JPH03182773A - 画像濃度検出装置 - 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） 本発明は画像形成装置、特に像担持体上に形成される静
電潜像をトナー現像し、これにより顕像化されたトナー
像を転写材担持体上に担持された転写シートに転写して
画像を形成するようにした画像形成装置の画像濃度検出
装置に関するものである。

（従来の技術） カラー画像を形成する画像形成装置では、色調の再現性
上、各色のトナー像の濃度が適正に制御される必要があ
る。

従来、画像濃度を制御するのに幾つかの方法が採られて
いる。

第１の方法は、２成分現像剤のトナー濃度を現像剤中の
磁性キャリヤの密度に対するコイルの反応、つまりイン
ダクタンスの変化を測定してトナー補給量を調整し、ト
ナー濃度、つまりトナーのキャリヤに対する混合比を所
定値に保つようにする。

第２の方法は、像担持体上に基準パターンの現像像を形
成してこれの濃度を検出し、その検出結果に基づいてト
ナー補給を行い、画像濃度を所定値に保つようにしてい
る。

第３の方法は、第１の方法を採用してトナー濃度を一定
に保った上で、像担持体上の現像像から画像濃度を検出
し、その濃度が所定の値になるようにトナー濃度に無関
係な現像電位等各種の現像条件の操作で所定値に保つよ
うにしている。

なお、第２、第３の方法では像担持体上に形成される基
準パターンの現像像の濃度を検出するセンサは像担持体
のまわりに設けるしかないのであるが、像担持体からの
転写対象となる転写体担持体や中間転写体がある場合、
像担持体からそれらへの転写部と像担持体のクリーニン
グ装置との間に設けるのであれば、検出対象の現像像が
検出位置に達するまでに転写部を通過するときに像が乱
れて適正な検出が行えない。

このため現像器と転写部との間に設けている（第１図の
仮想線Ｉ　ＤＣ３参照）。

（発明が解決しようとする課題） 第１の方法では、トナー濃度を一定に保つだけである。

このため湿度の変化や現像剤の劣化によってトナーの帯
電量が変化し、同一画像濃度に対するトナーの付着量が
変動することまでは考慮され得ないものである。また同
一環境下で帯電量が一定であるとしても、他のプロセス
での条件変化、例えば像担持体の表面電位、像担持体の
感度、露光量等の変化によるトナー現像時のトナーの付
着量が考慮され得ない。

さらにトナー濃度を検出するセンサは、現像剤に直接触
れるか対向している必要があるためトナー汚れしやすく
、それを解消するのに特別なりリーニング手段が設けら
れているのでその分高価につく。

第２、第３の方法では、像担持体上に形成される現像後
の画像の濃度を制御するのであるから、現像剤の帯電量
の変化によってトナー付着量が変動したとしても像担持
体上の現像像である画像の濃度を一定に保つことはでき
る。

しかし前記の位置に設けられるセンサは現像器からこぼ
れ落ちるトナーによって汚れやすいのでこれも特別なり
リーニング手段を設けて対処しており（特開昭６２−１
２７８５１号公報）、その分高価につく。

さらに、第２、第３の方法では、画像濃度を基準位置よ
りも多い、少ないという２値の検出によってトナー補給
の要否の信号を得ており、濃度の検出精度はさほど要求
されないものである。しかしこれをカラー画像の濃度を
センサの出力に応して高精度に制御したいような場合、
像担持体とセンサとの間隔の差による検出光量の差も問
題となる。従来センサのように像担持体と無関係に支持
して設ける構成では像担持体の触れや像担持体およびセ
ンサ相互の取りつけ誤差等のため相互間隔が変動し、検
出誤差の原因となる。

そこで本発明は特別なりリーニング手段なしにトナー篤
れの問題が解消され、かつ像担持体との間隔も特別な構
造を必要としないで適正に設定および保持でき、前記従
来のどのような問題も解消するころができる画像濃度検
出装置を提供することを課題とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、像担持体上に形成される静電潜像をトナー現
像し、これにより顕像化されたトナー像を転写材担持体
上に担持された転写シートに転写して画像を形成する画
像形成装置において、トナー像の濃度を光学的に検出す
るセンサを、転写材担持体に像担持体の表面との間に検
出光路を持つように保持して設け、検出光路上でセンサ
と対向する像担持体上のトナー像の濃度を検出するよう
にしたことを特徴とするものである。

（作　用） 上記構成によれば、通常転写材担持体は像担持体と所定
の間隔に保たれ、通常の画像形成時給送されてくる転写
シートを表面に担持してそれを像担持体からの転写に供
し、転写シート上の画像を形成することができる。

画像濃度検出時は像担持体上の所定位置に基準パターン
の露光、現像が行われる。この際転写シートの給送が行
われないことにより像担持体上の基準パターンの現像像
は像担持体および転写材担持体の回転によって転写材担
持体上のセンサとその検出光路上である時期対向し、こ
の対向時検出光路が転写シートによって遮られていない
し、転写材担持体は転写シートサイズ外のカブリトナー
除去のために表面を適時にクリーニングされるので、検
出光路が汚れの影響を受けることなく、センサは前記現
像像の濃度を検出することができる。

（実施例） 第１図は本発明が適用されたカラー複写機の一例を示し
ている。

節１図において、原稿ガラス１８上に置かれた原稿は、
露光ランプ１７、収束性光レンスアレイ１５によりＣＣ
Ｄ　ラインセンサ１６に露光され、これらがスキャナと
してのイメージリーグユニット１４となってＲ（レッド
）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３原色の色信号と
して読み取られる。このＲ，Ｇ、Ｂの色信号は画像処理
回路によって、Ｙ、（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ
（シアン）、若しくはこれらにＢｋ　（ブラック）を加
えた、３値又は４値の信号に変換されると共に、レーザ
光学系１１に出力信号として与えられる。本実施例の複
写機は３色分の画像メモリを有していない。このため各
色の作像時にイメージリーグユニット１４は毎回スキャ
ンし、これに基き順次Ｙ、Ｍ、Ｃ又はＹ、Ｍ、Ｃ，Ｂｋ
の信号がレーザ光学系１１に与えられる。

レーザ光学系１１は、走査用ポリゴンミラー１２ｆθレ
ンズ１３、反射ミラー５１などを備え、前記Ｙ、、Ｍ、
Ｃ又は前記Ｙ、Ｍ、Ｃ，Ｂｋの信号に基いた各色につい
ての像形成用レーザ光を感光ドラム１に向は照射して、
露光を行う。

感光ドラムｌは矢印方向に回転駆動される。

この感光ドラム１の表面部は、動電体基板上に電荷発生
層と電荷輸送層が積層された有機感光体を備え、特にレ
ーザ発光波長７８０　ｎｍ付近に高い感度を示すものが
用いられている。又本実施例では前記感光体を帯電チャ
ージャ２でマイナス帯電している。

本装置による作像システムはネガ画像からポジ画像を得
るいわゆるＮ−、Ｐ系のシステムであって、感光ドラム
ｌにレーザ光で画像露光を行い、それにより形成される
静電潜像をマイナス帯電したトナーにより現像するよう
になっている。

感光ドラムｌの周囲には、ドラムクリーナ４トナー回収
ロール５、イレーザランプ３、前記帯電チャージャ２が
配設されると共に、４種類の現像器が配されている。第
１の現像器６はイエロー色のトナーを、第２の現像器７
はマゼンタ色のトナーを、第３の現像器８はシアン色の
トナーを、第４の現像器９はブランク色のトナーを夫々
前記現像に供給する。これら各現像器６．７．８．９へ
のトナー補給は、トナーホッパーｌＯ５，１０１，１０
８，１０，に個別にストックされた各色のトナーを、補
給信号に基き、適時、各現像器６．７．８．９に図示し
ない移送パイプにて移送する。

普通紙、ＯＨＰ用フィルムなどの転写シートは、給紙カ
セッ目９ａ　、　１９ｂに積載状態で収容されており、
給紙ローラ５２ａ　、５２ｂによって１枚づつ装置内部
に向は給送される。そして給送する転写シートはその先
端が停止中のタイミングローラ２０に当接してループを
形成しスキューが補正されるようにするとともに、タイ
ミングローラ２０の駆動タイミングによって以後の給送
タイミングをとるようにしている。２１はこのために用
いるベーパセンサである。

タイミングローラ２０と感光ドラムｌとの間には転写ド
ラム３６が設けられている。この転写ドラム３６は矢印
方向に回転駆動されて、タイミングローラ２０を経て給
送される転写シートを保持して感光ドラム１からの画像
の転写に供する。

このため転写ドラム３６は第３図に示すようにドラム枠
体５４とこのドラム枠体５４に支持されて円筒状に張ら
れた誘電体フィルム５５とから主構成され、また転写シ
ートの先端をチャッキングする爪３８が設けられている
。この爪３８は転写トラム３６内に設けられた図示しな
いカムの動作によって適時に開閉される。誘電体フィル
ム５５は、厚さｌＯＯ〜２００μｍ程度のポリエステル
フィルムとされている。もっともこれに限るものではな
い。

転写ドラム３６を支持するフレーム２２は、第１図、第
２図に示すように枢軸４１を中心に同動可能に装置本体
に支持され、かつスプリング４ｏによって反時計方向に
付勢されるとともに、ソレノイドＳＱＬ、が連結されて
いる。通常ソレノイドＳＱＬ　、はオフされていて、転
写ドラム３６はスプリング４０の付勢によって感光ドラ
ムｌ側に配した位置決めローラ３９に圧接し、感光ドラ
ムｌと転写ドラム３６との間隔を０．１〜０．５肺程度
で一定になるように保っている。

タイミングローラ２０を経て転写ドラム３６に給送され
てくる転写シートはチャツートング爪３８により先端の
み保持され、その後転写ドラム３６の内面よりマイナス
帯電の吸着チャージャ２４にて帯電すると同時に転写シ
ート表面より対向電極２３が接触状態とされて、誘電体
フィルムを帯電するとともに転写シート表面を電気的に
接地することにより、転写シートを誘電体フィルムに静
電吸着させ転写ドラム３Ｇに保持する。

その後１色目のイエロー現像器６により現像された感光
ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１の内面からの転
写チャージャ２５により転写ドラム３６に保持されてい
る転写シートに転写される。このときイエロー現像器６
以外の現像器７〜９は非現像状態とされ、イエロー現像
器６による現像像を乱さないようになっている。

転写後続電体フィルムはプラスに帯電して転写シートを
静電吸着させる。このような現像、転写工程を、形成す
る画像の色情報や色指定に応じた必要回数だけ所定の現
像器を選択使用して行われる。

最終の転写工程が終了すると、除電チャージャ２６．２
７が働き、かつ図示しないカムによりチャッキング爪３
８を開状態として、転写シートの転写ドラム３６への静
電保持およびチャッキング保持を解くので、転写シート
は分離爪２８により転写ドラム３６から確実に分離され
ていき、サクシボン搬送部２９へ送られる。ここで分離
チャージャ２６は主として誘電体フィルムの除電を行う
ＡＣ出力で誘電体フィルムと転写シートの静電吸着力を
減する働きをする。除電チャージ中２６と誘電体フィル
ムを挟んで対向するチャージャ２７は主として転写シー
トの転写ドラム３６からの分離時に転写シート表面を除
電するとともに、分離に伴う放電を防止し、転写された
画像の飛び敗りを防止している。

その後転写シートは定着器３０で熱定着ロールにより定
着され、排紙ローラ３５を経て排紙トレー３２に排出さ
れる。排出された転写シート上の画像は、現像、転写の
回数と現像に使用したトナーの色とでどのようなカラー
画像にもなる。

勿論単色の画像も得られる。

以上において現像に供される現像剤のトナー濃度は従来
と同様な方法で所定値に制御するものとし、さらに画像
濃度を所定値に制御するため、第３図、第４図に示すよ
うに転写ドラム３６の誘電体フィルム５５を透明として
これが被さっているドラム枠体５４の連結部５６に画像
濃度検出用の投光器１００と受光器１０１とを埋設し、
これらが誘電体フィルム５５を通じた検出光路５０を持
って感光ドラムｌの表面と対向するようにしである。こ
れにより感光ドラム１上の所定位置に露光、現像した基
準パターンの現像像に投光器１００からの光を当て、現
像像からの反射光を受光器１０１で受けることによって
、現像像の画像濃度を検出することができ、この検出値
に基づき感光ドラム１上に形成される現像像の濃度が所
定値になるように制御することができる。

トナー濃度の検出および制御は　画像形成に並行して行
えないので、感光ドラム１上への画像形成条件が変化し
ている可能性のある適当な時期に行う。適当な時期とは
複写機の電源が投入されたときや、画像形成終了時、あ
るいは画像の形成が所定数行われたとき、あるいは必要
に応じた人為的な操作のあったとき等各種の場合が考え
られる。

画像濃度を検出および制御する信号があると、レーザ光
学系１１から予め設定されている基準パターンが所定の
タイミングで出力されて感光ドラムｌを露光し、これに
よる静電潜像を所定の現像器例えばブラック現像器９で
現像する。

この際転写シートの給紙は省略され感光ドラムｌ上の現
像像は転写ドラム３６上の投光器１００、受光器１０１
とその検出光路５０上で誘電体フィルム５５を介し対向
する。このときの受光器１０１の出力により現像像の濃
度を検出し、その濃度が所定の値となるように制御する
ことができる。

この検出のタイミングにつき説明する。第５図に示す位
置センサ４４は転写ドラム３６とともに回転される投光
器１００と受光器１０１のユニ・ントの先端を所定位置
にて検出する。投光器１００と受光器１０１のユニット
先端が位置センサ４４に検出されてから転写ドラム３６
と感光ドラムｌとの間の転写位置Ｔに達するまでの時間
を１１、また感光ドラムｌ上に基準パターンが露光され
た時点Ｑから露光点が転写ドラム３６と対向する転写位
置Ｔに達するまでの時間をｔ２とした場合、基準位置セ
ンサ４４が投光器１ＯＯ１受光器１０１の先端を検出す
る時点Ｐに対し１．−１．後が露光の時点Ｑとなり、濃
度検出のための各動作のタイよングは第６図に示す通り
である。

以上の検出に供される感光ドラム１上の画像は現像後の
ものであるから、その時点での現像剤および現像の各種
条件を加味した画像濃度の検出および制御が可能であり
、ソレラノ変動に対応することができる。

さらに転写ドラム３６は位置ぎんめローラ３９によって
感光ドラムｌとの間隔を一定に保たれているので、投光
器１００、受光器１０１と感光ドラムｌとの間隔は常に
一定であり、これが変動して投光器１００、受光器１０
１が感光ドラム１との間に形成する検出光路５０の光路
長が変化し、受光器１０１の受光量の変化となって検出
に誤差が生じるようなことが解消される。

また転写ドラム３６には第１図に示すようにクリーナ１
０２が離接可能に設けられている。このクリーナ１０２
は誘電体フィルム５５の表面の転写シートサイズより外
の部分に付着したカブリトナーをクリーニングするため
のものであり、スプリング１０３によって転写ドラム３
６の誘電体フィルム５５表面に圧接するように付勢され
、画像形成時はソレノイドＳＱＬ！のオンによって誘電
体フィルム５５から離隔され、画像の形成を阻害しない
ようにするが、画像の非形成時、たとえば複写機の電源
投入時および複写動作終了時にはソレノイド５ｏｔｚの
オフによって誘電体フィルム５５に圧接されて誘電体フ
ィルム５５の表面をクリニングする。

したがって誘電体フィルム５５の表面は常時クリーニン
グされており、トナー等による汚れで前記濃度検出を阻
害するようなことも回避される。

なお投光器１００　、受光器ｌｏｔは転写ドラム３６の
誘電体フィルム５５が被さる一部に埋設したが、転写ド
ラム３６の非画像形成部であれば誘電体フィルム５５の
表面に露出して設けてもよく、この場合センサ表面がク
リーナ１０２によって直接クリーニングされる。

（発明の効果） 本発明によれば、転写材担持体は通常、像担持体と所定
の間隔に保たれ、通常の画像形成時給送されてくる転写
シートを表面に担持してそれを像担持体からの転写に供
して転写シート上に画像を形成することができるが、画
像濃度検出時は像担持体上の所定位置に基準パターンの
露光、現像が行われる際転写シートの給送が行われない
ことにまり像担持体上の基準パターンの現像像は像担持
体および転写材担持体の回転に伴い転写材担持体上のセ
ンサとその検出光路を転写シートで遮るようなことなく
ある時期に対向してその濃度を検出することができ、特
にこの検出は像担持体と転写材担持体との間の一定の検
出光路長をもって、しかも転写材担持体の表面が適時に
クリーニングされていることによって、トナー等による
汚れの影響もなしに常時正確に検出することができる。

したがって高精度に画像濃度を制御したいカラー画像形
成装置に特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のカラー複写機を示す断面
図、第２図は転写ドラム部の側面図、第３図は転写ドラ
ムの斜視図、第４図は転写ドラムの断面図、第５図は基
準パターンの露光と画像濃度検出の各タイミングの関係
を示す説明図、第６図は露光、検出の各タイミングに対
応した各動作のタイムチャートである。 ６〜９−・−・ ４ ８ ４ ５ ２６．２７ ８ ４ １００　　・−・−・・・−・ 感光ドラム ・−・−現像器 イメージリーダユニット 原稿ガラス 帯電チャージ中 転写チャージャ 除電チャージャ チャッキング爪 位置センサ 投光器 １０１　−・−・・・−・−・ 受光器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体上に形成される静電潜像をトナー現像し
   、これによって顕像化されたトナー像を転写材担持体上
   に担持された転写シートに転写して画像を形成する画像
   形成装置において、 トナー像の濃度を光学的に検出するセンサ を、転写材担持体に像担持体の表面との間に検出光路を
   持つように保持して設け、検出光路上でセンサと対向す
   る像担持体上のトナー像の濃度を検出するようにしたこ
   とを特徴とする画像濃度検出装置。