JPH11167248A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プロセスコントロール時にトナーパッチの濃度
を検出する光学センサを含む複数の入出力機器を統括し
て制御するＣＰＵに必要なドライバの数を削減して装置
の小型化を図る。 【構成】ＣＰＵ１１は、プロセスコントロール時におい
て感光体ドラム１の表面にトナーパッチを作成する前
に、入力ポートＡＤｉｎ１に入力された受光素子８ｂの
受光信号Ｖ６が所定の基準値に一致するように、投光素
子８ａの駆動電圧を増減変更して単一の出力ポートＤＡ
ｏｕｔ１から出力する。したがって、画像形成装置２１
に含まれる複数の入出力機器を統括して制御するＣＰＵ
１１において使用される出力ポートが削減され、ＣＰＵ
１１と各入出力機器との間に配置されるドライバ数も削
減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、感光体表面に形成し
た基準トナー像の濃度に基づいて帯電チャージャのグリ
ッド電圧、現像バイアス電圧及びコピーランプの駆動電
圧等を変更することによりプロセス条件を制御して、電
子写真プロセスにおける画像形成状態を適正に維持する
ようにした画像形成装置の電子写真プロセス制御に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザプリンタ等の電子写真プ
ロセスによって画像形成を行う画像形成装置に用いられ
る感光体は、温度等の環境変化により表面電位の変動を
生じる。また、感光体は、電子写真プロセスの繰り返し
によってクリーニングブレードとの当接等の機械的スト
レスが蓄積し、磨耗により表面の感光層の膜厚が減少す
る所謂膜べりを生じ、表面電位が低下する。

【０００３】一方、電子写真プロセスに用いられる現像
剤は、粉体であるために電気的特性に湿度変化の影響を
受け易く、例えば、湿度が低下すると含有水分量の低下
によって電気抵抗値が上昇し、現像剤に含まれるトナー
の帯電量が高くなる。また、現像剤は、現像装置内にお
ける攪拌によって機械的ストレスを受け、これによって
も電気的特性の変化を生じる。

【０００４】このような環境の変化や経時変化による感
光体の表面電位の変動や現像剤の電気的特性の変化は、
電子写真プロセスによって形成される画像の濃度変化を
招来し、画質を劣化させる原因となる。

【０００５】そこで、従来の画像形成装置では、感光体
表面におけるトナー像の濃度を検出する光学センサを備
え、光学センサによるトナー像の濃度の検出結果に基づ
いて電子写真プロセスのプロセス条件を制御するように
したものがある。例えば、トナーパッチと呼ばれる矩形
の基準トナー像を、それぞれ異なるプロセス条件下で感
光体表面に複数形成し、複数のトナーパッチのそれぞれ
についての光学センサによる濃度の検出結果に基づい
て、帯電チャージャのグリッド電圧、現像バイアス電圧
及びコピーランプの駆動電圧等を変更してプロセス条件
を制御する。

【０００６】具体的には、図１４に示すように、投光素
子と受光素子とからなる光学センサ８を、画像形成装置
２１の内部において帯電チャージャ２、現像装置３、転
写チャージャ４、剥離チャージャ５、クリーナ６及び除
電ランプ７とともにプロセス部３１を構成する感光体ド
ラム１の周面に対向して配置し、ドライバ１２を介して
ＣＰＵ１１に接続する。このＣＰＵ１１には、さらに画
像形成装置２１に備えられた図外のモータやソレノイド
等の負荷機器とともに、プロセス部３１の各部がドライ
バ１２を介して接続される。ＣＰＵ１１は、電子写真プ
ロセス時にモータやソレノイド等の負荷機器及びプロセ
ス部３１の各部を制御するとともに、プロセスコントロ
ール時に光学センサ８の検出信号に基づいてプロセス部
３１の各部のプロセス条件を設定する。

【０００７】光学センサ８は、プロセスコントロール時
に感光体ドラム１の表面に形成されるトナーパッチの濃
度を検出し、トナーパッチの濃度に応じた検出信号を出
力するが、光学センサ８の個体差により同一の濃度のト
ナーパッチについての検出信号に誤差を生じる場合があ
る。このため、従来の画像形成装置２１では、ＣＰＵ１
１の複数の出力ポートを光学センサ８の投光素子に対す
る駆動信号の出力ポートに割当て、それぞれの出力ポー
トに対応して光学センサ８の投光素子に対する印加電圧
が互いに異なる複数の駆動電力ラインを設け、ＣＰＵ１
１において複数の出力ポートのいずれかから選択的に駆
動信号を出力することにより、光学センサ８の個体差に
よる検出信号の誤差を補正するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、ＣＰＵ１１と外部入出力機器との間に配置されるド
ライバ１２の端子数はＣＰＵ１１に接続される外部入出
力機器数よりも少なく、ＣＰＵ１１と外部入出力機器と
の間に複数のドライバ１２を備える必要があるが、従来
の画像形成装置では、光学センサ８の個体差による検出
信号の誤差を補正するために光学センサ８の駆動電力ラ
インを複数設けていたため、ドライバ１２の総端子数は
ＣＰＵ１１に接続される外部入出力機器の数よりも多数
が必要になり、結果的にＣＰＵ１１と外部入出力機器と
の間に配置すべきドライバ１２の数が増加し、ＣＰＵ１
１を含む制御部を構成する基板が大型化し、ひいては画
像形成装置全体の大型化を招来する問題があった。

【０００９】また、光学センサの出力効率の誤差を補正
する手段として、例えば、実開昭６１−７６４３８号公
報に開示されているように、受光信号を増幅するアンプ
の利得を調節する可変抵抗を備えたものがあるが、アン
プの増幅利得を調整するために機械的な操作が必要にな
り、光学センサの出力効率の誤差を自動的に補正するこ
とができない問題があった。

【００１０】この発明の目的は、プロセスコントロール
時にトナーパッチの濃度を検出する光学センサの個体差
による検出信号の誤差をＣＰＵの内部処理によって補正
することにより、光学センサの駆動信号の出力用として
ＣＰＵの単一の出力ポートのみを使用するようにし、必
要とするドライバの数を削減して小型化を実現できると
ともに、アンプの増幅利得を調整するために機械的な操
作を不要にして、光学センサの出力効率の誤差を自動的
に補正することができる画像形成装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、プロセスコントロール時に感光体表面に形成された
基準トナー像の濃度を検出する光学センサを備えた画像
形成装置において、光学センサの受光部から出力される
受光信号に基づいて光学センサの投光部に対する駆動電
圧を決定して単一の出力ポートから出力する制御部を設
けたことを特徴とする。

【００１２】請求項１に記載した発明においては、光学
センサの受光信号に基づいて決定された駆動電圧が制御
部の単一の出力ポートから出力される。したがって、制
御部の複数の出力ポートのそれぞれに互いに異なる駆動
電圧を予め設定するとともに、いずれかの出力ポートを
択一的に有効にする構成に比較して、必要なドライバ数
が削減され、装置の小型化が図られる。

【００１３】請求項２に記載した発明は、前記制御部
が、駆動電圧の値に応じて光学センサの受光信号の増幅
利得を切り換える切換回路を含むことを特徴とする。

【００１４】請求項２に記載した発明においては、駆動
電圧の値に応じて光学センサの受光信号の増幅率が切り
換えられる。したがって、光学センサの個体差による出
力効率の誤差が駆動電圧の値に応じて自動的に補正され
る。

【００１５】請求項３に記載した発明は、前記制御部
が、プロセスコントロール時に決定した駆動電圧を記憶
部に更新的に記憶するとともに、今回のプロセスコント
ロールの開始時に記憶部に記憶している駆動電圧を設定
することを特徴とする。

【００１６】請求項３に記載した発明においては、前回
のプロセスコントロール時に決定された駆動電圧を設定
して今回のプロセスコントロール時における駆動電圧の
決定処理が開始される。したがって、適正な受光信号を
得るための駆動電圧を決定する際に駆動電圧を増減変化
させるべき回数が削減され、駆動電圧の決定処理に要す
る時間が短縮される。

【００１７】請求項４に記載した発明は、前記制御部
が、記憶部に記憶している駆動電圧を設定した際の受光
信号が所定の基準範囲内にない場合にのみ駆動電圧を調
整することを特徴とする。

【００１８】請求項４に記載した発明においては、前回
のプロセスコントロール時に決定された駆動電圧を設定
した際における受光信号が所定の基準範囲内にある場合
には今回のプロセスコントロールにおける駆動電圧の決
定処理は行われない。したがって、適正な受光信号を得
るための駆動電圧を決定する際に駆動電圧を増減変化さ
せるべき回数が削減され、駆動電圧の決定処理に要する
時間が著しく短縮される。

【００１９】請求項５に記載した発明は、前記制御部
が、所定の駆動電圧時における光学センサの出力効率と
受光信号との関係、及び、出力効率が互いに異なる複数
の光学センサについての駆動電圧と受光信号との関係を
予め記憶部に記憶しているとともに、これらの関係と前
記所定の駆動電圧を光学センサの投光部に印加した際の
受光信号とに基づいて、光学センサが基準範囲内の受光
信号を出力するための駆動電圧を決定することを特徴と
する。

【００２０】請求項５に記載した発明においては、所定
の駆動電圧時における光学センサの出力効率と受光信号
との関係、出力効率が互いに異なる複数の光学センサに
ついての駆動電圧と受光信号との関係、及び、前記所定
の駆動電圧を光学センサの投光部に印加した際の受光信
号に基づいて、光学センサが基準範囲内の受光信号を出
力するための駆動電圧が決定される。したがって、プロ
セスコントロール時に所定の駆動電圧を光学センサの投
光部に印加した際の受光信号を１回のみ読み取ることに
よって適正な駆動電圧が決定される。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態の一
例である画像形成装置の概略の構成を示す図である。画
像形成装置２１は、回転自在に支持された感光体ドラム
１の周囲に帯電チャージャ２、現像装置３、転写チャー
ジャ４、剥離チャージャ５、クリーナ６、除電ランプ７
及び光学センサ８を配置して構成されたプロセス部３１
を備えている。画像形成装置２１の制御部を構成するＣ
ＰＵ１１は、画像形成装置２１に含まれる複数の入出力
機器を統括して制御するものであり、画像形成プロセス
時においてプロセス部３１を構成する各機器を駆動する
とともに、プロセスコントロール時においてプロセス部
３１を構成する各機器に設定すべきプロセス条件を制御
する。このＣＰＵ１１にはメモリ１３が備えられてい
る。

【００２２】即ち、画像形成プロセス時において、回転
する感光体ドラム１の表面に対し、帯電チャージャ２の
コロナ放電により単一極性の電荷が付与された後、図外
の光学系装置により画像光が照射される。この画像光の
照射による選択的な光導電作用によって感光体ドラム１
の表面に形成された静電潜像に対し、現像装置３から現
像剤に含まれたトナーが供給され、静電潜像がトナー画
像に顕像化される。この後、感光体ドラム１の回転に同
期して感光体ドラム１と転写チャージャ４との間に用紙
が導かれ、転写チャージャ４のコロナ放電によりトナー
像が感光体ドラム１表面から用紙の表面に転写される。

【００２３】トナー像を転写した用紙は、剥離チャージ
ャ５のコロナ放電によって感光体ドラム１の表面から剥
離され、図外の定着装置に搬送される。トナー像を転写
した用紙は、定着装置において加熱及び加圧を受けて用
紙の表面にトナー像が溶融して定着した後に外部に排出
される。転写チャージャ４との対向位置を通過した感光
体ドラム１の表面は、クリーナ６による残留トナーの除
去、及び、除電ランプ７による残留電荷の除去を受け、
帯電チャージャ２のコロナ放電により再度単一極性の電
荷が付与されて画像形成プロセスに繰り返し使用され
る。

【００２４】また、プロセスコントロール時において、
感光体ドラム１の表面に所定の大きさの矩形の黒色画像
領域の静電潜像が異なるプロセス条件下で複数形成さ
れ、この静電潜像に対して現像装置３からトナーが供給
されて複数のトナーパッチが形成される。プロセスコン
トロール時には用紙の給紙、転写チャージャ４のコロナ
放電、及び、剥離チャージャ５のコロナ放電は行われ
ず、トナーパッチは感光体ドラム１の表面に残留したま
ま、光学センサ８に対向する。光学センサ８は、投光素
子からトナーパッチに対して検出光を照射するととも
に、トナーパッチからの反射光を受光素子により受光
し、受光光量に応じた検出信号を出力する。ＣＰＵ１１
は、光学センサ８の検出信号に応じてプロセス条件を設
定する。

【００２５】なお、プロセスコントロールにおけるトナ
ーパッチの形成、トナーパッチの濃度の検出、及び、検
出信号に基づくプロセス条件の設定には２秒程度の時間
を要する。このため、プロセスコントロールは、通常の
画像形成プロセス作業に支障を来すことのないように、
画像形成装置２１に対する電源投入時や画像形成プロセ
スの開始前又は終了後に実施される。

【００２６】図２は、上記画像形成装置の制御部の要部
の詳細を示す回路図である。画像形成装置２１の制御部
を構成するＣＰＵ１１には、この発明の切換回路を含む
制御回路１５を介して光学センサ８が接続されている。
即ち、ＣＰＵ１１の出力ポートＤＡｏｕｔ１が光学セン
サ８の投光素子８ａの駆動トランジスタＴｒ２のベース
に接続されており、ＣＰＵ１１の入力ポートＡＤｉｎ１
に光学センサ８の受光素子８ｂのエミッタ端子がアンプ
ＡＭＰ１を介して接続されている。制御回路１５は、駆
動トランジスタＴｒ２及びアンプＡＭＰ１とともに、コ
ンパレータＣＭＰ１、トランジスタＴｒ２及び抵抗Ｒ１
〜Ｒ８を含む。なお、実際にはＣＰＵ１１と制御回路１
５との間にはドライバ１２が存在するが、図２では説明
のためにドライバ１２を省略している。

【００２７】ＣＰＵ１１の出力ポートＤＡｏｕｔ１から
出力される駆動信号Ｖ１は、コンパレータＣＭＰ１の反
転入力端子にも入力され、コンパレータＣＭＰ１の非反
転入力端子に入力される閾値電圧Ｖ２と比較される。こ
のコンパレータＣＭＰ１の出力端子はトランジスタＴｒ
１のベース端子に接続されており、トランジスタＴｒ１
は光学センサ８の検出信号を増幅するアンプＡＭＰ１の
反転入力端子の分圧抵抗Ｒ５をコンパレータＣＭＰ１の
出力レベルに応じて選択的に接地する。アンプＡＭＰ１
の増幅利得は反転入力端子への入力レベルによって変化
する。したがって、ＣＰＵ１１の出力ポートＤＡｏｕｔ
１から出力される駆動信号Ｖ１の電圧レベルに応じてア
ンプＡＭＰ１における光学センサ８の検出信号Ｖ４の増
幅利得が２段階に変化する。

【００２８】図３は、上記画像形成装置の制御部におけ
るプロセスコントロール時の処理手順を示すフローチャ
ートである。画像形成装置２１の制御部を構成するＣＰ
Ｕ１１は、プロセスコントロール時において、先ず、光
学センサ８の駆動信号Ｖ１を初期電圧０Ｖに設定し（ｓ
１）、設定した駆動信号Ｖ１を出力ポートＤＡｏｕｔ１
から出力する（ｓ２）。

【００２９】ＣＰＵ１１の出力ポートＤＡｏｕｔ１から
出力された駆動信号Ｖ１により、光学センサ８の投光素
子８ａが駆動され、感光体ドラム１の表面に検出光が投
光される。この検出光の感光体ドラム１の表面における
反射光が受光素子８ｂにより受光され、受光素子８ｂは
反射光量に応じた電圧レベルの検出信号Ｖ４を出力す
る。受光素子８ｂから出力された検出信号Ｖ４はアンプ
ＡＭＰ１によって増幅され、受光信号Ｖ６としてＣＰＵ
１１の入力ポートＡＤｉｎ１に入力される。

【００３０】ＣＰＵ１１は、入力ポートＡＤｉｎ１にお
ける受光信号Ｖ６を読み取り（ｓ３）、受光信号Ｖ６の
電圧値が基準電圧（４Ｖ）に一致するか否かを判断する
（ｓ４）。受光信号Ｖ６が基準電圧に一致しない場合に
は、ＣＰＵ１１は受光信号Ｖ６が基準電圧に比較して低
いか否かを判断し（ｓ５）、受光信号Ｖ６が基準電圧よ
りも低い場合には駆動信号Ｖ１の電圧レベルを上限電圧
（５Ｖ）以下の範囲で増加させる（ｓ６，ｓ７）。駆動
信号Ｖ６が上限電圧を越えた場合には、ＣＰＵ１１は光
学センサ８の故障等のエラーを生じたと判断してエラー
処理を実行する（ｓ８）。

【００３１】受光信号Ｖ６が基準電圧より高い場合に
は、ＣＰＵ１１は駆動信号Ｖ１の電圧レベルを下限電圧
である初期電圧（０Ｖ）以上の範囲で減少させる（ｓ
９，ｓ１０）。駆動信号Ｖ６が下限電圧より低くなった
場合には、ＣＰＵ１１は自己の故障等のエラーを生じた
と判断してエラー処理を実行する（ｓ１１）。ＣＰＵ１
１は、受光信号Ｖ６が基準電圧に一致するまでｓ２〜ｓ
１１の処理を繰り返し実行する。

【００３２】受光信号Ｖ６が基準電圧に一致すると、Ｃ
ＰＵ１１は、感光体ドラム１の表面にトナーパッチを作
成した後（ｓ１２）、受光信号Ｖ６を読み取り（ｓ１
３）、感光体ドラム１に形成されるトナー画像の濃度が
適正となるようにプロセス条件を調整する（ｓ１４）。
このプロセス条件の調整処理は、例えば、ｓ１２の処理
において、帯電チャージャ２のグリッド電圧がそれぞれ
異なる状態で感光体ドラム１の表面に複数のトナーパッ
チを作成し、複数のトナーパッチについての受光信号Ｖ
６のうち、適正値に最も近い値をとるトナーパッチを作
成した時の帯電チャージャ２のグリッド電圧を以後の画
像形成プロセス時のグリッド電圧として設定する。

【００３３】以上のように、この実施形態に係る画像形
成装置２１では、感光体ドラム１の表面に形成したトナ
ーパッチに基づくプロセスコントロール時に、トナーパ
ッチを形成する前の感光体ドラム１の表面における反射
光を受光した光学センサ８の受光信号Ｖ６の値が基準電
圧に一致するように、単一の出力ポートＤＡｏｕｔ１か
ら出力する駆動信号Ｖ１の電圧レベルを増減変化させて
光学センサ８の投光光量を調整するとともに、駆動信号
Ｖ１の電圧レベルに応じてトランジスタＴｒ１を選択的
にオン／オフすることにより光学センサ８の検出信号Ｖ
４の増幅利得を切り換える。これによって、光学センサ
８の投光光量の調整に用いる出力ポート数を最小限に削
減するとともに、光学センサ８とＣＰＵ１１の入力端子
ＡＤｉｎ１との間に配置されるアンプＡＭＰ１の増幅利
得を機械的に調整する作業を不要にすることができる。

【００３４】なお、図２に示すように、ＣＰＵ１１の出
力ポートＤＡｏｕｔ１から出力される駆動信号Ｖ１の電
圧レベルと比較される閾値電圧Ｖ２として、コンパレー
タＣＭＰ１の非反転入力端子には分圧抵抗Ｒ７及びＲ８
により分圧され、且つ、コンパレータＣＭＰ１の出力が
正帰還された電源電圧（５Ｖ）が入力される。

【００３５】したがって、駆動信号Ｖ１が０Ｖから５Ｖ
に増加している状態を考えると、駆動信号Ｖ１が０Ｖの
時には、コンパレータＣＭＰ１の出力Ｖ３は５Ｖであ
り、この時の閾値電圧Ｖ２は下記式１により、 Ｖ２＝５Ｖ×１ＫΩ／｛１ＫΩ＋１／（１ＫΩ＋１／１０ＫΩ）｝ ＝２．６２Ｖ ・・・式１ となる。駆動信号Ｖ１が閾値電圧Ｖ２（２．６２Ｖ）を
越え、コンパレータＣＭＰ１の出力Ｖ３が反転してＶ３
＝０Ｖになると、閾値電圧Ｖ２は下記式２により、 Ｖ２＝５Ｖ×１／（１／１ＫΩ＋１／１０ＫΩ）／｛１ＫΩ＋１／（１ＫΩ＋ １／１０ＫΩ）｝ ＝２．３８Ｖ ・・・式２ に変わる。

【００３６】一方、駆動信号Ｖ１が５Ｖから０Ｖに減少
している状態を考えると、駆動信号Ｖ１が５Ｖの時に
は、コンパレータＣＭＰ１の出力Ｖ３は０Ｖであり、こ
の時の閾値電圧Ｖ２は、上記式２により２．３８Ｖとな
る。駆動信号Ｖ１が閾値電圧Ｖ２（２．３８Ｖ）よりも
低くなり、コンパレータＣＭＰ１の出力Ｖ３が反転して
Ｖ３＝５Ｖとなると、閾値電圧Ｖ２は、上記式１により
２．６２Ｖに変わる。

【００３７】以上のようにコンパレータＣＭＰ１におけ
る閾値電圧Ｖ２が変化することにより、光学センサ８に
対する駆動信号Ｖ１が増加中は駆動信号Ｖ１が２．６２
Ｖより高くなったときにアンプＡＭＰ１の増幅利得が切
り換わり、光学センサ８に対する駆動信号Ｖ１が減少中
は駆動信号Ｖ１が２．３８Ｖより低くなったときにアン
プＡＭＰ１の増幅利得が切り換わる。この関係を表１に
示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１に明らかなように、この実施形態に係
る画像形成装置２１では、光学センサ８の駆動信号Ｖ１
によるアンプＡＭＰ１の増幅利得の切換タイミングにヒ
ステリシスが与えられる。これによって、ＣＰＵ１１の
入力ポートＡＤｉｎ１に入力される受光信号Ｖ６の値を
安定化することができる。

【００４０】図４は、この発明の別の実施形態に係る画
像形成装置の制御部におけるプロセスコントロール時の
処理手順を示すフローチャートである。この実施形態に
係る画像形成装置２１の制御部を構成するＣＰＵ１１
は、図３のフローチャートにおけるｓ１の処理に代えて
ｓ２１の処理を実行し、ｓ１２の処理の前にｓ２２の処
理を実行する。即ち、ＣＰＵ１１は、プロセスコントロ
ール時において、光学センサ８の駆動信号Ｖ１としてメ
モリ１３のメモリエリアＭＡ１に記憶している電圧値を
設定するとともに（ｓ２１）、トナーパッチ形成前の感
光体ドラム１の表面に対する光学センサ８の受光信号Ｖ
６が基準電圧（４Ｖ）に一致した際の駆動信号Ｖ１の値
をメモリ１３のメモリエリアＭＡ１に格納する（ｓ２
２）。

【００４１】このｓ２１及びｓ２２の処理により、前回
のプロセスコントロールにおける駆動信号Ｖ１の適正値
を今回のプロセスコントロールにおける駆動信号Ｖ１の
初期値として設定し、光学センサ８の駆動信号Ｖ１を適
正な値にするための処理を短時間化することができる。

【００４２】図５は、この発明のさらに別の実施形態に
係る画像形成装置の制御部におけるプロセスコントロー
ル時の処理手順を示すフローチャートである。この実施
形態に係る画像形成装置２１の制御部を構成するＣＰＵ
１１は、図４のフローチャートにおけるｓ４及びｓ５の
処理に代えてｓ３１及びｓ３２の処理を実行する。即
ち、ＣＰＵ１１は、光学センサ８の受光信号Ｖ６が２Ｖ
よりも低い時に駆動信号Ｖ１を５Ｖを上限として増加さ
せ（ｓ３１→ｓ６，ｓ７）、光学センサ８の受光信号Ｖ
６が４．５Ｖよりも低い時に駆動信号Ｖ１を０Ｖを下限
として減少させる（ｓ３２→ｓ９，ｓ１０）。

【００４３】このｓ３１及びｓ３２の処理により、トナ
ーパッチを形成する前の感光体ドラム１の表面について
の光学センサ８の受光信号Ｖ６の値が２Ｖ〜４．５Ｖに
あれば光学センサ８に対する駆動信号Ｖ１が適正である
と判断し、駆動信号Ｖ１の調整作業を短時間化すること
ができる。したがって、プロセスコントロールの実施間
隔を例えば画像形成枚数が１０００枚毎のように短く設
定しても、通常の画像形成プロセスの動作に大きな支障
を来すことがない。

【００４４】なお、この発明の実施形態に係る画像形成
装置において用いる光学センサ８の出力効率は、製造工
程において生じる個体差により、表２に示すような誤差
を生じる。

【００４５】

【表２】

【００４６】例えば、出力効率０．１％の光学センサ８
Ａでは入力電流ｉ１＝４０ｍＡの時に出力電流ｉ２＝
０．４ｍＡとなり、出力効率０．８％の光学センサ８Ｃ
では入力電流ｉ１＝１０ｍＡの時に出力電流ｉ２＝０．
８ｍＡとなり、光学センサ８Ａ及び８Ｃのそれぞれの出
力電圧Ｖ４Ａ及びＶ４Ｃは、 Ｖ４Ａ＝０．４×Ｒ２（１ＫΩ）＝０．４Ｖ Ｖ４Ｃ＝０．８×Ｒ２（１ＫΩ）＝０．８Ｖ となる。このため、光学センサ８Ａに対してアンプＡＭ
Ｐ１の増幅利得を“８”とし、光学センサ８Ｃに対して
アンプＡＭＰ１の増幅利得を“４”とすることにより、
受光信号Ｖ６の値としては同一の３．２Ｖが得られる。
したがって、光学センサ８の出力効率に応じてアンプＡ
ＭＰ１の増幅利得を調整することより、光学センサ８に
おける出力効率の誤差を吸収することができる。

【００４７】そこで、この発明の実施形態に係る画像形
成装置２１では、ＣＰＵ１１から出力される駆動信号Ｖ
１を増減変化させてトランジスタＴｒ１を選択的にオン
／オフし、アンプＡＭＰ１の反転入力端子に対する入力
電圧値を切り換えてアンプＡＭＰ１の増幅利得を選択的
に制御することにより、光学センサ８の個体差による出
力効率の誤差を吸収するようにしている。

【００４８】具体的には、ＣＰＵ１１の入力ポートＡＤ
ｉｎ１に入力される受光信号Ｖ６の値は、ノイズ等の影
響を考慮すれば０．５〜５Ｖの範囲であることが望まし
い。ここで、感光体ドラム１の表面におけるトナーパッ
チの有無による反射光量の比が５０％であるとすると、
トナーパッチ形成後における受光信号Ｖ６の最低値は
０．５Ｖ、トナーパッチ形成前における受光信号Ｖ６の
最低値は１Ｖとなる。また、画像形成プロセスが繰り返
されることによる感光体ドラム１の表面の反射光量の経
時的な変化率を５０％とすると、トナーパッチ形成前に
おける受光信号Ｖ６の最低値は２Ｖとなる。一方、ＣＰ
Ｕ１１から出力される駆動信号Ｖ１が０〜５Ｖの値を取
ることを考慮すると、光学センサ８の入力電流値ｉ１は
０〜５０ｍＡとなる。

【００４９】図２に示す構成では、前述のように、アン
プＡＭＰ１の増幅利得の値として“４”又は“８”を選
択することができ、ＣＰＵ１１から出力される駆動信号
Ｖ１が０〜２．５ＶのときにアンプＡＭＰ１の増幅利得
を“４”とし、駆動信号Ｖ１が２．５〜５Ｖのときにア
ンプＡＭＰ１の増幅利得を“８”とすると、出力効率が
１〜８％の光学センサ８のそれぞれについての受光信号
Ｖ６は表３に示す値を取る。

【００５０】

【表３】

【００５１】したがって、この発明の実施形態に係る画
像形成装置２１のように、ＣＰＵ１１から出力される駆
動信号Ｖ１の値に応じて光学センサ８の出力電圧を増幅
するアンプＡＭＰ１の増幅利得を適宜選択することよ
り、光学センサ８の出力効率に１〜８％の間で誤差を生
じる場合に、いずれの光学センサ８をも使用することが
できる。

【００５２】また、ＣＰＵ１１から一定の駆動信号Ｖ１
を出力した際におけるアンプＡＭＰ１の増幅利得は一義
的に決まるため、その時の受光信号Ｖ６の値から光学セ
ンサ８の出力効率を認識することができる。一方、一定
の駆動信号Ｖ１を出力した際の光学センサ８の出力効率
が分かれば、受光電圧Ｖ６の値を許容範囲にするための
駆動信号Ｖ１の値を決定することができる。

【００５３】例えば、ＣＰＵ１１から１Ｖの駆動信号Ｖ
１を出力し、アンプＡＭＰ１の増幅利得が“４”である
場合における出力効率が１〜８％の光学センサ８のそれ
ぞれを使用した際の受光信号Ｖ６は表４に示す値を取
る。

【００５４】

【表４】

【００５５】また、出力効率が１〜８％の光学センサ８
のそれぞれについては、駆動信号Ｖ１と受光信号Ｖ６と
の間には図６〜図１３に示す関係がある。したがって、
例えば、ＣＰＵ１１から１Ｖの駆動信号Ｖ１を出力した
際の受光信号Ｖ６の値が０．８Ｖであり、光学センサ８
の出力効率が２％であると判断した場合には、駆動信号
Ｖ１の値としてアンプＡＭＰ１の増幅利得が“８”とな
る２．６Ｖを設定することにより、受光信号Ｖ６の値を
２〜４．５Ｖの許容範囲内の４．２Ｖとすることができ
る（図７参照）。

【００５６】以上のことから、ＣＰＵ１１から一定の駆
動信号Ｖ１を出力した際における光学センサ８の出力効
率と受光信号Ｖ６の値との関係、及び、出力効率が互い
に異なる複数の光学センサ８について少なくとも許容範
囲内の受光信号Ｖ６の値とＣＰＵ１１の駆動信号Ｖ１と
の関係を予め記憶しておくことにより、プロセスコント
ロールにおいて受光信号Ｖ６を１回のみ読み取るだけで
光学センサ８の出力効率に応じた駆動信号Ｖ１の値を設
定することができる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、光学
センサの受光信号に基づいて決定された駆動電圧を制御
部の単一の出力ポートから出力することにより、必要な
ドライバ数を削減することができ、装置を小型化するこ
とができる。

【００５８】請求項２に記載した発明によれば、駆動電
圧の値に応じて光学センサの受光信号の増幅率を切り換
えることにより、光学センサの個体差による出力効率の
誤差を駆動電圧の値に応じて自動的に補正することがで
き、光学センサの受光信号を増幅するアンプの増幅利得
を機械的に調整する作業を不要にすることができる。請
求項３に記載した発明によれば、前回のプロセスコント
ロール時に決定された駆動電圧を設定して今回のプロセ
スコントロール時における駆動電圧の決定処理を開始す
ることにより、適正な受光信号を得るための駆動電圧を
決定する際に駆動電圧を増減変化させるべき回数を削減
することができ、駆動電圧の決定処理に要する時間を短
縮することができる。

【００５９】請求項４に記載した発明によれば、前回の
プロセスコントロール時に決定された駆動電圧を設定し
た際における受光信号が所定の基準範囲内にある場合に
は今回のプロセスコントロールにおける駆動電圧の決定
処理を行わないようにし、適正な受光信号を得るための
駆動電圧を決定する際に駆動電圧を増減変化させるべき
回数を削減することができ、駆動電圧の決定処理に要す
る時間を著しく短縮することができる。

【００６０】請求項５に記載した発明によれば、所定の
駆動電圧時における光学センサの出力効率と受光信号と
の関係、出力効率が互いに異なる複数の光学センサにつ
いての駆動電圧と受光信号との関係、及び、前記所定の
駆動電圧を光学センサの投光部に印加した際の受光信号
に基づいて、光学センサが基準範囲内の受光信号を出力
するための駆動電圧を決定することにより、所定の駆動
電圧を光学センサの投光部に印加した際の受光信号を１
回のみ読み取ることによって適正な駆動電圧を決定する
ことができ、駆動電圧の決定処理に要する時間を著しく
短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略
の構成を示す図である。

【図２】上記画像形成装置の制御部の詳細を示す回路図
である。

【図３】上記画像形成装置の制御部におけるプロセスコ
ントロール時の処理手順を示すフローチャートである。

【図４】この発明の別の実施形態に係る画像形成装置の
制御部におけるプロセスコントロール時の処理手順を示
すフローチャートである。

【図５】この発明のさらに別の実施形態に係る画像形成
装置の制御部におけるプロセスコントロール時の処理手
順を示すフローチャートである。

【図６】出力効率が１％の光学センサについて、駆動信
号Ｖ１と受光信号Ｖ６との関係を示す図である。

【図７】出力効率が２％の光学センサについて、駆動信
号Ｖ１と受光信号Ｖ６との関係を示す図である。

【図８】出力効率が３％の光学センサについて、駆動信
号Ｖ１と受光信号Ｖ６との関係を示す図である。

【図９】出力効率が４％の光学センサについて、駆動信
号Ｖ１と受光信号Ｖ６との関係を示す図である。

【図１０】出力効率が５％の光学センサについて、駆動
信号Ｖ１と受光信号Ｖ６との関係を示す図である。

【図１１】出力効率が６％の光学センサについて、駆動
信号Ｖ１と受光信号Ｖ６との関係を示す図である。

【図１２】出力効率が７％の光学センサについて、駆動
信号Ｖ１と受光信号Ｖ６との関係を示す図である。

【図１３】出力効率が８％の光学センサについて、駆動
信号Ｖ１と受光信号Ｖ６との関係を示す図である。

【図１４】従来の画像形成装置の概略の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１−感光体ドラム １１−ＣＰＵ １２−ドライバ ２１−画像形成装置 ３１−プロセス部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プロセスコントロール時に感光体表面に形
   成された基準トナー像の濃度を検出する光学センサを備
   えた画像形成装置において、 光学センサの受光部から出力される受光信号に基づいて
   光学センサの投光部に対する駆動電圧を決定して単一の
   出力ポートから出力する制御部を設けたことを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】前記制御部が、駆動電圧の値に応じて光学
   センサの受光信号の増幅利得を切り換える切換回路を含
   む請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記制御部が、プロセスコントロール時に
   決定した駆動電圧を記憶部に更新的に記憶するととも
   に、今回のプロセスコントロールの開始時に記憶部に記
   憶している駆動電圧を設定する請求項１に記載の画像形
   成装置。
4. 【請求項４】前記制御部が、記憶部に記憶している駆動
   電圧を設定した際の受光信号が所定の基準範囲内にない
   場合にのみ駆動電圧を調整する請求項３に記載の画像形
   成装置。
5. 【請求項５】前記制御部が、所定の駆動電圧時における
   光学センサの出力効率と受光信号との関係、及び、出力
   効率が互いに異なる複数の光学センサについての駆動電
   圧と受光信号との関係を予め記憶部に記憶しているとと
   もに、これらの関係と前記所定の駆動電圧を光学センサ
   の投光部に印加した際の受光信号とに基づいて、光学セ
   ンサが基準範囲内の受光信号を出力するための駆動電圧
   を決定する請求項１に記載の画像形成装置。