JPH0968829A - カラー画像濃度検知装置 - Google Patents

カラー画像濃度検知装置

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Publication number
JPH0968829A
JPH0968829A JP7246921A JP24692195A JPH0968829A JP H0968829 A JPH0968829 A JP H0968829A JP 7246921 A JP7246921 A JP 7246921A JP 24692195 A JP24692195 A JP 24692195A JP H0968829 A JPH0968829 A JP H0968829A
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JP
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color image
light
emitting element
light emitting
color
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JP7246921A
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English (en)
Inventor
Shinji Yamane
信司 山根
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Y,M,C,BKの各色すべてのカラー画像
の濃度変化がセンサ出力の変化に適切に現われる、カラ
ー画像濃度の正確な検知が可能なカラー画像濃度検知装
置を提供する。 【解決手段】 450nmから1300nmにわたる波
長領域内のいかなる分光束に対しても感度を有する受光
素子64と、Y,M,Cの各カラー画像の反射率を共に
向上させる450nmから560nmの波長領域内の分
光束を含む光を発光する第1発光素子61と、BKのカ
ラー画像の透過率を向上させる700nmから1300
nmの波長領域内の分光束を含む光を発光する第2発光
素子62とを備えた。 【効果】 Y,M,Cはその各カラー画像の反射率を共
に向上させることにより、また、BKはそのカラー画像
の透過率を向上させて透過光の感光体表面における反射
率を向上させることにより、各色のカラー画像濃度の正
確な検知を行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式のカラー
画像形成装置等に用いるカラー画像濃度検知装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】カラー画像濃度検知装置は主に、カラー
複写機等のように現像剤として複数色のトナーを使用す
る、電子写真方式のカラー画像形成装置に用いられ、特
にその各色のトナーが感光体に静電吸着したカラー画像
の光学濃度を検知するのに用いられるものである。
【0003】すなわちカラー複写機は長い間繰返し使用
を続けていると、種々の要因や影響によりカラー画像の
濃度が基準値から徐々にずれてくる。すると他の色と重
ね合わせたときに所期の色調が実現できなくなる。これ
を防止するため、感光体の画像形成領域外の部分に濃度
検知用パターン(カラー画像)を形成し、カラー画像濃
度検知装置がその濃度検知用パターンの光学濃度を検知
して、その結果に基づいてトナー補給量や画像形成条件
の修正動作にフィードバックさせることにより、カラー
画像の本来の濃度や品質を保持させるような目的に用い
られる。
【0004】カラー画像濃度検知装置は、発光素子から
発光した光を上記濃度検知用パターンに当て、その濃度
検知用パターンに反射された光(分光束)を受光素子が
受光して電気的に処理することにより、濃度検知用パタ
ーンのカラー画像の光学濃度を検知するようになってい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなカラー画像
濃度検知装置は従来は、赤外光の発光素子を用いたもの
(実開昭61−171055、特開平4−26887
4、特開平6−202418)、近赤外光の発光素子を
用いたもの(特開平4−267274)、又はタングス
テンランプのような白色光の発光素子を用いたもの等が
あった。
【0006】しかしながら、このような発光素子を用い
たカラー画像濃度検知装置には次のような問題があっ
た。
【0007】(1)赤外光,近赤外光の発光素子を用い
た場合は、BK(ブラック,黒色)のカラー画像は高濃
度まで検知できるが、Y(イエロー,黄色),M(マゼ
ンタ,深紅色),C(シアン,青色)の各色のカラー画
像では図7に示すような実験結果が現われた。すなわ
ち、高濃度側にあってはセンサ出力が4V位で頭打ちに
なってしまうため、トナー付着量(トナー濃度)が変化
してもセンサ出力は変化しない現象が生じ、結局高濃度
側では正確なカラー画像の濃度の検知ができないことが
分かった。
【0008】(2)可視光の発光素子を用いた場合は、
Y,M,Cのカラートナーは検知できるが、BKのカラ
ートナーは反射率が低くてトナー付着量が変化してもセ
ンサ出力に変化が表れない為、結局カラー画像の濃度を
検知できない。
【0009】(3)タングステンランプの発光素子を用
いた場合は、可視光と赤外光を含む光を発光するため
Y,M,C,BKのカラー画像の濃度をすべて検知でき
るが、発光素子の寿命が短いため結果的にコストアップ
を招く。
【0010】(4)また、感光体にOPCを用いた場合
は500nm以下の短波長光により劣化しやすい為、後
述するような望ましい効果を有するにもかかわらず50
0nm以下の波長の光を発光する発光素子を使うことが
できないという問題がある。
【0011】そこで本発明は、Y,M,C,BKの各色
すべてのカラー画像の濃度変化がセンサ出力の変化に適
切に現われる、カラー画像濃度の正確な検知が可能なカ
ラー画像濃度検知装置を提供することを課題とするもの
である。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によるカラー画像濃度検知装置は、450n
mから1300nmにわたる波長領域内のいかなる分光
束に対しても感度を有する受光素子と、Y,M,Cの各
カラー画像の反射率を共に向上させる450nmから5
60nmの波長領域内の分光束を含む光を発光する第1
発光素子と、BKのカラー画像の透過率を向上させる7
00nmから1300nmの波長領域内の分光束を含む
光を発光する第2発光素子とを備えた構成とするもので
ある。
【0013】このような構成のカラー画像濃度検知装置
においては、450nmの短い波長から1300nmの
長い波長にわたる波長領域内の2ヵ所の分光束の各々を
有する2つの第1,第2発光素子のうち、第1発光素子
が発光する光の分光束をY、M、Cの各色のカラー画像
濃度検知に用い、第2発光素子が発光する光の分光束を
BKの色のカラー画像濃度検知に分けて用いることがで
きる。
【0014】すなわち、第1発光素子が450nmから
560nmの波長領域内の分光束を含む光を発光するこ
とにより、Y,M,Cの各カラー画像の反射率を共に向
上させて、カラー画像濃度の正確な検知を行うことがで
きる。また、第2発光素子が700nmから1300n
mの波長領域内の分光束を含む光を発光するすることに
より、BKのカラー画像の透過率を向上させることがで
きる。このため、カラー画像が形成される鏡面の基体表
面における透過光の反射率を向上させることにより、B
Kトナーのカラー画像濃度を間接的に検知でき、かつ正
確な検知を行うことが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。図1ないし図6は、本発明
の第1の実施の形態に係るカラー画像濃度検知装置を示
す図である。
【0016】図1は本実施の形態に係るカラー画像濃度
検知装置を備えたカラー複写機(電子写真方式のカラー
画像形成装置)を示す図である。同図において、符号1
0は感光体であり、この感光体10はa−Si(アモル
ファス−シリコン)ドラムにより形成されている。
【0017】感光体10の周囲には、4つの現像器12
〜15が回転方向に並んで設けられており、現像器12
にはY、現像器13にはM、現像器14にはC、現像器
15にはBKのカラートナーが各々、感光体10上に静
電吸着により供給可能に保持されている。
【0018】現像器15の隣にはカラー画像濃度検知装
置18が設けられており、現像器12〜15の各々のカ
ラートナー毎に形成された濃度検知用パターン(カラー
画像)20の光学濃度を検出するようになっている。
【0019】その他感光体10の周囲には、クリーナー
22、イレーサ24、帯電器26が設けられている。帯
電器26には高電圧発生器(HVU)28を介してCP
U30から高電圧が供給されて、帯電器26はクリーニ
ング後の感光体10上を均一電荷に帯電する。
【0020】カラー複写機のスキャナー(図示せず)か
らの画像読取信号に基づいて、CPU30からビデオ信
号が出力されると、この信号に基づいてレーザダイオー
ド32から発射されるレーザ光が、ポリゴンミラー34
を含む光学系36により走査,整形,反射等の処理を受
けて感光体10上に照射され、感光体10上に読取画像
に対応する静電潜像を形成する。そしてこの静電潜像
に、Y,M,C,BKの各々のカラートナーが適切に重
ね合わされて静電吸着されることにより、感光体10上
に読取画像と同じカラー画像が形成される。
【0021】感光体10には1次転写ローラ38が感光
体10側に押圧しながら回転しており、この1次転写ロ
ーラ38と感光体10との間には無端帯状の中間転写体
40が挾まれて長さ方向に送られる。そしてこのとき
に、感光体10上のカラー画像が中間転写体40上に転
写されるようになっている。
【0022】図中1次転写ローラ38より下方側の中間
転写体40の部分は、バックアップローラ42と2次転
写ローラ44に挾まれて送りを駆動されている。そして
ここではさらに、中間転写体40と2次転写ローラ44
との間に、用紙カセット46から給紙ローラ48により
取出されレジストローラ50により同期をとられて送ら
れた記録紙52が挾まれて送られ、このときに中間転写
体40上の転写画像が記録紙52上に転写されるように
なっている。
【0023】送られた記録紙52は転写処理後に定着ロ
ーラ54と加圧ローラ56との間を挾まれて通り、この
とき記録紙52上の転写画像は加熱されて記録紙52上
に定着される。中間転写体40は転写画像を記録紙52
上に転写された後は、クリーナー23により残存トナー
をクリーニングされて感光体10側に再び循環して送り
移動を続けるようになっている。
【0024】カラー画像濃度検知装置18は図2に示す
ように、両端部に第1発光素子61と第2発光素子62
を有し、それらに挾まれた中央部には1つの受光素子6
4を有している。受光素子64は、450nmから13
00nmにわたる波長領域内のいかなる分光束に対して
も感度を有するものであり、例えばフォトダイオードや
フォトトランジスタが用いられる。
【0025】第1発光素子61には上記受光素子64が
受光できる全波長領域内の1ヵ所の分光束を含む光を発
光するものが用いられ、第2発光素子62には上記波長
領域内の他の箇所の分光束を含む光を発光するものが用
いられる。
【0026】すなわち第1発光素子61には450nm
から560nmの波長領域内の分光束を含む光を発光す
るものが用いられ、このような第1発光素子61として
は例えば、波長が470nmの分光束を含む青色光を発
光する青色LED(青色発光ダイオード)が用いられ
る。
【0027】また第2発光素子62には700nmから
1300nmの波長領域内の分光束を含む光を発光する
ものが用いられ、このような第2発光素子62としては
例えば、波長が950nmの分光束を含む近赤外光を発
光する近赤外LED(近赤外発光ダイオード)が用いら
れる。
【0028】図3の回路図に示すように、第1発光素子
61と第2発光素子62はスイッチ66により通電が切
換えられ、スイッチ66が実線で示すように点位置1に
接する状態に作動するときは、第1発光素子61が青色
光を感光体10上に形成された濃度検知用パターン20
に照射し、濃度検知用パターン20からの反射光が受光
素子64に入力される(図2参照)。
【0029】また、スイッチ66が破線で示すように点
位置2に接する状態に作動するときは、第2発光素子6
2が近赤外光を濃度検知用パターン20に照射し、濃度
検知用パターン20からの反射光が受光素子64に入力
される。
【0030】受光素子64は濃度検知用パターン20か
らの反射光を受光すると、図3に示すようにR3に光電
流が流れ、点位置3に電圧が発生する。そしてオペアン
プ68により点位置4の電圧が増幅されて出力電圧V0
となり、図1のA/D変換器70を介してCPU30に
出力される。
【0031】このようなカラー画像濃度検知装置18を
備えたカラー複写機の動作のうち、特に複写するカラー
画像を感光体10上に形成する前の処理について、図4
のフローチャートに基づいて説明する。
【0032】まずCPU30が各カラートナーの濃度検
知用パターン20の1つを選択して指令し(ステップS
1)、次にその選択された濃度検知用パターン20の色
(カラー)がY,M,Cのいずれかであると判断された
ときは(ステップS2のYES)、第1発光素子61が
点灯して発光する(ステップS3)。
【0033】それから感光体10上に、選択されたカラ
ートナーの濃度検知用パターン20が形成され(ステッ
プS4)、カラー画像濃度検知装置18により前述した
ように、第1発光素子61からの光が濃度検知用パター
ン20により反射された反射光を受光素子64が受光す
るすることにより、カラー画像の光学濃度の検知が行わ
れる(ステップS5)。
【0034】このときの検知信号が前述のようにA/D
変換器70を介してCPU30に出力される。するとC
PU30はメモリ72に記憶された基準値と比較し(ス
テップS6)、検知信号が示すカラー画像濃度が基準値
内と判断されたとき(ステップS7のYES)は次に、
Y,M,C,BKの4色すべての濃度検知用パターン2
0について光学濃度の検知が終了したかが判別され(ス
テップS8)、そうでないとき(NO)は再びステップ
S1からの各動作を繰り返す。
【0035】ところでステップS7において検知したカ
ラー画像濃度が基準値外と判断されたとき(NO)は、
トナー供給量の補正処理又はプロセス設定値の補正処理
を行ってから(ステップS9)、再びステップS1から
の各動作を繰り返す。
【0036】またステップS2において選択された濃度
検知用パターン20の色がY,M,C中のどれでもな
い、すなわちBKと判断されたときは(NO)、第2発
光素子62が点灯して発光し(ステップS10)、次に
その選択されたBKのカラー画像の濃度検知用パターン
20が感光体10上に形成され(ステップS4)、それ
以降は再び前記と同様のステップS4からの動作を繰り
返す。
【0037】そしてステップS8においてY,M,C,
BKの4色すべてについてカラー画像濃度の検知が終了
したと判断されたときは(YES)、これでカラー画像
形成前のすべての処理が終了したことになり(ステップ
S11)、次は本来の転写用のカラー画像形成処理に移
行することになる(ステップS12)。
【0038】ところで図5は各色の反射率と波長との関
係を示す線図であり、グラフYはイエローの波長に対す
る反射率の変化を示し、グラフMはマゼンタの波長に対
する反射率の変化を示し、グラフCはシアンの波長に対
する反射率の変化を示し、そしてグラフBKはブラック
の波長に対する反射率の変化を示すものである。
【0039】このような各色に係るグラフを示す図5に
示すように、560nm以下の短波長領域には、Y,
M,Cの3色すべてが比較的大きく反射する波長域が存
在する。そしてカラー画像濃度検知装置18の第1発光
素子61からの青色光には470nmの波長の分光束が
存在し、この波長470nmは上記3色すべてが比較的
大きく反射する波長域内にあることが分かる。このた
め、第1発光素子61からの青色光の波長470nmの
分光束はY,M,C3色の各色の濃度検知用パターン2
0に比較的大きく反射されるので、各色のカラー画像濃
度の検知が可能となる。
【0040】そしてこのような波長470nmの分光束
を用いたときのトナー付着量に対するセンサ出力の変化
は、図6に示すような実験結果が得られている。すなわ
ち従来の説明の図7に示すように、近赤外光を用いた場
合のように4V位で頭打ちになるようなことはなく、本
実施の形態においては、センサ出力は5Vに向かってト
ナー付着量変化に対応して変化を続けるため、正確にカ
ラー画像濃度を検知することが可能となる。
【0041】また、OPCの感光体を用いた場合は50
0nm以下の短波長光に対し光劣化するが、上記第1の
実施の形態においてはa−Siの感光体10を用いてい
るため、400〜500nmの短波長光に対し劣化(疲
労)することはない。ちなみに、OPCは1万〜10万
回の使用で光劣化(光疲労)が生じるが、a−Siは5
0万回以上使用を繰り返しても光劣化しないというデー
タがある。これは、両者の結晶上の特性の違いに基因
し、OPCよりa−Siの方が光に対して反応した電荷
の結合エネルギーが大きいためと思われる。
【0042】また560nm以下の短波長領域にはBK
が大きく反射する波長域が存在しないため、第1発光素
子61からの光はBKの濃度検知用パターン20に比較
的大きく反射されないのでBKのカラー画像濃度の検知
ができない。
【0043】これに対し、図5に示すように、700n
m以上の長波長領域ではBKのカラー画像そのものの反
射率は短波長領域と変わらないが、グラフDで示すa−
Siの感光体10の表面の反射率が長波長領域で高くな
ることと関連して、BKトナーの光透過率が高くなるた
めに、BKトナーを透過した光が感光体10の表面(鏡
面)により反射され、その反射光の反射率がグラフRで
示すように高くなる。
【0044】このグラフRで示す反射率はカラー画像濃
度が低いときは高い値を示し(鏡面反射)、カラー画像
濃度が高くなるに従ってトナー粉による感光体10の表
面の面積比被覆率が高くなって、BKトナーを透過する
光量が減衰してきてグラフRで示す反射率が低くなる。
このような現象を利用して間接的にBKのカラー画像濃
度を検知することが可能となる。
【0045】なお前記第1の実施の形態においては、カ
ラー画像濃度検知装置を電子写真方式のカラー複写機に
用いた場合について説明したが、本発明のカラー画像濃
度検知装置はカラー複写機以外にも、カラープリンタの
ような他の電子写真方式のカラー画像形成装置に用いて
もよく、または本発明の効果を有するものであれば、例
えばOHP(オーバーヘッドプロジェクタ)や電子黒板
のような、電子写真方式のカラー画像形成装置以外の装
置に本発明を用いてもよい。
【0046】また、第1発光素子としては450nmか
ら560nmの波長領域内の分光束を含む光を発光する
発光素子であれば、前記第1の実施の形態において用い
た青色LED以外の発光素子を用いてもよく、また第2
発光素子としては700nmから1300nmの波長領
域内の分光束を含む光を発光する発光素子であれば、前
記第1の実施の形態において用いた近赤外LED以外の
発光素子を用いてもよい。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、4
50nmの短い波長から1300nmの長い波長にわた
る波長領域内の2ヵ所の分光束の各々を有する2つの第
1,第2発光素子のうち、第1発光素子が発光する光の
分光束をY、M、Cの各色のカラー画像濃度検知に用
い、第2発光素子が発光する光の分光束をBKの色のカ
ラー画像濃度検知に分けて用いることができる。
【0048】すなわち、第1発光素子が450nmから
560nmの波長領域内の分光束を含む光を発光するこ
とにより、Y,M,Cの各カラー画像の反射率を共に向
上させて、カラー画像濃度の正確な検知を行うことがで
きる。また、第2発光素子が700nmから1300n
mの波長領域内の分光束を含む光を発光するすることに
より、BKのカラー画像の透過率を向上させることがで
きる。このため、カラー画像が形成される鏡面の基体表
面における透過光の反射率を向上させることにより、B
Kトナーのカラー画像濃度を間接的に検知でき、かつ正
確な検知を行うことが可能となる。
【0049】また前記第1の実施の形態においては、第
1発光素子に450nmから560nmの波長領域内の
分光束を含む光を発光する発光素子を用いたため、波長
の長い近赤外光を発光する発光素子を用いてY,M,C
の各カラー画像の濃度検知をした場合のように、トナー
付着量に対するセンサ出力が途中で頭打ち化してしまう
ことはなく、トナー付着量の変化に対応してセンサ出力
が変化を続けるため、正確にカラー画像濃度を検知する
ことが可能となる。
【0050】また前記第1の実施の形態においては、B
Kトナーの反射率が低くても、長い波長域において感光
体ドラムの表面の反射率との関連において、BKのカラ
ー画像の濃度を正確に検知することが可能である。
【0051】また、従来のようにタングステンランプを
用いる場合に比べて、前記第1の実施の形態における第
1発光素子61及び第2発光素子62の寿命が長いた
め、結果的にコストダウンを図ることができる。また、
タングステンランプを用いる場合に用いられる赤外カッ
トフィルタや紫外カットフィルタ等も省けるため、その
点からもやはりコストダウンを図ることができる。
【0052】また第1発光素子61及び第2発光素子6
2には長寿命で安定した発光素子を用いるため、カラー
画像濃度検知装置の信頼性を高めることができる。
【0053】また、各カラートナーに最適な波長の分光
束を発光できる発光素子を利用するためS/N比が高
く、すなわちノイズに対する信号の信頼度が高くなるた
め、正確なカラー画像濃度の検知を行うことができる。
【0054】さらに、前記第1の実施の形態に係るカラ
ー複写機においてはa−Si系の感光体を用いたため、
OPC系の感光体よりも光疲労が少なく、この点からも
高い耐久性と共に正確なカラー画像濃度の検知が可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るカラー画像濃
度検知装置を用いたカラー複写機の概略構成図である。
【図2】カラー画像濃度検知装置18の詳細拡大図であ
る。
【図3】カラー画像濃度検知装置18を構成する電気回
路図である。
【図4】図1に示すカラー複写機のカラー画像形成処理
前の動作手順を示すフローチャートである。
【図5】Y,M,C,BK等の波長に対する反射率を示
すグラフである。
【図6】青色光でY,M,Cの濃度検知を行った場合の
a−Siの感光体10へのトナー付着量に対するセンサ
出力の変化を示すグラフである。
【図7】近赤外光でY,M,Cの濃度検知を行った場合
のOPCの感光体へのトナー付着量に対するセンサ出力
の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
10 感光体 12〜15 現像器 18 カラー画像濃度検知装置 20 濃度検知用パターン 22,23 クリーナー 24 イレーサ 26 帯電器 28 高電圧発生器 30 CPU 32 レーザダイオード 34 ポリゴンミラー 36 光学系 38 1次転写ローラ 40 中間転写体 42 バックアップローラ 44 2次転写ローラ 46 用紙カセット 48 給紙ローラ 50 レジストローラ 52 記録紙 54 定着ローラ 56 加圧ローラ 61 第1発光素子 62 第2発光素子 64 受光素子 66 スイッチ 68 オペアンプ 70 A/D変換器 72 メモリ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 450nmから1300nmにわたる波
    長領域内のいかなる分光束に対しても感度を有する受光
    素子と、 Y,M,Cの各カラー画像の反射率を共に向上させる4
    50nmから560nmの波長領域内の分光束を含む光
    を発光する第1発光素子と、 BKのカラー画像の透過率を向上させる700nmから
    1300nmの波長領域内の分光束を含む光を発光する
    第2発光素子と、 を備えたことを特徴とするカラー画像濃度検知装置。
  2. 【請求項2】 検知すべきカラー画像の色彩に応じて前
    記第1発光素子と第2発光素子を選択的に動作させるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のカラー画像濃度検知装
    置。
  3. 【請求項3】 カラー画像形成装置に備えたa−Si材
    料で形成された感光体上に形成したカラー画像の濃度を
    検知することを特徴とする請求項1に記載のカラー画像
    濃度検知装置。
JP7246921A 1995-08-31 1995-08-31 カラー画像濃度検知装置 Pending JPH0968829A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012053108A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置及びトナー濃度検出装置

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JP2012053108A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置及びトナー濃度検出装置
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