JPH1062340A - トナー濃度センサー - Google Patents
トナー濃度センサーInfo
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- JPH1062340A JPH1062340A JP21857796A JP21857796A JPH1062340A JP H1062340 A JPH1062340 A JP H1062340A JP 21857796 A JP21857796 A JP 21857796A JP 21857796 A JP21857796 A JP 21857796A JP H1062340 A JPH1062340 A JP H1062340A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】赤外光によって、黒色トナーおよびカラートナ
ーの濃度を広範囲にわたって正確に検出する。 【解決手段】ケース１３内に設けられた素子設置孔１３
ａおよび１３ｂ内に、感光体ドラム２０の所定領域２１
に赤外光を照射する赤外発光ダイオード１１および赤外
受光素子１２が設けられている。赤外受光素子１２は、
赤外発光ダイオード１１から照射されて感光体ドラム２
０の所定領域２１にて鏡面反射された赤外光が受光され
ないようになっている。赤外発光ダイオード１１が設け
られた素子設置孔１３ａには、赤外発光ダイオード１１
から照射される赤外光の拡散光を吸収するように複数の
環状突出部１３ｃが設けられている。感光体ドラム２０
の所定領域２１には、黒色トナーまたはカラートナーが
それぞれ付着され、付着したトナーによって拡散反射さ
れる赤外光が受光素子１２によって受光される。
ーの濃度を広範囲にわたって正確に検出する。 【解決手段】ケース１３内に設けられた素子設置孔１３
ａおよび１３ｂ内に、感光体ドラム２０の所定領域２１
に赤外光を照射する赤外発光ダイオード１１および赤外
受光素子１２が設けられている。赤外受光素子１２は、
赤外発光ダイオード１１から照射されて感光体ドラム２
０の所定領域２１にて鏡面反射された赤外光が受光され
ないようになっている。赤外発光ダイオード１１が設け
られた素子設置孔１３ａには、赤外発光ダイオード１１
から照射される赤外光の拡散光を吸収するように複数の
環状突出部１３ｃが設けられている。感光体ドラム２０
の所定領域２１には、黒色トナーまたはカラートナーが
それぞれ付着され、付着したトナーによって拡散反射さ
れる赤外光が受光素子１２によって受光される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー複写機、カ
ラープリンター等のカラー画像形成装置において、カラ
ー画像の形成に使用されるカラートナーおよび黒色トナ
ーの濃度を検出するために使用されるトナー濃度センサ
ーに関する。
ラープリンター等のカラー画像形成装置において、カラ
ー画像の形成に使用されるカラートナーおよび黒色トナ
ーの濃度を検出するために使用されるトナー濃度センサ
ーに関する。
【０００２】
【従来の技術】カラー複写機では、通常、感光体ドラム
上に形成された静電潜像に、イエロー（Ｙｅ）、マゼン
タ（Ｍｇ）、シアン（Ｃｙ）の３色のカラートナーを選
択的に付着させてカラー画像を形成し、そのカラー画像
を転写紙等に転写することにより、複写画像が形成され
る。このようなカラー複写機では、これら３色のカラー
トナーによって、黒色を含む全てのカラーを再現するこ
とができるが、黒色をより鮮明に表現するために、これ
ら３色のカラートナーとともに、黒色トナーを使用する
ことも実施されている。
上に形成された静電潜像に、イエロー（Ｙｅ）、マゼン
タ（Ｍｇ）、シアン（Ｃｙ）の３色のカラートナーを選
択的に付着させてカラー画像を形成し、そのカラー画像
を転写紙等に転写することにより、複写画像が形成され
る。このようなカラー複写機では、これら３色のカラー
トナーによって、黒色を含む全てのカラーを再現するこ
とができるが、黒色をより鮮明に表現するために、これ
ら３色のカラートナーとともに、黒色トナーを使用する
ことも実施されている。
【０００３】カラートナーとともに黒色トナーを使用す
るカラー複写機では、良好な色再現性を得るために、感
光体ドラムに付着したカラートナーおよび黒色トナーの
濃度を検出するトナー濃度センサーが使用されている。
カラートナーおよび黒色トナーの濃度を検出するトナー
濃度センサーは、通常、モノクロ複写機において黒色ト
ナーの濃度を検出するために使用されるトナー濃度セン
サーと同様の構造になっている。
るカラー複写機では、良好な色再現性を得るために、感
光体ドラムに付着したカラートナーおよび黒色トナーの
濃度を検出するトナー濃度センサーが使用されている。
カラートナーおよび黒色トナーの濃度を検出するトナー
濃度センサーは、通常、モノクロ複写機において黒色ト
ナーの濃度を検出するために使用されるトナー濃度セン
サーと同様の構造になっている。
【０００４】図４（ａ）はカラートナーおよび黒色トナ
ーの濃度検出に使用される従来のトナー濃度センサーの
正面図、図４（ｂ）はその側面図である。このトナー濃
度センサー５０は、感光体ドラム２０の所定領域２１に
付着したトナーに対して赤外光を照射する赤外発光ダイ
オード５１と、その所定領域２１に付着したトナー２３
によって反射された赤外光を受光する赤外受光素子５２
とがケース５３内に配置された反射型になっている。赤
外発光ダイオード５１は、感光体ドラム２０におけるト
ナー２３が付着される所定領域２１に対して、所定の傾
斜角度で赤外光を照射するように配置されており、ま
た、赤外受光素子５２は、感光体ドラム２０の所定領域
２１にて鏡面反射（正反射）される赤外光を受光するよ
うに配置されている。
ーの濃度検出に使用される従来のトナー濃度センサーの
正面図、図４（ｂ）はその側面図である。このトナー濃
度センサー５０は、感光体ドラム２０の所定領域２１に
付着したトナーに対して赤外光を照射する赤外発光ダイ
オード５１と、その所定領域２１に付着したトナー２３
によって反射された赤外光を受光する赤外受光素子５２
とがケース５３内に配置された反射型になっている。赤
外発光ダイオード５１は、感光体ドラム２０におけるト
ナー２３が付着される所定領域２１に対して、所定の傾
斜角度で赤外光を照射するように配置されており、ま
た、赤外受光素子５２は、感光体ドラム２０の所定領域
２１にて鏡面反射（正反射）される赤外光を受光するよ
うに配置されている。
【０００５】このようなトナー濃度センサー５０では、
赤外発光ダイオード５１から照射されて感光体ドラム２
０の所定領域２１に付着したトナー２３にて反射された
赤外光が赤外受光素子５２にて受光されるようになって
おり、赤外受光素子５２は、受光した赤外光の光量に対
応した電流を出力する。そして、赤外受光素子５２の出
力電流に基づいて、感光体ドラム２０の所定領域２１に
付着したトナー２３の濃度が検出される。
赤外発光ダイオード５１から照射されて感光体ドラム２
０の所定領域２１に付着したトナー２３にて反射された
赤外光が赤外受光素子５２にて受光されるようになって
おり、赤外受光素子５２は、受光した赤外光の光量に対
応した電流を出力する。そして、赤外受光素子５２の出
力電流に基づいて、感光体ドラム２０の所定領域２１に
付着したトナー２３の濃度が検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図５は、黒色トナーの
分光反射率を示すグラフ、図６は、感光体ドラム２０表
面の分光反射率を示すグラフである。黒色トナーは、図
５に示すように、400 〜900 nmの波長の光に対して低い
反射率になっているが、感光体ドラム２０の表面は、図
６に示すように、光の波長が大きくなるにつれて反射率
が順次大きくなり、赤外領域の光に対しては、50％以上
の反射率になっている。
分光反射率を示すグラフ、図６は、感光体ドラム２０表
面の分光反射率を示すグラフである。黒色トナーは、図
５に示すように、400 〜900 nmの波長の光に対して低い
反射率になっているが、感光体ドラム２０の表面は、図
６に示すように、光の波長が大きくなるにつれて反射率
が順次大きくなり、赤外領域の光に対しては、50％以上
の反射率になっている。
【０００７】感光体ドラム２０の所定領域２１にトナー
が付着していない場合には、赤外発光ダイオード５１か
ら照射された赤外光は、感光体ドラム２０の表面によっ
て鏡面反射されるとともに、感光体ドラム２０の表面に
て拡散反射される。トナー濃度センサー５０の赤外受光
素子５２には、感光体ドラム２０の表面にて鏡面反射し
た光と、感光体ドラム２０の表面の反射率によって決ま
る拡散反射光とが受光される。
が付着していない場合には、赤外発光ダイオード５１か
ら照射された赤外光は、感光体ドラム２０の表面によっ
て鏡面反射されるとともに、感光体ドラム２０の表面に
て拡散反射される。トナー濃度センサー５０の赤外受光
素子５２には、感光体ドラム２０の表面にて鏡面反射し
た光と、感光体ドラム２０の表面の反射率によって決ま
る拡散反射光とが受光される。
【０００８】これに対して、感光体ドラム２０の所定領
域２１に黒色トナーが付着すると、黒色トナーの付着量
に応じて、感光体ドラム２０の表面によって鏡面反射す
る赤外光の量が減少するとともに、感光体ドラム２０の
表面および黒色トナーの双方にて拡散反射する赤外光の
量も減少する。そして、黒色トナーの付着量（黒色トナ
ーの濃度）が増加すると、最終的には、黒色トナーによ
る拡散反射光のみが赤外受光素子５２によって受光され
ることになる。
域２１に黒色トナーが付着すると、黒色トナーの付着量
に応じて、感光体ドラム２０の表面によって鏡面反射す
る赤外光の量が減少するとともに、感光体ドラム２０の
表面および黒色トナーの双方にて拡散反射する赤外光の
量も減少する。そして、黒色トナーの付着量（黒色トナ
ーの濃度）が増加すると、最終的には、黒色トナーによ
る拡散反射光のみが赤外受光素子５２によって受光され
ることになる。
【０００９】図７は、感光体ドラム２０の表面に付着し
た黒色トナーの濃度とトナー濃度センサー５０（赤外受
光素子５２）の出力電流との関係を示すグラフである。
感光体ドラム２０に対する黒色トナーの付着量（黒色ト
ナー濃度）が増加すると、感光体ドラム２０表面からの
鏡面反射される光量が減少する。また、黒色トナーに対
する赤外光の反射率が感光体ドラム２０表面に対する赤
外光の反射率よりも小さくなっていることにより、黒色
トナーの付着量が増加すると、感光体ドラム２０表面お
よび黒色トナーの双方によって拡散反射される光量も減
少し、図７に示すように、トナー濃度センサー５０の出
力電流は、トナー濃度にほぼ反比例して小さくなる。そ
して、黒色トナーの濃度がａ（mg／cm2 ）以上になれ
ば、トナー濃度センサー５０の出力電流はほぼ一定にな
る。
た黒色トナーの濃度とトナー濃度センサー５０（赤外受
光素子５２）の出力電流との関係を示すグラフである。
感光体ドラム２０に対する黒色トナーの付着量（黒色ト
ナー濃度）が増加すると、感光体ドラム２０表面からの
鏡面反射される光量が減少する。また、黒色トナーに対
する赤外光の反射率が感光体ドラム２０表面に対する赤
外光の反射率よりも小さくなっていることにより、黒色
トナーの付着量が増加すると、感光体ドラム２０表面お
よび黒色トナーの双方によって拡散反射される光量も減
少し、図７に示すように、トナー濃度センサー５０の出
力電流は、トナー濃度にほぼ反比例して小さくなる。そ
して、黒色トナーの濃度がａ（mg／cm2 ）以上になれ
ば、トナー濃度センサー５０の出力電流はほぼ一定にな
る。
【００１０】次に、このようなトナー濃度センサー５０
によって、感光体ドラム２０に付着したカラートナーの
濃度を検出する場合について説明する。図８（ａ）はイ
エロートナーの分光反射率を示すグラフ、図８（ｂ）は
マゼンタトナーの分光反射率を示すグラフ、図８（ｃ）
はシアントナーの分光反射率を示すグラフである。イエ
ロートナーは、500 nm程度以下の波長の光に対しては反
射率が低く、マゼンタトナーは500 〜600 nm程度の波長
の光に対しては反射率が低く、シアントナーは600 〜80
0 nm程度の波長の光に対しては反射率が低くなってい
る。従って、全てのカラートナーは、赤外領域の光に対
しては反射率が大きく、また、図６に示した感光体ドラ
ム２０の表面の赤外領域の光に対する反射率よりも大き
くなっている。
によって、感光体ドラム２０に付着したカラートナーの
濃度を検出する場合について説明する。図８（ａ）はイ
エロートナーの分光反射率を示すグラフ、図８（ｂ）は
マゼンタトナーの分光反射率を示すグラフ、図８（ｃ）
はシアントナーの分光反射率を示すグラフである。イエ
ロートナーは、500 nm程度以下の波長の光に対しては反
射率が低く、マゼンタトナーは500 〜600 nm程度の波長
の光に対しては反射率が低く、シアントナーは600 〜80
0 nm程度の波長の光に対しては反射率が低くなってい
る。従って、全てのカラートナーは、赤外領域の光に対
しては反射率が大きく、また、図６に示した感光体ドラ
ム２０の表面の赤外領域の光に対する反射率よりも大き
くなっている。
【００１１】このようなカラートナーでは、感光体ドラ
ム２０の表面に対する付着量（カラートナー濃度）が増
加する（大きくなる）と、感光体ドラム２０表面による
鏡面反射光量は減少する。しかし、感光体ドラム２０の
表面による赤外光の反射率よりも各カラートナーによる
赤外光の反射率が大きいために、感光体ドラム２０に付
着する各カラートナー量が増加すると、拡散反射される
赤外光の光量が増加することになる。そして、感光体ド
ラム２０表面に付着するカラートナー量が一定値以上に
なると、赤外受光素子５２には、感光体ドラム２０表面
からの鏡面反射光は受光されず、カラートナーによる拡
散反射光のみが受光される状態になり、赤外受光素子５
２の出力電流は一定になる。
ム２０の表面に対する付着量（カラートナー濃度）が増
加する（大きくなる）と、感光体ドラム２０表面による
鏡面反射光量は減少する。しかし、感光体ドラム２０の
表面による赤外光の反射率よりも各カラートナーによる
赤外光の反射率が大きいために、感光体ドラム２０に付
着する各カラートナー量が増加すると、拡散反射される
赤外光の光量が増加することになる。そして、感光体ド
ラム２０表面に付着するカラートナー量が一定値以上に
なると、赤外受光素子５２には、感光体ドラム２０表面
からの鏡面反射光は受光されず、カラートナーによる拡
散反射光のみが受光される状態になり、赤外受光素子５
２の出力電流は一定になる。
【００１２】カラートナー濃度に対するトナー濃度セン
サー５０（赤外受光素子５２）の出力電流の関係を図７
に破線で示す。このように、カラートナーによる拡散反
射光量が増加することにより、トナー濃度センサー５０
の出力が一定になるカラートナーの濃度ｂ（mg／cm2 ）
は、トナー濃度センサー５０の出力が一定になる黒色ト
ナーの濃度ａ（mg／cm2 ）よりも小さくなっており、カ
ラートナーの濃度を正確に検出することができる領域は
狭くなっている。その結果、カラー複写機等のカラー画
像形成装置によって形成されるカラー画像の色再現性を
確保するために必要なカラートナー濃度の検出範囲を十
分にカバーすることができず、カラー画像の色再現性を
向上させることができないという問題がある。
サー５０（赤外受光素子５２）の出力電流の関係を図７
に破線で示す。このように、カラートナーによる拡散反
射光量が増加することにより、トナー濃度センサー５０
の出力が一定になるカラートナーの濃度ｂ（mg／cm2 ）
は、トナー濃度センサー５０の出力が一定になる黒色ト
ナーの濃度ａ（mg／cm2 ）よりも小さくなっており、カ
ラートナーの濃度を正確に検出することができる領域は
狭くなっている。その結果、カラー複写機等のカラー画
像形成装置によって形成されるカラー画像の色再現性を
確保するために必要なカラートナー濃度の検出範囲を十
分にカバーすることができず、カラー画像の色再現性を
向上させることができないという問題がある。
【００１３】このような問題を解決するために、赤外発
光ダイオード５１から照射される赤外光の感光体ドラム
表面における鏡面反射光ではなくて、拡散反射光を赤外
受光素子にて受光するようにすればよい。しかし、この
ような構成であっても、赤外発光ダイオード５１から照
射される赤外光は、ある程度の角度的な広がりを有して
いるために、ケース５３内に配置された赤外発光ダイオ
ード５１から照射される赤外光は、ケースの内壁にて反
射され、その反射光が、感光体ドラム２０の表面にて鏡
面反射され、赤外受光素子５２によって受光されるおそ
れがある。このように、感光体ドラム２０での拡散反射
光以外の赤外光が、赤外受光素子５２によって受光され
ることにより、トナー濃度を広範囲にわたって正確に検
出することができなくなるおそれがある。
光ダイオード５１から照射される赤外光の感光体ドラム
表面における鏡面反射光ではなくて、拡散反射光を赤外
受光素子にて受光するようにすればよい。しかし、この
ような構成であっても、赤外発光ダイオード５１から照
射される赤外光は、ある程度の角度的な広がりを有して
いるために、ケース５３内に配置された赤外発光ダイオ
ード５１から照射される赤外光は、ケースの内壁にて反
射され、その反射光が、感光体ドラム２０の表面にて鏡
面反射され、赤外受光素子５２によって受光されるおそ
れがある。このように、感光体ドラム２０での拡散反射
光以外の赤外光が、赤外受光素子５２によって受光され
ることにより、トナー濃度を広範囲にわたって正確に検
出することができなくなるおそれがある。
【００１４】また、赤外発光ダイオード５１は、通常、
長期間にわたって使用すると、発光光量が経時的に低下
するという問題がある。このような状態になると、トナ
ー濃度が一定であるにもかかわらず、赤外受光素子５２
の受光光量が低下するために、正確にトナー濃度を検出
することができなくなる。
長期間にわたって使用すると、発光光量が経時的に低下
するという問題がある。このような状態になると、トナ
ー濃度が一定であるにもかかわらず、赤外受光素子５２
の受光光量が低下するために、正確にトナー濃度を検出
することができなくなる。
【００１５】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、黒色トナーの濃度のみならず、カ
ラートナーの濃度も広範囲にわたって正確に検出するこ
とができ、従って、カラー複写機等画像形成装置によっ
て形成されるカラー画像の色再現性を著しく向上させる
ことができるトナー濃度センサーを提供することにあ
る。本発明の他の目的は、赤外発光ダイオードの出力が
経時的に低下しても、正確にトナー濃度を検出すること
ができるトナー濃度センサーを提供することにある。
であり、その目的は、黒色トナーの濃度のみならず、カ
ラートナーの濃度も広範囲にわたって正確に検出するこ
とができ、従って、カラー複写機等画像形成装置によっ
て形成されるカラー画像の色再現性を著しく向上させる
ことができるトナー濃度センサーを提供することにあ
る。本発明の他の目的は、赤外発光ダイオードの出力が
経時的に低下しても、正確にトナー濃度を検出すること
ができるトナー濃度センサーを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明のトナー濃度セン
サーは、赤外発光ダイオードから感光体上の所定領域に
赤外光を照射して、赤外受光素子にて受光される赤外光
量に基づいて感光体に付着したトナーの濃度を検出する
ようになったトナー濃度センサーであって、前記赤外受
光素子が、ケース内に配置された赤外発光ダイオードか
ら照射される赤外光の感光体表面による鏡面反射光を受
光しないように配置されるとともに、赤外発光ダイオー
ドから照射される赤外光の拡散光がケース内にて吸収さ
れるようになっていることを特徴とする。
サーは、赤外発光ダイオードから感光体上の所定領域に
赤外光を照射して、赤外受光素子にて受光される赤外光
量に基づいて感光体に付着したトナーの濃度を検出する
ようになったトナー濃度センサーであって、前記赤外受
光素子が、ケース内に配置された赤外発光ダイオードか
ら照射される赤外光の感光体表面による鏡面反射光を受
光しないように配置されるとともに、赤外発光ダイオー
ドから照射される赤外光の拡散光がケース内にて吸収さ
れるようになっていることを特徴とする。
【００１７】前記赤外発光ダイオードは、ケースに設け
られた筒状の素子設置孔内に、その素子設置孔の軸心線
に光軸を一致させた状態で設けられており、素子設置孔
の内周面には、軸心方向に適当な間隔をあけて複数の環
状突出部が、それぞれ素子設置孔と同心状態で設けられ
ている。
られた筒状の素子設置孔内に、その素子設置孔の軸心線
に光軸を一致させた状態で設けられており、素子設置孔
の内周面には、軸心方向に適当な間隔をあけて複数の環
状突出部が、それぞれ素子設置孔と同心状態で設けられ
ている。
【００１８】前記赤外発光ダイオードおよび赤外受光素
子は、それぞれの光軸が、感光体表面の法線方向に対し
て10°〜30°の角度で傾斜した平面内に位置するととも
に、その平面内にて、異なる角度を有している。
子は、それぞれの光軸が、感光体表面の法線方向に対し
て10°〜30°の角度で傾斜した平面内に位置するととも
に、その平面内にて、異なる角度を有している。
【００１９】また、本発明のトナー濃度センサーは、赤
外発光ダイオードから感光体上の所定領域に赤外光を照
射して、赤外受光素子にて受光される赤外光量に基づい
て感光体に付着したトナーの濃度を検出するようになっ
たトナー濃度センサーであって、トナーが付着していな
い感光体上の所定領域に赤外発光ダイオードから照射さ
れる赤外光に対する赤外受光素子の出力の経時変化に基
づいて、最適な色再現性が得られるように赤外受光素子
の出力を補正する制御部が設けられていることを特徴と
する。
外発光ダイオードから感光体上の所定領域に赤外光を照
射して、赤外受光素子にて受光される赤外光量に基づい
て感光体に付着したトナーの濃度を検出するようになっ
たトナー濃度センサーであって、トナーが付着していな
い感光体上の所定領域に赤外発光ダイオードから照射さ
れる赤外光に対する赤外受光素子の出力の経時変化に基
づいて、最適な色再現性が得られるように赤外受光素子
の出力を補正する制御部が設けられていることを特徴と
する。
【００２０】前記制御部は、トナーが付着していない感
光体上の所定領域に照射される赤外光を受光した赤外受
光素子の初期状態の出力と、最適な色再現性が得られる
トナー濃度に対する赤外受光素子の初期状態の出力とに
基づいて、赤外受光素子が補正される。
光体上の所定領域に照射される赤外光を受光した赤外受
光素子の初期状態の出力と、最適な色再現性が得られる
トナー濃度に対する赤外受光素子の初期状態の出力とに
基づいて、赤外受光素子が補正される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【００２２】図１（ａ）は、本発明のトナー濃度センサ
ーにおける検出部の実施の形態の一例を示す概略正面
図、図１（ｂ）はその側面図である。このトナー濃度セ
ンサーの検出部１０は、例えば、三原色であるイエロー
（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍｇ）、シアン（Ｃｙ）の各カラ
ートナーと黒色トナーとによってカラー画像を形成する
カラー複写機に設けられた感光体ドラム２０の所定領域
２１に対向して配置されている。感光体ドラム２１の所
定領域には、カラー画像の形成とは関係なく、イエロ
ー、マゼンタ、シアンの各カラートナーが付着されると
ともに、黒色トナーが付着されるようになっている。
ーにおける検出部の実施の形態の一例を示す概略正面
図、図１（ｂ）はその側面図である。このトナー濃度セ
ンサーの検出部１０は、例えば、三原色であるイエロー
（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍｇ）、シアン（Ｃｙ）の各カラ
ートナーと黒色トナーとによってカラー画像を形成する
カラー複写機に設けられた感光体ドラム２０の所定領域
２１に対向して配置されている。感光体ドラム２１の所
定領域には、カラー画像の形成とは関係なく、イエロ
ー、マゼンタ、シアンの各カラートナーが付着されると
ともに、黒色トナーが付着されるようになっている。
【００２３】トナー濃度センサーの検出部１０は、感光
体ドラム２０の所定領域２１に付着したトナー２３に赤
外光を照射する赤外発光ダイオード１１と、感光体ドラ
ム２０の所定領域２１に付着したトナー２３にて拡散反
射される反射光を受光する赤外受光素子としてのフォト
ダイオード１２とが、ケース１３内に収容されて構成さ
れている。
体ドラム２０の所定領域２１に付着したトナー２３に赤
外光を照射する赤外発光ダイオード１１と、感光体ドラ
ム２０の所定領域２１に付着したトナー２３にて拡散反
射される反射光を受光する赤外受光素子としてのフォト
ダイオード１２とが、ケース１３内に収容されて構成さ
れている。
【００２４】ケース１３は、黒色のプラスチック成形体
によって直方体状に形成されており、図１（ｂ）に示す
ように、ケース１３の一方の表面が、感光体ドラム２０
の法線方向に対して傾斜状態で対向している。ケース１
３には、一対の素子設置孔１３ａおよび１３ｂが設けら
れており、各素子設置孔１３ａおよび１３ｂの開口部
が、感光体ドラム２０に対向した表面にそれぞれ近接し
た状態で設けられている。各素子設置孔１３ａおよび１
３ｂは、それぞれ円筒状になっており、それぞれの軸心
線は、開口部が設けられたケース１３の表面に対して直
交状態になった平面内に位置している。従って、図１
（ａ）に示すように、感光体ドラム２０の表面における
法線２４に対して角度θ1 にて傾斜した平面内に、各素
子設置孔１３ａおよび１３ｂの軸心線が位置している。
によって直方体状に形成されており、図１（ｂ）に示す
ように、ケース１３の一方の表面が、感光体ドラム２０
の法線方向に対して傾斜状態で対向している。ケース１
３には、一対の素子設置孔１３ａおよび１３ｂが設けら
れており、各素子設置孔１３ａおよび１３ｂの開口部
が、感光体ドラム２０に対向した表面にそれぞれ近接し
た状態で設けられている。各素子設置孔１３ａおよび１
３ｂは、それぞれ円筒状になっており、それぞれの軸心
線は、開口部が設けられたケース１３の表面に対して直
交状態になった平面内に位置している。従って、図１
（ａ）に示すように、感光体ドラム２０の表面における
法線２４に対して角度θ1 にて傾斜した平面内に、各素
子設置孔１３ａおよび１３ｂの軸心線が位置している。
【００２５】さらに、各素子設置孔１３ａおよび１３ｂ
の軸心線は、図１（ｂ）に示すように、その平面内に
て、感光体ドラム２０の法線２４に対して異なる角度θ
2 およびθ3 で、同方向に傾斜した状態になっている。
そして、傾斜角度が小さな素子設置孔１３ａの底面に、
赤外発光ダイオード１１が、赤外光の照射方向を開口部
側に向けて配置されており、他方の素子設置孔１３ｂの
底面に、フォトダイオード１２が、赤外光の受光方向を
開口部側に向けて配置されている。赤外発光ダイオード
１１およびフォトダイオード１２は、それぞれの光軸
が、各素子設置孔１３ａおよび１３ｂの軸心線に一致し
た状態になっている。
の軸心線は、図１（ｂ）に示すように、その平面内に
て、感光体ドラム２０の法線２４に対して異なる角度θ
2 およびθ3 で、同方向に傾斜した状態になっている。
そして、傾斜角度が小さな素子設置孔１３ａの底面に、
赤外発光ダイオード１１が、赤外光の照射方向を開口部
側に向けて配置されており、他方の素子設置孔１３ｂの
底面に、フォトダイオード１２が、赤外光の受光方向を
開口部側に向けて配置されている。赤外発光ダイオード
１１およびフォトダイオード１２は、それぞれの光軸
が、各素子設置孔１３ａおよび１３ｂの軸心線に一致し
た状態になっている。
【００２６】従って、赤外発光ダイオード１１およびフ
ォトダイオード１２のそれぞれの光軸も、感光体ドラム
２０の表面における法線２４に対して、10°〜30°の範
囲の所定の角度θ1 にて傾斜した平面内に位置してお
り、赤外発光ダイオード１１の光軸は、感光体ドラム２
０表面の法線２４に対して角度θ2 だけ傾斜するととも
に、フォトダイオード１２の光軸も、赤外発光ダイオー
ド１１の光軸と同方向に法線２４に対して角度θ3 （＞
θ2 ）だけ傾斜している。従って、フォトダイオード１
２は、赤外発光ダイオード１１から照射されて感光体ド
ラム２０表面により鏡面反射（正反射）された赤外光
を、直接受光しない位置に配置されていることになる。
ォトダイオード１２のそれぞれの光軸も、感光体ドラム
２０の表面における法線２４に対して、10°〜30°の範
囲の所定の角度θ1 にて傾斜した平面内に位置してお
り、赤外発光ダイオード１１の光軸は、感光体ドラム２
０表面の法線２４に対して角度θ2 だけ傾斜するととも
に、フォトダイオード１２の光軸も、赤外発光ダイオー
ド１１の光軸と同方向に法線２４に対して角度θ3 （＞
θ2 ）だけ傾斜している。従って、フォトダイオード１
２は、赤外発光ダイオード１１から照射されて感光体ド
ラム２０表面により鏡面反射（正反射）された赤外光
を、直接受光しない位置に配置されていることになる。
【００２７】赤外発光ダイオード１１が配置された素子
設置孔１３ａの内周面には、複数の環状突出部１３ｃ
が、軸方向に等しい間隔をあけて設けられている。各環
状突出部１３ｃは、素子設置孔１３ａとはそれぞれ同心
状態になっており、各環状突出部１３ｃの内周面は、開
口部側になるにつれて順次内径が大きくなったテーパー
状になっている。フォトダイオード１２が配置された素
子設置孔１３ｂの内周面は、軸心線に沿って一定の内径
になっている。
設置孔１３ａの内周面には、複数の環状突出部１３ｃ
が、軸方向に等しい間隔をあけて設けられている。各環
状突出部１３ｃは、素子設置孔１３ａとはそれぞれ同心
状態になっており、各環状突出部１３ｃの内周面は、開
口部側になるにつれて順次内径が大きくなったテーパー
状になっている。フォトダイオード１２が配置された素
子設置孔１３ｂの内周面は、軸心線に沿って一定の内径
になっている。
【００２８】赤外発光ダイオード１１からは、黒色にな
ったケース１３における素子設置孔１３ａの軸心線に沿
って赤外光が照射されるが、その赤外光の一部は拡散し
た状態で素子設置孔１３ｃ内を進行する。そして、拡散
光の一部が、素子設置孔１３ａにおける各環状突出部１
３ｃの内周面の黒色になった先端部によって吸収され
る。
ったケース１３における素子設置孔１３ａの軸心線に沿
って赤外光が照射されるが、その赤外光の一部は拡散し
た状態で素子設置孔１３ｃ内を進行する。そして、拡散
光の一部が、素子設置孔１３ａにおける各環状突出部１
３ｃの内周面の黒色になった先端部によって吸収され
る。
【００２９】トナー２３に照射される赤外光は、図１
（ｂ）に示すように、感光体ドラム２０表面における放
射方向に延びる法線２４に対してθ1 およびθ2 だけ傾
斜した状態になっているために、感光体ドラム２０の表
面に付着したトナーによって鏡面反射された赤外光は、
法線２４に対してフォトダイオード１２の配置方向とは
反対方向に反射する。しかも、フォトダイオード１２
は、赤外発光ダイオード１１に対してトナー２３による
赤外光の鏡面反射方向とは反対側に配置されているため
に、トナー２３による赤外光の鏡面反射光がフォトダイ
オード１２によっては受光されるおそれがない。従っ
て、フォトダイオード１２には、感光体ドラム２０上の
トナー２３によって拡散反射される赤外光が確実に受光
されることになる。
（ｂ）に示すように、感光体ドラム２０表面における放
射方向に延びる法線２４に対してθ1 およびθ2 だけ傾
斜した状態になっているために、感光体ドラム２０の表
面に付着したトナーによって鏡面反射された赤外光は、
法線２４に対してフォトダイオード１２の配置方向とは
反対方向に反射する。しかも、フォトダイオード１２
は、赤外発光ダイオード１１に対してトナー２３による
赤外光の鏡面反射方向とは反対側に配置されているため
に、トナー２３による赤外光の鏡面反射光がフォトダイ
オード１２によっては受光されるおそれがない。従っ
て、フォトダイオード１２には、感光体ドラム２０上の
トナー２３によって拡散反射される赤外光が確実に受光
されることになる。
【００３０】また、赤外発光ダイオード１１から照射さ
れた赤外光の拡散光は、素子設置孔１３ａの環状突出部
１３ｃにて吸収されるために、感光体ドラム２０の所定
領域２１に付着したトナー２３に向かって確実に照射さ
れ、素子設置孔１３ａの内周面にて反射された光が感光
体ドラム２０表面におけるトナー２３が付着していない
領域に照射されて、赤外受光素子１２にて受光されるこ
とが抑制される。
れた赤外光の拡散光は、素子設置孔１３ａの環状突出部
１３ｃにて吸収されるために、感光体ドラム２０の所定
領域２１に付着したトナー２３に向かって確実に照射さ
れ、素子設置孔１３ａの内周面にて反射された光が感光
体ドラム２０表面におけるトナー２３が付着していない
領域に照射されて、赤外受光素子１２にて受光されるこ
とが抑制される。
【００３１】図２は、本発明のトナー濃度センサーの信
号処理回路のブロック図である。フォトダイオード１２
の出力は、電流−電圧（Ｉ／Ｖ）変換部１６によって電
圧に変換されて、増幅回路１７によって増幅された後
に、マイクロコンピューターを使用した制御部１８のア
ナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換入力端子に入力され
ている。増幅回路１７は、可変抵抗器１７ａによって増
幅率を変更し得るようになっている。制御部１８には、
ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去およびプログラム可能な読み
取り専用記憶装置）のように不揮発性のメモリーによっ
て構成された記憶部１９が接続されている。制御部１７
ａは、赤外発光ダイオード１１も制御されるようになっ
ている。
号処理回路のブロック図である。フォトダイオード１２
の出力は、電流−電圧（Ｉ／Ｖ）変換部１６によって電
圧に変換されて、増幅回路１７によって増幅された後
に、マイクロコンピューターを使用した制御部１８のア
ナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換入力端子に入力され
ている。増幅回路１７は、可変抵抗器１７ａによって増
幅率を変更し得るようになっている。制御部１８には、
ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去およびプログラム可能な読み
取り専用記憶装置）のように不揮発性のメモリーによっ
て構成された記憶部１９が接続されている。制御部１７
ａは、赤外発光ダイオード１１も制御されるようになっ
ている。
【００３２】図３は、各カラートナーの濃度および黒色
トナーの濃度とトナー濃度センサーの出力電流との関係
を示すグラフである。黒色トナーの場合には、感光体ド
ラム２０表面における赤外光の反射率よりも、赤外光の
反射率が小さいために、図３に実線で示すように、感光
体ドラム２０の所定領域２１に付着した黒色トナーの濃
度が大きくなるほど、すなわち、感光体ドラム２０の所
定領域２１に付着した黒色トナー量が多くなるほど、黒
色トナーにて拡散反射される赤外光量が減少するため
に、フォトダイオード１２の出力電流が減少する。感光
体ドラム２０の表面にトナーが付着していない（トナー
濃度が０mg／cm2 ）状態で、感光体ドラム２０表面によ
る赤外光の拡散反射光を受光したフォトダイオード１２
の出力電流をＡとすると、黒色トナーを最適な色再現性
が得られる濃度ｘ1 mg／cm2 となるように感光体ドラム
２０に付着させた場合に、その黒色トナーによる赤外光
の拡散反射光を受光したフォトダイオード１２の出力は
Ａよりも低下する。感光体ドラム２０に付着した黒色ト
ナーの濃度がｘ2 mg／cm2 に上昇すると、その黒色トナ
ーによる赤外光の拡散反射光を受光したフォトダイオー
ド１２の出力はさらに低下する。
トナーの濃度とトナー濃度センサーの出力電流との関係
を示すグラフである。黒色トナーの場合には、感光体ド
ラム２０表面における赤外光の反射率よりも、赤外光の
反射率が小さいために、図３に実線で示すように、感光
体ドラム２０の所定領域２１に付着した黒色トナーの濃
度が大きくなるほど、すなわち、感光体ドラム２０の所
定領域２１に付着した黒色トナー量が多くなるほど、黒
色トナーにて拡散反射される赤外光量が減少するため
に、フォトダイオード１２の出力電流が減少する。感光
体ドラム２０の表面にトナーが付着していない（トナー
濃度が０mg／cm2 ）状態で、感光体ドラム２０表面によ
る赤外光の拡散反射光を受光したフォトダイオード１２
の出力電流をＡとすると、黒色トナーを最適な色再現性
が得られる濃度ｘ1 mg／cm2 となるように感光体ドラム
２０に付着させた場合に、その黒色トナーによる赤外光
の拡散反射光を受光したフォトダイオード１２の出力は
Ａよりも低下する。感光体ドラム２０に付着した黒色ト
ナーの濃度がｘ2 mg／cm2 に上昇すると、その黒色トナ
ーによる赤外光の拡散反射光を受光したフォトダイオー
ド１２の出力はさらに低下する。
【００３３】反対に、イエロー、マゼンタ、シアンの各
カラートナーの場合には、各カラートナーによる赤外光
の反射率は、感光体ドラム２０の表面における赤外光の
反射率よりも大きいために、図３に示すように、感光体
ドラム２０の所定領域２１に付着したカラートナーの濃
度が大きくなるほど、すなわち、感光体ドラム２０の所
定領域２１に付着したカラートナーの量が多くなるほ
ど、カラートナーにて拡散反射される赤外光量が増加
し、フォトダイオード１２の出力電流が増加する。感光
体ドラム２０に付着したカラートナーのトナー濃度が最
適な色再現性が得られるｘ1 mg／cm2 の場合には、その
カラートナーによる赤外光の拡散反射光を受光したフォ
トダイオード１２の出力は、感光体ドラム２０表面によ
る赤外光の拡散反射光を受光したフォトダイオード１２
の出力Ａよりも上昇し、トナー濃度がさらにｘ2 mg／cm
2 にまで上昇すると、そのカラートナーによる赤外光の
拡散反射光を受光したフォトダイオード１２の出力はさ
らに上昇する。
カラートナーの場合には、各カラートナーによる赤外光
の反射率は、感光体ドラム２０の表面における赤外光の
反射率よりも大きいために、図３に示すように、感光体
ドラム２０の所定領域２１に付着したカラートナーの濃
度が大きくなるほど、すなわち、感光体ドラム２０の所
定領域２１に付着したカラートナーの量が多くなるほ
ど、カラートナーにて拡散反射される赤外光量が増加
し、フォトダイオード１２の出力電流が増加する。感光
体ドラム２０に付着したカラートナーのトナー濃度が最
適な色再現性が得られるｘ1 mg／cm2 の場合には、その
カラートナーによる赤外光の拡散反射光を受光したフォ
トダイオード１２の出力は、感光体ドラム２０表面によ
る赤外光の拡散反射光を受光したフォトダイオード１２
の出力Ａよりも上昇し、トナー濃度がさらにｘ2 mg／cm
2 にまで上昇すると、そのカラートナーによる赤外光の
拡散反射光を受光したフォトダイオード１２の出力はさ
らに上昇する。
【００３４】フォトダイオード１２の出力の変化量は、
図２に示した増幅回路１７に設けられた可変抵抗器１７
ａによって、各検出部１０毎にバラツキがなく、一定量
になるように調整される。このために、トナー濃度の変
化に対するフォトダイオード１２の出力の変化も一定に
なる。従って、カラートナーおよび黒色トナーそれぞれ
における最適な色再現性が得られるトナー濃度ｘ1 mg／
cm2 に対するフォトダイオード１２の出力Ｃ（カラート
ナー）およびＤ（黒色トナー）は、トナー濃度が０mg／
cm2 の場合のフォトダイオード１２の出力Ａに対して、
可変抵抗器１７ａによって得られる既知の値であり、一
元的に決定される。
図２に示した増幅回路１７に設けられた可変抵抗器１７
ａによって、各検出部１０毎にバラツキがなく、一定量
になるように調整される。このために、トナー濃度の変
化に対するフォトダイオード１２の出力の変化も一定に
なる。従って、カラートナーおよび黒色トナーそれぞれ
における最適な色再現性が得られるトナー濃度ｘ1 mg／
cm2 に対するフォトダイオード１２の出力Ｃ（カラート
ナー）およびＤ（黒色トナー）は、トナー濃度が０mg／
cm2 の場合のフォトダイオード１２の出力Ａに対して、
可変抵抗器１７ａによって得られる既知の値であり、一
元的に決定される。
【００３５】図２に示す制御部１８は、初期状態におい
て、感光体ドラム２０の表面にトナーが付着していない
場合、すなわち、トナー濃度が０mg／cm2 の場合のフォ
トダイオード１２の出力Ａを、記憶部１９に記憶するよ
うになっている。そして、感光体ドラム２０の表面にト
ナーが付着していない状態でのフォトダイオード１２の
出力を、逐次、記憶部１９に記憶された初期状態のフォ
トダイオード１２の出力Ａと比較して、赤外発光ダイオ
ード１１の光量が低下したことが確認された時点で、フ
ォトダイオード１２の出力を補正するようになってい
る。
て、感光体ドラム２０の表面にトナーが付着していない
場合、すなわち、トナー濃度が０mg／cm2 の場合のフォ
トダイオード１２の出力Ａを、記憶部１９に記憶するよ
うになっている。そして、感光体ドラム２０の表面にト
ナーが付着していない状態でのフォトダイオード１２の
出力を、逐次、記憶部１９に記憶された初期状態のフォ
トダイオード１２の出力Ａと比較して、赤外発光ダイオ
ード１１の光量が低下したことが確認された時点で、フ
ォトダイオード１２の出力を補正するようになってい
る。
【００３６】例えば、トナー濃度が０mg／cm2 に対する
フォトダイオード１２の出力が、図３に示すように、Ａ
からＢに低下した場合には、トナー濃度に対するフォト
ダイオード１２の出力特性が、初期状態からＢ／Ａに低
下しているものとして、カラートナーおよび黒色トナー
それぞれのトナー濃度に対するフォトダイオード１２の
出力特性がＢ／Ａ倍になるように演算する。これによ
り、カラートナーおよび黒色トナーそれぞれのトナー濃
度に対するフォトダイオード１２の出力は、図３に破線
で示す状態に変換される。
フォトダイオード１２の出力が、図３に示すように、Ａ
からＢに低下した場合には、トナー濃度に対するフォト
ダイオード１２の出力特性が、初期状態からＢ／Ａに低
下しているものとして、カラートナーおよび黒色トナー
それぞれのトナー濃度に対するフォトダイオード１２の
出力特性がＢ／Ａ倍になるように演算する。これによ
り、カラートナーおよび黒色トナーそれぞれのトナー濃
度に対するフォトダイオード１２の出力は、図３に破線
で示す状態に変換される。
【００３７】この場合、最適の色再現性が得られるカラ
ートナーおよび黒色トナーのトナー濃度ｘ1 mg／cm2 に
対するフォトダイオード１２の出力Ｃ’およびＤ’は、
次式(1) および(2) によってそれぞれ求められる。
ートナーおよび黒色トナーのトナー濃度ｘ1 mg／cm2 に
対するフォトダイオード１２の出力Ｃ’およびＤ’は、
次式(1) および(2) によってそれぞれ求められる。
【００３８】Ｃ’＝Ｂ＋（Ｃ−Ａ）×Ｂ／Ａ … (1) Ｄ’＝Ｂ−（Ａ−Ｄ）×Ｂ／Ａ … (2) 式(1) および(2) において、（Ｃ−Ａ）および（Ａ−
Ｄ）は、一定値であり、既知の値である。また、Ａは、
記憶部１９に記憶されており、Ｂを測定することによ
り、最適な色再現性を得ることができるフォトダイオー
ド１２の出力Ｃ’およびＤ’を求めることができる。
Ｄ）は、一定値であり、既知の値である。また、Ａは、
記憶部１９に記憶されており、Ｂを測定することによ
り、最適な色再現性を得ることができるフォトダイオー
ド１２の出力Ｃ’およびＤ’を求めることができる。
【００３９】制御部１８は、例えば、定期的にフォトダ
イオード１２の出力に基づいて感光体ドラム２１上のト
ナーの濃度を検出し、最適な色再現性が得られるトナー
濃度を求めて、検出されたトナー濃度と比較することに
より、トナー現像系を制御することができる。すなわ
ち、カラートナーの場合に、最適な色再現性が得られる
フォトダイオード１２の出力Ｃに対して、フォトダイオ
ード１２の出力が大きくなっている場合には、カラート
ナーの濃度が濃くなっていると判断して、トナー現像系
に対して、カラートナー濃度を低下させるように出力す
る。反対に、フォトダイオード１２の出力が、最適な色
再現性が得られるフォトダイオード１２の出力Ｃよりも
小さくなっている場合には、カラートナーの濃度が薄く
なっていると判断して、トナー現像系に対して、カラー
トナー濃度を上昇させるように出力する。黒色トナーの
場合には、最適な色再現性が得られるフォトダイオード
１２の出力Ｄに対して、フォトダイオード１２の出力が
小さくなっている場合には、カラートナーの濃度が濃く
なっていると判断して、トナー現像系に対して、カラー
トナー濃度を低下させるように出力し、フォトダイオー
ド１２の出力が、最適な色再現性が得られるフォトダイ
オード１２の出力Ｄよりも大きくなっている場合には、
カラートナーの濃度が薄くなっていると判断して、トナ
ー現像系に対して、カラートナー濃度を上昇させるよう
に出力する。
イオード１２の出力に基づいて感光体ドラム２１上のト
ナーの濃度を検出し、最適な色再現性が得られるトナー
濃度を求めて、検出されたトナー濃度と比較することに
より、トナー現像系を制御することができる。すなわ
ち、カラートナーの場合に、最適な色再現性が得られる
フォトダイオード１２の出力Ｃに対して、フォトダイオ
ード１２の出力が大きくなっている場合には、カラート
ナーの濃度が濃くなっていると判断して、トナー現像系
に対して、カラートナー濃度を低下させるように出力す
る。反対に、フォトダイオード１２の出力が、最適な色
再現性が得られるフォトダイオード１２の出力Ｃよりも
小さくなっている場合には、カラートナーの濃度が薄く
なっていると判断して、トナー現像系に対して、カラー
トナー濃度を上昇させるように出力する。黒色トナーの
場合には、最適な色再現性が得られるフォトダイオード
１２の出力Ｄに対して、フォトダイオード１２の出力が
小さくなっている場合には、カラートナーの濃度が濃く
なっていると判断して、トナー現像系に対して、カラー
トナー濃度を低下させるように出力し、フォトダイオー
ド１２の出力が、最適な色再現性が得られるフォトダイ
オード１２の出力Ｄよりも大きくなっている場合には、
カラートナーの濃度が薄くなっていると判断して、トナ
ー現像系に対して、カラートナー濃度を上昇させるよう
に出力する。
【００４０】なお、上記実施の形態では、フォトダイオ
ード１２の出力を増幅回路１８の可変抵抗器１７ａによ
って調整する構成であったが、このように、可変抵抗器
１７ａによって調整することができないような場合に
は、初期状態で、トナー濃度が０mg／cm2 の場合におけ
るフォトダイオード１２の出力Ａと、最適な色再現性が
得られるトナー濃度ｘ1 mg／cm2 に対するフォトダイオ
ード１２の出力ＣおよびＤを記憶し、以後、前記(1) 式
および(2) 式に基づいて、トナー濃度を制御すればよ
い。
ード１２の出力を増幅回路１８の可変抵抗器１７ａによ
って調整する構成であったが、このように、可変抵抗器
１７ａによって調整することができないような場合に
は、初期状態で、トナー濃度が０mg／cm2 の場合におけ
るフォトダイオード１２の出力Ａと、最適な色再現性が
得られるトナー濃度ｘ1 mg／cm2 に対するフォトダイオ
ード１２の出力ＣおよびＤを記憶し、以後、前記(1) 式
および(2) 式に基づいて、トナー濃度を制御すればよ
い。
【００４１】
【発明の効果】本発明のトナー濃度センサーは、このよ
うに、赤外発光ダイオードから照射されて感光体表面に
て鏡面反射される赤外光が、受光素子によって受光され
ない状態になっており、しかも、赤外発光ダイオードか
ら照射される赤外光の拡散光も吸収され得るようになっ
ているために、感光体における所定領域にて拡散反射さ
れる赤外光のみを確実に受光素子にて受光することがで
きる。その結果、赤外光の反射率の低い黒色トナーのみ
ならず、赤外光の反射率の高いカラートナーも、広範囲
にわたって、正確に濃度を検出することができる。従っ
て、カラー複写機等のカラー画像形成装置において、色
再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
うに、赤外発光ダイオードから照射されて感光体表面に
て鏡面反射される赤外光が、受光素子によって受光され
ない状態になっており、しかも、赤外発光ダイオードか
ら照射される赤外光の拡散光も吸収され得るようになっ
ているために、感光体における所定領域にて拡散反射さ
れる赤外光のみを確実に受光素子にて受光することがで
きる。その結果、赤外光の反射率の低い黒色トナーのみ
ならず、赤外光の反射率の高いカラートナーも、広範囲
にわたって、正確に濃度を検出することができる。従っ
て、カラー複写機等のカラー画像形成装置において、色
再現性に優れたカラー画像を形成することができる。
【００４２】また、トナー濃度センサーの赤外受光素子
の出力が、経時的に補正されるようになっているため
に、赤外発光ダイオードの出力の経時的な劣化によっ
て、トナー濃度を正確に検出できないようなおそれがな
い。
の出力が、経時的に補正されるようになっているため
に、赤外発光ダイオードの出力の経時的な劣化によっ
て、トナー濃度を正確に検出できないようなおそれがな
い。
【図１】（ａ）は本発明のトナー濃度センサーの検出部
における実施の形態の一例を示す概略正面図、（ｂ）は
その側面図である。
における実施の形態の一例を示す概略正面図、（ｂ）は
その側面図である。
【図２】そのトナー濃度センサーの制御回路図である。
【図３】カラートナーの濃度および黒色トナーの濃度
と、本発明のトナー濃度センサーにおけるフォトダイオ
ードの出力電流との関係をそれぞれ示すグラフである。
と、本発明のトナー濃度センサーにおけるフォトダイオ
ードの出力電流との関係をそれぞれ示すグラフである。
【図４】（ａ）は従来のトナー濃度センサーの実施の形
態の一例を示す正面図、（ｂ）はその側面図である。
態の一例を示す正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図５】黒色トナーの分光反射率の概略を示すグラフで
ある。
ある。
【図６】感光体ドラムの分光反射率の概略を示すグラフ
である。
である。
【図７】黒色トナーの濃度およびカラートナーの濃度と
従来のトナー濃度センサーの出力電流との関係をそれぞ
れ示すグラフである。
従来のトナー濃度センサーの出力電流との関係をそれぞ
れ示すグラフである。
【図８】（ａ）はイエロートナーの分光反射率の概略を
示すグラフ、（ｂ）はマゼンタトナーの分光反射率の概
略を示すグラフ、（ｃ）はシアントナーの分光反射率の
概略を示すグラフである。
示すグラフ、（ｂ）はマゼンタトナーの分光反射率の概
略を示すグラフ、（ｃ）はシアントナーの分光反射率の
概略を示すグラフである。
１０ 検出部 １１ 赤外発光ダイオード １２ 赤外受光素子 １３ ケース １３ａ 素子設置孔 １３ｂ 素子設置孔 １３ｃ 環状突出部 １６ Ｉ／Ｖ変換部 １７ 増幅回路部 １７ａ 可変抵抗器 １８ 制御部 １９ 記憶部 ２０ 感光体ドラム ２１ 所定領域 ２３ トナー
Claims (5)
- 【請求項１】 赤外発光ダイオードから感光体上の所定
領域に赤外光を照射して、赤外受光素子にて受光される
赤外光量に基づいて感光体に付着したトナーの濃度を検
出するようになったトナー濃度センサーであって、 前記赤外受光素子が、ケース内に配置された赤外発光ダ
イオードから照射される赤外光の感光体表面による鏡面
反射光を受光しないように配置されるとともに、赤外発
光ダイオードから照射される赤外光の拡散光がケース内
にて吸収されるようになっていることを特徴とするトナ
ー濃度センサー。 - 【請求項２】 前記赤外発光ダイオードは、ケースに設
けられた筒状の素子設置孔内に、その素子設置孔の軸心
線に光軸を一致させた状態で設けられており、素子設置
孔の内周面には、軸心方向に適当な間隔をあけて複数の
環状突出部が、それぞれ素子設置孔と同心状態で設けら
れている請求項１に記載のトナー濃度センサー。 - 【請求項３】 前記赤外発光ダイオードおよび赤外受光
素子は、それぞれの光軸が、感光体表面の法線方向に対
して10°〜30°の角度で傾斜した平面内に位置するとと
もに、その平面内にて、異なる角度を有している請求項
１に記載のトナー濃度センサー。 - 【請求項４】 赤外発光ダイオードから感光体上の所定
領域に赤外光を照射して、赤外受光素子にて受光される
赤外光量に基づいて感光体に付着したトナーの濃度を検
出するようになったトナー濃度センサーであって、 トナーが付着していない感光体上の所定領域に赤外発光
ダイオードから照射される赤外光に対する赤外受光素子
の出力の経時変化に基づいて、最適な色再現性が得られ
るように赤外受光素子の出力を補正する制御部が設けら
れていることを特徴とするトナー濃度センサー。 - 【請求項５】 前記制御部は、トナーが付着していない
感光体上の所定領域に照射される赤外光を受光した赤外
受光素子の初期状態の出力と、最適な色再現性が得られ
るトナー濃度に対する赤外受光素子の初期状態の出力と
に基づいて、赤外受光素子が補正される請求項５に記載
のトナー濃度センサー。
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|---|---|---|---|
| JP21857796A JP3310175B2 (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | トナー濃度センサー |
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| JP21857796A JP3310175B2 (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | トナー濃度センサー |
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| JPH1062340A true JPH1062340A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3310175B2 JP3310175B2 (ja) | 2002-07-29 |
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- 1996-08-20 JP JP21857796A patent/JP3310175B2/ja not_active Expired - Fee Related
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