JPH01180567A

JPH01180567A - 多色画像形成装置

Info

Publication number: JPH01180567A
Application number: JP410088A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ishikawa; 正石川; Koji Amamiya; 幸司雨宮; Hisashi Fukushima; 福島　久史; Zengiyoku Gu; 具　善玉; Masahiro Inoue; 雅博井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-01-12
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1989-07-18

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】イ、発明の目的〔産業上の利用分野〕本発明は電子写真方式による複写機、レーザビームプリ
ンタ　（ＬＢＰ）等の多色画像形成装置、特に、像担持
体に対する帯電手段、像露光による静電潜像形成手段、
多色現像手段、顕像の被転写材への転写手段を有し同一
像担持体および同一被転写材に対し複数回画像形成動作
を行う多色画像形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第１０図は多色画像形成装置としての電子写真式フルｆ
Ｊンープリンタの全体構成図である。第１０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ｌＹ、マゼンタ現像器ＩＭ、う／アン現像器
ｌＣおよびブラック現像器ＩＢＫを搭載している。

２は外部よりの現像剤（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、また２ＢＫはブラックホッパを示す。

このカラープリンタ全体のシーケンスについて、まず、
フルカラーモードの場合を例として筒中に説明する。３
は図示矢印方向に回転する感光（体）ドラムで、ドラム
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、感光ドラ
ム３Ｊ：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（用）紙Ｐ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に巻き付け
られる。

転写ドラム９は、感光ドラム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１０によって転写ドラ
ム９上の転写紙Ｐに転写される。転写ドラム９はそのま
ま１回転を！ｌ続し、次の色（第１図においてはマゼン
タ）の顕像の転写に備える。

一方、感光ドラム３は、帯電器１１により除電され、ク
リーニング部材１２によってクリーニングされ、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
変調されたレーザ光Ｅにより、前記のような画像露光を
受ける。この間に現像装置１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所定のマゼンタ現
像を行う。

続いて、以上のような行程を、それぞれシアンおよびブ
ラックに対して行い、４色分の顕像転写が終了すると転
写ドラム上の転写紙Ｐは各帯電器１３φ１４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シーケン
スが終了し、所要のフルカラープリント画像が形成され
る。

第１１図は第１０図の要部を示すブロック図であり、第
１０図と同一部分には同一符号をＨする。第１１図にお
いて、２０は電位センサ、２１は一次帯電器４に給電す
る高圧電源、２２は一次帯電器４に設けられ、感光ドラ
ム３に与える帯電量を所望の値に制御するグリッド４ａ
に給電するグリッドバイアス電源、２３は現像器ｌ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
る現像電源、１８は各電源？１〜２３の出力値を制御す
る制御装置であり、この制御装置１８は電位センサ２０
にも接続されている。２４は制御装置１８に接続された
メモリである。

第１２図は横軸のグリッドバイアス電圧に対する縦軸の
表面電位の変化特性を示すもので、図中ＶＤは光が照射
しないときの表面電位に対応し、ＶＬは光が照射された
ときの表面電位に対応する。−ｈ記の表面電位ＶＤすな
わち帯電量は、範囲を限ってみれば、グリッドバイアス
Ｖｃに比例している。また、表面電位ＶＬも同様の傾向
があるが、グリッドバイアスＶｃに対する変化量すなわ
ち比例係数はＶＤ＞ＶＬの関係にある。

そこで、画像形成動作（プリントシーケンス）を行う前
に、制御装置１８はあらかじめ設定されたグリッド電圧
Ｖｃ、・Ｖｃ２による各表面電位ＶＤＩＩＶＬを電位セ
ンサ２０にて測定し、各データから第１２図に示すよう
なグリッド電圧に対するＶｏ・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、表面電位ＶＬの差分又はＶｏ−
ＶＬが所望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２２を制御する。

さらに、画像の白地に対応する部分、図示例の場合１反
転現像であるため、表面電位ＶＤに相当する部分にトナ
ーが付着しないように、表面電位ＶＤより一定電位低い
値（ＶＢ）の現像バイアスを求め、現像バイアス電源２
３を制御する。

ところが、実際の表面電位ｖＤ・ＶＬは第１２図中に２
点鎖線で描いたように、グリッドバイアスＶｃに対して
リニアにはなっていない、それ故、例えば、図中でＶｃ
２より高いＶｃになったと５．推定ＶＤ値に対して実際
のＶＤが低くなり、また、ＶＬは推定値より高くなるこ
とがあり得る。その場合、コントラストすなわちＩ）Ｂ
−ＶＬが低くなり、また、推定Ｖｏ値から得られる現像
ＤＣバイアス値ＤＢとＶＤの値が近づき、画像カブリが
生じることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の多色画像形成装置は以上のように、印字濃度を−
・定に保つため、画像形成条件、現像条件、転写条件等
を各色毎に変化させるもので、温度・湿度等の環境条件
は考慮されていなかった。

特に湿度の変化に対して同一の画像形成条件では濃度変
化が顕著であったが、その補正は行われていなかった。

また、各色間で吸湿に対する濃度変化の程度が異なって
いるため、−括しての制御では不十分であり、特に、連
続コピー中の感光体の光疲労による特性変化も考慮され
ていなかった。

そこで、湿度検出手段を設け、画像形成条件を可変にす
る提案がされている。特にレーザビームプリンタにおい
て、例えば、レーザビームの発光強度を湿度に応じて可
変にして１画像形成条件を変える方法等が考えられるが
、レーザの発光強度を正確に制御するのは比較的困難で
あるという問題点があった。

本発明は上記の問題点を解消するためになされたもので
あり、湿度検知手段で検知された湿度で画像形成条件を
変化させて印字濃度を一定にするとともに各色毎に画像
形成条件を変えて現像色に固有の最適な画像形成条件を
設定することのできる多色画像形成装置を得ることを目
的とする。

口、発明の構成〔問題点を解決するための手段〕本発明の第１番目の発明は、像担持体に対する帯電手段
・像露光による静電潜像形成手段・多色現像手段、顕像
の被転写材への転写手段を有する多色画像形成手段にお
いて、実際の画像形成に先立ち、少なくとも２点の帯電
条件による表面電位および該帯電条件下の露光による表
面電位から、任意の帯電条件による表面電位と該任意の
帯電条件下の露光による表面電位を推定して、画像形成
条件をあらかじめ与えられた最適値にａ１変する画像形
成条件可変手段を具備したことを特徴とする多色画像形
成装置である。

また、本発明の第２番目の発明は、像担持体に対する帯
電手段・像露光による静電潜像形成手段・多色現像手段
、顕像の被転写材への転写手段を有する多色画像形成手
段において、実際の画像形成に先立ち、少なくとも２点
の帯電条件による表面電位および該帯電条件下の露光に
よる表面電位から、任意の帯電条件による表面電位と該
任意の帯電条件下の露光による表面電位を推定して、画
像形成条件をあらかじめ与えられた最適値に可変する画
像形成条件可変手段と、連続して画像形成動作を綴り返
す過程において、非画像形成期間に帯電による表面電位
と前記あらかじめ与えられた最適値の差分による画像形
成条件可変手段を具備したことを特徴とする多色画像形
成装置である。

〔作　用〕

本発明においては、プリントシーケンスを行う前に制御
装置はあらかじめ設定されたグリッド電圧Ｖｃ、＊Ｖｃ
２及びＶｃ３に対する各ＶＤ・ＶＬを電位センサにて測
定し、各データから第１図に示すようなグリッド電圧対
ＶＤＩＩＶＬの折線帯電カーブを想定することにより、
周囲環境の変動に左右されることなく、画像濃度を適正
にするとともに現像色に固有の最適な画像形成条件の設
定を可能とする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明する０本発明
装置の全体構成図は前記第１０図・第１１図に示す従来
装置において１点線で示した環境センサ１９を付加した
ものである。この環境センサ１９は温度センサと湿度セ
ンサで構成され、トナーホッパの近傍、現像器の近傍等
のトナーの吸湿がよく反映される位置に配設する。

第２図は同一画像形成条件にてプリントしたときの湿度
に対する画像濃度を示す０図に示すように、同一画像形
成条件では低湿側で濃度が低下し、高湿側で濃度が向上
している。

そのため、湿度センサ１９で湿度を検知して、湿度に対
応したコントラスト電位を求め、その値を基に画像形成
条件を設定することにより、環境条件が変動しても安定
した画像を得ることが可能になる。また、同図で示すよ
うに、色毎により湿度に対する印字濃度が異なるため、
各色毎に画像形成条件を可変にしておけば１色の違いに
よる画像濃度の変動をも補正できるようになる。

以下、第３図のフローチャートに基づいて動作を説明す
る。まず、本動作のうち第３図　（Ａ）の処理１を説明
する０割込処理等で、温度と湿度を例えば３０分毎に１
回又は３０分間の平均値を測定し、例えば８時間分をメ
モリ２２内のバッファエリアに格納しておく。

処理１では、まずそのデータを基に絶対湿度またはそれ
に対応する値（例えば混合比）を計算する（ステップ５
ＴＩ）、これは画像濃度が絶対湿度すなわち水分量に比
例すると考えられるからである。絶対湿度または混合比
の計算を８時間分行った後に、２時間、４時間、８時間
の平均値を求めておく（ステップＳＴ２・５Ｔ３）。こ
れは、以下の条件判断を行い、またコントラスト計算時
の変数となる。

まず、２時間平均値が混合比１８．５ｇ以上かどうかの
判定を行い、そうならフラッグをｃｏｕｔ　１にする（
ステップ５Ｔ４）、これは、２時間以上高湿状態が続い
たと判定される。つぎに現在値が１６．５ｇ以上かどう
かの判定を行い、そうならフラッグをｃｏｕｔ　２にす
る（ステップ５Ｔ５）、これは２時間低湿であったが現
在高湿に向かいつつあると判定される。つぎに８時間の
平気値が９ｇ以−ヒかどうかを判定し、そうならフラッ
グをｃｏｕｔ３にする（ステップ５Ｔ６）、これにより
、湿度は８時間以上中温状態であるとされる。つぎに４
時間平均値が９ｇ以上かどうかを比べ、もしそうなら、
フラッグをｃｏｕｔ　４にする（ステップ５Ｔ７）、こ
れで低湿から中温に向っていると判定する。そして、そ
れ以外、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ｃｏｕｔ　５にしておく。

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
行う９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で決定される
。それ故２Ｊ：、述の条件判断がなされる。

つぎに、コントラストフラッグによりコントラスト計算
の変数を決定する。これは例えばｃｏｕｔｌの場合だと
高湿に完全に調湿されているため、変数は３時間平均値
Ｘになる。またｃｏｕｔ　２の場合は低湿と高湿の中間
状態であるから、３時間平均値Ｘと現在値Ｗの平均値ｘ
　＋　ｗ　／　２となる。

さらにコントラストフラッグと色情報により、メモリ内
のテーブルから計算式の係数をサーチして読出す（ステ
ップ５Ｔ８）、計算の一般式はＶｃｏｎｔ＝　ａ、−ｂ
ｌ　Ｈであり、ここでＨは上述の変数、ａ、　　Φｂ、
は上述の係数である。

以上で得られた係数と変数によりコントラスト電位を計
算する（ステップ５Ｔ９）、以上を各色毎に４色分繰り
返す（ステップ５ＴＩＯ）。

第４図は計算式をプロットしたものであり、図に示すよ
うに、各色毎に係数を変えているため、第４図で示した
ように色毎による濃度変化の違いを吸収して補正するこ
とが可能になった。

つぎに、第３図（日）の処理２を説明する。まず、通常
のコピーシーケンスと同様にドラム３を回転させ一次帯
電器４の高圧をＯＮする。そして、グリッドバイアスを
所定の値Ｖｃ、にして、表面電位Ｖｏ、を測定しメモリ
に格納する（ステップＳＴＩ　１・５Ｔ１２）、つぎに
レーザを点灯し最大光量によりドラムを照射し、表面電
位ＶＬを測定しメモリに格納する（ステップ５Ｔ１３）
、さらにグリッドバイアスをもう１つの設定の値Ｖｃ２
にしてＶＬ２を測定しくステー２ブ５Ｔ１４・５Ｔ１５
）、その後レーザをＯＦＦにしてＶＤ２を測定し各々メ
モリに格納する（ステップ５Ｔ１６）。

さらに、グリッドバイアスをＶａｌ　ｅＶａ２と異なる
所定の値Ｖａ３にしてＶＣ３を測定しくステップ５Ｔ１
７−３Ｔ１８）、レーザをＯＮしてＶＬ３を測定し、各
々メモリに格納する（ステップ５Ｔ１９）、その後レー
ザ高圧をＯＦＦにする。

これにより、後述の計算のための測定データが得られる
。なお、レーザの０Ｎ１０ＦＦ順序Ｖｃ１　・Ｖｃ２　
・ＶＣ３のタイミングはシーケンスの都合により、どの
ような順になっても構わない。また、処理１と処理２は
互いに独立にあり、どちらを先に行っても又処理のタイ
ミングが同時でなくても構わない。

つぎに第３図（Ｃ）の処理３を説明する。処理３は必ず
処理ｌ・２を行った後でなくてはならない、まず、グリ
ッドバイアスＶｃｌ　嘲Ｖｃ２＋１ｖＧ３及び測定デー
タＶｏ、＊Ｖｏ２　ＩＶＤ３゜ｖＬＩ　＠ｖＬ２・ＶＬ
３からＶＤ右カーブＶＬ左カーブ傾斜を計算しておく（ステップ５Ｔ２０）。

つぎに、バッファメモリに格納されている前述のカブリ
取り電圧Ｖｓと処理１で計算したコントラスト電圧Ｖ　
ｃａｎｔを読み出す（ステップ５Ｔ２１）、ここでＶ　
Ｂ　＋　Ｖｃｏｎｔが求められるべきＶＤ−ＶＬの値で
ある。そこで、Ｖ　Ｂ　＋　ＶｃｏｎｔがＶｏ２−ＶＬ
２より大きいかどうかを判定する（ステップ５Ｔ２２）
、Ｖｓ＋Ｖｃａｎｔ＜Ｖｏ２−ＶＬ２ならα１、β１、
Ｖｏｌ、ＶＬＩ　、ＶｃＩを用いてＶｃ、Ｖｏ、ＤＢ求
める（ステップ５Ｔ２３−５Ｔ２４−５Ｔ２５）、又Ｖ
　Ｅｌ　＋　Ｖｃｏｎｔ＞Ｖｏ２−ＶＬ２なら、β２、
．８２　、Ｖｏ２、ＶＬ２　、Ｖｃ２　を用いてＶＣ，
Ｖｏ、ＤＢｔ：求める（ステップＳＴ２６・５Ｔ２７拳
５Ｔ２５）。

各計算式は以下のように表わされる。

上述の計算でグリッドバイアス制御値（Ｖｃ）及び現像
バイアスＤＣ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Ｖｃ・ＤＢが
得られる（ステップ５Ｔ２８）。

以上の動作により決定さ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ため、極めて安定した濃
度の画像が得られる。

また、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各画像
形成プロセスを感光体に繰り返すことにより帯電特性が
変化する。この現象は画像形成プロセスを休止すること
で元に戻る。また、たとえ経時変化があっても、前述の
制御を行うことで適正画像条件が得られるが、連続プリ
ント中はタイミング的に前述の制御を行えず帯電特性の
変化を補償できなかった。

そこで、Ｍ続プリント中の非画像形成区間１通常いわゆ
る紙間、すなわち、連続プリント中の転写プロセスまで
終了したｎ番目の紙が次段の定着プロセスに排出され、
ｎ＋１番目の画像形成プロセスが開始される間にコロナ
帯電による表面電位（Ｖ　Ｄ）を測定することで、感光
体の帯電特性の変化を知ることが出来、画像形成条件を
、その値により補正する。

以下、その補正動作を説明する。第５図は連続コピー中
の帯電特性の変化を示す、ｔ＝ｏで決定されている画像
形成条件（Ｖｃ）のままで画像形成を行っていると、図
に示すように、時間ｔが経つにつれ、すなわち画像形成
プロセスが多数回行われることで、表面電位ＶＤは次第
に低下する。

このとき、表面電位ＶＬも変動するが表面電位Ｖｏの変
動幅に比し少ないので、画像への影響は少ない。

第６図は本処理のシーケンスを示す、まず、連続コピー
の１枚目の画像形成条件を前記第３図に示す処理３によ
り決定し、その画像形成条件で１枚目のプリント処理を
行う、１枚目の画像形成プロセスが終了し、転写プロセ
スにより感光体上のトナー像が紙に転写され、次段の定
着プロセスに紙が排出され、つぎの２枚目の画像形成プ
ロセスが開始される間に感光体上では非画像形成区間が
あり、この間に表面電位Ｖ　ｏ’を測定する。

上記処理３によりＶＤの目標値が計算されているため、
表面電位ＶＤとＶ　Ｄ’を比較する。その結果、表面電
位ＶＤが低下した分をΔＶＤとして、バッファメモリに
格納する（第７図、処理５、ステップＳＴ２９〜５Ｔ３
２）、なお、この場合例えばＶ　ｏ　−Ｖ　ｏ’＜　５
　ｖは測定誤差として無視すれば、測定ミスによる過補
償を防止することができる。

上記ΔＶｏの測定の後、前記処理３に点線で示した処理
（ステップ５Ｔ２１−ａ−ＳＴ２１−ｂ）を追加してＶ
ｃΦＶｏｓを決定する。また、この際、１枚目のプリン
ト処理で求められた表面電位ＶＤを保存しておき、点線
で追加した処理（ステップ５Ｔ２１−ａΦ５Ｔ２１−ｂ
）を行った後、退避したＶｏを元に戻しておく（第８図
、処理４、ステップ５Ｔ３３〜５Ｔ３６）。

以上の処理により、感光体の帯電特性シフトが行われ、
第９図に示すように、元の表面電位Ｖ。

カーブに対してＶ　ｏ’カーブが形成されても、その変
化量ΔＶｏをグリッドバイアス制御値Ｖａ、現像バイア
スＤＣ制御値、ＤＢの計算に算入することで、ＶＤとＤ
Ｂの差が補正され適正な画像が得られる。

ハ、発明の詳細な説明したように、本発明によれば帯電及び露光による
表面電位カーブを推定し、湿度等による最適画像形成条
件を可変するように構成したので、常に適正な画像が得
られる。また、連続プリント処理中の帯電特性の変化を
紙間で検知し、その値な画像形成条件にフィ、−ドパツ
クするようにしたので、連続プリント中の画像品質の変
動を補償できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明多色画像形成装置におけるグリッド電圧
に対する表面電位の変化図、第２図は湿度に対する画像
濃度の変化図、第３図（Ａ）・　ＣＢ）・　（Ｃ）は本
発明多色画像形成装置の動作を説明するフローチャート
図、第４図は湿度に対するコントラストの変化図、第５
図は時間に対する表面電位の変化図、第６図は連続画像
形成プロセスのシーケンス図、第７図・第８図はその連
続画像形成プロセスにおける処理動作を説明するフロー
チャート図、第９図はグリッドバイアス制御値に対する
表面電位の変化図、第１０図は従来の多色画像形成装置
の内部を示す正面図、第１１図はその一部のブロック図
、第１２図はその多色画像形成装置におけるグリッド電
圧に対する表面電位の変化図である。 ■・・・回転現像手段（多色現像手段）、３・・・感光
ドラム（像担持体）、４・・・帯電器、９・・・転写ド
ラム、１０・・・転写帯電器、１９・・・湿度センサ、
２０・・・電位センサ。楡４８４ｓｉ＋堅口ＩＸＬ＼Ｎ＼Ｌ第３図（Ｃ）第３図（Ｂ）　　　　　第３図（Ａ）第５図第６図第７図　　　　第８図

Claims

【特許請求の範囲】１、像担持体に対する帯電手段・像露光による静電潜像
形成手段・多色現像手段、顕像の被転写材への転写手段
を有する多色画像形成手段において、実際の画像形成に先立ち、少なくとも２点の帯電条件に
よる表面電位および該帯電条件下の露光による表面電位
から、任意の帯電条件による表面電位と該任意の帯電条
件下の露光による表面電位を推定して、画像形成条件を
あらかじめ与えられた最適値に可変する画像形成条件可
変手段を具備したことを特徴とする多色画像形成装置。２、像担持体に対する帯電手段・像露光による静電潜像
形成手段・多色現像手段、顕像の被転写材への転写手段
を有する多色画像形成手段において、実際の画像形成に先立ち、少なくとも２点の帯電条件に
よる表面電位および該帯電条件下の露光による表面電位
から、任意の帯電条件による表面電位と該任意の帯電条
件下の露光による表面電位を推定して、画像形成条件を
あらかじめ与えられた最適値に可変する画像形成条件可
変手段と、連続して画像形成動作を繰り返す過程におい
て、非画像形成期間に帯電による表面電位と前記あらか
じめ与えられた最適値の差分による画像形成条件可変手
段を具備したことを特徴とする多色画像形成装置。３、各画像形成プロセス毎に画像形成条件を独立に設定
することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の多色
画像形成装置。