JP2650132B2 - トナー濃度検知方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はトナー濃度検知方法に関する。

（従来技術） 誘電性の潜像担持体上にスタイラス電極等による位置
選択的な書込帯電によって、あるいは光導電性の潜像担
持体上に帯電と露光とによって、静電潜像を形成し、こ
の静電潜像をトナーで現像し、得られる可視像を転写紙
上に転写する方式の画像記録方式が知られている。

この種の画像記録方式では一般に現像装置内における
トナー濃度によって、記録画像の像質が左右されること
となるため、現像装置内におけるトナー濃度が所定の範
囲内にあるようにトナー補給の制御が行なわれる。

かかるトナー補給を適正に行なうためには現像装置内
におけるトナー濃度を知る必要がある。

従来、潜像担持体の画像領域外にトナー濃度検知用の
潜像パターンを形成し、潜像パターンをトナーで現像し
て可視パターンとなし、可視パターンの濃度を潜像担持
体上にて光学的に検知し、検知濃度を現像装置内のトナ
ー濃度と対応させてトナー補給を行なう方法が知られて
いる。この方法は有効ではあるが、トナー濃度の制御は
潜像担持体上の可視パターンの濃度に基づき行なわれる
ことになる。

実際の記録画像の像質は、転写された可視像にもとづ
いて定まるから、転写された可視像の濃度に基づいてト
ナー濃度の制御を行なうことができれば、より精細なト
ナー濃度制御が可能となる。

（目的） 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは、複数の潜像担持体を用い
る画像記録方式において、転写された可視像の濃度に基
づきトナー補給を行なうことが可能となる新規なトナー
濃度検知方法の提供にある。

（構成） 以下、本発明を説明する。

本発明を適用しうる画像記録方式は、複数の潜像担持
体に静電潜像を形成し、これら静電潜像をトナーで現像
し、得られる可視像を同一の転写紙上に転写し、必要に
応じて定着する方式のものである。

潜像担持体としては、誘電体によるものと、光導電性
のものとが使用可能である。

誘電体による潜像担持体に静電潜像を形成するにはス
タイラス電極列や、ピンチューブ等を用い、潜像担持体
表面を書込み帯電すればよい。光導電性の潜像担持体に
静電潜像を形成するには帯電と露光によればよい。露光
は、画像の光像を照射して行なっても良いし、あるい
は、光ビームや発光体アレイによる書込みで行なっても
よい。即ち、本発明を適用し得る画像記録方式は、複写
方式、静電プリント方式、光プリント方式等を含んでい
る。

また本発明のトナー濃度検知方法は、カラー複写方式
等、カラー画像記録方式にも適用できる。

さて、本発明のトナー濃度検知方法は以下の如くに実
行される。

複数の潜像担持体のそれぞれの画像領域外、すなわち
記録すべき画像に対応する静電潜像が形成される領域の
外側に、トナー濃度検知用の潜像パターンを形成する。

これらの潜像パターンをトナーで現像して可視パター
ンとする。これら複数の可視パターンを、転写ベルト上
の所定の位置に転写する。転写ベルトは、転写紙を転写
用搬送路に沿って搬送するためのベルトであって、複数
の潜像担持体に共通である。

転写ベルト上に転写された各可視パターンの濃度を、
転写位置と別の位置で光学的に検知する。

検知後、転写ベルト上から可視パターンを除去する。

このようにすると、記録画像の像質を直接的に左右す
る、転写可視像の濃度に対応させて、トナー濃度の検知
が可能である。

以下、図面を参照しながら具体的に説明する。

本発明は、先にものべたように、モノクロ画像記録方
式のみならずカラー画像記録方式にも適用できる。

第２図は本発明を適用したカラー電子複写装置の一例
を説明に必要な部分のみ、説明図的に略示している。

以下、この装置例を実施例として、本発明のトナー濃
度検知方法を説明する。

まず、この第２図に即して、カラー複写プロセスのあ
らましを説明する。

図中に示す如く、複写されるべき原稿０は原稿ガラス
10上に平面的に載置される。

複写時にはランプ12が点灯し、ミラー14と一体的に第
２図右方へ所定の速度:Vで移動して原稿０を照明走査す
る。同時に、ダハミラー16が第２図右方へV/2の速度で
移動する。従って、原稿０からの反射光は先ずミラー14
に反射され、ついでダハミラー16に反射されたのち、結
像レンズ18に入射する。

結像レンズ18を透過した結像光束はミラー20,22によ
り順次反射され、しかるのち、ダイクロイックフィルタ
ー24に入射する。ダイクロイックフィルター24は青色光
を選択的に反射し、緑色光、赤色光はこれを透過させる
ような機能を有している。

従って結像光束のうちの青色成分はダイクロイックフ
ィルター24に反射されたのち、光導電性の潜像担持体で
ある感光体34上に原稿０のスリット状部分の像を結像す
る。この結像された像は原稿０の青色分解画像である。

一方、ダイクロイックフィルター24を透過した結像光
束はミラー26によりスリット分割され、ミラー26により
反射された光束はフィルター28により緑色に色分解さ
れ、原稿０の緑色分解画像の光像を感光体36上に結像す
る。

ミラー26に反射されない結像光束はミラー30に反射さ
れたのちフィルター32により赤色に色分解され、原稿０
の赤色分解画像の光像を感光体38上に結像する。

色分解の方法および色は上記説明の例に限らず種々の
ものが知られており、これら公知のものを適宜用いるこ
とができる。各感光体上に結像する画像の色も適宜定め
ることができる。また、第２図の装置は変倍複写が可能
であることを付記しておく。

感光体34,36,38はベルト状であって複写装置の上下方
向へ巻装され、それぞれ時計方向へ回動可能である。各
感光体の頂部は、良好な結像特性をうるため、図面に直
交する方向に細長い細幅平面状に張り渡されている。

感光体34,36,38は、複写時には、それぞれ一番下部に
配備された駆動プーリーの作用にて時計方向へ回動し、
まず除電ランプ54,54A,54Bによりそれぞれ光除電され、
次いでチャージャー40,40A,40Bによりそれぞれ帯電さ
れ、しかるのち各色分解画像の光像でスリット露光され
て各色分解画像に対応する静電潜像が形成される。

露光後の感光体34,36,38はイレーサー42,42A,42Bによ
り、それぞれ不要部分（転写されない部分）を消去され
る。

各感光体の周辺には、それぞれ同種の機材が配備され
ており、感光体34の周囲の機材は数字のみをもって示
し、感光体36,38の周囲の機材には数字の末尾にA,Bをそ
れぞれ付加した符号によって示している。

この場合、感光体34,36,38の周辺機材とも、数字部分
が同一のものは同一の構成のものである。例えばイレー
サー42,42A,42Bは何れも同じ構成のイレーサーである。

さて、感光体34に形成された静電潜像は、原稿０の青
色分解画像に対応するので、この静電潜像は、青色と補
色関係にあるイエローに着色されたイエロートナーによ
って現像される。

この現像は現像装置44,48により行なわれる。現像装
置44,48は同一構造の装置である。現像装置44,48の間に
は階調性補正用ランプ46が配備され、必要に応じ、階調
性補正のために点灯照射される。

感光体36に形成された静電潜像は現像装置44A,48Aに
よりマゼンタトナーで現像され、必要に応じて、階調性
補正用ランプ46Aによる光照射を受ける。

感光体38に形成された静電潜像は現像装置44B,48Bに
よりシアントナーで現像され、必要に応じて階調性補正
用ランプ46Bによる光照射を受ける。

かくして感光体34,36,38にそれぞれ、イエロー可視
像、マゼンタ可視像、シアン可視像が得られる。

これらイエロー、マゼンタ、シアン可視像は、同一の
転写紙Ｓ上に転写されるが、この転写は以下の如くにな
される。

感光体34,36,38の下位に転写ベルト60が横方向に巻装
され、反時計方向へ回動できるようになっている。転写
ベルト60の内側の、各感光体の最下部に対向する部位に
は転写器62,62A,62Bが設けられている。

転写ベルト60は厚さ:75μｍ程度の透明なポリエステ
ルフィルムで形成され、転写紙Ｓを転写用搬送路、即ち
転写ベルト60の上面で形成される搬送路に沿って搬送す
る機能を有する。

転写紙Ｓは積載収納されているカセットから給紙コロ
70により給送され、その先端部をレジストローラー72に
挾持された状態で待機し、レジストローラー72は、転写
のタイミングをとって転写紙Ｓを転写ベルト60側へ送出
する。送出された転写紙Ｓは抑えローラー74と転写ベル
ト60とにより挾まれて感光体34に対する転写位置へと進
む。

感光体34上のイエロー可視像は、転写に先立ち除電ラ
ンプ50による光照射を受けたのち、転写器62の作用で転
写紙Ｓ上に静電転写される。

転写紙Ｓは次いで感光体36に対する転写位置へと進
み、感光体36上のマゼンタ可視像は除電ランプ50Aによ
る光照射を受けたのち、転写器62Aの作用により転写紙
Ｓ上に転写される。転写紙Ｓがさらに感光体38に対する
転写位置に達すると、シアン可視像が除電ランプ50Bに
よる光照射を受けたのち、転写器62Bの作用により転写
紙Ｓ上に転写される。

かくしてイエロー、マゼンタ、シアンの各色可視像が
転写紙Ｓ上に相互に重畳して転写された訳であり、転写
紙Ｓ上に原稿０のカラー画像に対応するカラーの可視像
が形成される。

転写紙Ｓはその後、定着装置へ送られ、同装置76にて
カラー可視像を定着されたのちに、排出ローラー78によ
り装置外のトレイ80上に排出される。

可視像転写後の各感光体34,36,38は、それぞれクリー
ニング装置52,52A,52Bで残留トナーを除去される。

転写ベルト60は転写後、除電器64にて除電され、クリ
ーニング装置66でクリーニングされる。以上がカラー複
写プロセスのあらましである。

ところで、転写紙Ｓ上への各色可視像の転写は互いに
位置合わせして行なわれねばならない。この位置合せの
ため、各感光体の露光位置と転写位置とは、次の条件を
満足するように設定されている。

即ち、露光位置を感光体34,36,38のそれぞれに対しA
1,A2,A3、転写位置を同様にB1,B2,B3とする。

（A1〜B1），（A2〜B2），（A3〜B3）は各感光体に沿
って感光体周面の移動方向に向かって計った露光位置と
転写位置の間の距離を表す。（B1〜B2），（B2〜B3），
（B1〜B3）は、転写位置B1とB2の間、B2とB3の間、B1と
B3の間の距離を示す。

これらの距離に対して、 （A1〜B1）＋（B1〜B2）＝（A2〜B2） （A2−B2）＋（B2〜B3）＝（A1〜B1） ＋（B1〜B3）＝（A3〜B3） の関係が成立つように、露光位置、転写位置の各々が設
定されているのである。

これによって、転写紙Ｓ上に転写される各色可視像は
自動的に相互に位置合わせされる。

以下、トナー濃度の検知について説明する。

第１図（Ｉ）は第２図に示すカラー複写装置例におい
て、感光体34,36,38と転写ベルト60との位置関係を、感
光体34と転写ベルト60との位置関係を例にとって示して
いる。図中に符号44で示すのはイレーサーである。

イレーサー44はLEDアレイで微小なLEDを長手方向、即
ち感光体34のベルト幅方向へ一列配列したものであり、
LEDの発光領域を種々に変えることにより感光体34上の
任意の部分で光除電によるイレースを行ない得るように
なっている。

イレーサー44は、そのLEDの配列を感光体34の表面に
極く近接させているが、LEDアレイと感光体34との間に
例えば集束性光伝送体アレイを配備し、発光LEDの像を
感光体上に結像させるようにしてもよい。

さて、感光体34は時計方向へ回動するが、複写時に
は、画像露光後、イレーサー44により不要部をイレース
する際に、画像領域外の一部に、非イレース領域として
トナー濃度検知用の潜像パターンSPYを形成する。第１
図の例において、この潜像パターンSPYは画像領域のベ
ルト幅方向の側方に形成されている。

潜像パターンSPYは現像装置44,48（第２図参照）によ
りイエロートナーで可視化されて可視パターンとなり、
イエロー可視像が転写紙Ｓ上に転写される際、転写ベル
ト60上に転写される。同様なことが感光体36,38につい
ても行なわれる。

第１図（II）は、イエロー、マゼンタ、シアンの各色
可視パターンPY,PM,PCが転写ベルト上60上の所定の位置
に転写された様子を説明図的に示している。なお、転写
率は通常85〜90％である。

これら可視パターンPY,PM,PCは、発光素子100Aと受光
素子100Bとにより構成される反射型のホトセンサー100
により、順次その反射率が検知され、各色トナーの分光
反射率を考慮して各可視パターンの濃度が光学的に検知
されることになる。

このようにして得られる検知値を、イエロー、マゼン
タ、シアンの各可視パターンに対し、それぞれイエロー
検知値、マゼンタ検知値、シアン検知値と称する。

これら各色検知値が所定の設定値以下となったとき、
対応する色のトナーを補給するのである。

因に、第２図に示す現像装置44,48等は２成分系の磁
気ブラシ現像方式のもので各装置はトナータンクを備え
ており、トナーの補給はトナータンクから行なわれる。

第３図に、トナー補給とトナー濃度検知に関するプロ
セス手順をフローチャートとして示す。

第１図の装置はカラー複写（フルカラー）、２色複写
（イエローとマゼンタ、イエローとシアン、マゼンタと
シアンの各２色）、単色複写（イエロー、マゼンタ、シ
アンの各色複写）が実行可能となっており、トナー濃度
検知、トナー補給に関するプロセスは、複写プロセスの
メインプログラムに対するサブルーチンプログラムとし
て組込まれており、このサブルーチンのIn/Outを通じ、
カラー複写、２色複写、単色複写の各モード及び色を指
定できるようになっている。

第３図において、Ａはアキュムレータ、Ｂはレジスタ
ーを示し、矢印は、検知値または設定値をアキュムレー
タあるいはレジスターに転送することを意味し、判断に
おけるA,Bの大小の比較は検知値と設定値の大小比較を
意味する。またRETはメインプログラムへのリターンを
意味する。

２色及びカラー複写の場合においては、転写ベルト60
上での可視パターンの順列が、第１図（II）に示すよう
に、通常、イエロー、マゼンタ、シアンの順を守るよう
に、潜像パターンSPY等の形成タイミングが定められて
いる。

第４図に示すように、カラー複写プロセス１回につき
１色のトナーの濃度検知を行なう（図では、転写紙Ｓに
転写されるべき可視像の先端部の位置に形成されたイエ
ロートナーの濃度が可視パターンPY1の光学的検知によ
り検知される）ようにすることも考えられるが、図１に
即して説明した実施例の場合では、複数の現像装置のう
ちで、トナー補給を必要としているものがどれであるか
を一度の検知操作で知ることができる。

第１の実施例では検知すべきトナー濃度は３種ある
が、単一のホトセンサー100でこれらすべてを検知でき
るので、検知機構が簡単ですむ。

トナー濃度の検知は画像記録プロセスごとに行なって
も良いし、複数回のプロセスに１回の割合で行なうよう
にしてもよい。

第５図に示す実施例では可視パターンPY2（イエロ
ー）、PM2（マゼンタ）、PC2（シアン）が転写ベルト60
の幅方向へ形成され、各パターンの濃度はそれぞれ専用
のホトセンサー100,102,104により検知される。

上記いずれの実施例の場合も、転写ベルト60上に形成
された可視パターンを構成するトナーは、検知後、クリ
ーニング装置66（第２図）によって転写ベルト60から除
去される。

（発明の効果） 以上、本発明によれば、複数の潜像担持体を用いる各
種の画像記録方式に広く適用し得る新規なトナー濃度検
知方法を提供できる。この検知方法は転写された可視パ
ターンの濃度を検知するので、記録画像の像質に良く対
応する状態でトナー濃度を検知できる。

また、複数の潜像担持体から転写ベルトの所定の位置
に転写される可視パターンの濃度を検知するので、複数
の現像装置のうちでトナー補給を行なうべきものを一度
の検知操作により知ることができる。

転写ベルト上において可視パターンの濃度を光学的に
検知するのに、反射型のホトセンサーに限らず透過型の
ホトセンサーを用いても良い。

上記実施例では２成分系の磁気ブラシ現像装置の場合
を例として説明したが、湿式現像方式や１成分系現像剤
を用いる現像方式に対しても本発明は適用可能である。

１成分系現像剤を用いる現像方式の場合、可視パター
ン濃度に対応して検知される現像装置中のトナー濃度が
現像装置中のトナー量を意味することは言うまでもな
い。

潜像パターンの形成は、専用のパターンの光照射を利
用して行なっても良いし、スタイラス電極等を用いる書
込み帯電により行なっても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を説明するための図、第２図
は上記実施例を実施する画像記録装置の一例としてのカ
ラー電子複写装置の１例を要部のみ略示する図、第３図
は上記実施例を含むトナー補給手段を示すフロー図、第
４図は上記実施例装置で可能な可視パターンによるトナ
ー濃度検知の１例を説明するための図、第５図は本発明
の別実施例を説明するための図である。 34……潜像担持体としての光導電性の感光体、44……イ
レーサー、60……転写ベルト、SPY……潜像パターン、P
Y,PM,PC……可視パターン、100……ホトセンサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堺 良博 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭58−176658（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−161755（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−12916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−119639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−141641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−23868（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−154856（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−134439（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−193553（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の潜像担持体に静電潜像を形成し、こ
   れら静電潜像をトナーで現像し、得られる可視像を同一
   の転写紙上に転写する方式の画像記録方式において、現
   像装置へのトナー補給のために、トナー濃度を検知する
   方法であって、 各潜像担持体に、トナー濃度検知用の潜像パターンを、
   画像領域外に形成し、これらの潜像パターンを現像して
   可視パターンとし、 転写紙を転写用搬送路に沿って搬送する、上記複数の潜
   像担持体に共通の転写ベルト上に、上記複数の可視パタ
   ーンを、それぞれ所定の位置に転写し、転写された各可
   視パターンの濃度を、転写位置以外の位置で光学的に検
   知し、 検知後、上記転写された可視パターンを、転写ベルト上
   から除去することを特徴とする、トナー濃度検知方法。