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JPH1063046A - Method for detecting image density, and device therefor - Google Patents

Method for detecting image density, and device therefor

Info

Publication number
JPH1063046A
JPH1063046A JP8218414A JP21841496A JPH1063046A JP H1063046 A JPH1063046 A JP H1063046A JP 8218414 A JP8218414 A JP 8218414A JP 21841496 A JP21841496 A JP 21841496A JP H1063046 A JPH1063046 A JP H1063046A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
density
image
optical sensor
potential
toner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8218414A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Horiyama
隆司 堀山
Hideo Watanabe
英生 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP8218414A priority Critical patent/JPH1063046A/en
Publication of JPH1063046A publication Critical patent/JPH1063046A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Color Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a precise concentration detection in a wide concentration range necessary for improvement of the temporal stability of image quality by detecting the concentration of toner on an image carrier and controlling conditions under which an image is formed, in an image forming device. SOLUTION: On the peripheral edge of a rotary photoreceptive drum 10, a photosensor 31, consisting of a light emitting element and a light receiving element, and a potential sensor 32 are disposed. In the measurement of the toner concentration of a reference patch formed on the drum, one in a low concentration range is measured by the photosensor 31, and one in a high concentration range is measured by switching to the potential sensor 32. To switch to the potential sensor 32, the detection characteristic of the potential sensor 32 is corrected based on the detection value of the photosensor 31.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やレーザビ
ームプリンタ等の画像形成装置に用いられ、像担持体上
に形成されるトナー像の濃度を検出する画像濃度検出方
法及び画像濃度検出装置に関する。
The present invention relates to an image density detecting method and an image density detecting apparatus for detecting the density of a toner image formed on an image carrier, used in an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、画像形成装置の内部に設けられた
像担持体上のトナー像の濃度を検出するには、発光素子
と受光素子とから成る光学センサを用い、像担持体上の
トナー像の反射濃度を光学的に検出する画像濃度検出方
法が多く用いられている。一様に帯電した像担持体上
に、例えば一定輝度のレーザビームで露光を行ってテス
トパッチ潜像を形成し、これを現像してテストパッチ像
とし、この反射濃度を光学センサで検知し、そのデータ
を用いて現像剤のトナー濃度制御やその他の作像条件
(例えば最大像露光量やγ補正)を制御することがなさ
れる。このような画像濃度検出と検出に基づいた制御
を、コピー開始前、あるいは所定枚数のコピーを行った
時点において行うことにより、高画質のコピーが経時時
にも安定して得られることとなる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to detect the density of a toner image on an image carrier provided inside an image forming apparatus, an optical sensor comprising a light emitting element and a light receiving element has been used. Image density detection methods for optically detecting the reflection density of an image are often used. On a uniformly charged image carrier, for example, a test patch latent image is formed by exposing with a laser beam of a constant luminance, and this is developed into a test patch image, and the reflection density is detected by an optical sensor. The data is used to control the toner concentration of the developer and other image forming conditions (for example, the maximum image exposure amount and γ correction). By performing such image density detection and control based on the detection before the start of copying or at the time when a predetermined number of copies have been made, a high-quality copy can be stably obtained over time.

【0003】また、表面電位計を像担持体面に対向して
設け、像担持体上に付着したトナーの電荷によって形成
される電位を測定することにより濃度を検出する電位セ
ンサも用いられている。
There is also used a potential sensor provided with a surface voltmeter facing the surface of the image bearing member and detecting the density by measuring the potential formed by the charge of the toner adhered to the image bearing member.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】画像濃度検出と検出結
果に基づくトナー濃度や作像条件の制御は、画像形成装
置で、高画質のコピーが経時的に安定して得るためには
不可欠で、付着トナーの正確な検出がなされる画像濃度
検出方法及び装置が求められている。光学センサも電位
センサも、ともにトナー濃度の検出を可能とはしている
が、何れも欠点を有している。
The detection of image density and the control of toner density and image forming conditions based on the detection result are indispensable for obtaining a high-quality copy over time in an image forming apparatus. There is a need for an image density detection method and apparatus that can accurately detect attached toner. Both the optical sensor and the potential sensor are capable of detecting toner concentration, but both have drawbacks.

【0005】光学センサによる濃度検出は、像担持体表
面の反射率と、付着トナーのトナー部分の反射率の差異
を利用して濃度検出を行うもので、像担持体表面の受光
素子による検出値VPGと、測定しようとするトナーが付
着状態にある像担持体表面の受光素子による検出値VPS
とから光学センサ出力比VPが算出される。
The density detection by the optical sensor is performed by utilizing the difference between the reflectance of the surface of the image carrier and the reflectance of the toner portion of the adhered toner. V PG and the value V PS detected by the light receiving element on the surface of the image carrier on which the toner to be measured is attached.
From this, the optical sensor output ratio VP is calculated.

【0006】VP=(VPS−VPG)/VPG 図6(a)はトナー付着量M/Aと、光学センサ出力比
Pとの関係を示したもので、感度の設定(一般にはア
ンプゲイン)によって検出に適したトナー像の濃度領域
が存在し、トナーによって遮られない像担持体表面の露
出部分が僅かな状態となる所謂高濃度部の検出感度は良
くない。
[0006] and V P = (V PS -V PG ) / V PG Figure. 6 (a) toner adhesion amount M / A, shows the relationship between the optical sensor output ratio V P, the sensitivity setting (generally There is a density region of the toner image suitable for detection due to the amplifier gain), and the detection sensitivity of a so-called high density portion where the exposed portion of the surface of the image carrier that is not blocked by the toner is in a small state is not good.

【0007】電位センサによる濃度検出は、像担持体状
の付着トナー量を、付着トナーが保持する電荷によって
形成される電位を検出することによって行う。像担持体
上の潜像を現像することによって得られた付着トナー
は、現像器内のキャリアとの摩擦による電荷を有してい
て、このトナーが保持している電荷にはバラツキがあっ
て、現像後の付着トナーに対して直ちに電位測定しても
精度の高い検出を行うことはできない。検出精度を高め
るために検出前の像担持体上の付着トナーに対してコロ
ナ放電による再帯電を行い、つづいて像担持体の保持す
る電荷を除去するための一様露光(光除電)を行ったの
ち電位センサによる電位VTの測定によってトナー付着
量の検出を行う。図6(b)は付着量M/Aと電位VT
との関係を示している。像担持体は、再帯電や光除電の
影響を受けて残留電位が存在し、電位が0Vとなること
はないので、低濃度部の検出濃度は不安定である。
[0007] The density detection by the potential sensor is performed by detecting the amount of the adhered toner in the form of the image carrier by detecting the potential formed by the charge held by the adhered toner. Adhered toner obtained by developing the latent image on the image carrier has a charge due to friction with the carrier in the developing device, and the charge held by the toner varies. Even if the potential is immediately measured for the adhered toner after development, highly accurate detection cannot be performed. To enhance the detection accuracy, the toner adhering to the image carrier before the detection is recharged by corona discharge, followed by uniform exposure (light elimination) to remove the charge held by the image carrier. detects the toner adhesion amount by the measurement of the potential V T by potential sensor then it was. FIG. 6B shows the adhesion amount M / A and the potential V T.
The relationship is shown. The image carrier has a residual potential under the influence of recharging and light elimination, and the potential does not become 0 V. Therefore, the detection density in the low density portion is unstable.

【0008】本発明は、光学センサや電位センサの検出
精度について種々検討が重ねられたのち発明されたもの
で、像担持体上の付着トナーについて、低濃度域から高
濃度域に至るまで全域に亘って高精度の濃度検出が行わ
れる画像濃度検出方法及び装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made after various studies have been made on the detection accuracy of the optical sensor and the potential sensor. The present invention has been applied to the case where the toner adhering to the image carrier is covered from the low density region to the high density region. It is an object of the present invention to provide an image density detection method and apparatus in which high-precision density detection is performed over a long period.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的とする
画像濃度検出方法は、像担持体上に光を照射し、その反
射光を受光して反射濃度の測定を行う光学センサと、像
担持体の表面電位を測定する電位センサとを用い、像担
持体上に付着したトナーの低濃度域に対しては光学セン
サにより、高濃度域に対しては電位センサによりトナー
濃度の検出を行うことを特徴とする画像濃度検出方法を
提供するものである。そして、前記光学センサから電位
センサへの濃度測定の切り換えは、所定の光学センサに
よる濃度検出値において行い、光学センサの検出値を基
に電位センサの検出特性の補正を行うことが好ましい実
施態様である。
An image density detecting method according to the present invention is directed to an optical sensor for irradiating light onto an image carrier, receiving reflected light thereof and measuring the reflection density, and an image sensor. Using a potential sensor for measuring the surface potential of the carrier, the toner sensor detects the toner density by using an optical sensor for a low density region of the toner attached to the image carrier and by using a potential sensor for a high density region. An image density detecting method is provided. In a preferred embodiment, the switching of the density measurement from the optical sensor to the potential sensor is performed based on a density detected value by a predetermined optical sensor, and the detection characteristic of the potential sensor is corrected based on the detected value of the optical sensor. is there.

【0010】また、本発明の目的とする画像濃度検出装
置は、回転する像担持体周縁部に、発光素子と受光素子
とから成る光学センサと、電位センサとを配設し、像担
持体上に形成したトナーのトナー濃度測定に当たり、低
濃度域の測定は光学センサにより行い、高濃度域の測定
は電位センサに切り換えて行う制御部を有することを特
徴とする画像濃度検出装置を提供するものである。そし
て本発明の好ましい実施態様は、像担持体上に形成した
現像後の基準パッチに対して、低濃度側の基準パッチか
ら順次濃度検出を行い、光学センサで測定した所定の濃
度位置での電位センサへの切り換えに当たっては、光学
センサの検出値を基として、予めメモリとして保持する
電位センサの検出特性の補正を行い、これに基づいて電
位センサによる測定を行う画像濃度検出装置である。
Further, an image density detecting apparatus according to the present invention comprises an optical sensor comprising a light-emitting element and a light-receiving element and a potential sensor disposed on the periphery of a rotating image carrier. The present invention provides an image density detecting device characterized by having a control unit for measuring the toner density of the toner formed in the low density range by using an optical sensor and measuring the high density range by switching to a potential sensor. It is. In a preferred embodiment of the present invention, the density of the developed reference patch formed on the image carrier is sequentially detected from the low-density reference patch, and the potential at a predetermined density position measured by the optical sensor is measured. When switching to the sensor, the image density detecting device corrects the detection characteristics of the potential sensor held in advance as a memory based on the detection value of the optical sensor, and performs measurement by the potential sensor based on the correction.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の説明に先だって、本発明
が適用される画像形成装置について説明する。図1の断
面構成図に示すのは、像担持体上にトナー像を重ねて形
成し、転写・定着を行うカラー画像形成装置であるが、
本発明が適用される画像形成装置はこれに限定されるも
のではなく、例えばデジタル方式によるモノクロプリン
タ等にも極めて有効に適用される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to the description of the present invention, an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 shows a color image forming apparatus in which a toner image is superposed and formed on an image carrier, and transfer and fixing are performed.
The image forming apparatus to which the present invention is applied is not limited to this, and is very effectively applied to, for example, a digital monochrome printer.

【0012】図1において10は像担持体である感光体
ドラムで、OPC感光体をドラム上に塗布したもので接
地されて時計方向に駆動回転される。12はスコロトロ
ン帯電器で、感光体ドラム10周面に対しVHの一様な
帯電をVGに電位保持されたグリッドとコロナ放電ワイ
ヤによるコロナ放電によって与えられる。このスコロト
ロン帯電器12による帯電に先だって、前プリントまで
の感光体の履歴をなくすために発光ダイオード等を用い
たPCL11による露光を行って感光体周面の除電をし
ておく。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a photosensitive drum serving as an image carrier, which is formed by applying an OPC photosensitive member on the drum, grounded, and driven and rotated clockwise. 12 is a scorotron charger, provided by a corona discharge by a grid and the corona discharge wire which uniform charging has been potential held in the V G of the V H the photosensitive drum 10 peripheral surface. Prior to the charging by the scorotron charger 12, in order to eliminate the history of the photoconductor up to the previous print, exposure is performed by the PCL 11 using a light emitting diode or the like to eliminate the charge on the peripheral surface of the photoconductor.

【0013】感光体への一様帯電ののち像露光手段13
により画像信号に基づいた像露光が行われる。像露光手
段13は図示しないレーザダイオードを発光光源とし回
転するポリゴンミラー131、fθレンズ等を経て反射
ミラー132により光路を曲げられ走査(主走査)がな
されるもので、感光体ドラム10の回転(副走査)によ
って潜像が形成される。本実施例では文字部に対して露
光を行ない、文字部の方が低電位VLとなるような反転
潜像を形成する。
Image exposure means 13 after uniformly charging the photosensitive member
Performs image exposure based on the image signal. The image exposure means 13 performs scanning (main scanning) by bending the optical path by a reflecting mirror 132 via a polygon mirror 131, an fθ lens, and the like, which rotate by using a laser diode (not shown) as a light emitting light source. A latent image is formed by sub-scanning. In this embodiment, the character portion is exposed to form a reversal latent image such that the character portion has a lower potential VL .

【0014】感光体ドラム10周縁にはイエロー
(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒色(K)等
のトナーとキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵し
た現像器14が設けられていて、先ず1色目の現像がマ
グネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリー
ブ141によって行われる。現像剤はフェライトをコア
としてそのまわりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャ
リアと、ポリエステルを主材料として色に応じた顔料と
荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとか
らなるもので、現像剤は層形成手段によって現像スリー
ブ141上に100〜600μmの層厚(現像剤)に規
制されて現像域へと搬送される。
Around the periphery of the photoreceptor drum 10, there are provided developing units 14 each containing a developer containing a toner such as yellow (Y), magenta (M), cyan (C), black (K) and a carrier. First, development of the first color is performed by the developing sleeve 141 which rotates while holding the developer with a built-in magnet. The developer consists of a carrier with ferrite as the core and an insulating resin coated around it, and a toner with polyester as the main material and a pigment according to the color, a charge control agent, silica, titanium oxide, etc. The agent is regulated to a layer thickness (developer) of 100 to 600 μm on the developing sleeve 141 by the layer forming means, and is conveyed to the developing area.

【0015】現像域における現像スリーブ141と感光
体ドラム10との間隙は層厚(現像剤)よりも大きい
0.2〜1.0mmとして、この間にVACのACバアイ
スとVDCのDCバイアスが重畳して印加される。VDC
H、トナーの帯電は同極性であるため、VACによって
キャリアから離脱するきっかけを与えられたトナーはV
DCより電位の高いVHの部分には付着せず、VDCより電
位の低いVL部分に付着し顕像化(反転現像)が行われ
る。
[0015] As 0.2~1.0mm gap is greater than the layer thickness (developer) to the developing sleeve 141 in the developing zone between the photosensitive drum 10, the DC bias of the AC Baaisu and V DC of V AC during which It is superimposed and applied. V DC and V H, for charging the toner are the same polarity, the toner given the opportunity to leave from the carrier by V AC and V
It does not adhere to the VH portion having a higher potential than DC, but adheres to the VL portion having a lower potential than VDC , and visualization (reversal development) is performed.

【0016】1色目の顕像化が終った後2色目の画像形
成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器12による一
様帯電が行われ、2色目の画像データによる潜像が像露
光手段13によって形成される。このとき1色目の画像
形成行程で行われたPCL11による除電は、1色目の
画像部に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下に
より飛び散るため行わない。
After the visualization of the first color is completed, the image forming process for the second color is started, and the uniform charging is again performed by the scorotron charger 12, and a latent image based on the image data of the second color is formed by the image exposure means 13. Is done. At this time, the charge removal by the PCL 11 performed in the image forming process of the first color is not performed because the toner attached to the image portion of the first color scatters due to a sharp drop in the surrounding potential.

【0017】再び感光体ドラム10周面の全面に亘って
Hの電位となった感光体のうち、1色目の画像のない
部分に対しては1色目と同様の潜像がつくられ現像が行
われるが、1色目の画像がある部分に対し再び現像を行
う部分では、1色目の付着したトナーにより遮光とトナ
ー自身のもつ電荷によってVM′の潜像が形成され、V
DCとVM′の電位差に応じた現像が行われる。この1色
目と2色目の画像の重なりの部分では1色目の現像をV
Lの潜像をつくって行うと、1色目と2色目とのバラン
スが崩れるため、1色目の露光量を減らしてVH>VM
Lとなる中間電位とすることもある。
The latent image similar to that of the first color is formed on the portion of the photoconductor having the potential of VH which is again at the potential of VH over the entire peripheral surface of the photoconductor drum 10 and the image is not developed. is carried out, 1 again part for developing image to the portion where there is the color, the latent image of V M 'by the charge possessed by the shading of the toner itself by the toner adhering the first color is formed, V
Developing in response to the potential difference between the DC and V M 'is performed. In the overlapping portion of the first color image and the second color image, development of the first color is performed by V
When the latent image of L is formed, the balance between the first color and the second color is lost, so that the exposure amount of the first color is reduced and V H > V M >
In some cases, the intermediate potential may be V L.

【0018】3色目、4色目についても2色目と同様の
画像形成行程が行われ、感光体ドラム10周面上には4
色の顕像が形成される。
An image forming process similar to that for the second color is performed for the third color and the fourth color, and the fourth color is formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 10.
A visible color image is formed.

【0019】一方給紙カセット15より半月ローラ16
を介して搬出された記録紙Pは一旦停止し、転写のタイ
ミングの整った時点で給紙ローラ17の回転作動により
転写域へと給紙される。
On the other hand, a half moon roller 16
The recording paper P carried out via the printer is temporarily stopped, and is supplied to the transfer area by the rotation of the paper supply roller 17 when the transfer timing is adjusted.

【0020】転写域においては転写のタイミングに同期
して感光体ドラム10の周面に転写ローラ18が圧接さ
れ、給紙された記録紙Pを挟着して多色像が一括して転
写される。
In the transfer area, the transfer roller 18 is pressed against the peripheral surface of the photosensitive drum 10 in synchronization with the transfer timing, and the fed recording paper P is sandwiched to transfer the multicolor image at once. You.

【0021】次いで記録紙Pは僅かの間隙をもって設け
られた尖頭電極19によって除電され感光体ドラム10
の周面により分離して定着装置20に搬送され、熱ロー
ラ201と圧着ローラ202の加熱、加圧によってトナ
ーを溶着したのち排紙ローラ21を介して装置外部に排
出される。なお前記の転写ローラ18は記録紙Pの通過
後感光体ドラム10の周面より退避離間して次なるトナ
ー像の形成に備える。
Next, the recording paper P is discharged by a pointed electrode 19 provided with a slight gap, and the photosensitive drum 10
The toner is conveyed to the fixing device 20 after being separated by the peripheral surface of the heat roller 201, and the toner is welded by heating and pressing of the heat roller 201 and the pressure roller 202, and then discharged to the outside of the device via the paper discharge roller 21. The transfer roller 18 is retracted from the peripheral surface of the photosensitive drum 10 after the recording paper P has passed, and is ready for the formation of the next toner image.

【0022】一方記録紙Pを分離した感光体ドラム10
は、クリーニング装置22のブレード221の圧接によ
り残留トナーを除去・清掃し、再びPCL11による除
電と帯電器12による帯電を受けて次なる画像形成のプ
ロセスに入る。なお前記のブレード221は感光体面の
クリーニング後直ちに移動して感光体ドラム10の周面
より退避する。
On the other hand, the photosensitive drum 10 from which the recording paper P is separated
Removes and cleans the residual toner by pressing the blade 221 of the cleaning device 22 and receives the charge removal by the PCL 11 and the charge by the charger 12 again to start the next image forming process. The blade 221 moves immediately after the cleaning of the surface of the photoconductor and is retracted from the peripheral surface of the photoconductor drum 10.

【0023】本発明の画像濃度検出装置は、感光体ドラ
ム10の周縁部で、回転方向現像器14より下流側に光
学センサ31と、電位センサ32とが設けられる。図1
に示した実施例では、感光体ドラム10の周縁部で尖頭
電極19とクリーニング装置22との間に光学センサ3
1を、またスコロトロン帯電器12と現像器14との間
に電位センサ32を設けている。またこの実施例ではス
コロトロン帯電器12と電位センサ32との間には、感
光体面を照射して電位の消去を行う消去ランプ33を設
けている。
In the image density detecting device of the present invention, an optical sensor 31 and a potential sensor 32 are provided on the peripheral portion of the photosensitive drum 10 downstream of the developing device 14 in the rotation direction. FIG.
In the embodiment shown in FIG. 5, the optical sensor 3 is located between the sharp electrode 19 and the cleaning device 22 at the peripheral portion of the photosensitive drum 10.
1 and a potential sensor 32 between the scorotron charger 12 and the developing device 14. In this embodiment, an erasing lamp 33 is provided between the scorotron charger 12 and the potential sensor 32 to irradiate the photoreceptor surface to erase the potential.

【0024】本実施例の画像濃度検出装置は、画像形成
装置で電源投入直後又は所定枚数の画像形成後に自動的
に画像濃度検出モードに切り換えられて、画像濃度検出
と、検出結果に基づく作像条件の制御がなされる。図2
は画像濃度検出に関連する部材間での回路を取り出して
示している。
The image density detecting apparatus of this embodiment is automatically switched to the image density detecting mode immediately after the power is turned on or after a predetermined number of images have been formed in the image forming apparatus. Conditions are controlled. FIG.
Shows a circuit between members related to image density detection.

【0025】本実施例の画像形成装置では、電源スイッ
チ41をONした直後には画像形成モードから画像濃度
検出モードに切り換えられて、制御部30の制御のもと
にROM(A)35にメモリされた次のプロセスによっ
てトナー濃度検出が行われる。
In the image forming apparatus of this embodiment, the mode is switched from the image forming mode to the image density detecting mode immediately after the power switch 41 is turned on, and the memory is stored in the ROM (A) 35 under the control of the control unit 30. The toner density detection is performed by the following process.

【0026】 電源スイッチ41のONによって、ま
ず感光体ドラム10は一定の速度で回転を開始する。
When the power switch 41 is turned on, the photosensitive drum 10 starts rotating at a constant speed.

【0027】 ついで、発光素子と受光素子とから成
る光学センサ31をONとし、受光素子(LED)によ
る感光体ドラム10表面の反射光を受光しての出力を検
出し、ドラム1回転中に複数回の検出を行い、ドラム1
周分の平均値を求める。求められた平均値が基準値(本
実施例では7±0.2V)からずれているときは、LE
Dへの印加電圧を加減し、LEDの出力(平均値)が基
準値となるよう調整を行う(光学センサ調整工程)。こ
のLEDへの印加電圧値はRAM37にメモリされて、
次の画像濃度検出モードに切り換えられるまで、光学セ
ンサ31によるトナー濃度検出はこの印加電圧のもとに
行われる。
Next, the optical sensor 31 composed of a light emitting element and a light receiving element is turned on to detect the output of the light receiving element (LED) by receiving the reflected light on the surface of the photoreceptor drum 10. Times, drum 1
Find the average value of the circumference. When the obtained average value deviates from the reference value (7 ± 0.2 V in this embodiment), LE
The voltage applied to D is adjusted to adjust the output (average value) of the LED to the reference value (optical sensor adjustment step). The voltage applied to the LED is stored in the RAM 37,
Until switching to the next image density detection mode, toner density detection by the optical sensor 31 is performed under this applied voltage.

【0028】 回転する感光体ドラム10に対して、
スコロトロン帯電器12による一様帯電を行い、電位セ
ンサ32によってドラムの表面電位の検出を行う。電位
センサ32による検出値が、基準値(本実施例では−8
50±5V)からずれているときには、スコロトロン帯
電器12の帯電条件(グリッド電圧)を加減し、電位セ
ンサ32による出力が基準値となるよう調整を行う(帯
電調整工程)。この新たに調整されたスコロトロン帯電
器12の帯電条件はRAM37にメモリされて、次の画
像濃度検出モードに切り換えられるまで、スコロトロン
帯電器12による帯電時には、RAM37からメモリさ
れた帯電条件が呼び出されて、帯電が行われる。
With respect to the rotating photosensitive drum 10,
Uniform charging is performed by the scorotron charger 12, and the potential sensor 32 detects the surface potential of the drum. The value detected by the potential sensor 32 is a reference value (−8 in this embodiment).
If it deviates from 50 ± 5V), the charging condition (grid voltage) of the scorotron charger 12 is adjusted so that the output from the potential sensor 32 becomes a reference value (charging adjustment step). The newly adjusted charging condition of the scorotron charger 12 is stored in the RAM 37, and the charging condition stored in the RAM 37 is called out during the charging by the scorotron charger 12 until the mode is switched to the next image density detection mode. , Charging is performed.

【0029】 回転する感光体ドラム10に対してス
コロトロン帯電器12によって一様帯電を行い、ついで
像露光手段13によって予め設定した露光量により基準
パッチ(1)の露光を行い、現像器14による反転現像
を行い、光学センサ31によって基準パッチ(1)の濃
度検出を行う。光学センサ31の検出値が予め基準パッ
チ(1)に対して設定されている設定値からずれている
ときは、現像条件(現像バイアス電圧、現像スリーブ1
41の回転数など)を調整する(最大濃度調整工程)。
本実施例のカラー画像形成装置では、イエロー(Y)、
マゼンタ(M)、シアン(C)、黒色(K)の4色につ
いてこの最大濃度調整工程を行う。この4色についての
調整された現像条件はRAM37にメモリされて、次の
画像濃度検出モードに切り換えされるまで、各色の現像
に当たってはそれぞれ対応した調整された現像条件がR
AM37から呼び出されて、この現像条件によって現像
が行われる。
The rotating photoreceptor drum 10 is uniformly charged by a scorotron charger 12, then the reference patch (1) is exposed by an exposure amount set in advance by an image exposure unit 13, and is inverted by a developing unit 14. After the development, the density of the reference patch (1) is detected by the optical sensor 31. If the detection value of the optical sensor 31 deviates from the set value set in advance for the reference patch (1), the developing conditions (developing bias voltage, developing sleeve 1
41, etc.) (maximum density adjustment step).
In the color image forming apparatus of the present embodiment, yellow (Y),
This maximum density adjustment step is performed for four colors of magenta (M), cyan (C), and black (K). The adjusted development conditions for these four colors are stored in the RAM 37, and the adjusted development conditions corresponding to the respective colors are set to R until the next image density detection mode is switched.
Called from the AM 37, development is performed under these development conditions.

【0030】 光学センサ31をONとし、感光体ド
ラム10のドラム素面の出力VPGを検出する。ついで光
学センサ31をOFFとし、感光体ドラム10上にスコ
ロトロン帯電器12による帯電と、像露光手段13によ
る基準パッチ(2)の潜像形成を行う。この基準パッチ
(2)は例えば8ビットのディジタル信号の0〜255
の256レベルの場合、8レベル飛びのPWM信号が像
露光手段13の半導体レーザに送出され、図3に示すよ
うな32個のテストパッチの潜像が副走査方向に僅かの
間隔をもって低露光パッチから高露光パッチへと一列に
形成される。この潜像は先ので設定された現像条件で
現像器14によって反転現像がなされ、濃度の異なる複
数の階調補正用のテストパッチ像p0〜p32となり退避
した転写ローラ18の位置を通過し、ONの状態となっ
た光学センサ31によって現像後の出力を検出する。現
像後の検出では、最初のドラム素面の検出と現像後の検
出が、感光体ドラム10上の同じ位置で開始するよう
に、検出開始タイミングを規制する。光学センサ31に
よる現像後の検出値(VPS)とドラム素面の検出値(V
PG)とにより、制御部30は光学センサ出力比(VP
を算出する(光学センサによる濃度検出の出力工程)。
[0030] The optical sensor 31 is ON, the detection output V PG drum sober the photosensitive drum 10. Then, the optical sensor 31 is turned off, and the photosensitive drum 10 is charged by the scorotron charger 12 and the latent image of the reference patch (2) is formed by the image exposure means 13. The reference patch (2) is, for example, an 8-bit digital signal of 0 to 255.
In the case of 256 levels, a PWM signal skipped by 8 levels is sent to the semiconductor laser of the image exposure means 13, and the latent images of the 32 test patches as shown in FIG. Are formed in a line from a high-exposure patch. This latent image is subjected to reversal development by the developing device 14 under the development conditions set as described above, and becomes a plurality of tone correction test patch images p 0 to p 32 having different densities and passes through the retracted transfer roller 18 position. The output after development is detected by the optical sensor 31 which has been turned ON. In the detection after the development, the detection start timing is regulated so that the detection of the first drum bare surface and the detection after the development start at the same position on the photosensitive drum 10. The detection value (V PS ) after development by the optical sensor 31 and the detection value (V
PG ), the control unit 30 determines the optical sensor output ratio ( VP ).
Is calculated (output step of density detection by an optical sensor).

【0031】VP=(VPS−VPG)/VPG 次に光学センサ31をOFFとし、回転する感光体
ドラム10の現像後の基準パッチ(2)部分はブレード
221が退避したクリーニング装置22を通過し、スコ
ロトロン帯電器12によって再帯電がなされ、その後消
去ランプ33をONとして、感光体部分の光除電を行
う。次に電位センサ32をONとし、現像後の基準パッ
チ(2)の電位を検出する。この時も、最初の光学セン
サ31によるドラム素面の検出とドラム上の同じ位置で
検出が開始されるように検出開始タイミングの規制を行
う。制御部30は電位センサ32によるテストパッチ部
での出力から同位置におけるドラム素地の出力を差し引
くことで電位センサ32による濃度出力(VT)を算出
する(電位センサによる濃度検出の出力工程)。図4は
トナー付着量(M/A)とトナー層電位(濃度出力)V
Tとの関係を示すグラフで、図4(a)はマゼンタ
(M)トナーを用いて現像した際の、また図4(b)は
黒色(K)トナーを用いて現像した際の特性を示してい
る。図からも明らかなように、本実施例においては、4
色について基準パッチ(2)を形成し、それぞれについ
て濃度出力を求めることが必要である。なおグラフで、
再帯電電位を850V(実線で示す)と950V(点線
で示す)とに設定した場合の特性を示している。
V P = (V PS -V PG ) / V PG Next, the optical sensor 31 is turned off, and the developed reference patch (2) of the rotating photosensitive drum 10 is the cleaning device 22 with the blade 221 retracted. , And is recharged by the scorotron charger 12. Thereafter, the erasing lamp 33 is turned on to perform light elimination on the photosensitive member. Next, the potential sensor 32 is turned on to detect the potential of the developed reference patch (2). Also at this time, the detection start timing is regulated so that the detection of the drum surface by the first optical sensor 31 and the detection at the same position on the drum are started. The control unit 30 calculates the density output (V T ) of the potential sensor 32 by subtracting the output of the drum substrate at the same position from the output of the test patch unit by the potential sensor 32 (output step of density detection by the potential sensor). FIG. 4 shows the toner adhesion amount (M / A) and the toner layer potential (density output) V
FIG. 4A is a graph showing the relationship with T when developing with magenta (M) toner, and FIG. 4B is a graph showing the characteristics when developing with black (K) toner. ing. As is apparent from FIG.
It is necessary to form reference patches (2) for the colors and determine the density output for each. In the graph,
The characteristics when the recharge potential is set to 850 V (shown by a solid line) and 950 V (shown by a dotted line) are shown.

【0032】 光学センサ31および電位センサ32
による検出値を比較し、光学センサ31の検出値を基と
して電位センサ32の検出値を補正する。即ち、光学セ
ンサ31による光学センサ出力比と電位センサ32の検
出値とが光学センサ31の出力比0.3〜0.7の間で
所定の関係となるよう補正係数を算出し、これに基づい
て電位センサ32の検出値を補正する(補正係数の算
出)。
Optical sensor 31 and potential sensor 32
Are compared, and the detection value of the potential sensor 32 is corrected based on the detection value of the optical sensor 31. That is, a correction coefficient is calculated so that the output ratio of the optical sensor 31 and the detection value of the potential sensor 32 have a predetermined relationship between the output ratios of the optical sensor 31 of 0.3 to 0.7. To correct the detection value of the potential sensor 32 (calculation of a correction coefficient).

【0033】 制御部30では32個のテストパッチ
0〜p32のそれぞれについて20点平均で光学センサ
31の出力比VPと電位センサ32の濃度出力VTを算出
する。次に、ROM(B)36にメモリされた予め設定
してある係数を使用し、センサ出力データをトナー付着
量に変換する、この時、光学センサ31の出力比が例え
ば0.7未満のテストパッチに関しては光学センサ31
の出力比VPから求めたトナー付着量を使用し、光学セ
ンサ31の出力比が0.7以上のパッチに関しては電位
センサ32の濃度出力VTから求めたトナー付着量を使
用し、32階調の階調性データを求め、求められた階調
性データはRAM37にメモリされる(階調性データの
作成工程)。
[0033] To calculate the concentration output V T of the output ratio V P and the potential sensor 32 of the optical sensor 31 in 20-point average for each of the control unit 30 in the 32 test patches p 0 ~p 32. Next, the sensor output data is converted into a toner adhesion amount using a preset coefficient stored in the ROM (B) 36. At this time, the output ratio of the optical sensor 31 is less than 0.7, for example. Optical sensor 31 for patches
Using the output ratio toner adhesion amount obtained from the V P, using the toner adhesion amount obtained from the density output V T of the potential sensor 32 with respect to the patch output ratio is 0.7 or more optical sensors 31, 32 Floor The tonality data of the tone is obtained, and the obtained tonality data is stored in the RAM 37 (step of creating the tonality data).

【0034】図5は、本発明によって得られた階調性デ
ータが全ての濃度域に亘って精度高く検出されることを
示したもので、マゼンタ(M)トナーを用いて現像した
例である。図上で白丸マークで示したのがプリント紙上
での光学濃度を示し、黒角マークで示したのが上記の検
出値からの計算結果を示している。
FIG. 5 shows that the gradation data obtained by the present invention is detected with high accuracy over the entire density range, and is an example in which development is performed using magenta (M) toner. . In the figure, white circles indicate optical densities on printed paper, and black squares indicate calculation results from the above detected values.

【0035】上記のの工程によって得られた階調性デ
ータに基づいて本実施例の画像形成装置においては4色
それぞれについてγ補正が行われる。
In the image forming apparatus of this embodiment, γ correction is performed for each of the four colors based on the gradation data obtained by the above steps.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明では、光学センサを感度の高いト
ナー濃度の低濃度部での検出に使用し、感度に問題のあ
る高濃度部は電位センサで検出を行うとともに、光学セ
ンサでの検出データを基に電位センサの検出データを較
正することで、低濃度から高濃度に亘る全ての濃度域で
精度良く濃度検出がなされる画像濃度検出方法及び画像
濃度検出装置が提供されることとなった。
According to the present invention, an optical sensor is used to detect a high-sensitivity toner density in a low-density portion, and a high-density portion having a problem in sensitivity is detected by a potential sensor and detected by an optical sensor. By calibrating the detection data of the potential sensor based on the data, it is possible to provide an image density detection method and an image density detection device in which density detection is accurately performed in all density ranges from low density to high density. Was.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用される画像形成装置の断面構成図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of an image forming apparatus to which the present invention is applied.

【図2】本発明の画像濃度検出に関連する部材間での回
路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram between members related to image density detection of the present invention.

【図3】基準パッチ(2)の形状例を示す。FIG. 3 shows an example of the shape of a reference patch (2).

【図4】トナー付着量とトナー層電位との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a toner adhesion amount and a toner layer potential.

【図5】PWMと光学濃度との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between PWM and optical density.

【図6】(a)はトナー付着量と光学センサ出力比との
関係を、(b)はトナー付着量と電位センサ出力電位と
の関係を示す説明図である。
6A is an explanatory diagram illustrating a relationship between a toner adhesion amount and an output ratio of an optical sensor, and FIG. 6B is a diagram illustrating a relationship between a toner adhesion amount and an output potential of a potential sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 感光体ドラム 12 スコロトロン帯電器 13 像露光手段 14 現像器 30 制御部 31 光学センサ 32 電位センサ 33 消去ランプ 35 ROM(A) 36 ROM(B) 37 RAM DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Photoconductor drum 12 Scorotron charger 13 Image exposure means 14 Developing device 30 Control part 31 Optical sensor 32 Potential sensor 33 Erase lamp 35 ROM (A) 36 ROM (B) 37 RAM

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 像担持体上に光を照射し、その反射光を
受光して反射濃度の測定を行う光学センサと、像担持体
の表面電位を測定する電位センサとを用い、像担持体上
に付着したトナーの低濃度域に対しては光学センサによ
り、高濃度域に対しては電位センサによりトナー濃度の
検出を行うことを特徴とする画像濃度検出方法。
1. An image carrier comprising: an optical sensor that irradiates light onto an image carrier, receives reflected light thereof, and measures a reflection density; and a potential sensor that measures a surface potential of the image carrier. An image density detection method, wherein the toner density is detected by an optical sensor for a low density area of toner adhered thereon and by a potential sensor for a high density area.
【請求項2】 前記光学センサから電位センサへの濃度
測定の切り換えは、所定の光学センサによる濃度検出値
において行い、光学センサの検出値を基に電位センサの
検出特性の補正を行うことを特徴とする請求項1記載の
画像濃度検出方法。
2. The method according to claim 1, wherein the switching of the density measurement from the optical sensor to the potential sensor is performed based on a density detected value by a predetermined optical sensor, and the detection characteristic of the potential sensor is corrected based on the detected value of the optical sensor. The image density detecting method according to claim 1, wherein
【請求項3】 回転する像担持体周縁部に、発光素子と
受光素子とから成る光学センサと、電位センサとを配設
し、像担持体上に形成したトナーのトナー濃度測定に当
たり、低濃度域の測定は光学センサにより行い、高濃度
域の測定は電位センサに切り換えて行う制御部を有する
ことを特徴とする画像濃度検出装置。
3. An optical sensor comprising a light-emitting element and a light-receiving element and a potential sensor are provided at the periphery of the rotating image carrier, and a low density is used for measuring the toner density of the toner formed on the image carrier. An image density detection device, comprising: a control unit that measures an area by an optical sensor and measures a high density area by switching to a potential sensor.
【請求項4】 像担持体上に形成した現像後の基準パッ
チに対して、低濃度側の基準パッチから順次濃度検出を
行い、光学センサで測定した所定の濃度位置での電位セ
ンサへの切り換えに当たっては、光学センサの検出値を
基として、予めメモリとして保持する電位センサの検出
特性の補正を行い、これに基づいて電位センサによる測
定を行うことを特徴とする請求項3記載の画像濃度検出
装置。
4. A density patch is sequentially detected from a reference patch on a low density side with respect to a developed reference patch formed on an image carrier, and switching to a potential sensor is performed at a predetermined density position measured by an optical sensor. 4. The image density detection method according to claim 3, wherein the detecting is performed by correcting the detection characteristics of the potential sensor stored in a memory in advance based on the detection value of the optical sensor, and performing measurement by the potential sensor based on the correction. apparatus.
JP8218414A 1996-08-20 1996-08-20 Method for detecting image density, and device therefor Pending JPH1063046A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6956598B2 (en) * 1998-04-20 2005-10-18 Kyocera Mita Corporation Laser intensity adjusting method
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