JPH10186770A

JPH10186770A - 多色画像形成装置

Info

Publication number: JPH10186770A
Application number: JP8354693A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nishimura; 賢西村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】現像器特性の変化に対応して適切な濃度処理
制御を可能とし、該濃度処理に係る時間とトナーの無駄
を省く。【解決手段】各現像器４ａ〜４ｄに不揮発性メモリ５
０を搭載し、印字枚数を格納する。ＣＰＵ部６０が、メ
モリ５０に格納された印字枚数により現像器４ａ〜４ｄ
の初期、安定期、性能劣化期を判断し、中間転写体５に
形成するパッチ画像の濃度測定等を含む濃度処理制御を
実行する現像バイアス、露光量、感光ドラム電位等の画
像形成条件の数を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー複写機ある
いはカラープリンター等のように現像剤として複数色の
トナー（現像剤）を使用する電子写真方式等による画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、添付図面に基づいて従来の多色画
像形成装置の一例について説明する。図５に示すよう
に、多色画像形成装置は、感光媒体である感光ドラム
１、帯電器３を具備し、更に図中感光ドラム１の左辺に
は、複数個の現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが回転可能
な支持体４で担持されている。感光ドラム１は不図示の
駆動手段によって図示矢印方向に駆動される。

【０００３】装置本体内の上方には、露光装置を構成す
るレーザーダイオード（又はＬＥＤ）１２、高速モータ
ー１３によって回転駆動される多面鏡１４、レンズ１
５、及び折り返しミラー１６が配置される。

【０００４】前述のレーザダイオード１２にイエロー
（以下、Ｙと略す）の画像模様に従った信号が入力され
ると、光路１７を通ってイエローに対応した光情報が感
光ドラム１に照射され、潜像が形成される。さらに、感
光ドラム１が矢印方向に進むと、この潜像は現像器４ａ
によって可視化される。感光ドラム１上のトナー像は、
その後、中間転写体５上に転写される。

【０００５】以上の工程をマゼンタ（以下、Ｍと略
す）、シアン（以下、Ｃと略す）、ブラック（以下、Ｂ
と略す）と順次行なうことによって中間転写体５上には
複数色のトナーによるフルカラー画像が形成される。そ
の後、中間転写体５上の複数色のトナー像が転写帯電器
６を配した転写部位に到来すると、この位置で中間転写
体５上のトナー像は、このときまでに給紙ローラ７によ
って転写部位側に供給されている転写材８に転移する。
更に転写材８は搬送装置７を介して定着装置９に搬送さ
れ、定着装置９によって転写材表面のトナー像は溶融固
着されカラー画像が得られる。

【０００６】一方、感光ドラム１上に残留したトナーは
ファーブラシ、ブレード手段等のクリーニング装置１１
によって清掃される。また中間転写体５の表面上のトナ
ーもファーブラシ、ウエブ等のクリーニング装置１０に
よって摺擦されることにより清掃される。

【０００７】ところで、上述した多色画像形成装置は、
使用する環境プリント、枚数等の諸条件によって画像濃
度が変動すると、本来の正しい色調が得られなくなって
しまう。そこで、従来、画像形成時における画像の状況
を判断するため、感光ドラム上や画像担持体（中間転写
体）上に各色濃度検知用のトナー画像（以下、パッチと
記す）を試験的に形成し、その濃度を濃度検知センサ２
によって自動的に検知し、この検知結果を露光量、現像
バイアス等の画像形成条件にフィードバックし、本来の
カラー画像を形成すべく濃度制御を行ない、安定した画
像を得ていた。

【０００８】この濃度制御の作業の１つに、その当時の
環境で所望の濃度を得るために現像バイアスを最適化す
る制御がある。通常、現像バイアスと濃度の関係は図６
のグラフに示すようになっているが、この曲線Ｃが印字
枚数、温度、湿度などの環境変化の影響を受け易く刻々
と変化する。そのため、適当な印字枚数をおいて、数点
のパッチ画像現像バイアスを例えばＶａ、Ｖｂ、Ｖｃ、
Ｖｄに示すように変更しながら作成し、そのパッチ画像
の濃度を測定して所望の濃度Ｄを得られる現像バイアス
を推定する。

【０００９】又、印字枚数と濃度と関係は、図７のグラ
フに示すような曲線によって示される。

【００１０】このときに使用されるパッチ画像パターン
は、図８に代表されるように、画像書き出し位置から順
次パッチが形成される。

【００１１】濃度制御については、上記の方式の他にも
レーザ露光量、感光ドラム電位等のプロセス条件を変化
させる方式などがあり、前記の濃度制御と同様にプロセ
ス条件を変更しながらパッチを印字し、その濃度変化を
観察して最適なプロセス条件を推測する。通常はこれら
の濃度制御方式の中から１種類を選択して、又は数種類
を組合せて濃度制御を実行する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
多色画像形成装置において画像濃度変化の要因の一つと
して、現像器、感光体の特性の経時変化が挙げられるの
だが、その経時変化の割合は使用時期によって異なる傾
向を持つ。特に現像器の場合は、初期、安定期、性能劣
化期の３つに大別できる。

【００１３】初期は、現像器が本来の性能を発揮するま
でのならし期間でこの３つの期間の中で最も特性変化が
激しい時期である。その後、安定期に入り特性変化は非
常に緩やかになる。さらに使用を重ねると特性が劣化し
ていき、画像濃度の変化が徐々に大きくなっていく。

【００１４】ところで、印字特性変化の最も激しい現像
器の使用初期では、より高精度な濃度制御方式を採用す
る必要がある。即ち、現像バイアス、レーザ露光量、感
光ドラム電位等のプロセス条件の中から複数に対して最
適化処理を行ない、より的確な印字条件を選択する必要
がある。

【００１５】しかし、１つのプロセス条件しか制御しな
い場合と比較して、２つのプロセス条件を制御する場合
にはそれぞれのプロセス条件に対して前出の最適化処理
を行なわなければならず、所要時間とトナー消費量がそ
れぞれ２倍に、３つのプロセス条件を制御する場合には
所要時間とトナー消費量が３倍になってしまう。高精度
な制御を行なうと、それに比例して所要時間とトナー消
費量が増大するわけである。

【００１６】ここで、現像器の使用を重ねて印字特性が
安定期に入ってくると前に述べたような複雑な濃度制御
処理は必要なくなり１つのプロセス条件を最適化するよ
うな簡単な処理で十分対応できるようになる。ところ
が、エンジン本体内のＣＰＵには現像器の状態を感知す
る手段を備えていないので、印字特性が安定してきても
前述のような複雑で高精度な濃度制御処理を行なわざる
を得ない。このような行き過ぎた濃度制御処理は、所要
時間の面からもトナー消費量の面からもユーザーにとっ
てストレスを感じさせ負担を強いることにもつながる。

【００１７】従って、本発明の主な目的は、現像器特性
の変化に対応して適切な濃度制御処理が可能な多色画像
形成装置を提供することである。

【００１８】本発明の他の目的は、濃度制御処理に関わ
る時間とトナー消費の無駄を省くことができる多色画像
形成装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
多色画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明
は、画像情報信号に対応して、感光媒体に対して帯電、
露光、複数の現像器による現像、及び画像担持体への転
写を複数回行なうことによって複数色トナーによるカラ
ー画像を形成する多色画像形成装置において、前記各現
像器内部に設けられ総印字枚数を記憶する記憶手段と、
濃度測定用トナー像の濃度を測定するための濃度測定手
段と、該濃度測定手段の測定結果により画像形成条件を
制御する画像濃度調整手段と、前記記憶手段に記憶され
た総印字枚数を参照し、前記画像濃度調整手段により制
御される前記画像形成条件の数を変更する手段とを有す
ることを特徴とする多色画像形成装置である。

【００２０】濃度測定用トナー像の濃度測定を前記感光
媒体上で行なうことが好ましい。前記濃度測定用トナー
像の濃度は、前記感光媒体の表面濃度を除去した相対濃
度であることが好ましい。別の態様によれば、濃度測定
用トナー像の濃度測定を前記画像担持体上で行なうこと
が好ましい。

【００２１】画像形成手段として半導体レーザを有する
ことが好ましい。別の態様によれば、画像形成手段とし
てＬＥＤを有することが好ましい。

【００２２】濃度測定手段は、発光素子及び受光素子を
含む光学センサであることが好ましい。カラートナー
は、イエロー、マゼンタ、又はシアントナーであること
が好ましい。前記記憶手段は、不揮発性メモリであるこ
とが好ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る多色画像形成
装置を図面に則して更に詳しく説明する。尚、次に説明
する実施例では、本発明は図４に示す多色画像形成装置
に具現化されるものとする。従って、多色画像形成装置
の全体的構成、機能についての詳しい説明は省略し、本
発明の特徴部について説明する。

【００２４】図１には、本発明の一実施例を示す多色画
像形成装置のブロック構成が示される。同図において、
多色画像形成装置は画像処理装置１００を備えており、
画像処理装置１００内には、感光媒体である感光ドラム
１、現像器４ａ〜４ｄ、画像担持体である中間転写体
５、濃度測定手段である濃度検知センサ２、上記構成部
材を制御するＣＰＵ部６０、外部装置のホストコンピュ
ータ８０からの通信を受けてＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの４色に
ついて８ビットの濃度情報を持つ入力データ（以下、ビ
デオデータ）を転送すると共に、ＣＰＵ部６０からの信
号を受けてホストコンピュータ８０にプリンタ状況など
を通信するなどの通信制御を行なうコントローラ７０を
備えている。尚、ホストコンピュータ８０に対する入力
は操作者がデータ入力手段９０を介して行なわれる。

【００２５】各現像器４ａ〜４ｄにはそれぞれ記憶手段
である不揮発性メモリ５０が搭載され、総印字枚数が記
憶される。このように各現像器４ａ〜４ｄに不揮発性メ
モリ５０を搭載することにより、例えば、使用途中に現
像器が交換されたとしても、不揮発性メモリ５０に格納
されている印字枚数を読み込むことにより、装置本体は
正確な現像器毎の印字枚数を常に把握できる。

【００２６】以下に、濃度制御処理について説明する。
図２において、中間転写体５上にパターンは同一だが現
像バイアスを変更することで濃度差が生じている複数個
の例えばパッチ１０５Ａ、１０５Ｂを作成し、そのパッ
チ１０５Ａ、１０５Ｂに濃度検知センサ２の発光素子１
０１から光線Ｉ_O を照射し、その反射光Ｉ_r を受光素子
１０２で受光する。同時に、光源光Ｉ_O 及び反射光Ｉ_r
を濃度検知センサ２で測定し、上述したＣＰＵ部６０に
取り込む。

【００２７】ＣＰＵ６０内でセンサ出力電圧を濃度に変
換して、その制御実行時のそれぞれの現像バイアスに対
するパッチ濃度を関連づけて、所望の濃度を得られる現
像バイアスを逆算し、それをその時点での最適現像バイ
アスとして、次回の濃度制御処理時まで使用する。この
ようにして最適な現像バイアス電圧を設定するための制
御を行なう。

【００２８】また、他のプロセス条件（レーザ露光量、
感光ドラム電位等）を変更する場合も同様の制御が行な
われる。異なる点は、パッチを作成するときに変更する
のが現像バイアスではなく、それぞれのプロセス条件で
あるということである。

【００２９】なお、上記濃度検知センサ２は、発光素子
１０１として使用したＬＥＤ等の劣化により発光光量が
初期状態に比べて減少したり、センサ２の測定面がトナ
ーによって汚れると、初期の性能を維持することが困難
になる。そこで、中間転写体５の表面の赤外光に対する
反射率、つまり光学反射濃度を予め所定の値に定めてお
き、その反射濃度を定期的に測定して、センサ２の校正
を行なっている。

【００３０】また、パッチを例えば有機光導電体（ＯＰ
Ｃ）からなる感光体層を用いた感光ドラム１に上に形成
する場合には、上記光学反射濃度は、感光体層に含まれ
る下引き層の反射率であり、この光学反射濃度を予め所
定の値に定めておき、その反射濃度を測定して、センサ
の校正を行なう。即ち、センサは、パッチの濃度とし
て、表面濃度を除去したパッチの相対濃度を測定する。

【００３１】本実施例における濃度制御処理は、図３及
び図４のフローチャートに示すような流れで行なわれ
る。

【００３２】まず、各色現像器４に搭載されている不揮
発性メモリ５０より印字枚数、及びカートリッジ本体情
報等を読み出し（Ｓ１０１）、本体のＣＰＵ部６０に記
憶してある前回の印刷時のカートリッジの印字枚数と、
それぞれ比較する（Ｓ１０２）。一つでも前回の情報と
異なれば新しいカートリッジが挿入されたと判断して
（Ｓ１０４）直ちに濃度制御処理を実行する（Ｓ１０
６）。全て一致した場合には、各色それぞれ印字枚数を
インクリメントした後に（Ｓ１０３）、濃度制御処理を
行なうかどうかの判定を行なう（Ｓ１０５）。この判定
は、前回濃度制御処理を行なった時からの印字枚数と、
予め設定されていたしきい値αとの比較により行なわれ
る。

【００３３】前回濃度制御処理を行なった時からの印字
枚数がしきい値αに満たない場合には濃度制御処理を行
なわずに終了する。

【００３４】一方、前回濃度制御処理を行なった時から
の印字枚数がしきい値αに等しければ濃度制御処理を実
行する（Ｓ１０６）。濃度制御処理を実行する際には、
各色現像器４がどのような状態にあるかの判定を行な
う。まず、現像器が使用初期にあるかどうかの判定を行
なう。各色現像器４の印字枚数と予め設定されていたし
きい値βを比較して（Ｓ１０７）、印字枚数がβより小
さければその現像器は使用初期にあるとみなす。４つの
現像器の中で１つでも初期状態のものが存在するなら
ば、プロセス条件を複数個操作する高精度な濃度制御処
理を行なう（Ｓ１０８）。

【００３５】Ｓ１０７にてどの現像器も使用初期でない
と判定した場合には、更に各色現像器４が性能劣化期に
あるかどうかの判定を行なう（Ｓ１０９）。各色現像器
４の印字枚数と予め設定されていたしきい値γを比較し
て、印字枚数がγより大きければその現像器は性能劣化
期にあるとみなす。４つの現像器の中で１つでも性能劣
化期のものが存在するならばプロセス条件を複数個操作
する高精度な濃度制御処理を行なう（Ｓ１０８）。いず
れの現像器４も性能劣化期にない場合は、全ての現像器
４に安定期にあることになるので、現像バイアスのみを
操作する簡潔な濃度制御処理を行なう（Ｓ１１０）。

【００３６】上記のように、各現像器が不揮発性メモリ
５０を搭載し、この不揮発性メモリ５０に格納された印
字枚数をＣＰＵ部６０に読み込み、読み込んだ現像器毎
の印字枚数から、現像器の状態が初期、安定期、性能劣
化期のいずれに在るのかをＣＰＵ部６０が判断し、それ
ぞれの状態に応じた濃度制御処理の方式を設定する。

【００３７】つまり、使用初期もしくは性能劣化期に相
当する濃度変化の激しい時期には、複数個のプロセス条
件を操作する高精度な濃度制御処理方式を選択し、ま
た、濃度変化が穏やかで印字特性が安定している時期、
即ち安定期には、所要時間が短くトナー消費量も少ない
プロセス条件を１つのみ変更する簡潔な濃度制御処理方
式を選択することが可能となる。

【００３８】これにより、濃度制御処理に使用されるト
ナー量の削減、また、濃度制御処理のための待ち時間の
短縮によるユーザーのストレス軽減などの効果が期待で
きる。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、前記各現像器内部に設けられ総印字枚数を記
憶する記憶手段と、濃度測定用トナー像の濃度を測定す
るための濃度測定手段と、該濃度測定手段の測定結果に
より複数の画像形成条件を制御する画像濃度調整手段
と、前記記憶手段に記憶された総印字枚数を参照し、前
記画像濃度調整手段により制御される前記画像形成条件
の数を変更する手段とを有することにより、現像器の特
性の経時変化により引き起こされる濃度変化に対応し
て、適切な濃度制御処理方式を選択し実行することが可
能となる。即ち、濃度変化の激しい時期には高精度の濃
度制御処理を行ない、各色常に正しい濃度で印刷するこ
とが可能となり、濃度変化が少なく印字変質の安定して
いる時期には簡潔な濃度制御処理を行なことにより、濃
度制御処理に伴う時間のロスやトナーの消費を極力抑え
ることが可能となる。これらのことは、ひいては、ユー
ザーの利益へとつながる。

【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を示すブロッ
ク図である。

【図２】本実施例で用いた反射型濃度センサを示す構成
図である。

【図３】本実施例を説明するためのフローチャートであ
る。

【図４】図３のフローチャートの続きのフローチャート
である。

【図５】従来の画像形成装置の一例を示す構成図であ
る。

【図６】現像器の現像バイアスと濃度の特性を示したグ
ラフである。

【図７】現像器の画像濃度の経時変化を示すグラフであ
る。

【図８】中間転写体に形成したパッチ画像の一例を示す
展開図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（感光媒体）２濃度検知センサ（濃度測定手段）４現像器５中間転写体（画像担持体）５０不揮発性メモリ（記憶手段）６０ＣＰＵ部７０コントローラ１０５パッチ画像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報信号に対応して、感光媒体に対
して帯電、露光、複数の現像器による現像、及び画像担
持体への転写を複数回行なうことによって複数色トナー
によるカラー画像を形成する多色画像形成装置におい
て、前記各現像器内部に設けられ総印字枚数を記憶する記憶
手段と、濃度測定用トナー像の濃度を測定するための濃
度測定手段と、該濃度測定手段の測定結果により複数の
画像形成条件を制御する画像濃度調整手段と、前記記憶
手段に記憶された総印字枚数を参照し、前記画像濃度調
整手段により制御される前記画像形成条件の数を変更す
る手段とを有することを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項２】濃度測定用トナー像の濃度測定を前記感
光媒体上で行なうことを特徴とする請求項１の多色画像
形成装置。
【請求項３】前記濃度測定用トナー像の濃度は、前記
感光媒体の表面濃度を除去した相対濃度であることを特
徴とする請求項２の多色画像形成装置。
【請求項４】濃度測定用トナー像の濃度測定を前記画
像担持体上で行なうことを特徴とする請求項１の多色画
像形成装置。
【請求項５】画像形成手段として半導体レーザを有す
ることを特徴とする請求項１の多色画像形成装置。
【請求項６】画像形成手段としてＬＥＤを有すること
を特徴とする請求項１の多色画像形成装置。
【請求項７】前記画像形成条件には、少なくとも、現
像バイアス、レーザもしくはＬＥＤの露光量、感光ドラ
ム電位が含まれることを特徴とする請求項１の多色画像
形成装置。
【請求項８】前記濃度測定手段は、発光素子及び受光
素子を含む光学センサであることを特徴とする請求項１
の多色画像形成装置。
【請求項９】カラートナーは、イエロー、マゼンタ、
又はシアントナーであることを特徴とする請求項１の多
色画像形成装置。
【請求項１０】前記記憶手段は、不揮発性メモリであ
ることを特徴とする請求項１の多色画像形成装置。