JPH1063058A - 画像形成プロセス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射方式に拘わらず、全ての波長特性を有す
るトナーで形成したテストパッチの反射濃度を１組の発
光素子と受光素子で検出して色安定性及び濃度安定性を
維持できる画像形成プロセス制御装置を提供することに
ある。 【解決手段】 ２色以上のトナーを用いて反転現像によ
り像担持体１０上にテストパッチを形成し、当該テスト
パッチ面に特定波長の光を照射する発光素子とその反射
光又は乱反射光を受光して光強度に応じた信号を出力す
る受光素子２２２と、受光素子２２２からの出力信号を
所定レベルに増幅する非反転増幅器ＯＰと、当該非反転
増幅器ＯＰからの出力信号に基づいて画像形成プロセス
を制御するＣＰＵ２４０と、トナーの透過率に応じて非
反転増幅器ＯＰの電圧利得を切り換えるスイッチＳ１，
Ｓ２を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体の周面に
配置した複数の現像器によって順次単色のカラートナー
像を像担持体に重ね合わせ形成されたカラートナー像を
記録紙に転写するカラー画像形成の画像形成プロセス条
件を制御する画像形成プロセス制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式の画像形成装置とし
て、半導体レーザーをはじめ、６００ｎｍ以上８５０ｎ
ｍ以下の波長域に主たるエネルギーピークを持つＬＥ
Ｄ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）、ＬＣＤ（液晶
シャター）などを書き込み光源として画像部分の感光体
表面をレーザー露光し、例えばイエロー（Ｙ）、マゼン
タ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（ＢＫ）の各現像剤を
収容する４個の現像器による反転現像によって形成した
単色のトナー像を像担持体上に重ね合わせることによっ
てカラーのトナー像を形成し、これを記録紙上に転写し
てカラー画像の記録を行うカラー複写機、カラープリン
タが提案されている。

【０００３】斯かるカラー画像プロセスで重ね合わせて
形成されるカラーのトナー像は、色安定性が重要である
ので、各単色のトナー像が、カラー画像の構成上それぞ
れバランスのとれたトナー付着量に現像されているか否
か、さらにそのトナー付着量が多量のコピーに際しても
安定して維持されるか否かによってその画質すなわちカ
ラーバランスの再現性が大きく左右される。カラー画像
の色安定性はモノクロ画像と異なり、単位面積当たりの
トナー付着量が高くなれば安定するというものでなく、
所定の付着量を維持する必要がある。前述のカラー画像
形成装置には各単色のトナー付着量を管理する制御手段
が設けられる。

【０００４】斯かるトナー付着量の制御手段としては、
像担持体の非画像領域に各単色のトナー像に対応する特
定濃度のテストパッチを形成し、発光波長の異なる複数
の発光素子と受光素子とからなる画像濃度センサを備
え、テストパッチの色と補色関係にある発光素子を選択
的に発光させて各色のテストパッチの反射光を受光素子
で検出して各色の現像器のバイアス電圧あるいはトナー
濃度を制御するものや、あるいは装置内の湿度に応じて
現像器の現像スリーブの回転数を制御する方法が挙げら
れ、それ等に関しては特開昭５７−４０２７９号、特開
昭６２−２３９１８０号、特開平２−１８６３６８号の
各号の公報による提案がすでに開示されている。

【０００５】昨今の画像形成装置の小型化の要請から、
画像濃度センサを簡略化しなければならなくなってい
る。画像濃度センサは反射方式と乱反射方式をいずれか
を採用している。本出願人は、反射方式又は乱反射方式
のいずれであっても単一の発光素子で全ての色のテスト
パッチから反射濃度を検出するための改良を検討した結
果、以下の技術的課題を見いだした。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１５は正反射方式の
画像濃度センサの概念を示す模式図であり、図１５
（ａ）は正反射方式の画像濃度センサの光学的な配置を
示した模式図である。

【０００７】正反射方式を採用する画像濃度センサは、
図１５（ａ）に示すように発光素子であるＬＥＤからの
入射光線がテストパッチ面と交わる入射点から正反射す
る反射光を受光する位置に受光素子であるフォトトラン
ジスタを配置したものである。入射光線がテストパッチ
面と交わる点を入射点とすれば、入射光線と入射点にお
ける面の法線を含む面を入射面とし、入射光線と反射光
線が法線とつくる角度が９０°以内のとき、フレネルの
反射の法則が適用され、反射光線は入射面内にあり、ま
た法線に関して入射光線と反対側にあり、入射角と反射
角は相等しくなっている。

【０００８】図１５（ｂ）は発光素子からの発光波長を
吸収するトナーでテストパッチを形成した際の出力特性
を示したグラフであり、図１５（ｃ）は発光素子からの
発光波長を透過するトナーでテストパッチを形成した際
の出力特性を示したグラフである。図１５（ｂ）及び図
１５（ｃ）に示す出力特性からテストパッチを形成する
トナーの波長特性によって画像濃度センサの出力が変動
している。これは発光素子の波長を吸収するトナーであ
る場合、トナーが光を吸収するため、トナー付着量が高
くなれば反射光量が小さくなり、像担持体表面をトナー
がすべて覆うトナー付着量以上になると出力は０にな
る。発光素子の波長を透過するトナーである場合、トナ
ーが光を散乱するため、トナー付着量が高くなれば、散
乱光が増え受光素子への反射光量が小さくなる。しか
し、像担持体表面をトナーがすべて覆うトナー付着量以
上になると散乱光の割合はほぼ一定となる付着量を境と
してトナー付着量が変動しても反射光量が変動しなくな
り、画像濃度センサの出力はある一定値で飽和する。

【０００９】図１６は乱反射方式の画像濃度センサの概
念を示す模式図であり、図１６（ａ）は乱反射方式の画
像濃度センサの光学的な配置を示した模式図である。

【００１０】乱反射方式を採用する画像濃度センサは、
図１６（ａ）に示すように発光素子であるＬＥＤからの
入射光線がテストパッチ面と交わる入射点から乱反射す
る出射光を受光する位置に受光素子であるフォトトラン
ジスタを配置したものである。

【００１１】図１６（ｂ）は発光素子からの発光波長を
吸収するトナーでテストパッチを形成した際の出力特性
を示したグラフであり、図１６（ｃ）は発光素子からの
発光波長を透過するトナーでテストパッチを形成した際
の出力特性を示したグラフである。図１６（ｂ）及び図
１６（ｃ）に示す出力特性からテストパッチを形成する
トナーの波長特性によって画像濃度センサの出力が変動
している。これは発光素子の波長を吸収するトナーであ
る場合、トナー付着量が高くなれば反射光量が小さくな
り、像担持体表面をトナーがすべて覆うトナー付着量以
上になると出力は０になる。トナーが光を散乱するため
トナー付着量が高くなれば、散乱光が増え、受光素子へ
の反射光量は多くなる。しかし、像担持体表面がトナー
をすべて覆うトナー付着量以上になると散乱光の割合は
ほぼ一定となり、発光素子の波長を透過するトナーであ
る場合、トナー付着量が変動しても反射光量の変動は小
さくなり、画像濃度センサからの出力は一定値で飽和す
る。

【００１２】上述したように画像濃度センサは、反射方
式によって受光素子に入射する光強度が発光素子の波長
とテストパッチを形成するトナーの波長特性によっても
変動すると言う技術的課題がある。

【００１３】本発明の目的は、上記技術的課題に鑑み、
反射方式に拘わらず、全ての波長特性を有するトナーで
形成したテストパッチの反射濃度を１組の発光素子と受
光素子で検出して色安定性及び濃度安定性を維持できる
画像形成プロセス制御装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の構成
によって達成される。

【００１５】（１） ２色以上のトナーを用いて反転現
像により像担持体上にテストパッチを形成し、当該テス
トパッチ面に特定波長の光を照射する発光素子とその反
射光を受光して光強度に応じた信号を出力する受光素子
と、当該受光素子からの出力信号を所定レベルに増幅す
る非反転増幅器と、当該非反転増幅器からの出力信号に
基づいて画像形成プロセスを制御する制御部を有する画
像形成プロセス制御装置において、前記発光素子の波長
とトナーの透過率に応じて前記非反転増幅器の電圧利得
を切り換えるスイッチを備えたことを特徴とする画像形
成プロセス制御装置。上記構成を備えることにより、全
ての波長特性を有するトナーで形成したテストパッチか
ら安定して検知出力を得ることができるので、色安定性
及び濃度安定性を維持できる。

【００１６】（２） ２色以上のトナーを用いて反転現
像により像担持体上にテストパッチを形成し、当該テス
トパッチ面に特定波長の光を照射する発光素子とその乱
反射光を受光して光強度に応じた信号を出力する受光素
子と、当該受光素子からの出力信号を所定レベルに増幅
する非反転増幅器と、当該非反転増幅器からの出力信号
に基づいて画像形成プロセスを制御する制御部を有する
画像形成プロセス制御装置において、前記発光素子の波
長とトナーの透過率に応じて前記非反転増幅器の電圧利
得を切り換えるスイッチを備えたことを特徴とする画像
形成プロセス制御装置。上記構成を備えることにより、
全ての波長特性を有するトナーで形成したテストパッチ
から安定して検知出力を得ることができるので、色安定
性及び濃度安定性を維持できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本実施の形態の画像形成プロセス
制御装置を適用するに好ましい画像形成プロセスと、斯
かるプロセスを実施可能な画像形成装置の概略構成を図
１を参照して説明する。

【００１８】図１は本実施の形態に斯かる画像形成プロ
セス制御装置を適用可能な画像形成装置を示した概略断
面図である。

【００１９】各構成部材の説明に先立ちカラー画像形成
プロセスについて説明する。

【００２０】像担持体１０は、接地して時計方向に駆動
回転される。スコロトロン帯電器１２は像担持体１０の
周面に対しＶ_Hの電位を与える一様な電位Ｖ_Gに保持され
たグリッドと、コロナ放電ワイヤによるコロナ放電によ
ってイオンを付与する。このスコロトロン帯電器１２に
よる帯電に先だって、前プリントまでの像担持体１０の
感光体の履歴をなくすために発光ダイオード等を用いた
ＰＣＬによる露光を行って像担持体１０の周面を除電す
る。

【００２１】像担持体１０面への一様帯電後、書き込み
装置１３により画像信号に基づいた像露光が行われる。
書き込み装置１３は、（図２を参照）半導体レーザ１３
１を発光し回転するポリゴンミラー１３４、ｆθレンズ
１３５等を経て反射ミラー１３７により光路を曲げられ
走査するもので、像担持体１０の回転（副走査）によっ
て潜像が形成される。なお、画像部に対して露光を行な
い、画像部の方が低電位となるような反転潜像を形成す
る。

【００２２】先ず１色目のイエロー（Ｙ）の現像がマグ
ネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ
１４１によって行われる。層形成手段によって現像スリ
ーブ１４１上に層厚が規制された現像剤は現像域へと搬
送される。

【００２３】現像域における現像スリーブ１４１と像担
持体１０との間隙は現像スリーブ１４１上に保持される
現像剤の層厚よりも大きい０．２〜１．０ｍｍとして、
この間に交流バイアスＶ_ACと直流バイアスＶ_DCが重畳し
て印加される。トナーの帯電量は直流バイアスＶ_DCと同
極性であるため、交流バイアスＶ_ACによってキャリアか
ら離脱するきっかけを与えられたトナーは直流バイアス
Ｖ_DCより電位の高い静電潜像Ｖ_Hの部分には付着せず、
直流バイアスＶ_DCより電位の低い静電潜像Ｖ_L部分に付
着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００２４】１色目の顕像化が終った後２色目の画像形
成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器１２による一
様帯電が行われ、２色目の画像データによる潜像が書き
込み装置１３によって形成される。このとき１色目の画
像形成行程で行われたＰＣＬによる除電は、１色目の画
像部に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下によ
り飛び散るため行わない。

【００２５】再び像担持体１０周面の全面に亘ってＶ_H
の電位となった感光体のうち、１色目の画像のない部分
に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行われ
るが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行う部
分では、付着した１色目のトナーにより遮光とトナー自
身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ_DCと
Ｖ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色目と
２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶＬの
潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバランスが
崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M′＞Ｖ
_Lとなる中間電位、Ｖ_M′の潜像電位で現像を行うことも
ある。

【００２６】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成行程が行われ、像担持体１０周面上には４色の
顕像が形成される。

【００２７】転写域においては転写のタイミングに同期
して像担持体１０の周面に転写ローラ１８が圧接され、
給紙された記録紙を挟着して多色像が一括して転写され
る。

【００２８】次いで記録紙はほぼ同時に圧接状態とされ
た分離ブラシ１９によって除電され像担持体１０の周面
により分離して定着装置（図示せず）に搬送され、熱ロ
ーラと圧着ローラの加熱、加圧によってトナーを溶着し
たのち排紙ローラを介して装置外部に排出される。転写
ローラ１８および分離ブラシ１９は記録紙の通過後像担
持体１０の周面より退避離間して次なるトナー像の形成
に備える。

【００２９】一方記録紙を分離した像担持体１０は、ク
リーニング装置２２のブレードの圧接により残留トナー
を除去・清掃し、再びＰＣＬによる除電と帯電器１２に
よる帯電を受けて次なる画像形成のプロセスに入る。な
お、ブレードは感光体面のクリーニング後直ちに移動し
て像担持体１０の周面より退避する。

【００３０】次に前述したカラー画像形成プロセスを実
行する画像形成装置の主要構成部材の機能、性能の特徴
を図１〜図４を参照して説明する。

【００３１】像担持体１０は、導電性支持体上に中間層
塗布液を塗布し、これを乾燥硬化して中間層を形成し、
その上に感光層を形成した電子写真感光体であり、Ａ４
判サイズの転写材を使用して長手（２９７ｍｍ）方向に
搬送するために半径を４０ｍｍ以上にしてある。斯かる
４０ｍｍ以上の半径は、像書き込み中や転写ローラ１８
が圧着又は解除されても像にずれを生じないようにする
ためにも必要とされるものである。なお、導電性支持体
は接地してある。像担持体１０は約７５〜１００ｍｍ／
ｓｅｃの線速度で矢示方向に回転する（−）帯電の塗布
型ＯＰＣから成るφ８０〜φ１２０ｍｍのドラム状の感
光体であり、像担持体１０の回転軸に位相を検出するた
めのエンコーダ（図示せず）を設けてあり、エンコーダ
（図示せず）は像担持体１０の位相を示す位相信号をＣ
ＰＵ２４０（図１参照）に送出している。

【００３２】導電性支持体は、従来公知のもの、例えば
アルミニウム、ステンレススチール等の金属基体、ある
いは金属酸化物等の導電性粉末を樹脂層に分散した導電
層などが挙げられ、所定の表面粗さをもつものが用いら
れる。支持体表面に粗さを与える加工方法は、特に問わ
ない。例えば、金属基体については、化学エッチング、
電気メッキなどの化学的方法、蒸着、スパッタリングな
どの物理的方法、旋盤加工などの機械的方法などが例と
してあげられる。また、ある種の樹脂導電層のように、
層中に含有する導電性粉末等の構成材料の形状や存在状
態の影響により凹凸を生じ、表面粗さをもつものでもよ
い。支持体表面の凹凸の断面形状は、Ｖ字型状、Ｕ字型
状、鋸刃形状等をはじめ、それ以外の不規則な形状でも
よく、特に限定されるものではない。

【００３３】中間層は、金属アルコキシド化合等の有機
金属化合物と、シランカップリング剤を主成分としたも
のを、溶媒に溶かし塗布液とする。この液を塗布、乾燥
硬化して形成される。

【００３４】電荷発生物質（ＣＧＭ）は長波長領域でも
充分な分光感度をもち、微少な露光量の差にも対応して
忠実に電荷を発生するものが、コントラストや解像度の
優れた画像を形成することができる。このような諸特性
を考えあわせて、ＣＧＭとしてはチタニルフタロシアニ
ンが最も好適である。

【００３５】帯電器１２は例えば帯電ワイヤとして白金
線（クラッド又はアロイ）を採用したスコロトロン帯電
器、又は鋸歯電極或いはブラシ電極のいずれかを現像器
１４と転写ローラ１８の間に配置してあり、潜像形成プ
ロセスに先立ち像担持体１０をＶ_H−７５０Ｖに均一帯
電して階調再現性等を調整することによりカブリ防止等
を行うものである。

【００３６】図２は書き込み装置の概略構成を示した平
面図である。

【００３７】書き込み装置１３は、プリンタコマンドを
解読するフォーマッタからの画像データをレーザダイオ
ード（ＬＤ）変調回路に送り、変調された画像信号によ
り半導体レーザ１３１を発光させて２０ＭＨｚのドット
クロックで像担持体１０上をライン走査して潜像を形成
するものであり、半導体レーザ１３１とコリメータレン
ズ１３２とポリゴンミラー１３４及びｆθレンズ１３５
と第１のシリンドリカルレンズ１３３及び第２のシリン
ドリカルレンズ１３６を備え、パルス幅変調した変調信
号で半導体レーザ１３１を発振させ、レーザ光を所定速
度で回転するポリゴンミラー１３４で偏向させ、ｆθレ
ンズ１３５及び第１のシリンドリカルレンズ１３３及び
第２のシリンドリカルレンズ１３６によって像担持体１
０上に６００ＤＰＩ（約６０×８０μｍ）相当にするス
ポットに絞って走査するものである。

【００３８】半導体レーザ１３１はＧａＡｌＡｓ等が用
いられ、最大出力１０ｍＷであり、光効率２５％であ
り、拡がり角としては接合面平行方向で８〜１６°、接
合面垂直方向で２０〜３６°である。なお、カラートナ
ー（イエロー、マゼンタ、シアン）を順次重ね合わせる
こともあるので、カラートナーによる吸収の少ない波長
光による露光が好ましく、この場合の波長は７８０ｎｍ
である。

【００３９】ポリゴンミラー１３４は、偏向光学系に相
当するものであり、ビームを集光すると共に走査面の平
坦化を実現するためにペッパール和と非点隔差を小さく
するものであり、６面のポリゴン面を設け、書き込み密
度６００ｄｐｉで２３６００（ｒｐｍ）の回転数で回転
する。

【００４０】ｆθレンズ１３５は走査面の平坦化を実現
するためにペッパール和と非点隔差を小さくし、像面湾
曲を除去するものである。

【００４１】第１のシリンドリカルレンズ１３３と第２
のシリンドリカルレンズ１３６は、補正光学系に相当す
るものであり、ポリゴンミラー１３４の面倒れ誤差によ
る走査線のピッチむらを低減する。これにより、ポリゴ
ン倒れ角１２０秒Ｐ−Ｐであり、倒れ角補正率１′２０
以上となる。第２のシリンドリカルレンズ１３６はビー
ムを像担持体１０上に結像するものである。

【００４２】画像データ出力部は、変調回路（図示せ
ず）と、ＬＤ駆動回路（図示せず）、同期系としてイン
デックスセンサ１３８及びインデックス検出回路（図示
せず）、ポリゴンドライバ（図示せず）を設けてある。

【００４３】変調回路は、参照波と所定ビットからなる
記録信号をＤ／Ａ変換したアナログ記録信号とを比較し
多値化するものである。このようにして得られる変調信
号はＬＤ駆動回路の駆動信号となる。ＬＤ駆動回路は、
変調信号で半導体レーザ１３１を発振させるものであ
り、半導体レーザ１３１からのビーム光量に相当する信
号がフィードバックされ、その光量が一定となるように
駆動するものであり、半導体レーザ１３１に導通する電
流を変更することができるようになっている。これによ
り、潜像電位を調整することができる。同期系は、偏向
光学系からのビームを反射するミラーを介してインデッ
クスセンサ１３８に入射する。インデックスセンサ１３
８はビームに感応して電流を出力し、当該電流はインデ
ックス検出回路で電流／電圧変換してインデックス信号
として出力する。このインデックス信号により所定速度
で回転するポリゴンミラー１３４の面位置を検知し、主
走査方向の周期によって、ラスタ走査方式で変調信号に
よる光走査を行う。

【００４４】像担持体１０周縁に図１に示すようにイエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラック等のトナーとキャリ
アとからなる二成分現像剤を装填した現像器１４が設け
られてある。

【００４５】図３は現像器の概略構成を示したものであ
る。

【００４６】現像器１４は、平均粒径約８．５μｍのポ
リエステル系材料からなるトナーと平均粒径３０μｍの
フェライト系コーティングキャリアとをトナー濃度７〜
９％に制御した現像剤を撹拌スクリュウ１４２を回転す
ることにより撹拌して所定の帯電量（Ｑ／Ｍ）に設定し
た後、マグネットローラの外側にあって所定の回転数で
像担持体１０に対して正回転する現像スリーブ１４１の
外周に層厚規制部材１４４によって層規制された磁気ブ
ラシを形成し、現像スリーブ１４１には１．７ｋＶ，８
ＫＨｚ交流バイアスと−６５０Ｖの直流バイアスが印加
されて、像担持体１０に対向した現像領域の潜像をトナ
ー像に顕像化するものである。なお、現像間隙は０．４
６ｍｍである。

【００４７】現像器１４は、像担持体１０と対向する筺
体の開口付近に直径２０（ｍｍ）の現像スリーブ１４１
の回動軸を筺体の側壁に嵌入してあり、その後方に直径
１６（ｍｍ）の撹拌スクリュウ１４２、供給ローラ１４
３の駆動軸を筺体の側壁に嵌入してあり、これら現像ス
リーブ１４１、撹拌スクリュウ１４２、供給ローラ１４
３の駆動軸は例えば歯車を介して駆動系（図示せず）に
接続することにより、回転数を変更することができるよ
うになっている。この制御動作はＣＰＵ２４０によって
行われる。例えば、この機能を利用して画像濃度センサ
からの出力信号に基づいた画像濃度の調整を現像スリー
ブ１４１の回転軸を例えば２００（ｒｐｍ），２５０
（ｒｐｍ），３００（ｒｐｍ）に変更して一定の現像時
間における現像剤の供給量を制御することにより行うこ
とができる。

【００４８】図４は各色のトナー特性を示すグラフであ
る。図４に示すように縦軸に透過率（％）、横軸に波長
で示したものである。

【００４９】各トナーのイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）に於いて、波
長によって光透過率を大きく異にするため、テストパッ
チの画像濃度が一定であっても検出される濃度信号に差
異が生ずる。

【００５０】転写ローラ１８は、ステンレス鋼棒からな
る軸体と、その外周にポリウレタンゴム、シリコーンゴ
ム、スチレンブタジエン共重合体エラストマー、オレフ
ィン系エラストマー等の樹脂材をセルサイズ１０〜３０
０μｍ程度の発砲タイプ若しくは連泡タイプで形成し、
更に前述の樹脂材に導電性付与材としてカーボンブラッ
ク等の無機物及び又は有機導電剤を混合させた電化供給
可能な導電性とした弾性部材とから構成してある。弾性
部材としてカーボンブラックを含有した発砲ポリウレタ
ン系樹脂のルビセルローラ（トーヨーポリマー（株）製
造）を用いた。転写ローラ１８の電気抵抗は２×１０⁸
Ω、ゴム硬度はアスカーＣスケールで硬度２５°程度が
好ましい。弾性部材の外形は１６ｍｍ、軸体の外形は８
ｍｍである。

【００５１】分離ブラシ１９は転写プロセスの直後に記
録紙を交流コロナ又は高圧電流で除電して記録紙の像担
持体１０への静電吸着力を低減し、紙の剛性や自重を利
用して分離しやすく、弱いと薄く剛性の弱い記録紙ほど
分離が難しくなるため、記録紙種や環境を考慮して除電
量をバランスよく設定してある。

【００５２】クリーニング装置２２は、ブレード等を像
担持体１０の表面に接触させることにより、像担持体１
０の表面に付着したトナー及び粉塵を掻き落として廃ト
ナーボックスに捕獲する。

【００５３】続いて本実施の形態の画像形成装置に採用
した画像形成プロセス制御回路２００を図１、図５〜図
７を参照して説明する。

【００５４】画像形成プロセス制御回路２００は、図１
に示すようにパッチデータ発生回路２１０と画像濃度セ
ンサ２２０とパッチ検知回路２３０とＣＰＵ２４０とか
らなる。

【００５５】パッチデータ発生回路２１０は、不揮発Ｒ
ＯＭにイエロー、マゼンタ、シアンの１次色毎にテスト
パッチデータを格納したものであり、斯かるテストパッ
チデータが画像形成プロセス条件の補正に際して読み出
されるものである。

【００５６】画像濃度センサ２２０は、各色のテストパ
ッチからの反射濃度を検出するものであり、正反射方式
と乱反射方式がある。

【００５７】図５は正反射方式を採用する画像濃度セン
サの配置状態を示した断面図である。

【００５８】正反射方式による画像濃度センサ２２０
は、図５に示すように発光ダイオード２２１とホトトラ
ンジスタ２２２との受光面の中心が４０°，４０°の角
度をなすような溝をケーシングに形成し、当該溝に発光
ダイオード２２１及びホトトランジスタ２２２に嵌入し
たことによりフォトカップリングを構成してある。ケー
シングは基板を介して像担持体１０の表面に水平になる
ようにクリーニング装置２２の近傍に像担持体１０の中
心に対抗するように像担持体１０表面から６ｍｍの間隙
で設けてある。これにより、テストパッチを検知した位
置の中心線Ｏに対してθ１とθ２を以て各々４０°の角
度で配設してある。従って、画像濃度センサ２２０は、
図５に示した反射による投受光関係を維持して回転する
像担持体１０の表面１０ｂに担持したテストパッチから
の反射した光強度に応じた電気信号を得る。

【００５９】図６は乱反射方式を採用する画像濃度セン
サの配設状態を示した断面図である。

【００６０】乱反射方式による画像濃度センサ２２０
は、図６に示すように発光ダイオード２２１とホトトラ
ンジスタ２２２との受光面の中心が４０°の角度をなす
ような溝をケーシングに形成し、当該溝に発光ダイオー
ド２２１及びホトトランジスタ２２２に嵌入したことに
よりフォトカップリングを構成してある。ケーシングは
基板を介して像担持体１０の表面に水平になるようにク
リーニング装置２２の近傍に像担持体１０の中心に対抗
するように像担持体１０表面から６ｍｍの間隙で設けて
ある。これにより、テストパッチを検知した位置の中心
線Ｏに対してθを４０°の角度で配設してある。従っ
て、画像濃度センサ２２０は、図６に示した反射による
投受光関係を維持して回転する像担持体１０の表面１０
ｂに担持したテストパッチからの反射した光強度に応じ
た電気信号を得る。

【００６１】図７はパッチ検出回路を示した回路図であ
る。

【００６２】パッチ検知回路２３０は、画像濃度センサ
２２０からの出力信号を電圧に変換する回路であり、オ
ペレーショナルアンプＯＰと抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６とダイ
オードスイッチＳ１，Ｓ２とから構成したものであり、
正反射方式と乱反射方式のいずれの配置を採用しても共
通に使用できる。

【００６３】発光ダイオード２２１のアノード端子及び
ホトトランジスタ２２２のアノード端子には最大出力１
０（Ｖ）の可変直流電源Ｖ_CCを接続してあり、発光ダイ
オード２２１のカソード端子には例えば抵抗素子Ｒ１を
接続し、ホトトランジスタ２２２のカソード端子にオペ
アンプＯＰと抵抗素子Ｒ２〜Ｒ６とダイオードスイッチ
Ｓ１，Ｓ２から構成される出力検出回路を設けてある。
出力検出回路はオペアンプＯＰの非反転端子に入力を加
え、オペアンプの反転端子に抵抗Ｒ４〜Ｒ６を通して出
力電圧の一部を帰還した非反転増幅器である。抵抗素子
Ｒ５，Ｒ６はダイオードスイッチＳ１，Ｓ２により選択
的に抵抗素子Ｒ４に接続することにより電圧利得を変更
できるようにしてある。本実施の形態において、出力検
出回路の利得Ａ_fbは１＋Ｒ４／Ｒ５又は１＋Ｒ４／Ｒ６
である。出力検出回路は非反転増幅回路であるからその
利得はオペアンプのループ利得に無関係であって、帰還
回路の抵抗のみによって決定されている。Ｒ４を５６０
ｋΩとし、Ｒ５を発光素子の発光波長によって５６０ｋ
Ω、５．６ｋΩ、１．２ｋΩとし、Ｒ６を３６ｋΩとす
れば、電圧利得Ａ_fbを２，１００，５００と１６．６で
切り替えるようにしてある。電圧利得Ａ_fbの切換は、Ｃ
ＰＵ２４０からの制御信号によって行われる。

【００６４】パッチ検出回路２２０は、前述した構成を
備えることにより、発光ダイオード２２１からの光をパ
ッチを介してホトトランジスタ２２２で受光した光強度
に応じた電圧を検出するものである。

【００６５】以下にトナー付着量Ｍ／Ａを０．４〜０．
６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた際の画像濃度センサの出力
電圧から検知性を表１〜表１２及び図８〜図１３を参照
して検討する。

【００６６】先ず、正反射方式の画像濃度センサを採用
した場合の画像濃度センサからの出力特性を説明する。

【００６７】図８は９５０ｎｍの発光波長を有する発光
素子を用いた際の出力特性を示すグラフであり、いずれ
のグラフも縦軸にパッチ検出回路２２０からの出力電圧
を示しており、横軸にトナー付着量Ｍ／Ａ（ｍｇ／ｃｍ
²）を示してある。

【００６８】図８（ａ）は、イエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックのトナーでテストパッチの付着量を変化さ
せてパッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを１６．６と
した際の出力特性を示したグラフである。ブラックのト
ナーでテストパッチの付着量を変化させて形成すれば、
トナー付着量の増大に伴って出力電圧が減少するが、イ
エロー、マゼンタ、シアンのトナーでテストパッチの付
着量を変化させて形成しても、反射光量が多いためにパ
ッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbが大きいので、出力
電圧が飽和していることを示してる。

【００６９】

【表１】

【００７０】表１は図８（ａ）と同一の条件でトナー付
着量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた
際のパッチ検出回路２２０からの出力電圧から検知性を
検討したものである。ブラックのトナーでテストパッチ
を形成すれば、テストパッチのトナー付着量を０．４〜
０．６ｍｇ／ｃｍ²で変化させれば、出力差ΔＶを生じ
るために検知できる。しかしながら、イエロー、マゼン
タ、シアンのトナーでテストパッチを形成すれば、テス
トパッチのトナー付着量を０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²
で変化させても出力差ΔＶを生じないために検知できな
い。

【００７１】そこで、本実施の形態では、イエロー、マ
ゼンタ、シアンのトナーでテストパッチを形成した際に
パッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを２に低下させ反
射濃度を検出している。

【００７２】図８（ｂ）は、イエロー、マゼンタ、シア
ンのトナーでテストパッチの付着量を変化させてパッチ
検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを２とした際の出力特性
を示したグラフである。イエロー、マゼンタ、シアンの
トナーでテストパッチの付着量を変化させて形成すれ
ば、トナー付着量の増大に伴って出力電圧が減少してい
る。

【００７３】

【表２】

【００７４】表２は図８（ｂ）と同一条件でトナー付着
量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた際
のイエロー、マゼンタ、シアンのトナーでテストパッチ
を形成した際のパッチ検出回路２２０からの出力電圧と
図８（ａ）と同一の条件でトナー付着量Ｍ／Ａを０．４
〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた際のブラックトナー
でテストパッチを形成した際のパッチ検出回路２２０か
らの出力電圧から検知性を検討したものである。全ての
色のテストパッチのトナー付着量を０．４〜０．６ｍｇ
／ｃｍ²で変化させれば、出力差を生じるために検知性
が良好となる。

【００７５】図９は６５０ｎｍの発光波長を有する発光
素子を用いた際の出力特性を示すグラフであり、いずれ
のグラフも縦軸にパッチ検出回路２２０からの出力電圧
を示しており、横軸にトナー付着量Ｍ／Ａ（ｍｇ／ｃｍ
²）を示してある。

【００７６】図９（ａ）は、イエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックのトナーでテストパッチの付着量を変化さ
せてパッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを１６．６と
した際の出力特性を示したグラフである。シアン、ブラ
ックのトナーでテストパッチの付着量を変化させて形成
すれば、トナー付着量の増大に伴って出力電圧が減少す
るが、イエロー、マゼンタのトナーでテストパッチの付
着量を変化させて形成しても、反射光量が多いためにパ
ッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbが大きいので、出力
電圧が飽和していることを示してる。

【００７７】

【表３】

【００７８】表３は図９（ａ）と同一の条件でトナー付
着量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた
際のパッチ検出回路２２０からの出力電圧から検知性を
検討したものである。シアン、ブラックのトナーでテス
トパッチを形成すれば、テストパッチのトナー付着量を
０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²で変化させれば、出力差Δ
Ｖを生じるために検知できる。しかしながら、イエロ
ー、マゼンタのトナーでテストパッチを形成すれば、テ
ストパッチのトナー付着量を０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ
²で変化させても出力差ΔＶを生じないために検知でき
ない。

【００７９】そこで、本実施の形態では、イエロー、マ
ゼンタのトナーでテストパッチを形成した際にパッチ検
出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを２に低下させ反射濃度を
検出している。

【００８０】図９（ｂ）は、イエロー、マゼンタのトナ
ーでテストパッチの付着量を変化させてパッチ検出回路
２２０の電圧利得Ａ_fbを２とした際の出力特性を示した
グラフである。イエロー、マゼンタのトナーでテストパ
ッチの付着量を変化させて形成すれば、トナー付着量の
増大に伴って出力電圧が減少している。

【００８１】

【表４】

【００８２】表４は図９（ｂ）と同一条件でトナー付着
量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた際
のイエロー、マゼンタのトナーでテストパッチを形成し
た際のパッチ検出回路２２０からの出力電圧と図９
（ａ）と同一の条件でトナー付着量Ｍ／Ａを０．４〜
０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた際のシアン、ブラック
のトナーでテストパッチを形成した際のパッチ検出回路
２２０からの出力電圧から検知性を検討したものであ
る。全ての色のテストパッチのトナー付着量を０．４〜
０．６ｍｇ／ｃｍ²で変化させれば、出力差ΔＶを生じ
るために検知性が良好となる。

【００８３】図１０は５７０ｎｍの発光波長を有する発
光素子を用いた際の出力特性を示すグラフであり、いず
れのグラフも縦軸にパッチ検出回路２２０からの出力電
圧を示しており、横軸にトナー付着量Ｍ／Ａ（ｍｇ／ｃ
ｍ²）を示してある。

【００８４】図１０（ａ），（ｂ）は、イエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラックのトナーでテストパッチの付着
量を変化させてパッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを
１６．６とした際の出力特性を示したグラフである。イ
エローのトナーでテストパッチの付着量を変化させて形
成すれば、トナー付着量の増大に伴って出力電圧が減少
するが、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーでテスト
パッチの付着量を変化させて形成しても、５７０ｎｍの
発光素子の光量が９５０ｎｍ，８６０ｎｍの発光素子に
比べて小さいため、発光波長を吸収してしまうので、出
力電圧が０になってしまうことを示してる。

【００８５】

【表５】

【００８６】表５は図１０と同一の条件でトナー付着量
Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた際の
パッチ検出回路２２０からの出力電圧から検知性を検討
したものである。イエローのトナーでテストパッチを形
成すれば、テストパッチのトナー付着量を０．４〜０．
６ｍｇ／ｃｍ²で変化させれば、出力差ΔＶを生じるた
めに検知できる。しかしながら、マゼンタ、シアン、ブ
ラックのトナーでテストパッチを形成すれば、テストパ
ッチのトナー付着量を０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²で変
化させても出力差ΔＶを生じないために検知できない。

【００８７】そこで、本実施の形態では、マゼンタ、シ
アン、ブラックのトナーでテストパッチを形成した際に
パッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを１００に増加さ
せ反射濃度を検出している。

【００８８】図１０（ｃ）は、マゼンタ、シアン、ブラ
ックのトナーでテストパッチの付着量を変化させてパッ
チ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを１００とした際の出
力特性を示したグラフである。マゼンタ、シアン、ブラ
ックのトナーでテストパッチの付着量を変化させて形成
すれば、トナー付着量の増大に伴って出力電圧が低下し
ている。

【００８９】

【表６】

【００９０】表６は図１０（ａ）と同一条件でトナー付
着量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた
際のイエローのトナーでテストパッチを形成した際のパ
ッチ検出回路２２０からの出力電圧と図１０（ｃ）と同
一の条件でトナー付着量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／
ｃｍ²に変化させた際のマゼンタ、シアン、ブラックの
トナーでテストパッチを形成した際のパッチ検出回路２
２０からの出力電圧から検知性を検討したものである。
全ての色のテストパッチのトナー付着量を０．４〜０．
６ｍｇ／ｃｍ²で変化させれば、出力差ΔＶを生じるた
めに検知性が良好となる。

【００９１】次に、乱反射方式の画像濃度センサを採用
した場合の画像濃度センサからの出力特性を説明する。

【００９２】図１１は９５０ｎｍの発光波長を有する発
光素子を用いた際の出力特性を示すグラフであり、いず
れのグラフも縦軸にパッチ検出回路２２０からの出力電
圧を示しており、横軸にトナー付着量Ｍ／Ａ（ｍｇ／ｃ
ｍ²）を示してある。

【００９３】図１１（ａ）は、イエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックのトナーでテストパッチの付着量を変化
させてパッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを１６．６
とした際の出力特性を示したグラフである。ブラックの
トナーでテストパッチの付着量を変化させて形成すれ
ば、トナー付着量の増大に伴って出力電圧が減少する
が、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーでテストパッ
チの付着量を変化させて形成しても、反射光量が多いた
めにパッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbが大きいの
で、出力電圧が飽和していることを示してる。

【００９４】

【表７】

【００９５】表７は図１１（ａ）と同一の条件でトナー
付着量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させ
た際のパッチ検出回路２２０からの出力電圧から検知性
を検討したものである。ブラックのトナーでテストパッ
チを形成すれば、テストパッチのトナー付着量を０．４
〜０．６ｍｇ／ｃｍ²で変化させれば、出力差ΔＶを生
じるために検知できる。しかしながら、イエロー、マゼ
ンタ、シアンのトナーでテストパッチを形成すれば、テ
ストパッチのトナー付着量を０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ
²で変化させても出力差ΔＶを生じないために検知でき
ない。

【００９６】そこで、本実施の形態では、イエロー、マ
ゼンタ、シアンのトナーでテストパッチを形成した際に
パッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを２に低下させ反
射濃度を検出している。

【００９７】図１１（ｂ）は、イエロー、マゼンタ、シ
アンのトナーでテストパッチの付着量を変化させてパッ
チ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを２とした際の出力特
性を示したグラフである。イエロー、マゼンタ、シアン
のトナーでテストパッチの付着量を変化させて形成すれ
ば、トナー付着量の増大に伴って出力電圧が増加してい
る。

【００９８】

【表８】

【００９９】表８は図１１（ｂ）と同一条件でトナー付
着量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた
際のイエロー、マゼンタ、シアンのトナーでテストパッ
チを形成した際のパッチ検出回路２２０からの出力電圧
と図１１（ａ）と同一の条件でトナー付着量Ｍ／Ａを
０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた際のブラック
のトナーでテストパッチを形成した際のパッチ検出回路
２２０からの出力電圧から検知性を検討したものであ
る。全ての色のテストパッチのトナー付着量を０．４〜
０．６ｍｇ／ｃｍ²で変化させれば、出力差ΔＶを生じ
るために検知性が良好となる。

【０１００】図１２は６５０ｎｍの発光波長を有する発
光素子を用いた際の出力特性を示すグラフであり、いず
れのグラフも縦軸にパッチ検出回路２２０からの出力電
圧を示しており、横軸にトナー付着量Ｍ／Ａ（ｍｇ／ｃ
ｍ²）を示してある。

【０１０１】図１２（ａ）は、イエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックのトナーでテストパッチの付着量を変化
させてパッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを１６．６
とした際の出力特性を示したグラフである。シアン、ブ
ラックのトナーでテストパッチの付着量を変化させて形
成すれば、トナー付着量の増大に伴って出力電圧が減少
するが、イエロー、マゼンタのトナーでテストパッチの
付着量を変化させて形成しても、反射光量が多いために
パッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbが大きいので、出
力電圧が飽和していることを示してる。

【０１０２】

【表９】

【０１０３】表９は図１２（ａ）と同一の条件でトナー
付着量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させ
た際のパッチ検出回路２２０からの出力電圧から検知性
を検討したものである。シアン、ブラックのトナーでテ
ストパッチを形成すれば、テストパッチのトナー付着量
を０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²で変化させれば、出力差
ΔＶを生じるために検知できる。しかしながら、イエロ
ー、マゼンタのトナーでテストパッチを形成すれば、テ
ストパッチのトナー付着量を０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ
²で変化させても出力差ΔＶを生じないために検知でき
ない。

【０１０４】そこで、本実施の形態では、イエロー、マ
ゼンタのトナーでテストパッチを形成した際にパッチ検
出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを２に低下させ反射濃度を
検出している。

【０１０５】図１２（ｂ）は、イエロー、マゼンタのト
ナーでテストパッチの付着量を変化させてパッチ検出回
路２２０の電圧利得Ａ_fbを２とした際の出力特性を示し
たグラフである。イエロー、マゼンタのトナーでテスト
パッチの付着量を変化させて形成すれば、トナー付着量
の増大に伴って出力電圧が増加している。

【０１０６】

【表１０】

【０１０７】表１０は図１２（ｂ）と同一条件でトナー
付着量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させ
た際のイエロー、マゼンタのトナーでテストパッチを形
成した際のパッチ検出回路２２０からの出力電圧と図１
２（ａ）と同一の条件でトナー付着量Ｍ／Ａを０．４〜
０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させた際のシアン、ブラック
のトナーでテストパッチを形成した際のパッチ検出回路
２２０からの出力電圧から検知性を検討したものであ
る。全ての色のテストパッチのトナー付着量を０．４〜
０．６ｍｇ／ｃｍ²で変化させれば、出力差ΔＶを生じ
るために検知性が良好となる。

【０１０８】図１３は５７０ｎｍの発光波長を有する発
光素子を用いた際の出力特性を示すグラフであり、いず
れのグラフも縦軸にパッチ検出回路２２０からの出力電
圧を示しており、横軸にトナー付着量Ｍ／Ａ（ｍｇ／ｃ
ｍ²）を示してある。

【０１０９】図１３（ａ），（ｂ）は、イエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラックのトナーでテストパッチの付着
量を変化させてパッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを
１６．６とした際の出力特性を示したグラフである。イ
エローのトナーでテストパッチの付着量を変化させて形
成すれば、トナー付着量の増大に伴って出力電圧が増加
するが、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーでテスト
パッチの付着量を変化させて形成しても、５７０ｎｍの
発光素子の光量が９５０ｎｍ，８６０ｎｍの発光素子に
比べて小さいため、発光波長を吸収してしまうので、出
力電圧が０になってしまうことを示している。

【０１１０】

【表１１】

【０１１１】表１１は図１３（ａ），（ｂ）と同一の条
件でトナー付着量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²
に変化させた際のパッチ検出回路２２０からの出力電圧
から検知性を検討したものである。イエローのトナーで
テストパッチを形成すれば、テストパッチのトナー付着
量を０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²で変化させれば、出力
差ΔＶを生じるために検知できる。しかしながら、マゼ
ンタ、シアン、ブラックのトナーでテストパッチを形成
すれば、テストパッチのトナー付着量を０．４〜０．６
ｍｇ／ｃｍ²で変化させても出力差ΔＶを生じないため
に検知できない。

【０１１２】そこで、本実施の形態では、マゼンタ、シ
アン、ブラックのトナーでテストパッチを形成した際に
パッチ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを５００に増加さ
せ反射濃度を検出している。

【０１１３】図１３（ｃ）は、マゼンタ、シアン、ブラ
ックのトナーでテストパッチの付着量を変化させてパッ
チ検出回路２２０の電圧利得Ａ_fbを５００とした際の出
力特性を示したグラフである。マゼンタ、シアン、ブラ
ックのトナーでテストパッチの付着量を変化させて形成
すれば、トナー付着量の増大に伴って出力電圧が低下し
ている。

【０１１４】

【表１２】

【０１１５】表１２は図１３（ａ）と同一条件でトナー
付着量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ²に変化させ
た際のイエローのトナーでテストパッチを形成した際の
パッチ検出回路２２０からの出力電圧と図１３（ｃ）と
同一の条件でトナー付着量Ｍ／Ａを０．４〜０．６ｍｇ
／ｃｍ²に変化させた際のマゼンタ、シアン、ブラック
のトナーでテストパッチを形成した際にパッチ検出回路
２２０からの出力電圧から検知性を検討したものであ
る。全ての色のテストパッチのトナー付着量を０．４〜
０．６ｍｇ／ｃｍ²で変化させれば、出力差ΔＶを生じ
るために検知性が良好となる。

【０１１６】次に図１４を参照して本実施の形態におけ
る画像形成プロセス制御回路２００の動作を説明する。
図１４は本実施の形態における画像形成プロセス制御回
路の動作を示したタイミングチャートである。

【０１１７】図１４（ａ）はＰＣＬの駆動タイミングを
示したものであり、図１４（ｂ）は帯電器１２の駆動タ
イミングを示したものであり、図１４（ｃ）は書き込み
装置１３の露光タイミングを示したものであり、図１４
（ｄ）〜図１４（ｇ）は現像器の駆動タイミングを示し
たものであり、図１４（ｈ）はパッチ検知タイミングを
示したものである。図１４（ａ）〜図１４（ｈ）はハイ
レベルでオン状態を示しており、ローレベルでオフ状態
を示してある。

【０１１８】ＣＰＵ２４０は、ｔ１時点でメインモータ
（図示せず）をオン状態にする。これにより、像担持体
１０は矢印方向（図１参照）に回転し始めるので、エン
コーダ（図示せず）から位相信号は変化する。これによ
り、ＣＰＵ２４０は像担持体１０の回転位相を検知する
ことができる。ＣＰＵ２４０は、像担持体１０の回転開
始と同時にＰＣＬの露光と高圧電源（図示せず）から所
定の出力電圧を帯電器１２に印加し、これにより帯電器
１２は放電を開始して像担持体１０の画像形成領域を一
様に帯電する。

【０１１９】一方、ＣＰＵ２４０は、ｔ２時点以降にパ
ッチデータ発生回路２１０からグレースケールを表すテ
ストパッチ信号を書き込み装置１３に送出する。書き込
み装置１３は図１４（ｃ）に示すように記録信号をパル
ス幅変調回路に送出する。パルス幅変調回路は１走査ラ
イン分のテストパッチ信号をパルス幅変調した変調信号
をＬＤ駆動回路に送出する。ＬＤ駆動回路は変調信号で
半導体レーザ１３１を発振させることによりレーザビー
ムを照射する。斯かるレーザ光は所定速度で回転するポ
リゴンミラー１３４で偏向して、ｆθレンズ１３５及び
第１のシリンドリカルレンズ１３３及び第２のシリンド
リカルレンズ１３６によって像担持体１０上に微小なス
ポットに絞って０．３ｓｅｃの露光時間と０．２ｓｅｃ
のオフ時間を４回繰り返して走査する。これによって、
例えば４つの２０×３０ｍｍ角で約１２ｍｍ間隔で像担
持体１０の非画像領域に静電潜像が形成される。ＣＰＵ
２４０は潜像形成動作の終了を検知すると、図１４
（ｄ）〜図１４（ｇ）に示すようにエンコーダ（図示せ
ず）から送出される位相信号から像担持体１０の位相を
検知した後に、静電潜像と同期した位置で現像器１４を
駆動する。具体的には回転する現像スリーブ１４１は先
ず直流バイアスを印加した後に３ｍｓｅｃ経過後に交流
バイアスを印加することにより、像担持体１０上に形成
してある潜像は例えば２０×３０ｍｍ角で約１２ｍｍ間
隔でパッチトナー像を４回連続して顕像化することにな
る。これによって、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の
パッチトナー像が形成される。このときテストパッチを
作成する際の露光レベルは最大露光量であるＰＷＭ２５
５を使用する。このようにして作成された潜像を１００
ｒｐｍから４５０ｒｐｍのいずれかで回転する現像スリ
ーブ１４１で顕像化する。

【０１２０】ＣＰＵ２４０は、図１４（ｈ）に示すタイ
ミングで像担持体１０表面上に形成したテストパッチの
両端１ｍｍを除いた部分を画像濃度センサ２２０によっ
て２０点以上のデータをサンプリングすることにより、
パッチ検知回路２３０を介して入力される。これによ
り、ホトダイオード２２２は像担持体１０上に顕像化し
たテストパッチから反射する光の強度に応じた信号をＣ
ＰＵ２４０に出力して現像スリーブ１４１の回転数又は
半導体レーザ１３１の発光強度や現像バイアスを決定す
る。

【０１２１】従って、本実施の形態における画像形成プ
ロセス制御回路２００は、全ての波長特性を有するトナ
ーで形成したテストパッチから安定して検知出力を得る
ことができるので、色安定性及び濃度安定性を維持でき
た。

【０１２２】

【発明の効果】請求項１の発明は、上記構成を備えるこ
とにより、全ての波長特性を有するトナーで形成したテ
ストパッチから安定して検知出力を得ることができるの
で、色安定性及び濃度安定性を維持できる。

【０１２３】請求項２の発明は、上記構成を備えること
により、全ての波長特性を有するトナーで形成したテス
トパッチから安定して検知出力を得ることができるの
で、色安定性及び濃度安定性を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に斯かる画像形成プロセス制御装
置を適用可能な画像形成装置を示した概略断面図であ
る。

【図２】書き込み装置の概略構成を示した平面図であ
る。

【図３】現像器の概略構成を示したものである。

【図４】各色のトナー特性を示すグラフである。

【図５】正反射方式を採用する画像濃度センサの配置状
態を示した断面図である。

【図６】乱反射方式を採用する画像濃度センサの配設状
態を示した断面図である。

【図７】パッチ検出回路を示した回路図である。

【図８】９５０ｎｍの発光波長を有する発光素子を用い
た際の出力特性を示すグラフである。

【図９】６５０ｎｍの発光波長を有する発光素子を用い
た際の出力特性を示すグラフである。

【図１０】５７０ｎｍの発光波長を有する発光素子を用
いた際の出力特性を示すグラフである。

【図１１】９５０ｎｍの発光波長を有する発光素子を用
いた際の出力特性を示すグラフである。

【図１２】６５０ｎｍの発光波長を有する発光素子を用
いた際の出力特性を示すグラフである。

【図１３】５７０ｎｍの発光波長を有する発光素子を用
いた際の出力特性を示すグラフである。

【図１４】本実施の形態における画像形成プロセス制御
回路の動作を示したタイミングチャートである。

【図１５】正反射方式の画像濃度センサの概念を示す模
式図である。

【図１６】乱反射方式の画像濃度センサの概念を示す模
式図である。

【符号の説明】

１０ 像担持体 １３ 書き込み装置 １４ 現像器 １４１ 現像スリーブ ２００ 画像形成プロセス制御回路 ２１０ パッチデータ発生回路 ２３０ パッチ検知回路 ２３１ 発光ダイード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２色以上のトナーを用いて反転現像によ
   り像担持体上にテストパッチを形成し、当該テストパッ
   チ面に特定波長の光を照射する発光素子とその反射光を
   受光して光強度に応じた信号を出力する受光素子と、当
   該受光素子からの出力信号を所定レベルに増幅する非反
   転増幅器と、当該非反転増幅器からの出力信号に基づい
   て画像形成プロセスを制御する制御部を有する画像形成
   プロセス制御装置において、前記発光素子の波長とトナ
   ーの透過率に応じて前記非反転増幅器の電圧利得を切り
   換えるスイッチを備えたことを特徴とする画像形成プロ
   セス制御装置。
2. 【請求項２】 ２色以上のトナーを用いて反転現像によ
   り像担持体上にテストパッチを形成し、当該テストパッ
   チ面に特定波長の光を照射する発光素子とその乱反射光
   を受光して光強度に応じた信号を出力する受光素子と、
   当該受光素子からの出力信号を所定レベルに増幅する非
   反転増幅器と、当該非反転増幅器からの出力信号に基づ
   いて画像形成プロセスを制御する制御部を有する画像形
   成プロセス制御装置において、前記発光素子の波長とト
   ナーの透過率に応じて前記非反転増幅器の電圧利得を切
   り換えるスイッチを備えたことを特徴とする画像形成プ
   ロセス制御装置。