JPH04149572A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真方式によるトナー画像転写型の画像
形成装置に関し、特に静電潜像担体上でのトナー付着量
の測定機構に関する。

灸來り鼓韮 一般に、トナー画像転写型の電子写真複写機、レーザプ
リンタ等の画像形成装置においては、転写画像の安定化
制御（現像剤中のトナー濃度、現像バイアスの電圧、帯
電チャージャへの印加電圧、露光光量の制御）を行なう
前提として、感光体表面に形成したテストトナー付着量
を反射型フォトセンサで測定している。

第６図は従来用いられているカラートナーの感光体付着
量を測定する態様を示し、発光素子（ＬＥ　Ｄ　）　（
１０１）と受光素子（フォトダイオード）（１０２）と
からなるフォトセンサ（１００）が感光体ドラム（１１
０）の近傍に配置されている。受光素子（１０２）は発
光素子（１０１）から放射された光のうち、感光体ドラ
ム（１１０）の表面に付着したトナーからの拡散反射光
を受光する位置に設置され、発光素子（１０１）及び受
光素子（１０２）はそれぞれ光軸を含む平面が感光体ド
ラムの中心軸を含む平面と一致許せであるいは中心軸を
含む平面と平行に設置されている。反射光には正反射成
分と拡散（乱）反射成分とが存在するが、拡散反射受光
方式が採用きれているのは、カラートナーは付着量が増
大しても正反射成分はそれ径減少せず、むしろ拡散反射
成分の増大変化量が大きいため、正確な付着量を測定で
きるためである。

ところで、感光体表面にレーザビームで画像を書き込む
場合、光の干渉によるモレア縞模様の発生を防止するた
め、感光層を保持する導電性基体の表面に円周方向のモ
レア防止溝を形成することが知られている（特開昭６０
−１６６９５６号公報参照）。

しかし、モレア防止溝の存在により、感光体ドラム（１
１０）の表面からの拡散反射光が増大するため、前記フ
ォトセンサ（１００）によるトナーからの拡散反射光量
の測定特性は、第７図に示すように、トナー付着量が茎
部分（感光体地肌部分）でのセンサ出力電圧が大きくな
る。即ち、トナー付着量測定時のＳＮ比が低下し、セン
サ出力電圧の変化率が小さくなる。このため、トナー付
着量の測定誤差が大きくなり、ひいては良好な画像安定
化制御は困難であった。

明の目　　構成、作用 そこで、本発明の目的は、静電潜像担体にモレア助止溝
が形成されているにも拘わらず、正確にトナーの付着量
を光学的に検出することのできる画像形成装置を提供す
ることにある。

以上の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置
は、静電潜像担体表面からの拡散反射光量を測定するた
めの発光素子及び受光素子を備え、この発光素子及び受
光素子はそれぞれの光軸を含む平面が、前記靜を潜像担
体に形成されたモレア防止溝と略平行に設置きれている
ことを特徴とする。

以上の構成において、発光素子と受光素子とはそれぞれ
の光軸を含む平面が静電潜像担体に形成されたモレア防
止溝と略平行に設置きれているため、発光素子の光のう
ちモレア防止溝での乱反射きれた成分が受光素子に入力
されることがほとんどなく、受光素子の出力のＳＮ比が
大きく向上することとなる。

尖貫倒 以下、本発明に係る画像形成装置の一実施例を添付図面
に従って説明する。この実施例はイメージリーダにて読
み取った原稿画像をレーザビーム走査光学系によって出
力し、フルカラーの画像を形成する複写機である。

第１図において、感光体ドラム（１）は矢印（ａ）方向
に回転駆動可能に設置きれ、その周囲には帯電チャージ
ャ（２）、上下方向に４段に設けられた磁気ブラシ方式
による現像器（３）、　（４）、　（５）、　（６）、
転写ドラム（１０）、残留トナーのクリーニング装置（
７）、残留電荷のイレーザランプ（８）が配置されてい
る。

イメージリーダユニット（２０）は、露光ランプ（２１
）、レンズアレイ（２２）、ｃｃｐラインセンサ（２３
）等にて構成され、画像処理回路（２４）を備えている
６Ｍ稿台ガラス（２５）上に置かれた原稿はユニット（
２０）が第１図中左方へ移動することにより、順次ライ
ンセンサ（２３）にてＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、
Ｂ（ブルー）の３Ｊｉｉ（色の色信号として読み取られ
る。このＲ，Ｇ、Ｂの色信号は画像処理回路（２４〉で
Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ
（ブラック）の四つの色に対応する言置に変換きれる。

レーザ光学系（３０）は、レーザビーム発生部（３１）
、走査用ポリゴンミラー（３２）、ｒθレンズ（３３）
、反射ミラー（３４）等から構成されている。レーザビ
ーム発生部（３１）は前記画像処理回路（２４〉から出
力笛れるＹ、Ｍ、Ｃ，Ｅｋの各言置に基づいた各色に関
するレーザビームを発生し、感光体ドラム（１）の表面
に各色ごとの靜ＩＥ潜像を形成する。

各現像器（３）、　（４）、　（５）、　（ａ）は上段
から順次イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各カ
ラートナーを含む現像剤が収容され、上下方向に一体的
に移動可能とされ、各色の靜を潜像が形成きれるごとに
対応する現像器（３）、　（４）、　（５）、　（６）
のいずれかが現像位置（Ｃ１）にセットされ、現像を行
なう６一方、複写紙は自動給紙力セラＨ４０）又は（４
１）のいずれかから１枚ずつ給紙きれ、ローラ対、ガイ
ド板からなる搬送路（４２）を通じて前記転写ドラム（
１０）へ供給され、爪（１１）にて先端をチャッキング
きれた状態で転写ドラム（１０〉の表面に巻き付けられ
る。そして、転写ドラム（１０）が感光体ドラム（１〉
と同期して矢印＜ｂ＞方向に回転し、トナー画像が各色
ごとに複写紙上に転写きれる。

即ち、各色ごとに都合４回の帯電、露光、現像、転写の
プロセスが実行され、全てのトナー画像の転写が終了す
ると、複写紙は転写ドラム（１０）から剥離され、搬送
ベルト（４５）を介して定着装置（４６）へ送られ、こ
こでトナーの定着を施された後に排出ローラ対（４７）
からトレイ（４８）上へ排出きれる。

ところで、本実施例では、画像濃度、色度を常時一定と
するため、各現像器（３）、　（４）、　（５）、　（
６）の現像スリーブ（３ａ）、　（４ａ）、　（５ａ）
、　（６ａ）へ印加する現像バイアスの電源ユニット（
５５）の出力（を比値）を制御し、その前提として感光
体ドラム（１）の表面に形成したテストトナー像のトナ
ー付着量を第２ａ図、第２ｂ図に示すＬＥＤ（１６）と
フォトダイオード（１７）にて構成される反射型フォト
センサ（１５）にて光学的に測定する。本実施例におけ
る測定は、感光体ドラム（１）の表面におけるＬＥＤ（
１６）からの光の拡散（乱）反射光をフォトダイオード
（１７）で受光する方式が採用されている０反射光には
正反射成分と拡散反射成分とが存在するが、カラートナ
ーは付着量が増大しても正反射成分はそれ程減少せず、
むしろ拡散反射成分の増大変化量が大きいため（第３ａ
図、第３ｂ図参照）、拡散反射光受光方式とした。

また、本実施例では、感光体ドラム（１）の表面にｌ−
−ザ光学系（３０）にて画像を書き込む際、光の干渉に
よるモレア縞模様の発生を防止するため、第６図で説明
したように、感光層を保持する導電性基体の表面にモレ
ア防止溝を周方向に形成している。このモレア防止溝は
、例えば、０．３〜１μｍの深さの基本波を０．１〜０
．２ｍｍのピッチで螺旋状に切削したもので、基本波の
表面は２〜３０μｍピッチの微小な波が存在する。そし
て、前記フォトセンサ（１５）は、フォトダイオード（
１７）がモレア防止溝で拡散反射されたＬ　Ｅ　Ｄ　＜
１６＞の光を極力受光しないように、それぞれの光軸（
Ｘ）、（Ｙ）を含む平面がモレア防止溝と平行に設置き
れている。モレア肪止溝は感光体ドラム（１）の中心軸
と直交する方向に形成されているため、換言すれば、フ
ォトセンサ（１５）はそれぞれの光軸（Ｘ）、（Ｙ）を
含む平面が感光体ドラム〈１）の中心軸と直交する平面
と略平行に設置されていることとなる。

フォトセンサ（１５）を以上の如く設置することにより
、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（１６）から照射された光がモレア防止
溝によって拡散啓れることなくフォトダイオード（１７
）に受光きれ、第４図に示すように、トナー付着量が薄
部分（感光体地肌部分）のセンサ出力電圧を略Ｏｖにす
ることができる。即ち、トナー付着量測定時のＳＮ比が
向上し、センサ出力電圧の変化率が大きくなる。従って
、トナー付着量の測定誤差が小きくなり、ひいては現像
バイアス電圧の制御が正確なものとなり、良好な画像安
定化制御が可能である。

啓らに、前記Ｌ　Ｅ　Ｄ　（１６）とフォトダイオード
（１７）とは、第２ａ図に示すように、それぞれの光軸
（Ｘ）、（Ｙ）と感光体ドラム（１）の中心を通る鉛直
線（Ｚ）とで形成きれる角度（θ１）、（θ２）が、角
度（θ１）は約４０°〜７０’、角度（θ２）は約Ｏ°
〜１０゜の範囲内に納まるように設置きれている。これ
は、フォトダイオード（１７）が感光体地肌からの拡散
反射光をできるだけ受光しないように配慮したことによ
る。また、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（１６）及びフォトダイオード
（１７）相互の間隔あるいは感光体ドラム（１〉の表面
との距離は、ＬＥＤ（１６）からの光が直接フォトダイ
オード（１７）へ入射しないように配慮されていれば、
特に問題は生じない。

以上の如く配置きれたフォトセンサ（１５）を用いて感
光体ドラム（１）上のトナー付着量を検出し、画像安定
化制御を行なう態様は種々存在する。例えば、一定条件
でハーフトーンのテストトナー像を形成し、フォトセン
サ（１５）でこのハーフトーンテストトナー像からの拡
散反射光量を測定すると共に感光体地肌拡散反射光量を
も測定し、両者を比較のうえトナー付着量を検出する方
法がある。

あるいは拡散反射光量がセンサ出力の飽和レベルとなる
飽和レベルテストトナー像を形成し、この拡散反射光量
測定値と前記ハーフトーンテストト・ナー拡散反射光量
あるいは地肌レベル拡散反射光量とを比較し、正確なハ
ーフトーンテストトナー付着量を検出する方法がある。

第５図は本複写機の制御回路を示す。

マイクロコンピュータ（ＳＯ）は、Ａ／Ｄコンバータを
内蔵し、フンセント（５１）がＡＣｌｏｏＶ　（７）’
ｔｆｆｉに接続きれると、電源回路（６１）のＤＣ５Ｖ
電源により、電源スィッチ（６２）のオン、オフに拘わ
らすスタートする。電源スィッチ（６２〉がオンされる
とル−（６３）によりスイッチマトリックス（６４）の
メインスイッチ（７０）がオンきれる。マトリックス（
６４）はコピースイッチ（７１）等種々の入力手段、各
種表示部（６５）を備えている。マトリックス（６４）
の各種スイッチの入力装置はデコーダ（６６）を介して
時分割でマイクロコンピュータ（５０）に入力きれるマ
イクロコンピュータ（５０）のアナログボートにはフォ
トセンサ（１５）、定着装置（４６）のサーミスタ等か
らの２号が入力きれる。各出力ボートからは、現像バイ
アスのＫｍユニット（５５）への制御雪量や複写機本体
内のメインモータ、各種クラッチ等への駆動信号が出力
される。

なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定す
るものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更するこ
とができる。

例えば、複写機自体の構成やフォトセンサ（１５）にて
どのような形態でトナー付着量を検出するかは任意であ
る。また、画像安定化制御としてはトナー付着量の検出
に基づいて現像バイアスの電圧値を制御する方法のみな
らず、帯電チャージャ（２〉の出力に基づく感光体初期
表面電位、レーザビームの発光強度に基づく画像部電位
、さらには、トナー補給量を制御してもよい。

え肌五吃玉 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、拡散反射
光量を測定するための発光素子と受光素子をそれぞれの
光軸を含む平面が静電潜像担体に形成されたモレア防止
溝と略平行に設置したため、発光素子から放射きれた光
のうちモレア肪止溝による拡散反射光が受光素子に入射
する割合が減少し、トナー反射光量測定時のＳＮ比が向
上する。

従って、正確なトナー付着量の検出が可能となり、モレ
ア対策と良好な画像安定化制御とを両立させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明に係る画像形成装置の一実
施例を示し、第１図は複写機の概略構成図、第２ａ図、
第２ｂＶＩ！Ｊはフォトセンサの配置説明図、第３ａ図
、第３ｂ図はトナー粒子による拡散反射光の説明図、第
４図はトナー付着量に対するフォトセンサの出力電圧を
示すグラフ、第５図はマイクロコンピュータによる制御
回路図である。 第６図は従来でのフォトセンサの配置説明図、第７図は
第６図のフォトセンサによるトナー付着量に対するセン
サ出力電圧を示すグラフである。 （１）・・・感光体ドラム、（３）、　（４）、　（５
）、　（６）・・・現像器、（１５）・・・フォトセン
サ、（１６）・・・ＬＥＤ、（１７）・・・フォトダイ
オード、（３０）・・・レーザビーム走査光学系、（５
０）・・・マイクロコンピュータ、（５５）・・・現像
バイアスを源ユニット、（Ｘ）、（Ｙ）・・・光軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子写真方式によりシート上に画像を形成する画像
   形成装置において、 静電潜像担体表面からの拡散反射光量を測定するための
   発光素子及び受光素子を備え、この発光素子及び受光素
   子はそれぞれの光軸を含む平面が、前記静電潜像担体に
   形成されたモレア防止溝と略平行に設置されていること
   、 を特徴とする画像形成装置。