JPH10232522A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトセンサによる像担持体の地肌濃度の検
出、その検出に基づくフォトセンサの基準出力電圧の設
定を適切に行い、正確なプロセス制御を行う。 【解決手段】 像担持体上に担持されたパターントナー
像の濃度をフォトセンサで検出し、その検出値に基づい
てプロセス制御を行う画像形成装置において、フォトセ
ンサの基準出力電圧を設定するために像担持体の地肌濃
度を検出するサンプリングポイントをランダムに設定
し、フォトセンサの基準出力電圧の設定時に像担持体上
の色ムラが発生したり傷が付いた部分を毎回検出すると
いうことをなくし、像担持体の地肌濃度の適切な検出と
フォトセンサの適正な基準出力電圧の設定とを行い、フ
ォトセンサの基準出力電圧に基づくプロセス制御を正確
に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置においては、感光体
や中間転写ベルト等の像担持体上にパターントナー像を
担持させ、そのトナー濃度をフォトセンサで検出し、そ
の検出値に基づいてバイアス電圧や露光光量等を調整す
るプロセス制御を行っている。そして、このようなプロ
セス制御を行うことに先立って、像担持体の地肌部分を
フォトセンサで検出したときのフォトセンサの基準出力
電圧を略一定に設定する制御を行っている。

【０００３】フォトセンサの基準出力電圧を略一定に設
定する制御は、像担持体の地肌部分にフォトセンサの発
光部から光を照射し、像担持体からの反射光をフォトセ
ンサの受光部で受光することにより、地肌部分の濃度を
検出する。そして、この受光に基づいてフォトセンサか
ら出力される出力電圧を増減調節し、所定の電圧値（基
準出力電圧）とするものである。

【０００４】ここで、この基準出力電圧を設定する際に
は、フォトセンサで像担持体の地肌部分の濃度を検出す
るが、この検出ポイントは常に同じ位置とされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、フォトセンサ
の基準出力電圧を設定するための像担持体上の検出ポイ
ントに色ムラが発生したり傷が付いた場合には、毎回そ
の部分を検出することとなり、像担持体の地肌濃度を適
切に検出することができず、フォトセンサの適正な基準
出力電圧が得られなくなり、正確なプロセス制御を行え
なくなる。

【０００６】そこで本発明は、フォトセンサの出力基準
電圧の設定を適正に行え、プロセス制御を正確に行える
ようにした画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
像担持体上に担持されたパターントナー像の濃度をフォ
トセンサで検出し、その検出値に基づいてプロセス制御
を行う画像形成装置において、前記フォトセンサの基準
出力電圧を設定するために前記像担持体上の地肌濃度を
検出する複数のサンプリングポイントをランダムに設定
するサンプリングポイント設定手段と、各サンプリング
ポイントでの検出値に基づいて前記フォトセンサの基準
出力電圧を設定する基準出力電圧設定手段とを設けた。
従って、フォトセンサの基準出力電圧を設定するために
像担持体の地肌濃度を検出するサンプリングポイントが
ランダムに設定されるため、フォトセンサの基準出力電
圧の設定時に像担持体上の色ムラが発生したり傷が付い
た部分を毎回検出するということがなくなり、像担持体
の地肌濃度の適切な検出を行え、フォトセンサの適正な
基準出力電圧を設定できる。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、各サンプリングポイントでの検出値が予め
設定した範囲外のときはその検出値を基準出力電圧を設
定するデータから除外する手段を設けた。従って、像担
持体の地肌濃度のより一層適切な検出を行え、フォトセ
ンサのより一層適正な基準出力電圧の設定を行える。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、フォトセンサの基準出力電圧の設定
時に像担持体の外周面をクリーニング装置によりクリー
ニングするようにした。従って、像担持体へのトナーや
ゴミの付着の影響を排除して、像担持体の地肌濃度の検
出とフォトセンサの基準出力電圧の設定とを行える。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面に基
づいて説明する。図１は、本発明に係るカラー画像形成
装置の全体構造を示す縦断正面図である。本体ケース１
内の略中央部にはベルト状感光体２が配置され、このベ
ルト状感光体２は回転ローラ３，４により回転自在に支
持され、矢印Ａ方向へ回転駆動される。このベルト状感
光体２の周囲には、ベルト状感光体２の外周面を一様に
帯電させる帯電装置５、帯電されたベルト状感光体２に
静電潜像を形成するレーザ書込ユニット６、この静電潜
像を顕像化してトナー像を形成する多色現像装置７と黒
現像ユニット８、ベルト状感光体２上のトナー像が転写
される像担持体である中間転写ベルト９、ベルト状感光
体２上の残留トナーなどを除去するクリーニング装置１
０、ベルト状感光体２の外周面を除電する除電ランプ１
１等が配置されている。

【００１１】前記多色現像装置７は、それぞれ異なる色
のトナーを収納したイエロー現像ユニット１２とマゼン
タ現像ユニット１３とシアン現像ユニット１４とを円筒
状のケース１５内に回転自在に収納することにより形成
されている。前記黒現像ユニット８は、カム１６の回転
によりベルト状感光体２に接離する方向へ移動自在に設
けられている。

【００１２】前記レーザ書込ユニット６は、図示しない
レーザー光源からの光を走査させるポリゴンミラー１
７、ポリゴンミラー１７を回転駆動させるモータ１８、
ｆθレンズ１９、ミラー２０等からなる。

【００１３】さらに、前記本体ケース１内の下方部には
用紙２１を収納した給紙カセット２２が着脱自在に取付
けられ、本体ケース１の上面部には排紙スタック部２３
が形成されている。そして、この本体ケース１内には、
前記給紙カセット２２から前記排紙スタック部２３に至
る用紙搬送経路２４が形成され、この用紙搬送経路２４
上に、給紙ローラ２５、搬送ローラ２６、レジストロー
ラ２７、転写ローラ２８、定着装置２９等が配置されて
いる。

【００１４】前記中間転写ベルト９は、回転ローラ３
０，３１により回転自在に支持され、矢印Ｂ方向へ回転
駆動される。この中間転写ベルト９の外周面は、前記回
転ローラ３の外周部で前記ベルト状感光体２の外周面に
接触しており、この接触部の内周面側にバイアスブラシ
３２が配置されている。また、この中間転写ベルト９の
周囲には、前記転写ローラ２８、中間転写ベルト９上の
残留トナーやゴミを除去するクリーニング装置３３、中
間転写ベルト９の地肌濃度やこの中間転写ベルト９上に
所定の条件で形成したパターントナー像の濃度を検出す
るフォトセンサ３４が配置されている。このフォトセン
サ３４は、発光部であるＬＥＤ３４ａと、このＬＥＤ３
４ａから出射された光の反射光を受光する受光素子３４
ｂとを備え、受光量に応じた電圧を出力する。クリーニ
ング装置３３には、中間転写ベルト９の外周面に接離す
る位置へ移動自在なクリーニングブレード３３ａが設け
られており、このクリーニングブレード３３ａを中間転
写ベルト９の外周面に接触させたときにクリーニングを
行う。

【００１５】また、前記本体ケース１内には、プロセス
制御や前記フォトセンサ３４の基準出力電圧を設定する
制御部３５、本体ケース１内の暖気を外部へ排気するフ
ァン３６、前記クリーニング装置１０，３３で除去され
た廃トナーなどを回収する回収容器３７等が設けられて
いる。ここで、このカラー画像形成装置では、ベルト状
感光体２と中間転写ベルト９と帯電装置５とクリーニン
グ装置１０，３３とがユニット化されてプロセスカート
リッジ３８が形成されている。このプロセスカートリッ
ジ３８は寿命到来時に一体に交換されるもので、図２に
示すように、支軸（図示せず）を支点として回動自在な
中間フレーム３９に対して着脱自在に取付けられてい
る。前記中間フレーム３９の外側には、支軸４０を支点
として回動自在な外周カバー４１が本体ケース１に取付
けられている。

【００１６】つぎに、前記制御部３５における前記フォ
トセンサ３４の基準出力電圧を設定するためのハードウ
ェア構成を図３に基づいて説明する。各種の処理を行う
ＣＰＵ４２に対し、制御プログラムなどの固定データを
記憶したＲＯＭ４３、各種センサからの検出データなど
の可変データを記憶するＲＡＭ４４、乱数を発生させる
乱数発生部４５、ＰＷＭ発生回路４６、Ａ／Ｄ変換器４
７等が接続されている。ＰＷＭ発生回路４６は、出力調
整回路４８を介してフォトセンサ３４のＬＥＤ３４ａに
接続されている。Ａ／Ｄ変換器４７にはフォトセンサ３
４の受光素子３４ｂが接続されている。乱数発生部４５
は１〜１０のいずれかの数を発生するもので、この値
が、フォトセンサ３４により中間転写ベルト９の地肌濃
度を検出する複数のサンプリングポイントを設定する際
のサンプリング間隔となる。

【００１７】本実施の形態では、そのサンプリング間隔
の単位を１０(msec)とし、サンプリングポイントを５個
とし、フォトセンサ３４の出力電圧が０〜５Ｖの間で可
変するものとする。さらに、フォトセンサ３４の基準出
力電圧は、４±０．２Ｖとする。

【００１８】このような構成において、まず、カラー画
像の形成動作を説明する。制御部３５に入力された画像
データ信号に基づいて各現像ユニット１２，１３，１
４，８が順に駆動される。そして、各色ごとの単色トナ
ー画像がベルト状感光体２に形成され、その単色トナー
画像が中間転写ベルト９上に転写される。中間転写ベル
ト９上には、単色トナー画像を重ね合わされることによ
りカラートナー像が形成され、このカラートナー像は、
所定のタイミングで搬送される用紙２１が回転ローラ３
０と転写ローラ２８との間を通過するときにその用紙２
１に転写される。用紙２１に転写されたカラートナー像
は定着装置２９で定着され、定着装置２９を通過した用
紙２１が排紙スタック部２３に排紙される。

【００１９】このようなカラー画像形成装置では、上述
したカラー画像の形成動作に先立ち、中間転写ベルト９
の地肌濃度をフォトセンサ３４で検出し、その検出値に
基づいてフォトセンサ３４の基準出力電圧を略一定にす
る処理を行う。そして、フォトセンサ３４の基準出力電
圧を略一定にした後、中間転写ベルト９上に所定の条件
でパターントナー像を形成し、このパターントナー像の
濃度をフォトセンサ３４で検出し、その検出値に基づい
てバイアス電圧や露光光量等を調整するプロセス制御を
行い、用紙２１に転写されたカラー画像が常に良好な状
態に維持されるようにしている。

【００２０】ここで、フォトセンサ３４の基準出力電圧
を略一定に制御する制御動作を図４のフローチャートに
基づいて説明する。まず、乱数発生部４５で乱数が発生
され（ステップＳ１）、この乱数がＲＡＭ４４に記憶さ
れる（Ｓ２）。ここに、中間転写ベルト９上の地肌濃度
を検出する５個のサンプリングポイントを設定するサン
プリングポイント設定手段が実行される。つぎに、中間
転写ベルト９を矢印方向へ駆動させながらＰＷＭ値を５
０％としてフォトセンサ３４のＬＥＤ３４ａを発光させ
（Ｓ３）、５個のサンプリングポイントにおけるフォト
センサ３４の出力電圧（ｄｎ）をサンプリングする（Ｓ
４）。

【００２１】５個のサンプリングポイントでのフォトセ
ンサ３４の出力電圧のサンプリングが終了したら、その
平均値（ｄｎ_avg ）を求める（Ｓ５）。そして、この平
均値（ｄｎ_avg ）を求めた後に、より一層精度の高い平
均値を再度求めるため、各サンプリングポイントでの出
力電圧（ｄｎ）と平均値（ｄｎ_avg ）とを比較し、平均
値に対して１Ｖ以上の差がある出力電圧のデータを除外
する（Ｓ６）。ここに、請求項２で述べている、サンプ
リングポイントでの検出値が予め設定した範囲外のとき
はその検出値を基準出力電圧を設定するデータから除外
する手段が実行される。ここで、或るサンプリングポイ
ントの出力電圧が、平均値に比べて１Ｖ以上の差がある
ということは、そのサンプリングポイントには傷が付い
ていたりゴミが付着していると考えられる。そして、除
外されなかった出力電圧の平均値（ｄｍ_avg ）を求め
る。（Ｓ７）。

【００２２】ステップＳ７での平均値（ｄｍ_avg ）を求
めた後は、この平均値が３．８〜４．２Ｖの間に入って
いるか否かを判断する（Ｓ８）。この平均値が３．８〜
４．２Ｖの間に入っている場合には、フォトセンサ３４
の基準出力電圧は現在のままで適当であるとして、ＰＷ
Ｍを５０％のままに維持し、フォトセンサ３４の基準出
力電圧の設定を終了する。

【００２３】一方、ステップＳ７での平均値が３．８〜
４．２Ｖの間に入っていない場合において、この平均値
が４．２Ｖ以上であれば、現在のＰＷＭ値の１／２の値
を現在のＰＷＭ値から減じて、つまり、ＰＷＭ値を２５
％とし（Ｓ９）、上述したステップＳ４以降の制御動作
を実行させる。また、平均値が３．８Ｖ以下であれば、
現在のＰＷＭ値の１／２の値を現在のＰＷＭ値に加算
し、つまり、ＰＷＭ値を７５％とし（Ｓ１０）、上述し
たステップＳ４以降の制御動作を実行させる。そして、
各サンプリングポイントでの検出値の平均値が３．８〜
４．２Ｖの間に入るまでＰＷＭ値の調整を行い、適切な
基準出力電圧を設定する。ここに、請求項１で述べてい
る、フォトセンサ３４の基準出力電圧を設定する基準出
力設定手段が実行される。

【００２４】また、このようなＰＷＭ値を調整すること
による基準出力電圧の設定時には、クリーニングブレー
ド３３ａを中間転写ベルト９の外周面に接触させ、中間
転写ベルト９の外周面をクリーニングする。これによ
り、中間転写ベルト９の地肌濃度の検出やフォトセンサ
３４の基準出力電圧の設定を、中間転写ベルト９に付着
しているトナーやゴミの影響を受けずに行える。

【００２５】なお、本実施の形態においては、中間転写
ベルト９を備えたカラー画像形成装置を例に挙げ、この
中間転写ベルト９の外周面に対向する位置にフォトセン
サ３４を設けた場合について説明したが、このような中
間転写ベルト９を用いない画像形成装置においては、フ
ォトセンサ３４をベルト状感光体やドラム状感光体に対
向させ、それらの感光体の地肌濃度の検出やフォトセン
サの基準出力電圧を設定するようにしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、像担持体
上に担持されたパターントナー像の濃度をフォトセンサ
で検出し、その検出値に基づいてプロセス制御を行う画
像形成装置において、フォトセンサの基準出力電圧を設
定するために像担持体の地肌濃度を検出するサンプリン
グポイントをランダムに設定するため、フォトセンサの
基準出力電圧の設定時に像担持体上の色ムラが発生した
り傷が付いた部分を毎回検出するということがなくな
り、像担持体の地肌濃度の適切な検出とフォトセンサの
適正な基準出力電圧の設定とを行うことができ、この基
準出力電圧に基づくプロセス制御を正確に行うことがで
きる。

【００２７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、各サンプリングポイントでの検出値
が予め設定した範囲外のときはその検出値を基準出力電
圧を設定するデータから除外するようにしたので、像担
持体上の傷やゴミの影響をなくして像担持体の地肌濃度
をより一層適切な検出とフォトセンサのより一層適正な
基準出力電圧の設定とを行うことができ、ひいては、よ
り一層正確にプロセス制御を行うことができる。

【００２８】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の発明において、フォトセンサの基準出力電圧
の設定時に像担持体の外周面をクリーニング装置により
クリーニングするようにしたので、像担持体へのトナー
やゴミの付着の影響を排除して、像担持体の地肌濃度の
検出とフォトセンサの基準出力電圧の設定とを行うこと
ができ、プロセス制御を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー画像形成装置の全体構造を示す縦断正面
図である。

【図２】外周カバーを開放位置へ回動し、中間フレーム
をプロセスカートリッジの着脱位置へ回動させた状態を
示す縦断正面図である。

【図３】フォトセンサの基準出力電圧を設定するための
ハードウェア構成を示すブロック図である。

【図４】フォトセンサの基準出力電圧を略一定に制御す
る制御動作を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

９ 像担持体 ３３ クリーニング装置 ３４ フォトセンサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に担持されたパターントナー
   像の濃度をフォトセンサで検出し、その検出値に基づい
   てプロセス制御を行う画像形成装置において、前記フォ
   トセンサの基準出力電圧を設定するために前記像担持体
   上の地肌濃度を検出する複数のサンプリングポイントを
   ランダムに設定するサンプリングポイント設定手段と、
   各サンプリングポイントでの検出値に基づいて前記フォ
   トセンサの基準出力電圧を設定する基準出力電圧設定手
   段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 各サンプリングポイントでの検出値が予
   め設定した範囲外のときはその検出値を基準出力電圧を
   設定するデータから除外する手段を設けたことを特徴と
   する請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 フォトセンサの基準出力電圧の設定時に
   像担持体の外周面をクリーニング装置によりクリーニン
   グすることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成
   装置。