JP3599638B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスによる画像形成においては、その出力画像の安定化のために、像形成体上に基準トナー像を形成し、そのトナー付着量を付着量センサを用いて測定し、印写パラメータにフィードバックする方法が知られている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、正確にトナー付着量を測定するために、像形成体表面や、校正板を用いて付着量センサを校正する手段が有効である。
【０００４】
このような装置は、特開昭６０−８３０５７号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術は、校正に使用する校正板がトナー等により汚染されてしまった場合、トナー付着量の測定が不可能となる。または誤測定をしてしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は校正板が汚染された場合でも、正確に校正、及びトナー付着量測定を行うことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
感光体と、この感光体表面を帯電する帯電器と、帯電した感光体表面を画像情報に従って露光を行い、静電潜像を形成する露光装置と、トナーと呼ばれる微小紛体を用いて、前記静電潜像を現像して可視像を形成する現像装置と、これらを制御する制御装置を備えた画像形成装置において、現像されたトナーの付着量を測定可能なトナー付着量センサと前記トナー付着量センサを校正するための校正板と、校正板を自動で交換するための交換装置、または、校正板を清掃するための清掃手段を有し、前記校正板が汚染されたときは、前記校正板を交換または清掃するようにする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例を示す模式図である。この画像形成装置は、回動可能に支持した感光体ドラム１の周囲に、この感光体ドラム１の表面を帯電する帯電器２と、感光体ドラム１の表面を走査露光して静電潜像を形成する露光装置３と、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像を現像してトナーを付着させることにより可視（トナー）像を形成する現像装置４と、感光体ドラム１の表面に形成されたトナー像を記録用紙７に転写する転写器５とトナー像転写後に感光体ドラム１上に残留するトナー像を除去する感光体クリーナ６を備える。
【０００９】
感光体ドラム１の周囲には、更に、現像装置４と転写器５の間に位置して感光体ドラム１の表面のトナー付着量を測定するトナー付着量測定装置９を備える。
【００１０】
記録用紙７に転写したトナー像は、定着装置（図示省略）によって記録用紙７に定着する。
【００１１】
帯電器２はコロナ放電器を使用して構成し、帯電制御部１４から高電圧を印加してコロナ放電させることにより、回動する感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。
【００１２】
露光装置３はレーザダイオードから発生するレーザビーム（光ビーム）を感光体ドラム１の表面に照射して、該表面に回動方向に走査線ピッチで密に整列する露光スポットを形成するように光ビームを偏向制御する。そしてレーザダイオードの発光を露光制御部１５によって、記録画像情報および観測用テストパターン情報に従って制御することによって感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００１３】
現像装置４は、現像機筐体４ａ内に収容した現像剤を現像ローラ４ｂに吸着して現像剤の磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを感光体ドラム１に近接または摺擦することによりトナーを静電潜像に付着させて可視像に現像する。静電潜像に対するトナー付着量は、現像ローラ４ｂの電位を現像バイアス制御部１６によって調整できるようにする。この現像装置４は、１成分現像剤を使用する装置であっても良いが、この実施の形態では、トナーとキャリヤを混合した２成分現像剤を使用する装置とした。そして、現像剤中のトナー濃度センサ１０によって測定し、現像によってトナーが消費されて現像剤中のトナー濃度が所定値以下に低下したときには、現像機筐体４ａの上方に設けたトナーホッパ４ｃから該現像機筐体４ａ内にトナーを補給する。このトナー補給は、トナー補給制御部１７によって制御する。
【００１４】
転写器５は、記録用紙７の搬送方向に並設した２つのコロナ放電器によって構成し、転写器制御部１８から高電圧を印加してコロナ放電させる。前段のコロナ放電器は、記録用紙７の背面を帯電することにより感光体ドラム１の表面のトナー像を該記録用紙７の表面に転写するような静電気力を発生させ、後段のコロナ放電器は、記録用紙７の背面の帯電を中和（除電）することにより該記録用紙７を感光体ドラム１の表面から剥離しやすくするように機能させる。
【００１５】
制御装置１９は、コンピュータを使用して構成し、ホストコンピュータ（図示省略）と交信して画像記録指令および記録する記録画像情報を取得し、この記録画像情報に従って記録用紙に画像を記録する画像記録制御処理と、前記付着量測定装置９の測定信号を参照しながら、前記各制御部１４〜１８による制御条件を設定する調整制御処理を実行する。先ず、画像記録処理について説明する。
【００１６】
制御装置１９は、ホストコンピュータから画像記録指令と記録画像情報を受信すると、感光体ドラム１を矢印方向に所定の速度で回動させ、回動する感光対ドラム１の表面を帯電器２によって所定の電位に一様に帯電するように帯電制御部１４に指令する。そして、記録画像情報に従って露光装置３によって感光体ドラム１の表面を露光して静電潜像を形成するように露光制御部１５に指令する。このようにして該感光体ドラム１の表面に形成した静電潜像は、現像装置４で現像してトナー像にする。制御装置１９は、現像によって感光体ドラム１の表面に形成したトナー像が転写器５と対向する位置に到達するタイミングに同期して記録用紙７が該転写器５と感光体ドラム１の間に進入して該感光体ドラム１の表面に接するように該記録用紙７の搬送を制御し、感光体ドラム１の表面に接触した記録用紙７の背面を転写器５によって帯電して感光体ドラム１表面のトナー像を記録用紙７に転写し、その後、除電するように転写器制御部１８を制御して転写器５を機能させる。このような電子写真方式の画像形成装置は、静電的なプロセスが多く存在するために、非常に不安定であり、周囲または装置内の環境条件や経時的変化の影響を受けて画質が変化する。このために、高画質を安定に維持するためには、周囲の環境変動や装置内の状態変化のような画質の変動要因を検知し、この変化による画質の変動を補正するように記録制御条件を調整する必要がある。
【００１７】
このために、この実施の形態における画像形成装置の制御装置１９は、調整制御処理を実行し、トナー付着量測定装置９の測定信号を参照して、最適な制御条件を設定する。設定する制御条件には、帯電，露光，トナー補給量等、様々なものが考えられるが、この実施の形態では、現像バイアス制御部１６によって、現像バイアスを最適に設定する構成とした。
【００１８】
この調整制御処理において感光体ドラム１の表面に形成されるトナー像は、記録用紙７に転写せずに感光体クリーナ６で除去して廃棄するようにする。
【００１９】
この調整制御処理は、電源投入時や長期待機後または所定枚数印刷毎やユーザからの指示があったときなどのような所定のタイミングで実行する。このタイミングは、使用する感光体ドラム１や現像剤などの特性を鑑みて決定する必要がある。
【００２０】
調整制御処理において、制御装置１９は、所定の条件で形成した観測用の静電潜像を現像バイアス電位をある一定の範囲で連続的に変化させながら現像し、感光体ドラム１の表面に付着したトナーの付着量（可視像の濃度）を、トナー付着量測定装置９の測定信号を参照して観測することにより、このトナー付着量が所定値となるように現像バイアス電圧を調整して制御する。
【００２１】
制御部１９は、調整制御処理に先立ち、トナー付着量センサを校正するための校正処理を行う。
【００２２】
次にトナー付着量測定装置９の構成と動作を説明する。
【００２３】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、トナー付着量測定装置９の構造を示す断面図である。
【００２４】
トナー付着量測定装置９は、トナー付着量センサ２０と、汚染防止のためのシャッタ２１、および校正板を内蔵している校正板交換装置２６から構成され、トナー付着量センサ２０は回転軸２７を中心に回動可能に支持されている。なお、トナー付着量センサ２０は、従来と同様に、発光ダイオードとフォトダイオードから構成されている。
【００２５】
図２（ａ）は、前記校正処理および画像記録処理時のトナー付着量測定装置９の状態を示している。校正処理および画像記録処理時は、トナー飛散等による汚染を防止するため、トナー付着量センサ２０は、待避位置に待避し、シャッタ
２１を閉じている。トナー付着量センサ２０の特性を校正する校正板は、この待避位置において、トナー付着量センサ２０と対向するよう配置され、その距離は、感光体ドラム１表面のトナー付着量を測定する距離とほぼ同距離になるように設定されている。
【００２６】
前述したように制御部１９はトナー付着量測定に先立ち、校正処理を行う。校正処理は、校正板に対する付着量センサ２０の出力を所定の値とするように、付着量センサ２０の特性を調整することにより行う。しかしながら、校正板がトナー等により汚染されてしまっている場合は、調整パラメータの範囲が設定値を超えてしまい、校正エラーとなる。そこで、制御部１９は、このような場合、校正板交換装置２６に校正板を自動的に交換するよう命令を出す。
【００２７】
図３は校正板交換装置２６の一例を示す図である。この実施の形態では、校正板交換装置２６は、無端ベルト状の形状を有する校正板３０と、カバー３１，回転ローラ３２から構成される。校正板３０は、回転ローラ３２によって駆動されることにより、回動可能に構成されている。また、カバー３１は、その一部に校正穴３３を有しており、校正処理はこの点で行う。
【００２８】
前記校正処理において、制御部１９が校正エラーを検知した場合、回転ローラ３２が回転し、適正な長さだけ校正板３０を移動させることにより、校正板３０の未汚染部を校正穴３３の真下へ移動させて、校正板交換動作を終了する。
【００２９】
図４は校正板交換装置２６の別の実施の形態を示す図である。この実施の形態では、校正板交換装置２６は、円盤状の形状を有する校正板４１と、カバー４０から構成される。校正板４１はその中心４３を軸に回転可能に構成されている。また、カバー４０は、その一部に校正穴４２を有しており、校正はこの点で行う。
【００３０】
校正処理において、制御部１９が校正エラーを検知した場合、適正な角度だけ校正板４１を回転させることにより、校正板４１の未汚染部を、校正穴４２の真下にくるように移動させて、校正板交換動作を終了する。
【００３１】
制御部１９は、校正板の交換回数を記憶しておき、所定の回数に達したら、校正板交換装置２６のメンテナンスを行うよう、操作者に、表示や警告音等を用いて注意を促す。
【００３２】
校正板交換装置２６には、この他にも円筒形の校正板を用いる方法等が考えられる。
【００３３】
以上のようにして、校正板交換動作を終了した後、制御部１９は再度校正処理および調整制御処理を行うよう各部に命令を出す。
【００３４】
図２（ｂ）は、調整制御処理時のトナー付着量測定装置９の状態を示している。校正処理が正常終了すると、シャッタ２１が開くとともにトナー付着量センサ２０は、回転軸２７を中心に所定の角度回転され感光体ドラム１に正対することにより、トナー付着量測定が可能となる。
【００３５】
次に付着量測定装置９の他の実施の形態を説明する。
【００３６】
図５は、トナー付着量測定装置９の構造と動作を示す図である。
【００３７】
トナー付着量測定装置９は、トナー付着量センサ５０と汚染防止のためのシャッタ５４，校正板５２、および校正板清掃手段５１からなる。校正板清掃手段
５１は、ブラシ状の先端を持ち、回転軸５３にトナー付着量センサ５０と１８０°の角度を有するように取付けられている。
【００３８】
制御部１９が前記校正処理において、校正エラーを検知した場合、校正板清掃動作に入る。校正板清掃動作は、校正処理時の位置から校正板清掃手段５１を
１８０°回転させ、校正板５２に接触させることにより校正板５２の表面の汚染を除去する。以上の動作を任意の回数繰り返して校正板清掃動作を終了する。
【００３９】
清掃手段５１は、この他にも空気流を用いる方法やトナーと逆極性の電圧を印加して、電気的に清掃する方法等が考えられる。
【００４０】
以上のようにして校正板清掃動作を終了した後、制御部１９は再度校正処理および調整制御処理を行うよう各部を制御する。
【００４１】
【発明の効果】
校正板が汚染された場合でも、正確な校正およびトナー付着量の測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の模式図である。
【図２】本発明のトナー付着量測定装置の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の校正板交換装置の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の校正板交換装置の他の例を示す模式図である。
【図５】本発明のトナー付着量測定装置の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
１…感光体ドラム、２…帯電器、３…露光装置、４…現像装置、５…転写器、９…トナー付着量測定装置、１０…トナー濃度センサ、１６…現像バイアス制御部、１９…制御部、２０…トナー付着量センサ、２６…校正板交換装置、５１…校正板清掃手段。

Claims (1)

1. 感光体と、
   前記感光体表面を帯電する帯電器と、
   前記帯電された感光体表面を入力された画像情報に従って露光を行い、静電潜像を形成する露光装置と、
   トナーを用いて前記静電潜像を現像して可視像を形成する現像装置と、
   少なくとも前記帯電器，前記露光装置，前記現像装置を制御する制御装置と、
   前記現像装置により形成された可視像のトナーの付着量を測定するトナー付着量測定装置とを有し、
   前記トナー付着量測定装置は、トナー付着量センサと、校正板と、前記校正板を自動交換する交換装置とを有する画像形成装置。

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