JPH09244412A

JPH09244412A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09244412A
Application number: JP8056347A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Okada; 知幸岡田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】濃度計測の障害をなくす。【解決手段】濃度センサ部５０の計測値を位置の検出
にも使用する。計測値を２点取り、そのレベル関係から
正規位置に濃度センサ部５０があるか否かをＣＰＵ６０
において判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に現像剤像の濃
度計測および画像濃度制御措置を有する、電子写真式を
応用したレーザプリンタ、複写機、ファクシミリなどの
画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式を用いた画像形成装
置、例えばレーザ走査技術を用いたレーザプリンタはそ
の高品質、多階調、高速印字の点から注目されてきてい
る。このような電子写真方式の画像形成装置において、
印字される画像の濃度は、温度，湿度などの外的要因の
ほかに機械自身の経年変化、温度変化などにより変動し
てしまうことがある。一般の白黒プリンタでは、濃度の
違いを画像処理によって印字ドットの面積比率を変化さ
せて多階調を実現しているが解像度が落ちてしまうため
に、印字ドットごとに現像剤の量を変化させて濃度を実
現する、多値データによる多値階調の画像形成装置が現
在は存在する。このの多値階調を実現する１つの印字ド
ットで濃度を変えるために非常に繊細な制御が必要とな
り、実際に求められる濃度を実現するための手段の１つ
として、後述する濃度計測装置を用いた画像濃度制御が
ある。

【０００３】一般に、画像濃度制御を必要とする装置と
して、モノクロの多値ハーフトーンプリンタやカラーの
画像形成装置がある。これらの多階調の画像形成装置
は、感光ドラム上に帯電，露光，現像によって形成され
た記録像を記録紙上に転写する行程によって画像を出力
する。カラー画像形成装置ではこの行程を複数回繰り返
すことによって記録紙上に複数色の重ね画像を形成しカ
ラー画像を得る。特に、このカラー画像形成装置では、
複数色の現像剤を重ねるため画像濃度を安定して出力し
なければ色味が変わってしまうため画像濃度制御が非常
に重要である。

【０００４】以下に一例としてカラー画像形成装置の技
術を図面に基づいて説明する。図２はカラー画像形成装
置の模式的な断面構成を示す。図示のように装置全体の
中には感光ドラム１、ローラ帯電器３、さらに感光ドラ
ム１の右側には、トナーおよびトナー収納部と現像を行
うための現像手段とを一体的にカートリッジ化した色毎
の現像カートリッジ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを回転可能
の支持体で担持している。また、支持体回転軸を中心と
する同一円筒９上に各現像カートリッジ４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄを設置している。

【０００５】現像カートリッジ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ
内には、それぞれイエロートナー，マゼンタトナー，シ
アントナー，ブラックトナーが収納されている。感光ド
ラム１の左側には、転写紙（不図示）を保持し、感光ド
ラム１上の像を転写紙上に転移させる機能を有する転写
ドラム１０が配置されている。以上の構成によって、感
光ドラム１は、不図示の駆動手段によって１００ｍｍ／
ｓｅｃの周速度で図示矢印の方向に駆動される。

【０００６】次に、装置本体内の上方には、露光装置を
構成するレーザダイオード１１、高速モータ１２によっ
て回転駆動される多面鏡１３、レンズ１４、および折り
返しミラー１５が配置され、前述ローラ帯電器３には−
７００Ｖの直流電圧に交流周波数７００ＨｚでＶｐ−ｐ
（ピークツウピーク）−１５００Ｖの交流電圧が重畳さ
れ、−７００Ｖに均一に帯電される。

【０００７】前述したレーザダイオード１１に、例え
ば、マゼンタの画像情報に従った信号が入力されると光
路１６を通って感光ドラム１に照射される。感光ドラム
１はレーザー光の照射された箇所は約−１００Ｖにな
る。更に感光ドラム１が矢印方向に進むと現像カートリ
ッジ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ（この場合、４ｂ）によっ
て可視化される。転写行程を詳細に記述すると、感光ド
ラム１の画像と同期して転写紙カセット１７内からピッ
クアップローラ１８によって転写紙が給紙されグリッパ
ー２２によって、転写紙が保持され、感光ドラム１上の
トナー像は不図示の高圧電源によって感光ドラム１と転
写ドラム１０間の電圧によって転写紙上に転写される。
なお、濃度センサ５０により転写ドラム１０上の画像の
濃度が測定される。

【０００８】以上の行程をシアン色，イエロー色，ブラ
ック色についても同様な処理を行うことによって転写紙
上には複数色のトナー像を形成することができる。カラ
ー画像が形成された転写紙は、分離帯電器２および分離
つめ２４によって転写ドラム１０から剥され、公知の加
熱、加圧の定着装置２５によって溶融固着されカラー画
像が得られる。また、感光ドラム１上の転写紙に転写さ
れずに残ったトナーはファーブラシ２７や、ブレード手
段などのクリニーング装置２６によって清掃される。

【０００９】図３に濃度測定の内容を示す。図３におい
て、５０は濃度センサ部であり、濃度センサ部５０は、
発光光源と２つの受光素子とから構成され、従来、発光
光源の光量と反射光の光量とをそれぞれ測定し、画像形
成制御を行うＣＰＵ内部において濃度に換算する処理を
行う。現像剤（トナー）によって転写ドラム１０上に形
成された濃度測定用トナー画像（パッチ）に光を照射
し、その反射光を測定する。

【００１０】図２に戻り、この濃度センサ５０部は転写
ドラム１０に近接して配設されているが、紙詰まり時の
トナー汚れ、および詰まった紙の除去を簡単にするため
に可動式になっている。この可動機能は、上カバー３３
の開閉に連動して動くアーム３４によって濃度センサ部
５０が可動する例としている。上カバー３３を開くとア
ーム３４が濃度センサ部５０を持ち上げ、通常の測定位
置から上に移動することで紙詰まり時のトナー汚れ、お
よび詰まった紙の除去を簡単にしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上の構成において、
濃度センサ５０が可動式になっている場合には、濃度検
知の測定を行う際に濃度センサ５０が計測位置にない場
合がある。この場合、濃度センサ５０は被測定物に近接
していないため反射光が正常に返らず濃度測定が異常値
になってしまう問題が存在する。この場合、濃度制御エ
ラーとなるのであるが、本来、濃度制御エラーの起りう
る場合は、例えば、現像剤が少なくなって適正な画像濃
度が得られなくなったとき、転写ドラムが汚れていて濃
度不適である場合、および濃度センサ自身の故障など、
実際に画像パッチが正常に印字出来ないときの制御エラ
ーとして準備されているだけである。このため、記録結
果が画像劣化する等の問題が発生してしまう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１の発明は、現像剤を用いて像担持体
上に形成された像の濃度を、正規の計測位置で計測する
可動式の濃度計測装置を有する電子写真方式の画像形成
装置において、前記濃度計測装置の位置を検出する位置
検出手段を有することを特徴とする。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、前記位置検出手段は前記濃度計測装
置を駆動し、その計測値に基づいて位置を検出すること
を特徴とする。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、前記位置検出手段は前記濃度計測装
置が正規位置にあるときの計測値を予め取得し、当該取
得した計測値と位置検出時の計測値とを比較して位置を
検出することを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、前記濃度計測装置は計測対象に対し
て光を照射し、反射光量を電気信号に変換する計測装置
であることを特徴とする。

【００１６】請求項５の発明は、請求項４に記載の画像
形成装置において、請求項１に記載の前記位置検出手段
は前記濃度計測装置を少なくとも２種類以上の発光量で
駆動することを特徴とする。

【００１７】請求項６の発明は、請求項５に記載の画像
形成装置において、前記発光量の種類は前記濃度計測装
置から発光しない状態と、一定光量で発光する状態との
２種類の状態での発光量を含むことを特徴とする。

【００１８】請求項７の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、前記位置検出手段は前記濃度計測装
置の位置が正規の計測位置にあるか否かを判定すること
により当該濃度計測装置の位置を検出することを特徴と
する。

【００１９】請求項８の発明は、請求項７に記載の画像
形成装置において、前記位置検出手段が正規位置にない
との判定を行ったときには警告を行う警告手段をさらに
具えたことを特徴とする。

【００２０】請求項９の発明は、請求項８に記載の画像
形成装置において、前記警告手段は請求項１に記載の前
記濃度計測装置を正規の計測装置へ戻すこと促すメッセ
ージを表示することを特徴とする。

【００２１】請求項１０の発明は、請求項７に記載の画
像形成装置において、前記位置検出手段が正規位置にな
いとの判定を行ったときには画像形成動作を停止するこ
とを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００２３】（第１実施例）図１は本発明の第１実施例
の構成を示す。

【００２４】図１において、５０は転写ドラム１０上に
形成されたトナー画像（以下「パッチ」と称す）に光を
照射し、反射光を光電変換し、変換結果の出力信号をＣ
ＰＵ６０に送る濃度センサ部である。６０は濃度センサ
部５０からの出力信号を受け取り演算処理をして現像バ
イアスを決定し、制御するＣＰＵである。

【００２５】濃度センサ部５０において、５１は濃度セ
ンサの光源である発光光源であり、本実施例では赤外線
半導体レーザ（赤外ＬＥＤ）を使用する。５２は内蔵す
る受光素子によりパッチよりの反射光の光量を検出し、
検出した光量を対応する電気信号に光電変換した後、不
図示の内蔵する光量検出ゲインアンプにより所定の信号
レベルまで増幅して出力する反射光光量検出部である。
増幅する信号レベルはＣＰＵ６０のＤ／Ａ設定部６５の
設定値により指示される。

【００２６】５３は光源光量検出部であり、内蔵する受
光素子により発光光源５１よりの発光光量を検出し、検
出した光量に対応する電気信号に変換する。この後、上
記電気信号は、光源光量検出部５３に内蔵する光量検出
ゲインアンプにより所定の信号レベルまで増幅して出力
する。５４はＣＰＵ６０よりのデジタル信号を、このデ
ジタル信号に示すレベル値に対応するアナログ信号に変
換して比較増幅部５５に出力するＤ／Ａコンバータであ
る。

【００２７】５５はＤ／Ａ５４により設定された値と光
源光量検出部５３からの信号とを比較しＤ／Ａの設定値
と等しくなるように発光光源５１を制御する比較増幅部
である。

【００２８】５６はモニタ切り替え手段であり、光源光
量検出部５３の出力を比較増幅部５５とＣＰＵ６０とに
切り替えることができる。比較増幅部５５はＣＰＵ６０
による基準下地の予測電圧値に対して光源光量検出部５
３の出力を比較して転写ドラム１０のバラツキが検知さ
れた場合に反射光量検出部５２の光量検出ゲイン・アン
プを調節して予測電圧値にまで押さえ込むためのもので
ある。

【００２９】ＣＰＵ６０において、６１は濃度センサ部
５０からのアナログ出力信号をこのアナログ出力信号の
示すレベル値に対応するデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
取り込み部である。６５はリファレンスデータをＤ／Ａ
コンバータ５４に指示するＤ／Ａ設定部である。６６は
センサ位置検出部であり、センサ位置検出部６６はＡ／
Ｄ取り込み部６１およびＤ／Ａ設定部６５の次段に配設
される。センサ位置検出部６６はＡ／Ｄ取り込み部６１
の出力と、Ｄ／Ａ設定部６５の信号とを比較して、濃度
センサ部５０の出力を判断し、発光状態と反射状態から
を判別して濃度センサ部５０が位置を検出する。

【００３０】ＣＰＵ６０内に用意された発光光源駆動デ
ータによってＤ／Ａ設定部６５を介して、発光光源５１
を予め決まった発光量で駆動する。そのときの反射光を
反射光検出部５２で検出し、Ａ／Ｄ取り込み部６１から
の信号により濃度センサ部５０の位置を判断する。濃度
センサ部５０が計測位置にないときは、予め定まってい
る範囲の反射光量を得ることが出来ないため、Ａ／Ｄ取
り込み部６１からの信号のレベルを判別することで濃度
センサ部５０が計測位置にないことが識別可能となる。

【００３１】６２は濃度変換部であり、濃度センサ部５
０より出力信号値より濃度を算出する。６４は現像バイ
アス制御部であり、濃度変換部６２による濃度制御の結
果、濃度変換部６２の計測結果は現像バイアス決定部６
３によって適切な現像バイアスが求められ現像バイアス
制御部６４によって現像器７０の現像バイアスを制御す
る。

【００３２】以上の構成を備える本実施例の濃度制御
は、濃度センサ部５０が計測位置にないときには実行さ
れないため誤検知することもなく、極めて信頼性の高い
画像形成装置を実現する。

【００３３】図４を使用して濃度センサ部５０の位置検
出方法を説明する。図４は光源発光量に対する反射光量
Ａ／Ｄ値のグラフである。本実施例では濃度センサ部５
０が所定の位置のとき、光源発光量を数値０から最大値
まで変化させた場合、代表的な濃度センサ部５０の出力
は符号ｄの出力曲線であり、バラツキを考慮して網目の
領域Ｂの範囲の反射光量Ａ／Ｄ値を得る。本実施例の目
的は濃度センサ部５０の位置を判別するものであるか
ら、領域Ｂは実際の特性曲線に対して余裕をとって良
い。濃度センサ部５０が計測位置にあるときは領域Ｂの
範囲の反射光量Ａ／Ｄ値を得る。このＡ／Ｄ値は本実施
例では、反射光量の最小が００ｈで最大がＦＦｈの出力
を得る構成としている。また、濃度センサ部５０が正常
な位置でない時は符号ｅのような曲線で示す光源発光量
に無関係な反射光量Ａ／Ｄ値となる。なお、ｅの曲線の
示す値は濃度センサ部５０の位置や外光の影響で固定し
た値ではない。

【００３４】従って、光源発光量と反射光量Ａ／Ｄ値か
ら濃度センサ部５０の位置を判断することができる。こ
のために、図５に示すように反射光量Ａ／Ｄ値を読み取
り発光光源ＯＦＦ時に反射光量Ａ／Ｄ値が００ｈ近傍で
あり、発光光源ＯＮ時に反射光量Ａ／Ｄ値がＦＦｈ近傍
となることを確認するのが簡単な判断方法である。反射
光量Ａ／Ｄ値１点の判断ではｅの値が前述したように固
定した値ではないため誤検知を起こし易いので判断方法
としては不十分である。図４の領域Ａと領域Ｃは共に濃
度センサ部５０が正常でないときの反射光量Ａ／Ｄ値領
域である。本実施例では説明しないが、複数点で測定し
てどの領域の反射光量Ａ／Ｄ値となるかを用いれば、濃
度センサ部５０のコネクタ外れ、発光不良などの故障モ
ードの判別も簡単にできる。

【００３５】以上の処理を実行するためのＣＰＵ６０の
処理手順を図６に示す。図６において、ＣＰＵ６０は発
光光源ＯＦＦ時に反射光量Ａ／Ｄ値を取り込み、内部メ
モリに記憶する（ステップＳ１）。次にＣＰＵ６０は発
光光源５１をＯＮし、反射光量Ａ／Ｄ値を取り込む（ス
テップＳ２）。取り込んだ２つのデータをしきい値比較
することにより濃度センサ部５０が計測位置にあるか否
かを判定する（ステップＳ３）。計測位置にない、すな
わち、位置異常の判定が得られたときＣＰＵ６０は印字
シーケンスを中断してこれを報知し（ステップＳ４）、
警告音や操作パネルでのメッセージ表示等によりユーザ
に濃度センサ部５０が所定の位置に戻すように促す。以
下、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５の位置検出
シーケンスを行って濃度センサ部５０が正常な位置にな
ったことを確認して（ステップＳ３）濃度制御を行う。

【００３６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、濃度計測装置
の位置異常を検出できるので、この異常により生じる不
具合を解消できる。

【００３７】請求項２〜５の発明では、濃度計測装置を
その位置検出に兼用することで製造コストの低減に寄与
する。

【００３８】請求項６の発明では、濃度計測装置の駆動
制御が簡単であり、電力を節減できる。

【００３９】請求項７の発明では、検出装置は１ヶ所の
みであり、位置検出手段の構成を簡素化できる。

【００４０】請求項８，９の発明では、ユーザが濃度計
測装置の位置異常を知ることができ、その異常をただち
に解消できる。

【００４１】請求項１０の発明では、濃度計測装置の位
置異常により生じる各種トラブルを阻止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の中の画像濃度制御装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】カラー画像形成装置の構成を示す断面図であ
る。

【図３】カラー画像形成装置における濃度制御の説明図
である。

【図４】画像濃度センサが所定位置の場合とそうでない
場合の反射光量のレベルを示す図である。

【図５】画像濃度センサが所定位置の場合とそうでない
場合の反射光量のレベルを示す図である。

【図６】画像濃度センサの位置検出のためのＣＰＵの処
理手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１感光ドラム２分離帯電器３ローラ帯電器４ａイエロー現像カートリッジ４ｂマゼンタ現像カートリッジ４ｃシアン現像カートリッジ４ｄブラック現像カートリッジ１０転写ドラム１１レーザーダイオード１２高速モータ１３多面鏡１４レンズ１５折り返しミラー１６光路１７転写紙カセット１８ピックアップローラ２２グリッパー２４分離爪２５定着装置２６クリーニング装置２７ファーブラシ３３上カバー３４アーム５０濃度センサ５１発光光源５２反射光量検出部５３光源光量検出部５４Ｄ／Ａコンバータ５５比較増幅部５６モニタ切り替え手段６０ＣＰＵ６１Ａ／Ｄ取り込み部６２濃度変換部６３現像バイアス決定部６４現像バイアス制御部６５Ｄ／Ａ設定部６６センサ位置検出部７０現像器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を用いて像担持体上に形成された
像の濃度を、正規の計測位置で計測する可動式の濃度計
測装置を有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記濃度計測装置の位置を検出する位置検出手段を有す
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、前記位置検出手段は前記濃度計測装置を駆動し、そ
の計測値に基づいて位置を検出することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項３】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、前記位置検出手段は前記濃度計測装置が正規位置に
あるときの計測値を予め取得し、当該取得した計測値と
位置検出時の計測値とを比較して位置を検出することを
特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、前記濃度計測装置は計測対象に対して光を照射し、
反射光量を電気信号に変換する計測装置であることを特
徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項４に記載の画像形成装置におい
て、請求項１に記載の前記位置検出手段は前記濃度計測
装置を少なくとも２種類以上の発光量で駆動することを
特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項５に記載の画像形成装置におい
て、前記発光量の種類は前記濃度計測装置から発光しな
い状態と、一定光量で発光する状態との２種類の状態で
の発光量を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、前記位置検出手段は前記濃度計測装置の位置が正規
の計測位置にあるか否かを判定することにより当該濃度
計測装置の位置を検出することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項８】請求項７に記載の画像形成装置におい
て、前記位置検出手段が正規位置にないとの判定を行っ
たときには警告を行う警告手段をさらに具えたことを特
徴とする画像形成装置。
【請求項９】請求項８に記載の画像形成装置におい
て、前記警告手段は請求項１に記載の前記濃度計測装置
を正規の計測装置へ戻すことを促すメッセージを表示す
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】請求項７に記載の画像形成装置におい
て、前記位置検出手段が正規位置にないとの判定を行っ
たときには画像形成動作を停止することを特徴とする画
像形成装置。