(57)【要約】【課題】動作信頼性の高いトナー濃度検出装置を提供する。【解決手段】像担持体５３上に形成された被検出部９に対向する第１位置と、像担持体５３の近くに設けられ校正部材５に対向する第２位置との間で回動可能に設けられた濃度センサ４と、第１位置および第２位置における濃度センサ４の有無を検出する位置検出手段７ａ，７ｂをケース２の内部に備え、ケース２に濃度センサ４が被検出部９に対向するときに通して測定する開口３を設け、濃度センサ４が第２位置から第１位置へ到達したことを位置検出手段７ａが検出した後、濃度センサ４が予め設定された範囲だけ回動させて、回動によって被検出部９の濃度を濃度センサ４が検出した濃度値と検出位置の情報と予め設定された開口部３の両端部を想定した濃度値とによって、開口部３の中央を判断して、濃度センサ４を位置決めする対開口部中央位置補正手段２２を備えたことを特徴とする。【選択図】図２
2013114199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された被検出部に対向する第１位置と、前記像担持体の近くに設けられ校正部材に対向する第２位置との間で回動可能に設けられた濃度センサと、前記第１位置および第２位置における前記濃度センサの有無を検出する位置検出手段とをケースの内部に備え、
そのケースには前記濃度センサが前記被検出部に対向するときに通して測定する開口を設けたトナー濃度検出装置において、
前記濃度センサが前記第２位置から前記第１位置へ到達したことを前記位置検出手段が検出した後、前記濃度センサが予め設定された範囲だけ回動させて、この回動によって被検出部の濃度を前記濃度センサが検出した濃度値と検出位置の情報と予め設定された開口部の両端部を想定した濃度値とによって、当該開口部の中央を判断して、前記濃度センサを位置決めする対開口部中央位置補正手段を備えたことを特徴とするトナー濃度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトナー濃度検出装置において、
前記濃度センサと前記開口部とを予め設定された範囲だけ連動して回動させ、この回動によって前記被検出部の濃度を前記濃度センサが検出した濃度値が最大になる位置に濃度センサと開口部を位置決めする対像担持体位置補正手段を備えたことを特徴とするトナー濃度検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のトナー濃度検出装置において、
前記開口部を有するケースも回動可能に設けられ、そのケースと前記濃度センサの回転軸が同一であることを特徴とするトナー濃度検出装置。
【請求項４】
感光体と、その感光体の表面を帯電する帯電装置と、帯電した感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記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と、前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写装置と、前記現像手段と転写手段の間で前記感光体の表面近くに配置されたトナー濃度検出装置を備えた電子写真印刷装置において、
前記トナー濃度検出装置として請求項１ないし３のいずれか１項に記載のトナー濃度検出装置を備えたことを特徴とする電子写真印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真印刷装置のトナー濃度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザービームプリンタなどの電子写真印刷装置において、感光体などの像担持体上に形成されたトナー像やトナーマークのトナー濃度を測定して、その測定値に基づいて印刷制御系統をフィードバック制御するために、各種のトナー濃度検出装置が印刷装置に設置されている。
【０００３】
従来、特開２００１−３５０３０３号公報（特許文献１）に記載されているような電子写真印刷装置のトナー濃度検出装置が提案されている。図６はこのトナー濃度検出装置の概略構成図、図７はそのトナー濃度検出装置の動作を説明するためフローチャートである。
【０００４】
図６に示すように、トナー濃度検出装置８１は、光の反射量により感光体ドラム８２上に形成されたトナー像の濃度を測定する光学式濃度センサ８３と、その光学式濃度センサ８３からの照射光や光学式濃度センサ８３への入射光を通すための開口部８４を有するケース８５と、光学式濃度センサ８３を感光体ドラム８２に対向する位置（第１位置）と濃度センサ校正板８６に対向する位置（第２位置）との間で回動させる回転部８７と、その回転部８７の外周に設けられた回転位置被検出部８８の有無を検出することによって光学式濃度センサ８３が前記第１の位置にあるのか、第２の位置にあるのかを識別する第１位置センサ（以下、ポジションセンサと称す）８９ａならびに第２位置センサ（以下、ポジションセンサと称す）８９ｂなどから構成されている。  
回転部８７は、図示しない駆動モータに連結されている。
【０００５】
トナー濃度測定時には図６において実線でに示すように、濃度センサ８３は感光体ドラム８２と対向する位置にあり、回転位置被検出部８８がポジションセンサ８９ａに対向した位置で停止している。
【０００６】
感光体ドラム８２上のトナー像のトナー濃度測定が終了すると、図７に示すようにステップ（以下、Ｓと略記する）２１において濃度センサ８３を濃度センサ校正板８６に対向する位置まで回動させ、回転位置被検出部８８がポジションセンサ８９ｂに対向した位置で濃度センサ８３を一旦停止させる。
【０００７】
次にＳ２２で、ポジションセンサ８９ｂに対し、例えば予め設定された±のある範囲で濃度センサ８３（回転位置被検出部８８）を前後に回動させる。この回動動作の期間中に濃度センサ８３は濃度センサ校正板８６に対する光照射および反射光の受光を行い（測定を開始し）、測定値を取り込む。
【０００８】
回動動作終了後、取り込んだ測定値から測定値がピークとなる濃度センサ８３の位置を算出し（Ｓ２３）、ピーク値が測定された位置まで濃度センサ８３を移動させる（Ｓ２４）。このようにすることにより、濃度センサ８３の正確な位置決めが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この構成のトナー濃度検出装置８１においては前述のような特色を有しているが、難点が無い訳ではない。すなわち、トナー濃度検出装置８１が印刷装置内で正しく設置されていなかったり、あるいは正しく設置されていても、装置の経年的な磨耗や劣化などにより、トナー濃度検出装置８１の開口部８４の位置がずれた場合は、図８に示すように、開口部８４の端部が感光体ドラム８２と濃度センサ８３の間に入り込んで、反射光を遮蔽することにより、濃度センサ８３が検出した濃度値が真の最大値とならない場合があり、適正な制御ができないという難点がある。
【００１０】
このトナー濃度検出装置８１は、印刷装置内を浮遊しているトナーや塵埃によりセンサ検出面の汚れを防止するために、濃度センサ８３がケース８５内に格納されており、トナーや塵埃がケース８５内に侵入するのを防止するため、開口部８４は可及的に小さく設計されている。そのために開口部８４の端部が感光体ドラム８２と濃度センサ８３の間に入り込んで、反射光を遮蔽することが多くなる。
【００１１】
本発明の目的は、このような従来の欠点を解消し、動作信頼性の高いトナー濃度検出装置ならびにそれを備えた電子写真印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明は、
像担持体上に形成された被検出部に対向する第１位置と、前記像担持体の近くに設けられ校正部材に対向する第２位置との間で回動可能に設けられた濃度センサと、前記第１位置および第２位置における前記濃度センサの有無を検出する位置検出手段とをケースの内部に備え、
そのケースには前記濃度センサが前記被検出部に対向するときに通して測定する開口を設けたトナー濃度検出装置を対象とするものである。
【００１３】
そして、前記濃度センサが前記第２位置から前記第１位置へ到達したことを前記位置検出手段が検出した後、前記濃度センサが予め設定された範囲だけ回動させて、この回動によって被検出部の濃度を前記濃度センサが検出した濃度値と検出位置の情報と予め設定された開口部の両端部を想定した濃度値とによって、当該開口部の中央を判断して、前記濃度センサを位置決めする対開口部中央位置補正手段を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は前述のような構成になっており、動作信頼性の高いトナー濃度検出装置ならびにそれを備えた電子写真印刷装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係るトナー濃度検出装置の一部を断面にした正面図である。
【図２】そのトナー濃度検出装置のトナー濃度検出時の断面図である。
【図３】そのトナー濃度検出装置のトナー濃度を検出しない時の断面図である。
【図４】そのトナー濃度検出装置中の光学式濃度センサの位置制御を説明するためのフローチャートである。
【図５】そのトナー濃度検出装置を備えたレーザービームプリンタの概略構成図である。
【図６】従来提案されたトナー濃度検出装置の概略構成図である。
【図７】そのトナー濃度検出装置の光学式濃度センサの位置制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】従来提案されたトナー濃度検出装置の不具合を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に本発明の実施例を図面とともに説明する。始めに、本発明が適用される電子写真印刷装置（レーザビームプリンタ）の全体構成を図５とともに説明する。この図５は、レーザビームプリンタの概略構成図である。
【００１７】
この図において、５１はレーザビームプリンタであり、そのコントローラ５２からの印刷動作開始信号に基づいて感光体ドラム５３が矢印ａ方向に回転を始める。感光体ドラム５３は、レーザビームプリンタ５１の印刷速度に相当する速度で回転し、印刷動作が終了するまで回転を継続する。
【００１８】
感光体ドラム５３が回転を開始すると、コロナ帯電器５４に高電圧が印加され、感光体ドラム５３の表面に例えば正の電荷が均一に帯電される。
【００１９】
回転多面鏡５５は、レーザビームプリンタ５１に電源が投入されると直ちに回転を開始し、電源が投入されている間、高精度に定速回転が維持される。
【００２０】
光源５６から出射されたレーザ光は、回転多面鏡５５で反射し、ｆθレンズ５７を通じて感光体ドラム５３上を走査しながら照射する。
【００２１】
ドットイメージに変換された文字データや図形データがレーザビームのオン／オフ信号としてコントローラ５２からレーザビームプリンタ５１に送られると、感光体ドラム５３の表面にレーザービームが照射される部分と照射されない部分とが形成され、所謂、静電潜像が形成される。
【００２２】
この静電潜像が形成された感光体ドラム領域が現像装置５８と対向する位置に到達すると、静電潜像のトナーが供給され、レーザービームの照射により感光体ドラム５３上の電荷が消失した部分に、例えば正電荷に帯電したトナーが静電気により吸引されて、感光体ドラム５３上にトナー像が形成される。
【００２３】
用紙ホッパ５９に収納されていたミシン目を有する連続した用紙６０は、用紙搬送トラクタ６１によって、感光体ドラム５３上に形成されているトナー像が転写位置に到達するタイミングと同期させて、感光体ドラム５３と転写器６２の間に向けて搬送される。
【００２４】
感光体ドラム５３上に形成されたトナー像は、用紙６０の背面側にトナー像と逆極性の電荷を付与する転写器６２の作用によって、用紙６０上に吸引・転写される。
【００２５】
このように用紙ホッパ５９にセットされていた用紙６０は、用紙搬送トラクタ６１、転写器６２、用紙搬送トラクタ６３ならびにバッファプレート６４を経て定着装置６５に搬送される。
【００２６】
定着装置６５に到着した用紙６０は、プレヒータ６６で予熱された後、複数のヒータランプ６７を備えた加熱ローラ６８と加圧ローラ６９からなる一対の定着ローラのニップ部によって加熱・加圧されながら挟持・搬送され、トナー像が用紙６０に溶融定着される。
【００２７】
加熱ローラ６８と加圧ローラ６９によって送り出された用紙６０は、用紙送り出しローラ７０によってスタッカテーブル７１側に送り出されるとともに、スイングフィン７２の揺動動作によってミシン目に沿って交互に折り分けられ、さらに、回転するパドル７３で折り畳み状態が整えられながら、スタッカテーブル７１上に積み重ねられていく。
【００２８】
一方、感光体ドラム５３の転写位置を通過した領域は、清掃装置７４で清掃され、次の印刷動作に備えられる。  
前記バッファプレート６４は、用紙搬送トラクタ６３と定着ローラ（加熱ローラ６８、加圧ローラ６９）の間で用紙搬送速度差が生じた場合に、用紙６０に生じる弛みや張りを吸収して用紙張力を一定にするためのものである。
【００２９】
なお、この図５において、７５は印刷動作中のレーザビームプリンタ５１の状態に基づく情報を表示したりする表示画面である。７６は、加熱ローラ６８の表面に接触可能で、且つ巻き取り可能に設けられたウェブ部材で、加熱ローラ６８の表面の清掃ならびに加熱ローラ６８の表面への離型剤の塗布を行なうためのものである。
【００３０】
さらに１は、現像装置５８によって感光体ドラム５３上に形成されたトナー像の濃度を測定し、その測定値に基づく信号をコントローラ５２に送信するトナー濃度検出装置であり、現像装置５８と転写器６２の間の感光体ドラム５３近傍に配置されている。
【００３１】
図１はこのトナー濃度検出装置１の一部を断面にした正面図、図２はそのトナー濃度検出装置１の断面図で、感光体ドラム５３と対応して描いている。  
トナー濃度検出装置１は、光の反射量により感光体ドラム５３上に形成されたトナー像の濃度を測定する発光素子と受光素子の対（図示せず）を備えた光学式濃度センサ４と、その光学式濃度センサ４からの照射光や光学式濃度センサ４への入射光を通すための開口部３を有するケース２と、光学式濃度センサ４を感光体ドラム５３に対向する位置（第１位置）と濃度センサ校正板５に対向する位置（第２位置）との間で回動させる回転部１１と、その回転部１１の外周に設けられた回転位置被検出部６の有無を検出することによって光学式濃度センサ４が前記第１の位置にあるのか、第２の位置にあるのかを識別する第１位置センサ７ａならびに第２位置センサ７ｂなどから構成されている。  
前記濃度センサ校正板５、第１位置センサ７ａならびに第２位置センサ７ｂは、ケース２の内面に取り付けられている。
【００３２】
図１に示すように、回転部１１はプーリと伝達ベルトからなる第１駆動伝達部３１に連結され、その第１駆動伝達部３１はパルスモータからなる第１駆動モータ３２に連結されている。また、ケース２は回転部１１と回転中心を同一にした回転軸２ａを有しており、この回転軸２ａはプーリと伝達ベルトからなる第２駆動伝達部３３に連結され、その第２駆動伝達部３３はパルスモータからなる第２駆動モータ３４に連結されている。
【００３３】
感光体ドラム５３上のトナー像の濃度測定を行なわないときは、図３に示すように光学式濃度センサ４はケース２の開口部３から約９０度離れた位置にあって、ケース２内に設けられた濃度センサ校正板５に対向した状態、すなわち回転部１１（光学式濃度センサ４）の外周に設けられた回転位置被検出部６は第２位置センサ７ｂに対向した状態で格納されている。これにより、印刷装置内を浮遊するトナーや塵埃による濃度センサ検出面の汚染の防止を図っている。
【００３４】
一方、感光体ドラム５３上のトナー像の濃度測定を行なうときは、図２に示すように光学式濃度センサ４は感光体ドラム５３と対向する位置に回動され、回転位置被検出部６が第１位置センサ７ａと対向する位置で停止される。
【００３５】
このとき、光学式濃度センサ４により感光体ドラム５３上のトナー濃度を測定する位置（以後、この位置を光学式濃度センサ４の感光体上検出位置８という）と、光学式濃度センサ４が感光体ドラム５３の中心５３ａを向くときに光学式濃度センサ４と感光体ドラム５３の中心５３ａを結んだ直線と感光体ドラム５３の外周とが交わる位置（以後、この位置を感光体上被検出部９という）とを、同一にすることが望ましい。
【００３６】
図２に示すようにこの濃度検出装置１には、後述する対校正板位置補正手段２１、対開口部中央位置補正手段２２ならびに対感光体位置補正手段２３が設けられている。
【００３７】
ところで、濃度検出装置１自体が印刷装置に正しく取り付けられていない、あるいは正しく取り付けられているにもかかわらず、装置駆動系の経年的な磨耗や劣化などにより感光体上被検出部９と光学式濃度センサ４の感光体上検出位置８とがずれた場合には、感光体上被検出部９のトナー濃度を光学式濃度センサ４が適正に検出することができなくなり、正しい印刷品質制御を行なえなくなるため、常に感光体上被検出部９のトナー濃度を適正に検出して、印刷品質を安定させるという課題があった。
【００３８】
そこで本発明においては、図４のフローチャートに示すような光学式濃度センサ４の位置制御を行なっている。
【００３９】
すなわち図４に示すように、
Ｓ１：回転部１１（光学式濃度センサ４）の外周に設けられた回転位置被検出部６を第２位置センサ７ｂに対向する位置まで回動させて、一旦停止させる。この状態で、光学式濃度センサ４は濃度センサ校正板５におおよそ対向している。  
Ｓ２：第２位置センサ７ｂに対して、例えば予め設定された±のある範囲で回転位置被検出部６を前後に例えば約−１０〜＋１０°の範囲で回動させる。  
Ｓ３：この回動動作の期間中に光学式濃度センサ４は濃度センサ校正板５に対する光照射および反射光の受光を行い、検出した濃度値と検出位置の情報とを対校正板位置補正手段２１に取り込む。
【００４０】
Ｓ４：回動動作終了後、取り込んだ濃度値と検出位置の情報とから、検出した濃度値が最大となる光学式濃度センサ４の位置を対校正板位置補正手段２１が算出し、最大値を検出した位置に光学式濃度センサ４を回動させる。この回動・位置決めにより、光学式濃度センサ４は濃度センサ校正板５の正しい濃度値を検出することが可能となる。
【００４１】
ここで、光学式濃度センサ４を用いた本実施例において、光学式濃度センサ４が検出した濃度値が最大となる位置とは、濃度センサ校正板５からの反射光が光学式濃度センサ４に最も多く入射している位置を意味し、このとき、光学式濃度センサ４が濃度センサ校正板５に対して正確に対向しているものと判断できるため、結果として光学式濃度センサ４を正確に位置決めすることが可能となる。
【００４２】
Ｓ５：濃度センサ校正板５に対向した光学式濃度センサ４を、ケース２の開口部３に対向させる場合も、回転部１１の外周に設けられた回転位置被検出部６を第１位置センサ７ａに対向する位置まで回動させて、一旦停止させる。この状態で、光学式濃度センサ４がケース２の開口部３のおおよそ中央に対向するように、予め第１位置センサ７ａの位置を調整して組み立てておくことにより、光学式濃度センサ４はケース２の開口部３のおおよそ中央に対向している。
【００４３】
Ｓ６：第１位置センサ７ａに対して、例えば予め設定された±のある範囲で回転位置被検出部６を前後に回動させる。  
Ｓ７：この回動動作の期間中に光学式濃度センサ４はケース２の開口部３の周囲に対して光照射および反射光の受光を行い、検出した濃度値と検出位置の情報とを対開口部中央位置補正手段２２に取り込む。
【００４４】
Ｓ８：回動動作終了後、検出した濃度値と、検出位置の情報と、予め設定されたケース２の開口部３の両端部位置を想定した濃度値（例えば濃度Ａ）とから、ケース２の開口部３の中央位置を対開口部中央位置補正手段２２が算出し、光学式濃度センサ４を開口部３の中央位置に回動させる。
【００４５】
その一例を挙げると、開口部３の両端部位置を想定した濃度Ａを取り込んだ検出位置がＸとＹの２箇所の場合、開口部３の中央位置は（Ｘ＋Ｙ）／２で算出することができる。
【００４６】
ここで光学式濃度センサ４を開口部３の中央位置に正確に位置合わせする必要はなく、光学式濃度センサ４が光照射および反射光の受光をケース２に遮られないで行なえる位置に位置合わせできれば十分である。
【００４７】
Ｓ９：ケース２の開口部３の中央位置に対向した光学式濃度センサ４を感光体ドラム５３の表面に対向させる場合は、感光体ドラム５３の表面に対し、例えば予め設定された±のある範囲で光学式濃度センサ４とケース２を連動して前後に例えば約−１０〜＋１０°の範囲で回動させる。  
Ｓ１０：この回動動作の期間中に光学式濃度センサ４は感光体ドラム５３に対する光照射および反射光の受光を行い、検出した濃度値と検出位置とを対感光体位置補正手段２３に取り込む。
【００４８】
Ｓ１１：回動動作終了後、取り込んだ濃度値と検出位置の情報とから、検出した濃度値が最大となる光学式濃度センサ４とケース２の位置を対感光体位置補正手段２３が算出し、最大値を検出した位置に光学式濃度センサ４とケース２とを回動させて位置決めする。
【００４９】
このようして、感光体上被検出部９と光学式濃度センサ４の感光体上検出位置８とを同一位置にする（一致させる）ことができる。
【００５０】
図４に示した手順において、前記光学式濃度センサ４の回動、位置決めは、回転部１１を介して第１駆動伝達部３１と第１駆動モータ３２によってなされる。また、ケース２の回動、位置決めは、回転軸２ａを介して第２駆動伝達部３３と第２駆動モータ３４によってなされる。
【符号の説明】
【００５１】
１：トナー濃度検出装置、
２：ケース、
３：開口部、
４：光学式濃度センサ、
５：濃度センサ校正板、
６：回転位置被検出部、
７ａ：第１位置センサ、
７ｂ：第２位置センサ、
８：光学式濃度センサの感光体上検出位置、
９：感光体上被検出位置、
１１：回転部、
２１：対校正板位置補正手段、
２２：対開口部中央位置補正手段、
２３：対感光体位置補正手段、
３１：第１駆動伝達部、
３２：第１駆動モータ、
３３：第２駆動伝達部、
３４：第２駆動モータ、
５１：レーザービームプリンタ、
５３：感光体ドラム、
５８：現像装置、
６２：転写器。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【特許文献１】特開２００１−３５０３０３号公報
【図１】
2013114199.tif 000003
【図２】
2013114199.tif 000004
【図３】
2013114199.tif 000005
【図４】
2013114199.tif 000006
【図５】
2013114199.tif 000007
【図６】
2013114199.tif 000008
【図７】
2013114199.tif 000009
【図８】
2013114199.tif 000010