JP2808107B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2808107B2
JP2808107B2 JP62009561A JP956187A JP2808107B2 JP 2808107 B2 JP2808107 B2 JP 2808107B2 JP 62009561 A JP62009561 A JP 62009561A JP 956187 A JP956187 A JP 956187A JP 2808107 B2 JP2808107 B2 JP 2808107B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電子写真方式を用いた複写機、レーザービー
ムプリンタ等の画像形成装置に関し、特に多色画像形成
を可能とした画像形成装置に関する。 (従来の技術) 従来より、電子写真方式を用いた画像形成装置におい
ては、形成画像の濃度を一定に保つために感光体ドラム
の帯電電位、現像器に印加する現像バイアス電位等を調
整し、現像コントラスト電位やカブリ防止電位等の画像
形成条件の制御を行っていた。特に、多色複写機におい
ては、各色ごとの現像剤の特性に応じた画像形成条件を
設定して、各色ごとの濃度が略同一濃度となるようにし
ていた。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、斯かる従来例においては現像剤の各色
ごとの画像形成条件の調整は行なわれているものの、現
像剤の置かれている環境変化による画像濃度の変化は考
慮されておらず、特に湿度の変化による画像濃度の変化
は顕著であり、且つ現像剤の各色ごと即ち種類によって
吸湿に伴う濃度変化の割合いが異なるために濃度差が目
立ってしまう問題点があった。 そこで本発明は従来技術の上記した問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、現像
剤の置かれている環境変化による形成画像の濃度変化を
なくし、しかも現像剤の種類によるの形成画像の濃度差
をもなくすことによって、常に最適な濃度の画像を形成
できる画像形成装置を提供することにある。 (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装
置においては、感光体上に複数の色の現像剤を使用して
画像を形成する像形成手段と、湿度を検出する検出手段
と、上記検出手段により検出される湿度に従って、湿度
に対する、同じ濃度を得るために必要な上記感光体に付
与されるべき明部表面電位と暗部表面電位との差を表す
コントラスト電位との関係を予め求めておき、検出湿度
と上記関係に基づいて適正コントラスト電位を現像剤の
色毎に決定する決定手段と、上記決定手段により決定さ
れたコントラスト電位が得られるように上記像形成手段
の動作条件を制御する制御手段と、を有することを特徴
とする。 (作用) 上記の構成を有する本発明は、検出手段により検出さ
れる湿度に従って、湿度に対する、同じ濃度を得るため
に必要な感光体に付与されるべき明部表面電位と暗部表
面電位との差を表すコントラスト電位との関係を予め求
めておき、検出湿度と上記関係に基づいて適正コントラ
スト電位を現像剤の色毎に決定し、決定したコントラス
ト電位が得られるように像形成手段の動作条件を制御す
ることにより、現像剤の現在の吸湿状態に適したコント
ラスト電位が得られる像形成条件で像形成を行えるの
で、常に各色の濃度が適正な高画質のフルカラー画像を
形成することができる。 (実施例) 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。 第2図は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す
構成図で、同図において、1は回転式現像装置で、回転
体中にはそれぞれ、イエロー現像器1Y、マゼンタ現像器
1M、シアン現像器1Cおよびブラック現像器1BKを搭載し
ている。2は上記現像装置1への現像剤(トナー)補給
装置で、2Yはイエローホッパ、2Mはマゼンタホッパ、2C
はシアンホッパ、そして2BKはブラックホッパを示す。 このカラー画像形成装置全体の動作について、先ず、
フルカラーモードの場合を例として簡単に説明する。3
は、図示矢印方向に回転する感光体ドラムで、該ドラム
3上の感光体は帯電器4によって均等に帯電される。つ
ぎに、原稿(図示せず)のイエロー画像信号により変調
されたレーザ光Eにより画像露光が行われ、感光体ドラ
ム3上に静電潜像が形成され、そののち、あらかじめ現
像位置に定置されたイエロー現像器1Yによって現像が行
われる。ここで、回転式現像装置1の帯電器4とで像形
成手段が構成される。 一方、給紙ガイド5a、給紙ローラ6、給紙ガイド5bを
経由して進行した転写紙は、所定タイミングに同期して
グリッパ7により保持され、当接用ローラ8とその対向
極によって静電的に転写ドラム9に巻き付けられる。転
写ドラム9は、感光体ドラム3と同期して図示矢印方向
に回転しており、イエロー現像器1Yで現像された顕像
は、転写部において転写帯電器10によって転写される。
転写ドラム9はそのまま、回転を継続し、次の色(第1
図においてはマゼンタ)の転写に備える。 一方、感光体ドラム3は、帯電器11により除電され、
クリーニング部材12によってクリーニングされ、再び帯
電器4によって帯電され、次のマゼンタ画像信号により
前記したと同様に露光を受ける。この間に現像装置1は
回転して、マゼンタ現像部1Mが所定の現像位置に定置さ
れていて所定のマゼンタ現像を行う。続いて、以上と同
様の行程を、それぞれシアンおよびブラックに対して行
い、4色分の転写が終了すると、転写紙上の4色顕像は
各帯電器13,14により除電され、前記グリッパ7を解除
すると共に、分離爪15によって転写ドラム9より分離さ
れ、搬送ベルト16で定着器17に送られ、一連のフルカラ
ープリント動作が終了し、フルカラープリント画像が形
成される。 さらに、本実施例においては上記構成に加えて、トナ
ーホッパー近傍又は現像器近傍等のトナーの吸湿がよく
反映される位置に湿度センサーと温度センサーとで構成
された検出手段としての環境センサー19で装備されてい
る。 第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
4aは1次帯電器に給電する高圧電源、4bは1次帯電器に
設けられ、ドラム3に与える帯電量を所望の値に制御す
るグリッドに給電するグリッドバイアス電源、1′は現
像器に所定の交流波形にDC分を重畳した現像バイアスを
給電する電源であり、18は各電源の出力値を決定し制御
する、即ちコントラスト電位を決定する決定手段と像形
成手段の動作条件を制御する制御手段とを兼ねるところ
のマイクロコンピュター等の制御手段である。また制御
手段18は環境センサー19及び電位センサー20にも接続さ
れている。 以下に本実施例の動作を説明する。第3図は、グリッ
ドバイアス電圧(横軸)と感光体ドラム3の表面電位
(縦軸)の関係を示すグラフであり、図中、VDは光照射
されないときの表面電位に対応し、VLは光照射されたと
きの表面電位に対応する。同図より表面電位VDすなわち
帯電量は範囲を限ってみれば(使用範囲では)グリッド
バイアスVGに比例している。また、光照射後の表面電位
VLも同様の傾向があるが、グリッドバイアスVGの変化量
に対する変化の割合すなわち比例係数はVDの場合の方が
VLの場合より大(α>β)の関係にある。そこで、プリ
ントシーケンスを行なう前に制御手段18はあらかじめ設
定されたグリッド電圧VG1,VG2による各VD,VLを電位セン
サー20にて測定し各データから第3図に示すようなグリ
ッド電圧の変化に対するVD,VLの帯電カーブを想定す
る。その後、実際に画像形成する際には上述の動作で得
られた帯電カーブから、画像コントラストすなわち後述
の現像バイアスのDC分と光照射後の表面電位VLとの差分
又はVD−VLが所定の値になるようなグリッド電圧を演算
により求め、グリッドバイアス電源4bを制御する。さら
に画像の白地に対応する部分、本実施例の場合反転現像
であるため、VDに相当する部分にトナーが付着しないよ
うにVDより一定電位低い値(VB)の現像バイアスを求め
現像バイアス電源1′を制御する。 第4図は同一画像形成条件にてプリントしたときの湿
度に対する画像濃度の影響を示すグラフであり、同図に
示すように、同一画像形成条件では湿度が低いほど濃度
が低下し、湿度が上昇するにつれて濃度が上昇してい
る。そのため、湿度を検知して、湿度に対応したコント
ラスト電位Vcontを求め、その値を基に画像形成条件を
設定するようにすれば環境条件の変動にかかわらず安定
した画像を得ることが可能になる。また、同図に示すよ
うに、色ごとにより湿度に対する濃度が異なるため、各
色ごとに画像形成条件を可変にしておけば、現像剤の色
の違いによる画像濃度の違いをも補正することができ
る。 以下に第5図(a),(b),(c)に示すフローチ
ャートに基づいて本実施例の制御手段18の動作について
具体的に説明する。 先ず、処理Aについて第5図(a)に基づいて説明す
る。割込処理等で、温度と湿度を環境センサー19で例え
ば30分ごとに1回又は30分間に数回測定しその平均値を
測定し、例えば8時間分メモリ内のバッファエリアに格
納しておく。ステップではそのデータを基に絶対湿度
又はそれに対応する値(例えば混合比)を計算する。こ
れは画像濃度が絶対湿度すなわち空気中の水分量に比例
すると考えられるからである。ステップにおいて絶対
湿度(混合比)の計算を8時間分行なったかどうかを判
断し、8時間分行った後に、ステップにおいて2時
間,4時間,8時間のそれぞれの平均値x,y,zを求める。こ
れら平均値x,y,zは以下の条件判断を行ないコントラス
ト計算時の変数となる。ステップでは2時間平均値x
が混合比16.5g以上かどうかの判定を行ない16.5g以上な
らフラッグをCONT1にする。これは、2時間以上高湿状
態が続いたと判定される。次に、ステップで現在値が
16.5g以上かどうかの判定を行ない16.5g以上ならフラッ
グをCONT2にする。これは2時間低湿であったが現在高
湿に向かいつゝあると判定される。次に、ステップで
8時間の平均値zが9g以上かどうかを判定し、9g以上な
らフラッグをCONT3にする。これにより湿度は8時間以
上中湿状態であるとされる。次に、ステップで4時間
平均値yが9g以上かどうかを比べ、9g以上ならフラッグ
をCONT4にする。これで低湿から中湿に向かっていると
判定する。そして、上記以外すなわち4時間平均値<9g
なら低湿状態としてフラッグをCONT5にする。 因みに、以上の処理は低湿から高湿に向かう場合と高
湿から低湿に向かう場合トナーの吸湿脱湿の速さが異る
ために行なう。即ち、画像濃度は絶対湿度に比例するが
雰囲気の湿度ではなくトナーがどれだけ吸湿しているか
によって決定されるため、上述の条件判断が行なわれ
る。 次に、ステップでコントラストフラッグによりコン
トラスト計算の変数Hを決定する。これは、例えばCONT
1の場合において高湿に完全に調湿されているため変数
は2時間平均値xになる。またCONT2の場合は低湿と高
湿の中間状態であるから2時間平均値xと現在値wの平
均値(x+w)/2となる。 さらに、コントラストフラッグと色情報によりメモリ
内のテーブルから計算式の係数をサーチして読出す。計
算の一般式はコントラスト電位Vcont=a1−b1Hであり、
こゝでHは上述の変数、a1,b1は係数である。 以上で得られた係数と変数によりコントラスト電位V
contを計算して、ステップでメモリに格納する。以上
を各色ごとに4色分繰り返す。 第6図は上記計算式をプロットしたものである。図に
示すように各色ごとに係数を変えている為、第4図で示
したような色ごとによる濃度変化の違いを吸収して補正
することが可能となった。 次に、処理Bについて第5図(b)に基づいて説明す
る。先ず、通常のコピーシーケンスと同様に感光体ドラ
ムを回転させ1次高圧電源4aをONする。そしてステップ
,でグリッドバイアスを所定の値VG1にして感光体
ドラムの表面電位VD1を測定しメモリに格納する。次
に、レーザを点灯し最大光量によりドラムを照射しステ
ップで光照射後の表面電位VL1を測定しメモリに格納
する。さらに、ステップ,でグリッドバイアスをも
う1つの所定の値VG2にして表面電位VL2を測定しその後
レーザをOFFにしてステップで表面電位VD2を測定し各
々メモリに格納する。これにより後述の計算の為の測定
データが得られる。なおレーザのON/OFF順序、VG1,VG2
のタイミングはシーケンスの都合により変更してもよ
い。また処理Aと処理Bは互いに独立しておりどちらを
先に行なっても又処理のタイミングが同時でなくてもよ
い。 次に、処理Cについて第5図(c)に基づいて説明す
る。処理Cは必ず処理A,Bを行なった後に行なわなくて
はならない。 先ず、ステップでVG1,VG2及び測定データVD1,VD2,V
L1,VL2からVD及びVLのそれぞれの帯電カーブの傾斜α,
βとα−βを次の式に従い計算しておく。 次にステップでバッファエリアに格納している前述
のカブリ取り電圧VBと処理Aで計算したコントラスト電
圧Vcontを読み出す。そして、ステップでグリッドバ
イアスVGはこのVcontとVBの和が得られる電圧に決定さ
れる。すなわち以下の計算を行なう。 ステップでグリッド電圧が求まれば次にVDを計算に
より求める。 VD=α(VG−VG1)+VD1 さらに、ステップで現像バイアスDC分(DB)を求め
る。 DB=VD−VB ステップで以上の処理が4色について終了したと判
断すると処理を終了する。 以上によりグリッドバイアス制御値VG、現像バイアス
制御値DBが求められた。 以上のようにして求められたグリッドバイアス電圧
と、現像バイアスDBは現像剤が置かれて来た湿度条件の
みならず、現像剤の色ごとの特性をも考慮した値である
ため、極めて安定した適正濃度の画像が得られる。 尚、上記実施例は多色画像を形成可能な装置について
述べたが、これには限定されず、通常の単色の画像形成
装置にも適用できる。 また、上記実施例では環境検知手段が絶対湿度を測定
した場合について説明したが、温度等湿度以外に現像剤
に影響する要素について測定して、画像濃度を制御して
もよい。 さらに、上記実施例では、画像形成条件が、感光体ド
ラム上の帯電電位、光照射後の電位、現像バイアス電位
によって決定される場合について述べたが、現像剤の帯
電電位等他の条件を制御してもよい。 (発明の効果) 本発明は以上の構成及び作用よりなるもので、検出手
段により検出される湿度に従って、湿度に対する、同じ
濃度を得るために必要な感光体に付与されるべき明部表
面電位と暗部表面電位との差を表すコントラスト電位と
の関係を予め求めておき、検出湿度と上記関係に基づい
て適正コントラスト電位を現像剤の色毎に決定し、決定
したコントラスト電位が得られるように像形成手段の動
作条件を制御することにより、現像剤の現在の吸湿状態
に適したコントラスト電位が得られる像形成条件で像形
成を行えるので、常に各色の濃度が適正な高画質のフル
カラー画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示すブ
ロック図、第2図は同実施例の構成図、第3図はグリッ
ドバイアス電圧とドラム表面電位の関係を示すグラフ、
第4図は現像剤の各色ごとの湿度に対する濃度変化を示
すグラフ、第5図(a),(b),(c)はそれぞれ同
実施例の画像形成条件の設定手順を示すフローチャー
ト、第6図は湿度に対する設定コントラスト電位の関係
を示すグラフである。 符号の説明 1……現像器(現像手段) 3……感光体ドラム 4……一次帯電器(帯電手段) 18……制御手段 19……環境センサー(検出手段)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.感光体上に複数の色の現像剤を使用して画像を形成
    する像形成手段と、 湿度を検出する検出手段と、 上記検出手段により検出される湿度に従って、湿度に対
    する、同じ濃度を得るために必要な上記感光体に付与さ
    れるべき明部表面電位と暗部表面電位との差を表すコン
    トラスト電位との関係を予め求めておき、検出湿度と上
    記関係に基づいて適正コントラスト電位を現像剤の色毎
    に決定する決定手段と、 上記決定手段により決定されたコントラスト電位が得ら
    れるように上記像形成手段の動作条件を制御する制御手
    段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。 2.上記決定手段は上記検出手段により検出される湿度
    に従って、上記像形成手段の動作条件を制御するのに使
    用する演算係数及び演算変数を現像剤の色毎に決定する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画像形成
    装置。 3.上記決定手段は異なるタイミングで検出される複数
    の湿度の変化状態に応じてコントラスト電位を決定する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画像形成
    装置。 4.上記像形成手段は上記感光体を帯電する帯電器を有
    し、上記制御手段は上記帯電器のグリッド電圧を制御す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画像形
    成装置。
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