JPH1055106A

JPH1055106A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1055106A
Application number: JP8211135A
Authority: JP
Inventors: Eiji Shimura; 英次志村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-02-24
Anticipated expiration: 2016-08-09
Also published as: JP3852628B2

Abstract

(57)【要約】【課題】温度によらず正確にトナーパッチの反射率検
出が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー未付着領域の第１領域からの反射
光を受光素子で検出し、トナーパッチデータ格納部４１
２からのデータに基づき中間転写体の第２領域上にイエ
ロートナーパッチを形成し、このパッチからの反射光を
受光素子１５２で検出する。この際、発光素子１５１の
発光光量は、トナー未付着領域の第１領域の検出と同一
の光量とする。この検出結果と予め測定されたトナー未
付着領域の第１領域からの検出結果とデータ格納部４１
１に格納された第１領域の反射率データとを比較演算
し、トナーパッチの検出結果をトナーパッチの反射率に
変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、ファク
シミリ、複写機等の画像形成装置に関する。さらに詳し
くは、出力画像の階調特性を所望の特性にすべく、像形
成体上に形成されたトナーパッチを検出しその結果に基
づいて画像形成条件を制御する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、近赤外域（８００〜１０００ｎ
ｍ）にピーク波長を有する光（以降、単に近赤外光とす
る）に対し、イエロートナー、シアントナー、マゼンタ
トナー（以降、これらトナーを総称してカラートナーと
する）は反射する特性を有し、ブラックトナーは吸収す
る特性を有している。そのため、これらトナーパッチに
近赤外光を照射し、その反射光を検出する一方法とし
て、例えば特公平６−４２１０９号公報に記載されるご
とく、カラートナーは像形成体上の表面反射率が低い領
域に、また、ブラックトナーは像形成体上の表面反射率
の高い領域に形成する方法が提案されていた。このよう
なトナーと像形成体の組合せにおいては、カラートナー
パッチはその付着がないときの反射光量が最小値とな
り、付着量の増加により反射光量が増加する。一方、ブ
ラックトナーパッチはその付着がないときに反射光量が
最大値となり、付着量の増加により反射光量が減少す
る。そのため反射光量を計測することでトナーの付着量
を検出することができた。

【０００３】しかしながら、特公平６−４２１０９号公
報で開示される方法で、光を照射するための素子（発光
素子）、反射光を受光するための素子（受光素子）に半
導体素子を用いた場合、同一付着量のトナーパッチから
の反射光量を検出しても、温度によって結果が異なると
いう課題があった。これは、半導体素子に温度特性が存
在するためである。

【０００４】このような課題を解決するために、特開平
８−３００４６号公報に記載されるごとく、各色の基準
となるパッチが予め形成された像形成体を用い、毎トナ
ーパッチ検出前、あるいはある決まったタイミングで基
準となるパッチの濃度検出を行い、各色毎受光素子の出
力の校正を行なうことが提案されていた。ここで、この
基準パッチは、像形成体上に使用するトナーの色に対応
した色で、かつ色数分設けられていた。

【０００５】このように、特開平８−３００４６号公報
で開示される像形成体は、使用するトナーの色に対応し
た色で、かつ色数分の基準パッチを形成しなくてはなら
ず、そのため、像形成体の製造が複雑でかつコストアッ
プするといった課題があった。さらに、これら基準パッ
チを像形成体の非通紙部域に形成した場合、形成した基
準パッチ分は像形成体が大きくなり、結果として装置が
大型化するといった課題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
温度に寄らず、正確にトナーパッチの反射率検出が可能
な画像形成装置を提供することにある。さらに、像形成
体が容易でかつ低コストに製造可能で、装置が小型化可
能な画像形成装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はこの
ような課題を解決するための画像形成装置として、（１）表面反射率の高い第１領域と表面反射率の低い第
２領域と有する像形成体と、光反射特性を有するトナー
によって前記第２領域に第１トナーパッチを形成し、光
吸収特性を有するトナーによって前記第１領域に第２ト
ナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、前記像
形成体に照射された光の反射状態を検出して検出信号を
出力するセンサ手段とを備え、前記第１トナーパッチの
反射率の検出には、前記センサ手段の前記第１領域のト
ナー未付着領域の検出信号を用い、また、前記第２トナ
ーパッチの反射率の検出には、前記センサ手段の前記第
２領域のトナー未付着領域の検出信号を用いることを特
徴とする。

【０００８】（２）１において、前記第１領域は白色領
域で、前記第２領域はカーボンブラック顔料を含む黒色
領域で、前記センサ手段から照射される光は近赤外域に
ピーク波長を有する光であることを特徴とする。

【０００９】（３）１もしくは２において、前記センサ
手段から照射される光量を一定とし、前記第ｉ領域のト
ナー未付着領域と前記第ｉトナーパッチからの検出信号
を各々求め、求められた前記第ｉ領域の検出信号によ
り、前記第ｉトナーパッチの検出信号を補正することを
特徴とする。ただしｉは１もしくは２である。

【００１０】（４）１もしくは２において、前記第ｉ領
域のトナー未付着領域の検出信号と前記第ｉトナーパッ
チの検出信号が所定値となるよう前記センサ手段から照
射される光量を調整し、検出信号が所定値となった時の
光量に関係する値を各々求め、求められた前記第ｉ領域
の光量に関係する値により、前記第ｉトナーパッチの光
量に関係する値を補正することを特徴とする。ただしｉ
は１もしくは２である。

【００１１】（５）１もしくは２において、前記第ｉ領
域のトナー未付着領域からの検出信号が所定値となるよ
う前記センサ手段から照射される光量を調整した後、調
整された光量のもと前記第ｉトナーパッチの検出を行な
うことを特徴とする。ただし、ｉは１もしくは２であ
る。

【００１２】（６）１もしくは２において、前記第ｉ領
域からの検出信号が所定値となるよう前記センサ手段の
増幅率を調整した後、調整された増幅率のもと前記第ｉ
トナーパッチの検出を行なうことを特徴とする。ただし
ｉは１もしくは２である。

【００１３】

【作用】本発明の上記構成（１）によると、第１領域は
センサ手段からの照射光に対し高い反射率を有す領域
で、この反射率は温度により変化しない。一方、第２領
域はセンサ手段からの照射光に対し低い反射率を有す領
域で、この反射率も温度により変化しない。このよう
に、温度により変化しない第１領域のトナー未付着領域
を第１トナーパッチの反射率の基準パッチとして用い
る、もしくは温度により変化しない第２領域のトナー未
付着領域を第２トナーパッチの反射率の基準パッチとし
て用いることで、各色毎の基準パッチを形成する必要は
なく、トナーパッチの正確な検出ができる。

【００１４】また、本発明の上記構成（２）によれば、
第１領域である白色領域は、センサ手段から照射される
近赤外光を反射する特性である。一方、第２領域である
黒色領域は、近赤外光を吸収する特性である。そこで、
第２領域に近赤外光を反射する特性を有するカラートナ
ーを第１トナーパッチとして形成し、第１領域に近赤外
光を吸収する特性を有するブラックトナーを第２トナー
パッチとして形成できる。

【００１５】ここで、センサ手段の受光素子は、受光光
量に比例した光電流を発生し、また、受光素子が受光す
る光量は照射面の反射率に比例し、センサ手段から照射
される光量に比例する。

【００１６】そこで本発明の上記構成（３）によれば、
センサ手段から照射される光を一定としているので、受
光素子が受光する光量は照射面の反射率に比例する。従
って温度によって変化しない、既知の反射率を有する第
１領域のトナー未付着領域からの検出信号で第１トナー
パッチの検出信号を補正すると、補正値は、第１トナー
パッチの反射率となる。同様に、第２領域のトナー未付
着領域からの検出信号で第２トナーパッチの検出信号を
補正すると、その補正値は、第２トナーパッチの反射率
となる。

【００１７】また、本発明の上記構成（４）によれば、
センサ手段からの検出信号が所定値となるよう照射光の
光量を調整する。すると、照射面の反射率に応じて照射
光量を変化させることになる。従って、第１領域のトナ
ー未付着領域からの検出信号と第１トナーパッチの検出
信号とが所定値となるセンサ手段から照射される光量に
関係する値を各々計測し、第１領域のトナー未付着領域
の値で第１トナーパッチの値を補正すると、その補正値
は、第１トナーパッチの反射率となる。同様な議論が第
２領域、第２トナーパッチでもできる。

【００１８】また、本発明の上記構成（５）によれば、
第１領域のトナー未付着領域からの信号（つまり、所定
反射率のパッチからの信号）が所定値となるようにセン
サ手段から照射される光量を調整する。このように調整
した光を第１トナーパッチに照射した場合、検出信号は
トナーパッチの反射率そのものとなる。同様な議論が第
２領域、第２トナーパッチでもできる。

【００１９】あるいはまた、本発明の上記構成（６）に
よれば、第１領域のトナー未付着領域からの信号（つま
り、所定反射率のパッチからの信号）が所定値となるよ
うにセンサ手段の検出信号の増幅量を調整する。このよ
うに調整した増幅量で第１トナーパッチの検出を行なう
と、検出信号はトナーパッチの反射率そのものとなる。
同様な議論が第２領域、第２トナーパッチでもできる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例について説
明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例をなす画像形成装
置の電子写真プロセス部の主要断面図である。まず、こ
の電子写真プロセス部の構成とその画像形成時の動作を
説明する。帯電ローラ１０２は感光体１０１を均一なあ
る電位（例えば−７００Ｖ）に帯電する。露光手段１０
３によって形成された６００ｄｐｉ（ｄｏｔｐｅｒｉ
ｎｃｈ）の解像度のレーザービームは折り返しミラー１
０４により感光体１０１上に導かれ静電潜像が形成され
る。次に図中矢印方向に接離可能な一成分接触方式の現
像器１０５の内、イエロートナー現像器１０５Ｙを接触
させ他の現像器は離間させるとともに不図示の電源の電
界の作用によって負帯電性イエロートナーが反転現像さ
れ感光体上１０１において顕像化される。現像されたイ
エロートナーは、中間転写体１０６上に１次転写ローラ
１０７と１次転写用電源１０８によりトナーと逆極性の
バイアスが印加されその電界の作用で転写される。感光
体１０１上の転写残りトナーは、ブレードを接触させて
クリーニングする感光体クリーナー１０９で回収され、
続いて感光体電位は除電ランプ１１０によりリセットさ
れる。同様の動作を中間転写体１０６の位置と露光手段
１０３の発光タイミングの同期を取りマゼンタトナー現
像器１０５Ｍ、シアントナー現像器１０５Ｃ、ブラック
トナー現像器１０５Ｋについても繰り返すことにより、
中間転写体１０６上に各色のトナーが重ねられフルカラ
ー画像が形成される。この間、２次転写ローラ１１６、
および中間転写体クリーナ１１９は離間状態とする。一
方、紙やＯＨＰなどの被記録材１１３は給紙カセット１
１２から給紙手段１１１によりレジストローラ対１１４
まで搬送されたのち、中間転写体１０６上のフルカラー
画像と同期をとって駆動ローラ１１５と図中矢印方向に
接離可能な２次転写ローラ１１６にて形成される２次転
写部に搬送される。２次転写部では被記録材１１３と同
期して２次転写ローラ１１６が中間転写体１０６に接触
してニップ部を形成、押圧するとともに１次転写用電源
１０８から得た電圧を演算する演算手段１２１にて決定
された電圧が２次転写用電源１１７により定電圧制御さ
れその電界の作用で転写材１１３上にフルカラートナー
像が形成される。その後、被記録材１１３は定着手段１
２０によって定着され装置外へ排出される。

【００２２】電子写真プロセス部にはさらにパッチセン
サ１２２が１次転写ローラより下流で中間転写体１０６
表面に対向する位置に設けられている。図２にパッチセ
ンサ１２２の構成例を、図３に中間転写体１０６の構成
例を示す。

【００２３】センサ手段１２２は発光素子１５１、受光
素子１５２、集光レンズ１５３、結像レンズ１５４とホ
ルダー１５５とからなっている。発光素子１５１から発
射した光は集光レンズ１５３により照射面１５６に集光
される。この照射面１５６上をトナーパッチが通過す
る。そして、照射面１５６で反射した光のうち正反射成
分を除いた、いわゆる拡散反射成分が結像レンズ１５４
を介して受光素子１５２に入射する。このようにして、
照射面１５６の反射率が測定される。

【００２４】ここで、発光素子１５１として、９５０ｎ
ｍにピーク波長を有するＧａＡｓ赤外ＬＥＤを用いる場
合の中間転写体１０６の構成例を説明する。ここで赤外
ＬＥＤは照射面を高出力、高効率で照射できるので好ま
しい発光素子である。図３（ａ）に示す第１の例は、適
度な抵抗値を持つ近赤外光に対し透明な材質からなる媒
体１６５の裏面に、例えばカーボンブラックを分散させ
た黒色層１６６と酸化チタンを分散させた白色層１６７
を形成した中間転写体１０６である。ここで、赤外ＬＥ
Ｄをこの中間転写体１０６の照射面に照射すると、媒体
１６５は赤外ＬＥＤに対し透明であるため、媒体１６５
裏面まで光は進入する。そして、黒色層１６６では光は
吸収され、白色層１６７で拡散反射される。すなわち、
黒色層１６６が第２領域１６２に、白色層１６７が第１
領域となる。なお、照射面１５６を点線で示す。ここ
で、第１領域に形成する第２トナーパッチはブラックト
ナーのトナーパッチであり、第２領域に形成する第１ト
ナーパッチはカラートナーのトナーパッチである。図３
（ｂ）に示す第２の例は、導電性基材１６８上に、第１
領域１６１として、ＩＴＯを表面に蒸着した酸化チタン
顔料を分散させた樹脂層を、また、第２領域１６２とし
てカーボンブラック顔料を分散させた樹脂層を形成した
例である。なお図には示さないが、カーボンブラック顔
料を分散させた樹脂層からなる基材上の一部分にＩＴＯ
を表面に蒸着した酸化チタン顔料を分散させた樹脂層を
第１領域１６１として形成し中間転写体１０６とするこ
とも可能である。

【００２５】このようにして作製される中間転写体１０
６の反射率は、第１領域については酸化チタン顔料の添
加量で、第２領域については添加するカーボンブラック
顔料の添加量で決定される。また、反射率には照射面の
表面性も寄与する。表面が荒れていると拡散反射成分が
増え、また、使用するトナーがフィルミングしたり、異
物が付着すると反射率は変化する。しかし、この中間転
写体１０６上に中間転写体クリーナ１１９で除去されな
いトナーが残留した場合、次の画像に致命的な欠陥が生
じるので、中間転写体１０６はクリーニング性能の観点
から平滑なことが要求される。また、中間転写体１０６
の材質は、トナーがフィルミングし難いような材質（ト
ナーに対し濡れ難い材質）、例えば、ＥＴＦＥ（エチレ
ンテトラフルオロエチレン共重合体）等のフッ素系の樹
脂からなる方が望ましい。さらに、中間転写体１０６は
中間転写体クリーナ１１９との摺擦により経時的に表面
が荒れてくる傾向にある。そこで、中間転写体クリーナ
１１９の当接時間もしくはプリント枚数により、第１領
域、第２領域の反射率の値を変更する方がより正確なト
ナーパッチの反射率が求められるので好ましい。

【００２６】なお以降は、９５０ｎｍにピーク波長を有
するＧａＡｓ赤外ＬＥＤの発光素子１５１と図３（ａ）
で示す中間転写体１０６とを組合せた実施例について説
明する。なお、他の組合せ例として、６８０ｎｍにピー
ク波長を有するＧａＡｌＡｓ赤色ＬＥＤを発光素子１５
１として用い、図３に示す中間転写体を中間転写体１０
６として用いた例がある。この場合、６６０ｎｍの光に
対し、第１領域、イエロートナー、マゼンタトナーは反
射する特性を、第２領域、ブラックトナー、シアントナ
ーは吸収する特性を有する。そこで、第１領域には、ブ
ラックトナーパッチとシアントナーパッチとが形成さ
れ、第２領域に、イエロートナーパッチとマゼンタトナ
ーパッチとが形成される。ここで赤色ＬＥＤは、人間が
知覚可能であるため、オペレータがメンテナンス等で間
違って、発光中の光を長時間目に暴露することを防止で
きるので好ましい。さらに、赤色ＬＥＤは高い結合効率
でプラスチックファイバーに適合するので、集光レンズ
のかわりにプラスチックファイバーを用い、そのファイ
バーで照射面に近い位置まで高出力を持続して光を伝送
するように構成することができる。

【００２７】それでは、画像形成装置の制御系について
説明する。制御系は主として、上述した一連の画像形成
動作の制御と露光データの生成を行なう。ここで、露光
データの生成は、装置外部のパーソナルコンピュータ等
のホストから送られたデータに色変換処理やγ変換処理
を施して作成した画像データを、トナーパッチの検出結
果に基づき露光信号として生成することを言う。図４〜
８は制御系の中で露光データ生成に係わる部分の構成を
示すブロック図である。

【００２８】図４は露光データの生成に係わる制御系の
第１の構成例であって、トナー未付着領域の第ｉ領域の
からの検出信号で、第ｉトナーパッチからの検出信号を
補正する制御を含む。なお、ここで、記号ｉは、１もし
くは２を指す（以降も同様）。ここで、この検出信号
は、センサ手段の受光素子が発生する信号である。制御
系は、センサ手段１２２、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０
２、ＲＡＭ３０３と、これらを駆動するための図示しな
い周辺回路から構成されている。まず、各々の構成要素
を説明する。センサ手段１２２は、受光素子１５２が光
を受光した際発生する電流を電気信号に変換し、その信
号を増幅する増幅部４０１と、増幅された電気信号をＡ
／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部４０２とからなる。ＲＯＭ３
０２は、第１領域及び第２領域の反射率のデータを格納
したデータ格納部４１１と、パッチ生成モード時に像形
成体上に作成する画像パターンを格納したトナーパッチ
データ格納部４１２とからなる。ＲＡＭ３０３は、ＲＯ
Ｍから読み出され、ＣＰＵ３０１に入力される画像デー
タを露光信号に変換するためのルックアップテーブル
（以降、ＬＵＴとする）を格納するＬＵＴ格納部４２１
からなる。ＣＰＵ３０１は、センサ手段１２２の出力を
取込むＡ／Ｄ取込部４３１と、取込まれた信号を反射率
の値に変換し、データ格納部４１１に格納された第ｉ領
域の反射率データと比較演算し、その結果に基づきＬＵ
Ｔ格納部４２１に格納されたＬＵＴを変更する演算部４
３２と、演算部４３２の結果から露光信号を決定し、も
しくはトナーパッチデータ格納部４１２から信号から露
光信号を決定し、露光信号を出力する露光信号決定部４
３３と、演算部４３２の結果からプロセスパラメータを
決定し、各プロセス部にその信号を出力するパラメータ
決定部４３４とからなる。パッチ測定結果により変更す
るのは、露光データを決定づけるＬＵＴだけでなく、帯
電バイアス、現像バイアス、現像ローラ回転速度、転写
バイアスなどの電子写真プロセスのパラメータである。
また、ＣＰＵ３０１には、画像信号の他に、通常画像形
成モードかパッチ生成モードかのモード信号が入力され
る。

【００２９】次に、各動作モードについて説明する。ま
ず、パッチ生成モードにおいては、トナー未付着領域の
第１領域１６１とトナー未付着領域の第２領域１６２と
からの反射光を受光素子で各々検出する。引き続き、ト
ナーパッチデータ格納部４１２からのデータに基づき中
間転写体１０６の第２領域１６２上にイエロートナーの
トナーパッチを形成し、このパッチからの反射光を受光
素子で検出する。この際、発光素子１５１の発光光量
は、トナー未付着領域の第１領域１６１の検出と同一の
光量とする。この検出結果と予め測定されたトナー未付
着領域の第１領域１６１からの検出結果とデータ格納部
４１１に格納された第１領域１６１の反射率データとを
比較演算し、トナーパッチの検出結果をトナーパッチの
反射率に変換する。この結果に基づきＬＵＴ格納部４２
１に格納されたイエロートナー用ＬＵＴを変更する。同
様にして、マゼンタトナー、シアントナーのトナーパッ
チが形成され、そして、マゼンタトナー用ＬＵＴ、シア
ントナー用ＬＵＴが変更される。ここで、ブラックトナ
ーについては、中間転写体１０６の第１領域上にトナー
パッチが形成される。検出の際し、発光素子１５１の発
光光量は、トナー未付着状態の第２領域１６２の検出と
同一の光量とする。そして、このパッチの検出結果と予
め測定されたトナー未付着領域の第２領域１６２からの
検出結果とデータ格納部４１１に格納された第２領域１
６２の反射率のデータとを比較演算し、トナーパッチの
検出結果をトナーパッチの反射率に変換する。この結果
に基づきＬＵＴ格納部４２１に格納されたブラックトナ
ー用ＬＵＴが変更される。

【００３０】ここで、受光素子１５２の受光量と発生光
電流との関係は、ある受光量まで両者は比例関係にある
が、その光量を越えると発生光電流は飽和する。そこ
で、両者が比例関係となるような受光量となるように、
発光素子１５１の発光量をトナーパッチ毎に変える方が
望ましい。例えば、低濃度から高濃度のイエロートナー
パッチを検出する場合、低濃度のトナーパッチからの反
射光量は少なく、高濃度のトナーパッチからは大きい。
そこで、低濃度のトナーパッチ検出の際は発光量を大き
く、高濃度のトナーパッチ検出の際は発光量を小さくす
る。この場合、予めそれら光量で、トナー未付着状態の
第１領域１６１を照射し、各々の反射光を検出してお
く。そして、トナーパッチ検出結果と同一光量でのトナ
ー未付着状態の第１領域１６１からの検出結果とデータ
格納部４１１に格納された第１領域１６１の反射率のデ
ータとを比較演算することで、各々のイエロートナーパ
ッチの反射率を求めることができる。

【００３１】ここで、一連のトナーパッチ形成において
は、中間転写体１周で複数色のトナーパッチを形成する
ようにした方が、パッチ形成、検出の時間が短縮できる
ので好ましい。さらに、中間転写体１０６クリーナーを
離間した状態で全てのパッチを形成し、その後一括でパ
ッチ検出を行なうと、１次転写を多数回通過するトナー
パッチが存在し、その転写の影響でトナー付着量が変動
（いわゆる感光体への逆転写現象）する恐れがあるの
で、形成したトナーパッチはその場で（つまり次の１次
転写を通過するまでに）パッチ検出が行われる方が好ま
しい。この場合、形成されたトナーパッチは装置外部へ
は出力されない。なお、通常画像形成モードにおいて
は、画像データをトナーパッチの検出結果に基づき変更
したＬＵＴにより露光信号として生成し、その信号に基
づいて画像形成が行なわれる。

【００３２】次に、パッチ生成モードで作成されるトナ
ーパッチについて説明する。作成されるパッチは、どの
プロセスパラメータを制御するかで、そのトナー濃度が
異なる。例えば、露光データの生成に用いるトナーパッ
チは、大きさ１０ｍｍ角程度で、低濃度パッチから高濃
度パッチまで３〜１０個形成される。なお、低濃度パッ
チにはトナー未付着パッチも含まれる。また、現像バイ
アス決定のためのパッチは、比較的高濃度のトナーパッ
チで、現像バイアスを変えながら２〜５個形成される。

【００３３】この第１の構成例は、簡単な回路構成でパ
ッチ検出ができるという利点がある。また、トナーパッ
チ検出中にセンサ手段１２２の制御をする必要がないた
め、リアルタイムなパッチ検出ができ、さらに、トナー
パッチの面積を小さくすることができるのでトナー消費
量を減じられるという利点がある。

【００３４】図５は露光データ生成に係わる制御系の第
２の構成例である。第２の構成例は発光素子の発光量に
関係する値を計測する例で、発光素子の発光量に関係す
る値として、発光素子を発光させるための回路に印加す
る信号を用いた例である。第１の構成例と同様に、本構
成例の制御系もセンサ手段１２２、ＣＰＵ３０１、ＲＯ
Ｍ３０２、ＲＡＭ３０３と、これらを駆動するための図
示しない周辺回路から構成されている。そこで、第１の
構成例との差異を中心に説明する。発光素子１５１の発
光量は、発光素子に流す電流値で決まる。そこでセンサ
手段１２２には発光素子１５１の発光量を変更するため
の電流変更部４０３が含まれる。また、発光素子を発光
させるための回路に印加する信号は、その電流変更部４
０３に入力される信号のことであり、その信号に応じ発
光素子への印加電流値が変化する。そこで、以降この信
号を電流変更部４０３に入力される信号とする。そし
て、データ格納部４１１には第１領域及び第２領域の反
射率データと比較データとが格納されている。また、Ｒ
ＡＭ３０３には、ＲＯＭから読み出された反射率と電流
変更部に入力される信号との関係テーブルを格納する第
２ＬＵＴ格納部４２２が含まれる。それでは、パッチ生
成モードについて説明する。まず、トナー未付着領域の
第１領域１６１上に、電流変更部４０３において段階的
に発光素子１５１に印加する電流を変え、反射光を受光
素子１５２で受光する。そして、Ａ／Ｄ変換された信号
をＣＰＵ３０１に取込み、この値が比較データを超えて
いるかいないかを判定する。そして、値が比較データを
超えた時の電流変更部４０３に入力された信号を求め
る。この値を用いて、反射率と電流変更部４０３に入力
された信号との関係テーブルを修正する。引き続き、画
像データ格納部４１１からのデータに基づき像形成体の
第２領域上にイエロートナーのトナーパッチを形成し、
電流変更部４０３において段階的に発光素子１５１に印
加する電流を変えてトナーパッチからの反射光を受光す
る。そして、Ａ／Ｄ変換された信号をＣＰＵ３０１に取
込み、この値が先ほどと同一の比較データを超えている
かいないかを判定する。そして、値が比較データを超え
た時の電流変更部４０３に入力された信号を求める。そ
して、この値と、先程修正した、反射率と電流変更部４
０３に入力された信号との関係テーブルとから、トナー
パッチの反射率を求める。そしてこの値を用いてＬＵＴ
格納部４２１に格納されたイエロートナー用ＬＵＴを変
更する。そして、その値を用いてプロセスパラメータを
決定する。なお、第１領域、形成する各イエロートナー
パッチからの検出信号が比較データの周辺になるような
発光素子の発光量は予想できるので、その予想光量の周
辺で発光量の段階をふるようにする方が、パッチ面積を
小さくでき、検出時間を短縮できるので好ましい。ま
た、形成するパッチ毎に、比較データを設定することも
できる。例えば、高濃度のイエロートナーパッチの比較
データより低濃度のイエロートナーパッチの比較データ
の値を小さい値とする。このようにすると、Ｓ／Ｎが向
上し、精度良い測定ができるので好ましい。さらに、電
流変更部４０３に入力された信号の換わりに、発光素子
近傍に発光素子の発光量を受光するための別の受光素子
を配置し、その受光素子の検出信号を用いても良い。こ
の場合は、発光素子に発光量をダイレクトに検出するの
で、発光量の値の信頼性が向上するので好ましい。マゼ
ンタトナー、シアントナー、ブラックトナーについては
詳細は省略するが、同様な処理が施される。

【００３５】この第２の構成例は、受光素子のダイナミ
ックレンジを広く使え、そのため、Ｓ／Ｎの良い検出が
できるので検出精度が高いという利点がある。また、集
光レンズ、結像レンズが飛散トナー等によって万が一汚
れた場合においても、高検出精度で計測できるという利
点がある。

【００３６】次に、露光データ生成に係わる制御系の第
３の構成例を図６を用いて説明する。第３の構成例は、
第ｉ領域からの検出信号が所定量になるよう発光素子の
発光量を決め、その後、そこで決めた発光量で第ｉトナ
ーパッチ検出を行う例である。本構成例においても、第
１の構成例と同様に、制御系はセンサ手段１２２、ＣＰ
Ｕ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３と、これらを駆
動するための図示しない周辺回路から構成されている。
ただし、センサ手段１２２に発光素子１５１の発光量を
変更するための電流変更部４０３が含まれる。次に、パ
ッチ生成モードについて説明する。まず、電流変更部４
０３において段階的に発光素子１５１に印加する電流を
変え、そのときのトナー未付着領域の第ｉ領域からの反
射光を受光素子１５２で検出する。そして、Ａ／Ｄ変換
された信号をＣＰＵ３０１に取込み、演算部４３２で反
射率の値に変換し、データ格納部４１１に格納される第
ｉ領域の反射率データと比較する、そして比較結果が等
しくなったときの電流値を記憶する。そして、この電流
値を用い第ｉトナーパッチの検出を行なう。そのため、
トナーパッチ検出信号は、反射率に関係する値となり、
その値を演算部４３２で反射率の値に変換し、ＬＵＴ格
納部４２１に格納されたＬＵＴを変更する。あるいは、
その値を用いてプロセスパラメータを決定する。

【００３７】この第３の構成例は、トナーパッチ検出中
にセンサ手段１２２の制御をする必要がないため、リア
ルタイムなパッチ検出ができ、さらに、トナーパッチの
面積を小さくすることができるのでトナー消費量を減じ
られるという利点がある。

【００３８】また、図７は露光データ生成に係わる制御
系の第４の構成例である。第４の構成例は、第ｉ領域か
らの検出信号が所定量になるよう受光部４０１の増幅率
を決め、その後、そこで決めた増幅率で第ｉトナーパッ
チ検出を行う例である。本構成例においても、第１の構
成例と同様に、制御系はセンサ手段１２２、ＣＰＵ３０
１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３と、これらを駆動する
ための図示しない周辺回路から構成されている。それで
は、パッチ生成モードについて説明する。まず、一定光
量のもと発光素子１５１を発光させ、そのときのトナー
未付着領域の第ｉ領域からの反射光を受光素子１５２で
検出する。そして、Ａ／Ｄ変換された信号をＣＰＵ３０
１に取込み、演算部４３２で反射率の値に変換し、デー
タ格納部４１１に格納される第ｉ領域の反射率データと
比較する。この値が等しくなるよう増幅部４０１の増幅
率を変更する。そして比較結果が等しくなったときの増
幅率を記憶する。そして、この増幅率を用い第ｉトナー
パッチの検出を行なう。そのため、トナーパッチ検出信
号は、反射率に関係する値となり、この値を演算部４３
２で反射率の値に変換し、ＬＵＴ格納部４２１に格納さ
れたＬＵＴを変更する。あるいは、その値を用いてプロ
セスパラメータを決定する。

【００３９】この第５の構成例は、トナーパッチ検出中
にセンサ手段１２２の制御をする必要がないため、リア
ルタイムなパッチ検出ができ、さらに、トナーパッチの
面積を小さくすることができるのでトナー消費量を減じ
られるという利点がある。さらに、回路構成が簡単であ
るという利点もある。

【００４０】さて、図８は露光データ生成に係わる制御
系の第５の構成例である。本構成例のＣＰＵ３０１は、
入力された通常画像形成モード信号とパッチ生成モード
信号の数がカウントされるカウンタ４３５が含まれる。
これは、中間転写体クリーナ１１９との摺擦により第ｉ
領域の反射率が変化することを想定したものであり、こ
のような制御をかけると、より正確な補正ができるとい
う利点がある。このカウンタ４３５は、通常画像形成モ
ード信号とパッチ生成モード信号とがＣＰＵ３０１に入
力されるとカウントアップされる。ここで、アップ量は
中間転写体クリーナの当接時間により決める。そして、
ＲＯＭ３０２には、第ｉ領域の反射率データを格納した
データ格納部４１１の換わりに、プリント枚数と第ｉ領
域の反射率に関係するデータとの関係のテーブルを格納
したテーブル格納部４１３がある。そして、パッチ生成
モードが選択された場合、そのときまでのプリント枚数
に対応する第ｉ領域の反射率データをテーブル格納部４
１３から読み出し、その値を用いて第３の構成例と同様
な制御がなされる。

【００４１】なおここで、これら構成例１〜５は単独で
なく、複合して用いることもできる。例えば、カラート
ナーパッチの検出は構成例３により、ブラックトナーの
検出は構成例１により行なうことができる。あるいは、
高濃度のトナーパッチ検出は構成例１により、低濃度の
トナーパッチは構成例２により行なうことができる。こ
のように複合した場合、より検出精度が向上するので好
ましい。

【００４２】また、本実施例では、像形成体として中間
転写体を用いた例で説明してきたが、例えば、感光体上
のトナーパッチを検出する場合や、転写ドラム上のトナ
ーパッチを検出する場合においても、同様な効果が発現
することは言うまでもない。さらに本発明は、インクジ
ェットプリンタやサーマルプリンタにも応用できる。例
えば、プラテン上に第１領域、第２領域を形成し、記録
紙を担持しない状態で、その領域にインクパッチを形成
し、そのパッチからの反射光を検出し、画像形成条件を
制御するように構成したインクジェットプリンタにも応
用できる。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、表面
反射率の高い第１領域と表面反射率の低い第２領域と有
する像形成体と、光反射特性を有するトナーによって前
記第２領域に第１トナーパッチを形成し、光吸収特性を
有するトナーによって前記第１領域に第２トナーパッチ
を形成するトナーパッチ形成手段と、前記像形成体に照
射された光の反射状態を検出して検出信号を出力するセ
ンサ手段とを備え、前記第１トナーパッチの反射率の検
出には、前記センサ手段の前記第１領域のトナー未付着
領域の検出信号を用い、また、前記第２トナーパッチの
反射率の検出には、前記センサ手段の前記第２領域のト
ナー未付着領域の検出信号を用いるので、温度によらず
正確にトナーパッチの反射率検出が可能な画像形成装置
を提供することが可能になる。さらに、像形成体が容易
でかつ低コストに製造可能で、装置が小型化可能な画像
形成装置を提供することが可能になる。

【００４４】そして、第１領域は白色領域、第２領域は
カーボンブラック顔料を含む黒色領域、センサ手段から
照射される光は近赤外域にピーク波長を有する光とする
と、形成するトナーパッチは第１領域にブラックトナー
パッチ、第２領域にカラートナーパッチとできる。その
ため、各トナーパッチを精度良く検出できる。

【００４５】また、センサ手段から照射される光量を一
定とし、第ｉ領域のトナー未付着領域と第ｉトナーパッ
チからの検出信号を各々求め、求められた第ｉ領域の検
出信号により、第ｉトナーパッチの検出信号を補正する
と、簡単な回路構成でパッチ検出ができるという利点が
ある。さらに、トナーパッチ検出中にセンサ手段の制御
をする必要がないため、リアルタイムなパッチ検出がで
き、さらに、トナーパッチの面積を小さくすることがで
きるのでトナー消費量を減じられるという利点がある。
ただしｉは１もしくは２である。

【００４６】また、第ｉ領域のトナー未付着領域の検出
信号と第ｉトナーパッチの検出信号が所定値となるよう
センサ手段から照射される光量を調整し、検出信号が所
定値となった時の光量に関係する値を各々求め、求めら
れた第ｉ領域の光量に関係する値により、前記第ｉトナ
ーパッチの光量に関係する値を補正すると、、受光素子
のダイナミックレンジを広く使え、そのため、Ｓ／Ｎの
良い検出ができるので検出精度が高いという利点があ
る。さらに、集光レンズ、結像レンズが飛散トナー等に
よって万が一汚れた場合においても、高検出精度で計測
できるという利点がある。ただしｉは１もしくは２であ
る。

【００４７】さらに、第ｉ領域のトナー未付着領域から
の検出信号が所定値となるよう前記センサ手段から照射
される光量を調整した後、調整された光量のもと第ｉト
ナーパッチの検出を行なうと、トナーパッチ検出中にセ
ンサ手段の制御をする必要がないため、リアルタイムな
パッチ検出ができ、さらに、トナーパッチの面積を小さ
くすることができるのでトナー消費量を減じられるとい
う利点がある。ただしｉは１もしくは２である。

【００４８】さらにまた、第ｉ領域からの検出信号が所
定値となるようセンサ手段の増幅率を調整した後、調整
された増幅率のもと第ｉトナーパッチの検出を行なう
と、トナーパッチ検出中にセンサ手段の制御をする必要
がないため、リアルタイムなパッチ検出ができ、さら
に、トナーパッチの面積を小さくすることができるので
トナー消費量を減じられるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例をなす画像形成装置の電子写
真プロセス部の主要断面図。

【図２】パッチセンサの構成例を示す図。

【図３】（ａ）、（ｂ）は中間転写体１０６の構成例を
示す図。

【図４】本発明の一実施例をなす画像形成装置の制御系
の中で露光データ生成に係わる制御系の第１の構成例を
示すブロック図。

【図５】露光データ生成に係わる制御系の第２の構成例
を示すブロック図。

【図６】露光データ生成に係わる制御系の第３の構成例
を示すブロック図。

【図７】露光データ生成に係わる制御系の第４の構成例
を示すブロック図。

【図８】露光データ生成に係わる制御系の第５の構成例
を示すブロック図。

【符号の説明】

１０１感光体１０２帯電ローラ１０３露光手段１０４折り返しミラー１０５Ｙイエロー現像器１０５Ｍマゼンタ現像器１０５Ｃシアン現像器１０５Ｋブラック現像器１０６中間転写体１０７１次転写ローラ１０８１次転写用電源１０９感光体クリーナー１１０除電ランプ１１１給紙手段１１２給紙カセット１１３転写材１１４レジストローラ対１１５駆動ローラ１１６２次転写ローラ１１７２次転写用電源１１８テンションローラ１１９中間転写体クリーナー１２０定着手段１２１演算手段１２２センサ手段１５１発光素子１５２受光素子１５３集光レンズ１５４結像レンズ１５５ホルダー１５６照射面１６１第１領域１６２第２領域１６５媒体１６６白色層１６７黒色層３０１ＣＰＵ３０２ＲＯＭ３０３ＲＡＭ４０１増幅部４０２Ａ／Ｄ変換部４０３電流変更部４１１データ格納部４１２トナーパッチデータ格納部４１３テーブル格納部４２１ＬＵＴ格納部４２２第２ＬＵＴ格納部４３１Ａ／Ｄ取込部４３２演算部４３３露光信号決定部４３４パラメータ決定部４３５カウンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面反射率の高い第１領域と表面反射率
の低い第２領域と有する像形成体と、光反射特性を有す
るトナーによって前記第２領域に第１トナーパッチを形
成し、光吸収特性を有するトナーによって前記第１領域
に第２トナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段
と、前記像形成体に照射された光の反射状態を検出して
検出信号を出力するセンサ手段とを備え、前記第１トナ
ーパッチの反射率の検出には、前記センサ手段の前記第
１領域のトナー未付着領域の検出信号を用い、また、前
記第２トナーパッチの反射率の検出には、前記センサ手
段の前記第２領域のトナー未付着領域の検出信号を用い
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記第１領域は白色領域で、前記第２領
域はカーボンブラック顔料を含む黒色領域で、前記セン
サ手段から照射される光は近赤外域にピーク波長を有す
る光であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。
【請求項３】前記センサ手段から照射される光量を一
定とし、前記第１領域のトナー未付着領域と前記第１ト
ナーパッチからの検出信号を各々求め、求められた前記
第１領域の検出信号により、前記第１トナーパッチの検
出信号を補正することを特徴とする請求項１もしくは２
記載の画像形成装置。
【請求項４】前記センサ手段から照射される光量を一
定とし、前記第２領域のトナー未付着領域と前記第２ト
ナーパッチからの検出信号を各々求め、求められた前記
第２領域の検出信号により、前記第２トナーパッチの検
出信号を補正することを特徴とする請求項１もしくは２
記載の画像形成装置。
【請求項５】前記第１領域のトナー未付着領域の検出
信号と前記第１トナーパッチの検出信号が所定値となる
よう前記センサ手段から照射される光量を調整し、検出
信号が所定値となった時の光量に関係する値を各々求
め、求められた前記第１領域の光量に関係する値によ
り、前記第１トナーパッチの光量に関係する値を補正す
ることを特徴とする請求項１もしくは２記載の画像形成
装置。
【請求項６】前記第２領域のトナー未付着領域の検出
信号と前記第２トナーパッチの検出信号が所定値となる
よう前記センサ手段から照射される光量を調整し、検出
信号が所定値となった時の光量に関係する値を各々求
め、求められた前記第２領域の光量に関係する値によ
り、前記第２トナーパッチの光量に関係する値を補正す
ることを特徴とする請求項１もしくは２記載の画像形成
装置。
【請求項７】前記第１領域のトナー未付着領域からの
検出信号が所定値となるよう前記センサ手段から照射さ
れる光量を調整した後、調整された光量のもと前記第１
トナーパッチの検出を行なうことを特徴とする請求項１
もしくは２記載の画像形成装置。
【請求項８】前記第２領域のトナー未付着領域からの
検出信号が所定値となるよう前記センサ手段から照射さ
れる光量を調整した後、調整された光量のもと前記第２
トナーパッチの検出を行なうことを特徴とする請求項１
もしくは２記載の画像形成装置。
【請求項９】前記第１領域からの検出信号が所定値と
なるよう前記センサ手段の増幅率を調整した後、調整さ
れた増幅率のもと前記第１トナーパッチの検出を行なう
ことを特徴とする請求項１もしくは２記載の画像形成装
置。
【請求項１０】前記第２領域からの検出信号が所定値
となるよう前記センサ手段の増幅率を調整した後、調整
された増幅率のもと前記第２トナーパッチの検出を行な
うことを特徴とする請求項１もしくは２記載の画像形成
装置。