JP3401692B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
ことによって得られる濃度信号により画像形成条件の制
御を行う画像形成装置に関する。さらに詳しくは、カラ
ー画像形成時における画像形成条件の制御に関する。
する現像器を備えていて、現像器による反転現像等によ
って像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を記
録材上に転写して画像の記録を行う。
ばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び
黒(BK)の各現像剤を収容する4個の現像器を備えて
いて、それぞれの現像器による反転現像によって形成し
た単色のトナー像を像担持体上で重ね合わせることによ
ってカラーのトナー像を形成し、これを記録材上に転写
してカラー画像の記録を行う。
画像濃度が、多量のコピーに際しても安定して維持され
ているか否かが画像の画質に大きく影響する。
のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するため
に、各単色のトナー像が、カラー画像の構成上それぞれ
バランスのとれた画像濃度に現像されているか否かが、
カラー画像の再現性等に大きく影響を及ぼす。特に、
Y,M及びCの1次色を重ね合わせて作る2次色(レッ
ド(R),グリーン(G)及びブルー(B)等)の色を
安定化するのが難しい。
ー像の画像濃度を管理するための制御手段が設けられて
いる。
像担持体にトナー像に対応する標準濃度の票板状のパッ
チ画像を形成し、このパッチ画像を検出して得られる濃
度信号によって、画像形成条件を制御するもの(特開昭
63-106672号公報)や、装置内の湿度に応じて現像器の
現像スリーブの回転数を制御する方法が知られている
(特開平2-186368号公報)。
光素子から構成される光学的検知手段が利用されるが、
パッチ画像を検出して得られる光学的検知手段の出力電
圧と像形成体上のトナー付着量との関係は、図1に示す
ようになっている。
間調の濃度(図1におけるA及びB点)では、良好な検
知感度を示すが、トナー付着量の多いベタ画像や文字等
の濃度(図1におけるC及びD点)では、検知感度が著
しく低下する性質がある。
(a)及び図2(b)のような場合では、その差を比較
的良好に検出できるのに対して、図2(c)及び図2
(d)のように、像担持体上の表面にトナーが一面に付
着し、さらにその上に重なって付着していくような場合
には、すでに像担持体の表面がトナーで覆われている為
に、その差を光学的に検出できないことに起因する。
(図1上のA,B,C,D点のトナー付着の状況を示し
たのが図2の(a)(b)(c)(d)である。)この
為に従来では、高濃度のベタ画像や文字等に対応したパ
ッチ画像を作成しその濃度検出を行うことをせずに、低
濃度又は中間調の濃度のパッチ画像を作成し濃度検出を
行っていた。
際しても安定して維持される為には、又カラー画像形成
時には、Y,M,C及びBKの各色がそれぞれバランス
のとれた画像濃度に現像されるようにする為には、ベタ
画像や文字等に要求される高濃度のトナー像がどのよう
に現像されるかを的確に検知して制御を行う必要がある
とされている。
・傷等により、前述した光学的検知手段の出力が、同じ
濃度のパッチ画像に対して、異なってしまうと言う問題
があった。
ナーの反射濃度の違い等によって、前述した光学的検知
手段の出力が、相互にバランス良く出力されないと言う
問題点があった。
タ画像や文字等に要求される高濃度のトナー像を像担持
体上に形成する電位(反転現像の場合には、最も低い電
位レベルVL)でパッチ画像を形成し、パッチ画像を検
出することによって得られる濃度信号によって画像濃度
を精度よく制御することを第1の目的とする。
法を改善し、像担持体の長期使用による表面汚れ・傷等
にかかわらず、良好に画像濃度を制御することを第2の
目的とする。
合において、各色トナーの反射濃度の違い等によって、
各単色のトナー像が、カラー画像の構成上それぞれバラ
ンスのとれた画像濃度に現像されるように画像濃度を制
御することを第3の目的とする。
は、像担持体と、前記像担持体上を帯電する帯電手段
と、画像情報に応じて帯電された前記像担持体上に画像
用の潜像を形成する潜像形成手段と、前記画像用の潜像
を現像して画像用のトナー像を形成する現像手段と、前
記現像手段に現像バイアスを印加する現像バイアス印加
手段とを有したカラー画像形成装置において、前記帯電
手段、前記潜像形成手段、前記現像手段及び前記現像バ
イアス印加手段を制御して前記像担持体上にパッチ画像
を形成するパッチ形成制御手段と、前記パッチ画像の濃
度を検知する光学的検知手段とを有し、前記パッチ形成
制御手段は、前記光学的検知手段の検知感度が低い高濃
度のトナー像を形成するレーザーパワーで露光した場合
に、前記光学的検知手段の検知感度の良い領域のパッチ
画像が形成されるように、前記パッチ画像を通常とは異
なる画像形成条件をもって前記像担持体上に形成し、前
記光学的検知手段の検知出力に応じて前記像担持体上に
形成される前記画像用トナー像の濃度が所定の条件とな
るように前記帯電手段、前記現像手段又は前記現像バイ
アス印加手段を制御することを特徴とする画像形成装置
(第1発明)及び像担持体と、前記像担持体上を帯電す
る帯電手段と、画像情報に応じて帯電された前記像担持
体上に画像用の潜像を形成する潜像形成手段と、前記画
像用の潜像を互いに異なった色のトナーで現像して画像
用のトナー像を形成する複数の現像手段と、前記複数の
現像手段に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手
段とを有した画像形成装置において、前記帯電手段、前
記潜像形成手段、前記複数の現像手段及び前記現像バイ
アス印加手段を制御して前記像担持体上に複数の現像手
段のそれぞれのトナー像に対応した複数のパッチ画像を
形成するパッチ形成制御手段と、前記複数のパッチ画像
の濃度を検知する光学的検知手段とを有し、前記パッチ
形成制御手段は、前記光学的検知手段の検知感度が低い
高濃度のトナー像を形成するレーザーパワーで露光した
場合に、前記光学的検知手段の検知感度の良い領域のパ
ッチ画像が形成されるように、前記複数のパッチ画像を
通常とは異なる画像形成条件をもって前記像担持体上に
形成し、前記光学的検知手段の検知出力に応じて前記像
担持体上に形成される前記画像用トナー像の濃度が所定
の条件となるように前記帯電手段、前記複数の現像手段
又は前記現像バイアス印加手段を制御することを特徴と
する画像形成装置(第2発明)によって達成される。
第1の目的は、像担持体上に形成したパッチ画像を光学
的検知手段によって検知して画像濃度を制御する画像形
成装置において、パッチ画像を通常とは異なる現像条件
をもって像担持体上に作成することによって達成され
る。
とは、現像器の現像スリーブ、現像バイアス、又は帯電
電圧等を通常の画像形成時とはことなる条件に設定し、
ベタ画像や文字等に要求される高濃度のトナー像を像担
持体上に形成する電位(反転現像の場合には、最も低い
電位レベルVL)でパッチ画像を形成すること等を言
う。
信号を適正に補正することによって達成される。
て各色のパッチ画像の形成条件を切り替えることによっ
て達成される。また、各色トナーの色に応じて光学的検
知手段の出力信号を適正に補正することによっても達成
される。
3に示した実施例によって説明する。
ラムで、OPC感光体をドラム上に塗布したもので接地
されて時計方向に駆動回転される。12はスコロトロン帯
電器で、感光体ドラム10周面に対しVHの一様な帯電が
VGに電位保持されたグリッドとコロナ放電ワイヤによ
るコロナ放電によって与えられる。このスコロトロン帯
電器12による帯電に先立って、前プリントまでの感光体
の履歴をなくすために発光ダイオード等を用いたPCL
11による露光を行って感光体周面の除電をしておく。
より画像信号に基づいた像露光が行われる。像露光手段
13は図示しないレーザダイオードを発光光源とし回転す
るポリゴンミラー131、fθレンズ等を経て反射ミラー1
32により光路を曲げられ走査がなされるもので、感光体
ドラム10の回転(副走査)によって潜像が形成される。
本実施例では文字部に対して露光を行い、文字部の方が
低電位VLとなるような反転潜像を形成する。
マゼンタ(M)・シアン(C)・黒色(BK)等のトナ
ーとキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵した現像
器14が設けられていて、先ず1色目の現像がマグネット
を内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ141に
よって行われる。現像剤はフェライトをコアとしてその
まわりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポ
リエステルを主材料として色に応じた顔料と荷電制御
剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなるも
ので、現像剤は層形成手段によって現像スリーブ141上
に100〜600μmの層厚(現像剤)に規制されて現像域へ
と搬送される。
ドラム10との間隙は層厚(現像剤)よりも大きい0.2〜
1.0mmとして、この間にVACのACバイアスとVDCのD
Cバイアスが重畳して印加される。VDCとVH、トナー
の帯電は同極性であるため、VACによってキャリアから
離脱するきっかけを与えられたトナーはVDCより電位の
高いVHの部分には付着せず、VDCより電位の低いVL部
分に付着し顕像化(反転現像)が行われる。
形成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器12による一
様帯電が行われ、2色目の画像データによる潜像が像露
光手段13によって形成される。このとき1色目の画像形
成行程で行われたPCL11による除電は、1色目の画像
部に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下により
飛び散るため行わない。
Hの電位となった感光体のうち、1色目の画像のない部
分に対しては1色目と同様の潜像がつくられ現像が行わ
れるが、1色目の画像がある部分に対し再び現像を行う
部分では、1色目の付着したトナーにより遮光とトナー
自身のもつ電荷によってVM′の潜像が形成され、VDC
とVM′の電位差に応じた現像が行われる。この1色目
と2色目の画像の重なりの部分では1色目の現像をVL
の潜像をつくって行うと、1色目と2色目とのバランス
が崩れるため、1色目の露光量を減らしてVH>VM′>
VLとなる中間電位とすることもある。
画像形成行程が行われ、感光体ドラム10周面上には4色
の画像が形成される。
して搬出された記録紙は一旦停止し、転写のタイミング
の整った時点で給紙ローラ17の回転作動により転写域へ
と給紙される。
機構による給紙の他に、手差しによる給紙もできるよう
になっている。手差し給紙台60により手差しされた記録
紙Pはピックアップローラ61の回転により搬送され、前
述した給紙カセット15からの給紙と同様のプロセスを経
て転写域に給紙される。
して感光体ドラム10の周面に転写ローラ18が圧接され、
給紙された記録紙を挟着して多色像が一括して転写され
る。
た分離ブラシ19によって除電され感光体ドラム10の周面
により分離して定着装置20に搬送され、熱ローラ201と
圧着ローラ202の加熱、加圧によってトナーを溶着した
のち排紙ローラ21を介して装置外部に排出される。なお
前記の転写ローラ18及び分離ブラシ19は記録紙の通過後
感光体ドラム10の周面より退避離間して次なるトナー像
の形成に備える。
クリーニング装置22のブレード221の圧接により残留
トナーを除去・清掃し、再びPCL11による除電と帯
電器12による帯電を受けて次なる画像形成のプロセスに
入る。なお前記のブレード221は感光体面のクリーニン
グ後直ちに移動して感光体ドラム10の周面より退避す
る。
材の機能、性能の特徴について説明する。
作動により周面のOPC感光体に前記のスコロトロン帯
電器12による均一な帯電作用が実現される。帯電に際し
グリッド電位が制御されて帯電電位の安定が図られる。
感光体の仕様ならびにその帯電条件は一例として次のよ
うに設定される。
イ)が好ましく用いられる。VH−850V,VL−50V (像露光)図4(a)は像露光手段13のレイアウトの平
面と側面を、また図4(b)は前記像露光手段13に使用
される半導体レーザユニット135の説明図である。
器12により負帯電とされたあと、像露光手段13の半導体
レーザユニット135の発光による露光を受けて静電潜像
を形成する。
からの画像データはレーザダイオード(LD)変調回路
に送られて、変調された画像信号により半導体レーザユ
ニット135のLDが発光すると、そのビーム光はミラー1
32を介しビームインデックス136により各走査線の同期
が図られてポリゴンミラー131に投射される。
光を反射して走査し、その走査光はfθレンズ133、シ
リンドリカルレンズ134によりビーム形が補正されたあ
と反射ミラー132を介して感光体を露光して主走査を行
い、静電画像を形成する。
ビーム径が絞られる。従って高品質画像を得るためには
トナーの粒径も小さくする必要がある。本実施例では各
色とも8μmのサイズのトナーを使用している。ただし
ユーザにとって最も重要なのは黒色の文字品質であり、
黒色トナーは小粒径トナー(7μm〜11μm)が好適であ
る。
成のものが使用される。
のトナーボックスより供給されたトナーは現像器の右端
部に落下され、相反する方向に回転する一対の撹拌スク
リュ142によってキャリアと撹拌混合され、所定の帯電
量(Q/M)に設定される。
を介して現像スリーブ141に搬送され、層厚規制部材144
によって薄層とされて感光体ドラム10の現像域に搬送さ
れ、次に記す現像条件によって静電潜像の反転現像を行
う。
(a)及び(b)を用いて説明する。
圧電源32、現像スリーブ制御回路34及び現像バスアス電
源35等を制御して、感光体ドラム10上に各色トナーに応
じた4つのパッチ画像Pを形成する。
(a)に示す如くクリーニング装置20の感光体ドラム10
の回転方向の上流側に位置するパッチ検知ユニット100
によってその反射率すなわちパッチ画像の画像濃度が検
出される。
示すようにLEDからなる発光部101とフォトトランジ
スタからなる受光部102から構成されていて、感光体ド
ラム10の回転に応じて前記各色別に形成されたパッチ画
像Pの反射率を検出し、その反射率に応じた出力信号を
検知回路33に送る。
す。ここでは、Voutが出力電圧に相当する。
についての回路構成を示したが、イエロー(Y)、マゼ
ンタ(M)、シアン(C)及び黒(BK)のそれぞれの
パッチ画像に対応して4つのパッチ検知ユニットを設け
ても良いし、1つのパッチ検知ユニットによってイエロ
ー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(B
K)のそれぞれのパッチ画像の全ての濃度を検知しても
良い。
ニット100が検知したパッチ画像の反射率に応じた出力
信号を電圧に変換して出力する。
グリッド電圧電源32、現像スリーブ駆動回路34又は現像
バイアス電源35を調整して、パッチ画像Pのトナー付着
量が所定の値になるように制御する。このように制御さ
れることによって、結果的に感光体ドラム10上に形成さ
れる画像信号によるトナー像のトナー付着量が一定にな
るように制御される。
なるように制御する方法の1例として、現像器14の現像
スリーブ141の周速を調整した場合について説明する。
いても、現像スリーブの周速の制御と同様に検知回路33
の出力電圧に対応して制御することにより、パッチ画像
Pのトナー付着量を所定の値に制御することが可能であ
る。
トナー付着量に対して図7(a)に示すような関係にあ
って、制御の対象とする範囲のトナー付着に対しては、
図示の如くトナー付着量に対してほぼ直線的に減少する
出力電圧が得られるようになっている。
14の現像スリーブ141の周速に対して図7(b)に示す
ような比例関係にあることから、図7(c)に示す如く
現像スリーブ141の周速を前述した検知回路33の出力電
圧に比例させて変化させることによりパッチ画像Pのト
ナー付着量を所定の値に制御することが可能となる。
34を制御して、現像スリーブ141の周速度を調整するこ
とにより、パッチ画像Pのトナー付着量が所定の値に制
御され、結果として画像信号によるトナー像のトナー付
着量が一定になるように制御される。
像濃度の的確な制御を実現することが可能となる。
下に示す。
例えば3〜4枚程度の極く少数のプリント毎に形成さ
れ、その都度パッチ画像Pの画像濃度の検出信号にもと
づいて微小な画像濃度の調整を行い、その検出ならびに
調整の動作を頻繁に反復することによって画像濃度を基
準値に近いレベルに維持するように構成している。
示すフローチャートによって説明する。プリントスター
トにより(1)パッチ画像Pが形成され、第1の実施例同
様その画像濃度がパッチ検知ユニット100によって検出
されて(2)検知回路により出力電圧とされる(3)。
の基準値と比較され(4)その差が規定の値より小さい時
には画像濃度の調整は行われず、規定の値より大きい時
には濃度調整信号を現像スリーブ周速の微小量の制御を
行うよう制御回路に出力する(5)。
知回路の出力電圧に対し現像スリーブ141の周速を図9
に示すように階段状に変化させることの出来るプログラ
ムを備えていて、前述した濃度調整信号が入力されると
現像スリーブ141の周速を前記プログラムに従って何段
階かUPもしくはDOWNするよう単位時間当りの回転
数(以下、単に回転数という)が制御される。すなわち
例えばパッチ画像Pの画像濃度が小さく従って出力電圧
が基準値より大きい場合には、現像スリーブ141の周速
をUPすることによって画像濃度の調整が行われ、この
動作を反復することによりフィードバックが行われ、検
知回路の出力電圧は常に前述した基準値に近づけられる
よう画像濃度の調整が行われる。
成時とは異なる現像条件でパッチ画像を形成する点につ
いて説明する。
要求される高濃度のトナー像を感光体ドラム10上に形成
するために0.4μJ/cm2のレーザーパワーで、感光体ド
ラム10上に電位VL −50Vの潜像を形成しなければなら
ない。
ドラム10上に電位VL −50Vの潜像を形成して、0.7mg
/cm2に達する大量のトナーが付着したパッチ画像が形
成されても、パッチ検知ユニット100の検知感度の低い
領域の2V以下で検知がなされ、その精度は極めて悪
い。
度の良い領域の4V前後で検知がなされるようにするた
めには図15(b)に示されるように0.07μJ/cm2のレー
ザーパワーで、感光体ドラム10上に0.2mg/cm2のトナー
が付着したパッチ画像を形成しなければならない。
ればならない、ベタ画像や文字等に要求される高濃度の
トナー像を感光体ドラム10上に形成するためのレーザー
パワー(0.4μJ/cm2)によって、どの様なトナー像が
感光体ドラム10上に形成されるかが判別できない。
要求される高濃度のトナー像を感光体ドラム10上に形成
するためのレーザーパワー(0.4μJ/cm2)によって
も、パッチ検知ユニット100の検知感度の良い領域での
パッチ画像が形成されるように、通常とは異なる画像形
成条件としている。
1の実施例を示すもので、現像スリーブ141のスリーブ
周速を通常の画像形成時の280rpm(固定)から80rpm
(固定)に低下させて、イエロー(Y)と、マゼンタ
(M)、シアン(C)及び黒(BK)のそれぞれについ
て、パッチ画像を形成する。
16(a)に示すようにパッチ画像時の現像特性を得るこ
とができる。
に要求される高濃度のトナー像を感光体ドラム10上に形
成するためのレーザーパワー(0.4μJ/cm2)によっ
て、感光体ドラム10上に電位VL −50Vの潜像が形成さ
れ、0.2mg/cm2トナーが付着したパッチ画像が形成され
て、パッチ検知ユニット100の検知感度の良い領域(出
力電圧4V前後)となる。
ゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(BK)のそれぞれ
のパッチ画像の濃度検知を行い、パッチ検知ユニット10
0の出力電圧に応じて、感光体ドラムの特性の変動及び
現像特性の変動に係わらず、パッチ画像のトナー付着量
が所定の値となるように、図6(a)の制御回路31がグ
リッド電圧電源32を制御して帯電電圧を調整する。帯電
電圧調整後、画像信号によるトナー像形成時には、スリ
ーブ周速を元の280rpmにもどす。
例関係があるので、このように制御することによって、
画像信号によるトナー像形成時において、トナー像のト
ナー付着量が一定になるように制御されることとなる。
2の例を示すもので、現像バイアス(DC)を通常の画
像形成時の−750Vから−250Vに低下させて、イエロー
(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(BK)
のそれぞれのパッチ画像を形成する。
16(b)に示すようにパッチ画像時の現像特性を得るこ
とができる。
に要求される高濃度のトナー像を感光体ドラム10上に形
成するためのレーザーパワー(0.4μJ/cm2)によっ
て、感光体ドラム10上に電位VL −50Vの潜像が形成さ
れ、0.2mg/cm2トナーが付着したパッチ画像が形成され
て、パッチ検知ユニット100の検知感度の良い領域(出
力電圧4V前後)となる。
ゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(BK)のそれぞれ
のパッチ画像の濃度検知を行い、パッチ検知ユニット10
0の出力電圧に応じて、感光体ドラムの特性の変動及び
現像特性の変動に係わらず、パッチ画像のトナー付着量
が所定の値となるように、図6(a)の制御回路31がグ
リッド電圧電源32を制御して帯電電圧を調整する。帯電
電圧の調整後、画像信号によるトナー像形成時には、現
像バイアスを元の−750Vに戻す。
の間には比例関係があるので、このように制御すること
によって、画像信号によるトナー像形成時において、ト
ナー像のトナー付着量が一定になるように制御させるこ
ととなる。
3の実施例を示すもので、現像スリーブ141のスリーブ
周速を通常の画像形成時の回転数N1rpmから2/7の
回転数N2rpmに低下させて、イエロー(Y)と、マゼ
ンタ(M)、シアン(C)及び黒(BK)のそれぞれの
パッチ画像を形成する。
16(c)に示すようにパッチ画像時の現像特性を得るこ
とができる。
に要求される高濃度のトナー像を感光体ドラム10上に形
成するためのレーザーパワー(0.4μJ/cm2)によっ
て、感光体ドラム10上に電位VL −50Vの潜像が形成さ
れ、0.2mg/cm2トナーが付着したパワー画像が形成され
て、パッチ検知ユニット100の検知感度の良い領域(出
力電圧4V前後)となる。
ゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(BK)のそれぞれ
のパッチ画像の濃度検知を行い、パッチ検知ユニット10
0の出力電圧に応じて、感光体ドラムの特性の変動及び
現像特性の変動に係わらず、各色トナーに応じたパッチ
画像のトナー付着量が所定の値となるように、図6
(a)の制御回路31が現像スリーブ駆動回路34を制御し
て、各スリーブのスリーブ周速をそれぞれ調整する(調
整後のスリーブの回転数をN2′rpmとする)。
に、調整されたそれぞれのパッチ画像形成時のスリーブ
周速N2′rpmの7/2にスリーブ周速を設定するように
している。
例関係があるので、このように制御することによって、
画像信号によるトナー像形成時において、トナー像のト
ナー付着量が一定になるように制御されることとなる。
ブ周速及び現像バイアスを変更しないでパッチ画像の濃
度検知を行った比較1、及び前述した実施例3に対応し
て、スリーブ周速を2/7に低下させないでパッチ画像
の濃度検知を行った比較2について、本発明者がそれぞ
れ10万枚におよぶプリントテストを行った結果を、実施
例1〜3と共に表1に示す。
像条件でパッチ画像を形成した実施例1〜3では、良好
なパッチ画像の検知性及び色安定性を得ることができた
が、比較例1及び2においては、表1に示すようにパッ
チ画像の検知性が悪く、色調や濃度の安定性に欠ける点
が認められた。
ド電圧電源32を制御することによって帯電電圧を調整
し、パッチ画像のトナー付着量が所定の値となるように
制御したが、イエロー(Y)と、マゼンタ(M)、シア
ン(C)及び黒(BK)のそれぞれの現像バイアス電源
35を制御してそれぞれの現像バイアスを調整するように
しても良いし、現像スリーブ駆動回路34を制御して、そ
れぞれのスリーブ周速を調整するようにしても良い。
(Y)と、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(B
K)によるカラー画像形成時における補正について示し
たが、黒(BK)のみによるモノクロ画像形成時にも同
様に濃度制御が可能である。
うに行われるが、図6(a)の検知回路33の出力電圧は
以下の原因でその出力が変動するので、その補正がなさ
れることが好ましい。
て説明する。
感光体ドラム10の感光面等から光反射特性の変動による
補正、第2のトナーの色による光透過率の違いによる補
正の2つの補正が考えられる。
し、一方のみ行ってもよい。
射特性の違いによる補正(以下ベースライン補正と言
う)について説明する。
光体ドラム10の感光面の光反射特性ならびにパッチ検知
ユニット100の反射光検出能力の差によっても左右され
る。
層を備えているが、この光吸収層は製品によって厚さに
バラツキがあり、従って感光面の反射率に若干の個差を
生ずるのが避けられない。
量に対する検出回路からの出力電圧の変化を示したもの
で、図11(a)は標準的な反射率を備える感光体Sを使
用した場合のトナー付着量に対する出力電圧VSの変化
と、それに前後する反射率を備える感光体HおよびLを
使用した場合の出力電圧VHおよびVLの変化を対比した
ものであり、トナーの付着量の変化に関係なく出力電圧
にほぼ一定の差を生じている。
によりスリ疵等により乱反射面となりその反射率を徐々
に低下して行く。図11(b)は使用開始時の感光体Iに
よるトナー付着量に対する出力電圧VIの変化を例えば1
0万枚のプリント終了時の感光体Pによる出力電圧VPの
変化を対比したもので、この場合もトナーの付着量の変
化に関係なく出力電圧にほぼ一定の差を生ずることが判
る。
体ドラム10を使用したとしても、パッチ検知ユニット10
0が長期の使用により発光部や受光部にトナーやほこり
が付着して反射光の検出能力が低下している場合には検
出回路からの出力電圧も当然低下する。図11(c)は清
浄な状態のパッチ検知ユニット100Aによって検出され
る場合のトナー付着量に対する出力電圧VAの変化と例
えば10万枚のプリントによって検出能力の低下したパッ
チ検知ユニット100Bによって検出される場合の出力電
圧VBの変化との対比を示したもので、この場合も同じ
くトナーの付着量の変化に関係なく出力電圧にほぼ一定
の差が認められる。
圧の偏りを補正するため、本発明においては、新規の感
光体ドラム10の感光体の反射率をトナーを付着しない状
態でパッチ検知ユニット100により測定してその値を制
御論理回路のメモリに予め記憶しておく。次いで所定枚
数例えば100枚のプリント終了毎に同じくトナーを付着
しない状態での感光体の反射率の測定を反復してその都
度出力電圧の差を算出し、この出力電圧差によってパッ
チ画像Pの検出による検知回路からの出力電圧のベース
ラインを補正する。その結果感光体のバラツキやノイズ
ならびに長期の使用によるパッチ検知ユニット100の検
出能力の低下に伴う出力電圧の偏りが自動的に補正され
て、パッチ画像Pの正しい濃度検出とそれに基づく画像
濃度の適確な制御が実現される。
着しない状態でのそれぞれ新規および所定枚数プリント
後の感光面の検出による出力電圧を示し、その出力電圧
の偏(V1−V2)をトナーを付着した場合の後者の出
力電圧V2Sに加算することによって新規の感光面を使
用した場合に対応した出力電圧V1Sを得ることが出来
る。
画像Pの濃度検出による出力電圧にベースラインの補正
を加えた場合を、従来のようにベースラインの補正を一
切加えない場合(比較例)と対比させた結果、表1に示
す如く使用開始の初期には双方の例ともに特に問題は見
当たらないが、比較例ではプリント枚数が5万枚の時点
で色バランスにくずれが認められ、10万枚に達するとさ
らに画像濃度の低下が現れるのに対し、実施例では使用
開始の初期と変わりなく終始各色の濃度が適正でバラン
スのとれたカラー画像が得られるのが確認された。
る補正について説明する。
付着するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン
(C)及び黒(BK)の各トナーはいずれも光透過率の
小さい波長によって検出されることが望ましい。
波長領域によって光透過率を大きく異にしているため、
一定した波長光によって各色のパッチ画像Pの濃度検出
を行った場合、画像濃度は同じであるにも係わらず、検
知回路33の出力電圧に差異を生じてしまうことがある。
過率を考慮して、パッチ画像に付着するトナーの量に前
もって色別の格差を設けておき、画像濃度が同じ場合に
は、検知回路33からの出力電圧が同じようになるように
制御している。
場合における、各色トナーに対応するパッチ画像Pにお
けるトナー付着量と出力電圧の関係を、図14に示す。
マゼンタ(M)についてのトナー付着量0.3mg/cm2とシ
アン(C)及び黒(BK)についてのトナー付着量0.2m
g/cm2が、同一の出力電圧を生じる。
ンタ(M)と、シアン(C)及び黒(BK)との関係を
メモリに記憶しておき、出力電圧を前記の関係に比例し
て補正し、画像濃度が同じ場合には、検知回路33からの
出力電圧が同じようになるように制御することが可能で
ある。
に対して、イエロー(Y)及びマゼンタ(M)について
の出力電圧Aと、シアン(C)及び黒(BK)について
の出力電圧Bが同じ出力電圧として検知回路33から出力
されるように補正すれば良い。また制御回路31において
このような補正を行ってもよい。
て、約10,000枚に及ぶプリントを実施して、上記の補正
を行った場合と行わない場合とで、画像の色安定性を各
色毎にチェックした結果、補正を行った場合にはいずれ
の色に対しても安定した色調が得られたのに対し、補正
を行わない場合には何れかの色に安定性に欠ける傾向が
認められた。
違いは、以下の方法によっても補正することが可能であ
る。
(M)についてのパッチ画像を形成する場合と、シアン
(C)及び黒(BK)についてのパッチ画像を形成する
場合で、像露光手段13の出力の切り換え、現像スリーブ
141のスリーブ周速、現像バイアス又は帯電電圧を前述
の図14のトナー付着量の違いに応じて調整し、トナー色
に係わらず、画像濃度が同じ場合には、検知回路33から
の出力電圧が同じようになるように制御することが可能
である。
EDを用いた場合について説明したが、570nmの波長の
LEDを用いた場合には、図13に示されるように、イエ
ロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(B
K)を区別して、画像濃度が同じ場合には、検知回路33
からの出力電圧が同じようになるように補正を行えば良
い。
される高濃度のトナー像を形成するための露光量による
パッチ画像の濃度を、高感度で検知することが可能とな
り、常に色安定性に優れたカラー画像の得られるカラー
画像形成装置が提供されることとなった。
のカラー画像形成装置における画像濃度調整について説
明したが、本発明はアナログ方式のカラー画像形成装置
又はモノクロの画像形成装置に対しても適用可能であっ
て、色調や階調の豊かな画像を形成するのに極めて有用
である。
の関係を示すグラフ。
態を示すサンプル図。
理経路の説明図。
の周速及びパッチ検知ユニットの出力電圧の関係を示す
グラフ。
ト。
例。
検知能力の変化に伴うパッチ検知ユニットの出力電圧の
変化を示すグラフ。
ン補正を示すグラフ。
量を示すグラフ。
グラフ。
特性を示すグラフ。
Claims (10)
- 【請求項1】 像担持体と、前記像担持体上を帯電する
帯電手段と、画像情報に応じて帯電された前記像担持体
上に画像用の潜像を形成する潜像形成手段と、前記画像
用の潜像を現像して画像用のトナー像を形成する現像手
段と、前記現像手段に現像バイアスを印加する現像バイ
アス印加手段とを有したカラー画像形成装置において、 前記帯電手段、前記潜像形成手段、前記現像手段及び前
記現像バイアス印加手段を制御して前記像担持体上にパ
ッチ画像を形成するパッチ形成制御手段と、前記パッチ
画像の濃度を検知する光学的検知手段とを有し、 前記パッチ形成制御手段は、前記光学的検知手段の検知
感度が低い高濃度のトナー像を形成するレーザーパワー
で露光した場合に、前記光学的検知手段の検知感度の良
い領域のパッチ画像が形成されるように、前記パッチ画
像を通常とは異なる画像形成条件をもって前記像担持体
上に形成し、前記光学的検知手段の検知出力に応じて前
記像担持体上に形成される前記画像用トナー像の濃度が
所定の条件となるように前記帯電手段、前記現像手段又
は前記現像バイアス印加手段を制御することを特徴とす
る画像形成装置。 - 【請求項2】 前記パッチ形成制御手段は、前記パッチ
画像形成時には、前記現像手段の現像スリーブの周速を
前記画像用トナー像形成時とは異なる速度に設定するこ
とを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 【請求項3】 前記パッチ形成制御手段は、前記パッチ
画像形成時には、前記現像バイアスを、前記画像用トナ
ー像形成時とは異なる値に設定することを特徴とする請
求項1記載の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記像担持体の表面の反射率から、前記
光学的検知手段の検知出力を補正する検知出力補正手段
を有することを特徴とする請求項1記載の画像形成装
置。 - 【請求項5】 像担持体と、前記像担持体上を帯電する
帯電手段と、画像情報に応じて帯電された前記像担持体
上に画像用の潜像を形成する潜像形成手段と、前記画像
用の潜像を互いに異なった色のトナーで現像して画像用
のトナー像を形成する複数の現像手段と、前記複数の現
像手段に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段
とを有した画像形成装置において、 前記帯電手段、前記潜像形成手段、前記複数の現像手段
及び前記現像バイアス印加手段を制御して前記像担持体
上に複数の現像手段のそれぞれのトナー像に対応した複
数のパッチ画像を形成するパッチ形成制御手段と、前記
複数のパッチ画像の濃度を検知する光学的検知手段とを
有し、 前記パッチ形成制御手段は、前記光学的検知手段の検知
感度が低い高濃度のトナー像を形成するレーザーパワー
で露光した場合に、前記光学的検知手段の検知感度の良
い領域のパッチ画像が形成されるように、前記複数のパ
ッチ画像を通常とは異なる画像形成条件をもって前記像
担持体上に形成し、前記光学的検知手段の検知出力に応
じて前記像担持体上に形成される前記画像用トナー像の
濃度が所定の条件となるように前記帯電手段、前記複数
の現像手段又は前記現像バイアス印加手段を制御するこ
とを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項6】 前記パッチ形成制御手段は、前記複数の
パッチ画像形成時には、前記複数の現像手段の現像スリ
ーブの周速を前記画像用トナー像形成時とは異なる速度
に設定することを特徴とする請求項5記載の画像形成装
置。 - 【請求項7】 前記パッチ形成制御手段は前記複数のパ
ッチ画像形成時には、前記現像バイアスを、前記画像用
トナー像形成時とは異なる値に設定することを特徴とす
る請求項5記載の画像形成装置。 - 【請求項8】 前記像担持体の表面の反射率から前記光
学的検知手段の検知出力を補正する検知出力補正手段を
有することを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。 - 【請求項9】 前記複数のパッチ画像を形成するトナー
の色に応じて、前記光学的検知手段の検知出力を補正す
る検知出力補正手段を有することを特徴とする請求項5
記載の画像形成装置。 - 【請求項10】 前記パッチ形成制御手段は、前記複数
パッチ画像を形成するトナーの色に応じて、前記複数の
パッチ画像を形成する条件を切り替えることを特徴とす
る請求項5記載の画像形成装置。
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JP23181693 | 1993-09-17 | ||
JP5-231817 | 1993-09-17 | ||
JP23181793 | 1993-09-17 | ||
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JP22029994A JP3401692B2 (ja) | 1993-09-16 | 1994-09-14 | 画像形成装置 |
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- 1994-09-14 JP JP22029994A patent/JP3401692B2/ja not_active Expired - Fee Related
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