JPH04159576A

JPH04159576A - 画像形成方法

Info

Publication number: JPH04159576A
Application number: JP2286261A
Authority: JP
Inventors: Hisao Murayama; 久夫村山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-10-23
Filing date: 1990-10-23
Publication date: 1992-06-02

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、電子写真方式を利用する画像形成方法に関し
、特に交換可能な現像器を有する画像形成装置において
そのトナーの種類を正確に検知し、トナー濃度制御を最
適に行うようにした画像形成方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、電子写真方式を利用する画像形成方法においては
、その画像濃度を一定に保つために現像剤のトナー濃度
を制御する必要があり、例えば像担持体上にトナー濃度
制御用の基準画像を形成し、その光学的濃度を検知して
トナー濃度制御を行っている。また、トナー色の異なる
複数の現像器のうち任意の現像器を装置本体に交換可能
に装着し、所望の色の出力画像を得るようにした画像形
成方法も実用化されているが、この種の画像形成方法に
おいては、現像器を交換した場合に作像プロセスの制御
条件に変化がないと好ましい画像品質を得ることが困難
な場合が多い。

そこで、特開昭６０−２０９７７０号公報には、現像器
のトナーの色を検知し、現像バイアス条件を制御するよ
うにして、各トナーにおいて最適な画像を得るようにし
たものが提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の画像形成方法にあって
は、現像器ｌの奥側に第８図に示すような遮蔽板２を設
け、この遮蔽板２の挿入の有無を装置本体側の検知手段
３が検知して現像器ｌのトナー色の違いを検知していた
。このため、現像器１をそのトナーの種類毎に形状を異
なるものにしなければならないという問題があった。

これに対し、像担持体上にトナー濃度制御用の基準画像
を形成し、これを光学センサで比較することができる（
特開昭５６−５５６２号参照）。

しかし、このようにする場合には、トナーの色によって
光学センサの検知レベルが大幅に異なり、同一条件でト
ナー補給制御するとトナー濃度が著しく上昇して像担持
体の地肌汚れが発生したり、逆にトナー濃度が低下して
画像濃度が不足したりするという問題が生じ、更に、キ
ャリアが短期で劣化するという問題が発生してしまう。

〔発明の目的〕

そこで、本発明は、光学的検知手段を工夫することによ
りトナーの種類を正確に検知可能にして、トナーの種類
が異なっても全く同一の現像器を使用でき、さらに、各
トナー毎に最適な画像濃度制御を行い得る画像形成方法
を実現することを目的としている。

Ｃ課題を解決するための手段〕請求項１記載の発明は、上記目的達成のため、電子写真
方式を利用して作像する画像形成装置の画像形成方法で
あって、前記画像形成装置の本体に交換可能に設けられ
た現像器のトナーの種類を検知手段により検知するとと
もに、該検知手段の出力の変化に応じて、作像条件を変
更することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、上記目的達成のため、電子写真
方式を利用して作像する画像形成装置の画像形成方法で
あって、前記画像形成装置の本体に交換可能に設けられ
てそのトナー収容部から現像部へトナー補給する現像器
のトナーの種類を検知手段により検知するとともに、該
検知手段の出力の変化に応じて、前記トナー補給の条件
を変更することを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、上記目的達成のため、電子写真
方式を利用して作像する画像形成装置の画像形成方法で
あって、前記画像形成装置の本体に交換可能に設けられ
た現像器のトナーの種類を検知手段により検知するとと
もに、検知手段の出力の変化に応じて、トナーエンドの
設定条件を変更することを特徴とするものである。

さらに、請求項４記載の発明は、前記検知手段として、
前記現像器により像担持体上に形成した基準画像の光学
的濃度を検知する少なくとも２種類の光学センサを準備
し、これらの光学センサが、黒トナー像の場合は互いに
ほぼ同様の出力特性を示し、カラートナーの場合には互
いに異なる出力特性を示し、これらの光学センサの出力
を比較してトナーの種類を判定することを特徴とするも
のである。

以下、実施例に基づいて具体的に説明する。

第１〜６図は本発明に係る画像形成装置の画像形成方法
の一実施例を示す図である。

第１図において、１０は公知のスキャナ光学系であり、
スキャナ光学系１０は原稿面を照明・走査する蛍光灯１
１と、その原稿反射光を所定位置に送るミラー１２．１
３．１４及びレンズ１５と、この所定位置で原稿反射光
の画情報を読み取る画像読取板１６とを有している。画
像読取板１６は、読み取った画情報データを図示しない
入力データ処理装置に出力するようになっており、この
入力データ処理装置は、画情報信号を処理して、図示し
ないレーザー光源、ポリゴンスキャナモータ１７、レン
ズ群１８及びミラー１９等からなるレーザーダイオード
方式の書き込み部に送信する。そして、そのレーザー光
源により放出されるレーザ光が入力データ処理装置１１
からのデジタル信号により変調され、変調されたレーザ
光はポリゴンスキャナモータ１７、レンズ群１８及びミ
ラー１９を介して像形成手段２０の感光体２１上に照射
される。

像形成手段２０では、像担持体である感光体２１が図中
時計方向に回転しながら帯電チャージャ２２により表面
を均一に帯電され、次いで、前記レーザ光により露光さ
れて感光体２１に静電潜像が形成され、この静電潜像が
現像器２３によって現像される。

現像器２３は、前記静電潜像を乾式２成分現像する２成
分現像器であり、その現像動作により感光体２１の静電
潜像上に可視トナー像を形成する。この現像器２３は、
補給トナーを収容するトナー収容部２４と、トナー及び
キャリアを含む２成分現像剤を収容した現像部２５と、
回転に伴いトナー収容部２４から現像部２５ヘトナーを
補給するトナー補給ローラ２６と、トナー収容部２４内
のトナーを攪拌するアジテータ２７と、感光体２１に近
接するよう現像部２５に設けられた現像ローラ２８と、
現像部２５内のトナー及びキャリアを攪拌する攪拌部材
２９とを有する。

また、感光体２１の画像形成領域においては、暗部電位
（地肌部電位）Ｖｏが一８００Ｖ、露光部電位（画像部
電位）ＶＬが−１００Ｖに設定されており、現像器２３
の現像ローラ２８のバイアス電位■８との電位差（例え
ばＶＬ−ＶＢ　＝５ＱＯＶ）によって前記静電潜像が現
像される。なお、上述した像形成手段２０の作像動作は
、ｃｐｕ、各種メモリ、１１０回路、電源等を含む図示
しない全体制御回路によって制御されている。また、現
像ローラ２８の現像バイアスＶ、は、通常の無彩色トナ
ー（例えば黒トナー）の場合−６００Ｖ、有彩色トナー
（例えば赤、緑、青等のカラートナー）の場合−５００
Ｖに設定としてあり、各々の場合に最適な現像条件とな
るようにしている。これは、無彩色トナーと有彩色トナ
に要求される画像品質が一般に異なり、現像器２３のト
ナー色が違えばキャリアが違いその現像能力が異なるこ
とによる。すなわち、黒トナーでは文字等の線画像品質
が重要でエツジを強調する現像特性であるのに対し、カ
ラートナーではベタ画像が重要でエツジを強調しない平
坦な現像特性になり、したがって、カラートナーを使用
する現像器２３では比較的低抵抗のキャリアが使用され
て現像能力が高く、黒トナーはど現像電界が必要でない
ことによる。また、場合によっては暗部電位と露光部電
位の設定条件を変更すること、例えば露光部電位■１が
通常の黒トナーの場合に一１００ｖであるのに対し、有
彩色トナーの場合に一２００Ｖの設定となるようレーザ
ー光量を変更することもできる。

像形成手段２０により形成された可視トナー像は、転写
チャージャ３１により、給紙カセット３２．３３の何れ
かから給紙された転写紙に転写される。そして、分離チ
ャージャ３４により感光体２１から分離された転写紙が
、搬送ベルト３５にり定着ユニット３６に搬送され、ト
ナー像を加熱・定着されて機外に排出される。また、転
写後に感光体２１に残留するトナーは、クリーニングユ
ニット３７によって物理的、静電的にクリーニングされ
、クリーニングされた感光体２１は、除電ランプ３８か
らの除電光によって除電された後、露光位置に戻る。

一方、第２図に示すように、感光体２１の近傍、例えば
現像器２３の下方側には、反射型光学センサである第１
の光学センサ４１と第２の光学センサ４２とが設けられ
ており、光学センサ４１．４２は例えば感光体２１の長
手方向に並列して感光体２１に対向している（第１、第
２の光学センサ４１．４２は感光体２１の回転方向に並
列配置することもでき、このようにすれば基準画像を共
用することができる）。

第３図に示すように、第１、第２の光学センサ４１．４
２は発光素子４１ａ、４２ａ（発光波長ピーク９５０　
ｎｎ＋）と受光素子４１ｂ、４２ｂとからなり、第２の
光学センサ４２が第１の光学センサ４１より感光体２１
の表面及び基準画像の正反射に対応するように発光素子
４２ａと受光素子４２ｂの角度及びその光路を絞られる
ことにより、第４図に示すように、第１光学センサ４１
と第２光学センサ４２とでは有彩色トナー像に対する出
力特性が異るようになっている。これらの光学センサ４
１．４２は、オペアンプ回路を含むＩＣｌ０Ｉと、複数
の抵抗ＲＩＯＩ　、Ｒ１０２、Ｒ１０３、Ｒ１０４、コ
ンデンサＣ１０１、ＣｌＯ２、ＣｌＯ３、ＣｌＯ４及び
ボリュームＶＲと共にトナー色検知回路４３を構成して
おり、このトナー色検知回路４３は、前記全体制御手段
の制御に従い像形成手段２０によって感光体２１上に形
成される基準トナー画像（以下、基準画像という）の色
を光学的に検知する検知手段となっている。ここで、基
準画像としでは、顕像後にいわゆるへ夕画像となる画像
パターンが有効に利用可能であり、感光体２１上の単位
面積当りのトナー付着量が０．３〜０．７　ｍｇ／ｃｍ
２程度になるのが望ましいため、本実施例においては、
基準画像の潜像の電位■、が約−３００■に設定されて
おり、現像ローラ２８のバイアス電位ＶＩｌとの電位差
（例えばＶ、−Ｖｌｌ＝約３００ｖ）ニヨッテ基準画像
が形成される。

次に、本実施例における無彩色トナーと有彩色トナーの
判定方法、および光学センサ出力に基づく制御の手順を
説明する。

第１光学センサ４１と第２光学センサ４２とは、前述の
ように、黒トナー像に対してほぼ同様の出力特性を示す
が、カラートナーに対しては大きく異なる出力特性を示
す。したがって、未知のトナー像（基準画像）に対する
第１光学センサ４１の検知出力をＶＳＦｌ、この時のト
ナー像のない感光体２１表面の検知出力をＶＳＧ＋　、
同様なトナー像に対する第２光学センサ４２の検知出力
をｖｓｐｚ　、この時のトナー像のない感光体２１表面
の検知出力をＶ３Ｇ□とすると、となる場合はカラートナー、となる場合は黒トナーと判定できる。

これを、例えば第１光学センサ４１のみで判定しようと
すれば、仮にカラートナーの場合は基準画像が正常に形
成されているか否かの判定すら不可能である。また、第
２光学センサ４２のみで判定しようとすれば、Ｖ　ｓｒ
ｚ　／　Ｖ　ｓＧｚ　＞０．５の場合に黒トナーかカラ
ートナーか判定できない。すなわち、第１光学センサ４
１と第２光学センサ４２の検知出力を比較した時のみ基
準画像のトナー付着量が変化した場合でも正確に黒トナ
ーとカラートナーの判定が可能となる。

制御手順としては、例えば第５図に示すように、まず、
本体電源スイッチ又は前カバースインチの投入後、ステ
ップｐＨで基準画像が形成され、ステップＰ１２で、感
光体２１のトナー像のない地肌部分に対する第１、第２
光学センサ４１．４２の検知信号電圧ＶＳＧＩ　、ｖｓ
ｃｍが入力され、次いで、ステップＰ１３で基準画像に
対する第１、第２光学センサ４１．４２の検知信号電圧
ＶＳＰＩ　、ＶＳＰ２が入力される。次いで、ステップ
Ｐ１４で上記の式（４）が成立するか否か判別される。

このとき、判別結果がＹｅｓ（カラートナーと判定され
た場合）であれば、ステップＰ１５で作像条件の１つで
ある現像ローラ２８のバイアス電位ＶＩが一５００ｖに
設定され、Ｎｏ　　（黒トナーと判定された場合）であ
れば、ステップＰ１６でこのバイアス電位ＶＩｌが−６
００Ｖに設定された後、ステップＰ１７で通常のコピー
モードへ戻る。

なお、第６図に示すように、ステップＰ１５、ＰＩ３で
の処理を、露光部電位ＶＬの設定変更処理にしてもよい
。

このような本実施例においては、第１、第２の光学セン
サ４１．４２によって正確なトナー色判定を行い、この
判定結果に応し、トナー色に最適な現像バイアス制御を
行っている。したがって、トナー色が異っても同一形状
の現像器２３を用いることができるとともに、黒トナー
又はカラートナーの何れを使用しても、最適な現像条件
を選択してトナー濃度の良好な画像を得ることができる
。

第７図は、本発明に係る画像形成方法の他の実施例を示
す図である。

なお、本実施例における画像形成装置の主要な構成は上
述例とほぼ同一であるので、同一符号により説明する。

本実施例においては、第１光学センサ４１がカラートナ
ーのトナー付着量に対してほとんど感度を持たないため
、第２光学センサ４２の検知信号を利用してトナー補給
制御を行うとともに、上述したようなトナー色の判別結
果に基づいてトナーエンドの表示制御を行う。

具体的には、第７図に示すように、本体電源スィッチ又
は前カハースイソチの投入後、ステ・７プＰ２１でコピ
ースタートすると、ステップＰ２２でコピー枚数が所定
枚数１０ｎ＋ｌ（ｎ：整数）に達したか否か判別され、
判別結果がＹｅｓであれば、ステップＰ２３で基準画像
が形成され、ステップＰ２４で、感光体２１の地肌部分
に対する第１、第２光学センサ４１．４２の検知信号電
圧ＶＳＧＩ　、ｖｓＧｚが人力され、次いで、ステップ
Ｐ２５で基準画像に対する第１、第２光学センサ４１．
４２の検知信号電圧Ｖ３ＰＩ　％　ｖｓｐｚが入力され
る。次いで、ステップＰ２６で上記の式（４）が成立す
るか否か判別される。

このとき、判別結果がＹｅｓ（カラートナーと判定され
た場合）であれば、ステップＰ２７でトナー補給条件お
よびトナーエンド条件を決定する値Ａ、Ｂが、Ａ＝５５
％、Ｂ＝６０％に設定され、一方、Ｎｏ　（黒トナーと
判定された場合）であれば、ステップＰ２８でＡ＝７．
５％、Ｂ＝１２．５％に設定される。次いで、ステップ
Ｐ２９でＶ　ＳＰＺ　／　Ｖ　ｓｒ、□が演算され、こ
の演算結果に応して次の各ステップが実行される。すな
わち、Ｂ　＞　ＶｓＰｚ　／　ＶＳＧ□〉Ａの場合、ス
テップＰ３０に進んでトナー補給が実行され、ステップ
ｐＨに戻る。また、Ｂ＜Ｖｓｐｚ／ＶｓＧ□の場合、ス
テップＰ３Ｌに進んで最大補給率か否か判別される。こ
のとき、判別結果がＮＯであればステップＰ３２で最大
補給率が設定された後、ステップＰ３０が実行され、一
方、判別結果がＹｅＳであれば、ステップＰ３３でトナ
ーニアエンド表示がされた後、ステップＰ３４に進む。

ステップＰ３４では、コピー枚数が例えば５０より大き
いか否か判別され、判別結果がＹｅｓであればステ、２
ブＰ３５でトナーエンド表示され、Ｎｏであればステ、
２プｐＨに戻る。

このように、本実施例においては、トナー色検知回路４
３の出力の変化に応じてトナー補給の条件を変更し、更
にトナーエンドの設定条件を変更するようになっている
。したがって、トナー色が異っても同一形状の現像器２
３を用いることができるとともに、この同一機構でトナ
ーエンド検知が可能となる。さらに、黒トナー又はカラ
ートナーの何れを使用しても、最適なトナー補給制御を
行ってトナー濃度の良好な高品質の画像を得ることがで
きる。

〔効果〕

請求項１記載の発明によれば、検知手段によってトナー
の種類を検知し、この検知情報に応じてトナーの種類に
最適な作像条件を決定するようにしているので、トナー
の種類が異っても全く同一形状の交換可能な現像器を用
いることができるとともに、トナーの種類に応じて最適
な作像条件を選択し、最適な画像濃度制御を行い得る画
像形成方法を実現することができる。

請求項２記載の発明によれば、検知手段によってトナー
の種類を検知し、この検知情報に応じてトナー補給の条
件を変更するようにしているので、トナーの種類が異っ
ても全く同一形状の交換可能な現像器を用いることがで
きるとともに、トナーの種類に応じて最適なトナー補給
制御を行い、最適な直像濃度制御を行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、検知手段によってトナー
の種類を検知し、この検知情報に応じてトナーエンドの
設定条件を変更するようにしているので、トナーの種類
が異っても全く同一形状の交換可能な現像器を用いるこ
とができるとともに、同一の機構でトナーエンド検知が
できる。

請求項４記載の発明によれば、前記検知手段として、現
像器により像担持体上に形成した基準画像の光学的濃度
を検知する少なくとも２種類の光学センサを準備し、こ
れら光学センサが黒ト′ナー像の場合は互いにほぼ同様
の出力特性を示し、カラートナーの場合には互いに異な
る出力特性を示すようにして、これらの光学センサの出
力比較によりトナーの色を判定するようにしているので
、トナーの色の判定を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は請求項１記載の発明に係る画像形成方法を
実施する装置とその方法の一実施例を示す図であり、第１図はその画像形成装置の全体構成図、第２図はその
光学センサ近傍の拡大図、第３図はそのトナー色検知回
路の回路図、第４図はその光学センサの出力特性を示す
図、第５図はその現像条件を変更する処理のフローチャ
ート、第６図は他の態様として露光条件を変更する場合の処理
のフローチャート、第７図は請求項２．３記載の発明に係る画像形成方法の
一実施例を説明するそのトナー補給条件とトナーエンド
設定条件を変更する処理のフローチャートである。第８図は従来の課題の説明図である。２１・・・・・・感光体（像担持体）、２２・・・・・
・帯電チャージャ、２３・・・・・・現像器、２４・・・・・・トナー収容部、２５・・・・・・現像部、２６・・・・・・トナー補給ローラ、２８・・・・・・現像ローラ、４１・・・・・・第１の光学センサ、４２・・・・・・第２の光学センサ、４３・・・・・・トナー色検知回路（検知手段）。

Claims

【特許請求の範囲】（１）電子写真方式を利用して作像する画像形成装置の
画像形成方法であって、前記画像形成装置の本体に交換可能に設けられた現像器
のトナーの種類を検知手段により検知するとともに、該検知手段の出力の変化に応じて、作像条件を変更する
ことを特徴とする画像形成方法。（２）電子写真方式を
利用して作像する画像形成装置の画像形成方法であって
、前記画像形成装置の本体に交換可能に設けられてそのト
ナー収容部から現像部へトナー補給する現像器のトナー
の種類を検知手段により検知するとともに、該検知手段の出力の変化に応じて、前記トナー補給の条
件を変更することを特徴とする画像形成方法。（３）電子写真方式を利用して作像する画像形成装置の
画像形成方法であって、前記画像形成装置の本体に交換可能に設けられた現像器
のトナーの種類を検知手段により検知するとともに、検知手段の出力の変化に応じて、トナーエンドの設定条
件を変更することを特徴とする画像形成方法。（４）前記検知手段として、前記現像器により像担持体
上に形成した基準画像の光学的濃度を検知する少なくと
も２種類の光学センサを準備し、これらの光学センサが
、黒トナー像の場合は互いにほぼ同様の出力特性を示し
、カラートナーの場合には互いに異なる出力特性を示し
、これらの光学センサの出力を比較してトナーの種類を
判定することを特徴とする請求項１、２又は３記載の画
像形成方法。