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JP2010197271A - Density measurement apparatus and image forming apparatus equipped with the same - Google Patents

Density measurement apparatus and image forming apparatus equipped with the same Download PDF

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JP2010197271A
JP2010197271A JP2009043624A JP2009043624A JP2010197271A JP 2010197271 A JP2010197271 A JP 2010197271A JP 2009043624 A JP2009043624 A JP 2009043624A JP 2009043624 A JP2009043624 A JP 2009043624A JP 2010197271 A JP2010197271 A JP 2010197271A
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Japan
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phototransistor
unit
light
response speed
voltage
Prior art date
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Application number
JP2009043624A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsushi Saiki
勝志 齋木
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Kyocera Document Solutions Inc
Original Assignee
Kyocera Mita Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a response speed, and to stabilize the quantity of a light emitted from a light-emitting section by an APC, in matching with the response speed data of a phototransistor and the drive voltage of a photodiode. <P>SOLUTION: A density measurement apparatus 1 includes an APC light-receiving circuit 91 with the phototransistor 9; an APC circuit 93 for determining a current supplied to the light-emitting section 81, based on the difference between an output from the APC light-receiving circuit 91 and a reference voltage; a control section 7 for inputting the reference voltage to the APC circuit 93; a drive voltage changing section for changing the drive voltage of the phototransistor 9; and a storage section 72 for storing the response speed data and a drive voltage determining data of the phototransistor 9. The drive voltage determining data is defined so as to set the phototransistor 9 with the lower response speed to be higher in response speed than the lower drive voltage of the phototransistor 9; and the control section 7 determines the drive voltage and the reference voltage, based on the response speed data and the drive voltage determining data. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、トナー像が形成された測定対象に光を照射し、その反射光を受光素子で受光して濃度の測定を行う濃度測定装置に関する。又、この濃度測定装置を備えた、複合機、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to a density measuring apparatus that irradiates light on a measurement target on which a toner image is formed and receives the reflected light with a light receiving element to measure density. The present invention also relates to an image forming apparatus such as a multifunction machine, a copier, or a printer provided with the density measuring device.

従来から、測定対象の表面に光を照射する発光部と、受光素子を有する受光部とを備えた光センサを用い、感光体ドラムや中間転写ベルト上に形成されるトナー像の濃度などの濃度測定を行う濃度測定装置が存在する。例えば、濃度測定装置は、画像形成装置内に設けられ、測定対象の地肌部分(例えば、感光体ドラムや中間転写ベルト)と、地肌への付着物(例えば、トナー)との光の反射率や吸収率等の差から、地肌における付着物の分布の度合(濃度)で、受光素子の出力が異なることを利用して、濃度を測定する。   Conventionally, the density of the toner image formed on the photosensitive drum or the intermediate transfer belt is measured using an optical sensor including a light emitting unit that irradiates light on the surface of the measurement target and a light receiving unit having a light receiving element. There is a concentration measuring device that performs the measurement. For example, the density measuring device is provided in the image forming apparatus, and reflects the reflectance of light from a background portion (for example, a photosensitive drum or an intermediate transfer belt) to be measured and an adherent (for example, toner) to the background. The concentration is measured by using the fact that the output of the light receiving element is different depending on the degree of distribution (concentration) of the deposit on the background from the difference in the absorption rate and the like.

そして、このような濃度測定装置を備えた画像記録装置の一例が特許文献1に記載されている。具体的に、特許文献1には、像担持体と、露光手段と、像担持体上の静電潜像を現像する作像手段と、形成された画像が転写される中間転写ベルトと、トナー像及び中間転写ベルト上に光を照射する発光部と、トナー像及び前記中間転写ベルトからの反射光を受光する受光部を有する画像情報検知手段と、画像検知手段の出力を調整する手段と、画像検知手段の出力を二値化するための基準電圧の切り替え手段を有し、画像情報検知手段を用いて画像濃度の補正及び色ずれの補正を行い、中間転写ベルト表面からの反射光量に応じて画像情報検知手段の出力を調整し、画像濃度補正時の結果に応じて基準電圧を切り替える画像形成装置が記載されている。具体的には、抵抗器64や抵抗器67を並列に複数個配列し、それぞれの抵抗器とGNDとの間をトランジスタでスイッチングして合成抵抗の値を変化させて、受光部の感度や受光部の出力に関する閾値等を調整する。(特許文献1:請求項1、段落[0063]、[0067]等参照)。
特開2007−121414
An example of an image recording apparatus provided with such a density measuring apparatus is described in Patent Document 1. Specifically, Patent Document 1 discloses an image carrier, an exposure unit, an image forming unit that develops an electrostatic latent image on the image carrier, an intermediate transfer belt to which the formed image is transferred, and a toner. A light emitting unit for irradiating light on the image and the intermediate transfer belt; an image information detecting unit having a light receiving unit for receiving the toner image and reflected light from the intermediate transfer belt; and a unit for adjusting the output of the image detecting unit; It has a reference voltage switching means for binarizing the output of the image detection means, performs image density correction and color shift correction using the image information detection means, and responds to the amount of reflected light from the surface of the intermediate transfer belt An image forming apparatus is described in which the output of the image information detecting means is adjusted and the reference voltage is switched in accordance with the result of image density correction. Specifically, a plurality of resistors 64 and resistors 67 are arranged in parallel, and the value of the combined resistance is changed by switching between each resistor and GND with a transistor to change the sensitivity of the light receiving unit and the light receiving. The threshold value related to the output of the unit is adjusted. (See Patent Document 1: Claim 1, paragraphs [0063], [0067], etc.).
JP2007-121414A

ここで、濃度測定装置では、温度上昇等で発光部の発光量が変化することがあるので、正確な濃度測定を行えるように、発光部の発光量を安定化させるため、APC(Auto Power Control)回路を搭載することがある。この回路は、発光部の発光量をモニタするための受光素子を有し、この受光素子の出力から、現在の発光部の発光量が所望の光量を下回る、又は、上回ることを把握し、フィードバックにより、発光部に供給する電流等を調整し、発光量の安定化を図る。   Here, in the concentration measuring apparatus, the light emission amount of the light emitting unit may change due to a temperature rise or the like. Therefore, in order to stabilize the light emission amount of the light emitting unit so that accurate concentration measurement can be performed, APC (Auto Power Control) is used. ) May be equipped with a circuit. This circuit has a light receiving element for monitoring the light emission amount of the light emitting unit, and grasps from the output of this light receiving element that the current light emission amount of the light emitting unit is less than or exceeds the desired light amount, and feedback Thus, the current supplied to the light emitting unit is adjusted to stabilize the light emission amount.

そして、発光量をモニタするための受光素子には、フォトトランジスタが用いられる場合がある。フォトトランジスタは、フォトダイオード等の他の受光素子を用いる場合に比べ、増幅回路を不要とでき、部品点数を減らせ、コスト、省スペース等の利点がある。しかし、フォトトランジスタは、例えば、フォトダイオード等の受光素子に比べ、応答速度が遅いため(一般に、フォトダイオードが数ナノ秒程度なのに対し、フォトトランジスタは、数μ〜数十μ秒程度)、発光部の光量変化に追従できず、APCの安定性が損なわれる場合があるという問題がある。言い換えると、かえって光量が不安定になりかねない。   A phototransistor may be used as the light receiving element for monitoring the light emission amount. The phototransistor can eliminate the need for an amplifier circuit compared to the case of using another light receiving element such as a photodiode, can reduce the number of components, and has advantages such as cost and space saving. However, phototransistors, for example, have a slower response speed than light receiving elements such as photodiodes (generally, photodiodes are on the order of a few nanoseconds, whereas phototransistors are on the order of several to several tens of microseconds). There is a problem in that the stability of the APC may be impaired due to failure to follow the change in the amount of light in the part. In other words, the amount of light can be unstable.

尚、特許文献1記載の発明は、APC回路を搭載しないことを主眼としており(特許文献1:段落[0012]等参照)、フォトトランジスタの応答速度の遅さのため、APCの安定性が損なわれるという問題に対応することができない。又、特許文献1記載の発明でも濃度測定にフォトトランジスタを用いると解されるが(特許文献1で使用が明示されている訳ではない。特許文献1:図8参照)、特許文献1では、フォトトランジスタの応答速度の問題に関する記述は一切ない。   The invention described in Patent Document 1 focuses on not mounting an APC circuit (see Patent Document 1: Paragraph [0012], etc.), and the stability of APC is impaired due to the slow response speed of the phototransistor. Can not cope with the problem of being. In addition, although it is understood that a phototransistor is used for concentration measurement even in the invention described in Patent Document 1 (the use is not specified in Patent Document 1; see Patent Document 1: FIG. 8), There is no description about the problem of the response speed of the phototransistor.

本発明は、上記の課題に鑑み、濃度測定装置に搭載されたフォトトランジスタの応答速度データを記憶しておき、応答速度データにあわせて、フォトダイオードの駆動電圧を変更する等により、応答速度を向上させ、APCによる発光部の発光量の安定化をはかることを課題とする。   In view of the above problems, the present invention stores response speed data of a phototransistor mounted in a concentration measuring device, and changes the response speed by changing the drive voltage of the photodiode in accordance with the response speed data. It is an object to improve and stabilize the light emission amount of the light emitting part by APC.

上記課題を解消するために、請求項1記載の濃度測定装置は、発光素子を有し、トナー像が形成された測定対象に向けて光を照射する発光部と、前記測定対象からの反射光を受光し、受光量に応じて出力する電流又は電圧が変化する受光部と、を備え、前記受光部の受光量に応じて、トナー像の濃度を測定する濃度測定装置において、前記発光素子の発光量をモニタするフォトトランジスタを備えたAPC受光回路と、前記APC受光回路の出力が入力され、基準電圧との差によって、前記発光部に供給する電流を決定するAPC回路と、前記APC回路に前記基準電圧を入力する制御部と、前記フォトトランジスタの駆動電圧を変化させる駆動電圧変更部と、前記フォトトランジスタの応答速度を示す応答速度データと、前記応答速度データに応じて前記フォトトランジスタの駆動電圧を決定するための駆動電圧決定用データと、前記発光部の発光量が一定となるように、決定された前記フォトトランジスタの駆動電圧に応じて前記基準電圧を決定するための基準電圧決定用データを記憶する記憶部と、を備え、前記駆動電圧決定用データは、応答速度が速い前記フォトトランジスタよりも、遅い前記フォトトランジスタの方が、前記フォトトランジスタの駆動電圧が低くなるように定められ、前記制御部は、前記駆動電圧決定用データに基づき、前記フォトトランジスタの駆動電圧を決定して、前記駆動電圧変更部に決定した駆動電圧を前記フォトトランジスタに印加させるとともに、前記基準電圧決定用データに基づき、前記基準電圧を決定し、決定された前記基準電圧を前記APC回路に入力することとした。   In order to solve the above-described problem, the concentration measuring apparatus according to claim 1 includes a light emitting element that emits light toward a measurement target on which a toner image is formed, and reflected light from the measurement target. In a concentration measuring apparatus for measuring the density of a toner image in accordance with the amount of light received by the light receiving unit, the light emitting element of the light emitting element is provided. An APC light receiving circuit having a phototransistor for monitoring the amount of light emission, an APC circuit that receives an output of the APC light receiving circuit and determines a current to be supplied to the light emitting unit according to a difference from a reference voltage, and the APC circuit A control unit for inputting the reference voltage; a drive voltage changing unit for changing the drive voltage of the phototransistor; response speed data indicating a response speed of the phototransistor; and the response speed data. According to the driving voltage determination data for determining the driving voltage of the phototransistor and the reference voltage according to the determined driving voltage of the phototransistor so that the light emission amount of the light emitting unit is constant. A storage unit that stores reference voltage determination data for determination, and the drive voltage determination data is driven by the phototransistor that is slower in the phototransistor than in the phototransistor that has a fast response speed. The control unit determines a driving voltage of the phototransistor based on the driving voltage determination data, and applies the determined driving voltage to the phototransistor to the driving voltage change unit. And determining the reference voltage based on the reference voltage determination data, and the determined reference voltage It was entering the APC circuit.

この構成によれば、フォトトランジスタは、駆動電圧を下げると応答速度が向上する特性を利用して、装着されたフォトトランジスタの応答速度が遅いほど、フォトトランジスタの出力変化に対応するため基準電圧を変更しつつ、駆動電圧を下げるので、APC受光回路でのフォトトランジスタの応答速度を高めることができる。従って、発光素子の光量変化に追従しやすくなり、発光部からの発光量の安定度が向上する。そして、光量が一定で安定するので、正確な濃度測定を行うことができる。   According to this configuration, the phototransistor uses the characteristic that the response speed improves when the drive voltage is lowered. The slower the response speed of the mounted phototransistor, the more the reference voltage is applied to cope with the output change of the phototransistor. Since the drive voltage is lowered while changing, the response speed of the phototransistor in the APC light receiving circuit can be increased. Therefore, it becomes easy to follow the light quantity change of the light emitting element, and the stability of the light emission amount from the light emitting part is improved. Since the light quantity is constant and stable, accurate concentration measurement can be performed.

ここで、応答速度データは、予め定めた光量を、濃度測定装置に搭載されるフォトトランジスタに照射して、フォトトランジスタの応答速度を予め測定した結果に基づき定められ、一定の基準で、応答速度を示すデータであればよい。駆動電圧決定用データは、例えば、搭載されたフォトトランジスタの応答速度のばらつき(個体差)によらず、一定以上の応答速度を確保できる駆動電圧を予め測定した結果に基づき定め得る。基準電圧決定用データは、駆動電圧によって、フォトトランジスタの出力が変わることに対応し、各駆動電圧で発光部の発光量が一定になる基準電圧を予め測定した結果に基づき定め得る。そして、駆動電圧決定用データ、基準電圧決定用データは、例えば、データテーブルの形式で記憶部に記憶される。   Here, the response speed data is determined based on the result of measuring the response speed of the phototransistor in advance by irradiating the phototransistor mounted on the concentration measuring device with a predetermined amount of light. Any data may be used. The drive voltage determination data can be determined based on, for example, a result of measuring in advance a drive voltage that can ensure a response speed of a certain level or more, regardless of variations (individual differences) in response speed of mounted phototransistors. The reference voltage determination data can be determined based on the result of measuring in advance a reference voltage that corresponds to the change in the output of the phototransistor depending on the drive voltage and at which the light emission amount of the light emitting unit is constant at each drive voltage. The drive voltage determination data and the reference voltage determination data are stored in the storage unit, for example, in the form of a data table.

又、請求項2記載の発明は、請求項1の発明において、前記フォトトランジスタの出力電流を電圧に変換するための複数の負荷抵抗と、使用する前記負荷抵抗を切り換える負荷抵抗選択部を有し、前記記憶部は、前記応答速度データに応じて、使用する前記負荷抵抗を決定するための負荷抵抗決定用データと、前記発光部の発光量が一定となるように、決定された前記負荷抵抗と前記フォトトランジスタの駆動電圧に応じて前記基準電圧を決定するための基準電圧決定用データを記憶し、前記負荷抵抗決定用データは、応答速度が速い前記フォトトランジスタよりも、遅い前記フォトトランジスタの方が、使用する前記負荷抵抗を小さくなるように定められ、前記制御部は、前記負荷抵抗決定用データに基づき、使用する前記負荷抵抗を決定し、前記負荷抵抗選択部に決定した前記負荷抵抗を前記フォトトランジスタに接続させるとともに、前記基準電圧決定用データに基づき、前記基準電圧を決定し、決定された前記基準電圧を前記APC回路に入力することとした。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, there is provided a plurality of load resistors for converting the output current of the phototransistor into a voltage, and a load resistance selection section for switching the load resistance to be used. The storage unit is configured to determine the load resistance for determining the load resistance to be used according to the response speed data, and the load resistance determined so that the light emission amount of the light emitting unit is constant. And reference voltage determination data for determining the reference voltage according to the driving voltage of the phototransistor, and the load resistance determination data is slower than the phototransistor with a fast response speed. The load resistance to be used is determined to be smaller, and the control unit determines the load resistance to be used based on the load resistance determination data. The load resistance selected by the load resistance selection unit is connected to the phototransistor, the reference voltage is determined based on the reference voltage determination data, and the determined reference voltage is input to the APC circuit. It was decided.

この構成によれば、受光によりフォトトランジスタが出力した電流を電圧に変換する負荷抵抗の抵抗値を下げると応答速度が向上する特性を利用して、装着されたフォトトランジスタの応答速度が遅いほど、基準電圧を変更しつつ、負荷抵抗の抵抗値を下げるので、APC受光回路でのフォトトランジスタの応答速度を高めることができる。従って、発光素子の光量変化に追従しやすくなり、発光部からの発光量の安定度が向上する。   According to this configuration, the response speed of the mounted phototransistor is reduced as the response speed of the mounted phototransistor is improved by using the characteristic that the response speed is improved by lowering the resistance value of the load resistor that converts the current output from the phototransistor into voltage by light reception. Since the resistance value of the load resistor is lowered while changing the reference voltage, the response speed of the phototransistor in the APC light receiving circuit can be increased. Therefore, it becomes easy to follow the light quantity change of the light emitting element, and the stability of the light emission amount from the light emitting part is improved.

ここで、負荷抵抗決定用データは、例えば、搭載されたフォトトランジスタの応答速度のばらつきによらず、一定以上の応答速度を確保できる負荷抵抗を予め測定した結果に基づき定め得る。基準電圧決定用データは、駆動電圧や負荷抵抗の変更に応じて、各駆動電圧で発光部からの発光量が一定になる基準電圧を予め測定した結果に基づき定め得る。そして、負荷抵抗決定用データは、例えば、データテーブルの形式で記憶部に記憶される。   Here, the load resistance determination data can be determined based on, for example, a result of measuring in advance a load resistance that can ensure a response speed of a certain level or more, regardless of variations in response speed of the mounted phototransistors. The reference voltage determination data can be determined based on a result of measuring in advance a reference voltage at which the amount of light emitted from the light emitting unit is constant at each drive voltage according to changes in the drive voltage or load resistance. The load resistance determination data is stored in the storage unit in the form of a data table, for example.

又、請求項3記載の発明は、請求項1又は2の発明において、前記駆動電圧変更部は、DC/DCコンバータであることとした。この構成によれば、DC/DCコンバータにより、フォトトランジスタの駆動電圧を任意に変更することができ、フォトトランジスタの応答速度を向上させることができる。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the drive voltage changing unit is a DC / DC converter. According to this configuration, the drive voltage of the phototransistor can be arbitrarily changed by the DC / DC converter, and the response speed of the phototransistor can be improved.

又、請求項4記載の発明は、請求項1乃至3の発明において、前記駆動電圧変更部は、異なる電圧を出力する複数の電源で構成されていることとした。この構成によれば、複数の電源により、フォトトランジスタの駆動電圧を任意に変更することができ、フォトトランジスタの応答速度を向上させることができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, the drive voltage changing unit includes a plurality of power supplies that output different voltages. According to this configuration, the driving voltage of the phototransistor can be arbitrarily changed by a plurality of power supplies, and the response speed of the phototransistor can be improved.

又、請求項5記載の発明は、請求項1乃至4の発明において、前記APC回路は、差動増幅器であり、前記APC受光回路の出力電圧と、前記基準電圧の差を増幅することとした。この構成によれば、発光部からの発光量の変化に追従するAPC受光回路の出力電圧を利用して、発光部に供給する電流を変化させるので、発光部の発光量が減少すれば供給する電流を増やし、発光部の発光量が増加すれば供給する電流を減らすことができ、発光部からの発光量を一定で維持することができる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, the APC circuit is a differential amplifier, and amplifies a difference between an output voltage of the APC light receiving circuit and the reference voltage. . According to this configuration, since the current supplied to the light emitting unit is changed using the output voltage of the APC light receiving circuit that follows the change in the light emitting amount from the light emitting unit, the current is supplied if the light emitting amount of the light emitting unit decreases. If the current is increased and the light emission amount of the light emitting portion is increased, the current supplied can be reduced, and the light emission amount from the light emitting portion can be maintained constant.

又、請求項6記載の画像形成装置は、前記請求項1乃至5のいずれか1項に記載の濃度測定装置と、前記濃度測定装置の測定結果に基づき、形成した画像の濃度と形成しようとした画像の理想的な濃度とずれがある場合、そのずれを調整して画像を形成する画像形成部と、を備えることとした。この構成によれば、濃度測定装置の正確な濃度測定結果を用いて、トナー像の濃度調整を行うことができる。従って、形成されるトナー像の濃度のずれがなく、画質が維持される画像形成装置を提供することができる。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects and the density of the formed image based on the measurement result of the density measuring apparatus. In the case where there is a deviation and an ideal density of the image, an image forming unit that adjusts the deviation to form an image is provided. According to this configuration, it is possible to adjust the density of the toner image using an accurate density measurement result of the density measuring device. Accordingly, it is possible to provide an image forming apparatus in which the density of the formed toner image is not shifted and the image quality is maintained.

上述したように、本発明の濃度測定装置は、搭載されるフォトトランジスタの応答速度のばらつきに左右されず、応答速度を向上させることができるので、発光部からの発光量が不安定にならず、発光部からの発光量を一定で維持できる。   As described above, the concentration measuring device of the present invention can improve the response speed without being influenced by variations in the response speed of the mounted phototransistor, so that the amount of light emitted from the light emitting unit does not become unstable. The amount of light emitted from the light emitting unit can be kept constant.

実施形態に係るプリンタの構成の一例を示す正面模型的断面図である。It is a front model sectional view showing an example of composition of a printer concerning an embodiment. 実施形態に係る画像形成ユニットの構成の一例を示す拡大模型的断面図である。2 is an enlarged schematic cross-sectional view illustrating an example of a configuration of an image forming unit according to an embodiment. FIG. 実施形態に係る濃度測定装置を含むプリンタのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of a hardware configuration of a printer including a density measuring device according to an embodiment. (a)は、実施形態に係る濃度測定装置の一例を示す説明図であり、(b)は、感光体ドラム又は中間転写ベルト上に形成されたパターン画像の一例である。(A) is explanatory drawing which shows an example of the density | concentration measuring apparatus which concerns on embodiment, (b) is an example of the pattern image formed on the photoreceptor drum or the intermediate transfer belt. 実施形態に係るフォトトランジスタの応答速度と、その向上策を説明するためのフォトトランジスタ周辺の等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram around the phototransistor for explaining the response speed of the phototransistor according to the embodiment and measures for improving the response speed. 実施形態に係るAPC回路、APC受光回路、発光部の一例の回路図である。It is a circuit diagram of an example of an APC circuit, an APC light receiving circuit, and a light emitting unit according to the embodiment. 実施形態に係るAPC回路の差動増幅の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the differential amplification of the APC circuit which concerns on embodiment. 実施形態に係る応答速度データに対応した、基準電圧決定用データ、駆動電圧決定用データ、負荷抵抗決定用データとしてのデータテーブルの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the data table as reference voltage determination data, drive voltage determination data, and load resistance determination data corresponding to the response speed data according to the embodiment. 実施形態に係る濃度測定装置の濃度測定における制御フローの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control flow in the density | concentration measurement of the density | concentration measuring apparatus which concerns on embodiment.

以下、図1〜図9に基づき、本発明の実施形態を説明する。但し、本実施形態に記載されている構成等の各要素は、発明の範囲を限定せず、単なる説明例にすぎない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. However, each element such as the configuration described in this embodiment does not limit the scope of the invention and is merely an illustrative example.

(画像形成装置の概略構成)
まず、図1及び2に基づき、本実施形態に係る濃度測定装置1を含むプリンタ2(画像形成装置に相当)の構造、動作の概略を説明する。図1は、本発明の実施形態に係るプリンタ2の構成の一例を示す正面模型的断面図である。図2は、本発明の実施形態に係る画像形成ユニット50の構成の一例を示す拡大模型的断面図である。
(Schematic configuration of image forming apparatus)
First, the structure and operation of a printer 2 (corresponding to an image forming apparatus) including the density measuring apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front model cross-sectional view showing an example of the configuration of a printer 2 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the image forming unit 50 according to the embodiment of the present invention.

図1に示すように、本実施形態のプリンタ2は、正面前方に操作パネル3を有し、その内部に給紙部4a、搬送路4b、画像形成部5a、定着部5b、中間転写部6を主構成として有する。   As shown in FIG. 1, the printer 2 of the present embodiment has an operation panel 3 in front of the front, inside of which a paper feed unit 4 a, a conveyance path 4 b, an image forming unit 5 a, a fixing unit 5 b, and an intermediate transfer unit 6. As a main component.

まず、操作パネル3(破線で図示)は、メニュー画面を表示し、タッチパネルにより機能の設定入力が可能な液晶表示部31や、設定用の各種キーが設けられる。従って、使用者は、操作パネル3でプリンタ2の動作の設定入力を行える。   First, the operation panel 3 (illustrated by a broken line) displays a menu screen, and is provided with a liquid crystal display unit 31 on which a function setting input can be performed by a touch panel, and various setting keys. Therefore, the user can input setting of operation of the printer 2 through the operation panel 3.

給紙部4a(本実施形態では、4a1、4a2の2つ)は、本体内最下部に配され、その内部にコピー用紙等、各種、各サイズの用紙を収容する。各給紙部4aは、印刷時、1枚ずつ用紙を搬送路4bに送り出す。搬送路4bは、給紙部4aから排出トレイ41まで用紙を搬送する通路である(図1に搬送方向を破線矢印で図示)。搬送路4bには、用紙案内用のガイド板42や、モータ等からなる駆動機構(不図示)に接続され回転駆動する搬送ローラ対43、44が設けられる。又、用紙を2次転写ローラ67と中間転写ベルト65のニップにタイミングを合わせて進入させるレジストローラ対45が、2次転写ローラ67の下方に設けられる。   The paper feed unit 4a (in this embodiment, two of 4a1 and 4a2) is arranged at the lowermost part in the main body, and accommodates various sizes of paper such as copy paper. Each paper feed unit 4a feeds paper one by one to the transport path 4b during printing. The transport path 4b is a path for transporting paper from the paper feed unit 4a to the discharge tray 41 (the transport direction is indicated by broken line arrows in FIG. 1). The conveyance path 4b is provided with a pair of conveyance rollers 43 and 44 that are connected to a guide plate 42 for guiding the paper and a drive mechanism (not shown) such as a motor and are driven to rotate. A registration roller pair 45 is provided below the secondary transfer roller 67 to allow the sheet to enter the nip between the secondary transfer roller 67 and the intermediate transfer belt 65 in a timely manner.

次に、図1及び図2に基づき、画像形成部5aを説明する。図1に示すように、画像形成部5aは、給紙部4aの上方かつ、中間転写部6の下方に設けられる。そして、画像形成部5aは、図1の左側から、ブラック用の画像形成ユニット50K、イエロー用の画像形成ユニット50Y、マゼンタ用の画像形成ユニット50M、シアン用の画像形成ユニット50Cの順で並列された複数の画像形成ユニット50と、その下方の、複数の感光体ドラム52にレーザ光による走査・露光を行う露光部51で構成される。又、各画像形成ユニット50K〜50Cは、中間転写ベルト65に近接して並列配置される。ここで、使用するトナーの色が異なるものの、各画像形成ユニット50K〜50Cは構造が共通し、以下では特に説明する場合を除き、「K」、「Y」、「M」、「C」の記号は省略し、共通する部材に同一の符号を用いる。   Next, the image forming unit 5a will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the image forming unit 5 a is provided above the paper feeding unit 4 a and below the intermediate transfer unit 6. The image forming section 5a is arranged in parallel from the left side of FIG. 1 in the order of a black image forming unit 50K, a yellow image forming unit 50Y, a magenta image forming unit 50M, and a cyan image forming unit 50C. The plurality of image forming units 50 and an exposure unit 51 that scans and exposes the plurality of photosensitive drums 52 with laser light below the plurality of image forming units 50. The image forming units 50 </ b> K to 50 </ b> C are arranged in parallel near the intermediate transfer belt 65. Here, although the color of the toner to be used is different, the image forming units 50K to 50C have the same structure, and unless otherwise described below, “K”, “Y”, “M”, and “C”. Symbols are omitted, and the same symbols are used for common members.

図2に示すように、各画像形成ユニット50は、周面にトナー像を担持する感光体ドラム52と、帯電部53、現像部54、清掃部55等で構成される。そして、ユーザ端末100等から受信した画像データ等に基づき、露光部51が各感光体ドラム52に静電潜像を形成し、この静電潜像を各現像部54が可視像(トナー像)に現像する。   As shown in FIG. 2, each image forming unit 50 includes a photosensitive drum 52 that carries a toner image on its peripheral surface, a charging unit 53, a developing unit 54, a cleaning unit 55, and the like. Then, based on image data received from the user terminal 100 or the like, the exposure unit 51 forms an electrostatic latent image on each photosensitive drum 52, and each developing unit 54 generates a visible image (toner image). ) To develop.

感光体ドラム52は、アルミ等の導電性基体の外周面に、感光層を設けた円筒状の部材であり、その表面にトナー像を担持する。帯電部53は、感光体ドラム52の表面を所定電位に帯電させる。本実施形態の帯電部53は、放電ワイヤWを電極として高電圧印加部53a(図3参照)により高電圧(絶対値が大きい)を印加して放電帯電させるコロナ放電器である。尚、ローラ、ブラシ等で帯電を行っても良い。露光部51は、画像データにあわせて半導体レーザ装置(不図示)のON/OFFを行い、形成する画像データにあわせレーザ光を照射し、帯電後の感光体ドラム52の走査・露光を行う。尚、露光部51には、例えば、アレイ上のLEDユニットが採用されてもよい。   The photosensitive drum 52 is a cylindrical member in which a photosensitive layer is provided on the outer peripheral surface of a conductive substrate such as aluminum, and carries a toner image on the surface thereof. The charging unit 53 charges the surface of the photosensitive drum 52 to a predetermined potential. The charging unit 53 of the present embodiment is a corona discharger that discharges and charges by applying a high voltage (large absolute value) by a high voltage applying unit 53a (see FIG. 3) using the discharge wire W as an electrode. The charging may be performed with a roller, a brush, or the like. The exposure unit 51 turns on / off a semiconductor laser device (not shown) according to the image data, irradiates a laser beam according to the image data to be formed, and scans and exposes the charged photosensitive drum 52. For example, an LED unit on the array may be employed as the exposure unit 51.

現像部54は、トナーを収容し、トナーを所定の電位に帯電させる。又、現像部54には、トナーを担持する現像ローラ54aが設けられ、現像時には現像ローラ54aに所定電圧を印加して、トナーを飛翔させて静電潜像にトナーが供給される。これにより、静電潜像がトナー像として現像される。清掃部55は、感光体ドラム52の軸線方向に沿って当接するブレード55a及び摺擦ローラ55bを有し、感光体ドラム52を摺擦、研磨して、残トナーや感光体ドラム52に付着した水分、帯電生成物等を回収、除去する。   The developing unit 54 stores toner and charges the toner to a predetermined potential. Further, the developing unit 54 is provided with a developing roller 54a for carrying toner. During development, a predetermined voltage is applied to the developing roller 54a to cause the toner to fly and supply the toner to the electrostatic latent image. As a result, the electrostatic latent image is developed as a toner image. The cleaning unit 55 includes a blade 55 a and a rubbing roller 55 b that are in contact with each other along the axial direction of the photoconductive drum 52. The cleaning unit 55 rubs and polishes the photoconductive drum 52 and adheres to residual toner and the photoconductive drum 52. Moisture, charged products, etc. are collected and removed.

次に、図1に戻り、中間転写部6を説明する。中間転写部6は、各感光体ドラム52からトナー像が1次転写され、用紙に2次転写を行う部分である。中間転写部6は、駆動ローラ61、2本の従動ローラ62、63、4本の1次転写ローラ64、これら複数のローラに周回可能に張架される無端状の中間転写ベルト65、ベルト清掃装置66、2次転写ローラ67等で構成される。駆動ローラ61は、2次転写ローラ67に対向して配され、モータ・ギア等から構成される駆動機構(不図示)の接続により回転駆動する。   Next, returning to FIG. 1, the intermediate transfer portion 6 will be described. The intermediate transfer portion 6 is a portion that primarily transfers the toner image from each photosensitive drum 52 and performs secondary transfer onto the paper. The intermediate transfer unit 6 includes a driving roller 61, two driven rollers 62 and 63, four primary transfer rollers 64, an endless intermediate transfer belt 65 stretched around these plural rollers, and belt cleaning. The apparatus 66, the secondary transfer roller 67, and the like. The drive roller 61 is disposed opposite to the secondary transfer roller 67 and is rotationally driven by connection of a drive mechanism (not shown) composed of a motor, a gear, and the like.

中間転写ベルト65は、駆動ローラ61の駆動で、図1で時計回りに周回する。各1次転写ローラ64は、中間転写ベルト65を挟むように各感光体ドラム52に対向して、それぞれ配される。ベルト清掃装置66は、図1の右端に設けられ、2次転写後に中間転写ベルト65表面に残留するトナー等を除去、回収する。又、2次転写ローラ67は、駆動ローラ61に対向し、駆動ローラ61方向に中間転写ベルト65に圧接する。   The intermediate transfer belt 65 rotates in the clockwise direction in FIG. Each primary transfer roller 64 is disposed to face each photosensitive drum 52 so as to sandwich the intermediate transfer belt 65 therebetween. The belt cleaning device 66 is provided at the right end in FIG. 1 and removes and collects toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 65 after the secondary transfer. The secondary transfer roller 67 faces the drive roller 61 and presses against the intermediate transfer belt 65 in the direction of the drive roller 61.

ここで、トナー像の転写プロセスでは、各1次転写ローラ64は、所定の電圧を印加され、各感光体ドラム52が担持する各色のトナー像は、中間転写ベルト65表面にタイミングを合わせて重ね合わされ、1次転写される。そして、レジストローラ対45はタイミングをあわせて用紙を搬送し、中間転写ベルト65上のトナー像と用紙が中間転写ベルト65と2次転写ローラ67のニップに同時に進入する。この時、2次転写ローラ67に、所定の電圧が印加され、中間転写ベルト65から用紙にトナー像が2次転写される。   Here, in the toner image transfer process, each primary transfer roller 64 is applied with a predetermined voltage, and the respective color toner images carried by the respective photosensitive drums 52 are superimposed on the surface of the intermediate transfer belt 65 in time. And primary transfer is performed. Then, the registration roller pair 45 conveys the sheet at the same timing, and the toner image and the sheet on the intermediate transfer belt 65 enter the nip between the intermediate transfer belt 65 and the secondary transfer roller 67 at the same time. At this time, a predetermined voltage is applied to the secondary transfer roller 67, and the toner image is secondarily transferred from the intermediate transfer belt 65 to the sheet.

定着部5bは、発熱体を内蔵する加熱ローラ56と、これに圧接する加圧ローラ57とを有し、2次転写ローラ67の上方に配され、2次転写されたトナー像を用紙に定着させる。両ローラのニップに2次転写後の用紙が進入し、加熱・加圧でトナー像が用紙に定着する。そして、定着の完了後の用紙は排出トレイ41に排出され、画像形成が完了する。   The fixing unit 5b includes a heating roller 56 containing a heating element and a pressure roller 57 that is in pressure contact with the heating roller 56. The fixing unit 5b is disposed above the secondary transfer roller 67, and fixes the second-transferred toner image on the sheet. Let The sheet after the secondary transfer enters the nip between both rollers, and the toner image is fixed on the sheet by heating and pressing. Then, the sheet after fixing is discharged to the discharge tray 41, and the image formation is completed.

(プリンタ2のハードウェア構成)
次に、図3に基づき、本発明の実施形態に係る濃度測定装置1を含むプリンタ2の基本的なハードウェア構成の一例を説明する。図3は、本発明の実施形態に係る濃度測定装置1を含むプリンタ2のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
(Hardware configuration of printer 2)
Next, an example of a basic hardware configuration of the printer 2 including the density measuring apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described based on FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the printer 2 including the density measuring apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.

図3に示すように、本実施形態のプリンタ2の各部、各部材の動作制御のため、機内に制御部7が設けられる。制御部7は、プリンタ2の画像形成部5aや中間転写部6等の各部と接続され、例えば、感光体ドラム52等の回転、帯電、現像等の多様な制御を行う。又、制御部7は、装置の動作を制御し、増幅部74A、74Bの出力値に基づき測定対象におけるトナー像の濃度を検出する。   As shown in FIG. 3, a control unit 7 is provided in the apparatus for controlling the operation of each unit and each member of the printer 2 according to the present embodiment. The control unit 7 is connected to each unit such as the image forming unit 5a and the intermediate transfer unit 6 of the printer 2, and performs various controls such as rotation, charging, and development of the photosensitive drum 52, for example. The control unit 7 controls the operation of the apparatus, and detects the density of the toner image on the measurement target based on the output values of the amplification units 74A and 74B.

そして、例えば制御部7に、CPU71、記憶部72等が設けられる。CPU71は、中央演算処理装置であり、制御用プログラム、データに基づき、プリンタ2の各部に制御信号を発し、各部からの信号を受け、各種演算等を行う。又、記憶部72は、ROM、RAM、HDD、フラッシュROM等の揮発性と不揮発性の記憶装置を組み合わせて構成される。記憶部72は、制御プログラム、制御データ、画像データ、設定データ等のデータを記憶する。   For example, the control unit 7 is provided with a CPU 71, a storage unit 72, and the like. The CPU 71 is a central processing unit that issues a control signal to each unit of the printer 2 based on a control program and data, receives signals from each unit, and performs various calculations. The storage unit 72 is configured by combining volatile and nonvolatile storage devices such as ROM, RAM, HDD, and flash ROM. The storage unit 72 stores data such as control programs, control data, image data, and setting data.

又、特に、本発明に関し、詳細は後述するが、記憶部72は、APC用のフォトトランジスタ9の応答速度を示す応答速度データと、応答速度データに応じてフォトトランジスタ9の駆動電圧を決定するための駆動電圧決定用データと、発光部81の発光量が一定となるように、決定されたフォトトランジスタ9の駆動電圧に応じて基準電圧を決定するための基準電圧決定用データを記憶する。   In particular, the present invention relates to the present invention. Although details will be described later, the storage unit 72 determines the response speed data indicating the response speed of the APC phototransistor 9 and the drive voltage of the phototransistor 9 according to the response speed data. Drive voltage determination data and reference voltage determination data for determining a reference voltage according to the determined drive voltage of the phototransistor 9 so that the light emission amount of the light emitting unit 81 is constant are stored.

次に、本実施形態の濃度測定装置1の基本的な構成(図3の2点鎖線での囲線)を説明する。濃度測定装置1は、各感光体ドラム52や中間転写ベルト65に対向して複数設け得るものであり、制御部7に接続され、発光素子を有し、トナー像が形成された測定対象に向けて光を照射する発光部81と、測定対象からの反射光を受光し、受光量に応じて出力する電流又は電圧が変化する受光部83(83A、83B)を備えるセンサ部8(センサヘッド。図4(a)参照)を有する。又、濃度測定装置1は、制御部7(CPU71、記憶部72)と、制御部7に接続されセンサ部8の周囲温度等の検出に用いられる温度センサS1等を有する。これらの構成により、濃度測定装置1は、各受光部83の受光量に応じて、トナー像の濃度を測定する。   Next, a basic configuration of the concentration measuring apparatus 1 according to the present embodiment (enclosed line with a two-dot chain line in FIG. 3) will be described. A plurality of density measuring apparatuses 1 can be provided to face the respective photosensitive drums 52 and the intermediate transfer belt 65. The density measuring apparatus 1 is connected to the control unit 7, has a light emitting element, and is directed toward a measurement target on which a toner image is formed. The sensor unit 8 (sensor head) includes a light emitting unit 81 that emits light and a light receiving unit 83 (83A, 83B) that receives reflected light from a measurement target and changes an output current or voltage according to the amount of received light. 4 (a)). Further, the concentration measuring apparatus 1 includes a control unit 7 (CPU 71, storage unit 72), a temperature sensor S1 connected to the control unit 7 and used for detecting the ambient temperature of the sensor unit 8, and the like. With these configurations, the density measuring apparatus 1 measures the density of the toner image according to the amount of light received by each light receiving unit 83.

そして、制御部7は、プリンタ2に内蔵される濃度測定装置1の制御部7、記憶部72としても機能し、各受光部83の増幅後の出力が入力され、各受光部83の出力値から測定対象(感光体ドラム52や中間転写ベルト65)におけるトナー像の濃度を検出する。尚、濃度測定装置1専用の制御回路、メモリを設けてもよい。   The control unit 7 also functions as the control unit 7 and the storage unit 72 of the density measuring device 1 built in the printer 2. The amplified output of each light receiving unit 83 is input, and the output value of each light receiving unit 83 is input. From this, the density of the toner image on the measurement object (photosensitive drum 52 and intermediate transfer belt 65) is detected. A control circuit and a memory dedicated to the concentration measuring device 1 may be provided.

尚、機内に設けられる温度センサS1は、温度変化に応じ測定された濃度の補正等に用いられ、通常、環境温度変化に応じ、画像形成条件(濃度の調整等)を変化させるなど、プリンタ2には、1又は複数の温度センサS1が内蔵され、本実施形態の温度センサS1は、プリンタ2の制御用のものと、共用される。そして、制御部7は、温度センサS1と接続され、温度センサS1の出力電圧値により、各センサ部8の周囲温度を認識する。尚、本実施形態では、駆動ローラ61の近傍に温度センサS1を1つ設ける例を示すが(図1参照)、例えば、複数の温度センサS1が各センサ部8に隣接して設けられても良い。   The temperature sensor S1 provided in the apparatus is used to correct the density measured according to the temperature change, and usually changes the image forming conditions (density adjustment, etc.) according to the environmental temperature change. Includes one or a plurality of temperature sensors S1, and the temperature sensor S1 of this embodiment is shared with the one for controlling the printer 2. And the control part 7 is connected with temperature sensor S1, and recognizes the ambient temperature of each sensor part 8 with the output voltage value of temperature sensor S1. In this embodiment, an example is shown in which one temperature sensor S1 is provided in the vicinity of the drive roller 61 (see FIG. 1). For example, a plurality of temperature sensors S1 may be provided adjacent to each sensor unit 8. good.

又、図3では、便宜上1台ずつのみ図示であるが、プリンタ2は、1又は複数のユーザ端末100(例えば、パーソナルコンピュータ)と、ネットワーク等で接続される。これにより、プリンタ2は、ユーザ端末100から画像データ等の送信を受けて印刷(プリンタ2機能)を行うことができる。   In FIG. 3, only one printer is shown for convenience, but the printer 2 is connected to one or a plurality of user terminals 100 (for example, personal computers) via a network or the like. Accordingly, the printer 2 can perform printing (printer 2 function) upon receiving transmission of image data and the like from the user terminal 100.

そして、本実施形態のプリンタ2は、濃度調整用のパターン画像P1(詳細は後述、図4(b)参照)を形成し、濃度測定装置1は、パターン画像P1を、トナー像として読み取り、濃度を測定する。理想的な濃度に対し、ずれがある場合、制御部7は、画像形成部5aに指示して濃度調整を行う。   The printer 2 of this embodiment forms a pattern image P1 for density adjustment (details will be described later with reference to FIG. 4B), and the density measuring device 1 reads the pattern image P1 as a toner image, and density Measure. When there is a deviation from the ideal density, the control unit 7 instructs the image forming unit 5a to perform density adjustment.

具体的に、制御部7は、各現像ローラ54aに印加する現像バイアスを調整、制御する現像バイアス印加部54bや、1次転写ローラ64や2次転写ローラ67に印加する転写バイアスを実際に調整、制御する転写バイアス印加部64aに、バイアスの増減指示を出す。この指示により、トナーの飛翔量や転写効率等が調整され、濃度調整がなされる。即ち、プリンタ2は、濃度測定装置1と、濃度測定装置1の測定結果に基づき、形成した画像の濃度と形成しようとした画像の理想的な濃度とずれがある場合、そのずれを調整して画像を形成する画像形成部5aを備える。   Specifically, the control unit 7 actually adjusts the transfer bias applied to the development bias application unit 54b for adjusting and controlling the development bias applied to each development roller 54a, the primary transfer roller 64, and the secondary transfer roller 67. Then, a bias increase / decrease instruction is issued to the transfer bias applying unit 64a to be controlled. By this instruction, the toner flying amount, transfer efficiency, and the like are adjusted, and the density is adjusted. That is, the printer 2 adjusts the deviation when there is a deviation between the density of the formed image and the ideal density of the image to be formed based on the measurement result of the density measuring apparatus 1 and the density measuring apparatus 1. An image forming unit 5a for forming an image is provided.

(濃度測定装置1での読み取り)
次に、図1乃至4に基づき、本発明の実施形態に係る濃度測定装置1の構成及びトナー像(パターン画像P1)の読み取りを説明する。図4(a)は、本発明の実施形態に係る濃度測定装置1の一例を示す説明図であり、(b)は、感光体ドラム52又は中間転写ベルト65上に形成されたパターン画像P1の一例である。尚、パターン画像P1の画像データは、記憶部72に記憶され、必要に応じて読み出され、利用される。
(Reading with concentration measuring device 1)
Next, the configuration of the density measuring apparatus 1 and the reading of the toner image (pattern image P1) according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4A is an explanatory diagram showing an example of the density measuring apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4B shows a pattern image P1 formed on the photosensitive drum 52 or the intermediate transfer belt 65. It is an example. The image data of the pattern image P1 is stored in the storage unit 72, and is read out and used as necessary.

濃度測定装置1は、感光体ドラム52や中間転写ベルト65に形成されたトナー像(ここでは、パターン画像P1)を読み取り、トナー像の濃度を検出する。この検出のため、センサ部8(センサヘッド)が、各感光体ドラム52や中間転写ベルト65に対向して設けられる(図1参照)。そして、濃度測定装置1は、パターン画像P1を読み取り、その画像でのトナーの濃度を測定する。   The density measuring device 1 reads the toner image (here, the pattern image P1) formed on the photosensitive drum 52 and the intermediate transfer belt 65, and detects the density of the toner image. For this detection, a sensor unit 8 (sensor head) is provided to face each photosensitive drum 52 and the intermediate transfer belt 65 (see FIG. 1). The density measuring apparatus 1 reads the pattern image P1 and measures the toner density in the image.

そこで、図4(a)に基づき、濃度測定装置1のセンサ部8等の読み取りにおける構成を説明する。本実施形態の濃度測定装置1のセンサ部8(図4(a)では2点鎖線での囲い部分)は、発光部81と2つの受光部83(83A、83B)と、例えばガラス製の2枚の偏光板86(86A、86B)を有する。   Therefore, a configuration for reading the sensor unit 8 and the like of the concentration measuring apparatus 1 will be described with reference to FIG. The sensor unit 8 of the concentration measuring apparatus 1 according to the present embodiment (the enclosed portion in the two-dot chain line in FIG. 4A) includes a light emitting unit 81, two light receiving units 83 (83A and 83B), and 2 made of glass, for example. The polarizing plate 86 (86A, 86B) is provided.

発光部81は、トナー像(パターン画像P1)が形成された測定対象としての感光体ドラム52や中間転写ベルト65の表面に向けて光を照射し、例えば、LED等の発光素子と発光回路82で構成できる。尚、本実施形態では、外乱光の影響を避けるため、発光素子には、赤外光発光用のLED81aを具備する。又、発光回路82は、LED81aの駆動用の回路である。   The light emitting unit 81 emits light toward the surface of the photosensitive drum 52 or the intermediate transfer belt 65 as a measurement target on which the toner image (pattern image P1) is formed, and for example, a light emitting element such as an LED and a light emitting circuit 82. Can be configured. In this embodiment, in order to avoid the influence of ambient light, the light emitting element includes an LED 81a for infrared light emission. The light emitting circuit 82 is a circuit for driving the LED 81a.

一方、各受光部83は、それぞれ、測定対象からの反射光を受光し、フォトダイオード等の受光量に応じて出力する電流又は電圧が変化する受光素子と、受光回路85A、85Bを有する。尚、本実施形態では、LED81aに対応し、受光素子には、赤外光受光用のフォトダイオード84A、84Bを用いる。そして、受光回路85は、フォトダイオード84A、84Bにバイアスを印加し、そして、受光による光出力電流を抵抗等により電圧に変換する回路等で構成される。   On the other hand, each light receiving unit 83 includes a light receiving element that receives reflected light from a measurement target and changes an output current or voltage according to the amount of received light such as a photodiode, and light receiving circuits 85A and 85B. In the present embodiment, photodiodes 84A and 84B for receiving infrared light are used as the light receiving elements corresponding to the LEDs 81a. The light receiving circuit 85 is configured by a circuit or the like that applies a bias to the photodiodes 84A and 84B, and converts a light output current due to light reception into a voltage by a resistor or the like.

又、センサ部8の2枚の各偏光板86は、いずれもP波を透過し、S波を反射し、発光部81から測定対象に照射される光や各受光部83が受光する光をP波、S波に分離し、発光部81から発せられた光を偏光する。   Each of the two polarizing plates 86 of the sensor unit 8 transmits the P wave, reflects the S wave, and emits the light irradiated from the light emitting unit 81 to the measurement object and the light received by each light receiving unit 83. The light emitted from the light emitting unit 81 is polarized by being separated into P wave and S wave.

そして、図4(a)に示すように、各受光部83には、各受光部83の出力を増幅する増幅部74(74A、74B)が、それぞれ接続される。各増幅部74は、CPU71(制御部7)で利用できるように、各受光部83の出力電圧を増幅した後、CPU71のアナログ−ディジタル変換用ポートPT1、PT2に向けて出力する回路である。これにより、CPU71は、各増幅部74の出力した電圧値を認識する。   And as shown to Fig.4 (a), the amplification part 74 (74A, 74B) which amplifies the output of each light receiving part 83 is connected to each light receiving part 83, respectively. Each amplifying unit 74 is a circuit that amplifies the output voltage of each light receiving unit 83 and outputs it to the analog-digital conversion ports PT1 and PT2 of the CPU 71 so that it can be used by the CPU 71 (control unit 7). Thereby, the CPU 71 recognizes the voltage value output from each amplification unit 74.

次に、濃度測定装置1の濃度検出を説明する。発光部81から照射された光は、発光部81と測定対象との間の光路上に設けられた偏光板86AによりP波(入射面に平行な光)と、S波(入射面に垂直な光)に分離され、P波のみが感光体ドラム52や中間転写ベルト65に到達する。感光体ドラム52等のトナー像へ照射された光は再びP波とS波の成分を持ちながら反射し、反射光の光路上に偏光板86Bが設けられ、反射光はP波、S波に再び分離され、それぞれの成分が、受光部83A(S波反射光用)、83B(P波反射光用)に受光される。   Next, concentration detection of the concentration measuring apparatus 1 will be described. The light emitted from the light emitting unit 81 is converted into a P wave (light parallel to the incident surface) and an S wave (perpendicular to the incident surface) by the polarizing plate 86A provided on the optical path between the light emitting unit 81 and the measurement target. Only the P wave reaches the photosensitive drum 52 and the intermediate transfer belt 65. The light applied to the toner image on the photosensitive drum 52 and the like is reflected again while having P wave and S wave components, and a polarizing plate 86B is provided on the optical path of the reflected light, and the reflected light is converted into P wave and S wave. The components are separated again, and the respective components are received by the light receiving portions 83A (for S-wave reflected light) and 83B (for P-wave reflected light).

ここで、感光体ドラム52上のトナー像の濃度測定を例に挙げると、感光体ドラム52の表面は、光沢度の高いシリコン等の感光層を有するので、反射光は、物体表面に平行な方向に偏りやすい性質をもつ。従って、感光体ドラム52表面で反射されるP波は、偏光をあまり乱されず、偏光板86Bを通過し、受光部83Bで受光される。尚、中間転写ベルト65も、離型層等が設けられ、反射光におけるP波とS波の割合は、トナーと異なる。一方、誘電体であるトナーに照射されるP波は偏光が乱され、P波とS波を含む反射光となって、偏光板86Bで分離され、各受光部83で各々受光される。   Here, taking the density measurement of the toner image on the photosensitive drum 52 as an example, since the surface of the photosensitive drum 52 has a photosensitive layer such as silicon having a high glossiness, the reflected light is parallel to the object surface. It tends to be biased in the direction. Accordingly, the P wave reflected from the surface of the photosensitive drum 52 is not disturbed in polarization, passes through the polarizing plate 86B, and is received by the light receiving unit 83B. The intermediate transfer belt 65 is also provided with a release layer or the like, and the ratio of the P wave and the S wave in the reflected light is different from that of the toner. On the other hand, the P wave applied to the dielectric toner is disturbed in polarization, becomes reflected light including P wave and S wave, is separated by the polarizing plate 86B, and is received by each light receiving unit 83.

従って、トナー像に光を照射した場合、発光部81が光を照射する感光体ドラム52の表面の面積に対し、トナーが付着する領域の割合で、各受光部83で受光されるP波の受光量や、受光部83Aで受光されるS波の受光量の比は変化する。従って、トナー像を読み取った場合、各受光部83の出力は、トナー像の濃度で、それぞれの比率は異なる。例えば、トナー像の濃度が高いほど(トナーの分布率が高いほど)、感光体ドラム52からのP波成分が少なく、受光部83Bの出力は小さくなる。   Therefore, when the toner image is irradiated with light, the ratio of the area where the toner adheres to the area of the surface of the photosensitive drum 52 where the light emitting unit 81 irradiates the light, and the P wave received by each light receiving unit 83. The ratio of the received light amount and the received light amount of the S wave received by the light receiving unit 83A changes. Therefore, when the toner image is read, the output of each light receiving unit 83 is different in the ratio depending on the density of the toner image. For example, the higher the density of the toner image (the higher the toner distribution ratio), the smaller the P wave component from the photosensitive drum 52 and the smaller the output of the light receiving unit 83B.

このように、トナー像の濃度と各受光部83の出力比率には、対応する関係があり、その関係を予め実験等で取得し、例えば、記憶部72に、色ごとにトナー像の濃度と出力比率との対応関係をデータとして、テーブル化して記憶しておく。そして、濃度測定(検出)の際、制御部7に配されるCPU71(図3、図4参照)が、テーブルを参照し、各受光部83の増幅後出力からトナー像の濃度を検出、測定する。   As described above, there is a corresponding relationship between the density of the toner image and the output ratio of each light receiving unit 83, and the relationship is acquired in advance through experiments or the like. For example, the density of the toner image for each color is stored in the storage unit 72. The correspondence with the output ratio is stored as data in a table. During density measurement (detection), the CPU 71 (see FIGS. 3 and 4) disposed in the control unit 7 refers to the table and detects and measures the density of the toner image from the amplified output of each light receiving unit 83. To do.

ここで、濃度測定装置1が読み取るトナー像を例示すると、図4(b)に示すように、各感光体ドラム52や中間転写ベルト65上に形成され、複数の異なる濃度や異なる色のパッチで構成され、形成しようとした各パッチの濃度から、濃度のずれがないかを確認する濃度調整用(画像品質確認用)のパターン画像P1が読み取られる。尚、記憶部72はパターン画像P1の画像データを記憶する。   Here, as an example of a toner image read by the density measuring apparatus 1, as shown in FIG. 4B, a plurality of patches having different densities and different colors are formed on the photosensitive drums 52 and the intermediate transfer belt 65. A pattern image P1 for density adjustment (image quality confirmation) for confirming whether there is a density deviation is read from the density of each configured patch to be formed. The storage unit 72 stores image data of the pattern image P1.

図4(b)に示すパターン画像P1は、例えば、感光体ドラム52や中間転写ベルト65の主走査方向の略中心位置に、回転方向(副走査方向)に延びて形成される。そして、この画像を読み取る位置にセンサ部8が配される。尚、パターン画像P1の形成位置及びセンサ部8の設置位置は、中央位置に限られず主走査方向内において適宜設定できる。   The pattern image P1 shown in FIG. 4B is formed, for example, at a substantially central position in the main scanning direction of the photosensitive drum 52 or the intermediate transfer belt 65 and extending in the rotation direction (sub-scanning direction). And the sensor part 8 is arranged in the position which reads this image. The formation position of the pattern image P1 and the installation position of the sensor unit 8 are not limited to the center position and can be set as appropriate in the main scanning direction.

例えば、図1及び2に示すように、濃度測定装置1のセンサ部8は、各現像部54と中間転写ベルト65の間に設けることができる。又、本実施形態のプリンタ2のように中間転写部6を有する場合、中間転写ベルト65に転写されたパターン画像P1を読み取っても、トナー像の濃度を確認でき、図1に示すように、駆動ローラ61と画像形成ユニット50Kの間にセンサ部8を1つ設けるようにして、コスト削減を図っても良い(尚、図1では、両方に設ける場合を図示)。   For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the sensor unit 8 of the density measuring apparatus 1 can be provided between each developing unit 54 and the intermediate transfer belt 65. Further, when the intermediate transfer unit 6 is provided as in the printer 2 of the present embodiment, the density of the toner image can be confirmed by reading the pattern image P1 transferred to the intermediate transfer belt 65, as shown in FIG. The cost may be reduced by providing one sensor unit 8 between the drive roller 61 and the image forming unit 50K (in FIG. 1, the case where both are provided is shown).

(自動光量出力制御の構成)
次に、図4に基づき、本発明の実施形態に係る濃度測定装置1の自動光量出力制御(以下、「APC」という。)用の構成を説明する。本実施形態の濃度測定装置1のAPC(Auto Power Control)用の構成は、LED81aの発光量を一定で維持するためのもので、APC受光回路91、APC回路93、DC/DCコンバータ94(駆動電圧変更部に相当)等で構成される。そして、CPU71が、これらの動作を制御する。尚、CPU71に変えて、APC用のコントローラを設けてもよい。
(Configuration of automatic light output control)
Next, a configuration for automatic light output control (hereinafter referred to as “APC”) of the concentration measuring apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration for APC (Auto Power Control) of the concentration measuring apparatus 1 of the present embodiment is for maintaining the light emission amount of the LED 81a constant. The APC light receiving circuit 91, the APC circuit 93, the DC / DC converter 94 (drive) Equivalent to a voltage changing unit). Then, the CPU 71 controls these operations. In place of the CPU 71, an APC controller may be provided.

まず、APC受光回路91は、LED81aの放射光の一部を受光し、LED81aの発光量をモニタし、受光量に応じて光電流を出力するフォトトランジスタ9を備える。フォトトランジスタ9には、偏光板86Aで反射されたS波成分の光や、感光体ドラム52や中間転写ベルト65に照射されない光等が入射され、光電流を出力する。そして、光電流は、負荷抵抗RLにより電圧に変換される。尚、詳細は後述するが、本実施形態のAPC受光回路91は、負荷抵抗RLを複数備え(図6参照)、CPU71のポートPT3からの指示(負荷信号選択信号)に基づき、負荷抵抗選択部92が使用する負荷抵抗RLを選択する。   First, the APC light receiving circuit 91 includes a phototransistor 9 that receives a part of the emitted light of the LED 81a, monitors the light emission amount of the LED 81a, and outputs a photocurrent according to the light reception amount. The phototransistor 9 receives S-wave component light reflected by the polarizing plate 86A, light not irradiated on the photosensitive drum 52 or the intermediate transfer belt 65, and the like, and outputs a photocurrent. The photocurrent is converted into a voltage by the load resistor RL. Although details will be described later, the APC light receiving circuit 91 of the present embodiment includes a plurality of load resistors RL (see FIG. 6), and a load resistor selection unit based on an instruction (load signal selection signal) from the port PT3 of the CPU 71. The load resistance RL used by 92 is selected.

そして、APC回路93は、APC受光回路91の出力が入力され、この入力電圧とCPU71のディジタル−アナログ変換用ポートPT4からの基準電圧とを比較し、その差によって、発光部81に供給する電流量を決定し、供給する。このように、APC回路93は、APC受光回路91の出力を受けて、発光部81の発光量が常に設定値と等しく、又は、近づくように、フィードバック制御する。   The APC circuit 93 receives the output of the APC light receiving circuit 91, compares this input voltage with the reference voltage from the digital-analog conversion port PT4 of the CPU 71, and the current supplied to the light emitting unit 81 by the difference. Determine and supply the quantity. As described above, the APC circuit 93 receives the output of the APC light receiving circuit 91 and performs feedback control so that the light emission amount of the light emitting unit 81 is always equal to or close to the set value.

又、DC/DCコンバータ94は、例えば、チョッパ方式のスイッチング電源で構成でき、フォトトランジスタ9に駆動用の電圧を印加する。そして、DC/DCコンバータ94は、フォトトランジスタ9の応答速度向上のため、フォトトランジスタ9の駆動電圧を変化させることができ、CPU71は、ポートPT5からDC/DCコンバータ94に信号を入力することで、DC/DCコンバータ94の供給電圧の大小を制御する。   The DC / DC converter 94 can be constituted by, for example, a chopper type switching power supply, and applies a driving voltage to the phototransistor 9. The DC / DC converter 94 can change the drive voltage of the phototransistor 9 in order to improve the response speed of the phototransistor 9, and the CPU 71 inputs a signal from the port PT5 to the DC / DC converter 94. The level of the supply voltage of the DC / DC converter 94 is controlled.

(フォトトランジスタ9の応答速度)
次に、フォトトランジスタ9の応答速度が遅いと、APCの反応が遅れ、発光部81からの発光量が不安定となる場合があるが、フォトトランジスタ9が、フォトダイオード等に比べ、応答速度が遅い要因と、応答速度向上策の一例を図5に基づき説明する。図5は、本発明の実施形態に係るフォトトランジスタ9の応答速度と、その向上策を説明するためのフォトトランジスタ9周辺の等価回路図である。尚、図5では、1本の負荷抵抗RLをフォトトランジスタ9のエミッタに接続して出力電圧を得る場合を説明する。
(Response speed of phototransistor 9)
Next, when the response speed of the phototransistor 9 is slow, the APC reaction may be delayed and the amount of light emitted from the light emitting portion 81 may become unstable. However, the response speed of the phototransistor 9 is higher than that of a photodiode or the like. An example of a slow factor and a response speed improvement measure will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram around the phototransistor 9 for explaining the response speed of the phototransistor 9 according to the embodiment of the present invention and measures for improving the response speed. FIG. 5 illustrates a case where an output voltage is obtained by connecting one load resistor RL to the emitter of the phototransistor 9.

まず、基本的に、フォトトランジスタ9がONした場合の立ち上がりに要する時間、及び、OFFした場合の立ち下がりに要する時間は、コレクタ電圧が高いほど長くなる。従って、フォトトランジスタ9の駆動電圧が高いほど、応答速度が遅くなる。即ち、駆動電圧を低くする方が、フォトトランジスタ9の応答速度は、速くなる。   First, basically, the time required for rising when the phototransistor 9 is turned on and the time required for falling when the phototransistor 9 is turned off become longer as the collector voltage becomes higher. Therefore, the higher the drive voltage of the phototransistor 9, the slower the response speed. That is, the response speed of the phototransistor 9 increases as the driving voltage is lowered.

次に、図5では、応答速度と負荷抵抗RLの関係について述べる。一般的に、負荷抵抗RLの抵抗値が小さいほど、フォトトランジスタ9の応答速度が速いことが経験的に得られている。そこで、その要因の一例を図5を用いて説明する。   Next, FIG. 5 describes the relationship between the response speed and the load resistance RL. In general, it has been empirically obtained that the smaller the resistance value of the load resistor RL, the faster the response speed of the phototransistor 9. An example of the factor will be described with reference to FIG.

まず、図5(a)は、LED消灯時のフォトトランジスタ9周辺の等価回路である。一般に、フォトトランジスタ9には、ベース−エミッタ間容量Cbeが存在し、LEDを消灯しても、ベース−エミッタ間容量Cbeからの放電のため、ベースに電流が流れ込み、次第に電流は減少する。そして、導通時の負荷電流が小さいほど、ベース電流も小さくてもフォトトランジスタ9は導通状態を続けやすく、放電に要する時間が長くなる。従ってOFF状態となるまでの時間が長くなる。   First, FIG. 5A is an equivalent circuit around the phototransistor 9 when the LED is turned off. In general, the phototransistor 9 has a base-emitter capacitance Cbe. Even when the LED is turned off, a current flows into the base due to discharge from the base-emitter capacitance Cbe, and the current gradually decreases. The smaller the load current during conduction, the easier it is for the phototransistor 9 to continue conducting even if the base current is small, and the time required for discharge becomes longer. Therefore, it takes a long time to enter the OFF state.

次に、図5(b)を説明する。図5(b)は、立ち下がり時のフォトトランジスタ9周辺の等価回路である。一般に、フォトトランジスタ9には、コレクタ−ベース間にも容量Ccbが存在し、コレクタ電位が上昇を始めるとコレクタ−ベース間での充電が始まる。この充電時の電流が、ベースに流れ込み、コレクタからベースに負帰還がかかり、立ち下がりに要する時間が長くなる。そして、導通時の負荷電流が小さいほど、コレクタ−ベース間容量Ccbの充電に要する時間が長くなる。これらの要因をみると、ベース−エミッタ間や、コレクタ−ベース間の容量による応答速度の遅れは、負荷抵抗RLを流れる電流を増加させる、即ち、負荷抵抗RLを小さくすることで軽減できることが分かる。   Next, FIG. 5B will be described. FIG. 5B is an equivalent circuit around the phototransistor 9 at the time of falling. In general, the phototransistor 9 also has a capacitor Ccb between the collector and the base, and when the collector potential starts to rise, charging between the collector and the base starts. The current at the time of charging flows into the base, negative feedback is applied from the collector to the base, and the time required for falling becomes longer. The smaller the load current during conduction, the longer the time required for charging the collector-base capacitor Ccb. From these factors, it can be seen that the delay in response speed due to the capacitance between the base and the emitter or between the collector and the base can be reduced by increasing the current flowing through the load resistance RL, that is, by reducing the load resistance RL. .

(APC制御)
次に、図6及び図7に基づき、本発明の実施形態に係る濃度測定装置1のAPC制御を説明する。図6は、本発明の実施形態に係るAPC回路93、APC受光回路91、発光部81の一例を示す回路図である。図7は、本発明の実施形態に係るAPC回路93の差動増幅の一例を示す説明図である。
(APC control)
Next, APC control of the concentration measuring apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the APC circuit 93, the APC light receiving circuit 91, and the light emitting unit 81 according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of differential amplification of the APC circuit 93 according to the embodiment of the present invention.

まず、本実施形態の発光部81のLED81aの光量を一定とする制御について説明する。図6に示すように、APC回路93には、オペアンプOP(ICチップ)を用いた差動増幅器95が設けられる。又、オペアンプOPの−端子には、−端子と入力電圧V1との間に抵抗R1と、オペアンプOPの出力の帰還抵抗R2が接続される。又、オペアンプOPの+端子には、+端子と入力電圧V2の間に抵抗R3が、グランドとの間に抵抗R4が接続される。   First, control for making the light amount of the LED 81a of the light emitting unit 81 of the present embodiment constant will be described. As shown in FIG. 6, the APC circuit 93 is provided with a differential amplifier 95 using an operational amplifier OP (IC chip). Further, a resistor R1 and a feedback resistor R2 as an output of the operational amplifier OP are connected between the negative terminal and the input voltage V1 to the negative terminal of the operational amplifier OP. Further, a resistor R3 is connected between the + terminal and the input voltage V2, and a resistor R4 is connected between the + terminal of the operational amplifier OP and the ground.

そして、オペアンプOPの出力Voは、発光部81に接続される。例えば、発光部81に、発光回路82の一部として、npnトランジスタTrが設けられ、オペアンプOPの出力Voは、npnトランジスタTrのベースに入力される。又、npnトランジスタTrのコレクタには、抵抗R5と電源Vccが接続され、エミッタには、LED81aを経てグランドが接続される。   The output Vo of the operational amplifier OP is connected to the light emitting unit 81. For example, the light emitting unit 81 is provided with an npn transistor Tr as a part of the light emitting circuit 82, and the output Vo of the operational amplifier OP is input to the base of the npn transistor Tr. The collector of the npn transistor Tr is connected to the resistor R5 and the power source Vcc, and the emitter is connected to the ground via the LED 81a.

又、APC受光回路91として、フォトトランジスタ9、複数の負荷抵抗RL(RL1〜RL5の例えば5本。尚、2〜4本でも、6本以上でもよい)、負荷抵抗選択部92が設けられ、フォトトランジスタ9のコレクタ−グランド間には、DC/DCコンバータ94からの出力電圧が印加される。即ち、濃度測定装置1は、フォトトランジスタ9の出力電流を電圧に変換するための複数の負荷抵抗RLと、使用する負荷抵抗RLを切り換える負荷抵抗選択部92を有する。そして、フォトトランジスタ9の光電流出力は、負荷抵抗RLによって電圧に変換され、オペアンプOPの入力電圧V1となる。   Further, as the APC light receiving circuit 91, a phototransistor 9, a plurality of load resistors RL (for example, five of RL1 to RL5, which may be two or four, or six or more), and a load resistor selection unit 92 are provided. An output voltage from the DC / DC converter 94 is applied between the collector of the phototransistor 9 and the ground. That is, the concentration measuring apparatus 1 includes a plurality of load resistors RL for converting the output current of the phototransistor 9 into a voltage, and a load resistor selection unit 92 that switches the load resistor RL to be used. The photocurrent output of the phototransistor 9 is converted into a voltage by the load resistor RL, and becomes the input voltage V1 of the operational amplifier OP.

尚、本実施形態では、フォトトランジスタ9の応答速度向上のため、負荷抵抗RLを変更可能である。そして、選択された負荷抵抗RLを使用するように、負荷抵抗選択部92がスイッチングを行う。例えば、負荷抵抗選択部92は、フォトトランジスタ9のエミッタを入力とし、CPU71の指示に従って、各負荷抵抗RL(RL1〜RL5)を選択して出力先とするマルチプレクサで構成できる。又、各負荷抵抗RLにスイッチング素子(例えば、トランジスタ、不図示)を接続し、CPU71が各スイッチング素子で導通を制御しても良い。   In the present embodiment, the load resistance RL can be changed to improve the response speed of the phototransistor 9. Then, the load resistance selection unit 92 performs switching so as to use the selected load resistance RL. For example, the load resistance selection unit 92 can be configured by a multiplexer that receives the emitter of the phototransistor 9 as an input, selects each load resistance RL (RL1 to RL5) according to an instruction from the CPU 71, and outputs it as an output destination. Further, a switching element (for example, a transistor, not shown) may be connected to each load resistor RL, and the CPU 71 may control conduction by each switching element.

又、オペアンプOPの+端子への入力電圧V2として、CPU71から基準電圧が入力される。そして、オペアンプOPを用いた差動増幅器95は、抵抗値をR1=R3、及び、R2=R4とすれば、出力電圧Voは、
Vo=R2/R1(V2−V1)
となることが知られている。このように、APC回路93は、差動増幅器95であり、APC受光回路91の出力電圧と、基準電圧の差を増幅する。尚、本実施形態では、式に示すとおり、抵抗R1〜R4の抵抗値を調整することで、増幅率の調整できる。
Further, a reference voltage is input from the CPU 71 as the input voltage V2 to the + terminal of the operational amplifier OP. And, if the differential amplifier 95 using the operational amplifier OP has resistance values R1 = R3 and R2 = R4, the output voltage Vo is
Vo = R2 / R1 (V2-V1)
It is known that As described above, the APC circuit 93 is the differential amplifier 95 and amplifies the difference between the output voltage of the APC light receiving circuit 91 and the reference voltage. In the present embodiment, the amplification factor can be adjusted by adjusting the resistance values of the resistors R1 to R4 as shown in the equation.

従って、差動増幅器95は、基準電圧とフォトトランジスタ9の出力電圧の差を、R2、R1で定まる増幅率で増幅し、npnトランジスタTrのベースに入力する。そこで、図7を用いて、差動増幅器95で光量を一定にする際の概念の一例を説明する。   Therefore, the differential amplifier 95 amplifies the difference between the reference voltage and the output voltage of the phototransistor 9 with an amplification factor determined by R2 and R1, and inputs the amplified voltage to the base of the npn transistor Tr. Therefore, an example of a concept when the light amount is made constant by the differential amplifier 95 will be described with reference to FIG.

例えば、図7に示すように、参照用の基準電圧が一定値でCPU71からオペアンプOPの+端子に出力される。そして、例えば、基準電圧は、基本的に、フォトトランジスタ9の出力電圧より大きく設定される。そして、光量が適正な時のフォトトランジスタ9の出力電圧と基準電圧の差をΔ1として図7に示している。   For example, as shown in FIG. 7, the reference voltage for reference is output from the CPU 71 to the + terminal of the operational amplifier OP at a constant value. For example, the reference voltage is basically set larger than the output voltage of the phototransistor 9. FIG. 7 shows the difference between the output voltage of the phototransistor 9 and the reference voltage when the amount of light is appropriate as Δ1.

もし、温度下降等や、APC制御のため発光量を増え過ぎた等で、LED81aの発光量が増加すれば、フォトトランジスタ9の受光量も増加し、フォトトランジスタ9の出力電圧も増加する。そうすると、図7でΔ2として示すように、基準電圧とフォトトランジスタ9の出力電圧の差は小さくなり、差動増幅器95の出力電圧Voも小さくなり、その結果、LED81aへの供給電流量は少なくなり、LED81aの発光量は抑えられる。   If the light emission amount of the LED 81a increases due to a decrease in temperature or the like, or the light emission amount increases due to APC control, the light reception amount of the phototransistor 9 also increases, and the output voltage of the phototransistor 9 also increases. Then, as shown by Δ2 in FIG. 7, the difference between the reference voltage and the output voltage of the phototransistor 9 is reduced, and the output voltage Vo of the differential amplifier 95 is also reduced. As a result, the amount of current supplied to the LED 81a is reduced. The light emission amount of the LED 81a is suppressed.

一方、温度上昇や、APC制御のため発光量が落ち過ぎた等で、LED81aの発光量が減少すれば、フォトトランジスタ9の受光量も減少し、フォトトランジスタ9の出力電圧も減少する。そうすると、図7でΔ3として示すように、基準電圧とフォトトランジスタ9の出力電圧の差は大きくなり、差動増幅器95の出力電圧Voも大きくなり、その結果、LED81aに供給される電流量は増え、LED81aの発光量は増える。このように、LED81aの発光量は、基準電圧に基づいて、一定となるように制御される。   On the other hand, if the light emission amount of the LED 81a decreases due to a rise in temperature or the light emission amount too much due to APC control, the light reception amount of the phototransistor 9 also decreases, and the output voltage of the phototransistor 9 also decreases. Then, as indicated by Δ3 in FIG. 7, the difference between the reference voltage and the output voltage of the phototransistor 9 increases, and the output voltage Vo of the differential amplifier 95 also increases, and as a result, the amount of current supplied to the LED 81a increases. The amount of light emitted from the LED 81a increases. Thus, the light emission amount of the LED 81a is controlled to be constant based on the reference voltage.

(フォトトランジスタ9の応答速度向上制御)
次に、図6及び図8に基づき、本発明の実施形態に係る濃度測定装置1に搭載されるフォトトランジスタ9の応答速度向上制御を説明する。図8は、本発明の実施形態に係る応答速度データに対応した、基準電圧決定用データ、駆動電圧決定用データ、負荷抵抗決定用データとしてのデータテーブルDTの一例を示す説明図である。
(Response speed improvement control of phototransistor 9)
Next, the response speed improvement control of the phototransistor 9 mounted on the concentration measuring apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a data table DT as reference voltage determination data, drive voltage determination data, and load resistance determination data corresponding to the response speed data according to the embodiment of the present invention.

まず、APC制御では、LED81aに流す電流量を増減させつつ(LED81aに印加する電圧を増減させつつ)、発光量を一定で保つところ、フォトトランジスタ9の応答速度が遅いと、APC機能による発光量の増減にフォトトランジスタ9が追従できないなど、LED81aの発光が不安定となる場合がある。そこで、本実施形態の濃度測定装置1では、フォトトランジスタ9の応答速度のばらつき(個体差)があっても、フォトトランジスタ9に印加する電源電圧、又は、負荷抵抗RLを変化させて、少なくとも、ある一定の応答速度を確保する。   First, in the APC control, the light emission amount is kept constant while increasing or decreasing the amount of current flowing to the LED 81a (while increasing or decreasing the voltage applied to the LED 81a). If the response speed of the phototransistor 9 is slow, the light emission amount by the APC function There are cases where the light emission of the LED 81a becomes unstable, for example, the phototransistor 9 cannot follow the increase / decrease. Therefore, in the concentration measuring apparatus 1 of the present embodiment, even if there is a variation (individual difference) in the response speed of the phototransistor 9, by changing the power supply voltage applied to the phototransistor 9 or the load resistance RL, at least Ensure a certain response speed.

そこで、図6等に示す記憶部72には、濃度測定装置1に搭載されるフォトトランジスタ9の応答速度を示す応答速度データが記憶される。フォトトランジスタ9の応答速度には、同一形式の製品でもばらつきがあるためであり、このばらつきに対応しつつ、応答速度を向上させる制御を行うためである。   Therefore, response speed data indicating the response speed of the phototransistor 9 mounted in the concentration measuring apparatus 1 is stored in the storage unit 72 shown in FIG. This is because the response speed of the phototransistor 9 varies among products of the same type, and control is performed to improve the response speed while responding to this variation.

そして、応答速度データは、予めフォトトランジスタ9の応答速度を個別に測定した結果に基づき定められる。例えば、フォトトランジスタ9に一定の電圧を印加し、予め定めた光量を一定時間照射し、その後照射を終了した際の、一定の起点(例えば、照射開始時や照射終了時)から、フォトトランジスタ9がOFFするまでの時間の長短に基づいて定めても良い。又、例えば、応答時間の長短により、応答速度を統計的に数値化したものを応答速度データとして用いても良いし、実際に測定された応答時間の逆数を応答速度データとして用いてもよい。即ち、一定の基準のもと、応答速度を示すデータであればよい。   The response speed data is determined based on the result of individually measuring the response speed of the phototransistor 9 in advance. For example, a certain voltage is applied to the phototransistor 9, a predetermined amount of light is irradiated for a certain period of time, and thereafter, from a certain starting point (for example, at the start of irradiation or at the end of irradiation), the phototransistor 9 is irradiated. It may be determined based on the length of time until is turned off. In addition, for example, the response speed obtained by statistically quantifying the response speed according to the length of the response time may be used as the response speed data, or the inverse of the actually measured response time may be used as the response speed data. That is, any data indicating the response speed may be used based on a certain standard.

そして、APC制御では、記憶部72に記憶される応答速度データを元に、図8に示すような、同じく記憶部72に記憶されるデータテーブルDTを元に、フォトトランジスタ9の駆動電圧、基準電圧、負荷抵抗RLが決定される。   In the APC control, based on the response speed data stored in the storage unit 72, based on the data table DT similarly stored in the storage unit 72 as shown in FIG. The voltage and load resistance RL are determined.

まず、データテーブルDTでの応答速度データ欄におけるX1〜X9は、応答速度データにおける閾値を示す。この閾値に基づき、フォトトランジスタ9の駆動電圧等が決定される。又、データテーブルDTの定め方は多様であるが、本説明では、X9からX1に近づくにつれて、応答速度が速い場合を説明する。そして、応答速度データ欄におけるxの値は、記憶部72に記憶される応答速度データの数値を示し、その数値は、図8に示す本例のデータテーブルDTでは、値が大きいほど応答速度データが速いことを示す。   First, X1 to X9 in the response speed data column in the data table DT indicate threshold values in the response speed data. Based on this threshold, the drive voltage of the phototransistor 9 is determined. Although there are various ways of defining the data table DT, in this description, a case will be described in which the response speed increases as X9 approaches X1. And the value of x in the response speed data column indicates the numerical value of the response speed data stored in the storage unit 72. In the data table DT of this example shown in FIG. Indicates that it is fast.

そして、応答速度データとその閾値に合わせて、フォトトランジスタ9の駆動電圧が決定される。ここで、図8に示す、駆動電圧欄が駆動電圧決定用データとなり、その大小関係は、Va>Vb>Vc>Vd>Ve>Vf>Vg>Vh>Vi>Vjとなる。従って、応答速度が遅いフォトトランジスタ9ほど、フォトトランジスタ9の駆動電圧は低く設定され、応答速度が高められる。即ち、駆動電圧決定用データは、応答速度が速いフォトトランジスタ9よりも、遅いフォトトランジスタ9の方が、フォトトランジスタ9の駆動電圧が低くなるように定められる。又、駆動電圧Va〜Vjは、各電圧値で実際にフォトトランジスタ9を駆動させた際に、例えば、予め定めた応答速度や、最も応答速度が速い閾値X1を少なくとも上回るように、実際に測定を行って定めることができる。   Then, the drive voltage of the phototransistor 9 is determined according to the response speed data and the threshold value. Here, the drive voltage column shown in FIG. 8 is the drive voltage determination data, and the magnitude relationship is Va> Vb> Vc> Vd> Ve> Vf> Vg> Vh> Vi> Vj. Therefore, as the phototransistor 9 has a slower response speed, the drive voltage of the phototransistor 9 is set lower and the response speed is increased. That is, the drive voltage determination data is determined such that the drive voltage of the phototransistor 9 is lower in the phototransistor 9 that is slower than the phototransistor 9 that has a fast response speed. The drive voltages Va to Vj are actually measured so that, for example, when the phototransistor 9 is actually driven at each voltage value, for example, at least exceeds a predetermined response speed or the threshold value X1 with the fastest response speed. Can be determined.

具体的に、CPU71は、データテーブルDTを参照して、フォトトランジスタ9の駆動電圧を決定し、決定した駆動電圧を出力するように、DC/DCコンバータ94に指示を与える。これにより、フォトトランジスタ9には、決定された駆動電圧が印加される。   Specifically, the CPU 71 refers to the data table DT, determines the drive voltage of the phototransistor 9, and gives an instruction to the DC / DC converter 94 to output the determined drive voltage. As a result, the determined drive voltage is applied to the phototransistor 9.

そして、フォトトランジスタ9の駆動電圧が変化すれば、LED81aの発光量を一定とするための基準電圧も変化するから、フォトトランジスタ9の駆動電圧と、負荷抵抗RLの大きさ(詳細は後述)に合わせて、基準電圧も変更される。この基準電圧もデータテーブルDTを参照して決定される。ここで、図7に示す、基準電圧欄が基準電圧決定用データとなり、その大小関係は、Vk>Vl>Vm>Vn>Vp>Vq>Vr>Vs>Vt>Vuとなる。従って、応答速度が遅いフォトトランジスタ9ほど、駆動電圧は低く設定され、フォトトランジスタ9の出力電圧も小さくなる傾向を示すので、基準電圧も低くなる。これにより、駆動電圧が変わっても、発光部81の発光量は一定で維持される。又、例えば、基準電圧Vk〜Vuは、各種駆動電圧を印加し、発光量が適正時の光量をフォトトランジスタ9に照射し、その時のフォトトランジスタ9の出力電圧と基準電圧との差が一定値となるように、予め測定した結果を基準電圧と定めることができる。   When the drive voltage of the phototransistor 9 changes, the reference voltage for making the light emission amount of the LED 81a constant also changes. Therefore, the drive voltage of the phototransistor 9 and the magnitude of the load resistance RL (details will be described later). In addition, the reference voltage is also changed. This reference voltage is also determined with reference to the data table DT. Here, the reference voltage column shown in FIG. 7 is reference voltage determination data, and the magnitude relationship is Vk> Vl> Vm> Vn> Vp> Vq> Vr> Vs> Vt> Vu. Accordingly, the phototransistor 9 with a slower response speed has a lower drive voltage and the output voltage of the phototransistor 9 tends to decrease, so the reference voltage also decreases. Thereby, even if a drive voltage changes, the light emission amount of the light emission part 81 is maintained constant. Further, for example, the reference voltages Vk to Vu are applied with various drive voltages, irradiate the phototransistor 9 with a light amount when the light emission amount is appropriate, and the difference between the output voltage of the phototransistor 9 and the reference voltage at that time is a constant value. The result measured in advance can be determined as the reference voltage.

このように、制御部7は、駆動電圧決定用データに基づき、フォトトランジスタ9の駆動電圧を決定して、DC/DCコンバータ94に決定した駆動電圧をフォトトランジスタ9に印加させるとともに、基準電圧決定用データに基づき、基準電圧を決定し、決定された基準電圧をAPC回路93に入力する。   As described above, the control unit 7 determines the drive voltage of the phototransistor 9 based on the drive voltage determination data, causes the DC / DC converter 94 to apply the determined drive voltage to the phototransistor 9, and determines the reference voltage. The reference voltage is determined based on the data for use, and the determined reference voltage is input to the APC circuit 93.

尚、以下では、負荷抵抗RLを変更する場合を説明するが、電源電圧の変更のみで、発光量が不安定とならないほど、フォトトランジスタ9の応答速度を確保できるのであれば、負荷抵抗RLを複数備えることや、負荷抵抗選択部92を設けることは必要ない。   In the following, the case of changing the load resistance RL will be described. However, if the response speed of the phototransistor 9 can be ensured so that the amount of light emission does not become unstable only by changing the power supply voltage, the load resistance RL is changed. It is not necessary to provide a plurality of load resistance selection units 92.

上述したように、負荷抵抗RLを下げても応答速度は向上するので、図8のデータテーブルDTでの負荷抵抗RL欄に示す負荷抵抗決定用データに基づき、応答速度が遅い場合ほど負荷抵抗RLの抵抗値を下げるようにする。尚、抵抗値の大小関係は、本例ではRL1>RL2>RL3>RL4>RL5となる。具体的に、CPU71は、データテーブルDTを参照し、負荷抵抗RLを応答速度データに応じて変える指示を負荷抵抗選択部92に与える。これにより、尚更のこと、応答速度を速めることができる。又、負荷抵抗RLの抵抗値を下げると、フォトトランジスタ9からの出力電圧は下がるので、基準電圧は、フォトトランジスタ9の各駆動電圧と、用いる負荷抵抗RLの状態で予め測定を行って、結果から定められる。   As described above, since the response speed is improved even if the load resistance RL is lowered, the load resistance RL is increased as the response speed is slower based on the load resistance determination data shown in the load resistance RL column in the data table DT of FIG. Reduce the resistance value. In this example, the magnitude relationship between the resistance values is RL1> RL2> RL3> RL4> RL5. Specifically, the CPU 71 refers to the data table DT and gives an instruction to change the load resistance RL according to the response speed data to the load resistance selection unit 92. As a result, the response speed can be further increased. Further, when the resistance value of the load resistor RL is lowered, the output voltage from the phototransistor 9 is lowered. Therefore, the reference voltage is measured in advance in the state of each driving voltage of the phototransistor 9 and the load resistor RL to be used. It is determined from.

従って、負荷抵抗RLをも用いて、フォトトランジスタ9の応答速度を向上させる場合には、記憶部72は、応答速度データに応じて、使用する負荷抵抗RLを決定するための負荷抵抗決定用データと、発光部81の発光量が一定となるように、決定された負荷抵抗RLとフォトトランジスタ9の駆動電圧に応じて基準電圧を決定するための基準電圧決定用データを記憶し、負荷抵抗決定用データは、応答速度が速いフォトトランジスタ9よりも、遅いフォトトランジスタ9の方が、使用する負荷抵抗RLを小さくなるように定められ、制御部7は、負荷抵抗決定用データに基づき、使用する負荷抵抗RLを決定し、負荷抵抗選択部92に決定した負荷抵抗RLをフォトトランジスタ9に接続させるとともに、基準電圧決定用データに基づき、基準電圧を決定し、決定された基準電圧をAPC回路93に入力する。   Therefore, when the response speed of the phototransistor 9 is also improved using the load resistance RL, the storage unit 72 uses the load resistance determination data for determining the load resistance RL to be used according to the response speed data. And the reference voltage determination data for determining the reference voltage according to the determined load resistance RL and the driving voltage of the phototransistor 9 so that the light emission amount of the light emitting unit 81 is constant, and the load resistance determination The data for use is determined such that the phototransistor 9 having a slower response speed is smaller than the phototransistor 9 having a faster response speed, and the control unit 7 uses the load resistor RL based on the data for determining the load resistance. The load resistance RL is determined, and the load resistance RL determined by the load resistance selection unit 92 is connected to the phototransistor 9 and based on the reference voltage determination data. Determining a reference voltage, and inputs the determined reference voltage to the APC circuit 93.

次に、図9に基づき、本発明の実施形態に係る濃度測定装置1の濃度測定における制御の一例を説明する。図9は、本発明の実施形態に係る濃度測定装置1の濃度測定における制御フローの一例を示すフローチャートである。   Next, an example of control in concentration measurement of the concentration measurement apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described based on FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an example of a control flow in the concentration measurement of the concentration measurement apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.

図9に示すスタートは、濃度測定の所定の実行タイミングである。例えば、所定のタイミングは、プリンタ2の電源投入時や、操作パネル3でパターン画像P1による濃度測定と調整を指示した場合や、前回の濃度測定後、一定枚数(例えば、数百枚〜数千枚)印刷した際に実行される濃度自動調整の場合や、プリンタ2が不使用状態となってから一定時間が経過した場合など、適宜設定できる。   The start shown in FIG. 9 is a predetermined execution timing of concentration measurement. For example, the predetermined timing is determined when the printer 2 is turned on, when the operation panel 3 instructs density measurement and adjustment using the pattern image P1, or after the previous density measurement, for example, a certain number of sheets (for example, several hundred to several thousand). Sheet), it can be set as appropriate, for example, in the case of automatic density adjustment executed when printing, or when a certain time has passed since the printer 2 was not used.

その後、制御部7は、記憶部72から応答速度データを読み出す(ステップ♯1)。次に、制御部7は、記憶部72のデータテーブルDTを参照する(ステップ♯2)。そして、制御部7は、フォトトランジスタ9の駆動電圧、基準電圧、使用する負荷抵抗RLを決定する(ステップ♯3)。その後、制御部7のCPU71は、ポートPT3〜5にて、決定された駆動電圧、基準電圧、負荷抵抗RLに基づき、DC/DCコンバータ94、負荷抵抗選択部92を制御し、APC回路93に基準電圧を入力する(ステップ♯4)。   Thereafter, the control unit 7 reads response speed data from the storage unit 72 (step # 1). Next, the control unit 7 refers to the data table DT in the storage unit 72 (step # 2). Then, the control unit 7 determines the drive voltage, reference voltage, and load resistance RL to be used for the phototransistor 9 (step # 3). Thereafter, the CPU 71 of the control unit 7 controls the DC / DC converter 94 and the load resistance selection unit 92 based on the determined drive voltage, reference voltage, and load resistance RL at the ports PT3 to PT5, and causes the APC circuit 93 to A reference voltage is input (step # 4).

次に、APCにより、発光部81の発光量を維持しつつ、制御部7は、測定対象におけるトナー像の濃度を検出する(ステップ♯5)。次に、全ての濃度検出が完了したかを制御部7は確認する(ステップ♯6)。例えば、パターン画像P1の全てのパッチの濃度検出が完了したかを確認する。そして、全ての濃度検出が完了していなければ(ステップ♯6のNo)、例えば、ステップ♯1に戻り(ステップ♯5でもよい)、完了していれば(ステップ♯6のYes)、濃度測定制御は完了する(エンド)。   Next, the control unit 7 detects the density of the toner image on the measurement target while maintaining the light emission amount of the light emitting unit 81 by APC (step # 5). Next, the control unit 7 confirms whether all the density detections are completed (step # 6). For example, it is confirmed whether the density detection of all the patches of the pattern image P1 is completed. If all the density detections are not completed (No in Step # 6), for example, the process returns to Step # 1 (or may be Step # 5). If completed (Yes in Step # 6), the density measurement is performed. Control is complete (end).

そして、制御部7は、取得された濃度測定結果から、理想的な濃度とずれがあれば、画像形成部5aの各種バイアスを調整する等により、濃度調整を行って、形成される画像の濃度が適切である状態を維持する。   Then, if there is a deviation from the ideal density from the acquired density measurement result, the control unit 7 adjusts the density by adjusting various biases of the image forming unit 5a, etc., and the density of the image to be formed Maintain a state where is appropriate.

このようにして、本発明の構成によれば、フォトトランジスタ9は、駆動電圧を下げると応答速度が向上する特性を利用して、装着されたフォトトランジスタ9の応答速度が遅いほど、フォトトランジスタ9の出力変化に対応するため基準電圧を変更しつつ、駆動電圧を下げるので、APC受光回路91でのフォトトランジスタ9の応答速度を高めることができる。従って、発光素子(LED81a)の光量変化に追従しやすくなり、発光部81からの発光量の安定度が向上する。そして、光量が一定で安定するので、正確な濃度測定を行うことができる。   As described above, according to the configuration of the present invention, the phototransistor 9 uses the characteristic that the response speed is improved when the drive voltage is lowered. Since the drive voltage is lowered while changing the reference voltage to cope with the output change, the response speed of the phototransistor 9 in the APC light receiving circuit 91 can be increased. Therefore, it becomes easy to follow the light amount change of the light emitting element (LED 81a), and the stability of the light emission amount from the light emitting unit 81 is improved. Since the light quantity is constant and stable, accurate concentration measurement can be performed.

又、受光によりフォトトランジスタ9が出力した電流を電圧に変換する負荷抵抗RLの抵抗値を下げると応答速度が向上する特性を利用して、装着されたフォトトランジスタ9の応答速度が遅いほど、基準電圧を変更しつつ、負荷抵抗RLの抵抗値を下げるので、フォトトランジスタ9の応答速度を高めることができる。従って、発光素子の光量変化に追従しやすくなり、発光部81からの発光量の安定度が向上する。   Further, the response speed is improved by lowering the resistance value of the load resistor RL that converts the current output from the phototransistor 9 into a voltage by light reception. The lower the response speed of the mounted phototransistor 9 is, the lower the reference speed is. Since the resistance value of the load resistor RL is lowered while changing the voltage, the response speed of the phototransistor 9 can be increased. Therefore, it becomes easy to follow the light quantity change of the light emitting element, and the stability of the light emission amount from the light emitting unit 81 is improved.

又、発光部81からの発光量の変化に追従するAPC受光回路91の出力電圧を利用して、発光部81への供給電流を変化させるので、発光部81の発光量が減少すれば供給電流を増やし、発光部81の発光量が増加すれば供給電流を減らすことができ、発光部81の発光量を一定で維持することができる。又、濃度測定装置1の正確な濃度測定結果を用いて、トナー像の濃度調整を行うことができる。従って、トナー像の濃度のずれがなく、画質が維持される画像形成装置(例えば、プリンタ2)を提供することができる。   Further, since the supply current to the light emitting unit 81 is changed using the output voltage of the APC light receiving circuit 91 that follows the change in the light emission amount from the light emitting unit 81, the supply current is reduced if the light emission amount of the light emitting unit 81 decreases. If the light emission amount of the light emitting unit 81 is increased, the supply current can be reduced, and the light emission amount of the light emitting unit 81 can be kept constant. Further, the density adjustment of the toner image can be performed using the accurate density measurement result of the density measuring apparatus 1. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus (for example, the printer 2) in which the density of the toner image is not shifted and the image quality is maintained.

次に、他の実施形態について説明する。上記の実施形態では、差動増幅器95として、オペアンプOPのICを1つ用いた差動増幅器95を例示したが、例えば、オペアンプOPを複数用いたインスツルメンテーションアンプ等で構成してもよい。又、ICのオペアンプOPではなく、例えば、FET等のトランジスタを使用した差動増幅器でも良い。   Next, another embodiment will be described. In the above embodiment, the differential amplifier 95 is exemplified as the differential amplifier 95 using one IC of the operational amplifier OP. However, for example, it may be configured by an instrumentation amplifier using a plurality of operational amplifiers OP. . Further, instead of the operational amplifier OP of the IC, for example, a differential amplifier using a transistor such as an FET may be used.

又、上記実施形態では、応答速度データを、フォトトランジスタ9ごとの個別的なデータ数値で示す例を示したが、フォトトランジスタ9の応答速度データの分布をランク範囲として分割したランク情報として示しても良い。   In the above embodiment, the response speed data is shown as individual data numerical values for each phototransistor 9, but the distribution of the response speed data of the phototransistor 9 is shown as rank information divided into rank ranges. Also good.

又、上記実施形態では、フォトトランジスタ9に印加する駆動電圧変更部としてDC/DCコンバータ94を示したが、例えば、レギュレータ等により複数の出力電圧が異なる電源と、スイッチを用意し、これを駆動電圧変更部としつつ、CPU71が使用する電源を選択するようにして、駆動電圧を変化させても良い。即ち、駆動電圧変更部は、異なる電圧を出力する複数の電源で構成されてもよい。この構成によれば、複数の電源により、フォトトランジスタ9の駆動電圧を任意に変更することができ、フォトトランジスタ9の応答速度を向上させることができる。   In the above embodiment, the DC / DC converter 94 is shown as a drive voltage changing unit to be applied to the phototransistor 9. However, for example, a power supply and a switch having different output voltages are prepared by a regulator or the like, and this is driven. The drive voltage may be changed by selecting the power source used by the CPU 71 while using the voltage changing unit. That is, the drive voltage changing unit may be composed of a plurality of power supplies that output different voltages. According to this configuration, the driving voltage of the phototransistor 9 can be arbitrarily changed by a plurality of power supplies, and the response speed of the phototransistor 9 can be improved.

又、上記実施形態の制御に加え、フォトトランジスタ9の出力電圧特性が温度によって変化する(一般的には、温度上昇に伴って出力電流が増加)ことに対応し、プリンタ2に備えられる温度センサS1を利用し、例えば、図8に示すデータテーブルDTを更に検出された温度範囲ごとに用意し、センサ部8の周囲温度に応じて、駆動電圧、基準電圧、使用する負荷抵抗RLを決定してもよい。   In addition to the control of the above embodiment, the temperature sensor provided in the printer 2 in response to the fact that the output voltage characteristic of the phototransistor 9 changes with temperature (generally, the output current increases as the temperature rises). For example, the data table DT shown in FIG. 8 is prepared for each detected temperature range by using S1, and the drive voltage, the reference voltage, and the load resistance RL to be used are determined according to the ambient temperature of the sensor unit 8. May be.

又、上記実施形態では、データテーブルDTでは、駆動電圧、基準電圧は、それぞれ電圧値として定められていたが、駆動電圧決定用データ、基準電圧決定用データを、例えば、応答速度データに乗ずる係数として定め、データテーブルDTには、その係数を含めておき、駆動電圧、基準電圧をCPU71による演算で求めても良い。   In the above embodiment, the drive voltage and the reference voltage are determined as voltage values in the data table DT, but the coefficient for multiplying the drive voltage determination data and the reference voltage determination data by, for example, response speed data. The coefficient may be included in the data table DT, and the drive voltage and the reference voltage may be obtained by calculation by the CPU 71.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。   The embodiment of the present invention has been described above, but the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

本発明は、APC回路を備えた濃度測定装置及び、この濃度測定装置を備えた画像形成装置に利用可能である。   The present invention can be used for a density measuring apparatus including an APC circuit and an image forming apparatus including the density measuring apparatus.

1 濃度測定装置 2 プリンタ(画像形成装置)
5a 画像形成部 52 感光体ドラム(測定対象)
65 中間転写ベルト(測定対象) 7 制御部
72 記憶部 81 発光部
81a LED(発光素子) 83(83A、83B) 受光部
9 フォトトランジスタ 91 APC受光回路
92 負荷抵抗選択部 93 APC回路
94 DC/DCコンバータ(駆動電圧変更部) 95 差動増幅器
RL 負荷抵抗(RL1、RL2、RL3、RL4、RL5)
1 Density measuring device 2 Printer (image forming device)
5a Image forming unit 52 Photosensitive drum (measurement target)
65 Intermediate transfer belt (measurement object) 7 Control unit 72 Storage unit 81 Light emitting unit 81a LED (light emitting element) 83 (83A, 83B) Light receiving unit 9 Phototransistor 91 APC light receiving circuit 92 Load resistance selecting unit 93 APC circuit 94 DC / DC Converter (drive voltage changing unit) 95 Differential amplifier RL Load resistance (RL1, RL2, RL3, RL4, RL5)

Claims (6)

発光素子を有し、トナー像が形成された測定対象に向けて光を照射する発光部と、前記測定対象からの反射光を受光し、受光量に応じて出力する電流又は電圧が変化する受光部と、を備え、前記受光部の受光量に応じて、トナー像の濃度を測定する濃度測定装置において、
前記発光素子の発光量をモニタするフォトトランジスタを備えたAPC受光回路と、
前記APC受光回路の出力が入力され、基準電圧との差によって、前記発光部に供給する電流を決定するAPC回路と、
前記APC回路に前記基準電圧を入力する制御部と、
前記フォトトランジスタの駆動電圧を変化させる駆動電圧変更部と、
前記フォトトランジスタの応答速度を示す応答速度データと、前記応答速度データに応じて前記フォトトランジスタの駆動電圧を決定するための駆動電圧決定用データと、前記発光部の発光量が一定となるように、決定された前記フォトトランジスタの駆動電圧に応じて前記基準電圧を決定するための基準電圧決定用データを記憶する記憶部と、を備え、
前記駆動電圧決定用データは、応答速度が速い前記フォトトランジスタよりも、遅い前記フォトトランジスタの方が、前記フォトトランジスタの駆動電圧が低くなるように定められ、
前記制御部は、前記駆動電圧決定用データに基づき、前記フォトトランジスタの駆動電圧を決定して、前記駆動電圧変更部に決定した駆動電圧を前記フォトトランジスタに印加させるとともに、前記基準電圧決定用データに基づき、前記基準電圧を決定し、決定された前記基準電圧を前記APC回路に入力することを特徴とする濃度測定装置。
A light emitting unit having a light emitting element that emits light toward a measurement target on which a toner image is formed, and a light reception unit that receives reflected light from the measurement target and changes an output current or voltage according to the amount of received light A density measuring device that measures the density of a toner image according to the amount of light received by the light receiving unit.
An APC light receiving circuit having a phototransistor for monitoring the light emission amount of the light emitting element;
An APC circuit that receives an output of the APC light receiving circuit and determines a current to be supplied to the light emitting unit according to a difference from a reference voltage;
A control unit for inputting the reference voltage to the APC circuit;
A drive voltage changing unit for changing the drive voltage of the phototransistor;
Response speed data indicating the response speed of the phototransistor, drive voltage determination data for determining a drive voltage of the phototransistor according to the response speed data, and a light emission amount of the light emitting unit are constant. A storage unit for storing reference voltage determination data for determining the reference voltage according to the determined drive voltage of the phototransistor,
The drive voltage determination data is determined such that the drive voltage of the phototransistor is lower in the phototransistor that is slower than the phototransistor that has a fast response speed.
The control unit determines a drive voltage of the phototransistor based on the drive voltage determination data, causes the drive voltage change unit to apply the determined drive voltage to the phototransistor, and also supplies the reference voltage determination data. And determining the reference voltage and inputting the determined reference voltage to the APC circuit.
前記フォトトランジスタの出力電流を電圧に変換するための複数の負荷抵抗と、
使用する前記負荷抵抗を切り換える負荷抵抗選択部を有し、
前記記憶部は、前記応答速度データに応じて、使用する前記負荷抵抗を決定するための負荷抵抗決定用データと、前記発光部の発光量が一定となるように、決定された前記負荷抵抗と前記フォトトランジスタの駆動電圧に応じて前記基準電圧を決定するための基準電圧決定用データを記憶し、
前記負荷抵抗決定用データは、応答速度が速い前記フォトトランジスタよりも、遅い前記フォトトランジスタの方が、使用する前記負荷抵抗を小さくなるように定められ、
前記制御部は、前記負荷抵抗決定用データに基づき、使用する前記負荷抵抗を決定し、前記負荷抵抗選択部に決定した前記負荷抵抗を前記フォトトランジスタに接続させるとともに、前記基準電圧決定用データに基づき、前記基準電圧を決定し、決定された前記基準電圧を前記APC回路に入力することを特徴とする請求項1記載の濃度測定装置。
A plurality of load resistors for converting the output current of the phototransistor into a voltage;
A load resistance selection section for switching the load resistance to be used;
The storage unit includes load resistance determination data for determining the load resistance to be used according to the response speed data, and the load resistance determined so that the light emission amount of the light emitting unit is constant. Storing reference voltage determining data for determining the reference voltage according to the driving voltage of the phototransistor;
The load resistance determination data is determined so that the phototransistor having a low response speed is smaller than the phototransistor having a fast response speed,
The control unit determines the load resistance to be used based on the load resistance determination data, connects the load resistance determined by the load resistance selection unit to the phototransistor, and uses the reference voltage determination data as the reference voltage determination data. 2. The concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the reference voltage is determined based on the determined reference voltage, and the determined reference voltage is input to the APC circuit.
前記駆動電圧変更部は、DC/DCコンバータであることを特徴とする請求項1又は2に記載の濃度測定装置。   The concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the drive voltage changing unit is a DC / DC converter. 前記駆動電圧変更部は、異なる電圧を出力する複数の電源で構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の濃度測定装置。   The concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the drive voltage changing unit includes a plurality of power supplies that output different voltages. 前記APC回路は、差動増幅器を含み、前記APC受光回路の出力電圧と前記基準電圧の差を増幅することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の濃度測定装置。   The concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the APC circuit includes a differential amplifier, and amplifies a difference between an output voltage of the APC light receiving circuit and the reference voltage. 前記請求項1乃至5のいずれか1項に記載の濃度測定装置と、
前記濃度測定装置の測定結果に基づき、形成した画像の濃度と形成しようとした画像の理想的な濃度とずれがある場合、そのずれを調整して画像を形成する画像形成部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
The concentration measuring apparatus according to any one of claims 1 to 5,
Based on the measurement result of the density measuring device, when there is a deviation from the density of the formed image and the ideal density of the image to be formed, an image forming unit that adjusts the deviation to form an image;
An image forming apparatus comprising:
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