JPH04110866A - カラー複写機の画像濃度補正装置 - Google Patents

カラー複写機の画像濃度補正装置

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JPH04110866A
JPH04110866A JP2231669A JP23166990A JPH04110866A JP H04110866 A JPH04110866 A JP H04110866A JP 2231669 A JP2231669 A JP 2231669A JP 23166990 A JP23166990 A JP 23166990A JP H04110866 A JPH04110866 A JP H04110866A
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Yasutaka Maeda
恭孝 前田
Katsuhiro Nagayama
勝浩 永山
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    • G03G15/01Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for producing multicoloured copies

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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〉 本発明は黒色トナーによる単一色複写の可能なフルカラ
ー複写機における黒色画像濃度補正に関する。
〈従来の技術〉 従来のカラー複写機、特に原稿の色をその1まに再現す
ることが可能なフルカラー複写機においては、原稿を3
回走査し、まず1回目の走査で原稿の反射光をブルーの
フィルタを通して感光体上IC形成された潜像にブルー
と補色関係にあるイエローのトナーを付着させる。そし
て2回目の走査ではグリーンのフィルタを通して形成さ
れた潜像にマゼンダのトナーを付着させる。更に3回目
の走査ではレッドのフィルタを通して形成された潜像に
ンアンのトナーを付着させる。上記3色のトナーは感光
体1で隣接して設けられた転写中間体上で重ね合わされ
、それが用紙1τ転写されてフルカラー画像となるよう
(で構成されていた。
近年このようなフルカラー複写機においてもカラー複写
だけでなく、機内に黒色トナーの現像槽を備え該黒色ト
ナーによる単一色複写も行なえるものが一般的(でなっ
て来ている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来の黒色トナーによる単一色複写の可
能なフルカラー複写機(でおいては、カラ複写時の画像
のトナー濃度補正は、転写中間体上で行っていた。とこ
ろが上記転写中間体は、電気的にトナーを重ね合わせる
必要性から、中間体ベルトを形成するフィルム中にカー
ボンを分散させたものが使用されており、その表面色は
黒色に近いものであった。このため、黒色トナーによる
単一色複写時には、黒色の転写中間体上1’im黒色の
トナーが付着することになり、該中間体上のトナ濃度を
検出することが困難であった。
このため、従来のものにおいては途中でトナー濃度補正
を行なわなくて済むように、現像剤のライフ時の画像が
安定したものとなるよう初期のトナー濃度を高く設定し
ていた。しかしながら、このようにすることによって初
期の画像の画質が悪いものとなっていた。
〈課題を解決するための手段〉 本願発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたものであり
、黒を含む複数のカラー現像槽さ、感光体上に形成され
た原稿のトナー画像を転写させる転写中間体と、該転写
中間体上に転写した画像のトナー濃度を検出するトナー
濃度検出手段と、トナー濃度の基準値を予め記憶させて
おくトナー濃度記憶手段と、上記トナー濃度検出手段に
よって検出されたトナー濃度と上記トナー濃度記憶手段
に記憶されたトナー濃度の基準値とを比較して画像のト
ナー濃度を判定するトナー濃度比較判定手段と、上記比
較判定手段による比較判定結果に基づいて画像のトナー
濃度を補正するトナー濃度補正手段とを備えてなる黒色
トナーによる単一色複写の可能なカラー複写機の画像濃
度補正装置において、黒色トナーによる単一色複写を行
なう場合の黒色トナー層形成部のうち少なくともトナー
濃度検出領域をトナー濃度検出手段によって検出可能な
黒色以外の色調に形成1〜、該トナー層形成部に黒色ト
ナー層を形成した後に画像濃度補正を行なうように制御
したことを特徴とするカラー複写機の画像濃度補正装置
を提供するものである。
〈作 用〉 以上のようなカラー複写機の画像濃度補正装置によれば
、黒色トナー形成部のトナー濃度検出部の下地がトナー
濃度検出手段によって検出可能な黒色以外の色調となる
ため、黒色トナー1cよる単一色複写時のトナー濃度検
出手段によるトナー濃度検出が容易且つ正確になされる
ので、画像濃度補正を行なった安定した画質の黒色複写
を実施することが可能となる。
〈実施例〉 以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第3図は本発明に係る複写機の構成を示す断面図である
図(ておいて複写機本体lのほぼ中央部(ではベルト状
の感光体2が2個のローラに張架されて設けられている
。感光体2の周囲(では帯電チャージャ2+、ブランク
ランプ22、現像装置23a〜23d、転写体24、ク
リーニング装置25、除電ランプ26が以上の順((配
設されている。帯電チャージャ21はコロナ放電を発生
することにより感光体2表面を均一帯電させるもので、
チャージャ線への印加電圧を変えることにより感光体2
の帯電電位が調節される。ブランクランプ22は感光体
2に沿って羅列されるLEDを有し、帯電チャージャ2
1により均一帯電された感光体2表面を部分的に露光す
ることによって感光体2表面の部分的な電荷のキャンセ
ルを行う。現像装置23a〜23cにはそれぞれイエロ
ー、″?ゼンタ。
シアンのトナーが装填され、プロセス条件を設定するテ
ストモード時にはそのうちの何れか一つが用いられる。
クリーニング装置25は感光体2上に残留するトナーを
除去するもの、除電ランプ26は感光体2上に残留する
帯電電位を除去するものである。
転写体24は3個のローラ間に張架された誘電体シート
で、感光体2の周速度と同速度で回転される。転写体2
4には感光体2が当接されてその当接位置に1st転写
チヤージヤ243が配設され、感光体2上のトナーが転
写体24に転写される。
転写体24の周囲には2nd転写チヤ一ジヤ24c1剥
1mチャージャ24d1クリーニング装置24eが以上
の順に配設されている。1st転写チヤージヤ24aは
感光体2上のトナーを転写体24に転写し、2nd転写
チヤージヤ24cは転写体24上のトナーを用紙に転写
し、剥離チャージャ24dはその用紙を剥離する。また
クリーニング装置24eは転写体24上に残留するトナ
ーを除去する。
Is+転写チャージャ24aの下流部にトナーセンサ(
濃度検出器)24bd;転写体24に対向配置されてい
る。トナーセンサ24bは反射型の光センサからなり、
転写体24上のトナー濃度を電圧で検出する。なお第5
図はこのトナーセンサ24bの特性図である。トナーセ
ンサ24bは後述するテストモード時に、転写体24上
に形成される特定濃度域のトナー濃度を検出する。第9
図はトナーセンサ24bによる特定濃度域の濃度の検出
方法を表した図である。図中実線は特定濃度域7a 、
7bおよび転写体24の濃度を表しており、図に示すよ
うに特定濃度域7a 、7bの濃度はフラットではなく
ばらつきを持っている。特に電界のエツジ効果により、
像先端部では多くのトナーが付着されて濃度が高くなり
、像後端部ではトナーが付着されニくり濃度が低くなる
。トナー七/す24bは、特定濃度域7a(7b)の像
先端部と像後端部とを除く中間部において、n回のトナ
ー濃度検出を行う。このn回のトナー濃度検出結果は後
述するCPUt’Uおいて平均値が求められ、トナー濃
度とされる。
特定濃度域は均一帯電された感光体2が現像装置23a
〜23cの何れかによりトナー付着されることによって
形成されるもので、感光体2の帯電電位(帯電チャージ
ャ21の電圧)が、感光体2が1回転する間に3段階程
度に切り換えられることにより、1回のプロセスで3種
類の特定濃度域が形成される。この3種類の濃度域は、
ブランクランプ22により区切られておりこの特定濃度
域のトナー濃度は感光体2の帯電電位によって左右され
る。つ1り第5図に実線で示しだようにトナー付着量が
増加すれば反射が多くなってセンサー出力が増加する。
これはイエロー、マゼンダ。
シアンのカラートナーによる複写の場合である。
黒色トナーによる単一色複写を行なう場合には、まず均
一帯電された感光体2を例えばイエロートナーが装填さ
れた現像装置23aによって現像し、イエロートナーを
感光体2上に付着させる。この時の電位は第8図のB領
域を用いるのが望ましい。
これは環境等の変化によってイエロートナーの濃度が変
化しないようにするためである。
次に、上記感光体2上のイエロートナー像を1st転写
チヤージヤ24aのチャージによって転写中間体24上
に転写する。転写したトナー像はブランクランプ22V
Cよって区切られた4つ(7a。
7b、7c、7d)の同濃度の特定濃度域である。
次に他色の場合と同様に帯電電位を3段階程度に変化さ
せた感光体2を黒色トナーの装填された現像装置23d
で現像して3種類の黒色特定濃度域を形成する。そして
この3種類の黒色特定濃度域を転写中間体上のイエロー
トナー像の上に転写する。この時黒色トナーは78〜7
Cに転写して重ね合せるだけで7d域には転写しない。
第1図(a)に作像した特定濃度域の断面図を示す。
以上のようにして形成された黒の特定濃度域は第5図破
線に示す様に、黒色トナーの付着量が増加すれば下層の
イエロートナーの反射量が減少するためセンサー出力が
低下する。これはカラートナーの場合のそれとは逆にな
る。このようにして黒色トナー濃度を検出して、その検
出結果に基づいてトナー濃度が高い場合は低くするよう
に、甘た逆にトナー濃度が低い場合は高くするように補
正するものである。
第8図は感光体帯電電位と形成される特定濃度域のトナ
ー濃度との関係を表した図である。図から分かるように
、感光体帯電電位がB領域(であるときにはトナー濃度
がほぼ飽和状態となっているため感光体帯電電位が変わ
ってもトナー濃度には差がほとんど表れないが、感光体
帯電電位がA領域にあるときには感光体帯電電位に合わ
せてトナー濃度が変化する。そのため、センサーで読み
とるトナー層の感光体帯電電位は、A領域内で選択すれ
ば感光体帯電電位の変化に応じて正確(てトナー濃度を
検出できる。但し黒色トナーの下に形成するイエロート
ナー層などは、B領域の方が良い。
なお、このA領域の範囲は420〜580■程度であり
、テストモード時にはこの範囲内で3種類程度の感光体
の帯電電位(帯電チャージャの電圧)がプロセス条件と
して設定され、特定濃度域が形成される。このよう(で
帯電チャージャの電圧を設定しても、感光体の疲労、現
像装置のトナー量等が原因で特定濃度域に付着されるト
ナー濃度が変わり、そのトナー濃度がトナーセンサ24
 b Icより検出される。この実施例では感光体の帯
電電位をテストモード時のプロセス条件としており、テ
ストモードで特定濃度域のトナー濃度を検出することに
より感光体の帯電電位を像形成モード時のプロセス条件
として設定することができる。しかし、複写機により良
好な画像を形成する場合には、感光体の帯電電位を設定
するだけでは不十分である。そこで設定された感光体の
帯電電位に合わせて光学系の光源ランプの露光量も設定
する。それにより原稿の中間調を良好に再現できるよう
になる。なお、第8図では環境の温度・湿度が変わった
ときの感光体帯電電位とトナー濃度との関係も表してお
り、環境変化により感光体の帯電電位が一定であっても
特定濃度域のトナー濃度(形成画像のトナー濃度)が変
わってしまうことが分かる。
そのため、特定濃度域のトナー濃度を検出し、そのトナ
ー濃度に応じて感光体の帯電電位等のプロセス条件を設
定すれば環境変化に関わりなく良好な画像を形成できる
第6図cA)は感光体の帯電電位を変化させたときの原
稿濃度と複写画像濃度との関係(ガンマ特性)を表した
図、同図CB)は光源ランプの露光量を変化させたとき
の原稿濃度と複写画像濃度との関係(ガンマ特性)を表
した図である。
同図(A)において、帯電チャージャの電圧を上げると
感光体の帯電電位が全体的に高くなる。そのため、露光
量が低い壕まであると残留電位レベル(露光部の電位)
が高くなって低濃度領域の濃度も高くなり硬調の画像と
なってし捷う。同図(B) rおいて、原稿露光量を上
げると原稿の低濃度域における電荷のキャンセル量はほ
とんどかわらず、そのため露光量を上げれば低濃度域の
画像濃度が淡くなって画像が硬調なものになってし捷う
のが防止される。
第7図はこれらのことから求められる感光体の帯電電位
補正量と露光量補正量との関係を表した図であり、帯電
電位補正量と露光量補正量とはほぼ比例関係にある。感
光体、現像剤等の使用初期時には、帯電電位補正および
露光量補正を行う必要がないので補正量は0であり、そ
れが基準値となる。
複写機本体1の上部には原稿台61および光源。
ミラー、レンズ、色分解フィルタを含む光学系6が設け
られ、像形成モードの複写プロセス時に原稿台61上の
原稿を走査して、その反射光を感光体2」二の露光点P
に導く。甘た複写機本体lの右側部1’]″i用紙カセ
ットを含む給紙部3が設けられ、用紙を2nd転写チヤ
一ジヤ24c位置へ給紙する。
この用紙には2nd転写チヤージヤ24cによりトナー
が転写され、定着装置4により定着されたのち排紙トレ
イ5に排紙される。なお、定着装置4はヒートローラを
有し、その表面温度が図示しない温度センサにより検出
され、その検出に応じてヒータの制御が行われる。ヒー
トローラの表面温度は使用時には百数十度に制御される
が、未使用状態で長時間放置されると環境温度程度1て
壕で低下する。
第4図は同複写機の制御部のブロック図である。
全体の制御はCPU40ICよってなされ、その処理プ
ログラムは予めRAM4 IF記憶されている。
CP U 40にはl1045を介して定着装置4の温
度が入力され、またl7047を介してトナーセンサ2
4bの検出結果が入力される。トナーセンサ24bは前
述したように、特定濃度域7a(7b)毎ic n回の
検出を行い、その結果をCPU40に入力する。CPU
40ではそのn回の検出値の平均を演算してその値をト
ナー濃度とし、それをもとて帯電チャージャ21の帯電
電位(感光体の帯電電位)や光源61の露光量を設定し
てそれぞれの制御部48.49VC設定値を出力する。
上記(:PU40内にはトナー濃度検出手段によって検
出されたトナー濃度とトナー濃度の基準値とを比較して
画像のトナー濃度を判定するトナー濃度比較判定手段4
0aと、上記比較判定手段による比較判定結果に基づい
て画像のトナー濃度を補正するトナー濃度補正手段40
bとが備えられている。またRAM42内にはトナー濃
度の基準値を予め記憶しておくトナー濃度記憶手段42
aが備えられている。
第7図に示した帯電の電位補正量と露光量補正量との関
係はRAM42に記憶されており、トナーセンサ24b
の検出結果に応じて帯電電位および露光量が補正される
。才だRAM42には転写体24に付着される標準トナ
ー濃度SOも記憶されている。標準トナー濃度SOは感
光体および現像剤の使用初期時に、像形成モード時のプ
ロセス条件として感光体の帯電電位(VD)を500V
に設定し、常温・常湿下で特定濃度域を形成したとき、
トナーセンサ24dVCより検出されるトナ濃度である
。黒色トナーの場合の標準トナー濃度SOは、第1図(
a)に示す様に黒色トナーの付着していない7dのセン
サー値と黒色トナーの付着している特定濃度域の差とす
る。
第1図(b)はROMに記憶されている同複写機の処理
手順を表したフローチャートである。
捷ず、複写機本体の電源が投入されるとnlにてメモリ
の初期化や予備動作処理等を行うととも【定着装置4の
ウオームアツプ(温度上昇)を開始する。定着装置4の
温度Tが70℃以下であれば、未使用状態で長時間放置
されたとしてn3に進んで感光体の帯電電位(帯電チャ
ージャの電圧。
等を設定するテストモードに進む。
まスn 3 Kでテストモードのプロセス条件として感
光体の帯電電位VDI−VD3が設定される。感光体の
帯電電位は例えば、VDI=500V、VD2520V
、VD3=480Vt7)3種類の条件が設定される。
なお、このときトナーの付着し易さはVDIを中間値と
して、VD2 、VD3にそれぞれVDI上下になるよ
うにそれぞれの値が設定される。n4にてその3種類の
プロセス条件により感光体の帯電、ブランクランプ22
による露光が行われて特定濃度域が形成され、それぞれ
のプロセス条件VDI−VDa下でのトナー濃度51〜
S3を検出する。トナー濃度81〜S3は前述したよう
に特定濃度域のそれぞれについて数箇所づつの検出が行
われて、それによって求められる平均値であり、トナー
付着のばらつきや電界のエッヂ効果の影響を受けること
なく正確な値を得ることができる。
トナー濃度S1〜S3はRAM42に記憶されている標
準トナー濃度SOと比較され(n5+n6+n7)、標
準トナー濃度SOと近似するトナー濃度(Sl−S3の
何れか)が得られたプロセス条件(帯電電位)が像形成
モード時のプロセス条件として設定される(n8〜n1
O)。しかし、得られたトナー濃度5l−83が標準ト
ナー濃度SOから大きくずれている場合には、n3で設
定したプロセス条件よりもトナーが多く付着されるプロ
セス条件VD I’ 〜VD3’ (n I 3 )、
捷だはトナーが少なく付着されるプロセス条件MDI”
〜V D 3 ”(n14)が設定される。なおこの場
合にもn3で設定したときと同様に、VDI’またはV
Dビを中間値としてVD2’まだはV D 2 ″が上
限値、VD3またはVD3″が下限値として設定される
。例えば、VDI’=560V、VD2’=580V、
VD3’=540に設定され、VDI“=440V、 
VD2″=460V。
VD3”=420Vに設定される。この3種類のプロセ
ス条件にしたがって再びトナー濃度検出のプロセスが行
われ(n4)、検出されるトナー濃度S1〜S3が標準
トナー濃度SOに近似していれば、そのプロセス条件(
感光体の帯電電位〕が像形成モード時のプロセス条件と
して設定される。
なお、テストモード時には第8図A領域で示したように
飽和濃度よりもやや低い濃度の特定濃度域を形成するた
めに感光体の表面電位がやや低めに設定されており、実
際に像形成モードの帯電電位を設定する場合にはテスト
モードで設定した帯電電位よりも高く設定される。これ
はフルカラートナーの補正であるが同様に黒色トナーの
補正も行う事ができる。才ずn16にで補正が黒かカラ
ーかを判断し、黒の場合は、トナー付着量が多いとセン
サー出力が小さくなるだめ、S+>Soの時n6へ行き
、S+<Soの時n7へ進む形となる。
その他はカラーの場合と同じである。n15にてこの帯
電値に基づいて第7図に示しだ関係から、光学系の光源
ランプの露光量が設定される。なお、2度のプロセス条
件設定を行っても標準トナー濃度SOに近似したトナー
濃度が得られなかった場合には帯電値不良等の何等かの
エラーがあるとしてエラー処理を行う。
以上のようにしてテストモードにおいて、像形成モード
時のプロセス条件の設定が行われれば、n161c戻り
、センサ、キーの読み込みを行い、何等かの入力が行わ
れれば(n17)以下にその入力に対応する処理を行う
が、何の入力も行われない未使用状態で定着装置の温度
が70度以下になれば(n2)、n3fc進んで上述し
たプロセス条件の設定を行う。このように、定着装置の
温度が70度以下になったときを目安にテストモードで
プロセス条件の設定を行うようにしておけば、環境湿度
の変化等にも十分に対応してプロセス条件が設定でき、
常に良好な画像を得ることができる。なお、入力がプリ
ントスイッチであれば(n 18)、n19にて設定さ
れたプロセス条件で複写処理が行われる。
本実施例においては、黒色トナーによる単一色複写を行
なう場合の黒色トナー層形成部を転写中間体としたが、
これに限られるものではなく、例えば給紙部から定着部
に至る紙搬送路中であって転写中間体と対向する位置に
設けられた少なくともトナー濃度検出領域がトナー濃度
検出手段によって検出可能な黒色以外の色調で形成され
た転写ローラ24cであってもよい。この場合、第10
図に示す様に転写ローラ24cの近傍にトナーセンサ2
4fを設けて黒色トナーによる単一色複写時のトナー濃
度検知を行なうように構成すればよい。
〈発明の効果〉 以上のようにこの発明によれば、トナーの色に関係なく
、黒色トナーであっても現像装置内のトナー濃度、感光
体の表面電位等が少し変わるだけで特定濃度部のトナー
濃度に差が表れ、それに合わせてプロセス条件が設定さ
れるので形成画像の濃度ずれが細かい範囲で補正され、
初期画像が低下することもなく感光体の疲労や環境温度
・湿度の細かい変化に対応しだ像形成を行うことができ
る。又、ベースの下層のカラー層の濃度がばらついても
精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は特定濃度域の断面図であって、(a)は黒色ト
ナーの場合、(b)はカラートナーの場合のものである
。第2図はこの発明のプロセス条件設定方法を表すフロ
ーチャート、第3図は同複写機の正面構成図、第4図は
同複写機の制御部のブロック図、第5図は同複写機に適
用されているトナーセンサ(濃度検出器)の特性を表し
た図、第6図(A>(B)はそれぞれ感光体の帯電電位
を変えたときのガンマ特性の移り変わり、露光量を変え
たときのガンマ特性の移り変わりを表した図、第7図は
感光体の帯電電位の補正量と露光量の補正量との関係を
表した図、第8図は感光体帯電電位の変化と形成される
特定濃度域のトナー濃度との関係を表した図、第9図は
トナーセンサによる特定濃度域の検出方法を表した図、
第10図は他の実施例を示す複写機の正面構成図である
。 2 感光体、7a、7b、7c  特定濃度域、24中
間転写体、24b トナーセンサ、40aトナ一濃度比
較判定手段、40b:)ナー濃度補正手段、42a  
トナー濃度記憶手段。 代理人 弁理士 梅 1) 勝(他2名)(a) (b) 露先1@正1 〔u〕 第7園 第4図 トナーイ1At @5図 [mg/cm ] &綿i浬 (A) 辰 咎濃A (B) 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、黒を含む複数のカラー現像槽と、感光体上に形成さ
    れた原稿のトナー像を転写させる転写中間体と、該転写
    中間体上に転写した画像のトナー濃度を検出するトナー
    濃度検出手段と、トナー濃度の基準値を予め記憶させて
    おくトナー濃度記憶手段と、上記トナー濃度検出手段に
    よって検出されたトナー濃度と上記トナー濃度記憶手段
    に記憶されたトナー濃度の基準値とを比較して画像のト
    ナー濃度を判定するトナー濃度比較判定手段と、上記比
    較判定手段による比較判定結果に基づいて画像のトナー
    濃度を補正するトナー濃度補正手段とを備えてなる黒色
    トナーによる単一色複写の可能なカラー複写機の画像濃
    度補正装置において、 黒色トナーによる単一色複写を行なう場合の黒色トナー
    層形成部のうち少なくともトナー濃度検出領域をトナー
    濃度検出手段によって検出可能な黒色以外の色調に形成
    し、該トナー層形成部に黒色トナー層を形成した後に画
    像濃度補正を行なうように制御したことを特徴とするカ
    ラー複写機の画像濃度補正装置。 2、黒色トナーによる単一色複写を行なう場合の黒色ト
    ナー層形成部が転写中間体であって、黒色トナー層形成
    前に該転写中間体上の少なくともトナー濃度検出領域に
    トナー濃度検出手段によって検出可能な黒色以外の色調
    のトナーによるトナー層を形成するためのプレトナー層
    形成手段を設け、該プレトナー層形成手段によって形成
    された黒色以外の色調のトナーによるプレトナー層の上
    に黒色トナー層を形成したことを特徴とする請求項第1
    項記載のカラー複写機の画像濃度補正装置。 3、黒色トナーによる単一色複写を行なう場合の黒色ト
    ナー層形成部が、給紙部から定着部に至る紙搬送路中で
    あって転写中間体と対向する位置に設けられた少なくと
    もトナー濃度検出領域がトナー濃度検出手段によって検
    出可能な黒色以外の色調で形成された転写ローラである
    ことを特徴とする請求項第1項記載のカラー複写機の画
    像濃度補正装置。
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