JPS62161171A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は像形成体上に異なる種類のトナーを収容した複
数の現像器によって現像を複数回行なうことにより、画
像を形成する画像形成装置に関し、特に像形成体上の各
色のトナー像の状態をチェックする磯イ尼を有した画像
形成装置に関するものである。

〔発明の背景〕

複数のトナー像を形成する画像形成方法および装置、例
えば多色画像形成方法および装置においては、形成され
る記録画像における画像部の色）濃度が高く、非画像部
のカブリが少なく、原稿に忠実な階調を有し、かつ、カ
ラーバランスが良好であることが要請される。そこで、
例えば特開昭・１９−１２７６２９、特開昭５０−２０
７３０の各号広報には基準パッチを用いて像形成体上に
基準トナー像を形成し、該基準トナー像からの情報によ
り多色画像の画質を制御する技術が記載されている。こ
のような公知技術においては、例えば以下の方法で多色
画像が形成される。即ち原稿台上１こは原稿および該原
稿より先に光源からの光の照射を受ける位置に基準パン
チが′ｕ、置され、予め一様な帯電が施された像形成体
上に前記基準パッチおよ１原稿からの反射光が例えばブ
ルーフィルタを介して像露光されて、基準潜像すｊよび
画像潜像が形成される。次いで該基バＩ′潜像の電位は
、露光部と現像部の中間にあって像形成体表面に近接し
て設置されている電位計によって測定される。該電位計
の出力は制御回路に入り、ブルーの補色関係にあるイエ
ロートナーを収容した現像器のバイアス電圧を＞＋整す
る。

この調整された現像器によって画像潜像は現（２され、
イエロー画像トナー像が形成される。

この画像トナー像は、給紙装置からタイミングを合せて
供給された記録紙上に転写される。池方前記像形成体は
残留トナー像がクリーニングされ、かつ、残留電荷が消
去されたのち再１一様な帯電が施され、グリーンフィル
ターを介して像露光されて基僧潜像ｆ−３よび画像潜像
が形成される。次いでｉｉｆ回と同様基亭潜像の電位が
測定され、それによってバイアス電圧が調整されたマゼ
ンタトナーを収容した現像器により、マゼンタ画像トナ
ー像が形成される。このトナー像は１１？ｊ工程で既に
イエロー画像トナー像が転写されている記録紙上に重ね
て転写される。同様にしてさらにシアン画像トナー像も
転写されて、３原色トナー像が重ね今わされる。この記
録紙は、転写ドラムから分離され定着後装置外に排紙さ
れる。

この画像形成方法においては、−面にすＳいて画像特性
が改良された多色画像を提供できる利点があるが、他面
において（イ）各色の現像が終了する毎に記録紙に転写
するための転写ドラムが必要となるため、装置が大型化
するほか像形成に要する時間が長くなるとか、（ロ）現
像工程と転写工程が多数回繰り返えされるため各色トナ
ー像の位置合せにずれが生じて見苦しいカラー画像が形
成されるなどに問題がある。

そこで本出願人は複数の画像トナー像を像形成体上に重
ね合せて形成し、記録紙上に一時に転写する技術の提案
を行なっている。以下その技術の代表的な例を第６図、
第７図について説明する。

なお以下に示す画像形成装置の一般説明に関しては本出
願人による特開昭５９−１８１３６２号公報、特願昭６
０−１９２７１０号、特願昭６０−１９２７１１号に詳
述されているところのものである。

第６図は多色画像形成装置の構成を示したものであって
、下記のようにしてカラー画像が形成される。

ｆ５６図において、Ａは５売み取りユニット、Ｂは易さ
込みユニット、Ｃは画像形成部、Ｄは給紙部である。第
７図は本装置に用いられる現像器の構造を示す断面図で
ある。

ユ完み取りユニン）Ａｔこおいて、１（土プラテンガラ
スで、原稿２はこのプラテンガラス１上に置かれる。原
稿２は、スライドレール３上を移動するキャリンノ４に
設けられた蛍光灯５及び６によって照明される。可動ミ
ラーユニット８にはミラー９及び９′が設けられスライ
ドレール３上を移動し、キャリンノ４１：設（すられて
いる第１ミラー７との組み合わせでプラテンガラス］上
の原稿２尤像をレンズ読み取り二二ノ）２０へ導出する
。

スモーター１０により、ワイヤ１５を介して駆動される
プーリー１１．１２，１３．１４により、それぞれ■及
び１／２■の速度で同方向に駆動される。プラテンガラ
ス１の両端部裏面側には標準白色板１６．１７が設けら
れ、原稿読み取り走査開始前及び走査終了後に標準白色
信号が得られるように構成されている。

レンズ読み取りユニット２０はレンズ２１、プリズム２
２、第１読み取り基盤２４、レッドチャンネル　（以下
Ｒ−ａｈという）　ＣＣＤ　２５、ｆｐＪ２読み取り基
ｆ１２６、シアンチャンネル（以下Ｃ−ｃ　ｔ＋という
）　ＣＣＤ　２７から構成される。１１ミラー７、ミラ
ー９、ミラー９′により伝達された原稿光像はレンズ２
１により集束され、プリズム２２内に設けられたグイク
ロイックミラーによりＲ−ａｈ像とＣ−ｃ　ｈ像とに分
解され、第１読み取り基盤２４上に設けられたＲ−ｃｌ
＋　　ＣＣＤ　２５及びｆｊＳ２読み取り基盤２６上に
設けられたＣ−ａｈ　ＣＣＤ　２７の受光面のそれぞれ
結像される。

前記蛍光灯５，６はカラー原稿の読み取りに際して光源
にもとずく特定の色の強調や減衰を防ぐため市販の温白
色系蛍光灯が用いられ、またチラッキ防止のため４０　
Ｋ　Ｉｔ　ｚの高周波電源で点灯され管壁の定温保持あ
るいはウオームアツプ促進のためポジスタ使用のヒータ
で保温されている。

１肖記訃ｃｂ　ＣＣＤ　２５及びＣ−ｃｈ　ＣＣＤ　２
７から出力された画像信号は、信号路Ｔ：ｇＡ部におい
て信号処理される。信号処理部において、トナーの色に
応じ色分解された色信号が出力され、書き込みユニット
Ｂに入力される。

書き込みユニツ）Ｂにおいては、半導体レーザで発生さ
れたレーザビームは駆動モータ３０により回転されるポ
リゴンミラー３２より回転走査され、Ｆθレンズを経て
反射鏡３７により光路を曲げられて像形成体ドラム４０
の表面上に投射されＸＩＩＩｍを形成する。

走査が開始されるとビームがインデックスセンサによっ
て検知され、第１の色信号によるビームの変調が開始さ
れる。変調されたビームは、帯電器４１により予め一様
に帯電されている像形成体ドラム４０上を走査する。レ
ーザビームによる主走査と像形成体ドラム４０の回転に
よる副走査によりドラム表面に第１の色に対応する潜像
が形成されてゆく。この潜像は例えばシアン色トナーの
ＶｃｊＡされた現像器４２により現像されて、ドラム表
面にトナー像が形成される。得られたトナー像は、ドラ
ム面に保持されたまま、像形成体ドラム表面より引きａ
されているクリーニング装置４６の下を通過し次のコピ
ーサイクルにはいる。像形成体ドラム４０は帯電器４１
により再び帯電される。

次いで信号処理部から出力された第２の色信号が書き込
み二二ッ）Ｂに入力され、前記のｆｊＳｌの色信号の場
合と同様にしてドラム表面への書き込みが行なわれ潜像
が形成される。潜像は第２の色例えば赤色のトナーを装
填した現像器４３によって現像される。この赤色トナー
像はすでに形成されている前記のシアン色トナー像の上
に重ねて形成される。

４４は黒色トナーを有する現像器で、信号処１”［！　
ｆｆｌ！で発生される制御信号に基づいてドラム表面上
に黒色トナー像を形成する。これら現像器４２．４３．
４４のスリーブには交流及び直流のバイアスが印加され
、２成分トナーによるノヤンビング現像が行なわれ、接
地された像形成体ドラム４０には非接触で現像が行なわ
れている。

第７図により現像器４３の細部を説明する。４３ａはト
ナー補給器、４３ｂはスポンジローラ、４３ｃ及び４３
ｄは攪はんロータ、４３ｅは穂切り板、４３ｆは現像ス
リーブ、４３ｇはマグネットロール、４３１１は抵抗、
４３ｊは交流電源、４３Ｒは直流電源である。

トナー補給器４３ａがら供給されたトナーはスポンジロ
ーラ４３１）と攪はんロータ４３ｃ、　４３ｄの作用に
より現像スリーブ４３ｆと現像マグネットロール４３Ｆ
ｉからなる現像部へ送り込まれる。現像スリーブ４３ｒ
上には、穂切り板４３ｅによって厚みを一定に規制され
た、トナーとキャリヤからなる現像剤の層が形成され、
これによって像形成体ドラム４０表面に形成された潜像
を現像する。

なお、マグネットロール４３ｇは一例として毎分ｔ　、
　ｏｏｏ回転の高速回転で時計方向に、また現像スリー
ブ４３ｆは毎分３００回転の回転速度で反時計方向にそ
れぞれ回転されている。

現像スリーブ４３ｆには抵抗４３ｈを介して交流電源４
３ｊ及び直流型ｉｆｉ　４３Ｋが接続され、スリーブ４
３「と像形成体ドラム４０の間に現像バイアスが印加さ
れる。このようにして現像された第１の色信号によるト
ナー像とｉ１２の色信号によるトナー像、及び黒トナー
で現像されたトナー像の重ね合わされた像は、転写ｆｆ
１５０により給紙部の給送ベルト６２、給送ローラ６３
により送られてきた記録紙６１上に転写される。トナー
像を転写された転写紙は分離極５１により感光体から分
離され、さらに定着器５２へ搬送されて定着されカラー
ハードコピーが得られる。

転写の終了した感光体ドラム４ｏにはクリーニング装置
４６が接触しブレード４７によりクリーニングを行ない
不要トナーをドラム表面から除去する。

クリーニング装置のローラ４９は、クリーニング終了後
ブレード４７が次の露光と現像に備えてドラム表面から
離れるとき、ドラム表面とブレードの間に取り残される
少量のトナーを除去するためのものであり、ドラムと逆
方向に回転しながらドラム表面との接触部を摺擦し残留
トナーを回収する。

以上説明した装置によって転写工程が一回で行われ、装
置の大型化、像形成時間の浪費及び各色トナー像の位置
合わせの不一致などが解消されるなどの利点が認められ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記装置には各色トナー像の状態をチエン
クして、その情報によって望ましい画像特性の制御を行
う機能に欠けていた。上記の画像形成装置にあっては像
形成体ドラムは複数回回転し各回転で潜像は当該現像器
によって現像され、現像されたトナー像が像担持体上で
重ねられて多色のトナー画像となり記録紙上に転写され
るので従来なされてきた方式によっては各現像器に対応
した基準トナー像を得ることは困難で、各基準トナー像
から反射濃度を読み取ってこれを画像形成装置にフィー
ドバックすることは容易ではない。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、装置の大型
化を避けて各色トナー像に情報を得るための装置を提供
することを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

上記の目的は像形成体上に各々異なる種類のトナーを収
容した複数の現像器により現像を複数回行うことにより
、画像を形成する画像形成装置において、前記画像部外
の像形成体の移動方向とほぼ垂直に並べて、各種類のト
ナーごとの基準トナー像を形成する手段と前記各基準ト
ナー像の濃度を測定するだめのセンサーを有する測定手
段とを有し、前記測定手段のうちの少なくともセンサー
を移動させる制御手段を有し前記測定手段からの信号に
基づいて前記現像器中のトナー濃度を制御する制御手段
を有することを特徴とする画像形成装置によって達成さ
れる。

〔実施例〕

ｔＩＳ１図は本発明の一実施例の要部説明図、第２図は
像形成体ドラム上の画像と基準トナー像との位置関係を
示す図、第３図は本発明に係わる装置の配置図、第４図
は像形成体ドラムの１′ｆｌ開図、第５図は基準トナー
像並びに画像の形成順序を示すタイムチャートである。

第１図において４０は像形成体ドラム、７１ａは第１色
基準トナー像、７１ｂは第２色基準トナー像、７１ｃ１
．ｔｆ５３色基準トナー像、７２は発光素子であって発
光素子から照射した光が対象物に上って反射された光を
受光する受光素子よりなるセンサー、７２ａはセンサ一
本体、７２ｂはオプチカルファイバー、７２ｃはセンサ
ー窓部である。

センサー窓部には測光する基準トナー像の色に応じて適
正な分光特性を有する反射光を得るため補正フィルター
が切替え可能に設けられている。

フィルターを有しない場合は基準トナー像の色に応じて
電気的にセンサーによって得た値を補正することもでき
る。７３はパルスモータ、７４はスクリュウである。ス
クリュウ７４の一端はパルスモータ７３の四転油に接続
し、またセンサー窓部７２ｃにある雌ねじ部材を螺合し
ているのでセンサー窓部７２ｃは制御回路からのパルス
電流によってパルスモータ７３、スクリュウ７４を介し
て任意の基準トナー像に対向する位置に移動することが
できる。センサー窓部７２ｃの移動に際しセンサー窓部
のフィルターは、次に測定する基準トナー像の色に応じ
たフィルターにａ径えることも可能であるし、特にフィ
ルターの切り仔えを行わす前記したように電気的に補正
を行うことも可能である。本実施例ではセンサ一本体７
２ａを固定し、屈曲性に富んだオプチカルファイバー７
２ｂを介して、基準トナー像の照明および濃度測定を行
うようになっているが、小型の発光素子および受光素子
を用いた小型センサーを用い、センサ一本体を直接各色
の基準トナー像に対向する位置に移動させて濃度測定を
行うようにすることらできる。

ｆｆ１２図は像形成体ドラム−１０上の各種類の基県ト
ナー像７１の位置を示している。図のように主走査方向
即ち像形成体ドラム４０の移動方向とほぼ垂直に並べて
形成されるので非画像形成部４０ｂの幅は非常に狭くす
ることができる。

第３図は本発明に係わる一実施例の配置を示す図である
。センサー７２の設置される位置は第３図に示す位置に
限らず、現像器４４と転写極５０との間、あるいは分離
極５１とクリーニング装置４６との開　（第６図参照）
の適当な空間のある位置に設けることができる。

像形成体ドラム４０の回転軸を中心とした各要部間の角
度と、像形成体ドラム４０が一回転３０秒で定速回転し
ている場合の上記角度の回転に要する時間　（秒）を第
３図の下に表示しである。

第４図は第２図の像形成体ドラム４０の展開図によって
、各種基準トナー像および画像トナー像の形成される順
序、測定の順序を示している。第５図に示されるタイム
チャートを併用して作動順序を説明する。第５図のタイ
ムチャートは第４図の非画像形成部４０ｂの先端４０ｃ
ｌＪｔ′ｉｌＳ光部のレーザービームによる走査線に達
した時点をＯとしている。

まず帯電器により予め一様に帯電されている像形成本ド
ラム４０上にレーザービームによって第１の基準トナー
像例えばシアン色基準トナー像の露光が行なわれる。こ
の露光は第６図においてプラテンガラス１に原８Ｓ２よ
り先に光＆５および６によって照明される位置に載置さ
れた基準バッチからの反射光をレンズ読み取りユニット
が読み取り、その出力信号は信号処理部を経てレーザー
ビームを変調し、この変調されたレーザービームで像形
成体ドラム４０に露光を行うようにできる。この他に、
予め信号処理部に記憶された各種トナー像用の信号によ
り変調されたレーザービームによって露光を行うように
してもよい。ただし後者の記憶されたイボ号による場合
は、後述する基牟トナー像の濃度測定の結果には現像器
の情報のみで、照明およびレンズａ売み取りユニットあ
るいはレーザー光源の情報は含まれないことになる。

この露光によって第１の基準トナー像（シアン色基準ト
ナー像）７１ａの潜像が形成され、これに引続いて画像
部に第１の露光（シアン対応）がなされる。（第４図（
ａ））この第１基準トナー像（シアン色）の潜像部分は
露光の開始後Ｔ、ののち即ち６．８秒後第１の現像器（
例えばシアン色のトナーを収容した現像器）の対向位置
に到達して現像されシアン色の基準トナー像となる。第
１基準トナー像（シアン色）に続いて画像部の第１の露
光部も第１の現像器による現像がなされる。この第１基
準トナー像（シアン色）７１ａは露光後Ｌ（Ｔｌ十Ｔ　
２　＋Ｔ　３　＋Ｔ　４　）秒即ちこの場合２１．７秒
後にセンサ一部に達しセンサー７２によって濃度の測定
がなされる。

この濃度測定の結果は別に設けた制御回路に入力され、
画像の第１の露光（シアン対応）の露光条件の制御、あ
るいは第１の現像器（シアン色）のトナーの補給を行い
、現像器中のトナー濃度（現像剤中のトナーの含有率）
の制御を行ったり、現イ象バイアスの調整がなされて、
第１の露光（シアン対応）及び現像　（シアン色）によ
って得られる画像部の画像色調を向上維持するための手
段がとられる。

第１の基準トナー像（シアン色）の濃度ぶｊ１定が終了
すると、制御回路の信号によってセンサー７２は第２の
基準トナー像（例えば赤色基壁トナー像）７１１）に対
向する位置に移動し必要に応じてフィルターが切替り或
いは測定回路の切替力Ｃなされて次の測定に備える。

像形成体ドラム４０の１回転が終り２回転口に入ると、
まず上記第１基準トナー像と同じように第２の基準トナ
ー像（例えば赤色）　７１ｂの露光がなされて潜像が形
成され、これに引き続いて画像部に第１のトナー像（シ
アン色）に重ねて第２の露光（赤色対応）がなされる。

（第４図（ｂ））この第２基準トナー像（赤色）の潜像
部分はその露光が始まった時点より　（Ｔ　、十Ｔ　２
）後即ち８．８秒後に第２現像３（赤色トナー収容）の
対向位置に到達して現像され赤色の基準トナー像となる
。第２基準トナー像（赤色）に引続いて第２の露光（赤
色対応）がなされた画像部は第２の現像器による現像が
なされる。このｆｊＳ２基準トナー像（赤色）７１１＋
は露光が開始された時点よｒ）を秒後に即ち２１．７秒
後にセンサー７２の位置に達し濃度測定が行われ、第２
の露光（赤色対応）及び現像（赤色）によって得られる
画像部の画像色調を向上維持するための手段がとられる
。

第２の基壁トナー像（赤色）の、′濃度測定が終了する
とセンサー７２は第３の基準トナー像（例えば怨色基準
トナー像）７１ｃｌ：対向する位置に移動し必要に応じ
てフィルターが切替り或いは測定回路の切替がなされて
、次の測定に備える。

以下、同じように３回転目は第３基準トナー像（黒色）
の露光・現像に引続いて、第３の露光（黒色対応）が、
シアン色・赤色像に重ねてなされた画像部は第３の現像
器（黒色トナー収容）によって現像がなされる。第３の
基準トナー像（黒色）７１ｃは露光が開始された時点よ
り　（Ｔ　＋　＋　Ｔ　２　＋　Ｔ　３）後即ち１０．
８秒後に現像され、を秒後即ち２１．７秒後にセンサー
７２の位置に達し濃度測定が行われ、第、（の露光（黒
色対応）及び現像（黒色）によって得られる画像部の画
像色調を向上維持するための手段がとられる。

センサー７２は第３の基準トナー像（黒色）７１ｃの濃
度測定を終了すると制御回路の信号により第１の基糸ト
ナー像７１ａに対向する位置に戻って次の画像の濃度測
定に備えることとなる。

像形成体ドラム４０上に重ね合されたトナー像は、前記
の濃度測定と制御によって、安定して良好な画像色調の
多色トナー像が得られる。この多色トナー像は記録紙に
転写されたのち、定着器によりて定着され、装置外に排
紙される。

なお濃度測定は多色の画像形成と併行して絶えず実施す
るようにすることらできるし、また選択的に数画像に１
回宛上記の測定プロセスを行うようにすることらできる
。また基準トナー像は画像部に先立つ位置に像形成体の
移動方向とほぼ垂直に並べるようにしたが、勿論これに
限定するしのではなく画像部の後に像形成体の移動方向
とほぼ垂直に並べるようにすることら可能で、本発明に
含まれる。

〔本発明の効果〕

以上の実施例から明らかなように、本発明においては、
像形成体ドラム上に複数トナー像が重ね合せて形成され
たしのが１度に記録紙上に転写されるので伝写ドラムが
不要であること、および基準トナー像を像形成体ドラム
の移動方向と垂直な一直線上に並べて形成するようにし
たので、ドラムの直径は、基準トナー像を設けないとき
と同等もしくはきわめて僅かしか増加しないことにより
、装置がコンパクト化され、像形成時間が短縮されると
いう効果が得られる。また基準トナー像を形成し、その
情報に基づいて画像形成が行われるためカラー像の画質
、階調性、カラーバランスが充分に制御されて良好なも
のが得られる効果があり、さらにセンサーも１個のみし
か使用しないのでコストを増大することのないという効
果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部説明図、第２図は像形
成体ドラム上の画像と基準トナー像の位置関係を示す図
、＠３図は本発明に係わる装置の配置図、！ｊＳ４図は
像形成体ドラムの展開図、ｔ５５図は工程のタイムチャ
ート、第６図は本出願人が提案した多色画像形成装置の
構成図、第７図は上記多色画像形成装置の現像器の！ａ
部説明図である。 Ａ・・・読み取り二二ノ）Ｂ・・・書き込みユニットＣ
・・・画像形成部　　　　　Ｄ・・・給紙部４０・・・
像形成体ドラム　　４１・・・帯電２：（４２，４３，
４４・・・現像器　　　４６・・・クリーニング装置４
７・・・ブレート４９・・・ローラ ７１・・・基糸トナー像　　　７２・・・センサー７３
・・・パルスモータ　　　　７４・・・スクリュウ出願
人　小西六写真工業株式会社 第１図 第２図 ４（ｊｃ 第３図 第４図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像形成体上に各々異なる種類のトナーを収容した
   複数の現像器によって現像を複数回行なうことにより、
   画像を形成する画像形成装置において、前記画像部外の
   像形成体上に像形成体の移動方向とほぼ垂直に並べて、
   各種類のトナーごとの基準トナー像を形成する手段と、
   前記各基準トナー像の濃度を測定するためのセンサーを
   有する測定手段とを有し、該センサーを前記の基準トナ
   ー像に対応した位置に移動させる制御手段を有すること
   を特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記測定手段からの信号に基づいて前記現像器中
   のトナー濃度を制御する制御手段を有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置。