JP2774979B2 - トナー濃度検知方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は「トナー濃度検知
方法」に関する。 【０００２】 【従来の技術】誘電性の潜像担持体上にスタイラス電極
等による位置選択的な書込帯電によって、あるいは、光
導電性の潜像担持体上に帯電と露光とによって、静電潜
像を形成し、この静電潜像をトナーで現像し、得られる
可視像を転写紙上に転写する方式の画像記録方式が知ら
れている。 【０００３】この種の画像記録方式では一般に現像装置
内におけるトナー濃度によって、記録画像の像質が左右
されることとなるため、現像装置内におけるトナー濃度
が所定の範囲内にあるようにトナー補給の制御が行なわ
れる。 【０００４】かかるトナー補給を適正に行なうために現
像装置内におけるトナー濃度を知る必要がある。 【０００５】従来、潜像担持体の画像領域外にトナー濃
度検知用の潜像パターンを形成し、この潜像パターンを
トナーで現像して可視パターンとなし、この可視パター
ンの濃度を潜像担持体上にて光学的に検知し、検知濃度
を現像装置内のトナー濃度と対応させてトナー補給を行
なう方法が知られている。 【０００６】この方法は有効ではあるが、トナー濃度の
制御は潜像担持体上の可視パターンの濃度に基づき行な
われることになる。 【０００７】実際の記録画像の像質は「転写された可視
像に基づいて定まる」から、転写された可視像の濃度に
基づいてトナー濃度の制御を行なうことができれば、よ
り精細なトナー濃度制御が可能となる。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、トナー濃度検知において、転写された可視像
の濃度に基づいたトナー補給を可能ならしめることを課
題とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】この発明を適用しうる画
像記録方式は、潜像担持体に静電潜像を形成し、この静
電潜像をトナーで現像し、得られる可視像を転写紙上に
転写し、必要に応じて定着する方式のものである。静電
潜像の形成は例えば「潜像担持体の帯電と露光」により
行なわれる。 【００１０】露光は画像の光像を照射して行なっても良
いし、光ビームや発光体アレイによる「書込み」で行な
ってもよい。すなわち本発明を適用し得る画像記録方式
は、複写方式、光プリント方式等を含んでいる。 【００１１】この発明のトナー濃度検知方法はカラー複
写方式等の「カラー画像記録方式」にも適用できる。 【００１２】この発明のトナー濃度検知方法は以下の如
くに実行される。 【００１３】潜像担持体にトナー濃度検知用の「潜像パ
ターン」を形成する。この潜像パターンをトナーで現像
して「可視パターン」とする。この可視パターンを転写
ベルト上に転写する。この転写ベルトは「転写紙を転写
用搬送路に沿って搬送するためのベルト」である。転写
は、上記転写ベルトが、ベルト外周面を上に向けて略水
平状に張り渡された部分において行なう。 【００１４】転写ベルト上に転写された可視パターンの
濃度を、上記ベルト外周面を上に向けて張り渡された部
分における「転写位置と別の位置」で検知する。 【００１５】検知後、転写ベルトを除電し、転写ベルト
上から可視パターンを除去する。転写ベルトの除電は、
転写ベルトにおける、ベルト外周面を下に向けて張り渡
された部分において、転写ベルトの内周面と外周面の両
方から行われる。そして、ベルト外周面を下に向けて張
り渡された部分において、可視パターンが除去される。 【００１６】このようにすると「記録画像の像質を直接
的に左右する転写可視像の濃度」に対応させてトナー濃
度を検知することが可能である。 【００１７】以下、図面を参照しながら具体的に説明す
る。この発明は先にも述べたようにモノクロ画像記録方
式のみならずカラー画像記録方式にも適用できる。 【００１８】 【発明の実施の形態】図２はこの発明の実施の形態の１
例として、この発明を適用したカラー電子複写装置の１
例を説明に必要な部分のみ説明図的に略示している。 【００１９】まずカラー複写プロセスのあらましを説明
する。図２中に示すように、複写されるべき原稿０は原
稿ガラス１０上に平面的に載置される。 【００２０】複写時にはランプ１２が点灯し、ミラー１
４と一体的に図２の右方へ所定の速度：Ｖで移動して原
稿０を照明走査する。同時にダハミラー１６が、図２の
右方へＶ／２の速度で移動する。従って原稿０からの反
射光は先ずミラー１４に反射され、次いでダハミラー１
６に反射されたのち結像レンズ１８に入射する。 【００２１】結像レンズ１８を透過した結像光束はミラ
ー２０，２２により順次反射されてダイクロイックフィ
ルター２４に入射する。ダイクロイックフィルター２４
は、「青色光を選択的に反射し、緑色光、赤色光はこれ
を透過させる」ような機能を有している。 【００２２】従って、結像光束のうちの青色成分はダイ
クロイックフィルター２４に反射されて光導電性の潜像
担持体である感光体３４上に、原稿０のスリット状部分
の像を結像する。このように結像された像は原稿０の青
色分解画像である。 【００２３】一方、ダイクロイックフィルター２４を透
過した結像光束はミラー２６によりスリット分割され、
ミラー２６により反射された光束はフィルター２８によ
り緑色に色分解され、原稿０の緑色分解画像の光像を感
光体３６上に結像する。 【００２４】ミラー２６に反射されない結像光束はミラ
ー３０に反射されたのち、フィルター３２により赤色に
色分解され、原稿０の赤色分解画像の光像を感光体３８
上に結像する。 【００２５】色分解の方法および色は上記説明の例に限
らず、種々のものが知られており、これら公知のものを
適宜利用できる。また各感光体上に結像する画像の色も
適宜定めることができる。図２の装置は変倍複写が可能
であることを付記しておく。 【００２６】感光体３４，３６，３８はベルト状であっ
て複写装置の上下方向へ巻装され、それぞれ時計方向へ
回動可能である。各感光体の頂部は、良好な結像特性を
得るため、図面に直交する方向に「細長い細幅の平面」
状に張りわたされている。 【００２７】感光体３４，３６，３８は、複写時にはそ
れぞれ一番下部に配備された駆動プーリーの作用で時計
方向へ回動し、まず除電ランプ５４，５４Ａ，５４Ｂに
よりそれぞれ光除電され、ついでチャージャー４０，４
０Ａ，４０Ｂによりそれぞれ帯電され、しかるのち各色
分解画像の光像でスリット露光され、各色分解画像に対
応する静電潜像が形成される。 【００２８】露光後の感光体３４，３６，３８はイレー
サー４２，４２Ａ，４２Ｂにより、それぞれ不要部分
（転写されない部分）を消去される。 【００２９】各感光体の周辺には、それぞれ同種の機材
が配備されているので、感光体３４の周囲の機材は数字
のみをもって示し、感光体３６，３８の周囲の機材は、
数字の末尾にＡ，Ｂをそれぞれ付加した符号によって示
している。感光体３４，３６，３８の周辺機材とも、数
字部分が同一のものは同一構成のものである。例えばイ
レーサー４２，４２Ａ，４２Ｂは何れも同じ構成のもの
である。 【００３０】感光体３４に形成された静電潜像は原稿０
の青色分解画像に対応するので、この静電潜像の現像は
「青色と補色関係にあるイエロー」に着色されたイエロ
ートナーによっておこなわれる。 【００３１】この現像は現像装置４４，４８により行な
われる。現像装置４４，４８は同一構造の装置である。
現像装置４４，４８の間には階調性補正用ランプ４６が
配備され、必要に応じ「階調性補正」のために点灯照射
される。 【００３２】感光体３６に形成された静電潜像は、現像
装置４４Ａ，４８Ａによりマゼンタトナーで現像され、
必要に応じて階調性補正用ランプ４６Ａによる光照射を
受ける。また感光体３８に形成された静電潜像は、現像
装置４４Ｂ，４８Ｂによりシアントナーで現像され、必
要に応じて階調性補正用ランプ４６Ｂによる光照射を受
ける。 【００３３】かくして感光体３４，３６，３８にそれぞ
れイエロー可視像、マゼンタ可視像、シアン可視像が得
られる。これらイエロー、マゼンタ、シアン可視像は同
一の転写紙Ｓ上に転写される。この転写は以下の如くに
なされる。 【００３４】感光体３４，３６，３８の下位に転写ベル
ト６０が横方向に巻装され、反時計方向へ回動できるよ
うになっている。転写ベルト６０内空間の各感光体の最
下部に対向する部位には転写器６２，６２Ａ，６２Ｂが
設けられている。 【００３５】転写ベルト６０は厚さ７５μｍ程度の「透
明なポリエステルフィルム」で形成され、転写紙Ｓを
「転写用搬送路」即ち、転写ベルト６０の上面で形成さ
れる搬送路に沿って搬送する機能を有する。 【００３６】転写紙Ｓは積載収納されているカセットか
ら給紙コロ７０により給送され、その先端部をレジスト
ローラー７２に挾まれた状態で待機し、レジストローラ
ー７２は転写のタイミングをとって転写紙Ｓを転写ベル
ト６０側へ送出する。送出された転写紙Ｓは抑えローラ
ー７４と転写ベルト６０とにより挾まれて感光体３４に
対する転写位置へと進む。 【００３７】感光体３４上のイエロー可視像は転写に先
立ち除電ランプ５０による光照射を受けたのち、転写器
６２の作用で転写紙Ｓ上に静電転写される。 【００３８】転写紙Ｓは続いて感光体３６に対する転写
位置へと進み、感光体３６上のマゼンタ可視像は除電ラ
ンプ５０Ａによる光照射を受けたのち、転写器６２Ａの
作用により転写紙Ｓ上に転写される。転写紙Ｓがさらに
感光体３８に対する転写位置に達すると、シアン可視像
が除電ランプ５０Ｂによる光照射を受けたのち、転写器
６２Ｂの作用により転写紙Ｓ上に転写される。 【００３９】かくしてイエロー、マゼンタ、シアンの各
色可視像が転写紙Ｓ上に「相互に重畳」して転写され、
転写紙Ｓ上に原稿０のカラー画像に対応するカラー可視
像が形成される。 【００４０】転写紙Ｓはその後、定着装置へ送られ、同
装置７６にてカラー可視像を定着されたのち、排出ロー
ラー７８により装置外のトレイ８０上に排出される。 【００４１】可視像転写後の各感光体３４，３６，３８
はそれぞれクリーニング装置５２，５２Ａ，５２Ｂによ
り残留トナーを除去される。 【００４２】一方、転写ベルト６０は転写後に除電器６
４により除電され、クリーニング装置６６でクリーニン
グされる。以上がカラー複写プロセスのあらましであ
る。 【００４３】ところで転写紙Ｓ上への各色可視像の転写
は互いに位置合わせして行なわれねばならない。この位
置合せのために、各感光体の露光位置と転写位置とは次
の条件を満足するように設定されている。 【００４４】即ち、露光位置を、感光体３４，３６，３
８のそれぞれに対してＡ１，Ａ２，Ａ３、転写位置を同
様にＢ１，Ｂ２，Ｂ３とする。 【００４５】（Ａ１〜Ｂ１），（Ａ２〜Ｂ２），（Ａ３
〜Ｂ３）は、各感光体沿って感光体周面の移動方向に向
かって計った「露光位置と転写位置の間の距離」を表
す。（Ｂ１〜Ｂ２），（Ｂ２〜Ｂ３），（Ｂ１〜Ｂ３）
は、転写位置Ｂ１とＢ２の間、Ｂ２とＢ３の間、Ｂ１と
Ｂ３の間の距離をそれぞれ示す。 【００４６】これらの距離の間に、 （Ａ１〜Ｂ１）＋（Ｂ１〜Ｂ２）＝（Ａ２〜Ｂ２） （Ａ２〜Ｂ２）＋（Ｂ２〜Ｂ３）＝（Ａ１〜Ｂ１）＋（Ｂ１〜Ｂ３） ＝（Ａ３〜Ｂ３） の関係が成立つように露光位置、転写位置の各々が設定
されている。これによって、転写紙Ｓ上に転写される各
色可視像は自動的に相互に位置合せされる。 【００４７】以下に、トナー濃度の検知について説明す
る。 【００４８】図１（Ｉ）は図２に示すカラー複写装置例
において、感光体と転写ベルトの位置関係を、感光体３
４と転写ベルト６０との位置関係を例にとって示してい
る。符号４２はイレーサーを示す。 【００４９】イレーサー４２はＬＥＤアレイで微小なＬ
ＥＤを長手方向、即ち感光体３４のベルト幅方向へ１列
に配列したものであり、ＬＥＤの発光領域を種々に変え
ることにより感光体３４上の任意の部分で「光除電によ
るイレース」を行ない得るようになっている。 【００５０】イレーサー４２はＬＥＤの配列を感光体３
４の表面に極く近接させているが、ＬＥＤアレイと感光
体３４との間に、例えば集束性光伝送体アレイを配備
し、発光ＬＥＤの像を感光体上に結像させるようにして
もよい。 【００５１】感光体３４は時計方向へ回動するが、複写
時には、画像露光後にイレーサー４２により不要部をイ
レースする際に、画像領域外の一部に非イレース領域と
してトナー濃度検知用の潜像パターンＳＰＹを形成す
る。 【００５２】図１の例において、潜像パターンＳＰＹは
画像領域の「ベルト幅方向の側方」に形成されている。 【００５３】潜像パターンＳＰＹは現像装置４４，４８
（図２参照）によりイエロートナーで可視化されて可視
パターンとなり、イエロー可視像が転写紙Ｓ上に転写さ
れる際に転写ベルト６０の、ベルト外周面を上に向けて
略水平状に張り渡された部分に転写される。同様なこと
が感光体３６，３８に就いても行なわれる。 【００５４】図１（II）は、イエロー、マゼンタ、シア
ンの各色可視パターンＰＹ，ＰＭ，ＰＣが転写ベルト上
６０上に転写された様子を説明図的に示している。な
お、転写率は通常８５〜９０％である。 【００５５】可視パターンＰＹ，ＰＭ，ＰＣは、発光素
子１００Ａと受光素子１００Ｂとにより構成される反射
型のホトセンサー１００により、順次、その反射率が検
知され、各色トナーの分光反射率を考慮して各可視パタ
ーンの濃度が光学的に検知される。 【００５６】このようにして得られる検知値を、イエロ
ー可視パターン、マゼンタ可視パターン、シアン可視パ
ターンに対し、それぞれイエロー検知値、マゼンタ検知
値、シアン検知値と称する。 【００５７】これら各色の「検知値」が所定の設定値以
下となったとき、対応する色のトナーを補給するのであ
る。因に図２に示す現像装置４４，４８等は２成分系の
磁気ブラシ現像方式のもので各装置は「トナータンク」
を備えており、トナー補給はトナータンクから行なわれ
る。 【００５８】図３に、トナー補給とトナー濃度検知に関
するプロセス手順をフローチャートとして示す。図２の
装置はカラー複写（フルカラー）、２色複写（イエロー
とマゼンタ、イエローとシアン、マゼンタとシアンの各
２色）、単色複写（イエロー、マゼンタ、シアンの各色
複写）が実行可能となっており、トナー濃度検知・トナ
ー補給に関するプロセスは、複写プロセスのメインプロ
グラムに対する「サブルーチンプログラム」として組込
まれ、サブルーチンのＩｎ／Ｏｕｔを通じ、カラー複
写、２色複写、単色複写の各モード及び色を指定できる
ようになっている。 【００５９】図３において「Ａ」はアキュムレータ、
「Ｂ」はレジスターを示し、「矢印」は検知値または設
定値をアキュムレータあるいはレジスターに転送するこ
とを意味し、判断におけるＡ，Ｂの大小の比較は「検知
値と設定値の大小比較」を意味する。「ＲＥＴ」はメイ
ンプログラムへのリターンを意味する。 【００６０】２色およびカラー複写の場合においては、
転写ベルト６０上での可視パターンの順序が通常、イエ
ロー、マゼンタ、シアンの順を守るように、潜像パター
ンＳＰＹ等の形成タイミングが定められている。 【００６１】図４及び図５に実施の他の形態を２例示
す。図４の形態は「カラー複写プロセス１回に就き１色
のトナーの濃度検知を行なう」例で、図ではイエロート
ナーの濃度が可視パターンＰＹ１の光学的検知により検
知される。可視パターンＰＹ１は転写紙Ｓに転写される
べき可視像の先端部の位置に形成されている。 【００６２】図１，４に示す実施の形態では検知すべき
トナー濃度は３種あるが、単一のホトセンサー１００で
これらすべてを検知でき、検知機構が簡単ですむ。 【００６３】トナー濃度の検知は「画像記録プロセス
毎」に行なっても良いし、「複数プロセスごとに１回の
割合」で行なうようにしてもよい。 【００６４】図５に示す実施の形態では可視パターンＰ
Ｙ２（イエロー）、ＰＭ２（マゼンタ）、ＰＣ２（シア
ン）が転写ベルト６０の幅方向へ形成され、各パターン
の濃度はそれぞれ専用のホトセンサー１００，１０２，
１０４により検知される。 【００６５】転写ベルト６０上に形成された可視パター
ンを構成するトナーは、検知後、クリーニング装置６６
（図２）によって転写ベルト６０から除去される。 【００６６】図２に示すように、転写ベルト６０の除電
を行う除電器６４は転写ベルト６０を外周面と内周面の
両方から除電を行うものであり、除電は確実に行われ
る。そして、可視パターンの除去は上記除電後に行われ
るから確実に転写ベルトから除去される。 また、除電器
６４による除電が行われるのも、クリーニング装置６６
により可視パターンの除去が行われるのも、転写ベルト
が「外周面を下に向けて」張り渡された部分においてで
あるから、転写ベルトの除電や可視パターン除去が行わ
れる際にトナー飛散が生じたとしても、飛散トナーが転
写ベルトに再付着することがない。 【００６７】 【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、トナー濃度検知方法において記録画像の像質に良く
対応する状態でトナー濃度を検知することが可能とな
る。即ち、可視パターンは実際の記録画像が転写される
ときと全く同様に転写ベルト上に転写され、検知され
る。可視パターンは、転写ベルトの「外周面を上に向け
て略水平状に張り渡された部分」に転写され、検知され
るときも、上記張り渡された部分に乗っているので、可
視パターンを構成するトナーの一部が周囲に落下したり
飛散したりすることがなく、転写されたトナーのトナー
濃度を確実に検知できる。 【００６８】また、濃度検知後、転写ベルトは除電さ
れ、転写された可視パターンは、転写ベルトへの静電気
力による付着力を弱められて転写ベルトから除去される
ので、可視パターンを構成するトナーを容易かつ確実に
転写ベルトから除去でき、可視パターンは常に正常な転
写ベルト上に転写されるから、潜像担持体から転写され
たトナーのみを最適の状態で検知でき、確実にトナー濃
度を検知できる。 【００６９】転写ベルトの除電は外周面と内周面の両方
から行われるから確実な除電を行うことができる。そし
て、転写ベルトに対する除電も可視パターンの除去も、
転写ベルトが「外周面を下に向けて」張り渡された部分
においてであるから、可視パターンを構成するトナーを
確実に転写ベルトから除去することができ、転写ベルト
の除電の際や可視パターン除去が行われる際にトナー飛
散が生じたとしても、飛散トナーが転写ベルトに再付着
することがない。 【００７０】転写ベルト上の可視パターンの濃度を検知
するには、反射型のホトセンサーに限らず透過型のホト
センサーを用いても良い。 【００７１】上述の実施形態では２成分系の磁気ブラシ
現像装置の例を説明したが、湿式現像方式に対してもこ
の発明は適用でき、１成分系現像剤を用いる現像方式に
対してもこの発明は適用可能である。 【００７２】１成分系現像剤を用いる現像方式の場合、
可視パターン濃度に対応して検知される現像装置中のト
ナー濃度が「現像装置中のトナー量」を意味すること
は、いうまでもない。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の実施の１形態を説明するための図で
ある。 【図２】この発明を適用したカラー電子複写装置の１例
を説明するための図である。 【図３】図２のカラー電子複写装置におけるトナー補給
とトナー濃度検知に関するプロセス手順をフローチャー
トとして示す図である。 【図４】この発明の実施の別形態を説明するための図で
ある。 【図５】この発明の実施の他の形態を説明するための図
である。 【符号の説明】 ３４ 光導電性の潜像担持体（感光体） ４２ イレーサー ６０ 転写ベルト ＳＰＹ 潜像パターン ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ 可視パターン １００ ホトセンサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堺 良博 東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭55−12916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−113961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−154773（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−119639（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．潜像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像をト
   ナーで現像し、得られる可視像を転写紙上に転写する方
   式の画像記録方式において、画像の像質を制御するため
   にトナー濃度を検知する方法であって、 潜像担持体に、トナー濃度検知用の潜像パターンを形成
   し、この潜像パターンを現像して可視パターンとし、 転写紙を転写用搬送路に沿って搬送する転写ベルトの、
   ベルト外周面を上に向けて略水平状に張り渡された部分
   において、上記可視パターンを転写し、転写された可視
   パターンの濃度を、上記ベルト外周面を上に向けて張り
   渡された部分における転写位置以外の位置で検知し、 検知後、上記転写ベルトのベルト外周面を下に向けて張
   り渡された部分で、上記転写ベルトを、その内周面およ
   び外周面の両方から除電し、上記転写された可視パター
   ンを、上記転写ベルトのベルト外周面を下に向けて張り
   渡された部分で転写ベルト上から除去することを特徴と
   する、トナー濃度検知方法。