JPH04151179A - トナー濃度検知装置 - 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】 （ａｌ産業上の利用分野 この発明は、電子写真方式によりトナー像を形成して作
像を行う画像形成装置におけるトナー濃度検知装置りこ
関する。

ｆｂ）従来の技術 電子写真方式の複写機、レーザプリンタ等において作像
処理を行う場合、感光体の光感度等の作像系特性は作像
処理乙こ伴って刻々と変化してゆく。作像系特性が変化
すると形成画像の品質、特に画像濃度が安定しなくなり
、良好な画像形成が困難になる。そこで安定した品質の
画像を確保するために形成されるトナー像の濃度を検知
し、その検知状態に応して感光体帯電チャージャの印加
電圧を切り換える、等の補正を行う必要がある。

トナー像の濃度を検知する方法としては、例えば特公昭
５９−３０２６９号公報に、感光体上に画像形成領域と
は別にトナー濃度の検知領域を設け、この領域にトナー
像を形成してそのトナー濃度を検知する方法が示されて
いる。

（Ｃ１発明が解決しようとする課題 しかしながら上記公報のように感光体上にトナー濃度検
知のための専用領域を設け、その領域でトナー濃度の検
知を行うようにした場合、次のような間即がある。一つ
には感光体はコストが高くトナー濃度の検知を行うため
に専用の領域を設けるのは非常に不経済という問題、ま
たもう一つには、感光体は作像動作を繰り返すうちにそ
の特性が変化してゆくため、実際の作像処理に用いられ
ない検知領域と、実際の作像処理に用いられ使用頻度の
高い作像領域と、の間で特性に差ができ、正確なトナー
濃度検知が困難になってしまう、という問題である。

また、近年普及しているフルカラー画像形成装置におい
ては感光体上に形成したトナー像を転写体に転写し、転
写体上で合成しているが、この場合、感光体から転写体
への転写率、転写体の特性等も形成画像品質に関わるた
め転写体上でトナー濃度を検知することが望ましい。そ
こで従来、作像処理前に転写体上でトナー濃度を検知す
る処理を行い、トナー濃度検知が終了した後に作像処理
が行われるようにしているものがある。しかしながらこ
の方法ではトナー濃度検知処理中は作像処理を行うこと
ができず、時間のロスになってしまう問題があった。

この発明の目的は、実際に形成される画像の濃度に近似
するトナー濃度を検知でき、また、トナー濃度検知処理
と作像処理とを並行して行うことのできるトナー濃度検
知装置を提供することにある。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明は、光導電性を有し、帯電、現像等のプロセス
により表面にトナー像が形成される感光体と、 誘電体からなり、前記感光体に接触することによって感
光体上のトナー像が転写される転写体と、を備える画像
形成装置において、 前記転写体の周面方向において作像処理に関与しない濃
度検知領域を設けるとともに、前記濃度検知領域に濃度
検知用のトナー像を形成し、そのトナー濃度を検知する
トナー濃度検知処理を、像形成処理中に行う手段と、 を設けたことを特徴とする。

ｔｅ１作用 この発明においては感光体トの作像処理が行われる領域
に濃度検知用のトナー像が形成され、それが転写体の転
写領域に転写される。そして転写体上でそのトナー像の
濃度検出が行われる。感光体上においては作像処理が行
われる領域で濃度検知用のトナー像が形成されるため、
作像特性をほぼ正確な状態で表すトナー像が形成される
。そしてこのトナー像は転写体へと転写されるが、転写
体は作像動作を繰り返しても特性の変化が殆どないため
、特定の転写領域に転写しても実際の作像処理に使用さ
れる転写領域に転写した場合と比較してトナー濃度に差
が生しることはない。またこの発明では転写体に転写さ
れたトナー像の濃度が検知されるため、感光体から転写
体への転写率を考慮したトナー濃度が検知される。

（ｆｌ実施例 第５図は感光体、転写体を用いて作像を行う複写機の概
略構成を表した図である。

複写機本体内の中央部には無端ヘルド状に構成される感
光体Ｉが備えられている。感光体１は導電性のソート上
に光導電層が形成されたものであって、通常は絶縁体で
あるが、光が照射されたときには導電性を住しる。感光
体１はローラ間に張架され、図中矢印で示す方向に回転
される。

感光体Ｉの周囲には作像プロセス装置が感光体Ｉに対向
して配置されている。作像プロセス装置は、帯電チャー
ジャ２、ブランクランプ３、現像装置４、転写体５、ク
リーナ６、除電ランプ７を含んでいる。

帯電チャージャ２は帯電線を備え、高圧印加されること
によってコロナ放電を止し、感光体１表面を帯電させる
。帯電線に印加される電圧は可変であって、後述するよ
うに検出される作像系特性に応じて印加電圧を適切な値
に設定することによって安定した品質の画像が形成でき
るようになっている。

ブランクランプ３はベルト状感光体１の幅方向（図中垂
直方向）に沿って複数のＬＥＤを備え、部分的なＬＥＤ
を点灯させて感光体を露光することによって、感光体に
導電性を生しさせて表面電荷をキャンセルさせる。

現像装置４は４個の現像槽４１〜４４を備えている。現
像槽４１にはイエローのトナーが、現像槽４２にはマゼ
ンタのトナーが、現像槽４３にはシアンのトナーが、現
像槽４４には黒のトナーがそれぞれ収納されている。作
像処理時には何れかの現像槽が動作し、トナーを感光体
１上の静電潜像に付着させてトナー像を形成させる。

転写体５は誘電体からなる無端ベルトであり、ローラ間
に張架されて図中矢印方向に回転する。

その回転速度は感光体１の回転速度と同速である。転写
体５の周面側の一部は感光体１に圧接している。この圧
接により感光体１上に形成されているトナー像が転写体
５へと転写される。なお、転写体５の周囲には転写ロー
ラ５ａ、クリーナ５ｂ等が備えられている。転写ローラ
５ａは図中実線および二点鎖線で示した位置に移動可能
に設けられている。転写体５上のトナー像を用紙（後述
する用紙カセットから給紙される）に転写するときに実
線で示したように転写体５に接触して、トナー像を転写
させる。クリーナ５ｂは必要時に動作して転写体５にの
残留トナーや、濃度検知用として形成されたトナー像を
除去する。

クリーナ６は感光体ｌ上に残留しているトナーを除去す
る装置であり、除電ランプ７は感光体１上の残留電荷を
消去するランプである。

複写機本体の上面には透明な硬質ガラスからなる原稿台
８が備えられ、複写すべき原稿が画像面を下にして載置
される。原稿台８の下方には光源ミラー、レンズ、色分
解フィルタ等を含む光学系９が備えられている。この光
学系９は通常の複写機で用いられているものとほぼ同様
（色分解フィルタを除く）に構成されており、光源、ミ
ラーの一部分が原稿台８に沿って図中矢印で示すように
往復移動する。そして往動時に原稿台８上の原稿を走査
して、その反射光を感光体１表面の露光部（帯電チャー
ジャ２とブランクランプ３との間）に導く。

複写機本体の右側面には用紙力セラ）１０ａ１０ｂが複
写機本体に対して着脱自在Ｑこ備えられている。用紙カ
セｙト１０ａ、１０ｂにはそれぞれ用紙サイズまたは用
紙種類が異なる用紙が収納されており、作像処理時には
何れかの用紙力セントから用紙が給紙される。そしてそ
の用紙には転写体５の位置で転写ローラ５ａによって転
写体上のトナー像が転写される。

複写機本体内の左側には定着装置１）が備えられている
。定着装置１）は内部にヒータを備えたヒートローラＩ
ｌａを有し、トナー像が転写された用紙を加熱して用紙
上にトナー像を定着させるこのように構成される複写機
の作像処理工程を簡単に説明する。感光体１は帯電チャ
ージャ２によって均一帯電され、原稿の反射光で露光さ
れる。すると感光体上の電荷は光が当たった部分だけキ
ャンセルされるから、全体として電荷による像（静電潜
像）が形成される。この静電潜像に現像装置４によって
トナーが静電気的に付着されてトナー像が形成される。

このとき使用される現像槽は形成する画像の種類によっ
て決定される。

例えば、白黒画像の作像時には現像槽４４が使用される
。フルカラー画像の作像時には現像槽４１．４２．４３
が順に使用されてゆく。すなわちフルカラー画像の作像
時には３回の原稿走査が行われ、イエローのトナー像、
マゼンタのトナー像、シアンのトナー像が順に形成され
る。その三つのトナー像は転写体５上で合成され、その
のち用紙へと転写される。なお、イエローのトナー像が
形成されるときには原稿反射光に青の光を透過するフィ
ルタが、マゼンタのトナー像が形成されるときには原稿
反射光に緑の光を透過するフィルタが、シアンのトナー
像が形成されるときには原稿反射光に赤の光を透過する
フィルタがそれぞれ挿入される。また、ブランクランプ
３は現像処理前にトナーを付着させるべきでない領域を
露光し、表面電荷をキャンセルさせてトナーが付着しな
いようにする。

ところで従来の技術の欄でも示したように作像系の特性
（感光体１の感度、感光体１から転写体５への転写率等
）が変化すると画像品質、特に画像濃度が変わってしま
う。そこでこ′の実施例では転写体５上においてトナー
濃度を検知し、その検知状態に応じて帯電チャージャへ
の印加電圧を変えて画像濃度の安定化を図っている。

第４図は転写体５をローラから取り外した状態を示して
いる。転写体５の全長はこの複写機において作像可能な
最大画像域（４３２ｍ）５１にトナー濃度検知用の領域
（５０ｍ：以下、バッチという）５２と、画像領域と濃
度測定領域とを分離するための分離領域（両側に３０寵
づつ）５３と、を会わせた計５４２鶴に設定されている
。転写体５の幅方向端部にインデックス用スリット５４
が形成されている。一方、複写機本体内にはセンサ５５
が備えられ、インデックス用スリット５４を検出する。

この検出によって転写体５の回転状態が判別される。ま
た、複写機本体内にはトナー濃度検知センサ５６が備え
られている。トナー濃度検知センサ５６はバッチ５２の
トナー濃度を検知する。

第３図はこの複写機の概略ブロック図である。

複写機全体の制御はＣＰＵ２１によって行われる。ＲＯ
Ｍ２２には制御プログラムが格納され、ＣＰＵ２１はこ
のプログラムに従って複写機全体の制御を行う。ＲＡＭ
２３はプログラム実行時のワークエリアとして用いられ
るとともに、複写機の動作制御上の各種調整値が記憶さ
れている。ＲＡＭ２３はハックアップ電池２４によりハ
・７クアツプされており、複写機本体の電源をオフして
も前記調整値が消去されてしまうことはない。ＣＰＵ２
１にはＩ／○２５を介してデータ、信号の入出力が行わ
れる。例えば転写体５の回転状態を検出するセンサ５５
の検出信号や、その他のセンサの検出信号が入力される
。また、感光体１．転写体５を回転させるモータの駆動
回路２６．２７への駆動信号を出力したり、ブランクラ
ンプ３の点灯回路２８に駆動信号を出力する。なお、感
光体１、転写体５はロータリーエンコーダ２９．３０の
出力に応じて回転制御される。

以上のように構成される複写機のトナー濃度検知方法を
説明する。第２図は感光体１．転写体５上に形成される
トナー像の状態を示している。図において感光体１およ
び転写体５は展開した状態の長さで示している。

まずこの実施例では帯電チャージャ２の印加電圧を９段
階に変えて各段階でのトナー濃度を検知している。そし
て検知したトナー濃度と、予め設定されている基準トナ
ー濃度とを比較し、両者のトナー濃度が近似していると
きの帯電チャージャ印加電圧を、像形成時の印加電圧と
して設定する感光体１の全長は感光体Ｉの周囲に配置さ
れている帯電チャージャ、現像装置等の像形成プロセス
装置に十分に対向できるように適宜長さが設定されてい
る。ここで、この複写機において作像可能な最大長さの
像を形成し、その作像処理と並行してトナー濃度検知を
行うものとする。その場合、感光体ｌ上においてはまず
“Ａ“で示した領域にトナー像が形成される。そして、
光学系がリターンしている間に“１”の領域に最初のバ
ッチが形成される。このパンチ“１′°の形成時、感光
体１表面のこの部分は予め設定されている電圧で帯電処
理される。バッチが形成される領域は帯電チャージャ２
による帯電処理が予め設定されている印加電圧Ｃ二より
行われ、かつ、その周囲部はブランクランプ３によって
除電され、そののちにバッチ領域にトナーが付着される
。このトナーは通常黒色のトナーである。

上記のようにして感光体ｌ上に形成されたパッチ像は転
写体５に転写される。すなわち転写体５の１回めの回転
でトナー像°“Ａ”とパッチ像″′１゛°とが転写体間
こ転写される。このパン、チ像“１“のトナー濃度がセ
ンサ５６によって検知される。この検知トナー濃度は、
ＣＰＵ２１に入力され、ＲＡＭ２３に予め記憶されてい
る基準トナー濃度と比較される。そして検知濃度と基準
濃度とがほぼ一致している場合にはそのときのパッチ形
成に設定された帯電チャージャへの印加電圧が作像処理
時の印加電圧として設定される。なおこの後転写体５上
のパッチ像“１°°はクリーナ５ｂによって除去される
。

１回めのパッチ形成で検知濃度と基準濃度とが大きく異
なっていた場合には二つめのトナー像°“Ｂ　”を形成
したのち二つめのパンチ像“２”の形成を行う。二つめ
のパッチ像形成時、帯電チャージャ２への印加電圧が切
り換えられる。そしてこのパンチ像°゛２′″が転写体
５に転写され、トナー濃度が検知されて基準トナー濃度
と比較される。

このように帯電チャージャへの印加電圧を９段階に変え
てパッチ像を形成し、その都度パッチ像を転写体に転写
してトナー像の濃度を検知する。

そして各電圧で形成されたトナー像の濃度を基準トナー
濃度と比較して両者がほぼ一致したときの印加電圧を作
像処理時の印加電圧として設定する。このとき、パッチ
像は感光体上において通常作像処理に使用されている領
域が用いられ、かつ、光学系のリターン等が行われる作
像の合間をぬってパンチ像の形成が行われるため、感光
体にパッチ像の専用領域を設ける必要がなく、また、作
像系特性を測定するための時間ロスが生じることもない
。

なお、転写体５上において重ね合わされてゆくトナー像
Ａ、Ｂ、Ｃ・・・は必要なトナー像が重ね合わされた時
点で用紙に転写される。例えばフルカラー像を形成する
場合、トナー像Ａ、Ｂ、Ｃが重ね合わされた状態でこの
三つのトナー像が用紙に転写され、次にり、Ｅ、Ｆが転
写体上で重ね合わされ、それが用紙上に転写される。さ
らに、Ｇ、Ｈ，Ｉが重ね合わされて用紙に転写される。

第１図はこの作像系特性検知処理を行う処理手順を示し
たフローチャートである。この処理においては、２時間
ごとに作像系の特性を検知し、それに応じて帯電チャー
ジャの印加電圧を適切な値に設定するようにしている。

複写機本体の電源がオンされると各ワークデータの初期
化がされ、ヒートローラ等のウオームアツプが行われる
Ｃｎｌ→ｎ２→ｎ３→ｎ４）。そして複写処理開始のス
イッチが押下されると、まず、（前回のトナー濃度検知
処理から）２時間が経過しているかどうかが判断される
（ｎ５→ｎ６）。２時間以内であれば入力されている条
件に基づいて複写処理を行いプリントスイッチ押下の待
機状態に戻る（ｎ７→ｎ８→ｎ５）。しかし、前回のト
ナー濃度検知処理から２時間が経過してしまっていた場
合には、複写処理と並行して第２図で説明したようにパ
ッチ像を形成し、適切な帯電印加電圧を設定する（ｎ９
→ｎｌｏ→ｎｉｌ→ｎ１２）。そして、トナー濃度検知
処理が終了すればタイマ（２時間計時用）を初期化して
複写処理が終了するのを待ってから待機状態に戻る（ｎ
１３→ｎ７→ｎ８→ｎ５）。

なお、帯電電圧を設定する場合には、現在作像に変化さ
せてゆく。したがって９段階の電圧を全て設定する必要
は殆どなく、２〜３段階の電圧切り換えで適切な状態に
することができる。

なおこの実施例では、トナー濃度検知処理が終了しない
うちに複写処理が終了してしまったときにはトナー濃度
検知処理が終了してから待機状態に戻るようにしている
。したがってトナー濃度検知処理に時間がかかってしま
ったときには複写処理が終了後もトナー濃度検知処理が
続行されてしまうことがあるが、前述したように通常は
複写処理の方がより時間が掛かり、時間ロスの問題はほ
とんどない。

＋ｇ＋発明の効果 この発明によれば、感光体上においてトナー濃度検知す
るだめの領域が実１）ｉ＆こ作像処理に使用される領域
であるため、検出されるトナー濃度が実際の画像の濃度
と大幅に変わってしまうことがない。また、トナー濃度
検知処理と作像処理とが並行して行われるため、時間的
ロスも最小限にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る複写機の作像特性検出処理の手
順を示したフローチャート、第２図は感光体および転写
体上における作像領域およびトナー濃度の検知領域を示
した図、第３図は同複写機の概略ブロック図、 第４図は転写体の状態を示し た図、 第５図は複写機全体の概略構成を示した図である。 感光体、 転写チャージャ・ ４−現像装置 転写体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導電性を有し、帯電、現像等のプロセスにより
   表面にトナー像が形成される感光体と、誘電体からなり
   、前記感光体に接触することによって感光体上のトナー
   像が転写される転写体と、を備える画像形成装置におい
   て、 前記転写体の周面方向において作像処理に関与しない濃
   度検知領域を設けるとともに、 前記濃度検知領域に濃度検知用のトナー像を形成し、そ
   のトナー濃度を検知するトナー濃度検知処理を、像形成
   処理中に行う手段と、 を設けたことを特徴とするトナー濃度検知装置