JP3661446B2

JP3661446B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3661446B2
Application number: JP31359698A
Authority: JP
Inventors: 直哉山▲崎▼; 徹吉田; 俊一郎宍倉
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2018-11-04
Also published as: JP2000137378A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子及び受光素子を利用した濃度検出センサにより制御用のトナー像の濃度を検知し、その検知結果に応じて作像条件を制御する複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特に、その濃度検知センサの感度補正に有用な改良を施した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、一般に、感光体等の像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を最終的に記録用紙等に転写して定着することにより画像形成を行うようになっている。そして、このような画像形成装置では、そのトナー像が予め設定した作像条件に沿って適正にかつ安定して形成されることを維持させる必要性から、例えば、像担持体上に制御用のトナー像（パッチ）を形成してそのトナー像の濃度を濃度検知センサにより検知し、かかる検知結果を作像条件を制御する制御手段にフィードバックさせて必要な作像条件について設定変更するように構成されている。
【０００３】
上記濃度検知センサとしては、発光ダイオード等の発光素子とフォトダイオード等の受光素子とを備え、その発光素子からの光を像担持体上の制御用トナー像に照射し、そのときの反射光（正反射光又は拡散反射光）を受光素子で受光して得られる出力値から制御用トナー像の濃度について検出するものが多く使用されている。ちなみに、この濃度検知センサには、大別すると、反射光のうち正反射光を受光するように構成された正反射型のセンサと、反射光のうち拡散反射光を受光するように構成された拡散反射型のセンサとがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような濃度検知センサを備えた画像形成装置においては、そのセンサの発光素子や受光素子の感度が温度等の環境変化や素子そのものの経時的劣化やトナー等の付着汚れ等が原因で変動してしまい、これにより初期の性能が維持されず正確な濃度検出が困難となり、ひいては正確な作像条件の制御ができなくなるという問題があった。
【０００５】
また、このような問題を解決するため、以下のような各種の対策法が提案されているが、そのいずれも何らかの課題があり、十分に満足のできるものではなかった。
【０００６】
すなわち、特開平５−３２２７６０号公報には、濃度検知センサと検出すべき画像との間に、その画像との濃度を比較する基準パッチを挿入又は貼付する可動基準板を回動自在に設け、これにより、濃度比較が必要でないとき（非検出時）には常にその可動基準板をセンサと画像との間に位置させることによってそのセンサや基準パッチがトナーにより汚れることを防止したり、光センサの補正を行うようにした濃度検出装置が示されている。しかし、この従来例の場合は、特に、基準パッチのある可動基準板が変位する構造であるため、その基準パッチと濃度検知センサとの位置関係（角度等を含む）が変動するおそれがあり、センサの補正結果がばらつくことがある。
【０００７】
また、特開平７−２２５５０１号公報には、濃度検知センサを非検出時には、蓋を有する収容容器内に移動手段により移動させて蓋をして収容するとともに、その収容容器内に設けた構成部材を用いて校正するようにし、これにより、そのセンサのトナーによる汚染を防止したり、長期にわたる安定した濃度検出を可能とし、また、外光の影響をなくしたセンサの正確な校正を可能にした画像形成装置が示されている。しかし、この従来例の場合は、濃度検知センサそのものが変位する構造であるため、前記した従来例の場合と同様に、やはりそのセンサと検出すべき画像との位置関係が変動するおそれがあり、センサの補正結果がばらつくことがある。
【０００８】
さらに、特開平９−６１２１号公報には、濃度検知センサを、その校正時には必ず測定面（受光面）を露光装置側に向けるように変位させた後、その露光装置からの光を利用してそのセンサの校正を行うようにし、これにより、濃度検知センサの校正を常に正確に行えるようにした画像形成装置が示されている。しかし、この従来例の場合にも、濃度検知センサそのものが変位する構造であるため、やはり前記した従来例の場合と同様の問題がある。
【０００９】
ちなみに、本出願人による提案である実公平８−６７９号公報には、発光素子の光量をモニタ手段により検出し、その検出結果と基準発光量との偏差を解消するように光量調整手段により発光素子の基準光量を調整した後、発光素子からの調整後の光によりトナー像から反射される光を受光素子により検出した結果と基準受光量との偏差を解消するように受光素子における受光信号を補正し、これにより、発光素子の劣化および感光材の劣化に影響されることなく、濃度検出を正確に行えるようにした濃度検出装置が示されている。しかし、この従来例の場合は、濃度検知センサにおける受光素子の他に発光量検出用のモニタ手段が必要であるためコスト高となり、また、そのモニタ手段のロット間等の性能バラツキに起因してセンサの補正結果がばらつくおそれがある。
【００１０】
この他、従来の濃度検知センサはいずれも、トナー像を担持する像担持体が用紙搬送ベルトや中間転写ベルト等のベルト部材のような低反射率のものであったりあるいは拡散反射光の拡散率が多いものである場合には、その像担持体からの反射光が少なくなるうえ、受光素子により受光される光の量もごく僅かとなる。このため、例えば、その像担持体上に制御用のトナー像がある場合とない場合とにおけるセンサの各出力値を対比してトナー像の濃度を検出しようとしても、特にそのトナー像のない場合における像担持体を検出したときの出力値が小さくなってしまう結果、上述したような対比を行って濃度を検出することは困難であった。
【００１１】
従って、本発明は、以上の問題点を解決し、大幅なコストアップを招くことなく、濃度検知センサの感度が変動してもきわめて簡易にしかも的確に補正された検知結果が安定して得られ、ひいては作像条件の制御を長期にわたり正確にかつ安定して行うことができる画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成し得る本発明（請求項１に係る発明）は、トナー像を像担持体上に形成する作像システムと、この作像システムで像担持体上に形成される制御用のトナー像の濃度を発光素子から発する光を照射したときの反射光を受光素子で受光して得られる出力値により検知する濃度検知センサと、この濃度検知センサにより得られる検知結果に応じて前記作像システムの作像条件を制御する制御手段とを有する画像形成装置において、前記濃度検知センサとして、前記発光素子と１つの前記受光素子とを内部に収容設置する箱状の支持体を有するとともに、その支持体の内部に発光素子から発する光の一部を反射させてその１つの受光素子に受光させる基準反射面を具備するセンサを使用し、かつ、前記支持体の内部には、発光素子から発する光を照射対象物にむけて支持体内から出光させるように導くための出光用光路と、その照射対象物から反射される反射光の一部を支持体内に入光させて当該受光素子に導くための入光用光路と、発光素子から発する光の一部を基準反射面に導くための第１光路と、その基準反射面で反射された光を当該受光素子に導くための第２光路とが形成されているものである。
【００１３】
また、この画像形成装置は、濃度検知センサの感度を基準反射面で反射されて受光素子に入る発光素子からの光を受光したときに得られる当該センサの出力値を利用して補正する感度補正手段が設けられているものである。
【００１４】
感度補正手段は、例えば、制御用トナー像を検知したときの出力値をそのトナー像がない状態の像担持体を検知したときの出力値で除した値を濃度検知センサの検知結果とする処理を行うように構成される。
【００１５】
このような濃度検知センサを備えた画像形成装置によれば、発光素子から基準反射面で反射された後に受光素子に入る光を受光したときに得られる当該センサの出力値を基準値として使用することができ、これにより、拡散反射光を検知する場合であっても、濃度検知に必要なレベルの出力値が得られるようになる。
【００１６】
また、このような濃度検知センサと感度補正手段を備えた画像形成装置によれば、従来例のような校正用の基準板を当該センサの外部に設けることなく、そのセンサの補正を簡易に行うことができる。さらに、そのセンサの補正に際しては、濃度検知センサを回動させたり変位させる必要もなく常に固定した状態にしておくことができるため、そのセンサの補正をばらつくこともなく的確に行うことができる。しかも、基準反射面がセンサの支持体内部に配設されているため、かかる反射面がトナーにより汚染されることがなく（厳密には、センサ支持体に形成される発光用開口や受光用開口には光透過性の防塵部材を配設する必要がある）、基準反射面のトナー汚れに起因したセンサ補正のばらつきを回避することもできる。
【００１７】
さらに、この画像形成装置における濃度検知センサは、拡散反射型センサである場合には、制御用トナー像がない状態の像担持体を検知したときの受光量が最大濃度の制御用トナー像を検知したときの受光量の１〜５０％の範囲、より好ましくは５〜３０％の範囲となるように設定される。また、その濃度検知センサが正反射型センサである場合には、最大濃度の制御用トナー像を検知したときの受光量が制御用トナー像がない状態の像担持体を検知したときの受光量の１〜５０％の範囲、より好ましくは５〜３０％の範囲となるように設定される。
【００１８】
この場合、いずれのタイプのセンサであっても、その受光量の範囲が５０％を超えると、濃度検知センサを広範囲の感度領域で使用することができなくなり感度の悪いものとなってしまう。反対に、その受光量の範囲が１％未満になると、基準反射面から受光素子に入る光がほとんどない状態になってしまう。この結果、特に感度補正手段において制御用トナー像を検知したときの出力値をそのトナー像がない状態の像担持体を検知したときの出力値で除した値を濃度検知センサの検知結果とする処理を行う場合には、そのトナー像がない状態の像担持体を検知したときの出力値が変動すると、その除した値も大きく変動してしまい、感度補正をする際の基準値として使用できなくなる。
【００１９】
また、濃度検知センサの基準反射面は、支持体の所定部位に別体である基準反射部材を取り付けたものであるほか、支持体の一部を反射面としたものであってもよい。
【００２０】
支持体の一部を基準反射面として構成した場合には、その支持体の成形時に一体成形することが可能となり、その基準反射面の各支持体（センサ）間における差を少なくする（すべて同等の基準反射面とする）ことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
［実施の形態１］
図１は、本発明を適用したカラー画像形成装置の概要図である。このカラー画像形成装置は、水平方向に順次並べて配設されて、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の４色のトナー像のいずれか１つを専用に形成する４つの画像形成システム（作像システム）１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃと、この各画像形成システム１０で形成されるトナー像が転写される各転写位置を記録材としての記録用紙Ｐをそれぞれ通過させるように搬送する用紙搬送装置２０と、各画像形成システム１０の転写位置で記録用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱加圧して定着させる定着器３０等を備えたものである。
【００２３】
画像形成システム１０は、そのいずれも像担持体としての感光体ドラム１１、コロナ放電式の帯電装置１２、レーザビーム式の露光装置１３、前記４色のカラートナーのいずれかを収容する現像装置１４、ロール式の転写装置１５、ドラムクリーナ１６等の構成部品によってその主要部が構成されている。
【００２４】
このうち、感光体ドラム１１は、図示しない駆動モータにより矢印Ａ方向に回転するようになっている。帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接近して配設されるコロトロン帯電器を有し、そのコトロン帯電器に図示しない電源から所定の帯電用電圧を印加することによって感光体ドラム１１を所定の表面電位に帯電させるようになっている。露光装置１３は、半導体レーザや光学系などを有し、図示しない画像処理装置等から送信される画像情報（信号）に応じて半導体レーザから発振されるレーザビームＢｍを感光体ドラム１１の表面に光学系により導いて照射することにより静電潜像を形成するようになっている。ちなみに、画像情報は、例えばこの画像形成装置が複写機である場合には原稿読み取り装置により読み取られる複写用原稿の画像情報であり、また、プリンタである場合には外部機器等にて作成されて入力されるプリント情報である。なお、帯電装置１２としては帯電ロール式等の接触型のものを使用したり、また露光装置１３としてはＬＥＤアレイ式のものを使用してもよい。
【００２５】
また、現像装置１４は、感光体ドラム１１と対向した位置で回転する現像ロールを有し、その現像ロールにより装置内に収容されているトナーを感光体ドラム１１との対向位置（現像領域）に供給するとともに、その現像ロールに図示しないバイアス電源から所定の現像バイアスを印加することによって感光体ドラム１１の潜像部分にのみトナーを静電的に付着させるようになっている。転写装置１５は、感光体ドラム１１に接して回転する転写ロールを有し、その転写ロールに図示しない電源から所定の転写電流を印加することによって感光体ドラム１１上のトナー像を記録用紙Ｐ側に静電的に転移させるようになっている。
【００２６】
用紙搬送装置２０は、複数のロール２２〜２５（ロール２２が駆動用ロール）に架張されて矢印Ｂ方向に回転する無端状の用紙搬送ベルト２１を、そのロール２２とロール２３の間となるベルト２１部分が各画像形成システム１０の感光体ドラム１１と転写装置１５の間（転写位置）を通過するような状態で配設したものである。そして、用紙搬送ベルト２１に、用紙収容トレイ２６からフィードロール２７やレジストレーションロール２８により供給される記録用紙Ｐを吸着させた状態で前記した各転写位置を順次通過させるようにして搬送するようになっている。また、用紙搬送ベルト２１は、後述する制御用のトナー像を形成するための像担持体としても使用されるようになっている。図中の２９はベルトクリーナである。
【００２７】
定着器３０は、圧接された状態で回転する加熱ロール３１及び加圧ロール３２を備えたロール式のものである。また、この定着器３０は、記録用紙Ｐが通過する部分が開口したカバー３３を有しており、さらに、その加熱ロール３１の表面温度が図示しない温度センサにより測定され、その測定結果が加熱ロール３１の加熱源の制御部にフィードバックされて加熱ロール３１が所定の定着温度に加熱されるようになっている。
【００２８】
そして、このカラー画像形成装置においては、画像形成システム１０Ｃの下流側に、所定の画像形成システム１０により形成される制御用のトナー像（パッチ：patch ）の濃度を検知するための１つの濃度検知センサ４０が用紙搬送ベルト２１の搬送面側に近接対向した状態で配設されている。
【００２９】
この濃度検知センサ４０は、図２に示すように、発光ダイオード等の発光素子４１と、フォトダイオード等の受光素子４２と、これら発光素子４１及び受光素子４２を収容設置して支持する支持体としてのプラスチック製のホルダ４３と、基準反射面４４とでその主要部が構成されている。
【００３０】
ホルダ４３は、その外観がほぼ直方体形状からなるいわば箱状の形態からなるものであり、その内部が、発光素子４１から発する光Ｈ₁を照射対象物（この例では制御用トナー像Ｔ_patch又は用紙搬送ベルト２１）にむけてホルダ４３内から出光させるように導くための出光用光路４５と、上記照射対象物から反射される反射光のうち特定の拡散反射光Ｈ₂をホルダ４３内に入光させて受光素子４２に受光させるように導くための入光用光路４６と、発光素子４１から発する光Ｈ₃の一部を基準反射面４４に導くための第１光路４７と、その光Ｈ₃の反射光（以下、単に「直接反射光」ともいう）Ｈ₄を受光素子４２に導くための第２光路４８とが形成されている。図２中の符号５６は出光用開口、５７は入光用開口、５８は開口５６、５７を塞ぐように取り付けられるガラス、透明プラスチック等からなる光透過性の防塵部材を示す。
【００３１】
ちなみに、このセンサ４０は、照射対象物からの特定の拡散反射光Ｈ₂を受光して濃度を検出する、いわゆる拡散反射型のセンサである。また、基準反射面４４は、ホルダ４３の一部をそのまま反射面として形成したものであり、この実施形態における反射面４４はホルダ４３のプラスチック成形時に一体成形して形成したものである。この基準反射面４４の反射特性は、平滑面であってもそれ以外（例えば微細凹凸面、鋸歯状の面）のものであってもよく特に制約されるものではないが、通常、後述する基準受光量の設定条件に従って適宜設定される。
【００３２】
また、この濃度検知センサ４０は、一般に、図４に示すように、正反射型センサ及び拡散反射型センサのいずれであっても、制御用トナー像がない場合における受光素子４２の受光量が大きいとそのセンサ出力が飽和して感度（出力値の差分）が低くなってしまうため、これを回避する観点から、その受光素子４２の受光量を低めの「基準受光量」に設定している。その基準受光量の設定（調整）は、第１光路４７及び第２光路４８の寸法（特にその光路の断面積）や、基準反射面４４の反射特性や、発光素子４１の発光量等を適宜設定することによって行っている。第１光路や第２光路の寸法により基準受光量を設定する場合には、上記第１光路４７又は第２光路４８に光量調整手段を設け、その調整手段により行うように構成してもよい。
【００３３】
この実施の形態では、濃度検知センサ４０が拡散反射型センサであるため、その基準受光量が、制御用トナー像として最大の濃度を使用して検知したときに得られる受光量の１０％程度となるように第１光路４７及び第２光路４８の寸法（絞り）を適宜調整することにより設定している。図５は、このような基準受光量を設定した場合におけるセンサ４０の出力感度を概念的に示すものである。この図５に示すように、最大濃度の制御用トナー像における出力値（受光量に相当）を「１００」とした場合、この実施形態のセンサ４０は基準受光量を上記したように最大濃度の制御用トナー像を検知したときの受光量の１０％程度の値となるように設定しているため、その出力特性曲線（図中の実線）の勾配が大きくなり、感度が高いものとなっている。これに対して、同図の二点鎖線で示すように、その基準受光量を５０％を超える高い値に設定した場合には、その出力特性曲線の勾配が小さくなり、感度が低いものとなってしまう。
【００３４】
さらに、この濃度検知センサ４０は、センサコントローラ５２と接続されている。このセンサコントローラ５２は、発光素子４１の発光光量を制御したり、受光素子４２の受光により得られる出力値を中央制御部５１に送信するようになっている（図３参照）。
【００３５】
また、このカラー画像形成装置においては、図３に示すように、濃度検知センサ４０からの出力値を必要な感度補正処理を行った後に得られる値をセンサの検知結果とし、その検知結果に応じて画像形成プロセス条件を適宜設定するための制御系が装備されている。
【００３６】
図３において、符号５０Ｋ，５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃは、各画像形成システム１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ毎のプロセス条件を個別に制御する第１〜第４コントローラであり、そのいずれも各画像形成システム１０における帯電装置１２の帯電電位、露光装置１３の露光量（潜像電位）、現像装置１４の現像バイアス、転写装置１５の転写電流などの画像形成プロセス条件を必要に応じて適宜設定変更できるようになっている。
【００３７】
また、符号５１は、このカラー画像形成装置全体の動作を制御するための中央制御部（ＣＰＵ）である。この中央制御部５１には、前記した各コントローラ５１が接続されているほか、濃度検知センサ４０用のセンサコントローラ５２、前記した濃度検知センサ４０の感度を補正するための後述する処理を行うための制御プログラムや画像形成プロセス条件の設定に関する処理を行うための制御プログラム等が格納されているリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）５３、所要の処理情報を記憶したり読み出したりするためのランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）５４、電源スイッチやスタートスイッチや各種機能ボタンや表示部等が配設されている操作表示部５５等が接続されている。従って、この制御部５１は、濃度検知センサ４０の感度を補正するための所定の処理を行うとともに、その補正処理されたセンサの検知結果からプロセス条件の設定変更の要否を判断して必要な設定変更に関する情報を前記各コントローラ５０に対してそれぞれ送信する機能を備えている。
【００３８】
ちなみに、この実施の形態では、濃度検知センサ４０による濃度検知は、装置本体の電源投入時や、規定時間経過時や、画像形成枚数の規定枚数到達時等の予め設定された時期に行われるようになっている。また、その濃度検知時に形成される制御用のトナー像Ｔ_patchは、各画像形成システム１０によって所定の濃度や寸法形状からなる各色の単色トナー像として形成され、その後、用紙搬送ベルト２１上にそれぞれ転写されて濃度検知センサ４０の直下を通過する際に個々に検知されるようになっている。
【００３９】
次に、このカラー画像形成装置の動作について説明する。
【００４０】
まず、フルカラー画像を形成する画像形成プロセスについて説明する。はじめに操作表示部５５におけるスタートボタンが押されて画像形成（コピー又はプリント）の開始命令を受けると、各画像形成システム１０、用紙搬送装置２０、定着器３０等が所定のタイミングで始動する。
【００４１】
各画像形成システム１０ではいずれも、回転する感光体ドラム１１の表面が帯電装置１２により所定の表面電位に均一に帯電された後、露光装置１３により画像情報に応じてレーザビームＢｍが照射されて所定の表面電位からなる静電潜像が形成され、続いて、その静電潜像は所定の現像バイアスが印加された状態の現像装置１４により現像されることにより、感光体ドラム１１上に所定色のトナー像が形成される。
【００４２】
続いて、各画像形成システム１０にて形成されたブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各トナー像は、所定のタイミングで用紙搬送装置２０の搬送ベルト２１に供給されて各転写位置を通過するように搬送される記録用紙Ｐに対し、所定の転写電流が印加された状態の転写装置１５により静電的に、しかも重ね合わせられるようにして順次転写される。
【００４３】
そして、画像形成システム１０Ｃによる転写が終了した後の記録用紙Ｐは、用紙搬送装置２０の搬送ベルト２１から剥離された後、定着器３０に送り込まれて定着処理される。すなわち、所定の定着温度に加熱された加熱ロール３１と加圧ロール３２との圧接部内を転写後の記録用紙Ｐが通過することにより、トナー像のトナーが加熱・加圧されて用紙Ｐ上に融着される。
【００４４】
最後に、定着後の記録用紙Ｐは、定着器３０から送り出されるとともに、排出ロール３５によって装置本体１の外に排出される。以上のプロセスを経ることによって、基本的なフルカラー画像の形成動作が終了する。
【００４５】
このような画像形成が行われるカラー画像形成装置においては、各画像形成システム１０で形成される各色のトナー像は予め設定された基準濃度でもって形成されるようになっているが、その後、種々の要因によってその基準濃度で形成されなくなる場合がある。このため、予め設定された所定の時期に濃度検知センサ４０によって濃度検知を行い、その検知結果に応じて必要な画像形成プロセス条件の設定変更が行われる。また、濃度検知センサ４０は、温度等の環境条件や素子の経時劣化等によってその感度が変動又は低下する（図１０、図１１参照）。そこで、このカラー画像形成装置では、前述したような濃度検知センサ４０についての感度補正を行う制御系が設けられている。
【００４６】
次に、このカラー画像形成装置における濃度検知、感度補正及び画像形成プロセス条件設定に関する制御系の動作について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４７】
この画像形成装置における制御系の場合、前記したように予め設定された濃度検出時期になったと判断されると（ステップ１：Ｓ１）、中央制御部５１とセンサコントローラ５２により、濃度検知センサ４０の感度補正用の処理と制御用トナー像の濃度検知が所定の制御プログラムに従って実行される（Ｓ２）。
【００４８】
初めに、この実施の形態で使用されている拡散反射型の濃度検知センサ４０の特性について説明するに、制御用トナー像の単位面積当たりのトナー量に対するセンサ出力の特性は、図８に示すような結果が得られるようになっている。すなわち、この実施形態における濃度検知センサ４０は、そのセンサ出力値が、同図に併せて示す従来の拡散反射型センサのセンサ出力に比べ、発光素子４１から発する一部の光Ｈ₃がホルダ４３内の基準反射面４４で反射されて受光素子４２に直接入る直接反射光Ｈ₄の出力分：Ｖ_H4が付加されたものとなる。これにより、特に、従来の拡散反射型センサではほとんど得られなかった（ほぼゼロに近い）、制御用トナー像のない（クリーンな）用紙搬送ベルト２１のみにおけるセンサ出力値：Ｖ_cleanが、直接反射光Ｈ₄の出力分：Ｖ_H4を加えた値（Ｖ_clean＋Ｖ_H4）として得られるようになる。つまり、従来の拡散反射型センサにおいては、用紙搬送ベルト２１は低反射率のものであったり拡散反射光の拡散率が多いものであるため、そのベルト２１面で反射されて受光素子４２に実際に受光される光Ｈ₂の量がきわめて少なくなり、その結果、センサ出力値：Ｖ_cleanがほぼゼロに近い値になっていたのである。
【００４９】
また、従来の拡散反射型センサにより、例えば、制御用トナー像のないクリーンな用紙搬送ベルト２１の反射特性を検知したときに得られる出力値：Ｖ_cleanを基準にし、その後、制御用トナー像（パッチ）を検知したときに得られる出力値：Ｖ_patchを前記基準とする出力値：Ｖ_cleanで除した値（Ｖ_patch／Ｖ_clean）を検知結果として使用しようとした場合、その除した値は、図９に示すように、センサ出力値：Ｖ_cleanが前述したようにほぼゼロに近い小さな値であるため、急激に増加する値になるか或いは無限大に大きな値になってしまう。これにより、制御用トナー像が濃くなる程（トナー量が多くなる程）センサ出力が飽和状態になり正確な検知測定ができなくなってしまう。しかも、制御用トナー像のない用紙搬送ベルト２１のセンサ出力値：Ｖ_cleanが少しでも変動した場合には、検知結果として使用しようとする前記除した値（Ｖ_patch／Ｖ_clean）も大きく変動してしまうこととなり、このことによっても正確な検知測定ができなくなる。
【００５０】
そこで、この実施の形態では、上記直接反射光Ｈ₄が得られる濃度検知センサ４０（図２）を使用することに加え、ステップ２において、図７のフローチャートで示すように、先ず感度補正用処理の前工程として、その濃度検知センサ４０により制御用トナー像のないクリーンな用紙搬送ベルト２１の検知が行われるようになっている（Ｓ１０）。そして、そのときに得られる出力値：（Ｖ_clean＋Ｖ_H3）は例えばＲＡＭ５４に一時的に記憶される。このときの用紙搬送ベルト２１の検知は、後述する制御用トナー像を形成する位置となるベルト２１の部位について（その制御用トナー像が形成される直前に）行うことが望ましい。
【００５１】
続いて、濃度検知動作として、その用紙搬送ベルト２１上に画像形成システム１０により所定の制御用トナー像（パッチ）Ｔ_patchを形成し、そのトナー像の濃度検知センサ４０による検知を行う（Ｓ１１）。しかる後、感度補正用処理の後工程として、その濃度検知時に得られるセンサ出力値：（Ｖ_patch＋Ｖ_H4）を先の記憶したセンサ出力値：（Ｖ_clean＋Ｖ_H4）で除した値：｛（Ｖ_patch＋Ｖ_H4）／（Ｖ_clean＋Ｖ_H4）｝…▲１▼を演算する（Ｓ１２）。
【００５２】
このようなステップ２（ステップ１０〜１２）における感度補正用の処理と濃度検知を行った後、先に演算された値▲１▼が濃度検知センサ４０の検知結果として確定される（Ｓ３）。そして、その検知結果（センサ出力値）が予め設定された許容範囲内にあるか否かが判断され（Ｓ４）、その許容範囲内であれば画像形成プロセス条件の設定変更は不要とされるが、その許容範囲を超える場合にはその条件の設定変更は必要とされ、所定のプロセス条件の設定が行われる（Ｓ５）。この濃度検知の結果に応じて設定するプロセス条件としては、例えば、露光光量、帯電電位、現像バイアス電位、トナー濃度等であるが、これに限定されるものではない。
【００５３】
このような感度補正をすることにより、図９に示すように、制御用トナー像の濃度が高くても（トナー量が多くても）、センサの感度が飽和することなく、そのトナー像の濃度がセンサ４０により確実に検知測定されるようになる。また、制御用トナー像のないクリーンな用紙搬送ベルト２１のセンサ出力値：Ｖ_cleanが変動することがあっても、その値：Ｖ_cleanに比べて直接反射光Ｈ₄のセンサ出力値：Ｖ_H4が十分に大きな値でありかつ一定しているため、Ｖ_cleanの値が変動したとしても、基準反射面４４で反射される直接反射光Ｈ₄によるセンサ出力値Ｖ_H4が常にほぼ一定した十分な値として得られるようになる。この結果、前記除した値▲１▼が全体としては大きく変動することがなくなる。
【００５４】
ちなみに、基準反射面４４は、図２に示すように、ホルダ４３の内部に設置されており、そのホルダ４３の内部には防塵部材５８によってトナー等の粉塵が侵入してこないようになっているため、その反射面４４がトナー等の付着により汚染されることがなく、その結果、その反射面４４で反射される直接反射光Ｈ₄の光量も当該反射面４４の変化が原因で変動することがない。したがって、その反射光Ｈ₄によるセンサ出力値Ｖ_H4も安定した値として得られるのである。
【００５５】
また、このような感度補正を行うことにより、例えば、図１０ａに示すように濃度検知センサ４０のセンサ出力が温度変化により使用初期の出力特性に対して変動しても、制御用トナー像を検出したときの濃度検知センサ４０の出力値をそのトナー像のない用紙搬送ベルトを検出したときの出力値で除した値▲１▼をセンサの検知結果とする処理を行うことによって、基準反射面４４で反射されて受光される直接反射光Ｈ₄によるセンサ出力値Ｖ_H4も発光素子４１や受光素子４２の温度変化に起因する変動にともなって同様に変化するため、使用初期の場合における出力特性とほぼ同じ出力特性が得られるようになる（同図ｂ）。この結果、センサ４０の感度が容易かつ的確に補正される。
【００５６】
さらに、図１１ａに示すように、濃度検知センサ４０のセンサ出力が発光素子４１や受光素子４２の経時変化により使用初期の出力特性やそれ以外に予め設定した規定時期における規定の出力特性に対して変動しても、前記と同様に除した値▲１▼をセンサの検知結果とする処理を行うことによって、基準反射面４４で反射されて受光される直接反射光Ｈ₄によるセンサ出力値Ｖ_H4も発光素子４１や受光素子４２の経時変化による変動にともなって同様に変化するため、使用初期や前記規定時期における出力特性とほぼ同じ出力特性が得られるようになる（同図ｂ）。この結果、センサ４０の感度が容易かつ的確に補正される。
【００５７】
以上のことから、この画像形成装置においては、温度変化や経時変化により濃度検知センサ４０の感度が変動しても、その感度をきわめて簡易に補正することができ、ひいては正確な画像形成プロセス条件を設定することができるようになる。
【００５８】
［他の実施の形態］
実施の形態１では、濃度検知センサ４０として、ホルダ４３に第１光路４７及び第２光路４８を形成し、そのホルダ４３の一部を基準反射面４４として使用する構成からなるセンサについて例示したが、本発明では、図１２や図１４に示すように、ホルダ４３とは別体の基準反射板５９をホルダ４３内に配設してその反射板５９の表面を基準反射面４４とする構成からなるセンサを使用してもよい。この場合、基準反射板５９は、前記した基準受光量の設定に必要な反射特性の得られる表面（片面）を有するものであれば、その材質や構造等については特に制約されるものではない。この実施の形態では、その基準反射板５９として例えば、合成樹脂等にて白色又は灰色の平板として形成され、その表面において拡散反射光が得られるように構成したものを使用している。
【００５９】
図１２に示す濃度検出センサ４０は、そのホルダ４３の内部に実施の形態１と同じ第１光路４７と第２光路４８を出光用光路４５と入光用光路４６との間に形成し、その第１光路４７と第２光路４８の交わる部分に基準反射板５９を取り付けたものである。この場合、基準反射板５９の取付け方法としては、例えば、図１３ａに示すようにホルダ４３の所定位置に基準反射板５９の形状と相応する形状からなる取付け溝部４３ａを形成し、その取付け溝部４３ａに基準反射板５９を単に嵌め合いにするか更に接着剤を併用して固定する方法を採用することができる。さらに、この場合においては、その取付け溝部４３ａの上端部側に、図１２ｂに示すような係止突起４３ｂを形成し、その係止突起４３ｂにより取付け溝部４３ａに装着した基準反射板５９の上面を係止して固定する方法を採用することもできる。このような取付け方法を採用した場合には、その取付け溝部４３ａや係止突起４３ｂをホルダ４３の成形時に一体成形して形成することができるため、取付け溝部４３ａや係止突起４３ｂをホルダ４３毎にばらつくこともなく同等にかつ正確に形成することができる。また、これにより基準反射板５９を所定の位置に簡単にかつ精度よく（各センサ間でのばらつきもなく）取付けことができる。
【００６０】
一方、図１４に示す濃度検知センサ４０は、そのホルダ４３として広い内部空間４３ｃを有するものを使用し、その内部空間４３ｃ内に設置した発光素子４１と受光素子４２の間に対向するような状態で定してすることができようにを確実かつ正確に固定するように基準反射板５９を取り付けたものである。この場合、基準反射板５９の取付け方法としては、例えば、図１５に示すようにホルダ４３の所定位置に基準反射板５９を載置する取付け突片４３ｄを形成し、その取付け突片４３ｄ上に基準反射板５９を載置するように取り付けて固定する方法を採用することができる。ただし、このセンサ４０の場合には、発光素子４１から発する光の一部が受光素子４２に（基準反射板を介さず）直接受光されるようになる。この直接的に受光される光の割合が基準反射面４４で反射されて受光される光に比べて少ない場合には、この直接的に受光される光があっても構わないが、この直接的に受光される光により基準反射面４４からの反射光Ｈ₄の占める割合が減少して、その反射光Ｈ₄によるセンサの感度補正特性が低下してしまうことを確実に解消する観点からは、発光素子４１と受光素子４２の間に、図１４に二点鎖線で示すような上記直接光を遮断するための遮光部材４３ｅを設けて上記直接的に受光される光をなくすことが望ましい。
【００６１】
また、実施の形態１では、濃度検知センサ４０として拡散反射型のものを使用した場合について説明したが、本発明では、図１６に例示するように、発光素子４１から発する光Ｈ₁が制御用トナー像又は用紙搬送ベルト２１において正反射される正反射光Ｈ₅を受光素子４２で受光する、正反射型のセンサ４０を使用することも可能である。そして、このような正反射型の濃度検知センサ４０を使用する場合には、例えば、図１７に示すように、その基準受光量（最大濃度の制御用トナー像を検知したときの受光量）が、制御用トナー像のない用紙搬送ベルト２１を検知したときに得られる受光量の１０％程度となるように、その第１光路４７や第２光路４８の寸法等を適宜調整することにより設定される。
【００６２】
さらに、実施の形態１では、制御用トナー像を用紙搬送ベルト２１に形成するタイプのカラー画像形成装置を適用した場合を説明したが、この発明は、図１８に例示するように中間転写ベルト８０に制御用トナー像を形成し、それを濃度検知センサ４０により検知するタイプのカラー画像形成装置を適用してもよく、この場合も実施の形成１と同様の作用効果が得られる。図１８において符号８１はロール式の二次転写装置、８２は二次転写後の記録用紙Ｐを搬送するための用紙搬送ベルトである。このような中間転写ベルト８０（中間転写方式）を利用したカラー画像形成装置の場合には、各画像形成システム１０で形成されたトナー像は一旦中間転写ベルト８０上に（多重）転写された後、記録用紙Ｐに二次転写されるようになる点で異なるのみで、それ以外については実施の形態１に係る画像形成装置と同様のプロセスにてカラー画像が形成されるようになっている。
【００６３】
また、本発明は、制御用トナー像をベルト形態の像担持体（２１、８０）に形成する画像形成装置に限らず、制御用トナー像をドラム形態の像担持体（用紙搬送ドラム、中間転写ドラムなど）に形成する画像形成装置にも同様に適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、発光素子からの光の一部が支持体内にある基準反射面で反射されてから直接入る構造の濃度検知センサを使用しているので、濃度検知時には、制御用トナー像又は像担持体からの反射光のほかに、その基準反射面で反射されて受光される光も併せて受光素子に受光されるようになり、その双方の光を受光したときに得られる出力値を利用することが可能となる。これにより、たとえ拡散反射光により濃度検知を行う場合であっても、その濃度検知に必要なレベルの出力値が得られるようになる。また、その出力値を利用することにより濃度検知センサの感度補正を行うこともできる。
【００６５】
また、その基準反射面で反射されて受光される光を含めた受光量により得られるセンサ出力値を使用して濃度検知センサの感度補正を行うようにしているため、濃度検知センサの感度が経時変化等の要因により変動しても、きわめて簡易にしかも的確に補正された検知結果が安定して得られ、ひいては作像条件の制御を長期にわたり正確にかつ安定して行うことができるようになる。
【００６６】
さらに、従来例のようにセンサ校正用の校正（基準）板やモニタ検出手段などを設ける必要がなく、その校正板やセンサそのものを校正時に移動させる必要もない。このため、大幅なコストアップを招くことがなく、濃度検知センサそのものを簡易な構造のものとすることができる。また、そのセンサを移動させる必要もその移動のための移動機構を設ける必要もないことから、その移動による感度の低下やばらつきを誘発したりあるいは移動機構の繰り返し動作による故障の発生を誘発させるおそれもない。しかも、基準反射面は、支持体内にあるため、トナー等によって汚染されることもなく、清浄な状態で一定に保たれるようになり、このことによってもセンサの感度のばらつきやその後の作像条件の制御のばらつきの発生を抑止することができる。
【００６７】
また、濃度検知センサにおいて、制御用トナー像がない状態の像担持体を検知したときの受光量を特定することにより、かかるセンサを感度よく使用することができる。しかも、制御用トナー像を検知したときの出力値をそのトナー像がない状態の像担持体を検知したときの出力値で除した値を濃度検知センサの検知結果として使用する場合、そのトナー像がない状態の像担持体を検知したときの出力値が変動してもほぼ一定した検知結果が得られるようになり、正確な感度補正やその後の作像条件の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る画像形成装置の要部概要図である。
【図２】実施の形態１における（拡散反射型）濃度検知センサとその関連部品を示す断面説明図である。
【図３】濃度検知とその検知結果に応じて行う画像形成プロセス条件の設定に関する制御系を示すブロック説明図である。
【図４】反射型センサにおける受光量と感度特定との関係を示す相関図で、（ａ）は正反射型センサの場合、（ｂ）は拡散反射型センサの場合を示す。
【図５】図２の濃度検知センサにおける基準受光量の設定例を示す説明図である。
【図６】濃度検知、感度補正及びプロセス条件設定に係る制御系の動作内容を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１における感度補正に係る制御系の動作内容を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１及び従来例における拡散反射型センサの出力特性を示す説明図である。
【図９】実施の形態１及び従来例における拡散反射型センサの出力値を利用して得られる検知結果（除した値）の様子を示す説明図である。
【図１０】実施の形態１における濃度検知センサの感度補正による効果を示すもので、（ａ）は環境変化によるセンサ出力の変動の様子を示し、（ｂ）は感度補正を行って得られる検知結果（除した値）を示す。
【図１１】実施の形態１における濃度検知センサの感度補正による効果を示すもので、（ａ）は経時変化によるセンサ出力の変動の様子を示し、（ｂ）は感度補正を行って得られる検知結果（除した値）を示す。
【図１２】濃度検知センサ（特に基準反射面）の他の実施形態を示す要部概要図である。
【図１３】図１２の基準反射板の取付け構造を示す要部断面図である。
【図１４】濃度検知センサ（特に基準反射面とホルダ内の構造）の他の実施形態を示す要部概要図である。
【図１５】図１４の基準反射板の取付け構造を示す要部断面図である。
【図１６】正反射型の濃度検知センサとその関連部品を示す断面説明図である。
【図１７】図１６の濃度検知センサにおける基準受光量の設定例を示す説明図である。
【図１８】本発明が適用される画像形成装置の他の構成例を示す要部概要図である。
【符号の説明】
１０…画像形成システム（作像システム）、１１…感光体ドラム（像担持体）、２１…用紙搬送ベルト（像担持体）、４０…濃度検知センサ、４１…発光素子、４２…受光素子、４３…ホルダ（支持体）、４４…基準反射面、５９…基準反射板、８０…中間転写ベルト（像担持体）、Ｔ_patch…制御用トナー像。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that detects the density of a control toner image by a density detection sensor using a light emitting element and a light receiving element, and controls image forming conditions according to the detection result. In particular, the present invention relates to an image forming apparatus having improved useful for correcting the sensitivity of the density detection sensor.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic method, generally, a toner image is formed on an image carrier such as a photosensitive member, and the toner image is finally transferred and fixed on a recording sheet or the like. By doing so, image formation is performed. In such an image forming apparatus, since it is necessary to maintain that the toner image is properly and stably formed in accordance with preset image forming conditions, for example, a control image is formed on the image carrier. A toner image (patch) is formed, the density of the toner image is detected by a density detection sensor, and the detection result is fed back to a control means for controlling the image forming condition to change the setting for the necessary image forming condition. Has been.
[0003]
The density detection sensor includes a light emitting element such as a light emitting diode and a light receiving element such as a photodiode, and irradiates light from the light emitting element onto a control toner image on the image carrier, and the reflected light ( Many are used that detect the density of a control toner image from an output value obtained by receiving regular reflection light or diffuse reflection light by a light receiving element. By the way, this concentration detection sensor is roughly classified into a regular reflection type sensor configured to receive specular reflection light out of reflected light and a configuration configured to receive diffuse reflection light out of reflection light. There is a diffuse reflection type sensor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in an image forming apparatus equipped with such a density detection sensor, the sensitivity of the light emitting element or light receiving element of the sensor is caused by environmental changes such as temperature, deterioration of the element itself over time, adhesion contamination of toner, etc. As a result, the initial performance is not maintained, and accurate density detection becomes difficult. As a result, there is a problem that accurate image forming conditions cannot be controlled.
[0005]
In order to solve such problems, the following various countermeasures have been proposed, but none of them has been satisfactory because of some problems.
[0006]
That is, in JP-A-5-322760, a movable reference plate for inserting or sticking a reference patch for comparing the density with the image is rotatably provided between the density detection sensor and the image to be detected. Accordingly, when density comparison is not necessary (when no detection is performed), the movable reference plate is always positioned between the sensor and the image to prevent the sensor and the reference patch from being contaminated with toner, or the optical sensor. A density detection apparatus that performs correction of the above is shown. However, in the case of this conventional example, in particular, since the movable reference plate with the reference patch has a structure that is displaced, there is a possibility that the positional relationship (including the angle and the like) between the reference patch and the density detection sensor may fluctuate. Sensor correction results may vary.
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-225501 discloses that when the density detection sensor is not detected, it is moved by a moving means into a storage container having a lid so as to be covered and covered, and the constituent members provided in the storage container This prevents the sensor from being contaminated with toner, enables stable concentration detection over a long period of time, and enables accurate calibration of the sensor without the influence of external light. An image forming apparatus is shown. However, in the case of this conventional example, since the density detection sensor itself is structured to be displaced, there is a possibility that the positional relationship between the sensor and the image to be detected may change as in the case of the conventional example described above. Sensor correction results may vary.
[0008]
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-6121, the density detection sensor is always displaced at the time of calibration so that the measurement surface (light receiving surface) faces the exposure apparatus side, and then the light from the exposure apparatus is used. There is shown an image forming apparatus in which the sensor is calibrated, and thereby the density detection sensor can always be calibrated accurately. However, even in the case of this conventional example, since the density detection sensor itself is displaced, there is a problem similar to that in the case of the above-described conventional example.
[0009]
Incidentally, in Japanese Utility Model Publication No. 8-679 proposed by the present applicant, the light quantity of the light emitting element is detected by the monitor means, and the light quantity adjusting means emits light so as to eliminate the deviation between the detection result and the reference light emission quantity. After adjusting the reference light quantity of the element, the light receiving signal in the light receiving element is set so as to eliminate the deviation between the result of detecting the light reflected from the toner image by the adjusted light from the light emitting element and the reference received light quantity. There is shown a density detection apparatus that corrects and thereby enables density detection to be performed accurately without being affected by deterioration of a light emitting element and deterioration of a photosensitive material. However, in the case of this conventional example, a monitor means for detecting the amount of emitted light is required in addition to the light receiving element in the density detection sensor, which increases the cost, and also due to performance variation between lots of the monitor means. The sensor correction results may vary.
[0010]
In addition, in any of the conventional density detection sensors, the image carrier that carries the toner image has a low reflectance such as a belt member such as a paper conveyance belt or an intermediate transfer belt, or the diffusion coefficient of diffuse reflected light. When there is a large amount of light, the amount of light reflected from the image carrier is reduced, and the amount of light received by the light receiving element is very small. For this reason, for example, even if an attempt is made to detect the density of the toner image by comparing the output values of the sensor with and without the control toner image on the image carrier, the toner image is not particularly present. As a result, the output value when the image carrier is detected becomes small, so that it is difficult to detect the density by performing the above-described comparison.
[0011]
Therefore, the present invention solves the above-described problems, and even if the sensitivity of the density detection sensor fluctuates without significantly increasing the cost, it is possible to stably obtain a detection result that is extremely easily and accurately corrected. Therefore, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of accurately and stably controlling image forming conditions over a long period of time.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention (the invention according to claim 1) capable of achieving the above object is an image forming system for forming a toner image on an image carrier and a control system formed on the image carrier by this image forming system. A density detection sensor for detecting the density of the toner image based on an output value obtained by receiving the reflected light when the light emitted from the light emitting element is received by the light receiving element, and the operation according to the detection result obtained by the density detection sensor. In the image forming apparatus having control means for controlling the image forming conditions of the image system, the light emitting element is used as the density detection sensor. And one of the above Light receiving element When And a part of the light emitted from the light emitting element is reflected inside the support. One of them A light emitting element for using a sensor having a reference reflecting surface to be received by the light receiving element, and guiding the light emitted from the light emitting element toward the irradiation target to be emitted from the supporting body inside the support. Let the optical path and a part of the reflected light reflected from the irradiation object enter the support body. Concerned An incident light path for guiding the light to the light receiving element, a first optical path for guiding a part of the light emitted from the light emitting element to the reference reflecting surface, and the light reflected by the reference reflecting surface Concerned A second optical path for leading to the light receiving element is formed.
[0013]
In addition, this image forming apparatus corrects the sensitivity of the density detection sensor by using the output value of the sensor obtained when the light from the light emitting element reflected by the reference reflecting surface and entering the light receiving element is received. Means are provided.
[0014]
The sensitivity correction unit, for example, performs processing that uses a value obtained by dividing the output value when the control toner image is detected by the output value when the image carrier without the toner image is detected as the detection result of the density detection sensor. Configured to do.
[0015]
According to the image forming apparatus provided with such a density detection sensor, the output value of the sensor obtained when light entering the light receiving element after being reflected from the light emitting element by the reference reflecting surface is used as the reference value. As a result, even when diffuse reflected light is detected, an output value of a level necessary for density detection can be obtained.
[0016]
Further, according to the image forming apparatus provided with such a density detection sensor and sensitivity correction means, the correction of the sensor can be easily performed without providing a calibration reference plate as in the conventional example. be able to. Furthermore, when correcting the sensor, the density detection sensor can be always fixed without being rotated or displaced, so that the correction of the sensor can be performed accurately without variation. In addition, since the reference reflecting surface is disposed inside the sensor support, the reflecting surface is not contaminated by toner (strictly speaking, a light emitting opening or a light receiving opening formed in the sensor support). It is necessary to dispose a light-transmitting dustproof member), and variations in sensor correction due to toner contamination on the reference reflecting surface can be avoided.
[0017]
Further, when the density detection sensor in this image forming apparatus is a diffuse reflection type sensor, the control toner image having the maximum received light amount when the image carrier without the control toner image is detected is detected. Is set to be in the range of 1 to 50% of the received light amount, more preferably in the range of 5 to 30%. If the density detection sensor is a regular reflection sensor, the amount of light received when a control toner image with the maximum density is detected is the amount of light received when an image carrier without the control toner image is detected. Is set to be in the range of 1 to 50%, more preferably in the range of 5 to 30%.
[0018]
In this case, in any type of sensor, if the range of the amount of received light exceeds 50%, the density detection sensor cannot be used in a wide range of sensitivity, resulting in poor sensitivity. On the contrary, if the range of the received light amount is less than 1%, there is almost no light entering the light receiving element from the reference reflecting surface. As a result, a value obtained by dividing the output value when the control toner image is detected by the sensitivity correction means by the output value when the image carrier without the toner image is detected is used as the detection result of the density detection sensor. When processing, if the output value when the image carrier without the toner image is detected fluctuates, the divided value also fluctuates greatly and can be used as a reference value for sensitivity correction. Disappear.
[0019]
In addition, the reference reflection surface of the density detection sensor may be one in which a separate reference reflection member is attached to a predetermined part of the support, or a part of the support may be a reflection surface.
[0020]
When a part of the support is configured as a reference reflective surface, it can be integrally formed when the support is molded, and the difference between each support (sensor) of the reference reflective surface is reduced (all equivalent) Reference reflective surface).
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0022]
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic diagram of a color image forming apparatus to which the present invention is applied. This color image forming apparatus is sequentially arranged in the horizontal direction, and exclusively uses one of four color toner images of black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C). Four image forming systems (image forming systems) 10K, 10Y, 10M, and 10C to be formed, and a recording sheet P using a transfer material to which a toner image formed by each image forming system 10 is transferred as a recording material, respectively. A sheet conveying device 20 that conveys the sheet so as to pass therethrough, and a fixing device 30 that fixes the toner image transferred to the recording sheet P at the transfer position of each image forming system 10 by heating and pressing are fixed.
[0023]
Each of the image forming systems 10 includes a photosensitive drum 11 as an image carrier, a corona discharge charging device 12, a laser beam exposure device 13, and a developing device 14 that accommodates any of the four color toners. The main parts are composed of components such as a roll type transfer device 15 and a drum cleaner 16.
[0024]
Among these, the photosensitive drum 11 is rotated in the direction of arrow A by a drive motor (not shown). The charging device 12 has a corotron charger disposed close to the photosensitive drum 11, and a predetermined charging voltage is applied to the cotron charger from a power source (not shown) so that the photosensitive drum 11 is fixed. The surface potential is charged. The exposure device 13 includes a semiconductor laser, an optical system, and the like, and applies a laser beam Bm oscillated from the semiconductor laser to the surface of the photosensitive drum 11 in accordance with image information (signal) transmitted from an image processing device (not shown). An electrostatic latent image is formed by being guided and irradiated by an optical system. Incidentally, the image information is, for example, image information of a copy original read by the original reading apparatus when the image forming apparatus is a copying machine, and is created by an external device or the like when the image forming apparatus is a printer. Print information to be input. The charging device 12 may be a contact type such as a charging roll type, and the exposure device 13 may be an LED array type.
[0025]
The developing device 14 has a developing roll that rotates at a position facing the photoconductive drum 11, and the toner accommodated in the apparatus by the developing roll is placed at a position facing the photoconductive drum 11 (developing area). The toner is electrostatically attached only to the latent image portion of the photosensitive drum 11 by supplying a predetermined developing bias from a bias power source (not shown) to the developing roll. The transfer device 15 has a transfer roll that rotates in contact with the photosensitive drum 11, and applies a predetermined transfer current to the transfer roll from a power source (not shown) to transfer the toner image on the photosensitive drum 11 to the recording paper P side. To be transferred electrostatically.
[0026]
The sheet conveying apparatus 20 includes an endless sheet conveying belt 21 that is stretched around a plurality of rolls 22 to 25 (the roll 22 is a driving roll) and rotates in the direction of arrow B, and between the roll 22 and the roll 23. The belt 21 is disposed in a state where it passes between the photosensitive drum 11 and the transfer device 15 (transfer position) of each image forming system 10. Then, the recording paper P supplied from the paper storage tray 26 by the feed roll 27 and the registration roll 28 is attracted to the paper transport belt 21 and transported so as to sequentially pass through the transfer positions. It has become. The paper transport belt 21 is also used as an image carrier for forming a control toner image to be described later. 29 in the figure is a belt cleaner.
[0027]
The fixing device 30 is of a roll type provided with a heating roll 31 and a pressure roll 32 that rotate while being pressed against each other. In addition, the fixing device 30 has a cover 33 that is opened at a portion through which the recording paper P passes, and the surface temperature of the heating roll 31 is measured by a temperature sensor (not shown), and the measurement result is the heating roll. The heating roll 31 is heated to a predetermined fixing temperature by being fed back to the control unit 31 of the heating source.
[0028]
In this color image forming apparatus, one density detection for detecting the density of a control toner image (patch) formed by a predetermined image forming system 10 on the downstream side of the image forming system 10C. The sensor 40 is disposed in the state of being closely opposed to the conveyance surface side of the sheet conveyance belt 21.
[0029]
As shown in FIG. 2, the density detection sensor 40 is a light-emitting element 41 such as a light-emitting diode, a light-receiving element 42 such as a photodiode, and a support that houses and supports the light-emitting element 41 and the light-receiving element 42. The plastic holder 43 and the reference reflecting surface 44 constitute the main part.
[0030]
The holder 43 has a so-called box-like shape whose outer appearance is a substantially rectangular parallelepiped shape, and the inside of the holder 43 is a light H emitted from the light emitting element 41 ₁ The object to be irradiated (in this example, the control toner image T _patch Alternatively, a light exiting optical path 45 for guiding light toward the paper transport belt 21) so as to emit light from the holder 43, and a specific diffuse reflected light H out of the reflected light reflected from the irradiation object. ₂ Is incident on the holder 43 and guided so as to be received by the light receiving element 42, and the light H emitted from the light emitting element 41. _Three A first light path 47 for guiding a part of the light to the reference reflecting surface 44 and the light H _Three Reflected light (hereinafter also referred to simply as “directly reflected light”) H _Four The second optical path 48 for guiding the light to the light receiving element 42 is formed. In FIG. 2, reference numeral 56 denotes a light exit opening, 57 denotes a light entrance opening, and 58 denotes a light-transmitting dustproof member made of glass, transparent plastic, or the like attached so as to close the openings 56 and 57.
[0031]
Incidentally, this sensor 40 has a specific diffuse reflected light H from the irradiation object. ₂ It is a so-called diffuse reflection type sensor that detects the concentration by receiving light. The reference reflecting surface 44 is formed by directly using a part of the holder 43 as a reflecting surface. In this embodiment, the reflecting surface 44 is formed by integral molding when the holder 43 is plastic-molded. The reflection characteristics of the reference reflecting surface 44 may be a smooth surface or other (for example, a fine uneven surface, a sawtooth surface) and are not particularly limited. It is appropriately set according to the setting condition of the amount of received light.
[0032]
Further, as shown in FIG. 4, the density detection sensor 40 generally has a large amount of light received by the light receiving element 42 when there is no control toner image, regardless of whether the sensor is a regular reflection type sensor or a diffuse reflection type sensor. Since the sensor output is saturated and the sensitivity (difference in output value) becomes low, the light reception amount of the light receiving element 42 is set to a lower “reference light reception amount” from the viewpoint of avoiding this. The reference light reception amount is set (adjusted) by appropriately adjusting the dimensions of the first optical path 47 and the second optical path 48 (particularly, the cross-sectional area of the optical path), the reflection characteristics of the reference reflection surface 44, the light emission amount of the light emitting element 41, and the like. It is done by setting. When the reference light receiving amount is set according to the dimensions of the first optical path and the second optical path, a light amount adjusting means may be provided in the first optical path 47 or the second optical path 48, and the adjusting means may be used.
[0033]
In this embodiment, since the density detection sensor 40 is a diffuse reflection type sensor, the reference received light quantity is about 10% of the received light quantity obtained when the maximum density is detected as the control toner image. Thus, the first optical path 47 and the second optical path 48 are set by appropriately adjusting the dimensions (apertures). FIG. 5 conceptually shows the output sensitivity of the sensor 40 when such a reference received light amount is set. As shown in FIG. 5, when the output value (corresponding to the amount of received light) in the maximum density control toner image is set to “100”, the sensor 40 of this embodiment sets the reference received light amount to the maximum density as described above. Since it is set to be about 10% of the amount of light received when the control toner image is detected, the gradient of the output characteristic curve (solid line in the figure) becomes large and the sensitivity becomes high. Yes. On the other hand, as shown by a two-dot chain line in the figure, when the reference received light amount is set to a high value exceeding 50%, the gradient of the output characteristic curve becomes small and the sensitivity becomes low. End up.
[0034]
Further, the density detection sensor 40 is connected to a sensor controller 52. The sensor controller 52 controls the amount of light emitted from the light emitting element 41 and transmits an output value obtained by receiving light from the light receiving element 42 to the central control unit 51 (see FIG. 3).
[0035]
In this color image forming apparatus, as shown in FIG. 3, the value obtained after performing the necessary sensitivity correction processing on the output value from the density detection sensor 40 is used as the sensor detection result, and the value obtained in accordance with the detection result. And a control system for appropriately setting image forming process conditions.
[0036]
In FIG. 3, reference numerals 50K, 50Y, 50M, and 50C denote first to fourth controllers that individually control process conditions for the respective image forming systems 10K, 10Y, 10M, and 10C. 10, the image forming process conditions such as the charging potential of the charging device 12, the exposure amount (latent image potential) of the exposure device 13, the developing bias of the developing device 14, and the transfer current of the transfer device 15 can be appropriately changed as necessary. It has become.
[0037]
Reference numeral 51 denotes a central control unit (CPU) for controlling the operation of the entire color image forming apparatus. The central control unit 51 is connected to each of the controllers 51, a sensor controller 52 for the density detection sensor 40, and a process for correcting the sensitivity of the density detection sensor 40, which will be described later. A read only memory (ROM) 53 that stores a control program and a control program for performing processing relating to setting of image forming process conditions, and a random access for storing and reading required processing information A memory (RAM) 54, a power switch, a start switch, various operation buttons, an operation display unit 55 provided with a display unit, and the like are connected. Therefore, the control unit 51 performs a predetermined process for correcting the sensitivity of the density detection sensor 40 and determines whether or not the process condition setting needs to be changed from the detection result of the corrected sensor. A function of transmitting information related to the setting change to each of the controllers 50 is provided.
[0038]
Incidentally, in this embodiment, the density detection by the density detection sensor 40 is performed at a preset time such as when the power of the apparatus main body is turned on, when a specified time elapses, or when the specified number of image forming sheets is reached. It has become. In addition, a control toner image T formed when the density is detected. _patch Is formed as a single color toner image of each color having a predetermined density and size by each image forming system 10 and then individually transferred onto the paper transport belt 21 and passes directly under the density detection sensor 40. It is to be detected.
[0039]
Next, the operation of this color image forming apparatus will be described.
[0040]
First, an image forming process for forming a full color image will be described. First, when the start button in the operation display unit 55 is pressed and an image formation (copy or print) start command is received, each image forming system 10, the paper transport device 20, the fixing device 30 and the like are started at a predetermined timing.
[0041]
In each image forming system 10, after the surface of the rotating photosensitive drum 11 is uniformly charged to a predetermined surface potential by the charging device 12, the laser beam Bm is irradiated according to the image information by the exposure device 13. An electrostatic latent image having a predetermined surface potential is formed, and then the electrostatic latent image is developed by the developing device 14 in a state where a predetermined developing bias is applied, whereby a predetermined surface is formed on the photosensitive drum 11. A color toner image is formed.
[0042]
Subsequently, the black, yellow, magenta, and cyan toner images formed by the image forming systems 10 are supplied to the transport belt 21 of the paper transport device 20 at a predetermined timing so as to pass through the transfer positions. The recording paper P being conveyed is sequentially transferred in an electrostatic and superposed manner by the transfer device 15 in a state where a predetermined transfer current is applied.
[0043]
Then, after the transfer by the image forming system 10C is completed, the recording paper P is peeled off from the transport belt 21 of the paper transport device 20, and then sent to the fixing device 30 for fixing processing. That is, the transferred recording paper P passes through the pressure contact portion between the heating roll 31 and the pressure roll 32 heated to a predetermined fixing temperature, so that the toner of the toner image is heated and pressurized to be applied onto the paper P. Fused.
[0044]
Finally, the recording paper P after fixing is sent out from the fixing device 30 and discharged out of the apparatus main body 1 by the discharge roll 35. Through the above process, the basic full-color image forming operation is completed.
[0045]
In a color image forming apparatus in which such image formation is performed, each color toner image formed by each image forming system 10 is formed with a preset reference density. May not be formed at that reference concentration. Therefore, density detection is performed by the density detection sensor 40 at a predetermined time set in advance, and necessary image forming process condition setting changes are performed according to the detection result. Further, the sensitivity of the concentration detection sensor 40 varies or decreases due to environmental conditions such as temperature, deterioration of the elements over time, and the like (see FIGS. 10 and 11). Therefore, this color image forming apparatus is provided with a control system for correcting the sensitivity of the density detection sensor 40 as described above.
[0046]
Next, operations of the control system relating to density detection, sensitivity correction, and image formation process condition setting in this color image forming apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0047]
In the case of the control system in this image forming apparatus, if it is determined that the preset density detection time has come (step 1: S1), the central control unit 51 and the sensor controller 52 can control the density detection sensor 40. Sensitivity correction processing and control toner image density detection are executed according to a predetermined control program (S2).
[0048]
First, the characteristics of the diffuse reflection type density detection sensor 40 used in this embodiment will be described. The characteristics of the sensor output with respect to the toner amount per unit area of the control toner image are as shown in FIG. Results are obtained. That is, in the density detection sensor 40 in this embodiment, the sensor output value is a part of the light H emitted from the light emitting element 41 as compared with the sensor output of the conventional diffuse reflection type sensor shown in FIG. _Three Is directly reflected by the reference reflecting surface 44 in the holder 43 and directly enters the light receiving element 42. _Four Output: V _H4 Will be added. As a result, in particular, the sensor output value V only in the sheet conveying belt 21 without the control toner image (clean), which was hardly obtained with the conventional diffuse reflection type sensor (nearly zero), V: _clean Is directly reflected light H _Four Output: V _H4 Plus V (V _clean + V _H4 ) Will be obtained. That is, in the conventional diffuse reflection type sensor, the sheet conveying belt 21 has a low reflectance or a large diffusion coefficient of diffuse reflected light, and is reflected on the surface of the belt 21 and is actually applied to the light receiving element 42. Light H received by ₂ As a result, the sensor output value: V _clean Was almost close to zero.
[0049]
Further, for example, an output value obtained when a reflection characteristic of the clean paper transport belt 21 without a control toner image is detected by a conventional diffuse reflection type sensor: V _clean , And then the output value obtained when the control toner image (patch) is detected: V _patch Is the reference output value: V _clean Value divided by (V _patch / V _clean ) As the detection result, the value obtained by dividing the sensor output value: V as shown in FIG. _clean Is a small value that is close to almost zero as described above, and therefore, the value increases rapidly or becomes an infinitely large value. As a result, as the control toner image becomes darker (the toner amount increases), the sensor output becomes saturated and accurate detection and measurement cannot be performed. In addition, the sensor output value of the paper transport belt 21 without the control toner image: V _clean If the value fluctuates even a little, the divided value (V _patch / V _clean ) Also fluctuate greatly, and this also prevents accurate detection and measurement.
[0050]
Therefore, in this embodiment, the directly reflected light H _Four In addition to using the density detection sensor 40 (FIG. 2) that provides the control toner, in step 2, as shown in the flowchart of FIG. Detection of a clean paper transport belt 21 without an image is performed (S10). And the output value obtained at that time: (V _clean + V _H3 ) Is temporarily stored in the RAM 54, for example. The detection of the paper conveying belt 21 at this time is desirably performed on a portion of the belt 21 that is a position where a control toner image to be described later is formed (just before the control toner image is formed).
[0051]
Subsequently, as a density detection operation, a predetermined control toner image (patch) T is formed on the paper transport belt 21 by the image forming system 10. _patch The toner image is detected by the density detection sensor 40 (S11). Thereafter, as a subsequent process of the sensitivity correction process, the sensor output value obtained when the density is detected: (V _patch + V _H4 ) Is the previously stored sensor output value: (V _clean + V _H4 ) Divided by: {(V _patch + V _H4 ) / (V _clean + V _H4 )}... (1) is calculated (S12).
[0052]
After performing sensitivity correction processing and density detection in step 2 (steps 10 to 12), the previously calculated value {circle around (1)} is determined as the detection result of the density detection sensor 40 (S3). Then, it is determined whether or not the detection result (sensor output value) is within a preset allowable range (S4), and if it is within the allowable range, setting change of the image forming process condition is not required. If the allowable range is exceeded, it is necessary to change the setting of the condition, and a predetermined process condition is set (S5). The process conditions set according to the density detection result include, for example, the exposure light amount, the charging potential, the developing bias potential, the toner concentration, and the like, but are not limited thereto.
[0053]
By performing such sensitivity correction, as shown in FIG. 9, even if the density of the control toner image is high (even if the amount of toner is large), the density of the toner image does not saturate the sensitivity of the sensor. Is reliably detected and measured by the sensor 40. Further, the sensor output value of the clean paper transport belt 21 without the control toner image: V _clean Even if fluctuates, its value: V _clean Direct reflected light H compared to _Four Sensor output value: V _H4 Is sufficiently large and constant, V _clean Even if the value of f is changed, the directly reflected light H reflected by the reference reflecting surface 44 _Four Sensor output value V _H4 Is always obtained as a substantially constant and sufficient value. As a result, the divided value {circle around (1)} does not vary greatly as a whole.
[0054]
Incidentally, as shown in FIG. 2, the reference reflection surface 44 is installed inside the holder 43, and dust such as toner does not enter the holder 43 by the dust-proof member 58. Therefore, the reflection surface 44 is not contaminated by adhesion of toner or the like, and as a result, the directly reflected light H reflected by the reflection surface 44 is reflected. _Four The amount of light does not fluctuate due to the change in the reflecting surface 44. Therefore, the reflected light H _Four Sensor output value V _H4 Is also obtained as a stable value.
[0055]
Further, by performing such sensitivity correction, for example, as shown in FIG. 10a, the control toner image is detected even if the sensor output of the density detection sensor 40 fluctuates with respect to the output characteristics in the initial use due to the temperature change. The reference reflecting surface 44 is processed by processing the value {circle around (1)} obtained by dividing the output value of the density detection sensor 40 at that time by the output value when the paper conveying belt without the toner image is detected. Directly reflected light H that is reflected and received by _Four Sensor output value V _H4 In the same manner, the output characteristics change in accordance with the variation of the temperature of the light emitting element 41 and the light receiving element 42, so that almost the same output characteristics as those in the initial stage of use can be obtained (b in the figure). As a result, the sensitivity of the sensor 40 is easily and accurately corrected.
[0056]
Furthermore, as shown in FIG. 11a, the sensor output of the density detection sensor 40 is output with respect to the output characteristics at the initial stage of use due to the time-dependent change of the light emitting element 41 and the light receiving element 42, and in addition to the specified output characteristics at a preset specified time. Even if it fluctuates, the direct reflected light H that is reflected and received by the reference reflecting surface 44 is obtained by processing the value {circle around (1)} divided as described above as the detection result of the sensor. _Four Sensor output value V _H4 In the same manner, the output characteristics of the light-emitting element 41 and the light-receiving element 42 change in accordance with the change over time, so that the output characteristics substantially the same as the output characteristics at the initial use or the specified time can be obtained (FIG. 5B). As a result, the sensitivity of the sensor 40 is easily and accurately corrected.
[0057]
From the above, in this image forming apparatus, even if the sensitivity of the density detection sensor 40 fluctuates due to a temperature change or a change with time, the sensitivity can be corrected very easily, and the accurate image forming process conditions can be obtained. Can be set.
[0058]
[Other embodiments]
In the first embodiment, as the concentration detection sensor 40, a sensor having a configuration in which the first optical path 47 and the second optical path 48 are formed in the holder 43 and a part of the holder 43 is used as the reference reflection surface 44 is illustrated. In the present invention, as shown in FIG. 12 and FIG. 14, the reference reflector 59 separate from the holder 43 is disposed in the holder 43, and the surface of the reflector 59 serves as the reference reflector 44. A sensor may be used. In this case, the material and structure of the reference reflector 59 are not particularly limited as long as the reference reflector 59 has a surface (single side) from which the reflection characteristics necessary for setting the above-described reference light reception amount can be obtained. In this embodiment, as the reference reflector 59, for example, a white or gray flat plate made of synthetic resin or the like and configured so that diffuse reflected light is obtained on the surface thereof is used.
[0059]
The density detection sensor 40 shown in FIG. 12 has a first optical path 47 and a second optical path 48 that are the same as those in the first embodiment formed between the outgoing optical path 45 and the incoming optical path 46 inside the holder 43. A reference reflector 59 is attached to a portion where the first optical path 47 and the second optical path 48 intersect. In this case, as a method for attaching the reference reflector 59, for example, as shown in FIG. 13A, an attachment groove 43a having a shape corresponding to the shape of the reference reflector 59 is formed at a predetermined position of the holder 43, and the attachment groove 43a is formed. It is possible to adopt a method in which the reference reflector 59 is simply fitted or fixed together with an adhesive. Further, in this case, a locking projection 43b as shown in FIG. 12b is formed on the upper end side of the mounting groove 43a, and the upper surface of the reference reflector 59 attached to the mounting groove 43a by the locking projection 43b. A method of locking and fixing can also be employed. When such an attachment method is adopted, the attachment groove 43a and the locking protrusion 43b can be formed integrally with the holder 43 when the holder 43 is formed. It can be formed equally and accurately without variation. In addition, this makes it possible to attach the reference reflector 59 to a predetermined position easily and accurately (without variation among sensors).
[0060]
On the other hand, the density detection sensor 40 shown in FIG. 14 uses a holder having a wide internal space 43c as the holder 43, and faces the light-emitting element 41 and the light-receiving element 42 installed in the internal space 43c. The reference reflector 59 is attached so that it can be fixed reliably and accurately. In this case, as a method of attaching the reference reflector 59, for example, as shown in FIG. 15, an attachment protrusion 43d for placing the reference reflector 59 is formed at a predetermined position of the holder 43, and the attachment protrusion 43d is formed on the attachment protrusion 43d. A method of attaching and fixing the reference reflector 59 so as to be placed can be employed. However, in the case of this sensor 40, a part of the light emitted from the light emitting element 41 is directly received by the light receiving element 42 (without passing through the reference reflector). If the ratio of the directly received light is small compared to the light received by being reflected by the reference reflecting surface 44, this directly received light may be present. Reflected light H from the reference reflecting surface 44 by the light received by _Four Occupying a smaller proportion of the reflected light H _Four From the viewpoint of surely eliminating the deterioration of the sensitivity correction characteristic of the sensor, the direct light is blocked between the light emitting element 41 and the light receiving element 42 as indicated by a two-dot chain line in FIG. It is desirable to provide a light blocking member 43e to eliminate the light received directly.
[0061]
In the first embodiment, the case where a diffuse reflection type sensor is used as the density detection sensor 40 has been described. However, in the present invention, the light H emitted from the light emitting element 41 is exemplified as shown in FIG. ₁ Is a specularly reflected light H that is specularly reflected by the control toner image or the paper transport belt 21. _Five It is also possible to use a regular reflection type sensor 40 in which the light receiving element 42 receives the light. When such a regular reflection type density detection sensor 40 is used, for example, as shown in FIG. 17, the reference received light quantity (the received light quantity when the maximum density control toner image is detected) is set. The first optical path 47 and the second optical path 48 are appropriately adjusted so as to be about 10% of the amount of light received when the paper conveying belt 21 without the control toner image is detected. The
[0062]
Further, in the first embodiment, the case where a color image forming apparatus of a type that forms a control toner image on the paper conveying belt 21 has been described, but the present invention is an intermediate transfer belt 80 as illustrated in FIG. Alternatively, a color image forming apparatus of a type that forms a control toner image and detects the toner image by the density detection sensor 40 may be applied. In this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In FIG. 18, reference numeral 81 denotes a roll-type secondary transfer device, and 82 denotes a paper transport belt for transporting the recording paper P after the secondary transfer. In the case of a color image forming apparatus using such an intermediate transfer belt 80 (intermediate transfer system), the toner images formed by each image forming system 10 are once (multiple) transferred onto the intermediate transfer belt 80. The color image is formed by the same process as that of the image forming apparatus according to the first embodiment except that the second transfer is performed on the recording paper P.
[0063]
The present invention is not limited to an image forming apparatus that forms a control toner image on a belt-shaped image carrier (21, 80), and the control toner image is a drum-shaped image carrier (paper conveyance drum, intermediate transfer). The present invention can be similarly applied to an image forming apparatus formed on a drum or the like.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since a part of the light from the light emitting element is directly reflected after being reflected by the reference reflecting surface in the support body, the density detecting sensor is used. In addition to the reflected light from the control toner image or the image carrier, the light reflected and received by the reference reflecting surface is also received by the light receiving element, and when both light is received. It is possible to use the output value obtained in the above. As a result, even when density detection is performed using diffusely reflected light, an output value of a level necessary for the density detection can be obtained. Further, sensitivity correction of the density detection sensor can be performed by using the output value.
[0065]
In addition, the sensitivity of the density detection sensor is corrected using the sensor output value obtained from the amount of light received including the light reflected and received by the reference reflecting surface. Even if it fluctuates due to factors such as changes, it is possible to stably obtain a detection result that is extremely simply and accurately corrected, and as a result, it becomes possible to accurately and stably control the imaging conditions over a long period of time. .
[0066]
Further, unlike the conventional example, there is no need to provide a calibration (reference) plate or monitor detection means for sensor calibration, and it is not necessary to move the calibration plate or the sensor itself during calibration. For this reason, the density detection sensor itself can be of a simple structure without causing a significant cost increase. In addition, since there is no need to move the sensor or to provide a moving mechanism for the movement, there is a risk of inducing a decrease in sensitivity or variation due to the movement, or a failure due to repeated operation of the moving mechanism. Nor. In addition, since the reference reflecting surface is in the support body, the reference reflecting surface is not contaminated by toner or the like, and is kept constant in a clean state. This also causes variations in sensor sensitivity and subsequent image formation. Occurrence of variation in condition control can be suppressed.
[0067]
Further, by specifying the amount of received light when the density detection sensor detects an image carrier without a control toner image, the sensor can be used with high sensitivity. In addition, when a value obtained by dividing the output value when the control toner image is detected by the output value when the image carrier without the toner image is detected is used as the detection result of the density detection sensor, the toner image Even if the output value when detecting an image carrier in the absence of fluctuations, an almost constant detection result can be obtained, and accurate sensitivity correction and subsequent control of image forming conditions can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a main part schematic diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing a (diffuse reflection type) density detection sensor and its related parts in the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a control system related to density detection and setting of image forming process conditions performed according to the detection result.
FIGS. 4A and 4B are correlation diagrams showing the relationship between the amount of received light and sensitivity specification in a reflection type sensor, where FIG. 4A shows a case of a regular reflection type sensor and FIG. 4B shows a case of a diffuse reflection type sensor.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of setting a reference light reception amount in the density detection sensor of FIG. 2;
FIG. 6 is a flowchart showing the operation contents of a control system related to density detection, sensitivity correction, and process condition setting.
7 is a flowchart showing operation details of a control system related to sensitivity correction in Embodiment 1. FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing output characteristics of the diffuse reflection type sensor in the first embodiment and the conventional example.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state of a detection result (a divided value) obtained by using the output value of the diffuse reflection type sensor in the first embodiment and the conventional example.
FIGS. 10A and 10B show the effect of sensitivity correction of the density detection sensor according to the first embodiment. FIG. 10A shows how the sensor output fluctuates due to environmental changes, and FIG. 10B shows detection obtained by performing sensitivity correction. The result (value divided) is shown.
FIGS. 11A and 11B show the effect of sensitivity correction of the density detection sensor according to the first embodiment. FIG. 11A shows how the sensor output fluctuates with time, and FIG. 11B shows detection obtained by performing sensitivity correction. The result (value divided) is shown.
FIG. 12 is a schematic diagram of a main part showing another embodiment of a density detection sensor (particularly, a reference reflection surface).
13 is a cross-sectional view of a main part showing a mounting structure of the reference reflector in FIG. 12;
FIG. 14 is a main part schematic diagram showing another embodiment of a density detection sensor (particularly, a reference reflecting surface and a structure in a holder).
15 is a cross-sectional view of a main part showing a mounting structure of the reference reflector in FIG. 14;
FIG. 16 is a cross-sectional explanatory view showing a regular reflection type density detection sensor and its related parts;
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a setting example of a reference light reception amount in the density detection sensor of FIG.
FIG. 18 is a main part schematic diagram illustrating another configuration example of an image forming apparatus to which the present invention is applied;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Image forming system (image forming system), 11 ... Photosensitive drum (image carrier), 21 ... Paper conveyance belt (image carrier), 40 ... Density detection sensor, 41 ... Light emitting element, 42 ... Light receiving element, 43 ... Holder (support) 44 ... Reference reflection surface 59 ... Reference reflection plate 80 ... Intermediate transfer belt (image carrier) T _patch ... control toner image.

Claims

An image forming system for forming a toner image on an image carrier;
A density detection sensor for detecting the density of a control toner image formed on an image carrier in this image forming system based on an output value obtained by receiving reflected light by a light receiving element when irradiated with light emitted from the light emitting element. When,
In an image forming apparatus having a control unit that controls image forming conditions of the image forming system according to a detection result obtained by the density detection sensor,
Its Examples density detection sensor, which has a box-like support accommodating installing a light emitting element and one light receiving element inside, by reflecting part of light emitted from the inside light-emitting element of the support Using a sensor having a reference reflecting surface that is received by one light receiving element,
And inside the said support body, the light emission light path for guide | inducing so that the light emitted from a light emitting element may be made to emit light from a support body toward an irradiation target object, and a part of reflected light reflected from the irradiation target object an optical path for incident light to guide the to by incident into the support the light receiving element, a first optical path for guiding the reference reflecting surface part of the light emitted from the light emitting element, is reflected by the reference reflective surface image forming apparatus characterized by a second optical path for guiding light to the light receiving element is formed.

Sensitivity correction means for correcting the sensitivity of the density detection sensor by using the output value of the sensor obtained when receiving light from the light emitting element reflected on the reference reflecting surface and entering the light receiving element is provided,
In addition, a value obtained by dividing the output value when the sensitivity correction unit detects the control toner image by the output value when the image carrier without the toner image is detected is used as the detection result of the density detection sensor. The image forming apparatus according to claim 1, wherein processing is performed .

When the density detection sensor is a diffuse reflection type sensor, the amount of light received when an image carrier without a control toner image is detected is 1 of the amount of light received when a control toner image having the maximum density is detected. In the case of a specular reflection sensor, the image carrier is such that the amount of light received when a control toner image with the maximum density is detected does not have a control toner image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is set so as to be in a range of 1 to 50% of a received light amount at the time of detecting the light .