JPH05113739A

JPH05113739A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05113739A
Application number: JP3076826A
Authority: JP
Inventors: Nobuatsu Sasanuma; 信篤笹沼; Yasuo Nami; 泰夫浪; Hisashi Fukushima; 久史福島; Haruhiko Moriguchi; 晴彦森口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1993-05-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】定着装置の耐久的な使用限界を把握すること
により、定着性を維持し、定着装置構成部材の適時な保
守時期を知ることのできる画像形成装置を提供する。【構成】定着ローラ１又は像支持材１０上の画像の光
の反射率を検知する光源６、光センサ７を備える。この
反射率の状態により定着ローラの状態によりその使用限
界を知り、定着装置を含めた各装置の状態にかかわらず
濃度補正を適正とできるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方法、複写機
およびプリンター等の画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真を応用した画像形成装置
例えばプリンタは図８に示す如くアルミニウム等の導電
性シリンダ上面に感光層を設けた感光ドラム２１を矢印
方向に回転しコロナ帯電器２２によって均一に帯電し、
画像信号をレーザダイオード２３に与え且つ高速モータ
２４で回転されたポリゴンミラー２５、レンズ２６、折
返しミラー２７の組合せた露光装置によって感光ドラム
２１上に画像露光を行ない静電潜像を形成する。尚、電
子写真複写機では原稿台上にセットした原稿を照射して
走査する走査光学装置により、感光ドラム２１上に露光
する点が上記と異なる。この感光ドラム２１上の静電潜
像は、２成分現像法、カスケード現像法、ジャンピング
現像法或はタッチダウン法等公知の現像手段２８によっ
て着色荷電粒子（以下トナーと呼ぶ）を付着させる。こ
れをペーパカセット２９内の像支持材の転写材１０をピ
ックアップローラ３１によって給送し、タイミングロー
ラ３２によって前述の感光ドラム２１上の画像と転写材
１０の位置が一致する様に制御し、搬送する。これを転
写コロナ帯電器３３によって感光ドラム２１上のトナー
像を転写材１０上に転写し、この転写材１０は搬送ベル
ト駆動ローラ３４によって移送される搬送ベルト３５に
よって搬送され定着ローラ１と加圧ローラ２を組合せた
加熱定着装置Ｂによって転写材１０上に定着され、排紙
トレイ３６上に排出される。

【０００３】一方感光ドラム２１上の転写残トナーはゴ
ムブレードやファーブラシ等で構成されたクリーニング
装置３７によって除去され再度画像形成される。

【０００４】従来、定着ローラ１は傷、オフセット、表
面劣化、シリコンオイル保持量を検知する手段がなく出
力画像の画質劣化状態から判断して定着ローラ１の交換
を行なったり、製造者が指定した複写枚数毎に、定着ロ
ーラの交換をしている。

【０００５】また、長期的にはコロナ帯電器２２，３３
等の部材汚れ、構成部材の耐久劣化によって、短期的に
は、使用している温湿度変化により、現像特性の変化が
起こり、出力画像の濃度変動が起こっている。

【０００６】これらの濃度変動は使用者が出力画像を見
て、濃度補正手段を手動操作により調整している。或
は、原稿濃度検知手段を備えて、適正な濃度の出力画像
を得るように自動濃度調整が行なわれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら定着ロー
ラについては上記従来例では、転写材上のトナーが定着
ローラに付着するトナーオフセット状態による画質の劣
化が判明してからサービスマンを呼ぶのでは使用者の業
務に支障をきたす。

【０００８】画質劣化を承知で、さらに、使用を続けた
場合、ローラへの転写材の巻きつき、定着ローラの表面
を清掃し、トナーオフセットを防止するクリーニングウ
ェブ等の汚れが著しくなって、定着ローラの清掃が不充
分となり、定着装置の清掃等が必要になる。

【０００９】また、定着ローラの寿命は使い方によって
変わるので製造者の指定した複写枚数での交換によって
まだ使用できる定着ローラであっても交換してしまう。
従来は手動濃度調整では原稿濃度をみて適正濃度とする
には複数枚の複写を待つ必要が多く、又濃度変動につい
ては、機内環境だけでなく転写紙の含有する水分によつ
ても現像剤のトナー濃度変動によつても変動し、定着終
了後の画像濃度変動を抑えることは困難である。又、自
動濃度調整装置は画像入力側での画信号又は原稿濃度に
基づいているため、定着装置を含めて画像形成装置内各
装置の部材例えばコロナ帯電器の帯電後の汚れ等による
濃度変化には対応できず、出力画像濃度が短期的或は長
期的に変動する。

【００１０】本発明は、出力画像に基づく濃度補正を加
えることにより、より適切な濃度の維持を可能とし、
又、定着装置の耐久的な使用限界を把握することによ
り、定着性を維持し、定着装置構成部材の適時な保守時
期を知ることのできる画像形成装置を提供することを目
的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、定着装
置に光源と光センサを備え、光源と光センサが定着ロー
ラ表面へ向けることにより、測定反射率から、定着ロー
ラ表面の傷、オフセット、表面劣化、オイル保持量を検
知して、定着ローラの交換時期を、判断することができ
る。又、光源と光センサが、特定パターン画像が、定着
処理された直後に、その濃度を測定し、その測定濃度に
応じて、濃度補正手段により補正することにより、濃度
変動を抑えるようにできる。これによって、定着ローラ
表面状態に基づく画像劣化のみでなく、未定着画像を形
成する画像形成部における要因に基づく濃度変化に対応
できる。

【００１２】かかる本発明の第１発明は定着装置の定着
ローラ表面又はローラ対の出口側に送られた像支持材の
画像面を照射する光源及び該光源により照射された定着
ローラ表面又は像支持材上の前記画像面の反射光を受光
する光センサを備え、該光センサの信号により定着ロー
ラの表面又は像支持材上の前記画像からの反射率を演算
する制御装置を備えた画像形成装置である。

【００１３】かかる本発明の第２の発明は制御装置は濃
度補正手段を具備し、定着装置のローラ対の出口側に送
られた像支持材上の画像からの反射光を受光した光セン
サの信号により、濃度補正を行なうことを特徴とした第
１の発明に記載の画像形成装置である。

【００１４】かかる本発明の第３の発明は１つの光源
が、定着ローラと、定着装置のローラ対の出口側に送ら
れた像支持材を選択的に照射し、１つの光センサが定着
装置又は前記像支持材からの反射光を選択的に受光可能
としたことを特徴とする第１の発明に記載の画像形成装
置である。

【００１５】

【実施例１】図１は本発明の実施例１に従う定着装置の
構成を示したものである。

【００１６】定着ローラ１は４ｍｍ厚のアルミニウムの
芯金管の上にシリコーンゴムを２ｍｍ被覆しており、管
の中心にハロゲンヒータ３を配置している。

【００１７】加圧ローラ２は４ｍｍ厚のアルミニウムの
芯金管上にシリコーンゴム１ｍｍ被覆し、その表面をフ
ッ素樹脂被覆をしている。

【００１８】定着ローラ１側には、定着ローラ１の表面
を清掃するための巻きとり式のクリーニングウェブ４
と、定着ローラ１にトナーを付着させないための、シリ
コーンオイル塗布部材５が接触している。

【００１９】さらに、定着ローラ１の表面を照射する光
源６および該光源６から照射された光が定着ローラ１の
表面で反射した光を受光する光センサ７が定着ローラ１
の表面の反射率を測定するように配置されている。光セ
ンサ７が捕捉した光の強さは制御装置１１に送られ、制
御装置１１は反射率を演算し、予かじめ記憶してある反
射率以下になると信号を発する。

【００２０】図２に出力画像枚数による定着ローラ１の
表面の反射率の変化の一例を示す。

【００２１】この線図によると２００００枚画像を出力
したあたりから、反射率が加速度的に、落ちてきている
が、これはトナーが像支持材の転写紙１０上に付着すべ
きなのに、定着ローラ１上に付着してしまうトナーオフ
セットによるものである。

【００２２】一度定着ローラ１上に強く付着してしまっ
たトナーはクリーニングウェブ４でかき落とすことが難
かしく、さらに、付着したトナーの回りに、トナーがオ
フセットしてきて、急激に定着性能が悪化する。

【００２３】本実施例では、反射率が２０％になったと
ころで操作パネル上にトナーオフセット危険メッセージ
と、定着ローラ１の交換要請メッセージを表示させるこ
とにより、定着ローラ１の交換を適切な時期にできるよ
うになった。

【００２４】図３には、定着ローラ１の回転中の定着ロ
ーラ１の表面の反射率の変動の一例を示す。

【００２５】このグラフによると、定着ローラ１の１回
転中に大きな反射率低下が１ケ所あるが、こういった現
象は定着ローラ１の表面に大きな亀裂があったり、部分
的なオフセットがあったりして、形成画像上にスジムラ
や部分的濃度変化といった致命的な画質劣化をひき起こ
す。

【００２６】本実施例では制御装置１１が定着ローラ１
の１周中の反射率の変動幅が１０％以上になった時点で
定着ローラ１のチェック要請のメッセージを不図示の表
示手段に表示させるようにすることにより画質劣化の原
因追求と定着ローラ１の適切な交換時期を決定できるよ
うになった。

【００２７】

【実施例２】図４は本発明の実施例２に従う定着装置の
構成を示したものである。

【００２８】定着ローラ１、加圧ローラ２、ハロゲンヒ
ータ３、クリーニングウェブ４、オイル塗布部材５は実
施例１と同じ材質、構成となっている。

【００２９】光源４１と光センサ４２は定着ローラ１、
加圧ローラ２の出口側において定着処理直後の転写材１
０の画像１２の濃度を測定できる方向へ配置している。

【００３０】また、画像濃度を精度よく測定するため
に、機外の光が入ってこないように、排紙ローラ８回り
に遮光板９を設置した。

【００３１】本実施例ではプリンタ部のエンジンとし
て、デジタル方式でレーザー走査露光により感光ドラム
２１上に潜像を形成し、現像し、転写材１０上に転写さ
せ、定着する図８のものを使用した。

【００３２】さらにこのエンジンは、画像の濃度信号を
パルス幅変調させて処理することにより、面積変調方式
で、階調性を表現できる。

【００３３】図９は本実施例による階調画像を得る画像
信号処理回路を示す。

【００３４】画像の輝度信号がＣＣＤ９１で得られ、輝
度信号はＡ／Ｄ変換回路９２によってデジタルの輝度信
号に変換される。

【００３５】得られた輝度信号は個々のＣＣＤ素子の感
度バラツキがシェーディング回路９３により修正され、
修正された輝度信号は、初期設定時のプリンタのγ特性
が原画像濃度と出力画像が一致するように、ＬＵＴ９５
にて変換される。

【００３６】図１０に階調が再現される様子を４限チャ
ートで示す。

【００３７】第Ｉ象限は、原稿濃度を濃度信号に変換す
るリーダ特性を示し、第II象限は濃度信号をレーザ出力
信号に変換するためのＬＵＴ９５を示し、第III 象限は
レーザ出力信号から出力濃度に変換するプリンタ特性を
示し、第IV象限は原稿濃度から出力濃度の関係を示すこ
の画像形成装置のトータルの階調特性を示している。

【００３８】階調数は８ｂｉｔのデジタル信号で処理し
ているので、２５６階調である。

【００３９】この画像形成装置では、第IV象限の階調特
性をリニアにするために、第III 象限のプリンタ特性が
曲っている分を第IV象限のＬＵＴ９５によって補正して
いる。

【００４０】ＬＵＴ９５は後に述べる演算結果により生
成される。

【００４１】ＬＵＴ９５にて変換された後、パルス幅変
換回路９７により信号がドット幅に対応した信号に変換
され、レーザドライバ９８に送られる。そして、レーザ
走査により感光体ドラム２１上にはドット面積変化によ
る階調特性を有する潜像が形成され、現像、転写、定着
という過程をへて階調画像が得られる。

【００４２】そしてさらにあらかじめ図５のＣ線のよう
に画像濃度レベルと、濃度の関係を設定しておき、濃度
レベルを数段変えて、濃度パッチを出力するというテス
トパターンジェネレーター９６を内蔵させている。本実
施例では濃度信号レベルを、８ビットすなわち２５６階
調で分割し、００^H，４０^H，８０^H，ＣＯ^H，ＦＦ^H の５
つのレベルにつき、定着装置内の光源４１と光センサ４
２で、確実に、濃度が測定できる位置にパッチ画像を形
成させて、定着処理直後パッチ画像が光センサ４２の前
を横切るタイミングを合わせて濃度測定する。

【００４３】もし、測定濃度が図５のＡ線の様に設定し
た濃度よりも高かった場合、図６のＡ′線の様な補正テ
ーブルＬＵＴを設定濃度との差分から計算して作りこれ
を用い階調補正することにより、図５のＣ線である設定
の階調特性に直すことができる。

【００４４】もし、測定濃度が図５のＢ線の様に設定濃
度よりも低かった場合図６のＢ′線の様な補正テーブル
ＬＵＴを設定濃度との差分から計算して作り、これを用
いて階調補正する。

【００４５】本実施例では補正テーブルＬＵＴにより濃
度補正および、階調補正を行なったが、コントラスト電
位、現像電位等による補正であってもよいし、これらの
組み合わせであってもよい。

【００４６】さらには、アナログ露光方式の電子写真複
写機においては、既知の濃度パッチで構成されているパ
ターンを原稿台にのせ、光センサで濃度パッチを測定す
ることにより、オリジナルの濃度と測定濃度の差に応じ
て、原稿を照らす光量や現像バイアス等の濃度補正、階
調補正を行なうことで複写濃度再現特性を向上させるこ
とができる。

【００４７】

【実施例３】「実施例１」「実施例２」は併せて設ける
ことができる。即ち、定着ローラ１に向いた光源６、及
び光センサ７及び定着ローラ１、加圧ローラ２の出力側
へ現われた転写材１０に向いた光源４１、光センサ４２
を共に設けることができる。然し乍ら、光源、光センサ
が夫々２個必要であるという無駄がある。

【００４８】図７に実施例３に従う定着装置の構成を示
す。本実施例は軸承された軸７３に固定された円板７４
を９０度揺動可能としておき１つの光源７１と１つの光
センサ７２を円板７４に固定してある。定着ローラ１の
表面の情報を得たい時は円板７４を回転して定着ローラ
１の表面方向に光源７１と光センサ７２を向ける。

【００４９】一方、プリンタ特性の補正を行ないたい時
は、円板７４を回転して定着直後の転写材１０上の画像
１２の方向に光源７１と光センサ７２を向けることによ
り、コスト的に高い光源７１および、光センサ７２の部
品点数を少なくできた。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、定着装置に光源と
光センサを少なくとも１つ以上設置して、その測定方向
を定着ローラ表面に向けた場合、定着ローラの表面状態
を検知することができ、また、濃度補正手段を持ち特定
パターン画像の定着直後の画像の方向へ向けた場合、そ
の濃度を検知し濃度補正ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１による定着装置の正面図である。

【図２】複写枚数による反射率変化を示す線図である。

【図３】定着ローラ回転時の反射率変化を示す線図であ
る。

【図４】実施例２による定着装置の正面図である。

【図５】濃度レベルと濃度の関係を示す線図である。

【図６】補正テーブル（ＬＵＴ）を示す線図である。

【図７】実施例３による定着装置の正面図である。

【図８】プリンタの正面図である。

【図９】本実施例の画像形成ブロック図である。

【図１０】本実施例の画像形成装置における階調再現４
限チャート図である。

【符号の説明】

１・・定着ローラ２・・加圧ローラ３・・ハロゲン
ヒータ４・・クリーニングウェブ５・・オイル塗布
部材６・・光源７・・光センサ４１・・光源４
２・・光センサ７１・・光源７２・・光センサ９
１・・ＣＣＤ９２・・Ａ／Ｄ変換回路９３・・シェーディング回路
９４・・ＬＯＧ変換回路９５・・ＬＵＴ回路９６
・・パターンジェネレータ回路９７・・パルス幅変換
回路９８・・ＬＤドライバー回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/08 １１５ 9222−2Ｈ 15/20 １０２ (72)発明者森口晴彦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定着装置の定着ローラ表面又はローラ対
の出口側に送られた像支持材の画像面を照射する光源及
び該光源により照射された定着ローラ表面又は像支持材
上の前記画像面の反射光を受光する光センサを備え、該
光センサの信号により定着ローラの表面又は像支持材上
の前記画像からの反射率を演算する制御装置を備えた画
像形成装置。
【請求項２】制御装置は濃度補正手段を具備し、定着
装置のローラ対の出口側に送られた像支持材上の画像か
らの反射光を受光した光センサの信号により、濃度補正
を行なうことを特徴とした請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項３】１つの光源が、定着ローラと、定着装置
のローラ対の出口側に送られた像支持材を選択的に照射
し、１つの光センサが定着装置又は前記像支持材からの
反射光を選択的に受光可能としたことを特徴とする請求
項１に記載の画像形成装置。