JPH11184183A - 画像濃度制御装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の画像濃度を得るとともに、トナー飛散
やかぶりの発生をも防止し、安定的に均一な画像を得
る。 【解決手段】 現像器４内の現像剤濃度の検知と、感光
ドラム１に形成するパッチ画像Ｐの画像濃度の検知とを
１つの濃度検知センサ１４６により行う構成とし、画像
濃度検知は通常画像形成動作の前または終了時に行う。
また感光ドラム１と現像スリーブ４３の回転方向はカウ
ンター方向とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンタ等の画像形成装置およびその画像濃度制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に、従来のカラー画像形成装置の一
例を示す。本カラー画像形成装置は、その上部にディジ
タルカラー画像リーダー部を有し、また、その下部にデ
ィジタルカラー画像プリンタ部を有する。

【０００３】リーダー部において、原稿３０を原稿台ガ
ラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査する
ことにより、原稿３０からの反射光像をレンズ３３によ
りフルカラーセンサ３４に集光し、カラー色分解画像信
号を得る。このカラー色分解画像信号は図示しない増幅
回路で増幅された後、同じく図示しないビデオ処理ユニ
ットにて処理を施され、プリンタ部に送出される。

【０００４】プリンタ部において、像担持体である感光
ドラム１は矢印Ｒ１方向に回転自在に担持されている。
この感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１表面を初期
化するための前露光ランプ１１、感光ドラム１表面を一
様に帯電するコロナ帯電器２、感光ドラム１上に画像情
報に応じた静電潜像を形成するレーザ露光光学系３、感
光ドラム１表面の電位を検出する電位センサ１２、感光
ドラム１上に形成された静電潜像を可視画像に現像する
色の異なる現像剤（トナー）を収納する４個の現像器
（現像手段）４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４Ｋよりなる固定配置
の現像装置、感光ドラム１上のトナー量を検知するドラ
ム上光量検知手段（画像濃度検知手段）１３、記録材担
持体としての転写ドラム５ａを含む転写装置５、感光ド
ラム１上に残留する現像剤を除去するクリーニング器６
等がそれぞれ配設されている。

【０００５】レーザ露光光学系３は、本例では、ポリゴ
ンミラー３ａ、レンズ３ｂ、ミラー３ｃ等からなり、上
記リーダー部からの色分解された各色毎のカラー画像信
号によって変調されたレーザ出力部からのレーザ光Ｅを
ポリゴンミラー３ａで反射し、レンズ３ｂ及びミラー３
ｃを通じて感光ドラム１の表面を線状に走査（ラスタス
キャン）する。

【０００６】プリンタ部での画像形成時には、感光ドラ
ム１を矢印Ｒ１方向に回転させ、まず、前露光ランプ１
１によって感光ドラム１表面を除電、初期化し、次いで
帯電器２により、感光ドラム１表面を一様に帯電し、レ
ーザ露光光学系３によって色分解された各色の画像信号
に対応する光像Ｅを感光ドラム１表面に順次に照射し、
所定の色順で静電潜像を形成する。

【０００７】つぎに、各分解色の潜像毎に所定の現像器
を動作させて現像し、感光ドラム１上に樹脂を基体とし
たトナーによる画像、つまりトナー像を形成する。本例
では、現像装置の各現像器４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４Ｋは、
トナーと磁性キャリアを混合した２成分現像剤を収容し
ており、トナーにはそれぞれイエロー、シアン、マゼン
タ、ブラックのトナーが用いられている。この現像器４
Ｙ〜４Ｋは、偏心カム２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ、２４Ｋ
の動作により、形成された潜像の色に応じて所要の現像
器が択一的に感光ドラム１に接近して現像動作を行なう
ように構成されている。

【０００８】一方、記録材カセット７ａ、７ｂ、または
７ｃから記録材が搬送系および転写装置５を介して、感
光ドラム１と対向した画像転写部に搬送され、感光ドラ
ム１状に形成されたトナー像は、画像転写部において記
録材上に転写される。

【０００９】転写装置５は、本例では、記録材担持体と
しての転写ドラム５ａ、感光ドラム１上のトナー像を記
録材へ転写するための転写帯電器５ｂ、記録材を転写ド
ラム５ａに吸着させるための吸着帯電手段である吸着帯
電器５ｃとこれに対向した吸着ローラ５ｇ、内側帯電器
５ｄ及び外側帯電器５ｅとを有する。転写ドラム５ａ
は、回転駆動されるように軸支され、その周面開口域に
は、記録材担持手段である記録材担持シート５ｆが円筒
状に一体的に張設されている。この記録材担持シート５
ｆとしてはポリカーボネートフィルム等の誘電体シート
が使用されている。記録材は、吸着帯電器５ｃおよび吸
着ローラ５ｇの作用により、記録材担持シート５ｆの表
面に静電吸着され、転写ドラム５ａの回転にしたがって
画像転写部を経て繰り返し回転される。

【００１０】感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム
１の回転につれて画像転写部に移動され、転写ドラム５
ａの搬送によって画像転写部を通過する記録材上に転写
帯電器５ｂの作用により転写される。このようにして、
転写ドラム５ａ上の記録材上に、所望数の色、本例では
４色のトナー像が重ね合わせて転写され、フルカラー画
像が形成される。

【００１１】片面のフルカラー画像形成の場合は、記録
材への４色のトナー像の転写が終了すると、分離爪８
ａ、分離押し上げコロ８ｂおよび分離帯電器５ｈの作用
により転写ドラム５ａから記録材を分離し、分離した記
録材を熱ローラ定着器９に送って定着することにより画
像形成が終了し、片面フルカラー画像の記録材がトレイ
１０に排紙される。転写が終了した感光ドラム１は、表
面の残留トナーをクリーニング器６で清掃した後、再
度、画像形成工程に供される。

【００１２】記録材の両面にフルカラーの画像形成を行
う場合には、記録材が定着器９から排出された後、すぐ
に搬送パス切り換えガイド１９を駆動し、記録材を搬送
縦パス２０を経て反転パス２１ａにいったん導く。その
後、反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれた際の
記録材の後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向き
に記録材を退出させ、中間トレイ２２に収納する。その
後、再び中間トレイ２２から転写装置５にこの記録材を
搬送し、再び上述した画像形成工程によってもう一方の
面にフルカラー画像形成を行い、これにより両面フルカ
ラー画像の記録材が得られる。

【００１３】また、転写ドラム５ａの記録材担持シート
５ｆ上には、感光ドラム１、現像器４Ｙ〜４Ｋ、クリー
ニング器６等からの飛散した粉体の付着、あるいは記録
材のジャム（紙づまり）時のトナーの付着、両面画像形
成時に付着した記録材上からのオイルの付着が発生する
ことがあり汚染される。これに対し、記録材担持シート
５ｆを挟んで対向したファーブラシ１４とバックアップ
ブラシ１５や、オイル除去ローラ１６とバックアップブ
ラシ１７の作用により、記録材担持シート５ｆの清掃が
行われる。このような清掃は画像形成前若しくは後に行
ない、また、ジャム（紙づまり）発生時には随時行な
う。

【００１４】また、本例においては、所望のタイミング
で偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ａと一体化し
ているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録
材担持シート５ｆと感光ドラム１とのギャップを任意に
設定できる構成としている。例えば、スタンバイ中又は
電源オフ時には、転写ドラム５ａと感光ドラム１の間隔
を離し、感光ドラム１の駆動回転から転写ドラム５ａの
回転を独立可能とする。

【００１５】上記の一連の画像形成動作において、現像
器４Ｙ〜４Ｋはつぎのように動作している。

【００１６】図６に示すように、現像器４（４Ｙ〜４
Ｋ）は、感光ドラム１の静電潜像の形成に同期して、現
像剤担持体である現像スリーブ４３が図示しない駆動系
により矢印Ａ方向に回転され、また加圧カムにより加圧
されて感光ドラム１に対し位置決めされる。これと同時
に現像バイアス電源５０により現像スリーブ４３に、Ａ
Ｃ電圧ＤＣ電圧が重畳された現像バイアスが印加され
る。

【００１７】現像器４内は、図示しない２つの連絡口を
有する隔壁４７により第１撹拌室４１と第２撹拌室４２
とに区画され、第１撹拌室４１の感光ドラム１と対面し
た開口部に現像スリーブ４３が配置され、この現像スリ
ーブ４３の内部にはマグネットローラ４４が非回転に配
置されている。撹拌室４１、４２内には、それぞれ矢印
Ｂ、Ｃ方向に回転する撹拌スクリュー４５ａ、４５ｂが
設置されている。

【００１８】第２撹拌室４２内の現像剤は、撹拌スクリ
ュー４５ｂにより撹拌されながらその長手方向に一方向
に移送され、その移送途上で、マグネットローラ４４の
汲み上げ極により現像スリーブ４３上に汲み上げられて
担持され、現像スリーブ４３の回転により感光ドラム１
と対向した現像部に搬送され、そして現像スリーブ４４
に印加された上記の現像バイアスにより、現像剤中のト
ナーが感光ドラム１に飛翔して、感光ドラム１上の静電
潜像が現像される。

【００１９】現像によってトナーを消費した現像剤は、
現像スリーブ４３の回転により撹拌スクリュー４５ａの
手前まで搬送され、その位置でマグネットローラ４４の
反発極により現像スリーブ４３の表面から剥ぎ取られ
て、第１撹拌室４１内に落下する。第１撹拌室４１内に
落下した現像剤は、撹拌スクリュー４５ａにより搬送さ
れて、隔壁４７の上記と別の他方端の連絡口から第２撹
拌室４２内に移送される。

【００２０】第２撹拌室４２内の上部には、現像剤濃度
検知手段である濃度センサ４６が設置されており、第２
撹拌室４２内の現像剤の濃度（トナーとキャリアの混合
比）を光学反射方式で検知して、その検知結果に基づ
き、現像器４内の現像剤の濃度が所定濃度となるよう
に、図示しないトナー補給槽から第２撹拌室４２内にト
ナーを補給するようになっている。第２撹拌室４２内に
戻された現像剤は、第２撹拌室４２内の他の現像剤とと
もに、撹拌スクリュー４２によりトナーと撹拌されて、
所定濃度に回復される。これにより、現像器４内の現像
剤の濃度を一定に維持して、現像した画像濃度を一定に
することを図っている。

【００２１】第２撹拌室４２内の現像剤の濃度を検出す
る代わりに、感光ドラム１上に画像濃度制御用パッチ画
像の潜像を形成し、それを現像器４により現像したパッ
チ画像を図５の画像濃度センサ１３により検知し、これ
によって現像器４内の現像剤濃度を認識して、上記と同
様なトナー補給により現像剤濃度を一定に制御する方法
もある。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に前
者の手段では、現像剤濃度が一定でも、画像濃度が低め
になり、また後者の手段では画像濃度は一定に維持でき
るが、現像剤濃度を制御していないため、現像剤濃度が
高めになりトナー飛散やカブリの発生の恐れが生じる。

【００２３】従って、本発明の目的は、所望の画像濃度
を得るとともに、トナー飛散やかぶりの発生をも防止
し、安定的に均一な画像を得ることができる画像濃度制
御装置および画像形成装置を提供することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像濃度制御装置および画像形成装置にて達成される。
要約すれば、本発明は、像担持体上に形成された潜像を
現像する現像手段に収容された２成分現像剤の濃度を検
知する現像剤濃度検知手段と、前記像担持体上に作像さ
れたパッチ画像の濃度を検知する画像濃度検知手段とを
含む画像濃度制御装置において、前記現像剤濃度検知手
段と、前記画像濃度検知手段とは同一の検知手段である
ことを特微とする画像濃度制御装置である。

【００２５】前記同一の検知手段は、双方向に発光する
発光素子と、２つの受光素子とを含む光学センサである
ことが好ましい。

【００２６】本発明による他の態様によれば、像担持体
と、前記像担持体上に形成した潜像を現像する現像手段
と、前記２成分現像手段に収容された２成分現像剤の濃
度を検知する現像剤濃度検知手段、および、前記像担持
体上に作像されたパッチ画像の濃度を検知する画像濃度
検知手段を含む画像濃度制御装置とを有する画像形成装
置において、前記現像剤濃度検知手段と、前記画像濃度
検知手段とは同一の検知手段であることを特微とする画
像形成装置が提供される。

【００２７】前記現像手段は前記像担持体に対向配置さ
れた現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の回転方向
は、前記像担持体の回転方向と逆であることが好まし
い。前記画像濃度検知手段による検知は、通常画像形成
動作の前または終了時に行うことが好ましい。前記画像
濃度検知手段が得た情報を現像剤濃度検知にフィードバ
ックすることが好ましい。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像濃度制御
装置および画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明
する。なお、つぎにする実施例の説明では、本発明は図
５に示したフルカラー画像形成装置に具現化するものと
して説明する。したがって、フルカラー画像形成装置の
全体的構成および機能についての説明は省略し、本発明
の特徴部分について説明する。また、前出の部材と同一
機能を有する部材には同一符号を付す。

【００２９】実施例１ 本発明の第１実施例について図１〜図４により説明す
る。図１には、前出の図６に示した現像器４と概略同様
の構成を有する現像器４が示されている。ただし本実施
例の現像器４は、濃度検知センサ（濃度検知手段）１４
６を現像剤担持体である現像スリーブ４３の近傍であっ
て、かつ像担持体である感光ドラム１に対向した位置に
具備した点において従来の現像器と異なっている。

【００３０】さらに本実施例の濃度検知センサ１４６
は、図２に示すように、双方向に発光するＬＥＤ１４６
ａと、その両側に配置された２つの受光素子としてのＰ
Ｄ（フォトダイオード）１４６ａ、１４６ｂとを備えた
光学センサである。

【００３１】ＰＤ１４６ｂは、図２中ＬＥＤ１４６ａの
左側に配置され、感光ドラム１上のパッチ画像による反
射光量を検知し、ＰＤ１４６ｃは、同じく図２中右側に
配置されて、現像器４中の現像剤濃度による反射光量を
検知する。ＬＥＤ１４６ａとＰＤ１４６ｂの感光ドラム
１側と、ＬＥＤ１４６ａとＰＳ１４６ｃの現像剤側に
は、それぞれアクリル製の窓部材１４８が設けられ、セ
ンサ素子の汚れを防止している。

【００３２】図示されていない潜像形成手段によって感
光ドラム１上に潜像像が形成され、それに同期して、現
像器４が図示されていない駆動手段によって駆動され、
潜像像を可視像化する。その際、濃度検知センサ１４６
によって現像器４中の現像剤濃度を検知する。さらに、
コピーとコピーの間の非画像領域に画像濃度検知用のパ
ッチ画像Ｐとして所定の一定出力画像を形成し、同様に
濃度検知センサ１４６によって濃度を検知し、図示され
ていないＩＰＵに取り込む。

【００３３】ここで、図３には画像濃度に対するセンサ
出力変動を、図４には、現像剤濃度に対するセンサ出力
変動を示す。

【００３４】画像濃度、現像剤濃度とも初期または正常
時には、図３、４に示すａ、α点となる。しかし、環境
変動や劣化等により画像濃度が、図３の点ｃにずれてし
まう時には、現像剤が図４の点αから点βへと補正さ
れ、直線ｃに表される特性に対して補給を行う。つま
り、現像剤濃度が正常値であっても、画像濃度を補償す
るために、現像剤濃度の中心値（目標値）を高い値に補
正をかけることによって画像濃度の安定化を図る。

【００３５】同様に、図３の点ｂにずれてしまった時に
は、図４の点αから点γへと、つまり直線ｂへと補正さ
れ、現像剤濃度の目標値を低めに設定され画像濃度の安
定化を図る。

【００３６】図１に示すように、特に感光ドラム１の回
転方向Ｒ１に対して現像スリーブ４３の回転が現像ニッ
プ部で逆方向Ｒ２に回転するカウンター現像を行うこと
によって、画像形成下流側に濃度検知センサ１４６を配
置することができる。また濃度検知センサ１４６をこの
ような構成とすることによって、同一センサによる出力
のため、センサ間の誤差を取り除くことができ、またセ
ンサの数を減らすことができるので低コスト化を図るこ
とができる。

【００３７】さらに、画像濃度を現像剤濃度にフィード
バックすることで出力画像を安定化させることができ
る。また、現像バイアスにフィードバックしても同様の
効果を得ることができる。

【００３８】実施例２ また、第１実施例と同様の現像器を備えた画像形成装置
において、図示されていない潜像形成手段によって感光
ドラム１上に潜像像が形成され、それに同期して、現像
器４が図示されていない駆動手段によって駆動され、潜
像像を可視像化する。その際、濃度検知センサ１４６に
よって現像器中の現像剤濃度を検知する。

【００３９】ここで、出力画像の濃度を検知してフィー
ドバックをかけるわけであるが、検知用のパッチ画像Ｐ
を通常画像形成終了後、感光ドラム１の電位安定化処理
（後回転）前に形成して検知して現像剤濃度目標値にフ
ィードバックをかける。

【００４０】これにより、通常画像以外の画像形成を減
らすことによって出力画像を安定的に保つとともに、機
内の飛散、汚れを最小限に抑えることができる。

【００４１】同様に、パッチ画像Ｐの検知は、通常画像
形成前の感光ドラム電位安定化回転（前回転）時に、パ
ッチ画像を形成し、検知、フィードバックすることで、
より環境変動の影響を排除し、安定的な出力画像を得る
ことができる。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像濃度制御装置および画像形成装置によれば、現像
剤濃度検知手段と、画像濃度検知手段とを同一の検知手
段とすることにより、低コストで、所望の画像濃度を得
るとともに、トナー飛散やかぶりの発生をも防止し、安
定的に均一な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１および第２実施例の現像器と
その周辺を示す説明図である。

【図２】第１および第２実施例の濃度検知センサを示す
構成図である。

【図３】画像濃度に対する画像濃度検知出力を示すグラ
フである。

【図４】現像剤濃度に対する現像剤濃度検知出力を示す
グラフである。

【図５】本発明が具現化される従来のフルカラー画像形
成装置の一例を示す全体構成図である。

【図６】図５の画像形成装置の現像器を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ４ 現像器（現像手段） ４３ 現像スリーブ（現像剤担持体） １４６ 濃度検知センサ（濃度検知手
段） １４６ａ ＬＥＤ １４６ｂ、１４６ｃ フォトダイオード

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に形成された潜像を現像する
   現像手段に収容された２成分現像剤の濃度を検知する現
   像剤濃度検知手段と、前記像担持体上に作像されパッチ
   画像の濃度を検知する画像濃度検知手段とを備えた画像
   濃度制御装置において、 前記現像剤濃度検知手段と、前記画像濃度検知手段とは
   同一の検知手段であることを特微とする画像濃度制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記同一の検知手段は、双方向に発光す
   る発光素子と、２つの受光素子とを含む光学センサであ
   ることを特徴とする請求項１の画像濃度制御装置。
3. 【請求項３】 像担持体と、前記像担持体上に形成した
   潜像を現像する現像手段と、前記２成分現像手段に収容
   された２成分現像剤の濃度を検知する現像剤濃度検知手
   段、および、前記像担持体上に作像されたパッチ画像の
   濃度を検知する画像濃度検知手段を含む画像濃度制御装
   置とを有する画像形成装置において、前記現像剤濃度検
   知手段と、前記画像濃度検知手段とは同一の検知手段で
   あることを特微とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記現像手段は前記像担持体に対向配置
   された現像剤担持体を有し、該現像剤担持体の回転方向
   は、前記像担持体の回転方向と逆であることを特徴とす
   る請求項３の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記画像濃度検知手段による検知は、通
   常画像形成動作の前または終了時に行うことを特微とす
   る請求項３の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記画像濃度検知手段が得た情報を現像
   剤濃度検知にフィードバックすることを特微とする請求
   項５の画像形成装置。