JP3659015B2

JP3659015B2 - Density measuring apparatus and image forming apparatus using the same

Info

Publication number: JP3659015B2
Application number: JP25153398A
Authority: JP
Inventors: 徹吉田; 俊一郎宍倉; 直哉山▲崎▼
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: JP2000081781A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に関し、さらに詳しくは、トナー像の濃度制御を行うために測定対象の濃度を測定する濃度測定装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真方式を用いる画像形成装置、例えば複写機においては、感光体への帯電、感光体への原稿像の露光、露光により感光体表面に形成された静電潜像の現像、現像されたトナー像の記録シートへの転写、転写像の定着、感光体表面のクリーニング等のプロセスを繰り返すことにより転写シートへ連続的に原稿画像を複写している。
【０００３】
このような画像形成装置では、感光体、中間転写体、記録シート等の画像担持体上に形成される基準トナー像の濃度を光学的な濃度センサで測定して、所望のトナー濃度となるように種々の電子写真プロセスを制御することが一般的に行われている。このような画像形成装置に利用される濃度センサにおける大きな問題は、現像剤等による汚れにより、濃度測定装置の測定精度が経時的に劣化してしまうということである。すなわち、画像形成装置内にはトナーが浮遊しており、特に、光学式の濃度センサは、未定着のトナー画像が形成される担持体表面に近接して計測する必要があるため、トナーが濃度センサに付着しやすい。付着したトナー等の汚れは、光を遮蔽し、正確なトナー濃度を測定することがきなくなってしまう。その結果として、濃度制御が適切に行われなくなってしまう。
【０００４】
図１６は、従来の拡散反射型の光学式濃度センサの構成の概略を示すものである。画像担持体上には基準トナー像が形成されている。この濃度センサは、その基準トナー像が形成されている面に対峙して設けられるハウジングと、ハウジング内の発光素子及び受光素子とからなっている。また、ハウジングの基準トナー像と対峙している面は透明体により構成されている。初期状態では、透明体にトナー等のよごれが付着しておらず、発光素子から照射される光は略すべて基準トナー像の所定部分に入射し、その反射光は略すべて受光素子へ入射する。一方、経時的使用により、透明体表面にトナー等の汚れが付着すると、発光素子から照射される光の一部が付着した汚れに遮られる。また、基準トナー像からの反射光の一部も付着した汚れに遮られる。その結果、同一濃度の基準トナー像を測定しても、濃度センサの出力が低下してしまう。
【０００５】
図１７は、図１６で示した透明体表面に付着するトナー汚れの量と濃度センサの出力との関係を示したグラフである。すなわち、透明体表面に付着するトナー汚れ量を０．０００、０．０６４、０．１８５、０．４０８、０．６１２［ｍｇ／ｃｍ²］と変化させ、その際の基準トナー像の濃度［ｍｇ／ｃｍ²］と濃度センサの出力［Ｖ］との関係をグラフにしたものである。なお、透明体表面に付着するトナー及び基準トナー像の色は共にイエローを用いた。このグラフから、透明体表面に多くのトナー汚れが付着すると、濃度センサの出力が低下することが分かる。
【０００６】
このような問題に対して、従来から様々な対策が提案されている。例えば、濃度センサに付着した汚れを直接的に除去する提案として、▲１▼定期的に作業者が濃度センサ表面を掃除するもの、▲２▼自動的に濃度センサ表面を掃除するもの（特開平４−２６００７７号公報参照）、また濃度センサに付着した汚れの影響を補正する提案として、▲３▼画像担持体のセンサ出力と基準トナー像のセンサ出力との比をとるもの、▲４▼基準となる濃度部材のセンサ出力により目的となる濃度を変更するもの（特開平７−３０６５５５号公報参照）、濃度センサに付着する汚れを防止する提案として、▲５▼濃度センサの透明体にバイアス電圧を印加するもの（特開昭６２−１２７６４８号公報参照）等が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、▲１▼の提案では非常に多くの手間がかかる。▲２▼〜▲５▼の提案は人の手間は削減することができるが、▲２▼の提案では自動的に掃除を行うための機構、▲４▼の提案では基準となる濃度部材、▲５▼の提案では電源装置等、その構成が複雑になるため、それぞれ設置スペースや動作信頼性、コストの面で不利となる。▲３▼の提案ではこれら設置スペース等の問題は少ないが、画像担持体と基準トナーとの反射特性が共通する場合には、適切に汚れの影響を補正することが難しい。
【０００８】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成であり、また画像担持体の反射特性を問わずに、濃度測定装置に付着した汚れの影響を補正することができる画像形成装置の濃度測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発光部と受光部とを備え、発光部からの光が測定対象を経て受光部へ達し、受光部からの出力値Ｖ_outに基づいてその測定対象の濃度を検出する濃度測定装置において、発光部から測定対象を経て受光部に至る第一の光路と、上記第一の光路とは異なる光路であり、発光部から第一の光路上の汚れ部分を経て受光部に至る第二の光路と、第一の光路による受光部からの第一の出力値Ｖ₁と第二の光路による受光部からの第二の出力値Ｖ₂とに基づいて上記出力値Ｖ_outを補正する補正手段とを備えるものである。
【００１０】
このようにして得られる第一の出力値Ｖ₁は、第一の光路上の汚れ部分の影響と測定対象の影響とが混在したものである。一方、第二の出力値Ｖ₂は、第一の光路上の汚れ部分のみの影響を表している。これら第一の出力値Ｖ₁と第二の出力値Ｖ₂とに基づいて、補正手段が第一の出力値Ｖ₁から第一の光路上の汚れ部分の影響を取り除いて出力値Ｖ_outとすることで、画像担持体上の測定対象の濃度を正確に測定することができる。
【００１１】
ここで、第一及び第二の経路の構成は任意であり、発光部を複数有するものや受光部を複数有するものでもよい。すなわち、上記発光部は、第一の発光部と第二の発光部とを有し、上記第一の光路は、第一の発光部から測定対象を経て受光部に至り、上記第二の光路は、第二の発光部から第一の光路上の汚れ部分を経て受光部に至るものでもよい。また、上記受光部は、第一の受光部と第二の受光部とを有し、上記第一の光路は、発光部から測定対象を経て第一の受光部に至り、上記第二の光路は、発光部から第一の光路上の汚れ部分を経て第二の受光部に至るものでもよい。
【００１２】
発光部と受光部のいずれを複数設けるかは、使用する発光部と受光部との性能ばらつきの頻度やばらつきの大小により決定することが望ましい。すなわち、使用する発光部の方が受光部よりも製品間の性能ばらつきが生じやすい場合には、受光部を複数とし、発光部を単一で構成することが好ましい。逆に、使用する受光部の方が発光部よりも製品間の性能ばらつきが生じやすい場合には、発光部を複数とし、受光部を単一で構成することが好ましい。より正確な第一及び第二の出力値Ｖ₁、Ｖ₂を得るためである。なお、一般的には発光部の方が製品間の性能ばらつきが生じやすい。
【００１３】
また、発光部又は受光部の製品間による性能ばらつきによる濃度測定誤差を排除する観点からは、第一及び第二の経路を、単一の発光部及び単一の受光部によって構成することがより好ましい。その場合には、単一の発光部からの光が第一の光路又は第二の光路のいずれか一方を通過するように光を遮蔽する遮蔽部材を備え、上記補正手段は、第一の光路を遮蔽して第二の光路による受光部からの第二の出力値Ｖ₂を得て、第二に光路を遮蔽して第一の光路による受光部からの第一の出力値Ｖ₁を得ることにより構成することができる。この遮蔽部材は、例えばシャッター、ソレノイド、バネ等の弾性体等によって構成し、第一又は第二の光路をシャッターを移動させて遮蔽することもできるが、装置の小型化を図る観点からは液晶シャッターを第一及び第二の光路上に設け、電圧を印加することで液晶シャッターの所定領域の光透過性を変更し、第一又は第二の光路を遮蔽することが好ましい。
【００１４】
ここで、発光部としては、例えば発光ダイオード、ハロゲン等の光源を使用することができ、受光部としては、例えばＣＣＤイメージセンサ、フォトトランジスタ、フォトダイオード等を使用することができる。また、測定対象としては、例えば画像担持体上のトナー画像、画像担持体表面、記録シート搬送ベルト等をいい、画像担持体とは、その表面にトナー画像を保持するものであり、例えば感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ベルトドラム、中間転写ベルト、記録用紙やＯＨＰシート等の記録シート、記録シート搬送ドラム、記録シート搬送ベルト等をいう。
【００１５】
また、第一の光路は発光部からの光が受光部へ正反射するもの、拡散反射するもの、測定対象を透過するものの何れでもよく、濃度測定装置の設置スペースや測定対象の光反射特性等に応じて適宜選択することができる。すなわち、正反射するものは、取付け位置誤差による出力の変動は大きいが、感度に優れ、ブラックトナーの濃度の検出も行うことができるという利点を有し、拡散反射するものは、ブラックトナーの濃度検出は困難であるが、取付け位置誤差による出力の変動が小さく、トナー濃度に対する出力特性がリニアであるという利点を有し、測定対象を透過するものは、計測対象を担持するものがある程度の光透過性を有する必要があるが、取付け位置誤差による出力の変動が小さく、ブラックトナーの濃度の検出も行うことができるという利点を有する。
【００１６】
一方、第二の光路も発光部からの光が受光部へ正反射するもの、拡散反射するもの、測定対象を透過するものの何れでもよいが、一般に拡散反射光を受光すれば、その出力値Ｖ₂を容易に得ることができる。
【００１７】
また、本発明はこれらの濃度測定装置を画像形成装置に適用するものでもある。すなわち、所定の画像形成条件に基づいて画像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、画像担持体上に基準トナー像を形成させる基準トナー像発生手段と、基準トナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、測定される基準トナー像の濃度に基づいて画像担持体上に形成するトナー像が所望の濃度となるように画像形成条件を制御する制御手段とを備える画像形成装置において、濃度測定手段がこれらの濃度測定装置であるものである。
【００１８】
画像形成装置をこのような構成とすることより、測定対象である基準トナー像の濃度を正確に測定することができるため、基準トナー像の濃度に基づいて行われる濃度制御をより適切に行うことができる。
【００１９】
なお、画像形成条件とは、トナー像の濃度に影響を与える各電子写真形成プロセスのパラメータをいい、例えば、帯電プロセスにおける感光体表面の帯電電位、露光プロセスにおける露光光量、現像プロセスにおける現像バイアス電位、トナー供給量、転写電流／電圧、定着温度、画像データに対するガンマ変換テーブル等をいう。
【００２０】
【発明の実施による形態】
次に、実施例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用する画像形成装置の制御系をブロック図を用いて説明するものである。所定の画像形成条件に基づいて画像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、画像担持体上に基準トナー像を形成させる基準トナー像発生手段と、基準トナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、測定される基準トナー像の濃度に基づいて画像担持体上に形成するトナー像が所望の濃度となるように画像形成条件を制御する制御手段とを備えるものである。
【００２１】
画像形成部は、通常の画像形成時には、所定の画像形成条件に基づいて画像担持体上にトナー像を形成するものである。また、濃度制御時には、制御手段が基準トナー像発生手段に指示を送信し、基準トナー像発生手段は、画像形成部に対して画像担持体上に基準トナー像を形成させる。その基準トナー像の濃度を濃度測定手段は測定し、基準トナー像の濃度情報Ｄ’を制御手段に送信する。制御手段は、予め基準トナー像の濃度の目的値Ｄを有しており、目的値Ｄと測定値Ｄ’とを比較し、測定値Ｄ’が目的値Ｄよりも低い場合には、制御手段はトナー像の濃度がより高くなるように画像形成部の画像形成条件を変更する。逆に、測定値Ｄ’が目的値Ｄよりも高い場合には、制御手段はトナー像の濃度がより低くなるように画像形成部の画像形成条件を変更する。
【００２２】
図２及び図３はこの発明に係る濃度測定装置を適用したカラー画像形成装置の一例をより具体的に示すものである。
【００２３】
このカラー画像形成装置は、図２に示すように、装置本体１０の上部に原稿の画像を読み取るための画像読取部１１が載置された状態に配設されているとともに、装置本体１０の内部には、カラー画像を形成するためのカラー画像形成部１２が配設されている。上記画像読取部１１は、プラテンガラス１３上に載置された原稿１４を、光源及び走査ミラー等からなる走査光学系によって走査し、この走査光学系によって走査された原稿１４の画像を、カラーＣＣＤセンサー１５を備えたイメージスキャナーによりＲＧＢのアナログ画像信号として読み取るように構成されている。そして、上記カラーＣＣＤセンサー１５によって読み取られたＲＧＢのアナログ画像信号は、画像処理部１６によってＫＹＭＣの画像信号に変換されるとともに所定の画像処理が施された後、画像処理部１６の内部に設けられたメモリーに一時蓄積される。そして、上記画像処理部１６からは、後述するカラー画像形成部１２の黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７ＣのレーザービームＲＯＳ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｅｒ）２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃに所定のタイミングで各色の画像データが順次出力される。
【００２４】
上記カラー画像形成部１２は、図２及び図３に示すように、黒（Ｋ）色の画像を形成する黒色画像形成部１７Ｋと、イエロー（Ｙ）色の画像を形成するイエロー色画像形成部１７Ｙと、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成するマゼンタ色画像形成部１７Ｍと、シアン（Ｃ）色の画像を形成するシアン色画像形成部１７Ｃの４つの画像形成部を備えており、これらの４つの画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃは、互いに一定の間隔をおいて水平に配置されている。
【００２５】
上記黒色、イエロー色、マゼンタ色及びシアン色の４つの画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃは、すべて同様に構成されており、これら４つの画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃでは、上述したように、それぞれ黒色、イエロー色、マゼンタ色及びシアン色のトナー像を順次形成するように構成されている。上記各色の画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃは、図３に示すように、感光体ドラム１８を備えており、この感光体ドラム１８の表面は、一次帯電用のスコロトロン１９によって一様に帯電された後、レーザービームＲＯＳ２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ（図２に示す）から出射される像形成用のレーザー光２１が画像情報に応じて走査露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１８の表面に形成された静電潜像は、現像器２２によってそれぞれ黒色、イエロー色、マゼンタ色、シアン色の各色のトナーにより現像されて可視トナー像となり、これらの可視トナー像は、転写前帯電器２３により転写前帯電を受けた後、転写帯電器２４の帯電により転写ベルト２５上に保持された転写用紙２６に順次転写される。
【００２６】
また、上記各色の画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの感光体ドラム１８から順次トナー像の転写を受ける転写用紙２６は、図２に示すように、給紙カセット２７から給紙ロール２８によって送り出されるとともに、レジストロール２９によって所定のタイミングで転写ベルト２５まで搬送され、この転写ベルト２５上に図示しない押圧ロール及び帯電器の帯電によって静電的に保持された状態で搬送され、各画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの感光体ドラム１８の下方に位置する転写位置へと順次搬送される。そして、上記各感光体ドラム１８から順次各色のトナー像が転写された転写用紙２６は、転写ベルト２５から分離されて定着器ユニット３０へと搬送され、この定着器ユニット３０によって転写用紙２６上に各色のトナー像が重合わされてカラーの画像が定着されて、排紙トレイ３１上に排出される。
【００２７】
一方、上記トナー像の転写が終了した各画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの感光体ドラム１８の表面は、図３に示すように、クリーニング前処理コロトロン３２によって除電されるとともに、感光体クリーナー３３によって残留トナー等が除去された後、感光体除電ランプ３４によって残留電荷が消去されて次のカラー画像形成工程に備える。
【００２８】
また、上記転写ベルト２５としては、例えば、厚さ７０μｍ、幅３４０ｍｍ、周長１９２０ｍｍの透明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなるものが用いられる。また、この転写ベルト２５は、ドライブロール３５及び従動ロール３６に５Ｋｇｆのテンションで掛け回されているとともに、ドライブロール３５によって１６０ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で回転駆動されるようになっている。
【００２９】
さらに、上記転写ベルト２５の周囲には、図３に示すように、第４の画像形成部であるシアン色の画像形成部２０Ｃの後段に、転写用紙２６を剥離するための用紙剥離コロトロン３７が配置されているとともに、転写ベルト２５の下部には、当該転写ベルト２５の除電を行う転写ベルト除電コロトロン３８が表裏両面側に配置されている。
【００３０】
このように構成されるカラー画像形成装置においては、色調再現性の良いカラー画像を形成するために、黒色、イエロー色、マゼンタ色及びシアン色の４つの画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃにおける画像濃度を制御する（図１参照）。この画像形成装置では、基本的に、無端状担持体上に基準トナー像を形成し、この基準トナー像の濃度を検出してトナーの供給量等を制御するように構成されている。
【００３１】
すなわち、上記カラー画像形成装置に適用された画像濃度制御装置では、カラー画像形成装置の電源オン時またはある一定期間毎に、転写ベルト２５上に黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の基準トナー像を形成するように構成されている。これらの黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各基準トナー像の形成は、制御手段２が基準トナー像発生手段３に発生指示を送信し、基準トナー像発生手段３により、各画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃにおける基準トナー像の形成動作を指示制御することによって行われる。上記黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃでは、図３に示すように、一次帯電用のスコロトロン１９によって感光体ドラム１８の表面を一様に帯電した後、レーザービームＲＯＳ２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃから出射される像形成用のレーザー光２１によって、基準トナー像形成用のパッチ露光を所定の光量で行い、基準トナー像形成用のパッチ状の静電潜像が形成される。
【００３２】
上記基準トナー像形成用のパッチ状の静電潜像は、各画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃにおいて感光体ドラム１８の軸方向に沿って所定の間隔で形成されるようになっている。上記感光体ドラム１８の表面に形成された基準トナー像形成用のパッチ状の静電潜像は、現像器２２によってそれぞれ黒色、イエロー色、マゼンタ色、シアン色の各色のトナーにより現像されて可視基準トナー像となり、これらの可視基準トナー像は、転写前帯電器２３によって必要に応じて転写前帯電を受けた後、転写帯電器２４の帯電により転写ベルト２５上に直接転写される。なお、上記黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の基準トナー像４０Ｋ、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃは、図４に示すように、転写ベルト２５の幅方向に沿って直線状に配列された状態で、しかも転写用紙２６間のインターイメージ部２５ａにおいて形成される。
【００３３】
その基準トナー像４０Ｋ、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃの濃度を濃度測定手段４は測定し、基準トナー像の濃度情報Ｄ’Ｋ、Ｄ’Ｙ、Ｄ’Ｍ、Ｄ’Ｃを制御手段に送信する。制御手段２は、予め基準トナー像の濃度の目的値ＤＫ、ＤＹ、ＤＭ、ＤＣを有しており、目的値ＤＫ、ＤＹ、ＤＭ、ＤＣと測定値Ｄ’Ｋ、Ｄ’Ｙ、Ｄ’Ｍ、Ｄ’Ｃとをそれぞれ比較し、測定値が目的値よりも小さい場合には、制御手段２はトナー像の濃度がより高くなるように各画像形成部１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの現像器２２に設けられたトナーディスペンスモータの回転量を多くし、逆に、測定値が目的値よりも大きい場合には、制御手段２はトナーディスペンスモータの回転量を少なくする。なお、これら制御手段２、基準トナー像発生手段３、濃度測定手段４の機能の全部又は一部は図示しない画像形成装置本体１０の記憶装置に制御プログラムとして格納され、それが図示しないＣＰＵ（中央演算装置）により処理されることにより実現される。
【００３４】
このカラー画像形成装置の濃度測定手段４として、次の実施例１〜実施例３（及びそれらの変形例）に示す濃度測定装置を使用することができる。なお、これらの濃度測定装置は、図３の矢印Ｐ部分に設置することができる。
【００３５】
◎実施例１
この濃度測定装置は、第一及び第二の発光部４２ａ，ｂと受光部４３とを備え、発光部４２からの光が画像担持体上の基準トナー像４０を経て受光部４３へ達し、受光部４３からの出力値Ｖ_outに基づいてその測定対象の濃度を検出する濃度測定装置において、第一の発光部４２ａから転写ベルト２５（画像担持体）上の基準トナー像４０を経て受光部４３に至る第一の光路と、上記第一の光路とは異なる光路であり、第二の発光部４２ｂから第一の光路上の汚れ部分Ｔを経て受光部４３に至る第二の光路と、第一の光路による受光部４３からの第一の出力値Ｖ₁と第二の光路による受光部４３からの第二の出力値Ｖ₂とに基づいて上記出力値Ｖ_outを補正する補正手段４４とを備えるものである。
【００３６】
図５は、本実施例にかかる正反射型の濃度測定装置の構成の概略を示すものである。この濃度測定装置は、その基準トナー像４０が形成されている面に対峙して設けられるハウジング４１と、ハウジング４１内の第一及び第二の発光部４２ａ，ｂと受光部４３とからなっている。また、ハウジング４１の基準トナー像４０と対峙している面は透明体４１０により構成されている。初期状態では、透明体４１０表面にトナー等の汚れが付着していないが、画像形成装置を経時的使用すると、画像形成装置内の浮遊トナーにより転写ベルト２５表面近傍に設けられている透明体４１０表面には汚れＴが付着してしまう。
【００３７】
第一の光路は図５の実線矢印で示したものであり、第一の発光部４２ａから透明体４１０、透明体４１０表面の（第一の）汚れ部分Ｔを経て基準トナー像４０に入射する。さらに基準トナー像４０から透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔ、透明体４１０を経て受光部４３に反射する。ここで、基準トナー像４０において正反射した光が受光部４３に達するように第一の発光部４２ａ、受光部４３が配設されている。一方、第二の光路は図１０の点線矢印で示したものであり、第二の発光部４２ｂから透明体４１０、透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔに入射し、さらに透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔから透明体４１０を経て受光部４３に至る。ここで、透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔにおいて拡散反射した光が受光部４３に達するように第二の発光部４２ｂ、受光部４３が配設されている。
【００３８】
図６は、本実施例にかかる濃度測定装置の制御系をブロック図を用いて説明するものである。濃度測定前の状態では、第一及び第二の発光部４２ａ，ｂはいずれも消灯されており、補正手段４４は予め第二の出力値の初期値Ｖ_2(initial)（以下、「Ｖ_2i」とする）を記憶している。この初期値Ｖ_2iは、透明体４１０に汚れが付着していない状態での第二の出力値Ｖ₂であり、新品時に補正手段４４が第二の発光部４２ｂを発光させて得てもよいし、予め濃度測定装置の出荷時に設定しておくものでもよい。
【００３９】
濃度測定の手順について説明する。まず、補正手段４４が第一の発光部４２ａに発光指示を送信する。発光した第一の発光部４２ａの光量が十分安定した段階で第一の光路による受光部４３からの第一の出力値Ｖ₁を補正手段４４は得て、その値Ｖ₁を記憶する。次に、補正手段４４は第一の発光部４２ａに消灯指示を、第二の発光部４２ｂに発光指示を送信する。第一の発光部４２ａが完全に消灯し、発光した第二の発光部４２ｂの光量が十分安定した段階で第二の光路による受光部４３からの第二の出力値Ｖ₂を補正手段４４は得て、その値Ｖ₂を記憶する。
【００４０】
補正手段４４は、予め記憶されている初期出力値Ｖ_2i、濃度測定により得られる第一の出力値Ｖ₁及び第二の出力値Ｖ₂に基づいて出力値Ｖ_outを求める。本実施例では、Ｖ_out＝Ａ×ｓｑｒｔ（Ｖ₂−Ｖ_2i）＋Ｖ₁として出力値Ｖ_outを求めている。ここで、Ａはある係数である。この係数Ａは定数であっても、変数であってもよい。本実施例では濃度測定装置（の透明体４１０）に付着する汚れ量、すなわち第二の出力値Ｖ₂に依存する変数としている。
【００４１】
図７は、透明体４１０表面に付着するトナー汚れの量と濃度センサの出力との関係を示したグラフである。すなわち、透明体４１０表面に付着するトナー汚れ量を０．０００、０．０６４、０．１８５、０．４０８、０．６１２［ｍｇ／ｃｍ²］と変化させ、その際の基準トナー像４０の濃度［ｍｇ／ｃｍ²］と濃度測定装置の出力［Ｖ］との関係をグラフにしたものである。なお、透明体４１０表面に付着するトナー及び基準トナー像４０の色は共にイエローを用いた。このグラフから、例えば図１６に示した従来の濃度センサの出力特性は、汚れ量に大きく依存していたのに対し、本実施例にかかる濃度測定装置では濃度測定装置の出力特性が透明体４１０に付着する汚れ量に殆ど依存しないように補正することができることを示している。
【００４２】
図６において、出力値Ｖ_outは濃度検出部へ送られ、例えば図７のグラフから出力値Ｖ_out＝１．０００の場合には、その基準トナー像４０の濃度は０．３５［ｍｇ／ｃｍ²］であることが分かる。なお、出力値Ｖ_outを求める適当な計算式、係数Ａは、画像形成装置の構成、測定するトナー像の色や材質等による反射特性、転写ベルト２５の反射特性等に依存するものであるため、実験的に求めておくことが必要である。
【００４３】
なお、本実施例では、第二の光路により拡散反射光を受光しているが、正反射光、又は透過光を受光するものであってもよい。但し、第二の光路により正反射光を受光する場合には、透明体４１０表面及び裏面（ハウジング内部側面）に反射を抑えるコーティングを施す必要がある。このような処理を行わないと、第二の発光部４２ｂからの光が透明体４１０の裏面で反射してしまい、透明体４１０表面に付着しているトナー等の汚れ部分を検出できないためである。また、第二の光路により透過光を受光する場合には、透過式の濃度測定装置を二つ使用するのと同様となる。
【００４４】
変形例１
図８は、本実施例の変形例にかかる拡散反射型の濃度測定装置の構成の概略を示すものである。第一の光路は図８の実線矢印で示したものであり、第一の発光部４２ａから透明体４１０、透明体４１０表面の（第一の）汚れ部分Ｔを経て基準トナー像４０に入射する。さらに基準トナー像４０から透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔ、透明体４１０を経て受光部４３に反射する。ここで、基準トナー像４０において拡散反射した光が受光部４３に達するように第一の発光部４２ａ、受光部４３が配設されている。一方、第二の光路は図８の点線矢印で示したものであり、第二の発光部４２ｂから透明体４１０、透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔに入射し、さらに透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔから透明体４１０を経て受光部４３に至る。ここで、透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔにおいて拡散反射した光が受光部４３に達するように第二の発光部４２ｂ、受光部４３が配設されている。
【００４５】
変形例２
図９は、本実施例の他の変形例にかかる透過型の濃度測定装置の構成の概略を示すものである。この濃度測定装置は、転写ベルト２５の基準トナー像４０が形成されている面に対峙して設けられる第一のハウジング４１ａと、第一のハウジング４１ａ内の第二の発光部４２ｂと受光部４３と、転写ベルト２５の基準トナー像４０が形成されていない面に対峙して設けられる第二のハウジング４１ｂと、第二のハウジング４１ｂ内の第一の発光部４２ａとからなっている。また、第一及び第二のハウジング４１ａ，ｂの転写ベルト２５と対峙している面はそれぞれ第一及び第二の透明体４１０ａ，ｂにより構成されている。初期状態では、第一及び第二の透明体４１０ａ，ｂ表面にトナー等の汚れが付着していないが、画像形成装置を経時的使用すると、画像形成装置内の浮遊トナーにより転写ベルト２５表面近傍に設けられている第一及び第二の透明体４１０ａ，ｂ表面には汚れが付着してしまう。なお、第二の透明体４１０ｂは転写ベルト２５のトナー画像が形成されない面に対峙しているため、第一の透明体４１０ａに比べて付着する汚れ量は一般的に少ない。
【００４６】
第一の光路は図９の実線矢印で示したものであり、第一の発光部４２ａから第二の透明体４１０ｂ、第二の透明体４１０ｂ表面の（第二の）汚れ部分Ｔ、転写ベルト２５、基準トナー像４０、第一の透明体４１０ａ表面の（第一の）汚れ部分Ｔ、第一の透明体４１０ａを経て受光部４３へ至る。ここで、これらは全て第一の発光部４２ａから受光部４３を結ぶ一直線上に位置する。一方、第二の光路は図１４の点線矢印で示したものであり、第二の発光部４２ｂから第一の透明体４１０ａ、第一の透明体４１０ａ表面の（第一の）汚れ部分Ｔに入射し、さらに第一の透明体４１０ａ表面の（第一の）汚れ部分Ｔから第一の透明体４１０ａを経て受光部４３に至る。ここで、第一の透明体４１０ａ表面の（第一の）汚れ部分Ｔにおいて拡散反射した光が受光部４３に達するように第二の発光部４２ｂ、受光部４３が配設されている。
【００４７】
なお、これらの変形例１、変形例２にかかる濃度測定装置の制御系、濃度測定の手法については実施例１において説明したものと同様であるため、その説明を省略する。なお、出力値Ｖ_outを求めるための計算式はそれぞれの変形例に応じて変更することができるのは当然である。
【００４８】
◎実施例２
この濃度測定装置は、発光部４２と第一及び第二の受光部４３ａ，ｂとを備え、発光部４２からの光が転写ベルト２５上の基準トナー像４０を経て受光部４３へ達し、受光部４３からの出力値Ｖ_outに基づいてその測定対象の濃度を検出する濃度測定装置において、発光部４２から転写ベルト２５上の基準トナー像４０を経て第一の受光部４３ａに至る第一の光路と、上記第一の光路とは異なる光路であり、発光部４２から第一の光路上の汚れ部分Ｔを経て第二の受光部４３ｂに至る第二の光路と、第一の光路による第一の受光部４３ａからの第一の出力値Ｖ₁と第二の光路による第二の受光部４３ｂからの第二の出力値Ｖ₂とに基づいて上記出力値Ｖ_outを補正する補正手段４４とを備えるものである。
【００４９】
図１０は、本実施例にかかる正反射型の濃度測定装置の構成の概略を示すものである。この濃度測定装置は、その基準トナー像４０が形成されている面に対峙して設けられるハウジング４１と、ハウジング４１内の発光部４２と第一及び第二の受光部４３ａ，ｂとからなっている。また、ハウジング４１の基準トナー像４０と対峙している面は透明体４１０により構成されている。初期状態では、透明体４１０表面にトナー等の汚れが付着していないが、画像形成装置を経時的使用すると、画像形成装置内の浮遊トナーにより転写ベルト２５表面近傍に設けられている透明体４１０表面には汚れが付着してしまう。
【００５０】
第一の光路は図１０の実線矢印で示したものであり、発光部４２から透明体４１０、透明体４１０表面の（第一の）汚れ部分Ｔを経て基準トナー像４０に入射する。さらに基準トナー像４０から透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔ、透明体４１０を経て第一の受光部４３ａに反射する。ここで、基準トナー像４０において正反射した光が第一の受光部４３ａに達するように発光部４２、第一の受光部４３ａが配設されている。一方、第二の光路は図１０の点線矢印で示したものであり、発光部４２から透明体４１０、透明体４１０表面の（第一の）汚れ部分Ｔに入射し、さらに透明体４１０表面の（第一の）汚れ部分Ｔから透明体４１０を経て第二の受光部４３ｂに至る。ここで、透明体４１０表面の（第一の）汚れ部分Ｔにおいて拡散反射した光が受光部４３に達するように発光部４２、第二の受光部４３ｂが配設されている。
【００５１】
図１１は、本実施例にかかる濃度測定装置の制御系をブロック図を用いて説明するものである。濃度測定前の状態では、発光部４２は消灯されており、補正手段４４は予め第二の出力値の初期値Ｖ_2iを記憶している。
【００５２】
次に、濃度測定の手順について説明する。まず、補正手段４４が発光部４２に発光指示を送信する。発光した発光部４２の光量が十分安定した段階で第一の光路による第一の受光部４３ａからの第一の出力値Ｖ₁を得て、その値Ｖ₁を記憶する。同時に第二の光路による第二の受光部４３ｂからの第二の出力値Ｖ₂を補正手段４４は得て、その値Ｖ₂を記憶する。
【００５３】
変形例１
図１２は、本実施例の変形例にかかる拡散反射型の濃度測定装置の構成の概略を示すものである。第一の光路は図１２の実線矢印で示したものであり、発光部４２から透明体４１０、透明体４１０表面の（第一の）汚れ部分Ｔを経て基準トナー像４０に入射する。さらに基準トナー像４０から透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔ、透明体４１０を経て受光部４３に反射する。ここで、基準トナー像４０において拡散反射した光が受光部４３に達するように発光部４２、第一の受光部４３ａが配設されている。一方、第二の光路は図１２の点線矢印で示したものであり、発光部４２から透明体４１０、透明体４１０表面の（第一の）汚れ部分Ｔに入射し、さらに透明体４１０表面の（第一の）汚れ部分Ｔから透明体４１０を経て第二の受光部４３ｂに至る。ここで、透明体４１０表面の（第一の）汚れ部分Ｔにおいて拡散反射した光が第二の受光部４３ｂに達するように発光部４２、第二の受光部４３ｂが配設されている。
【００５４】
変形例２
図１３は、本実施例の他の変形例にかかる透過型の濃度測定装置の構成の概略を示すものである。この濃度測定装置は、転写ベルト２５の基準トナー像４０が形成されている面に対峙して設けられる第一のハウジング４１ａと、第一のハウジング４１ａ内の発光部４２と第二の受光部４３ｂと、転写ベルト２５の基準トナー像４０が形成されていない面に対峙して設けられる第二のハウジング４１ｂと、第二のハウジング４１ｂ内の第一の受光部４３ａとからなっている。また、第一及び第二のハウジング４１ｂの転写ベルト２５と対峙している面はそれぞれ第一及び第二の透明体４１０ａ，ｂにより構成されている。初期状態では、第一及び第二の透明体４１０ａ，ｂ表面にトナー等の汚れが付着していないが、画像形成装置を経時的使用すると、画像形成装置内の浮遊トナーにより転写ベルト２５表面近傍に設けられている第一及び第二の透明体４１０ａ，ｂ表面には汚れが付着してしまう。なお、第二の透明体４１０ｂは転写ベルト２５の画像が形成されない面に対峙しているため、第一の透明体４１０ａに比べて付着する汚れ量は一般的に少ない。
【００５５】
第一の光路は図１３の実線矢印で示したものであり、発光部４２から第一の透明体４１０ａ、第一の透明体４１０ａ表面の（第一の）汚れ部分Ｔ、基準トナー像４０、転写ベルト２５、第二の透明体４１０ｂ表面の（第二の）汚れ部分Ｔ、第二の透明体４１０ｂを経て第一の受光部４３ａへ至る。ここで、これらは全て発光部４２から第一の受光部４３ａを結ぶ直線上に位置する。一方、第二の光路は図１３の点線矢印で示したものであり、発光部４２から第一の透明体４１０ａ、第一の透明体４１０ａ表面の（第一の）汚れ部分Ｔに入射し、さらに第一の透明体４１０ａ表面の（第一の）汚れ部分Ｔから第一の透明体４１０ａを経て第二の受光部４３ｂに至る。ここで、第一の透明体４１０ａ表面の（第一の）汚れ部分Ｔにおいて拡散反射した光が第二の受光部４３ｂに達するように発光部４２、第二の受光部４３ｂが配設されている。
【００５６】
なお、これらの変形例１、変形例２にかかる濃度測定装置の制御系は実施例２において説明したものと同一であるため、その説明を省略する。また、濃度測定の手法の詳細については実施例１において説明したものと同様であるため、その説明を省略する。なお、出力値Ｖ_outを求めるための計算式はそれぞれの実施例、変形例に応じて変更することができるのは当然である。
【００５７】
◎実施例３
この濃度測定装置は、ぞれぞれ単一の発光部４２と受光部４３とを備え、発光部４２からの光が測定対象を経て受光部４３へ達し、受光部４３からの出力値に基づいてその測定対象の濃度を検出する濃度測定装置において、発光部４２から測定対象を経て受光部４３に至る第一の光路と、上記第一の光路とは異なる光路であり、発光部４２から第一の光路上の汚れ部分Ｔを経て受光部４３に至る第二の光路と、発光部４２からの光が第一の光路又は第二の光路のいずれか一方を通過するように光を遮蔽する遮蔽部材と、第一の光路を遮蔽して第二の光路による受光部４３からの第二の出力値を得、第二に光路を遮蔽して第一の光路による受光部４３からの第一の出力値を得、それらの第一及び第二の出力値とに基づいて上記出力値を補正する補正手段４４とを備えるものである。
【００５８】
図１４は、本実施例にかかる拡散反射型の濃度測定装置の構成の概略を示すものである。この濃度測定装置は、その基準トナー像４０が形成されている面に対峙して設けられるハウジング４１と、ハウジング４１内の発光部４２、受光部４３、液晶シャッター（遮蔽部材）とからなっている。また、ハウジング４１の基準トナー像４０と対峙している面は透明体４１０により構成されている。
【００５９】
第一の光路は図１４の実線矢印で示したものであり、発光部４２から液晶シャッター、透明体４１０、透明体４１０表面の（第一の）汚れ部分Ｔを経て基準トナー像４０に入射する。さらに基準トナー像４０から透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔ、透明体４１０を経て受光部４３に反射する。ここで、基準トナー像４０において拡散反射した光が受光部４３に達するように発光部４２、受光部４３が配設されている。一方、第二の光路は図１４の点線矢印で示したものであり、発光部４２から液晶シャッター、透明体４１０、透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔに入射し、さらに透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔから透明体４１０を経て受光部４３に至る。ここで、透明体４１０表面の（第二の）汚れ部分Ｔにおいて拡散反射した光が受光部４３に達するように発光部４２、受光部４３が配設されている。
【００６０】
図１５は、本実施例にかかる濃度測定装置の制御系をブロック図を用いて説明するものである。濃度測定前の状態では、発光部４２は消灯されており、補正手段４４は予め第二の出力値の初期値Ｖ_2iを記憶している。
【００６１】
濃度測定の手順について説明する。まず、補正手段４４が発光部４２に発光指示を送信する。発光した発光部４２の光量はが十分安定した段階で、補正手段４４は液晶シャッターのＢ領域に電圧をかけ、Ｂ領域の液晶の向きを一定にし、Ｂ領域を光が通過できなくする。結果としてＡ領域からの光だけが液晶シャッターを通過し、補正手段４４は、第一の光路による受光部４３からの第一の出力値Ｖ₁を得て、その値Ｖ₁を記憶する。次に、補正手段４４は液晶シャッターのＡ領域に電圧をかけ、Ａ領域の液晶の向きを一定にし、Ａ領域を光が通過できなくする。結果としてＢ領域からの光だけが液晶シャッターを通過し、補正手段４４は、第二の光路による受光部４３からの第二の出力値Ｖ₂を得て、その値Ｖ₂を記憶する。
【００６２】
なお、実施例３にかかる濃度測定装置の濃度測定の手法の詳細については実施例１において説明したものと同様であるため、その説明を省略する。なお、出力値Ｖ_outを求めるための計算式はそれぞれの実施例、変形例に応じて適宜変更することができるのは当然である。
【００６３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、簡単な構成であり、また画像担持体の反射特性を問わずに、濃度測定装置に付着した汚れの影響を補正することができる画像形成装置の濃度測定装置を提供することができる。その結果、定期的に濃度測定装置の掃除作業が不要、又はその頻度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用可能な一画像形成装置の濃度制御の制御系をブロック図を用いて説明するものである。
【図２】図２は、本発明を適用可能な一画像形成装置の概略を説明するものである。
【図３】図３は、本発明の適用可能な一画像形成装置の画像形成部をより詳細に説明するものである。
【図４】図４は、基準トナー像の形成状態を説明するものである。
【図５】図５は、本発明の実施例１にかかる濃度測定装置の概略を示すものである。
【図６】図６は、本発明の実施例１にかかる濃度測定装置の構成をブロック図を用いて説明するものである。
【図７】図７は、本発明の効果を説明するグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施例１（変形例１）にかかる濃度測定装置の概略を示すものである。
【図９】図９は、本発明の実施例１（変形例２）にかかる濃度測定装置の概略を示すものである。
【図１０】図１０は、本発明の実施例２にかかる濃度測定装置の概略を示すものである。
【図１１】図１１は、本発明の実施例２にかかる濃度測定装置の構成をブロック図を用いて説明するものである。
【図１２】図１２は、本発明の実施例２（変形例１）にかかる濃度測定装置の概略を示すものである。
【図１３】図１３は、本発明の実施例２（変形例２）にかかる濃度測定装置の概略を示すものである。
【図１４】図１４は、本発明の実施例３にかかる濃度測定装置の概略を示すものである。
【図１５】図１５は、本発明の実施例２にかかる濃度測定装置の構成をブロック図を用いて説明するものである。
【図１６】図１６は、従来の濃度測定装置の概略を示すものである。
【図１７】図１７は、従来の濃度測定装置における汚れの付着による感度の悪化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…カラー画像形成装置本体、２…制御手段、３…基準トナー像発生手段、４…濃度測定手段、４０…基準トナー像、４１…ハウジング、４１０…透明体、４２…発光部、４３…受光部、４４…補正手段、４５…遮蔽部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction machine using these electrophotographic methods. More specifically, the present invention relates to a density measurement for measuring the density of a measurement object in order to control the density of a toner image. It relates to the improvement of the apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, for example, a copying machine, charging of a photosensitive member, exposure of a document image to the photosensitive member, development and development of an electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member by exposure. The original image is continuously copied onto the transfer sheet by repeating processes such as transfer of the toner image to the recording sheet, fixing of the transferred image, and cleaning of the surface of the photoreceptor.
[0003]
In such an image forming apparatus, the density of a reference toner image formed on an image carrier such as a photoreceptor, an intermediate transfer body, or a recording sheet is measured by an optical density sensor so that a desired toner density is obtained. In general, various electrophotographic processes are controlled. A major problem with the density sensor used in such an image forming apparatus is that the measurement accuracy of the density measuring apparatus deteriorates with time due to contamination by a developer or the like. That is, the toner is floating in the image forming apparatus. In particular, the optical density sensor needs to measure close to the surface of the carrier on which the unfixed toner image is formed. Easy to adhere to the sensor. Adhering dirt such as toner blocks light and makes it impossible to measure the exact toner concentration. As a result, the density control is not properly performed.
[0004]
FIG. 16 shows an outline of the configuration of a conventional diffuse reflection type optical density sensor. A reference toner image is formed on the image carrier. This density sensor includes a housing provided opposite to the surface on which the reference toner image is formed, and a light emitting element and a light receiving element in the housing. Further, the surface of the housing that faces the reference toner image is made of a transparent body. In the initial state, no dirt such as toner adheres to the transparent body, almost all of the light emitted from the light emitting element is incident on a predetermined portion of the reference toner image, and substantially all of the reflected light is incident on the light receiving element. On the other hand, when dirt such as toner adheres to the surface of the transparent body due to use over time, a part of the light emitted from the light emitting element is blocked by the adhered dirt. Further, part of the reflected light from the reference toner image is also blocked by the attached dirt. As a result, even if a reference toner image having the same density is measured, the output of the density sensor is lowered.
[0005]
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the amount of toner stains adhering to the surface of the transparent body shown in FIG. 16 and the output of the density sensor. That is, the amount of toner stains adhering to the transparent body surface is 0.000, 0.064, 0.185, 0.408, 0.612 [mg / cm. ² ], And the density of the reference toner image at that time [mg / cm ² ] And the output [V] of the density sensor in a graph. Note that the toner adhering to the surface of the transparent body and the reference toner image are both yellow. From this graph, it can be seen that the output of the density sensor decreases when a lot of toner stains adhere to the surface of the transparent body.
[0006]
Various countermeasures have been proposed for such problems. For example, as a proposal for directly removing dirt adhering to the density sensor, (1) an operator periodically cleans the surface of the density sensor, and (2) automatic cleaning of the density sensor surface (Japanese Patent Laid-Open As a proposal for correcting the influence of dirt adhering to the density sensor, (3) a ratio of the sensor output of the image carrier and the sensor output of the reference toner image, (4) reference (5) A bias voltage is applied to the transparent body of the density sensor as a proposal for changing the target density according to the sensor output of the density member (refer to Japanese Patent Laid-Open No. 7-306555), and as a proposal for preventing dirt adhering to the density sensor. Have been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-127648).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the proposal (1) takes a great deal of time. The proposals (2) to (5) can reduce human effort, but the proposal (2) proposes a mechanism for automatic cleaning, the proposal (4) proposes a concentration member as a reference, In the proposal 5 ▼, the configuration of the power supply device and the like is complicated, which is disadvantageous in terms of installation space, operational reliability, and cost. In the proposal (3), there are few problems such as the installation space, but when the reflection characteristics of the image carrier and the reference toner are common, it is difficult to appropriately correct the influence of the dirt.
[0008]
The present invention has been made in view of these problems, and its purpose is a simple configuration and corrects the influence of dirt attached to the density measuring device regardless of the reflection characteristics of the image carrier. It is an object of the present invention to provide a density measuring device for an image forming apparatus that can do this.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a light emitting unit and a light receiving unit, and light from the light emitting unit reaches the light receiving unit through a measurement target, and an output value V from the light receiving unit. _out In the concentration measurement device that detects the concentration of the measurement target based on the first optical path, the first optical path from the light emitting section through the measurement target to the light receiving section is different from the first optical path, and the first optical path from the light emitting section A second optical path that reaches the light receiving section through a dirt portion on the optical path of the first optical path, and a first output value V from the light receiving section through the first optical path. ₁ And the second output value V from the light-receiving part by the second optical path ₂ Based on the above output value V _out And a correcting means for correcting.
[0010]
The first output value V obtained in this way ₁ Is a mixture of the influence of the dirt on the first optical path and the influence of the measurement object. On the other hand, the second output value V ₂ Represents the influence of only the dirt on the first optical path. These first output values V ₁ And the second output value V ₂ Based on the first output value V ₁ To remove the influence of the dirt on the first optical path, and output value V _out By doing so, it is possible to accurately measure the density of the measurement target on the image carrier.
[0011]
Here, the configurations of the first and second paths are arbitrary, and may include a plurality of light emitting units or a plurality of light receiving units. That is, the light emitting unit includes a first light emitting unit and a second light emitting unit, and the first optical path extends from the first light emitting unit through the measurement object to the light receiving unit, and the second optical path. May reach the light receiving portion from the second light emitting portion through the dirt portion on the first optical path. In addition, the light receiving unit includes a first light receiving unit and a second light receiving unit, and the first optical path extends from the light emitting unit to the first light receiving unit through the measurement target, and the second optical path. May reach the second light receiving portion from the light emitting portion through the dirt portion on the first optical path.
[0012]
It is desirable to determine which of the light emitting unit and the light receiving unit is provided depending on the frequency of the performance variation between the light emitting unit and the light receiving unit to be used and the magnitude of the variation. That is, when the used light emitting part is more likely to have performance variations between products than the light receiving part, it is preferable that a plurality of light receiving parts are provided and the light emitting part is configured as a single unit. On the other hand, when the light receiving unit to be used is more likely to cause performance variation between products than the light emitting unit, it is preferable to configure a plurality of light emitting units and a single light receiving unit. More accurate first and second output values V ₁ , V ₂ To get. In general, the light emitting portion is more likely to have performance variations between products.
[0013]
Further, from the viewpoint of eliminating density measurement errors due to performance variations between products of the light emitting unit or the light receiving unit, the first and second paths may be configured by a single light emitting unit and a single light receiving unit. preferable. In that case, the correction means includes a shielding member that shields light so that light from a single light emitting section passes through either the first optical path or the second optical path, and the correction means includes the first optical path. And the second output value V from the light receiving part by the second optical path ₂ And secondly, the first output value V from the light receiving unit by the first optical path by shielding the optical path. ₁ Can be configured. This shielding member is made of, for example, an elastic body such as a shutter, a solenoid, or a spring, and can shield the first or second optical path by moving the shutter. However, from the viewpoint of reducing the size of the device, liquid crystal It is preferable to provide a shutter on the first and second optical paths and apply a voltage to change the light transmittance of a predetermined region of the liquid crystal shutter to shield the first or second optical path.
[0014]
Here, a light source such as a light emitting diode or halogen can be used as the light emitting unit, and a CCD image sensor, a phototransistor, a photodiode, or the like can be used as the light receiving unit. The measurement object is, for example, a toner image on the image carrier, the surface of the image carrier, a recording sheet conveying belt, and the like. The image carrier is for holding a toner image on its surface. A drum, a photosensitive belt, an intermediate transfer belt drum, an intermediate transfer belt, a recording sheet such as recording paper or an OHP sheet, a recording sheet conveying drum, a recording sheet conveying belt, and the like.
[0015]
In addition, the first optical path may be any one in which light from the light emitting part is specularly reflected to the light receiving part, diffusely reflected, or transmitted through the measurement object. It can be selected as appropriate according to the conditions. That is, specular reflection has a large output fluctuation due to an attachment position error, but has an advantage that it has excellent sensitivity and can detect the density of black toner. Although it is difficult to detect, it has the advantage that output fluctuations due to mounting position errors are small and the output characteristics with respect to toner density are linear. Although it is necessary to have transparency, there is an advantage that output fluctuation due to an attachment position error is small and the density of black toner can be detected.
[0016]
On the other hand, the second optical path may be either one in which the light from the light emitting part is regularly reflected to the light receiving part, one that is diffusely reflected, or one that is transmitted through the measurement object. ₂ Can be easily obtained.
[0017]
The present invention also applies these density measuring apparatuses to an image forming apparatus. That is, an image forming unit for forming a toner image on an image carrier based on predetermined image forming conditions, a reference toner image generating means for forming a reference toner image on the image carrier, and measuring the density of the reference toner image An image forming apparatus comprising: a density measuring unit configured to control the image forming condition so that a toner image formed on the image carrier has a desired density based on the density of the measured reference toner image; The concentration measuring means is such a concentration measuring device.
[0018]
By configuring the image forming apparatus in such a manner, the density of the reference toner image that is the measurement target can be accurately measured, so that the density control performed based on the density of the reference toner image is more appropriately performed. Can do.
[0019]
The image forming conditions refer to parameters of each electrophotographic forming process that affect the density of the toner image. For example, the charging potential of the photosensitive member surface in the charging process, the exposure light amount in the exposure process, and the developing bias potential in the developing process. Toner supply amount, transfer current / voltage, fixing temperature, gamma conversion table for image data, and the like.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, preferred embodiments of the present invention will be described based on examples.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a control system of an image forming apparatus to which the present invention is applied. An image forming unit that forms a toner image on the image carrier based on predetermined image forming conditions, a reference toner image generating unit that forms a reference toner image on the image carrier, and a density that measures the density of the reference toner image Measuring means and control means for controlling image forming conditions so that the toner image formed on the image carrier has a desired density based on the measured density of the reference toner image.
[0021]
The image forming unit forms a toner image on the image carrier based on predetermined image forming conditions during normal image formation. At the time of density control, the control unit transmits an instruction to the reference toner image generation unit, and the reference toner image generation unit causes the image forming unit to form a reference toner image on the image carrier. The density measuring unit measures the density of the reference toner image, and transmits the density information D ′ of the reference toner image to the control unit. The control means has the target value D of the density of the reference toner image in advance, compares the target value D with the measured value D ′, and if the measured value D ′ is lower than the target value D, the control means Changes the image forming conditions of the image forming unit so that the density of the toner image becomes higher. Conversely, when the measured value D ′ is higher than the target value D, the control unit changes the image forming condition of the image forming unit so that the density of the toner image is lower.
[0022]
2 and 3 more specifically show an example of a color image forming apparatus to which the density measuring apparatus according to the present invention is applied.
[0023]
As shown in FIG. 2, the color image forming apparatus is disposed in a state where an image reading unit 11 for reading an image of a document is placed on the upper part of the apparatus main body 10, and the inside of the apparatus main body 10. Is provided with a color image forming section 12 for forming a color image. The image reading unit 11 scans a document 14 placed on a platen glass 13 by a scanning optical system including a light source and a scanning mirror, and an image of the document 14 scanned by the scanning optical system is a color CCD. An image scanner including the sensor 15 is configured to read as RGB analog image signals. The RGB analog image signal read by the color CCD sensor 15 is converted into a KYMC image signal by the image processing unit 16 and subjected to predetermined image processing, and then provided inside the image processing unit 16. Is temporarily stored in the stored memory. From the image processing unit 16, black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) image forming units 17K, 17Y, 17M, and 17C of a color image forming unit 12 described later are provided. Image data of each color is sequentially output to a laser beam ROS (Raster Output Scanner) 20K, 20Y, 20M, and 20C at a predetermined timing.
[0024]
2 and 3, the color image forming unit 12 includes a black image forming unit 17K that forms a black (K) image and a yellow image forming unit that forms a yellow (Y) image. 17Y, a magenta image forming unit 17M that forms a magenta (M) color image, and a cyan image forming unit 17C that forms a cyan (C) color image. The four image forming units 17K, 17Y, 17M, and 17C are horizontally arranged at a certain interval.
[0025]
The four image forming units 17K, 17Y, 17M, and 17C for black, yellow, magenta, and cyan are all configured in the same manner. In the four image forming units 17K, 17Y, 17M, and 17C, the above-described image forming units 17K, 17Y, 17M, and 17C have the same configuration. As described above, the toner images of black, yellow, magenta, and cyan are sequentially formed. As shown in FIG. 3, the image forming sections 17K, 17Y, 17M, and 17C for the respective colors are provided with a photosensitive drum 18, and the surface of the photosensitive drum 18 is uniformly formed by a scorotron 19 for primary charging. After being charged, laser light 21 for image formation emitted from laser beams ROS 20K, 20Y, 20M, and 20C (shown in FIG. 2) is scanned and exposed in accordance with image information to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 18 is developed by the developing unit 22 with toners of black, yellow, magenta, and cyan, respectively, to become visible toner images. These visible toner images Are transferred to the transfer paper 26 held on the transfer belt 25 by the charging of the transfer charger 24 after receiving the pre-transfer charge by the pre-transfer charger 23.
[0026]
Further, the transfer paper 26 that sequentially receives the toner images from the photosensitive drums 18 of the image forming units 17K, 17Y, 17M, and 17C for the respective colors is fed from a paper feed cassette 27 to a paper feed roll 28 as shown in FIG. At the same time, it is conveyed to the transfer belt 25 by a registration roll 29 at a predetermined timing, and is conveyed on the transfer belt 25 in a state of being electrostatically held by charging of a pressing roll and a charger (not shown). The parts 17K, 17Y, 17M, and 17C are sequentially conveyed to a transfer position located below the photosensitive drum 18. Then, the transfer paper 26 onto which the respective color toner images are sequentially transferred from the respective photosensitive drums 18 is separated from the transfer belt 25 and conveyed to the fixing device unit 30, and is transferred onto the transfer paper 26 by the fixing device unit 30. The toner images of the respective colors are superposed to fix the color image, and are discharged onto the paper discharge tray 31.
[0027]
On the other hand, the surface of the photoconductive drum 18 of each of the image forming units 17K, 17Y, 17M, and 17C after the transfer of the toner image is neutralized by a cleaning pretreatment corotron 32 as shown in FIG. After the residual toner and the like are removed by the cleaner 33, the residual charge is erased by the photosensitive member neutralizing lamp 34 to prepare for the next color image forming step.
[0028]
The transfer belt 25 is made of, for example, transparent PET (polyethylene terephthalate) having a thickness of 70 μm, a width of 340 mm, and a circumferential length of 1920 mm. The transfer belt 25 is wound around the drive roll 35 and the driven roll 36 with a tension of 5 Kgf, and is rotated by the drive roll 35 at a moving speed of 160 mm / sec.
[0029]
Further, as shown in FIG. 3, a sheet peeling corotron 37 for peeling the transfer sheet 26 is provided around the transfer belt 25 at the subsequent stage of the cyan image forming section 20C as the fourth image forming section. A transfer belt neutralizing corotron 38 for neutralizing the transfer belt 25 is disposed on both sides of the front and back sides.
[0030]
In the color image forming apparatus configured as described above, in order to form a color image with good color tone reproducibility, the four image forming units 17K, 17Y, 17M, and 17C of black, yellow, magenta, and cyan are used. The image density is controlled (see FIG. 1). This image forming apparatus is basically configured to form a reference toner image on an endless carrier and detect the density of the reference toner image to control the supply amount of toner.
[0031]
That is, in the image density control apparatus applied to the color image forming apparatus, the reference toner images of black, yellow, magenta, and cyan are transferred onto the transfer belt 25 when the color image forming apparatus is turned on or at certain intervals. Is formed. For the formation of these black, yellow, magenta, and cyan reference toner images, the control means 2 sends a generation instruction to the reference toner image generation means 3, and the reference toner image generation means 3 uses the image forming units 17K and 17Y. , 17M, and 17C by instructing and controlling the reference toner image forming operation. In the black, yellow, magenta, and cyan image forming units 17K, 17Y, 17M, and 17C, as shown in FIG. 3, the surface of the photosensitive drum 18 is uniformly charged by the scorotron 19 for primary charging. A patch-like electrostatic latent image for forming a reference toner image is obtained by performing exposure of a patch for forming a reference toner image with a predetermined amount of light by laser light 21 for image formation emitted from laser beams ROS20K, 20Y, 20M, and 20C. Is formed.
[0032]
The patch-like electrostatic latent image for forming the reference toner image is formed at predetermined intervals along the axial direction of the photosensitive drum 18 in each of the image forming portions 17K, 17Y, 17M, and 17C. . The patch-like electrostatic latent image for forming a reference toner image formed on the surface of the photosensitive drum 18 is developed by a developing device 22 with black, yellow, magenta, and cyan toners and is visible. These visible reference toner images are pre-transfer charged by the pre-transfer charger 23 as required, and then directly transferred onto the transfer belt 25 by charging of the transfer charger 24. The black, yellow, magenta, and cyan reference toner images 40K, 40Y, 40M, and 40C are arranged in a straight line along the width direction of the transfer belt 25 as shown in FIG. Moreover, it is formed in the inter-image portion 25 a between the transfer paper 26.
[0033]
The density measuring unit 4 measures the densities of the reference toner images 40K, 40Y, 40M, and 40C, and transmits the density information D′ K, D′ Y, D′ M, and D′ C of the reference toner image to the control unit. The control means 2 has target values DK, DY, DM, DC of the density of the reference toner image in advance, and the target values DK, DY, DM, DC and the measured values D′ K, D′ Y, D′ M. , D′ C, and when the measured value is smaller than the target value, the control unit 2 develops the developing units of the image forming units 17K, 17Y, 17M, and 17C so that the density of the toner image becomes higher. When the rotation amount of the toner dispense motor provided at 22 is increased, conversely, when the measured value is larger than the target value, the control means 2 decreases the rotation amount of the toner dispense motor. Note that all or part of the functions of the control unit 2, the reference toner image generation unit 3, and the density measurement unit 4 are stored as a control program in a storage device of the image forming apparatus main body 10 (not shown). This is realized by being processed by an arithmetic unit.
[0034]
As the density measuring means 4 of this color image forming apparatus, the density measuring apparatuses shown in the following first to third embodiments (and their modifications) can be used. These concentration measuring devices can be installed at the portion indicated by the arrow P in FIG.
[0035]
Example 1
The density measuring device includes first and second light emitting units 42a and 42b and a light receiving unit 43, and light from the light emitting unit 42 reaches the light receiving unit 43 via the reference toner image 40 on the image carrier. Output value V from unit 43 _out A first optical path from the first light emitting part 42a to the light receiving part 43 via the reference toner image 40 on the transfer belt 25 (image carrier); The optical path is different from the first optical path, from the second light emitting section 42b through the dirt portion T on the first optical path to the light receiving section 43, and from the light receiving section 43 by the first optical path. First output value V ₁ And the second output value V from the light receiving unit 43 by the second optical path. ₂ Based on the above output value V _out And a correction means 44 for correcting the above.
[0036]
FIG. 5 shows an outline of the configuration of a regular reflection type concentration measuring apparatus according to the present embodiment. This density measuring device includes a housing 41 provided opposite to the surface on which the reference toner image 40 is formed, first and second light emitting portions 42 a and 42 b in the housing 41, and a light receiving portion 43. Yes. Further, the surface of the housing 41 that faces the reference toner image 40 is constituted by a transparent body 410. In the initial state, dirt such as toner does not adhere to the surface of the transparent body 410, but when the image forming apparatus is used over time, the transparent body 410 provided near the surface of the transfer belt 25 by the floating toner in the image forming apparatus. Dirt T adheres to the surface.
[0037]
The first optical path is indicated by the solid line arrow in FIG. 5 and enters the reference toner image 40 from the first light emitting portion 42a through the transparent body 410 and the (first) dirt portion T on the surface of the transparent body 410. . Further, the light is reflected from the reference toner image 40 to the light receiving unit 43 through the (second) dirt portion T on the surface of the transparent body 410 and the transparent body 410. Here, the first light emitting part 42 a and the light receiving part 43 are arranged so that the light regularly reflected on the reference toner image 40 reaches the light receiving part 43. On the other hand, the second optical path is indicated by a dotted arrow in FIG. 10, and enters the transparent body 410 and the (second) dirt portion T on the surface of the transparent body 410 from the second light emitting part 42b, and further the transparent body. From the (second) soiled portion T on the surface of 410, the light passes through the transparent body 410 to the light receiving portion 43. Here, the second light emitting part 42 b and the light receiving part 43 are arranged so that the light diffusely reflected by the (second) dirt part T on the surface of the transparent body 410 reaches the light receiving part 43.
[0038]
FIG. 6 is a block diagram for explaining the control system of the concentration measuring apparatus according to the present embodiment. In the state before the density measurement, both the first and second light emitting units 42a and 42b are turned off, and the correction means 44 previously stores the initial value V of the second output value. _{2 (initial)} (Hereafter, “V _2i ”). This initial value V _2i Is the second output value V when the transparent body 410 is not contaminated. ₂ The correction means 44 may be obtained by causing the second light emitting unit 42b to emit light when it is new, or may be set in advance at the time of shipment of the concentration measuring device.
[0039]
A concentration measurement procedure will be described. First, the correction unit 44 transmits a light emission instruction to the first light emitting unit 42a. The first output value V from the light receiving part 43 by the first optical path when the light quantity of the emitted first light emitting part 42a is sufficiently stabilized. ₁ The correction means 44 obtains the value V ₁ Remember. Next, the correction unit 44 transmits a turn-off instruction to the first light emitting unit 42a and a light emission instruction to the second light emitting unit 42b. When the first light emitting unit 42a is completely turned off and the light intensity of the emitted second light emitting unit 42b is sufficiently stabilized, the second output value V from the light receiving unit 43 by the second optical path. ₂ The correction means 44 obtains the value V ₂ Remember.
[0040]
The correcting means 44 is configured to store an initial output value V stored in advance. _2i First output value V obtained by concentration measurement ₁ And the second output value V ₂ Output value V based on _out Ask for. In this embodiment, V _out = A * sqrt (V ₂ -V _2i ) + V ₁ Output value V as _out Seeking. Here, A is a certain coefficient. The coefficient A may be a constant or a variable. In this embodiment, the amount of dirt adhering to the concentration measuring device (transparent body 410), that is, the second output value V ₂ It depends on the variable.
[0041]
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of toner contamination adhering to the surface of the transparent body 410 and the output of the density sensor. That is, the amount of toner dirt adhering to the surface of the transparent body 410 is 0.000, 0.064, 0.185, 0.408, 0.612 [mg / cm. ² ], And the density of the reference toner image 40 at that time [mg / cm ² ] And the output [V] of the concentration measuring apparatus are graphed. Note that the toner adhering to the surface of the transparent body 410 and the reference toner image 40 are both yellow. From this graph, for example, the output characteristic of the conventional density sensor shown in FIG. 16 greatly depends on the amount of dirt, whereas in the density measuring apparatus according to the present embodiment, the output characteristic of the density measuring apparatus is transparent 410. It is shown that the correction can be made so as to hardly depend on the amount of dirt adhering to the surface.
[0042]
In FIG. 6, the output value V _out Is sent to the concentration detector, for example, the output value V from the graph of FIG. _out = 1.000, the density of the reference toner image 40 is 0.35 [mg / cm ² It can be seen that Output value V _out The appropriate calculation formula for obtaining the coefficient A is dependent on the configuration of the image forming apparatus, the reflection characteristics depending on the color and material of the toner image to be measured, the reflection characteristics of the transfer belt 25, and the like. It is necessary to keep.
[0043]
In the present embodiment, the diffusely reflected light is received by the second optical path, but it may be a light that receives regular reflected light or transmitted light. However, when regular reflection light is received by the second optical path, it is necessary to apply a coating for suppressing reflection on the front surface and the back surface (side surface of the housing) of the transparent body 410. If such processing is not performed, light from the second light emitting unit 42b is reflected on the back surface of the transparent body 410, and a dirt portion such as toner adhering to the surface of the transparent body 410 cannot be detected. . Further, when the transmitted light is received by the second optical path, it is the same as using two transmission type concentration measuring devices.
[0044]
Modification 1
FIG. 8 shows an outline of the configuration of a diffuse reflection type density measuring apparatus according to a modification of the present embodiment. The first optical path is indicated by a solid line arrow in FIG. 8, and enters the reference toner image 40 from the first light emitting portion 42a through the transparent body 410 and the (first) dirt portion T on the surface of the transparent body 410. . Further, the light is reflected from the reference toner image 40 to the light receiving unit 43 through the (second) dirt portion T on the surface of the transparent body 410 and the transparent body 410. Here, the first light emitting part 42 a and the light receiving part 43 are arranged so that the light diffusely reflected in the reference toner image 40 reaches the light receiving part 43. On the other hand, the second optical path is indicated by a dotted arrow in FIG. 8, and enters the transparent body 410 and the (second) dirt portion T on the surface of the transparent body 410 from the second light emitting portion 42b, and further the transparent body. From the (second) soiled portion T on the surface of 410, the light passes through the transparent body 410 to the light receiving portion 43. Here, the second light emitting part 42 b and the light receiving part 43 are arranged so that the light diffusely reflected by the (second) dirt part T on the surface of the transparent body 410 reaches the light receiving part 43.
[0045]
Modification 2
FIG. 9 shows an outline of the configuration of a transmission type concentration measuring apparatus according to another modification of the present embodiment. The density measuring device includes a first housing 41a provided opposite to a surface of the transfer belt 25 on which the reference toner image 40 is formed, a second light emitting unit 42b and a light receiving unit 43 in the first housing 41a. And a second housing 41b provided opposite to the surface of the transfer belt 25 where the reference toner image 40 is not formed, and a first light emitting portion 42a in the second housing 41b. Further, the surfaces of the first and second housings 41a, 41b facing the transfer belt 25 are constituted by first and second transparent bodies 410a, 410b, respectively. In the initial state, the surface of the first and second transparent bodies 410a and 410b is not contaminated with toner or the like. Dirt adheres to the surfaces of the first and second transparent bodies 410a and 410b provided on the surface. Since the second transparent body 410b faces the surface of the transfer belt 25 where the toner image is not formed, the amount of dirt that adheres is generally smaller than that of the first transparent body 410a.
[0046]
The first optical path is indicated by the solid line arrow in FIG. 9, and the first transparent portion 410a to the second transparent body 410b, the (second) dirt portion T on the surface of the second transparent body 410b, the transfer belt. 25, the reference toner image 40, the (first) dirt portion T on the surface of the first transparent body 410a, and the first transparent body 410a to reach the light receiving unit 43. Here, they are all located on a straight line connecting the first light emitting unit 42 a and the light receiving unit 43. On the other hand, the second optical path is indicated by a dotted arrow in FIG. 14, and from the second light emitting portion 42b to the first transparent body 410a and the (first) dirt portion T on the surface of the first transparent body 410a. Further, the light enters from the (first) dirt portion T on the surface of the first transparent body 410a to the light receiving unit 43 through the first transparent body 410a. Here, the second light emitting part 42 b and the light receiving part 43 are arranged so that the light diffusely reflected by the (first) dirt part T on the surface of the first transparent body 410 a reaches the light receiving part 43.
[0047]
Note that the control system of the concentration measuring apparatus and the method for measuring the concentration according to the first and second modifications are the same as those described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. Output value V _out It is natural that the calculation formula for obtaining can be changed according to each modification.
[0048]
Example 2
This density measuring device includes a light emitting unit 42 and first and second light receiving units 43a and 43b, and light from the light emitting unit 42 reaches the light receiving unit 43 via the reference toner image 40 on the transfer belt 25, and receives the light. Output value V from unit 43 _out And a first optical path from the light emitting section 42 to the first light receiving section 43a via the reference toner image 40 on the transfer belt 25 and the first optical path. And a second optical path from the light emitting section 42 through the dirt portion T on the first optical path to the second light receiving section 43b, and a first optical path from the first light receiving section 43a by the first optical path. One output value V ₁ And the second output value V from the second light receiving part 43b by the second optical path. ₂ Based on the above output value V _out And a correction means 44 for correcting the above.
[0049]
FIG. 10 shows an outline of the configuration of a regular reflection type concentration measuring apparatus according to the present embodiment. This density measuring device includes a housing 41 provided opposite to the surface on which the reference toner image 40 is formed, a light emitting portion 42 in the housing 41, and first and second light receiving portions 43a and 43b. Yes. Further, the surface of the housing 41 that faces the reference toner image 40 is constituted by a transparent body 410. In the initial state, dirt such as toner does not adhere to the surface of the transparent body 410, but when the image forming apparatus is used over time, the transparent body 410 provided near the surface of the transfer belt 25 by the floating toner in the image forming apparatus. Dirt adheres to the surface.
[0050]
The first optical path is indicated by a solid line arrow in FIG. 10 and enters the reference toner image 40 from the light emitting portion 42 through the transparent body 410 and the (first) dirt portion T on the surface of the transparent body 410. Further, the light is reflected from the reference toner image 40 to the first light receiving portion 43 a through the (second) dirt portion T on the surface of the transparent body 410 and the transparent body 410. Here, the light emitting part 42 and the first light receiving part 43a are arranged so that the light regularly reflected on the reference toner image 40 reaches the first light receiving part 43a. On the other hand, the second optical path is indicated by a dotted arrow in FIG. 10, and enters the transparent body 410 and the (first) dirt portion T on the surface of the transparent body 410 from the light emitting unit 42, and further, From the (first) dirt portion T to the second light receiving portion 43b through the transparent body 410. Here, the light emitting part 42 and the second light receiving part 43 b are arranged so that the light diffusely reflected by the (first) dirt part T on the surface of the transparent body 410 reaches the light receiving part 43.
[0051]
FIG. 11 is a block diagram illustrating a control system of the concentration measuring apparatus according to the present embodiment. In the state before the density measurement, the light emitting unit 42 is turned off, and the correction means 44 is previously set to the initial value V of the second output value. _2i Is remembered.
[0052]
Next, the procedure for concentration measurement will be described. First, the correction unit 44 transmits a light emission instruction to the light emitting unit 42. The first output value V from the first light receiving part 43a by the first optical path when the light quantity of the emitted light emitting part 42 is sufficiently stabilized. ₁ And its value V ₁ Remember. At the same time, the second output value V from the second light receiving unit 43b by the second optical path. ₂ The correction means 44 obtains the value V ₂ Remember.
[0053]
Modification 1
FIG. 12 shows an outline of the configuration of a diffuse reflection type concentration measuring apparatus according to a modification of the present embodiment. The first optical path is indicated by a solid line arrow in FIG. 12, and enters the reference toner image 40 from the light emitting portion 42 through the transparent body 410 and the (first) dirt portion T on the surface of the transparent body 410. Further, the light is reflected from the reference toner image 40 to the light receiving unit 43 through the (second) dirt portion T on the surface of the transparent body 410 and the transparent body 410. Here, the light emitting part 42 and the first light receiving part 43 a are arranged so that the light diffusely reflected in the reference toner image 40 reaches the light receiving part 43. On the other hand, the second optical path is indicated by a dotted arrow in FIG. 12, and enters the transparent body 410 and the (first) dirt portion T on the surface of the transparent body 410 from the light emitting portion 42 and further enters the surface of the transparent body 410. From the (first) dirt portion T to the second light receiving portion 43b through the transparent body 410. Here, the light emitting part 42 and the second light receiving part 43b are arranged so that the light diffusely reflected by the (first) dirt part T on the surface of the transparent body 410 reaches the second light receiving part 43b.
[0054]
Modification 2
FIG. 13 shows an outline of the configuration of a transmission type concentration measuring apparatus according to another modification of the present embodiment. The density measuring device includes a first housing 41a provided opposite to a surface on which the reference toner image 40 of the transfer belt 25 is formed, a light emitting unit 42 and a second light receiving unit 43b in the first housing 41a. And a second housing 41b provided opposite to the surface of the transfer belt 25 where the reference toner image 40 is not formed, and a first light receiving portion 43a in the second housing 41b. Further, the surfaces of the first and second housings 41b facing the transfer belt 25 are constituted by first and second transparent bodies 410a and 410b, respectively. In the initial state, the surface of the first and second transparent bodies 410a and 410b is not contaminated with toner or the like. Dirt adheres to the surfaces of the first and second transparent bodies 410a and 410b provided on the surface. Since the second transparent body 410b faces the surface of the transfer belt 25 where no image is formed, the amount of dirt that adheres is generally smaller than that of the first transparent body 410a.
[0055]
The first optical path is indicated by the solid line arrow in FIG. 13, and the first transparent body 410a, the (first) dirt portion T on the surface of the first transparent body 410a, the reference toner image 40, It reaches the first light receiving portion 43a through the transfer belt 25, the (second) dirt portion T on the surface of the second transparent body 410b, and the second transparent body 410b. Here, these are all located on a straight line connecting the light emitting unit 42 and the first light receiving unit 43a. On the other hand, the second optical path is indicated by a dotted arrow in FIG. 13, and enters the first transparent body 410a and the (first) dirt portion T on the surface of the first transparent body 410a from the light emitting section 42, Further, the (first) dirt portion T on the surface of the first transparent body 410a reaches the second light receiving portion 43b through the first transparent body 410a. Here, the light emitting part 42 and the second light receiving part 43b are arranged so that the light diffusely reflected by the (first) dirt part T on the surface of the first transparent body 410a reaches the second light receiving part 43b. Yes.
[0056]
Note that the control system of the concentration measuring apparatus according to the first and second modifications is the same as that described in the second embodiment, and a description thereof will be omitted. Further, the details of the concentration measurement method are the same as those described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. Output value V _out It is natural that the calculation formula for obtaining can be changed according to each embodiment and modification.
[0057]
Example 3
The concentration measuring device includes a single light emitting unit 42 and a light receiving unit 43, and light from the light emitting unit 42 reaches the light receiving unit 43 through the measurement target, and is based on an output value from the light receiving unit 43. In the concentration measuring apparatus for detecting the concentration of the measurement target, the first optical path from the light emitting unit 42 through the measurement target to the light receiving unit 43 is different from the first optical path. Light is shielded so that light from the second optical path that reaches the light receiving unit 43 through the dirt portion T on one optical path and the light from the light emitting unit 42 passes through either the first optical path or the second optical path. The shielding member and the first optical path are shielded to obtain a second output value from the light receiving part 43 by the second optical path, and secondly, the first optical path from the light receiving part 43 by the first optical path is shielded. The output value is obtained, and the output value is corrected based on the first and second output values. Those with a positive means 44.
[0058]
FIG. 14 shows an outline of the configuration of the diffuse reflection type concentration measuring apparatus according to the present embodiment. This density measuring device includes a housing 41 provided facing the surface on which the reference toner image 40 is formed, a light emitting unit 42 in the housing 41, a light receiving unit 43, and a liquid crystal shutter (shielding member). . Further, the surface of the housing 41 that faces the reference toner image 40 is constituted by a transparent body 410.
[0059]
The first optical path is indicated by a solid arrow in FIG. 14, and enters the reference toner image 40 from the light emitting unit 42 through the liquid crystal shutter, the transparent body 410, and the (first) dirt portion T on the surface of the transparent body 410. . Further, the light is reflected from the reference toner image 40 to the light receiving unit 43 through the (second) dirt portion T on the surface of the transparent body 410 and the transparent body 410. Here, the light emitting part 42 and the light receiving part 43 are arranged so that the light diffusely reflected in the reference toner image 40 reaches the light receiving part 43. On the other hand, the second optical path is indicated by a dotted arrow in FIG. 14, and enters the liquid crystal shutter, the transparent body 410, the (second) dirt portion T on the surface of the transparent body 410 from the light emitting section 42, and further the transparent body. From the (second) soiled portion T on the surface of 410, the light passes through the transparent body 410 and reaches the light receiving unit 43. Here, the light emitting unit 42 and the light receiving unit 43 are arranged so that the light diffusely reflected by the (second) dirt portion T on the surface of the transparent body 410 reaches the light receiving unit 43.
[0060]
FIG. 15 is a block diagram illustrating a control system of the concentration measuring apparatus according to the present embodiment. In the state before the density measurement, the light emitting unit 42 is turned off, and the correction means 44 is previously set to the initial value V of the second output value. _2i Is remembered.
[0061]
A concentration measurement procedure will be described. First, the correction unit 44 transmits a light emission instruction to the light emitting unit 42. When the amount of light emitted from the light emitting section 42 is sufficiently stabilized, the correction means 44 applies a voltage to the B area of the liquid crystal shutter to make the direction of the liquid crystal in the B area constant so that light cannot pass through the B area. As a result, only the light from the area A passes through the liquid crystal shutter, and the correcting means 44 uses the first output value V from the light receiving unit 43 through the first optical path. ₁ And its value V ₁ Remember. Next, the correcting means 44 applies a voltage to the A area of the liquid crystal shutter to make the direction of the liquid crystal in the A area constant, so that light cannot pass through the A area. As a result, only the light from the B region passes through the liquid crystal shutter, and the correction unit 44 outputs the second output value V from the light receiving unit 43 through the second optical path. ₂ And its value V ₂ Remember.
[0062]
The details of the concentration measurement method of the concentration measuring apparatus according to the third embodiment are the same as those described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. Output value V _out It is natural that the calculation formula for obtaining the above can be appropriately changed according to the respective embodiments and modifications.
[0063]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the image formation is simple and can correct the influence of dirt attached to the density measuring device regardless of the reflection characteristics of the image carrier. A device concentration measuring device can be provided. As a result, it is not necessary to periodically clean the concentration measuring device, or the frequency thereof can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a control system for density control of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.
FIG. 2 illustrates an outline of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.
FIG. 3 is a diagram for explaining in more detail an image forming unit of one image forming apparatus to which the present invention is applicable.
FIG. 4 illustrates a formation state of a reference toner image.
FIG. 5 shows an outline of a concentration measuring apparatus according to Example 1 of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating the configuration of the concentration measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating the effect of the present invention.
FIG. 8 shows an outline of a concentration measuring apparatus according to Example 1 (Modification 1) of the present invention.
FIG. 9 shows an outline of a concentration measuring apparatus according to Example 1 (Modification 2) of the present invention.
FIG. 10 shows an outline of a concentration measuring apparatus according to Example 2 of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram illustrating the configuration of a concentration measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 shows an outline of a concentration measuring apparatus according to Example 2 (Modification 1) of the present invention.
FIG. 13 shows an outline of a concentration measuring apparatus according to Example 2 (Modification 2) of the present invention.
FIG. 14 shows an outline of a concentration measuring apparatus according to Example 3 of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram illustrating the configuration of a concentration measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 16 shows an outline of a conventional concentration measuring apparatus.
FIG. 17 is a graph showing deterioration in sensitivity due to adhesion of dirt in a conventional concentration measuring apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Color image forming apparatus main body, 2 ... Control means, 3 ... Reference toner image generation means, 4 ... Density measurement means, 40 ... Reference toner image, 41 ... Housing, 410 ... Transparent body, 42 ... Light emission part, 43 ... Light reception Part 44 ... correction means 45 ... shielding member

Claims

In a concentration measurement device that includes a light emitting unit and a light receiving unit, and the light from the light emitting unit reaches the light receiving unit through the measurement target and detects the concentration of the measurement target based on the output value from the light receiving unit, measurement from the light emitting unit The first optical path from the light source to the light receiving unit is different from the first optical path, and is on the first optical path of the transparent body interposed between the light emitting unit and the light receiving unit from the light emitting unit. Based on the second optical path that reaches the light receiving unit only through the dirt portion positioned , the first output value from the light receiving unit by the first optical path, and the second output value from the light receiving unit by the second optical path A concentration measuring apparatus comprising: a correcting unit that corrects the output value.

In a concentration measuring apparatus that includes a light emitting unit and a light receiving unit, the light from the light emitting unit reaches the light receiving unit through the measurement target, and detects the concentration of the measurement target based on the output value from the light receiving unit. A first optical path that passes through the transparent body interposed between the light emitting section and the light receiving section, reflects off the measurement object, passes through the transparent body again, and reaches the light receiving section, and an optical path different from the first optical path Is transmitted through the transparent body interposed between the light emitting section and the light receiving section from the light emitting section , diffusely reflected by the toner adhering to the surface on the first optical path of the transparent body, and diffusely reflected by the toner. Second light path through the transparent body again to the light receiving unit, a first output value from the light receiving unit by the first optical path, and a second output value from the light receiving unit by the second optical path, And a correcting means for correcting the output value based on the above.

The light emitting unit includes a first light emitting unit and a second light emitting unit, and the first optical path reaches the light receiving unit from the first light emitting unit through the measurement object, and the second optical path is: The concentration measuring apparatus according to claim 1 , wherein the concentration measuring device extends from the second light emitting unit to the light receiving unit through a dirt portion on the first optical path.

The light receiving unit includes a first light receiving unit and a second light receiving unit, and the first optical path reaches from the light emitting unit through the measurement object to the first light receiving unit, and the second optical path is: The concentration measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the concentration measuring device extends from the light emitting portion to the second light receiving portion through a dirt portion on the first optical path.

The light emitting part and the light receiving part are each single, and include a shielding member that shields light so that light from the single light emitting part passes through either the first optical path or the second optical path, The correction means shields the first optical path and obtains a second output value from the light receiving unit by the second optical path, and secondly shields the optical path and first from the light receiving unit by the first optical path. The concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein an output value of 1 is obtained.

An image forming unit that forms a toner image on the image carrier based on predetermined image forming conditions, a reference toner image generating unit that forms a reference toner image on the image carrier, and a density that measures the density of the reference toner image Density measurement in an image forming apparatus comprising measurement means and control means for controlling image forming conditions so that a toner image formed on an image carrier has a desired density based on the density of a measured reference toner image The image forming apparatus is a density measuring apparatus according to any one of claims 1 to 5 .