JP2002123054A

JP2002123054A - 多色画像形成装置

Info

Publication number: JP2002123054A
Application number: JP2000313964A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Yoshida; 弘昭吉田; Seiji Yamagami; 盛司山上
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ユーザの使用形態によって異なる感光体の膜
厚減少をより正確に予測して、画像品質の低下、特に画
像濃度変化を防止する。【解決手段】１つの感光体と、この感光体を帯電させ
る帯電器と、異なる色の現像剤を収容し、非磁性１成分
現像方式と２成分現像方式の各１以上からなる複数の現
像器とを備え、感光体に光像露光により静電潜像を形成
し、各現像器の現像剤を作用させて感光体上に顕像を形
成し、この顕像を転写材に転写してカラー画像として出
力する多色画像形成装置において、複数の現像器の感光
体への作用時間を現像器ごとに計数する計数手段と、得
られた計数時間に基づいて感光体の帯電電位を補正する
制御手段とを備えた多色画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多色画像形成装置
に関し、更に詳しくは、カラー複写機、カラープリンタ
ー、カラーファクシミリ装置などのごとく、感光体へ光
像露光により静電潜像を形成し、これを現像器の現像剤
で現像して感光体上に顕像を形成してなり、ここでは、
特に感光体上に形成した顕像を転写材に転写する中間転
写方式の多色画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子写
真方式を採用したフルカラー画像形成装置の通常の構成
として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色の現像装置と、感光体
とを備え、感光体を帯電させて、光ビームで露光を行っ
て感光体上に静電潜像を形成し、上記の現像装置により
トナーを作用させ、トナー像として可視化し、転写体へ
巻き付けた転写材（紙）上に、フルカラー画像の場合で
あれば、４回繰り返して転写し、その後定着工程を経
て、フルカラー画像として出力するものが知られてい
る。

【０００３】上記のようなフルカラー画像形成装置に搭
載されている現像装置には、画像形成する画像の種類に
合わせ、それぞれ目的に応じた現像剤が収容されてい
る。例えば、モノクロ画像としての印字品質を重要視す
るため、Ｂｋ現像装置には磁性キャリアとトナーとから
なる２成分現像剤が収容され、一方フルカラー画像とし
ての発色性、色再現性を重要視するため、Ｙ、Ｍ及びＣ
のカラー現像装置には非磁性１成分現像剤が収容されて
使用されることがある。

【０００４】そして、このような画像形成装置の使用形
態は各ユーザー毎に全く異なった形態であり、あるユー
ザーでは、モノクロ印字物の画像形成が大半で、カラー
画像形成を行う機会が非常に少ないという偏った状態が
発生するのに対して、他のユーザーではモノクロ印字物
の画像形成を殆ど行わずに、黒色以外のモノカラー印字
や、フルカラーの画像形成を行う機会が極めて多い状態
が発生する可能性がある。

【０００５】感光体は、使用されるにつれて、その感光
層表面が磁気ブラシ、転写紙、クリーニングブレードあ
るいは接触式の帯電装置などと接触して擦られることに
より、感光層の膜厚が減少してくる。従って、所望の感
光体の表面電位を得るために感光体の膜厚の減少に伴っ
て感光体の帯電手段への印加電圧を小さくしたり、感光
体への像露光量を大きくしたりする画質補償や感度補正
の制御が行われている。

【０００６】例えば、特開昭６１−１３８２６７号公報
では、感光体の累積回転数を感光体の膜厚減少としてと
らえ、検出した累積回転数に応じて露光量を制御するこ
とにより感光体ドラムの感度変化を補正する方法が開示
され、特開平５−２５７３５４号公報でも感光体帯電位
を一定に保ち、感光層膜厚減少による画質の変化を防ぐ
ために、帯電一定化機構、出力画像枚数カウント機構を
備え、かつ出力画像枚数の増大に応じて現像バイアス電
圧を上昇または露光量を増大させる方法が開示されてい
る。

【０００７】感光体表面電位の制御方式として、特開平
５−３０７３１５号公報に記載されているように、帯電
手段にある一定電圧をかけた時に、帯電手段から感光体
に流れる電流が膜厚が小さくなるほど大きくなることを
利用して、帯電手段にある一定電圧を印加した時に流れ
る電流を検知し、その検知電流に応じて、感光体への像
形成条件、即ち帯電手段への印加電圧及び画像露光量を
制御する制御方式が知られている。

【０００８】ところが、上記構成のカラー画像形成装置
のように、感光体に作用する現像装置に収容される現像
剤の種類が異なる場合には、上記従来技術の感光体の累
積回転数や、出力画像枚数の増大によって、画像形成条
件を制御する方式では、ユーザー間で異なる使用形態
で、感光体の膜厚減少の程度が異なってくる。従って単
純に感光体の累積回転数や累積回転時間の検知のみで感
光体の感度補正や作像条件を制御するのは適切ではな
い。

【０００９】実用的には、感光体の累積回転時間、累積
回転数を使用すると、好都合であるが、これに含まれる
のは、時間的な長短要素のみであり、感光体に及び機械
的な剥離力（感光層を剥がす力）の大小要素が欠落して
いる。従って、ユーザーの使用形態によっては過補正と
なったり、逆に補正不足となる不具合が発生する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、１つの感光体
と、この感光体を帯電させる帯電器と、異なる色の現像
剤を収容し、非磁性１成分現像方式と２成分現像方式の
各１以上からなる複数の現像器とを備え、感光体に光像
露光により静電潜像を形成し、各現像器の現像剤を作用
させて感光体上に顕像を形成し、この顕像を転写材に転
写してカラー画像として出力する多色画像形成装置にお
いて、複数の現像器の感光体への作用時間を現像器ごと
に計数する計数手段と、得られた計数時間に基づいて感
光体の帯電電位を補正する制御手段とを備えたことを特
徴とする多色画像形成装置を提供する。

【００１１】すなわち、本発明は、非磁性１成分現像剤
と２成分現像剤とを用いフルカラー画像を形成する多色
画像形成装置において、ユーザーの使用形態によって異
なる感光体の膜厚減少をより正確に予測することによ
り、画像品質の低下、特に画像濃度変化を防止しようと
するものである。

【００１２】具体的には、本発明は、ユーザー間で画像
形成装置の現像装置（現像器）の使用形態が異なって
も、収容する現像剤の種類が異なる各色の現像装置の作
用期間を計数（検知）することによって、時間的な長短
計数のみで感光体（感光体ドラム又はベルト）に及び機
械的な剥離力（感光層を剥がす力）の大小要素を加味し
ながら感光体の膜厚減少を正確に予測することが可能と
なり、適切な帯電電位の補正（変補正）を行うことがで
きる。

【００１３】本発明において使用される現像装置（現像
器）は、異なる色の現像剤を収容し、非磁性１成分現像
方式と２成分現像方式の各１以上からなる複数のもので
あり、両現像方式共、通常この分野で採用できるものが
採用できる。前者の非磁性１成分現像方式の場合は、キ
ャリアを使用せず、非磁性トナーのみで現像する方法
で、例えば、カラー３色としてイエロー、シアン、マゼ
ンタが挙げられる。後者の２成分現像方式の場合は、ト
ナーとキャリアを混合した現像剤を使用し、通常キャリ
アに対しトナーを５〜２０重量％の割合で混合する。例
えば、ブラックとして、トナーの原料を、熱可塑性樹脂
（スチレン、アクリル、エポキシ）、カーボンブラッ
ク、電荷制御剤とし、キャリアを直径５０〜２００μの
鉄粉とする。

【００１４】本発明は、感光体への作用時間を現像器ご
とに計数する。カラー３色（イエロー、マゼンタ、シア
ン）とブラックの場合は、４つの現像器について作用時
間を計数する。この作用時間は、後述する例のごとく、
時間そのものでもよいが、それに代わる数値又は割合で
もよい。計測する手段としては、通常のクロック機構、
又はクロック回路を使用できる。

【００１５】例えば、異なる色の現像剤を収容する各現
像装置の現像バイアス電圧の印加時間を計数し、感光体
への作用時間とすることによって、各現像装置へ現像バ
イアス電圧が印加されている期間を、各現像装置が感光
体に対して実際に作用している期間としてとらえ、感光
体の膜厚減少を正確に予測することが可能となり、予測
した感光体の膜厚で所定の画像濃度を得るための明部電
位を求め、かつこの明部電位を得るための帯電電位を逆
算して求め、感光体の帯電電位を逆算した値に補正する
ことができる。

【００１６】異なる色の現像剤を収容する各現像装置の
離接機構の作動時間を計数し、感光体への作用時間とす
ることによって、各現像剤色の現像装置が感光体に対し
て近接状態となっている期間を、各現像装置が感光体に
対して実際に作用している期間としてとらえ、感光体の
膜厚減少を正確に予測することが可能となり、適切な帯
電電位の補正を行うことができる。

【００１７】受信する画像データから各現像装置の作動
時間を計数し、感光体への作用時間とすることによっ
て、各現像装置の感光体への作用頻度を正確に計ること
が可能となり、適切な帯電電位の補正を行うことができ
る。帯電電位補正をグリッドバイアス電圧値の増減によ
って行うこともできる。画像濃度を増加させる場合は、
グリッドバイアス電圧値を減少方向へシフトさせ、画像
濃度を減少させる場合は、グリッドバイアス電圧値を増
加方向へシフトさせることによって、正確に予測した膜
厚減少量に基づき、その時点での明部電位を求め、この
明部電位を得る帯電電位を逆算して、すなわち帯電電位
を、その明部電位で所定の画像濃度が得られる電位に補
正を行うので、適切な画像濃度の維持と、感光体寿命の
延命とを適切に図ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態に基づ
いて、本発明を詳述する。なお、これによって本発明が
限定されるものではない。

【００１９】

【実施の形態１】図１は本発明に係る多色画像形成装置
の一つの実施の形態を示す概略構成説明図、図２は使用
比率の違いによる感光体膜の減り量を示すグラフであ
る。図１のように、多色画像装置（Ｇ）は、１つの感光
体（１）について、イエロー（２ａ）、マゼンタ（２
ｂ）、シアン（２ｃ）、ブラック（２ｄ）の現像装置
（２）（現像器）を持ち、感光体（１）を帯電器（３）
により帯電させ、光ビーム（４）により露光を行い感光
体（１）上に静電潜像を形成する。そして各色（２ａ〜
２ｄ）の現像装置（２）によりトナーを作用させ、トナ
ー像として可視化し、用紙巻き付け半導電性ドラム
（５）との当接部で転写バイアス印加装置（６）によ
り、半導電性ドラムに巻き付けた転写材（Ａ）上に転写
し、フルカラー画像の場合であれば、４回繰り返してフ
ルカラー画像を形成し、搬送ベルト（７）によって、定
着部（８）工程を経てフルカラー画像として出力する。
なお、（９）は帯電器（３）のグリッド電極である。

【００２０】多色画像装置（Ｇ）の構成において、カラ
ー３色（イエロー、マゼンタ、シアン）を非磁性１成分
現像方式、ブラックを２成分現像方式とした場合、図２
より非磁性１成分現像方式と、磁性キャリアにより感光
体を削りやすい２成分現像方式とでは、感光体の膜削り
量に関して以下の式が成り立つ。非磁性１成分現像方式
における膜減り量≠２成分現像方式における膜減り量

【００２１】具体例を上げると、非磁性１成分現像方式
の膜減りが0.0529［μm/h］であったのに対し、２成分
現像方式の膜減りは0.1017［μm/h］であった。この膜
減り量の差が明部電位にどのような影響を及ぼしている
かを示しているのが図３であり、画像濃度への影響を表
しているのが図４である。

【００２２】図３では、明部電位は膜減り量に応じて上
昇していることがわかる。よって一定である現像バイア
ス電圧との電位差が縮まり、図４のようにライフにより
画像濃度の低下が発生する。

【００２３】この問題に対し、従来の感光体の回転時間
や出力画像枚数を感光体への作用時間とする方法にて、
図１のグリッド電極（ａ）によるグリッドバイアス電圧
の補正を行った結果が図５と図６である。図５は感光体
回転時間による明部電位とグリッドバイアス電位の推移
を表したもので、明部電位が常に一定であれば、画像濃
度に影響が出ないと言える。しかし、図５ではブラック
を利用した場合に明部電位の増加が見られ、この影響で
画像濃度が低下していることが図６よりわかる。これは
従来の方式では現像方式の使用比率の違いによる膜減り
量の差を把握することが出来ないため、正確な膜減り量
を得ることができず、グリッドバイアス補正の過不足が
起こったためである。

【００２４】そこで本発明では、各現像装置の感光体へ
の作用時間を別々に計数し、現像方式の違いを考慮した
上で上記計数時間に基づいて膜減り量を予測し、グリッ
ドバイアス補正を行う。よって如何なる使用比率におい
ても正確な膜減り量を得ることができるため、適切なグ
リッドバイアス補正が行える。本発明（本技術）を採用
した場合の例を図７、８に示す。図７より明部電位に従
って適切にグリッドバイアス電圧の補正が行われている
ことがわかり、図８より画像濃度に初期より変動が無い
ことがわかる。

【００２５】

【実施の形態２】実施の形態１と同一条件において、各
現像装置の現像バイアス電圧の印加時間を別々に計数
し、個々の計数時間を感光体への作用時間とみなし、現
像方式の違いを考慮した上で上記作用時間に基づいて膜
減り量を予測し、グリッドバイアス補正を行う。よって
如何なる使用比率においても正確な膜減り量を得ること
ができるため、適切なグリッドバイアス補正が行える。
本発明（本技術）を採用した場合の例を図９、１０に示
す。図９より明部電位に従って適切にグリッドバイアス
電圧の補正が行われていることがわかり、図１０より画
像濃度に初期より変動が無いことがわかる。

【００２６】

【実施の形態３】実施の形態１と同一条件において、各
現像装置の離接機構の作動時間を別々に計数し、個々の
計数時間を感光体への作用時間とみなし、現像方式の違
いを考慮した上で上記作用時間に基づいて膜減り量を予
測し、グリッドバイアス電圧補正を行う。よって如何な
る使用比率においても正確な膜減り量を得ることがで
き、適切なグリッドバイアス補正が行える。本発明（本
技術）を採用した場合の例を図１１、１２に示す。図１
１より明部電位に従って適切にグリッドバイアス電圧の
補正が行われていることがわかり、図１２より画像濃度
に初期より変動が無いことがわかる。

【００２７】

【実施の形態４】実施の形態１と同一条件において、受
信する画像データから各現像装置の離接機構の作動時間
を別々に計数し、個々の計数時間を感光体への作用時間
とみなし、現像方式の違いを考慮した上で上記作用時間
に基づいて膜減り量を予測し、グリッドバイアス電圧補
正を行う。よって如何なる使用比率においても正確な膜
減り量を得ることができ、適切なグリッドバイアス補正
が行える。本発明（本技術）を採用した場合の例を図１
３、１４に示す。図１３より明部電位に従って適切にグ
リッドバイアス電圧の補正が行われていることがわか
り、図１４より画像濃度に初期より変動が無いことがわ
かる。

【００２８】

【実施の形態５】グリッドバイアス電圧を低下させる
と、その変化分に比例して明部電位も降下する。明部電
位の降下はトナー現像量を増大させるため画像濃度が上
昇する。このグリッドバイアス電圧と画像濃度の関係を
示した例が図１５である。この例より、画像濃度を増加
させるには、グリッドバイアス電圧を低下方向にシフト
すればよく、画像濃度を低下させるには、現像バイアス
電圧を増加方向にシフトすればよいことがわかる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、ユーザー間で画像形成
装置の使用形態が異なっても、収容する現像剤の種類が
異なる各色の現像装置の作用期間を検知することによっ
て、時間的な長短検知のみで感光体に及び機械的な剥離
力（感光層を剥がす力）の大小要素を加味しながら感光
体の膜厚減少を正確に予測することが可能となり、適切
な帯電電位の補正が行われ、それによって色補正でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多色画像形成装置の１つの実施の
形態を示す概略構成説明図である。

【図２】使用比率の違いによる感光体膜減り量を説明す
るグラフである。

【図３】ライフによる明部電位の変化を示すグラフであ
る。

【図４】ライフによる画像濃度の変化を示すグラフであ
る。

【図５】従来技術によるグリッドバイアス電圧補正を示
すグラフである。

【図６】従来技術を用いた場合のライフによる濃度推移
を示すグラフである。

【図７】本発明によるグリッドバイアス電圧補正を示す
グラフである。

【図８】本発明を用いた場合のライフによる濃度推移を
示すグラフである。

【図９】本発明によるグリッドバイアス電圧補正を示す
グラフである。

【図１０】本発明を用いた場合のライフによる濃度推移
を示すグラフである。

【図１１】本発明によるグリッドバイアス電圧補正を示
すグラフである。

【図１２】本発明を用いた場合のライフによる濃度推移
を示すグラフである。

【図１３】本発明によるグリッドバイアス電圧補正を示
すグラフである。

【図１４】本発明を用いた場合のライフによる濃度推移
を示すグラフである。

【図１５】グリッドバイアス電圧と画像濃度の関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１感光体２現像装置（現像器）３帯電器４光ビーム５半導電性ドラム６転写バイアス印加装置７搬送ベルト８定着部９グリッド電極

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１つの感光体と、この感光体を帯電させ
る帯電器と、異なる色の現像剤を収容し、非磁性１成分
現像方式と２成分現像方式の各１以上からなる複数の現
像器とを備え、感光体に光像露光により静電潜像を形成
し、各現像器の現像剤を作用させて感光体上に顕像を形
成し、この顕像を転写材に転写してカラー画像として出
力する多色画像形成装置において、複数の現像器の感光体への作用時間を現像器ごとに計数
する計数手段と、得られた計数時間に基づいて感光体の
帯電電位を補正する制御手段とを備えたことを特徴とす
る多色画像形成装置。
【請求項２】得られた計数時間に基づいて感光体の帯
電電位を補正することが、得られた計数時間に基づいて
感光体の膜厚を予測し、この予測された膜厚で所定の画
像濃度を得るための明部電位を求め、かつこの明部電位
を得るための帯電電位を逆算して求め、感光体の帯電電
圧を、逆算した値に補正することよりなる請求項１に記
載の多色画像形成装置。
【請求項３】複数の現像器の感光体への作用時間が、
各現像器の現像バイアス電圧の印加時間である請求項１
又は２に記載の多色画像形成装置。
【請求項４】複数の現像器の感光体への作用時間が、
各現像器の離接機構の作動時間である請求項１又は２に
記載の多色画像形成装置。
【請求項５】複数の現像器の感光体への作用時間が、
受信する画像データから計数される各現像器の作動時間
である請求項１又は２に記載の多色画像形成装置。
【請求項６】帯電器がグリッド電極を具備し、帯電電
位の補正がグリッド電極によるグリッドバイアス電圧値
の増減によって行われる請求項１〜５のいずれか１つに
記載の多色画像形成装置。
【請求項７】グリッドバイアス電圧値の増減が、画像
濃度を増加させる場合はグリッドバイアス電圧値を減少
方向へシフトさせ、画像濃度を減少させる場合はグリッ
ドバイアス電圧値を増加方向へシフトさせて行われる請
求項６に記載の多色画像形成装置。