JP2001324900A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成速度にかかわらず画像濃度を一定に
維持する。 【解決手段】 紙種識別センサ９５により記録紙の種別
を検知し、攪拌スクリュー１４１と現像スリーブ４５を
記録紙の種類から決められる画像形成速度に対応した速
度で回転させる。普通紙は通常速、厚紙は１／２速、Ｏ
ＨＰは１／４速である。次いで、トナー濃度検知センサ
１４０からのトナー濃度信号を２０ｍｓ間隔で１０回サ
ンプリングしてその平均値をトナー濃度値として決定す
る。さらに、決定したトナー濃度値とカートリッジ９０
内のＥＥＰＲＯＭ８０から読み出した初期の基準トナー
濃度値とを比較して現像器２２へのトナー補給量Ｍを決
定する。このトナー補給量Ｍだけ現像器２２へトナーを
補給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機ある
いはプリンタなどとされる電子写真方式あるいは静電記
録方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トナーとキャリアを含む２成分系現像剤
を用いて画像を形成する画像形成装置においては、画像
形成時のトナー濃度信号と基準トナー濃度との比較によ
ってトナーの補給を行い、トナー濃度を一定に保つ制御
が行われている。この際、トナーの濃度を検知するセン
サからの電気的信号がトナー濃度信号として用いられて
おり、装置の設置時およびカートリッジの交換時に設定
された初期のトナー濃度信号の制御電圧値、基準トナー
濃度値をカートリッジ内の記憶手段としてのＥＥＰＲＯ
Ｍから読み出して画像形成時に用いていた。

【０００３】ここで、カートリッジは、プロセスカート
リッジおよび現像カートリッジを含み、また、プロセス
カートリッジとは少なくとも電子写真感光体と現像手段
とを一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対
して着脱可能としたものであり、現像カートリッジと
は、現像手段（現像器）を画像形成装置本体に対して着
脱可能としたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＥＥＰ
ＲＯＭに格納された初期のトナー濃度信号の制御電圧
値、基準トナー濃度値は、特定の画像形成速度に対応し
たデータであったため、複数の画像形成速度を有する画
像形成装置では、画像形成速度が変わるとそれに伴って
現像器内のトナー攪拌速度が変わり、現像器内のトナー
濃度センサを横切る現像剤の表面位置の高さが変化する
ことでトナー濃度信号が変わり、そのため画像濃度に影
響を与えるという問題があった。

【０００５】従って、本発明の目的は、画像形成速度に
かかわらず画像濃度を一定に維持することのできる画像
形成装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
少なくとも現像手段を含むカートリッジが着脱可能な、
複数の画像形成速度を有する画像形成装置において、前
記カートリッジに搭載されたトナー濃度制御に必要なデ
ータを格納する記憶手段と、前記データを読み出して画
像形成中に用いるための手段と、前記画像形成速度を選
択するための手段と、を有し、選択された画像形成速度
に応じて、読み出したトナー濃度制御に必要なデータの
うち少なくとも一つを補正して画像形成時に用いること
を特徴とする画像形成装置である。

【０００７】本発明による一実施態様によれば、前記ト
ナー濃度制御に必要なデータとしてトナー濃度信号の制
御電圧値および基準トナー濃度値を使用することが好ま
しい。

【０００８】本発明による他の実施態様によれば、前記
現像手段におけるトナー攪拌速度が前記画像形成速度と
対応している。また、前記複数の画像形成速度が通常
速、１／２速、１／４速の３種類である。さらに、前記
画像形成速度に応じて補正するトナー濃度制御に必要な
データが基準トナー濃度値である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１０】図１には、本発明の一実施例におけるカラ
ー画像形成装置が示される。本カラー画像形成装置は、
カラーリーダー部とカラープリンタ部によって大略構成
されている。

【００１１】［カラーリーダ部］図１において、カラー
リーダ部の上部には原稿台ガラス（プラテン）１が横設
され、その上に原稿給紙装置（ＤＦ）２が設置されてい
る。なお、原稿給紙装置２の代わりに鏡面圧板を装着す
る構成もある。第１キャリッジ１４内にはハロゲンラン
プである光源３、４、これら光源３、４の光を原稿に集
光する反射傘５、６、および原稿からの反射光または投
影光を反射するミラー７が装着されている。また、第２
キャリッジ１５にはミラー７からの反射光をさらにＣＣ
Ｄ１０１に集光するためのミラー８、９が装着されてい
る。

【００１２】また、ＣＣＤ１０１が実装された基板１
１、図３に示すＣＣＤ１０１以外の要素、および図４に
示す２値変換部２０１、遅延部２０２、２０３、２０
４、２０５を含む画像処理部１２、および、他のＩＰＵ
などとのインターフェース（Ｉ／Ｆ）部１３を備えてい
る。

【００１３】なお、第１キャリッジ１４は速度Ｖで、第
２キャリッジ１５は速度Ｖ／２で、ＣＣＤ１０１の電気
的走査（主走査）方向に対して垂直方向に駆動手段１６
により機械的に移動することによって、原稿の全面を走
査（副走査）する。

【００１４】図３はディジタル画像処理部１２の詳細な
構成を示すブロック図である。

【００１５】同図において、原稿台ガラス１上の原稿は
光源３、４からの光を反射し、その反射光はＣＣＤ１０
１に導かれて電気信号に変換される。なお、ＣＣＤ１０
１はカラーセンサの場合、ＲＧＢのカラーフィルタが１
ラインＣＣＤ上にＲＧＢ順にインラインに載ったもので
も、３ラインＣＣＤで、それぞれＲフィルタ・Ｇフィル
タ・ＢフィルタをそれぞれのＣＣＤごとに並べたもので
もかまわないし、フィルタがオンチップ化、またはフィ
ルタがＣＣＤと別構成になったものでもかまわない。

【００１６】そして、その電気信号（アナログ画像信
号）は画像処理部１２に入力され、クランプ＆Ａｍｐ．
＆Ｓ／Ｈ＆Ａ／Ｄ部１０２でサンプルホールド（Ｓ／
Ｈ）され、アナログ画像信号のダークレベルを基準電位
にクランプし、所定量に増幅され（上記処理順番は表記
順とは限らない）、Ａ／Ｄ変換されて、例えばＲＧＢ各
８ビットのディジタル信号に変換される。

【００１７】そして、ＲＧＢ信号はシェーディング部１
０３で、シェーディング補正および黒補正が施された
後、つなぎ＆ＭＴＦ補正＆原稿検知部１０４で、ＣＣＤ
１０１が３ラインＣＣＤの場合、つなぎ処理はライン間
の読取位置が異なるため、読取速度に応じてラインごと
の遅延量を調整し、３ラインの読取位置が同じになるよ
うに信号タイミングを補正し、ＭＴＦ補正は読取速度や
変倍率によって読取のＭＴＦが変化するため、その変化
を補正し、原稿検知は原稿台ガラス１上の原稿サイズを
認識する。

【００１８】読取位置タイミングが補正されたデジタル
信号は入力マスキング部１０５によって、ＣＣＤ１０１
の分光特性および光源３、４および反射傘５、６の分光
特性を補正する。入力マスキング部５の出力は外部Ｉ／
Ｆ信号との切り換え可能なセレクタ６に入力される。

【００１９】セレクタ６から出力された信号は色空間圧
縮＆下地除去＆ＬＯＧ変換部１０７と下地除去部１１５
に入力される。下地除去部１１５に入力された信号は下
地除去された後、原稿中の原稿の黒い文字かどうかを判
定する黒文字判定部１１６に入力され、原稿から黒文字
信号を生成する。また、もう一つのセレクタ１０６の出
力が入力された色空間圧縮＆下地除去＆ＬＯＧ変換部１
０７では、色空間圧縮が、読み取った画像信号がプリン
タ部で再現できる範囲に入っているかどうか判断し、入
っている場合はそのまま、入っていない場合は画像信号
をプリンタで再現できる範囲に入るように補正する。そ
して、下地除去処理を行い、ＬＯＧ変換でＲＧＢ信号か
らＣＭＹ信号に変換する。

【００２０】黒文字判定部１１６で生成された信号とタ
イミングを補正するため色空間圧縮＆下地除去＆ＬＯＧ
変換部１０７の出力信号は遅延１０８でタイミングを調
整される。この２種類の信号はモワレ除去部１０９でモ
ワレが除去され、次いで、変倍処理部１１０で主走査方
向に変倍処理される。

【００２１】ＵＣＲ＆マスキング＆黒文字反映部１１１
で、変倍処理部１１０で処理された信号は、ＣＭＹ信号
がＵＣＲ処理でＣＭＹＫ信号が生成され、マスキング処
理部でプリンタ部の出力にあった信号に補正されるとと
もに黒文字判定部１１６で生成された判定信号がＣＭＹ
Ｋ信号にフィードバックされる。

【００２２】ＵＣＲ＆マスキング＆黒文字反映部１１１
で処理された信号はγ補正部１１２で濃度調整された
後、フィルタ部１１３でスムージングまたはエッジ処理
される。

【００２３】以上処理された信号は、図４に示す２値変
換部２０１で８ビットの多値信号から２値信号に変換さ
れる。なお、この変換方法はディザ法、誤差拡散法、誤
差拡散の改良したものいずれでもかまわない。

【００２４】［カラープリンタ部］図１において、Ｙ画
像形成部１７、Ｍ画像形成部１８、Ｃ画像形成部１９、
Ｋ画像形成部２０は、それぞれ、感光ドラム４２、４
３、４４、４５、帯電器２１、２４、２７、３０、ＬＥ
Ｄ部２１０、２１１、２１２、２１３、現像器２２、２
５、２８、３１、および補助帯電器６０、６１、６２、
６３を具備している。また、帯電器２１、２４、２７、
３０は、それぞれ帯電スリーブ７０、７１、７２、７３
を、現像器２２、２５、２８、３１は、それぞれ現像ス
リーブ４５、４６、４７、４８を備えている。

【００２５】なお、上記画像形成部１７〜２０は同一構
成なのでＹ画像形成部１７を詳細に説明し、他の画像形
成部１８〜２０の説明は省略する。

【００２６】Ｙ画像形成部１７には、上記のように感光
ドラム４２が設けられ、その周りに帯電器２１、ＬＥＤ
部２１０、現像器２２、補助帯電器６０などが配置され
ている。なお、本実施例のカラー画像形成装置では、図
２に示すように、感光ドラム４２、帯電器２１、および
現像器２２は一体型カートリッジ（プロセスカートリッ
ジ）９０とされ、画像形成装置本体に着脱可能な構成と
されている。また、記憶手段であるＥＥＰＲＯＭ８０を
備えている。

【００２７】これらの動作としては、まず補助帯電器６
０と帯電器２１によって感光ドラム４２を帯電する。次
いで、ＬＥＤ部２１０からの光によって、感光ドラム４
２の表面に潜像を形成し、この潜像を現像器２２で現像
することによりトナー画像を形成する。

【００２８】なお、現像器２２には、上記のように、現
像バイアスを印加して現像するための現像スリーブ４５
が含まれている。現像器２２の図中下方には転写帯電器
２３が転写ベルト３３を挟んで配置され、転写ベルト３
３の背面から放電を行い、感光ドラム４２上のトナー画
像を、転写ベルト３３上の記録紙へ転写する。

【００２９】この転写後、感光ドラム４２上に残留した
トナーは帯電器２１に一旦取り込まれ、静電気特性を変
化させて再び感光ドラム４２上に戻し、現像器２２がこ
れを回収して再利用する。

【００３０】つぎに、記録紙などの記録媒体上へ画像を
形成する手順を説明する。カセット４０、４１に格納さ
れた例えば記録紙はピックアップローラ３８、３９によ
り１枚ごと給紙ローラ３６、３７で移動する転写ベルト
３３上に供給される。転写ベルト３３は、Ｙ画像形成部
１７、Ｍ画像形成部１８、Ｃ画像形成部１９、Ｋ画像形
成部２０の下方に配置され転写ベルトローラ４８により
駆動される。

【００３１】転写ベルト３３に給紙された記録紙は、紙
先端センサ４７によってその先端を検知される。この紙
先端センサ４７の検出信号はプリンタ部からカラーリー
ダ部へ送られて、カラーリーダ部からプリンタ部にビデ
オ信号を送る際の副走査同期信号として用いられる。

【００３２】この後、記録紙は、転写ベルト３３によっ
て搬送され、画像形成部１７〜２０においてＹ、Ｍ、
Ｃ、Ｋの順に転写帯電器２３、２６、２９、３２の作用
によってその表面にトナー画像が形成される。

【００３３】最下流側のＫ画像形成部２０を通過した記
録紙は、転写ベルト３３からの分離を容易にするため、
除電帯電器４９で除電された後、転写ベルト３３から分
離される。除電帯電器４９に隣接して剥離帯電器５０が
設けられ、記録紙が転写ベルト３３から分離する際の剥
離放電による画像乱れを防止する。

【００３４】分離された記録紙は、トナーの吸着力を補
って画像乱れを防止するために、定着前帯電器５１、５
２で帯電された後、定着器３４でトナー画像が熱定着さ
れた後、排紙トレー３５に排紙される。また、転写ベル
ト３３は内外除電器５３によって除電される。

【００３５】以上の画像形成動作の速度は記録紙の種類
によって異なっており、普通紙、厚紙、ＯＨＰ（オーバ
ーヘッドプロジェクタ用透明紙）でそれぞれ通常速、１
／２速、１／４速となっている。なお、記録紙の種類
は、記録紙が転写ベルト３３に担持される前に、画像形
成速度を選択する手段としての紙種識別センサ９５（図
１参照）により検知される。

【００３６】つぎに、本発明の特徴部分であるＥＥＰＲ
ＯＭから読み出したトナー濃度制御に必要なデータを画
像形成速度に応じて補正して用いる方法について詳細に
説明する。

【００３７】まず、図５にＹ画像形成部１７におけるカ
ートリッジ９０内の現像器２２の動作について説明す
る。

【００３８】トナー補給口１４２から補給されたトナー
は攪拌スクリュー１４１の回転によって図中の矢印方向
へと循環する。そして、現像スリーブ４５の回転によっ
て現像領域へ搬送され、現像スリーブ４５に現像バイア
スが印加されると感光ドラム４２へと飛ばされる。現像
器２２の側壁に設けられたトナー濃度検知手段としての
トナー濃度検知センサ１４０は現像器２２内のトナー濃
度を電気的信号に変換し、トナー濃度信号Ｓとして装置
本体内のＣＰＵ１００に入力される。また、トナー濃度
信号Ｓは、ＣＰＵ１００からの制御電圧Ｖにより可変で
ある。

【００３９】攪拌スクリュー１４１の回転速度は画像形
成速度と対応しており、回転速度が遅い場合は、トナー
濃度検知センサ１４０を横切る現像剤の表面位置が通常
速の場合に比べて高くなるため同じトナー濃度でも画像
形成速度によってトナー濃度信号Ｓの値は異なり、トナ
ー濃度信号Ｓを用いて決定する補給量も変わってくる。
そこで本実施例では、下記のような制御を行う。

【００４０】図６のフローチャートに従って画像形成速
度に応じてＥＥＰＲＯＭ８０から読み出したトナー濃度
制御に必要なデータを補正して用いる制御方法について
説明する。

【００４１】プリントを開始すると、まず、紙種識別セ
ンサ９５により記録紙の種別を検知し、攪拌スクリュー
１４１と現像スリーブ４５を記録紙の種類から決められ
る画像形成速度に対応した速度で回転させる（Ｓ５
１）。普通紙は通常速、厚紙は１／２速、ＯＨＰは１／
４速である。次いで、現像バイアスＡＣ、ＤＣ成分を印
加する（Ｓ５２）。つぎに、画像形成要求を待ち（Ｓ５
３）、画像形成要求が来ると、トナー濃度検知センサ１
４０からのトナー濃度信号を２０ｍｓ間隔で１０回サン
プリングしてその平均値をトナー濃度値として決定する
（Ｓ５４）。さらに、決定したトナー濃度値とカートリ
ッジ９０内のＥＥＰＲＯＭ８０から読み出した初期の基
準トナー濃度値とを比較して現像器２２へのトナー補給
量Ｍを決定する（Ｓ５５）。ここで、補給量Ｍは、初期
の基準トナー濃度値をｒｅｆ、サンプリングによって決
定したトナー濃度値をｓｉｇ、画像形成速度によって初
期の基準トナー濃度値を補正する補正量をｃとしたと
き、 ｘ＝（ｒｅｆ＋ｃ）−ｓｉｇ Ｍ＝ｆ（ｘ） として決定される。

【００４２】そして、求められたトナー補給量Ｍだけ現
像器２２へトナーを補給する（Ｓ５６）。次いで、最終
紙の画像形成かどうかを判断し（Ｓ５７）、最終紙でな
ければ画像形成要求を待ち（Ｓ５３）、最終紙であれ
ば、攪拌スクリュー１４１と現像スリーブ４５の回転を
停止し、現像バイアスＡＣ、ＤＣ成分をＯＦＦして終了
する（Ｓ５８）。なお、これらの処理は全ての色のカー
トリッジについて同様である。

【００４３】上記のように、本実施例によれば、選択さ
れた画像形成速度に応じて読み出したトナー濃度制御に
必要なデータ、すなわち初期の基準トナー濃度値を補正
して画像形成時に用いることにより、画像形成速度に関
わらず画像濃度を一定に保持することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置によれば、カートリッジに搭載されたト
ナー濃度制御に必要なデータを格納する記憶手段と、前
記データを読み出して画像形成中に用いるための手段
と、画像形成速度を選択するための手段と、を有し、選
択された画像形成速度に応じて、読み出したトナー濃度
制御に必要なデータのうち少なくとも一つを補正して画
像形成時に用いることにより、画像形成速度にかかわら
ず画像濃度を一定に維持することができ、高品質画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の一実施例を
示す構成図である。

【図２】本発明に係るプロセスカートリッジの一実施例
を示す構成図である。

【図３】ディジタル画像処理部の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図４】ＬＥＤ駆動部の一実施例を示すブロック図であ
る。

【図５】現像器の一実施例を示す平面図である。

【図６】画像形成速度に応じたトナー濃度制御データを
補正するを説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１７、１８、１９、２０ プロセスカートリッジ ２２、２５、２８、３１ 現像器（現像手段） ８０ ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段） ９５ 紙種識別センサ ＣＰＵ １００

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも現像手段を含むカートリッジ
   が着脱可能な、複数の画像形成速度を有する画像形成装
   置において、 前記カートリッジに搭載されたトナー濃度制御に必要な
   データを格納する記憶手段と、前記データを読み出して
   画像形成中に用いるための手段と、前記画像形成速度を
   選択するための手段と、を有し、選択された画像形成速
   度に応じて、読み出したトナー濃度制御に必要なデータ
   のうち少なくとも一つを補正して画像形成時に用いるこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記トナー濃度制御に必要なデータとし
   てトナー濃度信号の制御電圧値および基準トナー濃度値
   を使用することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記現像手段におけるトナー攪拌速度が
   前記画像形成速度と対応していることを特徴とする請求
   項１の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記複数の画像形成速度が通常速、１／
   ２速、１／４速の３種類であることを特徴とする請求項
   １の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記画像形成速度に応じて補正するトナ
   ー濃度制御に必要なデータが基準トナー濃度値であるこ
   とを特徴とする請求項１の画像形成装置。