JP2002014497A

JP2002014497A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002014497A
Application number: JP2000196450A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nishida; 聡西田; Kazutoshi Kobayashi; 一敏小林
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】画像濃度及びトナー濃度を精度良く検出して
高画質の画像が安定して持続できる画像形成装置を提供
する。【解決手段】像担持体である感光体と、該感光体を帯
電させる帯電手段と、像露光させる露光手段と、該感光
体に形成された潜像を現像剤により顕像化する現像器
と、転写分離手段と、定着手段と、前記感光体上に現像
されたトナー像又はそれを転写ベルト又は転写材に転写
したトナー像のトナー付着量を検出する画像濃度検出手
段とを有する画像形成装置であって、前記画像濃度検出
手段はトナー像の画像濃度を透過光により検出する検出
手段であることを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトナー像の画像濃度
又はトナー付着量或いはトナー濃度を的確に検出する手
段を持つ電子写真方式の画像形成装置及びその検出値を
画像形成条件にフィードバックして高画質画像が得られ
る電子写真方式の画像形成装置に関する。

【０００２】ここに、画像濃度とはトナー像濃度ともい
い、媒体上に得られるトナー像のトナー付着量であり、
トナー濃度とは現像器中の２成分現像剤のキャリアに対
するトナーの割合の事である。

【０００３】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において画
像濃度を安定に推移させる事は大変重要である。従来、
画像濃度の安定化は感光体上に現像されたトナー像の画
像濃度を認識し、ある基準値と比較し、違いがある場合
は画像形成条件（プロセス条件）、例えばレーザーのパ
ワーや発光周波数を変えたり、現像バイアスやトナー濃
度、スリーブ回転数や転写電流等にフィードバックし実
現させようとしていた。

【０００４】そして、この感光体上のトナー像の画像濃
度を判断する方法としてはＬＥＤ等の光でドラム面を照
射しドラム面からの反射光をフォトダイオード等の素子
で受光しトナー像の濃度を判断するものが一般的であ
る。すなわちトナーが付着していない感光体表面の反射
光レベルを基準として感光体上に付着したトナー像の反
射光レベルを読む、この場合照射された光はトナー像に
より散乱されるため反射光レベルは低くなる、これによ
り感光体に付着したトナー量を判断する。

【０００５】ところが、感光体上に付着したトナー量を
反射光で判断するには以下の問題点がある。１．付着トナー量があるレベルを越えると反射光レベル
が変化しなくなり微妙な付着トナー量の変化を認識出来
なくなる。２．粒径の揃っていないトナーでは反射光レベルが同じ
でも付着トナー量が大きく違う事がある。

【０００６】こうなると画像濃度の変化が大きくなり、
画像濃度不足やトナーの浪費（トナー消費量過多）等の
問題が起こる。

【０００７】一方、現像器内のトナーとキャリアの量の
比（以降“トナー濃度”と略す）を一定に保つことは画
像濃度を安定に推移させる為に大変重要である。従来ト
ナー濃度を一定にするため現像器に設けた透磁率センサ
又は現像器に設けた光学センサ、あるいは感光体に対向
して設けられた光学センサの何れか一つでトナー濃度を
判断し、トナー補給量を調節していた。しかし、その三
つのセンサそれぞれに下記のような問題がある。・透磁率センサこれは、センサ近傍を搬送される現像剤中のキャリアの
割合、即ち、トナー濃度を検出するものであり、一般的
にセンサ出力が高いとトナー濃度は低くなるが、この問
題点は現像剤中にトナー塊があったり流動性の悪い現像
剤を用いた場合出力が著しく上下することである。・感光体に対向した光学センサＬＥＤ等の光を感光体に照射しトナー像により乱反射さ
れた光をフォトダイオード等の受光素子で受け取る。一
般的にトナー濃度が高いと現像性が良くなり出力は低
い。

【０００８】問題点は感光体への付着トナー量があるレ
ベルを越えると出力が変化しなくなり微妙な付着量の変
化を認識できなくなる。又感光体の感度変化や膜厚変化
によって出力が変化する。従って、この光学センサによ
る画像濃度の検出値でトナー濃度を類推することが不可
能になる事がある。・現像器に設ける光学センサＬＥＤ等の光を現像器中の現像剤に照射し現像剤により
乱反射された光をフォトダイオード等の受光素子で受け
取る。キャリアは光を吸収するので一般的にトナー濃度
が高いと出力は高い。問題点はセンサ面にトナーが付着
することであり誤検出することがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、電子写真
方式の画像形成装置の画像濃度安定化制御として従来は
感光体上に付着したトナー像に光を照射し、その反射光
を読み付着トナー量を判断する方式を採っていて、反射
光レベルを最終的にはある基準値になる様にプロセス条
件（画像形成条件）を変更して調整していた。

【００１０】ところが、トナー像の濃度レベルを反射光
で判断するには前述のように各センサに問題点があり、
結果として常に安定した画像濃度が得られなくなる。本
発明はこのような問題点を解決し安定した画像濃度が得
られ、高画質の画像が常に安定して作成できる画像形成
装置を提供することを第１の課題目的にする。

【００１１】一方、画像濃度の一つの決め手となるトナ
ー濃度の検出には前述のように３つの検出手段が考えら
れるが、三者それぞれに問題があり、何れか一方のセン
サのみではトナー濃度及び画像濃度を安定に推移させる
事は困難である。本発明はこのような問題点を解決し安
定したトナー濃度が得られ、高画質の画像が常に安定し
て作成できる画像形成装置を提供することを第２の課題
目的にする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
（１）〜（１９）の何れか１項によって達成される。

【００１３】（１）像担持体である感光体と、該感光
体を帯電させる帯電手段と、像露光させる露光手段と、
該感光体に形成された潜像を現像剤により顕像化する現
像器と、転写分離手段と、定着手段と、前記感光体上に
現像されたトナー像又はそれを転写ベルト又は転写材に
転写したトナー像のトナー付着量を検出する画像濃度検
出手段とを有する画像形成装置であって、前記画像濃度
検出手段はトナー像の画像濃度を透過光により検出する
検出手段であることを特徴とする画像形成装置。

【００１４】（２）像担持体である感光体と、該感光
体を帯電させる帯電手段と、像露光させる露光手段と、
該感光体に形成された潜像を現像剤により顕像化する現
像器と、転写分離手段と、定着手段と、前記感光体上に
現像されたトナー像又はそれを転写ベルト又は転写材に
転写したトナー像のトナー付着量を検出する画像濃度検
出手段とを有する画像形成装置であって、前記画像濃度
検出手段はトナー像の画像濃度を透過光により検出する
検出手段であり、前記画像濃度検出手段からの検出値を
基準値と比較する比較手段と、該比較手段からの差分を
フィードバックして適正な画像濃度を得るための制御手
段とが設けられていることを特徴とする画像形成装置。

【００１５】（３）前記画像濃度検出手段は、感光体
回転方向に対し、現像器位置より下流側でクリーニング
位置より上流側に一部又は全体を透過率５％以上の透明
部材で構成された転写ベルトを設け、該転写ベルトに転
写されたトナー像の透過光量を該転写ベルトの内側と外
側又は外側と内側にそれぞれ設けられた投光器及び受光
器により検出する検出手段であることを特徴とする
（１）又は（２）項に記載の画像形成装置。

【００１６】（４）前記画像濃度検出手段は、感光体
基体部の一部又は全面を透過率５％以上の透明部材で構
成し、該透明部材で構成された感光体上に現像されたト
ナー像の透過光量を該感光体の内側と外側又は外側と内
側にそれぞれ設けられた投光器及び受光器により検出す
る検出手段であることを特徴とする（１）又は（２）項
に記載の画像形成装置。

【００１７】（５）前記画像濃度検出手段は、転写手
段より下流側で転写材に転写されたトナー像の透過光量
を前記転写材の両側にそれぞれ設けられた投光器及び受
光器により検出する検出手段であることを特徴とする
（１）又は（２）項に記載の画像形成装置。

【００１８】（６）前記画像濃度検出手段は、定着手
段より下流側で転写材に定着されたトナー像の透過光量
を前記転写材の両側にそれぞれ設けられた投光器及び受
光器により検出する検出手段であることを特徴とする
（１）又は（２）項に記載の画像形成装置。

【００１９】（７）前記制御手段は、レーザあるいは
ＬＥＤ等の露光の光量あるいは発光周波数に前記差分に
相当する補正値がフィードバックされ、適正な画像濃度
が得られるようにしたことを特徴とする（２）〜（６）
項の何れか１項に記載の画像形成装置。

【００２０】（８）前記制御手段は、帯電電流に前記
差分に相当する補正値がフィードバックされ、適正な画
像濃度が得られるようにしたことを特徴とする（２）〜
（６）項の何れか１項に記載の画像形成装置。

【００２１】（９）前記制御手段は、帯電グリッド電
圧に前記差分に相当する補正値がフィードバックされ、
適正な画像濃度が得られるようにしたことを特徴とする
（２）〜（６）項の何れか１項に記載の画像形成装置。

【００２２】（１０）前記制御手段は、現像バイアス
に前記差分に相当する補正値がフィードバックされ、適
正な画像濃度が得られるようにしたことを特徴とする
（２）〜（６）の何れか１項に記載の画像形成装置。

【００２３】（１１）前記制御手段は、現像スリーブ
回転数に前記差分に相当する補正値がフィードバックさ
れ、適正な画像濃度が得られるようにしたことを特徴と
する（２）〜（６）項の何れか１項に記載の画像形成装
置。

【００２４】（１２）前記制御手段は、２成分現像の
トナー濃度に前記差分に相当する補正値がフィードバッ
クされ、適正な画像濃度が得られるようにしたことを特
徴とする（２）〜（６）項の何れか１項に記載の画像形
成装置。

【００２５】（１３）前記制御手段は、トナー補給に
前記差分に相当する補正値がフィードバックされ、適正
な画像濃度が得られるようにしたことを特徴とする
（２）〜（６）項の何れか１項に記載の画像形成装置。

【００２６】（１４）前記制御手段は、転写電流値に
前記差分に相当する補正値がフィードバックされ、適正
な画像濃度が得られるようにしたことを特徴とする
（２）〜（６）項の何れか１項に記載の画像形成装置。

【００２７】（１５）前記制御手段は、分離電流値に
前記差分に相当する補正値がフィードバックされ、適正
な画像濃度が得られるようにしたことを特徴とする
（２）〜（６）項の何れか１項に記載の画像形成装置。

【００２８】（１６）トナーとキャリアからなる２成
分現像剤と感光体を用いて画像を形成する電子写真方式
の画像形成装置において、現像器へ補給するトナーの量
を、現像器に設けた透磁率センサの出力と、現像器より
下流側で感光体に対向する位置に設けられ、感光体上の
現像されたトナー像の濃度を読む光学センサの出力との
２つのセンサ出力を何れかの出力に切り換えて制御する
制御手段を設けてなることを特徴とする画像形成装置。

【００２９】（１７）トナーとキャリアからなる２成
分現像剤と感光体を用いて画像を形成する電子写真方式
の画像形成装置において、現像器へ補給するトナーの量
を、現像器に設けた透磁率センサの出力と、同じく現像
器に設けた光学センサの出力との２つのセンサ出力を何
れかの出力に切り換えて制御する制御手段を設けてなる
ことを特徴とする画像形成装置。

【００３０】（１８）前記トナーの重量平均粒径が７
μｍ以下であることを特徴とする（１）〜（１７）の何
れか１項に記載の画像形成装置。

【００３１】（１９）（１）〜（１８）項の何れか１
項に記載の画像形成装置には現像されクリーニングされ
たトナーを再利用するリサイクル機構が設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明に適用される画像形成装置
の実施の形態について、先ず、図１の概略構成図により
説明する。

【００３３】図１に示す画像形成装置１は、デジタル方
式による画像形成装置であって、画像読取り部Ａ、画像
処理部Ｂ、画像形成部Ｃ、転写材搬送手段としての転写
材搬送部Ｄから構成されている。

【００３４】画像読取り部Ａの上部には原稿を自動搬送
する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台１
１上に載置された原稿は原稿搬送ローラ１２によって１
枚宛分離搬送され読み取り位置１３ａにて画像の読み取
りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送
ローラ１２によって原稿排紙皿１４上に排出される。

【００３５】一方、プラテンガラス１３上に置かれた場
合の原稿の画像は走査光学系を構成する照明ランプ及び
第１ミラーから成る第１ミラーユニット１５の速度ｖに
よる読み取り動作と、Ｖ字状に位置した第２ミラー及び
第３ミラーから成る第２ミラーユニット１６の同方向へ
の速度ｖ／２による移動によって読み取られる。

【００３６】読み取られた画像は、投影レンズ１７を通
してラインセンサである撮像素子ＣＣＤの受光面に結像
される。撮像素子ＣＣＤ上に結像されたライン状の光学
像は順次電気信号（輝度信号）に光電変換されたのちＡ
／Ｄ変換を行い、画像処理部Ｂにおいて濃度変換、フィ
ルタ処理などの処理が施された後、画像データは一旦メ
モリに記憶される。

【００３７】画像形成部Ｃでは、画像形成ユニットとし
て、像担持体であるドラム状の感光体２１と、その外周
に、帯電手段である帯電器２２、現像器２３、転写手段
である転写器２４、分離手段である分離器２５、クリー
ニング手段２６及び光除電手段としてのＰＣＬ（プレチ
ャージランプ）２７が各々動作順に配置されている。感
光体２１は、光導電性化合物をドラム基体上に塗布形成
したもので、例えば有機感光体（ＯＰＣ）が好ましく使
用され、図示の時計方向に駆動回転される。

【００３８】回転する感光体２１へは帯電器２２による
一様帯電がなされた後、像露光手段としての露光光学系
３０により画像処理部Ｂのメモリから呼び出された画像
信号に基づいた像露光が行われる。書き込み手段である
像露光手段としての露光光学系３０は図示しないレーザ
ーダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー
３１、ｆθレンズ３４、シリンドリカルレンズ３５を経
て反射ミラー３２により光路が曲げられ主走査がなされ
るもので、感光体２１に対してＡｏの位置において像露
光が行われ、感光体２１の回転（副走査）によって潜像
が形成される。本実施の形態の一例では文字部に対して
露光を行い潜像を形成する。

【００３９】感光体２１上の潜像は現像器２３によって
反転現像が行われ、感光体２１の表面に可視像のトナー
像が形成される。転写材搬送部Ｄでは、画像形成ユニッ
トの下方に異なるサイズの転写材Ｐが収納された転写材
収納手段としての給紙ユニット４１（Ａ）、４１
（Ｂ）、４１（Ｃ）が設けられ、また側方には手差し給
紙を行う手差し給紙ユニット４２が設けられていて、そ
れらの何れかから選択された転写材Ｐは案内ローラ４３
によって搬送路４０に沿って給紙され、給紙される転写
材の傾きと偏りの修正を行うレジストローラ対４４によ
って転写材Ｐは一時停止を行ったのち再給紙が行われ、
搬送路４０、転写前ローラ４３ａ、給紙経路４６及び進
入ガイド板４７に案内され、感光体２１上のトナー画像
が転写位置Ｂｏにおいて転写器２４によって転写材Ｐに
転写され、次いで分離器２５によって除電されて転写材
Ｐは感光体２１面より分離し、搬送装置４５により定着
器５０に搬送される。

【００４０】定着器５０は定着ローラ５１と加圧ローラ
５２とを有しており、転写材Ｐを定着ローラ５１と加圧
ローラ５２との間を通過させることにより、加熱、加圧
によってトナーを熔着させる。トナー画像の定着を終え
た転写材Ｐは排紙トレイ６４上に排出される。

【００４１】以上は転写材の片側への画像形成を行う状
態を説明したものであるが、本実施の形態の画像形成装
置１は転写材Ｐの排出前に反転搬送を行い、転写材Ｐの
裏面への画像形成も行い両面転写も行えるようにしてあ
るが、この両面転写については本発明に直接関係がない
ので説明を省略する。

【００４２】次に本発明の大きな特徴である画像濃度を
適性に保つ手段及びそのことに大きな役割を果たすトナ
ー濃度の適性化の手段について、図３〜図６のブロック
回路図と図７、図８のブロック回路図及び図９の現像器
の平面図とを用いて説明する。

【００４３】先ず、図３に示すように、転写ベルト４５
に転写された像の濃度即ち画像濃度を検出するために転
写ベルト４５の内側に投光器４５Ｃ１を、外側に受光器
４５Ｃ２を配置した画像濃度検出手段４５Ｃが設けられ
ており、透過光により検出されたトナー像の画像濃度は
ＣＰＵ１００のインターフェース１０４に入力され、比
較手段１０６において基準値と比較演算され、差分信号
が出力手段１０８から各画像形成条件（プロセス条件）
の少なくとも１つを変えるようにフィードバックされ
る。

【００４４】そして、その画像形成条件の補正の１つは
像露光に用いるレーザ光の出力或いは周波数を変えるも
のであり、の２点鎖線に示すようにレーザ光の駆動手
段３０Ｐに前記差分信号が出力され画像濃度が適正化す
るように働く。

【００４５】また、画像形成条件の補正はそれに限られ
るものでなく、図の各２点鎖線の内で示すように、帯
電器の電流出力を変えて適正な画像濃度が得られるべ
く、その電源２２Ｐを調節するように前記差分信号が出
力されたり、で示すように、グリッド２２Ａの電圧を
変えて適正な画像濃度が得られるべく、その電源２２Ａ
Ｐを調節するように前記差分信号が出力されたり、で
示すように、現像バイアスを変えて適正な画像濃度が得
られるべく、その電源２３ＢＰを調節するように前記差
分信号が出力されたり、に示すように、スリーブ回転
量を増減させて適正な画像濃度が得られるべく、その駆
動手段２３Ｄを調節するように前記差分信号が出力され
たり、に示すように、トナー濃度計としての透磁率セ
ンサ２３Ｃの調節装置２３ＣＰに前記差分信号が出力さ
れてトナー濃度を増減させたり、に示すように、トナ
ー補給装置２３Ａの補給量調節器２３Ｍに前記差分信号
が出力されてトナー補給量を増減させたり、に示すよ
うに、転写器２４に対する転写電圧を変えて適正な画像
濃度が得られるべく、その電源２４Ｐへの転写電圧調節
をするように、前記差分信号が出力されたり、に示す
ように、分離器２５に対する分離電圧を変えて適正な画
像濃度が得られるべく、その電源２５Ｐへの分離電圧調
節をするように、前記差分信号が出力される。このよう
にして前述のフィードバックの目的が達成される。

【００４６】図４では、感光体２１に形成されたトナー
像の画像濃度を感光体２１内の中心部に投光器２１Ｃ１
が、外側に受光器２１Ｃ２が配置されて画像濃度検出手
段２１Ｃが設けられており、透過光により検出されたト
ナー像の画像濃度は、ＣＰＵ１００のインターフェース
１０４に入力され、比較手段１０６において基準値と比
較演算され、差分信号が出力手段１０８から各画像形成
条件（プロセス条件）の少なくとも１つを変えるように
フィードバックされる。

【００４７】その各画像形成条件の補正は前述の〜
に示した手段と全く同じ手段であり、前述の場合と同じ
ように制御できる。また、前記画像濃度検出手段２１Ｃ
は感光体２１の外側に投光器、内側に受光器を置く配列
でも良い。

【００４８】図５では、転写器２４の位置で感光体２１
からトナー像を転写された転写紙Ｐは、搬送ベルト４５
によって像の濃度即ち画像濃度を検出するために搬送ベ
ルト４５の下流側で且つ定着器５０の上流位置に設けら
れた投光器４７Ｃ１及び受光器４７Ｃ２から成る画像濃
度検出手段４７Ｃによって、その透過光により画像濃度
が検出され、その検出されたトナー像の濃度はＣＰＵ１
００のインターフェース１０４に入力され、比較手段１
０６において基準値と比較演算され、差分信号が出力手
段１０８から各画像形成条件（プロセス条件）の少なく
とも１つを変えるようにフィードバックされる。

【００４９】その各画像形成条件の補正は前述の〜
に示した手段と全く同じ手段によって行われ、前述の場
合と同じように制御できる。

【００５０】図６では、転写器２４の位置で感光体２１
からトナー像を転写された転写材Ｐは、搬送ベルト４５
によってトナー像の濃度即ち画像濃度を検出するために
搬送ベルト４５及び定着器５０の下流位置に設けられた
投光器５０Ｃ１及び受光器５０Ｃ２から成る画像濃度検
出手段５０Ｃによって、その透過光により画像濃度が検
出され、その検出されたトナー像の濃度はＣＰＵ１００
のインターフェース１０４に入力され、比較手段１０６
において基準値と比較演算され、差分信号が出力手段１
０８から各画像形成条件（プロセス条件）の少なくとも
１つを変えるようにフィードバックされる。

【００５１】その各画像形成条件の補正は前述の〜
に示した手段と全く同じ手段によって行われ、前述の場
合と同じように制御できる。

【００５２】このようにして、本発明ではトナー像の画
像濃度を透過光で判断することにした。透過光での濃度
レベルは発光素子と受光素子の間に存在する物の量を正
確に表しており、反射光において濃度レベルが変化しな
くなる以上の量のトナーが付着しても正確に濃度レベル
を認識でき、より正確な画像濃度が得られることを確認
した。

【００５３】また、粒径の違うトナーが付いた場合に
は、反射光レベルでは誤認識していたが、透過光では正
確に付着トナー量を判断できることが分かった。

【００５４】更に、感光体や転写ベルトや転写紙上に付
着したトナーの透過濃度を読む時は感光体や転写ベルト
基体の透過率は５％以上あれば付着トナーの画像濃度レ
ベルを正確に認識できることが確かめられた。

【００５５】また、紙に付着したトナーの画像濃度を読
む時はそのまま紙を介在した形で透過光によりトナーの
濃度を正確に読めることも分かった。

【００５６】以上の様に感光体上、転写ベルト上あるい
は転写材Ｐ上に付着したトナー量を透過光によって判断
する事で常に安定した画像濃度が得られる。それについ
ての一例として転写ベルトを使用した場合の実施例を挙
げる。

【００５７】実施例１転写ベルトの材料はカーボン含有ＰＥＴで、透過率が５
０％、抵抗値が１０⁸（Ω）のものを用いた。

【００５８】発光素子は波長７８０ｎｍのＬＥＤを用い
た。受光素子はフォトダイオードを用いた。

【００５９】現像剤は２成分現像剤で重量平均トナー粒
径６．５μｍのものを用いた。以上の構成で２０万コピ
ーのランニング試験実施、その時の画像濃度推移を図２
のグラフに示す。従来バラツキが可成りあった画像濃度
推移が１．３７〜１．４３の範囲に収まった。

【００６０】更に、トナーとキャリアからなる２成分現
像剤を用いた電子写真方式の画像形成装置において、ト
ナー濃度を安定に推移させることは画像濃度を安定化さ
せることにとって重要である。トナー濃度を安定化させ
るため、従来は現像器に設けた透磁率センサや感光体上
現像器より下流側で感光体と対向する位置に設けた光学
センサの出力でトナー濃度を認識しトナー補給量を調節
していた。

【００６１】しかし、前述のように上記センサそれぞれ
に問題がありどちらか一方だけではトナー濃度を安定に
推移させるには不十分であった。

【００６２】そこで図７に示すように、現像器２３には
透磁率センサ２３Ｃを、感光体２１の回転方向の現像器
２３より下流側で感光体と対向する位置には光学センサ
２８を取り付け、各センサの出力はＣＰＵ１００のイン
ターフェース１０４に入力され、比較手段１０６におい
て基準値と比較演算され、差分信号が出力手段１０８か
らトナー補給器２３Ａの補給量調節器２３Ｍに出力され
るようにした。そして、両方のセンサの得意点を生かし
あって出力し、センサの精度を補完しあい、トナー補給
量を精度良く調節する事でトナー濃度を常に一定に推移
させる事が出来た。

【００６３】すなわち、現像器２３にトナー塊が混入し
た場合数十コピー程度の中でも透磁率センサ２３Ｃの出
力は著しく上下するため、この場合は光学センサ２８の
出力によって検出を切り換え、また、光学センサ２８が
認識出来ないトナー付着量の変化は透磁率センサ２３Ｃ
の出力に切り換え、更に、数万コピー単位での感光体２
１の感度変化や膜厚変化は透磁率センサ２３Ｃの出力平
均値を参照することで割り出せ、補正できる。

【００６４】このようにどちらか一方のセンサだけでは
不十分であったトナー濃度安定推移が両方のセンサを用
いることで可能になった。また、上記感光体に対向する
光学センサ２８の代わりに、図８に示すように、現像器
の現像剤に対する光学センサ２３Ｃ１を設けても良い。

【００６５】このようにトナー濃度の検出に透磁率セン
サ２３Ｃ及び反射型センサ２８又は２３Ｃ１のどちらか
を備え、２つのセンサの検出値をお互いに補完しあい正
確なトナー濃度が保たれるようにし、それによって画像
濃度も安定したものが永続できるようになった。

【００６６】このようにトナー濃度を精度良く調節する
ことにより、トナー濃度のバラツキは４．７〜５．３％
の範囲に収まり、画像濃度も図２に示すグラフのように
１．３７〜１．４５の範囲内になった。

【００６７】

【発明の効果】透過型センサを画像濃度検出に用いるこ
とにより画像形成装置の画像濃度を高精度に持続して制
御することが可能になった。

【００６８】また、現像器に透磁率センサの他に、現像
器内の現像剤に対向した反射型センサを設けるか、又は
感光体に対向した反射型センサを設け、両センサをお互
いに補完しあって用いることにより、現像器内のトナー
濃度を精度良く維持できることが可能になり、そのこと
により画像形成装置の画像濃度も高精度に維持できるこ
とが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の全体の構成を示す概略
構成図である。

【図２】本発明による画像濃度の安定化を示すグラフで
ある。

【図３】透過型センサを用いて画像濃度の安定化を図っ
た画像形成装置の一例のブロック回路図である。

【図４】透過型センサを用いて画像濃度の安定化を図っ
た画像形成装置の一例のブロック回路図である。

【図５】透過型センサを用いて画像濃度の安定化を図っ
た画像形成装置の一例のブロック回路図である。

【図６】透過型センサを用いて画像濃度の安定化を図っ
た画像形成装置の一例のブロック回路図である。

【図７】現像器の透磁率センサと感光体に対向して設け
た反射型センサとを用いてトナー濃度と画像濃度の安定
化を図った画像形成装置の一例のブロック回路図であ
る。

【図８】現像器の透磁率センサと現像器の現像剤に対向
して設けた反射型センサとを用いてトナー濃度と画像濃
度の安定化を図った画像形成装置の一例のブロック回路
図である。

【図９】現像器の平面図である。

【符号の説明】

１画像形成装置２１感光体２１Ｃ画像濃度検出手段２１Ｃ１投光器２１Ｃ２受光器２２帯電器２２Ａグリッド２２Ｐ電源２２ＡＰ電源２３現像器２３Ａトナー補給器２３Ｂ現像スリーブ２３ＢＰ電源２３Ｃ透磁率センサ２３ＣＰ調節装置２３Ｃ１光学センサ２３Ｄ駆動手段２３Ｍ補給量調節器２３Ｓ攪拌スクリュー２４転写器２４Ｐ電源２５分離器２５Ｐ電源２６クリーニング手段２８光学センサ３０露光光学系３０Ｐ駆動手段４５搬送装置（搬送ベルト、転写ベルト）４５Ｃ画像濃度検出手段４５Ｃ１投光器４５Ｃ２受光器４７Ｃ画像濃度検出手段４７Ｃ１投光器４７Ｃ２受光器５０定着器５０Ｃ画像濃度検出手段５０Ｃ１投光器５０Ｃ２受光器１００ＣＰＵ１０４インターフェース１０６比較手段１０８差分信号の出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｇ０３Ｇ 15/16 ２Ｈ０３５ 15/16 21/00 ３５０２Ｈ０７７ 21/00 ３５０ 15/08 ５０７ＤＦターム(参考） 2G053 AA29 AB07 BA05 DB07 2G059 AA01 BB10 BB15 CC20 DD02 DD12 EE01 FF06 GG01 GG02 HH01 HH06 JJ11 JJ13 JJ15 KK02 KK04 MM01 MM03 MM05 MM09 MM10 2H005 EA05 2H027 DA04 DA09 DA10 DD07 DE02 DE04 EA01 EA02 EA03 EA04 EA05 EA06 EA18 EA20 EB01 2H032 AA02 BA05 BA18 BA23 2H035 CB02 CD13 2H077 AA37 AC16 AD35 DA02 DA52 DA64 DA80 DB02 DB08 DB14 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体である感光体と、該感光体を帯
電させる帯電手段と、像露光させる露光手段と、該感光
体に形成された潜像を現像剤により顕像化する現像器
と、転写分離手段と、定着手段と、前記感光体上に現像
されたトナー像又はそれを転写ベルト又は転写材に転写
したトナー像のトナー付着量を検出する画像濃度検出手
段とを有する画像形成装置であって、前記画像濃度検出
手段はトナー像の画像濃度を透過光により検出する検出
手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】像担持体である感光体と、該感光体を帯
電させる帯電手段と、像露光させる露光手段と、該感光
体に形成された潜像を現像剤により顕像化する現像器
と、転写分離手段と、定着手段と、前記感光体上に現像
されたトナー像又はそれを転写ベルト又は転写材に転写
したトナー像のトナー付着量を検出する画像濃度検出手
段とを有する画像形成装置であって、前記画像濃度検出
手段はトナー像の画像濃度を透過光により検出する検出
手段であり、前記画像濃度検出手段からの検出値を基準
値と比較する比較手段と、該比較手段からの差分をフィ
ードバックして適正な画像濃度を得るための制御手段と
が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記画像濃度検出手段は、感光体回転方
向に対し、現像器位置より下流側でクリーニング位置よ
り上流側に一部又は全体を透過率５％以上の透明部材で
構成された転写ベルトを設け、該転写ベルトに転写され
たトナー像の透過光量を該転写ベルトの内側と外側又は
外側と内側にそれぞれ設けられた投光器及び受光器によ
り検出する検出手段であることを特徴とする請求項１又
は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記画像濃度検出手段は、感光体基体部
の一部又は全面を透過率５％以上の透明部材で構成し、
該透明部材で構成された感光体上に現像されたトナー像
の透過光量を該感光体の内側と外側又は外側と内側にそ
れぞれ設けられた投光器及び受光器により検出する検出
手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画
像形成装置。
【請求項５】前記画像濃度検出手段は、転写手段より
下流側で転写材に転写されたトナー像の透過光量を前記
転写材の両側にそれぞれ設けられた投光器及び受光器に
より検出する検出手段であることを特徴とする請求項１
又は２に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記画像濃度検出手段は、定着手段より
下流側で転写材に定着されたトナー像の透過光量を前記
転写材の両側にそれぞれ設けられた投光器及び受光器に
より検出する検出手段であることを特徴とする請求項１
又は２に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記制御手段は、レーザあるいはＬＥＤ
等の露光の光量あるいは発光周波数に前記差分に相当す
る補正値がフィードバックされ、適正な画像濃度が得ら
れるようにしたことを特徴とする請求項２〜６の何れか
１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記制御手段は、帯電電流に前記差分に
相当する補正値がフィードバックされ、適正な画像濃度
が得られるようにしたことを特徴とする請求項２〜６の
何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記制御手段は、帯電グリッド電圧に前
記差分に相当する補正値がフィードバックされ、適正な
画像濃度が得られるようにしたことを特徴とする請求項
２〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記制御手段は、現像バイアスに前記
差分に相当する補正値がフィードバックされ、適正な画
像濃度が得られるようにしたことを特徴とする請求項２
〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記制御手段は、現像スリーブ回転数
に前記差分に相当する補正値がフィードバックされ、適
正な画像濃度が得られるようにしたことを特徴とする請
求項２〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記制御手段は、２成分現像のトナー
濃度に前記差分に相当する補正値がフィードバックさ
れ、適正な画像濃度が得られるようにしたことを特徴と
する請求項２〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記制御手段は、トナー補給に前記差
分に相当する補正値がフィードバックされ、適正な画像
濃度が得られるようにしたことを特徴とする請求項２〜
６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記制御手段は、転写電流値に前記差
分に相当する補正値がフィードバックされ、適正な画像
濃度が得られるようにしたことを特徴とする請求項２〜
６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記制御手段は、分離電流値に前記差
分に相当する補正値がフィードバックされ、適正な画像
濃度が得られるようにしたことを特徴とする請求項２〜
６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】トナーとキャリアからなる２成分現像
剤と感光体を用いて画像を形成する電子写真方式の画像
形成装置において、現像器へ補給するトナーの量を、現
像器に設けた透磁率センサの出力と、現像器より下流側
で感光体に対向する位置に設けられ、感光体上の現像さ
れたトナー像の濃度を読む光学センサの出力との２つの
センサ出力を何れかの出力に切り換えて制御する制御手
段を設けてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】トナーとキャリアからなる２成分現像
剤と感光体を用いて画像を形成する電子写真方式の画像
形成装置において、現像器へ補給するトナーの量を、現
像器に設けた透磁率センサの出力と、同じく現像器に設
けた光学センサの出力との２つのセンサ出力を何れかの
出力に切り換えて制御する制御手段を設けてなることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】前記トナーの重量平均粒径が７μｍ以
下であることを特徴とする請求項１〜１７の何れか１項
に記載の画像形成装置。
【請求項１９】請求項１〜１８の何れか１項に記載の
画像形成装置には現像されクリーニングされたトナーを
再利用するリサイクル機構が設けられていることを特徴
とする画像形成装置。