(57)【要約】【課題】シャッター等のトナー防塵機構あるいはセンサ検出面の清掃機構を付加することなく、汚れ等の経時的なセンサ特性の変化に対し、高精度にトナーパッチを検出することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】光学式反射濃度センサの発光電流を前記トナーパッチの反射出力を検出する時と像担持体の非画像部の反射出力を検出する場合で切換える発光電流切換え手段を有し、且つ前記像担持体の非画像部の反射出力の検出結果に基づいて前記光学式反射濃度センサの発光電流を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、像担持体、帯電器、露光装置、現像機、及び光学式反射濃度センサを有し、前記光学式反射濃度センサで前記像担持体上に現像されたベタ画像とベタ以外の中間調画像のトナーパッチ、さらには像担持体の非画像部の反射出力を検出し、前記像担持体の非画像部の反射出力の検出結果に基づいてトナーパッチを検出する時の前記光学式反射濃度センサの検出条件を調整する画像形成装置において、前記光学式反射濃度センサの発光電流を前記トナーパッチの反射出力を検出する時と前記像担持体の非画像部の反射出力を検出する場合で切換える発光電流切換え手段を有し、且つ前記像担持体の非画像部の反射出力の検出結果に基づいて前記光学式反射濃度センサの発光電流を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
予め記憶された像担持体の非画像部の反射出力と前記光学式反射濃度センサで検出された像担持体の非画像部の反射出力値とを比較する反射出力比較装置を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記反射出力比較装置で、予め記憶された像担持体の非画像部の反射出力と前記光学式反射濃度センサで検出された像担持体非画像部の反射出力との出力電圧差を算出し、前記出力電圧差と予め記憶された閾値電圧とを比較することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記出力電圧差が前記閾値電圧と等しいかあるいは大きくなった場合、像担持体の非画像部を検出する発光電流を変化させ、前記出力電圧差が前記閾値電圧よりも小さくなるようにし、この時の発光電流を記憶する発光電流記憶部を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記出力電圧差が前記閾値電圧と等しいかあるいは大きくなった場合、トナーパッチを検出する発光電流を変更することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記出力電圧差が前記閾値電圧と等しいかあるいは大きくなった場合、予め記憶された像担持体の非画像部を検出する発光電流をＰ０、予め記憶されたトナーパッチ用の発光電流をＰ１、前記出力電圧差が前記閾値電圧よりも小さくした時の前記発光電流をＰ０’とした時、トナーパッチを検出する時の前記光学式反射濃度センサの発光電流Ｐ１’がＰ１’＝Ｐ０’／Ｐ０×Ｐ１で表されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
少なくとも、像担持体、帯電器、露光装置、現像機、及び光学式反射濃度センサを有し、前記光学式反射濃度センサで前記像担持体上に現像されたベタ画像とベタ以外の中間調画像のトナーパッチさらには像担持体の非画像部の反射出力を検出し、前記像担持体の非画像部の反射出力の検出結果に基づいてトナーパッチを検出する時の前記光学式反射濃度センサの検出条件を調整する画像形成装置において、前記光学式反射濃度センサの発光電圧を前記トナーパッチの反射出力を検出する時と前記像担持体の非画像部の反射出力を検出する場合で切換える発光電圧切換え手段を有し、且つ前記像担持体の非画像部の反射出力の検出結果に基づいて前記光学式反射濃度センサの発光電圧を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成装置において、予め記憶された像担持体の非画像部の反射出力と前記光学式反射濃度センサで検出された像担持体の非画像部の反射出力値とを比較する反射出力比較装置を有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記反射出力比較装置で、予め記憶された像担持体の非画像部の反射出力と前記光学式反射濃度センサで検出された像担持体非画像部の反射出力との出力電圧差を算出し、前記出力電圧差と予め記憶された閾値電圧を比較することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記出力電圧差が前記閾値電圧と等しいかあるいは大きくなった場合、像担持体の非画像部を検出する発光電圧を変化させ、前記出力電圧差が前記閾値電圧よりも小さくなるようにし、この時の発光電圧を記憶する発光電圧記憶部を有することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記出力電圧差が前記閾値電圧と等しいかあるいは大きくなった場合、トナーパッチを検出する発光電圧を変更することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記出力電圧差が前記閾値電圧と等しいかあるいは大きくなった場合、予め記憶された像担持体の非画像部を検出する発光電圧をＰ０、予め記憶されたトナーパッチ用の発光電圧をＰ１、前記出力電圧差が前記閾値電圧よりも小さくした時の前記発光電圧をＰ０’とした時、トナーパッチを検出する時の前記光学式反射濃度センサの発光電圧Ｐ１’がＰ１’＝Ｐ０’／Ｐ０×Ｐ１で表されることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等のトナ−等の着色粒子を用いて画像を顕像化させる電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置は着色粒子を記録体表面に画像として顕像化させる印写工程と、顕像化された着色粒子画像を記録体に固着させる転写及び定着工程から成る。先ず帯電器により感光体を一様に帯電する。次に細く絞られたレーザを感光体上に照射し静電的な潜像を形成する。この潜像上に帯電したトナーを現像させ潜像を顕著化させる。次に転写帯電器により用紙裏面にトナーと逆極性の電荷を供給し、感光体上に付着したトナーを用紙やＯＨＰシートあるいは中間転写体などの記録体上に転写させて画像を得るという、いわゆる電子写真プロセスが良く知られている。
【０００３】
この種の画像形成装置においては、高品位の画質を長期間にわたり安定して再現できるようにするための配慮として、印刷作業開始前や印刷作業終了後、あるいは印刷作業中の用紙間などに、感光体表面にパッチを形成し、このパッチから得た情報に基づき印刷に関与する種々パラメータを制御する機構を取り入れたものが知られている。ここで、上記のような制御に用いられるパッチには、感光体上にトナーを付着させずに潜像として形成された「電位パッチ」を用いて制御を行なう構成と、トナーを付着させて形成される「トナーパッチ」を用いて制御を行なう構成とがある。
【０００４】
前者は感光体に正対して設置された電位センサにより潜像電位を検出するものである。一方後者は発光部と受光部を持つ光学式反射濃度センサによりトナーの付着度合いを検出する。図２に光学式反射濃度センサの概略図を示す。以下、光学式反射濃度センサをセンサと記す。カーボンブラックを主な組成とする黒トナーは赤外光を吸収する特性があることから、赤外光を放出する光源を使用し、受光部においてこの吸収度合いを測定することにより、トナー付着量を推測する。図３にトナーパッチを測定した時のセンサ出力の結果を示す。結果より感光体非画像部のセンサ出力に対し、トナーを付着させた領域はセンサ出力が低下する。このセンサ出力の電圧値の違いがトナーパッチによる反射出力と感光体非画像部の反射出力の違いである。トナー付着量が増加すると赤外光がより吸収される為、受光部でのセンサ出力は低下する方向に作用する。
【０００５】
次にセンサ特性変化の一例として、センサの検出面が汚れた場合の影響について説明する。図４は実際に感光体非画像部の反射出力を発光電流を変化させて測定した図である。センサの検出面が汚れると、同じ発光電流を流しても感光体非画像部を検出した時のセンサ出力が低下する方向に作用する。これはセンサ検出面の透過率が低下する為に起こる現象である。このようなトナー付着量の誤検出を防ぐため、トナーパッチからの反射出力だけでなく、トナーパッチの形成されていない感光体非画像部からの反射出力を検出し、この検出結果に基づいてセンサ受光部の増幅率を調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法を用いれば、センサが多少汚れてもトナーパッチの付着量が汚れの影響を受けずに正しく検出でき、前述の欠点を解消できる。しかし、感光体非画像部からの反射出力はトナーパッチからの反射出力に比べて出力が非常に高く、トナーパッチと感光体非画像部の反射出力を同じ発光電流で検出しようとすると、どちらかの検出感度が低下してしまう。図５に発光電流と感光体非画像部の反射出力の関係を示す。
【０００６】
これに対し、付着量センサの検出面に防塵用シャッターを取り付け、制御時に調整する以外はセンサ検出面を閉じておきトナーあるいは紙粉による汚れが付着しないように工夫し対策をしている。さらにシャッター裏側に清掃部材をつけることにより、シャッター開閉と同時に清掃が行われる仕組みになっている。但しこのような清掃機構をセンサに付加させると、装置の大型化、コストアップは免れない問題であり、また機構部の信頼性確保も大きな問題である。
【０００７】
【特許文献１】特開平５６−１６４３５５号公報
【０００８】
【特許文献２】特開平０９−００６２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、シャッター等のトナー防塵機構あるいはセンサ検出面の清掃機構を付加することなく、汚れ等の経時的なセンサ特性の変化に対し、高精度にトナーパッチを検出することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、光学式反射濃度センサの発光電流をトナーパッチの反射出力を検出する時と前記像担持体の非画像部の反射出力を検出する場合で切換える発光電流切換え手段を有し、且つ前記像担持体の非画像部の反射出力の検出結果に基づいて前記光学式反射濃度センサの発光電流を調整することによって達成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光学式反射濃度センサの発光電流を感光体非画像部で調整することにより、複雑なメカ機構を搭載することなく、且つ広範囲のトナー付着量を高精度に検出することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施例を、図１、図６〜８を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
１は帯電器、２は露光装置、３は現像機、４は転写帯電器、５は定着器、６はクリーナ、７はレジストローラ、８は搬送ベルト、９は感光体、１０はセンサ、１１は制御装置、１２は反射出力比較装置、１３は発光電流切換え装置、１４は発光電流記憶部である。
【００１４】
装置内の用紙の動きを図１で説明する。用紙はレジストパスを通りレジストローラ７により印刷部に送られ、感光体９表面に形成されたトナー像を転写帯電器４によりトナーと逆極性のコロナ放電の電荷を用紙に与え、トナーを用紙上に転写させる。その後定着器５を通り、スタッカに排出される。トナーパッチを検出する際には、コントローラより送出されたトナーパッチ画像データを露光装置２によって予め決められたテストパッチ潜像を形成し、このテストパッチ潜像を現像機３によって像化したのち、センサ１０によってそのトナーパッチ領域の反射濃度を検出し、その検出値に基づいて制御装置１１により帯電器１のグリッド電圧、現像機３の現像バイアス、露光装置２のレーザパワーを調節することが出来る。
【００１５】
図１に示すように、センサ１０の位置は感光体９上に現像されたトナーを直接検知する為、トナーによる飛散が多い領域である。またセンサ直下を用紙が通過することから、紙粉による汚染も受ける部分である。実施例では、感光体非画像部の反射出力を検出し、その出力変化よりセンサの特性変化を検知し、変化していると判断された場合には、発光電流を最適な値に変更し、トナーパッチを検出する方法である。
【００１６】
次にセンサの特性変化の検知方法に関して説明する。図７にセンサの特性変化検知のフローチャートを示す。先ずトナーパッチ検出に先立って感光体非画像部の反射出力を検出する。そのため発光電流切換え装置１３により予めＣＰＵに記憶された感光体非画像部の発光電流Ｐ０に切換える。その後感光体を回転させ非画像部の反射出力を取り込む。反射出力は感光体１周分のデータを取りこみこれを平均処理したデータを扱う。これは感光体周方向の反射出力むら、あるいは感光体駆動部分の振動やジッタによりセンサと被検出物との距離が変わり、取り込みデータがばらつく為、このような誤差を極力少なくする対策である。ここでは平均処理した後のセンサ出力値をＶｓ１と定義することにする。次に予めＣＰＵに記憶された感光体非画像部の反射出力Ｖｓ０との差分ΔＶ（＝｜Ｖｓ０−Ｖｓ１｜）を算出する。次に前記ΔＶと予めＣＰＵに記憶された閾値電圧ΔＶ０と大小比較を行う。出力電圧差ΔＶが閾値電圧ΔＶ０と等しいかあるいは大きくなった場合、センサ特性が変化したと判断する。この場合は発光電流を調整するシーケンスを起動させるようになっている。反射出力比較装置１２では、センサ出力値Ｖｓ１とＶｓ０の差分、出力電圧差ΔＶを算出し、予めＣＰＵに記憶された閾値電圧ΔＶ０と比較を行う部分である。本シーケンスの検出タイミングに関してはトナーパッチ検出時よりも前であれば何時でも良いが、出来るだけトナーパッチの検出を行う直前に行う方が望ましい。
【００１７】
図８に発光電流調整のフローチャートを示す。前記反射出力比較装置１２にて検出された出力電圧差ΔＶが閾値電圧ΔＶ０よりも小さくなるまで発光電流を変化させる。ここでΔＶ＜ΔＶ０となる時の発光電流をＰ０’とする。この発光電流Ｐ０’を発光電流記憶部１４に記憶させる。発光電流の可変方法に関しては、感光体９が１周する毎に発光電流を変化させてＶｓ１を算出し、出力電圧差ΔＶを算出する。出力電圧差ΔＶと閾値電圧ΔＶ０を比較しΔＶ＜ΔＶ０となるまで発光電流を変化させる。次に前記Ｐ０’とＰ０、及び予めＣＰＵに記憶されたトナーパッチ用の発光電流Ｐ１を使って、式Ｐ１’＝（Ｐ０’／Ｐ０）×Ｐ１を算出する。式の算出結果Ｐ１’がトナーパッチ検出用の発光電流として使用される。
【００１８】
例えば、センサ面が汚れた場合、Ｐ０’／Ｐ０＞１となり、Ｐ１’＞Ｐ１となる。センサ面の汚れが無い場合、つまりＰ０’＝Ｐ０の場合は、前記式はＰ１’＝Ｐ１となり発光電流の変更は無い。前記式を用いて、発光電流を調整することによって、センサ特性が変化しても高精度にトナーパッチを検出することが可能である。また本実施例では発光電流と記しているが、前記式のＰ１は発光電圧でも当てはまる。また本実施例では感光体の非画像部の反射出力あるいは感光体上に形成されたトナーパッチを検出するとしているが、検出対象が感光体から中間転写体上に転写されたトナーパッチ、および中間転写体上の非画像部の反射出力を検出であっても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置の概略図。
【図２】光学式反射濃度センサの概略図。
【図３】トナーパッチを検出した時のセンサ出力波形を示した図。
【図４】センサ検出面が汚れた場合の感光体非画像部の反射出力変化を表す図。
【図５】発光電流と感光体非画像部の反射出力の関係を示した図。
【図６】本発明の実施例におけるセンサの周辺回路の概略図。
【図７】本発明の実施例におけるセンサ特性変化を検出する制御フローチャート。
【図８】本発明の実施例における発光電流を調整する制御フローチャート。
【符号の説明】
【００２０】
１…帯電器、２…露光装置、３…現像機、４…転写帯電器、５…定着器、６…クリーナ、７…レジストローラ、８…搬送ベルト、９…感光体、１０…光学式反射濃度センサ、１１…制御装置、１２…反射出力比較装置、１３…発光電流切換え装置、１４…発光電流記憶部、１５…発光部、１６…受光部、１７…トナーパッチ、１８…感光体非画像部の反射出力、１９…トナーパッチの反射出力。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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