JPS63177177A - 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） 本発明は電子写真方式を用いた複写機、レーザービーム
プリンタ等の画像形成装置に関し、特に多色画像形成を
可使とした画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来より、電子写真方式を用いた画像形成装置において
は、形成画像の濃度を一定に保つために感光体ドラムの
帯電電位、現像器に印加する現像バイアス電位等を調整
し、現像コントテスト電位やカブリ防止電位等の画像形
成条件の制御を行っていた。特に、多色複写機において
は、各色ごとの現像剤の特性に応じた画像形成条件を設
定して、各色ごとの濃度が略同−濃度となるようにして
いた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、斯かる従来例においては現像剤の各色ご
との画像形成条件の調整は行なわれているものの、現像
剤の置かれている環境変化による画像濃度の変化は考慮
されておらず、特に湿度の変化による画像濃度の変化は
顕著であり、且つ現像剤の各色ごと即ち種類によって吸
湿に伴う濃度変化の割合いが異なるために濃度差が目立
ってしまう問題点があった。

そこで、現像剤の吸湿量を求めるため現像器近傍の環境
変化を測定する湿度センサーを備え、該センサーによる
一定時間の検知結果、及び現像剤の種類に応じて画像形
成条件を制御手段により変化さ也る方策が考えられるが
、装置修理直後等の使い始めの時期にあっては環境測定
のデータが十分備わっていないか、又は不適当なデータ
が入力されているために、画像形成条件を適正値に設定
できず、上記濃度の変化や濃度差が発生するという問題
点は解消されなかった。

そこで本発明は従来技術の上記した問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは通常の画
像形成に際して適正な濃度の画像を形成できることはも
ちろん、装置修理直後等の環境検知結果が正確に得られ
ていない時期にあっても、適正な濃度の画像が形成でき
る画像形成装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために１本発明に係る画像形成装
置においては、一様に帯電した感光体上に静電潜像を形
成し、該静電潜像を現像手段によってＪｉｌｉ像化して
１画像を形成する画像形成装置において、前記現像手段
近傍の環境を測定する環境検知手段と、該環境検知手段
の検知結果を所定時間記憶する記憶手段と、該記憶手段
の記憶内容を書き換える書き換え手段とを備え、前記憶
手段の記憶内容に基づいて画像濃度を決定する画像形成
条件を設定することによって構成される。

（作　　　用） 上記の構成を有する本発明は、現像手段近傍の環境を測
定す“る環境検知手段と、該環境検知手段の検知結果を
所定時間記憶する記憶手段と、該記憶手段の記憶内容を
書き換える書き換え手段とを備え、前記憶手段の記憶内
容に基づいて画像濃度を決定する画像形成条件を設定す
ることによって、前記記憶手段の記憶内容が不足した時
又は不正確な時においても画像形成条件を適正値に設定
できるようにしたものである。

（実　施　例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第２図は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す構
成図で、同図において、１は回転式現像装置で、回転体
中にはそれぞれ、イエロー現像器ＩＹ、マゼンタ現像器
ＬＭ、シアン現像器ＩＣおよびブラック現像器ＩＢＫを
搭載している。２は上記現像装置ｌへの現像剤（トナー
）補給装置で、２Ｙはイエローホッパ、２Ｍはマゼンタ
ホッパ、２Ｃはシアンホッパ、そして２ＢＫはブラック
ホッパを示す。

このカラー画像形成装置全体の動作について、先ず、フ
ルカラーモードの場合を例として簡単に説明する。３は
１図示矢印方向に回転する感光体ドラムで、該ドラム３
上の感光体は帯電器４によって均等に帯電される。つぎ
に、原稿（図示せず）のイエロー画像信号により変調さ
れたレーザ光Ｅにより画像露光が行われ、感光体ドラム
３上に静電潜像が形成され、そののち、あらかじめ現像
位置に定置されたイエロー現像器ＩＹによって現像が行
われる。

一方、給紙ガイド５ａ、給紙ローラ６、給紙ガイド５ｂ
を経由して進行した転写紙は、所定タイミングに同期し
てグリッパ７により保持され、当接用ローラ８とその対
向極によって静電的に転写ドラム９に巻さ付けられる。

転写ドラム９は、感光体ドラム３と同期して図示矢印方
向に回転しており、イエロー現像器ＩＹで現像された顕
像は、転写部において転写帯電器ｌＯによって転写され
る。転写ドラム９はそのまま１回転を継続し１次の色（
第１図においてはマゼンタ）の転写に備える。

一方、感光体ドラム３は、帯電器ｔｉにより除電され、
クリーニング部材１２によってクリ一二ングされ、再び
帯電器４によって帯電され、次のマゼンタ画像信号によ
り前記したと同様に露光を受ける。この間に現像装置ｌ
は回転して、マゼンタ現像器ＩＭが所定の現像位置に定
置されていて所定のマゼンタ現像を行う、続いて、以上
と同様の行程を、それぞれシアンおよびブラックに対し
て行い、４色分の転写が終了すると、転写紙上の４色顕
像は各帯電器１３．１４により除電され、前記グリッパ
７を解除すると共に、分離爪１５によって転写ドラム９
より分離され、搬送ベルト１６で定着器１７に送られ、
一連のフルカラープリント動作が終了し、フルカラープ
リント画像が形成される。

さらに１本実施例においては上記構成に加えて、トナー
ホッパー近傍又は現像器近傍等のトナーの吸湿がよく反
映される位置に湿度センサーと温度センサーとで構成さ
れた環境センサー１９が装備されている。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。４
ａは１次帯電器に給電する高圧電源、４ｂは１次帯電器
に設けられ、ドラム３に与える帯電量を所望の値に制御
するグリッドに給電するグリッドバイアス電源、１′は
現像器に所定の交流波形にＤＣ分を重畳した現像バイア
スを給電する電源であり、１８は各電源の出力値を制御
するマイクロコンピュタ−等の制御手段である。また制
御手段１８は環境センサー１９及び電位センサー２０と
接続されていると共に、湿度データの書き換え手段２１
及び記憶手段としてのメモリ２２と接続されている。

以下に本実施例の動作を説明する。第３図は。

グリッドバイアス電圧（横軸）と感光体ドラム３の表面
電位（縦軸）の関係を示すグラフであり１図中、Ｖａは
光照射されないときの表面電位に対応し、Ｖ［は光照射
されたときの表面電位に対応する。同図より、表面電位
ＶＤすなわち帯電量は範囲を限ってみれば（使用範囲で
は）グリッドバイアスＶＧに比例している。また、光照
射後の表面電位Ｖｔ　も同様の傾向があるが、グリッド
バイアスＶＧの変化量に対する変化の割合すなわち比例
係数はＶｏの場合の方がＶ【の場合より大（Ｉ・ｄ　〉
　β　）の関係にある。そこで、プリントシーケンスを
行なう前に制御手段１８はあらかじめ設定されたグリッ
ド電圧ＶＧＩ　Ｉ　ＶＧ２による各Ｖ　Ｄ　　＊　Ｖ　
Ｌ　を電位センサー２０にて測定し各データから第３図
に示すようなグリッド電圧の変化に対するＶ　Ｄ　　＋
　ＶＬの帯電カーブを想定する。

その後、実際に画像形成する際には上述の動作で得られ
た帯電カーブから、画像コントラストすなわち後述の現
像バイアスのＤＣ分と光照射後の表面電位Ｖｔ　との差
分又はＶＤ−ＶＬが所定の値になるようなグリッド電圧
を演算により求め、グリッドバイアス電源４ｂを制御す
る。さらに画像の白地に対応する部分１本実施例の場合
反転現像であるため、ＶＤに相当する部分にトナーが付
着しないようにＶＯより一定電位低い値（Ｖａ　）の現
像バイアスを求め現像バイアス電源１′を制御する。

第４図は同一画像形成条件にてプリントしたときの湿度
に対する画像濃度の影響を示すグラフであり、同図に示
すように、同一画像形成条件では湿度が低いほど濃度が
低下し、湿度が上昇するにつれて濃度が上昇している。

そのため、湿度を検知して、湿度に対応したコントラス
ト電位ＶＣＯｎｔを求め、その値を基に画像形成条件を
設定するようにすれば環境条件の変動にかかわらず安定
した画像を得ることが可能になる。また、同図に示すよ
うに、色ごとにより湿度に対する濃度が異なるため、各
色ごとに画像形成条件を可変にしておけば、現像剤の色
の違いによる画像濃度の違いをも補正することができる
。

以下に第５図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（改）に示すフ
ローチャートに基づいて本実施例の動作について具体的
に説明する。

先ず、処理Ａについて第５図（ａ）に基づいて説明する
０割込処理等で、温度と湿度を環境センサー１９で例え
ば３０分ごとに１回又は３０分間に数回測定しその平均
値を測定し、例えば８時間分メモリ２２内のバッファエ
リアに格納しておく、ステップ■ではそのデータを基に
絶対湿度又はそれに対応する値（例えば混合比）を計算
する。これは画像濃度が絶対湿度すなわち空気中の水分
量に比例すると考えられるからである。ステップ■にお
いて絶対湿度（混合比）の計算を８時間分行なったかど
うかを判断し、８時間分行った後に、ステップ■におい
て２時間、４時間、８時間のそれぞれの平均値　Ｘ、７
．Ｚ　　を求める。これら平均値ｘ、ｙ、ｚは以下の条
件判断を行ないコントラスト計算時の変数となる。ステ
ップ■では２時間平均値Ｘが混合比１８．５ｇ以上かど
うかの判定を行ない１８．５ｇ以上ならフラッグをＣ０
ＮＴｌにする。これは、２時間以上高湿状態が続いたと
判定される０次に、ステップ■で現在値が１８．５ｇ以
上かどうかの判定を行ない１８．５ｇ以上ならフラッグ
をＣ０ＮＴ２にする。これは２時間低湿であったが現在
高湿に向かいっ−あると判定される０次にステップ■で
８時間の平均値２が９ｇ以上かどうかを判定し、９ｇ以
上ならフラッグをＣ０ＮＴ３にする。これにより湿度は
８時間以上中温状態であるとされる０次に、ステップ■
で４時間平均値ｙが９ｇ以上かどうかを比べ、９ｇ以上
ならフラッグをＣ０ＮＴ４にする。

これで低湿から中温に向かっていると判定する。

そして、上記以外すなわち４時間平均値＜９ｇなら低湿
状態としてフラッグをＣ０ＮＴ５にする。

因みに、以上の処理は低湿から高湿に向かう場合と高湿
から低湿に向かう場合トナーの吸湿脱湿の速さが異るた
めに行なう、即ち、画像濃度は絶対湿度に比例するが雰
囲気の湿度ではなくトナーがどれだけ吸湿しているかに
よって決定されるため、上述の条件判断が行なわれる。

次に、ステップ■でコントラストフラッグによりコント
ラスト計算の変数Ｈを決定する。これは、例えばＣ０Ｎ
Ｔｌの場合において高湿に完全に調湿されているため変
数は２時間平均値Ｘになる。またＣ０ＮＴ２の場合は低
湿と高湿の中間状態であるから２時間平均値Ｘと現在値
Ｗの平均値（ｘ　＋　ｗ）／　２どなる。

さらに、コントラストフラッグと色情報によりメモリ２
２内のテーブルから計算式の係数をサーチして読出す、
計算の一般式はコントラスト電位Ｖｃｏｎｔ＝　ａｔ　
　　ｂｌ　Ｈであり、こ＼でＨは上述の変数、ａｔ、ｂ
ｌは係数である。

以上で得られた係数と変数によりコントラスト電位Ｖｃ
ｏｎｔを計算して、ステップ■でメモリに格納する０以
上を各色ごとに４色分繰り返す。

第６図は上記計算式をプロットしたものである０図に示
すように各色ごとに係数を変えている為、第４図で示し
たような色ごとによる濃度変化の違いを吸収して補正す
ることが可能となった。

次に、処理Ｂについて第５図（ｂ）に基づいて説明する
。先ず、通常のコピーシーケンスと同様に感光体ドラム
を回転させ１次高圧電源４ａをＯＮする。そしてステッ
プ■、０でグリッドバイアスを所定の値ＶＧＩにして感
光体ドラムの表面電位ＶＤＩを測定しメモリに格納する
０次に、レーザを点灯し最大光量によりドラムを照射し
ステップ＠で光照射後の表面電位Ｖ目を測定しメモリに
格納する。さらに、ステップ［相］、０でグリッドバイ
アスをもう１つの所定の値Ｖｌａ２にして表面電位ＶＬ
２測定しその後レーザをＯＦＦにしてステップ■で表面
電位ＶＤ２を測定し各々メモリに格納する。これにより
後述の計算の為の測定データが得られ６、　なお１ｚ−
ザ（７）ＯＮ１０　Ｆ　Ｆ順序、Ｖｅ＋　、　ＶＯ２（
７）タイミングはシーケンスの都合により変更してもよ
い、また処理Ａと処理Ｂは互いに独立しておりどちらを
先に行なっても又処理のタイミングが同時でなくてもよ
い。

次に、処理Ｃについて第５図（Ｃ）に基づいて説明する
。処理Ｃは必ず処理Ａ、Ｂを行なった後に行なわなくて
はならない。

先ず、ステップ［相］でＶＧＩ　、　ＶＯ２及び測定デ
ータＶｏ＋　、　ＶＯ２、ＶＬＩ　＊　Ｖｔｚカｌ”＋
Ｖｏ及びＶ、、ノソレぞれの帯電カーブの傾斜α、βと
α−βを次の式に従い計算しておく。

次にステップ［相］でバッファエリアに格納している前
述のカブリ取り電圧Ｖ１３　と処理Ａで計算したコント
ラスト電圧ＶｅＯｎｔを読み出す、そして、ステップ［
相］でグリッドバイアスＶＧはこのｖｃａｎｔとＶＢの
和が得られる電圧に決定される。すなわち以下の計算を
行なう。

ステップ■でグリッド電圧が求まれば次にＶＤを計算に
より求める。

Ｖｏ　＝ａ　（ＶＧ　−Ｙｅｔ）　＋Ｖｏ＋さらに、ス
テップ［相］で現像バイアスＤＣ分（ＤＢ）を求める。

ＤＢ＝Ｖｏ　−Ｖｅ ステップ［相］で以上の処理が４色について終了したと
判断すると処理を終了する。

以上によりグリッドバイアス制御値ｖＧ、現像バイアス
制御値ＤＢが求められた。上述の計算を各色毎に繰り返
し４色分のＷｅ、ＤＢが得られる。

以上のようにして求められたグリッドバイアス、現像バ
イアスは環境条件を考慮されまた色毎の環境条件に対す
る差異も考慮されている為、極めて安定した適正濃度の
画像が得られる。

ところで、既に述べてきたように本発明では湿度の履歴
が画像形成条件を決定する要因になっている。そのため
、常時通電して温湿度データを採取しておく必要がある
。ところが、例えば設置時や、環境センサーが故障した
場合バッファエリアにはデータが存在しないか実際とは
異なるデータが入っている。このため、例えば修理直後
等においては、予めサービスモードで何らかの処理を行
なわないと適正な画像形成条件を得られない、そこで、
第５図（ｄ）に示すような以下の様な処理を採用した。

すなわち、先ず、ステップ［相］にて通電状態になった
直後に、温湿度を測定し、ステップ［株］にて、その温
湿度が定常状態としてｇ続していたものとしてメモリの
８時間バッファエリア全体に格納する。そして、ステッ
プ■にて前述した処理Ａ、Ｂ、Ｃを行い、ステップ３４
５）にて通常のコピーシーケンスにより画像サンプルを
採取し、ステップ［株］にてその画像濃度をみる。ここ
で、画像が適正濃度でないとき、例えば設置時、高湿状
態だったとすると８時間データは高温状態のデータが入
っておりそれに従ってコントラストを決定する。しかし
ながら設置時に機械に入れられたトナーは、工場出荷時
に封入された環境による水分量に調湿されているため、
設置時の環境とは全く異なっている可能性がある。それ
故に、ステップ［相］、［株］にて画像濃度が適正状態
でないときはサービスモードで、キースイッチＡｔより
湿度データを湿度データ書換え手段２１により一括に書
き換えられるようにしておく、湿度データ書換え手段２
１は例えば、２つのキーを用い片方のスイッチで低湿側
にもう一方のスイッチで高湿側にデータ値が書き換わる
ようにしておく、そしてスイッチ押下によりそれぞれｌ
コントテスト分に相当する湿度データになるような値を
湿度データに加減する。

このような処理により初期設定することで適正画像を初
期から得られる。しかも時間が経つにつれ、温湿度デー
タが蓄積され常に適正な画像が得られることになる。

述べたが、これには限定されず、通常の単色の画像形成
装置にも適用できる。

また、上記実施例では環境検知手段が絶対湿度を測定し
た場合について説明したが、温度等湿度以外に現像剤に
警＞ｔｉｔ−５る要素について測定して、画像濃度を制
御してもよい。

さらに、上記実施例では１画像形成条件が、感光体ドラ
ム上の帯電電位、光照射後の電位、現像バイアス電位に
よって決定される場合について述べたが現像剤の帯電電
位等能の条件を制御してもよい。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用よりなるもので。

環境検知手段の検知結果を記憶手段で記憶し、この記憶
内容を書き換え手段で書き換え可能としたので、装置修
理直後等の前記記憶内容が不足又は不正確なときにあっ
ても、常に適正な濃度の画像を形成できるという効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は同実施例の構成図。 第３図はグリッドバイアス電圧とドラム表面電位の関係
を示すグラフ、第４図は現像剤の各色ごとの湿度に対す
る濃度変化を示すグラフ、第５図（ａ）　、　（ｂ）　
、　（ｃ）　、　（Ｌｉ）はそれぞれ同実施例の画像形
成条件の設定手順を示すフローチャート、第６図は湿度
に対する設定コントラスト電位の関係を示す１’　５７
１’ある・　　　　　　　　　　　　　　　　　　　回
符号の説明　　　　　− １・・・現像器（現像手段）　　　　　　　　　　　　
　　［３・・・感光体ドラム ４・・・−成帯電器（帯電手段） １８・・・制御手段 １９・・・廓康１シマー（環境検知手段）２１・・・書
き換え手段 ２２・・・メモリ（記憶手段） 第３図 第２図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一様に帯電した感光体上に静電潜像を形成し、該
   静電潜像を現像手段によって顕像化して、画像を形成す
   る画像形成装置において、前記現像手段近傍の環境を測
   定する環境検知手段と、該環境検知手段の検知結果を所
   定時間記憶する記憶手段と、該記憶手段の記憶内容を書
   き換える書き換え手段とを備え、前記憶手段の記憶内容
   に基づいて画像濃度を決定する画像形成条件を設定する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記環境検知手段が絶対湿度を検知することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置。
3. （３）前記画像形成条件が前記感光体の帯電電位と、前
   記感光体の静電潜像電位と、前記現像手段の現像バイア
   ス電位とによって決定され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。