JPH06202418A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パッチ画像を形成し、画像濃度を検知するこ
とで、適正な画像を形成するための制御法が知られてい
るが、このようなパッチ検知における検知精度を向上さ
せる。 【構成】 転写材を保持する転写材保持体面が樹脂によ
り構成されていると、キズやトナーの付着によりトナー
画像の反射率が変化してしまい、検知精度が低下してし
まうことがある。本発明ではこのような保持体の使用に
おいて、転写材の上にパッチ画像を形成することで、保
持体の反射率の変化にともなう検知精度の劣化を防止し
た。

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
る濃度検知手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、添付図面に基づいて従来の技術を
説明する。図６は、カラー画像形成装置の縦断面図であ
り、図示の様に装置Ａ全体の内には感光ドラム１、ロー
ラ帯電器２、更に感光ドラムの右辺には、複数個の現像
器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを回転可能な支持体７で担持
している。

【０００３】左側には、転写紙（不図示）を保持し且つ
感光ドラム１上の像を転写紙（不図示）上に転移させる
機能を有する転写ドラム５が配置されている。以上の構
成によって、感光ドラム１は不図示の駆動手段によって
図示矢印方向に駆動される。

【０００４】次に、装置本体内の上方には、露光装置を
構成するレーザーダイオード１１、高速モーター１２に
よって回転駆動される多面鏡１３、レンズ１４、及び折
り返しミラー１５が配置される。

【０００５】前述のレーザーダイオード１１にはイエロ
ー（以下、Ｙと略す）の画像模様に従った信号が入力さ
れると、光路１６を通ってイエローに対応した光情報が
感光ドラム１に照射され、潜像が形成される。更に、感
光ドラム１が矢印方向に進むと、この潜像は現像装置４
ａによってイエロートナーによって可視化される。

【０００６】感光ドラム１の画像と同期して転写紙カセ
ット１７内からピックアップローラー１８によって転写
紙（不図示）が供給されると、まず転写紙先端はグリッ
パー１９によって保持され、続いて吸着ローラ２０と転
写紙を支持して搬送する転写ドラム５との間に電圧印加
を行うことで転写紙は転写ドラム５上に静電吸着され、
感光ドラム１上のトナー像は、その後、転写紙（不図
示）上に転写される。

【０００７】以上の行程をマゼンダ（以下、Ｍと略
す）、シアン（以下、Ｃと略す）、ブラック（以下、Ｂ
ｋと略す）と行うことによって転写紙上には複数色のト
ナーによるフルカラー画像が形成される。この転写紙
は、分離爪８によって転写ドラム５から剥され、更に定
着装置９によって表面のトナー像は溶融固着されカラー
画像が得られる。

【０００８】一方、感光ドラム１上に残留したトナーは
ファーブラシ、ブレード手段等のクリーニング装置６に
よって清掃される。また、転写ドラム５上のトナーもフ
ァーブラシ、ウエブ等のドラム５の表面を摺擦すること
でトナーを除去する転写ドラム用のクリーニング装置２
２によって清掃され、その後転写ドラム５上の残留電荷
は除電ローラ２１によって除電される。

【０００９】ところで、上述したカラー画像形成装置
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、本来の正しい色調が得られなく
なってしまう。そこで従来、画像形成時における画像の
状況を判断するため、感光ドラム上や転写ドラムに各色
濃度検知用のトナー像を試験的に形成し、その濃度を自
動的に検知し、この検知結果を露光量、現像バイアス等
の画像形成条件にフィードバックし、本来のカラー画像
を形成すべく濃度制御を行い、安定した画像を得てい
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の一連
のプリント工程を行っていくうちに、感光ドラムや転写
ドラム表面が、クリーニング手段や転写紙端部や分離爪
による摺擦や当接等で荒れて凹凸ができてしまったり、
転写ドラム表面に装置内に飛散するトナーが融着してし
まうと、測定用のトナー画像からの反射光量が正常なと
きと比較して変化してしまうため正常な濃度検知を行う
ことができなくなってしまう。

【００１１】また、以上のような状況を鑑み、本発明は
転写ドラム表面の状態の影響を受けないで、常に正確な
濃度検知を行い安定した画像を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、像担持体に帯電、露光、現像を繰り返して行うこ
とによりカラー画像を形成するカラー画像形成装置にお
いて、転写材保持体上に転写材を保持させ、その上にト
ナーによる濃度測定用パッチ画像を各色作成し、それら
のパッチに光を照射させ、そこから反射されてくる光を
検知することにより濃度を測定し、測定結果にもとづい
て正しい濃度の画像を形成すべく画像形成条件の制御を
行うことを特徴とする。

【００１３】

【実施例】 第一実施例 図１は本発明の一実施例を示すカラー画像形成装置の概
略構成を示す。図６と同様な構成、作用をするものは同
一の番号を付しその詳しい説明は略す。

【００１４】本実施例において濃度検知は以下のように
して行われる。まず、感光ドラム１上にＢｋ（黒）トナ
ーで濃度検知用パッチＡが作成される。一方、転写ドラ
ム５上には転写紙Ｐが巻き付けられ、濃度検知用パッチ
Ａが転写紙Ｐの上に転写され、そのパッチＡの濃度を光
源と受光素子とによる濃度センサ１０で測定する。Ｂｋ
トナーパッチの濃度測定が終わると、次に感光ドラム上
にＹ（イエロー）トナーで濃度検知用パッチＢが作成さ
れ、転写紙Ｐ上のＢｋトナーパッチＡとは異なる位置に
転写され、そのパッチの濃度を上記濃度センサ１０で測
定する。以下、同様にＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）ト
ナーの濃度を検知し濃度制御を行う。なおこの濃度検知
を行うためのパッチＡの色の順序は任意でかまわない。

【００１５】ところで、濃度検知に用いられる濃度セン
サ１０は、しばしば図７のような構成になっている。こ
れは、ＬＥＤなどの発光素子１０１と、フォトダイオー
ドＣｄＳなどの受光素子１０２の取付角度、すなわち照
射角α（転写紙Ｐ表面の照射点ｈにおいて、入射光Ｌ１
と法線Ｈとがなす角）と受光角β（同じく反射光Ｌ２と
法線Ｈがなす角）とが異なっていて、トナー像からの乱
反射光を測定するものである。なお発光素子１０１は８
００〜１０００ｎｍの赤外光を発する。上記構成のセン
サによる濃度測定の結果は、トナーののっている下地の
反射率（濃度検知に用いる光に対する反射率）によって
大きく異なる。図８は表面凹凸度合や色などで反射率の
異なる３種類の転写紙Ａ、Ｂ、Ｃで測定した場合のトナ
ーの濃度とセンサの出力の関係を示したものである。

【００１６】これらの転写紙の反射率はＡ、Ｂ、Ｃと順
に低くなっている。また、Ｙ、Ｍ、Ｃトナーに関して
は、同様な測定結果が得られるので、ここではＭトナー
を代表として説明する。

【００１７】濃度検知の精度は一般に、センサ出力の変
化幅、すなわちダイナミックレンジによって決まる。図
８によると、転写紙ＡではＹ、Ｍ、Ｃトナーに対してダ
イナミックレンジが狭く正確な濃度検知が困難であるこ
とがわかる。なおこの実験に使用された転写紙Ａはプリ
ンタや複写機等に一般に用いられている普通紙であり、
これを用いた場合、検知光として赤外光を用い、乱反射
光を測定するセンサでは正確な濃度検知は非常に難しい
ことになる。そこで、Ｙ、Ｍ、Ｃトナーに対するセンサ
のダイナミックレンジを広げるために、反射率の低い紙
を濃度検知用の転写紙として用いる方法も考えられる
が、画像形成装置内に普通紙の転写紙とは別に濃度検知
用転写紙の補給機構を設けるか、もしくは使用者に濃度
検知用転写紙を補給してもらうなどの手段をとられなけ
ればならなくなる。

【００１８】ここで、照射角αと受光角βの等しい、正
反射光を測定する濃度センサを用いて普通紙上の各色の
トナー濃度を測定した場合の、トナー濃度とセンサの出
力の関係を図９に示す。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋすべてのトナ
ーに対してダイナミックレンジが広くとれていることが
わかる。すなわち、照射光として赤外光を用いて普通紙
上のトナー濃度を正確に測定するためには正反射光を測
定する濃度センサを用いればよいことがわかる。

【００１９】そこで、本実施例では濃度センサ１０は図
２のように、８００〜１０００ｎｍの赤外光を出射する
ＬＥＤなどの発光素子１０３、フォトダイオード、Ｃｄ
Ｓなどの受光素子１０４、及びホルダー１０５からな
り、照射角αと受光角βは、等しいかまたはαとβの差
が１５°以内になるようにしてトナー像からの正反射光
を測定する構成になっている。その結果、図２のような
非常に簡単な構成のセンサ一つでＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋすべ
てのトナー濃度を正確に測定できる。

【００２０】第２実施例 図３は図１の濃度センサ１０の他の実施例の概略構成を
示したものである。濃度センサ１０は白色光を出射する
発光素子１０６、フォトダイオード、ＣｄＳなどの受光
素子１０７、及びホルダー１０８からなっている。ま
た、受光窓１０９には回転可能に設けられた光学フィル
ターホルダー１１０が取り付けられている。光学フィル
ターホルダー１１０は図４のような構成を有する。すな
わち、Ｙトナーの濃度測定用にＹの補色であるブルー
（以下Ｂと略す）のフィルター１１１、Ｍトナーの濃度
測定用にはＭの補色であるグリーン（以下Ｇと略す）の
フィルター１１２、Ｃトナーの濃度測定用にはＣの補色
であるレッド（以下Ｒと略す）のフィルター１１３が付
いている。また、Ｂｋトナーの濃度測定用には上記の様
な色フィルターを有さずに光学的な開口を形成する窓１
１４があいている。

【００２１】上記構成のセンサによる濃度検知は以下の
ようにして行われる。

【００２２】転写紙上のＢｋトナーの濃度検知用バッチ
の濃度を測定するときは、濃度センサ１０の光学フィル
ターホルダー１１０が不図示の駆動手段によって回転さ
れ、Ｂｋトナー濃度測定用窓１１４が受光窓１０９にセ
ットされた状態で行われる。次に、Ｙトナーの濃度検知
用パッチの濃度を測定するときは、光学フィルターホル
ダー１１０が不図示の駆動手段によって回転され、Ｂフ
ィルター１１１が受光窓１０９にセットされる。そし
て、Ｙトナーで形成したパッチの濃度測定を行う。以
下、同様にＭトナーパッチの濃度測定はセンサの受光窓
１０９にＧフィルター１１２をセットし、Ｃトナーパッ
チの濃度測定は、センサの受光窓１０９にＲフィルター
１１３をセットしそれぞれ行う。この濃度検知を行うと
きのパッチ画像を形成するトナーの色の順序は任意でか
まわない。

【００２３】第３実施例 図５は本発明の他の実施例のカラー画像形成装置の概略
構成を示す。本実施例では、Ｙ、Ｍ、Ｃトナーの濃度検
知に、それらとは補色の関係にあるＢ、Ｇ、Ｒの光をそ
れぞれ用い、Ｂｋトナーの濃度検知には白色光を用いる
ことを特徴とする。

【００２４】本実施例において濃度検知は以下のように
して行われる。まず、感光ドラム上にＢｋトナーで濃度
検知用パッチＡが作成される。一方、転写ドラム５上に
は転写紙Ｐが巻き付けられ、濃度検知用パッチＡが転写
紙Ｐ上に転写される。次に感光ドラム上にＹトナーで濃
度検知用のパッチＢが作成され、転写紙Ｐ上のＢｋトナ
ーパッチＡとは離れた位置に転写される。以下同様に、
Ｍ、Ｃトナーで濃度検知用パッチを転写紙上に作成し、
濃度センサ１０によってＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃトナーパッチ
の濃度を同時に測定し、濃度制御を行う。この場合もパ
ッチの色の順序および位置は任意でかまわない。

【００２５】この方法では、一枚の転写紙上で各トナー
で濃度の異なる複数のパッチを作成して濃度制御を行う
ことが可能である。

【００２６】本実施例において、濃度センサ１０は白色
光を出射する発光素子１１５、フォトダイオード、Ｃｄ
Ｓなどの受光素子１１６、１１７、１１８、１１９、ハ
ーフミラー１２０、ダイクロイックプリズム１２１、折
り返しミラー１２２、１２３、１２４からなっている。
そして、発光素子１１５から射出された白色光はまず、
ハーフミラー１２０によって二つに分けられる。二つに
分けられた白色光のうちの一方Ｎ１は、折り返しミラー
１２２によって方向を変えられ、ＢｋトナーパッチＡに
照射される。そして、そこからの反射光を受光素子１１
６で受けて濃度を測定する。

【００２７】ハーフミラー１２２で二つに分けられた白
色光の他方Ｎ２はダイクロイックプリズム１２１に入射
しそこで、Ｒの光Ｒ１、Ｇの光Ｇ１、Ｂの光Ｂ１にそれ
ぞれ分けられる。そして、Ｒの光Ｒ１は折り返しミラー
１２３によって方向を変えられＣトナーパッチＢに、Ｇ
の光Ｇ１はＭトナーパッチＣに、Ｂの光Ｂ１は折り返し
ミラー１２４によって方向を変えられＹトナーパッチＤ
にそれぞれ照射される。各トナーパッチからの反射光は
それぞれ受光素子１１７、１１８、１１９で受けて各ト
ナーパッチの濃度を測定する。

【００２８】なお、上記各実施例で述べたパッチＡの測
定法を適用する転写ドラム５は、その表面が、ポリフッ
化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）、ポリカーボネイト、ポリウレタン等の樹
脂により被覆、もしくはシートであり、このような転写
ドラムの表面をブラシやブレード等の摺擦作用によるク
リーニング手段を適用したり、分離爪のような機構を当
接するものは、この樹脂層自身の表面が物理的な作用で
細かい凹凸状の傷を生じる。その結果、図８で述べたよ
うな反射率が変わるという問題を生じるが、上記の如く
転写紙の上にパッチ像で形成することでその問題は解決
できた。また、樹脂層を表面に有する上記の如き転写ド
ラムは、静電荷を生じ易く、装置内に浮遊するトナーの
既電的な付着が多く、これも時間の経過により反射率を
変化させることになるので、転写材上にパッチ像Ａを形
成することは有効である。

【００２９】更に、このパッチ像の検討例として、正反
射光による測定法を用いれば、検知結果の精度を更に向
上させることができる。

【００３０】上記各実施例では、普通紙やＯＨＰフィル
ムなどの転写材を保持するものとして転写ドラムを例示
したが、その他ベルト状の樹脂フィルムを無端移動さ
せ、その上に転写材を支持搬送する構成のものであって
も良い。

【００３１】また、転写材保持体の具体的な構成として
は、中空のドラム筐体側面を転写領域のみ切り欠き、そ
の切り欠き部に前述のＰＶｄＦ、ＰＥＴ、ポリカーボネ
イト、ポリウレタン等の可撓性シートを張架したもの
や、切り欠き部のない導電性のドラム筐体にウレタンフ
ォーム、ＣＲゴム、ＥＰＤＭゴム、シリコンゴム発砲体
等の弾性部材を被覆し、さらにその表面を裏面に電極を
蒸着した可撓性シートで被覆したものがある。特に、後
者の構成は、前者の切り欠き構造の転写材保持体より内
部が簡略化できるため、コストが低減出来る上、可撓性
シートを内側から支持しているため、切り欠き構造の転
写材保持体の問題点であるシートの変形や破損を低減で
きるという利点がある。

【００３２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、像担持体に帯電、露光、現像を繰り返して行うこと
によりカラー画像を形成する画像形成装置において、表
面が樹脂で構成された転写材保持体上に転写材を保持さ
せ、その転写材の上に濃度測定用パッチを各色作成し、
それらのパッチに光を照射させ、そこから反射されてく
る光を検知して濃度を測定することにより、転写材保持
体の樹脂表面の状態に影響を受けずに常に安定した濃度
検知ができ、高画質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の画像形成装置の概略構成
を示す。

【図２】本発明の第１実施例のセンサ部の構成を示す縦
断面図。

【図３】本発明の第２実施例のセンサ部の構成を示す縦
断面図。

【図４】本発明の第２実施例のセンサ部の構成を示す下
面図。

【図５】本発明の第３実施例の画像形成装置の概略構成
を示す。

【図６】従来例の画像形成装置の内部構成例を示す断面
図。

【図７】従来知られているセンサ部の構成を示す断面
図。

【図８】反射率の異なる３つの転写紙上でそれぞれ濃度
検知した時の濃度とセンサの出力の関係を示す図。

【図９】正反射光を測定する濃度センサで、普通紙上の
トナーの濃度検知したときの濃度とセンサの出力の関係
を示す図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ５ 転写ドラム ８ 分離爪 １０ 濃度センサ １９ グリッパー ２２ クリーニング装置 １０３ 発光素子 １０４ 受光素子 １０５ ホルダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/01 １１３ Ａ 15/08 １１５ 9222−2Ｈ 15/16 // Ｇ０１Ｎ 21/47 Ｆ 7370−2Ｊ (72)発明者 落合 俊彦 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 青木 ▲隆▼男 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に帯電、露光、現像をし転写材
   上に転写する工程を複数回繰り返して行うことによりカ
   ラー画像を形成する画像形成装置において、樹脂表面を
   有する転写材保持体上に保持された転写材上に濃度測定
   用のトナー像を各色形成し、それらの濃度を反射光を測
   定する濃度検知センサによって検知し、その検知結果に
   より画像濃度を制御することを特徴とするカラー画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 請求項１の濃度検知センサは、検知光と
   して赤外光を用いる請求項１記載のカラー画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１の濃度検知センサは、トナーの
   色と補色の光学フィルターを受光部に持つ請求項１記載
   のカラー画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１の濃度検知センサは、トナーの
   色と補色の光を検知光に用いる請求項１記載のカラー画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項１の転写材保持体は、その表面を
   摺擦するクリーニング手段を有する請求項１記載のカラ
   ー画像形成装置。