JPH10171299A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー担持体に発生する傷の影響によって正
確な濃度検出ができなくなる。 【解決手段】 トナー像が形成される転写ベルト１と、
トナー像が形成された転写ベルト１に対して光を照射す
る発光素子２と、転写ベルト１に照射された光の反射光
を受光する受光素子３と、転写ベルト１に照射された光
の乱反射光が増加するほど、受光素子３によって受光さ
れる反射光の中の乱反射光量に対する正反射光量の割合
が多くなるように転写ベルト１と受光素子３との相対距
離を変化させる相対距離可変手段４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像に応じた感光
体上の静電潜像を現像してトナー像を形成する画像形成
装置に関し、特に感光体又は転写ベルトの上に形成され
たトナー像の濃度を検出する画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の画像形成装置として
は、図１５に示すようなカラー複写機が知られている。
図示したカラー複写機は、主として、原稿画像を読み取
るスキャナー部５１と、このスキャナー部５１から出力
された画像データに階調補正、色補正、精細度向上等の
処理を施す画像処理部５２と、この画像処理部５２で処
理された画像データにしたがってレーザ光を出射するＲ
ＯＳ(Raster Output Scanner) 光学部５３と、最終的に
画像を形成する画像形成部５４とから構成されている。

【０００３】このうち、画像形成部５４においては、ド
ラム型の感光体５５の周囲に、その回転方向にしたがっ
て帯電装置５６、電位計５７、ロータリー現像装置５
８、光センサ５９、クリーナー装置６０及び除電ランプ
６１が順に設けられている。また、ロータリー現像装置
５８には、Ｂｋ（ブラック），Ｙ（イエロー），Ｍ（マ
ゼンダ），Ｃ（シアン）の各色の現像器にトナーを供給
するトナーディスペンス装置６２が付属されている。

【０００４】この画像形成部５４では、周知のゼログラ
フィーの原理を利用して画像形成が行われる。すなわ
ち、回転する感光体５５の表面は帯電装置５６により一
様にプラス帯電され、ＲＯＳ光学部５３からのレーザ光
により第一色目の静電潜像が形成される。この静電潜像
に対しては、ロータリー現像装置５８の第一色目（Ｂ
ｋ）の現像器でマイナス電荷を帯びたブラックトナーが
吸着され、これによって第一色目のトナー像が感光体５
５上に形成される。一方、用紙トレイ６３に収容されて
いる用紙（不図示）は用紙搬送装置６４によって搬送さ
れ、転写ドラム６５に巻き付けられる。そして、この巻
き付けられた用紙の表面に、感光体５５上のトナー像が
転写コロトロン６６により転写される。このとき、感光
体５５上に残ったトナーや電荷は、クリーナー装置６０
及び除電ランプ６１によって取り除かれる。

【０００５】以後、上述した第一色目（Ｂｋ）と同様の
手順で、第二色目（Ｙ）、第三色目（Ｍ）、第四色目
（Ｃ）まで計４色のトナー像が転写ドラム６５上の用紙
に順次転写される。そして各色の画像転写が全て終了す
ると、その段階で用紙は剥離コロトロン６７により転写
ドラム６５から剥離され、さらに定着装置６８に送られ
て画像の定着がなされる。これにより、用紙の表面には
各色の画像を重ねたカラーコピー画像が形成される。な
お、転写ドラム６５の周囲に設けられている除電コロト
ロン６９は、各色の画像転写後又は用紙剥離後に、用紙
上及び転写ドラム６５上の余分な電荷を除電するための
ものである。

【０００６】ところで、この種のカラー複写機において
は、トナー担持体となる感光体５５の上に、予め決めら
れたパターンでトナー像を形成するとともに、そのトナ
ー像の濃度を光センサ５９で検出し、その検出結果に基
づいてトナー補給やその他の画像形成条件を制御するこ
とにより、用紙上のコピー濃度を所定の目標濃度に維持
するようにしている。

【０００７】また、濃度検出のための光センサ５９とし
ては、図１６に示すような反射型センサが採用されてい
る。図示した光センサ５９の構成では、筐体構造をなす
センサ本体７０の内部に、発光ダイオード（ＬＥＤ）か
らなる発光素子７１と、フォトトランジスタからなる受
光素子７２とが組み込まれている。この光センサ５９の
取り付けに際しては、反射面となる感光体５５の下地面
７３に対して、発光素子７１から光の入射角（α）と受
光素子７２への光の反射角（α）が同一角度になるよ
う、感光体５５の下地面７３との間に規定の距離（正反
射受光距離）Ｌが確保され、これによって発光素子７１
から下地面７３に照射した光の正反射光を受光素子７２
で受光し得る構成になっている。また、受光素子７２が
出来るだけ乱反射光を拾わないように、発光素子７１及
び受光素子７２の光路径φａ，φｂが小さく設定されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来技術には、以下のような問題があった。すなわち、
画像形成動作時に感光体５５の表面が擦られることで、
その下地面７３に傷が発生し、この傷が画像形成動作を
繰り返すうちに徐々に増えていく。そうすると、下地面
７３の傷の影響により、発光素子７１から照射した光の
拡散反射率が増加するため、その分だけ受光素子７２で
受光される正反射光の光量が減少し、正確な濃度検出が
できなくなる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の画像形成
装置では、トナー像が形成されるトナー担持体と、トナ
ー像が形成されたトナー担持体に対して光を照射する発
光手段と、トナー担持体に照射された光の反射光を受光
する受光手段と、トナー担持体に照射された光の乱反射
光が増加するほど、受光手段によって受光される反射光
の中の乱反射光量に対する正反射光量の割合が多くなる
ようにトナー担持体と受光手段との相対距離を変化させ
る相対距離可変手段とを備えた構成となっている。

【００１０】上記構成からなる画像形成装置において
は、トナー担持体の下地に入った傷の影響で、トナー担
持体に照射された光の乱反射光が増加すると、これに対
応して相対距離可変手段では、受光手段により受光され
る反射光の中の乱反射光量に対する正反射光量の割合が
多くなるようにトナー担持体と受光手段との相対距離を
変化させる。これにより、トナー担持体の傷による乱反
射光の増加分が打ち消されて、受光手段で受光される乱
反射光の受光割合が一定のレベルに調整される。

【００１１】請求項５記載の画像形成装置においては、
トナー像が形成されるトナー担持体と、トナー像が形成
されたトナー担持体に対して光を照射する発光手段と、
トナー担持体に照射された光の乱反射光が増加するほ
ど、発光手段の発光量を増加させる光量可変手段と、こ
の光量可変手段により光量が増加された光の正反射光を
受光する正反射受光手段とを備えた構成となっている。

【００１２】上記構成からなる画像形成装置において
は、トナー担持体の下地に入った傷の影響で、トナー担
持体に照射された光の乱反射光が増加すると、これに対
応して光量可変手段では発光手段の発光量を増加させ、
これによって光量の増加した正反射光を正反射受光手段
が受光する。これにより、トナー担持体の傷による正反
射光の減少分が、発光手段での光量増加によって補われ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明に係
る画像形成装置の第１実施形態を示すブロック図であ
る。本第１実施形態の画像形成装置は、主として、トナ
ー像が形成されるトナー担持体としての転写ベルト１
と、トナー像が形成された転写ベルト１に対して光を照
射する発光素子（発光手段）２と、転写ベルト１に照射
された光の反射光を受光する受光素子（受光手段）３
と、転写ベルト１に照射された光の乱反射光が増加する
ほど、受光素子２によって受光される反射光の中の乱反
射光量に対する正反射光量の割合が多くなるように転写
ベルト１と受光素子３との相対距離を変化させる相対距
離可変手段４とを備えた構成となっている。

【００１４】このうち、発光素子２及び受光素子３は、
反射型の光センサ５を構成するもので、トナー担持体と
なる転写ベルト１に対しては、その下地面（後述）に対
向する状態で配設されている。ちなみに、受光手段であ
る受光素子３は、光センサ５と一体構造をなすものであ
ることから、本第１実施形態では「転写ベルト１と受光
素子３との相対距離」を「転写ベルト１と光センサ５と
の相対距離」に置き換えて説明することとする。

【００１５】相対距離可変手段４は、実際に転写ベルト
１と受光素子３（光センサ５）との相対距離を変化させ
るためのメカ機構となる駆動ユニット６と、この駆動ユ
ニット６に駆動信号を与える駆動回路７と、この駆動回
路７を介して駆動ユニット６の動作を制御する制御部８
とによって構成されている。また、制御部８には、コピ
ー枚数（画像形成処理枚数）をカウントする枚数カウン
タ９が接続されるとともに、駆動ユニット６の動作を制
御するうえで必要となる制御用データが設定されてい
る。

【００１６】図２は本第１実施形態における主要部の配
置状態を示す概略図である。図２においては、感光体
（ドラム）１１の周囲に、帯電装置１２及び現像装置１
３が設けられている。また、感光体１１の下端外周面に
は転写ベルト１の一部が圧接している。この転写ベルト
１は、３つのローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃによってル
ープ状に張設されている。また、転写ベルト１の内側に
は上述した駆動ユニット６が配設されており、この駆動
ユニット６に対向する状態で転写ベルト１の外側に光セ
ンサ５が配設されている。この状態では、光センサ５が
転写ベルト１の画像形成面（トナー像が形成される面）
に対向し、その反対側の非画像形成面に駆動ユニット６
が対向している。さらに、転写ベルト１を支持する３つ
のローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃのうち、いずれか一つ
のローラは、図示せぬバネ部材の付勢力によって転写ベ
ルト１に適度な張力を付与しており、濃度検出に際して
駆動ユニット６が転写ベルト１を光センサ５側に押し出
した際には、その押し出し動作に連動してローラ位置が
ベルト内方に変位するようになっている。

【００１７】ここで、周知のゼログラフィープロセスで
は、第１のステップとして、帯電装置１２により感光体
１１の表面を一様にプラスに帯電する。次に、第２のス
テップとして、プラス帯電された感光体１１の表面にレ
ーザ光を照射する。このとき、レーザ光が当たった部分
は電気抵抗が減ってプラス帯電が逃げ、レーザ光が当た
らない文字や像の部分だけにプラス帯電が残る。これに
より、感光体１１の表面には、プラス電荷を帯びた静電
潜像が形成される。次に、第３のステップとして、マイ
ナス電荷を帯びた微粉末のトナーを現像装置１３が感光
体１１の表面に供給する。これにより、プラス電荷を帯
びた静電潜像だけにトナーが吸着し、これによって感光
体１１上にトナー像が形成される。次に、第４のステッ
プとして、感光体１１上に形成されたトナー像を一旦転
写ベルト１に転写し、さらに転写ベルト１１に転写した
トナー像を用紙の上に転写する。そして最終的には、用
紙に転写したトナー像を図示せぬ定着装置にて加熱・加
圧し、用紙上に定着させる。

【００１８】次に、本第１実施形態で採用した光センサ
５の具体的な構成について図３を参照しつつ説明する。
図示した光センサ５においては、筐体構造をなすセンサ
本体１５の内部に、発光ダイオードからなる発光素子２
と、フォトトランジスタからなる受光素子３とが組み込
まれている。この光センサ５は、先にも述べたように転
写ベルト１の画像形成面、つまり実際にトナー像が形成
される下地面１６に対向して配設されている。また、従
来の場合には受光素子３が出来るだけ乱反射光を拾わな
いように、発光素子２及び受光素子３の各光路径を小さ
く設定していたが、本第１実施形態の場合には受光素子
３に乱反射光が入り込み易いように、発光素子２及び受
光素子３の各光路径を広めに設定してある。

【００１９】ここで、転写ベルト１と光センサ５との相
対距離Ｌを規定の正反射受光距離に設定した場合は、下
地面１６からの正反射光の光軸Ｆ₁ 上に受光素子３が存
在するため、下地面１６からの正反射光を受光素子３で
最も効率良く受光できる状態となる。これに対して、転
写ベルト１と光センサ５との相対距離Ｌを上述した規定
距離よりも長く設定した場合（下地面１６が図中Ｌｕの
位置に存在する場合）、或いは短く設定した場合（下地
面１６が図中Ｌｄの位置に存在する場合）は、いずれも
下地面１６からの正反射光の光軸Ｆ₂ ，Ｆ₃ 上から受光
素子３がずれた状態となるため、受光素子３における正
反射光の受光割合が低下して、逆に乱反射光の受光割合
が増加することになる。このことは、一つの受光素子３
であっても、転写ベルト１と光センサ５との相対距離Ｌ
に応じて正反射光と乱反射光の両方を検出できることを
示唆している。

【００２０】続いて、本第１実施形態における駆動ユニ
ット６のメカ構成につき、図４を参照しつつ説明する。
図示した駆動ユニット６は、濃度検出に際して、転写ベ
ルト１と光センサ５との相対距離を変化させるべく、ト
ナー担持体となる転写ベルト１を光センサ５側に押し出
すもので、主として、駆動源となるパルスモータ１７
と、このパルスモータ１７にネジ１８にて固定されたガ
イド部材１９と、このガイド部材１９にスライド自在に
嵌合されたローラ支持部材２０と、このローラ支持部材
２０の先端部に回転自在に装着された一対の押出ローラ
２１とから構成されている。

【００２１】パルスモータ１７は、上述した駆動回路７
（図１参照）から与えられる駆動パルスにしたがって回
転駆動するもので、そのモータ軸にはウォームギヤ２２
が装着されている。このウォームギヤ２２は、ローラ支
持部材２０の内周面に形成されたインナーギヤ２３に噛
み合っている。また、パルスモータ１７に固定されたガ
イド部材１９は、その軸方向（図中上下方向）に沿って
ローラ支持部材２０をスライド自在に案内支持してい
る。

【００２２】上記構成からなる駆動ユニット６では、パ
ルスモータ１７の駆動によってウォームギヤ２２が回転
すると、その回転量及び回転方向にしたがってウォーム
ギヤとインナーギヤ２３との噛み合い位置が軸方向にず
れる。これにより、ローラ支持部材２０はガイド部材１
９に案内されながら軸方向に移動するため、これと一体
になって一対の押出ローラ２１も移動する。このとき、
一対の押出ローラ２１は、先の図２に示すように転写ベ
ルト１の内側に対向状態で配設されていることから、こ
の転写ベルト１の非画像形成面に対して進退移動するこ
とになる。

【００２３】次に、駆動ユニット６の動作を制御するう
えで必要となる制御用データについて説明する。先ず、
トナー担持体である転写ベルト１に傷が発生すると、そ
の傷の度合いに応じて乱反射光が増加することから、本
出願人は転写ベルト１の傷レベルと画像処理枚数（コピ
ー枚数）との相関を調べてみた。そうしたところ、図５
に示すような結果が得られた。図５においては、転写ベ
ルト１の傷レベルを縦軸、コピー枚数を横軸にとり、傷
レベルについてはその度合いが最もひどい状態を「レベ
ル５」とし、傷の無い新品の状態を「レベル０」として
いる。図から明らかなように、転写ベルト１の傷レベル
は、コピー枚数が増えるにしたがって徐々に高くなり、
コピー枚数が７０００枚以降は「レベル５」で推移して
いる。

【００２４】このことから本第１実施形態では、転写ベ
ルト１の傷による乱反射光の増加分を、コピー枚数に基
づいて求めることとし、上述した制御用データについて
はコピー枚数に関連付けて設定するようにした。具体的
には、図６に示すように、コピー枚数が増えるにしたが
って、転写ベルト１と光センサ５との相対距離が段階的
に大きくなるように設定し、コピー枚数が７０００枚以
降はいずれも同一距離（５．５ｍｍ）になるように設定
した。こうした相対距離の設定値は、図５に示す傷レベ
ルとコピー枚数の相関曲線に対応しており、また相対距
離の最大設定値である５．５ｍｍという数値は、図３に
おいて下地面１６からの正反射光を受光素子３で最も効
率良く受光し得る距離、つまり規定の正反射受光距離に
相当するものである。こうした相対距離の設定データ
は、上述したパルスモータ１７を駆動するためのデータ
に変換され、この変換されたデータがコピー枚数と対応
付けられて制御部８（図１参照）に与えられている。

【００２５】なお、図６においては、コピー枚数を一様
に１０００枚単位で１０段階に分けるようにしたが、こ
の分け方については任意に設定することができる。例え
ば、上述よりも細かく５００枚単位で分けるようにした
り、或いは傷レベルの変動が比較的小さい０〜３９９９
枚の範囲では１０００枚単位で分け、傷レベルの変動が
大きい４０００〜６９９９枚の範囲では５００枚単位で
分けるなど種々の形態が考えられる。

【００２６】続いて、本第１実施形態の画像形成装置に
おける濃度検出時の動作について説明する。先ず、濃度
検出に際しては、枚数カウンタ９でカウントされている
コピー枚数が制御部８によって読み出され、さらにその
読み出されたコピー枚数に対応する制御用データがメモ
リ等から呼び出される。こうして呼び出された制御用デ
ータは制御部８から駆動回路７に出力され、この制御用
データに基づいて駆動回路７が駆動ユニット６に駆動パ
ルスを与える。これにより駆動ユニット６では、駆動回
路７から与えられた駆動パルスにしたがってパルスモー
タ１７が回転駆動するため、これに連動して一対の押出
ローラ２１が転写ベルト１に向けて進出する。このと
き、一対の押出ローラ２１は転写ベルト１の非画像形成
面に同時に接触し、そのまま転写ベルト１を所定量だけ
光センサ５側に押し出す。これにより、転写ベルト１と
光センサ５との間には、上記制御用データに基づく相対
距離Ｌが確保される。

【００２７】また、転写ベルト１に対しては、上述した
ゼルグラフィープロセスにしたがって感光体１１上に形
成されたトナー像（濃度検出用のパターン画像）が転写
され、このトナー像が光センサ５との対向位置に到達し
た時点で、上述のごとく駆動ユニット６により設定され
た相対距離Ｌをもって光センサ５によりトナー像の濃度
検出が行われる。

【００２８】ここで、駆動ユニット６により設定される
転写ベルト１と光センサ５との相対距離Ｌは、上述のご
とく枚数カウンタ９から読み出されたコピー枚数に対応
したものとなる。すなわち、枚数カウンタ９から読み出
されたコピー枚数が０〜９９９枚の範囲にあった場合、
つまり転写ベルト１が傷の無い新品の状態又はそれに近
い状態であった場合は、図６の設定条件にしたがって上
記相対距離Ｌが３．０ｍｍに設定される。この３．０ｍ
ｍという設定値は、図３に当てはめて考えると、正反射
光が効率良く受光される転写ベルト１の下地面１６の位
置に対して、実際に設定された下地面１６の位置が図中
Ｌｄ側に存在し、転写ベルト１と光センサ５との相対距
離Ｌが規定の正反射受光距離よりも短い条件で設定され
ることを示している。

【００２９】その後、通常の画像形成動作の繰り返しに
より、枚数カウンタ９でのカウント値が加算され、濃度
検出に際して読み出されたコピー枚数が１０００〜１９
９９枚の範囲になると、駆動ユニット６により設定され
る転写ベルト１と光センサ５との相対距離Ｌが、それま
での３．０ｍｍから３．２ｍｍに変更される。このこと
を図３に当てはめて考えると、先述の３．０ｍｍという
設定条件に比較して、転写ベルト１と光センサ５との相
対距離Ｌが規定の正反射受光距離に０．２ｍｍだけ近づ
いたことを示している。以後、濃度検出に際して枚数カ
ウンタ９から読み出されたコピー枚数が増えるにしたが
い、駆動ユニット６によって設定される転写ベルト１と
光センサ５との相対距離Ｌは次第に規定の正反射受光距
離に近づいていき、コピー枚数が７０００枚以上となっ
た時点で、転写ベルト１と光センサ５との相対距離Ｌが
規定の正反射受光距離、つまり５．５ｍｍに設定される
ようになる。

【００３０】このように本第１実施形態の画像形成装置
では、転写ベルト１が新品の状態であっても、予め転写
ベルト１に傷がついた状態と同等のレベルで受光素子３
に乱反射光が取り込まれるように、転写ベルト１と光セ
ンサ５との相対距離Ｌを規定の正反射受光距離からずら
して設定しておき、転写ベルト１の傷がひどくなる（コ
ピー枚数が増える）にしたがって、受光素子３に乱反射
光が入り難くなる、つまり受光素子３で受光される反射
光の中の乱反射光量に対する正反射光量の割合が多くな
るように、相対距離可変手段４が転写ベルト１と光セン
サ５との相対距離Ｌを規定の正反射受光距離に徐々に近
づけるように制御することから、転写ベルト１の傷によ
る乱反射光の増加分を、転写ベルト１と光センサ５との
相対距離Ｌの変化によって打ち消し、受光素子３で受光
される乱反射光の受光割合を一定のレベルに調整するこ
とができる。その結果、転写ベルト１の傷の影響を受け
ることなく、トナー像の濃度を正確に検出することが可
能となる。

【００３１】また、濃度検出に際しては、光センサ５を
転写ベルト１側に進退移動させることで両者の相対距離
Ｌを変化させることも可能であるが、そうした場合はベ
ルト走行時における転写ベルト１の振動によって上記相
対距離Ｌが微妙に変化し、その影響でセンサ出力も図７
の破線曲線で示すように変動してしまう。これに対し
て、上述のように駆動ユニット６によって転写ベルト１
を光センサ５側に押し出し、これによって両者間の相対
距離Ｌを変化させた場合は、ベルト走行時における転写
ベルト１の振動が駆動ユニット６で抑えられるため、図
７の実線曲線で示すように安定したセンサ出力を得るこ
とができる。

【００３２】さらに、駆動ユニット６の構成としても、
例えば図８（ａ），（ｂ）に示すように、一個の押出ロ
ーラ２１で転写ベルト１を押し出すようにすると、以下
のような不具合を招く。すなわち、光センサ５から出射
された光の反射面（転写ベルト１の下地面）が押出ロー
ラ２１の外周面に沿って曲面状態に支持されるため、押
出ローラ２１の位置によって光の反射角が大きく変わっ
てしまい、正確な濃度検出ができなくなってしまう。こ
れに対して、上述のように一対の押出ローラ２１によっ
て転写ベルト１を押し出すようにすれば、図９（ａ），
（ｂ）に示すように、光の反射面となる転写ベルト１の
下地面が押出ローラ２１の位置によらず常に平面状態に
支持されるようになるため、上述のような不具合を回避
することができる。

【００３３】加えて、従来ではトナー担持体に対して光
センサが規定の正反射受光距離を隔てた位置に固定状態
で取り付けられ、これによって光センサが常にトナー担
持体に近接した状態に保持されていたため、トナーの付
着によるセンサ汚れが発生していたが、本第１実施形態
では、濃度検出に際してのみ、駆動ユニット６によって
転写ベルト１を光センサ５側に押し出すようにしている
ため、通常の画像形成時には光センサ５が転写ベルト１
から十分に離間した状態に保持される。したがって、ト
ナーの付着によるセンサ汚れについても防止することが
可能となる。

【００３４】さらに、トナー担持体の傷による乱反射光
の増加分についても、例えば光センサ５の構成として、
上述した発光素子２及び受光素子３の他に、拡散反射率
を検出するための乱反射受光素子（不図示）を付設し、
その乱反射受光素子の検出結果に基づいて求めるように
してもよいが、そうした場合はセンサの外形寸法が大き
くなるうえに、画像形成装置のコストアップを招くこと
から、上述のごとく画像形成装置の保守・管理用として
既設されている枚数カウンタ９を利用し、そこでカウン
トされるコピー枚数（画像形成処理枚数）に基づいて求
める方が好適である。

【００３５】なお、上記第１実施形態においては、転写
ベルト１上に形成されたトナー像の濃度を光センサ５で
検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、トナー担持体である感光体１１
（図２参照）上に形成されたトナー像の濃度を反射型の
光センサで検出する場合にも適用可能である。但し、そ
の場合は、トナー担持体となる感光体１１に対して、図
示せぬ駆動系により光センサを進退移動可能に支持し、
濃度検出に際して、感光体１１側に光センサを進出させ
ることで両者間の相対距離を変化させることになる。

【００３６】また、上記第１実施形態では、トナー担持
体に照射された光の乱反射光の増加分を、枚数カウンタ
９でカウントされるコピー枚数（画像形成処理枚数）に
基づいて求めるようにしたが、これ以外にも、トナー担
持体（転写ベルト１、感光体１１）の動作サイクルカウ
ント数に基づいて求めるようにしてもよい。

【００３７】図１０は本発明に係る画像形成装置の第２
実施形態を示すブロック図である。本第２実施形態の画
像形成装置は、主として、トナー像が形成されるトナー
担持体３０と、トナー像が形成されたトナー担持体３０
に対して光を照射する発光素子（発光手段）３１と、ト
ナー担持体３０に照射された光の乱反射光が増加するほ
ど、発光素子３１の発光量を増加させる光量可変手段３
２と、この光量可変手段３２により光量が増加された光
の正反射光を受光する受光素子（正反射受光手段）３３
とを備えた構成となっている。

【００３８】このうち、発光素子３１及び受光素子３３
は、図１１に示すように、反射型の光センサ３４を構成
するもので、筐体構造をなすセンサ本体３５の内部にそ
れぞれ所定の角度で組み込まれている。この光センサ３
４は、トナー担持体３０の画像形成面、つまり実際にト
ナー像が形成されるトナー担持体３０の下地面３６に対
向する状態で配設されている。また、発光素子３１から
照射された光の正反射光が受光素子３４で受光されるよ
うに、トナー担持体３０（下地面３６）と光センサ３４
との相対距離Ｌが規定値（正反射受光距離）に設定され
ている。さらに、受光素子３３が出来るだけ乱反射光を
拾わないように、発光素子３１及び受光素子３３の光路
径φａ，φｂが小さく設定されている。

【００３９】光量可変手段３２は、上記発光素子３１に
駆動信号を与える駆動回路３７と、この駆動回路３７を
介して発光素子３１の発光量を制御する制御部３８とに
よって構成されている。また、制御部３８には、コピー
枚数（画像形成処理枚数）をカウントする枚数カウンタ
３９と、濃度検出パターンとなるトナー像の階調値を検
出する階調検出部４０とが接続され、これらの枚数カウ
ンタ３９及び階調検出部４０から得られる情報を基に制
御部３８が発光素子３１での発光量を制御する構成とな
っている。

【００４０】ここで、トナー担持体３０に光を照射した
際の拡散反射率は該トナー担持体３０の傷の度合いに応
じて高くなり、またトナー担持体３０の傷レベルは先の
図５に示したようにコピー枚数の増加とともに高まるこ
とから、本第２実施形態においても、トナー担持体３０
の傷による乱反射光の増加分を、枚数カウンタ３９でカ
ウントされるコピー枚数に基づいて求めることにした。
なお、乱反射光の増加分については、上記第１実施形態
と同様に、トナー担持体３０の動作サイクルカウント数
に基づいて求めるようにしてもよい。

【００４１】また、トナー担持体３０に傷がある場合と
傷が無い場合での濃度検出値は、図１２に示すように、
トナー像の階調レベルが大きい（トナー像が濃い）場合
は、傷による影響をほとんど受けないが、トナー像の階
調レベルが小さい（トナー像が薄い）場合は、傷による
影響を受けて濃度検出結果に誤差が生じる。特に、光セ
ンサ３４の環境特性変化や汚れの影響を補正するため
に、トナー像形成領域からの反射光量と非トナー像形成
領域（トナー像が形成されていないトナー担持体の下地
面）からの反射光量の比をもって濃度検出を行う場合に
は、トナー担持体３０の傷による濃度検出値の誤差が顕
著になって現れる。

【００４２】こうした理由から本第２実施形態において
は、濃度検出に際して、トナー担持体３０に形成された
トナー像の階調値を階調検出部４０で検出し、そこで検
出されたトナー像の階調レベルと上記枚数カウンタ３９
を介して得られるコピー枚数の双方に基づいて、発光素
子３１での発光光量を制御部３８で制御することにし
た。

【００４３】具体的な濃度検出時の動作にあたっては、
先ず制御部３８が、枚数カウンタ３９でカウントされて
いるコピー枚数を読み出すとともに、濃度検出のために
トナー担持体３０に形成されたトナー像の階調データを
階調検出部４０から取得する。次に、トナー担持体３０
に形成された濃度検出用のトナー像が光センサ３４との
対向位置に到達すると、そのトナー像の濃度が光センサ
３４によって検出される。その際、制御部３８では、枚
数カウンタ３９から得られたコピー枚数の情報と、階調
検出部４０から得られたトナー像の階調レベルとに基づ
いて、光センサ３４における発光素子３１の発光量を調
整する。具体的には、例えば駆動回路３７から駆動パル
スを与えて発光素子３１を発光させる駆動方式を採った
場合、図１３に示すように、発光素子３１の発光量を減
少させるときはパルス幅を狭くし、発光量を増加させる
ときはパルス幅を広くするといった具合に、駆動パルス
のパルス幅（デューティでも可）を変えることで発光素
子３１での発光量を調整する。

【００４４】図１４は濃度検出時における発光量の設定
データの一例を示す図である。図示のように、トナー担
持体３０に傷の無い状態、つまり枚数カウンタ３９での
カウント値が０枚のときは、階調検出部４０によって検
出されるトナー像の階調レベルに関わらず、発光素子３
１の発光量は一定のレベルに設定される。その後、通常
の画像形成動作の繰り返しによってトナー担持体３０に
傷が発生し、その傷レベルが枚数カウンタ３９でのカウ
ント値の増加とともにレベル→→→→のよう
に徐々に高まっていくと、それにつれて発光素子３１の
発光量も徐々に増加するように設定される。その際、各
々の傷レベル（，，，，）での発光量は、階
調検出部４０によって検出されるトナー像の階調レベル
に応じて、トナー担持体３０の傷の影響を受けやすい低
階調のトナー像に対する発光量が多くなるように設定さ
れる。

【００４５】このように本第２実施形態においては、ト
ナー担持体３０の下地に入った傷の影響により、発光素
子３１からトナー担持体３０に照射された光の乱反射光
が増加する場合であっても、これに対応して光量可変手
段３２が発光素子３１の発光量を増加させるべく光量調
整するため、この光量調整された光の正反射光を受光素
子３３で受光することにより、トナー担持体３０の傷に
よる正反射光の減少分が、発光素子３１での光量増加に
よって補われるようになる。したがって、トナー担持体
３０の傷の影響を受けることなく、画像濃度を正確に検
出することが可能となる。また、発光素子３１での発光
量の調整に際しては、階調検出部４０で検出されるトナ
ー像の階調レベルにも対応させて補正するようにしたの
で、トナー像の階調レベルによる濃度検出誤差について
も解消することができる。

【００４６】なお、発光素子３１での光量を調整する具
体的な手段としては、発光素子３１に流れる電流値を変
えるといった手段も考えられるが、光量切り替え時の応
答速度の点では本形態例のようにパルス幅を変えるなど
の手段を採用した方が好適である。

【００４７】

【発明の効果】請求項１記載の画像形成装置によれば、
トナー担持体の下地に入った傷の影響で、トナー担持体
に照射された光の乱反射光が増加した場合であっても、
それに対応したかたちで、受光手段により受光される反
射光の中の乱反射光量に対する正反射光量の割合が多く
なるように相対距離可変手段がトナー担持体と受光手段
との相対距離を変化させる構成となっているため、トナ
ー担持体の傷の度合いに関係なく、受光手段で受光され
る乱反射光の受光割合を一定のレベルに調整することが
できる。その結果、トナー担持体の傷の影響を受けるこ
となく、トナー像の濃度を正確に検出することが可能と
なる。

【００４８】請求項５記載の画像形成装置によれば、ト
ナー担持体の下地に入った傷の影響で、トナー担持体に
照射された光の乱反射光が増加した場合であっても、こ
れに対応したかたちで光量可変手段が発光手段の発光量
を増加させ、さらに光量の増加した正反射光を正反射受
光手段が受光する構成となっているため、トナー担持体
の傷による正反射光の減少分を発光手段での光量増加に
よって補うことができる。その結果、上記同様にトナー
担持体の傷の影響を受けることなく、トナー像の濃度を
正確に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像形成装置の第１実施形態を
示すブロック図である。

【図２】 第１実施形態における主要部の配置状態を示
す概略図である。

【図３】 第１実施形態におけるセンサ構成を説明する
図である。

【図４】 駆動ユニットのメカ構成を説明する図であ
る。

【図５】 傷レベルとコピー枚数の相関図である。

【図６】 第１実施形態における相対距離の設定例を示
す図である。

【図７】 ベルト振動によるセンサ出力の変動具合を示
す図である。

【図８】 一個の押出ローラによるベルト支持状態を説
明する図である。

【図９】 一対の押出ローラによるベルト支持状態を説
明する図である。

【図１０】 本発明に係る画像形成装置の第２実施形態
を示すブロック図である。

【図１１】 第２実施形態におけるセンサ構成を説明す
る図である。

【図１２】 トナー像の階調レベルと濃度検出値の関係
を示す図である。

【図１３】 発光量調整の具体例を示す図である。

【図１４】 第２実施形態における発光量の設定例を示
す図である。

【図１５】 カラー複写機の全体構成図である。

【図１６】 従来のセンサ構成を説明する図である。

【符号の説明】

１ 転写ベルト（トナー担持体） ２ 発光素子（発光手段） ３ 受光素子（受光手段） ４ 相対距離可変手段 ５ 光センサ ６ 駆動ユニット ９ 枚数カウンタ ２１ 押出ローラ ３１ 発光素子（発光手段） ３２ 光量可変手段 ３３ 受光素子（正反射受光手段） ３９ 枚数カウンタ ４０ 階調検出部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像が形成されるトナー担持体と、 前記トナー像が形成されたトナー担持体に対して光を照
   射する発光手段と、 前記トナー担持体に照射された光の反射光を受光する受
   光手段と、 前記トナー担持体に照射された光の乱反射光が増加する
   ほど、前記受光手段によって受光される反射光の中の乱
   反射光量に対する正反射光量の割合が多くなるように前
   記トナー担持体と前記受光手段との相対距離を変化させ
   る相対距離可変手段とを備えたことを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 前記相対距離可変手段は、前記トナー担
   持体に照射された光の乱反射光が増加するほど、前記ト
   ナー担持体と前記受光手段との相対距離を規定の正反射
   受光距離に近づけることを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 前記相対距離可変手段は、前記トナー担
   持体としての転写ベルトを、該転写ベルトに対向して配
   設された前記受光手段側に押し出すための駆動ユニット
   を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 前記駆動ユニットは、前記転写ベルトの
   非画像形成面に対して進退可能な一対の押出ローラを有
   することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 トナー像が形成されるトナー担持体と、 前記トナー像が形成されたトナー担持体に対して光を照
   射する発光手段と、 前記トナー担持体に照射された光の乱反射光が増加する
   ほど、前記発光手段の発光量を増加させる光量可変手段
   と、 前記光量可変手段により光量が増加された光の正反射光
   を受光する正反射受光手段とを備えることを特徴とする
   画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記光量可変手段は、前記乱反射光の増
   加分と前記トナー像の階調レベルとに応じて前記発光手
   段での発光量を増加させることを特徴とする請求項５記
   載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記トナー担持体に照射された光の乱反
   射光の増加分を、前記トナー担持体の動作サイクル数又
   は画像形成処理枚数に基づいて求めることを特徴とする
   請求項１又は５記載の画像形成装置。