JPH1165237A

JPH1165237A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1165237A
Application number: JP9233389A
Authority: JP
Inventors: Takao Ogata; 隆雄尾形; Kazuhiro Hasegawa; 和弘長谷川; Tsuneji Masuda; 恒司桝田; Shigeo Kimura; 木村　　茂雄
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-14
Filing date: 1997-08-14
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】カブリのない良好な出力画像を得ることので
きる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光ドラム１の近傍に画像濃度検知セン
サ１３を具備し、初期設置及び初期設定時に、基準画像
の画像濃度検知手センサ１３による出力を基準値とし、
それ以外の基準画像の画像濃度検知センサ１３の出力値
を検出値とし、検出値と基準値とを比較し、帯電装置２
の出力値を補正することによりカブリの発生を防止す
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
写機やプリンター等の画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５に、従来のカラー画像形成装置の概
略構成を示す。本画像形成装置は、上部にデジタルカラ
ー画像リーダー部を有し、下部にデ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で露光走査すること
により、原稿３０からの反射光像をレンズ３３によりフ
ルカラーセンサー３４に集光し、カラー色分解画像信号
を得る。カラー色分解画像信号は、増幅器（図示せず）
を経てビデオ処理ユニット（図示せず）により処理さ
れ、プリンタ部に送られる。

【０００４】プリンタ部において、像担持体である感光
ドラム１は矢印方向に回転自在に担持され、感光ドラム
１の回りに、前露光ランプ１１、コロナ帯電器２、レー
ザ露光光学系３、電位センサ１２、色の異なる４個の現
像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍおよび４Ｋ、ドラム上光量検知手
段（画像濃度センサ）１３、転写装置５およびクリーニ
ング器６が配置される。

【０００５】レーザ露光光学系３において、リーダ部か
らの画像信号は、レーザ出力部（図示せず）で光信号に
変換され、変換されたレーザ光（光像）Ｅがポリゴンミ
ラー３ａで反射され、レンズ３ｂおよびミラー３ｃを通
って、感光ドラム１の面に投影される。

【０００６】プリンタ部は、画像形成時、感光ドラム１
を矢印Ｒ１方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電し
た後、感光ドラム１を帯電器２により一様に帯電して、
各分解色ごとに光像Ｅを照射し、感光ドラム１の表面上
に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像器４Ｙ、
４Ｃ、４Ｍ、４Ｋにより反転現像にて可視像とされる。

【０００７】このような反転現像における、感光ドラム
１６の表面電位と現像コントラストとの関係を図６に示
す。図６にてＶ_D は図５の帯電器２により均一に帯電さ
れた感光ドラム表面のマイナス電位を表わしている。Ｖ
₀₀はデジタル化された００_H（０レベル）の画像信号が
レーザを駆動し、そのレーザ光により照射された感光ド
ラム表面電位であり、Ｖ_FFはデジタル化されたＦＦ_H
（２５６レベル）の画像信号がレーザを駆動し、そのレ
ーザ光により照射された感光ドラム表面電位である。

【０００８】ここで、Ｖ_DEV は、現像時に現像器に印加
する印加電界（以下、適宜「現像バイアス」という。）
で、ＤＣ現像バイアスとそれに重畳させたＡＣ現像バイ
アス、例えば周波数２ｋＨｚ、電圧２ｋＶｐｐ（ピーク
トゥピーク）を印加させたものである。従ってＸＸ_H の
画像信号に基づくレーザ光が照射された感光ドラム表面
電位がＶ_XXとされる静電潜像は、｜Ｖ_DEV −Ｖ_XX｜で示
される現像コントラストに相当するだけの現像が行なわ
れる。

【０００９】従って、図６に示されるところの｜Ｖ_DEV
−Ｖ_FF｜を適正コントラスト電位（Ｖ_cont）とし、Ｖ
_contによって現像される画像濃度をＤ_max とすると、好
ましい画像濃度（一般に電子写真においては、１．２〜
１．８程度）を得るためにはこのＶ_contの値を適宜に設
定すればよいことがわかる。

【００１０】なお、図６中のかぶりとり電位（Ｖ_back）
とは００_H 光量で照射される画像白地部のかぶりを完全
に取り除くためのものである。

【００１１】次に、再度図５において、上述のようにし
て、各分解色の潜像ごと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、現像器４
Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、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４Ｙ〜４Ｋは、偏心カム２４
Ｙ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｋの動作により、潜像に応じ
て択一的に感光ドラム１に接近するようにしている。

【００１２】一方、記録材カセット７ａ、７ｂまたは７
ｃから記録材が搬送系及び転写装置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
上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。

【００１３】転写装置５は、本例では、転写ドラム５ａ
を有し、その周囲に、転写帯電器５ｂ、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、お
よび外側帯電器５ｅ等を有する。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。記
録材担持シート５ｆには、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る。記録材は、吸着帯電器５
ｃ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
従って画像転写部を経て繰り返し回転される。

【００１４】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。

【００１５】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せる。

【００１６】記録材の両面にフルカラーの画像形成をす
る場合は、記録材が定着器９を出た後に搬送パス切替ガ
イド１９を駆動し、搬送縦パス２０を経て、記録材を反
転パス２１ａに一旦送り込む。その後、反転ローラ２１
ｂの逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、
記録材を送り込まれた方向と反対方向に退出させ、中間
トレイ２２に収納する。その後、記録材を中間トレイ２
２から転写ドラム５ａに送って、再び、上述した画像形
成工程により、記録材のもう一方の面にフルカラー画像
形成し、これにより両面フルカラー画像の記録材が得ら
れる。

【００１７】なお、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、記録材担持シート５ｆが汚染される。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の清掃が行なわれる。このような清掃
は、画像形成の前もしくは後に行ない、またジャムの発
生時に行なう。

【００１８】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
設定可能な構成としている。たとえばスタンバイ中また
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。

【００１９】上記の一連の画像形成動作において、現像
器４Ｙ〜４Ｋは次のように動作している。

【００２０】図７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、ＡＣ電圧とＤＣ電圧が
重畳された現像バイアスが印加される。

【００２１】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
た開口部に上記の現像スリーブ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の方向に回転する撹拌スクリュー４５ａ、
４５ｂが設置されている。

【００２２】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の一方向
に搬送され、隔壁４７の一方端の連絡口を通って第１撹
拌室４１内に移送される。第１撹拌室４１内の現像剤
は、撹拌スクリュー４５ａによって撹拌されながら上記
と逆方向に移送され、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る。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に飛翔して、感光ドラム１上の静
電潜像が現像される。

【００２３】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
手前迄搬送され、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の前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。

【００２４】第２撹拌室４２内の上部には濃度センサー
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。

【００２５】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内の現像剤濃度を知って、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。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、感光ドラム１の電位を測定する電位センサ１
２と、各色現像器（４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ）の現像位
置が異なるため、測定した電位と現像する電位とが異な
り、感光ドラム１の耐久劣化、即ち長期間使用による劣
化によって電位の減衰が早くなり、よりその差は大きく
なる。

【００２７】そのため、図６のＶ_D の値、即ち、現像位
置における帯電器２により均一に帯電されるマイナス電
位の値が小さくなり、０レベルでの感光ドラム表面電位
Ｖ₀₀と現像バイアスＶ_DEV との差であるかぶりとり電位
Ｖ_backが小さくなり、画像上にかぶりトナーが生じ、出
力画像を乱す原因となる。

【００２８】そのため、従来では、（１）ハイライト部
の階調を補正するようにルックアップテーブルを作り直
す、（２）現像剤濃度を低下させることによって、かぶ
りを除去する、（３）サービスマンが電位の微調整を行
なう、又は部品の交換を行う、等の手法により対処して
いたが満足の行くものではなかった。

【００２９】従って、本発明の目的は、更にカブリのな
い良好な出力画像を得ることのできる画像形成装置を提
供することである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体の近傍に具備した帯電装置によって前記像担持
体の表面電位を制御し、現像装置によって前記像担持体
上に画像を形成する画像形成装置において、前記像担持
体近傍に画像濃度検知手段を具備し、所定の基準画像を
形成し、前記画像濃度検知手段によって検知し、その出
力値によって前記帯電装置の出力を制御することを特徴
とする画像形成装置である。

【００３１】初期設置及び初期設定時に、前記基準画像
の前記画像濃度検知手段による出力を基準値とし、それ
以外の前記基準画像の前記画像濃度検知手段の出力値を
検出値とし、該検出値と前記基準値とを比較し、前記帯
電装置の出力値を補正することが好ましい。

【００３２】トナーとキャリアとからなる２成分現像剤
によって画像を形成することが好ましい。複数個の前記
現像装置を具備し、カラー画像を形成することが好まし
い。

【００３３】本発明による他の態様によれば、像担持体
の近傍に具備した帯電装置によって前記像担持体の表面
電位を制御し、現像装置に直流電圧に交流電圧を重畳し
た電界を印加することで前記像担持体上に画像を形成
し、フルカラー画像を得る画像形成装置において、前記
像担持体近傍に画像濃度検知手段を具備し、所定の基準
画像を形成し、前記画像濃度検知手段によって検知し、
その出力値によって前記印加電界の出力を制御すること
を特徴とする画像形成装置が提供される。

【００３４】前記印加電界の直流電圧を制御することが
好ましい。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
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５のカラー画像形成装置に具
現化するものとする。従って、カラー画像形成装置の全
体的な構成、及び機能についての詳しい説明は省略し、
本発明の特徴部分について説明する。

【００３６】実施例１本発明の実施例１を図１〜図３により説明する。本実施
例では、画像形成のためのコピーシーケンスとは別モー
ドで、感光ドラム上の電位を制御する。

【００３７】先ず、この感光ドラム電位制御モードの初
期設定について説明する。図１において、本制御モード
を動作させることによって感光ドラム１が矢印Ｒ１方向
に回転する。次にコロナ帯電器２によって感光ドラム１
上に所定の電位が帯電され、所定のレーザーレベルを数
パターン照射する。この潜像像が現像域に達する直前
に、現像バイアス電源４０より電界を現像器４Ｋに印加
し、不図示の駆動ユニットにより現像器４Ｋを動作し、
潜像像を可視像化する。この可視像の画像濃度を画像濃
度検知手段である検知センサ１３によって読み取り、Ｃ
ＰＵ４２にて演算する。この動作を現像各色毎に行な
う。これらの値を基準値としてバックアップする。

【００３８】次に実際の感光ドラム電位制御について説
明する。基本的には初期設定時と同様の動作を行ない、
画像濃度検知センサ１３の出力を検出値としてＣＰＵ４
２に入力する。図２にレーザー出力に対する検知センサ
出力のグラフを示す。

【００３９】図２は所定の設定時におけるレーザー出力
と検知センサ出力を示すグラフであり、の曲線は初期
状態のものである。の曲線はよりかぶりとり電位Ｖ
_backを１０Ｖ小さくしたときのものであり、の曲線は
よりＶ_backを２０Ｖ小さくした時のものである。

【００４０】本グラフからもわかるようにＶ_backが小さ
くなると、検知センサ出力が上り出力画像濃度がアップ
するが、画像かぶりが発生し易くなる。

【００４１】初期設定時に基準値として例えばレーザー
レベル１６の値の時の検知センサ出力をとっておけば、
感光ドラム１が耐久劣化して表面電位の減衰が早くなっ
たとしても、この検出値を初期の基準値と比較すること
によって感光ドラムの劣化を推測することができる。

【００４２】図３において説明すれば、初期状態での電
位はそれぞれＶ_D1、Ｖ₀₀₁ 、Ｖ_FF1、Ｖ_DEV となってい
る。尚、先に説明したように、Ｖ_D1は帯電器２により均
一に帯電されるマイナス電位、Ｖ₀₀₁ はデジタル化され
た００_H （０レベル）の画像信号がレーザを駆動し、そ
のレーザ光により照射される感光ドラム表面電位、Ｖ
_FF1 は同様にＦＦ_H （２５６レベル）のそれであり、Ｖ
_DEV は現像時に現像器に印加する印加電界である。

【００４３】これらの値は、感光ドラムの耐久劣化が進
むと、感光ドラムが帯電したときには変わらないが、そ
の潜像が現像位置に達したときに、Ｖ₀₀₁ はＶ₀₀₂ 、Ｖ
_FF1はＶ_FF2 へと電位が変わって、Ｖ₀₀とＶ_DEV との電
位であるＶ_back（かぶりとり電位）が狭くなり、かぶり
が発生し易くなる。

【００４４】そこで、低濃度部画像を基準画像とし、そ
の画像を検知センサ１３により読み込んで基準値とし、
耐久、経時変化を同一画像で検知し、その検出値と基準
値とを比較することによって、感光ドラムの電位変動を
検知する。

【００４５】図３より、このレベルの出力画像を選択す
れば、出力値の差分が５０ｍＶであれば電位が１０Ｖ、
出力値の差分が１００ｍＶであれば電位が２０Ｖのずれ
が生じていることがわかり、この値をもとに帯電器２の
出力を補正することで、即ち、帯電器２により帯電され
る感光ドラム表面電位をＶＤ₁ からＶＤ₂ へと増大する
ことで出力画像のかぶりを減少させ、濃度変動も減少
し、適正な出力画像を得ることができる。

【００４６】また、現像器４Ｍ、４Ｃ、４Ｙにおいても
同様に制御することができる。

【００４７】この一連の動作を別モードとしてではな
く、コピーシーケンスにて行なうことも可能である。こ
の所定の検知用画像は反射濃度で０．５以下が望まし
い。

【００４８】実施例２次に本発明の実施例２を図４により説明する。

【００４９】実施例１で説明したように感光ドラムの劣
化により電位は、図４に示す如くその潜像が現像位置に
達したときに、Ｖ₀₀₁ はＶ₀₀₂ 、Ｖ_FF1 はＶ_FF2 へと電
位が変わってしまい、Ｖ₀₀とＶ_DEV1との電位であるＶ
_back（かぶりとり電位）が狭くなり、かぶりが発生しや
すくなる。そこで、低濃度部画像を基準画像とし、その
画像を検知センサ１３により読み込み、基準値とし、耐
久、経時変化を同一画像で検知し、その検出値と基準値
とを比較することによって感光ドラムの電位変動を検知
する。図４より、このレベルの出力画像を選択すれば、
出力値の差分が５０μＶであれば電位が１０Ｖ、出力値
の差分が１００ｍＶであれば電位が２０Ｖのずれが生じ
ていることがわかり、この値をもとに、現像バイアスの
ＤＣ成分であるＶ_DEV に補正をかけることでＶ_DEV2と
し、かぶりとり電位であるＶ_backを一定に保つことが可
能となり、かぶりのない適正な出力画像を得ることがで
きる。また、現像器４Ｍ、４Ｃ、４Ｙにおいても同様に
制御できる。

【００５０】

【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、像担持体近傍に画像濃度検知手段を具備し、
所定の基準画像を形成し、前記画像濃度検知手段によっ
て検知し、その出力値によって帯電装置の出力を制御す
ることにより、かぶりのない適正な画像を得ることがで
きる。

【００５１】また、像担持体近傍に画像濃度検知手段を
具備し、所定の基準画像を形成し、画像濃度検知手段に
よって検知し、その出力値によって現像装置の印加電界
の出力を制御することによっても、上記と同様の効果を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を説明するための説明図であ
る。

【図２】実施例１におけるレーザ出力に対する検知セン
サ出力を示すグラフである。

【図３】実施例１における感光ドラムの表面電位を説明
するための説明図である。

【図４】実施例２における感光ドラムの表面電位を説明
するための説明図である。

【図５】従来のカラー画像形成装置の一例を示す構成図
である。

【図６】感光ドラムの表面電位の関係を示す説明図であ
る。

【図７】図５のカラー画像形成装置の一現像器を示す説
明図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム（像担持体）２帯電装置４現像装置５転写ドラム１３画像濃度検知手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村茂雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体の近傍に具備した帯電装置によ
って前記像担持体の表面電位を制御し、現像装置によっ
て前記像担持体上に画像を形成する画像形成装置におい
て、前記像担持体近傍に画像濃度検知手段を具備し、所定の
基準画像を形成し、前記画像濃度検知手段によって検知
し、その出力値によって前記帯電装置の出力を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】初期設置及び初期設定時に、前記基準画
像の前記画像濃度検知手段による出力を基準値とし、そ
れ以外の前記基準画像の前記画像濃度検知手段の出力値
を検出値とし、該検出値と前記基準値とを比較し、前記
帯電装置の出力値を補正することを特徴とする請求項１
の画像形成装置。
【請求項３】トナーとキャリアとからなる２成分現像
剤によって画像を形成することを特徴とする請求項１又
は２の画像形成装置。
【請求項４】複数個の前記現像装置を具備し、カラー
画像を形成することを特徴とする請求項１、２、又は３
の画像形成装置。
【請求項５】像担持体の近傍に具備した帯電装置によ
って前記像担持体の表面電位を制御し、現像装置に直流
電圧に交流電圧を重畳した電界を印加することで前記像
担持体上に画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体近傍に画像濃度検知手段を具備し、所定の
基準画像を形成し、前記画像濃度検知手段によって検知
し、その出力値によって前記現像装置の印加電界の出力
を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】前記印加電界の直流電圧を制御すること
を特徴とする請求項５の画像形成装置。
【請求項７】初期設置及び初期設定時に、前記基準画
像の前記画像濃度検知手段による出力を基準値とし、そ
れ以外の基準画像の前記画像濃度検知手段の出力値を検
出値とし、該検出値と前記基準値とを比較し、前記印加
電界の出力値を補正することを特徴とする請求項５の画
像形成装置。
【請求項８】トナーとキャリアとからなる２成分現像
剤によって画像を形成することを特徴とする請求項５、
６、又は７の画像形成装置。
【請求項９】複数個の前記現像装置を具備し、カラー
画像を形成することを特徴とする請求項５、６、７、又
は８の画像形成装置。