JPH05249787A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トナー像の濃度を正確に検知する。 【構成】感光ドラム１上にシアン、マゼンタ、イエロー
を順次形成し、それぞれ濃度検知センサ１０１で濃度を
検知する。センサ１０１は、発光素子１０３と受光素子
１０４を有し、照射角αを３０°〜６０°、受光角βを
０°〜１５°に設定する。照射角αと受光角βとを違え
ることで、濃度検知が正確に行える。一方、ブラックの
トナーの濃度を検知する濃度検知センサは、照射角αと
受光角βとを同じにすることで、検知精度を上げる。つ
まり、ブラックとそれ以外の色とは、光の反射に対する
特性が異なるので、それぞれ好適な構造のセンサで濃度
を検知する。これにより全体として、濃度検知精度を大
幅に向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー複写機等のよう
に、現像剤として複数色のトナー（現像剤）を使用する
画像形成装置に係り、詳しくはトナー像の濃度を検知す
る濃度検知手段の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２に、従来の電子写真式の多重転写
方式による４色フルカラー画像形成装置の概略を示す。

【０００３】このものは、像担持体として、導電基板上
に光導電層を設けた電子写真感光ドラム（以下、単に
「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム
１は、装置本体（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転
自在に支持されており、その表面は一次帯電器２によっ
て、一様均一に帯電される。次いで、１色目のシアンの
画像情報に基づいた画像露光３が行われ、感光ドラム１
表面には静電潜像が形成される。次に、この静電潜像に
は、現像手段４のうちのシアン用の現像器４ｃによって
トナー像が付着され、シアン色のトナー像が形成され
る。

【０００４】一方、転写ドラム５には転写材（一般に転
写紙）Ｐが供給され、転写ドラム５はその表面に転写紙
Ｐを担持しながら矢印Ｒ２方向に回転する。感光ドラム
１上のシアンのトナー像は、転写帯電器７によって転写
紙Ｐ上に転写される。

【０００５】トナー像の転写終了後、感光ドラム１上の
転写残トナーは、クリーナ６でクリーニングされる。

【０００６】クリーニング後、感光ドラム１は再び一次
帯電器２により一様に帯電され、２色目のマゼンタの画
像情報に基づいて画像露光３が行われ、静電潜像が形成
される。この静電潜像はマゼンタ用の現像器４ｂにてト
ナー像とされる。マゼンタのトナー像は、転写ドラム５
に保持された転写紙Ｐ上に既に転写されているシアンの
トナー像に重ねるようにして転写される。感光ドラム１
上の転写残トナーは、シアンのときと同様にクリーナ６
で除去される。

【０００７】以下同様にして、３色目のイエローの静電
潜像をイエロー用の現像器４ａでトナー像とし、転写紙
Ｐ上に転写し、さらに４色目のブラックの静電潜像をブ
ラック用の現像器４ｄでトナー像とし、転写紙Ｐ上に転
写する。

【０００８】シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの
４色のトナー像が転写された転写紙Ｐは、分離手段８に
よって転写ドラム５から分離され、その後定着器９によ
ってトナー像が定着される。

【０００９】一方、図１３は従来の電子写真式のその他
の方式によるフルカラー画像形成装置を示したものであ
る。本例において、感光ドラム１は矢印Ｒ１方向に回転
され、一次帯電器２にて一様に帯電される。次いで、１
色目のシアンの画像情報に基づいた画像露光３が行わ
れ、静電潜像が形成される。次に、この潜像は現像装置
４のシアン用の現像器４ｃにてトナー像とされる。感光
ドラム１が１回転すると、感光ドラム１は再び一次帯電
器２により一様に帯電され、２色目マゼンタの画像情報
に基づいた画像露光３が行われ、静電潜像が形成され
る。次に、この静電潜像はマゼンタの現像器４ｂにてト
ナー像とされる。感光ドラム１がさらに１回転すると、
シアンのトナー像とマゼンタのトナー像とが形成された
感光ドラム１は、再び一次帯電器２により帯電され、３
色目イエローの画像情報に基づいた画像露光３が行わ
れ、静電潜像が形成される。そして、この静電潜像はイ
エローの現像器４ａにてトナー像とされる。

【００１０】つづいて、転写帯電器７により転写紙Ｐに
感光ドラム１上のシアン、マゼンタ、イエローのトナー
像が一括転写され、その後これらのトナー像は定着器９
によって定着されて永久像となる。

【００１１】感光ドラム１上の転写残トナーは、クリー
ナ６によりクリーニングされる。ここでクリーナ６は、
ブレード６ａがＯＮ、ＯＦＦ切り替え可能な構成となっ
ている。ブレード６ａは、感光ドラム１に画像形成中は
感光ドラム１から離れたＯＦＦ状態であり、転写残留ト
ナーをクリーニングするときのみ感光ドラム１に接触す
るＯＮ状態になる。

【００１２】この画像形成装置には、シアン、マゼン
タ、イエローの各現像器４ｃ、４ｂ、４ａに加えて、ブ
ラックの現像器を使用する方式もある。

【００１３】ところで、上述した２つの画像形成装置
は、使用する環境、プリント枚数等の諸条件によって画
像濃度が変動すると、正しい濃度、色調が得られなくな
ってしまう。そこで従来、感光ドラム１もしくは転写ド
ラム５上に濃度検知用のトナー像（パッチ）を形成し、
その濃度を検知し、これを露光量、現像バイアス等にフ
ィードバックし、安定した画像を得ていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、使用するト
ナーのうち、シアン、マゼンタ、イエロー（以下適宜
「シアン等」という。）は従来知られている顔料、染料
で所望の色味を出すのに対し、ブラックはカーボンを用
いていることに基づき、シアン等の各トナーは濃度検知
用の照明光を反射するのに対し、ブラックのトナーはそ
れを吸収する。したがって、濃度を検知するに際し、シ
アン等の濃度検知センサと、ブラックの濃度検知センサ
とが、同様の構造である場合には、その出力結果が大き
く異なることになる。

【００１５】例えば図９は、照射角（感光ドラム１表面
の照射点において、入射光と法線とがなす角）と受光角
（同じく反射光と法線とがなす角）が共に４５°の濃度
検知センサを使って、入射角と同じ角度でトナー像から
反射してくる正反射光を検知した場合のトナー像の濃度
と濃度検知センサの出力との関係を示したもので、図１
０は照射角４５°、受光角０°の濃度検知センサを使っ
て、トナー像からの乱反射光を検知した場合のトナー像
濃度と濃度検知センサの出力との関係を示したものであ
る。図９では、トナー像が高濃度になるに従ってシアン
等とブラックとはいずれも出力値が減少しているが、図
１０ではブラックは減少していくが、シアン等は出力値
が増加している。この結果、図９より、照射角と受光角
の等しい濃度検知センサを使った場合は、シアン等では
濃度が１付近になると濃度検知センサの出力値の変化幅
が小さく正確な濃度検知ができなくなる。

【００１６】一方、照射角と受光角の異なる濃度検知セ
ンサを使った場合は、シアン等は濃度１を超えても図９
よりも大きな出力値の変化幅を持っている。しかし、ブ
ラックについては図９のブラックの変化幅よりも小さ
い。

【００１７】したがって、単一の照射角と受光角を持っ
たセンサを用いてすべてのトナーに対して、広範囲にわ
たって正確に濃度検知を行うのは難しいことがわかる。

【００１８】そこで、本発明は、構造の異なる少なくと
も２個の濃度検知センサを使用することにより、異なる
特性（異なる色）のトナーに対し、正確な濃度検知を行
うようにした画像形成装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、像担持体上に順次形成した
静電潜像に対して特性の異なる少なくとも２種類のトナ
ーによってそれぞれトナー像を形成する現像手段と、こ
れらのトナー像の濃度を検知する濃度検知手段と、該濃
度検知手段の出力によって画像濃度を制御する制御装置
とを備えた画像形成装置において、前記濃度検知手段
が、構造の異なる少なくとも２個の濃度検知センサを備
え、これらの濃度検知センサによって、それぞれ特性の
異なるトナー像の濃度を個別に検知することを特徴とす
る。この場合、前記一方の濃度検知センサは、相互に等
しい照射角と受光角とを有し、前記他方の濃度検知セン
サは、相互に異なる照射角と受光角とを有するようにし
てもよい。

【００２０】

【作用】以上構成に基づき、濃度検知手段は構造の異な
る少なくとも２種類の濃度センサを有するから、トナー
の特性によってそれぞれを使い分けることによって、各
トナーの特性に良くあった正確な濃度測定を行うことが
できる。

【００２１】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。 〈第１実施例〉図１に、４色フルカラーの画像形成装置
の概略構成を示す。ただし、図１２（従来例）と同様な
構成、作用のものについては同一の番号を付して、説明
を省略する。

【００２２】現像手段４のブラックの現像器４ｄの少し
下流には感光ドラム１の表面に対向するようにして濃度
検知手段であるセンサ部１０が配置されている。センサ
部１０は、図４に図示するように２個の濃度検知センサ
１０１、１０２を備えている。

【００２３】濃度検知センサ１０１は、シアン等の濃度
を検知するためのものであり、濃度検知センサ１０２
は、ブラックの濃度を検知するためのものである。これ
らは、感光ドラム１の回転方向Ｒ１に並べて合わせた形
で配置されている。図５にシアン等のトナー用の濃度検
知センサ１０１の断面図を示す。濃度検知センサはＬＥ
Ｄなどの発光素子１０３と、フォトダイオード、ＣｄＳ
などの受光素子１０４とから構成されており、発光素子
１０３から発光された光を感光ドラム１表面のトナー像
に照射させ、そこから反射されてくる光を受光素子１０
４で受光することにより濃度を計測する。なお、発光素
子１０３と受光素子１０４の取付角度は、乱反射光を受
光する角度で正確な測定ができれば、どのようにとって
もかまわないが、照射角（感光ドラム１の表面上の入射
点ｈにおける入射光Ｌ₁ と法線Ｈとのなす角）αは３０
°〜６０°、受光角（同じく、反射光Ｌ₂ と法線Ｈとの
なす角）βは０°〜１５°にするのが好ましい。

【００２４】図６にブラックのトナー用の濃度検知セン
サ１０２の断面図を示す。濃度検知センサ１０２は、シ
アン等の濃度検知センサ１０１と同様にＬＥＤなどの発
光素子１０５と、フォトダイオード、ＣｄＳなどの受光
素子１０６とから構成されており、発光素子１０５から
発光された光を感光ドラム１上のトナー像に照射させ、
そこから反射されてくる光を受光素子１０６で受光する
ことにより濃度を計測する。なお、発光素子１０５と受
光素子１０６の取付角度、すなわち照射角αと受光角β
とは等しくなるようにして、正反射光を受光するような
形式であれば、どのようにとってもかまわないが、セン
サの作製上の制約があるので３０°〜６０°にするのが
望ましい。

【００２５】なお、濃度検知センサ１０１、１０２の組
み合わせかたは、どちらが前になってもかまわない。

【００２６】濃度検知は図４に示すように、まず、感光
ドラム１上にブラックトナーで高濃度から低濃度までの
濃度検知用のトナー像（パッチ）Ａを形成し濃度検知セ
ンサ１０２で濃度測定を行う。次に感光ドラム１上にイ
エロートナーで濃度検知用パッチを形成しセンサ１０１
で濃度測定を行う。以下同様に他のマゼンタ、シアント
ナーについても濃度測定を行う。この測定結果は、セン
サ部１０に連結されている制御装置１１に送られ、制御
装置１１は、画像露光３の露光量や現像装置４の現像バ
イアスを調整して、トナー像の濃度が最適になるように
制御する。なお、濃度測定を行う色の順番は任意でよい
のはもちろんである。

【００２７】このような構成で濃度検知を行った結果を
図１１に示す。シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック
すべてのトナーについてダイナミックレンジを広く取る
ことができ、すべての色について、正確な濃度測定を行
うことが可能となる。

【００２８】さらにセンサ部１０の構成を図７のよう
に、感光ドラム１の軸方向に濃度検知センサ１０１、１
０２を２個並べるようにすれば、シアン等とブラックの
トナー像との濃度検知を同時に行うことができるので、
濃度検知に要する時間を一色分短縮することができる。
このとき、濃度検知センサ１０１、１０２の組み合わせ
は図示するものと反対の位置関係であっても良いもので
ある。 〈第２実施例〉図８は図１のセンサ部１０の別の実施例
の概略構成を示す。発光素子１０７から照射された光は
トナー像で反射され、受光素子１０８でブラックトナー
の濃度検知のための正反射光を、また受光素子１０９で
シアン等のトナーの濃度検知のための乱反射光を受光す
る。このようにすることによって、発光素子１０７を兼
用することができ、全体として１つの濃度検知センサで
測定を行うことができるので、センサ部１０を小型化す
ることが可能となり、さらにコストを下げることができ
る。 〈第３実施例〉図２は本発明の他のカラー画像形成装置
の概略構成を示す。図１に図示する第１実施例と同様な
構成、作用をするものは同一の番号を付し説明を省略す
る。

【００２９】１０は転写ドラム表面上のトナー濃度を検
知するセンサ部であり、図１の第１実施例のセンサ部１
０と同様な機能を有する。そして、感光ドラム１上に作
成された濃度検知用パッチは、転写ドラム５に転写さ
れ、このセンサ部１０で濃度検知を行う。 〈第４実施例〉図３は本発明のさらに別のカラー画像形
成装置の概略構成を示す。図１３（従来例）と同様な構
成、作用をするものは同一の番号を付し説明を略す。

【００３０】１０は感光ドラム表面上のトナー濃度を検
知するセンサ部であり、第１実施例と同様な機能を有す
る。

【００３１】濃度検知はまず、感光ドラム１上にブラッ
クトナーで高濃度から低濃度までの濃度検知用パッチを
形成し濃度検知センサ１０２で濃度測定を行う。測定さ
れたパッチはクリーナ６のブレード６ａをＯＮにしてク
リーニングされ、次に感光ドラム１上にイエロートナー
で濃度検知用パッチを形成し濃度検知センサ１０１で濃
度測定を行う。以下同様に濃度検知センサ１０１で他の
トナーについても濃度測定を行い画像制御を行う。濃度
制御を行う色の順番は任意でかまわない。

【００３２】さらにセンサ部１０の構成を第１実施例の
図７のようにすれば、ブラックとシアン等の濃度検知が
同時にできるので、濃度検知に要する時間を１色分短縮
することができる。この時、濃度検知センサ１０１、１
０２の組み合わせは反対であっても何等かまわない。

【００３３】また、センサ部１０は第２実施例の図８の
ような構成にすれば、小型化および低コスト化を実現す
ることができるのはもちろんである。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
と、トナー像の濃度を検知する少なくとも２個の濃度検
知センサによって濃度検知を行い、トナー像の特性が異
なる場合であっても、それぞれのトナーに対し、好適な
濃度検知センサで濃度検知を行うことができるため、ト
ナーの濃度検知が正確に行える。

【００３５】さらに、このような正確な濃度検知データ
によって、画像濃度を制御することができるから、濃度
についての画像品質が向上する。

【００３６】なお、２個以上の濃度検知センサを使って
いることにより、万が一どちらか一方の受光素子に不具
合が起きた場合にも、交換までの間、正確ではないが残
りの受光素子で濃度検知を行うこともできるという効果
もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るの画像形成装置の概要を示す縦断
面図。

【図２】他の画像形成装置の概要を示す縦断面図。

【図３】さらに別の画像形成装置の概要を示す断面図。

【図４】センサ部の配置を示す斜視説明図。

【図５】センサ部の構成を示す縦断面図。

【図６】他のセンサ部の構成を示す縦断面図。

【図７】センサ部の配置の別の例を示す斜視説明図。

【図８】さらに別のセンサ部の構成を示す縦断面図。

【図９】照射角４５°、受光角４５°の濃度検知センサ
の測定によるトナー像の濃度とセンサ出力電圧との関係
を示す図。

【図１０】照射角４５°、受光角０°の濃度検知センサ
の測定によるトナー像の濃度とセンサ出力電圧との関係
を示す図。

【図１１】２個の異なる濃度検知センサによるトナー像
の濃度とセンサ出力電圧との関係を示す図。

【図１２】従来の画像形成装置の概要を示す縦断面図。

【図１３】従来の別の画像形成装置の概要を示す断面
図。

【符号の説明】 １ 像担持体（感光ドラム） ４ 現像手段 １０ 濃度検知手段（センサ部） １１ 制御装置 １０１ 濃度検知センサ １０２ 濃度検知センサ α 照射角 β 受光角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮代 俊明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 榎本 直樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 斎藤 益朗 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小林 哲也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 藤井 春夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に順次形成した静電潜像に対
   して特性の異なる少なくとも２種類のトナーによってそ
   れぞれトナー像を形成する現像手段と、これらのトナー
   像の濃度を検知する濃度検知手段と、該濃度検知手段の
   出力によって画像濃度を制御する制御装置とを備えた画
   像形成装置において、 前記濃度検知手段が、構造の異なる少なくとも２個の濃
   度検知センサを備え、これらの濃度検知センサによっ
   て、それぞれ特性の異なるトナー像の濃度を個別に検知
   する、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記一方の濃度検知センサは、相互に等
   しい照射角と受光角とを有し、前記他方の濃度検知セン
   サは、相互に異なる照射角と受光角とを有する、 ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。