JPH0553402A

JPH0553402A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0553402A
Application number: JP3240658A
Authority: JP
Inventors: Masami Izumizaki; 崎昌巳泉; Yoshimichi Nagao; 尾好倫長
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1991-08-26
Publication date: 1993-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】ハイライト部の安定化を図った画像形成装置
装置を提供する。【構成】濃度検出のためのパターンを像担持体上に形
成し、トナーにより顕像化した上記パターンを転写材の
搬送手段上に転写してそのパターンをパターン濃度検出
手段上で読取り、その一方でそのパターンを読取るまで
に経てきた潜像条件、現像条件、転写条件等の情報を加
味して、読み取ったパターンの情報により暗電位と現像
バイアスを制御することで画像濃度、とくにハイライト
部の再現性の安定化をはかった画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に関し、特
にハイライト部の安定化を図った画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば複数の像担持体としての感
光ドラムを用いて、カラー画像を形成する画像形成装置
において、それぞれの感光ドラム上でトナーにより可視
化された顕像を転写材に転写するため、所定方向に該転
写材を搬送する共通の転写ベルト等の搬送手段が配設さ
れている。この転写ベルト上に顕像を転写して所定のパ
ターンの情報を検知し、トナー濃度を制御する方法が特
開昭６３−１４７１７７に、また予想される環境変動に
おける明電位の変化内に制御されるように露光量を変化
させ、その後に転写ベルト上に転写した異なる明電位の
パターンから基準最大濃度となる明電位を予想する方法
が特開平１−２６１６６８等に開示されている。

【０００３】さらには、転写ベルト上のパターンの位置
ズレ量から１ドットの大きさの変化を測定し、露光時
間、出力、現像バイアス等のプロセス条件を変化させて
１ドットの大きさを適正な幅に保つ方法が特開昭６３−
２８０２７５に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし斯かる従来技術
にあっては、経時的に変化する種々の画像形成環境を加
味しておらず、さらに上記従来例のような、１ドットの
大きさの変化からではマクロ的な濃度変化量等を正確に
読み取ることができない。その結果高画質な画像を得る
ために重要で、微妙な領域とされるハイライト部の再現
性を安定化させるのは困難になるという欠点があった。

【０００５】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、濃
度検出のためのパターンを像担持体上に形成し、トナー
により顕像化した上記パターンを転写材の搬送手段上に
転写してそのパターンをパターン濃度検出手段上で読取
り、その一方でそのパターンを読取るまでに経てきた潜
像条件、現像条件、転写条件等の情報を加味して、読み
取ったパターンの情報により暗電位と現像バイアスを制
御することで画像濃度、とくにハイライト部の再現性の
安定化をはかった画像形成装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては像担持体上に形成された潜像を現
像手段により可視像化し、搬送手段により所定方向に搬
送される転写材に対し転写手段を配設して画像形成を行
なう画像形成装置において、上記像担持体上にトナー濃
度を検出するためのパターン潜像を形成するパターン形
成手段と、上記現像手段により顕像化され、上記搬送手
段上に転写されたパターンの濃度を検出するパターン濃
度検出手段と、上記像担持体上の電位を検出する電位検
出手段及び上記現像手段によるトナー濃度を検出するト
ナー濃度検出手段と、上記パターン濃度検出手段による
検出の際に、上記電位検出手段及びトナー濃度検出手段
の検出値を加味し、暗電位及び／または現像バイアスを
制御する制御手段を配設し、ハイライト部の安定化を図
ったことを特徴とする。

【０００７】そして、転写材の転写効率を加味して、制
御する構成とすればより好ましい。

【０００８】また前記パターン濃度検出手段を、前記搬
送手段の搬送幅方向で、該搬送手段の近傍に２個配設し
レジセンサと兼用する構成とすることもできる。

【０００９】

【作用】而して像担持体上に濃度検出のためのパターン
が形成され、現像手段によりトナーで顕像化された後、
搬送手段上に転写される。

【００１０】この転写されたパターンの濃度をパターン
濃度検出手段により検出する。その際、電位検出手段及
びトナー濃度検出手段により、像担持体上及び現像手段
の変化が検出され、これが制御手段の情報として加味さ
れる。

【００１１】制御手段は濃度検出手段からの情報に電位
検出手段及びトナー濃度検出手段の情報を加味して、暗
電位及び／または現像バイアスを制御し、ハイライト部
の安定化を図った画像形成を行なう。

【００１２】

【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。本発明の第１実施例に係る画像形成装置の概要構
成について図１及び図２に示している。

【００１３】まず、本実施例の画像形成装置全体につい
て示す図２により全体構成を簡単に説明する。

【００１４】同図には、複数のレーザビームを用いた光
走査手段を有するレーザビームプリンタの一例である４
つの感光ドラムを有したレーザビームプリンタが示され
ている。

【００１５】このプリンタは電子写真感光体の周囲に画
像形成手段を有して構成される画像形成ステイションが
色に対応して４個設けられ、各画像形成ステイションに
て形成された感光体上のトナー画像が、この感光体に対
向して移動するベルト状移動体により搬送される転写材
に転写される構成とされる。

【００１６】マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの
各画像形成ステイションＰｍ，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｋにそれ
ぞれ感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋが配置され、矢
印方向（時計方向）に回転される。また各感光ドラム１
Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの周囲には、一次（コロナ）帯電
器２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋ、また、光走査手段としての
走査光学装置３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋ、更に現像装置４
Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋ、そしてクリーニング器５Ｍ，５
Ｃ，５Ｙ，５Ｋを有する画像形成手段が配設されてい
る。

【００１７】更に、画像形成手段の１つを構成する転写
部６は、各画像形成ステイションに共通して用いられる
転写ベルト６ａ及び各ドラム用の転写用帯電器６Ｍ，６
Ｃ，６Ｙ，６Ｋを有し、フルカラー画像の形成は、転写
ベルト６ａ上に支持された転写材Ｐ上に、順次前記感光
ドラム上に形成された各色のトナー像を転写することに
よって達成される。なお、転写材Ｐは給紙カセット７か
ら供給され、転写工程を終了した転写材Ｐは分離され、
定着器８を介してトレイ９に排出される。

【００１８】前記走査光学装置３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋ
は、図示しない光源であるレーザ光源と、このレーザ光
源からのレーザ光を走査する回転ポリゴンミラーと、走
査ビームを感光ドラム表面の母線上に集光するｆθレン
ズと、光束を変向する反射ミラーと、前記走査ビームの
特定位置を検出するビーム検出装置とから構成されてい
る。

【００１９】次に図２により４つのステイションの１つ
であるブラックのステイションを一例として拡大して説
明する。他の３つのステイションも同様な構成を有して
いる。

【００２０】図２において、１１Ｋは電位検出手段とし
ての電位センサで感光ドラム１Ｋの表面電位を検出す
る。１４は電位計で電位センサ１１Ｋが接続されてい
る。この電位計１４は、さらにコントローラ１５に接続
されており、前記感光ドラム１Ｋの表面電位の情報（検
出値）をコントローラ１５に送る。

【００２１】さらに、１３はトナー濃度検出手段として
の現像剤濃度センサであり、現像装置４Ｋの現像剤濃度
を一定にすべく現像剤濃度センサ１３からの信号により
トナー補給を行なう。このセンサとしては例えば光反射
方式、インダクタンス方式、パッチ検方式等が採用され
ている。この現像剤濃度センサ１３の情報（検出値）も
コントローラ１５に送られている。

【００２２】１２ａ，ｂはパターンとして形成されるパ
ッチの濃度センサであり、転写ベルト６ａ上のテストパ
ッチ２２の濃度を読み取り、この信号がやはりコントロ
ーラ１５に送られる。なおテストパッチ２２は、感光ド
ラム１Ｋ上でトナーにより顕像化され転写ベルト６ａ上
では転写された可視画像である。このテストパッチ２２
は最低濃度から最高濃度までの８階調あるいは１６階調
の階調濃度をもったステップパッチ又は、特定の単一濃
度パッチのいずれでも良い。

【００２３】上記テストパッチは図示せぬテストパター
ン形成手段としてテストパターンジェネレータを感光ド
ラム近傍に有しており、感光ドラム１Ｋ上にパターン潜
像を形成した後にトナーにより顕像化される。

【００２４】また、前記コントローラ１５は走査光学装
置３Ｋに対しても制御を行ない、前記電位情報、現像剤
濃度情報、パッチ濃度情報に従ってレーザ光量を変える
ことが可能となっている。また、現像装置内の現像スリ
ーブ１７にはコントローラ１５を介し直流電界と固定の
交流電界が印加され、この現像バイアス（以下Ｖ_DC）も
可変である。

【００２５】さらに図３は上述の各センサの出力により
ハイライト部再現性を維持するための暗電位と現像バイ
アス電位の差であるＶ_backを制御するためのブロック図
を示すものである。

【００２６】同図により、制御の内容を説明すると、転
写ベルト６ａ上のテストパッチ２２のパッチ濃度を読み
取ったパッチ濃度センサ１２の信号はＡ／Ｄ変換され、
濃度信号としてコントローラ１５に入力されるようにな
っている。

【００２７】なお、この時トナー濃度が変動し、制御精
度の最大の変動を起こしている場合や、経時変化等によ
り感光ドラム１の感度変化といった潜像、現像特性が変
化し、例えば図４に示すようにＣ線からＡ線、Ｂ線とい
うように変動してしまう場合がある。

【００２８】そこでパッチ２２の濃度が前記コントロー
ラ１５に入力されることと平行し、以下のような起動の
可否判断を合せて行なうようにしている。すなわち、電
位センサ１１の信号によりコントローラ１５で目指した
一次帯電器２Ｋの現像コントラスト電位Ｖ_backに電位等
が正しく得られているか判断し、正しく制御できていな
ければエラーメッセージ等により以下のＶ_back電位の制
御を行なわないものとする。

【００２９】また、前記現像剤濃度センサ１３の出力か
ら、その時点でのトナー濃度Ｔ／Ｔ＋Ｃ比が基準濃度か
らズレているのかどうかを判断し、もし、基準濃度であ
ればそのままとする。そして、電位センサ１１の検出値
および現像剤濃度センサ１３の検出値が共に正常であり
得られたパッチ濃度センサ１２の検出値がＡ線のように
高濃度として検出した場合、制御手段としてのコントラ
スト電位制御回路２４により濃度上昇分の濃度を下げる
ような指示を一次帯電器２Ｋおよび現像バイアスへ制御
の指令を発し、暗電位と現像バイアスの差であるＶ_back
を広くするようにする。なお、Ｖ_backの広げる方法とし
ては暗電位および／または現像バイアスを制御して行な
う。また、もしＢ線のように低濃度として検出した場合
は、その逆の制御を行なう。

【００３０】さらに現像剤濃度センサ１３の出力からト
ナー濃度が制御精度の最大限にズレていた場合、例えば
ベタ画像の連続通紙により急激にトナーが消費された
後、急激にトナーが補給されるような場合には本発明の
Ｖ_back電位制御をその場では行なわずトナー濃度が基準
濃度に復帰した時点で行なうようにすることができる。

【００３１】また、現像剤濃度センサ１３の検出値によ
り基準濃度からのズレ量、例えばトナー補給量に換算し
た信号がＶ_back電位のどのくらいの値に相当するかの換
算テーブルを設け、トナーの過剰もしくは減少分を演算
し、Ｖ_back電位制御を行なうことで、剤濃度の変動にも
対処した制御を行なうようにしてもよい。

【００３２】以上のような構成の本実施例の画像装置で
あれば、経時的に感光ドラムの感度変化、現像特性の変
化等が生じても常に安定したハイライト部の画像が得ら
れる。また、他の公知の画像安定化手段と組み合せてよ
り安定化を図ってもよい。

【００３３】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。装置の基本的な構成は上述の第１実施例と同様であ
るので、特徴的部分を中心に説明する。

【００３４】上述の第１実施例では潜像条件として感光
ドラム上の電位と現像条件として現像剤濃度の状態の情
報を加味してＶ_back電位制御を行なったが本実施例では
さらに転写条件として転写効率の変化状態の検知と制御
を行なってＶ_back電位制御を行なうことを特徴とするも
のである。

【００３５】ここで、転写効率の変化状態の検出方法と
しては、予め適正な潜像および現像条件で顕像化したパ
ターンとしてのテストパッチ、例えばＦＦ^H （略号の意
味）と８０^H （）を転写ベルト上に転写し、その濃
度の比を基準値として実際のシーケンス中に、その基準
値と比較することで転写効率の変化を検知し、しきい値
より大きければエラーメッセージを発するか、または転
写帯電器６Ｋで転写ベルト上に印加する電位を変化させ
適正な転写効率になった状態でＶ_back電位制御を行なう
ようにする。

【００３６】このように、さらに転写効率を加味して制
御することで、より一層ハイライト部の安定化が図られ
る。

【００３７】次に、本発明の第３実施例を図５に基づい
て説明する。なお、本実施例においても、基本的構成は
上述の第１実施例装置と同様である。

【００３８】本実施例では、図５に示すようにパッチ濃
度検出手段１２ａ，ｂをフルカラー画像のレジセンサと
兼用としたことを特徴とするもので、さらには、転写ベ
ルト６ａの搬送方向だけでなくドラム軸方向のレジをみ
る上で転写ベルト６ａの両端近傍に該センサが設けられ
ている。

【００３９】同じＦＦ^H のベタ画像２２，２２′をそれ
ぞれのパッチ兼レジセンサ１２ａ，ｂ，１２ａ′，ｂ′
で濃度を読み取ると現像剤搬送ムラ等により濃度の濃淡
が存在することがある。そこでこの２つのパッチ２２，
２２′の濃度を演算し、１つの濃度信号としてコントロ
ーラ１５に取り込んで制御を行なうものである。

【００４０】なお、上述の実施例を通じて、転写ベルト
上のテストパターンの濃度をより正確に読み取るためテ
ストパターンが転写ベルトのキズなどの影響を受けない
ようにするためにテストパターンは転写ベルト上の常に
同一の位置にくるように設定することが好ましい。

【００４１】また、使用するトナーの種類により濃度と
して読み取れない場合、例えばブラックトナーなどでカ
ーボンブラックを含有していると近赤外に至る光を吸収
してしまうため、信号として出力されない場合には、マ
ゼンタ，シアン，イエローなど他の色のトナー像の上に
ブラックパターンを作りその下のトナー像からの反射光
により濃度信号として検出するようにすることが好まし
い。

【００４２】さらに、上述した実施例では４つのステー
ションをもつ画像形成装置について説明したが、第１ス
テーションでマゼンタ画像のテストパッチを形成した場
合、テストパッチをそのままにするとシアン，イエロ
ー，ブラックの各感光ドラムと機械的に接触することに
なる。その結果トナー像を乱してしまう恐れがある。そ
こで上流のステーションで形成されたテストパッチが下
流のステーションを通過するときは、例えば転写ベルト
と感光ドラムの接触圧を維持している不図示の押し当て
部材の解除や、転写部６を下げるなど転写ベルトと感光
ドラム間にラチチュードを持たせる構成を取ることが好
ましい。

【００４３】

【発明の効果】本発明は以上の構成および作用から成る
もので、像担持体上に一定のパターンを形成するパター
ン形成手段及びこのパターンが搬送手段上に転写された
とき濃度を検出するパターン濃度検出手段を配設し、さ
らに経時的変化に対応するためのトナー濃度検出手段、
電位検出手段等を合せて配設しこれらの検出値に基づい
た総合的な制御で暗電位および／または現像バイアスの
変化をさせることとしたのでハイライト部の安定した画
像形成が行なえる画像形成装置として提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る画像形成装置の一部
を拡大して示す概要構成図。

【図２】上記実施例装置の全体概要を示す構成図。

【図３】上記実施例の制御系を示すブロック図。

【図４】濃度変化の例を示すグラフ。

【図５】本発明の第３実施例について示す一部概要構成
図。

【符号の説明】

１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋ像担持体（感光ドラム）４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋ現像手段（現像装置）６ａ搬送手段（転写ベルト）１１電位検出手段（センサ）１２パターン濃度検出手段（パッチ濃度センサ）１３トナー濃度検出手段（センサ）２２パターン（パッチ）２４制御手段（電位制御回路）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に形成された潜像を現像手段
により可視像化し、搬送手段により所定方向に搬送され
る転写材に対し転写手段を配設して画像形成を行なう画
像形成装置において、上記像担持体上にトナー濃度を検出するためのパターン
潜像を形成するパターン形成手段と、上記現像手段により顕像化され、上記搬送手段上に転写
されたパターンの濃度を検出するパターン濃度検出手段
と、上記像担持体上の電位を検出する電位検出手段及び上記
現像手段によるトナー濃度を検出するトナー濃度検出手
段と、上記パターン濃度検出手段による検出の際に、上記電位
検出手段及びトナー濃度検出手段の検出値を加味し、暗
電位及び／または現像バイアスを制御する制御手段を配
設し、ハイライト部の安定化を図ったことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】転写材の転写効率を加味して、制御する
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記パターン濃度検出手段を、前記搬送
手段の搬送幅方向で、該搬送手段の近傍に２個配設しレ
ジセンサと兼用することを特徴とする請求項１に記載の
画像形成装置。