JP2011002702A5

JP2011002702A5 - 画像形成装置および画像形成装置の制御方法

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Publication number: JP2011002702A5
Application number: JP2009146473A
Authority: JP
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2029-06-19

Description

本発明は、像担持体上に担持されたトナー像の高さを測定するトナー像高さ測定装置を搭載した、複写機やレーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関するものである。

上記のような画像形成装置では、同一の設定条件下で画像形成を行っても、形成される画像の濃度は一定とならない。これは、トナーの帯電量、感光体の感度、或いは転写効率の変動といった各種の画像形成パラメータの変動や、温湿度等の環境条件の変動等が影響するためである。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、次のような画像形成装置および画像形成装置の制御方法を提供することである。即ち、トナーの色に影響されることなく各色トナー像の高さを比較的簡易な構成により精度良く測定すること、特に、反射光量の少ないブラックトナーのトナー像の高さの測定精度を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、所定の速度で移動する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と、前記トナー像からの反射光とを受光する受光部を有し、前記受光部に受光される反射光の強度を検出する検出手段と、前記トナー像が形成された前記像担持体が前記所定の速度で移動中に、前記検出手段により検出される反射光の強度が第１の方向に一定量変化する第１のタイミングと、前記第１のタイミングよりも後で前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向と逆の第２の方向に一定量変化する第２のタイミングとに応じて、前記像担持体の表面に垂直な方向における前記トナー像の高さを検知する検知手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係る他の画像形成装置は、所定の速度で移動する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と、前記トナー像からの反射光とを受光する受光部を有し、前記受光部に受光される反射光の強度を検出する検出手段と、基準となるタイミングから前記検出手段により検出される反射光の強度が一定量変化するまでの時間に応じて前記像担持体の表面に垂直な方向における前記トナー像の高さを検知する検知手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係る他の画像形成装置は、所定の速度で移動する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と、前記トナー像からの反射光とを受光する受光部を有し、前記受光部に受光される反射光の強度を検出する検出手段と、基準となるタイミングから前記検出手段により検出される反射光の強度が第１の方向に一定量変化するまでの第１の時間に応じて前記像担持体の表面に垂直な方向における前記トナー像の第１の高さを検知し、前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向に前記一定量変化してから前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向と逆の第２の方向に一定量変化するまでの第２の時間に応じて前記垂直な方向における前記トナー像の第２の高さを検知し、前記第１の高さと前記第２の高さとの平均値を、前記垂直な方向における前記トナー像の高さとして検知する検知手段と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明に係る他の画像形成装置の制御方法は、所定の速度で移動する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と前記トナー像からの反射光とを受光し、前記受光される反射光の強度を検出する検出手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、前記トナー像が形成された前記像担持体が前記所定の速度で移動中に、前記検出手段により検出される反射光の強度が第１の方向に一定量変化する第１のタイミングと、前記第１のタイミングの後で前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向と逆の第２の方向に一定量変化する第２のタイミングとに応じて、前記像担持体の表面に垂直な方向における前記トナー像の高さを検知する検知工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係る他の画像形成装置の制御方法は、所定の速度で移動する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と前記トナー像からの反射光とを受光し、前記受光される反射光の強度を検出する検出手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、基準となるタイミングから前記検出手段により検出される反射光の強度が一定量変化するまでの時間に応じて、前記像担持体の表面に垂直な方向における前記トナー像の高さを検知する検知工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係る他の画像形成装置の制御方法は、所定の速度で移動する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と前記トナー像からの反射光とを受光し、前記受光される反射光の強度を検出する検出手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、基準となるタイミングから前記検出手段により検出される反射光の強度が第１の方向に一定量変化するまでの第１の時間に応じて前記像担持体の表面に垂直な方向におけるトナー像の第１の高さを検知し、前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向に前記一定量変化してから前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向と逆の第２の方向に一定量変化するまでの第２の時間とに応じて前記垂直な方向におけるトナー像の第２の高さを検知し、前記第１の高さと前記第２の高さの平均値を、前記垂直な方向における前記トナー像の高さとして検知する検知工程と、を有することを特徴とする。

このトナー像高さセンサ２１は、固体レーザ７０１、集光レンズ７０２、受光レンズ７０３、及びフォトダイオード７０４を有する。本実施の形態では、像担持体１である感光体ドラム１のレーザ光照射点を原点とし、感光体ドラム１がその進行方向と逆向きに成す角度を０°としたとき、固体レーザ７０１の位置の角度α＝４５°、フォトダイオード７０４の位置の角度β＝１３５°である。

ＲＯＭ１３０には、感光体ドラム１の移動速度ｖ、フォトダイオード７０４の角度位置情報β、及びレーザ光照射点が基準位置からトナー像５０の書き出し位置に移動するまでの時間ｔａが格納されている。トナー像高さ演算部９０３には、ＲＯＭ１３０に格納されたｖ、β、ｔａの情報と、ＲＡＭ１３２に格納された時間ｔ１の情報とがそれぞれＣＰＵ１２８を介して送付される。時間ｔ１は、固体レーザ７０１から射出されたレーザ光（測定光）が基準位置に照射されてから検出光量が一定量減少するまでの時間である。そして、これらの情報を用いて以下の式１０，１１により、トナー像５０の先端部の高さｈ１を算出する。

Claims

所定の速度で移動する像担持体と、
前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、
前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、
前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と、前記トナー像からの反射光とを受光する受光部を有し、前記受光部に受光される反射光の強度を検出する検出手段と、
前記トナー像が形成された前記像担持体が前記所定の速度で移動中に、前記検出手段により検出される反射光の強度が第１の方向に一定量変化する第１のタイミングと、前記第１のタイミングよりも後で前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向と逆の第２の方向に一定量変化する第２のタイミングとに応じて、前記像担持体の表面に垂直な方向における前記トナー像の高さを検知する検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
前記検知手段は、前記像担持体の反射率よりも低いトナーで形成されたトナー像の前記高さを検知するものであり、
前記第１のタイミングは、前記検出手段により検出される反射光の強度が一定量減少するタイミングであり、
前記第２のタイミングは、前記第１のタイミングの後で前記検出手段により検出される反射光の強度が一定量増加するタイミングであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
所定の速度で移動する像担持体と、
前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、
前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、
前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と、前記トナー像からの反射光とを受光する受光部を有し、前記受光部に受光される反射光の強度を検出する検出手段と、
基準となるタイミングから前記検出手段により検出される反射光の強度が一定量変化するまでの時間に応じて前記像担持体の表面に垂直な方向における前記トナー像の高さを検知する検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
前記検知手段は、前記像担持体の反射率よりも低いトナーで形成されたトナー像の前記高さを検知するものであり、前記基準となるタイミングから前記検出手段により検出される反射光の強度が一定量減少するまでの時間に応じて、前記垂直な方向における前記トナー像の高さを検知することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
所定の速度で移動する像担持体と、
前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、
前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、
前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と、前記トナー像からの反射光とを受光する受光部を有し、前記受光部に受光される反射光の強度を検出する検出手段と、
基準となるタイミングから前記検出手段により検出される反射光の強度が第１の方向に一定量変化するまでの第１の時間に応じて前記像担持体の表面に垂直な方向における前記トナー像の第１の高さを検知し、前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向に前記一定量変化してから前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向と逆の第２の方向に一定量変化するまでの第２の時間に応じて前記垂直な方向における前記トナー像の第２の高さを検知し、前記第１の高さと前記第２の高さとの平均値を、前記垂直な方向における前記トナー像の高さとして検知する検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
前記検知手段は、前記像担持体の反射率よりも低いトナーで形成されたトナー像の前記高さを検知するものであり、前記基準となるタイミングから前記検出手段により検出される反射光の強度が第１の方向に一定量減少するまでの第１の時間に応じて前記第１の高さを検知し、前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向に前記一定量減少してから前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向と逆の第２の方向に一定量増加するまでの第２の時間に応じて前記第２の高さを検知し、前記第１の高さと前記第２の高さとの平均値を、前記垂直な方向における前記トナー像の高さとして検知することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記基準となるタイミングは、前記像形成手段が前記トナー像の形成を開始するタイミングであることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記画像形成装置は、前記検知手段により検知される前記垂直な方向における前記トナー像の高さに応じて、画像形成条件を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記トナー像は、黒のトナーを用いて形成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
所定の速度で移動する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と前記トナー像からの反射光とを受光し、前記受光される反射光の強度を検出する検出手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、
前記トナー像が形成された前記像担持体が前記所定の速度で移動中に、前記検出手段により検出される反射光の強度が第１の方向に一定量変化する第１のタイミングと、前記第１のタイミングの後で前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向と逆の第２の方向に一定量変化する第２のタイミングとに応じて、前記像担持体の表面に垂直な方向における前記トナー像の高さを検知する検知工程と、を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
所定の速度で移動する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と前記トナー像からの反射光とを受光し、前記受光される反射光の強度を検出する検出手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、
基準となるタイミングから前記検出手段により検出される反射光の強度が一定量変化するまでの時間に応じて、前記像担持体の表面に垂直な方向における前記トナー像の高さを検知する検知工程と、を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
所定の速度で移動する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、前記照射手段から光が照射されることで、前記像担持体からの反射光と前記トナー像からの反射光とを受光し、前記受光される反射光の強度を検出する検出手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、
基準となるタイミングから前記検出手段により検出される反射光の強度が第１の方向に一定量変化するまでの第１の時間に応じて前記像担持体の表面に垂直な方向におけるトナー像の第１の高さを検知し、前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向に前記一定量変化してから前記検出手段により検出される反射光の強度が前記第１の方向と逆の第２の方向に一定量変化するまでの第２の時間とに応じて前記垂直な方向におけるトナー像の第２の高さを検知し、前記第１の高さと前記第２の高さの平均値を、前記垂直な方向における前記トナー像の高さとして検知する検知工程と、を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。