は、上述したＶ_MINを用いて次式(2)で与え
られる。 VTC＝Ｖ_MIN＋ＤＲ(ＴＤ＋ＮＤ)/１００・・・・(2) 但し、ＴＤ：トナ−濃度設定値(４〜３４) ＮＤ：地汚れ発生時補正量(０〜７) 感光体ドラム２４の表面反射が多少変化しても、制御目
標値VTＣをダイナミックレンジＤＲに対する一定比率の
値として、パタ−ン濃度も一定にすることが期待でき
る。

【００３５】図３において、反射特性の異なる２つの顕
像パタ−ンを感光体ドラムに形成し、この顕像パタ−ン
に対するフォトセンサ４１の濃度検知電圧が、Ｖ_SP、Ｖ
_SP′のとき、これら顕像パタ−ンのそれぞれに対する最
小検知電圧が、Ｖ_MIN、Ｖ_MIN′であり、図３中、Ａ、Ｂ
で示す「Ｖ_SP−Ｖ_MIN」間の電位差および「Ｖ_MIN′−
Ｖ_S _P′」間の電位差をそれぞれのダイナミックレンジで
除した値が一定であれば、両者間で一定の現像特性を確
保することが期待できる。ところで、複数の顕像パタ−
ンを形成し、これら各顕像パタ−ンについての各最小検
知電圧Ｖ_MIN同士を比較することにより現段階での最小
検知電圧Ｖ_MINとして検出することができる。

【００３６】しかし、本実施例では、レ−ザ書き込み用
の感光体ドラム２４を使用するとともに、カラ−トナ−
を使用するために、上記のＶ_MIN検出方式では次の
［１］、［２］の問題があり、後述するような検出方式
を採用した。［１］個々の検知デ−タには、感光体ドラム２４の傷や
汚れ等による反射特性の異常あるいは電気的なノイズが
存在する場合があり、単純な対比較では過小評価する虞
れがある。

【００３７】［２］トナ−濃度を低くして最大パワ−で
書き込んだ顕像パタ−ンにおけるトナ−の付着量でも１
mg／cm₂（平方センチメ−トル）に満たない場合があ
り、単純な対比較では過大評価する虞れがある。カラ−
トナ−を用いる場合、フォトセンサ４１の検知電圧が最
小となるのは、感光体ドラム２４上のトナ−付着量が１
mg／cm₂（平方センチメ−トル）のときであり、トナ−
濃度が狙い通りの値となっていれば、書き込みユニット
２２による書き込みの際のレ−ザパワ−を感光体側の感
度で、階調６あるいは７に相当させて書き込んだ場合の
付着量に相当する。

【００３８】以下、制御部１００において行われるＶ
_MIN値を求める方法について説明する。まず、画像処理
部１２により所定のプログラムに従って、書き込みユニ
ット２２を作動させ、例えば、４乃至７階調に相当する
感度を用いた場合と同じ結果が得られるレ−ザ−パワ−
で複数、例えば、３個以上の顕像パタ−ンを順次形成す
る。次いで、各顕像パタ−ンのフォトセンサ４１による
検知電圧を画像処理部１２に取り込み、内部のマイクロ
コンピュ−タにより全パタ−ンの検知電圧に基づいて２
次式で回帰し、その極小値として最小検知電圧Ｖ_MINを
求める。画像処理部１２では、まず、前記階調のうち、
７、６、５、４、３の各値の書き込みを行ったパタ−ン
の検知電圧デ−タをそれぞれＶ(０)、Ｖ(１)、Ｖ(２)、
Ｖ(３)、Ｖ(４)とし、次いで、このＶ(Ｘ)、(Ｘ＝０、
・・・・４)より次の中間関数ＶＸ０〜ＶＸ２を求め
る。

【００３９】

【数１】

【００４０】次いで、２次回帰式の係数を次式で求め、 H0＝(＋62・VX0−54・VX1＋10・VX2)／70・・・(6) H1＝(−54・VX0＋87・VX1−20・VX2)／70・・・(7) H2＝(＋10・VX0−20・VX1＋５・VX2)／70・・・(8) 次の係数Ｈ２が正の場合、(回帰線が下に凸となる場
合)、最小値Ｖ_MINは次式で求められる。Ｖ_MIN＝Ｈ０−Ｈ１×Ｈ１/(４×Ｈ２)・・・(9) また、係数Ｈ２が負の場合には、厳密には最小値は求め
られないが、系の性質から次式で近似することができ
る。

【００４１】Ｖ_MIN＝Ｈ０＋３×Ｈ１・・・・・・・・・(10) このように、本実施例においては、カラ−トナ−の特性
を利用して感光体ドラム２４へのトナ−付着量の変化に
対しフォトセンサ４１の検出信号が最小となるときの信
号値Ｖ_MINを検出し、フォトセンサ４１の検知電圧のダ
イナミックレンジを正確に把握することができる。従っ
て、レ−ザ書き込みタイプの感光体ドラム２４の反射光
が殆ど表面反射光のみの微弱なものとなりその表面の経
時的な変化により反射光量が変化し、あるいは光学セン
サの感度のバラツキや取付けのバラツキがあっても一定
の現像特性を確保することができ、一定の顕像パタ−ン
濃度を保つように制御することができる。ところで、本
実施例において感光体２４上には、顕像パタ−ンと別に
顕像部が形成され、その顕像部が検出されるようになっ
ている。顕像部は、マ−カ４９で構成されており、感光
体上の特定あるいは任意箇所に１個形成されている。こ
のマ−カ４９は、第２の光学センサ１０７により検知さ
れるようになっている。第２の光学センサ１０７により
マ−ク４９が検知されると次のような動作が実行され
る。すなわち、第２の光学センサ１０７によりマ−カ４
９を読み取った時点を基準としてクロクパルスあるいは
タイマ等を用いて第１の光学センサ101による顕像パタ
−ンの濃度検出を実行させる。これにより、第１の光学
センサ101は、常に同じ位置で検出を開始することが出
きるようになる。なお、マ−カ４９の大きさとしては周
長方向に沿った長さで１０乃至２０mm程度に設定されて
いる。

【００４２】一方、第２の光学センサ１０７により設定
され第１の光学センサ101による顕像パタ−ンの検出結
果が、検出濃度の所定範囲外に相当しているときには、
その検知結果をエラ−と見做し、再度、第２の光学セン
サ−１０７によるマ−カ４９の検知時期から所定量タイ
ミングをずらして第１の光学センサによる顕像パタ−ン
の濃度検出を実施する。そして繰り返した後においても
許容誤差範囲内に含まれない場合には、感光体の地肌汚
れが顕著過ぎる場合に相当しているときには感光体の交
換時期であると判断することができる。この結果、レ−
ザ−書き込み用の感光体とカラ−トナ−を併用する画像
形成装置にあって、感光体の反射特性の変化に依存しな
いで常に同じ位置での濃度検出が行なえるので、第１の
光学センサに対面した感光体上の顕像パタ−ンが異なっ
ていても、その顕像パタ−ンの内の所定位置での濃度検
出が行なえる。これにより、第１の光学センサ殿対面位
置が異なることにより検出デ−タが不安定なものとなる
のを防止することができる。

【００４３】ところで、上述した反射光検出電圧の最小
値(Ｖ_MIN）を求めることによる目標画像濃度(VTC)を設
定するための制御においては、最小値(Ｖ_MIN）の検出精
度として極めて高い精度が要求されている。例えば、地
肌電位(Ｖ_SG）が４(Ｖ)で、最小値(Ｖ_MIN)が、1.5(Ｖ)
になるような場合、検知誤差は約0.1〜0.2(Ｖ)に達す
る。本来ならば、この誤差の許容範囲としては上述した
数値の1/5程度が望ましく、上述した検知誤差がある場
合には、これを取り込んで求められる上述した画像濃度
の目標値(VTC)の設定値が大きく変化してしまい、画像
濃度が過剰になる虞れがある。

【００４４】このため、誤差分を吸収する目的で、上記
(2)式における目標濃度(VTC)に対するトナ−濃度調整値
(TD)を調整するようにしているが、感光体表面の経時変
化により、感光体表面の反射特性が変化した場合には、
上述した濃度調整値(TD)の調整では対応出来なくなる虞
れがある。感光体の反射特性の変化により、最小値(V
_MIN)の誤差範囲が大きいと、精度向上のために上記最小
値の検知回数を増やして移動平均を取る方法が考えられ
るが、このような移動平均を取る方法では、上記最小値
(V_MIN)が実際に急変した場合には、その判別ができない
ために急変時との区別が難しいという新たな問題が生じ
る。このため、上述した検知誤差のある反射濃度の変化
を細かくチェックしないことで、誤差を含む反射濃度の
検知結果だけで目標とする濃度を設定すると、得られた
画像濃度の変化が大きくなりすぎて濃度補正が過剰にな
りがちとなる。

【００４５】実際の顕像パタ−ンの濃度が一時的に薄い
状態に変化したことを光学センサからの反射濃度により
判断した場合、この検出結果に応じて濃度補正をするこ
とになるが、この補正により薄い状態が解消されると、
感光体側の表面状態に拘らず、初期に設定した目標濃度
に復帰してしまうことがある。仮に、感光体側での地肌
汚れが生じて反射濃度が低い場合においても、濃度補正
が完了すると再度、濃度の補正を繰り返すことになり、
いつまでたっても補正動作が終わらなくなるという問題
がある。このような事態は、感光体上での光学センサに
よる検出位置が常に一定しないことにも原因がある。ま
た、顕像パタ−ンの濃度の検出を像のハイライト部にお
ける検出出力を得るようにして行うとレ−ザ−光を用い
た感光体上への画像書き込み系での出力変化等の影響に
よって画像濃度の検出値が実際の濃度と相関性をもたな
い状態が発生し、この結果を基に濃度制御を行うとその
補正が実際に即しないものとなる。

【００４６】そこで、本実施例においては、このような
不具合の解消を図ることが行われている。

【００４７】制御しようとしているフォトセンサ４１の
検知電圧の目標値ＶTC(所望の顕像パタ−ン濃度に相当
する)は、上述したＶ_MINを用いて前記(2)式中のパラメ
−タに関する係数を変更して次式(2−1)で与えられる。 VTC＝V_MIN＋D(4・TD＋4・ND＋2・CD−48)/400・・(2−1) 但し、TD:トナ−濃度調整パラメ−タ(０〜30) ND:地汚れ検知による補正項(０〜７) CD:荷時に予め設定してある値(16) 本実施例にあっては、上述した(2−1)式において、検知
誤差が大きく、この検知結果によって目標値(VTC)が大
きく変化する原因である最小値(V_MIN)を、例えば、出荷
時において予め設定されている値に固定し、他の予め決
められているパラメ−タのうちの(CD)について調整する
ことで画像濃度の目標値(VTC)を変化させて、反射光か
ら得られる画像濃度の補正制御を行わせるようになって
いる。上述した目標値(VTC)は、感光体上で画像と同じ
行程により作成された顕像パタ−ンの反射光濃度を調整
するために設定されている。そして、この目標値(VTC)
は、この目標値を得るためのパラメ−タの設定が適正で
あるかどうかを判断したうえで求められる。このため、
上記目標値を求めるためのパラメ−タの設定が適正であ
るかどうかが、顕像パタ−ンのハイライト部に相当する
ラインパタ−ンとダ−ク部に相当するベタパタ−ンとか
らの検出出力の変化により判別される。この判別におい
て、適正でない場合には誤差が大きい検出最小値(V_MIN)
を変更対象のパラメ−タとしないで他のパラメ−タ、つ
まり、上述した(CD)を調整することで適正な目標値に変
えるようにしている。本実施例の場合、上述した(CD)の
値としては、「０〜32」迄の値から選択され、初期設定さ
れている値としては、「16」とされている。上述した制御
部１００においては、この(CD)の値を調整するのに加え
て、目標値(VTC)を求めるために用いられる地肌汚れに
よる修正項(ND)の調整も行うようになっている。

【００４８】この調整処理は、仮に顕像パタ−ンの濃度
が目標値にない場合に行われる上記(CD)の値の調整のみ
では、顕像パタ−ンの濃度が目標値に一致若しくはそれ
以下になった時点で、予め設定されている目標値に復帰
してしまい、再度、目標値とずれた場合には上記(CD)の
値を調整し直すことが必要になる。この動作が繰り返さ
れることにより、例えば、感光体での地汚れによる目標
値のずれが大きいことが確実であると判断した場合に
は、作像に影響する感光体側での反射濃度に対する要因
となる(ND)の値を調整することで、次回の濃度補正が行
われるまでの間、目標値を改めた値で固定し、次回の濃
度補正の際の補正動作の繰り返しを少なくするようにし
ている。

【００４９】つまり、仮に薄いと判断した場合、その薄
さが目標値よりも大きくずれた薄さである場合には、単
に、(CD)の値のみでなく、目標値を求めるために用いら
れるパラメ−タのうちの今一つの項(ND)を調整すること
で、目標値を固定しておき、次回の濃度制御の際の偏差
を少なくするようになっている。このような顕像パター
ンによる濃度検出には、必ずしも正確でないことがあ
る。このため、上記したような各補正処理が必要になる
が、本実施例では、この補正処理を少なくするために、
第２の光学センサ１０７によって顕像パターン以外の箇
所での濃度検知を行い、顕像パターンから得られた濃度
検出結果と対比して、両者間での誤差が少なければ、顕
像パターンの濃度検出結果を採用することができる。本
実施例は以上のような構成であるから、制御部の動作を
説明するためのフロ−チャ−トを基にして手順を説明す
ると、次の通りである。

【００５０】図６に示す処理は、例えば、複写機の始動
時に行われるものであって、現像スリ−ブが停止して感
光体ドラムが回転しているときの感光体の表面電位、所
謂、地肌電位(V_SG+)を検出したうえで、光学センサによ
る顕像パタ−ンのラインパタ−ンが得られる現像ポテン
シャルからベタパタ−ンが得られる現像ポテンシャルに
相当する０〜７階調での濃度検出値が入力され、各出力
からの検出出力の最小値を基に、光学センサの出力が一
定になるように現像バイアスの補正を行う。この場合の
検出時期は、第２の光学センサ１０７によりマ−カ４９
が読み込まれてから所定時間のタイミングを以って設定
される。これにより、感光体上の表面状態の如何に拘ら
ず同じ位置での検出が可能になる。

【００５１】この時、上述した検出出力の変動からの現
在のトナ−付着の状況を自己判断(セルフチェック)によ
り、例えば、上述した現像バイアスのシフト制御やトナ
−の補給制御が適正であるかを判定する。

【００５２】この判定は、図７において、０〜３階調に
おける検出値(V1〜V3)の傾き(GRＤ123=θ)と４〜７階調
における検出値(V4〜V7)、つまり、最小値の傾き(GRＤ4
56=φ)とをＧＲＤ１・２・３＝(V1＋2・V2−3・V3)/４ＮＧＲＤ１・２・３＝Ａ・ＧＲＤ１・２・３/(4−V_MIN) {但し、Ａ＝４(BK),2.5(M,Y,C)} ＧＲＤ４・５・６・７＝(3・V4＋V5−V6−3・V7)/10 ＮＧＲＤ１・２・３＝Ｂ・ＧＲＤ４・５・６・７/(4−V_MIN) {但し、Ｂ＝２（ＢＫ），２．５（Ｍ，Ｙ，Ｃ）｝により求め、上述した検出出力の傾きから現像能力に相
関する特性値（ＴＧＲＤ）を次式により求める。

【００５３】 TGRD＝NGRD1・2・3−10・NGRD4・5・6・7＋1.0・・・・(BK,M,C) TGRD＝NGRD1・2・3−10・NGRD4・5・6・7＋2.0・・・・(Y) この特性値(TGRD)を求める理由は、上述した各階調で得
られた検出出力の傾きだけを用いた場合、トナ−付着量
と検出出力との間の変化が非線形となることで最小値(V
MIN)をもち、かつ、現像バイアスの実効値が経時、環境
等によって変化することの影響を受けて正確な特性値と
ならなくなるのを防止するためである。

【００５４】なお、上記式において、符号Ａ、Ｂに関す
る係数は各色のトナ−に対応させるようになっており、
符号ＢKは黒トナ−、Mはマゼンタ、Yはイエロ−そして
Ｃはシアンを意味している。

【００５５】従って、このような特性値を求めること
で、顕像パタ−ンにおけるハイライトパタ−ンでの実際
のトナ−付着量に合致しない出力によるトナ−の濃度制
御が行われるのを防ぐことになる。

【００５６】フォトセンサからの検出出力は、顕像パタ
−ンにおける目標濃度に相当する検出出力に対する所定
範囲内にあるか、そして、この検出出力を設定するため
の現像バイアスがどういう状況(過剰、適正、不足)にあ
るかが判定される。

【００５７】この判定結果は、図８および図９に示すよ
うな判定テ−ブルから明らかなように27通りに区分さ
れ、この結果を基に、目標濃度(VTC)を求めるために用
いられる(CD)の補正ル−チンが実行される。

【００５８】すなわち、ＣＤ補正ル−チンは、図１０に
示すように、判定結果を得た時点での顕像パタ−ンから
の濃度検出出力(V_SP)が目標とする検出出力(目標Vsp)に
対してどのような関係にあるかで判別し、顕像パタ−ン
のトナ−濃度が適正に制御されているかを判断する。

【００５９】この判定は、過去に行われた顕像パタ−ン
からの濃度検出出力(V_SP)を、例えば、過去８枚分とし
ての平均値(V_SP*)を次式で求め、この平均値が上述した
目標とする検出出力(目標V_SP)に対して、所定範囲内に
あるかを判別するようになっている。

【００６０】

【数２】

【００６１】ＶTC−δ(V)＜Vsp*＜ＶTC＋δ(V) 但し、δ(V)＝0.2(V)(BKの場合)、0.12(V)(Y,M,Cの場
合) このような判別において、濃度制御が適正でない、換言
すれば、上記所定値以下にないと判断された場合の目標
とする濃度に見合う検出出力(目標Vsp)の修正は行わな
いままとされる。

【００６２】上述した自己判断における判定結果および
上述した傾きに関する特性値(TGRD)を基に、ＲＡＭ１０
０Ｃ内で上記(CD)の値を求めるための因子であるcd(n)
の値を順にシフトして、cd(7)の値は空ける。

【００６３】この更新処理が行われると、上述した判定
結果における区分に基づいて、図１１に示す手順によっ
て、cd(n)の値を選択する「cd(n)選択処理」が実行され
る。

【００６４】このcd(n)選択処理は、判定結果からの区
分に基づいて前述した特性値(TGRD)を参照して、次に示
す比較式によりcd(n)の値が選択される。 TGRＤ検出値＜TGRＤ目標値−αの場合 cd(n)←0 TGRＤ目標値−α<TGRＤ検出値<TGRＤ目標値+αの場合 cd(n)←1 TGRＤ目標値＋α＜TGRＤ検出値の場合 cd(n)←2 そして、このcd(n)の値を基に、上述した目標濃度(Vsp)
を求めるために用いられるパラメ−タである(ＣＤ)の値
を

【００６５】

【数３】

【００６６】で求める。

【００６７】上述した(ＣＤ)の値を求めるにあたって
は、重み付け関数ｗ(n)が用いられている。これは、(Ｃ
Ｄ)の値が予め設定された値、つまり、出荷時に設定さ
れる値(16)を中心として、検出出力の変化に応じて調整
されて目標とする濃度検出出力(目標Vsp)を補正する
が、現段階での検出出力(Vsp)に目標値が略同等になる
ように修正されると、基の値に復帰するのを防止するた
めである。これにより、実際の検出出力の変化に目標と
するトナ−濃度の設定が対応しているかを確率的に判断
することができる。仮に、薄いという判断が得られた場
合、この判断が繰り返して行われる方が実際のトナ−濃
度の変化を確定するうえで確率的に判断することができ
る。しかも、本実施例では、このような判断を行うため
に重み付け関数を適用し、薄いということが確率的に高
いと判断した場合には、この判断に基づき、例えばこの
原因となる感光体側での地汚れを抑制することができる
トナ−濃度の補正処理が実行される。

【００６８】感光体の地汚れに対するトナ−濃度の補正
処理は、図１２に示すように上述した(ＣＤ)の値の算出
結果に応じて、感光体の地汚れ補正項(ND)の増減処理と
して実行される。この補正項(ND)は、目標とするトナ−
濃度の検出出力(VTC)を求める際に用いられる因子であ
り、この値を変えることで、上述した(ＣＤ)の値が初期
設定値に復帰した場合においても目標濃度検知出力
(V_ST)を求めるときの修正量を固定するようになってお
り、仮に、次回の検出結果が上述した(ＣＤ)の値を大き
く変化させるような場合においても、その変化量から得
られる目標濃度検知出力(VST)を得るための偏差を小さ
くした状態が得られる。この(ND)増減処理は、(ＣＤ)の
値に応じて元の値から所定の係数を増減することで行わ
れる。このような画像同士での画像濃度を求めるために
用いられる予め決められた値を調整することにより、目
標とする画像濃度(VTC)は前記した(2)式により更新さ
れ、次回の自己判断までその値を維持される。

【００６９】本実施例においては、感光体上での画像濃
度を検出することで、予め決められていて目標とする画
像濃度を求めるために用いられるパラメ−タを修正する
ようにしているが、感光体上での画像濃度の検出を基に
することに限らず、例えば、図１に示したように、感光
体からの画像転写を受ける転写体での画像濃度の検出に
基づいて上述した処理を行うようにしても良い。この場
合には、感光体表面において処理してある乱反射処理に
よる光学センサへの影響を軽減することでより正確なト
ナ−濃度の検出が行える。

【００７０】このような実施例によれば、感光体表面の
劣化等により変化していく顕像パタ−ンからの反射光出
力の変化を追尾するとともに、顕像パタ−ン以外の顕像
部により追尾結果の正確度を確認することができる。し
かも、この変化に応じて目標とする画像濃度の最適値を
設定する場合、その目標濃度を設定する場合に用いられ
るパラメ−タのうち、誤差が大きいものを用いないよう
にすることができる。これにより、補正された画像濃度
の目標値が大きく変化してしまうのを未然に防ぐことが
できる。従って、過剰な濃度補正によるトナ−補給の暴
走を防止することができる。

【００７１】このような処理を行うにあたり、顕像パタ
−ンでのハイライト部での検出出力を基にするのでな
く、これに加えて顕像パタ−ンのベタ部からの検出出力
および第２の光学センサ５０からの検出出力をも取り込
むことで濃度補正に関する正確度を確保することにより
濃度補正の暴走を防ぐことができる。

【００７２】本実施例によれば、上述した顕像パタ−ン
からの反射光出力が感光体表面の劣化等によって急変し
たような場合、この状態を自動的に追尾することで容易
に判断することができ、これに応じて、微妙な濃度の補
正を自動的に行うことができる。

【００７３】本実施例によれば、単に、しきい値を用い
た二元的なトナ−補給制御とするのでなく、トナ−の補
給制御に対する判別に重み付けすることで、濃度変化を
確率的に判断することで適正な濃度制御が可能になる。

【００７４】本実施例によれば、画像濃度の目標値を求
める際に、この目標値を求めるために用いられるパラメ
−タの一つに対する調整に応じて他のパラメ−タも調整
するようにしたので、一つのパラメ−タが初期設定値に
復帰した場合においても、他のパラメ−タを次回の画像
濃度制御に時点まで固定することで、次回の画像濃度検
出値に対する補正量の偏差を少なくすることができる。

【００７５】本実施例によれば、トナ−像の濃度検出デ
−タを過去に得られたデ−タに対して所定範囲内にある
かを判別した上で予め決められている濃度制御に関する
値の調整を行うようにしたので、誤った濃度補正が行わ
れてしまうのを未然に防止することができる。

【００７６】ところで、上述した最小値(Ｖ_MIN)は、感
光体の反射特性だけでなく、使用環境の変化によっても
異なることがある。特に、感光体上に付着するトナ−量
により決定される現像能力は温度や湿度により影響を受
けやすく、複写機使用開始時等においては、それまでに
設定されていた作像のための現像バイアス、帯電電位あ
るいは露光量についてのダイナミックレンジの選択では
最小値(Ｖ_MIN)が安定しない場合がある。つまり、トナ
−とキャリアとを組み合わせた２成分系現像剤を用いる
場合の現像特性や地汚れは、使用環境あるいは使用枚数
さらには放置時間や放置環境に応じて変化することがあ
る。このような使用環境の変化は、例えば、温・湿度に
よりトナ−およびキャリアの表面の水分子の吸着量を変
化させたり、また、使用時間によってキャリア表面への
異物の付着量を変化させ、さらには、トナ−(およびキ
ャリア)電荷の充・放電量を変化させることになり、画像
形成のための一様条件設定では適正画像濃度を得ること
ができない。この結果として、最小値を基に顕像パタ−
ンの目標濃度を設定する場合、最小値が安定しないで変
動幅が大きいと、目標濃度に対応する反射光出力が得ら
れるまでに補正量の切り換えが頻繁に行われることにな
る。このため、処理に手間取ってしまったり、あるい
は、現状にそぐわない補正が行われてしまう虞れがあ
る。

【００７７】例えば、上述した最小値に基づいて光学セ
ンサの出力が一定となるように現像バイアスの補正を行
う場合(いま、この制御をＶ_K制御という)、顕像パタ−
ンの濃度が異常に高いときや低いときに最小値(Ｖ_MIN)
を求めて現像バイアスの変化量、所謂、シフト量を設定
したり、また、トナ−の補給を行うと、トナ−濃度の暴
走やこの逆の現象が生じてしまうことがある。

【００７８】本実施例では、制御部において、検出出力
の変動から現在のトナ−付着の状況を自己判断により、
例えば、上述した現像バイアスのシフト制御やトナ−の
補給制御が適正であるかを判定するようになっている。
この判定は、図１３において、０〜３階調における検出
値の傾き(θ)と、現像バイアスのシフト量と、４〜７階
調における検出値、つまり極小値の傾き(φ)とを求める
ことにより行われる。そして、この傾きが顕像パタ−ン
における目標濃度に相当する検出出力の傾きに対する所
定範囲内にあるか、また、この傾きが得られる検出出力
を設定するための現像バイアスのシフトがどういう状況
(過剰、適正、不足)にあるかを判別される。

【００７９】本実施例においては、環境の急変動等によ
る顕像パタ−ンの濃度変動を適正化するために、トナ−
濃度を一定にしたうえで、 ()現像バイアス ()トナ−の補給若しくは消費 ()感光体の帯電電位 ()()と()との組合せ ()()と()との組合せ ()()と()との組合せにおけるダイナミックレンジあるいはトナ−補給部の駆
動設定に関して、１回の画像形成毎に()〜()の順
で、顕像パ−タンからの検出出力が濃度標準値(ID)に対
して所定範囲にあるかで適正であるかを判断するように
なっている。上述した各パラメ−タについての画像形成
毎のダイナミックレンジあるいはトナ−補給部の駆動設
定の適正化判断をすることで顕像パタ−ンの濃度が適正
範囲を外れた場合には、その結果が得られたときの上述
したパラメ−タについてのダイナミックレンジあるいは
トナ−補給駆動部の駆動状態を補正することで顕像パタ
−ン濃度を適正化しようとするものである。

【００８０】本実施例は以上のような構成であるから、
制御部の作動を説明するためのフロ−チャ−トを示した
図１４において、処理手順を説明すると次の通りであ
る。すなわち、図１４に示す処理は、複写機の始動後に
行われる処理である。図１４において、複写機が動作し
ている状態であるかを始動スイッチのオン・オフ状態で
判別し、始動スイッチがオンのときには、そのオン状態
が最初であるかを判別し、最初、つまり、始動時である
場合には、図６に示したモ−ニングサイクルを実行す
る。

【００８１】モ−ニングサイクルは、複写機の始動時に
行われるものであって、現像スリ−ブが停止して感光体
ドラムが回転しているときの感光体の表面電位、所謂、
地肌電位(Ｖ_SG)を検出したうえで、光学センサによる顕
像パタ−ンの濃度検出値が入力され、前述した(1)〜(1
0)式により検出値の最小値が求められると共に、現像バ
イアスの補正量(Ｖ_K)も求められる。

【００８２】式(1)〜(10)により得られた算出結果によ
り、前記図８、図９における検知デ−タ−判定結果−判
定および処理の関係を示した判定テ−ブルにより、最小
値の現状を判別し現段階でとナ−濃度の補正を要してい
るかを判別する。この判別結果に応じて、トナ−の量が
過剰な状態である場合には、作像開始指令が出される前
に、図示しない方法により感光体上で消費するとともに
現像バイアスがトナ−を付着させにくい状態に補正され
る。また、トナ−の量が不足している状態である場合に
は、上述した場合とは逆にトナ−の補給を行うとともに
現像バイアスがトナ−を付着させやすい状態に補正され
るようになっている。これら各処理が終了すると、再
度、検出出力の最小値(Ｖ_MIN)を算出してＲＡＭ１００
Ｂに格納して、次回の作像処理に備える。このようにし
て、顕像パタ−ンの目標濃度に相当する検出値に対し、
現状の顕像パタ−ンからの濃度検出値の最小値が変化し
た場合には、その最小値の状態を判別することで、最小
値が安定しない場合においても作像のためのトナ−制御
ができ、これにより顕像パタ−ン濃度を介した感光体上
のトナ−濃度を適正値に補正することができる。

【００８３】始動時でない場合には、図１５に示すＩＤ
チェック処理が実行される。

【００８４】ＩＤチェック処理は、コピ−ボタンが作動
される回数に応じて消費されたトナ−濃度を判別する処
理である。この処理では、コピ−ボタンの作動回数を図
示しないカウンタにより計数するとともに地肌電位(Ｖ
_SG)が検出される。この場合の地肌電位(Ｖ_SG)は、複数
回の感光体の回転中に計測した地肌電位(Ｖ_SG)の平均値
(Ｖ_SG+)が用いられる。地肌電位が検出される場合に
は、例えば、トナ−の補給あるいは帯電電位を変更しな
いことによってトナ−濃度が固定される。そして、この
状態において光学センサにより顕像パタ−ンの濃度が検
出され、その検出出力から割り出されるトナ−濃度が濃
度標準値(ID)に対して所定範囲内にあるかが判別され
る。コピ−回数および濃度判別の結果に基づいて、前述
した()〜()までの判定項目の順序に関する現像バイ
アスを補正するためのＶ_K補正、トナ−の補給あるいは
消費に関する選択制御、そして、感光体の帯電電位(V₀)
の補正に関する判別が行われ、その結果に基づく処理が
実行される。

【００８５】上述した濃度判別に関して、標準濃度に対
する所定範囲内にあるときには、作像のための各種パラ
メ−タである現像バイアス、帯電電位あるいは露光量に
ついてのダイナミックレンジの可変制御が実行される。

【００８６】このような処理を実行することで、作像毎
に作像のためのダイナミックレンジについてトナ−濃度
を固定した状態で各パラメ−タの適正化判断を行うこと
ができる。この処理において適正範囲外に移行する濃度
設定が行われているときには、その濃度設定に影響する
作像のためのダイナミックレンジやトナ−の補給、若し
くはトナ−の消費等について各処理の条件が選択されて
適正化される。これにより、各パラメ−タを整然と管理
することができるので、濃度の急変を未然に防ぐことが
可能になる。

【００８７】また、本実施例にあっては、図１６乃至図
１８に示すように、上述した濃度検出出力の変動から現
在のトナ−の付着状況を自己判断することができる。こ
の自己判断では、現像バイアスのシフト制御やトナ−の
補給制御が適正であるかが判別される。

【００８８】自己判断に際しては、前述した図１３にお
いて１乃至３階調における検出値の傾き(θ)と、現像バ
イアスのシフト量と４乃至７階調における検出値、つま
り極小値の傾き(φ)とが求められる。そして、この判定
処理では、求められた各値の傾きが顕像パタ−ンにおけ
る目標濃度に相当する検出出力の傾きに相当する範囲内
にあるかどうか、また、この傾きが得られる現像バイア
スのシフトがどういう状況(過剰、適正、不足)にあるか
が判別される。

【００８９】上述した処理では、図１６に示すように、
現像スリ−ブが停止していて感光体ドラムが回転してい
るときの感光体の表面電位、所謂、地肌電位(Ｖ_SG)の平
均値(Ｖ_SG+)を求めたうえで、１乃至７階調に相当する
ベタパタ−ンの濃度検出電位を検出デ-タとして読み取
ることが行われる。検出デ−タのうち、最初のデ−タに
関し、その補正量が大、小いずれにも該当しない場合に
は、検出電位の傾きを求める。

【００９０】この場合の傾きは、１乃至３階調で得られ
るハイライト部での検出電位の傾きであり、得られた傾
きについての大小関係を判定した上で、前述した(1)乃
至(10)式により検出値の最小値を求めると共に、現像バ
イアスの補正量(Ｖ_K)を求め、この得られた値から現像
バイアスの補正量の大小を判定する。そして、現像バイ
アスのシフト量の現状が判別されると、現像バイアスの
補正の過大、過小が判別される（図１７参照）。

【００９１】４乃至７階調に相当するベタパタ−ンから
の検出電位に基づいてその検出電位の傾きを求め、この
傾きについて、上方(Up)、平坦(Flat)、下降(Down)を判
定する。上述した各デ−タについての判定が終了する
と、この判定結果を基にして検知デ−タ−判定結果−判
定および処理の関係を示した前記図８、９により、最小
値の現状、つまり、トナ−濃度の補正を要しているかど
うかが判別され、その判別結果による処理が実行され
る。

【００９２】本実施例においてトナ−の量が過剰な状態
にある場合には、作像開始指令が出される前に図示しな
い方法により感光体上でトナ−が消費されると共に、ト
ナ−が感光体側に移行しにくい状態に現像バイアスが補
正される。また、トナ−の量が不足している場合には、
上述した場合とは逆にトナ−の補給を行うための駆動部
に対する駆動信号が出力されて補給部が動作されると共
にトナ−が感光体側に移行しやすい状態に現像バイアス
が補正される。これら各処理が終了すると、再度、検出
出力の最小値(Ｖ_MIN)を算出してＲＡＭ１００Ｂに格納
し、次回の作像処理に備える。なお、図８、図９とは検
出デ−タの各コラムに判定結果および処理を記載した欄
が対応している。

【００９３】このようにして、顕像パタ−ンの目標濃度
に相当する検出値に対して現状の顕像パタ−ンからの濃
度検出値の最小値が変化した場合に、その最小値の状態
を判別することで、最小値が安定しない場合においても
作像のためのトナ−制御ができる。特に、現像バイアス
の制御だけでは感光体上のトナ−濃度に影響するパラメ
−タのうちのトナ−の付着量が補正されない場合には、
現像ポテンシャル(感光体表面電位と現像電極電位との
差)と現像量との比で求められる現像γが得られるまで
の間継続して実行されてトナ−の補給を可能にすること
で、顕像パタ−ン濃度を介した感光体上のトナ−濃度を
適正値に補正することができる（図１８参照）。

【００９４】本実施例では、顕像パタ−ンの目標濃度に
相当する検出値に対する現状の顕像パタ−ンからの濃度
検出値の最小値が変化した場合に、その最小値の状態を
判別する。この最小値が安定しない場合には、感光体上
へのトナ−補給制御と現像バイアスの補正を行うことの
他に、作像に係るダイナミックレンジを可変制御するこ
とも実行されるようになっている。以下、この場合につ
いて、図１９以下の図により説明すると次の通りであ
る。

【００９５】まず、ダイナミックレンジの可変制御にあ
たり、検出電位の最小値を求める処理が図１９に示すモ
−ニングサイクルにより実行され、前述した(1)〜(10)
式により検出値の最小値を求めると共に、現像バイアス
の補正量(Ｖ_K)を求める。これら算出結果により、図２
０、図２１に示す検知デ−タ−判定結果−判定および処
理の関係を示した判定テ−ブルにより、最小値の現状が
判別される。この最小値により、トナ−濃度の補正を要
しているかが判別されるとともにポインタの変更を要す
るかも同時に判別される。これら各判別結果において、
トナ−の量が過剰な状態である場合には、作像開始指令
が出される前に図示しない方法により感光体上でトナ−
を消費するとともにトナ−が感光体側に移行しにくい状
態に現像バイアスが補正される。トナ−の量が不足して
いる状態である場合には、上述した場合とは逆にトナ−
の補給を行うとともにトナ−が感光体側に移行しやすい
状態に現像バイアスが補正される。なお、ポインタ変更
に関しては、ポインタ制御のフロ−チャ−トにおいて説
明する。

【００９６】これら各処理が終了すると、再度、検出出
力の最小値(Ｖ_MIN)を算出してＲＡＭ１００Ｂに格納し
て、次回の作像処理に備える。上記した図２０、図２１
は、検出デ−タの各コラムに判定結果および処理を記載
したコラムが対応している。顕像パタ−ンの目標濃度に
相当する検出値に対し、現状の顕像パタ−ンからの濃度
検出値の最小値が変化した場合に、その最小値の状態を
判別することができる。これにより、最小値が安定しな
い場合においても、作像のためのトナ−制御ができ、顕
像パタ−ン濃度を介した感光体上のトナ−濃度を適正値
に補正することができる。このような判定結果に基づい
て、作像のためのダイナミックレンジの可変制御が行わ
れる。

【００９７】すなわち、ダイナミックレンジの可変制御
は、本実施例の場合、後述するＤＩＦ制御とＶ_BS制御に
より行われる。

【００９８】ＤＩＦ制御は、現像特性を把握するために
静電潜像形成のための条件を予め設定したうえで、トナ
−の付着量による現像ポテンシャルのみによる現像特性
を求めるための制御である。中間濃度のベタ像パタ−ン
(光学センサの出力Ｖ_SP)、中間調濃度のライン像パタ−
ン(光学センサの出力Ｖ_LL)、および最大濃度のライン像
パタ−ン(光学センサからの出力Ｖ_LH)を感光体上の地肌
部に形成し、作像条件の設定としては、表１に示すよう
な帯電電位Ｖ₀、現像バイアス電位Ｖ_B、露光量設定用電
位Ｖ_Lを一組としたコラムからなるメモリ上の表と、各
コラムからなるメモリ上の表と各コラム上の位置を示す
ポインタＰとともに、Ｖ_D0：Ｖ_LL−Ｖ_LHの目標値、Ｐ₁：ポインタの下限、Ｐ₂：ポインタの上限、Ｐ₀：Ｐ₁＜Ｐ₂＜Ｐ₃なるある定数、Ｄi(＝０、１、２)：ポインタの増減量(Ｄ₀≦Ｄ₁≦
Ｄ₂)、Ｖ_DN：ポインタの不変領域を決める定数、Ｖ_DA：測定値Ｖ_LL、Ｖ_LHの差の移動平均により、表２に従って制御するようになっている。

【００９９】

【表１】

【０１００】

【表２】

【０１０１】このＤＩＦ制御に関しては、本出願人の出
願にかかる特願平１−238107号の明細書に詳細が記載さ
れている。

【０１０２】Ｖ_BS制御は、トナ−の濃度が一定になるよ
うに現像バイアスを補正すべく現像バイアスのシフト量
を補正する制御であり、具体的には次の通りである。

【０１０３】すなわち、図２１において、仮りに、感光
体ドラムの地肌電位(Ｖ_SG)をＶ₀とした場合、この地肌
電位(Ｖ₀)に対して通常作像時の大小関係(図中、実線で
示すＶ_Bはマイナス電位Ｖ₀より大きい)と逆転する方向
で微小な、例えば、作像ポテンシャルの1/5程度かそれ
以下の電位差ΔＶ_0Bを持たせた現像バイアス(Ｖ_B)を現
像スリ−ブに与えた状態で感光体ドラム上にトナ−を付
着させる。

【０１０４】このトナ−像の濃度を読み取るフォトセン
サの出力Ｖ_K(微小ポテンシャル時の検出電位)が一定に
なるように現像バイアス(Ｖ_B)を図中、矢印Ｓ₁、Ｓ₂で
示す方向にシフトさせる。本実施例では、このシフト量
(ΔＶ_BS)が実効現像バイアスと出力現像バイアスとのず
れとして考えられ、このシフト量が作像時での現像バイ
アスに上乗せされるようになっている。現像バイアスＶ
_Bを実効現像バイアスのシフト分がないときのバイアス
値Ｖ_B(目標値)と実効バイアスのシフト分をキャンセル
するための値Ｖ_BSとの和として考え、感光体ドラムの地
肌電位Ｖ₀を基準として実効バイアスのシフト分を求め
ると、Ｖ_B＝Ｖ_B(目標値)＋Ｖ_BS・・・・・・・・・() Ｖ_B(目標値)＝Ｖ₀＋Ｖ_BK・・・・・・・・・() Ｖ_B＝Ｖ₀＋Ｖ_BK＋Ｖ_BS・・・・・・・・・・() 但し、Ｖ₀：感光体ドラムの地肌電位Ｖ_BK：Ｖ_K作像ポテンシャル(例えば、24V) このときのフォトセンサの出力Ｖ_Kとして、このフォト
センサ出力Ｖ_Kがその目標値Ｖ_K0となるようにＶ_Bを前記
したＳ₁、Ｓ₂方向のいずれかにシフトすると、実効現像
バイアスのずれ分、換言すれば、最適なシフト量が判
る。

【０１０５】本実施例の場合、Ｖ_Kの８個分の移動平均
を取ってＶ_K0と比較し、Ｖ_KとＶ_K0との差が、0.1Ｖ(黒
現像の場合には0.2Ｖ)以下のときには、制御しないよう
にして帯電ムラ等の影響を受けにくくされている。

【０１０６】 |Ｖ_K−Ｖ_K0|＜0.1Ｖ・・・・・・・・・・・() トナ−濃度ＴＣの制御パタ−ン部目標電位をＶ_TC、バイ
アスシフト量目標電位をＶ_K0とし、フォトセンサのｎ回
目の検出電位として、ＴＣ制御パタ−ン部検出電位：Ｖ_SP(ｎ) バイアスシフト量検出電位：Ｖ_K(ｎ) とすると、通常のトナ−濃度制御状態の場合には、ほと
んど全てのｎに対して次式が成立する。

【０１０７】 |Ｖ_SP−Ｖ_TC|＜0.2Ｖ・・・・・・・・・・() (黒現像の場合は0.4Ｖ) この場合、バイアスシフト量は、検出電位Ｖ_K(ｎ)の移
動平均をシフト量Ｖ_Kとして、例えば、次式により計算
する。

【０１０８】

【数４】

【０１０９】一方、トナ−濃度制御状態が異常の場合に
は、(4)式が成立せず、あるｎまたは全てのｎについ
て、 |Ｖ_SP(ｎ)−Ｖ_TC|＞0.2Ｖ・・・・・・・・() (黒現像の場合は0.4Ｖ) となる。この場合には、不等式(7)が成立するｎについ
てＶ_K(ｎ)の代わりにＶ_Kの目標値であるＶ_K0を代入す
る。

【０１１０】Ｖ_K(ｎ)＝Ｖ_K0・・・・・・・・・・・・・() このＶ_K(ｎ)でのシフト量Ｖ_Kの移動平均を()式より計
算する。このような制御では、作像ポテンシャルＶ_BKを
順方向（通常のトナ−を現像する方向）に電界がかかる
ようにして逆帯電トナ−の影響を少なくするとともに
（順方向の電界に対しては、逆帯電トナ−は現像されな
い）、通常、若干の無帯電トナ−の付着量よりも多いレ
ベルに前記Ｖ_ＢＫを設定する。これにより、感光体ドラ
ムの地汚れによる影響を除去し、現像バイアスを上げて
もとれない（逆帯電トナ−が原因する）地汚れの場合に
バイアスシフト量が際限なく大きくなって所謂、トナ−
濃度制御に暴走現象が起こる状態となるのを防止すると
共に、フォトセンサの検知誤差を抑える。

【０１１１】さらに、トナ−補給不良や補給すべきトナ
−がなくなってしまった状態であるトナ−エンドの検知
不良によりトナ−濃度が設定値からずれた場合（図２２
において、Ｖ_SPが目標濃度に相当する電位Ｖ_TCからずれ
た状態)、現像能力が低下するためＶ_Kも小さく検知され
るが、Ｖ_Kの補正(バイアスＶ_Bのシフト)を小さくして、
あるいは、ずれが大きい場合には、補正しないようにす
る。トナ−濃度制御が正常な状態から異常な状態に移行
する過程では、その異常の程度に合わせて徐々にＶ_K補
正量を変化させ、例えば、トナ−エンド検知不良の場合
のように、完全にトナ−濃度がずれたときには補正量が
ゼロになるが、単に、リップルが大きい場合（現像剤が
疲労した状態で、かつ高温高湿条件下で使用したときに
顕著になる現象）、補正は機能するがその程度が小さく
なる。このような制御では、感光体ドラムの地肌電位Ｖ
₀に対し、像形成中の大小関係と逆転する方向で微小電
位差を有する現像バイアスＶ_Bにより感光体ドラム上に
トナ−を供給して現像した場合、このトナ−像に対する
フォトセンサの出力Ｖ_Kが一定となるように現像バイア
スＶ_Bがシフトされる。これによって、現像バイアスＶ_B
が感光体ドラムの地肌電位Ｖ₀に対して一定に保たれる
とともに実効現像バイアスのズレが防止されるので、画
像品質を向上させることになる。

【０１１２】上述した各制御の切り換えは、例えば、現
像バイアスのシフト量(Ｖ_BS)が所定値(−100Ｖ)よりも
小さい場合にはＶ_BS制御に、そして、所定値よりも大き
い場合にはＤＩＦ制御にそれぞれ切り換えられるように
なっている。

【０１１３】以上のような処理は、複写機の始動時ある
いは、感光体の交換直後や現像剤の補給直後において図
１９に示したフロ−チャ−トにより、検知デ−タ−判定
結果−判定および処理の関係を示した判定テ−ブル(図
２０、２１参照)から、最小値の現状、つまり、トナ−
濃度の補正が適正であるかを判別する。

【０１１４】この判定結果に基づいて、制御部では、複
写開始スイッチが投入されたのを判別して、図２３(A)
に示すフロ−チャ−トに従って、作像のための帯電電
位、現像バイアスまたは露光量の可変制御が実行され
る。

【０１１５】図２３(A)は、複写機の全体動作のための
シ−ケンス制御を示すフロ−チャ−トである。この処理
では、複写開始スイッチ、つまり、プリントスタ−トス
イッチがオンされたかどうかが判別され、オンされた場
合には、地肌電位の検出が行われるとともに、後述する
ポインタ制御に基づくダイナミックレンジの設定が実行
される。

【０１１６】上述したポインタ制御は、図２４に示すよ
うに、現像バイアスのシフト量(Ｖ_B _S)が所定値(−100V)
以下であるかどうかを判別する。この判別において前記
シフト量が所定値以下の場合には、その状態のフラグが
セットされているかを判別した上でＶ_BS制御に移行す
る。上述したフラグがセットされていない場合には、表
３に示すポインタＤＩＦテ−ブルからのポインタを23番
目に固定し、そして表４に示すポインタ−ＶBSテ−ブル
からサブポインタを64に固定する。

【０１１７】

【表３】

【０１１８】

【表４】

【０１１９】Ｖ_BS制御では、図２５に示すように、ポイ
ンタ−Ｖ_BS表からサブポインタ(ΔＳＰ)が選択される。
そして、このサブポインタが「128」以上であるかどうか
が判別され、その値以上である場合にはポインタを１段
上昇させるとともにサブポインタに所定値が加えられ
る。また、サブポインタがゼロ以下であるかどうかが判
別され、その値がゼロ以下の場合には１段低いポインタ
に更新されると共にサブポインタも所定値が減ぜられ
る。このような処理は、現像バイアスの最適値を設定す
るために行われる。

【０１２０】一方、現像バイアスのシフト量(Ｖ_BS)が所
定値以下でない場合には、この状態のフラグがセットさ
れているかが判別される。この判別においてフラグがセ
ットされている場合にはＤＩＦ制御が実行される。ま
た、上記判別においてフラグがセットされていないとき
には上述したＶ_BS制御の場合と同様に、ポインタおよび
サブポインタを固定する。

【０１２１】上述したＤＩＦ制御では、図２６に示すよ
うに、前述したＶ_LL−Ｖ_LHにより求められるＤＩＦ検出
値とＤＩＦ設定値との差が求められる。この差(α)が、
例えば、黒現像の場合は0.24Ｖ、カラ−現像の場合は0.
12Ｖ以下であるかどうかが判別され、各所定値以下であ
る場合には、そして検出値と設定値との大小関係を判別
して表４に示したサブポインタに対して所定値を加減算
する。また、差(α)が所定値にない場合にも検出値と設
定値との大小関係が判別されたうえで、表４に示したサ
ブポインタに対して所定値を加減算される。

【０１２２】また、サブポインタが「128」以下若しくは
以上であるかによりポインタおよびサブポインタに対し
て所定値の加減算を行うとともに、サブポインタが「０」
であるか否かを判別して「０」の場合には、ポインタおよ
びサブポインタから所定値を減ずる。

【０１２３】ＤＩＦ制御におけるＤＩＦ検出は、図２７
に示す処理によっておこなわれる。すなわち、階調(０
〜７)に関する初期値設定をしたうえで前述したＶ_LL−
Ｖ_LHを更新するとともに初期値も更新し、各階調全てに
ついての検出が完了したかどうかが判別され、完了した
場合には顕像パタ−ンからの検出値と目標値との差を求
め、この差と所定値との関係が判別される。この判別に
おいて、所定値以下であるときには、ＤＩＦ検知を実行
したとしてそのデ−タを入力し、全階調での出力デ−タ
の総和を算出してＤＩＦ制御の際のポインタ設定に供す
る。上述したＶ_BS制御あるいはＤＩＦ制御により、現像
バイアスのシフト量または帯電電位の補正量が設定され
ると、図２４に示すように、ポインタテ−ブルによる標
準現像バイアス、標準帯電電位および標準露光量が選択
され、それぞれの値を実効値に補正する。

【０１２４】このようなポインタによる現像バイアス、
帯電電位および露光量がそれぞれ選択されると、これに
関係するチャ−ジャあるいは現像スリ−ブの駆動部がオ
ンされ感光体の駆動も開始されて感光体への画像形成が
実行され、感光体上に形成された顕像パタ−ンの濃度が
フォトセンサにより検出され、図２８に示すように、現
像バイアスを補正するためのＶ_K制御が実行される。Ｖ_K
制御にあっては、前述した()式による現像バイアスＶ
_Bを求め、この現像バイアスの初期値を更新すると共に
更新した現像バイアスがフォトセンサからのデ−タを所
定回繰り返し入力されて得られたものであるかを判別
し、上述した現像バイアスによる顕像パタ−ンの濃度を
判別した上でこの濃度に対するフォトセンサによる検知
を行い、８個の平均を求めて目標Ｖ_Kと比較する。

【０１２５】この比較結果が所定値にないときには、最
初の画像形成時に該当している稼動かが判別され、最初
の場合には、例えば、通常の作像時に印加される微小電
位差以上の値(実施例では20Ｖ)が現像バイアスとして設
定される。これにより、従来の電位差に比べ、設定濃度
に対する段階的な変化を大きくして、早く設定濃度に到
達させることができる。このような電位差の設定によっ
て形成される顕像パタ−ンをフォトセンサにより検知し
て目標出力と比較し、目標値よりも大きい場合には現像
バイアスのシフト量に上述した電位差を加え、また、目
標値よりも小さいときには上述した電位差を減ずる処理
が行われて現像バイアスが決定される。

【０１２６】一方、このような作像時のダイナミックレ
ンジの制御に基づき、図２９に示すトナ−補給の制御が
実行される。

【０１２７】図２９において、感光体の地肌電位の検出
および感光体上の地肌部に形成された顕像パタ−ンの濃
度がそれぞれ所定タイミングを以って検出され、この所
定タイミングで得られた地肌検知電圧(Ｖ_SG)が、現像ス
リ−ブの停止時に検出された地肌検知電圧(Ｖ_SG+)と比
較される。

【０１２８】上述した比較において、Ｖ_SG+＞Ｖ_SGの関
係にある場合には、現像スリ−ブの停止時に地肌汚れが
生じていないといえるので、地肌電位の平均値であるＶ
_SG+をセットする。また、Ｖ_SG+＞Ｖ_SGの関係にない場合
は地肌汚れが生じているといえるので、現段階での地肌
検知電圧Ｖ_SGを上述したＶ_SG0に置き換える。地肌検知
電圧が決定された後、この電圧と顕像パタ−ンの濃度検
知電圧との比が判別される。この判別において両者間の
比が所定係数以上であればトナ−の補給が必要であるか
どうかを判別してその結果に応じた処理を実行する。

【０１２９】上述したＶ_SGの入力処理においては、図３
０に示すように、Ｖ_K制御の場合と同様に、８個のデ−
タを求め、この平均値を基に、地肌検知電圧Ｖ_SG+との
比較に供しても良い。

【０１３０】このようなトナ−の補給制御が実行される
と、図２３において、複数回の複写であるかを判別し、
複写終了に相当する場合には、最終段階でのダイナミッ
クレンジ設定のための処理を行うと共に、Ｖ_SG+の検知
が行われる。

【０１３１】Ｖ_SG+検知は、図３１において、０〜７階
調分の複写ボタンのオン、オフの動作毎に地肌検知電圧
を入力として取り込み、それらデ−タの平均値を演算し
た上で、平均値を地肌検知電圧としてメモリする。

【０１３２】上述したような処理を実行することによ
り、光学センサの検出値が最小値となる信号を検出し、
光学センサの検知電圧のダイナミックレンジを正確に把
握する場合、その最小値の変化が実際の感光体での現像
剤の付着量にそぐわないものであるかを判別したうえ
で、上述した最小値を用いたトナ−濃度制御を実行する
ことができるので、感光体の反射光特性に依存すること
なく、トナ−濃度の制御を正確に行うことができ、これ
によって、画像品質を向上させることが可能になる。

【０１３３】このように、本実施例では、感光体上に形
成されたマ−カ４９を第２の光学センサにより読み取る
ことにより、この時点を基点としてタイミング設定によ
って第１の光学センサによる顕像パタ−ンの濃度検知が
行なえるので、第１の光学センサにより検知される感光
体上での顕像の位置は常に一定した位置とされる。ま
た、第２の光学センサ１０７は、顕像部が形成されない
場合には、マ−カ４９を起点としたタイミングを以って
移動した位置の地肌部からの反射光量による地肌電位を
検出することもできる。このような第２の光学センサ１
０７によるタイミング設定によって感光体の特定位置で
のトナ−の付着量を検出する時期としては、図３２に示
すように、複写機の全体動作のためのシ−ケンス制御の
際とされている。図３２において、マ−カ４９の検知が
行われると、その検知時期を起点として所定のタイミン
グにより感光体上に形成された顕像部あるいは地肌部に
おけるトナ−の付着量が検出され、各デ−タがメモリに
記憶される。このマ−カの検知は、図２３に示したシ−
ケンス制御における各種処理を実行するためのデ−タが
要求される場合に実施されるようになっている。

【０１３４】第２の光学センサ１０７のタイミング設定
による第１の光学センサを用いた顕像部の検知は、図３
３に示すように、マ−カ４９の検知が行われた後、所定
タイミングを以って７ヵ所にパタ−ン画像が形成され、
あるいはその位置が指定されることにより実行される。
地肌電位の検出は、図３４に示すように、マ−カ４９を
検知した時点から所定タイミングが経過した時点で第１
の光学センサにより位置の割り出し指定が行なわれた感
光体上の位置の地肌電位に関して、一例として、５回の
検出結果の平均値が求められる。この平均値は、現段階
までに至る以前に検出した地肌電位の平均値との差を求
めるために使用される。この差が所定値(0.5V)以上であ
る場合、上記マ−カ４９を検知した時点からのタイミン
グを変えて第１の光学センサによる検知位置を変更し、
その位置で、再度の地肌電位の検出が行われる。再度の
地肌電位の検出は、図３５に示されているように、５回
の検知結果の平均値が求められ、その値がメモリに記憶
される。

【０１３５】図３６（Ａ）、（Ｂ）は、図２９および図
３０に示したトナ−補給制御を第２の光学センサ１０７
による感光体上での特定位置の濃度検出結果に基づいて
行う場合を示している。この場合においても、マ−カ４
９の検知から所定タイミングを以って地肌電位の検出に
引き続いてさらに所定タイミングを以って移動した位置
の濃度が検出されるようになっている。これら各検出結
果は、図２９および図３０に示す処理と同様な処理に供
される。

【０１３６】また、図３７は、図１６乃至図１８に示し
た現像バイアス補正処理(Ｖ_K補正)における最小検知電
圧Ｖ_MINを求める場合を示している。この場合には、現
段階での検知電圧とそれまでに検出した値との差が所定
値(0.2V)以上であるかどうかを判別され、所定値以上の
場合には、マ−カ検知からのタイミングを変更して感光
体上での別な位置で最小検知電圧を測定するようになっ
ている。

【０１３７】このように、感光体上に形成されているマ
−カを基準として感光体上でのトナ−の付着量の検出位
置を変更することができるので、顕像パタ−ンのみによ
るトナ−の付着量の検出状態をチェックすることがで
き、しかも、感光体の部分的な劣化や破損による誤検出
を未然に防止することができる。このため、画像形成領
域における僅かな部分に劣化や破損を来している感光体
であっても、その部分を除いた箇所での画像形成に必要
なデ−タの採取が行えるので、感光体の継続的な使用が
可能になる。

【０１３８】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１乃至３
記載の発明によれば、第２の光学センサによるタイミン
グ設定により第１の光学センサによる顕像パタ−ンの画
像情報が検知を開始されるので、常に同じ位置での検知
開始が実行できる。これにより、第１の光学センサに対
面する感光体の表面状態がたとえ変化しても、検出する
位置は常に一定とされていることになるので、第１およ
び第２の光学センサにより、画像形成のためのダイナミ
ックレンジの判定が行えるので、トナ−濃度の制御を正
確に行うことが可能になる。

【０１３９】請求項４乃至６記載の発明によれば、画像
形成のためのダイナミックレンジを制御する場合に実行
される各種パラメ−タの検出位置を感光体上で変更する
ことができるので、上記ダイナミックレンジの制御を誤
動作なく行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による画像形成装置の全体構
成を示す模式図である。

【図２】図１に示した装置に装備されている制御部を説
明するためのブロック図である。

【図３】図２に示した制御部での制御特性を説明するた
めの線図である。

【図４】図１に示した装置に適用される現像装置の一例
を示す模式図である。

【図５】図１に示した装置に用いられるマ−カと第２の
光学センサとの関係を説明するための模式図である。

【図６】図２に示した制御部の動作を説明するためのフ
ロ−チャ−トである。

【図７】図２に示した制御部で用いる条件を説明するた
めの線図である。

【図８】図２に示した制御部に用いられるデ−タとその
判定結果との関係を示す表図である。

【図９】図８に示した判定結果による処理内容を説明す
るための表図である。

【図１０】図２に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。

【図１１】図１０に示したフロ−チャ−トにおけるサブ
ル−チンを説明するためのフロ−チャ−トである。

【図１２】図２に示した制御部の別の動作を説明するた
めのフロ−チャ−トである。

【図１３】図２に示した制御部で用いられる別の条件を
説明するための線図である。

【図１４】図２に示した制御部の他の動作を説明するた
めのフロ−チャ−トである。

【図１５】図２に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。

【図１６】図２に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。

【図１７】図１６に示した制御内容に連続する動作を説
明するためのフロ−チャ−トである。

【図１８】図１７に示した制御内容に連続する動作を説
明するためのフロ−チャ−トである。

【図１９】図２に示した制御部のさらに別の動作を説明
するためのフロ−チャ−トである。

【図２０】図２に示した制御部に用いられるデ−タとそ
のデ−タからの判定結果との関係を説明するための線図
である。

【図２１】図２０に示した判定結果とその結果に応じた
処理内容との関係を説明するための線図である。

【図２２】図２に示した制御部での別の制御特性を説明
するための線図である。

【図２３】図２に示した制御部のさらに他の動作を説明
するためのフロ−チャ−トである。

【図２４】図２に示した制御部で実行されるポインタ制
御を説明するためのフロ−チャ−トである。

【図２５】図２に示した制御部で実行されるＶ_BS制御を
説明するためのフロ−チャ−トである。

【図２６】図２に示した制御部で実行されるＤＩＦ制御
を説明するためのフロ−チャ−トである。

【図２７】図２に示した制御部で実行されるＤＩＦ検出
動作を説明するためのフロ−チャ−トである。

【図２８】図２に示した制御部で実行される現像バイア
ス補正制御を説明するためのフロ−チャ−トである。

【図２９】図２に示した制御部で実行されるトナ−補給
制御を説明するためのフロ−チャ−トである。

【図３０】図２９に示したトナ−補給制御における変形
動作を説明するためのフロ−チャ−トである。

【図３１】図２に示した制御部で実行されるＶ_SG+検知
動作を説明するためのフロ−チャ−トである。

【図３２】図２に示した制御部で実行される全体動作を
説明するためのフロ−チャ−トである。

【図３３】図２に示した制御部で実行される第２の光学
センサを用いた顕像部に対する検知動作を説明するため
のフロ−チャ−トである。

【図３４】図２に示した制御部で実行される第２の光学
センサを用いたＶ_SG+検知動作を説明するためのフロ−
チャ−トである。

【図３５】図３４において実行された検知動作を再度繰
り返す場合を説明するためのフロ−チャ−トである。

【図３６】図２に示した制御部で実行される第２の光学
センサを用いたトナ−補給制御を説明するためのフロ−
チャ−トである。

【図３７】図２に示した制御部で実行される第２の光学
センサを用いた判定処理を説明するためのフロ−チャ−
トである。

【図３８】画像形成装置に用いられるトナ−の光学的反
射特性を説明するための線図である。

【符号の説明】

１０カラ−複写機１１スキャナ部１２画像処理部１３プリンタ部２２書き込み部２３記録ユニット２４感光体ドラム２６現像ユニット３１転写ベルト３８補給ロ−ラ４１(101) 第１の光学センサ５０(107) 第２の光学センサ１００制御部１０２現像バイアス制御ユニット１０３帯電制御ユニット１０４クラッチ駆動部１０５補給用帯電制御ユニット１０６露光ランプ制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米田拓司東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜
像を少なくともトナ−を含む現像剤によりその潜像を顕
像化する画像形成装置において、上記潜像担持体上に形成される顕像に関する顕像情報を
検出する光学センサを備え、上記光学センサは、上記潜像担持体上での常に一定した
位置で上記顕像情報を検出することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、上記光学センサは、第１および第２の光学センサを備
え、上記第１の光学センサが上記顕像情報を検出し、第
２の光学センサは、上記第１の光学センサの検出位置を
特定させるための位置設定手段として構成されているこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜
像を少なくともトナ−を含む現像剤により感光体上に顕
像化するとともに、感光体上に形成された所定の顕像パ
タ−ンを光学センサにより読み取らせ、該光学センサの
反射光検出信号により作像のための現像バイアス、帯電
電位、露光量のうちの少なくとも一つを変化させるかま
たはトナ−補給制御する画像濃度制御手段を備え、上記
感光体への現像剤の付着量の変化に対して上記光学セン
サの反射光た反射光検出信号が最小となるときの信号値
を検出する最小検出信号検出手段を具備する画像形成装
置において、上記光学センサは、上記感光体上での特定部分の検知を
行なう第１の光学センサと、これとは別に、上記第１の
光学センサの特定部を割り出す第２の光学センサとを備
えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜
像を少なくともトナ−を含む現像剤により感光体上に顕
像化するとともに、感光体上に形成された所定の顕像パ
タ−ンを光学センサにより読み取らせ、該光学センサの
反射光検出信号により作像のための現像バイアス、帯電
電位、露光量のうちの少なくとも一つを変化させるかま
たはトナ−補給制御する画像濃度制御手段を備え、光学
センサで感光体の地肌部の反射光検出信号を検出する画
像制御手段を具備する画像形成装置において、上記光学センサは、感光体上の特定部分での検出を行な
う第１の光学センサと、この第１の光学センサの特定位
置を割り出す第２の光学センサとを具備していることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項３または４記載の画像形成装置にお
いて、第１の光学センサは、感光体上での特定位置で検出した
検出値が所定範囲外であるときに特定位置を所定量ずら
すことが可能なことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項５記載の画像形成装置において、第１の光学センサの位置をずらすときには、この第１の
光学センサの特定位置を割り出す第２の光学センサによ
り校正信号が出力されてずらされることを特徴とする画
像形成装置。