JPH11167320A

JPH11167320A - 画像形成装置及び方法

Info

Publication number: JPH11167320A
Application number: JP9333317A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Maehashi; 洋一郎前橋; Tatsuya Kobayashi; 達也小林; Tatsuichi Tsukida; 辰一月田; Kimitaka Ichinose; 公孝一瀬
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の画像形成装置における感光ドラムは、
クリーニングプレードにより表面が積極的に研磨され、
表面をリフレッシュすることによって良好な画像を維持
しているが、その結果、感光層膜厚は耐久通紙と伴に減
少する。その膜厚が減少すると、感光ドラムの濃度（赤
外光反射率）が大きく変化してまい、濃度センサの校正
精度を著しく悪化させていた。【解決手段】トナー像の初期濃度と、感光ドラムの使
用量情報（通紙枚数、感光ドラム膜厚）により算出され
た濃度データに基づき、濃度センサの測定値を校正し、
感光ドラムの経時的使用により生じる感光層膜厚の減
少、すなわち、感光体濃度の変化を濃度センサ出力の制
御により補償し、形成画像の均一化を図ることにより上
記課題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置及び
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のカラー画像形成装置であ
る。以下図に沿って説明する。像担持体である感光ドラ
ム１は、不図示の駆動手段によって図示矢印方向に駆動
され、一次帯電器２により一様に帯電される。感光ドラ
ム１について図８を用いて詳しく説明すると、接地され
たアルミニウムなどの導電材製のドラム基体１ａの外周
面に通常の有機光導電体層（ＯＰＣ）からなる感光体層
１ｂを形成塗布し、その上に対摩耗性に優れた保護層
（ＯＣＬ）１ｃを塗布形成したものである。更に感光体
層１ｂは、下引き層（ＣＰＬ）１ｂ−１、注入阻止層
（ＵＣＬ）１ｂ−２、電荷発生層（ＣＧＬ）１ｂ−３、
電荷輸送層（ＣＴＬ）１ｂ−４の４層から成っている。
次いで図７に戻り、露光装置３よりイエローの画像模様
に従ったレーザ光Ｌが、感光ドラム１に照射され、感光
ドラム１上に潜像が形成される。更に感光ドラム１が矢
印方向に進むと回転支持体１１により支持された現像装
置４ａ，ｂ，ｃ，ｄのうち、イエロートナーが入った現
像装置４ａが、感光ドラム１に対向するよう回転し、選
択された現像装置４ａによって可視化される。中間転写
ベルト５は感光ドラム１と略同速で矢印方向に回転して
おり、感光ドラム１上に形成但持されたトナー画像を一
次転写ローラ８ａに印加される１次転写バイアスによっ
て、中間転写ベルト５の外周面に一次転写する。以上の
行程をイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色につい
て行うことによって中間転写ベルト５上には複数色のト
ナー像が形成される。次に、所定のタイミングで転写材
カセット１２内からピックアップローラー１３によって
転写材が給紙される。同時に二次転写ローラ８ｂに二次
転写バイアス印加され中間転写ベルト５から転写材へト
ナー画像が転写される。

【０００３】更に転写材は、搬送ベルト１４によって定
着装置６まで搬送され溶融固着されることによりカラー
画像が得られる。また、中間転写ベルト５上の転写残ト
ナーは中間転写ベルトクリーナー１５により清掃され
る。一方、感光ドラム１上の転写残トナーは公知のブレ
ード手段のクリーニング装置７によって清掃される。

【０００４】また、本体内には濃度センサ９が設けられ
ている。一般に、電子写真方式のカラー画像形成装置
は、使用する環境の変化、プリント枚数等の諸条件によ
って画像濃度が変動すると、本来の正しい色調が得られ
なくなってしまう。そこで、各色のトナーで感光ドラム
１上に濃度検知用トナー像（パッチ）を試験的にそれぞ
れ作成し、それらの濃度を濃度センサ９で検知し、その
検知結果から露光量、現像バイアス等にフィードバック
をかける画像濃度制御を行うことで安定した画像を得て
いる。濃度センサ９は図９に示すようにＬＥＤ等の発光
素子９１、フォトダイオード等の受光素子９２、及びホ
ルダ９３からなっており、発光素子９１からの赤外光を
感光ドラム上のパッチＰに照射させ、そこからの反射光
を受光素子９２で測定することによりパッチの濃度を測
定する。パッチＰからの反射光には正反射成分と乱反射
成分とが含まれてをり、正反射成分はパッチの下地とな
る感光ドラム表面の状態やセンサとパッチとの距離の変
動により、光量が大きく変動するために測定するパッチ
からの反射光に正反射成分が含まれていると、検知精度
が著しく低下してしまう。そこで、この濃度センサ９９
では、受光素子に９２にパッチＰからの正反射光が入射
しないように、法線Ｉを基準にすると、パッチＰへの照
射角度を４５°、パッチＰからの反射光の受光角度を０
°として乱反射光のみを測定するようにしている。

【０００５】また、濃度センサ９はＬＥＤの劣化により
発光光量が初期状態に比べて減少したり、センサの測定
面がトナーなどによって汚れると、初期の性能を維持す
ることは困難になる。従って、濃度センサ９は定期的に
校正を行う必要がある。従来の画像形成装置においては
感光ドラム１の濃度を基準濃度として、その濃度を測定
したときのセンサ出力が所定の値になるように、発光素
子９１の出力等を調整することによって濃度センサ９の
校正を行っていた。このような方法は、従来より公知の
技術であり、特開平７−３６２３０などに掲示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像形成装置には以下のような不具合が生じていた。

【０００７】一般に感光ドラム１は、クリーニングブレ
ード７により表面が積極的に研磨され、表面をリフレッ
シュすることによって良好な画像を維持しているが、そ
の結果、感光層膜厚１ｂは通紙と伴に減少する。

【０００８】一方で、感光ドラムの中には膜厚の減少と
ともに、その濃度が変化してしまうものがある。そのよ
うな感光ドラムを用い濃度センサ９の校正を行うと場
合、感光ドラムの使用が進むにつれ、校正の精度は次第
に悪くなってくる。特に前述のような保護層（ＯＣＬ
層）１ｃを設けた感光体は、ＯＣＬ層に分散されている
酸化スズなどの導電物質が赤外光を多く吸収するため
に、その膜厚が減少すると、感光ドラムの濃度（赤外光
反射率）が大きく変化してしまい、濃度センサ９の校正
精度を著しく悪化させていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
て、経時的使用により生じる感光層膜厚の減少、すなわ
ち、感光体濃度の変化を濃度センサ出力の制御により補
償し、形成画像の均一化を図るための画像形成装置及び
画像形成方法とを提供することにある。

【００１０】すわわち、画像形成装置は、感光体の外周
部にトナー像を形成するための形成手段と、前記感光体
の使用量情報を積算するための積算手段と、前記積算手
段により積算された使用量情報に基づき、前記感光体の
濃度を算出するための濃度算出手段と、前記感光体に照
射光を照射するための照射制御手段と、前記照射制御手
段により照射された基準光量に基づき、前記感光体の濃
度を測定するための濃度測定手段と、前記濃度算出手段
により算出された濃度と、前記濃度測定手段により測定
された濃度とを比較する濃度比較手段と、前記濃度比較
手段の比較に基づき、前記測定された濃度と、前記算出
された濃度とを等しくするように前記照射制御手段を制
御して濃度センサを校正する。

【００１１】また、前記画像形成装置は、更に前記感光
体を含むプロセスカートリッジ内に前記感光体の初期濃
度を記憶するための第一の記憶手段を備え，前記初期濃
度は前記濃度算出手段の基準値として、読み取り可能で
ある。

【００１２】また、前記プロセスカートリッジは、更に
前記感光体の使用量情報を積算するための第二の記憶手
段を備え、前記濃度比較手段は、前記第一の記憶手段に
記憶されている初期濃度と、前記第二の記憶手段に記憶
されている積算された使用量情報とから算出された濃度
と、前記濃度測定手段により測定された濃度とを比較
し、前記比較の結果に基づき、前記測定された濃度と、
前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定
手段を校正する第一の校正手段を備える。

【００１３】また、前記画像形成装置は、更に前記感光
体を流れる電流値を検知するための電流検知手段を備
え、前記濃度比較手段は、前記電流検知手段により検知
された電流値に基づき算出された濃度と、前記濃度測定
手段により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果
に従い前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを
等しくするように前記濃度測定手段を校正する第二の校
正手段を備える。

【００１４】また、前記算出された濃度は、前記電流検
知手段により検知される電流値と、前記濃度測定手段に
よる測定された初期濃度情報と、に基づき算出される。

【００１５】また、前記濃度比較手段は、前記第一の記
憶手段に記憶されている初期濃度と、前記電流検知手段
により検知された前記感光体の電流値とから算出された
濃度と、前記濃度測定手段により測定された濃度を比較
し、前記比較の結果に基づき前記測定された濃度と、前
記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定手
段を校正する。

【００１６】また、画像形成方法は、感光体の外周部に
トナー像を形成するための形成工程と、前記感光体の使
用量情報を積算するための積算工程と、前記積算工程に
より積算された使用量情報に基づき、前記感光体の濃度
を算出するための濃度算出工程と、前記感光体に照射光
を照射するための照射制御工程と、前記照射制御工程に
より照射された基準光量に基づき、前記感光体の濃度を
測定するための濃度測定工程と、前記濃度算出工程によ
り算出された濃度と、前記濃度測定工程により測定され
た濃度とを比較する濃度比較工程と、前記濃度比較工程
の比較に基づき、前記測定された濃度と、前記算出され
た濃度とを等しくするように前記照射制御工程を制御し
て濃度センサを校正する。

【００１７】また、前記画像形成方法は、更に前記感光
体を含むプロセスカートリッジ内に前記感光体の初期濃
度を記憶するための第一の記憶工程を備え，前記初期濃
度は前記濃度算出工程の基準値として、読み取り可能で
ある。

【００１８】また、前記プロセスカートリッジは、更に
前記感光体の使用量情報を積算するための第二の記憶工
程を備え、前記濃度比較工程は、前記第一の記憶工程に
記憶されている初期濃度と、前記第二の記憶工程に記憶
されている積算された使用量情報とから算出された濃度
と、前記濃度測定工程により測定された濃度とを比較
し、前記比較の結果に基づき、前記測定された濃度と、
前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定
工程を校正する第一の校正工程を備える。

【００１９】また、前記画像形成方法は、更に前記感光
体を流れる電流値を検知するための電流検知工程を備
え、前記濃度比較工程は、前記電流検知工程により検知
された電流値に基づき算出された濃度と、前記濃度測定
工程により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果
に従い前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを
等しくするように前記濃度測定工程を校正する第二の校
正工程を備える。

【００２０】また、前記算出された濃度は、前記電流検
知工程により検知される電流値と、前記濃度測定工程に
よる測定された初期濃度情報と、に基づき算出される。

【００２１】また、前記濃度比較工程は、前記第一の記
憶工程に記憶されている初期濃度と、前記電流検知工程
により検知された前記感光体の電流値とから算出された
濃度と、前記濃度測定工程により測定された濃度を比較
し、前記比較の結果に基づき前記測定された濃度と、前
記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定工
程を校正する。

【００２２】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態では、
感光ドラムの濃度を通紙耐久枚数から予測して、濃度セ
ンサ９の校正を行う方法について説明する。

【００２３】図１は、実施形態１に係わる画像形成装置
の断面図を表す。尚、図７に記した従来の画像形成装置
と同様の構成、作用の部材等については同じ符号を付し
て、その説明は適宜省略するものとする。

【００２４】装置本体のほぼ中央には、感光ドラム１を
納めるプロセスカートリッジＡが交換可能に配置されて
いる。感光ドラム１は回転自在に支持され、感光ドラム
１の周囲にはその回転方向（矢印方向）に沿って順に、
帯電器２、露光装置３、現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄ、中
間転写ベルト５、濃度センサ９、クリーニング装置７等
が配設されている。また、装置本体の左下部には、定着
装置６が配置されている。

【００２５】装置本体内には感光ドラム１の通紙枚数の
累積カウントを記憶する枚数カウンタ１６が設けられて
いる。更に、プロセスカートリッジＡの交換が行われる
と不図示の交換検知手段により交換の検知が行われると
同時に枚数カウンタ１６に記憶されている通紙枚数デー
タＮ枚を０枚にリセットするようにしてある。本実施形
態において感光ドラムの使用量情報に関するデータとし
ては通紙枚数を用いるが、感光ドラムの累積回転数、帯
電電圧印加時間などでも良い。

【００２６】本実施形態に用いる濃度センサ９は、ＣＰ
Ｕ２０からの指示によって照射光量を８ビットの信号で
００ｈからＦＦｈ（ｈは１６進を表す）の２５６段階に
変化させることができるようになっている。照射光量０
０ｈは照射光量０、照射光量ＦＦｈは最大光量を意味す
る。

【００２７】次に、本発明で使用する感光ドラム１の下
地濃度と通紙枚数との関係について説明する。感光ドラ
ム１の濃度は、通紙を行うと感光ドラムの膜厚の減少に
伴い濃度が増加する。これは、最上層に設けられた赤外
吸収率の高い保護層（ＯＣＬ層）１ｃの膜厚が減少する
為、感光ドラムが赤外光を多く反射するようになるから
である。具体的に、発明者の実験によると、本発明に使
用した感光ドラム１の濃度は、フルカラー１０００枚あ
たり９％の上昇が観察された。つまり、Ｎ枚通紙後の感
光ドラムの下地濃度Ｖｐｈｎは初期濃度をＶｐｈとする
と以下の式により算出される。

【００２８】Ｖｐｈｎ＝Ｖｐｈ×１．０９^(N/1000)…（１）本発明では、下地濃度Ｖｐｈｎを用い濃度センサ９の校
正を行う。

【００２９】以下、濃度センサ９の校正方法は、図２に
記すフローチャートを用いて説明する。

【００３０】本体ＣＰＵ２０に濃度センサ９の校正要求
が入ると、濃度センサ９の校正シーケンスがスタート
（Ｓ２０１）し、感光ドラムの回転が始まる（Ｓ２０
２）。本実施形態で濃度センサ９の校正は、画像濃度制
御毎に行うが、電源の前回校正時からの経過時間や通紙
枚数、環境変動などにより最適な回数に制御しても良
い。

【００３１】次に本体ＣＰＵ２０は感光ドラムの通紙枚
数Ｎを枚数カウンタ１６より読みだし（Ｓ２０３）、そ
の値より校正値Ｖｐｈｎを算出する（Ｓ２０４）。計算
式は式（１）に示した通りである。次に濃度センサ９は
センサ校正用の初期光量であるＡ０ｈの光量を照射し
（Ｓ２０５），感光ドラム１の濃度Ｖｍｅｓの測定を行
う（Ｓ２０６）。

【００３２】次に、Ｖｍｅｓと記憶手段（不図示）内の
下地データＶｐｈｎを比較する（Ｓ２０７）。ここで、
Ｖｍｅｓ＝Ｖｐｈｎの場合は、光量Ａ０ｈを画像制御時
の濃度センサ９の照射光量とする（Ｓ２０８ａ）。一方
センサ出力ＶｍｅｓがＶｐｈｎより小さい場合は、セン
サ出力がＶｍｅｓがＶｐｈｎに達するまで、照射光量を
Ａ０ｈから１ｈずつ増やしていき、そして、Ｖｍｅｓ＝
Ｖｐｈｎのときの光量を画像制御時の濃度センサ９の照
射光量とする（Ｓ２１４）。

【００３３】同様に、センサ出力ＶｍｅｓがＶｐｈｎよ
り大きい場合は、センサ出力がＶｍｅｓがＶｐｈに達す
るまで、照射光量をＡ０ｈから１ｈずつ減らしていく。
そして、Ｖｍｅｓ＝Ｖｐｈｎのときの光量を画像制御時
の濃度センサ９の照射光量とする（Ｓ２１１）。

【００３４】また、Ｖｍｅｓ＝Ｖｐｈｎとなる照射光量
が８０ｈ〜ＦＦｈの範囲内で見つからない場合は、濃度
センサ９の著しい汚れや、或いはセンサの故障などが発
生していると考えられるので、センサの校正を中止する
とともに、以降画像濃度制御を行わないようにする。更
に、表示パネルを通じてユーザにセンサの異常を知ら
せ、センサの清掃や交換などの処置を促す（Ｓ２１６，
Ｓ２１３，Ｓ２１０）。

【００３５】センサの校正が正常終了（Ｓ２０８ｂ）し
た後は、引き続き画像濃度制御を開始する（Ｓ２０
９）。

【００３６】本実施形態において、濃度算出処理部１１
０１（図１１）は濃度算出手段として機能し、プログラ
ム１０００（図１０）の濃度演算モジュールが実行処理
する。すなわち、トナー像の初期濃度と感光ドラム１の
使用量情報に基づきトナー濃度の算出を行う。

【００３７】また濃度比較処理部１１０２は濃度比較手
段として機能し、プログラム１０００の濃度比較モジュ
ール１００２が実行処理する。先に算出されたトナー濃
度と、濃度センサ９から測定された濃度とを比較する。
両者の大小関係を判断し（Ｓ２０７，Ｓ４０８，Ｓ６０
７）、その結果を照射制御処理部１１０３に受け渡す。

【００３８】さらに、照射制御処理部１１０３は照射制
御手段として機能し、プログラム１０００の照射制御モ
ジュール１００３が実行処理する。

【００３９】照射制御処理部１１０３は濃度比較処理部
１１０２で判断された結果に基づき照射光量を制御す
る。すなわち測定濃度が算出濃度より少ない場合は両者
が一致するまで照射光量を増加させ、多い場合は逆に照
射光量を減少させる。

【００４０】また、濃度測定処理部１１０４は濃度測定
手段として機能し、プログラム１０００の濃度測定モジ
ュール１００５が実行処理する。濃度センサ９の測定結
果を処理する。この測定結果は照射制御処理部１１０５
にフィードバックされる。

【００４１】以上、本実施形態では、感光ドラム１の通
紙枚数カウント値から算出された濃度データに応じて光
学濃度センサ９校正を行うことにより、感光ドラムの濃
度が通紙耐久により変化する場合の、濃度センサ９の校
正精度の向上を可能にした。（実施形態２）本実施形態では、プロセスカートリッジ
内に不揮発性ＲＯＭ等の記憶手段を設けておき、そこに
記憶された、感光ドラムの初期濃度及び通紙枚数データ
から感光ドラムの濃度を計算して、濃度センサ９の校正
を行う方法について説明する。

【００４２】図３は、実施形態２に係わる画像形成装置
の断面図を表す。尚、図７に記した従来の画像形成装置
と同様の構成、作用の部材等については同じ符号を付し
て、その説明は適宜省略するものとする。

【００４３】装置本体のほぼ中央には、感光ドラム１を
納めるプロセスカートリッジＡが交換可能に配置されて
いる。感光ドラム１は回転自在に支持され、感光ドラム
１の周囲にはその回転方向（矢印方向）に沿って順に、
帯電器２、露光装置３、現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄ、中
間転写ベルト５、濃度センサ９、クリーニング装置７等
が配設されている。また、装置本体の左下部には、定着
装置６が配置されている。

【００４４】プロセスカートリッジＡ内には感光ドラム
の初期濃度を記憶しておく為の第一の記憶手段１７−ａ
及びプロセスカートリッジの使用枚数カウントを記憶し
ておく為の第二の記憶手段１７−ｂが設けられている。
第一の記憶手段１７−ａとしては、電気的な記憶手段、
磁気記録媒或いは、検知コマなどの機械的手段などが好
ましい。また、第二の記憶手段１７−ｂとしては、書き
換え可能なＲＯＭ等の電気的な記憶手段、磁気記録媒体
や磁気バブルメモリ、光磁気メモリ等の磁気的記憶手段
等が好ましい。本実施形態においては、第一の記憶手段
１７−ａと第二の記憶手段１７−ｂを一体に記憶手段１
７とし、ＮＶ(Non Volatile)ＲＡＭを使用した。

【００４５】記憶手段１７−ａ内には、感光ドラムの生
産時に感光ドラムの濃度（赤外光反射率）に関する情報
が記憶されている。そうすることにより、感光ドラムの
初期濃度が何らかの原因（例えば、感光体の膜厚のバラ
ツキなど）で異なる値になってしまった場合でも、濃度
センサ９の校正精度が安定する。感光ドラム濃度データ
は、感光ドラムの生産時にあらかじめ基準校正された基
準濃度センサ９を用い、本体装着時と同条件で測定した
測定データＶｐｈを記憶手段１７−ａ内に記憶させる。
更にそのデータは本体内のＣＰＵ２０での読み取りが可
能になっている。

【００４６】一方、記憶手段１７−ｂ内に記憶される通
紙枚数データＮは、ＣＲＧ出荷時に０になっている。そ
して、通紙枚数データＮは、本体より書き換え可能にし
てある。カートリッジの通紙枚数データをカートリッジ
内に記憶することによって、カートリッジの交換が頻繁
に行われるような場合でもカウント数を誤る心配がなく
なり、更に、本体内よりカートリッジの交換検出手段を
省くことができるので、装置の小型化及びコストダウン
を図れる。本実施形態において感光ドラムの耐久状況に
関するデータとしては通紙枚数を用いるが、感光ドラム
の累積回転数、累積印字ドット数などでも良い。

【００４７】以下、濃度センサ９の校正方法について、
図４に記すフローチャートを用いて説明する。

【００４８】本体ＣＰＵ２０に濃度センサ９の校正要求
が入ると、濃度センサ９の校正シーケンスがスタートし
（Ｓ４０１）、感光ドラムの回転が始まる（Ｓ４０
２）。本実施形態で濃度センサ９の校正は、画像濃度制
御毎に行うが、電源の前回校正時からの経過時間や通紙
枚数、環境変動などにより最適な回数に制御しても良
い。

【００４９】次に本体ＣＰＵ２０は感光ドラムの通紙枚
数Ｎと初期濃度Ｖｐｈを記憶手段１７より読みだし（Ｓ
４０３）、その値より校正値Ｖｐｈｎを算出する（Ｓ４
０５）。計算式は実施形態１の式（１）に示した通りで
ある。

【００５０】次に濃度センサ９９はセンサ校正用の初期
光量であるＡ０ｈの光量を照射し（Ｓ４０６），感光ド
ラム１の濃度Ｖｍｅｓの測定を行う（Ｓ４０７）。

【００５１】次に、Ｖｍｅｓと記憶手段（不図示）内の
下地データＶｐｈｎを比較する（Ｓ４０８）。ここで、
Ｖｍｅｓ＝Ｖｐｈｎの場合は、光量Ａ０ｈを画像制御時
の濃度センサ９の照射光量とする（Ｓ４０９）。一方セ
ンサ出力ＶｍｅｓがＶｐｈより小さい場合は、センサ出
力がＶｍｅｓがＶｐｈｎに達するまで、照射光量をＡ０
ｈから１ｈずつ増やしていき、Ｖｍｅｓ＝Ｖｐｈｎのと
きの光量を画像制御時の濃度センサ９の照射光量とする
（Ｓ４１６）。同様に、センサ出力ＶｍｅｓがＶｐｈｎ
より大きい場合は、センサ出力がＶｍｅｓがＶｐｈに達
するまで、照射光量をＡ０ｈから１ｈずつ減らしてい
き、Ｖｍｅｓ＝Ｖｐｈｎのときの光量を画像制御時の濃
度センサ９の照射光量とする（Ｓ４１３）。

【００５２】また、Ｖｍｅｓ＝Ｖｐｈｎとなる照射光量
が８０ｈ〜ＦＦｈの範囲内で見つからない場合は、濃度
センサ９の著しい汚れや、或いはセンサの故障などが発
生していると考えられるので、センサの校正を中止する
とともに、以降画像濃度制御を行わないようにする。更
に、表示パネルを通じてユーザにセンサの異常を知ら
せ、センサの清掃や交換などの処置を促す（Ｓ４１８，
Ｓ４１５,Ｓ４１２）。

【００５３】センサの校正が正常終了（Ｓ４１０）した
後は、引き続き画像濃度制御を開始する（Ｓ４１１）。

【００５４】本実施形態において、感光ドラム１の通紙
枚数情報に基づいて行う濃度の校正は、校正処理部１１
０５が第一の校正手段として機能することで実行され
る。プログラム１０００の校正モジュール１００５が使
用量情報（ここでは通紙枚数）に従い実行処理する。校
正の結果は濃度測定処理部１１０４にフィードバックさ
れる。

【００５５】濃度算出処理部１１０１、濃度比較処理部
１１０２、照射制御処理部１１０３、濃度測定処理部１
１０４については実施形態１と同様である。

【００５６】以上、本実施形態では、プロセスカートリ
ッジ内に搭載された不揮発性メモりに予め記憶しておい
た感光ドラム初期濃度データと、カートリッジの通紙枚
数カウント値から算出された濃度データに応じて光学濃
度センサ９校正を行うことにより、感光ドラムの濃度の
初期値が感光ドラムごとに異なり更に通紙耐久により変
化する場合の、濃度センサ９の校正精度の向上を可能に
した。

【００５７】（実施形態３）本実施形態においては、感
光ドラムの濃度が通紙耐久により変化する場合に感光ド
ラムの膜厚を直接計測し、その膜厚より感光ドラムの濃
度を予測して、濃度センサ９の校正を行う方法について
説明する。

【００５８】図５は、実施形態３に係わる画像形成装置
の断面図を表す。本実施形態に用いる画像形成装置の主
な構成は、実施形態１で説明した画像形成装置と同様で
あり詳細な説明は省く。

【００５９】装置本体のほぼ中央には、感光ドラム１を
納めるプロセスカートリッジＡが交換可能に配置されて
いる。感光ドラム１は回転自在に支持され、感光ドラム
１の周囲にはその回転方向（矢印方向）に沿って順に、
帯電器２、露光装置３、現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄ、中
間転写ベルト５、濃度センサ９９、クリーニング装置７
等が配設されている。また、装置本体の左下部には、定
着装置６が配置されている。

【００６０】更に、本体内には感光ドラムの膜厚検出回
路１８が配設されている。この検出回路は感光体を帯電
した状態から電荷を除去したとき（或は電荷を除去した
状態から帯電したとき）に、感光体を流れる電流より感
光体の膜厚を検出する方式になっている。

【００６１】この電流検知法に関しては特願平０４−０
５６９１４に詳しく述べられている。簡単に原理を説明
すると、感光体表面電位を０→Ｖｄ（Ｖ）に上昇、或は
Ｖｄ→０（Ｖ）に下降させるとき感光体に流れるＤＣ電
流ＩＤＣは、感光体の膜厚をｄ、比誘電率をε、真空中
の誘電率をε０、１次ローラ帯電器８ａの有効帯電幅を
Ｌ、プロセススピードをｖｐとすると、以下の関係式
（２）で表される。

【００６２】ＡＢＳ（ＩＤＣ）＝ε・ε０・Ｌ・ｖｐ・Ｖｄ／ｄ …（２）ここで、ε、ε０、Ｌ、ｖｐ、Ｖｄは定数とみなすこと
ができるのでＤＣ電流ＩＤＣは感光体の膜厚ｄに反比例
することがわかる。従って、ＤＣ電流ＩＤＣを測定する
ことにより感光体の膜厚を検知できる。また、類似した
方法が特開平５−５３４８８等にも開示されている。

【００６３】感光ドラム１の濃度が、通紙による膜厚の
減少に伴い増加することは、実施形態１で説明したが、
発明者の実験によると、本発明に使用した感光ドラム１
の下地濃度Ｖｐｈｎと感光ドラムの膜厚の関係は、初期
濃度をＶｐｈ、感光体の削れ量を△ｄ［μｍ］とすると
以下の通りであった。

【００６４】Ｖｐｈｎ＝Ｖｐｈ×ＥＸＰ（０．１７×△ｄ） …（３）本発明では、Ｖｐｈｎを用い濃度センサ９の校正を行
う。

【００６５】以下、濃度センサ９の校正方法について、
図６に記すフローチャートを用いて説明する。

【００６６】本体ＣＰＵ２０に濃度センサ９の校正要求
が入ると、濃度センサ９の校正シーケンスがスタートし
（Ｓ６０１）、感光ドラムの回転が始まる（Ｓ６０
２）。本実施形態で濃度センサ９の校正は、画像濃度制
御毎に行うが、電源の前回校正時からの経過時間や通紙
枚数、環境変動などにより最適な回数に制御しても良
い。

【００６７】まず最初に膜厚検出回路１８が感光体の膜
厚減少分（削れ量）△ｄの計測を行う（Ｓ６０３）。

【００６８】次に本体ＣＰＵ２０は感光体の削れ量△ｄ
より校正値Ｖｐｈｎを算出する（Ｓ６０４）。計算式は
式（３）に示した通りである。次に濃度センサ９９はセ
ンサ校正用の初期光量であるＡ０ｈの光量を照射し（Ｓ
６０５），感光ドラム１の濃度Ｖｍｅｓの測定を行う
（Ｓ６０６）。

【００６９】次に、測定されたＶｍｅｓと記憶手段（不
図示）内の下地データＶｐｈｎを比較する（Ｓ６０
７）。ここで、Ｖｍｅｓ＝Ｖｐｈｎの場合は、光量Ａ０
ｈを画像制御時の濃度センサ９の照射光量とする（Ｓ６
０８）。

【００７０】一方センサ出力ＶｍｅｓがＶｐｈｎより小
さい場合は、センサ出力がＶｍｅｓがＶｐｈｎに達する
まで、照射光量をＡ０ｈから１ｈずつ増やしていき、Ｖ
ｍｅｓ＝Ｖｐｈｎのときの光量を画像制御時の濃度セン
サ９の照射光量とする（Ｓ６１５）。

【００７１】同様に、センサ出力ＶｍｅｓがＶｐｈｎよ
り大さい場合は、センサ出力がＶｍｅｓがＶｐｈｎに達
するまで、照射光量をＡ０ｈから１ｈずつ減らしてい
き、Ｖｍｅｓ＝Ｖｐｈｎのときの光量を画像制御時の濃
度センサ９の照射光量とする（Ｓ６１２）。

【００７２】また、Ｖｍｅｓ＝Ｖｐｈｎとなる照射光量
が８０ｈ〜ＦＦｈの範囲内で見つからない場合は、濃度
センサ９の著しい汚れや、或いはセンサの故障などが発
生していると考えられるので、センサの校正を中止する
とともに、以降画像濃度制御を行わないようにする。更
に、表示パネルを通じてユーザにセンサの異常を知ら
せ、センサの清掃や交換などの処置を促す（Ｓ６１７，
Ｓ６１１）。

【００７３】濃度センサ９の校正が正常終了（Ｓ６０
９）した後は、引き続き画像濃度制御を開始する（Ｓ６
１０）。

【００７４】本実施形態において、電流検知処理部１１
０６（図１１）は電流検知手段として機能し、プログラ
ム１０００の電流検知モジュール１００６が実行処理す
る。

【００７５】感光ドラム１の電流値に基づいて行う濃度
の校正は、校正処理部１１０５が第二の校正手段として
機能することで実行される。プログラム１０００の校正
モジュール１００５が使用量情報（ここでは電流値）に
従い実行処理する。校正の結果は濃度測定モジュール１
１０４にフィードバックされる。

【００７６】濃度算出処理部１１０１、濃度比較処理部
１１０２、照射制御処理部１１０３、濃度測定処理部１
１０４については実施形態１と同様である。

【００７７】以上、本実施形態では、感光ドラムの濃度
が通紙耐久により変化する場合に感光ドラムの膜厚を直
接計測し、その膜厚より感光ドラムの濃度を計算して、
濃度センサ９の校正を行うことにより、感光ドラムの濃
度が通紙耐久により変化する場合の、濃度センサ９の校
正精度の向上を可能にした。

【００７８】

【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器（例えば
ホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プ
リンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ
装置など）に適用してもよい。

【００７９】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【００８０】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００８１】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００８２】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００８３】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれる。

【００８４】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードを格納することになるが、簡単に説
明すると、図１０のメモリマップ例に示す各モジュール
を記憶媒体に格納することになる。すなわち、少なくと
も「濃度算出モジュール１００１」、「濃度比較モジュ
ール１００２」および「照射制御モジュール１００
３」、「濃度測定モジュール１００４」、「校正モジュ
ール１００５」、「電流検知モジュール１００６」の各
モジュールのプログラムコードを記憶媒体に格納すれば
よい。

【００８５】

【発明の効果】本発明では、通紙枚数のカウント値から
算出された濃度データに基づき光学濃度センサ９の校正
を行う。このことにより、感光ドラム上のトナー濃度が
通紙耐久により変化する場合であっても通紙枚数から濃
度センサ９の校正をすることができ、検出精度の向上を
図ることができた。

【００８６】さらに、プロセスカートリッジ内に搭載さ
れた不揮発性メモりに予め記憶しておいた感光ドラムの
初期濃度データと、カートリッジの通紙枚数カウント値
から算出された濃度データとに基づき光学濃度センサ９
の校正を行うことにより、プロセスカートリッジの交換
が頻繁に生じた場合であっても、濃度算出に必要となる
情報を継続して参照することが可能となった。

【００８７】さらに、感光ドラム電流値を通紙枚数カウ
ント値以外の使用量情報として、通紙耐久により変化す
る感光ドラムの膜厚を直接計測し、その膜厚より感光ド
ラムの濃度を計算することで、濃度センサ９の校正を可
能とした。このことにより、感光ドラムのトナー濃度が
通紙耐久により変化する場合、感光ドラムの電流値から
濃度センサ９の校正をすることができ、検出精度の向上
を図ることができた。

【００８８】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１にかかる画像形成装置の断面図を表
す。

【図２】実施形態１にかかる濃度センサの校正処理を示
すフローチャートである。

【図３】実施形態２にかかる画像形成装置の断面図を表
す。

【図４】実施形態２にかかる濃度センサの校正処理を示
すフローチャートである。

【図５】実施形態３にかかる画像形成装置の断面図を表
す。

【図６】実施形態３にかかる濃度センサの校正処理を示
すフローチャートである。

【図７】従来のカラー画像形成装置である。

【図８】感光ドラム表面の積層状態を説明する図であ
る。

【図９】濃度センサの構造を示す図である。

【図１０】実施形態における記録媒体のメモリマップを
示す図である。。

【図１１】画像形成装置の機能構成を示す概略図であ
る。

【符合の説明】

１感光ドラム２帯電器３露光装置４ａ現像装置４ｂ現像装置４ｃ現像装置４ｄ現像装置６定着装置７クリーニング装置８ａ一次転写ローラ８ｂ二次転写ローラ１１回転支持体１３ピックアップローラ１４搬送ベルト１６枚数カウンタ２０ＣＰＵ９１発光素子９２受光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者一瀬公孝東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体の外周部にトナー像を形成するた
めの形成手段と、前記感光体の使用量情報を積算するための積算手段と、前記積算手段により積算された使用量情報に基づき、前
記感光体の濃度を算出するための濃度算出手段と、前記感光体に照射光を照射するための照射制御手段と、前記照射制御手段により照射された基準光量に基づき、
前記感光体の濃度を測定するための濃度測定手段と、前記濃度算出手段により算出された濃度と、前記濃度測
定手段により測定された濃度とを比較する濃度比較手段
と、前記濃度比較手段の比較に基づき、前記測定された濃度
と、前記算出された濃度とを等しくするように前記照射
制御手段を制御して濃度センサを校正することを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】前記画像形成装置は、更に前記感光体を
含むプロセスカートリッジ内に前記感光体の初期濃度を
記憶するための第一の記憶手段を備え，前記初期濃度は
前記濃度算出手段の基準値として、読み取り可能である
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】前記プロセスカートリッジは、更に前記
感光体の使用量情報を積算するための第二の記憶手段を
備え、前記濃度比較手段は、前記第一の記憶手段に記憶されて
いる初期濃度と、前記第二の記憶手段に記憶されている
積算された使用量情報とから算出された濃度と、前記濃
度測定手段により測定された濃度とを比較し、前記比較
の結果に基づき、前記測定された濃度と、前記算出され
た濃度とを等しくするように前記濃度測定手段を校正す
る第一の校正手段を備えることを特徴とする、請求項１
または２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記画像形成装置は、更に前記感光体を
流れる電流値を検知するための電流検知手段を備え、前記濃度比較手段は、前記電流検知手段により検知され
た電流値に基づき算出された濃度と、前記濃度測定手段
により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果に従い前記測定された濃度と、前記算出
された濃度とを等しくするように前記濃度測定手段を校
正する第二の校正手段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。
【請求項５】前記算出された濃度は、前記電流検知手
段により検知される電流値と、前記濃度測定手段による
測定された初期濃度情報と、に基づき算出されることを
特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記濃度比較手段は、前記第一の記憶手
段に記憶されている初期濃度と、前記電流検知手段によ
り検知された前記感光体の電流値とから算出された濃度
と、前記濃度測定手段により測定された濃度を比較し、前記比較の結果に基づき前記測定された濃度と、前記算
出された濃度とを等しくするように前記濃度測定手段を
校正することを特徴とする、請求項２または４記載の画
像形成装置。
【請求項７】感光体の外周部にトナー像を形成するた
めの形成工程と、前記感光体の使用量情報を積算するための積算工程と、前記積算工程により積算された使用量情報に基づき、前
記感光体の濃度を算出するための濃度算出工程と、前記感光体に照射光を照射するための照射制御工程と、前記照射制御工程により照射された基準光量に基づき、
前記感光体の濃度を測定するための濃度測定工程と、前記濃度算出工程により算出された濃度と、前記濃度測
定工程により測定された濃度とを比較する濃度比較工程
と、前記濃度比較工程の比較に基づき、前記測定された濃度
と、前記算出された濃度とを等しくするように前記照射
制御工程を制御して濃度センサを校正することを特徴と
する画像形成方法。
【請求項８】前記画像形成方法は、更に前記感光体を
含むプロセスカートリッジ内に前記感光体の初期濃度を
記憶するための第一の記憶工程を備え，前記初期濃度は
前記濃度算出工程の基準値として、読み取り可能である
ことを特徴とする請求項７記載の画像形成方法。
【請求項９】前記プロセスカートリッジは、更に前記
感光体の使用量情報を積算するための第二の記憶工程を
備え、前記濃度比較工程は、前記第一の記憶工程に記憶されて
いる初期濃度と、前記第二の記憶工程に記憶されている
積算された使用量情報とから算出された濃度と、前記濃
度測定工程により測定された濃度とを比較し、前記比較
の結果に基づき、前記測定された濃度と、前記算出され
た濃度とを等しくするように前記濃度測定工程を校正す
る第一の校正工程を備えることを特徴とする、請求項７
または８記載の画像形成方法。
【請求項１０】前記画像形成方法は、更に前記感光体
を流れる電流値を検知するための電流検知工程を備え、前記濃度比較工程は、前記電流検知工程により検知され
た電流値に基づき算出された濃度と、前記濃度測定工程
により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果に従い前記測定された濃度と、前記算出
された濃度とを等しくするように前記濃度測定工程を校
正する第二の校正工程を備えることを特徴とする請求項
７記載の画像形成方法。
【請求項１１】前記算出された濃度は、前記電流検知
工程により検知される電流値と、前記濃度測定工程によ
る測定された初期濃度情報と、に基づき算出されること
を特徴とする請求項１０記載の画像形成方法。
【請求項１２】前記濃度比較工程は、前記第一の記憶
工程に記憶されている初期濃度と、前記電流検知工程に
より検知された前記感光体の電流値とから算出された濃
度と、前記濃度測定工程により測定された濃度を比較
し、前記比較の結果に基づき前記測定された濃度と、前記算
出された濃度とを等しくするように前記濃度測定工程を
校正することを特徴とする、請求項８または１０記載の
画像形成方法。