JP2901306B2

JP2901306B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2901306B2
Application number: JP2053975A
Authority: JP
Inventors: 英幸西村; 恭孝前田; 太介上村; 勝浩永山; 宮本　　剛; 奈津子田中
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 1990-03-05
Filing date: 1990-03-05
Publication date: 1999-06-07
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JPH03255473A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、用紙等に形成される画像状態、例えば画像
濃度状態を制御するための機能を備えた画像形成装置に
関する。

〔従来の技術〕

フルカラー複写機においては、複写枚数に応じた現像
剤の劣化、あるいは環境変化により転写効率および感光
体の表面電位の低下や現像剤の特性変化が生じて複写画
像の色の濃度バランスが崩れることがある。一般に、濃
度バランスの調整は、ユーザが行うには難しく、サービ
ス側に頼らざるを得ないのが現状である。そこで、この
ような不便さを解消するために、装置の設計上で上記の
ような濃度バランスを崩す要因をできるだけ排除しよう
とする試みがなされている。以下にその一例として画像
濃度状態を検出するテスト用のトナーパッチを形成し、
該形成されたトナーパッチの濃度を検出し、この結果に
応じて画像形成を行うプロセスの一部、例えば感光体の
表面電位等を制御することで、濃度バランスを崩すこと
なく画像濃度を制御するようにしている。

例えば、感光体上に形成されたトナー像を転写体を介
して用紙等に転写するようにした画像形成装置におい
て、一例として、各色に応じた一定表面電位で潜像を形
成し、これを現像して感光体上に得られた基準画像濃度
であるトナーパッチを、転写体である転写ベルト等に転
写され、このトナーパッチを、フォトセンサにより検出
し、この濃度検出データを、基準データとして予め制御
装置の記憶部に記憶させておく。濃度調整に際しては、
トナーパッチ形成時と同じ表面電位で感光体上にトナー
パッチを形成して転写ベルトに転写させ、その濃度をフ
ォトセンサにより検出させる。次いで、この濃度検出デ
ータを記憶部に記憶させておいた基準データと比較し、
比較の結果両者に差が生じた場合は、その差を小さくす
るように感光体用の帯電チャージャのグリッド電圧を変
化させる。そして、上記の処理が両濃度データの差がな
くなるまで繰り返され、そのときの状況に応じた感光体
の表面電位が決定されることにより、画像濃度が補正さ
れるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の技術では、例えば、カーボンが
混練されるなどにより黒色をなす転写ベルトが用いられ
る場合、濃度検出のためにフォトセンサが黒トナーパッ
チに光を照射しても、この光が転写ベルトにより吸収さ
れてしまう。このため、黒トナーパッチの濃度を検出す
ることができなくなって、黒トナーの画像濃度補正を正
常に行うことができなくなるという問題が生じていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の画像形成装置は、感光体上に形成されたトナ
ー像を転写体を介して用紙に転写する画像形成装置であ
って、上記転写体にトナーパッチを形成し、このトナー
パッチに光を照射して得られた反射光から上記トナーパ
ッチの濃度を検出し、この検出結果に応じて画像形成濃
度を制御する画像形成装置において、上記課題を解決す
るために、以下のような構成を特徴とする。

すなわち、上記画像形成装置は、上記転写体の表面の
全面もしくはトナーパッチ形成領域に対し、バインダー
樹脂に、導電性を有する白色の顔料が該バインダー樹脂
の10〜30％添加されてなるバインダー樹脂組成物がコー
ティングされている。

〔作用〕

上述した構成によれば、転写体には全面もしくはトナ
ーパッチ形成領域に、光を反射するような処理として、
バインダー樹脂に、導電性を有する白色の顔料が該バイ
ンダー樹脂の10〜30％添加されてなるバインダー樹脂組
成物がコーティングされているので、光の反射性が良
く、例えば濃度検出時に光が全て吸収されることはな
い。よって、黒のトナーパッチを転写体に形成しても、
黒のトナーパッチの濃度検出時に、転写体と黒のトナー
パッチとのコントラストが明確になり、黒のトナーパッ
チの形成濃度を正確に検出できるため、正確な濃度制御
が可能となる。また、カラー画像を形成する場合の濃度
バランスを崩すことなく濃度制御を行える。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づいて説
明すれば、以下の通りである。

本実施例に係るフルカラー複写機（以下、単に複写機
と称する。）は、第３図に示すように、上面に透明な原
稿載置台１を有している。この原稿載置台１の下方に
は、原稿２を光走査して後述の感光体４を露光する露光
光学系３が配されている。この露光光学系３は、原稿載
置台１上に載置される原稿２に光を照射する光源ランプ
3aと、原稿２からの反射光を例えば図中一点鎖線で示す
ように感光体４上に導く複数の反射鏡3b…と、上記反射
光の光路中に配設された結像レンズ3cと、赤、緑、およ
び青の３原色の色フィルタを有する色分解フィルタ3dと
を備えている。

露光光学系３の下方には、ベルト状の感光体４が設け
られている。この感光体４は、一定間隔をもって配され
た２つの駆動ローラ５・６に架け渡されて回転駆動され
ている。感光体４における駆動ローラ６側周辺には、感
光体４を帯電させる帯電チャージャ７や感光体４上に残
留するトナーを除去するクリーニング装置８などが設け
られている。

感光体４の上面側には、４つの現像槽９〜12を有する
現像装置13が感光体４と非接触状態に配されている。こ
の現像装置13において、現像槽９〜11には色分解フィル
タ3dにおける各色フィルタの補色であるイエロー、マゼ
ンタ、およびシアンのカラー現像剤が個別に収容される
一方、現像槽12には黒色の現像剤が収容されている。

一方、感光体４の下方には、サイズ別の給紙カセット
14・15が上下に配されており、この給紙カセット14・15
の出紙側には、それぞれ給紙ローラ16・17が設けられて
いる。さらに、給紙カセット14・15の給紙方向には、タ
イミングローラ18が設けられている。

また、感光体４における駆動ローラ５側には、転写装
置19が設けられている。この転写装置19は、感光体４に
形成されたトナー像を用紙に転写するための転写体であ
る転写ベルト20を有している。該転写体としての転写ベ
ルト20は、３つの駆動ローラ21〜23により駆動されてい
る。この転写ベルト20における感光体４が圧接される部
位の背面側には転写チャージャ24が配され、転写ベルト
20の下方側には、転写ベルト20の転写面と対向するよう
に、転写チャージャ25および分離チャージャ26が配され
ている。そして、転写ベルト20における駆動ローラ21の
巻張部には、転写ベルト20の残留トナーを除去するクリ
ーニング装置27が設けられている。

一方、転写ベルト20の最下端の転写部から出紙方向に
は、搬送ベルト28と定着処理を行う定着装置29とが設け
られている。さらに、転写ベルト20における駆動ローラ
23に巻張されている部分と感光体４との間には、フォト
センサ30が設けられている。このフォトセンサ30は、転
写ベルト20に向けて光を照射し、転写ベルト20上に形成
されたトナーパッチからの反射光からトナーパッチの濃
度を検出するようになっている。

ここで、上記転写ベルト20の詳細について説明する。

転写ベルト20は、以下に示すような工程で作製され
る。第１図に示すように、まず、ポリカーボネイト等の
バインダー樹脂に、150〜200℃で加熱しながらカーボン
ブラックを混練し（S1）、混練により得られた原料ペレ
ットをチューブ状に射出成型する（S2）。次い、射出成
型されたものを原管として、原管の表面上に全面もしく
はトナーパッチが形成される領域に、バインダー樹脂に
酸化チタン等の導電性を有する白色の顔料が10〜30％添
加されたもの（バインダー樹脂組成物）を数μｍ〜20μ
ｍの厚さにコーティングする（S3）。続いて、第２図に
示すように、コーティング処理が施された原管32を、筒
状の延伸金型33内に挿入し、原管内側より熱と圧力とを
加えた状態で延伸成型を行う（S4）。そして、端部を裁
断するなどして端部処理が行われることにより（S5）、
転写ベルト20が完成する。

上記のS3のコーティングの工程においては、転写ベル
ト20に必要とされる電気抵抗値（10⁶〜10¹⁰Ω・cm）に
応じて白色顔料の添加率が決まる。また、S4の延伸成型
を行うことにより、表面の状態が均一な転写ベルト20を
得ることができ、このような転写ベルト20を用いて複写
を行うと、画像乱れの少ない複写画像が得られる。

続いて、複写機における制御系について説明する。

第４図に示すように、制御装置31には、帯電チャージ
ャ７およびフォトセンサ30が接続されている。制御装置
31は、記憶部31aを有しており、この記憶部31aに濃度調
整時の基準となるトナーパッチの濃度検出データが記憶
されている。この制御装置31は、濃度調整時にフォトセ
ンサ30より得られるトナーパッチの濃度検出データと上
記の記憶データとを比較し、両者に差がある場合は、そ
の差がなくなるように帯電チャージャ７のグリッド電位
を変化させて、感光体４の表面電位を調整するようにな
っている。

上記の構成において、複写機によりフルカラー複写を
行う際には、まず、光源ランプ3aが原稿載置台１上に載
置された原稿２に光を照射することにより、光走査が３
回行われる。このとき、黒の文字や線画等を特に鮮明に
再現させたい場合、さらにもう１回光走査が行われる。
原稿２からの反射光は、反射鏡3b…および結像レンズ3c
を介して色分解フィルタ3dに入射し、この色分解フィル
タ3dで色成分別に分解される。この光は、さらに、反射
鏡3b・3bにより導かれ、帯電チャージャ７にて均一に帯
電された感光体４上に照射されてこれを露光する。これ
により、感光体４には、原稿２の画像に対応した色成分
別の静電潜像が形成される。

上記の各静電潜像は、現像装置13により、色分解フィ
ルタ3dにおける各色フィルタの補色であるイエロー、マ
ゼンタ、およびシアンの各現像剤でそれぞれ現像され、
また、必要に応じてさらに黒の現像剤で現像されて可視
化され、トナー像となる。これらの各色成分別のトナー
像は、転写装置19において、転写チャージャ24により転
写ベルト20へ順次転写され、各色成分別のトナー像を重
ねることにより、完成した１つのカラートナー像が形成
される。

このようにして完成されたカラートナー像は、転写チ
ャージャ25により、給紙カセット14・15のいずれか一方
から供給された転写紙34に転写される。この後、転写紙
34は、分離チャージャ26により転写ベルト20から分離さ
れて搬送ベルト28で定着装置29へ導入され、ここで上記
カラートナー像が定着される。

続いて、画像濃度の調整について説明する。

ブランクランプにて感光体４上の２×3cm平方の領域
にベタ部が形成されるとともに、このベタ部に色に応じ
た特定の電位を与えることにより潜像が形成される。こ
の潜像を、例えばイエローの現像剤で現像することによ
り、イエローのトナーパッチが形成される。このトナー
パッチが転写ベルト20上に転写されると、フォトセンサ
30によりトナーパッチの濃度が検出される。このとき、
トナーパッチの先端および後端から所定範囲（例えば5m
m幅）の濃度検出は行わない。これは、現像時における
潜像の電気力線の影響によりトナー付着量が不均一にな
るためである。また、濃度検出に際しては、トナーパッ
チ内を所定時間（例えば10ms）ごとに検出を行い、その
平均値を検出データとすることにより、検出データのノ
イズ的な変動の発生を防止している。

このようにして得られた検出データは、制御装置31に
送出される。制御装置31は、検出データと記憶部31aに
記憶されていた濃度データとを比較し、その結果両者に
差が認められると、その差がなくなるように帯電チャー
ジャ７のグリッド電位すなわち感光体４の表面電位を制
御する。例えば、検出データが基準データより小さい場
合はグリッド電位が上げられ、逆の場合はグリッド電位
が上げられる。このように、新たに感光体４の表面電位
が設定されると、再び上記と同様トナーパッチが作成さ
れ、その濃度が検出される。そして、その検出データが
基準データと比較され、両者に差が認められなくなる
と、別の色について同様の処理が行われる。

上記のようにして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの各色について感光体４の適正な帯電電位が求め
られると、この複写条件で複写が行われる。この結果、
環境変化等による各色濃度のアンバランスを補償するこ
とができ、濃度バランスのとれた良好な複写画像が得ら
れる。なお、上記の例では、感光体４の表面電位を制御
することにより画像濃度調整を行っているが、実際に
は、初期のγ特性との大きなずれを抑えるため、上記表
面電位とともに露光量を調整するのが望ましい。

ところで、上記動作においては、黒トナーパッチの濃
度検出も行われることになるが、この際転写ベルト20の
光の反射性が重要となる。つまり、転写ベルト20が黒ト
ナーパッチより光の吸収性の高いものであっては、濃度
検出が正しく行われなくなる。これに対し本実施例の場
合、転写ベルト20は、表面に導電性の白色コーティング
が施されているため光の反射性が良い。それゆえ、濃度
検出時に、転写ベルト20と黒トナーパッチとのコントラ
ストが明確になり、誤検出をなくすことができる。

〔発明の効果〕

本発明の装置によれば、黒トナーパッチを転写体に形
成しても、その時の濃度検出が正確になり、よって、正
確な画像濃度制御を行える。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すものであ
る。第１図は転写ベルトの作製過程を示す工程図である。第２図は原管の延伸工程を示す説明図である。第３図はフルカラー複写機の全体構成図である。第４図はフルカラー複写機の制御系を示すブロック図で
ある。４は感光体、７は帯電チャージャ、20は転写ベルト（転
写体）、30はフォトセンサ、31は制御装置である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永山勝浩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)発明者宮本剛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)発明者田中奈津子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59−13264（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−245177（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−163968（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−300262（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−56456（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 13/14 - 13/16 G03G 15/14 - 15/16 103

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上に形成されたトナー像を転写体を
介して用紙に転写する画像形成装置であって、上記転写
体にトナーパッチを形成し、このトナーパッチに光を照
射して得られた反射光から上記トナーパッチの濃度を検
出し、この検出結果に応じて画像形成濃度を制御する画
像形成装置において、上記転写体の表面の全面もしくはトナーパッチ形成領域
に対し、バインダー樹脂に、導電性を有する白色の顔料
が該バインダー樹脂の10〜30％添加されてなるバインダ
ー樹脂組成物がコーティングされていることを特徴とす
る画像形成装置。