JP2869069B2

JP2869069B2 - プロセス条件設定方法

Info

Publication number: JP2869069B2
Application number: JP63120113A
Authority: JP
Inventors: 恭孝前田; 宮本　　剛; 潔稲本; 恭一高田; 幸彦上野; 一幸大西
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JPH01288869A

Description

【発明の詳細な説明】（ａ）産業上の利用分野この発明は、トナーを用いて像形成を行う画像形成装
置において、最適な濃度で像形成を行うためのプロセス
条件を設定するプロセス条件設定方法に関する。

（ｂ）従来の技術電子写真方式を用いた画像形成装置では現像装置にお
けるトナー量の変化，感光体疲労による感光体表面電位
の変化等によって感光体上に付着されるトナー量が変わ
り、形成画像濃度が不安定になってしまうことがある。
そのため従来は、現像装置内のトナー濃度を測定し現像
装置内のトナー量が一定に保たれるようにしたり、感光
体の表面電位を測定しそれに応じて帯電器の電圧制御等
を行うことにより、現像装置内のトナー量，感光体の表
面電位を一定に保ち、形成画像濃度へのそれらの影響を
防止していた。

（ｃ）発明が解決しようとする課題ところが従来の画像濃度を安定させる方法は上述した
ように、現像装置内のトナー濃度を一定にしたり感光体
の表面電位を一定にする等の、形成画像のトナー濃度に
関する各々の支配因子を個別に制御するだけのもので全
体としてのトナー濃度を制御するものではなく、全体の
画像として良好なトナー濃度の像を得るのが困難であっ
た。

この発明の目的は、感光体または転写体においてトナ
ー濃度を検出しそのトナー濃度に応じてプロセス条件を
設定することにより、良好なトナー濃度の画像形成を行
えるプロセス条件設定方法を提供することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段上述の目的を達成するための本発明の方法としては、
感光体上に異なるプロセス条件で複数の濃度が異なる特
定濃度部を形成し、該複数の特定濃度部のトナー濃度、
または該複数の特定濃度部を転写体へ転写した後に該転
写体上の複数の特定濃度部のトナー濃度を濃度検出器に
より検出し、さらに、これらの検出したトナー濃度と予
め設定されている標準トナー濃度と比較し、検出した各トナー濃度に対応する標準トナー濃度がな
い場合は、前記プロセス条件を変えて、再度、前記標準
トナー濃度との比較までの手順を繰り返し、該標準トナ
ー濃度に対応した検出トナー濃度の特定濃度部がある場
合には、それに基づいてその後の画像形成時のプロセス
条件を設定することを特徴とする。

以上の方法において、複数の特定濃度部は、上記標準
トナー濃度を中間とし、この中間に相前後するような異
なる濃度に設定することができる。

（ｅ）作用この発明による上述した方法においては、濃度の異な
る複数の特性濃度部のそれぞれのトナー濃度検出、また
は転写された後のトナー濃度の検出が行われ、これの検
出したトナー濃度と標準トナー濃度との比較において、
該標準トナー濃度と対応する検出した濃度が存在すれ
ば、その濃度に基づくプロセス条件が設定される。その
ため、像形成時に目標とする標準濃度による良好な画像
を常に得ることができる。

そこで、標準トナー濃度が検出したトナー濃度の範囲
より外れている時には、再度プロセス条件を変えてやり
直しが行われ、常に決められた条件での良好な画像を得
ることのできるプロセス条件を設定できる。

この場合、複数の特定濃度部のそれぞれの濃度につい
ては、標準トナー濃度が形成される条件を中間として、
それに前後するような濃度に設定しておけば、環境変化
等においても、その標準トナー濃度をカバーできる範囲
での濃度設定が可能になる。これは、上述した繰り返し
て行うことを避け、短時間でのプロセス条件の設定が行
える。

（ｆ）実施例第２図はこの発明のプロセス条件設定方法を適用した
複写機の正面構成図である。なお、この実施例ではプロ
セス条件として感光体の帯電電位（帯電チャージャの電
圧），露光量（原稿を露光する光源ランプの電圧）を例
に示しているが、他に現像装置のバイアス電位等をプロ
セス条件としてもよい。

複写機本体１のほぼ中央部にはベルト状の感光体２が
２個のローラに張架されて設けられている。感光体２の
周囲には帯電チャージャ21、ブランクランプ22、現像装
置23a〜23c、転写体24、クリーニング装置25、除電ラン
プ26が以上の順に配設されている。帯電チャージャ21は
コロナ放電を発生することにより感光体２表面を均一帯
電させるもので、チャージャ線への印加電圧を変えるこ
とにより感光体２の帯電電位が調節される。ブランクラ
ンプ22は感光体２に沿って羅列されるLEDを有し、帯電
チャージャ21により均一帯電された感光体２表面を部分
的に露光することによって感光体２表面の部分的な電荷
のキャンセルを行う。現像装置23a〜23cにはそれぞれイ
エロー，マゼンタ，シアンのトナーが装填され、プロセ
ス条件を設定するテストモード時にはそのうちの何れか
一つが用いられる。クリーニング装置25は感光体２上に
残留するトナーを除去するもの、除電ランプ26は感光体
２上に残留する帯電電位を除去するものである。

転写体24は３個のローラ間に張架された誘電体シート
で、感光体２の周速度と同速度で回転される。転写体24
には感光体２が当接されてその当接位置に1st転写チャ
ージャ24aが配設され、感光体２上のトナーが転写体24
に転写される。転写体24の周囲には2nd転写チャージャ2
4c、剥離チャージャ24d、クリーニング装置24eが以上の
順に配設されている。1st転写チャージャ24aは感光体２
上のトナーを転写体24に転写し、2nd転写チャージャ24c
は転写体24上のトナーを用紙に転写し、剥離チャージャ
24dはその用紙を剥離する。またクリーニング装置24eは
転写体24上に残留するトナーを除去する。

1st転写チャージャ24aの下流部にトナーセンサ（濃度
検出器）24bが転写体24に対向配置されている。トナー
センサ24bは反射型の光センサからなり、転写体24上の
トナー濃度を電圧で検出する。なお第４図はこのトナー
センサ24bの特性図である。トナーセンサ24bは後述する
テストモード時に、転写体24上に形成される特定濃度域
のトナー濃度を検出する。第８図はトナーセンサ24bに
よる特定濃度域の濃度の検出方法を表した図である。図
中実線は特定濃度域7a,7bおよび転写体24の濃度を表し
ており、図に示すように特定濃度域7a,7bの濃度はフラ
ットではなくばらつきを持っている。特に電界のエッジ
効果により、像先端部では多くのトナーが付着されて濃
度が高くなり、像後端部ではトナーが付着されにくく濃
度が低くなる。トナーセンサ24bは、特定濃度域7a（7
b）の像先端部と像後端部とを除く中間部において、ｎ
回のトナー濃度検出を行う。このｎ回のトナー濃度検出
結果は後述するCPUにおいて平均値が求められ、トナー
濃度とされる。

特定濃度域は均一帯電された感光体２がブランクラン
プ22により露光され、現像装置23a〜23cの何れかにより
トナー付着されることによって形成されるもので、感光
体２の帯電電位（帯電チャージャ21の電圧）が、感光体
２が１回転する間に３段階程度に切り換えられることに
より、１回のプロセスで３種類の特定濃度域が形成され
る。なお、テストモード時にはブランクランプにより露
光が行われるため露光量は常に一定状態となっている。
したがって特定濃度域のトナー濃度は感光体２の帯電電
位によって左右される。

第７図は感光体帯電電位と形成される特定濃度域のト
ナー濃度との関係を表した図である。図から分かるよう
に、感光体帯電電位がＢ領域にあるときにはトナー濃度
がほぼ飽和状態となっているため感光体帯電電位が変わ
ってもトナー濃度には差がほとんど表れないが、感光体
帯電電位がＡ領域にあるときには感光体帯電電位に合わ
せてトナー濃度が変化する。そのため、感光体帯電電位
をＡ領域内で選択すれば感光体帯電電位の変化に応じて
正確にトナー濃度を検出できる。なお、このＡ領域の範
囲は420〜580V程度であり、テストモード時にはこの範
囲内で３種類程度の感光体の帯電電位（帯電チャージャ
の電圧）がプロセス条件として設定され、特定濃度域が
形成される。このように帯電チャージャの電圧を設定し
ても、感光体の疲労，現像装置のトナー量等が原因で特
定濃度域に付着されるトナー濃度が変わり、そのトナー
濃度がトナーセンサ24bにより検出される。この実施例
では感光体の帯電電位をテストモード時のプロセス条件
としており、テストモードで特定濃度域のトナー濃度を
検出することにより感光体の帯電電位を像形成モード時
のプロセス条件として設定することができる。しかし、
複写機により良好な画像を形成する場合には、感光体の
帯電電位を設定するだけでは不十分である。そこで設定
された感光体の帯電電位に合わせて光学系の光源ランプ
の露光量も設定する。それにより原稿の中間調を良好に
再現できるようになる。なお、第７図では環境の温度・
湿度が変わったときの感光体帯電電位とトナー濃度との
関係も表しており、環境変化により感光体の帯電電位が
一定であっても特定濃度域のトナー濃度（形成画像のト
ナー濃度）が変わってしまうことが分かる。そのため、
特定濃度域のトナー濃度を検出し、そのトナー濃度に応
じて感光体の帯電電位等のプロセス条件を設定すれば環
境変化に関わりなく良好な画像形成できる。

第５図（Ａ）は感光体の帯電電位を変化させたときの
原稿濃度と複写画像濃度との関係（ガンマ特性）を表し
た図、同図（Ｂ）は光源ランプの露光量を変化させたと
きの原稿濃度と複写画像濃度との関係（ガンマ特性）を
表した図である。

同図（Ａ）において、帯電チャージャの電圧を上げる
と感光体の帯電電位が全体的に高くなる。そのため、露
光量が低いままであると残留電位レベル（露光部の電
位）が高くなって低濃度領域の濃度も高くなり硬調の画
像となってしまう。同図（Ｂ）において、原稿露光量を
上げると原稿の低濃度域における電荷のキャンセル量は
ほとんどかわらず、そのため露光量を上げれば低濃度域
の画像濃度が淡くなって画像が硬調なものになってしま
うのが防止される。

第６図はこれらのことから求められる感光体の帯電電
位補正量と露光量補正量との関係を表した図であり、帯
電電位補正量と露光量補正量とはほぼ比例関係にある。
感光体，現像剤等の使用初期時には、帯電電位補正およ
び露光量補正を行う必要がないので補正量は０であり、
それが基準値となる。

複写機本体１の上部には原稿台61および光源，ミラ
ー，レンズ，色分解フィルタを含む光学系６が設けら
れ、像形成モードの複写プロセス時に原稿台61上の原稿
を走査して、その反射光を感光体２上の露光点Ｐに導
く。また複写機本体１の右側部には用紙カセットを含む
給紙部３が設けられ、用紙を2nd転写チャージャ24c位置
へ給紙する。この用紙には2nd転写チャージャ24cにより
トナーが転写され、定着装置４により定着されたのち排
紙トレイ５に排紙される。なお、定着装置４はヒートロ
ーラを有し、その表面温度が図示しない温度センサによ
り検出され、その検出に応じてヒータの制御が行われ
る。ヒートローラの表面温度は使用時には百数十度に制
御されるが、未使用状態で長時間放置されると環境温度
程度にまで低下する。

第３図は同複写機の制御部のブロック図である。

全体の制御はCPU40によってなされ、その処理プログ
ラムは予めRAM41に記憶されている。CPU40にはI/O45を
介して定着装置４の温度が入力され、またI/O47を介し
てトナーセンサ24bの検出結果が入力される。トナーセ
ンサ24bは前述したように、特定濃度域7a（7b）毎にｎ
回の検出を行い、その結果をCPU40に入力する。CPU40で
はそのｎ回の検出値の平均を演算してその値をトナー濃
度とし、それをもとに帯電チャージャ21の帯電電位（感
光体の帯電電位）や光源61の露光量を設定してそれぞれ
の制御部48,49に設定値を出力する。

第６図に示した帯電の電位補正量と露光量補正量との
関係はRAM42に記憶されており、トナーセンサ24bの検出
結果に応じて帯電電位および露光量が補正される。また
RAM42には転写体24に付着される標準トナー濃度S0も記
憶されている。標準トナー濃度S0は感光体および現像剤
の使用初期時に、像形成モード時のプロセス条件として
感光体の帯電電位（ＶD）を500Vに設定し、常温・常湿
下でブランクランプにより露光を行って特定濃度域を形
成したとき、トナーセンサ24dにより検出されるトナー
濃度である。

第１図はROMに記憶されている同複写機の処理手順を
表したフローチャートである。

まず、複写機本体の電源が投入されるとn1にてメモリ
の初期化や予備動作処理等を行うともに定着装置４のウ
ォームアップ（温度上昇）を開始する。定着装置４の温
度Ｔが70℃以下であれば、未使用状態で長時間放置され
たとしてn3に進んで感光体の帯電電位（帯電チャージャ
の電圧）等を設定するテストモードに進む。

まずn3にてテストモードのプロセス条件として感光体
の帯電電位ＶD1〜ＶD3が設定される。感光体の帯電電位
は例えば、ＶD1＝500V、ＶD2＝520V、ＶD3＝480Vの３種
類の条件が設定される。つまり、先に説明したように標
準トナー濃度S0に見合うプロセス条件で形成される帯電
電位VD1（500V）を中間値として設定する。これによ
り、この帯電電位VD1にて形成される特定濃度部は、初
期時には上記標準トナー濃度S0となるであろう。そし
て、複数の特定濃度部を形成するために、中間となる帯
電電位VD1に相前後する濃度を形成できるように、プロ
セス条件VD2及びVD3がそれぞれ設定される。n4にてその
３種類のプロセス条件により感光体の帯電，ブランクラ
ンプ22による露光が行われて特定濃度域が形成され、そ
れぞれのプロセス条件ＶD1〜ＶD3下でのトナー濃度S1〜
S3を検出する。トナー濃度S1〜S3は前述したように特定
濃度域のそれぞれについて数箇所づつの検出が行われ
て、それによって求められる平均値であり、トナー付着
のばらつきや電界の電界のエッヂ効果の影響を受けるこ
となく正確な値を得ることができる。

検出されたトナー濃度S1〜S3は、RAM42に予め記憶さ
れている標準トナー濃度S0と比較される。つまり、上記
異なる濃度の複数の特定濃度部S1〜S3にてカバーする範
囲内に、上記比較トナー濃度S0が存在するか否かが確認
され（n5,n6,n7）、標準トナー濃度S0と近似するトナー
濃度（S1〜S3の何れか）が得られたプロセス条件（帯電
電位）が像形成モード時のプロセス条件として設定され
る（n8〜n10）。しかし、得られたトナー濃度S1〜S3が
標準トナー濃度S0から大きくずれている場合には、n3で
設定したプロセス条件よりもトナーが多く付着されるプ
ロセス条件ＶD1′〜ＶD3′（n13）、またはトナーが少
なく付着されるプロセス条件ＶD1″〜ＶD3″（n14）が
設定される。なおこの場合にはもn3で設定したときと同
様に、ＶD1′またはＶD1″を中間値としてＶD2′または
ＶD2″が上限値、ＶD3′またはＶD3″が下限値として設
定される。例えば、ＶD1′＝560V、ＶD2′＝580V、ＶD
3′＝540に設定され、ＶD1″＝440V、ＶD2″＝460V、Ｖ
D3″＝420Vに設定される。この３種類のプロセス条件に
したがって再びトナー濃度検出のプロセスが行われ（n
4）、検出されるトナー濃度S1〜S3が標準トナー濃度S0
に近似していれば、そのプロセス条件（感光体の帯電電
位）が像形成モード時のプロセス条件として設定され
る。なお、テストモード時には第７図Ａ領域で示したよ
うに飽和濃度よりもやや低い濃度の特定濃度域を形成す
るために感光体の表面電位がやや低めに設定されてお
り、実際に像形成モードの帯電電位を設定する場合には
テストモードで設定した帯電電位よりも高く設定され
る。n15にてこの帯電値に基づいて第６図に示した関係
から、光学系の光源ランプの露光量が設定される。な
お、２度のプロセス条件設定を行っても標準トナー濃度
S0に近似したトナー濃度が得られなかった場合には帯電
値不良等の何等かのエラーがあるとしてエラー処理を行
う。

以上のようにしてテストモードにおいて、像形成モー
ド時のプロセス条件の設定が行われれば、n16に戻り、
センサ，キーの読み込みを行い、何等かの入力が行われ
れば、（n17）以下にその入力に対応する処理を行う
が、何の入力も行われない未使用状態で定着装置の温度
が70度以下になれば（n2）、n3に進んで上述したプロセ
ス条件の設定を行う。このように、定着装置の温度が70
度以下になったときを目安にテストモードでプロセス条
件の設定を行うようにしておけば、環境湿度の変化等に
も十分に対応してプロセス条件が設定でき、常に良好な
画像を得ることができる。なお、入力がプリントスイッ
チであれば（n18）、n19にて設定されたプロセス条件で
複写処理が行われる。

（ｇ）発明の効果以上説明したように、本発明によれば転写体に異なる
濃度の複数の特定濃度部の像を転写し、これを検出する
ことで実際に用紙等に可視像として形成される状態で濃
度検出が行え、常に可視的に良好な濃度の画像を得るこ
とができるプロセス条件に簡単に設定できる。しかも、
特定濃度部が複数形成されるため、標準濃度との比較に
おいて短時間に、かつ簡単にプロセス条件設定を行え
る。

また、標準濃度に対応した特定濃度部が形成されてい
ない場合、プロセス条件を変えて、再度特定濃度部を形
成し直すようにしてるため、感光体の疲労が大きかった
り、環境温度・湿度が大きく変化している場合において
も、プロセス条件を正しく設定できる。

さらに、特定濃度部としては、標準濃度が中間となる
ように、それに前後する濃度を特定濃度部として設定す
るようにしておけば、標準濃度をカバーできる範囲が最
適状態で設定でき、一度の特定濃度部を形成しプロセス
条件の設定を短時間に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のプロセス条件設定方法を表すフロー
チャート、第２図は同複写機の正面構成図、第３図は同
複写機の制御部のブロック図、第４図は同複写機に適用
されているトナーセンサ（濃度検出器）の特性を表した
図、第５図（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ感光体の帯電電位
を変えたときのガンマ特性の移り変わり，露光量を変え
たときのガンマ特性の移り変わりを表した図、第６図は
感光体の帯電電位の補正量と露光量の補正量との関係を
表した図、第７図は感光体帯電電位の変化と形成される
特定濃度域のトナー濃度との関係を表した図、第８図は
トナーセンサによる特定濃度域の検出方法を表した図で
ある。２……感光体、 7a,7b……特定濃度域、 21……帯電チャージャ、 22……ブランクランプ、 24……転写体、 24b……トナーセンサ。

フロントページの続き (72)発明者稲本潔大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者高田恭一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者上野幸彦大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者大西一幸大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開昭60−260066（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−20059（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−169（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−215576（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−30567（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−3160（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−149149（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 115

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上に異なるプロセス条件で複数の濃
度が異なる特定濃度部を形成し、該複数の特定濃度部の
トナー濃度、または該複数の特定濃度部を転写体へ転写
した後に該転写体上の複数の特定濃度部のトナー濃度を
濃度検出器により検出し、さらに、これらの検出したト
ナー濃度と予め設定されている標準トナー濃度と比較
し、検出した各トナー濃度に対応する標準トナー濃度がない
場合は、前記プロセス条件を変えて、再度、前記標準ト
ナー濃度との比較までの手順を繰り返し、該標準トナー
濃度に対応した検出トナー濃度の特定濃度部がある場合
には、それに基づいてその後の画像形成時のプロセス条
件を設定することを特徴とするプロセス条件設定方法。
【請求項２】上記複数の特定濃度部は、上記標準トナー
濃度を中間とし、この中間に相前後するような異なる濃
度に設定してることを特徴とする請求項１に記載のプロ
セス条件設定方法。