JP3089636B2

JP3089636B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3089636B2
Application number: JP01231159A
Authority: JP
Inventors: 芳一内藤
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1989-09-05
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 2000-09-18
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JPH0392874A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電子写真法によるトナー画像転写型の画像
形成装置に関し、特にその現像部の現像バイアス制御機
構に関する。

従来の技術と課題一般に、トナー画像転写型の電子写真複写機、レーザ
プリンタ等の画像形成装置においては、転写画像を常時
一定の良好な濃度、色度に維持するため、感光体表面に
付着するトナー量を一定に維持する必要がある。トナー
付着量は、主として湿度等の環境条件に起因するトナー
の帯電特性の変化に基づいて、経時的に変動する。そこ
で、感光体表面に基準となるテストトナー像を形成して
そのトナー付着量を光学的に測定し、この測定値を現像
剤中のトナー濃度や現像バイアスの電圧値の制御にフィ
ードバックする方法が種々提案されている。しかし、ト
ナー付着量を光学的に検出する方式では、フォトセンサ
の特性変化、表面汚れ（主にトナー粉煙による）で測定
値が実際のトナー付着量に対して誤差を生じるという問
題点を有している。

従来技術として、特開昭54−143144号公報には、トナ
ー付着量を測定する第１フォトセンサの他に、感光体表
面の地肌からの反射光を検出する第２フォトセンサを設
け、この第２フォトセンサでの測定値で第１フォトセン
サの測定値を補正し、トナー補給を制御することが記載
されている。しかし、この方式では、感光体の地肌自体
がトナーで汚れていたり傷が付いていると、誤差を生じ
やすいという問題点を有している。また、カラートナー
の付着量を拡散反射光で測定する場合には感光体の地肌
に対するセンサ出力が小さく、同様に誤差が発生しやす
い。

そこで、本発明の課題は、トナー付着量を測定する光
学素子の汚れ、感光体の地肌の状態等に拘わらず正確に
トナー付着量を検出して現像バイアス電圧値の制御にフ
ィードバックし、転写画像の濃度、色度を常時一定に維
持できる画像形成装置を提供することにある。

課題を解決するための手段以上の課題を解決するため、第１の発明は、所定の電
位に均一帯電された感光体表面に静電潜像を形成し、こ
の静電潜像を現像装置にて現像バイアスを印加しつつ現
像し、ここで形成されたトナー画像を複写紙上に転写す
る画像形成装置において、拡散反射光量が飽和レベルと
なるテストトナー像を形成する手段と、所定電圧値の現
像バイアスを印加してテストトナー像を形成する手段
と、感光体表面に付着したトナーからの拡散反射光量を
測定する手段と、現像バイアス電圧値を変更する手段
と、飽和レベルテストトナー像の拡散反射光量測定値
と、所定電圧値の現像バイアスを印加したテストトナー
像の拡散反射光量測定値とに基づいて、画像形成時にお
ける現像バイアスの電圧値を目標とする所定の画像濃度
が得られる値となるように演算し、得られた電圧値とな
るように現像バイアス電圧値変更手段を制御する制御手
段とを備えている。

さらに、第２の発明は、所定の電位に均一帯電された
感光体表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装
置にて現像バイアスを印加しつつ現像し、ここで形成さ
れたトナー画像を複写紙上に転写する画像形成装置にお
いて、拡散反射光量が飽和レベルとなる現像バイアス電
圧を印加してテストトナー像を形成する手段と、所定電
圧値の現像バイアスを印加してテストトナー像を形成す
る手段と、感光体表面に付着したトナーからの拡散反射
光量を測定する手段と、現像バイアス電圧値を変更する
手段と、拡散反射光量が飽和レベルとなるテストトナー
像における拡散反射光量測定手段の出力からトナー付着
量の目標値に対する基準値を演算し、所定電圧値の現像
バイアスを印加したテストトナー像における拡散反射光
量測定手段の出力と、前記トナー付着量の目標値に対す
る基準値とから、画像形成時において目標とするトナー
付着量が得られる現像バイアスの電圧値を演算し、画像
形成時に所定の画像濃度が得られるように前記演算によ
り得られた電圧値になるように現像バイアス電圧値変更
手段を制御する制御手段とを備えている。

作用以上の構成からなる第１及び第２の発明においては、
画像形成装置の設置環境の変化等に起因する感光体表面
に対するトナー付着量の変動は、前記２種類のテストト
ナー像の拡散反射光量測定値に基づいて検出され、現像
バイアス電圧値へフィードバックされる。テストトナー
像のうち一つは、拡散反射光量が飽和レベルとなる、い
わゆるベタのトナー像が使用され、トナー汚れ等に起因
するセンサ出力のばらつきが感光体の地肌状態に拘わら
ず適切に補正される。

実施例以下、本発明に係る画像形成装置の一実施例を添付図
面に従って説明する。この実施例は本発明をイメージリ
ーダにて読み取った原稿画像をレーザビーム走査光学系
によって出力し、フルカラーの画像を形成する複写機に
適用したものである。

第１図において、感光体ドラム（１）は矢印（ａ）方
向に回転駆動可能に設置され、その周囲には帯電チャー
ジャ（２）、上下方向に４段に設けられた磁気ブラシ方
式による現像器（３），（４），（５），（６）、転写
ドラム（10）、残留トナーのクリーニング装置（７）、
残留電荷のイレーサランプ（８）が配置されている。

イメージリーダユニット（20）は、露光ランプ（2
1）、レンズアレイ（22）、CCDラインセンサ（23）等に
て構成され、画像処理回路（24）を備えている。原稿台
ガラス（25）上に置かれた原稿はユニット（20）が第１
図中左方へ移動することにより、順次ラインセンサ（2
3）にてＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）
の３原色の色信号として読み取られる。このR,G,Bの色
信号は画像処理回路（24）でＹ（イエロー）、Ｍ（マゼ
ンタ）、Ｃ（シアン）、Bk（ブラック）の四つのトナー
色に対応する信号に変換される。

レーザ光学系（30）は、レーザビーム発生部（31）、
走査用ポリゴンミラー（32）、ｆθレンズ（33）、反射
ミラー（34）等から構成されている。レーザビーム発生
部（31）は前記画像処理回路（24）から出力されるY,M,
C,Bkの各信号に基づいた各色に関するレーザビームを発
生し、感光体ドラム（１）の表面に各色ごとの静電潜像
を形成する。

各現像器（３），（４），（５），（６）は上段から
順次イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各カラー
トナーを含む現像剤が収容され、上下方向に一体的に移
動可能とされ、各色の静電潜像が形成されるごとに対応
する現像器（３），（４），（５），（６）のいずれか
が現像位置（C1）にセットされ、現像を行なう。

一方、複写紙は自動給紙カセット（40）又は（41）の
いずれかから１枚ずつ給紙され、ローラ対、ガイド板か
らなる搬送路（42）を通じて前記転写ドラム（10）へ供
給され、爪（11）にて先端をチャッキングされた状態で
転写ドラム（10）の表面に巻き付けられる。そして、転
写ドラム（10）が感光体ドラム（１）と同期して矢印
（ｂ）方向に回転し、トナー画像が各色ごとに複写紙上
に転写される。

即ち、各色ごとに都合４回の帯電、露光、現像、転写
のプロセスが実行され、全てのトナー画像の転写が終了
すると、複写紙は転写ドラム（10）から剥離され、搬送
ベルト（45）を介して定着装置（46）へ送られ、ここで
トナーの定着を施された後に排出ローラ対（47）からト
レイ（48）上へ排出される。

ところで、本実施例では、画像濃度、色度を常時一定
とするため、各現像器（３），（４），（５），（６）
の現像スリーブ（3a），（4a），（5a），（6a）へ印加
する現像バイアスの電源ユニット（55）の出力（電圧
値）を制御し、その前提として感光体ドラム（１）の表
面に形成したテストトナー像のトナー付着量を第２図に
示すLED（16）とフォトダイオード（17）にて構成され
る反射型フォトセンサ（15）にて光学的に測定する。本
実施例における測定は、感光体ドラム（１）の表面にお
けるLED（16）からの光の拡散（乱）反射光をフォトダ
イオード（17）で受光する方式が採用されている。反射
光には正反射成分と拡散反射成分とが存在するが、カラ
ートナーは付着量が増大しても正反射成分はそれ程減少
せず、むしろ拡散反射成分の増大変化量が大きいため、
拡散反射光受光方式とした。

第３図に現像後の感光体ドラム（１）への単位面積当
りのトナー付着量（Ｍ）とフォトセンサ（15）の出力電
圧（Vs）との関係を示す。通常、感光体ドラム（１）の
表面は完全な鏡面に仕上がってはおらず、トナー付着量
が“0"であってもLED（16）からの光は全て正反射され
ず、いくらか乱反射されてフォトダイオード（17）の出
力電圧（Vs）は（Vs0）となる。第4a図、第4b図に示す
様に、トナー付着量が多くなるにつれて拡散反射光量が
増大し、それに伴ってセンサ出力電圧（Vs）も増大す
る。付着量（Ｍ）がある一定量以上になると、感光体ド
ラム（１）上に積層したトナー粒子（Ｔ）からの拡散反
射光量は増大せず、ほぼ一定となり、ここでのセンサ出
力電圧（Vs）は飽和レベル（Vs2）となる。フルカラー
複写機では、湿度等の環境条件やトナー、キャリアの劣
化による付着量（Ｍ）の僅かな変動が転写後の画像濃
度、色度の変化となって現れる。

ちなみに、本実施例では、第５図に示す如く、感光体
ドラム（１）に対して電位（Vo）の均一な正電荷を付与
し、画像部にレーザビームを照射して電位（Vi）まで低
下させ、静電潜像を形成する。この静電潜像に対しては
電圧値（Vb）の現像バイアスを印加しつつ各現像器
（３），（４），（５），（６）で反転現像する。即
ち、正極性に帯電したトナーが電位（Vi）の画像部に付
着し、トナー画像とされる。

第６図にこの様な反転現像における現像バイアス電圧
（Vb）とトナー付着量（Ｍ）との関係を示す。電圧（V
i）は画像部の電位（レーザビームの照射により減衰し
た感光体の電位）に相当する。図中実線（Ａ）はトナー
帯電量（Qf）が基準値を維持している場合の付着量
（Ｍ）の変化を示す。本実施例では現像剤中のトナー濃
度を磁気的測定素子等を用いて測定し、常時一定のトナ
ー濃度を保持する様にトナー補給を制御している。従っ
て、現像剤中のトナー濃度の変動によるトナー帯電量
（Qf）の変化はそれ程考慮する必要はない。しかし、ト
ナー帯電量（Qf）は、湿度の変化、現像剤の耐刷劣化に
より変化する。図中一点鎖線（Ｂ）はトナー帯電量（Q
f）が減少（高湿度時又は耐刷劣化）した場合の付着量
（Ｍ）の変化を示し、破線（Ｃ）はトナー帯電量（Qf）
が増大（低湿度時等）した場合の付着量（Ｍ）の変化を
示す。現像バイアス電圧（Vb）が一定のときは、トナー
帯電量（Qf）が小さくなると付着量（Ｍ）が増大し、大
きくなると減少する。従って、トナー付着特性が変動し
ても、現像バイアスの電圧値（Vb）を制御することでト
ナー付着量（Ｍ）を一定に保持し、画像濃度、色度を安
定化することが可能となる。例えば、目標とするトナー
付着量（Mp）に関しては、トナー付着特性が（Ａ）から
（Ｂ）に変動すれば、現像バイアスの電圧値を（Vbx）
から（Vby）へ補正すればよい。トナー付着特性、即
ち、線分（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の傾きは予め実験によ
り判別可能であるため、目標とするトナー付着量（Mp）
となるべき電圧値（Vbx）の現像バイアスを印加しつつ
テストトナー像を形成し、このテストトナー像の実測セ
ンサ出力電圧と第３図中の出力電圧（Vsp）と比較する
ことで現像バイアス電圧の補正量が算出されることとな
る。

但し、フォトセンサ（15）の実測出力電圧値は、LED
（16）やフォトダイオード（17）のトナー粉煙等による
汚れを主な原因として変動する。第７図はトナー付着量
（Ｍ）とフォトセンサ（15）の実測出力電圧（Vs）との
関係を示す。一点鎖線（Ｄ）は汚れが無くセンサ出力が
100％の場合、実線（Ｅ）は汚れが少なくセンサ出力が8
0％の場合、破線（Ｆ）は汚れが多くセンサ出力が60％
の場合をそれぞれ示す。複写機が実動中はフォトセンサ
（15）にある程度の汚れが存在し、前述の如く湿度等の
環境条件や現像剤の耐刷劣化によるトナー帯電量（Qf）
の変動で、所定電圧（Vbx）の現像バイアス印加時にお
けるトナー付着量（Ｍ）は付着量目標値（Mp）とは異な
る値となる。センサ出力が80％で所定電圧の現像バイア
スを印加した場合、トナー付着量が（M1）であれば、セ
ンサ出力電圧の実測値は（Vs1）となる。ここで、セン
サ出力電圧（Vsp）は、現像バイアス電圧を制御してト
ナー付着量を目標値（Mp）に実現できたとき、始めて実
測可能な値である。また、センサ出力電圧（Vs2）は付
着量を増大させたときの飽和レベルでの実測電圧であ
る。センサ出力電圧（Vsp），（Vs2）は、フォトセンサ
（15）の汚れの程度に拘わりなく、一定の関係にある。
即ち、 Vsp/Vs2＝Vsp′/Vs2′＝ｋ ∴Vsp＝ｋ・Vs2 （０＜ｋ＜１）従って、飽和レベルのテストトナー像におけるセンサ
出力電圧を判定することにより、付着量目標値（Mp）に
対応するセンサ出力電圧（Vsp）を算出できる。トナー
付着量を目標値（Mp）とするための現像バイアス電圧
は、実測値（Vs2）から算出された電圧（Vsp）と所定電
圧の現像バイアスを印加して形成されたテストトナー像
のセンサ出力実測値（Vs1）との組み合わせにより求め
られる。以下の第１表は現像バイアス電圧（Vb）を演算
するためにマイクロコンピュータ（50）のROMに入力さ
れたテーブルの一例である。

この例では所定のバイアス電圧を700Vとしている。従
って、第１表では、（Vs1＝Vsp）のときはバイアス電圧
（Vb）を700V、（Vs1）が（Vsp）より小さいときはバイ
アス電圧（Vb）を700Vより大きく設定し、（Vs1）が（V
sP）より大きいときは700Vより小さく設定している。な
お、この例では飽和レベルセンサ出力電圧（Vs2）の最
大値は5.0V、定数（ｋ）は0.6とし、目標電圧（Vsp）の
最大値は3.0Vとしている。

即ち、本実施例では、飽和レベルテストトナー像のセ
ンサ出力電圧（Vs2）を測定して目標トナー付着量に相
当するセンサ出力電圧（Vsp）を演算すると共に、所定
のバイアス電圧（700V）印加時におけるテストトナー像
のセンサ出力電圧（Vs1）を測定し、前記（Vs1）と（Vs
p）との比較から第１表に基づいて現像バイアス電圧（V
b）を演算する。演算されたバイアス電圧（Vb）は現像
バイアス電源ユニット（55）へフィードバックされ、実
際のコピー動作時の制御に供される。これによって、セ
ンサ汚れの有無、程度に拘わりなく、トナー帯電量（Q
f）の変動に正確に対応した現像バイアスの電圧値を演
算し、トナー付着量を一定に維持することが可能とな
る。

ところで、所定のバイアス電圧印加時におけるセンサ
出力実測値（Vs1）が飽和レベルセンサ出力実測値（Vs
2）とほとんど同じ値となった場合、あるいは実測値（V
s1）を測定したときのバイアス電圧と演算されたバイア
ス電圧との差が大きかった場合、例えば、Vs2≦Vs1＜Vs
2＋0.5Vとなった場合（第１表で※印を付した箇所）、
トナー付着量を目標値（Mp）とするための現像バイアス
電圧（Vb）を正確に演算することは困難である。そこ
で、本実施例では、さらに次の手法を用いて正確な現像
バイアス電圧（Vb）を求めることとした。

まず、前述の方法により２種類のテストトナー像を形
成し、第１表に基づいて現像バイアス電圧（Vb）を求め
た後、ここで求めた電圧値の現像バイアスを印加しつつ
再びテストトナー像を感光体ドラム（１）の表面に形成
し、フォトセンサ（15）によりトナー付着量を測定す
る。このときのセンサ出力電圧を（Vs1a）とする。そし
て、１回目のテストトナー像の測定によって求めた目標
電圧（Vsp）と前記実測値（Vs1a）とから以下の第２表
に基づいてバイアス電圧補正値（ΔVb）を求める。

第２表も前記第１表と同様にマイクロコンピュータ
（50）のROMに入力されており、第１表で求めたバイア
ス電圧（Vb）を第２表で求めた補正値（ΔVb）で補正し
た電圧（Vb＋ΔVb）を各現像器に印加し、実際のコピー
動作を行なう。このプロセスを追加することによってト
ナー付着量を一定とするための現像バイアス電圧をさら
に正確に制御することが可能となった。

さらに、本実施例の如く反転現象を行なう場合、第５
図に示した背景部（非露光部）の表面電位（Vo）を一定
値に設定したままであると、表面電位（Vo）と現像バイ
アス電圧（Vb）との電位差（Vo−Vb）が大きくなると、
背景部へのキャリア付着が発生し、電位差（Vo−Vb）が
小さくなると背景部へのトナーのかぶりが発生する。こ
のため、現像バイアス電圧（Vb）を前述の如く制御する
場合には、これに伴って（Vo−Vb）が一定となる様に表
面電位（Vo）も制御することが好ましい。以下の第３表
は前記第１表、第２表に基づいて演算された現像バイア
ス電圧（Vb）に対する適切な表面電位（Vo）の関係を示
す。

表面電位（Vo）は帯電チャージャ（２）による感光体
ドラム（１）の帯電電位を制御して補正する。具体的に
は、帯電チャージャ（２）としてスコロトロン・チャー
ジャを使用する場合には、第８図に示す様に、グリッド
（2a）に直列に接続されたバリスタをリレー接点で切り
換えるか、第９図に示す様に、グリッド（2a）に高圧電
源（56）を接続してグリッド電圧を調整する。

ところで、フォトセンサ（15）によるトナー付着量の
測定は、感光体ドラム（１）の表面にテストトナー像を
作成して行なわれる。テストトナー像を作成してそのト
ナー付着量を測定し、実際の画像形成時の現像バイアス
電圧にフィードバック制御するには一定の時間を必要と
する。即ち、テストトナー像の現像から付着量の測定ま
でには少なくとも感光体ドラム（１）が第１図中現像位
置（C1）から測定位置（C2）まで回転する時間を必要と
する。本実施例の如く、上下移動のエレベータ方式の現
像器を備えている場合、１回のコピー動作（帯電、露
光、現像、転写の一連の動作）ごとにテストトナー像を
形成し、リアルタイムで現像バイアス電圧にフィードバ
ック制御しようとすると、各現像器（３）〜（６）を現
像位置（C1）に移動、位置決めする時間に加えて、感光
体ドラム（１）が露光位置（C0）から測定位置（C2）ま
で回転する時間を余分に必要とする。現像器が上下移動
式の場合、現像器（３）〜（６）の上下動作や感光体ド
ラム（１）への圧接動作により、感光体ドラム（１）へ
衝撃を与えることがあり、テストトナー像形成のための
露光時点で、現像器が現像位置への移動、圧接を既に終
了している必要がある。現像器が固定方式の場合であっ
ても、少なくとも現像位置（C1）から測定位置（C2）ま
で感光体ドラム（１）が回転する時間だけ、通常のコピ
ー動作より長い時間必要とし、コピー速度に悪影響を与
えることとなる。

従って、本実施例では、テストトナー像の作成、付着
量の測定は、複写機の電源スイッチがオンされてから、
定着装置（46）のヒータに通電されてウオームアップが
完了するまでの間と、設定された枚数のコピー動作が行
なわれ、最後のコピー動作での現像が終了した直後に実
行する。これによって、テストトナー像の作成、測定が
コピー速度に与える悪影響を排除できる。また、コピー
動作終了時にテストトナー像の作成、測定を行なうとき
は、最後の現像に供された現像器にてテストトナー像を
作成する。これによってテストトナー像を作成し、測定
する時間を極力短縮することが可能となる。

さらに、以上のタイミングで実行されたテストトナー
像の測定結果は、次のコピー動作の際に現像バイアス電
圧（Vb）としてフィードバックされる。設定枚数のコピ
ー動作中は前回のテストトナー像の測定結果に基づいて
演算された電圧値の現像バイアスが印加される。

前述の如く、湿度等の環境はトナー帯電量（Qf）に影
響を与え、トナー帯電量（Qf）はトナー付着量（Ｍ）に
影響を与える。従って、テストトナー像の作成、測定を
行なったときの環境条件と、測定結果がフィードバック
されて次のコピー動作が行なわれるときの環境条件が異
なる場合は、目標とするトナー付着量の制御に誤差を生
じるおそれがある。

このため、さらに本実施例では、テストトナー像の作
成、測定から次のコピー動作までの時間がある所定時間
（To）、例えば１時間以上たった場合は、次のコピー動
作のファーストコピーの直前にテストトナー像の作成、
測定を行ない、現像バイアス電圧にフィードバックする
こととした。所定時間（To）は、このフルカラー複写機
が使用される環境の安定性、現像剤の湿度に対する応答
性（主に吸湿性）等から定められ、実際上１時間前後の
値となる。これにて、コピー処理の頻度が通常の場合に
はコピー速度に悪影響を与えることなく、しかもコピー
動作の間隔が開いても環境の変化に十分に対応して実際
のコピー動作時に目標とする一定のトナー付着量に制御
することが可能となる。

第10図は本複写機の制御回路を示す。

マイクロコンピュータ（50）は、A/Dコンバータを内
蔵し、コンセント（51）がAC100Vの電源に接続される
と、電源回路（61）のDC5V電源により、電源スイッチ
（62）のオン，オフに拘わらずスタートする。電源スイ
ッチ（62）がオンされると、リレー（63）によりスイッ
チマトリックス（64）のメインスイッチ（70）がオンさ
れる。マトリックス（64）はコピースイッチ（71）等種
々の入力手段、各種表示部（65）を備えている。マトリ
ックス（64）の各種スイッチの入力信号はデコーダ（6
6）を介して時分割でマイクロコンピュータ（50）に入
力される。マイクロコンピュータ（50）のアナログポー
トには、フォトセンサ（15）、定着装置（46）のサーミ
スタ等からの信号が入力される。各出力ポートからは、
複写機本体内のメインモータ、各種クラッチ等への駆動
信号が出力される。

次に、前記マイクロコンピュータ（50）による制御手
順について本発明に関する部分のみ説明する。

第11図はメインルーチンを示し、マイクロコンピュー
タ（50）にリセットが掛かり、プログラムがスタートす
ると、ステップ（S1）でRAMのクリア、各種レジスタの
設定、各種機器を初期モードに設定するイニシャライズ
が実行される。

次に、ステップ（S2）で内部タイマをスタートさせ
（タイマ値はステップ（S1）で設定される）、ステップ
（S3）で電源スイッチ（62）がオンされたと判定する
と、ステップ（S4）で現像バイアス電圧（Vb）を算出す
るサブルーチンをコールする。ここでのVb算出Ｉのサブ
ルーチンは以下に詳述する。

次に、ステップ（S5）でコピースイッチ（71）がオン
されたと判定すると、ステップ（S6）でタイマ（Ｔ）の
カウントが所定時間（To）（本実施例では１時間とす
る）以下か否かを判定する。所定時間（To）以下であれ
ば、ステップ（S7）でコピー動作のサブルーチン、ステ
ップ（S8）で現像バイアス電圧（Vb）を算出するサブル
ーチンをコールする。ステップ（S7）でのコピー動作は
現像バイアス電圧（Vb）をステップ（S4）で演算された
値に設定して行なわれる。ステップ（S8）でのVb算出II
のサブルーチンはコピー終了後、詳しくは設定枚数の最
後のコピー動作で最終現像処理が終了した直後に実行さ
れる。一方、タイマ（Ｔ）のカウントが所定時間（To）
を経過していれば、ステップ（S9）で現像バイアス電圧
（Vb）を算出するサブルーチンをコールし、ステップ
（S10）でコピー動作のサブルーチンをコールする。ス
テップ（S10）でのVb算出IIのサブルーチンは、複写機
の環境変化に対応するためにファーストコピーの直前に
実行され、制御内容は前記ステップ（S8）のサブルーチ
ンと同様であり、以下に詳述する。

次に、ステップ（S11）でタイマ（Ｔ）をカウントア
ップし、ステップ（S12）で内部タイマの終了を待って
ステップ（S2）へ戻る。

第12図は前記ステップ（S4）で実行されるVb算出Ｉの
サブルーチンを示す。ここでは、まず、ステップ（S2
0）でベタの飽和レベルテストトナー像を形成し、ステ
ップ（S21）でフォトセンサ（15）の出力電圧（Vs2）を
測定し、目標付着量に対応するセンサ出力電圧（Vsp）
を演算する。次に、ステップ（S22）で所定電圧（700
V）の現像バイアスを印加してハーフトーンのテストト
ナー像を形成し、ステップ（S23）でフォトセンサ（1
5）の出力電圧（Vs1）を測定し、ステップ（S24）で（V
sp）と（Vs1）から第１表に基づいて現像バイアス電圧
（Vb）を算出する。

さらに、ステップ（S25）で前記ステップ（S24）で算
出した電圧値（Vb）の現像バイアスを印加してハーフト
ーンのテストトナー像を形成し、ステップ（S26）でフ
ォトセンサ（15）の出力電圧（Vs1a）を測定し、ステッ
プ（S27）で（Vsp）と（Vs1a）から第２表に基づいて補
正値（ΔVb）を算出する。そして、ステップ（S28）で
（Vb＋ΔVb）を演算し、補正後の現像バイアス電圧（V
b）とし、ステップ（S29）でタイマ（Ｔ）を“0"にリセ
ットする。ステップ（S28）で演算された補正後の現像
バイアス電圧（Vb）はステップ（S7）のコピー動作時に
使用され、その値は以下に詳述するステップ（S8），
（S9）で補正されていく。

第13図は前記ステップ（S8），（S9）で実行されるVb
算出IIのサブルーチンを示す。ステップ（S30），（S3
1）での処理は前記ステップ（S20），（S21）と同様で
あり、ベタの飽和レベルテストトナー像の形成、付着量
の測定を行ない、目標対応電圧（Vsp）を演算する。次
に、ステップ（S32）で前回演算された電圧値（Vb）の
現像バイアスを印加してハーフトーンのテストトナー像
を形成し、ステップ（S33）でフォトセンサ（15）の出
力電圧（Vs1a）を測定し、ステップ（S34）で（Vsp）と
（Vs1a）から第２表に基づいて補正値（ΔVb）を算出す
る。そして、ステップ（S35）で（Vb＋ΔVb）を演算
し、補正後の現像バイアス電圧（Vb）とし、ステップ
（S36）でタイマ（Ｔ）を“0"にリセットする。

なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定
するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更する
ことができる。

例えば、複写機自体の構成は任意であり、特にフルカ
ラーではなくモノカラーの複写機、またはレーザビーム
走査光学系ではなく通常の可視光による光学系を使用す
るものであってもよい。あるいは、フローチャートで示
した制御手順において、ステップ（S8），（S9）で処理
されるVb算出IIのサブルーチンに代えて、ステップ（S
4）で処理されるVb算出Ｉのサブルーチンとしてもよ
い。

発明の効果第１の発明によれば、飽和レベルテストトナー像の拡
散反射光量測定値と、所定電圧値の現像バイアスを印加
したテストトナー像の拡散反射光量測定値とに基づい
て、画像形成時における現像バイアスの電圧値を目標と
する所定の画像濃度が得られる値となるように演算し、
得られた電圧値となるように現像バイアス電圧値変更手
段を制御する様にしたため、さらに第２の発明によれ
ば、拡散反射光量が飽和レベルとなるテストトナー像に
おける拡散反射光量測定手段の出力からトナー付着量の
目標値に対する基準値を演算し、所定電圧値の現像バイ
アスを印加したテストトナー像における拡散反射光量測
定手段の出力と、前記トナー付着量の目標値に対する基
準値とから、画像形成時において目標とするトナー付着
量が得られる現像バイアスの電圧値を演算し、画像形成
時に所定の画像濃度が得られるように前記演算により得
られた電圧値に現像バイアス電圧値変更手段を制御する
様にしたため、フォトセンサの汚れや特性の変動に拘わ
らず、湿度等で左右されるトナーの感光体への付着特性
の変化に対応した適切な現像バイアス電圧を正確に算出
し、トナー付着量を一定に維持でき、濃度、色度の安定
したカラー画像を得ることができる。しかも、感光体の
地肌での反射光量を測定してセンサの汚れ等を補正する
方法に比べて感光体表面の汚れや傷に影響されることな
く、適正な補正が可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示し、第
１図は複写機の概略構成図、第２図はフォトセンサの配
置説明図、第３図はトナー付着量に対するセンサ出力電
圧を示すグラフ、第4a図、第4b図はトナー粒子による拡
散反射光の説明図、第５図は反転現象の説明図、第６図
はトナー帯電量が変動した場合における現像バイアス電
圧に対するトナー付着量を示すグラフ、第７図はセンサ
が汚れた場合におけるトナー付着量に対するセンサ出力
電圧を示すグラフ、第８図、第９図はそれぞれ帯電チャ
ージャの制御回路図、第10図はマイクロコンピュータに
よる制御回路図、第11図、第12図、第13図はそれぞれ制
御手順を示すフローチャート図である。（１）……感光体ドラム、（２）……帯電チャージャ、
（３），（４），（５），（６）……現像器、（10）…
…転写ドラム、（15）……フォトセンサ、（30）……レ
ーザビーム走査光学系、（50）……マイクロコンピュー
タ、（55）……現像バイアス電源ユニット。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 115 G03G 15/00 303 G03G 15/06 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の電位に均一帯電された感光体表面に
静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置にて現像バ
イアスを印加しつつ現像し、ここで形成されたトナー画
像を複写紙上に転写する画像形成装置において、拡散反射光量が飽和レベルとなるテストトナー像を形成
する手段と、所定電圧値の現像バイアスを印加してテストトナー像を
形成する手段と、感光体表面に付着したトナーからの拡散反射光量を測定
する手段と、現像バイアス電圧値を変更する手段と、飽和レベルテストトナー像の拡散反射光量測定値と、所
定電圧値の現像バイアスを印加したテストトナー像の拡
散反射光量測定値とに基づいて、画像形成時における現
像バイアスの電圧値を目標とする所定の画像濃度が得ら
れる値となるように演算し、得られた電圧値となるよう
に現像バイアス電圧値変更手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】所定の電位に均一帯電された感光体表面に
静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置にて現像バ
イアスを印加しつつ現像し、ここで形成されたトナー画
像を複写紙上に転写する画像形成装置において、拡散反射光量が飽和レベルとなる現像バイアス電圧を印
加してテストトナー像を形成する手段と、所定電圧値の現像バイアスを印加してテストトナー像を
形成する手段と、感光体表面に付着したトナーからの拡散反射光量を測定
する手段と、現像バイアス電圧値を変更する手段と、拡散反射光量が飽和レベルとなるテストトナー像におけ
る拡散反射光量測定手段の出力からトナー付着量の目標
値に対する基準値を演算し、所定電圧値の現像バイアス
を印加したテストトナー像における拡散反射光量測定手
段の出力と、前記トナー付着量の目標値に対する基準値
とから、画像形成時において目標とするトナー付着量が
得られる現像バイアスの電圧値を演算し、画像形成時に
所定の画像濃度が得られるように前記演算により得られ
た電圧値になるように現像バイアス電圧値変更手段を制
御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。