JPH0419758A - 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） 本発明は画像形成装置に関し、特に画像濃度を検出して
その安定化を図る画像濃度制御方式を採用した画像形成
装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば、フルカラー画像形成装置においては、シアン、
マゼンタ、イエローの３色のトナーの減色混合に基づい
て色再現を行っているため、その色再現を良好に行うた
めには感光体に対する３色の画像濃度（トナー付着量）
が安定している必要がある。

従来の画像形成装置においてトナー付着量を安定化させ
る方式としては以下の方式が知られている。

（１）トナー濃度制御方式（ＡＴＤＣ）コイルのインダ
クタンス変化にて現像剤中のトナー濃度を検出し、その
検出信号に応じてトナー補給量を制御することによって
現像剤のトナー混合比を一定にする方式であるが、この
方式ではトナー混合比を一定に保つだけであるため、環
境変化による現像剤の帯電量変化に対応できず、環境変
化に対してトナー付着量を一定に制御することはできず
、さらに同−環境化で帯電量が一定の場台でも、他のプ
ロセス条件（感光体の表面電位、感度、露光量等）が変
化してもトナー付着量が９化してしまう。

（２）画像濃度制御方式（ＡＩＤＣ） 感光体上に基準パターンを形成してその濃度を検出し、
その検出信号に応じてトナー補給量を＄御する方式であ
り、現像剤の帯電量や他のプロそス条件が変化してもト
ナー付着量が一定に保たネるが、実際には種々の条件変
化に対してトナー汁合比だけで対応するため、異常なト
ナー混合比！ご陥ることがあり、かぶり現象やキャリア
付着を走こす恐れがある。又、前回は湿度が低かったた
Ｖにトナー混合比が高く制御されていた状態で今回の湿
度が高い場合には、トナー補給を停止してもトナー付着
量が多過ぎることになり、応答性も雇い。

（３）ＡＴＤＣ−ＡＩ　ＤＣ併用方式 上記２方式の欠点を補うために、ＡＴＤＣ方式により現
像剤のトナー混合比を常に一定に保ち１、ＩＤｃ方弐に
よって現像条件を変化させてトナー付着量（画像濃度）
を一定に保つ方式である。

現像条件を変化させる方法としては、スリーブ回転数を
変化させる方法があるが、エンジ効果、ｗＡ線再現性、
キャリア付着等の問題が発生するとともに制御も複雑で
コスト高になる。そこで、現像電位を変化させる方法が
あり、その中で表面電位又は露光量を変化させる方法と
現像バイアスを変化させる方法がある。前者の方法は暗
減衰や光量−表面電位特性により安定制御が困難である
ため、現像バイアスを変化させる方法が一番安定して行
うことができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ＡＩＤＣにおける画像濃度の検出は、いずれ
の色のカラートナーでも長波長領域の光を９０％以上反
射するため、基準パターンに対して赤外光を照射し、そ
の乱反射光を受光素子で検出してトナー付着量を検出し
ており、そのセンサー出力は、第５図に示すように、一
定以上のトナー付着量に対しては出力が飽和する傾向に
ある。これは、−層以上トナーが付着すると、トナー表
面積が殆ど変化しないためである。そのため、ＡＩＤＣ
の検出を使用状態に近い一層付近の付着量で行うと、付
着量変化に対するセンサー出力の変化が少ないため、Ａ
ＩＤＣにおいては基準パターンをハーフトーンパターン
に形成し、そのセンサー出力より使用状態の付着量を想
定してその付着量が一定になるように現像バイアスをフ
ィードバック制御している。

しかし、ハーフトーンパターンは露光量（レーザパワー
）を小さくして形成するため、第６図ムこ示すように、
光量−表面電位特性（ＬＤＣ特性）の傾きの大きい領域
を用いることになり、少しの光量変動によってパターン
部の表面電位が大きく変化してしまい、そのためパター
ン濃度の精度が低く、その結果誤った濃度検出を行って
画像に乱れを住する恐れがあるという問題があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、ＡＩＤＣ方弐におけ
る画像濃度の誤検出を防止できる画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の画像形成装置は、上記目的を達成するため、感
光体上に形成された基準パターンの濃度を検出し、その
濃度検出信号に応じて現像条件を変化させるようにした
画像濃度制御方式の画像形成装置において、環境条件を
検８する手段と、前回の濃度検出信号と環境条件検出信
号を記憶する手段と、記憶された前回の検出信号と今回
の環境条件検出信号から予想される今回の濃度検出信号
に比してその実測値が異常の時に検出不良として判定す
る手段とを設けたことを特徴とする。

（作　用） ＡＩＤＣで制御すべきトナー付着量の変動要因としては
、■環境条件、特に湿度による現像剤帯電量の変動、■
現像剤の長期使用による劣化、■感光体の長期使用によ
る感度変化、■感光体の感光層の摩耗による表面電位の
低下等が考えられるが、■〜■は長期間に徐々に変動す
る要因であるのに対して■は比較的急激に変動する要因
であり、本発明はこの環境条件の変動によるトナー付着
量の変動時における誤検出を防止するものであり、環境
条件の変動を環境条件検出手段で検出し、前回の環境条
件と濃度の検出信号と今回の環境条件検出信号から予想
される今回の濃度検出信号に対してその実測値が異常の
時に検出不良として判定することによって誤検出を防止
することができ、画質の乱れに対して未然に的確に対処
することができる。なお、■〜■の要因は徐々に変動す
るので、これらの要因による変動に対しては前回と今回
の検出データ間の差が所定以上であれば、検出不良とし
て判定できる。

（実施例） 以下、本発明をフルカラー画像を形成可能な画像形成装
置に適用した一実施例を第１図〜第４図を参照して説明
する。

第１図において、ｌは感光体ドラムであり、２はこの感
光体ドラム１の感光層を均一に帯電するスコロトロンチ
ャージャから成る帯電チャージャ、３は形成画像に基づ
く露光にて静電潜像を形成する露光部、４ａ〜４ｃは静
電潜像をそれぞれのカラートナーにて現像する現像器、
５は現像されたトナー画像を転写材６に転写する転写チ
ャージャであり、感光体ドラムｌの回転方向に順次配設
されている。７は感光体トラムｌへのトナー付着量、即
ち画像濃度を検出するために感光体トラム１上に形成し
た基準パターン（以下、ＡＩＤＣパターンと称する）の
トナー付着量を検出する画像濃度センサである。

帯電チャージャ２のグリッド２ａはグリッド電圧設定手
段８にて感光体ドラムｌの表面電位に対応した所定の電
位に制御され、露光部３ではレーザ９からのレーザ光に
て露光され、各現像器４ａ〜４ｃの現像スリーブは現像
バイアス印加手段１０にて所定の現像バイアスが印加さ
れている。また、これらはグリッド電圧設定手段８、レ
ーザ９及び現像バイアス印加手段１０はＣＰＵＩ　１に
て制御されるそれぞれのドライバ１２．１３．１４にて
駆動されている。

画像濃度センサ７による検出信号はアンプ１５にて増幅
され、Ａ／Ｄ変換器１６にてデジタル信号に変換されて
ＣＰＵＩ　１に入力され、又感光体トラム１の周辺部の
湿度を検出する湿度センサ１７が設けられ、その検出信
号かＡ／Ｄ変換器１８にてデジタル信号に変換されてＣ
ＰＵＩ　１に入力されている。

次に、以上の構成におけるＣＰＵＩ　１によるＡＩＤＣ
（画像濃度）制御を第２図（ａ）、（ｂ）に基づいて具
体数値例を挙げて説明する。まずステートチエツクを行
い（ステップ＃１）、ステート０では、プリントスイッ
チがオンされると（ステップ＃２）、ＡＩＤＣパターン
用にグリッド電圧■、を５００■、現像バイアス■、を
一３００■に設定するとともに、レーザパワーをハーフ
トーン作成のために感光体ドラム１上で０．５ｍＷ／ｃ
ｍ２に設定しくステップ＃３〜５）、ステートを１とし
て（ステップ＃６）リターンする。

ステート１では、感光体ドラム１を回転しくステップ＃
７）、イレーザ及び帯電チャージャ２をオンするととも
に現像モータ及び現像バイアス印加手段１０をオンしく
ステップ＃８．９）、レーザ９にてＡＩＤＣパターンを
露光してこれを現像器４ａ〜４ｃにて現像しくステップ
＃１０．１１）、ステートを２とする（ステンブ＃１２
）。

この時の感光体トラム１の表面電位は一４８０Ｖ、ＡＩ
ＤＣパターンの電位は一２２０■、現像バイアスは一３
００Ｖであり、現像電位とじては１８０■である。

ステート２では、パターン検出用タイマをセントすると
ともに検出回数をチエ、りするカウンタをアップしくス
テップ＃１３）　、パターン検出用タイマが終了するま
で画像濃度センサ７にてＡｔＤＣパターンの画像濃度を
検出しくステップ＃１４．１５）、さらにこの検出動作
を１０回繰り返しくステップ＃１６）　、その検出デー
タを平均化する（ステップ＃１７）。次に、この検出デ
ータをメモリしくステップ＃１８）、ステートを３とし
て（ステップ＃１９）リターンする。

ステート３では、湿度センサ１７のセンサ出力を読み出
す（ステップ＃２０）。この湿度センサ１７の出力特性
を第３図に示す。次に、前回のＡＩＤＣ制御時における
検出湿度に比べて１０％以上変動したか否か（具体的に
は、湿度センサ１′。

の出力特性が０，０５Ｖ／％であるため、０．ε■の出
力変動）を判定しくステップ＃２１．２２）、１０％以
上高い場合にはステートを４に〃定しくステップ＃２３
）、１０％以上低い場合シはステートを５に設定しくス
テップ＃２４）、１０％未満の変動の場合にはステート
を６に設定づる（ステップ＃２５） ステート４．５では、メモリしていた前回ＣＡＩＤＣ制
御時と今回における画像濃度センサ７の検出データを読
み出しくステップ＃２６．３１）、前回と今回の検出デ
ータの変化が湿度変イ）に対して逆方向か否かの判定を
行い（ステップ２７．３２）、逆方向を向いていない場
合にはステートを６に設定しくステップ＃２８．３３）
、連方向を向いている場合はトラブル表示しくステップ
＃２９．３４）、画像形成動作を停止する（ステップ＃
３０．３５）。具体的には、湿度が１０％以上高くなっ
たのに、ＡＩＤＣパターンに対スるトナー付着量が０．
　１ｍｇ／ｃｍ”以上（具体的には、画像濃度センサ７
の出力特性が第４図に示すように０　、　７５　Ｖ　７
ｃｍ２であるため、画像濃度センサ１７の出力が０．７
．５Ｖ以上）低かったり、逆に湿度が１０％以上低くな
ったのに画像濃度センサ１７の出力が０．７５Ｖ以上高
くなった場合には誤検出と判定してトラブル処理を行う
。

ステート６では、画像濃度センサ１７のパターン検出値
に基づいて表１に基づいて現像バイアスＶＢ、グリッド
電圧ＶＧ、γテーブルを選択しくステップ＃３６）、そ
れぞれの切換えを行った後（ステップ＃３７〜３９）、
画像形成動作を行う（ステップ＃４０）。その後、ステ
ートを０にセットして（ステップ＃４１）リターンする
。尚、表１において、画像濃度センサ１７の出力データ
はＯ〜２８の濃度検出レベルに区分され、各レベルに対
応じて現像バイアス■６、グリッド電圧■６の設定値及
びＴテーブルが規定されている。

（以下、余白） 表１ 尚、Ｔテーブルは、中間調画像の画像形成における忠実
度を高めるために、再現すべき読取画像濃度レベルと再
現された画像濃度レベル（発光出カレベル）の非比例的
なＴ特性と呼ばれる階調特性を考慮し、各読取画像濃度
レベルに対する出力発光レベルの補正を行うための階調
補正用テーブルであり、その例を表２に示す。なお、表
２ではγ。とγ２８の場合を示し、他の場合については
省略しである。

（以下、余白） 表２ 上記成像濃度制御の具体例を示すと、前回のＡＩＤＣ！
ＩＪ′４Ｍ時の湿度−ｔ＝７１１７（７）出力が３．０
Ｖ（６０％ＲＨ）、画像濃度センサ７の８力が２゜ＯＶ
　（０、９５ｍｇ／ｃｍ２）であったとして、今回の湿
度センサ出力が３．２Ｖ（６４％ＲＨ）の場合は、湿度
変化が小さいためにそのままステート６に移行して画像
濃度センサ出力に応じて上記のように画像形成条件を設
定して画像形成が行われる。

今回の湿度センサ出力が２．５Ｖ（５０％ＲＨ）で、画
像濃度センサ出力が１．　５Ｖ　（０，９０ｍｇ／ｃｍ
２）の場合は、湿度が１０％以上低下しているのでステ
ート５に移行するが、画像濃度センサ出力も低下してい
るので、ステート６に移行し、同様に画像形成が行われ
る。

一方、今回の湿度センサ出力が２．５Ｖ（５０％ＲＨ）
で、画像濃度センサ出力が３．　５Ｖ　（１゜５＋ｎｇ
／ｃｍ”　）の場合には、逆方向に０．７５Ｖ以上変化
したため、トラブル表示して画像形成動作が停止する。

（発明の効果） 本発明の画像形成装置によれば、以上の説明から明らか
なように、環境条件の変動を環境条件検出手段で検出し
、前回の環境条件及び濃度の検出信号と今回の環境条件
検出信号から予想される今回の濃度検出信号に対してそ
の実測値が異常の時に検出不良として判定することによ
って誤検出を防止することができ、画質の乱れに対して
未然に的確に対処することができるという効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は要
部の概略構成図、第２図（ａ）、（ｂ）はＡＩＤＣ制御
のフローチャート、第３図は湿度センサの出力特性図、
第４図は画像濃度センサ出力とトナー付着量の関係を示
す特性図、第５図は画像濃度センサの出力特性図、第６
図は感光体ドラムに対する露光量とその表面電位の関係
を示す特性図である。 −・・・・−・・・感光体ドラム 画像濃度センサ グリッド電圧設定手段 現像バイアス設定手段 ・・−・・・・ＣＰＵ １−・−・−・−−−−・ ７・・・−・・−・・・ ８−−−−−−−−一・−・ １０・・−・・ １　１−−−−−−・・・・・− ■ 湿度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光体上に形成された基準パターンの濃度を検出
   し、その濃度検出信号に応じて現像条件を変化させるよ
   うにした画像濃度制御方式の画像形成装置において、 環境条件を検出する手段と、 前回の濃度検出信号と環境条件検出信号を 記憶する手段と、 記憶された前回の検出信号と今回の環境条 件検出信号から予想される今回の濃度検出信号に比して
   その実測値が異常の時に検出不良として判定する手段と
   を設けた ことを特徴とする画像形成装置。