JPH08262820A

JPH08262820A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08262820A
Application number: JP7068165A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sekiguchi; 敦史関口; Kimio Nishizawa; 公夫西沢; Kazuo Yasuda; 和夫安田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は画像形成装置に関し、オペレータが
必要な時に最適な色再現性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している。【構成】像担持体上にトナーを付着させて画像形成を
行なう画像形成装置において、前記像担持体上にトナー
付着量検出用テストパターンを形成するパターン形成手
段と、前記像担持体上に付着したトナーの量を検出する
トナー量検出手段と、前記トナー量検出手段で検出した
検出用パターン付着量と基準付着量との比較により画像
形成条件を制御するプロセスコントロール部と、該プロ
セスコントロール部に自動プロセスコントロールを行わ
せるか、強制的にプロセスコントロールを行わせるかを
決めるオート・マニュアル切り換えスイッチとを具備し
て構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は画像形成装置の構成概念図であ
る。図において、１は像担持体である感光体ドラムで、
ＯＰＣ感光体をドラム上に塗布したもので、電位的に接
地されており、時計方向（図の矢印方向）にメインモー
タ（図示せず）により駆動回転される。２は帯電器で、
感光体ドラム１の周面に対し、電位ＶH の一様な帯電
を、電位ＶG に保持されたグリッドとコロナ放電ワイヤ
によるコロナ放電によって与える。この帯電器２による
帯電に先立って、前プリントまでの感光体の履歴をなく
すために、発光ダイオード等を用いた露光器３による露
光を行って感光体周面の除電をしておく。

【０００３】感光体１への一様帯電の後、レーザ光学系
４により画像信号に基づいた像露光が行われる。レーザ
光学系４は、図示しないレーザダイオードを発光光源と
し、回転するポリゴンミラー，ｆθレンズ等を経て反射
ミラー５により光路を曲げられ走査を行なうもので、感
光体ドラム１の回転（副走査）によって静電潜像が形成
される。ここでは、文字部に対して露光を行ない、文字
部の方が低電位ＶL となるような反転潜像を形成する。

【０００４】感光体ドラム１の周縁にはトナーとキャリ
アとからなる２成分現像剤をそれぞれ内蔵した現像器１
０が設けられていて、現像はマグネットを内蔵し現像剤
を保持して回転する現像スリーブ（図示せず）によって
行われる。現像剤は、金属酸化物をコアとしてその周囲
に絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリマー
を主材料として色に応じた顔料と荷電制御剤，シリカ，
酸化チタン等を加えたトナーとからなるもので、現像剤
は層形成手段によって現像スリーブ上に数百μｍ程度の
ある一定の層厚（現像剤）に規制されて現像域へと搬送
される。

【０００５】現像域における現像スリーブと感光体ドラ
ム１との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい０．２ｍｍ
〜１．０ｍｍとして、この間に電圧値ＶACのＡＣバイア
スと、電圧値ＶDCのＤＣバイアスが重畳して印加され
る。１１は交流バイアス電圧値ＶACを与える交流電圧源
１１、１２は直流バイアス電圧値を与える直流電圧源で
ある。ＶDCとＶH ，トナーの帯電は同極性であるため、
ＶACによってキャリアから離脱する契機を与えられたト
ナーは、ＶDCより電位の高いＶH の部分には付着せず、
ＶDCより電位の低いＶL 部分に付着し、顕像化（反転現
像）が行われる。

【０００６】一方、給紙カセット６より搬出された記録
紙Ｐは、一旦停止し、転写のタイミングの整った時点
で、転写域へと給紙される。転写域においては、転写部
７により感光体ドラム１表面上に形成されたトナー像が
転写される。次いで、記録紙Ｐはほぼ同時に圧接状態と
された分離ブラシ（図示せず）によって除電され、感光
体ドラム１の周面により分離して定着部８に搬送され、
熱ローラと定着ローラ（図示せず）の加熱，加圧によっ
てトナーを溶着した後、排紙ローラを介して装置外部に
排出される。

【０００７】一方、記録紙Ｐを分離した感光体ドラム１
は、クリーニングブレード９の圧接により残留トナーを
除去，清掃し、再び露光器３による除電と帯電器２によ
る帯電を受けて、次の画像形成のプロセスに入る。な
お、前記クリーニングブレード９は感光体面のクリーニ
ング後直ちに移動して感光体ドラム１の周面より待避す
る。

【０００８】以上、現像器１０が１個のモノクロ画像形
成の場合について説明したが、現像器１０を複数設け
て、カラー画像形成を行なうこともできる。その場合に
は、現像器１０を、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），
Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の４個設けて、４種類の
トナー像を感光体ドラム１上に形成し、記録紙Ｐ上に転
写することによりカラー画像形成を行なうことができ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述した画像形成装置
においては、感光体ドラム１にトナー付着量を制御する
ための基準パッチを設けて、この基準パッチを検知セン
サーで読み取り、読み取り出力に応じてトナー供給量若
しくはレーザパワーを制御するプロセスコントロールが
行われるのが一般的である。検知センサにより基準パッ
チの出力を読み取り、画像形成条件（例えば現像スリー
ブ回転数やレーザパワー）を制御するというプロセスコ
ントロールシステムは、その動作精度もさることなが
ら、トナー付着量が電子写真プロセス（帯電・露光・現
像・転写・定着）の変動因子の影響を受けて変化するた
め、その動作タイミングをどのようにとるかという完全
なアルゴリズムを構築することは一般に困難である。そ
の理由は、前記したように、電子写真プロセスの変動
や、使用環境，プリント数等により資材，機械が時々刻
々と変化するからである。また同じ付着量であっても、
トナーの層形成の仕方により人間の視覚に対する感じ方
も異なる。

【００１０】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、オペレータが必要な時に最適な色再現性
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
としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
本発明は、像担持体上にトナーを付着させて画像形成を
行なう画像形成装置において、前記像担持体上にトナー
付着量検出用テストパターンを形成するパターン形成手
段と、前記像担持体上に付着したトナーの量を検出する
トナー量検出手段と、前記トナー量検出手段で検出した
検出用パターン付着量と基準付着量との比較により画像
形成条件を制御するプロセスコントロール部と、該プロ
セスコントロール部に自動プロセスコントロールを行わ
せるか、強制的にプロセスコントロールを行わせるかを
決めるオート・マニュアル切り換えスイッチとを具備す
ることを特徴としている。

【００１２】

【作用】画像形成条件を制御するプロセスコントロール
部に、自動プロセスコントロールを行わせるか、強制的
にプロセスコントロールを行わせるかを決めるオート・
マニュアル切り換えスイッチを設けた。オペレータにと
っては、コピーが必要な時に、その画像形成装置が最適
な画像形成条件下にあるかどうかを知る方法がない。そ
のため、通常はオート・マニュアル切り換えスイッチを
オート側に設定して、一定周期でプロセスコントロール
部を動作させて画像形成条件を整えるようにしておき、
最良のコピー画像が必要な時には、オペレータにオート
・マニュアル切り換えスイッチをマニュアル側に切り換
えることができるようにした。マニュアル側に切り換わ
ったことを知ったプロセスコントロール部は、オート・
マニュアル切り換えスイッチがマニュアル側に切り換わ
った時点で速やかにプロセスコントロールを行なう。こ
の後、コピー動作を行わせると、プロセスコントロール
が終わってすぐのコピー動作となるため、オペレータが
必要な時に最適な色再現性を得ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図７と同一のものは、同一の符号を付して示す。図
において、１３は現像器１０内に設けられた現像スリー
ブ、１５は像担持体としての感光体ドラム１上に形成さ
れたトナー像の量を検出する検知センサである。該検知
センサとしては、例えば発光素子としてのＬＥＤと、受
光素子としてのフォトトランジスタの対が用いられる。

【００１４】図２は検知センサ１５の配置例を示す図で
ある。図に示すように、検知センサ１５は、発光素子と
しての発光ダイオード（ＬＥＤ）１５ａと、受光素子と
してのフォトトランジスタ１５ｂより構成される。図で
は、ＬＥＤ１５ａの発光は垂線（破線で示す）に対して
４０゜の角度で感光体ドラム表面１ａに入射され、反射
された光信号は垂線に対して４０゜の方向に配置された
フォトトランジスタ１５ｂで受光される。

【００１５】図３は検知センサ１５の回路構成例を示す
図である。発光側では、ＬＥＤ１５ａの一端は電源ＶLE
D に接続され、他端は１ｋΩの抵抗Ｒ１を介して接地さ
れている。受光側では、フォトトランジスタ１５ａのコ
レクタには５Ｖの電圧Ｖｃｃに接続され、エミッタは３
６ｋΩの抵抗Ｒ２と６８ｋΩの抵抗Ｒ３の直列回路に接
続されている。抵抗直列回路の他端は接地されている。
そして、出力Ｖｏｕｔは、抵抗Ｒ２とＲ３の接続点から
取り出される。

【００１６】このように構成された回路において、ＬＥ
Ｄ１５ａからの発光光は、感光体ドラム表面１ａに入射
される。そして、この感光体ドラム表面１ａからはトナ
ー量に応じた反射光が反射され、この反射光がフォトト
ランジスタのベース部に照射されると、フォトトランジ
スタ１５ｂはオンになる。反射光が大きいほど、受光側
の出力Ｖｏｕｔは大きくなる。これにより、感光体ドラ
ム表面１５ａのトナー量を検出することができる。

【００１７】１６は、画像形成条件の制御を自動で行な
うか、強制的にプロセスコントロールを行わせるかを決
めるオート・マニュアル切り換えスイッチである。２０
は全体の動作（画像形成条件）を制御するプロセスコン
トロール部である。前記濃度センサ１５の出力及びオー
ト・マニュアル切り換えスイッチ１６の出力は、制御部
２０に与えられる。制御部２０は、現像スリーブ１３の
回転数を制御してトナーの最大濃度を制御し、またレー
ザ光学系４のレーザ出力を制御して中間調濃度を制御す
る。

【００１８】制御部２０において、２１は各検出センサ
出力とそれに対する最適なトナー付着量を与える制御部
２０の駆動出力の関係がテーブル化されて記憶される補
正テーブル、２２は装置のプリント枚数累積値，感光体
ドラム１の回転数，現像器１０の使用回数等が記憶され
るメモリである。その他の部分は、図７と同一である。
図１に示す装置の好ましい動作条件は、感光体ドラム表
面の帯電電位が−７００Ｖ〜−８００Ｖ、レーザ光学系
４のレーザパワーが５ｍＷ（max ）、直流バイアス電位
ＶDC＝−６００Ｖ〜−７００Ｖ、交流バイアス電位ＶAC
＝１．６ｋＶｐｐ〜１．８ｋＶｐｐ、周波数８．０ｋＨ
ｚ、ＬＥＤ波長が５７０ｎｍ、定着温度が２００゜Ｃ〜
１７０゜Ｃである。このように構成された装置の動作を
説明すれば、以下のとおりである。

【００１９】先ず、感光体ドラム１の非画像領域にトナ
ー付着量の基準となるパターン（基準パッチという）を
形成する。基準パッチの形成は、最大付着量を与えるパ
ッチの場合、パッチ画像領域の全画素についてレーザを
指定のパワーにてフル点灯することにより、書込みを行
なう。また、中間調濃度を与えるパッチの場合、作成す
るパターンは、中間調濃度・線幅の変化を捉えることが
できるパターンである必要がある。このため、使用環
境，使い込みにより変化を受けやすい感光体の中間電位
領域により形成されるパターンを選択する必要がある。

【００２０】（１）最大付着量パッチによる最大付着量
制御制御部２０は、感光体ドラム１表面に形成された最大付
着量パッチのトナー量を検知センサ１５で検出する。そ
して、補正テーブル２１を参照し、検出したトナー量に
応じた最適な最大基準付着量を与えるべく、現像器１０
の現像スリーブ１３の回転数を制御する。図４は最大付
着量補正テーブルの構成例を示す図である。濃度センサ
１５で検出したトナー量と、該トナー量の場合に最大基
準付着量を与えるための制御部２０出力の補正量が記憶
されている。例えば、検知センサ１５で検出したトナー
量がＫ２であったものとする。この時の、制御部２０出
力の補正量はΔＱ２であるので、ΔＱ２だけ現像スリー
ブ１３の回転数を補正する。具体的にはトナー量に対応
する現像スリーブ１３の周速比を求め、この周速比に基
づいて現像スリーブ１３の回転数を補正することにな
る。

【００２１】（２）中間調濃度パッチによる中間調濃度
制御制御部２０は、感光体ドラム１表面に形成された中間調
濃度パッチのトナー量を検知センサ１５で検出する。そ
して、補正テーブル２１を参照し、検出したトナー量に
応じた最適な中間調基準濃度を与えるべく、レーザ光学
系４のレーザ駆動出力を制御する。図５は中間調濃度補
正テーブルの構成例を示す図である。検知センサ１５で
検出した画像濃度と、該トナー量の場合に基準中間調濃
度を与えるための制御部２０出力の補正量が記憶されて
いる。例えば、検知センサ１５で検出した画像濃度がｋ
２であったものとする。この時の、制御部２０出力の補
正量はδＱ２であるので、δＱ２だけレーザ光学系４の
レーザの出力を補正する。

【００２２】以上説明した画像形成条件の制御により、
画像全体の階調を一定に保持することができ、色再現性
をよくすることができる。なお、比較的粗い画像形成条
件の制御でよい場合には、前述した最大付着量制御又は
中間調濃度制御の一つを用いるようにしてもよい。通常
は、最大付着量制御が用いられる。

【００２３】ここで、前述したようなトナー付着量制御
を、プリント終了からメインモータ停止までの時間、若
しくはウォーミングアップ時間内、或いは装置のスリッ
プ状態復帰時、又は現像剤インストール時に実施するよ
うにすれば、ユーザは、プリント開始時に、不要に待た
されることなく、トナー付着量制御に要する時間を効率
時に用いることができる。

【００２４】なお、前述したトナー付着量制御で基準パ
ッチを作成することは、ユーザにとっては要求された画
像ではないので、ユーザ側から見れば余分なトナーを消
費することになる。そこで、トナー付着量制御に要する
トナー量は可能な限り少なく抑える必要がある。

【００２５】そこで、前述したトナー付着量制御を行な
う前に、制御部２０は、装置内の温湿度を検出し、帯電
器２に与える帯電電位を調整し、レーザ光学系４の出力
を対温湿度適性値に補正を行なうことにより、装置内部
の温湿度に応じて最適なトナー付着量制御（画像濃度制
御）を行なうことができる。

【００２６】また、制御部２０は、メモリ２２に記憶さ
れているプリント枚数を常時監視しておき、前記画像濃
度制御を一定プリント枚数経過毎に行なうことにより、
トナーの不要な消費を抑制することができる。

【００２７】プロセスコントロール部２０は、前述した
画像形成条件を一定周期で行なっている。しかしなが
ら、この画像形成条件の制御は、ユーザにとっては要求
された画像ではなく、余分なトナーを消費することにな
る。そこで、画像形成条件の制御は可能な限り長い周期
で実施される。従って、画像形成条件の制御と制御の間
では、画像形成条件は変動していることになり、その間
でコピーを行なうと色再現性のよいコピー画像が得られ
ない可能性がある。

【００２８】そこで、オペレータは、色再現性のよいコ
ピー画像が欲しい時、オート・マニュアル切り換えスイ
ッチ１６をマニュアル側に設定する。このオート・マニ
ュアル切り換えスイッチ１６の出力は、プロセスコント
ロール部２０内のＣＰＵ（図示せず）に最優先割り込み
信号として入力される。プロセスコントロール部２０
は、この割り込み信号を受け付けると、前述した基準パ
ッチを用いた画像形成条件の制御を開始する。画像形成
条件の制御が終了すると、装置は最良のコピー画像が得
られる状態になる。そこで、コピー動作を行わせること
により、色再現性のよい画像を得ることができる。この
ように、色再現性のよいコピー画像が必要な時には、オ
ート・マニュアル切り換えスイッチ１６をマニュアル側
に設定することにより、いつでも色再現性のよいコピー
画像を得ることができる。

【００２９】図６は本発明の動作を示すフローチャート
である。電源をオンにすると（Ｓ１）、プロセスコント
ロール部２０は、基準パッチ（テストパッチ）形成（Ｓ
２）→パッチ検知（Ｓ３）→画像形成条件制御（Ｓ４）
よりなるプロセスコントロールＳＥＱを行なう。このシ
ーケンスコントロールＳＥＱは、図に示すように一定の
周期で、或いは電源をオンにすると繰り返される。その
間、オペレータがオート・マニュアル切り換えスイッチ
１６を操作してマニュアル側に設定すると、装置は割り
込みによるプロセスコントロールＳＥＱを実施する。こ
れにより、装置は最良の画像形成条件となり、色再現性
のよいコピー動作を行なうことがである。この後、もと
のシーケンスに復帰し、同様のシーケンスが実行される
ことになる。

【００３０】上述の実施例では現像器１０が１個のモノ
クロ画像形成の場合について説明したが、現像器１０を
複数設けて、カラー画像形成を行なうこともできる。そ
の場合には、現像器１０を、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼ
ンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の４個設けて、
４種類のトナー像を感光体ドラム１上に形成し、記録紙
Ｐ上に転写することによりカラー画像形成を行なうこと
ができる。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明で
は、画像形成条件を制御するプロセスコントロール部
に、自動プロセスコントロールを行わせるか、強制的に
プロセスコントロールを行わせるかを決めるオート・マ
ニュアル切り換えスイッチを設けた。オペレータにとっ
ては、コピーが必要な時に、その画像形成装置が最適な
画像形成条件下にあるかどうかを知る方法がない。その
ため、通常はオート・マニュアル切り換えスイッチをオ
ート側に設定して、一定周期でプロセスコントロール部
を動作させて画像形成条件を整えるようにしておき、最
良のコピー画像が必要な時には、オペレータにオート・
マニュアル切り換えスイッチをマニュアル側に切り換え
ることができるようにすることにより、プロセスコント
ロール部は、オート・マニュアル切り換えスイッチがマ
ニュアル側に切り換わった時点で速やかにプロセスコン
トロールを行なう。この後、コピー動作を行わせると、
プロセスコントロールが終わってすぐのコピー動作とな
るため、オペレータが必要な時に最適な色再現性を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】検知センサの配置例を示す図である。

【図３】検知センサの回路構成例を示す図である。

【図４】最大付着量補正テーブルの構成例を示す図であ
る。

【図５】中間調濃度補正テーブルの構成例を示す図であ
る。

【図６】本発明の動作を示すフローチャートである。

【図７】画像形成装置の構成概念図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電器３露光器４レーザ光学系５ミラー６給紙カセット７転写部８定着部９クリーニングブレード１０現像器１１交流電圧源１２直流電圧源１３現像スリーブ１５検知センサ２０プロセスコントロール部２１補正テーブル２２メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上にトナーを付着させて画像形
成を行なう画像形成装置において、前記像担持体上にトナー付着量検出用テストパターンを
形成するパターン形成手段と、前記像担持体上に付着したトナーの量を検出するトナー
量検出手段と、前記トナー量検出手段で検出したトナー付着量と基準付
着量との比較により画像形成条件を制御するプロセスコ
ントロール部と、該プロセスコントロール部に自動プロセスコントロール
を行わせるか、強制的にプロセスコントロールを行わせ
るかを決めるオート・マニュアル切り換えスイッチとを
具備することを特徴とする画像形成装置。