JPH0815930A - 濃度制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定トナー画像形成時に計測エラーをおこ
さずにより高精度に濃度制御処理を行える装置を提供す
る。 【構成】 反射光量検出部５２をセンサ出力（ＣＰＵ６
０への出力）に接続すると共に光源光量検出部５７を比
較増幅部５５と接続する場合と、反射光量検出部５２を
比較増幅部５５と接続すると共に光源光量検出部５７を
センサ出力（ＣＰＵ６０への出力）に接続する場合とを
切り替え接続する。モニタ切り替え手段５８によりセン
サ出力が反射光量検出部５２に接続された場合には切り
替えスイッチ６９は反射光量検出部５２に接続され、反
射光量検出ゲインアンプのゲイン調整を行う。また、モ
ニタ切り替え手段５８によりセンサ出力が光源光量検出
部５７に接続された場合には切り替えスイッチ６９は光
源光量検出部５７に接続され、光源光量検出ゲインアン
プのゲイン調整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真プロセスを用い
た画像形成装置に適用可能な濃度制御方法及び装置に関
し、例えば現像剤像の濃度計測及び画像濃度制御が可能
な濃度制御方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像濃度制御を必要とする装置
としてカラー画像形成装置がある。この種のカラー画像
形成装置には、感光ドラム上に帯電、露光、現像によっ
て形成された記録像を記録紙上に転写する行程を複数回
繰り返すことによって記録紙上に複数色の重ね画像を形
成しカラー画像を得る方法がある。

【０００３】このような一般的なカラー画像形成装置を
図面を参照して以下に説明する。図２１は一般的なカラ
ー画像形成装置の断面図である。図２１に示すように、
装置全体の中には感光ドラム１、ローラ帯電器３を備
え、更に感光ドラム１の右側に配設されたトナー及びト
ナー収納部と現像を行うための現像手段とを一体的にカ
ートリッジ化した現像カートリッジ４ａ，４ｂ，４ｃ，
４ｄを回転可能の支持体で担持し支持体回転軸９を中心
とする同一円筒上に各現像カートリッジ４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄを設定するものである。

【０００４】現像カートリッジ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ
内には、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シ
アントナー、ブラックトナーが収納されている。また、
感光ドラムの左側には、転写紙（不図示）を保持し、感
光ドラム１上の像を転写紙（不図示）上に転移させる機
能を有する転写ローラ１０が配置されている。以上の構
成を備え、感光ドラム１は不図示の駆動手段によって例
えば１００ｍｍ／ｓｅｃの周速度で図示矢印の方向に駆
動される。

【０００５】一方、装置本体内の上方には、露光装置を
構成するレーザダイオード１１、高速モータ１２によっ
て高速回転駆動される多面鏡１３、レンズ１４、及び折
り返しミラー１５が配置されている。前述帯電ローラ３
には−７００Ｖの直流電圧に交流周波数７００ＨｚでＶ
ｐ−ｐ（ピークツウピーク）−１５００Ｖの交流電圧が
重畳され、−７００Ｖに均一に帯電される。

【０００６】前述したレーザダイオード１１にマゼンタ
の画像情報に従った信号が入力されると、対応する光強
度で発光される。発光レーザ光は光路１６を通って感光
ドラム１に照射される。感光ドラム１上のレーザ光の照
射された箇所は、約−１００Ｖになる。このようにして
感光ドラム１上にマゼンタの静電潜像が形成される。そ
して、感光ドラム１が矢印方向に進み、現像カートリッ
ジ４ａによって可視化される。

【０００７】続いてこの可視像化された画像は転写ドラ
ム１０に転写される。この転写行程を詳細に記述する
と、感光ドラム１の画像と同期して転写紙カセット１７
内からピックアップローラ１８によって転写紙が給紙さ
れ、グリッパ２２によって転写紙が保持され、感光ドラ
ム１上のトナー像は不図示の高圧電源によって感光ドラ
ム１と転写ローラ１０間の電圧によって転写紙上に転送
されるこれにより転写紙にマゼンタの画像が転写され
る。

【０００８】更に感光ドラム１が矢印方向に進むと現像
カートリッジ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによって可視化さ
れる。転写行程を詳細に記述すると、感光ドラム１の画
像と同期して転写紙カセット１７内からピックアップロ
ーラ１８によって転写紙が給紙されグリッパ２２によっ
て、転写紙が保持され、感光ドラム１上のトナー像は不
図示の高圧電源によって感光ドラム１と転写ローラ１０
間の電圧によって転写紙上に転送される。

【０００９】以上の行程をシアン色，イエロー色，ブラ
ック色についても同様な処理を行うことによって、転写
紙上には複数色のトナー像を形成することができる。カ
ラー画像が形成された転写紙は、分離帯電機２及び分離
爪２４によって転写ローラ１０からはがされ、公知の加
熱、加圧の定着装置２５によって溶融固着されカラー画
像が得られる。又、感光ドラム１上の転写紙に転写され
ずに残ったトナーはファーブラシ２８や、ブレード手段
などのクリーニング装置２６によって清掃される。

【００１０】このような一般的なカラー画像形成装置に
おける濃度制御を図２２を参照して説明する。図２２に
おいて、５０は濃度センサであり、転写ドラム１０上に
形成されたパッチに光を照射し、その反射光と光源光を
測定し、計測パッチの反射率が大きい場合には反射光量
を出力とし、反射率が小さい場合には光源光量を出力と
していた。そして、不図示のＣＰＵでは、濃度センサの
出力値をあらかじめ予測しており、その予測値に応じて
データを取り込み、濃度演算、現像バイアスを制御する
構成をとっていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では濃度センサの検出信号に発光素子の特性等によ
るバラツキがあった。このためパッチ計測の際、ＣＰＵ
へのデータ取り込みにおいて測定レンジオーバをしてし
まい、計測エラーになってしまうという不都合があっ
た。

【００１２】あるいは、トナーの反射率の異なる場合に
よってセンサ出力の極小になってしまうことがあった。
このため、ＣＰＵへのデータの取り込みの際におけるＡ
／Ｄ変換時の変換誤差が大きくなってしまい、正確な検
出データを送ることが出来なかった。そして、濃度換算
時において、ＣＰＵは計算上対数処理ができないために
近似式を用いなければならなかった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決することを目的としてなされたもので、係る目的を
達成する一手段として以下の構成を備える。即ち、電子
写真プロセスを用いた画像形成装置に適用可能であり、
前記画像形成装置の像担持体に形成したトナー画像の濃
度を計測・制御する濃度制御装置であって、前記画像形
成装置の像担持体上に形成されたトナー画像に光を照射
する光照射手段と、前記像担持体上に形成されたトナー
画像よりの反射光及び前記光照射手段の光源光を検出す
る検出手段と、前記検出手段で検出した前記反射光及び
前記光源光の光強度より前記光照射手段の発光強度を設
定する発光強度設定手段とを備えることを特徴とする。

【００１４】または、像担持体上に形成されたトナー画
像に光を照射する発光光源と、前記像担持体上に形成さ
れたトナー画像よりの反射光及び前記発光光源よりの出
射光を受光して受光強度に対応する電気信号に変換する
二つの受光素子と、前記反射光の受光素子よりの検出信
号電圧値を予め設定する反射光電圧設定手段と、前記反
射光の受光素子よりの信号が前記反射光電圧設定手段で
の設定値となるように前記発光光源の発光強度を調整す
る調整手段とを備えることを特徴とする。

【００１５】あるいは、像担持体上に形成されたトナー
画像に光を照射する発光光源と、前記発光光源の発光強
度を調整する調整手段と、前記像担持体上に形成された
トナー画像よりの反射光及び前記発光光源の光源光を受
光して受光強度に対応する電気信号に変換する二つの受
光素子と、前記受光素子の検出信号電圧値を予め設定す
る検出信号電圧設定手段と、前記反射光の受光素子より
の出力信号または前記光源光の受光素子よりの出力信号
のいずれかを濃度測定結果として出力するように選択す
る出力切り替え手段と、前記出力切り替え手段で選択さ
れた受光素子よりの出力が前記電圧値設定手段での設定
電圧値となるように当該受光素子よりの信号レベルを調
整する出力制御手段とを備え、前記調整手段は、出力切
り替え手段で選択されなかった受光素子よりの信号を所
定レベル増幅して前記発光光源を駆動することを特徴と
する。

【００１６】更にまた、電子写真プロセスを用いた画像
形成装置に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持
体に形成したトナー画像の濃度を計測し、計測結果に基
づいて画像形成条件を制御する濃度制御装置であって、
前記画像形成装置の像担持体上に形成されたトナー画像
に光を照射する光照射手段と、前記像担持体上に形成さ
れた被計測トナー画像よりの反射光及び前記光照射手段
の光源光を検出する検出手段と、前記検出手段で検出し
た前記反射光及び前記光源光の光強度より前記被計測ト
ナー画像の反射率を求め該反射率により前記光照射手段
の発光強度を設定して画像形成条件を制御する反射率画
像制御手段とを備えることを特徴とする。

【００１７】又は、電子写真プロセスを用いた画像形成
装置に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持体に
形成したトナー画像の濃度を計測し、計測結果に基づい
て画像形成条件を制御する濃度制御装置であって、前記
画像形成装置の像担持体上に形成されたトナー画像に光
を照射する光照射手段と、前記像担持体上に形成された
被計測トナー画像よりの反射光及び前記光照射手段の光
源光を検出する検出手段と、前記検出手段における前記
反射光の基準検出電圧値を予め設定する反射光電圧設定
手段と、前記検出手段で検出した反射光検出出力信号と
前記反射光電圧設定手段の設定電圧値とを比較し比較結
果に基づいて前記光照射手段の発光強度を設定して画像
形成条件を制御する比較画像制御手段とを備えることを
特徴とする。

【００１８】更にまた、電子写真プロセスを用いた画像
形成装置に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持
体に形成したトナー画像の濃度を計測し、計測結果に基
づいて画像形成条件を制御する濃度制御装置であって、
前記画像形成装置の像担持体上に形成されたトナー画像
に光を照射する光照射手段と、前記像担持体上に形成さ
れた被計測トナー画像よりの反射光を検出する反射光検
出手段と、前記光照射手段の光源光を検出する光源光検
出手段と、前記反射光検出手段における前記反射光の基
準検出電圧値を予め設定する反射光電圧設定手段と、前
記光源光検出手段における前記光照射手段よりの照射光
の基準検出電圧値を予め設定する照射光電圧設定手段
と、前記反射光検出手段と前記光源光検出手段のどちら
か一方を濃度センサ出力として出力する出力切り換え手
段と、前記出力切り換え手段での非出力検出手段の出力
を前記対応する電圧値設定手段の設定値と比較増幅させ
る比較増幅手段とを備え、被計測トナー画像の反射率に
よって前記出力切り換え手段の出力を切り換えることを
特徴とする。

【００１９】そして例えば、ブラック（Ｂｋ）トナーで
は前記発光光源の受光素子よりの出力を濃度測定信号と
して出力し、カラー（Ｙ，Ｍ，Ｃ）トナーでは前記反射
光の受光素子よりの出力を濃度測定信号として出力する
ことを特徴とする。

【００２０】

【作用】以上の構成において、被測定トナー画像形成を
行う前にバラツキ調整を行い、被測定トナー画像形成時
に計測エラーをおこさずにより高精度に濃度制御処理を
行えるものである。このため、画像形成装置の濃度検知
に関して、発光素子の特性等による濃度センサ出力のバ
ラツキを防止でき、また、像担持体の汚れ等により濃度
センサ出力が低下したときにも、あらかじめ基準値に出
力レベルを合わせることで常に安定した濃度制御を行う
ことが出来る。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る一実施例
を詳細に説明する。 ［第１実施例］図１は本発明の第一の実施例の構成を示
す図である。図１において、５０は転写ドラム１０上に
形成されたトナー画像（以下「パッチ」と称す）に光を
照射し、出力信号をＣＰＵ６０に送る濃度センサ部、６
０は濃度センサ部５０からの信号を受取り演算処理をし
て現像バイアスを決定、制御するＣＰＵである。

【００２２】濃度センサ部５０において、５１は濃度セ
ンサの光源である発光光源であり、本実施例では赤外線
半導体レーザ（赤外ＬＥＤ）、５２は内蔵する受光素子
によりパッチよりの反射光の光量を検出し、検出した光
量に対応する電気信号に変換したのち不図示の内蔵する
光量検出ゲインアンプにより後述するＣＰＵ６０のＧＡ
ＩＮ設定部６４よりの設定値により設定された信号レベ
ルまで増幅して出力する反射光量検出部である。

【００２３】５３は内蔵する受光素子により発光光源５
１よりの発光光量を検出し、検出した光量に対応する電
気信号に変換したのち不図示の内蔵する光量検出ゲイン
アンプにより所定の信号レベルまで増幅して出力する光
源光量検出部であり発光光源５１からの光をモニタして
いる。５４はＣＰＵ６０よりのデジタル信号を対応する
アナログ信号に変換して比較増幅部５５に出力するＤ／
Ａコンバータ、５５はＤ／Ａコンバータ５４により設定
された値と光源光量検出部５３からの信号とを比較しＤ
／Ａの設定値と同じくなるまで発光光源５１を制御する
比較増幅部である。

【００２４】ＣＰＵ６０において、６１は濃度センサ部
５０からのアナログ出力信号を対応するデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ取り込部、６２は被計測パッチに応じた
適切な設定値を濃度センサ部５０のＤ／Ａコンバータ５
４に指示するＲＥＦ設定部、６３は後述するバラツキ調
整モードでの動作時に基準下地を計測して濃度センサ部
５０より取り込んだＡ／Ｄ取り込部６１よりのデジタル
値と、ＲＥＦ設定部６２で与えられた設定値における基
準下地の予測電圧値とを比較する比較部である。

【００２５】６４はＧＡＩＮ設定部であり、比較部６３
における比較の結果、基準下地の予測電圧値に対してバ
ラツキが検知された場合に反射光量検出部５２の光量検
出ゲイン・アンプを調節して予測電圧値にまで押え込む
ためのものである。６５は濃度変換部であり、濃度セン
サ部５０よりの出力信号値より濃度を算出する。６６は
現像バイアス制御部であり、濃度変換部６５による濃度
制御の結果決定された現像バイアスに対して不図示の現
像器を制御する。

【００２６】以上の構成を備える本実施例の濃度制御装
置は、例えば図２１に示す如き画像形成装置に適用でき
る。そして、例えば図２１に示す転写ドラム１０のパッ
チを測定する濃度センサ部５０を図２１に示す様に配設
すればよい。次に、以上の構成を備える本実施例におけ
る、濃度制御を行うパッチ計測モードに入る前のバラツ
キ調整モード制御を図２のフローチャートを参照して説
明する。

【００２７】本実施例においては、実際の濃度制御を行
うパッチ計測モードに入る前にバラツキ調整モードをス
タートさせる。バラツキ調整モードがスタートするとＣ
ＰＵ６０の処理は図２の処理に進む。なおこの時、ＣＰ
Ｕ６０は予め基準下地の検出光レベルを予測値として保
持しており、ＣＰＵ６０はステップＳ１でこの保持して
いる基準下地の検出光レベルの予測値に従って最適出力
振幅の得られるＲＥＦ値を算出し、ＲＥＦ設定部６２に
設定する。

【００２８】次にステップＳ２で基準下地を測定し、濃
度センサ部５０よりの反射光量検出部５２よりの出力信
号を受け取る。そして続くステップＳ３で先のステップ
Ｓ１で設定したＲＥＦ設定値とを比較部６３で比較し、
ＣＰＵの予測レンジ内に入っているかを判別する。予測
レンジ内に検出信号が入っていなければパッチ計測モー
ド時に検出エラーを起こしてしまうため、反射光量検出
部５２に内蔵された光量検出ゲインアンプの調整が必要
となる。このため、予測レンジ内に検出信号が入ってい
なければステップＳ３よりステップＳ４に進み、ＧＡＩ
Ｎ設定部６４への設定値を変更し、比較部６３での比較
の結果検出信号が予測レンジ内に収まるように反射光量
検出部５２の光量ゲインアンプの増幅率を制御する。そ
してステップＳ３に戻り、この光量検出ゲインアンプの
調整を、基準下地の測定値が予測レンジ内に収まるまで
続ける。そして、測定値が予測レンジ内に収まったとき
ろでパッチ計測モードをスタートさせる。

【００２９】図３に図１に示す反射光量検出部５２の光
量検出ゲインアンプの詳細構成を示す。図３において、
７０は転写ドラム１０よりの反射光を受光する受光素
子、７１は受光素子７０よりの電気信号を増幅する光量
検出ゲインアンプ、７２はＣＰＵ６０のＧＡＩＮ設定部
６４よりデジタル信号として送られるゲイン調整信号を
対応するアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータであ
り、Ｄ／Ａコンバータ７２への設定値に対応したゲイン
調整をし、出力信号を（測定値を）予測レンジ内に押え
込む。そしてこの出力信号はＣＰＵ６０に取り込まれ
る。

【００３０】また、以上説明したようなＣＰＵ６０によ
る調整に替え、反射光量検出部５６にボリュームをつけ
て手調整することも可能である。以上説明したように本
実施例によれば、カラー画像形成装置の濃度検知に関し
て、光量検出ゲインアンプ７１のゲインをＣＰＵ６０で
直接調節することにより、発光光源５１の発光素子の特
性等による濃度センサ出力のバラツキを予め補正するこ
とができる。また、画像形成装置の感光ドラムの汚れ等
により濃度センサ出力が低下した様な場合においても、
予め基準値に出力レベルを合わせることで常に安定した
濃度制御を行うことが出来る。

【００３１】［第２実施例］以上説明した実施例におい
ては、図１に示す比較回路６３の比較結果に基づき、Ｇ
ＡＩＮ設定部６４へのゲイン設定で濃度センサ部５０よ
りの出力信号レベルを調整していた。しかし、本発明は
以上の例に限定されるものではなく、濃度センサ部５０
の反射光量検出部５２の光量検出ゲインアンプ７１のゲ
インを調節することで発光素子の特性等による濃度セン
サ出力のバラツキを防止する構成に替え、発光光源５１
の発光素子の発光光量を制御しても同様の出力信号の調
整が可能である。このように構成した本発明に係る第２
実施例の構成を図４に示す。

【００３２】図４において、上述した図１の構成と同様
構成には同一番号を付し詳細説明を省略する。図４にお
いては、濃度センサ部５０の反射光量検出部５６、およ
びＣＰＵ６０のＲＥＦ設定部６７、ＲＥＦ調整部６８の
構成が相違する。第２実施例の濃度センサ部５０の反射
光量検出部５６は、上述した図１の構成と相違し、ＣＰ
Ｕ６０よりの特別のＧＡＩＮ調整はなく、予め設定され
ているゲインで受光素子よりの検出信号を増幅して出力
するように構成されている。

【００３３】そして、第２実施例においては、比較回路
６３の比較結果に基づき、ＧＡＩＮ設定部６４へのゲイ
ン設定で濃度センサ部５０よりの出力信号レベルを調整
していたのに替え、比較回路６３の比較結果に基づき、
ＲＥＦ調整部６８への設定値を変更し、ＲＥＦ設定部６
７よりの設定値をＤ／Ａコンバータ５４に供給して比較
増幅部５５の増幅度を制御し、発光光源の発光強度を制
御することにより、出力信号を所定範囲内に抑えこんで
いる。

【００３４】以上説明したように第２実施例によれば、
第１実施例と同様の作用効果を達成できるとともに、濃
度センサ部５０の反射光量検出部５６の構成を簡略化で
きる。以上説明したように第２実施例によれば、ゲイン
アンプの調整を行う変わりにＲＥＦ調整を行い、発光光
量を調節して測定値を予測レンジ内に押え込むことが可
能である。このように第１実施例と同様の作用効果を達
成できるとともに、濃度センサ部５０の反射光量検出部
５６の構成を簡略化できる。

【００３５】［第３実施例］以上の説明では反射光量検
出部５２，５６よりの出力信号をＣＰＵ６０で取り込む
例について説明した。しかし、本発明は以上の例に限定
されるものではなく、光源光量検出部よりの検出信号を
取り込むように構成しても応用の作用効果が得られる。
光源光量検出部よりの検出信号を取り込むように構成し
た本発明に係る第３実施例を以下に説明する。

【００３６】図５は本発明に係る第３実施例の構成を示
す図である。図５において、上述した図１、図４と同様
構成には同一番号を付し詳細説明を省略する。第３実施
例においては、上述した第１実施例のＣＰＵ６０でのＧ
ＡＩＮ設定部６４での設定値を反射光量検出部５６に設
定するのではなく、光源光量検出部５７に設定するとと
もに、光源光量検出部５７を図３に示す如くの構成とし
ている。そして、光源光量検出部５７よりの出力信号を
ＣＰＵ６０に取り込む構成としている。

【００３７】図５において、比較増幅部５５はＤ／Ａコ
ンバータ５４で設定された値と反射光量検出部５２から
の信号とを比較し、反射光量検出部５６よりの検出信号
とＤ／Ａコンバータ５４の設定値とが同じくなるまで発
光光源５１を制御し、この時の発光光量を光源光量検出
部５３で検出しこれを出力信号としている。第３実施例
では、以上の構成を備えることにより、上述したバラツ
キ調整モードでは、光源光量検出部５３からの出力信号
とＲＥＦ設定された予測レンジとを比較して予測レンジ
内に出力信号が入ってなければ、ゲイン設定部６４によ
り光源光量検出ゲインアンプのゲイン調整を行い、バラ
ツキを押えることができる。このため、実際の画像形成
工程においては、上述した第１実施例および第２実施例
と同様に画像形成工程でのバラツキを未然に補正・解消
することができる。

【００３８】［第４実施例］以上説明した第３実施例に
おいては、図５に示す比較回路６３の比較結果に基づ
き、ＧＡＩＮ設定部６４へのゲイン設定で濃度センサ部
５０よりの出力信号レベルを調整していた。しかし、本
発明は以上の例に限定されるものではなく、濃度センサ
部５０の光源光量検出部５７の光量検出ゲインアンプの
ゲインを調節することで発光素子の特性等による発光強
度及び濃度センサ出力のバラツキを防止する構成に替
え、発光光源５１の発光素子の発光光量を制御しても同
様の出力信号の調整が可能である。このように構成した
本発明に係る第４実施例の構成を図６に示す。

【００３９】図６において、上述した第３実施例の図５
の構成と同様構成には同一番号を付し詳細説明を省略す
る。図６においては、濃度センサ部５０の光源光量検出
部の構成はＣＰＵ６０による出力信号の調整を行う必要
がないため、ＣＰＵ６０よりの特別のＧＡＩＮ調整はな
く、予め設定されているゲインで受光素子よりの検出信
号を増幅して出力するように構成されている。従って、
上述した図１に示す第１実施例の光源光量検出部５３と
同様構成で足りる。又、ＣＰＵ６０のＲＥＦ設定部６
７、ＲＥＦ調整部６８の構成が相違する。

【００４０】そして、第４実施例においては、比較回路
６３の比較結果に基づき、ＧＡＩＮ設定部６４へのゲイ
ン設定で濃度センサ部５０よりの出力信号レベルを調整
していたのに替え、比較回路６３の比較結果に基づき、
ＲＥＦ調整部６８への設定値を変更し、ＲＥＦ設定部６
７よりの設定値をＤ／Ａコンバータ５４に供給して比較
増幅部５５の増幅度を制御し、発光光源の発光強度を制
御することにより、出力信号を所定範囲内に抑えこんで
いる。

【００４１】以上説明したように第４実施例によれば、
ゲインアンプの調整を行う変わりにＲＥＦ調整を行い、
発光光量を調節して測定値を予測レンジ内に押え込むこ
とが可能である。このように第１実施例と同様の作用効
果を達成できるとともに、濃度センサ部５０の光源光量
検出部の構成を簡略化できる。 ［第５実施例］以上の説明はバラツキ解消のためのゲイ
ン調整を反射光量検出部又は光源光量検出部のいずれか
のみで行うことが可能な構成について説明したが、本発
明は以上の例に限定されるものではなく、両方について
実行可能に構成し、切り替え実行可能に構成してもよ
い。このように構成した本発明に係る第５実施例を以下
に説明する。

【００４２】図７は本発明に係る第５実施例の構成を示
す図である。図７において上述した各実施例の構成と同
様構成には同一番号を付し詳細説明を省略する。図７に
おいて、５８はアナログスイッチ等で実現されるモニタ
切り替え手段であり、反射光量検出部５２をセンサ出力
（ＣＰＵ６０への出力）に接続すると共に光源光量検出
部５７を比較増幅部５５と接続する場合と、反射光量検
出部５２を比較増幅部５５と接続すると共に光源光量検
出部５７をセンサ出力（ＣＰＵ６０への出力）に接続す
る場合とを切り替え接続する。

【００４３】６９は切り替えスイッチであり、上述した
モニタ切り替え手段５８によりセンサ出力が反射光量検
出部５２に接続された場合には切り替えスイッチ６９は
反射光量検出部５２に接続され、反射光量検出ゲインア
ンプのゲイン調整を行う。また、モニタ切り替え手段５
８によりセンサ出力が光源光量検出部５７に接続された
場合には切り替えスイッチ６９は光源光量検出部５７に
接続され、光源光量検出ゲインアンプのゲイン調整を行
う。なお切り替えスイッチ６９は、図７の様にＣＰＵ６
０側に備えるのではなく、濃度センサ部５０側に設ける
ことも可能である。作用効果などまったく同一とでき
る。

【００４４】この他前出の第１〜第４実施例に示すよう
に、光量検出ゲインアンプを調節せずＲＥＦ設定調整を
行うことも可能であり、また光量検出ゲインアンプにボ
リュームをつけて手調整を行うことも可能である。第５
実施例においては、被計測トナー画像がブラック（Ｂ
ｋ）トナーのときは光源光量検出部５３をセンサ出力と
すると出力信号振幅が大きくなり、カラー（Ｙ，Ｍ，
Ｃ）トナーのときは反射光量検出部５２をセンサ出力と
すると出力信号振幅が大きくなるという構成をとってい
るため、出力信号振幅が大きいときには信号のバラツキ
がもっとも大きく影響を及ぼすようになる。そこで、ブ
ラック（Ｂｋ）トナーでは光源光量検出ゲインアンプの
調整を行い、カラー（Ｙ，Ｍ，Ｃ）トナーでは反射光量
検出ゲインアンプの調整を行うようにスイッチ６７を切
り換えることも可能である。

【００４５】以上説明したように上述した第１乃至第５
の各実施例によれば、カラー画像形成装置の濃度検知に
関して、光量検出ゲインアンプを調節することで発光素
子の特性等による濃度センサ出力のバラツキを防止でき
る。また、ドラムの汚れ等により濃度センサ出力が低下
したときにも、予め基準値に出力レベルを合わせること
で常に安定した濃度制御を行うことが出来る。

【００４６】［第６実施例］次に本発明に係る第６実施
例を説明する。図８及び図９は本発明に係る第６実施例
の構成を示す図である。図８と図９とはモニタ切り換え
手段１５６の状態が相違するのみであり、他の構成は同
一である。

【００４７】図８及び図９において、１５０は濃度セン
サ部であり、転写ドラム１０上に形成されたパッチに光
を照射し、出力信号をＣＰＵ１６０に送るものである。
濃度センサ部１５０において、１５１は濃度センサ１５
０の光源である赤外ＬＥＤ、１５２は反射光量検出部、
１５３は光源光量検出部で、赤外ＬＥＤからの光をモニ
タしている。１５４はＤ／Ａコンバータ、１５５は比較
増幅部である。

【００４８】１５６はアナログスイッチ等で実現される
モニタ切り換え手段であり、図８に示す反射光量検出部
１５２をセンサ出力に接続し、光源光量検出部１５３を
比較増幅部１５５と接続する場合と、図９に示す反射光
量検出部１５２を比較増幅部１５５と接続し、光源光量
検出部１５３をセンサ出力に接続する場合とを選択実行
可能である。図８に示す接続の場合には、 Ｄ／Ａコン
バータ１５４で設定された値と光源光量検出部１５３か
らの信号とを比較しＤ／Ａの設定値と同じくなるまで発
光光源１５１を制御する。一方、図９に示す接続の場合
には Ｄ／Ａコンバータ５４で設定された値と反射光量
検出部５２からの信号とを比較しＤ／Ａの設定値と同じ
くなるまで発光光源５１を制御する。

【００４９】１６０はＣＰＵであり、 濃度センサ部１
５０からの信号を受け取り演算処理をして現像バイアス
値を決定する。ＣＰＵ１６０において、１６１はＡ／Ｄ
取り込み部であり、濃度セン部１５０からの出力信号を
Ａ／Ｄ変換する。１６２は濃度変換部であり、出力信号
のＡ／Ｄ値より濃度を算出する。１６３は濃度データに
よって決定される現像バイアス決定部であり、基準濃度
値に対する最適現像バイアス値がデータとして格納され
ている。１６４は現像バイアス制御部であり、決定され
た現像バイアスに対して現像器１７０を制御するもので
ある。

【００５０】図１０に以上の構成を備える第６実施例に
おける制御フローチャートを示す。図１０を参照して第
６実施例の濃度制御を説明する。まずステツプＳ１１で
計測対象であるパッチがカラートナーであるかどうか、
または反射光検出部１５２の検出信号レベルが高く、ト
ナーの反射率が大きいか否かを調べる。カラートナーで
ある場合、または反射光検出部１５２の検出信号レベル
が所定の閾値以上であり反射率が大きい場合にはステツ
プＳ１２に示す反射光量検出方式が選ばれ、モニタ切り
換え手段１５６を図８に示す反射光量検出部１５２をセ
ンサ出力に接続し、光源光量検出部１５３を比較増幅部
１５５と接続する様に設定する。

【００５１】そしてステツプＳ１３で、ＣＰＵ１６０は
予めどの程度の濃度のパッチを打つか（形成するか）を
決定し、濃度の大小に応じてＤ／Ａ設定部１６５に発光
強度を設定し、発光光源１５１を所定強度で発光させ
る。そして続くステツプＳ１４でパッチ計測を開始し、
ステツプＳ１５で反射光検出部１５２よりの検出信号を
読み込む。そしてステツプＳ１６で濃度変換部１６２に
おいてカラートナーデータ用の演算処理を行いパッチの
濃度値を算出する。

【００５２】続いてステツプＳ１７において、現像バイ
アス決定部は算出した濃度値から最適現像バイアス値を
決定する。そしてステツプＳ１８で現像バイアス制御部
１６４は決定したバイアス値に従って現像器１７０の制
御を行う。一方、ステツプＳ１１で計測パッチがブラッ
クトナーまたは反射率の小さいものである場合にはステ
ツプＳ２０に進み、光源光量検出方式が選択され、モニ
タ切り換え手段１５６を図９に示す反射光量検出部１５
２を比較増幅部１５５と接続し、光源光量検出部１５３
をセンサ出力に接続する様に制御する。そして、ステツ
プＳ２１でＣＰＵ１６０の認識しているパッチ濃度の大
小に応じた反射光量電圧となるようにＤ／Ａ設定部１６
５に発光強度を設定し、発光光源１５１を所定強度で発
光させる。

【００５３】そして続くステツプＳ２２でパッチ計測を
開始し、ステツプＳ２３で光源光量検出部１５３よりの
検出信号を読み込む。そしてステツプＳ２４でパッチを
計測したときの光源光量を検出しＣＰＵ１６０の濃度変
換部１６２においてブラックトナーデータ用の演算処理
を行い、濃度値を算出する。そしてステツプＳ１７以下
の処理に移行し、これらの濃度値から最適現像バイアス
を決定し現像器の制御を行う。

【００５４】図１１に反射光量検出部１５２をセンサ出
力としたカラートナーによるパッチ形成時において、カ
ラートナーは赤外光領域では反射特性を示すため、高出
力のセンサ出力が可能となる。一方、ブラックトナーの
測定濃度とセンサ出力との関係は図１２に示されるよう
に、濃度が高い場合に高出力のセンサ出力が可能とな
る。即ち、図１２に示す様に、ブラックトナーは赤外光
領域では吸収特性を示すため、例えば濃度０〜Ｏ．７程
度までの反射率の高い領域で有効である。

【００５５】この結果第６実施例の様にカラートナーの
場合及び反射率が低い場合に反射光量検出方式を採用す
ることにより、高いセンサ出力徒することができる。一
方、カラートナーでない場合及び反射率が大きい場合に
は、光源光量検出方式を採用することにより、反射光量
が一定となる様に回路が制御される。図１３に光源光量
検出部１５３をセンサ出力とした時のブラックトナーの
測定濃度とセンサ出力との関係を示す。この場合、反射
光量が一定となる様に回路が制御されるため、トナー濃
度が上がるにつれて発光光量があがる。従って、トナー
濃度が上がるにつれてセンサ出力も高くなる。また、図
１３おける［ｒｅｆ］は、反射光量の電圧値であって、
Ｄ／Ａコンバータ１５４によってこの反射光量レベルの
設定値を可変できるため、どの濃度領域においても同じ
センサ出力レベルが得られるという利点がある。ここ
で、上述したカラートナーデータ、ブラックトナーより
の濃度演算の方法、及び算出した濃度値より現像バイア
ス値を決定する方法を以下に説明する。まず、濃度演算
の方法を説明する。 ・濃度の定義 一般に発光光源よりの入射光をＩｏ、この入射光の照射
される光反射体（例えばパッチ）よりの反射光をＩｒと
すると、係る反射光学系における光反射体の濃度Ｄは以
下の式で表すことができる。 Ｄ＝−ｌｏｇ₁₀（Ｉｒ／Ｉｏ） （Ａ） 上記の（Ａ）式を展開すると、後述する（１）式が得ら
れる。そして後述する（６９式によりブラックトナーの
濃度式を導き出すことができる。また、上記した（Ａ）
式の展開より （Ｉｒ／Ｉｏ）＝１０^-D （Ｂ） 式が得られる。上記（Ｂ）式は、入射光Ｉｏと反射光Ｉ
ｒとの光反射体への吸収率を表し、反射体の特性が吸
収、即ちブラックトナーの時に用いられる。一方、カラ
ートナーは反射特性を示し、反射体への反射率は、 （反射率）＋（吸収率）＝１ の関係にあるため、（Ｂ）式のカラートナーに相当する
式は、 （Ｉｒ／Ｉｏ）＝１−１０^-D （Ｃ） という関係式になり、これは後述する（７）式の変形と
いえる式であり、よって、カラートナーの濃度式は後述
する（１４）式となる。次に、算出した濃度値より現像
バイアス値を決定する方法を以下に説明する。本実施例
のＣＰＵには、予め図２３に示すような（現像バイア
ス）−（濃度）特性がテーブルとして格納されており、
例えば始めＣＰＵは濃度Ａという情報を持つトナーパッ
チを出力させようとする。このパッチを濃度センサが読
み取った結果の濃度がａだったとすると、この時ＣＰＵ
は濃度Ａであるはずのものがａと判断されるため、これ
補正しようとΔＶだけ現像バイアス値を増加させるよう
に設定する。そして、このようにして設定した現像バイ
アス値により現像バイアスをかけることにより、現像器
のトナー供給量を決定し、像担持体にこのトナー量を現
像することで制御を行っている。

【００５６】以上に示したように本実施例によれば、あ
らゆる濃度領域において夫々の濃度に最適の方法で（高
出力のセンサ出力が可能な）濃度測定をすることがで
き、非常に高精度の計測が可能となる。 ［第７実施例］上述したカラー画像形成装置は、使用さ
れる環境、特に湿度の環境変化に対して画像濃度の変動
や、階調性の再現性が不安定になる。この原因のひとつ
に転写特性の湿度に対する依存性があり、一定の転写電
流を得るためには、転写バイアスを２０００Ｖ〜４００
０Ｖに変化させる必要がある。この点を改良した本発明
に係る第７実施例を以下に説明する。

【００５７】図１４は本発明に係る第７実施例の構成を
示すブロック図である。図１４において、上述した図８
及び図７に示す第６実施例と同様構成には同一番号を付
し詳細説明を省略する。図１４において、１６７は環境
センサであり、機内紙の吸湿度及び転写ドラム表面の湿
度等を関知するものである。１６８は環境データ格納部
であり、予め高温多湿、常温常湿、低温低湿の少なくと
も３つのパターンについてのデータが登録されている。
そして、各環境下において、それぞれ濃度と最適現像バ
イアス曲線をもって現像バイアス値を決定する。１７１
は転写高圧制御部であり、環境データ格納部１６８から
のデータに基づいて転写ドラム１０を制御する。

【００５８】次に以上の構成を備える第７実施例におけ
る制御を図１５のフローチャートを参照して以下に説明
する。図１５において図１０に示す第６実施例の制御と
同様制御には同一ステツプ番号を付し、詳細説明を省略
する。第７実施例においては、ステツプＳ１６又はステ
ツプＳ２４の処理よりステツプＳ１７の処理に進むので
はなく、図１５に示すステツプＳ２５の処理に進む。

【００５９】ステツプＳ２５において、ＣＰＵ１６０は
カラー及びブラックトナーの濃度値が算出された後、環
境センサ１６７により環境データを取り込み、続くステ
ツプＳ２６でその環境下における最適現像バイアス値及
び転写バイアス値を決定する。これは、環境センサ１６
７で検出した環境で他により環境データ格納部１６８の
登録データを参照して決定することになる。そして続く
ステツプＳ２７で決定した最適現像バイアス値及び転写
バイアス値に従って現像器１７０及び転写ドラム１０の
バイアスを制御する。以上の第７実施例における環境変
動のその他の具体例を図２４及び図２５に示す。即ち、
図２４に示すように環境センサからの情報を濃度センサ
の出力信号に与えてやることで、環境変動による出力変
動を補正し、ＣＰＵ側に環境データを格納させずに済ま
すことができる。また、同様の効果として図２５に示す
ように濃度センサ内部に温湿度補正回路を内蔵させ、こ
れをセンサ出力部に接続することにより出力補正を行う
事によっても達成できる。

【００６０】以上説明したように第７実施例によれば、
環境条件の変動にも適用可能な濃度制御が行える。な
お、第７実施例の方法は、図１５に示すように上述した
第６実施例に見られる反射光量検出方式、光源光量検出
方式いずれの場合にも適用可能である。 ［第８実施例］図１６に本発明に係る第８実施例の構成
を示す。

【００６１】図１６において、上述した実施例と同様構
成には同一番号を付し詳細説明を省略する。図中、１６
９は現像バイアスデータ格納手段であり予め濃度センサ
１５０出力のＡ／Ｄ取り込部１６１におけるＡ／Ｄの取
り込み値に応じた最適現像バイアス値をテーブルとして
持つ。そして現像バイアス決定部１６３はこの現像バイ
アスデータ格納手段１６９に登録したテーブルを参照し
て現像バイアス値を決定する。以上の構成を備えること
により、濃度変換を行うことなく現像バイアスを制御す
ることが出来る。

【００６２】以上の構成を備える第８実施例の制御を図
１７のフローチャートを参照して以下に説明する。図１
７は第８実施例における濃度制御ゐ示すフローチャート
である。図１７において上述した図１０に示す制御と同
様制御には同一ステツプ番号を付し詳細説明を省略す
る。第８実施例においては、ステツプＳ１５よりステツ
プＳ１６に、又はステツプＳ２３よりステツプＳ２４の
処理に進むのではなく、図１７に示すステツプＳ３０の
処理に進む。

【００６３】即ち、第８実施例においては、 ＣＰＵ１
６０は予め現像バイアスデータ格納手段１６９にテーブ
ルとして最適現像バイアス値を持っており、ステツプＳ
１４又はステツプＳ２２において濃度センサ部１５０に
よってパッチ計測を行い、ステツプＳ１５又はステツプ
Ｓ２３で検出データをＣＰＵ１６０で取り込む。そし
て、続くステツプＳ３０でこの最適現像バイアス値を検
索して現像バイアスを決定し、ステツプＳ３０で決定し
た現像バイアス値により現像器１７０を制御する。

【００６４】なお、第７実施例に示す場合と同様に第８
の実施例においても、環境センサ１６７、環境データ格
納部１６８、転写高圧制御部１７１を配置する構成とし
ても良い。この場合には、それぞれの環境に応じたテー
ブルを現像バイアスデータ格納手段１６９が持ち、これ
を用いて現像バイアスを決定することになる。以上説明
したように本実施例によれば、濃度演算する必要性がな
くなり、且つ種々の対応にもテーブルヘの登録内容を変
更するのみで対応でき、例えば装置毎の特性のバラツキ
などに対しても、テーブル登録内容を変更するのみで適
切な対応が可能となる。

【００６５】［第９実施例］図１８に本発明に係る第９
実施例の構成を示す。図１８において、上述した実施例
と同様構成には同一番号を付し詳細説明を省略する。図
１８において、１６６は近似式処理部であり、濃度変換
処理を行う際にマクローリン展開を利用した近似式を用
いて濃度値を算出するものである。

【００６６】ここで、第９実施例における近似式処理部
１６６を用いた濃度変換部１６２の濃度変換処理につい
て詳細を述べる。 ＜１＞ブラックトナーの場合 上述したように赤外光領域において、Ｂｋトナーは吸収
を示す。今、パッチを打たない状態の下地（濃度Ｄｕと
する）に入射光Ｉ₀₁を照射し、反射光Ｉ_r1が得られたと
すると、

【００６７】

【数１】Ｉ_r1＝Ｉ₀₁×１０^-Du （１） という関係式が得られる。次に濃度Ｄｕの下地に濃度Ｄ
ｐのパッチをのせたときに入射光Ｉ₀₂を照射し、反射光
Ｉ_r2が得られたとすると、

【００６８】

【数２】Ｉ_r2＝Ｉ₀₂×１０^-(kDp+Du) （２） となる。ここでkは比例係数である。式（１）、（２）
において反射光の電圧値をＶ_{ref 1}、Ｖ_ref2とすると

【００６９】

【数３】Ｖ_ref1＝Ｉ₀₁×１０^-Du （３） Ｖ_ref2＝Ｉ₀₂×１０^-(kDp+Du) （４） 従ってパッチの濃度Ｄｐは（４）から（３）を割算して

【００７０】

【数４】

【００７１】（５） これによりパッチの濃度Ｄｐは

【００７２】

【数５】

【００７３】として与えられる。 ＜２＞カラートナーの場合 上述したように赤外光領域において、カラートナーは反
射する。従って、ブラックトナーの場合と同様に、パッ
チを打たない状態の下地に入射光Ｉ₀₁を照射し、反射光
Ｉ_r1が得られたとすると、

【００７４】

【数６】Ｉ_r1＝Ｉ₀₁×（１−１０^-Du） （７） という関係式が得られる。ここで、下地の反射率をＲｕ
として

【００７５】

【数７】１０^-Ru＝１−１０^-Du （８） と定義すると、

【００７６】

【数８】Ｉ_r1＝Ｉ₀₁×１０^-Du （９） という関係式が得られる。次に濃度Ｄｕの下地に濃度Ｄ
ｐのパッチをのせたときに入射光Ｉ₀₂を照射し、反射光
Ｉ_r2が得られたとすると

【００７７】

【数９】 Ｉ_r2＝Ｉ_r2×｛１−１０^-kDp（１−１０^-Du）｝ ＝Ｉ_r2×｛１−１０^-(kDp+Ru)｝ （１０） となる。ここでKは比例係数である。上述した式
（１）、（２）において反射光の電圧値をＶ_ref1、Ｖ
_ref2とすると

【００７８】

【数１０】 Ｖ_ref1＝Ｉ₀₁×１０^-Ru （１１） Ｖ_ref2＝Ｉ₀₂×｛１−１０^-(kDp+Ru)｝ （１２） （１１）を（１２）に代入すると、

【００７９】

【数１１】

【００８０】（１３） これより濃度Ｄｐを求めると、

【００８１】

【数１２】

【００８２】（１４） として与えられる。ここで、ブラックトナーとカラート
ナーとを統一して考えるため、トナー濃度Ｄｐを

【００８３】

【数１３】

【００８４】（１５） とおく。式（１５）を変形して、

【００８５】

【数１４】

【００８６】（１６） １／ＬＯＧ_e１０＝０．４３４，（Ｂ−Ａ）／Ａ＝ｘ，
Ｄｐ＝ｆ（ｘ）とおくと

【００８７】

【数１５】 ｆ（ｘ）＝−０．４３４×ｋ×ＬＯＧ_e（１＋ｘ） （１７） ここで式（１７）のＬＯＧ（１＋ｘ）にマクローリン展
開式を適用すると

【００８８】

【数１６】

【００８９】図１９に式（１５）のグラフを示す。例え
ば濃度として、小数点以下２桁の精度を必要とした場
合、式（１８）で近似できるのは図１９中における
（１）の範囲（０．５≦Ｂ／Ａ≦１）でしかない。そこ
で（０．５≦Ｂ／Ａ≦１）の範囲を越えるものについて
はＢ／Ａの値を２倍すれば、（２）の範囲（０．２５≦
Ｂ／Ａ≦０．５）の範囲のものが（１）の範囲に入るこ
とになる。（１）の範囲では（１８）の近似式が使える
のでこれを適用する。

【００９０】この時、Ｂ／Ａを２倍しているので、演算
処理状最終的に２で割らなければならないが対数計算を
しているので、最後にＬＯＧ_e２を減算することにな
る。従って、（２）の範囲における近似式は

【００９１】

【数１７】

【００９２】次に（２）の範囲を越えるものについては
Ｂ／Ａの値を４倍すれば、（３）の範囲（０．１２５≦
Ｂ／Ａ≦０．２５）の範囲のものが（１）の範囲に入る
ことになる。この時、Ｂ／Ａを４倍しているので、演算
処理上最終的に４で割らなければならないが対数計算を
しているので、最後にＬＯＧ_e４を源算することにな
る。従って、（２）の範囲における近似式は

【００９３】

【数１８】

【００９４】これと同様に（３）〜（６）の範囲につい
ても行うと以下の様な式が得られる。 （１）の範囲・・・Ｄ＝ｆ（ｘ） （２）の範囲・・・Ｄ＝ｆ2（ｘ）＝ｆ（ｘ）＋０．３０１ （３）の範囲・・・Ｄ＝ｆ3（ｘ）＝ｆ（ｘ）＋０．６０２ （４）の範囲・・・Ｄ＝ｆ4（ｘ）＝ｆ（ｘ）＋０．９０３ （５）の範囲・・・Ｄ＝ｆ5（ｘ）＝ｆ（ｘ）＋１．２０４ （６）の範囲・・・Ｄ＝ｆ6（ｘ）＝ｆ（ｘ）＋１．５０５ 上述の様な近似式に基づいて濃度計算を行なった場合、
例えば精度Ｄ±０．００５を必要とするならば、ｆ
（ｘ）は４次までの項を用いれば十分である。

【００９５】図２０に上述の演算処理のフローチャート
を示す。また第９実施例では（１）〜（６）までの範
囲：濃度０〜１．８までの近似について述べたが、同様
の処理を続けていくことにより１．８以上の濃度につい
ても近似を行うことが可能である。なお、本発明は、複
数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの
機器から成る装置に適用しても良い。

【００９６】また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
測定トナー画像形成を行う前にバラツキ調整を行い、被
測定トナー画像形成時に計測エラーをおこさずにより高
精度に濃度制御処理を行えるものである。このため、画
像形成装置の濃度検知に関して、発光素子の特性等によ
る濃度センサ出力のバラツキを防止でき、また、像担持
体の汚れ等により濃度センサ出力が低下したときにも、
あらかじめ基準値に出力レベルを合わせることで常に安
定した濃度制御を行うことが出来る。

【００９８】更に、カラー画像形成装置の濃度検知に関
して、センサ出力を反射光量検出方式と光源光量検出方
式とを切り換えることによりカラートナーやブラックト
ナーのちがい、または反射率の大小に関わらず高い濃度
センサ出力が得られ、検出データ誤差を少なく出来る。
また近似式処理を用いることによって、濃度算出精度が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の構成を示す図である。

【図２】本実施例の動作制御を示すフローチャートであ
る。

【図３】図１に示す本実施例の光量検出部の詳細構成を
示す回路図である。

【図４】本発明に係る第２実施例の構成を示す図であ
る。

【図５】本発明に係る第３実施例の構成を示す図であ
る。

【図６】本発明に係る第４実施例の構成を示す図であ
る。

【図７】本発明に係る第５実施例の構成を示す図であ
る。

【図８】本発明に係る第６実施例の構成を示す図であ
る。

【図９】本発明に係る第６実施例の構成を示す図であ
る。

【図１０】第６実施例の制御を示すフローチャートであ
る。

【図１１】第６実施例における反射光量検出方式におけ
る濃度センサ出力を説明するための図である。

【図１２】第６実施例における反射光量検出方式におけ
る濃度センサ出力を説明するための図である。

【図１３】第６実施例における光源光量検出方式におけ
る濃度センサ出力を説明するための図である。

【図１４】本発明に係る第７実施例の構成を示す図であ
る。

【図１５】第７実施例の制御を示すフローチャートであ
る。

【図１６】本発明に係る第８実施例の構成を示す図であ
る。

【図１７】第８実施例の制御を示すフローチャートであ
る。

【図１８】本発明に係る第９実施例の構成を示す図であ
る。

【図１９】第９実施例で用いる近似式曲線を示した図で
ある。

【図２０】第９実施例の制御を示すフローチャートであ
る。

【図２１】濃度制御装置の適用されるカラー画像形成装
置の断面図である。

【図２２】カラー画像形成装置における濃度制御装置の
濃度センサ部およびその周辺配置を示す図である。

【図２３】第７実施例におけるＣＰＵに予め格納されて
いる現像バイアス−濃度特性テーブルを示す図である。

【図２４】第７実施例における他の構成例を示す図であ
る。

【図２５】第７実施例における他の構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ３ ローラ帯電器 ４ 現像カートリッジ １０ 転写ドラム １１ レーザダイオード １３ 回転多面鏡 １７ 転写紙カセット １８ ピックアップローラ ２２ グリッパー ２３ 吸着ローラ ２４ 分離爪 ２５ 定着器 ２６ クリーニング装置 ２７ 転写ローラクリーニング装置 ２８ ファーブラシ ５０ 濃度センサ部 ５１ 発光光源 ５２，５６ 反射光量検出部 ５３，５７ 光源光量検出部 ５４ Ｄ／Ａコンバータ ５５ 比較増幅部 ５８ モニタ切り替えスイッチ ６０ ＣＰＵ ６１ Ａ／Ｄ取込み部 ６２，６７ ＲＥＦ設定部 ６３ 比較部 ６４ ゲイン設定部 ６５ 濃度変換部 ６６ 現像バイアス制御部 ６８ ＲＥＦ調整部 ７０ 受光素子 ７１ 光量検出ゲインアンプ ７２ ゲイン調整を行うＤ／Ａコンバータ １５０ 濃度センサ部 １５１ 発光光源 １５２ 反射光量検出部 １５３ 光源光量検出部 １５４ Ｄ／Ａコンバータ １５５ 比較増幅部 １５６ モニタ切り換え手段 １６０ ＣＰＵ １６１ Ａ／Ｄ取り込み部 １６２ 濃度変換部 １６３ 現像バイアス決定部 １６４ 現像バイアス制御部 １６５ Ｄ／Ａ設定部 １６６ 近似式処理部 １６７ 環境センサ １６８ 環境データ格納部 １６９ 現像バイアスデータ格納手段 １７０ 現像器 １７１ 転写高圧制御部

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真プロセスを用いた画像形成装置
   に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持体に形成
   したトナー画像の濃度を計測・制御する濃度制御装置で
   あって、 前記画像形成装置の像担持体上に形成されたトナー画像
   に光を照射する光照射手段と、 前記像担持体上に形成されたトナー画像よりの反射光及
   び前記光照射手段の光源光を検出する検出手段と、 前記検出手段で検出した前記反射光及び前記光源光の光
   強度より前記光照射手段の発光強度を設定する発光強度
   設定手段とを備えることを特徴とする濃度制御装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段の前記像担持体上に形成さ
   れたトナー画像よりの反射光の受光信号又は前記光照射
   手段の光源光の受光信号のいずれかの受光信号を濃度測
   定信号として出力し、前記発光強度設定手段は濃度測定
   信号として出力しない他方受光信号を所望増幅度で増幅
   して前記光照射手段を駆動することを特徴とする請求項
   １記載の濃度制御装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、前記像担持体上に形成
   されたトナー画像よりの反射光及び前記光照射手段の光
   源光をそれぞれ受光して受光光強度に対応する電気信号
   に変換して出力する受光部を含み、前記受光部の少なく
   とも前記像担持体上に形成されたトナー画像よりの反射
   光受光部よりの出力信号を濃度測定信号として出力する
   ことを特徴とする請求項２記載の濃度制御装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記像担持体上に形成
   されたトナー画像よりの反射光及び前記光照射手段の光
   源光をそれぞれ受光して受光光強度に対応する電気信号
   に変換して出力する受光部を含み、前記受光部の少なく
   とも前記光照射手段の光源光受光部よりの出力信号を濃
   度測定信号として出力することを特徴とする請求項２記
   載の濃度制御装置。
5. 【請求項５】 前記検出手段は、前記像担持体上に形成
   されたトナー画像よりの反射光及び前記光照射手段の光
   源光をそれぞれ受光して受光光強度に対応する電気信号
   に変換して出力する受光部を含み、前記受光部の少なく
   とも前記像担持体上に形成されたトナー画像よりの反射
   光受光部の増幅度を調整して当該受光部よりの出力信号
   の値が所定レベルになるように調整可能であることを特
   徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の濃度制御装
   置。
6. 【請求項６】 前記検出手段は、前記像担持体上に形成
   されたトナー画像よりの反射光及び前記光照射手段の光
   源光をそれぞれ受光して受光光強度に対応する電気信号
   に変換して出力する受光部を含み、前記受光部の少なく
   とも前記光照射手段の光源光受光部の増幅度を調整して
   当該受光部よりの出力信号の値が所定レベルになるよう
   に調整可能であることを特徴とする請求項１又は２のい
   ずれかに記載の濃度制御装置。
7. 【請求項７】 像担持体上に形成されたトナー画像に光
   を照射する発光光源と、 前記像担持体上に形成されたトナー画像よりの反射光及
   び前記発光光源よりの出射光を受光して受光強度に対応
   する電気信号に変換する二つの受光素子と、 前記反射光の受光素子よりの検出信号電圧値を予め設定
   する反射光電圧設定手段と、 前記反射光の受光素子よりの信号が前記反射光電圧設定
   手段での設定値となるように前記発光光源の発光強度を
   調整する調整手段とを備えることを特徴とする濃度制御
   装置。
8. 【請求項８】 前記調整手段は、前記反射光の受光素子
   よりの信号と前記反射光電圧設定手段での設定値とを比
   較し、比較結果に基づいて前記発光光源の発光強度を制
   御することを特徴とする請求項７記載の濃度制御装置。
9. 【請求項９】 前記像担持体上に形成されたトナー画像
   よりの反射光受光素子よりの信号を増幅する増幅手段を
   備え、 前記増幅手段の増幅度を調整して当該受光素子よりの出
   力信号の値が所定レベルになるように調整可能であるこ
   とを特徴とする請求項７又は８のいずれかに記載の濃度
   制御装置。
10. 【請求項１０】 前記光源光受光素子よりの信号を増幅
    する増幅手段を備え、 前記増幅手段の増幅度を調整して当該受光素子よりの出
    力信号の値が所定レベルになるように調整可能であるこ
    とを特徴とする請求項７又は８のいずれかに記載の濃度
    制御装置。
11. 【請求項１１】 像担持体上に形成されたトナー画像に
    光を照射する発光光源と、 前記発光光源の発光強度を調整する調整手段と、 前記像担持体上に形成されたトナー画像よりの反射光及
    び前記発光光源の光源光を受光して受光強度に対応する
    電気信号に変換する二つの受光素子と、 前記受光素子の検出信号電圧値を予め設定する検出信号
    電圧設定手段と、 前記反射光の受光素子よりの出力信号または前記光源光
    の受光素子よりの出力信号のいずれかを濃度測定結果と
    して出力するように選択する出力切り替え手段と、 前記出力切り替え手段で選択された受光素子よりの出力
    が前記電圧値設定手段での設定電圧値となるように当該
    受光素子よりの信号レベルを調整する出力制御手段とを
    備え、 前記調整手段は、出力切り替え手段で選択されなかった
    受光素子よりの信号を所定レベル増幅して前記発光光源
    を駆動することを特徴とする濃度制御装置。
12. 【請求項１２】 ブラック（Ｂｋ）トナーでは前記発光
    光源の受光素子よりの出力を濃度測定信号として出力
    し、カラー（Ｙ，Ｍ，Ｃ）トナーでは前記反射光の受光
    素子よりの出力を濃度測定信号として出力することを特
    徴とする請求項１１記載の濃度制御装置。
13. 【請求項１３】 電子写真プロセスを用いた画像形成装
    置に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持体に形
    成したトナー画像の濃度を計測・制御する濃度制御方法
    であって、 前記画像形成装置での画像形成時の濃度測定に先だっ
    て、光照射手段で前記画像形成装置の像担持体上に形成
    されたトナー画像に光を照射するとともに、前記像担持
    体上に形成されたトナー画像よりの反射光及び前記光照
    射手段の光源光をそれぞれ受光して受光した前記反射光
    及び前記光源光の光強度より前記光照射手段の発光強度
    を設定して設定した発光強度で前記光照射手段の発光強
    度を制御することにより濃度測定出力のバラツキを補正
    可能とすることを特徴とする濃度制御方法。
14. 【請求項１４】 前記像担持体上に形成されたトナー画
    像よりの反射光の受光信号又は前記光照射手段の光源光
    の受光信号のいずれかの受光信号を濃度測定信号として
    出力し、前記光照射手段の発光強度補正は濃度測定信号
    として出力しない他方受光信号を前記発光強度設定に対
    応した増幅度で増幅して前記光照射手段を駆動すること
    を特徴とする請求項１３記載の濃度制御方法。
15. 【請求項１５】 前記像担持体上に形成されたトナー画
    像よりの反射光の受光信号の増幅度を調整して当該受光
    信号の値が所定レベルになるように調整して濃度測定信
    号として出力可能とすることを特徴とする請求項１３又
    は１４のいずれかに記載の濃度制御方法。
16. 【請求項１６】 前記光照射手段の光源光よりの受光信
    号の増幅度を調整して当該受光信号の値が所定レベルに
    なるように調整して濃度測定信号として出力可能とする
    ことを特徴とする請求項１３又は１４のいずれかに記載
    の濃度制御方法。
17. 【請求項１７】 電子写真プロセスを用いた画像形成装
    置に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持体に形
    成したトナー画像の濃度を計測・制御する濃度制御方法
    であって、 前記画像形成装置での画像形成時の濃度測定に先だっ
    て、光照射手段で前記画像形成装置の像担持体上に形成
    されたトナー画像に光を照射するとともに、前記像担持
    体上に形成されたトナー画像よりの反射光及び前記光照
    射手段の光源光をそれぞれ受光して前記反射光の受光信
    号電圧値を予め設定した設定値となるように前記光源光
    の発光強度を調整することを特徴とする濃度制御方法。
18. 【請求項１８】 前記発光強度の調整は、前記反射光の
    受光信号と前記反射光の受光信号電圧値の設定値とを比
    較し、比較結果に基づいて前記光源光の発光強度を制御
    することを特徴とする請求項１７記載の濃度制御方法。
19. 【請求項１９】 前記反射光の受光信号の増幅度を調整
    して当該受光信号の値が所定レベルになるように調整し
    て濃度測定信号として出力可能とすることを特徴とする
    請求項１７又は１８のいずれかに記載の濃度制御方法。
20. 【請求項２０】 前記光源光の受光信号の増幅度を調整
    して当該受光信号の値が所定レベルになるように調整し
    て濃度測定信号として出力可能とすることを特徴とする
    請求項１７又は１８のいずれかに記載の濃度制御方法。
21. 【請求項２１】 像担持体上に形成されたトナー画像に
    光を照射する発光光源と、前記像担持体上に形成された
    トナー画像よりの反射光及び前記発光光源の光源光を受
    光して受光強度に対応する電気信号に変換する二つの受
    光素子とを備える濃度測定装置の濃度制御方法であっ
    て、 前記発光光源の発光強度を調整し、前記反射光の受光素
    子よりの出力信号または前記光源光の受光素子よりの出
    力信号のいずれかを濃度測定結果として出力するように
    選択するとともに、 選択された受光素子の検出信号電圧値を予め設定した設
    定電圧値となるように当該受光素子よりの信号レベルを
    調整し、 前記選択されなかった受光素子よりの信号を所定レベル
    増幅して前記発光光源を駆動することを特徴とする濃度
    制御方法。
22. 【請求項２２】 ブラック（Ｂｋ）トナーでは前記発光
    光源の受光素子よりの出力を濃度測定信号として出力
    し、カラー（Ｙ，Ｍ，Ｃ）トナーでは前記反射光の受光
    素子よりの出力を濃度測定信号として出力することを特
    徴とする請求項２１記載の濃度制御方法。
23. 【請求項２３】 電子写真プロセスを用いた画像形成装
    置に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持体に形
    成したトナー画像の濃度を計測し、計測結果に基づいて
    画像形成条件を制御する濃度制御装置であって、 前記画像形成装置の像担持体上に形成されたトナー画像
    に光を照射する光照射手段と、 前記像担持体上に形成された被計測トナー画像よりの反
    射光及び前記光照射手段の光源光を検出する検出手段
    と、 前記検出手段で検出した前記反射光及び前記光源光の光
    強度より前記被計測トナー画像の反射率を求め該反射率
    により前記光照射手段の発光強度を設定して画像形成条
    件を制御する反射率画像制御手段とを備えることを特徴
    とする濃度制御装置。
24. 【請求項２４】 電子写真プロセスを用いた画像形成装
    置に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持体に形
    成したトナー画像の濃度を計測し、計測結果に基づいて
    画像形成条件を制御する濃度制御装置であって、 前記画像形成装置の像担持体上に形成されたトナー画像
    に光を照射する光照射手段と、 前記像担持体上に形成された被計測トナー画像よりの反
    射光及び前記光照射手段の光源光を検出する検出手段
    と、 前記検出手段における前記反射光の基準検出電圧値を予
    め設定する反射光電圧設定手段と、 前記検出手段で検出した反射光検出出力信号と前記反射
    光電圧設定手段の設定電圧値とを比較し比較結果に基づ
    いて前記光照射手段の発光強度を設定して画像形成条件
    を制御する比較画像制御手段とを備えることを特徴とす
    る濃度制御装置。
25. 【請求項２５】 電子写真プロセスを用いた画像形成装
    置に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持体に形
    成したトナー画像の濃度を計測し、計測結果に基づいて
    画像形成条件を制御する濃度制御装置であって、 前記画像形成装置の像担持体上に形成されたトナー画像
    に光を照射する光照射手段と、 前記像担持体上に形成された被計測トナー画像よりの反
    射光を検出する反射光検出手段と、 前記光照射手段の光源光を検出する光源光検出手段と、 前記反射光検出手段における前記反射光の基準検出電圧
    値を予め設定する反射光電圧設定手段と、 前記光源光検出手段における前記光照射手段よりの照射
    光の基準検出電圧値を予め設定する照射光電圧設定手段
    と、 前記反射光検出手段と前記光源光検出手段のどちらか一
    方を濃度センサ出力として出力する出力切り換え手段
    と、 前記出力切り換え手段での非出力検出手段の出力を前記
    対応する電圧値設定手段の設定値と比較増幅させる比較
    増幅手段とを備え、 被計測トナー画像の反射率によって前記出力切り換え手
    段の出力を切り換えることを特徴とする濃度制御装置。
26. 【請求項２６】 前記画像形成装置はカラー画像を形成
    可能であり、 前記出力切り換え手段は、ブラック（Ｂｋ）トナーでは
    前記光源光検出手段出力を選択出力し、カラー（Ｙ，
    Ｍ，Ｃ）トナーでは反射光検出手段出力を選択出力する
    ことを特徴とする請求項２５記載の濃度制御装置。
27. 【請求項２７】 更に前記光源光検出手段出力及び前記
    反射光検出手段出力に対応する最適現像バイアスデータ
    を保持するバイアスデータ格納手段と、 前記バイアスデータ格納手段よりの出力データに基づき
    現像バイアスを決定する現像バイアス決定手段とを備え
    ることを特徴とする請求項２３乃至請求項２６のいずれ
    かに記載の濃度制御装置。
28. 【請求項２８】 環境変動を検知する環境変動検知手段
    と、 前記環境変動検知手段各環境下における前記出力切り換
    え手段出力に対する最適現像バイアスデータを保持する
    環境バイアスデータ格納手段と、 前記出力切り換え手段出力データに基づき現像バイアス
    を決定する環境バイアス決定手段とを備えることを特徴
    とする請求項２３乃至請求項２６のいずれかに記載の濃
    度制御装置。
29. 【請求項２９】 前記出力切り換え手段出力から被計測
    トナー画像の濃度値を算出する濃度換算手段と、 前記濃度換算手段により算出された濃度データに対する
    最適現像バイアスデータを保持する濃度バイアスデータ
    格納手段と、 前記濃度算出手段の算出濃度値に基づき前記濃度バイア
    スデータ格納手段で保持の現像バイアスを決定する濃度
    バイアス決定手段とを備えることを特徴とする請求項２
    ３乃至請求項２６のいずれかに記載の濃度制御装置。
30. 【請求項３０】 環境変動を検知する環境変動検知手段
    を備え、 前記濃度算出手段は、前記環境変動検知手段各環境下に
    おける前記出力切り換え手段出力から被計測トナー画像
    の濃度値を算出することを特徴とする請求項２９記載の
    濃度制御装置。
31. 【請求項３１】 前記濃度換算手段は、濃度換算を行う
    ときに近似式を適用することを特徴とする請求項２９又
    は請求項３０のいずれかに記載の濃度制御装置。
32. 【請求項３２】 電子写真プロセスを用いた画像形成装
    置に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持体に形
    成したトナー画像の濃度を計測し、計測結果に基づいて
    画像形成条件を制御する濃度制御方法であって、 前記画像形成装置での画像形成時の濃度測定に先だっ
    て、光照射手段で前記画像形成装置の像担持体上に形成
    されたトナー画像に光を照射するとともに、前記像担持
    体上に形成されたトナー画像よりの反射光及び前記光照
    射手段の光源光をそれぞれ受光して受光した前記反射光
    及び前記光源光の光強度より前記被計測トナー画像の反
    射率を求め該反射率により前記光照射手段の発光強度を
    制御することにより濃度測定出力のバラツキを補正可能
    とすることを特徴とする濃度制御方法。
33. 【請求項３３】 電子写真プロセスを用いた画像形成装
    置に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持体に形
    成したトナー画像の濃度を計測し、計測結果に基づいて
    画像形成条件を制御する濃度制御方法であって、 前記画像形成装置での画像形成時の濃度測定に先だっ
    て、光照射手段で前記画像形成装置の像担持体上に形成
    されたトナー画像に光を照射するとともに、前記像担持
    体上に形成されたトナー画像よりの反射光及び前記光照
    射手段の光源光をそれぞれ受光して受光した前記反射光
    の検出信号に対する基準検出電圧値を予め設定してお
    き、前記反射光検出出力信号と前記反射光の基準検出電
    圧値とを比較し比較結果に基づいて前記光照射手段の発
    光強度を制御することにより濃度測定出力のバラツキを
    補正可能とすることを特徴とする濃度制御方法。
34. 【請求項３４】 電子写真プロセスを用いた画像形成装
    置に適用可能であり、前記画像形成装置の像担持体に形
    成したトナー画像の濃度を計測し、計測結果に基づいて
    画像形成条件を制御する濃度制御方法であって、 前記画像形成装置での画像形成時の濃度測定に先だっ
    て、光照射手段で前記画像形成装置の像担持体上に形成
    されたトナー画像に光を照射するとともに、前記像担持
    体上に形成されたトナー画像よりの反射光及び前記光照
    射手段の光源光をそれぞれ受光して受光した前記反射光
    の検出信号及びに対する基準検出電圧値及び前記光照射
    手段よりの照射光の基準検出電圧値を予め設定してお
    き、被計測トナー画像の反射率によって前記像担持体上
    に形成されたトナー画像よりの反射光及び前記光照射手
    段の光源光のどちらか一方を濃度センサ出力として選択
    し、選択しなかった方の受光出力と対応する基準検出電
    圧値とを比較増幅させることにより濃度測定出力のバラ
    ツキを補正可能とすることを特徴とする濃度制御方法。
35. 【請求項３５】 前記画像形成装置はカラー画像を形成
    可能であり、 前記濃度センサ出力切り換えは、ブラック（Ｂｋ）トナ
    ーでは前記光源光検出出力を選択出力し、カラー（Ｙ，
    Ｍ，Ｃ）トナーでは反射光検出出力を選択出力すること
    を特徴とする請求項３４記載の濃度制御方法。
36. 【請求項３６】 更に前記光源光検出出力及び前記反射
    光検出出力に対応する最適現像バイアスデータを保持し
    ておき、当該保持データに基づき現像バイアスを決定す
    ることを特徴とする請求項３２乃至請求項３５のいずれ
    かに記載の濃度制御方法。
37. 【請求項３７】 環境変動を検知可能とし、検知した各
    環境下における前記濃度センサ出力に対する最適現像バ
    イアスデータを保持しておき、保持したデータに基づき
    現像バイアスを決定することを特徴とする請求項３２乃
    至請求項３５のいずれかに記載の濃度制御方法。
38. 【請求項３８】 前記濃度センサ出力から被計測トナー
    画像の濃度値を算出すると共に、算出した濃度データに
    対する最適現像バイアスデータを保持しておき、保持し
    たデータに基づき現像バイアスを決定することを特徴と
    する請求項３２乃至請求項３５のいずれかに記載の濃度
    制御方法。