JPH0887181A - 現像剤濃度検知方法 - Google Patents
現像剤濃度検知方法Info
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Abstract
いての感度が良好な、1.5V近傍で行う。これを実現
する画像濃度出力レベルは58である。例えば感光ドラ
ム−現像ローラ間の間隙(S−Dギャップ)が増加する
と、同画像濃度出力レベル58で、光センサの出力電圧
は、1.8V(点Q)と増加する。これを1.5Vにす
るために、画像濃度出力レベル(例えば、レーザ光の強
さ)を、ほぼ10レベル上げて、68レベルとする。
Description
る複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置にお
ける現像剤濃度測定方法に関する。
分現像剤を用いるレーザビームプリンタ等の画像形成装
置においては、画像形成ごとにトナーが消費されて、現
像装置内の現像剤濃度(トナー/キャリヤ)が変化す
る。このため現像剤の濃度を一定に維持すべく、現像剤
濃度を正確に検知する技術が重要となる。
によって行う。帯電済の感光ドラム(像担持体)上に、
所定の画像濃度出力レベル(例えば、レーザ光の強さ)
でパッチ潜像を形成し、このパッチ潜像を2成分現像剤
を有する現像装置によって現像し、パッチ画像とする。
このパッチ画像に光センサによって光を照射し、そのと
きの反射光の光量を電圧に変換し、電圧の大小によって
現像剤の濃度を検知する。とところで、光センサは、出
力電圧についての所定の好感度領域を有しており、その
範囲内で濃度検知を行うときが最も精度よく検知するこ
とが可能となる。したがって、はじめにパッチ潜像を形
成する際の、所定の画像濃度出力レベルを、光センサの
出力電圧がこの好感度領域に入るように、所定のレベル
に固定している。
画像濃度出力レベルを固定した場合、画像形成装置の固
体差や、耐久による現像ローラの現像剤コート量、S−
Dギャップ(感光ドラム−現像ローラ間の間隙)の変化
が考慮されないため、光センサの出力電圧が、上述の好
感度領域からはずれ、精度のより濃度検知が行われない
という問題が発生する。例えば、図1に示すように、現
像剤の濃度が一定の場合でも、感光ドラムや現像ローラ
の摩耗によって、S−Dギャップが増加すると、それに
伴って光センサ(同図では、「濃度検知センサ」)の出
力電圧が増加してしまう。
定の好感度領域内で、現像剤の濃度を検知することがで
きる現像剤濃度検知方法を提供することを目的とするも
のである。
みてなされたものであって、像担持体上に濃度検出用の
パッチ潜像を形成し、該パッチ潜像を2成分の現像剤に
よって現像してパッチ画像を形成し、該パッチ画像の濃
度を濃度センサによって検知する現像剤濃度検知方法に
おいて、所定の画像濃度出力レベルで形成したパッチ潜
像を前記2成分の現像剤で現像してパッチ画像を形成し
た際に、該パッチ画像に対応する前記濃度センサの出力
が所定の好感度領域からはずれた場合、予め所持してい
る前記画像濃度出力レベルと濃度センサ出力との対応関
係を表すテーブルに基づいて、前記濃度センサの出力を
前記所定の好感度領域にいれるべく、前記画像濃度出力
レベルを変更し、該変更後の画像濃度出力レベルに基づ
いてパッチ潜像、パッチ画像を形成し、該パッチが像の
濃度を検知することを特徴とする。
から照射されて前記パッチ画像によって反射された反射
光を受光部により受光し、その受光量を電圧に変換する
光センサとすることができる。
定回数行った後、最終的な前記パッチ画像に基づく前記
濃度センサ出力が、前記所定の好感度領域からはずれた
ときは、異常を判定することもできる。
で一旦パッチ画像を形成し、その濃度を濃度センサによ
って検知するときは、その検知結果(出力電圧)には、
例えば、現像ローラの現像剤コート量の変化や、S−D
ギャップの変化が加味されている。したがって、画像濃
度出力レベルと、濃度センサの出力電圧との対応関係を
予め知っておけば、両者の対応関係から、濃度センサの
出力電圧を好感度領域にいれるのに必要な、画像濃度出
力レベルの変化量を算出することができる。反対に、こ
の算出結果に基づいて画像濃度出力レベルを変更すると
きは、濃度センサの出力電圧を好感度領域にいれること
が可能となる。
て説明する。 〈実施例1〉図1は、本発明に係る画像形成装置の一例
として、デジタル方式の4色フルカラーの画像形成装置
の概略構成を示す縦断面図である。
ルカラー画像プリンタ部(以下単に「プリンタ部」とい
う。)Iと、上部のデジタルカラー画像リーダ部(以下
単に「リーダ部」という。)IIとを備えており、例え
ば、リーダ部IIで読み取った原稿Dの画像に基づき、プ
リンタ部Iによって記録材Pに画像を形成する。
ダ部IIの構成を簡単に説明する。
される像担持体としての感光ドラム1を有する。感光ド
ラム1の周囲には、その回転方向に沿って順に、一次帯
電器(帯電手段)2、露光手段3、現像装置(現像手
段)4、転写装置5、クリーニング器6、前露光ランプ
7等が配置されている。転写装置5の下方、すなわちプ
リンタ部Iの下半部には、記録材Pの給紙搬送部8が配
置され、さらに転写装置5の上部には分離手段9が、ま
た分離手段9の下流側(記録材Pの搬送方向についての
下流側)には定着器10、排紙部11が配置されてい
る。
状の基体1aと、その表面を覆うOPC(有機光半導
体)の感光体1bとを有し、駆動手段(不図示)によっ
て矢印R1方向に所定のプロセススピード(周速度)で
回転駆動されるように構成されている。なお、感光ドラ
ム1については後に詳述する。
部分が開口したシールド2aと、シールド2aの内側に
感光ドラム1の母線と平行に配置された放電ワイヤ2b
と、シールド2aの開口部に配置されて帯電電位を規制
するグリッド2cとを有するコロナ帯電器である。一次
帯電器2は、電源(不図示)によって帯電バイアスが印
加され、これにより、感光ドラム1表面を所定の極性、
所定の電位に均一に帯電するようになっている。
像信号に基づいてレーザ光を発光するレーザ出力部(不
図示)と、レーザ光を反射するポリゴンミラー3aと、
レンズ3bと、ミラー3cとを有する。露光手段3は、
このレーザ光が感光ドラム1表面を照射することによっ
て感光ドラム1を露光し、露光部分の電荷を除去して静
電潜像を形成するように構成されている。本実施例で
は、感光ドラム1表面に形成される静電潜像は、原稿の
画像に基づいて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラッ
クの4色に色分解され、それぞれの色に対応した静電潜
像が順次形成されるようになっている。
(矢印R1方向)に沿って上流側から順に4個の現像
器、すなわち、それぞれ樹脂を基体としたイエロー、シ
アン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー(現像剤)を
収納した現像器4Y、4C、4M、4Bkを備えてい
る。各現像器4Y、4C、4M、4Bkは、それぞれ感
光ドラム1表面に形成された静電潜像にトナーを付着さ
せる現像スリーブ4aを有し、静電潜像の現像に供せら
れる所定の色の現像器が偏心カム4bによって、択一的
に感光ドラム1表面に近接する現像位置に配置されて、
現像スリーブ4aを介して静電潜像にトナーを付着さ
せ、顕像としてのトナー像(可視画像)を形成するよう
に構成されている。なお、現像に供せられる現像器以外
の他の3色の現像器は、現像位置から退避するようにな
っている。
転写ドラム(記録材担持体)5a、感光ドラム1上のト
ナー像を記録材Pに転写する転写帯電器(転写帯電手
段)5b、記録材Pを転写ドラム5aに吸着させるため
の吸着帯電器5cとこれに対向する吸着ローラ5d、内
側帯電器5e、外側帯電器5fを有し、矢印R5方向に
回転駆動されるように軸支された転写ドラム5aの周面
開口域には誘電体からなる記録材担持シート5gが円筒
状に一体的に張設されている。記録材担持シート5g
は、ポリカーボネートフィルム等の誘電体シートを使用
している。転写装置5は、転写ドラム5a表面に記録材
Pを吸着して担持するように構成されている。
ずに感光ドラム1表面に残った残留トナーを掻き落とす
クリーニングブレード6a、及び掻き落としたトナーを
回収するクリーニング容器6bを備えている。
に隣接して配置され、クリーニング器6によって清掃さ
れた感光ドラム1表面の不要な電荷を除去する。
を積載収納する複数の給紙カセット8a、給紙カセット
8a内の記録材Pを給紙する給紙ローラ8b、多数の搬
送ローラ、そしてレジストローラ8c等を有し、所定の
大きさの記録材Pを転写ドラム5aに供給する。
を転写ドラム5aから分離するための分離帯電器9a、
分離爪9b、そして分離押上げころ9c等を有する。
ローラ10aと、定着ローラ10aの下方に配置され、
記録材Pを定着ローラ10aに押し付ける加圧ローラ1
0bとを有する。
された、搬送パス切換えガイド11a、排出ローラ11
b、排紙トレイ11c等を有する。また、搬送パス切換
えガイド11aの下方には、1枚の記録材Pに対してそ
の両面に画像形成を行うための搬送縦パス11d、反転
パス11e、積載部材11f、中間トレイ11g、さら
に搬送ローラ11h、11i、反転ローラ11j等が配
置されている。
電器2と現像装置4との間には、感光ドラム表面の帯電
電位を検出する電位センサS1 が、また現像装置4と転
写ドラム5aとの間には、感光ドラム1上のトナー像の
濃度を検知する濃度センサS2 が、それぞれ配置されて
いる。なお、濃度センサS2 については、後に詳述す
る。
プリンタ部Iの上方に配置されたリーダ部IIは、原稿D
を載置する原稿台ガラス12a、移動しながら原稿Dの
画像面を露光走査する露光ランプ12b、原稿Dからの
反射光をさらに反射させる複数のミラー12c、反射光
を集光するレンズ12d、そしてレンズ12dからの光
に基づいてカラー色分解画像信号を形成するフルカラー
センサ12e等を有する。カラー色分解画像信号は、増
幅回路(不図示)を経て、ビデオ処理ユニット(不図
示)によって処理を施され、上述のプリンタ部Iに送出
されるようになっている。
若干の構成を加えながら簡単に説明する。なお、以下の
説明においては、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラッ
クの順に4色フルカラーの画像を形成するものとする。
れた原稿Dの画像は、露光ランプ12bによって照射さ
れ、色分解されてまずイエローの画像がフルカラーセン
サ12eによって読み取られ、所定の処理を施され画像
信号としてプリンタ部Iに送られる。
1方向に回転駆動され、一次帯電器2によって表面が均
一に帯電される。上述のリーダ部IIから送られてきた画
像信号に基づいて、露光手段3のレーザ出力部からレー
ザ光が照射され、ポリゴンミラー3a等を介して帯電済
の感光ドラム1表面を光像Eによって露光する。感光ド
ラム1表面の露光を受けた部分は、電荷が除去され、こ
れによりイエローに対応した静電潜像が形成される。現
像装置4においては、イエローの現像器4Yが所定の現
像位置に配置され、その他の現像器4C、4M、4Bk
は現像位置から退避される。感光ドラム1上の静電潜像
は、現像器4Yによってイエローのトナーが付着され、
顕像化されてトナー像となる。この感光ドラム1上のイ
エローのトナー像は、転写ドラム5aに担持された記録
材Pに転写される。記録材Pは、原稿画像に適した大き
さの記録材Pが所定の給紙カセット8aから給紙ローラ
8b、搬送ローラ、そしてレジストローラ8c等を介し
て所定のタイミングで転写ドラム5aに供給されたもの
である。このようにして供給された記録材Pは、転写ド
ラム5aの表面に巻き付くように吸着されて矢印R5方
向に回転し、転写帯電器5bによって感光ドラム1上の
イエローのトナー像が転写される。
クリーニング器6によって表面の残留トナーが除去さ
れ、さらに前露光ランプ7によって不要な電荷が除去さ
れ、一次帯電から始まる次の画像形成に供される。
りから、転写ドラム5a上の記録材Pに対するトナー像
の転写、さらには 感光ドラム1の清掃、除電に至る各
プロセスが、イエロー以外の他の色、すなわちシアン、
マゼンタ、ブラックについても同様に行われ、転写ドラ
ム5a上の転写材Pには、4色のトナー像が重なるよう
にして転写される。
は、分離帯電器9a、分離爪9b等によって転写ドラム
5aから分離され、未定着のトナー像を表面に担持した
状態で定着器10に搬送される。記録材Pは、定着器1
0の転写ローラ10a及び加圧ローラ10bによって加
熱加圧され、表面のトナー像が溶融固着されて定着され
る。定着後の記録材Pは、排出ローラ11bによって排
紙トレイ11c上に排出される。なお、記録材Pの両面
に画像を形成する場合は、定着器10排出後の記録材P
を、すぐに搬送パス切換えガイド11aを駆動し、搬送
縦パス11dを経て、反転パス11eに一旦導いた後、
反転ローラ11jの逆転により、送り込まれた際の後端
を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出さ
せ、中間トレイ11gに収納する。その後、再度上述の
画像形成プロセスによってもう一方の面に画像を形成し
た後、排紙トレイ11c上に排出する。
ては、記録材担持シート5g上への粉体の飛散付着、記
録材P上のオイルの付着等を防止するために、記録材担
持シート5gを介して相互に対向する、ファーブラシ1
3aとバックアップブラシ13b、及びオイル除去ロー
ラ14aとバックアップブラシ14bによって清掃を行
う。なお、このような清掃は、画像形成前もしくは画像
形成後に行い、またジャム(紙づまり)発生時には随時
行う。
方法について説明する。
発光部51と受光部52とCPU53とを有する光セン
サである。発光部51から発生された照射光は、感光ド
ラム1上に形成されたパッチ画像Aによって反射され、
その反射光を受光部52によって受光する。このときの
反射光の光量は、CPU53を介して、出力電圧に変換
される。上述のパッチ画像Aは、感光ドラム1上の画像
領域Bの外側に形成される。パッチ画像Aは、帯電済の
感光ドラム1表面を露光手段3のレーザ光によって露光
しパッチ潜像を形成し、そのパッチ潜像に現像装置4に
て現像剤(トナー)を付着させたものである。このとき
のパッチ画像Aの濃度は、例えばレーザ光の強さを代え
ることで比較的容易に変更することができる。したがっ
て、はじめに感光ドラム1表面を露光するレーザ光の強
さ(画像濃度出力レベル)としては、これによって形成
されるパッチ画像の濃度に対応する光センサS2 の出力
電圧が、その好感度領域に入ると予想される程度に設定
すれば十分である。これは、画像濃度出力レベルが従来
技術では所定値に固定されていたのとは異なり、本発明
では濃度の測定結果に基づいて適宜に変更するものであ
るからである。
知方法について説明する。
のときの、画像濃度出力レベル(横軸)と光センサ(同
図では、patchセンサ)出力(縦軸)との対応関係
を示す図である。同図によると、画像濃度出力レベルが
58のときに、光センサS2の感度が最もよい。なお、
同図では感度がよいとは、現像剤の濃度変化に対して、
光センサS2 の出力電圧が大きい部分をいう。例えば、
現像剤の標準の濃度が6%とした場合、画像濃度出力レ
ベル58で、光センサS2 の出力が1.5Vのとき最も
感度がよい。つまり、光センサS2 は、出力電圧が1.
5Vの近傍で最も好感度となる。したがって、パッチ画
像Aの濃度検知にあって、光センサS2の出力が1.5
Vになったときに最も精度がよくなる。
センサS2 との関係とは、固定的なものではなく、上述
のように、S−Dギャップの変化等によって変化する。
これが増加すると、図1に示すように、光センサ出力が
増加する。例えば、画像濃度出力レベルの58に対し
て、光センサS2 の出力が1.8V(点Q)になったも
のと仮定する。1.8V近傍は、光センサS2 の感度が
悪いので、これを1.5Vにまで引き下げる。両者の差
0.3Vに対応する画像濃度出力レベルの差は、同図よ
り、ほぼ10レベルであることがわかり、したがって画
像濃度出力レベルを10レベル上げる、つまり58+1
0=68レベルにすることで、光センサS2 の出力が好
感度領域に入るようにすることができる。このようにす
ることで、常に、現像剤濃度を正確に検知することがで
きる。
たものであり、実際は、画像形成装置や光センサS2 の
固体差、現像剤の特性等によって異なり、それぞれに応
じて適宜な数値を使用すればよい。
検知した後は、図6に示すように、濃度変化させたい変
化量と、トナーの補給時間との関係から、補給時間を適
宜に設定することで現像剤の正確な濃度を実現すること
ができる。
回数(例えば、3回)行った後においても、光センサS
2 の出力電圧が好感度領域に入らない場合は、光センサ
S2、露光手段4等が異常な場合、または、S−Dギャ
ップ、感光ドラムの劣化等が限度を超えた場合等が考え
られ、いずれの場合も異常と判定し、サービスマン等の
点検を要求するようにする。
形成の1枚ごとに行い、また現像装置4に対するトナー
を補給を同様に行うときは、各枚数ごとに、現像剤の濃
度管理を良好に行うことができる。
所定の画像濃度出力レベルで一旦パッチ画像を形成し、
その濃度を濃度センサによって検知することにより、そ
の検知結果(出力電圧)には、例えば、現像ローラの現
像剤コート量の変化や、S−Dギャップの変化が加味さ
れている。したがって、画像濃度出力レベルと、濃度セ
ンサの出力電圧との対応関係を予め知っておけば、両者
の対応関係から、濃度センサの出力電圧を好感度領域に
いれるのに必要な、画像濃度出力レベルの変化量を算出
することができる。反対に、この算出結果に基づいて画
像濃度出力レベルを変更するときは、濃度センサの出力
電圧を好感度領域にいれることが可能となる。これによ
り、現像剤の濃度を常に、精度よく検知することができ
る。
を示す図。
成した様子を示す斜視図。
関係を示す図。
を示す図。
器、帯電ブラシ) 5g 記録材担持シート 8 給紙搬送部 9 分離手段 10 定着器 11 排紙部 51 発光部 52 受光部 53 CPU A パッチ画像 S2 濃度センサ(光センサ)
Claims (3)
- 【請求項1】 像担持体上に濃度検出用のパッチ潜像を
形成し、該パッチ潜像を2成分の現像剤によって現像し
てパッチ画像を形成し、該パッチ画像の濃度を濃度セン
サによって検知する現像剤濃度検知方法において、 所定の画像濃度出力レベルで形成したパッチ潜像を前記
2成分の現像剤で現像してパッチ画像を形成した際に、
該パッチ画像に対応する前記濃度センサの出力が所定の
好感度領域からはずれた場合、予め所持している前記画
像濃度出力レベルと濃度センサ出力との対応関係を表す
テーブルに基づいて、前記濃度センサの出力を前記所定
の好感度領域にいれるべく、前記画像濃度出力レベルを
変更し、該変更後の画像濃度出力レベルに基づいてパッ
チ潜像、パッチ画像を形成し、該パッチが像の濃度を検
知する、 ことを特徴とする現像剤濃度検知方法。 - 【請求項2】 前記濃度検出センサが、投光部から照射
されて前記パッチ画像によって反射された反射光を受光
部により受光し、その受光量を電圧に変換する光センサ
である、 ことを特徴とする請求項1記載の現像剤濃度検知方法。 - 【請求項3】 前記画像濃度出力レベルの変更を所定回
数行った後、最終的な前記パッチ画像に基づく前記濃度
センサの出力電圧が、所定の好感度領域からはずれたと
きは、異常を判定する、 ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の現像剤
濃度検知方法。
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