JPH10282783A - トナー濃度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー濃度検出用のトナー像に基づいてトナ
ー濃度を検出するトナー濃度検出装置であって、該トナ
ー像の濃度にかかわらず、また該トナー像の濃度や色に
かかわらず、さらに、転写効率の変動に影響され難い状
態で、精度よくトナー濃度を検出できるトナー濃度検出
装置を提供する。 【解決手段】 中間転写ベルト１２に形成したトナー濃
度検出用のトナー像に基づいてトナー濃度を検出する装
置２０１であり、該トナー像に光照射するための一つの
発光素子２０と、該トナー像からの正反射光を受けるト
ナー濃度検出用受光素子２１と、該トナー像からの乱反
射光を受けるトナー濃度検出用受光素子２２と、該トナ
ー像を透過する透過光を受けるトナー濃度検出用受光素
子２３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等の画像形成装置において、トナー濃度検出用のトナー
像に基づいてトナー濃度を検出するトナー濃度検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ等の画像形成装置で
は、感光体のような静電潜像担持体表面を帯電させ、そ
の帯電域に原稿画像に対応させて画像露光して静電潜像
を形成し、その潜像を現像して可視トナー像とし、この
トナー像を記録シート上に転写し、定着させるか、或い
は、前記トナー像を一旦、中間転写ベルト等の中間転写
部材上に転写し、その中間転写部材から記録シートへ転
写し、定着させる。また、中間転写部材に記録シートを
保持させ、この記録シート上にトナー像を転写すること
もある。このような中間転写部材を採用する画像形成装
置は、通常、２色以上の、又はシアン、イエロー、マゼ
ンタ、黒のトナーを使用するフルカラーのカラー画像形
成装置である。

【０００３】かかるカラー画像形成装置では、静電潜像
担持体上に各色に対応する静電潜像を順次形成するとと
もに現像して各色のトナー像を順次形成し、これらトナ
ー像を中間転写部材上へ、或いは中間転写部材に保持さ
せた記録シート上へ順次転写して多重トナー像を形成す
る。中間転写部材に形成された多重トナー像について
は、これがさらに記録シートへ転写され、定着される。
また、中間転写部材に保持された記録シート上の多重ト
ナー像は、引き続きその記録シートに定着される。

【０００４】このようなカラー画像形成装置において、
最終的に得られる記録シート上の画像品質を良好なもの
とするためには、静電潜像担持体上に形成される各色に
対応する静電潜像へのトナー付着量を適切なものとしな
ければならない。そのため、従来、静電潜像担持体や中
間転写部材上に各色に対応するトナー濃度検出用のトナ
ー像を形成し、そのトナー像からトナー付着量、換言す
ればトナー濃度を検出し、その検出結果に基づいて各色
の現像装置のトナー濃度や現像条件等を調整することが
行われる。

【０００５】かかるトナー濃度検出装置は、通常、発光
部と受光部を備えている。そして、発光部からの光を静
電潜像担持体や中間転写部材上の前記トナー濃度検出用
のトナー像に照射して、このトナー像から反射又は透過
された光を受光部で受け、その光量に応じてトナー濃度
を検出している。トナー像からの反射光に基づきトナー
濃度を検出する場合、そのトナー像が黒色トナー像のと
きは、通常カーボンが含まれているため正反射光は検出
できるが乱反射光は検出できないので、正反射光による
トナー濃度検出が適している。また、黒以外のカラート
ナー像のときは、乱反射光は精度よく検出できるが、正
反射光は十分な検出精度が得られないので、乱反射光に
よるトナー濃度検出が適している。

【０００６】例えば特開昭６１−２０９４７０号公報
は、感光体上に形成したトナー濃度検出用のトナー像に
光を照射する発光素子と、該発光素子から光照射された
該トナー像からの反射光を受ける受光素子を設けるとと
もに、それら両素子の少なくともいずれかを、該受光素
子がトナー像からの正反射光を受ける位置と乱反射光を
受ける位置に切り換え可能に構成したトナー濃度検出装
置を教えている。

【０００７】また、感光体上に形成したトナー濃度検出
用のトナー像に光照射する発光素子を設けるとともに、
該トナー像からの正反射光を検出する位置と乱反射を検
出する位置のそれぞれに受光素子を設け、トナー像から
の正反射光と乱反射光の双方を検出できるように構成し
たトナー濃度検出装置も提案されている。また、トナー
濃度検出用のトナー像を透過する透過光に基づいてトナ
ー濃度を検出する装置として、例えば特開平２−１４０
７６４号公報は、トナー像が転写された転写材に照明手
段から光を照射するとともに、その照明された転写材か
らの透過光を受光手段で検出し、該受光手段からの信号
に基づいて転写材への付着トナー量を検出するものを教
えている。

【０００８】さらに、反射光及び透過光の双方を検出す
るものとして、転写ベルトを備えた画像形成装置におい
て、感光体と転写ベルトのそれぞれにトナー濃度検出用
のトナー像を形成し、感光体上のトナー像に対する発光
部と受光部を設けて該トナー像からの反射光に基づきト
ナー濃度を検出できるようにするとともに、転写ベルト
上のトナー像に対する発光部と受光部を設けて該トナー
像からの透過光に基づきトナー濃度を検出できるように
したトナー濃度検出装置も提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トナー
濃度検出用のトナー像からの反射光に基づいてトナー濃
度を検出する場合、そのトナー像におけるトナー濃度が
高濃度になってくると、トナーの色にかかわらず、換言
すれば、そのトナー像からの正反射光、乱反射光のいず
れについても、受光部における反射光検出値が飽和状態
に近づき、トナー濃度検出が困難又は不可能になってく
る。

【００１０】従って、既述の従来装置のうち、特開昭６
１−２０９４７０号公報が教えるトナー濃度検出装置
や、感光体上に形成したトナー像からの正反射光と乱反
射光を受ける位置のそれぞれに受光素子を設けた装置の
ように、トナー濃度検出用のトナー像からの正反射光と
乱反射光を検出するタイプのトナー濃度検出装置では、
そのトナー像のトナー濃度が高くなってくると、トナー
濃度検出精度が悪化し、或いはトナー濃度検出が不可能
になってくるという問題がある。

【００１１】この点、前記特開平２−１４０７６４号公
報が教えるトナー濃度検出装置では、トナー像を形成し
た転写材を透過してくる光を検出することでトナー濃度
を検出するので、そのトナー像のトナー濃度が高くて
も、トナー濃度を検出できる。しかし、逆に、そのトナ
ー像の濃度が低いときは、精度よくトナー濃度を検出で
きないという問題がある。

【００１２】これに対し、前記従来装置のうち、感光体
上のトナー像と転写ベルト上のトナー像の双方を使っ
て、感光体上トナー像からの反射光と転写ベルト上トナ
ー像からの透過光の双方に基づきトナー濃度を検出する
ものでは、トナー像濃度が低濃度のときも、高濃度のと
きもトナー濃度を検出できる。しかし、この装置の場
合、発光部を二つ別々に設けるため、発光部の光量等の
ばらつきにより十分なトナー濃度検出精度を得難いとい
う問題がある。

【００１３】以上のほか、前記の特開昭６１−２０９４
７０号公報が教える装置では、受光素子が正反射光及び
乱反射光を検出できるように、発光素子及び（又は）受
光素子の位置を切り換えるので、その位置ずれ等により
トナー濃度検出精度が悪化するという問題があり、ま
た、この装置を含め、感光体上に形成したトナー像に基
づいてトナー濃度を検出する装置では、転写効率の変化
による記録シートや中間転写部材上のトナー像の濃度変
動に対応できないという問題もある。

【００１４】そこで本発明は、画像形成装置において、
トナー濃度検出用のトナー像に基づいてトナー濃度を検
出するトナー濃度検出装置であって、該トナー像の濃度
にかかわらず、従来装置に比べて精度よくトナー濃度を
検出できるトナー濃度検出装置を提供することを第１の
課題とする。また、本発明は、画像形成装置において、
トナー濃度検出用のトナー像に基づいてトナー濃度を検
出するトナー濃度検出装置であって、該トナー像の濃度
や色にかかわらず、従来装置に比べて精度よくトナー濃
度を検出できるトナー濃度検出装置を提供することを第
２の課題とする。

【００１５】また、本発明は、画像形成装置において、
トナー濃度検出用のトナー像に基づいてトナー濃度を検
出するトナー濃度検出装置であって、該トナー像の濃度
にかかわらず、或いは該トナー像の濃度や色にかかわら
ず、さらに、転写効率の変動に影響され難い状態で、精
度よくトナー濃度を検出できるトナー濃度検出装置を提
供することを第３の課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記第１の課題
を解決するため、画像形成装置におけるいずれかの部材
に形成されるトナー濃度検出用のトナー像に基づいてト
ナー濃度を検出するトナー濃度検出装置であって、前記
トナー濃度検出用のトナー像に光照射するための一つの
発光部と、前記発光部から前記トナー像に光照射するこ
とで該トナー像から反射する反射光を受けるトナー濃度
検出用受光部と、前記発光部から前記トナー像に光照射
することで該トナー像を透過する透過光を受けるトナー
濃度検出用受光部とを備えていることを特徴とするトナ
ー濃度検出装置を提供する。

【００１７】このトナー濃度検出装置によると、トナー
濃度検出用のトナー像の濃度が所定の濃度以下のとき
は、前記発光部から該トナー像に光照射することで該ト
ナー像から反射する反射光を前記反射光受光部で受ける
ことで精度よくトナー濃度を検出でき、該トナー濃度が
所定濃度より大きいときは、前記発光部から該トナー像
に光照射することで該トナー像を透過する透過光を前記
透過光受光部で受けることで精度よくトナー濃度を検出
できる。すなわち、トナー像の濃度にかかわらずトナー
濃度を検出できる。また、反射光受光部、透過光受光部
のいずれを使用する場合であれ、トナー像に光照射する
発光部は一つであるから発光部乃至光源のばらつきがな
く、それだけ精度良くトナー濃度を検出できる。

【００１８】この装置においては、前記トナー像の濃度
が所定の濃度以下のときは前記反射光の受光部に該トナ
ー像からの反射光を受光させ、該トナー像が該所定の濃
度より大きいときは前記透過光の受光部に該トナー像か
らの透過光を受光させるように受光部を切り換える手段
を設けることができる。また、本発明は前記第２の課題
を解決するため、前記発光部から前記トナー像に光照射
することで該トナー像から反射する反射光を受けるトナ
ー濃度検出用受光部を、前記発光部から前記トナー像に
光照射することで該トナー像から反射する正反射光を受
光するトナー濃度検出用の第１の受光部と、前記発光部
から前記トナー像に光照射することで該トナー像から反
射する乱反射光を受光するトナー濃度検出用の第２の受
光部とで構成することができる。

【００１９】該第１受光部は、通常、前記トナー像が黒
色トナー像のとき、それからの正反射光を受光するため
のものであり、該第２受光部は、通常、前記トナー像が
黒色以外のカラートナー像のとき、それからの乱反射光
を受光するためのものである。このトナー濃度検出装置
によると、トナー濃度検出用のトナー像の濃度や色にか
かわらず、精度よくトナー濃度を検出できる。

【００２０】この装置においても、前記トナー像の濃度
が所定の濃度以下のときは前記第１受光部又は第２受光
部に該トナー像からの反射光を受光させ、該トナー像が
該所定の濃度より大きいときは前記透過光の受光部に該
トナー像からの透過光を受光させるように受光部を切り
換える手段を設けることができる。また、このように、
第１受光部及び第２受光部並びに透過光を受ける受光部
を設けるときは、該第１受光部は、前記トナー濃度検出
用のトナー像が形成される部材における該トナー像が形
成されていない部分への前記発光部からの光照射による
該部分からの正反射光を受光するための受光部を兼ねる
ものとし、該トナー像が形成されていない部分からの正
反射光の受光による該第１受光部の出力値に基づいて、
該トナー像からの受光に基づく該第１受光部、前記第２
受光部又は前記透過光の受光部の出力値を補正する手段
を設けてもよい。

【００２１】このような補正手段を設けることで、トナ
ー濃度検出用のトナー像を形成する部材の汚れの影響を
少なくして、それだけ精度良くトナー濃度を検出するこ
とができる。かかる補正手段の具体例としては、 トナー濃度検出用のトナー像を形成する部材が新しい
汚れのないものに交換されたり、該部材が清浄処理され
るなどして、該部材が清浄なときに、前記発光部から該
清浄部材へ光照射されることで生じる該部材からの正反
射光を受ける前記第１受光部の出力値ＶＣと、トナー濃
度検出に際し、前記発光部から該部材のトナー像が形成
されていない部分へ光照射することで生じる該部分から
の正反射光を受ける前記第１受光部の出力値Ｖｃから、
（ＶＣ／Ｖｃ）＝ｋを算出する手段と、該算出手段にて
求められたｋ値をトナー濃度検出用のトナー像からの受
光に基づく前記第１受光部、前記第２受光部又は前記透
過光の受光部の出力値に乗じて、補正された受光部出力
値を得る手段とを含むものや、 トナー濃度検出用のトナー像を形成する部材のうち、
トナー像が形成されていない部分に前記発光部から光照
射することで生じる該部分からの正反射光を受ける前記
第１受光部の出力値に応じて、該第１受光部の出力値が
予め定めた出力値になるように該発光部の光量を調節す
る手段を設け、この光量調節手段による発光部光量の調
節によりトナー像からの受光に基づく前記第１受光部、
前記第２受光部又は前記透過光の受光部の出力値を補正
するもの、等を挙げることができる。

【００２２】なお、予め定めた濃度以上の高濃度トナー
像を用いてトナー濃度を検出するときは、前記発光部の
光量を、該濃度に応じて一定量増加させる手段を設けて
もよい。前記トナー濃度検出用のトナー像を形成する部
材は、特に限定されないが、該トナー像の透過光を検出
できるように、少なくとも該トナー像を形成する部分は
透明な材料、或いは光透過性の材料で形成しておく。

【００２３】前記本発明の第３の課題を解決するトナー
濃度検出装置では、前記トナー濃度検出用のトナー像
は、感光体等の静電潜像担持体上ではなく、画像形成装
置における中間転写ベルト等の中間転写部材上に形成さ
れる。この転写後のトナー像に基づいてトナー濃度が検
出される。なお、トナー濃度検出用のトナー像の濃度が
所定の濃度以下か、それより大きいかについては、例え
ば、トナー濃度検出用のトナー像として、それぞれが異
なる濃度を有し、且つ、その濃度が確定された複数の基
準トナー像を設定しておき、そのうちいずれかの基準ト
ナー像を形成することで、そのトナー像の確定基準濃度
から判断すればよい。この場合、形成された基準トナー
像から検出されるトナー濃度はその基準トナー像の確定
基準濃度に一致するとはかぎらず、一致しないときは、
現像条件等を補正すればよいのである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の１実施形態である
トナー濃度検出装置を採用した電子写真方式による複写
機の概略断面図である。図２はトナー濃度検出装置の要
部の側面図である。

【００２５】図１に示す複写機は、原稿画像を読み取る
画像読み取り部１００と、原稿画像に基づいて画像形成
を行う画像形成部２００とを備えている。画像読み取り
部１００は、原稿台ガラス１及びその下方のイメージリ
ーダーユニット２を含んでいる。イメージリーダーユニ
ット２は、露光ランプ３、レンズアレイ４及びライセン
サ５を備えており、図示しないスキャンモータにて図中
Ｘ方向（副走査方向）に往復駆動される。

【００２６】一方、画像形成部２００は、露光光学系６
及びドラム形状の感光体８を備えている。感光体８の周
囲には、帯電チャージャ７、現像器ユニット９、転写ロ
ーラ１３、クリーナ１６及びメインイレーサ１７がこの
順に配置されており、感光体８は図示しないメインモー
タにて図中矢印Ａ方向に回転駆動される。現像器ユニッ
ト９は上から下へ順に、シアントナーを収容したシアン
現像器９Ｃ、マゼンタトナーを収容したマゼンタ現像器
９Ｍ、イエロートナーを収容したイエロー現像器９Ｙ及
び黒トナーを収容したブラック現像器９Ｂを備えてお
り、これら現像器のうち一つが図示しないユニット駆動
装置にて感光体８に臨ませられる。さらに、感光体８の
下方には無端の中間転写ベルト１２が設けられており、
これは駆動プーリ１２１と従動プーリ１２２に巻き掛け
られている。

【００２７】この中間転写ベルト１２は、図示しない駆
動装置にて駆動プーリ１２１が回転駆動されることで、
図中矢印Ｂ方向に回転できる。また、ベルト１２には従
動プーリ１２２を介して電源ＰＷ２から転写紙吸着用の
電圧を印加できる。前記の転写ローラ１３はこの中間転
写ベルト１２を介して感光体８に臨み、転写部Ｔを形成
している。転写ローラ１３には電源ＰＷ１から転写電圧
を印加できる。

【００２８】図中、従動プーリ１２２の右側にはタイミ
ングローラ対１１が、さらにその右方に転写紙（記録
紙）Ｓの給紙カセット１０があり、該カセット１０に収
納されている転写紙Ｓは給紙ローラ１０１により一枚ず
つ引き出すことができる。また、中間転写ベルト１２の
うち駆動ローラ１２１に巻きつき始めた部分に対して転
写紙分離爪１８が接離可能に設けられており、その分離
爪１８の左方には定着器１４及び排紙トレイ１５が順次
設けられている。

【００２９】さらに、中間転写ベルト１２のリターン側
部分にはクリーナ１２３がベルト１２に接離可能に設け
られている。そして、前記転写部Ｔの下流側位置で、中
間転写ベルト１２に対し、本発明に係るトナー濃度検出
装置２０１が設けられている。このトナー濃度検出装置
２０１の詳細は後ほど説明する。

【００３０】以上説明した複写機においては、イメージ
リーダーユニット２を副走査方向Ｘに移動させるととも
に露光ランプ３から照射した光によって、原稿台ガラス
１上に置かれた原稿を露光すると、その原稿から反射さ
れた反射光がレンズアレイ４を介してラインセンサ５に
露光され、画像データとして電気信号に変換されて露光
光学系６に伝えられる。

【００３１】露光光学系６では、前記電気信号をレーザ
ー光３１に変換して折り返しミラー３０に照射する。ミ
ラー３０にて折り返されたレーザー光３１は、画像露光
に先立って帯電チャージャ７によって一様に帯電された
感光体８の該帯電域を露光し、感光体上に原稿画像に対
応する静電潜像を形成する。例えば、白黒画像を形成す
るときは、原稿画像に対応する白黒画像のための静電潜
像が形成され、これは現像器ユニット９におけるブラッ
ク現像器９Ｂにより現像されて可視トナー像となる。ま
た、例えば黒以外のモノカラー画像を形成するときは、
原稿画像に対応するモノカラーのための静電潜像が形成
され、これは現像器ユニット９の現像器９Ｃ、９Ｍ又は
９Ｙにより現像されて可視モノカラートナー像となる。
これらトナー像は後述するように送られてくる転写紙Ｓ
上に転写される。

【００３２】また、フルカラー画像を形成するときは、
原稿画像に対応させてシアン、マゼンタ、イエロー及び
ブラックの各静電潜像が順に形成され、これら潜像がシ
アン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各現像器９
Ｃ、９Ｍ、９Ｙ、９Ｂにて順次現像されて可視トナー像
となり、後述するように送られてくる転写紙Ｓ上に重ね
転写され、多重トナー像とされる。なお、多重トナー像
を形成する間、クリーナ１２３はベルト１２から離され
る。

【００３３】転写紙Ｓは、給紙ローラ１０１にて給紙カ
セット１０から送り出され、搬送路に沿ってタイミング
ローラ対１１に送られる。タイミングローラ対１１は、
感光体８上のトナー像と同期をとって転写紙を送り出
す。タイミングローラ対１１から送り出された転写紙
は、電源ＰＷ２から転写紙吸着用電圧を印加された転写
ベルト１２に保持され、転写ベルトの矢印Ｂ方向の移動
により、転写部Ｔに進行し、そこで電源ＰＷ１から転写
電圧を印加された転写ローラ１３にて感光体８上のトナ
ー像が該転写紙Ｓに転写される。所定のトナー像が転写
された転写紙は、分離爪１８によって転写ベルト１２か
ら分離され、定着器１４に運ばれ、ここでトナー像が定
着され、排紙トレー１５へ排出される。なお、フルカラ
ー複写時においては、先ずシアンのトナー像が転写紙に
転写され、その後ベルト回転に伴って転写紙が再び転写
部Ｔに到来すると、マゼンタのトナー像が重ね転写さ
れ、以下同様にイエロー、ブラックの順にトナー像が転
写紙に重ね転写される。各色の転写が終了後、転写紙は
分離爪１８にて転写ベルト１２から分離され、定着器１
４に運ばれ、トナー像が定着され、排紙トレー１５へ排
出される。

【００３４】感光体８は各トナー像転写後も矢印方向Ａ
に回転を続け、残留トナーはクリーナ１６で除去され、
残留電荷はメインイレーサ１７で消去され次のプロセス
に備えられる。前記トナー濃度検出装置２０１は、図２
に示すように、中間転写ベルト１２の上側に配置された
部分２１ａと下側に配置された部分２１ｂを備えてい
る。このトナー濃度検出装置２０１は、中間転写ベルト
１２上に形成されるトナー濃度検出用の各色ごとのトナ
ー像に基づいてトナー濃度を検出するものである。中間
転写ベルト１２は、少なくともトナー濃度検出用のトナ
ー像が形成される部分は透明材料で形成されている。ト
ナー濃度検出装置２０１はこのトナー濃度検出用のトナ
ー像が形成される部分の通過軌道に臨んでいる。

【００３５】上側の部分２１ａは、ホルダ２１１ａと、
該ホルダに支持された発光素子２０、正反射光を受光す
るトナー濃度検出用受光素子２１及び乱反射光を受光す
るトナー濃度検出用受光素子２２を含んでおり、下側の
部分２１ｂは、ホルダ２１１ｂと、該ホルダに支持され
た透過光を受光するトナー濃度検出用の受光素子２３を
含んでいる。受光素子２３は、転写ベルト１２を挟んで
発光素子２０と対向する位置に配置されている。これら
素子はいずれも定位置に設けられている。

【００３６】図２に示すように、ホルダ２１１ａと、該
ホルダに支持された正反射光用の受光素子２１は転写ベ
ルト１２上のトナー濃度検出用の黒トナー像に対する発
光素子２０からの投光の正反射光を受光できるように設
けられている。これは、黒トナーはカーボンで形成され
ているため正反射光は検出できるが、乱反射光は検出で
きないという特性を有しているため、黒トナーによるト
ナー像の濃度を検出する場合に用いられる。

【００３７】乱反射光用の受光素子２２は転写ベルト１
２上のトナー濃度検出用のカラートナー像に対する発光
素子２０からの投光の乱反射光を受光できるように設け
られている。これは、カラートナー（シアン、マゼン
タ、イエロー）は染料や顔料のため、乱反射光は検出で
きるが正反射光は検出し難いという特性を有しているた
め、カラートナーによるトナー像の濃度を検出する場合
に用いられる。

【００３８】透過光用の受光素子２３は転写ベルト１２
上のトナー濃度検出用のトナー像に対する発光素子２０
からの投光の透過光を受光できるように設けられてい
る。これは、トナー像濃度がある程度高くなると黒及び
カラートナーとも反射光が少なくなり、反射光検出では
検出精度が低くなるが、透過光によるトナー濃度検出精
度は高いため、高濃度のトナー像の濃度を検出する場合
に用いられる。

【００３９】図８は、中間転写ベルト１２上にトナー付
着量を変化させてトナー濃度検出用のトナー像を形成
し、該トナー像のトナー付着量と該トナー像から検出さ
れたトナー像濃度との関係を調べた実験例の結果を示す
グラフである。図８においては、トナー像に１箇所から
光を照射し、それによる該トナー像からの反射光を検出
して得たトナー像濃度（反射濃度、図８中白丸スポット
で示されるライン）と、該トナー像の透過光を検出して
得たトナー像濃度（透過濃度、図８中黒丸スポットで示
されるライン）の２種類が示されている。

【００４０】図８から分かるように、反射濃度は、トナ
ー濃度が高くなってくると次第に飽和状態に近づき、反
射濃度では高トナー濃度を精度よく検出できず、一方、
透過濃度によれば高トナー濃度でも検出できる。また、
トナー濃度が低いときは、透過濃度による濃度は、実際
のトナー濃度よりやや低くあらわれるので、低トナー濃
度については、反射濃度による方が精度よくトナー濃度
を検出できる。

【００４１】図３にトナー濃度検出装置２０１の電気回
路の概略ブロック図を示す。図３に示すように、受光素
子２１、２２及び２３の各出力はＡ／Ｄコンバータ２７
を介して制御部２８へ入力される。制御部２８は複写機
全体の動作を制御する、コンピュータを中心に構成され
た制御部であり、制御部２８で処理されて求められたト
ナー濃度に基づく電気信号は、Ｄ／Ａコンバータ２９を
介して出力され、各現像器９Ｃ、９Ｍ、９Ｂの現像条件
（ここでは現像バイアス等の調整）に利用される。

【００４２】次に、制御部２８の動作を説明すること
で、トナー濃度検出装置２０１の動作を併せて説明す
る。図４は制御部２８の動作のメインルーチンを示して
いる。このメインルーチンでは、プログラムがスタート
すると、先ず初期設定を行い（ステップＳ１）、次いで
内部タイマをセットし（ステップＳ２）、補正処理、複
写処理及びその他の処理を順次実行し（ステップＳ３〜
Ｓ５）、ステップＳ６で内部タイマの終了を待ってステ
ップＳ２へ戻る。トナー濃度検出及びその検出結果に基
づく現像条件の補正は、補正処理（ステップＳ３）で行
われる。

【００４３】図５に補正処理ルーチンを示す。補正処理
（ステップＳ３）では、中間転写ベルト１２が新しいも
のと交換されたか、或いは、清浄処理されたときに、ト
ナー濃度検出用のトナー像を形成する中間転写ベルト１
２上の部分（そこにはトナー像は未だ形成されていな
い）に発光素子２０から光照射し、その部分からの正反
射光を受光素子２１で受光することでその素子２１の出
力値を補正初期値ＶＣとして記憶する（ステップＳ３
１、Ｓ３２）。なお、ベルト交換等がないときは、同様
の手順で既に記憶している補正初期値を採用する。

【００４４】次いで、図示を省略した複写機操作パネル
上の複写開始を指示するプリントキーが押されたか否か
を判断し、押されているときはトナー濃度検出処理及び
現像条件補正処理を順次行ってメインルーチンへリター
ンする（ステップＳ３３、Ｓ３４、Ｓ３５）。図６にト
ナー濃度検出処理ルーチンを示す。トナー濃度検出処理
（Ｓ３４）では、先ず、実際のトナー濃度検出に先立っ
て、中間転写ベルト上のトナー濃度検出用トナー像を形
成する部分であって、未だトナー像形成がまったく行わ
れていないか、或いは既にトナー像が１回又は２回以上
形成されて、クリーナ１２３（図１参照）により清掃さ
れているものの汚れがある部分に発光素子２０から光照
射し、その部分からの正反射光を受光素子２１で受光す
ることで、その素子２１の出力値Ｖｃを求め、さらにこ
の出力値Ｖｃと補正初期値ＶＣから（ＶＣ／Ｖｃ）＝ｋ
を求め、これを記憶する（ステップＳ３４１、Ｓ３４
２、Ｓ３４３）。

【００４５】次に、中間転写ベルト１２上の所定部分に
所定の順序及び条件に基づいてトナー濃度検出用の一つ
の色の基準トナー像を形成する（ステップＳ３４０）。
基準トナー像については、ここでは図７に示すように、
それぞれが異なる濃度を有し、且つ、その濃度が確定さ
れた１０ランクの基準トナー像を設定しておき、そのう
ちから予め定めた条件や順序で一つのランクの基準トナ
ー像を選び、その基準トナー像を形成する。

【００４６】次に、その基準トナー像の確定基準濃度
（図７に示す濃度）に基づき、その濃度が予め定めた濃
度以上（ここでは図７中のランク６以上）であると、発
光素子２０からそのトナー像への投光による透過光を受
光素子２３で検出してそのトナー像の濃度（透過濃度）
Ｖ３を求める（ステップＳ３４４、Ｓ３４５）。また、
その基準トナー像の確定基準濃度が予め定めた濃度以下
（ここでは図７中のランク５以下）であると、そのトナ
ー像が黒トナー像のときは、発光素子２０からそのトナ
ー像への投光による正反射光を受光素子２１で検出して
そのトナー像の濃度（反射濃度）Ｖ１を求め、カラー
（シアン、マゼンタ又はイエロー）トナー像であると、
発光素子２０からそのトナー像への投光による乱反射光
を受光素子２２で検出してそのトナー像の濃度（反射濃
度）Ｖ２を求める（ステップＳ３４４、Ｓ３４６〜Ｓ３
４８）。

【００４７】このようにして基準トナー像の濃度を検出
すると、その検出値に前記ステップＳ３４３で求めた補
正値ｋを乗じて補正されたトナー濃度を求める（ステッ
プＳ３４９、Ｓ３４Ａ）。同様の手順でトナー濃度検出
対象の色及び基準濃度の全ての基準トナー像についてト
ナー濃度を検出すると、図５の補正処理ルーチンへリタ
ーンする（ステップＳ３４Ｂ）。

【００４８】なお、ここでは、各色のトナーにつき、透
過濃度と反射濃度の双方を検出するように順次基準トナ
ー像を形成し、そのトナー濃度を測定するようにしてい
る。そして、それら補正後の検出トナー濃度と基準濃度
との差に基づいて現像条件を補正する（図５のステップ
Ｓ３５）。

【００４９】

【発明の効果】本発明によると、画像形成装置におい
て、トナー濃度検出用のトナー像に基づいてトナー濃度
を検出するトナー濃度検出装置であって、該トナー像の
濃度にかかわらず、従来装置に比べて精度よくトナー濃
度を検出できるトナー濃度検出装置を提供することがで
きる。

【００５０】また、本発明よると、画像形成装置におい
て、トナー濃度検出用のトナー像に基づいてトナー濃度
を検出するトナー濃度検出装置であって、該トナー像の
濃度や色にかかわらず、従来装置に比べて精度よくトナ
ー濃度を検出できるトナー濃度検出装置を提供すること
ができる。また、本発明によると、画像形成装置におい
て、トナー濃度検出用のトナー像に基づいてトナー濃度
を検出するトナー濃度検出装置であって、該トナー像の
濃度にかかわらず、或いは該トナー像の濃度や色にかか
わらず、さらに、転写効率の変動に影響され難い状態
で、精度よくトナー濃度を検出できるトナー濃度検出装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトナー濃度検出装置の１例を備え
た複写機の概略構成を示す断面図である。

【図２】図１に示すトナー濃度検出装置の要部の側面図
である。

【図３】図１及び図２に示すトナー濃度検出装置の電気
回路の概略を示すブロック図である。

【図４】図３の回路における制御部の動作のメインルー
チンを示すフローチャートである。

【図５】図４に示す補正処理ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図６】図５に示す検出処理ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図７】トナー濃度検出用の基準トナー像の予め定めた
確定基準濃度のランクを示す図である。

【図８】トナー濃度検出用のトナー像から検出される反
射濃度と透過濃度の１例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 原稿台ガラス ２ イメージリーダーユニット ３ 露光ランプ ４ レンズアレイ ５ ラインセンサ ６ 露光光学系 ７ 帯電チャージャ ８ 感光体 ９ 現像器ユニット ９Ｃ シアン現像器 ９Ｍ マゼンタ現像器 ９Ｙ イエロー現像器 ９Ｂ 黒現像器 １００ 画像読み取り部 １０ 給紙カセット １０１ 給紙ローラ １１ タイミングローラ対 １２ 中間転写ベルト １２１ 駆動プーリ １２２ 従動プーリ １２３ クリーナ １３ 転写ローラ １４ 定着器 １５ 排紙トレー １６ クリーナ １７ メインイレーサ １８ 分離爪 ２００ 画像形成部 ２０１ トナー濃度検出装置 ２１ａ トナー濃度検出装置の上側部分 ２１ｂ トナー濃度検出装置の下側部分 ２１１ａ ホルダ ２１１ｂ ホルダ ２０ 発光素子 ２１ 正反射光受光素子 ２２ 乱反射光受光素子 ２３ 透過光受光素子 ２７ Ａ／Ｄコンバータ ２８ 制御部 ２９ Ｄ／Ａコンバータ ３０ 折り返しミラー ３１ レーザー光 Ｓ 記録紙 ＰＷ１、ＰＷ２ 電源 Ｔ 転写部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 俊文 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 福井 一之 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像形成装置におけるいずれかの部材に形
   成されるトナー濃度検出用のトナー像に基づいてトナー
   濃度を検出するトナー濃度検出装置であって、 前記トナー濃度検出用のトナー像に光照射するための一
   つの発光部と、 前記発光部から前記トナー像に光照射することで該トナ
   ー像から反射する反射光を受けるトナー濃度検出用受光
   部と、 前記発光部から前記トナー像に光照射することで該トナ
   ー像を透過する透過光を受けるトナー濃度検出用受光部
   とを備えていることを特徴とするトナー濃度検出装置。
2. 【請求項２】前記トナー像の濃度が所定の濃度以下のと
   きは前記反射光の受光部に該トナー像からの反射光を受
   光させ、該トナー像が該所定の濃度より大きいときは前
   記透過光の受光部に該トナー像からの透過光を受光させ
   るように受光部を切り換える手段を備えた請求項１記載
   のトナー濃度検出装置。
3. 【請求項３】前記発光部から前記トナー像に光照射する
   ことで該トナー像から反射する反射光を受けるトナー濃
   度検出用受光部は、前記発光部から前記トナー像に光照
   射することで該トナー像から反射する正反射光を受光す
   るトナー濃度検出用の第１の受光部と、前記発光部から
   前記トナー像に光照射することで該トナー像から反射す
   る乱反射光を受光するトナー濃度検出用の第２の受光部
   とからなっている請求項１記載のトナー濃度検出装置。
4. 【請求項４】前記トナー像の濃度が所定の濃度以下のと
   きは前記第１受光部又は第２受光部に該トナー像からの
   反射光を受光させ、該トナー像が該所定の濃度より大き
   いときは前記透過光の受光部に該トナー像からの透過光
   を受光させるように受光部を切り換える手段を備えた請
   求項３記載のトナー濃度検出装置。
5. 【請求項５】前記第１受光部は、前記トナー濃度検出用
   のトナー像が形成される部材における該トナー像が形成
   されていない部分への前記発光部からの光照射による該
   部分からの正反射光を受光するための受光部を兼ねてお
   り、該トナー像が形成されていない部分からの正反射光
   の受光による該第１受光部の出力値に基づいて、該トナ
   ー像からの受光に基づく該第１受光部、前記第２受光部
   又は前記透過光の受光部の出力値を補正する手段を備え
   ている請求項４記載のトナー濃度検出装置。
6. 【請求項６】前記トナー濃度検出用のトナー像は、画像
   形成装置における中間転写部材上に形成されるものであ
   る請求項１から５のいずれかに記載のトナー濃度検出装
   置。