JPH0756424A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像剤のトナー濃度を精度良く検出し、高品
質の画像を得る。 【構成】 感光体11上にレーザ書込み装置26によって基
準トナー像及び画像の潜像を形成し、交流バイアス電界
下でトナー画像を形成する２成分現像剤を収納した現像
装置30Ａ〜30Ｄを有する画像形成装置において、トナー
濃度調整時と画像濃度調整時とは前記交流バイアス電界
を形成する交流バイアス電圧の交流成分の振幅あるいは
周波数を変更して行い、前記画像濃度調整時において
は、反射濃度より階調性補正テーブルの設定を行い、ま
た好ましくはトナー像を像形成体上に重ね合わせた後一
括して転写材である記録紙Ｐに転写する画像形成方式を
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法による多色
像形成装置に関し、好ましくは像形成体上に二つ又はそ
れ以上のトナー像を重ねて形成する多色像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】上述の電子写真法による像形成は導電性
基板上に光導電層を有する像形成体上で、帯電、像
露光、現像を１サイクルとしてこれを２回以上行うこ
とにより実現される。（例えば特願昭58-184381号公
報）あるいは像形成体として光導電層の外側に透過性の
絶縁層を設けたものを用いて、一次帯電二次帯電同
時像露光、一様露光、現像を１サイクルとして２回
以上行う方法。又は一次帯電、二次帯電、像露
光、現像を１サイクルとして２回以上行う方法（例え
ば特願昭58-183152号公報）などがある。これらの方法
はいずれも像形成体上での多色現像や像の合成を可能と
するもので、これらの重ね合わせ像は１度の転写プロセ
スで転写体に転写できるので、簡単な構成で多色像や合
成像が得られる装置となる。このための現像方法として
は、例えば非磁性トナーと磁性キャリアの混合物からな
る現像剤を用いて特願昭58-57446号公報あるいは特願昭
60-192712号公報に記載された条件の下で行うことが必
要である。この現像方法は磁気ブラシ現像法の一種であ
るが、磁気ブラシを像形成体に接触させず、交流バイア
ス電界によりトナーのみを像形成体の潜像面へ飛翔させ
ることを特徴とする。

【０００３】上述のような像形成装置の一例としては潜
像形成手段が色別に潜像を形成し、それぞれの潜像を対
応した色のトナーを用いている現像装置で現像するもの
がある。

【０００４】このような多色像形成装置においては、導
電性基板上に光導電性物質を有する像形成体（以下感光
体ということもある）にレーザなどの光線を照射して静
電潜像を形成するものが代表的である。このような装置
においては、図13のフローチャートに示すようにして多
色像が形成される。

【０００５】図13は像形成体の表面電位の変化を示した
ものであり、PHは像形成体の露光部、ＤＡは像形成体の
非露光部、Ｔ1は第１回目の現像で像形成体上に付着し
たトナー、Ｔ2は第２回目の現像で像形成体上に付着し
たトナーで、ＤＵＰは露光部PHに第１回目の現像でトナ
ーＴ1が付着したため生じた電位の上昇分を示す。説明
のため潜像の極性を正とする。

【０００６】 像形成体は帯電器により一様な帯電が
施されて、一定の正の表面電位Ｅとなる。

【０００７】 レーザ・陰極線管・ＬＥＤなどを露光
源とする第１の像露光が与えられ、露光部PHの電位はそ
の光量に応じて低下する。

【０００８】 このようにして形成された静電潜像
を、未露光部の表面電位Ｅにほぼ等しい正のバイアス電
圧を印加された現像装置が現像する。その結果、正帯電
トナーＴ1が相対的に電位の低い露光部PHに付着し、第
１のトナー像が形成される。このトナー像が形成された
領域は、正帯電トナーＴ1が付着したことにより電位が
ＤＵＰだけ上昇するが、通常は未露光部ＤＡと同電位に
はならない。

【０００９】 次に第１のトナー像が形成された像形
成体表面は帯電器により２回目の帯電が施され、その結
果、トナーＴ1の有無にかかわらず、均一な表面電位Ｅ
となる。

【００１０】 この像形成体の表面に第２の像露光が
施されて静電潜像が形成される。

【００１１】 前記と同様にしてトナーＴ1とは異
なる色の正帯電トナーＴ2の現像が行われ第２のトナー
像が得られる。

【００１２】以下同様のプロセスを必要回数行って像形
成体上に多色のトナー像を得る。これを転写材に転写
し、さらにこれを加熱又は加圧して定着することにより
多色記録画像が得られる。この後像形成体の表面に残留
するトナー及び電荷をクリーニングして次の多色像形成
に備えられる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このようにして得られ
る多色の記録画像は視覚に直接訴えるので、色バランス
の要請が厳格である。すなわち、 （ａ）各色成分の階調記録特性が十分一致しているこ
と。

【００１４】（ｂ）色バランスの経時的、個別的ばらつ
きが小さいことなどが要求される。

【００１５】そこで、本出願人は先に特願昭59-158456
号、同59-179119号、同59-188690号公報において像形成
体上に基準トナー像を形成し、その反射濃度を検知し、
検知結果を像形成条件へフィードバックする方法を提案
した。しかし、この方法では最大濃度をほぼ一定に保つ
ことはできるが、色表現にとって最も重要な階調表現特
性を一定にする条件を得ることができないし、現像され
た基準トナー像の濃度測定によってトナー濃度の検出を
行う方法は間接的であって必ずしも現像剤中のトナー比
率を表示するものではない。また現像剤の磁化検出によ
るトナー濃度測定はその検出結果が安定しないという問
題がある。

【００１６】本発明は、現像剤のトナー濃度を精度良く
求め、優れた画像品質を有する記録画像を得られる画像
形成装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、像形成
体上に交流バイアス電界下でトナー画像を形成する２成
分現像剤を収納した現像装置を有する画像形成装置にお
いて、前記現像剤のトナー濃度調整時と画像濃度調整時
には前記交流バイアス電界を形成する交流バイアス電圧
の交流成分の振幅あるいは周波数を変更して行うことを
特徴とする画像形成装置によって達成される。

【００１８】また、前記画像形成装置は、トナー像を像
形成体上に重ね合わせるものであり、前記画像濃度調整
時においては、反射濃度より階調性補正テーブルの設定
を行うことを特徴とする画像形成装置は好ましい実施態
様である。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例を、図面を参照して説明す
る。

【００２０】図１は、本発明装置の一実施例の断面図、
図２は図１の画像形成装置に用いられる露光手段である
レーザ書込み装置である。

【００２１】図１において、11は像形成体であり矢示方
向に回動する感光体、21はスコロトロン帯電器、26はレ
ーザ書込み装置、Ｌはレーザ書込み装置26より照射され
るレーザ光、30Ａ，30Ｂ，30Ｃ，30Ｄはイエロー，マゼ
ンタ，シアン，黒のトナーを有する非接触現像装置、33
1は所定の交流バイアス電圧を印加されて上記トナーを
含む現像剤を現像域に搬送して現像を行う現像スリー
ブ、Ｐは転写材である記録紙、35は発光素子と受光素子
からなり濃度検出器のセンサである光センサ、また36は
クリーニング装置で36ａはファーブラシ、36ｂはトナー
回収ローラ、36ｃはスクレパー、37は除電器である。図
２において、27は半導体レーザダイオード、28は回転多
面鏡、29はfθレンズである。

【００２２】感光体11上にはスコロトロン帯電器21によ
り一様な電荷が付与される。この一様な電荷は、各色毎
の書込み信号によって駆動されるレーザ書込み装置26か
らのレーザ光Ｌにより像露光して、感光体11上には各色
に対応する静電潜像と共に感光体11の非転写部に基準ト
ナー像を形成する。

【００２３】前記各色に対応する静電潜像のうちのイエ
ローに対応する静電潜像は、イエローデータにより例え
ば画像データに応じてパルス幅変調されたレーザ光Ｌの
照射により形成される。前記イエローに対応する静電潜
像は、第１の現像装置30Ａにより反転現像され、感光体
11上に第１のトナー像（イエロートナー像）が形成され
る。

【００２４】この第１のトナー像は、除電ランプ32によ
り感光体11を除電した後転写材である記録紙Ｐに転写さ
れることなく、感光体11上に再びスコロトロン帯電器21
により帯電が施される。

【００２５】次いで、マゼンタデータによりレーザ光Ｌ
が変調され、この変調されたレーザ光Ｌが感光体11上に
照射されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、第
２の現像装置30Ｂにより反転現像されて、第２のトナー
像（マゼンタトナー像）が形成される。

【００２６】以下同様にして第３現像装置30Ｃ、第４現
像装置30Ｄにより順次反転現像されて、第３のトナー像
（シアントナー像）、第４のトナー像（黒トナー像）が
形成され、感光体11上に順次積層された４色トナー像が
形成される。

【００２７】図３は本発明の画像形成装置に用いられる
現像装置の一例を示す断面図である。図において、310
はハウジング、301はアルミニウム等の非磁性材料から
なる現像スリーブ、302は現像スリーブの内部に固定し
て設けられ表面に複数のＮ，Ｓ磁極を周方向に有する磁
石体で、この現像スリーブ301と磁石体302とで現像剤搬
送担体を構成している。そして、現像スリーブ301は磁
石体302に対して回転可能であり、図は現像スリーブ301
が矢示方向に回転するものであることを示している。ま
た、磁石体302のＮ，Ｓ磁極は通常500〜1,500ガウスの
磁束密度に磁化されており、その磁力によって現像スリ
ーブ301の表面に先に述べたような現像剤Ｄの層即ち、
磁気ブラシを形成する。303は磁気ブラシの高さ、量を
規制するため設けられた現像剤規制手段である規制ブレ
ード、308は規制ブレード303の固定部材、305はローラ
状のスリーブクリーニング部材、306Ａ，306Ｂは現像剤
溜まり304の現像剤Ｄを撹拌して成分を均一にする撹拌
部材、309は現像スリーブ301にバイアス電圧を印加する
バイアス電源である。315は現像域すなわち現像スリー
ブ301により搬送されたトナーが像形成体に静電的な力
を受けて移行し得る領域である。かかる現像装置におい
て、二つの撹拌部材306Ａ，306Ｂはスクリュー状のもの
で、図の矢印方向に回転することにより、現像剤Ｄの撹
拌及び搬送を行う。撹拌部材306Ａは紙面手前方向へ、
撹拌部材306Ｂは紙面奥側へ搬送する形状をしている。
両者の中間部で現像剤Ｄが滞留しないように壁307が設
けられていて、このためこの領域で紙面左右方向に現像
剤Ｄの交換が行われる。

【００２８】この装置30へのトナー補給は図３の手前側
から行われ、撹拌部材306Ｂにより紙面奥側へ撹拌部材3
06Ａにより紙面手前側へと概略循環し、トナーとキャリ
アが均一に混合される。しかし、トナー補給の位置は特
にこれに限定されるものではなく、例えば図３右側から
現像スリーブ301の軸に対し一様に補給するような方法
でもよい。

【００２９】このようにして現像剤Ｄは十分撹拌混合さ
れ、矢印方向に回転する現像スリーブ301と磁石体302の
搬送力により現像スリーブ301の回転方向と同方向に搬
送される。前記現像スリーブ301表面にはハウジング310
から延びる固定部材308により保持された規制ブレード3
03が圧接されていて、搬送される現像剤Ｄの量を規制
し、現像剤層を規制する。

【００３０】なお、現像剤層を規制する他の手段として
は、例えば現像スリーブ301と一定の間隙をへだてて配
置された磁性又は非磁性の規制板、現像スリーブ301に
近接して配置された磁気ロールなど従来公知のいずれを
使用してもよい。

【００３１】また、現像スリーブ301の表面はサンドブ
ラスト等の処理を施して微細な凹凸を設けると現像剤Ｄ
の搬送を良好にする。その表面のあらさは実験の結果、
JISのＲz値で0.1〜10μmの範囲にあることが必要で、0.
5〜5.0μmのとき良好な結果が得られた。

【００３２】現像剤Ｄを構成するキャリア及びトナーは
小粒径の方が画質の解像力及び階調再現性の点から有利
である。例えば現像剤層のキャリアを30μm以下の小粒
径とした場合でも前記した規制ブレード303のような手
段を用いることによって現像剤Ｄ中の不純物や粒塊等を
自動的に排除して均一な長さの磁気ブラシを形成するこ
とができる。しかも前記キャリアがトナーと同程度の小
粒径とされた場合でも同様不純物の混入が排除されて均
一な長さの磁気ブラシ形成が可能である。

【００３３】スリーブクリーニング部材305は、矢印方
向に回転し、現像域315を通過してトナーを消費した現
像剤Ｄをスリーブ301から掻き取る。このために現像域
に搬送されるトナーの量を一定に保つことができ、現像
条件が安定する。

【００３４】しかし、磁性キャリアの粒径が小さ過ぎる
と、トナーと共に感光体11表面に付着するようになった
り、飛散し易くなる。これらの現象はキャリアに作用す
る磁界の強さ、それによるキャリアの磁化の強さにも関
係するが、一般的には、磁性キャリアの重量平均粒径が
15μm以下になると次第に上記傾向が出始め、5.0μm以
下で顕著に現れるようになる。従って、この現像装置で
は現像剤Ｄの磁性キャリアには、重量平均粒径が20〜60
μmでその磁化の強さが15〜70emu／ｇのものを使用す
る。なお、磁性キャリアが球形化されていると、トナー
とキャリアの撹拌性及び現像剤Ｄの搬送性を向上させ、
さらにトナーの荷電制御性を向上させて、トナー粒子同
志やトナーとキャリアの凝集を起こりにくくするので好
ましい。

【００３５】このような磁性キャリアは、磁性体として
従来の磁性キャリアにおけると同様の、鉄，クロム，ニ
ッケル，コバルト等の金属、あるいはそれらの化合物や
合金、例えば、四三酸化鉄，γ-酸化第二鉄，二酸化ク
ロム，酸化マンガン，フェライト，マンガン−銅系合
金、といった強磁性体ないしは常磁性体の粒子を球形化
したり、又はそれらの磁性体粒子の表面をスチレン系樹
脂，ビニル系樹脂，エチル系樹脂，ロジン変性樹脂，ア
クリル系樹脂，ポリアミド樹脂，エポキシ樹脂，ポリエ
ステル樹脂等の樹脂やパルミチン酸，ステアリン酸等の
脂肪酸ワックスで球状に被覆するか、あるいは、磁性体
微粒子を分散して含有した樹脂や脂肪酸ワックスの球状
粒子を作るかして得られた粒子を従来公知の平均粒径選
別手段で粒径選別することによって得られる。

【００３６】以上のような現像装置において、現像スリ
ーブ301を感光体11に対して表面間隔が数10〜2,000μm
の範囲にあるように設定して、感光体11の静電潜像を現
像すると、現像スリーブ301の表面に形成された磁気ブ
ラシは、現像スリーブ301の回転に伴ってその表面の磁
束密度が変化するから、振動しながら現像スリーブ301
と共に移動し、感光体11との間隙を安定して円滑に通過
し、その際感光体11の表面に対し均一な現像効果を与え
ることになって、安定して高いトナー濃度の現像を可能
にする。それには、かぶりの発生を防ぎ、現像効果を向
上させるために、現像スリーブ301にバイアス電源309に
よって振動する交流成分を有するバイアス電圧が接地し
た感光体11の基体との間に印加されている。このバイア
ス電圧は好ましい直流電圧と交流電圧の重畳電圧が用い
られ、直流成分がかぶりの発生を防止し、交流成分が磁
気ブラシに振動を与えて現像効果を向上させる。なお、
通常直流電圧成分には非画像部電位とほぼ等しいか、そ
れよりも高い50〜600Ｖの電圧が用いられ、交流電圧成
分には100Hz〜10KHz、好ましくは１〜5.0KHzの周波数が
用いられる。なお、直流電圧成分は、トナーが磁性体を
含有している場合は非画像部電位より低くてもよい。交
流電圧成分の周波数が低過ぎると、振動を与える効果が
得られなくなり、高過ぎても電界の振動に現像剤Ｄが追
随できなくなって、現像濃度が低下し、鮮明な高画質画
像が得られなくなるという傾向が現れる。また、交流電
圧成分の電圧値は、周波数も関係するが、高い程磁気ブ
ラシを振動させるようになってそれだけ効果を増すこと
になるが、その反面高い程かぶりを生じ易くし、落雷現
象のような絶縁破壊も起こり易くする。しかし、現像剤
Ｄのキャリア粒子が樹脂等によって球形化されていると
絶縁破壊を防止するし、かぶりの発生も直流電圧成分で
防止し得る。なお、この交流電圧を印加する現像スリー
ブ301の表面を樹脂や酸化被膜によって絶縁ないしは半
絶縁被覆するようにしてもよい。その場合、直流電圧成
分は感光体11の非画像背景部における受容電位とほぼ等
しい電圧に設定される。

【００３７】以上のような現像装置に、微粒フェライト
を樹脂中に50wt％分散した重量平均粒径が20μm、磁化
の強さが30emu／ｇ、抵抗率が10¹⁴Ωcm以上の熱による
球形化処理を行った磁性キャリアを用い、トナーにスチ
レン・アクリル樹脂（三洋化成製ハイマーup110）100重
量部、カーボンブラック（三菱化成製MA-100）10重量
部、ニグロシン５重量部からなる重量平均粒径が５μm
の粉砕造粒法によって得られた非磁性粒子からなるもの
を用い、現像剤溜まり304における現像剤Ｄのトナー比
率がキャリアに対して５wt％になる条件で現像を行って
いる。このときのトナーの平均帯電量は30μC／ｇであ
る。

【００３８】本実施例では、上記感光体11の非転写部に
図９に示すような記録濃度の異なる（図の場合は４段
階）複数の基準トナー像を形成し、その反射濃度を光セ
ンサ35によって読取り、その結果に応じて現像剤のトナ
ー濃度補正及び階調補正値を決定する。

【００３９】感光体11上に得られた多色トナー像は基準
トナー像を除き画像部Ｂが記録紙Ｐ上に転写器33の作用
で転写される。記録紙Ｐは分離器34により感光体11から
分離され、定着器31に搬入され加熱定着されて排紙皿38
に排出される。

【００４０】一方、転写が終了した感光体11はトナー像
形成中は使用されなかった除電器37により除電された
後、表面に残っているトナーをトナー像形成中は解除さ
れていたクリーニング装置36のファーブラシ36ａにより
除去される。ファーブラシ36ａのトナーは適当なバイア
ス電圧が印加されて矢示方向に回転するトナー回収ロー
ラ36ｂにより回収され、さらにスクレパー36ｃにより掻
き取られ一次貯蔵されて次の多色像形成に支障のないよ
うにされる。

【００４１】図９は感光体11の表面を平面に展開した図
で、矢印が移動（回転）方向でＡ1とＡ2で示す線は感光
体11上で一致する。また、Ｂは画像部であって記録紙Ｐ
に転写される領域である。なお、基準トナー像のみを形
成し、予めトナー濃度補正値及び階調補正値を決めてお
き、クリーニングした後、画像形成を行なってもよい。
又混色が大きい場合は、基準トナーを各色毎に独立に形
成してトナー濃度を測定する工程を行なう。

【００４２】本実施例では図９（イ）のＣ1，Ｃ2，Ｃ
3，Ｃ4の位置にそれぞれイエロー，マゼンタ，シアン，
黒トナーにより記録濃度の異なる（図の場合は４段階）
基準トナー像を形成し、その反射濃度を光センサ35を用
いて読取り、その結果を像形成条件に反映させる。本実
施例では図９（イ）に示すような位置に基準トナー像Ｃ
1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4を作成したので、基準トナー像Ｃ1〜
Ｃ4を読取る光センサ35は４個必要である。しかし、こ
れに限定されるものではない。例えば、図９（ロ）に示
すように基準トナー像を作成すれば１つの光センサ35で
すべての色の基準トナー像Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4の濃度を
読取ることができる。また他の状況が許す限りより多く
の階調をもった基準トナー像を形成することが望まし
い。

【００４３】ところで、基準トナー像Ｃ1〜Ｃ4の反射濃
度を測定して現像剤のトナー濃度を求める場合、トナー
の電荷量（Ｑ／Ｍ）や環境条件によって画像濃度が変化
し現像剤のトナー濃度を正しく検知できないという問題
点がある。本発明者が研究の結果次のような事実を見い
だした。例えば基準トナー像のパルス幅率100％（後述
する）の部分を現像すると、図４，図５に示すように現
像スリーブに印加する交流バイアス電圧の交流成分のピ
ーク・ピーク電圧や周波数によって画像濃度が変化し、
また電荷Ｑの大小によって変化するが、図の斜線で挟ま
れた領域では電荷量や環境条件が変化しても画像濃度は
ほとんど変化しないことを発見した。それでこの斜線で
挟まれた部分のピーク・ピーク電圧の１つをＶ_P-Ps、周
波数の１つをｆsとする。図１に示す画像形成装置で
は、像形成体上に形成されたトナー像の上から再度トナ
ーを形成するのが特徴であり、画像再現に適した現像装
置30Ａ〜30Ｄの後述する現像スリーブ301に印加する交
流バイアス電圧は混色を防止し階調性を良くするために
画像形成時はその交流成分のピーク・ピーク電圧Ｖ_P-P
は上記Ｖ_P-Psより低く、あるいは周波数ｆは上記ｆsよ
り高く設定される。それで、基準トナー像を形成する時
は現像スリーブ301に印加する交流バイアス電圧の交流
成分のピーク・ピーク電圧及び周波数を上記Ｖ_P-Ps，ｆ
sに変更して現像すると図６，図７に示されるように現
像効率が高く、すなわち基準トナー像の反射濃度が安定
して高く現像されるので、これより現像剤のトナー濃度
を精度良く検知することができる。

【００４４】図10は下方の縦軸に画像データと画像デー
タに対応するパルス幅率との関係を示し、上方には横軸
に画像データのパルス幅率、上方の縦軸に光センサ35を
含む濃度検出器の出力から測定した記録濃度をとって、
基準トナー像の典型的な測定例を示したものである。パ
ルス幅率とは、ベタ黒になる画素ドット中の全領域を走
査露光するレーザ光のパルス幅を100とし、白地の場合
のパルス幅を０としたパルス幅の割合であり、１画素中
のレーザの点灯時間の割合である。図10は画像データが
そのままパルス幅に比例しているように設定してパルス
幅変調により記録した場合である。図10の点線は画像デ
ータのパルス幅率に対し、記録された濃度が比例関係に
ある理想的な場合である。これに対して通常の再現は理
想線からずれて実線の様に再現される。像形成条件はこ
れを補正するように設定する。

【００４５】像形成条件としては、 （１） 画像データ作成条件（画像データと所望の記録
濃度が対応する様に画像データを補正する） （２） 潜像形成条件（帯電電位、露光強度、露光スポ
ット径等） （３） 現像条件（トナー濃度、現像バイアス電圧等）
などがある。

【００４６】本発明においては、像形成条件を設定する
ときに、 最大濃度及び最小濃度をそれぞれ一定範囲に収め
る。

【００４７】 階調表現性を合わせる。

【００４８】という二つの調整段階を踏むことが好まし
い。すなわち、においては画像の地肌へのかぶりがな
く、かつ十分なコントラストを得られる条件を設定し、
ついでにおいてはで達成された最大及び最小濃度を
保持しつつ、中間調を表現できる条件を設定する。従っ
てとで設定する像形成条件は独立に記録特性を変え
られるものであることが望ましい。

【００４９】このようにして像形成条件を設定するに
は、例えば →（３） すなわち最大濃度及び最小濃度をそれぞれ一定範囲に収
めるには現像条件の設定によって行う。

【００５０】→（１），（２） すなわち階調表現性を合わせるには画像データ作成条件
と潜像形成条件の設定によって行う。

【００５１】とすればよい。像形成条件（３）は最大濃
度やかぶりの出現を制御できるが、階調表現特性のみを
変えることはほとんどできない。

【００５２】これに対して像形成条件（１），（２）
（帯電電位を除く）は逆に最大濃度、かぶりの出現を制
御することができず、階調表現特性を制御することがで
きる。

【００５３】図11は像形成条件を制御する一例を示すフ
ローチャートである。これらによりトナー濃度制御終了
後記録画像の形成条件が設定される。従って、例えば図
11のフローチャートに従って像形成条件の設定を交互に
行えばトナー濃度及び、階調表現が常に調整されること
になる。

【００５４】像形成条件（３）現像条件によるの設定
は、予め現像バイアス電圧、トナー濃度などによる現像
特性を実験により求めておき、そのデータを使用するこ
とにより行う。

【００５５】像形成条件（１）（潜像形成条件）による
の設定は図10に示すように行う。すなわち濃度検出器
により検出された結果が図の曲線（実線で示す）である
場合、例えば最大濃度の25％の濃度を得るときには、そ
の濃度を示すパルス幅率ａを設定すればよい。同様に50
％，75％の濃度はパルス幅率ｂ，ｃで得られる。以上の
ようにして画像データを形成する。又、間の濃度データ
は、補間して使用する。このような画像データを得るに
は、パルス幅変調を用いたが、その他ディザ法や濃度パ
ターン法を用いることもできる。この結果、画像データ
画像濃度と記録画像濃度の関係を制御できる。

【００５６】それは基準トナー像を読取って得られたパ
ルス幅率と記録濃度との関係の逆関数を求め、それに従
って入力した画像データを補正して記録用の画像信号を
決定することができる。言い換えると、画像データと記
録濃度の逆関数を求めていることになる。その決定の方
法としては、予め複数の階調補正用テーブルをＲＯＭ中
などに用意しておき、それらの中から最適なものを選択
して使用する方法、あるいは求めた逆関数からなる補正
係数を計算し、それをＲＡＭなどに書込んで使用する方
法などがある。後者の場合の最も基本的なブロック図を
図12に示す。

【００５７】図12において、画像データ入力部に入力し
た画像データは、画像処理部でマスキング処理がなされ
たのち、階調補正テーブルの中から最適なものを選択し
て呼び出し、画像データ補正部において、階調補正テー
ブルによる補正が行なわれ、記録部においてはパルス幅
変調がなされて潜像形成が行なわれ、交流成分のピーク
・ピーク電圧Ｖ_P-P，周波数ｆの現像バイアス下での現
像が行なわれる。ここでトナー濃度制御を行なうとき
は、交流成分のピーク・ピーク電圧Ｖ_P-Ps，周波数ｆs
に切り替えてトナー像を形成し、濃度検知して現像装置
へのトナー補給が行なわれる。

【００５８】本実施例においては、図９に示すパルス幅
率の異なる複数の基準トナー像の並んだグレースケール
の反射濃度より階調性補正値を決めて画像濃度を調整す
るには、図８に示すように、グレースケールの基準パタ
ーンを発生させ（ａ）、それにより潜像を形成し
（ｂ）、上記Ｖ_P-Ps，ｆsと異なる交流成分を有する交
流バイアス電界の下で現像し（ｃ）、この基準トナー像
の反射濃度を測定し（ｄ）、その結果を用いて記録画像
の階調性が所望のγ、例えばγ＝１となるよう１／γ演
算を行い（ｅ）、それにより各濃度毎の補正データを求
めγ−ＲＡＭに書込み（ｆ）、記録画像の潜像形成時に
はこのγ−ＲＡＭを読み出して画像データ補正部で画像
データを補正する（ｇ）。この補正を各色に対して行
い、補正された画像データを用いて原画に忠実な階調性
を有する記録画像を得ることができる。かかる方法は図
１に示す像形成体上に多色のトナー像を重ね合わせ一括
して記録紙Ｐに転写する方式の画像形成装置に利用する
ことができ、反射濃度検出手段を兼用できるという利点
がある。重ね合わせる場合は、Ｖ_P-Psより低い電圧ある
いはｆsより高い値が混色防止のために用いられる。

【００５９】像形成条件（２）（潜像形成条件）による
の設定は、（３）の設定と同様に予め実験データを揃
えておきそれに合うように露光強度やスポット径、など
を設定する。

【００６０】及びを色ごとに設定すると、各色同志
の記録特性の関係も常に一定とすることが可能になる。
この結果、色表現特性も安定したものになる。

【００６１】又十分な階調性が補正によっても行われな
い場合、（２）を変化させた後（１）を再設定してもよ
い。例えば、ハイライト部での記録が十分でない場合は
露光強度を強めに設定したり、高濃度部での階調性が十
分でない場合は、露光強度を弱めに設定した後、再度
（１）を再調整する。

【００６２】前記基準トナー像Ｃ1〜Ｃ4は各々色が異な
るので、光センサ35を含む画像濃度検出器の出力特性は
当然異なっている。これらの反射濃度と出力特性の関係
は予め実験により求めておき、濃度値に変換する際にパ
ラメータとして使用する。

【００６３】なお、使用する交流バイアス電圧（ＡＣバ
イアス）によって階調補正テーブルは変更する必要があ
る。この理由は図６，図７に示すように、交流バイアス
電圧の交流成分や周波数の大小によっても同一の画像パ
ルス幅率に対して階調表現特性が変わるためである。

【００６４】本発明は、像形成体上でトナー像を重ね合
わせる場合のバイアス切替えを示しているが、転写体上
にトナー像を１色ずつ重ね合わせる場合も同様に通用で
きる。この場合画像形成時の現像条件はＶ_P-Psより大き
く、あるいはｆsより低くすることが行われることによ
り記録dotの再現性を上げることが可能となる。又この
場合の現像は接触現像や非接触現像のどちらも使用可能
である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像形成装
置は、トナー濃度調整時と画像濃度調整時とは、前記交
流バイアス電界を形成する交流バイアス電圧の交流成分
の振幅あるいは周波数を安定した記録濃度の得られる値
に変更して行うので、現像剤のトナー濃度を精度良く求
めることができ、優れた画像品質を有する記録画像を得
ることが可能であるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例の内部構成を
示す断面図である。

【図２】図１の実施例のレーザ書込み装置を示す平面図
である。

【図３】図１の実施例の現像装置を示す断面図である。

【図４】画像濃度とバイアス電圧の交流成分のピーク・
ピーク電圧との関係を示すグラフである。

【図５】画像濃度とバイアス電圧の交流成分の周波数と
の関係を示すグラフである。

【図６】画像濃度とパルス幅率との関係を示すグラフで
ある。

【図７】画像濃度とパルス幅率との関係を示すグラフで
ある。

【図８】画像データ補正を行う場合のフローチャートで
ある。

【図９】（イ），（ロ）は共に像形成体の表面を平面に
展開した実施例を示す図である。

【図１０】パルス幅率と画像データ濃度，パルス幅率と
記録濃度との関係を示すグラフである。

【図１１】像形成の画像データの補正テーブルを作成す
る方法を示すフローチャートである。

【図１２】画像を作成するプロセスを示すブロック図で
ある。

【図１３】像形成体の表面電位の変化を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

11 感光体（像形成体） 21 スコロトロン帯電器 26 レーザ書込み装置 30Ａ，30Ｂ，30Ｃ，30Ｄ 現像装置 33 転写器 35 光センサ 36 クリーニング装置 301 現像スリーブ 309 バイアス電源 315 現像域 Ｃ1〜Ｃ4 基準トナー像 Ｄ 現像剤 Ｌ レーザ光

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、像形成
体上に交流バイアス電界下でトナー画像を形成する２成
分現像剤を収納した現像装置を有する画像形成装置にお
いて、前記現像剤のトナー濃度調整時と画像形成条件調
整時とでは前記交流バイアス電界を形成する交流バイア
ス電圧の交流成分の振幅あるいは周波数を変更して行う
ことを特徴とする画像形成装置によって達成される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５７】図12において、画像データ入力部に入力し
た画像データは、画像処理部でマスキング処理がなされ
たのち、階調補正テーブルの中から最適なものを選択し
て呼び出し、画像データ補正部において、階調補正テー
ブルによる補正が行なわれ、記録部においてはパルス幅
変調がなされて潜像形成が行なわれ、交流成分のピーク
・ピーク電圧Ｖ_P-P，周波数ｆの現像バイアス下での現
像が行なわれる。ここでトナー濃度調整時すなわちトナ
ー濃度制御を行なうときは、交流成分のピーク・ピーク
電圧Ｖ_P-Ps，周波数ｆsに切り替えてトナー像を形成
し、濃度検知して現像装置へのトナー補給が行なわれ
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】本実施例においては、図９に示すパルス幅
率の異なる複数の基準トナー像の並んだグレースケール
の反射濃度より階調性補正値を決めて画像濃度を調整す
る画像形成条件調整時には、図８に示すように、グレー
スケールの基準パターンを発生させ（ａ）、それにより
潜像を形成し（ｂ）、上記Ｖ_P-Ps，ｆsと異なる交流成
分を有する交流バイアス電界の下で現像し（ｃ）、この
基準トナー像の反射濃度を測定し（ｄ）、その結果を用
いて記録画像の階調性が所望のγ、例えばγ＝１となる
よう１／γ演算を行い（ｅ）、それにより各濃度毎の補
正データを求めγ−ＲＡＭに書込み（ｆ）、記録画像の
潜像形成時にはこのγ−ＲＡＭを読み出して画像データ
補正部で画像データを補正する（ｇ）。この補正を各色
に対して行い、補正された画像データを用いて原画に忠
実な階調性を有する記録画像を得ることができる。かか
る方法は図１に示す像形成体上に多色のトナー像を重ね
合わせ一括して記録紙Ｐに転写する方式の画像形成装置
に利用することができ、反射濃度検出手段を兼用できる
という利点がある。重ね合わせる場合は、Ｖ_P-Psより低
い電圧あるいはｆsより高い値が混色防止のために用い
られる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体上に交流バイアス電界下でトナ
   ー画像を形成する２成分現像剤を収納した現像装置を有
   する画像形成装置において、 前記現像剤のトナー濃度調整時と画像濃度調整時には前
   記交流バイアス電界を形成する交流バイアス電圧の交流
   成分の振幅あるいは周波数を変更して行うことを特徴と
   する画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記画像濃度調整時においては、反射濃
   度より階調性補正テーブルの設定を行うことを特徴とす
   る請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記画像形成装置はトナー像を像形成体
   上に重ね合わせることを特徴とする請求項１の画像形成
   装置。