JP2003057950A

JP2003057950A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003057950A
Application number: JP2001246122A
Authority: JP
Inventors: Takao Ogata; 隆雄尾形
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-14
Filing date: 2001-08-14
Publication date: 2003-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の小型化に伴う現像剤濃度のリップルを
減少させ画像濃度安定化を図る。【解決手段】現像器の撹拌スクリューを画像比率によ
り可変とすることで現像剤にかかるトナー消費量を一定
に保ち現像剤濃度のリップルを防止し、画像濃度の安定
化を図る画像比率の検知手段として、ビデオカウント／
電位センサ／パッチ検センサを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機やプリンタな
どの画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９には従来のカラー画像形成装置の概
略断面図を示す。

【０００３】本例は、上部にデジタルカラー画像リーダ
部、下部にデジタルカラー画像プリンタ部を有する。

【０００４】リーダ部において、原稿３０を原稿台ガラ
ス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査した原
稿３０からの反射光像を、レンズ３３によりフルカラー
センサ３４に集光し、カラー色分解画像信号を得る。カ
ラー色分解画像信号に、（図示しない）増幅回路を経
て、（図示しない）ビデオ処理ユニットにて処理を施
し、プリンタ部に送出する。

【０００５】プリンタ部において、像担持体である感光
ドラム１を矢印方向Ｒ１に回転自在に担持し、該感光ド
ラム１の周りに前露光ランプ１１、コロナ帯電器２、露
光光学系３、電位センサ１２、４個の現像器４ｙ，４
ｃ，４ｍ，４Ｂｋ、ドラム上トナー検知手段１３、転写
装置５、クリーニング器６を配置する。

【０００６】レーザビーム露光光学系３には、リーダ部
からの画像信号を入力し、レーザ出力部（不図示）にて
光信号に変換した後、レーザ光をポリゴンミラー３ａで
反射し、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを通って、感光ドラ
ム１の面を線状に走査（ラスタスキャン）する光像Ｅに
変換する。

【０００７】プリンタ部画像形成時には、まず、感光ド
ラム１を矢印方向Ｒ１に回転させ、前露光ランプ１１で
除電した後、帯電器２により一様に帯電した後、各分解
色ごとに光像Ｅを照射し、潜像を形成する。次に、各分
解色ごとに所定の現像器を動作させて、感光ドラム１上
の潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂を基体としたト
ナーにより画像を形成する。

【０００８】現像器は、偏心カム２４ｙ，２４ｃ，２４
ｍ，２４Ｂｋの動作により、各分解色に応じて択一的に
感光ドラム１に接近するようにしている。さらに、感光
ドラム１上のトナー画像を、記録材カセット７より搬送
系及び転写装置５を介して感光ドラム１と対向した位置
に供給された記録材に転写する。

【０００９】転写装置５は、本例では転写ドラム５ａ、
転写帯電器５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着帯
電器５ｃと対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、
外側帯電器５ｅとを有し、回転駆動されるように軸支さ
れた転写ドラム５ａの周面開口域には誘電体からなる記
録材担持シート５ｆを円筒状に一体的に張設している。

【００１０】記録材担持シート５ｆはポリカーボネート
フィルム等の誘電体シートを使用している。ドラム状と
される転写装置、つまり転写ドラム５ａを回転させるに
従って感光ドラム上のトナー像は転写帯電器５ｂにより
記録材担持シート５ｆに担持された記録材上に転写す
る。このように記録材担持シート５ｆに吸着搬送される
記録材には所望数の色画像が転写され、フルカラー画像
を形成する。４色モードの場合、このようにして４色の
トナー像の転写を終了すると記録材を転写ドラム５ａか
ら分離爪８ａ，分離押し上げコロ８ｂ及び分離帯電器５
ｈの作用によって分離し、熱ローラ定着器９を介してト
レイ１０に排紙する。

【００１１】他方、転写後感光ドラム１は、表面の残留
トナーをクリーニング器６で清掃した後再度画像形成工
程に供する。記録材の両面に画像を形成する場合には、
定着器９を排出後、すぐに搬送パス切替ガイド１９を駆
動し、排紙縦パス２０を経て、反転パス２１ａにいった
ん導いた後、記録材を一旦停止させ、反転ローラ２１ｂ
の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして送り
込まれた方向と反対向きに退出させ、記録材を裏返して
中間トレイ２２にストックする。その後再び上述した画
像形成工程によってもう一方の面に画像を形成する。

【００１２】また、転写ドラム５ａ上の記録材担持シー
ト５ｆ上は、感光ドラム１、現像装置、クリーニング器
６等からの粉体の飛散付着、又は記録材のジャム（紙づ
まり）時にトナーが付着すること、両面画像形成時に記
録材上のオイルが付着する場合があること、等により汚
染されるが、ファーブラシ１４と記録材担持シート５ｆ
を介して該ブラシ１４に対向するバックアップブラシ１
５や、オイル除去ローラ１６と記録材担持シート５ｆを
介して該ローラ１６に対向するバックアップブラシ１７
の作用により清掃された後、再度画像形成プロセスに供
せられる。このような清掃は前回転時、後回転時に行な
い、また、ジャム（紙づまり）発生時には随時行なう。

【００１３】また、本例においては、転写ドラム偏心カ
ム２５を動作させ、転写ドラム５ｆと一体化しているカ
ムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録材担持シ
ート５ａと感光ドラム１とのギャップを所定タイミング
で所定間隔に設定可能な構成としている。例えば、スタ
ンバイ中または電源オフ時には、転写ドラムと感光ドラ
ムの間隔を離し、感光ドラムの回転駆動から転写ドラム
の回転を独立させることが可能な構成である。

【００１４】また、この一連の画像形成動作において現
像器及び現像剤濃度制御装置は、いかのように動作して
いる。ＣＣＤにより読み取られた現像画像が各プロセス
を経て感光ドラム上に潜像像を形成し、その静電潜像が
現像位置に達するときに、図９の現像バイアス電源によ
りＡＣ，ＤＣ重畳された現像バイアスが現像スリーブ４
１に印加され、図示されていない現像スリーブ駆動装置
により現像スリーブ４１が矢印Ｂ，Ｃ方向に回転し、現
像加圧カム２４により加圧され、静電潜像を可視像化す
る。同時にＡ／Ｄ変換された入力画像信号はその１画素
ごとにビデオカウンタ（不図示）によって濃度レベルが
カウントされ、ＣＰＵ（不図示）からのその積算値によ
ってトナー補給量を決定し、現像器へのトナーの供給が
行われる。

【００１５】また、画像濃度の変動をセンサの出力電圧
で検知する制御を併用した際は、現像剤濃度検知用の所
定のパッチ潜像を形成し、現像バイアス電源９より電界
を現像スリーブ４１に印加し、不図示の現像スリーブ駆
動により現像スリを矢印Ｃ方向に回転させ、所定のパッ
チ潜像を可視像化（Ｐ１）しセンサ１３によって画像濃
度信号を読み取る。通常の画像形成時には、非画像域に
パッチ画像を形成して、常に一定になるように現像剤濃
度を制御し、適正画像を得るようにしている。このパッ
チ画像における制御は、数十枚に一回の割合で行われき
た。

【００１６】そのほかの制御手段として、現像剤の透磁
率変化を検知する手段を用いたものや、トナーとキャリ
アの反射光量の変化を光学センサで読みとる方式があ
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、装置の
小型化に伴い、現像剤の容量が減少することで、現像剤
のリップルが発生し易くなり、画像濃度の不安定要因と
なってしまうおそれがある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】トナーとキャリアとから
成る２成分現像剤を有し、該現像剤を担持する現像剤担
持体を有し、該現像剤を搬送撹拌する撹拌部材を有する
現像装置を複数個有し、該現像装置により現像される画
像の画像データを積算、カウントするビデオカウンター
を有し、該画像データを積算し現像剤中のトナー消費情
報を検知する現像剤濃度検知手段を有し、その信号に応
じたトナー補給信号によりトナーを補給する画像形成装
置に於いて、該現像装置の該撹拌部材の駆動速度を該ビ
デオカウンターの値により可変とすることを特徴とする
画像形成装置、とすることで、所定の現像剤が画像形成
に使用される頻度を同じになるようにすることで、現像
剤濃度のリップルを抑制し、安定した画像濃度を得るよ
うにしたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施例１）図３により従来のビ
デオカウントによるトナー補給を簡単に説明する。

【００２０】図はコピーを６枚（画像比率大、小を繰り
返し行う）とったときのトナー補給位置における現像剤
の状況を模式的に示すものである。ａは現像剤濃度の変
動を示し、ｂは画像形成と同時にそのデータに基づいて
トナー補給するタイプであり、ｃは画像による消費現像
剤がトナー補給口に到達する時間のディレイを待ってト
ナー補給するタイプである。小型化に伴う現像剤量の少
量化により現像剤濃度のリップルを減少させるためには
ａのタイプでは局所的に高濃度な現像剤が発生してしま
う。ｃのタイプは、比較的現像剤濃度のリップルを抑制
することは出来る。

【００２１】図４は画像比率差による時間あたりのトナ
ー補給量の変動を示すものである。αは定常状態でのト
ナー補給量、βは画像比率の大きい時のトナー補給量で
ある。この図からもわかるように画像比率が大きいと、
トナーホッパー内のトナーの環境が大きく変わり、時間
あたりのトナー補給量に大きな差が生じてしまい、特に
少量補給、つまり画像比率が小さいときの補給量が増加
し、現像剤濃度のリップルを増やし、画像濃度を変動さ
せてしまう要因になっている。

【００２２】そこで、本発明は補給量の変動しやすい少
量補給や、大量補給による撹拌不良を避け、画像比率に
関わらず一定の補給量を与えるように、画像比率を検知
して現像剤の搬送速度を制御し、所定の現像剤が、一定
のトナー消費を行えるようにする事で、現像剤濃度のリ
ップルを抑制し、画像濃度の安定化を図る。

【００２３】以下において、本発明による画像形成装置
の第一の実施例を添付図面によって説明する。

【００２４】図１は現像器の展開図である。現像器４は
現像スリーブ４１を駆動する駆動モータＡ、現像剤撹拌
スクリュー４２、４３を駆動する駆動モータＢから成っ
ている。図２によりビデオカウンターにおける画像デー
タの積算について説明する。

【００２５】原稿がＣＣＤ１によって読み取られ、Ａ／
Ｄ変換３、γ変換５、Ｄ／Ａ変換９した入力画像信号
と、三角波発生回路１０で発生した三角波とでコンパレ
ータ１１によってＰＷＭ信号を生成しスキャンニング手
段１３を介して像担持体１４の帯電表面に静電潜像を形
成する。同時にＡ／Ｄ変換された入力画像信号はその１
画素ごとにビデオカウンタ４によって濃度レベルがカウ
ントされ、ＣＰＵ６によって積算値から画像比率及び現
像器内の撹拌スクリューの駆動を予め用意されたテーブ
ルで変換する。

【００２６】この撹拌スクリュー駆動信号により図１の
現像器内にある搬送スクリュー４２、４３は駆動モータ
Ｂにより、所定の速度に調整され現像剤の搬送を制御す
る。また、その信号とは別にモータＡにより一定の駆動
供給され、画像比率に無関係に安定した駆動が現像スリ
ーブ４１に与えられる。

【００２７】ビデオカウンターによる積算データから画
像比率を算出し、画像比率の小さい時は撹拌スクリュー
の駆動速度を遅くし、画像比率の大きいときには駆動速
度を速くする事で、つまり、画像比率により駆動速度を
可変にすることで、所定現像剤にかかるトナー消費を一
定にし、あたかも同一画像で現像しているかのような状
況を作ることで現像剤濃度変動をなるべく少なくするこ
とができ、トナー補給を一定にすることで、画像濃度の
変動を抑える事が出来る。

【００２８】（実施例２）実施例１においてビデオカウ
ンターにおける積算値から画像比率を算出して現像器内
の撹拌スクリューの駆動速度を決定した。本実施例で
は、更に簡易的に行う方法を挙げる。

【００２９】図６は感光ドラム上の帯電電位を測定する
電位センサにおける感光ドラム上の電位変動を示した図
である。縦軸に電位センサ出力値による感光ドラム電
位、横軸は時間経過を示す。

【００３０】図８は帯電電位と、画像濃度、光学センサ
出力、トナー載り量の関係を示した図である。便宜上出
力画像を階調画像として説明する。

【００３１】図６に示すように階調画像を感光ドラム上
に静電潜像として形成すると、ドラムの帯電が行われ、
次いで、徐々にレーザー等の露光手段により潜像電位を
形成していく。この帯電電位は図８に示すようにトナー
載り量と対応する。その為、トナーの消費量を算出する
ことが出来、画像比率を検知できる。

【００３２】また、図７は感光ドラム上の画像濃度を光
学センサにより検知したときのセンサ出力値を示す。縦
軸にセンサ出力値、横軸に時間経過を示す。センサ出力
値は図８に示すように、感光ドラム上のトナーの載り量
を検知するため、この出力値からも同様に画像比率を算
出することが出来る。

【００３３】これらを用いて、実施例１のごとく現像器
内の現像剤撹拌スクリューの駆動速度を制御すること
で、現像剤のトナー消費量を一定に保ち、トナー補給を
安定化させることで、現像剤濃度のリップルを減少し、
画像濃度の安定化を図る事が出来る。

【００３４】また、これらの画像比率検知手段を複数併
用することで、更に精度アップすることが出来る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、トナーとキャリア
とから成る２成分現像剤を有し、該現像剤を担持する現
像剤担持体を有し、該現像剤を搬送撹拌する撹拌部材を
有する現像装置を複数個有し、該現像装置により現像さ
れる画像の画像データを積算、カウントするビデオカウ
ンターを有し、該画像データを積算し現像剤中のトナー
消費情報を検知する現像剤濃度検知手段を有する画像形
成装置の該ビデオカウンターによる画像データを積算し
その信号に応じたトナー補給信号によりトナーを補給す
る画像形成装置に於いて、該現像装置の該撹拌部材の駆
動速度を該ビデオカウンターの値により可変とすること
を特徴とする画像形成装置、とすることで、小型で低コ
ストな装置に於いて現像剤濃度のリップルを抑制し、画
像濃度の安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による画像形成装置の現
像器構成を説明する図。

【図２】ビデオカウンターにおける画像データ積算を
説明する図

【図３】従来のビデオカウントにおける補給動作を示
す図

【図４】時間あたりの補給量の変動を示す図

【図５】本発明の第１実施例を説明する図

【図６】本発明の他の実施例による電位変動における
画像データ変動を示す図

【図７】本発明の他の実施例による画像濃度における
画像データ変動を示す図

【図８】トナー載り量と電位／濃度センサー出力値の
特性を示す図

【図９】従来例による画像形成装置を説明する図

【符号の説明】

４現像器４１駆動モータＡ４２現像剤撹拌スクリュー４３駆動モータＢ

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/14 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７２Ｆターム(参考） 2H027 DA02 DA09 DA10 DA33 DB01 DD07 DE02 DE04 DE07 DE09 EA06 EB04 EC09 EC18 EC20 ED06 ED08 ED10 EE01 EE03 EE04 EE07 EF09 ZA07 2H030 AA03 AD12 AD13 BB02 BB23 BB36 BB38 BB43 2H077 AB02 AB15 AD02 AD06 AE06 BA02 BA03 BA04 DA05 DA08 DA10 DA12 DA13 DA47 DA49 DA62 DA78 DB02 EA03 EA15 GA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーとキャリアとから成る２成分現像
剤を有し、該現像剤を担持する現像剤担持体を有し、該
現像剤を搬送撹拌する撹拌部材を有する現像装置を複数
個有し、該現像装置により現像される画像の画像データ
をカウント、積算するビデオカウンターを有し、該画像
データを積算し現像剤中のトナー消費情報を検知する現
像剤濃度検知手段を有し、その信号に応じたトナー補給
信号によりトナーを補給する画像形成装置に於いて、該現像装置の該撹拌部材の駆動速度を該ビデオカウンタ
ーの値により可変とすることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】請求項１において該現像剤撹拌部材の駆
動速度は、基準値より増減両方向の補正が可能である事
を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】トナーとキャリアとから成る２成分現像
剤を有し、該現像剤を担持する現像剤担持体を有し、該
現像剤を搬送撹拌する撹拌部材を有する現像装置を複数
個有し、該現像装置により現像される画像を担持する像
担持体上の潜像電位を検知する電位センサを有する画像
形成装置に於いて該電位センサの出力から画像比率を検知し、その検知出
力値に応じて該現像装置の該撹拌部材の駆動速度を可変
とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】トナーとキャリアとから成る２成分現像
剤を有し、該現像剤を担持する現像剤担持体を有し、該
現像剤を搬送撹拌する撹拌部材を有する現像装置を複数
個有し、該現像装置により現像される画像を担持する像
担持体上、または、転写材支持部材上の画像濃度を検知
する濃度検知センサを有する画像形成装置に於いて該濃度検知センサの出力から画像比率を検知し、その検
知出力値に応じて該現像装置の該撹拌部材の駆動速度を
可変とすることを特徴とする画像形成装置。