JPH04251875A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平均粒径が異なるカラ
ートナーと黒トナーを収容した複数の現像器を具備し、
各現像器の交換により黒および単色カラー画像を形成す
ることができる複写機等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、現像器が１個所にしか装着できな
い複写機は、モノクロで画像が形成されていた。しかし
、近年、図面やイラストなどにカラーに対する需要が高
まり、現像器を１つしか使用できない装置であつても、
現像器を交換可能にして、所望の色の出力画像が得られ
る画像形成装置が提案され、かつ実用化されている。ま
た、最近では、上述したような画像形成装置において、
交換可能な現像器のトナー色を検知し、その検知出力に
より現像バイアス条件を適宜制御することにより、各ト
ナー色において最適な画像を得る手段が、例えば、特開
昭６０−２０９７７０号によつて提案されている。さら
に、複写機等の画像形成装置においては、トナーの平均
粒径を小さくして画質の向上を図るようにしているが、
各色のトナーの粒径が違うため、同じ条件で画像を現像
したのでは、一つの現像器を用いたときに良質の画像が
得られたとしても、別の現像器を用いたときに不良の画
像が得られるので、トナーの色に応じて現像バイアス電
圧を変えて画質を均一化する手段も特開昭６３−１８８
０５６号として提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カラー
で、粒径の違う現像剤は、帯電特性などが異なり、同じ
現像条件で現像しても良好な画像が得られないことがあ
る。すなわち、黒の現像器には小粒径の現像剤（４〜９
μｍ）を使用しており、またカラー現像器の現像剤には
平均粒径（１０〜１５μｍ）のトナーを使用しているよ
うなとき、使用する現像剤の成分、粒径によつて、現像
剤の重量比電荷量（以下Ｑ／Ｍ）が変化する。そのため
、現像する際に同じ現像ポテンシヤルに設定すると、画
像濃度に差が生じてしまう。

【０００４】また、粒径が違うトナーを用いて現像する
と、１ドツト再現性、単位面積当たりのトナー付着量が
異なつて、現像の際のγ条件が異なつてくる。例えば、
現像の際のγ条件は、黒小粒径のトナー（４〜９μｍ）
を用いた場合とカラー通常粒径のトナー（１０〜１５μ
ｍ）を用いた場合とを比べると図８に示すように異なつ
ている。そのため、黒またはカラーの同じ画像濃度を得
ようとすると、違つた電位条件を設定することが必要と
なる。さらに、カラーコピーをとるときには絵柄や図が
多いこと、黒小粒径とカラー普通粒径のトナーを用いた
ときは１ドツト再現性が違うことから、デイザパターン
の同じものを用いたとしても要求品質に見合つた画像が
得られるとは限らないことになる。本発明は、このよう
な背景に基づいて考案されたものであり、粒径の異なる
現像剤を用いても常に品質の安定した画像を得ることが
できる画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のために
、本発明は、電子写真方式を利用し、色および粒径の異
なるトナーを現像器の交換により使用できるように構成
された画像形成装置において、使用される現像器のトナ
ーの種類を検知する検知手段と、各トナーの種類に応じ
て各トナーに最適な画像形成条件を設定する制御手段と
からなる第１の手段を備える。また上記目的の達成のた
めに本発明は、電子写真方式を利用し、色および粒径の
異なるトナーを現像器の交換により使用できるように構
成された画像形成装置において、使用される現像器のト
ナーの種類を検知する検知手段と、画像形成信号に対応
した光量のレーザビームを感光体上に照射する照射手段
と、検知したトナーの種類に応じて照射するレーザビー
ム光量の発光条件を変更する制御手段とからなる第２の
手段を備える。さらに上記目的の達成のために、本発明
は、電子写真方式を利用し、色および粒径の異なるトナ
ーを現像器の交換により使用できるように構成された画
像形成装置において、使用される現像器のトナーの種類
を検知する検知手段と、画像形成信号に対応した光量の
レーザビームを感光体上に照射する照射手段と、検知し
たトナーの種類に応じて照射する書き込みのデイザパタ
ーンを変更する制御手段とからなる第３の手段を備える
。

【０００６】

【作用】第１の手段によれば、粒径、色の違うトナーを
収容している現像器を交換したときに、使用される現像
器の現像剤の種類を検知し、その検知結果によつて、画
像形成に係わる条件、特に、潜像条件、現像バイアスを
トナーに適合した最適条件に変更する。第２の手段によ
れば、第１の手段における画像形成に係わる条件として
、レーザビームの光量をトナーの種類に適合した発光条
件に変更する。第３の手段によれば、第１の手段におけ
る画像形成に係わる条件として、書き込みのデイザパタ
ーンをトナーの種類に適合した最適条件に変更する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明に係る画像形成装置としての複写機の
一実施例の構成図である。本実施例では、像担持体とし
てマイナス帯電有機感光体を使用し、現像剤としてマイ
ナス帯電トナーを含有する２成分現像剤を使用する反転
現像システムを利用している。図１において、１は表面
に潜像を作る感光体であり、スコロトロン方式の帯電器
２により感光体１上を均一に帯電させる。帯電器２のグ
リツドには所要電圧が供給され、感光体１上の電位を制
御できるようになつている。３は露光光線で、感光体１
上に潜像を書き込む。書き込まれた潜像は、現像器４の
現像ローラ５上の現像剤により顕像化される。現像器４
は交換できるように構成されている。現像ローラ５に印
加される現像バイアス電圧は可変である。感光体１上に
顕像化されたトナー像は、転写前除電器６で除電された
後、転写チヤージヤ７により転写紙１４に転写され、分
離装置８により転写紙１４は感光体１から分離される。 転写紙１４は図示してない定着装置に送られ、そこでト
ナーが定着される。感光体１上に残つたトナーおよび電
荷は、クリーニングブラシ９およびブレード１０により
清掃され、次のコピーサイクルに備える。また残つた電
荷はクエンチングランプ１１により除電される。その他
の感光体１周りの構成について説明すると、１２はレー
ザダイオード、１３は電圧制御可能な高圧電源、１５は
入力されたデータの処理及び演算を行うマイクロプロセ
ツサ、１６はポリゴンミラーである。

【０００８】上記構成の画像形成装置において、現像器
４は交換できるように構成されており、色、および粒径
の異なつた現像剤を収容した現像器４を交換することに
より、色の変わつたコピーを実現できる。本実施例は、
現像器収容部の所定の位置に現像器４がセツトされ、現
像器４に取り付けてあるカラー検知センサ１７のオン、
オフにより、現像剤の種類が識別される。この場合、カ
ラー検知センサ１７は、図２に示すように、遮蔽板形式
の２連のフオトセンサからなるフオトインタラプタで構
成されている。そして、どの色のトナーがセツトされて
いるかの判別は、図３に示すような分け方になつており
、判別出力はオン、オフの２ビツトの信号としてマイク
ロプロセツサ１５に送られる。図５は本実施例に係る制
御動作を示すフローチヤート、図６はマイクロプロセツ
サ１５に関連した制御ブロツク図である。図６において
、１８はマイクロプロセツサ１５内のメイン制御板、１
９はＤＣ／ＤＣコンバータである。カラー検知センサ１
７から図３に示すような２ビツト信号をメイン制御板１
８が受けると、メイン制御板１８から指令信号がＤＣ／
ＤＣコンバータ１９を介して帯電器２及び現像ローラ５
に出力される。以下、その制御動作を図５に基づいて説
明する。小粒径の黒トナーを用いた場合（Ｓ１でＹ）、
小粒径であることから面積に対するトナーの空隙量は、
普通の粒径よりも少なく（詰まり具合が多い）、少ない
トナー量で必要な濃度の画像が得られる。この黒トナー
の最適条件は、トナー濃度を１．５％〜２．５％に制御
し、帯電量が１７μｃ／ｇ前後に制御したときである。 この制御条件において帯電電位を−８５０Ｖ、露光部の
電位を−１００Ｖ、現像のバイアスを−６００Ｖに設定
し（Ｓ２、Ｓ３）て現像を行うことにより、良好な画像
を得ることができた。一方、現像器４を交換したとき、
その内容が通常粒径の赤トナーであつた場合（Ｓ４でＹ
）は、現像剤の帯電特性が黒トナーのものと違うため、
トナー濃度を２．５％〜３．５％に制御してもＱ／Ｍが
２８μｃ／ｇ位に高くなつてしまい、上記黒トナーの制
御条件を用いて現像すると、画像濃度が薄くなつてしま
う。そこで、露光部の電位を−１００Ｖにし、現像バイ
アス電圧を−７００Ｖにする（Ｓ５）と、良好な濃度の
画像を得ることができた。しかし、現像バイアス電圧を
上げたことにより、帯電電位との電位差が小さくなつて
地肌部にトナーがつく、いわゆる地汚れの余裕度がなく
なるため、帯電電位を−９５０Ｖに変更する（Ｓ６）。 帯電電位を変更するにはグリツド電圧を変化させればよ
い。トナー濃度をさらに高くすることによつても画像濃
度の高い画像は得られるが、副作用として、トナー飛散
、現像剤こぼれなどが起こるので、トナー濃度は上記の
範囲内に制御するのが好ましい。

【０００９】次に、現像器４を変更したとき、その内容
が青、緑トナーであつた場合（Ｓ７でＹ、Ｓ１０でＹ）
について説明する。通常粒径の青、緑トナーの帯電特性
は赤トナーに比べてＱ／Ｍが低い２２％前後であるので
、トナー濃度は２．５％〜３．５％に制御するのが適当
である。この場合、現像バイアス電圧は−６５０Ｖに設
定する（Ｓ８、Ｓ１１）。このとき、帯電電位を−９０
０Ｖに設定する（Ｓ９、Ｓ１２）ことにより、地汚れも
なく適切な濃度の画像を得ることができた。なお図４は
、上述した制御条件を示すものである。本実施例では、
緑、青トナーは同条件に設定しているが、現像剤の特性
が異なるものであれば違う条件に設定してもよい。 図７は、レーザダイオード１２を含む画像の書き込み系
を示す斜視図である。１は感光体、１２はレーザダイオ
ード、１６はポリゴンミラー、２０は集光ミラー、２１
はシリンドリカルレンズ、２２はｆθレンズ、２３は反
射ミラー、２４は書き出し位置を一定にするための光検
知器である。上記構成において、レーザダイオード１２
から出射されたレーザビームは、集光レンズ２０におい
て平行ビームになり、この平行ビームはシリンドリカル
レンズ２１によりポリゴンミラー１６上に線状に集光さ
れる。ポリゴンミラー１６で反射されたビームはｆθレ
ンズ２２を通り、さらにミラー２３で反射されて感光体
１上に結像させられ、さらにポリゴンミラー１６の回転
により感光体１上を走査する。

【００１０】ここで、レーザビームの露光条件を、検知
したトナー（現像剤と同義）の種類に応じて変化させる
場合の例について説明する。ここではレーザ発光時間を
多値パルス幅変調によつて変化させる方法を用いている
。多値パルス幅変調方式は、画像処理部より階調信号が
入力されると、予め用意された階調に対応する発光時間
に応じてレーザダイオード１２からレーザビームが出射
されるようにしたものである。また交換によつて変わる
現像器４内の現像剤の種類は前述のカラー検知センサ１
７によつて検知される。図８は小粒径の黒トナーと普通
粒径のカラートナーのγカーブを示したもので、図９は
露光のデユーテイと電位の関係を示したものである。 これらトナー間ではγカーブが違うため、同じ画像濃度
を得るのに必要な電位が異なり、その電位を得る露光デ
ユーテイも異なつている。同一原稿に対して同じ画像品
質を得るためには、使用する現像剤の種類によつて読み
取りレベルに対する露光デユーテイを図１０のように変
えるようにする。ＩＰＵ３３にある画像処理パルス幅設
定部では、図３に示すようにカラー検知信号の２つのオ
フにより、現像剤が黒であると判断された場合には図１
０に示す関係からｄ１　　　　ｄ４の露光デユーテイに
なり、また、上記検知信号にオンが一つ以上あつて、ブ
ルーかレツドかグリーンと判断された場合はｄ１′　　
　　ｄ４′の露光のデユーテイを選択する。図１５は、
本実施例における画像信号の流れを示す構成ブロツク図
である。本実施例では画像読み取りにＣＣＤ３０を用い
、画像から得られた主走査方向の反射光を光電変換し、
変換後の電気信号はＡ／Ｄ変換部３１でＡ／Ｄ変換され
、さらにシエーデイング補正部３２でシエーデイング補
正が行われ、６ビツト（６４階調）のデジタル信号とし
てＩＰＵ３３に送られる。送られた画像信号は画像処理
部において画像処理されて、図１０に示すような読み取
りレベルに応じた区分けが行われ、原稿の濃度を示す階
調信号が得られる。カラー検知センサ１７により現像器
４のトナーの種類を検知した信号は、パルス幅設定回路
３４に供給される。パルス幅設定回路３４は検知された
現像剤の種類に応じてパルス幅の設定値を変更して、前
述のようなパルス幅信号を発生し、階調信号ごとにレベ
ル選択された多値パルスがＬＤ駆動回路３５を介して、
ＬＤ（レーザダイオード）１２を駆動する。上記説明で
は４階調のパルス幅信号を得る例について述べたが、パ
ルス幅設定回路３４のビツト数を増加させて階調数を増
やしても、同様に露光デユーテイを変えることによつて
現像剤の種類に適合したγ特性を得ることができる。ま
た、本実施例では、カラーとして１種類のデユーテイし
か選べない例を示したが、カラー１種類ごとにそれぞれ
デユーテイを変えて異なつた階調レベルを設定してもよ
い。 さらに、本発明は、レーザのパワー変調方式によつて階
調レベルを設定するものにも適用できるものである。

【００１１】次に、レーザビーム書き込みのデイザパタ
ーンを、検知したトナーの種類によつて変化させる場合
の例について説明する。本例は４００ｄｐｉの２値での
露光を用いている。まず、デイザパターン法は、一般に
、ｎ×ｎのマトリクスの中に、一定の規則に従つてスレ
ツシユホールドレベルを配置したデイザマトリクスを用
い、入力画素レベルをスレツシユホールドレベルと比較
して画像濃度を２値化し、目の錯覚を利用したハーフト
ーン表現を行つている。すなわち、入力画像の画素レベ
ル≧対応するスレツシユホールドレベルのときは、レー
ザが発光されて画素が黒になり、入力画像の画素レベル
＜対応するスレツシユホールドレベルのときは、ＬＤ１
２は発光せずに画素は白となる。実際にはマトリクスの
一辺は、４００ｄｐｉ，４×４の場合約０．２５ｍｍと
非常に短いため、黒部の数に応じて濃さの変化した灰色
に見える。一方、交換によつて変わる現像器４内の現像
剤の種類は、前述のように前記カラー検知センサ１７に
よつて検知される。図１６は本例の画像信号の流れを示
す構成ブロツク図である。図１５と異なる部分のみにつ
いて説明すると、現像器４のトナーの種類を検知した信
号はデイザパターン設定部３６に送られる。そこで、検
知された現像剤の種類が黒と判断されたときは、図１１
に示すようなデイザパターンを使用し、一方それがカラ
ーと判断されたときは図１２に示すようなデイザマトリ
クスを使用して画像を形成する。すなわち、原稿の画像
濃度データとして、６というレベルであつたときに、黒
小粒径のトナーのときは図１３に示すようなドツトが打
たれ、カラー普通粒径のトナーのときは図１４に示すよ
うなドツトが打たれて画像が形成されることになる。 このようにトナーの色に応じたデイザパターンが選択さ
れ、階調信号ごとにＬＤ発光信号がＬＤ駆動回路３５を
介してＬＤ１２を駆動する。本例は４×４のマトリクス
として説明したが、マトリクスの大きさが違つても、ま
た、黒小粒径とカラー普通粒径との間でマトリクスの大
きさが違つてもよく、デイザの配置が違つても差し支え
ない。さらに、本例ではカラーとして１種類のデイザパ
ターンしか選べなかつたが、カラーの種類ごとにデイザ
パターンを変更するようにしてもよい。

【００１２】

【発明の効果】請求項１および２記載の発明によれば、
粒径の違う黒トナー、各色のカラートナーに対してそれ
ぞれ潜像電位条件及び現像バイアス電圧条件が最適にな
るように制御しているので、いずれの場合にも良好な画
像を得ることができる。請求項３記載の発明によれば、
粒径の違う黒トナー、各色のカラートナーに対して、最
適なγ条件を設定しているので、いずれの場合にも最適
な画像を得ることができる。請求項４記載の発明によれ
ば、粒径の違う黒トナー、各色のカラートナーに対して
、最適なデイザパターンを設定しているので、いずれの
場合にも最適な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す構
成図である。

【図２】カラー検知センサを示す図である。

【図３】カラー検知センサにおける２ビツトデータの内
容を示す図である。

【図４】各種の現像剤と各画像形成条件との関係を示す
図である。

【図５】実施例に係る制御フローチヤートである。

【図６】実施例に係る制御系の構成ブロツク図である。

【図７】レーザビーム書き込み系を示す斜視図である。

【図８】電位差と画像濃度との関係を示す特性図である
。

【図９】露光デユーテイと電位との関係を示す特性図で
ある。

【図１０】実施例における読み取りレベルと露光デユー
テイとの関係を示す図である。

【図１１】黒小粒径トナー用のデイザパターンを示す図
である。

【図１２】カラートナー用のデイザパターンを示す図で
ある。

【図１３】図１１に対応するドツトパターン構成図であ
る。

【図１４】図１２に対応するドツトパターン構成図であ
る。

【図１５】実施例に係るレーザダイオード制御系の構成
ブロツク図である。

【図１６】他の実施例に係るレーザダイオード制御系の
構成ブロツク図である。

【符号の説明】

１　　感光体 ２　　帯電器 ３　　露光手段 ４　　現像器 ５　　現像ローラ １２　　レーザダイオード １５　　マイクロプロセツサ １７　　カラー検知センサ １８　　メイン制御板 ３３　　ＩＰＵ ３４　　画像処理パルス幅設定部 ３６　　デイザパターン設定部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電子写真方式を利用し、色および粒径
   の異なるトナーを現像器の交換により使用できるように
   構成された画像形成装置において、使用される現像器の
   トナーの種類を検知する検知手段と、各トナーの種類に
   応じて各トナーに最適な画像形成条件を設定する制御手
   段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の画像形成条件は、感光
   体上の潜像電位条件および現像バイアス条件であること
   を特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】　　電子写真方式を利用し、色および粒径
   の異なるトナーを現像器の交換により使用できるように
   構成された画像形成装置において、使用される現像器の
   トナーの種類を検知する検知手段と、画像形成信号に対
   応した光量のレーザビームを感光体上に照射する照射手
   段と、検知したトナーの種類に応じて照射するレーザビ
   ーム光量の発光条件を変更する制御手段とを備えたこと
   を特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】　　電子写真方式を利用し、色および粒径
   の異なるトナーを現像器の交換により使用できるように
   構成された画像形成装置において、使用される現像器の
   トナーの種類を検知する検知手段と、画像形成信号に対
   応した光量のレーザビームを感光体上に照射する照射手
   段と、検知したトナーの種類に応じて照射する書き込み
   のデイザパターンを変更する制御手段とを備えたことを
   特徴とする画像形成装置。