JPH07253692A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 感光体の周囲、或いは現像装置内にトナ−濃
度検知のための特別のセンサ−を設けることなく、トナ
−濃度を正確に検知できる画像形成装置を提供する。 【構成】 感光体ドラム１に画像パタ−ンを形成し、こ
の画像パタ−ンが感光体ドラム１と、一定のバイアス電
圧が印可された転写ロ−ラ１２とのニップ部を通過する
ときに、転写ロ−ラ流入電流検知回路１４によって転写
ロ−ラ１２に流れ込む電流値（Ｉｎ）を検知し、中央処
理装置８で、基準値（Ｉ０）と電流値（Ｉｎ）を比較
し、その比較結果結果に応じて、トナ−補給ロ−ラ駆動
装置１０を制御して、トナ−補給ロ−ラ９によるトナ−
補給量を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ−、
ファクシミリ装置等、入力される画像を転写紙上に記録
する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来技術】電子写真方式の画像形成装置において、高
品質の画像を得るためには、トナ−濃度を所定の値に保
つことが重要である。従来から、トナ−濃度を所定の値
に保つべく、トナ−濃度を検知する方法として、２成分
現像装置内のトナ−とキャリアの混合比を透磁率を検知
することで検知して、トナ−濃度が一定となるように制
御する方法（特開昭５８−２０８７７０）や、感光体上
にトナ−像パタ−ンを形成し、このトナ−像パタ−ンの
反射光を光学センサ−で検知してトナ−濃度を検知し、
トナ−濃度が一定となるように制御する方法（特開昭５
４−９７０４４）が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法にあっては、現像装置内の現像剤がセンサ−の検知
面を流動していなければならず、現像装置内でセンサ−
を設ける位置の制約があった。また、後者の方法にあっ
ては、例えばカラ−画像形成装置に用いた場合には、ト
ナ−の色によって検知感度が異なってしまい、正確な検
知ができなかった。また、フォトセンサ−と感光体との
ギャップ管理を厳密に行なわなければならないといった
問題があった。

【０００４】本発明は、感光体の周囲、或いは現像装置
内にトナ−濃度検知のための特別のセンサ−を設けるこ
となく、トナ−濃度を正確に検知できる画像形成装置を
提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】請求項１の画像形成装置
にあっては、像担持体と、像担持体に直接又は転写紙を
介して当接して、像担持体上に所定の電荷を付与する帯
電部材と、像担持体を露光して静電潜像を形成する露光
手段と、静電潜像に対応するトナ−像を形成する現像部
材とを有する画像形成装置において、帯電部材に所定の
電圧を印加する電源と、電源から帯電部材に電圧が印加
されている状態であって、トナ−像が像担持体と帯電部
材との当接領域にあるとき、帯電部材に流れ込む電流を
検知する検知手段と、検知手段の検知結果に応じて、画
像形成条件を制御する制御手段とを有することを特徴と
し、請求項２の画像形成装置にあっては、帯電部材が、
像担持体上に形成した顕像を転写紙上に転写するための
転写ロ−ラであることを特徴とし、請求項３の画像形成
装置にあっては、電源から印加する電圧が、トナ−と同
極性であることを特徴とし、請求項４の画像形成装置に
あっては、トナ−像の像担持体回転方向の長さが、像担
持体と帯電部材とのニップ幅よりも長いことを特徴と
し、請求項５の画像形成装置にあっては、帯電部材を像
担持体表面の法線方向に移動させる移動手段と、トナ−
像が像担持体と帯電部材との当接位置を通過するときに
像担持体と帯電部材とが線接触するように、移動手段を
作動させる制御手段とを有することを特徴とし、請求項
６の画像形成装置にあっては、帯電部材の長手方向の長
さが、現像部材の長手方向の長さよりも長いことを特徴
とするするものである。

【０００５】

【作用】請求項１の画像形成装置においては、像担持体
に当接する帯電部材に流れ込む電流値を検知して、トナ
−濃度を判定し、その結果に応じて画像形成条件を制御
する。請求項２の画像形成装置においては、像担持体に
当接する転写ロ−ラに流れ込む電流値を検知して、トナ
−濃度を判定し、その結果に応じて画像形成条件を制御
する。請求項３の画像形成装置においては、帯電部材に
印加する電圧極性をトナ−と同極性の電圧とし、帯電部
材へのトナ−付着を防止する。請求項４の画像形成装置
においては、像担持体上のトナ−像を像担持体と帯電部
材のニップ幅よりも大きくすることで、像担持体と帯電
部材との微小ギャップで発生する放電を防止する。請求
項５の画像形成装置にあっては、像担持体と帯電部材と
を線接触とすることで、帯電部材へのトナ−付着を防止
する。請求項６の画像形成装置にあっては、帯電部材の
長手方向の長さを現像部材の長手方向の長さよりも長く
して、トナ−濃度検知時に帯電部材が像担持体にトナ−
像を介さず直接当接することを防止し、トナ−濃度の検
知精度を向上させる。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明が適用される、複写機、プリ
ンタ−、ファクシミリ装置等、入力される画像を転写紙
上に記録する画像形成装置の概略図である。図１におい
て、１は矢印方向に一定速度で回転する像担持体として
の感光体ドラムである。高圧電源２からの電圧によって
帯電チャ−ジャ３が放電し、感光体ドラム１を所定の電
位に帯電させる。読み取った原稿画像に対応する画像、
ホストコンピュ−タから入力される画像、又は公衆回線
を通して入力される画像にが、露光手段としての書き込
み素子１８から放射されるレ−ザビ−ム光として感光体
ドラム１に書き込まれ、感光体ドラム１上に入力画像に
対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像
部材である現像ロ−ラ４を内蔵する現像装置５の作用で
顕像化され、感光体ドラム１上に静電潜像に対応したト
ナ−像が形成される。具体的には、現像ロ−ラ４には現
像バイアス印加電源６から所定電位の現像バイアスが印
加されており、この現像バイアス電位と感光体ドラムの
静電潜像電位のポテンシャルの差で、静電潜像にトナ−
が付着して顕像化される。現像バイアス印加電源６で
は、中央処理装置８からの制御信号に基づき、バイアス
制御部９が制御され、バイアス制御部９からの制御信号
に応じて現像バイアス電位が決定される。また、現像装
置５は、中央処理装置８がトナ−濃度が低いと判断した
ときに、トナ−補給を行うトナ−補給ロ−ラ７も有して
おり、中央処理装置８からの制御信号で制御されるトナ
−補給ロ−ラ駆動装置１０からの指令で、トナ−補給ロ
−ラ７の駆動の要否、及び駆動時間が制御される。

【０００７】一方、レジストロ−ラ１１によって搬送タ
イミングが調整され搬送される転写紙は、感光体ドラム
１と、感光体ドラムと同一速度でつれ回りする帯電部材
としての転写ロ−ラ１２とのニップ部に搬送され、感光
体ドラム１のトナ−像が転写紙上に転写される。ここ
で、転写ロ−ラ１２には、中央処理装置８からの制御信
号で印加電圧が決定される転写ロ−ラ電圧印加電源１３
から、転写ロ−ラ１２に印加される電流値を検知する転
写ロ−ラ流入電流検知回路１４を介して所定電位の転写
バイアスを印加する。１５は、転写ロ−ラを矢印方向に
移動させるための転写ロ−ラ移動駆動装置で、中央処理
装置８からの指令で、ソレノイドをオン、オフさせ、転
写ロ−ラ１２を矢印方向に移動させる。

【０００８】１６は、感光体ドラム上に残留するトナ−
を除去するクリ−ニング装置、１７は感光体ドラム１上
の残留電荷を除去する除電装置である。

【０００９】入力画像に対応する画像を転写紙上に記録
する場合には、上記の画像形成動作を実行する。現像装
置内のトナ−濃度を検知し、画像形成条件を制御する場
合には、以下の動作を実行する。即ち、帯電チャ−ジャ
３により、感光体ドラム１に一様電荷を付与し、中央処
理装置８のメモリに予め記憶されているパタ−ン情報に
応じて、書き込み素子１８から放射されるレ−ザ−ビ−
ム光による画像書き込みにより、感光体ドラム１上にパ
タ−ン潜像を形成する。このパタ−ン潜像は、現像装置
５により、顕像化される。顕像化されたパタ−ン画像
は、感光体ドラム１の回転により、感光体ドラム１と転
写ロ−ラ１２のニップ部に至るが、このパタ−ン画像が
ニップ部に至る直前に、中央処理装置８からの指令で、
転写ロ−ラ電圧印加電源１３から転写ロ−ラ１２にバイ
アスが印加される。ここで、バイアスの印加タイミング
は、感光体ドラム１、帯電チャ−ジャ３、書き込み光学
系、現像装置５、転写ロ−ラ１２、クリ−ニング装置１
６、及び除電装置１７等のプロセス手段の作動タイミン
グを制御する、中央処理装置８に内蔵されたタイマによ
るカウント値によって決定される。

【００１０】上記のとおり、転写ロ−ラ電圧印加電源１
３から転写ロ−ラ１２に電圧が印加されるのであるが、
転写ロ−ラ１２に実際に流れ込む電流は、図２に示すよ
うに感光体ドラム１上のトナ−付着量によって変化す
る。本実施例は、この転写ロ−ラ１２に流れ込む電流値
を検知することでトナ−濃度を検知するのである。

【００１１】図２において、縦軸は転写ロ−ラに同一電
圧のバイアスを印加した場合の転写ロ−ラに実際に流れ
込む電流値Ｉｎであり、横軸は感光体ドラム上のトナ−
の付着量（トナ−濃度）Ｍｎである。図２からわかるよ
うに、印加バイアス電位が一定であっても、感光体上の
トナ−付着量が少ない場合（Ｍ１）は転写ロ−ラに流れ
込む電流は多くなり（Ｉ１）、感光体ドラム上のトナ−
付着量が多い場合（Ｍ２）は、転写ロ−ラに流れ込む電
流は少なくなる（Ｉ２）。

【００１２】本実施例では、トナ−付着量（Ｍ０）のと
きの転写ロ−ラに流れ込む電流値（Ｉ０）を基準値とし
て図１の中央処理装置８のメモリに記憶しておき、中央
処理装置８で、転写ロ−ラ流入電流検知回路１４によっ
て検知される検知電流Ｉｎと基準電流値Ｉ０とを比較
し、ＩｎとＩ０との差に応じて、トナ−補給ロ−ラ駆動
装置１０を制御して、トナ−補給動作を制御するもので
ある。即ち、検知電流値がＩ１の場合は、中央処理装置
８で、Ｉ１とＩ０の差に応じてトナ−補給ロ−ラ９の駆
動時間を演算して、演算結果をトナ−補給ロ−ラ駆動装
置１０に入力し、演算した駆動時間だけトナ−補給ロ−
ラ９を駆動してトナ−補給を実行する。検知電流値がＩ
０又はＩ２の場合は、トナ−補給動作は実行しない。
尚、本実施例においては、検知電流値と基準値との差に
応じてトナ−補給ロ−ラの駆動時間を演算したが、両値
の比に基づいてトナ−補給ロ−ラ９の駆動時間を演算し
ても良い。また、本実施例においては、画像形成条件の
制御の一例として、トナ−補給ロ−ラの駆動を制御して
トナ−補給の要否、及びトナ−補給量を決定したが、こ
れに限るものでなく、高圧電源２を制御して帯電条件を
制御しても良いし、現像バイアス印加電源６及びバイア
ス制御部９を制御して、現像条件を制御しても良い。
さらにまた、書き込み素子１８のレ−ザ−ビ−ム光の発
光量を制御しても良いし、転写ロ−ラ電圧印加電源１３
を制御して、転写条件を制御しても良く、以上の各画像
形成条件を複数組み合わせて制御しても良い。

【００１３】本実施例においては、転写ロ−ラに一定電
圧を印加し、転写ロ−ラに流れ込む電流値を検知するこ
とで、感光体ドラム上のトナ−の付着量を検知するもの
であり、このときの転写ロ−ラへの印加電圧の極性は、
正極性でも負極性でも良いのであるが、感光体ドラム上
のトナ−像が転写ロ−ラに付着しないようにするために
は、転写ロ−ラに印加する電圧の極性をトナ−と同極性
にするのが望ましい。

【００１４】また、トナ−濃度検知用のパタ−ン画像
は、トナ−の消費量を極力少なくすること、及びクリ−
ニング装置１６の負荷を極力少なくすることから、小面
積とすることが望ましい。しかしながら、転写ロ−ラ１
２に電圧を印可したしたときに、感光体ドラム１上の、
感光体ドラム１と転写ロ−ラ１２との微小ギャップが形
成される部分にパタ−ン画像が形成されていないと、こ
の部分で転写ロ−ラ１２から感光体ドラム１への放電が
起こってしまい、電流値（Ｉｎ）の値が、パタ−ン画像
の濃度と対応できなくなってしまう。そこで、パタ−ン
画像の大きさは、図３に示すように、感光体ドラム１と
転写ロ−ラ１２とのニップ幅よりも、感光体ドラム回転
方向に関して長くすることが望ましい。上記の微小ギャ
ップ放電は、感光体ドラム１の回転方向に関し、感光体
ドラム１と転写ロ−ラ１２とのニップ形成部分の両端か
ら上下流側にそれぞれ５〜１０００μｍの範囲で起こる
ことが、本発明者による実験により判明した。そこで、
パタ−ン画像は感光体ドラム１の回転方向に関し、感光
体ドラム１と転写ロ−ラ１２とで形成されるニップ幅＋
２０００μｍ以上の長さで形成されることが望ましい。

【００１５】上記のパタ−ン画像の転写ロ−ラ１２への
付着は、転写ロ−ラ１２の感光体ドラム１への加圧力が
強ければ強いほど発生しやすい。そこで、パタ−ン画像
が感光体ドラム１と転写ロ−ラ１２とのニップ部分に至
る直前に図１の転写ロ−ラ移動駆動手段１５によってソ
レノイドをオンして、転写ロ−ラ１２が感光体ドラム１
に対して線接触する状態にし、この状態で転写ロ−ラ１
２にバイアスを印加して、トナ−濃度の検知を行うよう
にしても良い。

【００１６】トナ−濃度検知時には、転写ロ−ラ１２は
パタ−ン画像を介して感光体ドラム１に当接しないと、
トナ−濃度を正確に検知できなくなることは前記のとお
りであり、その意味で感光体ドラム長手方向に関するパ
タ−ン画像の長さが、転写ロ−ラ１２の長手方向の長さ
以上とすることが望ましい。そこで、本実施例では、転
写ロ−ラ１２の長手方向の長さを現像ロ−ラ４の長手方
向の長さよりも長くし、トナ−濃度検知時には、転写ロ
−ラ１２が常にパタ−ン画像を介して感光体ドラム１に
当接するようにした。

【００１７】尚、本実施例では、トナ−濃度を検知する
にあたり、転写ロ−ラ１２に流れ込む電流値を検知した
が、これに限るものではなく、図１の帯電チャ−ジャ３
を感光体ドラム１に当接して回転する公知の帯電ロ−ラ
に置き換え、パタ−ン画像が感光体ドラム１と帯電ロ−
ラとのニップ部を通過するときの、帯電ロ−ラに流れ込
む電流値を検知するようにしても良い。このとき、転写
ロ−ラ１２は、公知の転写チャ−ジャに置き換えても良
いことは勿論である。

【発明の効果】請求項１又は２記載の発明によれば、像
担持体周辺、或いは現像装置内に特別の検知素子を設け
ることなくトナ−濃度を検知し、画像形成条件を制御す
ることができ、設計の自由度が向上するとともに、トナ
−の色の違いに起因する誤検知も防止することができ
る。請求項３記載の発明によれば、トナ−濃度検知時に
像担持体上のトナ−が帯電部材に付着することがなく、
正確なトナ−濃度検知が可能となる。請求項４記載の発
明によれば、像担持体と帯電部材との微小ギャップで発
生する放電を防止することができ、正確なトナ−濃度検
知が可能となる。請求項５記載の発明によれば、トナ−
濃度検知時に像担持体上のトナ−が帯電部材に付着する
ことがなく、正確なトナ−濃度検知が可能となる。請求
項６記載の発明によれば、トナ−濃度検知時に帯電部材
がトナ−像を介して像担持体に当接することになり、正
確なトナ−濃度検知が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例を説明する制御ブロック図。

【図２】感光体ドラム上のトナ−付着量とそのときの転
写ロ−ラに流れ込む電流値の関係を示す図。

【図３】感光体ドラムと転写ロ−ラとの当接状態を表す
図。

【符号の説明】

４ 現像ロ−ラ ８ 中央処理装置 ９ トナ−補給ロ−ラ １２ 転写ロ−ラ １３ 転写ロ−ラ電圧印加電源 １４ 転写ロ−ラ流入電流検出回路 １５ 転写ロ−ラ移動駆動装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、前記像担持体に直接又は転
   写紙を介して当接して、像担持体上に所定の電荷を付与
   する帯電部材と、前記像担持体を露光して静電潜像を形
   成する露光手段と、前記静電潜像に対応したトナ−像を
   形成する現像部材とを有する画像形成装置において、 前記帯電部材に所定の電圧を印加する電源と、 前記電源から前記帯電部材に電圧が印加されている状態
   であって、前記トナ−像が前記像担持体と帯電部材との
   当接領域にあるとき、前記帯電部材に流れ込む電流を検
   知する検知手段と、 前記検知手段の検知結果に応じて、画像形成条件を制御
   する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記帯電部材は、前記像担持体上に形成
   したトナ−像を転写紙上に転写するための転写ロ−ラで
   あることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記電源から印加する電圧は、前記トナ
   −と同極性であることを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 前記トナ−像の前記像担持体回転方向の
   長さが、当該像担持体と前記帯電部材とのニップ幅より
   も長いことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記帯電部材を前記像担持体表面の法線
   方向に移動させる移動手段と、前記トナ−像が前記像担
   持体と前記帯電部材との当接位置を通過するときに当該
   像担持体と当該帯電部材とが線接触するように、前記移
   動手段を作動させる制御手段とを有することを特徴とす
   る請求項１記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記帯電部材の長手方向の長さが、前記
   現像部材の長手方向長さよりも長いことを特徴とする請
   求項１記載の画像形成装置。