JPS61254961A - カラ−画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

一１ 本発明は、カラー電子写真複写装置又はコンピュータ出
力部のカラー記録装置等のカラー画像形成装置に関する
ものである。

【久立丑遣 最近、特殊分野に限らず一般専務の分野でもカラー複写
及び印刷の需要が急速に増大し、カラー画質の向上が希
求されている。 従来、電子写真感光体を用いたカラー画像形成装置、即
ちカラー電子写真複写装置、カラーレーザビームプリン
タ等の装置に於て、適当なカラーバランス及び画像濃度
を得ること、又それらを一定に維持することが困難であ
った。斯る問題の最大の原因は、現在のカラー画像形成
装置においてはカラーバランスのとれたフルカラー画像
をシアン、マゼンタ、イエローの３色画像を重ね合わせ
ることによって達成せんとするために、各色の画像特性
、即ち画像濃度、ガンマ、カブリの各特性を厳密に調整
する必要があり、一般ユーザにとってこのような調整作
業は困難であり、又感光体及び現像剤の温湿度環境変化
に伴う特性変化、特性のばらつき、特性劣化等により各
色の画像濃度を長時間安定した状態に保つことが難しい
といった点にある。 従来、上記問題の対策として、（１）特開昭５３−３７
０２５号公報に記載されるように、感光体上の潜像の表
面電位を検出して、帯電、露光の画像形成条件を制御し
て表面電位を一定値に収束させる方法（表面電位制御方
式）、及び（２）特開昭５４−１３４６４６号公報に記
載されるように、感光体上のトナー画像濃度を検出して
帯電、露光、現像の画像形成条件を制御して、トナー画
像濃度を一定値に収束させる方法（トナー画像濃度制御
方式）がある。 、　　　が　　　　　　し　　　う　　　　　　る　、
　　　　屯前記第１の表面電位制御方式は感光体特性、
帯電特性、或は露光量の変化に対し、容易に且つ精密に
表面電位の制御が可能であるが、現像特性の変化がある
と画像濃度が変動する問題がある。 一方、前記第２のトナー画像濃度制御方式はカブリの領
域、或は明部寄りの中間調における画像濃度検出を精度
良く行うことが困難であり制御後のハードコピー上の画
像にカブリの発生、或は中間調の再現性低下が生じ易か
った。又コピー毎に画像濃度制御を行なうなど、制御を
頻繁に行うとトナーの消耗、クリーニング装置の負担増
、装置内のトナー飛散の増大が生じ易かった。又、コロ
ナ放電器の近くに電位センサを設けて表面電位を検出し
コロナ放電電流を制御する前記表面電位制御方式に較べ
、画像濃度制御においては現像器の後に画像濃度センサ
を設けて画像濃度を検出しコロナ放電電流を制御するの
で、検出位置から制御位置迄の距離が長くなり、従って
制御に要する時間が長くなり、制御を頻繁に行うことは
問題があった。 ｍの 従って１本発明の目的は、適正で且つ安定したカラーバ
ランス及び画像濃度を有したカラー画像を効率よく得る
ことのできるカラー画像形成装置を提供することである
。 ロ　占　　　　るための− 上記目的は本発明に係る画像形成装置によって達成され
る０本発明は要約すれば、複数のトナー像によるカラー
画像を形成するカラー画像形成装置において、像担持体
上に形成した基準濃度パターンを利用して各色毎の条件
目標値を設定する条件制御手段と、該条件制御手段から
の条件目標信号に基づき各色の画像形成条件を設定する
画像形成制御手段とを具備し、上記カラー画像を所定期
間内又は連続時の複数回目に形成する際、前記画像形成
制御手段は先に定めた前記条件制御手段からの条件信号
を使用するようにしたことを特徴とするカラー画像形成
装置である。 更に、本発明に従えば、複数のトナー像によるカラー画
像を形成するカラー画像形成装置において、像担持体上
に形成した基準濃度パターンを利用して各色毎の条件目
標値を設定する条件制御手段と、該条件制御手段からの
条件目標信号に基づき各色の画像形成条件を設定する画
像形成制御手段とを具備し、上記カラー画像を所定期間
経過後に形成する際、再度、前記条件制御手段を使用し
て像担持体上に形成した基準濃度パターンを利用して各
色毎の条件目標値を設定し、前記画像形成制御手段によ
って該条件制御手段からの条件目標信号に基づき各色の
画像形成条件を設定するようにしたことを特徴とするカ
ラー画像形成装置が提供される。 次に１本発明に係る画像形成装置について図面に即して
更に詳しく説明する。 第１図には本発明に係る画像形成装置がカラーレーザビ
ームプリンタに具現化された態様が例示される。該実施
態様において、装置の概略中央部に回転自在に感光ドラ
ムｌが配置される０表面層に、例えばアモルファスシリ
コン感光体を有した感光ドラムｌは、先ず前露光ランプ
２により均一露光され、次いでコロナ放電器３によりプ
ラス極性に帯電される。 次に、感光ドラム１は半導体レーザビームＩにより画像
の背景部が走査露光され、静電潜像が形成される。該レ
ーザビームＩはレーザスキャナ４にて半導体レーザ４１
が記録情報信号を受けたレーザドライバで駆動されるこ
とにより発生し、次いで回転多面＠４２、ｆ・０レンズ
４３及びミラー４４から成る走査光学系を介して感光ド
ラム上にスポット光として投影される。 上記の如くにして形成された感光ドラム上の潜像は次い
で現像装置５により現像される。現像装置５はイエロー
、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー（マイナス極
性）を有する現像器５１．５２．５３．５４から構成さ
れ、記録情報の色の種類に従って指定された色の現像器
が順次現像位はへと回転移動し、現像を行なう。 一方、選択されたカセット６内の転写紙Ｐは給紙ローラ
７により機内に送られ、転写紙先端が転写ドラム８のグ
リッパ８１により把持される。転写紙Ｐは転写ドラム８
の回転に伴って、転写ドラムのシリンダ切欠部に張架さ
れたメツシュスクリーンに巻き付きながら転写部へ搬送
される。 転写部に於いて転写コロナ放電器８３がメツシュスクリ
ーンの開口部を通して転写紙裏面を帯電させると共にメ
ツシュスクリーンの裏面を帯電させ、感光ドラム１上の
トナー像を転写紙に転写する。同時に転写紙はメツシュ
スクリーン表面に静電吸着する。 転写ドラム８上の転写紙Ｐに、感光ドラムｌ上に順次形
成されるトナー像が４色分、位置合わせされて多重転写
された後、グリッパ８１が解放され、且つ分離爪８４が
作動して転写紙を分離する。 次に、転写紙Ｐは搬送ベルト９により加熱ローラ定着器
１０へ導かれ、転写きれたトナー像が加熱定着されフル
カラー画像が得られる。 転写されなかった感光ドラムｌ上のトナーはクリーナ１
１により捕集される。 ところで、Ｅ記手順にて画像が形成されるに際し、以下
の諸工程が行なわれる。感光ドラム上の現像像（トナー
像）濃度を検出するために、現像位置の直後で且つ感光
ドラムｌの表面に近接して画像濃度センサ１２が設けら
れる０画像濃度検出用の静電潜像パターンはパターン発
生器ＦＴにより所定のタイミングでドラムｌ上の画像形
成域内に形成され、従って前記画像濃度センサ１２はド
ラム軸方向において検出用パターンに対応する位置に設
けられている。 画像濃度センサ１２は、感光ドラム表面を照射する光源
と、その反射光を受ける光センナとが一体化されたもの
で１例えば光源としては小型タングステンランプ、光セ
ンサとしては受光部直前に可視光吸収近赤外光透過特性
を有するフィルタ（例えば富士写真フィルム製５Ｃ−７
４フイルタ）を設けたシリコンフォトダイオードが用い
られる。このように近赤外光で画像濃度を検出すること
により近赤外光に対して高い反射率を有するカラートナ
ー及び近赤外光に対して高い吸収率（低い反射率）を有
するアモルファスシリコン感光ドラムの特性を利用して
トナー像濃度を測定することができる。即ち、トナーの
色に関わらずトナー付着量が多いとトナーによる近赤外
光の反射光強度が大きくなる現象を利用してトナー像濃
度を検出する（ブラックトナーに於ても着色剤に染料を
用いた場合にはこの現象を利用することができる）。 又、画像濃度検出用の潜像パターンの表面電位を検出す
る電位センサ１３が露光部の直後でドラム表面に近接し
て設けられ、且つ軸方向においては画像濃度センサ１２
に一致する位置に設けられる。 第２図は、第１図に示した装置の画像濃度制御回路の一
実施態様を説明するブロック図である。 感光ドラム及びその周辺は要部のみ示しである。 該実施態様において、感光ドラムｌの回転角度を検出す
るチョッパディスクとフォトインタラプタ（図示せず）
により、ドラム回転角度に応じたドラムクロックパルス
が出力される。このクロックパルスは装置のメインシー
ケンスコントローラ１０７で計数され、該コントローラ
１０７により画像濃度制御用のマイクロコンピュータ１
０９に表面電位或いは現像像（トナー像）濃度の測定タ
イミング信号、及び高圧電流、現像バイアス電圧、レー
ザビーム強度等の切換えのタイミング信号等を供給する
。 画像濃度センサ１２で検出されたトナー像濃度は画像濃
度測定回路１１１で測定され、Ａ／Ｄコンバータ１１３
でデジタル信号に変換された後。 コンピュータ１０９に供給される。又同様に、表面電位
センサ１３で検出されたドラム表面電位は表面電位測定
回路１１５で測定され、Ａ／Ｄコンバータ１１７でデジ
タル信号に変換された後、コンピュータ１０９に供給さ
れる。コンピュータ１０９はトナー像濃度りがスイッチ
ボード１１９で予め選択設定された各色トナーの濃度目
標値り。 に収束すべく制御式に従って演算する。又コンピュータ
１０９は暗部表面電位Ｖｄが後述する画像濃度制御工程
中に記憶された各色トナーの表面電位目標値Ｖｄｏに収
束すべく制御式に従って演算する。 上記の演算結果の信号はパスライン１２１を介してＤ／
Ａコンバータ１２３に供給してアナログ信号に変換する
。アナログ変換された信号は電源制御回路１２５に供給
され、高圧電源１２７を制御して、コロナ放電器３の放
電電流Ｉｐを制御する。又同様に、アナログ信号が電源
制御回路１２９に供給され、電源１３１を制御して、現
像器５に印加する現像バイアス電圧Ｖｄｅｖを制御する
。 第３図〜第５図は本発明に従った画像形成装置の制御動
作を示す流れ図である。 第３図を参照すると１本発明に係る画像形成装置におい
て作動開始ボタンが押されると、後述の目的のために使
用されるタイマーカウントのメモリーがリセットされる
０次いで、画像形成動作に先立ち目標値形成のための帯
電条件及び現像バイアス条件制御が各色毎に行なわれ（
条件制御）。 引き続き各色の画像形成のための帯電及び現像バイアス
制御が行なわれ（画像形成制御）、その後画像形成作業
が行なわれる０画像形成作業が終了すると後述の目的の
ためにタイマーのカウントが開始される。 次に、前記条件制御について更に詳しく説明する０作動
開始ボタンが押されると、先ず、画像濃度制御がスター
トする。第４図から理解されるように、ステップｌ及び
２にて現在行なわれている画像形成作業（本実施例では
コピ一作業）が連続コピー中なのか否か、及びタイマー
カウント開始後何時間経過しているかが判定される。１
枚目のコピーの場合ステップ２は否定判定をなし、ステ
ップ３にて目標の暗部電位Ｖｄｏが゛設定されていない
場合は、各色毎の帯電及び現像バイアス条件制御動作−
が行なわる。 斯る条件制御動作をなすに当り、各色において予め設定
された初期値のコロナ放電器３の放電電流ＩＰが出力さ
れ、感光ドラムが帯電される０次にパターン発生器の信
号に基づいてレーザビームによりドラム表面が走査露光
され画像濃度検出用の潜像パターンが形成される（ステ
ップ４）、この潜像パターン（暗部）の表面電位Ｖｄ、
及び該潜像パターンに隣接した露光域（コロナ放電電流
は上記暗部と同一条件で与えられている。）の明部電位
Ｖｌが電位センサ１３により検出される（ステップ６）
、該検出された明部電位Ｖｌに所定電圧を加算して上記
潜像パターンを現像する際現像器に印加する現像バイア
ス電圧Ｖｄｅｖが求められる（ステップ６）。 前記潜像パターンは各色トナーの中の１色、例えばイエ
ロートナーで現像が行われ画像濃度検出用パターンが形
成される。該画像濃度検出用パターンの画像濃度Ｄｄを
センサ１２により検出しくステップ８）、検出濃度Ｄｄ
と目標濃度Ｄｄ。 とを比較する（ステップ９）、ここで１Ｄｄ−Ｄｄｏｌ
が許容誤差ＣＩ内であるか否か判定する。 否定判定ならばコロナ放電電流Ｉｐを制御式Δ■ｐ＝α
ΔＤｄ（αは定数）に従って制御する（ステップ１０）
、そしてステップ４に戻りステップ４〜ステツプｌＯの
工程が繰返される。１Ｄｄ−Ｄｄｏｌが許容誤差Ｃ１内
となりステップ９において肯定判定となればステップ１
１に進み、肯定判定となった検出濃度Ｄｄに対応する潜
像パターンの表面電位Ｖｄが後の制御工程における表面
電位の制御目標値Ｖｄｏとしてコンピュータ１０９に記
憶される。上記諸ステップが各色毎に行なわれ、金色の
条件（目標暗部電位）Ｖｄｏが設定され条件制御動作が
完了する（ステップ１２）。 上記条件制御動作が完了すると、画像形成装置は画像形
成制御動作へと移行する。第５図を参照すると、ブロッ
ク２２１では各色において予め設定された初期値のコロ
ナ放電電流ＩＰが出力され感光ドラムが帯電される（ス
テップ１３）０次に感光ドラム上の暗部電位Ｖｄを表面
電位センサ１３により検出しくステップ１４）、検出電
位Ｖｄと目標電位Ｖｄｏとが比較される（ステップ１５
）、ここで１Ｖｄ−ＶｄＯｌが許容誤差Ｃ２内であるか
否か判定する。否定判定ならばステップ１６においてコ
ロナ放電電流Ｉｐを制御式ΔＩＰ＝βΔＶｄ（βは定数
）に従って制御する。そしてステップ１３に戻りステッ
プ１３〜ステツプ１６の工程が繰返される。 １Ｖｄ−Ｖｄｏｌが許容誤差Ｃｚ内となりステップにお
いて肯定判定となればステップ１７に進む、この時、肯
定判定となった検出電位Ｖｄを与えるコロナ放電電流Ｉ
Ｐはコンピュータ１０９に記憶され、後のハードコピー
作成時のコロナ放電電流として出力される。 次いで、上記コロナ放電電流Ｉｐの出力のもとでパター
ン発生器の信号に基ずいてレーザビームによる操作露光
が行われ（ステップ１７）、又明部電位Ｖｌが検出され
る（ステップ１８）、更に該ステップ１８では明部電位
Ｖｌに所定電位が加算されてハードコピー形成時の現像
バイアス電圧Ｖｄｅｖが求められ、上記のＩｐと共にコ
ンピュータ１０９に記憶される。 上記諸ステップが各色毎に行なわれ、全色の画像形成の
ための帯電及び現像バイアス条件が設定され画像形成制
御動作が完了する。該画像形成制御動作が完了すると５
画像形成装置は画像形成作業を行ない、その後リセット
される（ステップ１９〜ステツプ２２）。 第４図に戻り連続コピーの場合について説明する。ステ
ップｌにて肯定の判定がなされ、目標暗部電位Ｖｄｏの
メモリーが存在している場合には上記条件制御動作は必
要なく直ちに第５図に示した画像形成制御動作へと進む
、一方、目標暗部電位Ｖｄｏのメモリーが存在していな
い場合には上記条件制御動作が行なわれ、その後画像制
御動作へと進む。 更に、本発明の他の特徴によれば、条件制御動作にステ
ップ２が設けられる。つまり、画像形成装置が作動開始
後、即ち、タイマーカウント開始後所定時間（Ｔ）経過
後にコピー動作がなされる場合には、例え条件目標暗部
電位Ｖｄｏ（ステップ３）がメモリーされていたとして
も、再度目標値のための条件制御１効作を行なうように
構成した点にある。 上記説明にて理解されるように、本発明の特徴に従うと
１画像濃度制御の制御間隔は、トナーの現像特性（表面
電位に対する画像濃度特性）の変化が感光体の潜像特性
（露光量の対数に対する表面電位特性）の変化や帯電、
露光条件の変化より長い期間で生じるので、先ずハード
コピー作成前に条争し制御（ステップ１〜ステツプ１２
）及び画像形成制御（ステップ１３〜ステツプ１８）を
行ない、それ以後は前回のコピー作成後所定の時間Ｔ以
内の場合には、例えばｌＯ分間程度経過して次のコピー
を作成する際には車前に画像形成制御工程（ステップ１
３〜ステツプ１８）のみを行ない、又前回のコピー作成
後所定時間Ｔを経過して、例えば２時間以上経過して次
のコピーを作成する際には事前に条件制御（ステップ１
〜ステツプ１２）及び画像形成制御（ステップ１３〜ス
テツブ１８）が行なわれる。 別の例としては、カラン）Ｔは所定の時間の代りにコピ
一枚数とすることもできる。先ずｌ＼−トコビー作成前
に条件制御（ステップ１〜ステツプ１２）及び画像形成
制御（ステップ１３〜ステツプ１８）を行ない、それ以
後は１００枚のコピー作成後、次にコピーを作成する前
に画像形成制御（ステップ１３〜ステツプ１８）のみを
行い、又１０００枚のコピー作成後、次にコピーを作成
する前に条件制御（ステップ１〜ステツプ１２）及び画
像形成制御（ステップ１３〜ステツプ１８）を行う。 １１立１】 以上説明したように本発明のカラー画像形成装置におい
ては、比較的長期の間で変動する現像特性に関わる画像
濃度制御の回数を少なくして、比較的短期の間で変動す
る感光体特性、又は帯電、露光特性に関わる画像濃度制
御の回数を多くして、精度及び効率の高い画像濃度制御
を可箋とし、適正で且つ安定したカラーバランス及び画
像濃度を有したハードコピーが得られる。 以に本発明の実施例は画像の背景部にレーザビームを与
え、末露光部に、正規現像によりトナーを付着させるバ
ックグランドスキャニング法によるカラーレーザービー
ムプリンタに於いて説明を行なったがこの他にレーザー
ビームを午えた露光部に反転現像によりトナーを付着さ
せるイメージスキャニング法によるカラーレーザビーム
プリンタに応用しても良い、更にアナプロ方式のカラー
電子写真複写装置に応用しても良いのは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明を実施するカラー画像形成装置の一実
施例を示す装置構成図である。 第２図は、第１図の装置における画像濃度制御回路のブ
ロック図である。 第３図は、第２図の動作を示す流れ図である。 第４図は、条件制御の流れ図である。 第５図は、画像制御の流れ図である。 １：感光ドラム ３：コロナ放電器 ４：レーザスキャナ ５：現像装置 ８：転写ドラム １２−画像濃度センサ １３：電位センサ １０７：シーケンスコントローラ １０９：画像濃度制御用マイクロコンピュータ １１１：画像濃度測定回路 １１５：表面電位測定回路 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数のトナー像によるカラー画像を形成するカラー
   画像形成装置において、像担持体上に形成した基準濃度
   パターンを利用して各色毎の条件目標値を設定する条件
   制御手段と、該条件制御手段からの条件目標信号に基づ
   き各色の画像形成条件を設定する画像形成制御手段とを
   具備し、上記カラー画像を所定期間内又は連続時の複数
   回目に形成する際、前記画像形成制御手段は先に定めた
   前記条件制御手段からの条件信号を使用するようにした
   ことを特徴とするカラー画像形成装置。 ２）複数のトナー像によるカラー画像を形成するカラー
   画像形成装置において、像担持体上に形成した基準濃度
   パターンを利用して各色毎の条件目標値を設定する条件
   制御手段と、該条件制御手段からの条件目標信号に基づ
   き各色の画像形成条件を設定する画像形成制御手段とを
   具備し、上記カラー画像を所定期間経過後に形成する際
   、再度、前記条件制御手段を使用して像担持体上に形成
   した基準濃度パターンを利用して各色毎の条件目標値を
   設定し、前記画像形成制御手段によつて該条件制御手段
   からの条件目標信号に基づき各色の画像形成条件を設定
   するようにしたことを特徴とするカラー画像形成装置。