JPH01167867A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原稿から画像情報を読み取る画像読み取り装置
と、該画像情報に基づいて画像を形成する記録装置とを
有する電子写真式の画像形成装置、或は原稿の像を投影
する像露光装置を有し、その投影された像によって生ず
る潜像から画像を形成する電子写真式の画像形成装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は、従来の画像形成装置の記録装置を示す要部断
面図である。

図において、ｌは表面に感光層を設けたドラム状の像形
成体、２は像形成体ｌの表面を一様に帯電する帯電器、
３は現像器、５は像形成体ｌ上に形成された黒色のトナ
ー像を、像形成体ｌの回転と同期して供給される転写材
Ｐに転写するための転写器、５はトナー像を転写した転
写材Ｐを像形成体ｌから分離するための分離器、７は転
写材Ｐに転写されたトナー像を定着させる定着ローラ、
８は像形成体ｌ上のトナー像を転写した後の表面の残留
トナーを除去するためのクリーニングブレード８１を備
えたクリーニング装置、Ｌは例えば照明装置１反射鏡、
投影レンズなどからなる像露光装置から投射される像露
光光、Ｄは現像剤、Ｔは黒色のトナーである。

現像器３には一般にトナーＴと磁性キャリアを混合した
二成分の現像剤りを使用し、磁気ロールを内蔵した現像
器リーブ３１を備えた現像器が使用される。３２は現像
スリーブ３１にバイアス電圧を印加し、現像スリーブ３
１と像形成体ｌとの間のトナーＴの運動を制御する電界
を形成するための電源、３３はトナーＴをトナーホッパ
ー３６より現像剤溜まり３５にトナーＴを補給するため
の表面にトナーＴの入り込む凹みを有するトナー補給ロ
ーラ、３４は現像剤りを回転しながら撹拌する撹拌器で
ある。

次に、上記第１図に示した画像形成装置の動作について
説明する。

像形成体ｌが矢示方向に回転するとまず、帯電器２によ
って像形成体ｌの感光層は一様に帯電する。帯電した像
形成体ｌの表面は像露光光りによって露光され原稿画像
の潜像が形成される。この潜像は現像器３によって現像
され、像形成体１の表面にはトナー像が形成される。こ
のトナー像は像形成体１の回転と同期して供給される転
写材Ｐ上に転写器５によって転写され、分離器６によっ
て上記転写材Ｐは像形成体１から分離される。その後転
写材Ｐは搬送され定着ローラフによって定着され装置外
に排出される。一方像形成体ｌは回転を続はクリーニン
グ装置８に至りクリーニングされて次の画像形成に備え
られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来の画像形成装置は、画像形成動作を続けると次
第に現像剤りのトナー濃度が低下して画像濃度が薄くな
る。そのトナー濃度低下が僅かな範囲では現像バイアス
電圧を調整して画像濃度を補正し得るが、所定以上のト
ナー濃度低下に対してはトナーＴを補給しなければなら
ない。この場合トナーＴの補給が過剰に行われると、画
像濃度が濃くなりすぎると共にカブリが増え、画像が不
明瞭となり汚れが目立つようになる。従って、現像剤り
のトナー濃度を適正な値に維持することが必要となる。

従来、像形成体上に計測基準となるトナー像を形成し、
之を可視光によるトナー濃度の測定が提案されているが
、可視域における黒色トナーの反射率は当然低く、しか
も、像形成体ｌ上の一定面積を有するトナー像の反射率
は、現像剤りのトナー濃度が相当変化しても殆んど変化
を生じないので精度の良い測定を行うことができなかっ
た。それで、一定の画像形成枚数に応じて一定量のトナ
ーＴを補給する方法が行われているが、かかる方法によ
っては正確に消費したトナーＴの量に対応した補給が行
われないという問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決し、像形成体ｌ上に
付着・形成された基準トナー像を計測して高精度にトナ
ー濃度を算出し、画像形成条件にフィードバックして良
好な画質を長期間安定に得ることができ、あるいは適切
な現像バイアスを印加できる画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、像形成体上にトナー像を形成し、そのトナ
ー像を転写材に転写する画像形成装置において、赤外光
を透過あるいは反射する黒トナーを有し、像形成体上の
トナー像からの赤外光の反射率を計測することにより、
トナーの付着状態を検知することを特徴とする画像形成
装置によって達成される。

〔実施例〕

以下図面について本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
第１図の像形成体ｌの展開図である。第５図と同−又は
相当部分は同一符号を用いて表示してあり、その詳細な
説明は省略する。図において、４は例えばＬＥＤなどの
赤外光を発光する発光器と、例えばシリコンフォトダイ
オードと赤外光フィルタを用いた赤外光を検知する受光
器との組み合わせからなる赤外光用のフォトカプラーで
共に像形成体ｌに対して例えば４５°、４５°の角度を
もって反射赤外光を測定するようにしたものである。第
２図における１１は像形成体ｌ上の画像形成領域、１２
は画像形成領域１１外にあって、原稿に近接して設けら
れた基準濃度板の投影によるか、或は画像信号発生装置
とレーザスキャナーなどによって形成された基準潜像を
、現像して得られた基準トナー像である。

本発明に使用される黒色のトナーＴは、通常のカーボン
ブラックなどの着色剤と結合用樹脂とからなるトナーと
は異なり、黄色、橙色、褐色、赤色、紫色、緑色、青色
等から選択された２種以上の染料や顔料を適当な比率、
好ましくは樹脂に対し２〜２０ｗｔ％で配合し、見掛は
上点色を示し、しかも、赤外域では十分な反射率を示し
て像形成体ｌ上のトナーＴの付着状態による反射率の差
が大きく現れ、正確なトナー像の濃度を測定することが
できるものである。ここでいう反射率とは、はぼ完全拡
散反射面に近い白色板上にトナー粒子１〜２層を一面に
付着させた資料を測定してえられる拡散反射率で、測定
される反射光はトナー層表面からの反射光と、トナー粒
子層を通過したのち白色板で反射しさらにトナー粒子層
を通過した光とを含むものである。

トナー中に混合される好ましい色材としては以下のもの
が用いられる。

第４図は黒色トナーの分光反射率を示すグラフで、上記
染料や顔料のブレンドからなるトナーＴは実線で、カー
ボンブラックからなるトナーｔは点線で示しである。

第４図から判るよ、うに染料や顔料のブレンドからなる
トナーＴの分光反射率の多くは波長７５０ｎｍ以上にお
いて反射率が大となるので、使用する赤外光の波長は７
５０ｎｍ以上であることが必要である。

像形成体ｌの表面反射率は高い程上記トナーＴの反射率
は大きくなり、トナーＴの付着状態による差が大きくな
る。また、像形成体ｌ上の感光層の厚みむらによる影響
も少なくなるので、測定に使用する赤外光の波長は像形
成体１に対して高い反射率を有する波長であることが望
ましい。

像形成体は可視光や半導体レーザやり、ＥＤ用として一
般的に６００〜８００ｎｍに分光感度を有する感光体で
ある。このことは分光吸収がこの波長域にあるというこ
とであり、赤外光においても、感光体によっては短波長
側では反射率が低下することになる。それ故、使用され
る赤外光はトナーに対しては７５０ｎａ＋以上で、さら
に像形成体である感光体が赤外光を吸収しない長波長で
あることが望ましい。　特に好ましい波長は８００ｎｍ
以上である。

次に上記第１図に示す本発明の一実施例の動作について
説明する。

画像形成装置の作動が開始されると、像形成体１上の画
像形成領域１１外の近接した部分に基準濃度板の潜像が
形成され、像形成体ｌの第１回転目は基準濃度板の潜像
のみが現像され、或いは画像形成領域１１と共に現像さ
れるように図示しないＣＰＵによって制御されている。

現像によって形成された基準トナー像１２が７オトカプ
ラー４に至ると、フォトカプラー４は赤外光による反射
濃度を計測し、ＣＰＵに濃度信号を送出する。この濃度
信号はＡ／Ｄ変換されてＣＰＵに入る。ＣＰＵは予じめ
設定したある濃度値に対応したデジタル値と対比し、そ
の対比結果にもとすいて、一つの方法としては、上記濃
度信号によって現像バイアス電源を調整して、上記トナ
ー濃度に応じた適正現像バイアス電圧を現像スリーブ３
１に印加し適正な画像濃度を得るように制御する。また
他の方法としては、ＣＰＵは７オトカプラー４からの上
記トナー濃度信号によって必要なトナーＴの量を算出し
、或いはトナー補給の必要を検知し、トナー補給ローラ
３３を制御して現像剤溜まり３５にトナーＴを補給し、
適正画像濃度を維持するように制御する。

第３図（ａ）、（ｂ）は赤外光によって基′準となるト
ナー像のトナーの付着状態を検知したのち、このフォト
カプラーからの情報にもとずいて画像濃度の調整を行う
上記の２方法を示すブロック図である。

上記制御方法は、上記（ａ）、（ｂ）を組合わせてトナ
ー像濃度の標準からの偏位から現像バイアスの調整を行
う一方、各トナーＴの補給を行うようにすることもでき
る。

基準濃度板を用いて、予備回転で画像濃度を調整するこ
ともできる。この場合転写器５９分離器６は作動せず、
クリーニング装置８のみが作動して像形成体ｌの表面が
クリーニングされるように制御することも可能である。

この場合には像形成体ｌの第２回転目は従来の装置と同
様に、帯電。

像露光が行われ現像器３に至って、画像形成領域１１は
上記トナー濃度調整が行われた現像剤り或は現像バイア
ス電圧によって現像される。以後の動作は従来の画像形
成装置と同様であるので省略する。

以上、説明したトナーの付着状態の検知は、コピーの頭
初において行うことも可能であるし、コピー毎に絶えず
行うことも、また数コピー毎に１回宛行うことも可能で
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば以上説明したように、赤外領域で反射率
の高くなる。黒色トナーを使用し、赤外光のフォトカプ
ラーを現像器の下流に設けて基準トナー像の反射濃度を
測定するようにしたので、高精度でトナーの付着状態す
なわち濃度測定を行うことができ、その測定結果に基づ
いて現像剤りのトナー濃度あるいは現像バイアス電圧を
調整することができる。従って、常に画像濃度を適正に
維持し汚れのない鮮明な画像を得る画像形成装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
第１図の像形成体の展開図、 第３図はフォトカプラーからの信号によって画像濃度を
調整する方法を示すブロック図、第４図は黒色トナーの
分光反射率を示すグラフ、第５図は従来の画像形成装置
を示す要部断面図である。 ｌ・・・像形成体　　　　　２・・・帯電器３・・・現
像器　　　　　　４・・・フォトカプラー５・・・転写
器　　　　　６・・・分離器７・・・定着ローラ　　　
　８・・・クリーニング装置１１・・・画像形成領域　
　１２・・・基準トナー像３１・・・現像スリーブ　　
３２・・・現像バイアス電源３３・・・トナー補給ロー
ラ　Ｄ・・・現像剤Ｌ・・・像露光光　　　　　Ｐ・・
・転写材Ｔ・・・トナー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）像形成体上にトナー像を形成し、該トナー像を転
   写材に転写する画像形成装置において、赤外光を透過あ
   るいは反射する黒トナーを有し、像形成体上のトナー像
   からの赤外光の反射率を計測することにより、トナーの
   付着状態を検知することを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記赤外光は７５０ｎｍ以上の波長を有すること
   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. （３）前記赤外光は像形成体に対して高い反射率を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の画像形成装置。