JP2001215762A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
化しても、画像濃度や色味の変化を適切に抑制し安定し
た画像を形成できる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 画像形成装置の制御回路60を構成する
CPU61には、感光体ドラム上に形成されたサンプル
トナーパターンのトナー付着量を検出するAIDCセン
サ42、装置内部の温湿度を検出する温度センサ43及
び湿度センサ44が接続される。CPU61は前回の画
像形成要素の制御量と今回トナー付着量に基づいて演算
した仮の画像形成要素の制御量に、前回及び今回の温度
及び湿度の変化の差に基づいて決定される係数を乗算
し、その乗算結果を加算して新たな画像形成要素の制御
量、即ち帯電電位、現像バイアス電圧、露光量を決定す
る。
Description
画像形成装置に関し、特に、長時間の画像形成作業中に
環境温度や環境湿度が変化した場合にも、画像の濃度や
色味の変化を少なくする画像安定化処理を行うように構
成した画像形成装置に関する。
荷を付与した像担持体の上に形成すべき画像の静電潜像
を形成し、この静電潜像に帯電させたトナーを付着させ
る現像処理を行つてトナー像を形成する。次に、このト
ナー像を記録媒体に転写し、定着処理するという工程を
経て記録媒体上に画像を形成している。
ば1回目の画像形成処理を実行した後、一定の休止時間
を置いて2回目の画像形成処理を実行すると、1回目の
画像形成処理と2回目の画像形成処理では画像を形成す
る環境の温度や湿度が変化しているため、1回目の画像
形成処理と同一の画像形成要素の制御量、即ち、像担持
体に電荷を付与するための帯電電圧、現像バイアス電
圧、露光量等の制御量について同一の制御量を設定して
画像形成を行つても、2回目の画像形成処理では画像の
濃度や色味が変化してしまうという不都合があつた。
形成処理の開始に先立つて、像担持体の上に各色トナー
についてサンプルトナーパターンを形成し、そのトナー
濃度を検出して画像形成要素の制御量を設定して画像形
成処理を開始し、一定の時間の経過後、或いは一定の枚
数の画像形成処理を行つた後に、再びサンプルトナーパ
ターンを形成してその濃度を検出し、画像形成要素の制
御量を再設定する処理(以下、安定化処理と呼ぶ)を行
つていた。
をそのまま使用して画像形成処理を行うと、通常はそれ
以前の画像形成要素の制御量とは異なるために画像の濃
度や色味が微妙に変化してしまうことがあるため、再設
定した画像形成要素の制御量を示す数値とそれ以前の画
像形成制御量を示す数値とに、それぞれ予め決定されて
いる所定の比率を乗算し、その演算結果を加算して得ら
れた数値を、新たな画像形成要素の制御量として再設定
する安定化処理を行い、画像形成要素の制御量の再設定
によつても画像の濃度や色味が大きく変化しないように
していた。
ー複写機では、前記したサンプルトナーパターンの濃度
検出情報に基いた画像形成要素の制御量を示す数値と、
それ以前の画像形成要素の制御量を示す数値とをある比
率で演算し、演算した数値を新たな画像形成要素の制御
量として再設定(安定化処理)して画像形成動作を行う
と、その間、即ち、前回の制御量設定時点と今回の新た
な制御量設定時点との間で環境条件、例えば環境温度や
環境湿度が変化した場合には、かえつて画像の濃度や色
味が大きく変化してしまい、画像の濃度や色味の変化を
十分に抑制できないという不都合があつた。
業において生ずる環境の変化を検出し、検出された環境
の変化の差に基いて安定化処理を行う場合の画像形成要
素の制御量を演算するときの比率を調整することで上記
課題を解決しようとするもので、請求項1の発明は、像
担持体の上に形成した画像の静電潜像をトナーで現像す
る電子写真方式の画像形成装置において、像担持体上に
形成したトナーパターンのトナー付着量を検出するトナ
ー付着量検出センサと、画像形成環境の状態を検出する
環境センサと、画像形成装置の画像形成要素を制御する
制御量を演算し、演算・決定された制御量に基づいて画
像形成要素を制御する制御手段とを備え、前記制御手段
は、前記トナー付着量検出センサで検出されたトナー付
着量に基づいて画像形成要素の制御量を演算し、今回演
算した前記画像形成要素の制御量と前回演算した画像形
成要素の制御量とを、前記環境センサで検出された前回
検出時と今回検出時との間の画像形成環境の変化の差に
基づいて予め決定される所定の比率で加算して新たな画
像形成要素の制御量を演算・決定することを特徴とす
る。
置の内部空間内の環境温度を検出する温度センサと、画
像形成装置の内部空間内の環境湿度を検出する湿度セン
サが含まれる。
担持体上に画像の静電潜像を形成するときの露光量、像
担持体を帯電させる帯電電圧、及び現像器の現像バイア
ス電圧が含まれる。
記温度センサで検出された前回検出の環境温度と今回検
出の環境温度との温度差、及び前記湿度センサで検出さ
れた前回検出の環境湿度と今回検出の環境湿度との湿度
差が含まれる。
たな画像形成要素の制御量は、以下の演算式により演算
されるものである。
画像形成要素の制御量)・X+(今回のトナー付着量に
基づく画像形成要素の制御量)・Y} 但し、X及びYは、環境温度の変化の差及び環境湿度の
変化の差に基いて予め設定されている係数。
いて説明する。この発明の実施の形態の画像形成装置は
中間転写ベルトを使用したタンデム方式のフルカラー画
像形成装置で、図1はその構成の概略を示す正面図、図
2はその画像形成部を拡大して示した正面図である。
0は、走査光学系11、画像信号処理部12、画像形成
部13、給紙部14、定着装置15、排紙トレイ16か
ら構成され、制御部17によりそれら要素装置や部材の
動作が制御される。
10の上面に設置された原稿台21の下に配置されたス
キヤナ22、反射ミラー23a、23b、投影レンズ2
4及びCCDセンサ25からなる。スキヤナ22が原稿
台21の下を所定の走査速度で移動して原稿台21の上
に置かれた原稿を走査し、その反射光は反射ミラー23
a、23b、投影レンズ24を経てCCDセンサ25の
上に結像し、画像信号に変換される。
から出力された画像信号を受信し、所定の補正処理を行
なうもので、処理済みの画像信号は画像メモリに一時記
憶され、画像形成部13への出力指令に備えられる。
かなように、感光体ドラムとこれに付属した帯電機構、
LED装置、現像機構、クリーナ等の画像形成要素から
なる画像形成ユニツト31がイエロー、マゼンタ、シア
ン、黒の4色に対応して設けられている。
は、感光体ドラム33Y、帯電機構34Y、LED装置
35Y、現像機構36Y、クリーナ37Yから構成され
る。
は感光体ドラム33M、帯電機構34M、LED装置3
5M、現像機構36M、クリーナ37Mから構成され、
シアン画像形成ユニツト31Cは感光体ドラム33C、
帯電機構34C、LED装置35C、現像機構36C、
クリーナ37Cから構成される。また、黒色画像形成ユ
ニツト31Bは感光体ドラム33B、帯電機構34B、
LED装置35B、現像機構36B、クリーナ37Bか
ら構成される。
M、31C、31Bはタンデム、即ち直線状に配置され
ており、各画像形成ユニツトの感光体ドラム33Y、3
3M、33C、33Bには転写ベルト39が接近して走
行するように配置されており、転写ベルト39を挟んで
反対側には、各画像形成ユニツトの感光体ドラム33
Y、33M、33C、33Bに対応した位置には転写チ
ャージャ38Y、38M、38C、38Bが配置されて
いる。
リ39a、39b、39cの間に巻き掛けられており、
画像形成ユニツトの感光体ドラム33Y、33M、33
C、33Bの上に形成されたイエロー、マゼンタ、シア
ン、黒の4色のトナー像が順次重畳されて転写される。
また、上記プーリ39cに接近して転写ローラ41が配
置され、転写ベルト39上に転写されたトナー像が転写
ベルト39と転写ローラ41との間に給送される記録紙
Pに転写されるように構成されている。
部14a及び14bと、収納された記録紙を画像形成部
13に給送する給紙機構14c及び14dを備え、転写
ベルト39上に転写されたトナー像が、転写ローラ41
の配置されている転写位置に到達するタイミングに合わ
せて記録紙を転写位置に給送する。
下流側に配置されており、熱定着ローラにより転写され
たトナー像を記録紙上に熱定着する。また、定着装置1
5の記録紙搬送方向下流側には排紙トレイ16が配置さ
れており、画像が形成され定着処理された記録紙が収納
される。
成要素の制御量を設定するために、転写ベルト39に形
成されたサンプルトナーパターンに付着したトナーの量
を検出するトナー付着量センサ(以下、AIDCセンサ
という)42が転写ベルト39に接近して配置されてい
るほか、装置内部の環境温度を検出する温度センサ4
3、装置内部の環境湿度を検出する湿度センサ44が配
置されている。
IDCセンサ42、温度センサ43、湿度センサ44の
検出結果に基く画像形成要素の制御量の演算・設定につ
いては、後で詳細に説明する。
説明する。画像形成動作が開始され、画像走査が指令さ
れると、スキヤナ22が原稿台21の下を所定の走査速
度で移動して原稿台21の上に置かれた原稿を走査す
る。反射光は反射ミラー23a、23b、投影レンズ2
4を経てCCDセンサ25の上に結像し、画像信号に変
換される。
から出力された画像信号を受信して、所定の補正処理を
行ない、画像メモリに一時記憶される。ここでは4回の
画像走査により、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の4
色に対応した画像信号が画像メモリに一時記憶されたも
のとする。
と、まず、画像形成要素の制御量の設定に関する情報を
得るため、転写ベルト39上の画像形成領域以外の部分
に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の4色について、
サンプルトナーパターンを形成し、そのトナー濃度をA
IDCセンサ42により検出し、検出されたトナー濃度
に基づいて画像形成要素の制御量、即ち、露光量、像担
持体を帯電させる帯電電圧、及び現像器の現像バイアス
電圧が決定される。
イエローに対応した画像信号が画像形成部13のイエロ
ー画像形成ユニツト31Yに出力され、帯電機構34Y
で所定の電圧に帯電されている感光体ドラム33Y上に
イエロー画像の潜像が形成される。潜像は現像機構36
Yのイエロートナーで現像され、現像されたイエロート
ナー像は転写チャージャ38Yにより転写ベルト39の
上に転写される。
タ、シアン、黒の4色に対応した画像信号が、マゼンタ
画像形成ユニツト31M、シアン画像形成ユニツト31
C、黒色画像形成ユニツト31Bに出力され、感光体ド
ラム33M、33C、33B上にはそれぞれマゼンタ、
シアン、黒の画像潜像が形成され、潜像はそれぞれ対応
した色のトナーで現像される。
されたイエロートナー像の上にマゼンタ、シアン、黒の
順に、順次トナー像が重畳して転写され、カラートナー
像が形成される。転写ベルト39の上に重畳して転写さ
れたカラートナー像は、トナー像が転写位置に到達する
タイミングに合わせて給送された記録紙Pの上に転写ロ
ーラ41の作用により転写される。この後、記録紙Pの
上のトナー像は定着装置15で定着処理され、カラート
ナー像の形成された記録紙は排紙トレイ16に排出され
る。
パターンのトナー付着量を検出するAIDCセンサ42
の構成と動作を説明する図で、図3はカラートナーの付
着量を検出する場合を示し、図4は黒色トナーの付着量
を検出する場合を示す。
量を検出する場合を説明する。赤外線LED51から投
射された赤外線は、偏光フイルタ52を透過して転写ベ
ルト39上のカラートナーCTに入射する。カラートナ
ーCTは入射した赤外線の殆ど全てを反射するが、この
とき入射光の振幅とは異なる振幅の光を反射する。一
方、転写ベルト39は入射光と同じ振幅の光を反射す
る。
転写ベルト39で反射した反射光からカラートナーCT
で反射した特定の振幅の反射光のみを選択的に分離し、
フオトダイオード54で検出することで、カラートナー
の付着量を検出することができる。カラートナーの場合
は、カラートナーの付着量が多くなるほどフオトダイオ
ード54の出力が増大する特性を示す。
の、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のカラートナー
である。
を検出する場合を説明する。赤外線LED51から投射
された赤外線は、偏光フイルタ52を透過して転写ベル
ト39上の黒色トナーBTに入射する。黒色トナーBT
は入射した赤外線を殆ど全て吸収し、反射光は殆どな
い。また、転写ベルト39は入射光と同じ振幅の光を反
射する。
転写ベルト39で反射した反射光から投射光と同じ振幅
の反射光(転写ベルトからの反射光)を選択的に分離
し、フオトダイオード55で検出することで、黒色トナ
ーの付着量を検出することができる。黒色トナーの場合
は、黒色トナーの付着量が多くなるほどフオトダイオー
ド55の出力が減少する特性を示す。
電圧、現像バイアス電圧、露光量の設定について述べ
る。
外の部分にイエロー、マゼンタ、シアン、黒の4色につ
いてサンプルトナーパターンの形成を説明したが、予め
トナー付着量(濃度)と帯電電圧、現像バイアス電圧、
露光量などの関係を実験的に決定しておくことにより、
検出されたトナー付着量から帯電電圧、現像バイアス電
圧、露光量などの画像形成要素の制御量を設定すること
ができる。
写ベルト39の上に各色のサンプルトナーパターンが形
成され、そのトナー付着量がAIDCセンサ42により
検出される。そして、検出されたトナー付着量に基いて
帯電電圧、現像バイアス電圧、露光量などが演算され、
仮の第1回の画像形成要素の制御量とされる。
作においては、上記した仮の第1回の画像形成要素の制
御量は、そのまま第1回の画像形成要素の制御量として
メモリに格納されると共にこの制御量に基いて第1回の
画像形成動作が実行される。
定時間の経過後、或いは所定枚数のコピーが終了した後
に第2回の画像形成動作が実行されるが、このとき新た
に画像形成要素の制御量が再設定される。以下、画像形
成要素の制御量の再設定について説明する。
前回と同様に、転写ベルト39上の画像形成領域以外の
部分にイエロー、マゼンタ、シアン、黒の4色について
のサンプルトナーパターンが形成され、そのトナー付着
量がAIDCセンサ42により検出される。そして、検
出されたトナー付着量に基いて決定された帯電電圧、現
像バイアス電圧、露光量などの値が、今回のトナー付着
量に基づく画像形成要素の制御量、即ち仮の第2回の画
像形成要素の制御量となる。
画像形成要素の制御量を読み出し、前回(第1回)の画
像形成要素の制御量と今回演算した仮の第2回の画像形
成要素の制御量に、環境温度及び環境湿度の変化の差に
基いて決定される係数を乗算し、その乗算結果を加算し
て新たな画像形成要素の制御量が決定され、新たな(第
2回)の画像形成要素の制御量としてメモリに格納され
ると共に、この新たな画像形成要素の制御量に基いて第
2回の画像形成動作が実行される。
の演算式(1)により演算される。
変化の差に基いて予め設定されている係数。
量の設定時点における環境温度及び環境湿度と前回の画
像形成要素制御量の設定時点における環境温度及び環境
湿度との変化の差の絶対値に関連する値であり、実験的
に決定された係数である。図5に係数X及びYの値を示
す。なお、この係数は、後述する制御回路60のROM
66に格納されるものである。
変化量と、検出されたトナー濃度に基づいて、画像形成
ユニツト31の帯電電圧、現像バイアス、露光量などの
画像形成要素の制御量を演算し、制御する制御回路の構
成を説明する図である。制御回路はイエロー、マゼン
タ、シアン、黒の4色に対して設けられるが、その構成
と動作は同一であるので、ここではイエロー画像形成ユ
ニツト31Yについての制御回路の構成と動作を示して
ある。
力ポートに接続されたA/D変換器62、高圧電源基板
(HV基板)63、LEDドライブ回路64、及びRA
M65、ROM66などから構成される。
2、温度センサ43、湿度センサ44が接続され、これ
等のセンサで検出された信号はA/D変換器62でデジ
タル信号に変換されてCPU61に入力される。
出されたトナー濃度に基づいて仮の画像形成要素の制御
量を演算し、演算された仮の画像形成要素の制御量と、
ROM66に格納されている前回の画像形成要素の制御
量、温度センサ43及び湿度センサ44で検出された温
度と湿度等の情報、RAM65に格納されている前回演
算した画像形成要素の制御量と前回温度と湿度等の情
報、及びこれもROM66に格納されている前記環境温
度及び環境湿度の変化の差に関連する係数X及びYに基
き、先に説明した所定の演算式に基いて最新の画像形成
要素の制御量、即ち各トナー色に対応した帯電電圧、現
像バイアス電圧、露光量が演算・決定される。
決定された最新の画像形成要素の制御量である帯電電
圧、現像バイアス電圧に基いて、これに対応した帯電電
圧VGを帯電機構34Yに印加し、現像バイアス電圧V
Bを現像機構36Yに出力する。また、LEDドライブ
回路64は、CPU61で演算・決定された最新の露光
量に基いてLED装置35Yを駆動し、所定の画像濃度
に対応した画像潜像を感光体ドラム33Yの上に形成す
る。
る演算処理を説明するフローチヤートである。
色のサンプルトナーパターンのトナー付着量をAIDC
センサ42により検出し(ステップP1)、検出された
トナー付着量に基づいて仮の画像形成要素の制御量を演
算する(ステップP2)。
検出された今回の装置内部の温度データ及び湿度データ
と、RAM65から読み出した前回の装置内部の温度デ
ータ及び湿度データとの差の絶対値を求め、更にROM
66に格納されている数値表(図5参照)を照合して係
数X及びYを決定する(ステップP3)。
要素の制御量と、ステップP2で演算した仮の画像形成
要素の制御量と、ステップP3で決定された係数X及び
Yとに基いて、先に説明した所定の演算式(1)に基い
て、新たな画像形成要素の制御量を演算・設定する(ス
テップP4)。
度データをRAM65の指定格納領域に格納し(ステッ
プP5)、さらに今回演算した最新の画像形成要素の制
御量をRAM65の指定格納領域に格納し(ステップP
6)、処理を終了する。
よれば、一定の休止時間を置いて複数回の画像形成処理
を実行したり、長時間に亘り大量の画像形成処理を実行
したような場合に、その間の環境温度や環境湿度等の環
境条件の変化による画像の濃度や色味の変化を補正する
安定化処理の演算に使用する係数X及びYを、環境温度
や環境湿度の変化の大きさに応じて変更するようにした
ので、環境温度や環境湿度等の環境条件が大きく変化し
ても、環境条件の変化に伴う画像の濃度や色味の変化を
適切に抑制することができ、安定した画像濃度や色味の
画像を形成することが可能となる。
構成の概略を示す正面図。
て示した正面図。
するAIDCセンサの構成と動作を説明する図(その
1)。
するAIDCセンサの構成と動作を説明する図(その
2)。
X及びYを示す図。
するフローチヤート。
Claims (5)
- 【請求項1】 像担持体の上に形成した画像の静電潜像
をトナーで現像する電子写真方式の画像形成装置におい
て、 像担持体上に形成したトナーパターンのトナー付着量を
検出するトナー付着量検出センサと、 画像形成環境の状態を検出する環境センサと、 画像形成装置の画像形成要素を制御する制御量を演算
し、演算・決定された制御量に基づいて画像形成要素を
制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記トナー付着量検出センサで検出さ
れたトナー付着量に基づいて画像形成要素の制御量を演
算し、今回演算した前記画像形成要素の制御量と前回演
算した画像形成要素の制御量とを、前記環境センサで検
出された前回検出時と今回検出時との間の画像形成環境
の変化の差に基づいて予め決定される所定の比率で加算
して新たな画像形成要素の制御量を演算・決定すること
を特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記環境センサには、画像形成装置の内
部空間内の環境温度を検出する温度センサと、画像形成
装置の内部空間内の環境湿度を検出する湿度センサが含
まれ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】 前記画像形成要素の制御量には、像担持
体上に画像の静電潜像を形成するときの露光量、像担持
体を帯電させる帯電電圧、及び現像器の現像バイアス電
圧が含まれ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】 前記画像形成環境の変化には、前記温度
センサで検出された前回検出の環境温度と今回検出の環
境温度との温度差、及び前記湿度センサで検出された前
回検出の環境湿度と今回検出の環境湿度との湿度差が含
まれ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】 前記制御手段で演算・決定される新たな
画像形成要素の制御量は、以下の演算式により演算され
ることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 新たな画像形成要素の制御量={(前回の画像形成要素
の制御量)・X+(今回のトナー付着量に基づく画像形
成要素の制御量)・Y} 但し、X及びYは、環境温度の変化の差及び環境湿度の
変化の差に基いて予め設定されている係数。
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