(57)【要約】【課題】  トナー保持体に付着されているトナーの付着量を測定するにあたり、乱反射する箇所が多く点在するトナー保持体を用いた場合においても、その表面に付着されたトナーの量を安定して適切に測定できるようにする。【解決手段】  トナーｔが付着されたトナー保持体２１に光を照射する発光素子３１と、トナー保持体において反射された反射光を受光する受光素子３５とを備えたトナー付着量測定装置において、発光素子とトナー保持体との間及び／又はトナー保持体と受光素子との間に、光を平均化させる拡散部材３２ａ，３２ｂを配置させた。【選択図】  図２
2008145810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーが付着されたトナー保持体に光を照射する発光素子と、上記のトナー保持体において反射された反射光を受光する受光素子とを備えたトナー付着量測定装置において、上記の発光素子とトナー保持体との間及び／又はトナー保持体と受光素子との間に、光を平均化させる拡散部材が配置されていることを特徴とするトナー付着量測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトナー付着量測定装置において、上記のトナー保持体が転写ベルトであることを特徴とするトナー付着量測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のトナー付着量測定装置において、トナーが付着される転写ベルトの表面に透明な硬質層が形成されていることを特徴とするトナー付着量測定装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のトナー付着量測定装置において、上記の発光素子とトナー保持体との間及び／又はトナー保持体と受光素子との間に集光部材が配置されていることを特徴とするトナー付着量測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載のトナー付着量測定装置において、上記の拡散部材が、上記の発光素子と発光側の集光部材との間及び／又は受光側の集光部材と受光素子との間に配置されていることを特徴とするトナー付着量測定装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のトナー付着量測定装置において、上記のトナー保持体において反射された反射光を発光素子からの正反射光とその他の乱反射光とに分離させる偏光部材が、トナー保持体と受光素子との間に配置されていることを特徴とするトナー付着量測定装置。
【請求項７】
請求項７に記載のトナー付着量測定装置において、上記の偏光部材が受光側の集光部材と受光素子との間に配置されると共に、前記の拡散部材がこの偏光部材と受光側の集光部材との間に配置されていることを特徴とするトナー付着量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、トナー像を保持する感光体や転写ベルトなどのトナー保持体に付着されているトナーの付着量を測定するのに使用するトナー付着量測定装置に係り、特に、乱反射する箇所が表面に多く点在する転写ベルトなどのトナー保持体を用いた場合においても、その表面に付着されたトナーの量を安定して適切に測定できるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、適切な画像濃度を有する画像形成が安定して行えるようにするため、トナー像を保持する感光体や転写ベルトなどのトナー保持体に付着されているトナーの付着量を測定することが行われている。
【０００３】
そして、このように感光体や転写ベルトなどのトナー保持体に付着されているトナーの付着量を測定するにあたり、従来においては、発光素子から光をトナーが付着されたトナー保持体に照射し、このトナー保持体において反射された光を受光素子において受光して、トナー保持体に付着されているトナーの付着量を測定するようにしていた。
【０００４】
しかし、このようにした場合、上記の受光素子がトナー保持体とトナーとからの反射光を全て受光してしまうため、トナーの付着量が一定量を超える領域では、トナーからの乱反射光の受光が多くなって、トナー保持体におけるトナーの付着量を適切に測定することができなくなるという問題があった。
【０００５】
このため、近年においては、上記の反射光を２種類の偏光フィルタを用いて、トナー保持体に平行な方向成分のＰ波成分と、このＰ波に垂直な方向成分のＳ波成分とに分離させ、それぞれの受光出力を求めて、トナー保持体におけるトナーの付着量を測定することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
しかし、上記のトナー保持体として、樹脂ベルトの表面に転写性を高めるために透明な硬質層を形成した転写ベルトなどを用いた場合、樹脂ベルトの平面性や表面に形成する透明な硬質層の膜厚などにより、その表面に乱反射する箇所が多く点在するようになり、このように乱反射する箇所とそれ以外の箇所とにおいて受光出力が大きく変動し、トナー保持体におけるトナーの付着量を安定して適切に測定することができなくなるという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−３１０９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、トナー像を保持する感光体や転写ベルトなどのトナー保持体に付着されているトナーの付着量を測定する場合における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【０００８】
すなわち、本発明のトナー付着量測定装置においては、上記のように乱反射する箇所が多く点在する転写ベルトなどのトナー保持体を用いた場合においても、その表面に付着されたトナーの量を安定して適切に測定できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明においては、上記のような課題を解決するため、トナーが付着されたトナー保持体に光を照射する発光素子と、上記のトナー保持体において反射された反射光を受光する受光素子とを備えたトナー付着量測定装置において、上記の発光素子とトナー保持体との間及び／又はトナー保持体と受光素子との間に、光を平均化させる拡散部材を配置させた。
【００１０】
ここで、本発明のトナー付着量測定装置においては、上記のトナー保持体として、乱反射する箇所が多く点在する転写ベルト、特に、トナーが付着される表面に透明な硬質層が形成された転写ベルトを用いた場合に、より効果が発揮される。
【００１１】
また、本発明のトナー付着量測定装置においては、上記の発光素子からトナーが付着されたトナー保持体に光を適切に照射させ、またこのトナー保持体において反射された反射光を受光素子において適切に受光させるために、上記の発光素子とトナー保持体との間及び／又はトナー保持体と受光素子との間に集光部材を配置させることが好ましい。
【００１２】
そして、このように集光部材を発光素子とトナー保持体との間及び／又はトナー保持体と受光素子との間に配置させる場合、上記の拡散部材を、上記の発光素子と発光側の集光部材との間及び／又は受光側の集光部材と受光素子との間に配置させるようにする。
【００１３】
また、本発明のトナー付着量測定装置においては、上記のトナー保持体において反射された反射光を発光素子からの正反射光とその他の乱反射光とに分離させる偏光部材を、トナー保持体と受光素子との間に配置させることが好ましい。
【００１４】
そして、このように偏光部材をトナー保持体と受光素子との間に配置させる場合、この偏光部材を受光側の集光部材と受光素子との間に配置させると共に、前記の拡散部材をこの偏光部材と受光側の集光部材との間に配置させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のトナー付着量測定装置においては、上記のように発光素子とトナー保持体との間及び／又はトナー保持体と受光素子との間に、光を平均化させる拡散部材を配置させたため、乱反射する箇所が多く点在するトナー保持体を用いた場合においても、上記の拡散部材によって光が平均化され、乱反射する箇所とそれ以外の箇所とにおいて受光出力が大きく変動するのが抑制されるようになり、特に、上記の拡散部材をトナー保持体と受光素子との間に設けた場合には、発光素子とトナー保持体との間に設けた場合よりも、乱反射する箇所とそれ以外の箇所とにおける受光出力の変動をより一層抑制できるようになる。
【００１６】
この結果、本発明のトナー付着量測定装置においては、上記のように乱反射する箇所が多く点在するトナー保持体を用いた場合においても、このトナー保持体におけるトナーの付着量を安定して適切に測定できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、この発明の実施形態に係るトナー付着量測定装置及びこのトナー付着量測定装置を用いる画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係るトナー付着量測定装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００１８】
先ず、この発明の実施形態に係るトナー付着量測定装置を用いる画像形成装置について説明する。
【００１９】
この画像形成装置においては、図１に示すように、装置本体１内に４つのイメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄが装着されている。
【００２０】
ここで、上記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄには、感光体１１と、この感光体１１の表面を帯電させる帯電装置１２と、帯電された感光体１１の表面に画像情報に応じた露光を行って感光体１１の表面に静電潜像を形成する露光装置１３と、感光体１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置１４と、感光体１１の表面に形成されたトナー像を転写ベルト２１に転写させた後に残留するトナーを感光体１１の表面から除去するクリーニング装置１５とが設けられている。
【００２１】
そして、この実施形態に係る画像形成装置において、フルカラーの画像形成を行うにあたっては、上記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける現像装置１４に、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色の色彩の異なったトナーを収容させ、各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおいて、各感光体１１の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成する。
【００２２】
次いで、このように各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける感光体１１の表面に形成された各色彩のトナー像を転写ベルト２１に順々に転写させて、この転写ベルト２１上にフルカラーのトナー像を形成する。
【００２３】
一方、給紙ローラ２２により記録媒体Ｓを給紙し、タイミングローラ２３によってこの記録媒体Ｓを適当なタイミングで上記の転写ベルト２１と転写ローラ２４との間に導き、転写ベルト２１上に形成された上記のフルカラーのトナー像をこの記録媒体Ｓに転写させ、この記録媒体Ｓに転写されずに転写ベルト２１上に残ったトナーを第２クリーニング装置２５によって転写ベルト２１から除去させる。
【００２４】
そして、上記のようにフルカラーのトナー像が転写された記録媒体Ｓを一対の定着ローラ２６間に導き、上記のフルカラーのトナー像をこの記録媒体Ｓに定着させた後、この記録媒体Ｓを排紙ローラ２７により排紙させるようにしている。
【００２５】
そして、この実施形態のトナー付着量測定装置においては、図２に示すように、上記の転写ベルト２１に付着されたトナーｔの付着量を測定するようにしている。
【００２６】
ここで、上記の転写ベルト２１としては、ポリフェニレンサルファイド樹脂やポリイミド樹脂などで構成された樹脂ベルト２１ａの表面に、光硬化性のアクリル系樹脂やケイ素を用いた透明な硬質層２１を形成したものを用いるようにした。
【００２７】
そして、この実施形態のトナー付着量測定装置においては、発光素子３１としてＬＥＤを用い、この発光素子３１から出射された光を発光側の拡散部材３２ａによって平均化させ、このように平均化された光を発光側の集光部材３３ａにより集光させて、上記のようにトナーｔが付着された転写ベルト２１の表面に照射させ、この光をトナーｔが付着された転写ベルト２１の表面において反射させるようにする。
【００２８】
そして、このように反射された反射光を受光側の集光部材３３ｂにより集光させて受光側の拡散部材３２ｂに導き、この受光側の拡散部材３２ｂにより集光された反射光を平均化させ、このように平均化された反射光を偏光部材３４において発光素子３１からの正反射光とその他の乱反射光とに分離させ、このように分離された正反射光と乱反射光とをＩＤＣセンサからなる受光素子３５によって受光させ、この受光素子３５における受光出力に基づいて、転写ベルト２１に付着されたトナーｔの量を測定するようにしている。
【００２９】
なお、この実施形態においては、上記のトナー付着量測定装置により転写ベルト２１に付着されたトナーｔの量を測定するようにしたが、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄに設けられた感光体１１に付着されたトナーの量を測定させることも可能である。
【００３０】
また、この実施形態においては、拡散部材として、発光素子３１側における発光側の拡散部材３２ａと受光素子３５側における受光側の拡散部材３２ｂとを設けるようにしたが、何れか一方にすることも可能であり、このように１つの拡散部材を設ける場合には、上記の受光素子３５側における受光側の拡散部材３２ｂを設けるようにすることが好ましい。
【００３１】
次に、市販の複写機（コニカミノルタ社製：ｂｉｚｈｕｂ−Ｃ２５０）を使用し、この複写機の転写ベルトに付着されるトナー量が４〜４．５ｇ／ｍ2になるように制御し、この転写ベルトに付着されたトナーの量を上記のようなトナー付着量測定装置を用いて測定する実験を行った。
【００３２】
ここで、実施例のトナー付着量測定装置においては、上記のトナー付着量測定装置において、発光側の拡散部材を設けずに、受光側の拡散部材だけを設けるようにした。一方、比較例のトナー付着量測定装置においては、上記の発光側及び受光側の何れの拡散部材も設けないようにした。なお、上記の拡散部材としては、マット処理した厚み５０μｍの拡散シートを３枚張り合わせたものを用いた。
【００３３】
そして、上記の複写機を駆動させて転写ベルトを送り、上記の各トナー付着量測定装置に設けた各受光素子における受光出力の変化を調べ、実施例のトナー付着量測定装置を用いた場合の結果を図３に、比較例のトナー付着量測定装置を用いた場合の結果を図４に示した。
【００３４】
この結果、拡散部材を設けていない比較例のトナー付着量測定装置においては、受光素子からの受光出力の変動が大きくなっていたのに対して、受光側の拡散部材を設けた実施例のトナー付着量測定装置においては、受光素子からの受光出力の変動が小さくなっており、トナー付着量を安定して適切に測定できるようになっていた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係るトナー付着量測定装置を使用する画像形成装置の一例を示した概略説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るトナー付着量測定装置によって転写ベルトに付着されたトナーの付着量を測定する状態を示した概略説明図である。
【図３】本発明の実施例のトナー付着量測定装置を用いて転写ベルトに付着されたトナーの量を測定した場合において、受光素子における受光出力の変化を示した図である。
【図４】比較例のトナー付着量測定装置を用いて転写ベルトに付着されたトナーの量を測定した場合において、受光素子における受光出力の変化を示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  装置本体
１０Ａ〜１０Ｄ  イメージングカートリッジ
１１  感光体
１２  帯電装置
１３  露光装置
１４  現像装置
１５  クリーニング装置
２１  転写ベルト
２２  給紙ローラ
２３  タイミングローラ
２４  転写ローラ
２５  第２クリーニング装置
２６  定着ローラ
２７  排紙ローラ
３１  発光素子
３２ａ，３２ｂ  拡散部材
３３ａ，３３ｂ  集光部材
３４  偏光部材
３５  受光素子
Ｓ  記録媒体
ｔ  トナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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