JPH0135347B2

JPH0135347B2 -

Info

Publication number: JPH0135347B2
Application number: JP59247372A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Suzuki
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1984-11-22
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1989-07-25
Also published as: CN85104733A; CN1014363B; JPS61124973A

Description

【発明の詳細な説明】イ産業上の利用分野本発明は画像形成装置、例えば電子写真複写機
等の静電記録装置に関するものである。

ロ従来技術例えば電子写真複写機において、近年、黒色ト
ナーのみならず、黒色以外の赤色、青色、緑色、
セピア色等の有彩色を呈するカラートナーを用い
てカラー画像を形成する技術が盛んに研究開発さ
れている。

しかるに、電子写真複写機においては、一般
に、原稿露光により像担持体（例えば感光体ドラ
ム）上に形成された静電荷潜像にトナー粒子を付
着させて現像が行なわれるが、この現像プロセス
において潜像に付着するトナー量が最終的に得ら
れる画像の画質に大きな影響を与える。このた
め、十分な濃度でしかも鮮明で有彩色性の優れた
画像を得るためには、この現像プロセスにおいて
潜像に付着するトナー量が常に適正範囲内にある
ことが必要である。

黒色トナーのみを用いて画像を形成する従来の
画像形成においては、像担持体の一部に濃度検出
専用の検出領域を設けてこの検出領域に通常のプ
ロセスに従つていわゆるベタトナー像を形成し、
このベタトナー像に発光素子からの検出光を照射
し、これよりの反射光を受光素子を含む受光手段
で受光する。このときの受光光量が所定のレベル
を越えたときには、画像濃度が低いことを指示す
る低濃度信号を発生し、この低濃度信号に基いて
現像器にトナーを補給するようにして、画像濃度
の制御を行なつている。

しかしながら、特に、カラートナーを用いてカ
ラー画像を形成する場合において、上述の黒色ト
ナーの場合のようにして画像濃度を制御すると、
検出光に対する各カラートナーの分光反射率の値
が異なつている。このため、カラートナーの色の
種類によつては潜像へのトナー付着量が十分であ
るにも拘わらず、低濃度信号が発生してしまうこ
とがあり、これにより、トナーが過剰補給され、
カブリが生じて画質の劣化した画像となる。また
逆に、カラートナーの色の種類によつては潜像へ
のトナー付着量が不十分であるにも拘わらず、低
濃度信号が発生されず、このためにトナーの補給
がなされず、濃度が低くて有彩色性の劣つた画像
となる。結局、多種の色のカラートナーを用い
て、十分な濃度で鮮明な画像を形成することが困
難である。

ハ発明の目的本発明は、以上の如き事情に鑑みてなされたも
のであつて、その目的は、簡単に画像濃度の検出
が可能であつて、十分な濃度でしかも鮮明で有彩
色性の優れた画像を長期間安定して形成すること
ができる画像形成装置を提供することにある。

ニ発明の構成即ち、本発明による画像形成装置は、像担持体
上に形成された静電潜像を異なる色のトナー毎の
現像手段によつて現像するとともに、前記像担持
体上の非画像部に前記現像手段のトナー濃度検出
用のトナー像を形成し、該トナー像を発光手段に
よつて照射し、該トナー像からの反射光を受光手
段によつて受光し、該受光手段の出力に基いて、
前記現像手段のトナー濃度を制御する画像形成装
置において、前記異なる色トナーに対応して各ト
ナーの分光反射率に応じたフイルタを前記トナー
像と前記受光手段との間に設け、前記受光手段の
出力は所定の基準値と比較され、該比較信号に基
いて前記現像手段のトナー濃度を制御することを
特徴とするものである。ここで、「トナー濃度」
とは、現像剤中のトナーの含有率のことである。

また、受光手段の感度は、トナーの種類（従つ
て分光反射率）に応じた現像器及びトナーホツパ
等の情報（例えば突起）をもとに、例えば現像装
置の装着時に可変できるように構成することもで
きる。

ニ実施例以下、本発明の実施例を図面参照下に詳細に説
明する。

第１図は本実施例の濃度センサ１８の断面を示
すものである。センサ１８の本体１８ａに形成し
た光通路１８ｂ内に臨むように発光素子としての
LED（発光ダイオード）１８ｄを設け、また光通
路１８ｃ内に臨むように受光素子としてのホトト
ランジスタ１８ｅを設ける。LED１８ｄから放
出された光３０が光通路１８ｂを通過して感光体
ドラム６の表面（基準画像面）で反射し、フイル
タ１８ｆを透過し、光通路１８ｃを経由してホト
トランジスタ１８ｅに入射するように構成されて
いる。そして、LED１８ｄは照射光３０のピー
ク波長が例えば950nmに設定され、かつホトトラ
ンジスタ１８ｅとしては少なくとも上記波長の光
に感度のあるものが使用されている。

この濃度センサ１８は、フイルタ１８ｆの回転
又は切換えによつて反射光量を補正することがで
きる。従つて、使用するトナーの分光反射率に応
じてこのフイルタ１８ｆを選択することにより、
濃度センサ１８の感度を補正することができる。
このフイルタ１８ｆには、光透過率の異なる各フ
イルタ部１８ｇが設けられている。また、フイル
タ１８ｆの切換えは自動的に行なえるように構成
してよいし、或いはマニユアルで切換えてもよ
い。

第２図は、濃度センサ１８からの検知信号を処
理して画像濃度信号を得るための検知回路を示す
ものである。この検知回路では、濃度センサ１８
のホトトランジスタ１８ｅが電源電圧Vccと接地
との間に抵抗Ｒ７を介して接続され、その抵抗Ｒ
７とホトトランジスタ１８ｅとの共通接続点が演
算増幅器２２の非反転入力端子に接続されてい
る。また、この演算増幅器２２の反転入力端子は
抵抗Ｒ８を介して出力端子に接続されると共に、
抵抗Ｒ９を介して接地されている。また、演算増
幅器２２の出力端子はコンパレータ２３の反転入
力端子に接続されている。このコンパレータ２３
の非反転入力端子には電源電圧Vccを抵抗Ｒ５と
Ｒ６で分割した電圧が比較基準電圧として入力し
ている。

ホトトランジスタ１８ｅは入射する反射光量が
多い（感光体ドラム６上のトナー濃度が薄い）ほ
ど、そのエミツタ電流が多く、この電流は演算増
幅器２２で電圧に変換され、増幅される。そし
て、その演算増幅器２２の出力はホトトランジス
タ１８ｅへの反射光量が多いほど上昇して、次段
のコンパレータ２３に入力する。そして、このコ
ンパレータ２３において、反転入力端子への演算
増幅器２２からの出力が、非反転入力端子に印加
している基準電圧よりも上昇すると、出力電圧が
ローレベルとなり、検知したトナー像の濃度が所
定値よりも低いことを示す。

このようにして検知された濃度を示す信号は、
現像装置の電磁弁に送られ、その電磁弁の開閉に
よりホツパからのトナーの補給開始或いは停止が
行なわれ、トナー濃度が制御される。

第３図は代表的なカラートナーであるブラツ
ク、セピア、レツドの分光反射率特性を示すもの
である。例えば波長が950nmではブラツクとレツ
ドではその反射率に大きな差があり、実験による
と、その950nmの波長に感度を有するように受光
素子を構成した場合には、ブラツクとレツドの反
射光量の差は約３倍となる。

そこで、本実施例では受光素子の感度を、使用
するトナーの分光反射率が大きい場合には低く
し、小さい場合には高くする。例えば、上記のよ
うに950nmの波長に感度を持つように濃度センサ
１８を構成した場合には、ブラツク・トナーとレ
ツド・トナーが使用される複写装置では、レツ
ド・トナー検知の際の感度をブラツク・トナー検
知の場合の感度に対して1/3に設定すれば良い。

上記において、複数の色トナーを用いていて
も、フイルタの切換えで、トナー補給信号を出す
基準電圧が一つで済み、回路が簡単になる。

上記濃度センサ１８は、第４図、第５図に示す
如くに配置されてよい（但、フイルタ１８ｆは図
示省略した）。感光体６上に形成された基準像の
潜像が現像装置によつて現像されてなるトナー濃
度制御画像３２は発光素子１８ｄの光を受けて反
射して受光素子１８ｅへ反射する。又、転写部を
通過した転写紙９が感光体６から分離されなかつ
たとき感光体６上に巻付くので、この転写紙７の
ジヤムを検知することができる。なお、図中の６
ａは画像域、６ｂは非画像域である。

第６図は、本実施例による電子写真複写機の要
部を示すものである。

プラテンガラス１の面上に原稿２をセツトして
複写開始釦を操作すると、露光用光源３が原稿２
を相対的に露光走査して、その原稿２の光像がミ
ラー４，５を経由して像形成用感光体としての感
光体ドラム６の表面に導びかれる。この感光体ド
ラム６は接地された金属筒の外周面にセレン等で
なる光導電層を設けたもので、上記露光走査と連
動して矢印ａ方向に回転する。この感光体ドラム
６は光像が到来する以前に、直流高圧が印加され
た帯電極７によつて上記光導電層が例えば正に一
様に帯電されており、この状態の光導電層が光像
を受けると、その光を受けた部分の導電率が高く
なつてその部分の帯電電荷が金属筒に逃げ、暗い
部分には明暗の程度に応じて正の電荷が残るよう
になり、これによつて光導電層の面に原稿の像に
対応した静電潜像が形成される。この静電潜像の
形成された部分が現像装置８の現像スリーブ８ａ
の部分に至ると、その感光体ドラム６における残
つている正電荷の部分に負電荷を持つたトナーが
静電力で吸着される。この結果、感光体ドラム６
の表面には静電潜像に応じたトナー像が形成され
る。

転写紙９は、給紙カセツト１０から、その転写
紙９の先端と上記トナー像の先端とが一致するよ
うなタイミングで搬送ベルト１１によつて送り出
され、その送り出された転写紙９に直流高圧が印
加された転写極１２によつて、上記感光体ドラム
６の表面のトナー像が転写される。この後、交流
高圧が印加された分離極１３及び分離爪１４によ
つて感光体ドラム６から転写紙９が分離され、搬
送ベルト１５で定着装置１６に送られてトナー像
が定着され、受け皿１７に排出され１８は、基準
画像のトナー像の濃度を検知する上述した光反射
型の濃度センサ（感光体ドラム６の表面から分離
されずに巻き付いたまま到来する転写紙も検出す
る）、１９は感光体ドラム６の帯電電荷を除去す
る徐電極、２０は感光体ドラム６の表面に残留し
たトナーを除去するクリーニング装置である。

上記したように、濃度センサ１８は、感光体ド
ラム６に形成された基準画像のトナー像の濃度を
検知するものである。この基準画像は、濃度基準
板２１の画像を、光学系が本来の露光走査の速度
に達する以前に感光体ドラム６に導いて静電潜像
とした後に現像装置８によつて現像した像であ
り、濃度センサ１８から出力するこの基準画像の
トナー像の濃度信号によつて現像装置８のホツパ
８ｂの現像剤のトナー補給装置としての電磁弁８
ｃの開閉を制御してトナー濃度（即ち、二成分現
像剤中のトナーの含有率）を制御している。

本実施例の画像形成装置は、異なる色トナーに
対応して各トナーの分光反射率に応じたフイルタ
を前記トナー像と受光手段との間に設けているこ
とが重要である。

そして、複数の色トナーを用いていても、フイ
ルタの切換えで、トナー補給信号を出す基準電圧
が一つで済み、回路が簡単になる。

第７図は本発明の参考例を示すものである。

この例による検知回路では、濃度センサ１８が
複数、例えば３種類のホトトランジスタ１８e₁，
１８e₂，１８e₃を有し、これらのホトトランジス
タが電源電圧Vccと接地との間に抵抗Ｒ７を介し
て接続され、その抵抗Ｒ７とホトトランジスタ１
８e₁〜１８e₃との共通接続点が演算増幅器２２の
非反転入力端子に接続されており、スイツチ２５
の切換えによつてホトトランジスタ１８e₁〜１８
e₃が選択されるようになつている。ホトトランジ
スタ１８e₁，１８e₂，１８e₃はそれぞれ、感度が
異なつている。例えば、ブラツク・トナーの濃度
を検知する場合を１８e₁のホトトランジスタでお
こない、レツド・トナーの濃度を検知する場合を
感度が１８e₁より1/3程低くした１８e₂のホトト
ランジスタでおこなう。

ホトトランジスタ１８e₁〜１８e₃は入射する反
射光量が多い（感光体ドラム６上のトナー濃度が
薄い）ほど、そのエミツタ電流が多く、この電流
は演算増幅器２２で電圧に変換され、増幅され
る。そして、その演算増幅器２２の出力はホトト
ランジスタへの反射光量が多いほど上昇して、次
段のコンパレータ２３に入力する。そして、この
コンパレータ２３において、反転入力端子への演
算増幅器２２からの出力が、非反転入力端子に印
加している基準電圧よりも上昇すると、出力電圧
がローレベルとなり、検知したトナー像の濃度が
所定値よりも低いことを示す。

なお、上記した切換スイツチ２５の切換えは、
装着した現像装置に応じて、例えばその現像装置
の現像器或いはホツパ等にカラートナーの種類毎
に異なる突起やバーコードを設けておいて、その
現像装置を装着すれば自動的に切換えられるよう
にすることができる。或いは、マニユアルで切換
えるようにしてもよい。

以上、本発明を例示したが、上述の実施例は本
発明の技術的思想に基いて更に変形可能である。

例えば、受光素子等の受光手段の光感度調整手
段は上述したフイルタ１８ｆや切換スイツチ２５
に限定されないし、その構造、配置、操作法等も
種々変更してよい。また、本発明は３種のカラー
トナーを使用する場合の他、３種類より多くのカ
ラートナーを使用する場合あるいは２種の場合に
も適用することができることは勿論である。感光
体上に静電潜像を形成する手段は、通常の電子写
真複写機に採用されている露光ユニツトに限ら
ず、CRTを適用したり、或いは上記露光ユニツ
トCRTとを併用することもできる。また、像担
持体としては前記感光体として上述のドラム状以
外にも、ベルト状のものでも誘電体ドラムでも使
用可能である。

更に、上述の装置において、前記トナーとし
て、800nm以上のいずれかの波長の光における分
光比反射率が70〜95％である赤色、青色、緑色、
オレンジ色、黄色等の第一群と、同分光比反射率
が20〜60％であるダークブルー色、セピア色、モ
スグリーン色等の第二群と同分光比反射率が10％
以下である黒色等の第三群とのいずれかの群に属
するよう調色されたトナーを用い、像担持体上に
照射されて反射された800nm以上の波長の光を検
出しながら画像を形成してよい。この場合には、
800nm以上の波長の光である同一波長の検出光を
用いて、画像の形成においては、現像に用いられ
るトナーが属する群に対応する設定光量値を基準
としてトナー像におけるトナー付着量の適否をそ
のトナーの色の種類に応じて適正に検出すること
ができ、その結果、トナーの色に拘わらず常にト
ナー補給を好適に行なうことができる。しかも、
受光素子の感度調整を上記わずかに三群に対応し
て行なえばすみ、同調整が容易となる。

イ発明の作用効果本発明は上述した如く、使用するトナーの分光
反射率に応じて受光手段の光感度を調整するに際
し、異なる色トナーに対応して各トナーの分光反
射率に応じたフイルタを前記トナー像と受光手段
との間に設けているので、特に種類の異なるカラ
ートナーのいずれを用いても感度調整によつて常
に安定かつ正確な濃度検出が可能となり、十分な
濃度で鮮明で有彩色性に優れた画像を得ることが
できる。複数の色トナーを用いていても、フイル
タの切換えで、トナー補給信号を出す基準電圧が
一つで済み、回路が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は濃度センサ及びその感度調整手段を示す一
部断面概略図、第２図は検知回路の一例の等価回
路図、第３図はトナーの分光反射率を比較して示
す特性図、第４図はトナー濃度制御画像からの反
射光をセンサで受光する状況を示す斜視図、第５
図は記録紙の分離不良（紙づまり）をセンサで検
知する状況を示す斜視図、第６図は電子写真複写
機の要部概略図である。第７図は本発明の参考例
による検知回路の等価回路図である。なお、図面に示した付号において、６……感光
体ドラム、６ａ……画像域、６ｂ……非画像域、
８……現像装置、８ａ……現像スリーブ、８ｂ…
…ホツパ、８ｃ……電磁弁、９……転写紙、１８
……濃度センサ、１８ｄ……発光素子、１８ｅ，
１８e₁，１８e₂，１８e₃……受光素子、１８ｆ…
…フイルタ、１８ｇ……フイルタ部、２１……濃
度基準板、２２……演算増幅器、２３……コンパ
レータ、２５……スイツチである。

Claims

【特許請求の範囲】

１像担持体上に形成された静電潜像を異なる色
のトナー毎の現像手段によつて現像するととも
に、前記像担持体上の非画像部に前記現像手段の
トナー濃度検出用のトナー像を形成し、該トナー
像を発光手段によつて照射し、該トナー像からの
反射光を受光手段によつて受光し、該受光手段の
出力に基いて、前記現像手段のトナー濃度を制御
する画像形成装置において、前記異なる色トナー
に対応して各トナーの分光反射率に応じたフイル
タを前記トナー像と前記受光手段との間に設け、
前記受光手段の出力は所定の基準値と比較され、
該比較信号に基いて前記現像手段のトナー濃度を
制御することを特徴とする画像形成装置。