JPH04215672A - カラー複写機の画像濃度補正装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー複写機における
画像濃度補正、特には黒色画像濃度補正に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、例えばフルカラー複写機におい
ては、原稿台上に載置された原稿を３回露光走査して各
色のトナー像を形成していた。まず、１回目の走査で原
稿の反射光をブルーのフィルタを通して感光体上に潜像
を形成し、現像工程で、ブルーと補色関係にあるイエロ
ーのトナーを感光体に付着させ、該イエロートナー像を
転写工程で転写中間体上に転写させていた。次に、２回
目の走査で原稿の反射光をグリーンのフィルタを通して
感光体上に潜像を形成し、現像工程でブルーと補色関係
にあるマゼンダのトナーを感光体に付着させ、転写工程
でマゼンダのトナー像を転写中間体上に転写させていた
。更に、３回目の走査で原稿の反射光をレッドのフィル
タを通して感光体上に潜像を形成し、現像工程でレッド
と補色関係にあるシアンのトナーを感光体に付着させ、
転写工程でシアンのトナー像を転写中間体上に転写させ
ていた。

【０００３】以上のようにして、転写中間体上でイエロ
ー、マゼンダ、シアンのトナー像が重ね合わされ、その
像が用紙に転写されることでフルカラー複写が行われて
いた。

【０００４】しかしながら、近年このようなフルカラー
複写機においても、カラー複写だけではなく黒色トナー
による単色複写もおこなえるように、機内に黒色の現像
槽を備えたものが一般的になって来ていたが、上記従来
のカラー複写機においては、カラー複写時の画像濃度補
正は、転写中間体上に転写されたトナー像のトナー濃度
を検出し、その検出されたトナー濃度に基づいて行われ
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカラー複写機においては、転写中間体上で電気的に
トナーを重ね合わせる必要性から、転写中間体としては
、ベルトを形成するフイルム中にカーボンを分散させた
黒色に近いものが使用されていたので、黒色トナーによ
る単色複写時には、黒色の転写中間体上に黒色のトナー
が付着することになり、転写中間体上のトナー濃度を検
出することが困難であった。

【０００６】このため、従来のものにおいてはライフ途
中でトナー濃度補正を行わなくて済むように、初期のト
ナー濃度を高く設定して、現像剤のライフ時の画像が安
定したものとなるようにしていた。しかしながら、この
ようにすると初期画像の画質が低下するという欠点があ
った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
を解決するためになされたものであり、黒を含む複数の
カラー現像槽と、感光体上に形成された原稿のトナー像
を転写させる転写中間体とを備え、上記転写中間体のト
ナー濃度に応じて画像のトナー濃度を補正するカラー複
写機の画像濃度補正装置において、上記感光体の画像領
域の側部に非画像領域を感光体全周に渡って形成し、上
記非画像領域に所定の線幅を有する黒色の線状模様を形
成し、露光、現像時に上記感光体の非画像領域に上記線
状のトナー像を形成するとともに、転写中間体への画像
転写時に上記非画像領域の線状のトナー像を転写し、上
記転写中間体のトナー像写面側に上記線状のトナー像の
線幅を検出するトナー像検出センサと、上記トナー像検
出センサによる検出データからトナー濃度を演算するト
ナー濃度演算手段と、上記トナー濃度演算手段による演
算結果に基づいて画像濃度を補正する制御手段とを備え
たことを特徴とする。

【０００８】

【作用】以上のようなカラー複写機の画像濃度補正装置
によれば、転写中間体上のトナー像の線幅を検出して、
該検出値からトナー濃度を演算するので、黒色トナーに
よる単色複写の場合であっても、トナー濃度を容易且つ
正確に知ることができるので、トナーのライフに係りな
く安定した画質の複写を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明に係るカラー複写機の概略
構成を示す断面図、図２は図１の感光体ベルトの構成を
示す部分拡大図、図３はトナー像検出センサによる線幅
検出説明図で、（ａ）は線幅が細い場合、（ｂ）は線幅
が太い場合を示す図である。

【００１０】図において、複写機本体１のほぼ中央部に
はベルト状の感光体２が２個のローラに張架されて設け
られ、該感光体２は、画像領域２ａと、その一側部に設
けられた非画像領域２ｂとによって構成されている。

【００１１】上記非画像領域２ｂは、幅３０〜４０ｍｍ
で感光体上２の全周に渡って設けられ、該非画像領域２
ｂには線幅１ｍｍの黒色の線状模様２ｃが、非画像領域
の全域に渡って形成されている。本実施例では、上記線
状模様は格子状に設けられ、耐色性のよい油性のペイン
ト等を塗布することによって突状に形成される。また上
記、格子状模様２ｃの側部にはアース用導電部２ｄが設
けられている。

【００１２】感光体２の周囲には帯電チャージャ２１、
ブランクランプ２２、現像装置２３ａ〜２３ｄ、転写体
２４、クリーニング装置２５、除電ランプ２６が以上の
順に配設されている。帯電チャージャ２１はコロナ放電
を発生することにより感光体２表面を均一帯電させるも
ので、チャージャ線への印加電圧を変えることにより感
光体２の帯電電位が調節される。ブランクランプ２２は
感光体２に沿って羅列されるＬＥＤを有し、帯電チャー
ジャ２１により均一帯電された感光体２表面を部分的に
露光することによって感光体２表面の部分的な電荷のキ
ャンセルを行う。現像装置２３ａは〜２３ｄにはそれぞ
れイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが装
填され、プロセス条件を設定するテストモード時にはそ
のうちの何れか一つが用いられる。クリーニング装置２
５は感光体２上に残留するトナーを除去するもの、除電
ランプ２６は感光体２上に残留する帯電電位を除去する
ものである。

【００１３】転写中間体２４は３個のローラ間に張架さ
れた誘電体フィルムで、該フィルムにはカーボンが含有
されている。上記転写中間体２４は感光体２の周速度と
同速度で回転される。また、転写体２４には感光体２が
当接され、その当接位置に第１転写ローラ２４ａが配設
され、感光体２上のトナーが転写中間体２４に転写され
る。また、転写中間体２４の周囲には第２転写ローラ２
４ｃ，クリーニング装置２４ｄがこの順序で配設されて
いる。第１転写ローラ２４ａは感光体２上のトナー像を
転写中間体２４に転写し、第２転写ローラ２４ｃは転写
中間体２４上のトナー像を用紙に転写し、クリーニング
装置２４ｄは転写中間体２４上に残留するトナーを除去
する。

【００１４】第１転写ローラ２４ａの下流部であって、
転写中間体２４のトナー像転写面側には、トナー像検出
センサ２４ｂが転写中間体２４に対して設けられている
。該トナー像検出センサ２４ｂとしては、例えば、赤外
光を用いた反射型のフォトセンサ（発光源２４ｂ１と受
光部２４ｂ２とにより構成される）が用いられ、転写中
間体２４上に転写された格子状模様の格子線の太さを検
出可能な位置に発光源２９ｂ１と検出部２４ｂ２とが設
けられる。トナー像検出センサ２４ｂによって、転写さ
れたトナーの線幅が光で検出されて電圧に変換されるが
、濃度が低いと線が細くなって反射光が多くなり、逆に
濃度が高いと線が太くなって反射光が少なくなる。具体
的には線幅は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度変化する。 図４は上記トナー像検出センサ２４ｂの特性図である。

【００１５】トナー像検出センサ２４ｂは後述するテス
トモード時に、転写中間体２４上に形成される特定濃度
域のトナー濃度を検出する。図５はトナー像検出センサ
２４ｂによる特定濃度域の濃度の検出方法を表した図で
ある。トナー像検出センサ２４ｂは転写中間体２４上に
転写された格子状のトナー像の線の太さを検出（反射光
と吸収光との比率）し、ＣＰＵ４０内のトナー濃度演算
手段において、上記検出値に基づいてトナー濃度が演算
される。

【００１６】特定濃度域は均一に帯電された感光体２が
ブランクランプ２２により露光され、現像装置２３ａ〜
２３ｄの何れかによりトナーが付着されることによって
形成されるもので、感光体２の帯電電位が、感光体２が
１回転する間に３段階程度に切り換えられることにより
、１回のプロセスで３種類の特定濃度域が形成される。 この３種類の濃度域はブランクランプ２２により区切ら
れているので、特定濃度域のトナー濃度は感光体２の帯
電電位に左右される。

【００１７】図６は感光体帯電電位と形成される特定濃
度域のトナー濃度との関係を表した図である。図から分
かるように、感光体帯電電位がＢ領域にあるときにはト
ナー濃度がほぼ飽和状態となっているため感光体帯電電
位が変わってもトナー濃度には差がほとんど表れないが
、感光体帯電電位がＡ領域にあるときには感光体帯電電
位に合わせてトナー濃度が変化する。そのため、センサ
で読みとるトナー層の感光体帯電電位は、Ａ領域内で選
択すれば感光体帯電電位の変化に応じて正確にトナー濃
度を検出できる。なお、このＡ領域の範囲は４２０〜５
８０Ｖ程度であり、テストモード時にはこの範囲内で３
種類程度の感光体の帯電電位（帯電チャージャの電圧）
がプロセス条件として設定され、特定濃度域が形成され
る。このように帯電チャージャの電圧を設定しても、感
光体の疲労、現像装置のトナー量等が原因で特定濃度域
に付着されるトナー濃度が変わり、そのトナー濃度がト
ナー像検出センサ２４ｂにより検出された格子の線の太
さにより求められる。

【００１８】この実施例では感光体の帯電電位をテスト
モード時のプロセス条件としており、テストモードで特
定濃度域のトナー濃度を検出することにより感光体の帯
電電位を像形成モード時のプロセス条件として設定する
ことができる。しかし、複写機により良好な画像を形成
する場合には、感光体の帯電電位を設定するだけでは不
十分である。そこで設定された感光体の帯電電位に合わ
せて光学系の光源ランプの露光量も設定する。それによ
り原稿の中間調を良好に再現できるようになる。なお、
図６では環境の温度・湿度が変わったときの感光体帯電
電位とトナー濃度との関係も表しており、環境変化によ
り感光体の帯電電位が一定であっても特定濃度域のトナ
ー濃度（形成画像のトナー濃度）が変わってしまうこと
が分かる。そのため、特定濃度域のトナー濃度を検出し
、そのトナー濃度に応じて感光体の帯電電位等のプロセ
ス条件を設定すれば環境変化に関わりなく良好な画像を
形成できる。

【００１９】図７（Ａ）は感光体の帯電電位を変化させ
たときの原稿濃度と複写画像濃度との関係（ガンマ特性
）を表した図、同図（Ｂ）は光源ランプの露光量を変化
させたときの原稿濃度と複写画像濃度との関係（ガンマ
特性）を表した図である。

【００２０】同図（Ａ）において、帯電チャージャの電
圧を上げると感光体の帯電電位が全体的に高くなる。そ
のため、露光量が低いままであると残留電位レベル（露
光部の電位）が高くなって低濃度領域の濃度も高くなり
硬調の画像となってしまう。同図（Ｂ）において、原稿
露光量を上げると原稿の低濃度域における電荷のキャン
セル量はほとんどかわらず、そのため露光量を上げれば
低濃度域の画像濃度が淡くなって画像が硬調なものにな
ってしまうのが防止される。

【００２１】図８はこれらのことから求められる感光体
の帯電電位補正量と露光量補正量との関係を表した図で
あり、帯電電位補正量と露光量補正量とはほぼ比例関係
にある。感光体、現像剤等の使用初期時には、帯電電位
補正および露光量補正を行う必要がないので補正量は０
であり、それが基準値となる。

【００２２】複写機本体１の上部には原稿台６１および
光源、ミラー、レンズ、色分解フィルタを含む光学系６
が設けられ、像形成モードの複写プロセス時に原稿台６
１上の原稿を走査して、その反射光を感光体２上の露光
点Ｐに導く。また複写機本体１の右側部には用紙カセッ
トを含む給紙部３が設けられ、用紙を２ｎｄ転写ローラ
２４ｃ位置へ給紙する。この用紙には２ｎｄ転写ローラ
２４ｃによりトナーが転写され、定着装置４により定着
されたのち排紙トレイ５に排紙される。なお、定着装置
４はヒートローラを有し、その表面温度が図示しない温
度センサにより検出され、その検出に応じてータの制御
が行われる。ヒートローラの表面温度は使用時には百数
十度に制御されるが、未使用状態で長時間放置されると
環境温度程度にまで低下する。図９は同複写機の制御部
のブッロク図である。全体の制御はＣＰＵ４０によって
なされ、その処理プログラムは予めＲＡＭ４１に記憶さ
れている。ＣＰＵ４０にはＩ／Ｏ４５を介して定着装置
４の温度が入力され、またＩ／Ｏ４７を介してトナー像
検出センサ２４ｂの検出結果が入力される。トナー像検
出センサ２４ｂは前述したように、特定の濃度域の検出
を行い、その結果をＣＰＵ４０に入力する。ＣＰＵ４０
ではその検出値の平均をトナー濃度演算手段４０ａで演
算してその値をトナー濃度として、それをもとに制御手
段４０ｂによって帯電チャージャ２１の帯電電位（感光
体の帯電電位）や光源６１の露光量を設定してそれぞれ
の制御部４８、４９に設定値を出力する。

【００２３】図８に示した帯電の電位補正量と露光量補
正量との関係はＲＡＭ４２に記憶されており、トナーセ
ンサ２４ｂの検出結果をに応じて帯電電位および露光量
が補正される。またＲＡＭ４２には転写体２４に付着さ
れる標準トナー濃度Ｓ０も記憶されている。標準トナー
濃度のＳ０は感光体および現像剤の使用初期時に、像形
成モード時のプロセス条件として感光体の帯電電位（Ｖ
Ｄ）を５００Ｖに設定し、常温・常湿下でブランクラン
プにより露光を行って特定濃度域を形成したとき、トナ
ー像検出センサ２４ｂにより検出されるトナー像線幅よ
りもとめられるトナー濃度である。

【００２４】図１０はＲＯＭに記憶されている同複写機
の処理手順を表したフローチャートである。まず、複写
機本体の電源が投入されるとｎ１にてメモリの初期化や
予備動作処理等を行うとともに定着装置４のウォームア
ップ（温度上昇）を開始する。定着装置４の温度Ｔが７
０℃以下であれば、未使用状態で長時間放置されたとし
てｎ３に進んで感光体の帯電電位（帯電チャージャの電
圧）等を設定するテストモードに進む。まず、ｎ３にて
テストモードのプロセス条件として感光体の帯電電位Ｖ
Ｄ１〜ＶＤ３が設定される。感光体の帯電電位は例えば
、ＶＤ１＝５００Ｖ，ＶＤ２＝５２０Ｖ，ＶＤ３＝４８
０Ｖの３種類の条件が設定される。なお、このときトナ
ーの付着し易さはＶＤ１を中間値として、ＶＤ２、ＶＤ
３にそれぞれＶＤ１上下になるようにそれぞれの値が設
定される。ｎ４にてその３種類のプロセス条件により感
光体の帯電，ブランクランプ２２による露光が行われて
特定濃度域が形成され、それぞれのプロセス条件ＶＤ１
〜ＶＤ３下での格子状トナー像の線幅を検出し、該検出
値に基づいてトナー濃度Ｓ１〜Ｓ３を演算する。トナー
濃度Ｓ１〜Ｓ３は前述したように特定濃度域のそれぞれ
について数箇所づつ求められたものの平均値であり、正
確な値を得ることができる。

【００２５】トナー濃度Ｓ１〜Ｓ３はＲＡＭ４２に記憶
されている標準トナー濃度Ｓ０と比較され（ｎ５，ｎ６
，ｎ７）、標準トナー濃度Ｓ０と近似するトナー濃度（
Ｓ１〜Ｓの何れか）が得られたプロセス条件（帯電電位
）が像形成モード時のプロセス条件として設定される（
ｎ８〜ｎ１０）。しかし、得られたトナー濃度Ｓ１〜Ｓ
３が標準トナー濃度Ｓ０から大きくずれている場合には
、ｎ３で設定したプロセス条件よりもトナーが多く付着
されるプロセス条件ＶＤ１′〜ＶＤ３′（ｎ１３）、ま
たトナーが少なく付着されるプロセス条件ＶＤ１″〜Ｖ
Ｄ３″（ｎ１４）が設定される。なおこの場合にも同様
にＶＤ１′またはＶＤ１″を中間値としてＶＤ２′また
はＶＤ２″が上限値、ＶＤ３′またはＶＤ３″が下限値
として設定される。例えば、ＶＤ１′＝５６０Ｖ、ＶＤ
２′＝５８０Ｖ、ＶＤ３′＝５４０Ｖに設定され、ＶＤ
１″＝４４０Ｖ、ＶＤ２″＝４６０Ｖ、ＶＤ３″＝４２
０Ｖに設定される。この３種類のプロセス条件にしたが
って再びトナー濃度検出のプロセスが行われ（ｎ４）、
検出されるトナー濃度Ｓ１〜Ｓ３が標準トナー濃度Ｓ０
に近似していれば、そのプロセス条件（感光体の帯電電
位）が像形成モード時のプロセス条件として設定される
。なお、テストモード時には図６Ａ領域で示したように
飽和濃度よりもやや低い濃度の特定濃度域を形成するた
めに感光体の表面電位がやや低めに設定されており、実
際に像形成モードの帯電電位を設定する場合にはテスト
モードで設定した帯電電位よりも高く設定される。ｎ１
５にてこの帯電値に基づいて図８に示した関係から、光
学系の光源ランプの露光量が設定される。なお、２度の
プロセス条件設定を行っても標準トナー濃度Ｓ０に近似
したトナー濃度が得られなかった場合には帯電値不良等
の何等かのエラーがあるとしてエラー処理を行う。

【００２６】以上のようにしてテストモードにおいて、
像形成モード時のプロセス条件の設定が行われれば、ｎ
１６に戻り、センサ，キーの読み込みを行い、何等かの
入力が行われれば（ｎ１７）以下にその入力に対応する
処理を行うが、何の入力も行われない未使用状態で定着
装置の温度が７０度以下になれば（ｎ２），ｎ３に進ん
で上述したプロセス条件の設定を行う。このように、定
着装置の温度が７０度以下になったときを目安にテスト
モードでプロセス条件の設定を行うようにしておけば、
環境湿度の変化等にも十分に対応してプロセス条件が設
定でき、常に良好な画像を得ることができる。なお、入
力がプリントスイッチであれば（ｎ１８）、ｎ１９にて
設定されたプロセス条件で複写処理が行われる。

【００２７】以上のように、本発明においては転写中間
体２４上に転写されたトナー像の濃度を直接検出するの
ではなく、感光体２上の非画像領域２ｂに形成された格
子状模様のトナー像を転写中間体２４上に転写し、該格
子状トナー像の線幅を検出し、その検出結果に基づいて
トナー濃度を演算して求めるように構成した。従って、
カーボンの含有された黒っぽい色の転写中間体フィルム
であっても、黒色のトナーの濃度を容易且つ正確に知る
ことができるので、黒色トナーによる単色複写をする場
合でも画像濃度補正を行ってトナーライフに係りなく安
定した画質の複写を行うことができる。また、黒色トナ
ーに限らず、イエロー，マデンダ，シアンの各色のトナ
ー濃度も正確に求めることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明のカラー複写機の画像濃度補正装
置によれば、転写中間体上に転写されたトナー像の線幅
を検出し、該検出結果に基づいてトナー濃度を求めたか
ら、黒色トナーによる単色複写の場合であっても、トナ
ー濃度を容易且つ正確に知ることができるので、トナー
のライフに係りなく安定した画質の複写を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー複写機の概略構成を示す断
面図である。

【図２】図１の感光体ベルトの構成を示す部分拡大図で
ある。

【図３】トナー像検出センサによる線幅検出説明図で、
（ａ）は線が細い場合、（ｂ）は線が太い場合を示す図
である。

【図４】トナー像検出センサの特性図である。

【図５】トナー像検出センサによる特定濃度域の濃度の
検出方法を表した図である。

【図６】感光体帯電電位と形成される特定濃度域のトナ
ー濃度との関係を表した図である。

【図７】（Ａ）は感光体の帯電電位を変化させたときの
原稿濃度と複写画像濃度との関係を表した図、（Ｂ）は
光源ランプの露光量を変化させたときの原稿濃度と複写
画像濃度との関係を表した図である。

【図８】感光体の帯電電位補正量と露光補正量との関係
を表した図である。

【図９】本発明に係るカラー複写機の制御部のブッロク
図である。

【図１０】本発明に係るカラー複写機の処理手順を示し
たフローチャートである。

【符号の説明】

２　　　　　　感光体 ２ｂ　　　　非画像領域 ２４　　　　転写中間体 ２４ｂ　　トナー像検出センサ ４０ａ　　トナー濃度演算手段 ４０ｂ　　制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　黒を含む複数のカラー現像槽と、感光
   体上に形成された原稿のトナー像を転写させる転写中間
   体とを備え、上記転写中間体上のトナー濃度に応じて画
   像のトナー濃度を補正するカラー複写機の画像濃度補正
   装置において、上記感光体の画像領域の側部に非画像領
   域を感光体全周に渡って形成し、上記非画像領域に所定
   の線幅を有する黒色の線状模様を形成し、露光、現像時
   に上記感光体の非画像領域に上記線状のトナー像を形成
   するとともに、転写中間体への画像転写時に上記画像領
   域の線状のトナー像を転写し、上記転写中間体のトナー
   像転写面側に上記線状のトナー像の線幅を検出するトナ
   ー像検出センサと、上記トナー像検出センサによる検出
   データからトナー濃度を演算するトナー濃度演算手段と
   、上記トナー濃度演算手段による演算結果に基づいてト
   ナー濃度を補正する制御手段と、を備えたことを特徴と
   するカラー複写機の画像濃度補正装置。
2. 【請求項２】　　感光体の非画像領域に形成された黒色
   の線状模様が格子状模様であることを特徴とする請求項
   ２のカラー複写機の画像濃度補正装置。