JPH0545721U - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像濃度検出センサの汚れに基づく画像濃度
不均一発生を防止し、さらには現像装置の交換に際して
面倒な設定を不要にした画像形成装置を提供すること。 【構成】 着脱可能な現像装置と、感光体に基準パター
ントナー像を形成する手段と、感光体表面の基準パター
ントナー像の濃度を検出する手段と、現像装置の交換の
有無を検知する手段と、現像装置が交換された際に画像
形成条件を変更すると共に基準パターントナー像の濃度
を検出する手段の各設定パラメ−タを最適値に設定する
手段とを備える。また、現像装置の交換の有無を検知す
る手段と、現像装置の種類別に画像形成条件データを書
き込み及び読み出し可能な記憶装置と、現像装置が交換
された際に上記記憶装置に蓄積されたデータの中から該
当する種別のデータを読み出して画像形成条件を設定す
る手段とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は画像形成装置に関し、詳細には交換可能な現像装置を備えた複写機等 の画像形成装置において、現像装置を交換した際に自動的に最適な画像形成条件 に設定されるようにした画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】

電子写真プロセスを利用した複写装置やファクシミリ装置或はレ−ザプリンタ 装置の画像形成装置においては作像中の画像濃度を最適に保つために各種の手段 が備えられている。

【０００３】 例えば複写機においては、原稿載置用コンタクトガラスの端部に基準濃度検出 用のパターン画像を配置し、複写動作中に上記基準濃度検出用パターンを読み取 り、感光体表面の非画像領域の一部にトナー像を形成する。このトナー像は原稿 画像複写には妨げとならない部分に形成されるが、発光素子と受光素子となから なるＰセンサによって読み取られ、トナーが付着した部分と感光体表面地肌部分 との光の反射レベル比から、トナー濃度を検出し、これによって複写される画像 濃度を検出する。さらには、検出した結果濃度不足の場合はトナーを補給する操 作を行い、画像濃度を一定に保つようにしている。

【０００４】 また、近年白黒のみならずカラ−画像形成装置が普及するに至っているが、カ ラ−画像形成装置においても画像濃度調整手段が必要であって種々の方法が提案 されている。例えば特開昭６２−３５３８２号公報「複写機における濃度制御装 置」には現像装置に収容されるトナーの色彩に対応して現像装置におけるトナー 補給を制御することによって、トナーの色彩に左右されることなく適正な画像濃 度が得られるようにしている。

【０００５】 しかしながら、一般に感光体に形成された上記基準トナーパターン読み取り用 センサは、感光体に形成された潜像にトナーを付着させ顕像化したものを読み取 る必要から、必然的に現像装置の直下に配置されるため、画像形成処理を繰り返 すうちにセンサ表面にトナーが付着し、センサ感度が低下する。さらには、カラ −画像形成装置においては、トナーの色彩によってセンサ感度（ＤＲ）が異なる ため、センサの汚れによる感度低下の度合いが夫々に異なりすべての色彩につい て画像濃度を適切に保つことが困難であった。

【０００６】 また、現像装置にもいくつかの種類があり、トナーや現像剤（キャリア）の特 性或は粒径が異なれば感光体周辺装置の各ブロックにおける電圧設定値等の画像 形成条件が異なったものとなり、現像装置の交換に際しては極めて面倒な設定作 業が必要であった。

【０００７】 この点について図面を参照しながら詳細に説明すれば、図７は複写機の感光体 ドラム及び周辺部分の構成図である。この図において符号６１は感光体ドラムで あって図面右方向に回転し、その周辺には最上部から右回りに順番に帯電チャ− ジャ６２、現像スリ−ブ６３、トナー濃度センサ６４、転写チャ−ジャ６５、分 離チャ−ジャ６６、分離爪６７、クリ−ニング部６８及び除電ランプ６９が配置 されている。

【０００８】 これらの構成における動作については既に良く知られているから詳細な説明は 省略するが、上述した画像濃度検出センサとしてのトナー濃度センサ６４は現像 スリ−ブ６３の近傍に配置されており、感光体ドラム表面に付着したトナーが記 録紙に転写される前に位置しているためトナーがセンサ表面に汚れとして付着し 、その結果センサ感度が低下することは上述した通りである。

【０００９】

【考案の目的】

本考案は上述したような事情に鑑みてなされたものであって、画像濃度検出セ ンサの汚れに基づく画像濃度不均一発生を防止し、さらには現像装置の交換に際 して面倒な設定を不要にした画像形成装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【考案の構成】

この目的を達成するために、本考案の画像形成装置では着脱可能に備えた現像 装置と、感光体に基準パターントナー像を形成する手段と、感光体表面の基準パ ターントナー像の濃度を検出する手段と、現像装置の交換の有無を検知する手段 と、現像装置が交換された際に画像形成条件を変更すると共に基準パターントナ ー像の濃度を検出する手段の各設定パラメ−タを最適値に設定する手段とを備え ることによって、現像装置を交換する際に画像濃度検出用のセンサ回路の出力が 所定の値になるように調整することを特徴としている。

【００１１】 また本考案の変形においては、着脱可能に備えた現像装置と、感光体に基準パ ターントナー像を形成する手段と、感光体表面の基準パターントナー像の濃度を 検出する手段と、現像装置の交換の有無を検知する手段と、現像装置の種類別に 画像形成条件データを書き込み及び読み出し可能な記憶装置と、現像装置が交換 された際に上記記憶装置に蓄積されたデータの中から該当する種別のデータを読 み出して画像形成条件を設定する手段とを備えることによって、異なる種類の現 像装置に交換した場合の各部の調整を自動的に行うことを特徴としている。

【００１２】 以下、図示した実施例に基づいて本考案を詳細に説明する。 図１は本考案において使用する画像濃度検出装置の一実施例を示すブロック図 である。この図において符号１は感光体ドラムであり、後述する過程を経て感光 体表面に基準トナーパターンが形成される。２は光センサであって内部にＬＥＤ 等の発光素子３とフォトトランジスタ等の受光素子４を備えており、発光素子３ から発射した光を上記感光体ドラム１の表面にて反射させ、その反射光を受光素 子４にて受ける。発光素子３に電源から供給された電流は電流値調整用抵抗５と トランジスタドライバ６を経てタイマＩＣ７に至り、このタイマＩＣ７で制御さ れる値の電流となって流れる。

【００１３】 このタイマＩＣ７では例えば８ビットのデジタル信号によって表す値にしたが ってパルス幅を変化する。即ち、パルス幅が大きい程上記発光素子３から出力す る光の量は多くなるから、パルス幅の大小によって発光量を制御することができ 、このような電流制御方法は一般にＰＷＭ（パルス幅変調）と呼ばれる。この場 合の基準パルス周波数は例えば数十ｋＨｚとし、この周波数で断続するパルス波 形の通電時のパルス幅を増減する。なお、発光量を変化させるにはこの方法のほ かに発光素子に通電する電流値そのものを加減する方法もある。

【００１４】 一方、感光体ドラム表面から反射した光が受光素子４に照射されると、その光 量に応じてフォトトランジスタのコレクタとエミッタ間に電源から印加された電 圧によって電流が流れ、この電流は抵抗ＲL の両端に電圧を発生し、この電圧が Ａ／Ｄ変換器９に入力され図示を省略した演算装置に送られる。本実施例では電 源電圧を５Ｖとしたが、この場合センサの最適出力電圧は４Ｖ：ＶSGである。以 下センサ出力について詳細に説明する。

【００１５】 図２は縦軸にＶSG、横軸には発光素子３に流すパルス電流のＯＮとＯＦＦの時 間の比（ＰＷＭの比）をとったもので横軸の比が小さい程通電時間が少なく、セ ンサ出力ＶSGは飽和領域以下では直線的に変化する。画像濃度検出には直線的に 比例する領域を使用するもので、図中の二つの特性直線Ａ、Ｂは発光素子、受光 素子の感度の変化によって、直線変化領域が変動することを示したものである。 センサの最適出力電圧を４Ｖとする理由は、アナログデジタル変換する都合上、 電圧値が大きいほど分解能を高める上で有利であること。感光体ドラム１の偏心 等によるセンサ出力誤差が約０．３Ｖあるので、出力電圧が大きいほど全体に及 ぼす影響が小さい。また、図２からも明らかなように、センサ出力は４．７Ｖ程 度で飽和するからそれ以上大きくできない。センサ自身の温度ドリフトが約０． １Ｖ程度あり、センサ出力電圧は大きい方がよい。したがって以上の事項を考慮 すれば電源電圧に対し可能な限りセンサ出力を大きく設定する方が良く、電源電 圧が５Ｖの場合はセンサ出力ＶSGは４Ｖ程度が最適値である。

【００１６】 図３はセンサ出力におけるＶSGとＶSPとの関係を示した図であって、感光体ド ラムの地肌、すなわちトナーが付着していない部分ではセンサから発した光が全 て反射して受光素子に至るからセンサ出力が大きくなり、この時の検出電圧をＶ SGとし上述したように電源電圧５Ｖでは約４Ｖに設定する。また感光体ドラム表 面のトナーが付着した部分ではセンサの発光素子出力光のほとんどは反射せず、 したがって受光素子出力ＶSPは小さくなる。なお、センサ出力からそれぞれの出 力電圧ＶSG、ＶSPを設定する方法は出力された値をそのまま夫々の値とすること もできるが、一般にはデジタル処理する過程において同一値が所定回数連続した とき、その後の所定回数サンプリングされた値の平均を夫々の値として決定する 。

【００１７】 図３はトナー濃度の違いにより、このようにして決定された夫々の変動を示し たもので、（ａ）は適正状態で基準値とＶSGが同一値の場合、（ｂ）はトナー濃 度が低く、Ｐセンサパターン像も薄くなって感光体ドラムのトナー部分の光の吸 収率が低くＶSPが基準値より大きくなった状態、（Ｃ）は逆にトナー濃度が高く 本来トナーが付着すべきでない部分にも付着し両者の電圧比であるＶSPが小さく 出力された状態を示している。このようにして、（ｂ）の状態ではトナーの補給 を行いトナー濃度を高め、（ｃ）ではトナーの補給を行わない。

【００１８】 図４は以上のようにして検出されたセンサ出力値に対する調整手段を説明する ための図で、トナー濃度とは別にセンサに付着したトナー等の汚れのためにセン サ感度が変化する結果、センサ出力のＶSGの値が図４のようにある領域の値より 大きいか、または小さいときは発光素子に通電する電流値或は通電パルス幅の増 減によって調整する。

【００１９】 図５はトナー付着等によるセンサ感度変化を示した図であり、汚れの付着が多 くなるに連れてセンサ出力は小さくなるが、その度合いは黒トナーとカラ−トナ ー、例えば赤、青、緑、シアン、マゼンダ、イエロ−とは異なったものとなる。 カラ−トナーについては本来光反射比、すなわちセンサ感度（ＤＲ）が小さい から、センサ感度が低下すると夫々に伴いＤＲも小さくなるから測定誤差が無視 できなくなり希望する色彩及び濃度の画像を形成することが困難となる。 センサ出力電圧ＶSGは例えば３Ｖと４．４Ｖの間に設定するのが望ましい。

【００２０】 図６はセンサ感度の変動に対して発光量を加減し、補正する場合のフローチャ ートを示した図であって、必要があって現像装置を交換する時は画像形成装置の ドアを開く毎に一度以下の処理を実行する。まず図示を省略した操作パネル等に より現像装置交換の有無を入力し、現像装置交換の場合は交換前の当該現像装置 に関する画像形成条件情報をメモリ装置に格納する（ＳＴ１、２）。

【００２１】 次に、現像装置交換後にセンサ出力電圧ＶSGが３Ｖから４．４Ｖの間になるよ うに調整し（ＳＴ３、４）、交換後の現像装置と同一タイプの画像形成条件がそ れ以前に記憶装置に格納されているか否かを検索し、格納されている場合はその 情報を読み出して設定する。もし、該当する情報がない場合はデフォルトデータ を使用する（ＳＴ５）。ここで、画像形成情報とは例えば帯電電位（グリッド） 現像バイアス、転写、クリ−ニング、トナーエンド信号レベル等の電圧電流値設 定を云い、トナー色彩別、或はトナーの種類別に夫々異なった値が要求されるも のをいう。

【００２２】 以上のように現像装置交換時にセンサ感度に応じた調整を行えば、現像装置交 換後にも希望する濃度の画像が得られる。更には、適用可能な複数の種類の現像 装置別に画像形成条件を記憶するメモリ装置を備え、以前に使用した現像装置と 同一の種類のデータを読み出して交換後の現像装置に利用すれば、オペレ−タが 逐一調整する面倒がない。

【００２３】 なお、本考案の実施においては上記実施例に限定する必要はなく種々の変形が 可能であって、また適用する装置についても複写機に限らず着脱可能な現像装置 を使用する画像形成装置であれば広く適用可能である。

【００２４】

【考案の効果】 本考案は以上説明したように、着脱可能な現像装置を備えた画像形成装置にお いて画像濃度検出センサの出力値が所定値になるように現像装置交換時に自動的 に調整するので、現像装置交換後においても希望する画像濃度が得られる。また 、現像装置の種別毎に以前使用したときの画像形成条件データを記憶しておき、 その後に同一種類の現像装置を使用する際利用して自動的に画像形成条件を設定 するように構成したので、現像装置交換毎に逐一調整することなく希望する画像 濃度が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案において使用する画像濃度検出装置の位
置実施例を示すブロック図である。

【図２】センサの発光素子に通電するパルスのデューテ
ィ比とセンサ出力の関係を示す特性図である。

【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）はセンサ出力におけるＶSG
とＶSPとの関係を示した図であ。

【図４】センサ出力と調整範囲の関係を示す図である。

【図５】感光体ドラムに付着したトナー量とセンサ感度
との関係を示す図である。

【図６】現像装置交換時の処理手順の一実施例を示すフ
ローチャート図である。

【図７】本考案を適用する画像形成装置の感光体ドラム
周辺の構成を示す側面概要構成図である。

【符号の説明】

１、６１ 感光体ドラム、２ センサ、３ 発光素子、
４ 受光素子、５、８ 抵抗、６ トランジスタドライ
バ、７ タイマＩＣ、９ アナログデジタル変換器、６
２ 帯電チャ−ジャ、６３ 現像スリ−ブ、６４ トナ
ー濃度センサ、６５ 転写チャ−ジャ、６６ 分離チャ
−ジャ、６７ 分離爪、６８ クリ−ニング部、６９
除電ランプ、

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 着脱可能に備えた現像装置と、感光体に
   基準パターントナー像を形成する手段と、感光体表面の
   基準パターントナー像の濃度を検出する手段と、現像装
   置の交換の有無を検知する手段と、現像装置が交換され
   た際に画像形成条件を変更すると共に基準パターントナ
   ー像の濃度を検出する手段の各設定パラメ−タを最適値
   に設定する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】 着脱可能に備えた現像装置と、感光体に
   基準パターントナー像を形成する手段と、感光体表面の
   基準パターントナー像の濃度を検出する手段と、現像装
   置の交換の有無を検知する手段と、現像装置の種類別に
   画像形成条件データを書き込み及び読み出し可能な記憶
   装置と、現像装置が交換された際に上記記憶装置に蓄積
   されたデータの中から該当する種別のデータを読み出し
   て画像形成条件を設定する手段とを備えたことを特徴と
   する画像形成装置。