JP2962641B2 - プロセスコントロール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、感光体，中間転写体
等の像形成体上に形成したトナー像の光反射率を検出し
て、その光反射率に応じて帯電電位等のプロセス条件の
補正を行うプロセスコントロール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トナーを用いて像形成を行う画像形成装
置では、像形成体，帯電装置，現像剤等の劣化により画
像品質が低下してしまうのを防止するため、画像品質の
補正、一般には画像濃度の補正を行っている。像形成体
等の劣化状態は、像形成体上にトナー像を形成し、その
トナー像の濃度を初期状態のときの濃度と比較すること
によって判別される。一般に、トナー像濃度の検出は光
センサによって行われるが、光センサでトナー像濃度を
検出する場合にはセンサ出力がベースである像形成体の
影響を受けてしまう問題がある。そこで、従来は図５に
示すように、像形成体の光反射率を検出して、トナー像
濃度検出時のセンサ出力を補正していた。

【０００３】図５を参照して従来のプロセスコントロー
ルの方法を説明する。

【０００４】まず、像形成体等の初期状態のトナー濃度
を検出する手順を説明する。

【０００５】ベースとなる中間転写体または感光体（像
形成体１０１）の交換やメンテナンスを行った場合に、
同図（Ａ）に示すように、像形成体１０１の光反射率
を、該像形成体１０１に隣接配置した反射型光センサ１
０２によって検出する。反射型光センサ１０２は、発光
部と受光部とを備えたフォトカプラ等からなり、ある一
定出力ａにて像形成体１０１上の検出エリア１０３を一
定時間照射し、その光反射率を検出して平均値ｂ₁₁を求
める。または、前記一定時間の前記一定出力ａに対して
検出される光反射率の平均が所定値ｂ₁₂（±α）となる
ように、サービスマンがセンサ出力の調整を行う場合も
ある。以下、上記検出値の平均ｂ₁₁，ｂ₁₂をベース検出
値ｂ₁ とする。

【０００６】次に、同図（Ｂ）に示すように、像形成体
１０１上に所定のプロセス条件でトナー像形成を行う。
このトナー像の光反射率を前記反射型光センサ１０２に
よって検出し、平均値ｂ₂ を求める。そして、ｂ₂ ／ｂ
₁ ＝Ｂの値を求め、これを画像濃度の基準値として記憶
する。すなわち、像形成体等の初期時のトナー像濃度ｂ
₂ を像形成体自体のベース検出値ｂ₁ で補正して記憶す
る。

【０００７】次に、像形成体等の劣化に応じてプロセス
条件を補正する場合の手順を説明する。プロセス条件の
補正処理は、通常、コピー枚数，ウォームアップタイム
等のモニタによって該処理を行うタイミングが設定され
る。

【０００８】補正処理は、同図（Ｃ）に示すように、上
記検出エリア１０３にプロセス条件を数種類に設定して
トナー像が形成される。この例では、グリッド電位（帯
電電位）を３種類に設定してトナー像形成を行い、上記
初期時のトナー像形成を行ったときの帯電電位をｘ
（Ｖ）とすると、例えば、ｘ−３０（Ｖ）、ｘ（Ｖ）、
ｘ＋３０（Ｖ）の３種類の電位で帯電が行われる。この
場合、検出エリア１０３が３分割されてそれぞれの電位
でトナー像形成が行われる。このようにして形成された
３種類のトナー像の濃度（光反射率）をそれぞれｃ，
ｄ，ｅとすると、この値から、ｃ／ｂ₁ ＝Ｃ、ｄ／ｂ₁
＝Ｄ、ｅ／ｂ₁ ＝Ｅを求め、これら３点の値Ｃ，Ｄ，Ｅ
を図６に示すようにグラフ上で結んで濃度線を得る。こ
の濃度線上に前記初期の画像濃度Ｂを重ね、その値から
グリッド電圧の補正値ｙ（Ｖ）を求めて補正を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように像形成体
上にトナー像を形成して反射型光センサで前記トナー像
の濃度を検出する場合、像形成体がトナーと同等の光反
射率を有しているとトナー像の検出を行うことが困難に
なる。特に、黒色のトナーに比べてカラートナーの場合
には、トナー自体がそのカラー色の光を反射してしまう
から、像形成体の光反射率が低いと反射型光センサのＳ
／Ｎ比が悪くなって、補正が困難になってしまうことが
あった。

【００１０】また、像形成体の光反射率が高い場合に
は、リミットオーバを防止するためにメンテナンス時に
反射型光センサのゲイン調整を行わなければならず、手
間が掛かってしまう問題があった。

【００１１】この発明の目的は、プロセス条件の補正性
能を向上させることができ、また、トナー濃度の検出器
のゲイン調整等の煩わしさを無くすことのできるプロセ
スコントロール装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、感光体、中間転写体等の像形成体上に形成したトナ
ー像の光反射率を検出し、該光反射率に応じて帯電電位
等のプロセス条件を補正するプロセスコントロール装置
において、前記像形成体の全周の光反射率を検出し、該
光反射率がほぼ最大となる領域を前記トナー像の形成領
域として設定する手段を備えたことを特徴とする。

【００１３】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のプロセスコントロール装置において、検出され
た光反射率の最大値に基づいて、光反射率の検出を行う
検出器のゲイン調整を行う手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明においては、例えばベル
ト状、または円筒状に形成された像形成体の全周の光反
射率が検出され、その検出値がほぼ最大となる領域がト
ナー像の形成領域として設定される。このように、光の
反射率が高い領域をトナー像の形成領域として設定する
と、トナー像を形成したときに像形成体素地とトナー像
とのコントラストが良くなり、Ｓ／Ｎ比が向上する。こ
れによって、トナー濃度の検出精度が向上し、結果とし
てプロセス条件の補正精度が良くなる。

【００１５】請求項２に記載の発明においては、像形成
体の素地の光反射率の最大値に合わせて検出器のゲイン
調整が行われる。該検出器は像形成体上に形成されるト
ナー像の光反射率を検出するものであり、像形成体の素
地の光反射率よりも強い光を受光することがなく、像形
成体の素地の光反射率に合わせてゲイン調整を行うこと
によってリミットオーバの問題が生じることはない。

【００１６】

【実施例】図４はこの発明の実施例であるカラー複写機
の概略構成を示す図である。

【００１７】複写機は、機枠の上面に透明な原稿載置台
１を有している。また、この原稿載置台１の下方には、
露光光学系２が配設されており、この露光光学系２は原
稿載置台１上に載置される原稿１３に光を照射する光源
ランプ２ａと、原稿１３からの反射光を例えば一点鎖線
で示すように感光体７上に導く複数の反射鏡２ｂ・・
と、光路上に配設された結像レンズ２ｃ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２
ｄとを備えている。

【００１８】上記の露光光学系２の光軸上には、露光走
査された光像が照射される有機感光体（ＯＰＣ）からな
り、ローラ１４，１５によって回転されるベルト状の感
光体７が配設されている。感光体７の入紙方向側には、
転写紙１９を収容した給紙カセット８，９が配設されて
いる。そして、これらの各給紙カセット８，９の上面に
は、それぞれ給紙ローラ２３，２４が設けられており、
これらの給紙ローラ２３，２４は、転写紙１９を給紙カ
セット８，９から排出して中間転写体１０方向へ送出さ
せるようになっている。

【００１９】上記の給紙ローラ２３，２４からの中間転
写体１０方向への送出側には、タイミングローラ２５が
配設されており、このタイミングローラ２５は、中間転
写体１０に同期して回転されるようになっている。ま
た、中間転写体１０は、第１〜第３ローラ１８ａ，１８
ｂ，１８ｃにより回転駆動されるようになっており、感
光体７を回転駆動する駆動ローラ１５に圧接されてい
る。この駆動ローラ１５が圧接されている部位における
中間転写体１０の裏面側には、転写チャージャ２１が配
設されており、第３ローラ１８ｃの配設部位における中
間転写体１０の表面側には、転写ローラ２２が配設され
ている。そして、転写ローラ２２の送出側には剥離ブレ
ード２０、搬送ベルト１１、および定着装置１２がこの
順に配設されている。

【００２０】感光体７の外周の従動ローラ１４側には、
感光体７を帯電させる帯電チャージャ１６および感光体
７を除電する除電ランプ２６が配設されており、帯電チ
ャージャ１６の近傍における感光体７の下方には、感光
体７上に残留するトナーを除去するクリーニング手段で
あるクリーニング装置１７が配設されている。そして、
このクリーニング装置１７には、例えばウレタン等から
なるクリーニングブレード１７ａ，１７ａが設けられて
おり、これらのクリーニングブレード１７ａ，１７ａ
は、感光体７に圧接され、感光体７に残留した例えば、
トナー等を掻き落とすようになっている。

【００２１】また、感光体７の上方における中央部付近
には、感光体７と非接触の状態で白黒用の現像槽３と、
カラー用の現像槽４〜６とが配設されており、カラー用
の現像槽４〜６には、イエロー、マゼンタ，およびシア
ン色のカラー現像剤が個別に収容されている。

【００２２】また、感光体７または中間転写体１０に
は、画像濃度補正時に用いる濃度検知センサ２８または
２９が対向配置されている。濃度検知センサは感光体７
に対向配置されるもの２８か、中間転写体１０に対向配
置されるもの２９のいずれか一方でよく、要するに形成
されたトナー像の濃度を検出できる位置であればよい。

【００２３】図３は、感光体７、中間転写体１０に対向
配置される濃度検知センサ２８（２９）の配置状態例を
示す図である。図示するように、濃度検知センサ２８は
感光体７の幅方向のほぼ中央部に対向して配置されてお
り、画像形成が行われる領域部の反射光を検出する。ま
た、濃度検知センサを中間転写体１０に対向配置する場
合にも同様に、濃度検知センサ２９は中間転写体１０の
画像形成領域部の反射光を検出する。

【００２４】ベルト状の感光体７の端部の一か所には、
ベルトの回転位置を検出するための位置検出用孔７ａが
設けられている。該位置検出孔７ａは、ロータリエンコ
ーダを含む孔部検出部（不図示）によって検出され、感
光体７の回転位置が認識される。同様に、中間転写体１
０にも位置検出用孔１０ａが設けられており、中間転写
体１０の回転位置が認識されるようになっいる。位置検
出用孔７ａ，１０ａと、それに対向する孔部検出部によ
って位置検出装置が構成されており、該位置検出装置に
より前記濃度検知センサ２８または２９によって濃度検
出されている感光体回転位置が掌握される。

【００２５】次に、上記構成のカラー複写機の動作を説
明する。

【００２６】まず、図示しない複写開始スイッチが押圧
されることで、コピーモードが実行される。このコピー
モードは、イエロー、マゼンタ、およびシアンをそれぞ
れ現像して中間転写体１０に転写させるコピーサイクル
を有しており、コピーモードが実行されると、まず、イ
エローのコピーサイクルが実行されることになる。

【００２７】すなわち、原稿載置台１上に載置された原
稿１３に対して光源ランプ２ａから光を照射させ、露光
走査が行われる。原稿１３からの反射光は、反射鏡２ｂ
・・・および結像レンズ２ｃを解して色分解フィルタ２
ｄに入射され、この色分解フィルタ２ｄで色成分別に分
解される。

【００２８】上記の露光走査で色分解フィルタ２ｄの各
色フィルタを通過した色成分別の光は、帯電チャージャ
１６にて均一に帯電された感光体７上に照射され、感光
体７がＡ部で露光される。これにより、感光体７には、
原稿１３の画像に対応したイエローの静電潜像が形成さ
れる。この後、上記の各静電潜像は、色分解フィルタの
補色であるイエローの現像剤を有する現像槽４の対向部
において、現像マグネットローラから供給される現像剤
で現像されて可視化され、トナー像となる。そして、こ
のトナー像は、転写チャージャ２１で中間転写体１０に
転写される。

【００２９】上記のイエローのコピーサイクルが終了す
ると、感光体７では、クリーニング装置１７でクリーニ
ングされるとともに、除電ランプ２６で除電される。そ
して、上記の同様のコピーサイクルでマゼンタおよびシ
アンのトナー像が中間転写体１０に転写されることにな
る。

【００３０】上記の各コピーサイクルが実行されると、
各色成分別のトナー像は、転写チャージャにより中間転
写体１０の同位置へ転写されることになり、各色成分別
のトナーが重ねられることで完成した一つのトナー像を
形成することになる。

【００３１】一方、給紙カセット８，９に収容された転
写紙１９は、給紙ローラ２３，２４により１枚づつタイ
ミングローラ２５に給紙され、タイミングローラ２５
は、中間転写体１０に同期して転写紙１９を中間転写体
１０と転写ローラ２２との間に搬送する。搬送された転
写紙１９は、転写ローラ２２により中間転写体１０のト
ナー像が転写された後、剥離プレート２０により中間転
写体１０から分離され、搬送ベルト１１により定着装置
１２へ導入される。そして、転写紙２３へのカラートナ
ー像の定着が行われた後、外部へ排出されることで、１
回のコピーモードが終了することになる。

【００３２】上記のように構成される複写機において、
濃度検知センサ２８および／または２９を用いた濃度補
正について説明する。ここでは、中間転写体１０に対向
配置した濃度検知センサ２９を用いて濃度補正を行う場
合を説明する。図２は濃度補正手順を示すフローチャー
トである。

【００３３】まず、複写機の設置時や感光体交換時，メ
ンテナンス時等には、画像濃度補正システムの初期設定
を行う。該初期設定では、トナー濃度を検出するための
トナー像形成領域の設定、および濃度検知センサ２９の
ゲイン調整を行う。まず、中間転写体１０が回転し、濃
度検知センサ２９が動作して中間転写体１０の全周の表
面反射率が測定される（ｎ１→ｎ２→ｎ３→ｎ４）。な
おこの間、位置検出装置によって中間転写体の回転位置
が検出されている。

【００３４】ここで、検出された表面反射率が例えば、
図１に示すような結果であったとする。この図において
は、感光体の全周中、ポイントａ付近の反射率が一番高
くなっていおり、このポイントａを中心に、濃度検出領
域Ａを設定する。なお、濃度検出領域は例えば、９０mm
長さに設定され、この領域の設定方法としては、例え
ば、ポイントａを中心に両側に４５mmづつを設定すると
いうように距離的な基準で設定する方法や、ポイントａ
を中心に反射率の平均値が最大になるような領域を設定
するというように光反射率基づく設定方法がある。

【００３５】上記のようにして設定された濃度検出領域
Ａ（エンコーダにより検出された位置情報）を記憶し、
また、ポイントａの光反射率に基づいて濃度検知センサ
２９のゲイン調整を行う（ｎ５→ｎ６）。そして、この
ように濃度検知センサ２９の調整を行った後、プロセス
条件（グリッド電圧，現像バイアス等）を初期状態に設
定し、前記濃度検出領域Ａにトナーパッチを形成してそ
のトナー像の濃度を検出する（ｎ７→ｎ８）。このトナ
ー濃度が基準値として記憶される（ｎ８）。

【００３６】次に、濃度補正タイミングになると、従来
技術の欄で示したように、トナーパッチを形成し、その
濃度を検出してプロセス条件の補正を行う（ｎ９→ｎ１
０→ｎ１１→ｎ１２→ｎ１３，ｎ１４）。

【００３７】なお上記の例は中間転写体上でトナーパッ
チを形成し、濃度補正を行う場合を示しているが、感光
体上でトナーパッチを形成して濃度補正を行う場合も同
様に、感光体上の反射率を予め測定して光反射率が最大
値となる領域をトナー像形成領域として設定するととも
に、濃度検知センサ２８のゲイン補正を行うことで画質
補正の精度を向上させることができる。

【００３８】なお、感光体７上で濃度補正を行う場合に
は、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のト
ナーについてトナーパッチを作成し、各色のトナー像を
形成するときの各々のプロセス条件、特に各色に対応し
て現像バイアスが補正される。また、中間転写体１０上
で濃度補正を行う場合には、黒色のトナーについてトナ
ーパッチを作成し、転写条件等の補正が行われる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明においては、トナ
ー像を形成したときに像形成体素地とトナー像とのコン
トラストが良くなり、Ｓ／Ｎ比が向上してトナー濃度の
検出精度が向上するため、プロセス条件の補正精度が良
くなる。

【００４０】請求項２に記載の発明においては、検出さ
れた像形成体の光反射率に応じて検出器のゲイン調整が
自動的に行われ、手間の掛かるゲイン調整を行う必要が
無くなって操作性が向上するとともに、光反射率の検出
時にリミットオーバの問題が生じることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】像形成体（中間転写体）の全周の光反射率の状
態を示す図である。

【図２】プロセスコントロールの処理手順を示すフロー
チャートである。

【図３】光反射率を検出するための反射型光センサの配
置状態を示す図である。

【図４】プロセスコントロール装置を備える複写機の概
略構成を示す図である。

【図５】プロセスコントロール手順を説明するための図
である。

【図６】グリッド電圧の補正方法を説明するための図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 恭孝 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63−261373（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−146459（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−360164（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−19578（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−72872（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−14062（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 520 G03G 21/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体、中間転写体等の像形成体上に形成
   したトナー像の光反射率を検出し、該光反射率に応じて
   帯電電位等のプロセス条件を補正するプロセスコントロ
   ール装置において、 前記像形成体の全周の光反射率を検出し、該光反射率が
   ほぼ最大となる領域を前記トナー像の形成領域として設
   定する手段を備えたことを特徴とするプロセスコントロ
   ール装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のプロセスコントロール装
   置において、検出された光反射率の最大値に基づいて、
   光反射率の検出を行う検出器のゲイン調整を行う手段を
   設けたことを特徴とするプロセスコントロール装置。