JPH07191533A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、トナー濃度検出用パターンのトナ
ー像形成を行うことなく最適な現像バイアス制御を行う
ことができて環境の変動による画質の低下を防止できる
ようにすることを目的とする。 【構成】 この発明は、現像器の種類を認識する手段２
０と、現像器の温度を検出する手段２１と、この温度検
出手段からの温度情報信号により現像バイアスを制御す
る手段２２と、この制御手段が複数の現像器の現像バイ
アスを設定するための現像バイアステーブルを記憶した
記憶手段と、制御手段からの制御信号に基づいて現像器
の現像バイアスを発生する高圧電源１９とを備えたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の現像器を有する複
写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機，プリンタ，ファクシミリ
等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体か
らなる像担持体を帯電装置により均一に帯電した後に露
光装置で感光体に画像露光を行って静電潜像を形成し、
この静電潜像を現像器で現像して給紙装置から給送され
てきた転写紙へ転写装置で転写し、その転写紙上のトナ
ー像を定着装置で定着させている。そして、感光体をト
ナー像転写後にクリーニング装置でクリーニングして残
留トナーを除去している。

【０００３】また、感光体上にトナー濃度検出用パター
ンのトナー像を形成してこのトナー像の濃度を反射型フ
ォトセンサで検出し、このフォトセンサの出力信号にも
とづいて現像器の現像バイアス電圧を制御することによ
り、温度，湿度等の環境変動で画質が低下しないように
している。この場合、感光体上のトナー濃度検出用パタ
ーンのトナー像は、転写装置で転写紙に転写されること
なく、クリーニング装置で感光体から除去されて回収さ
れる。

【０００４】上記クリーニング装置は、感光体から除去
したトナーをトナーボトルに回収する方式があり、トナ
ーボトルはトナーが満杯になると交換される。また、フ
ルカラー又は２色等の画像形成を行う画像形成装置は、
感光体上に各色の静電潜像を形成してこれらを複数の現
像器でそれぞれ現像して各色のトナー像とし、これらの
トナー像を転写紙，転写ドラム，転写ベルト等の転写材
上に重ねて転写することで、フルカラー又は２色等の画
像を得ている。また、特開平２ー６１６６９号公報に
は、画像形成装置において、高温になると感光体の感度
が低下するのを補正するために、感光体の温度を温度検
出手段で検出し、この温度検出手段の検出温度により現
像バイアスを制御するようにした現像装置が記載されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記画像形成装置で
は、感光体上にトナー濃度検出用パターンのトナー像を
形成してこのトナー像の濃度を反射型フォトセンサで検
出し、このフォトセンサの出力信号により現像器の現像
バイアス電圧を制御するので、感光体上にトナー濃度検
出用パターンのトナー像を形成しなければならない。し
かし、トナー濃度検出用パターンのトナー像形成でトナ
ーを消費し、このトナーが転写紙に転写されずにクリー
ニング装置で回収されるので、クリーニング装置が感光
体から除去したトナーをトナーボトルに回収する方式で
ある場合にはトナーボトルの交換時期が短くなる。

【０００６】また、特開平２ー６１６６９号公報記載の
上記現像装置では、高温になると感光体の感度が低下す
るのを補正するために、感光体の温度を温度検出手段で
検出し、この温度検出手段の検出温度により現像バイア
スを制御しているが、実際の画質は温度による感光体の
感度の変動よりも温湿度の変動によるトナー流動性の変
動の方が大きく影響する。また、トナーの特性値が異な
る現像器に対しては十分に感光体の感度を補正できな
い。

【０００７】本発明は、上記欠点を改善し、トナー濃度
検出用パターンのトナー像形成を行うことなく最適な現
像バイアス制御を行うことができて環境の変動による画
質の低下を防止することができる画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、像担持体上に静電潜像を形
成し、この静電潜像を現像器で現像して転写材に転写す
る、複数の現像器を有する画像形成装置において、前記
複数の現像器の各々の種類を認識する認識手段と、前記
現像器の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出
手段からの温度情報信号により前記現像器の現像バイア
スを制御する制御手段と、この制御手段が前記現像器の
現像バイアスを設定するための前記複数の現像器に対す
る現像バイアステーブルを記憶した記憶手段と、前記制
御手段からの制御信号に基づいて前記現像器の現像バイ
アスを発生する高圧電源とを備えたものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、前記制御手段が、前記認識手段の
出力信号により、使用する現像器に応じて前記現像バイ
アステーブルを選択し、かつ、前記温度検出手段からの
温度情報信号に応じて現像バイアスを可変するものであ
る。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、１つの現像器に対して複数の動作
モードに応じて複数の現像バイアステーブルを設けたも
のである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、複数の現像器の各々
の種類が認識手段により認識され、現像器の温度が温度
検出手段により検出される。制御手段は温度検出手段か
らの温度情報信号により現像バイアスを制御し、この制
御手段が現像器の現像バイアスを設定するための複数の
現像器に対する現像バイアステーブルが記憶手段により
記憶されている。そして、高圧電源は制御手段からの制
御信号に基づいて現像器の現像バイアスを発生する。

【００１２】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
画像形成装置において、制御手段は、認識手段の出力信
号により、使用する現像器に応じて現像バイアステーブ
ルを選択し、かつ、温度検出手段からの温度情報信号に
応じて現像バイアスを可変する。

【００１３】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
画像形成装置において、１つの現像器に対して複数の動
作モードに応じて複数の現像バイアステーブルが用いら
れる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の一実施例の概略を示す。この
実施例は、請求項１，２記載の発明の実施例であり、電
子写真方式の画像形成装置の例である。コピーモードで
は、感光体ベルトからなる像担持体１１は、メインモー
タにより回転駆動されて帯電用チャージャ１２により均
一に帯電された後にスキャナ１３からの画像露光で静電
潜像が形成され、この静電潜像が現像装置１４により現
像されてトナー像となる。スキャナ１３は原稿台上の原
稿を走査して原稿画像を感光体ベルト１１上に投影す
る。原稿は原稿台上に自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）によ
りセットされる。

【００１５】また、転写紙が給紙装置からレジストロー
ラ１５へ給紙され、レジストローラ１５は転写紙を感光
体ベルト１１上のトナー像に合わせて送出する。この転
写紙は転写用チャージャ１６により感光体ベルト１１上
のトナー像が転写されて定着装置１７によりトナー像が
定着され、感光体ベルト１１はトナー像転写後にクリー
ニング装置１８によりクリーニングされて残留トナーが
除去される。

【００１６】本実施例は複数の現像器を有するフルカラ
ー（または２色等）の画像形成を行う複写装置であり、
現像装置１４は例えば回転型現像装置が用いられる。こ
の回転型現像装置１４は各色のトナーを有する２成分系
現像剤（もしくは１成分系現像剤）がそれぞれ収容され
た複数の現像器を有し、システム制御部２２により制御
されるモータで回転駆動されて各現像器が順次に現像位
置に移動してセットされる。

【００１７】本実施例では、スキャナ１３は原稿台上の
原稿を複数回連続的に繰り返して走査して原稿画像の各
色成分を色フィルタを通して感光体ベルト１１上に順次
に投影することによって感光体ベルト１１上に各色成分
の静電潜像を順次に形成する。回転型現像装置１４の各
現像器は、感光体ベルト１１上の各色成分の静電潜像に
合わせて順次に現像位置へ移動し、感光体ベルト１１上
の各色成分の静電潜像を各色トナーを有する現像剤で現
像して各色のトナー像とし、これらのトナー像は転写用
チャージャ１６により転写紙に重ね合わせて転写され
る。

【００１８】この場合、転写紙は、転写用チャージャ１
６により感光体ベルト１１から１色のトナー像が転写さ
れた後に定着装置１７によりトナー像が定着されてから
図示しない搬送路を経てレジストローラ１５により感光
体ベルト１１上の次の色のトナー像に合わせて送出さ
れ、転写用チャージャ１６により感光体ベルト１１上の
次のトナー像が転写されるという動作の繰り返しで複数
色のトナー像の重ね転写及び定着が行われてフルカラー
のコピーとなる。

【００１９】回転型現像装置１４の各現像器は、現像位
置で現像ローラ１４ａにより現像剤を感光体ベルト１１
に供給して感光体ベルト１１上の静電潜像を現像し、各
現像器の現像ローラ１４ａには高圧電源１９から現像バ
イアス電圧が印加される。また、帯電用チャージャ１２
及び転写用チャージャ１６はそれぞれ高圧電源１９から
高圧が印加されて動作し、検出器２０は回転型現像装置
１４の各現像器のうち現像位置にセットされたものの種
類（トナー特性）、つまり現像器がどのような特性の色
トナーが収容されたものであるかを検出（認識）して検
出結果をシステム制御部２２へ出力する。

【００２０】サーミスタからなる温度検出器２１は、ト
ナーの流動性の変動と相関する温度変動を見るために、
回転型現像装置１４の各現像器のうち現像位置にセット
されて使用される現像器に近接して設けられ、現像位置
にある現像器の温度を検出して温度情報信号をシステム
制御部２２へ出力する。ただし、温度検出器２１は使用
される現像器の温度と相関のとれる他の部分の温度を検
出する温度検出器を代用してもよい。システム制御部２
２は、スキャナ１３や高圧電源１９等を制御し、ホスト
コンピュータ２３と通信したり通信回線２４を介して外
部と通信したりする。

【００２１】また、プリンタモードでは、システム制御
部２２は通信回線２４を介して外部から受信された画像
データを図示しない書き込み装置で光に変換させて感光
体ベルト１１に露光位置でスキャナ１３の代りに露光さ
せることにより、コピーモードとほぼ同様に画像形成動
作を行う。また、ファクシミリモードでは、システム制
御部２２は、相手から通信回線２４を介して受信された
画像データを図示しない書き込み装置で光に変換させて
感光体ベルト１１に露光位置でスキャナ１３の代りに露
光させることにより、コピーモードとほぼ同様に画像形
成動作を行い、かつ、スキャナ１３に原稿台上の原稿を
読み取って光電変換させた後にその画像データを通信回
線２４を介して相手へ送信する。

【００２２】ところで、トナーの流動性は温度と湿度に
関係するが、実際には湿度変動の影響よりも温度変動の
影響の方が大きい。また、精度の良い湿度センサは高価
であるので、本実施例においては温度変動のみに着目し
て現像バイアス制御を行う。トナーの流動性は、温度が
低いと良くなり、温度が高いと悪くなる。つまり、感光
体ベルト１１の感度・電位と現像バイアスが温度変動に
よらずに一定であって感光体ベルト１１の電位と現像バ
イアス電圧との電位差が一定であるとすると、温度が低
いほど画像濃度が濃くなり、温度が高いほど画像濃度が
薄くなる。また、画像上の不具合としては、感光体ベル
ト１１の電位と現像バイアス電圧との電位差が一定であ
ってもトナーの流動性が変わることにより、温度が低く
てトナーの流動性が良いと地肌汚れ等が発生し、温度が
高くてトナーの流動性が悪いと濃度ムラ等が生ずる。

【００２３】そこで、システム制御部２２は温度検出器
２１からの温度情報信号に基づいて現像器の温度が低い
場合には感光体ベルト１１の表面電位と現像バイアス電
圧との電位差が基準温度における感光体ベルト１１の表
面電位と現像バイアス電圧との基準電位差より小さくな
るように高圧電源１９を制御して現像バイアス電圧を小
さくし、現像器の温度が高い場合には感光体ベルト１１
の表面電位と現像バイアス電圧との電位差が基準温度に
おける感光体ベルト１１の表面電位と現像バイアス電圧
との基準電位差より大きくなるように高圧電源１９を制
御して現像バイアス電圧を大きくする。この場合、シス
テム制御部２２は、検出器２０からの入力信号により各
現像器の種類に応じて（各現像器のトナー特性に応じ
て）ＲＯＭ２９内の複数の現像バイアステーブルのうち
使用する現像器に最適なものを選択し、この選択した現
像バイアステーブルにもとづいて温度検出器２１からの
温度情報信号に応じて高圧電源１９を制御して現像バイ
アス電圧を可変する。

【００２４】なお、現像装置１４は回転型現像装置を用
いたが、帯電用チャージャ、露光装置及び現像器を複数
組、感光体ベルト１１の回転方向に沿って順次に配置し
て複数色のトナー像を感光体ベルト１１上に重ねて形成
することでフルカラーもしくは２色等の画像形成を行
い、この画像を転写用チャージャ１６で転写紙に転写す
る画像形成装置に本発明を同様に適用してもよい。この
場合、複数の現像器は固定されていて各々検出器により
種類及び温度が検出され、その検出結果がシステム制御
部に入力される。そして、システム制御部は複数の現像
器の現像バイアス電圧を上記回転型現像装置１４におけ
る現像位置にある現像器の現像バイアス電圧制御と同様
に現像器の種類及び温度に応じて制御すればよい。

【００２５】また、パーソナルコンピュータ等のように
小さなもので現像器を交換する画像形成装置にも本発明
を同様に適用することができる。この場合、装着される
現像器毎に現像器の種類及び温度を検出し、その検出結
果によりシステム制御部で現像器の現像バイアス電圧を
上記回転型現像装置における現像位置にある現像器の現
像バイアス電圧制御と同様に現像器の種類及び温度に応
じて制御するようにしてもよい。

【００２６】このように同時に複数の現像器を有する回
転型現像装置１４については使用する現像器毎にその種
類が検出器２０により検出され、また、パーソナルコン
ピュータ等のように小さなもので現像器を交換する画像
形成装置においては、装着される現像器毎に現像器の種
類を検出器で検出し、検出器の検出結果によりシステム
制御部で現像器のトナー特性に応じて複数の現像バイア
ステーブルより最適な現像バイアステーブルを選択して
この現像バイアステーブルにより温度検出器からの温度
情報信号に基づいて高圧電源を制御して現像器の現像バ
イアス電圧を可変する。

【００２７】図２は本実施例の回路構成を示す。サーミ
スタ２１と抵抗２５は電源電圧Ｖccを分圧することによ
り、現像器の温度変化を電圧変化へ変換し、その電圧が
Ａ／Ｄ変換器２６によりデジタル信号に変換されて制御
部２７に入力される。制御部２２はＣＰＵ２８，ＲＯＭ
２９，ＲＡＭ３０，パネルＩ／Ｏ３１，シリアルＩ／Ｏ
３２，割込み部３３，タイマ３４，不揮発ＲＡＭ３５に
より構成され、ＲＯＭ２９には複数の現像バイアステー
ブルが格納されている。

【００２８】ＣＰＵ２８は、検出器２０からの入力信号
によりＲＯＭ２９内の複数の現像バイアステーブルのう
ちで現像位置にある現像器の種類（トナー特性）に応じ
て最適な現像バイアステーブルを選択し、Ａ／Ｄ変換器
２６からの温度情報信号をもとにその選択した現像バイ
アステーブルを参照して現像バイアス電圧制御信号を発
生して高圧電源１９へ出力する。高圧電圧１９は、現像
位置にある現像器における現像ローラ１４ａへ印加する
現像バイアスをＣＰＵ２８からの現像バイアス電圧制御
信号に応じて可変する。

【００２９】また、ＣＰＵ２８は、本実施例内の各種セ
ンサ３６からの入力信号を信号処理回路３７を介して取
り込み、ドライバ３８を介して本実施例内のモータ，ク
ラッチ，ソレノイド等の負荷３９を制御する。また、Ｃ
ＰＵ２８は、スキャナ１３，ＡＤＦ４０，給紙装置４１
を制御し、プリンタモード，ファクシミリモードではモ
デム４２，回線制御部４３及び回線インターフェース４
４を介して上述のように外部と画像データの送受信を行
う。

【００３０】本実施例はセンサー部４５，信号処理部４
６，ＬＥＤ駆動回路４７及び発光ダイオード（ＬＥＤ）
４８を有するオペレータ検出装置４９を備えている。Ｌ
ＥＤ４８はＬＥＤ駆動回路４７により駆動されて本実施
例の前方へ光を照射し、その反射光がセンサー部４５に
より検知されることによりオペレータが検出される。こ
のセンサー部４５の出力信号は信号処理部４６により処
理されて制御部２２へ入力される。

【００３１】また、本実施例は、ＲＯＭ５０，音声合成
部５１，音声コントローラ５２及び出力回路５３からな
る音声出力装置５４と、スイッチ５５，ＬＥＤ５６，操
作部コントローラ５７，液晶表示素子（ＬＣＤ）５８，
ＬＣＤセグメントドライバ５９，ＬＣＤコモンドライバ
６０，ＬＣＤバイアス制御部６１及びＶＲＡＭ６２から
なる操作部６３を有する。

【００３２】音声合成部５１は制御部２２から音声コン
トローラ５２を介して入力される入力信号に応じてＲＯ
Ｍ５０により音声信号を生成し、出力回路５３が音声合
成部５１からの音声信号を音声に変換して出力する。操
作部コントローラ５７は、オペレータの操作によりスイ
ッチ５５から入力される入力信号を制御部２２へ出力
し、制御部２２からの入力信号によりＬＥＤ５６をオン
／オフさせるとともに、ＶＲＡＭ６２を利用してＬＣＤ
５８をＬＣＤセグメントドライバ５９，ＬＣＤコモンド
ライバ６０，ＬＣＤバイアス制御部６１を介して制御し
てＬＣＤ５８に画像を表示させる。

【００３３】図３は上記複数の現像バイアステーブルを
グラフ化して示したものである。回転型現像装置１４は
例えば異なる色トナーを有する各現像剤で現像を行う３
つの現像器を有し、ＲＯＭ２９は使用する現像器のトナ
ー特性に応じて最適な現像バイアステーブルを選択でき
るように３つの現像器に対応して３つの現像バイアステ
ーブルａ，ｂ，ｃが設定してある。これらの現像バイア
ステーブルａ，ｂ，ｃは上述のように現像バイアス電圧
値が現像器の温度に応じて段階的に変化するテーブルで
あり、システム制御部２２は検出器２０からの入力信号
により現像バイアステーブルａ，ｂ，ｃを各現像器のト
ナー特性に応じて選択する。

【００３４】本発明の他の実施例は、上記実施例におい
て、１つの現像器に対して複数の動作モード（プリンタ
モード，コピーモード，ファクシミリモード等）に応じ
て複数の現像バイアステーブルを設けるようにしたもの
であり、請求項３記載の発明の実施例である。この複数
の現像バイアステーブルは上述した現像バイアステーブ
ルａのような４ビット（１６段階）の現像バイアステー
ブルｄ、図４に示すような３ビット（９段階）の現像バ
イアステーブルｅ、図５に示すような２ビット（４段
階）の現像バイアステーブルｆであり、これらの現像バ
イアステーブルｄ，ｅ，ｆは各現像器のトナー特性に応
じて最適な現像バイアステーブルを選択できるように３
つの現像器に対応して３組づつ設定してあってＲＯＭ２
９に格納されている。

【００３５】システム制御部２２は、現像バイアステー
ブルｄ，ｅ，ｆをプリンタモード，コピーモード，ファ
クシミリモードといった動作モードに応じて選択してそ
の選択した現像バイアステーブルから更に検出器２０か
らの入力信号により各現像器の種類に応じて（各現像器
のトナー特性に応じて）ＲＯＭ２９内の現像バイアステ
ーブルを選択し、この選択した現像バイアステーブルに
もとづいて温度検出器２１からの温度情報信号に応じて
高圧電源１９を制御して現像バイアス電圧を可変する。
この場合、システム制御部２２は、地肌汚れ、濃度ムラ
等の画像品質に厳しいプリンタモードにおいては現像バ
イアス電圧の可変ステップが細かい現像バイアステーブ
ルｄを選択し、コピーモードにおいては現像バイアス電
圧の可変ステップが中位である現像バイアステーブルｅ
を選択し、比較的要求画像品質のゆるやかなファクシミ
リモードにおいては現像バイアス電圧の可変ステップが
大きい現像バイアステーブルｆを選択することによって
必要なメモリ容量を４分の１とする。

【００３６】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現
像器で現像して転写材に転写する、複数の現像器を有す
る画像形成装置において、前記複数の現像器の各々の種
類を認識する認識手段と、前記現像器の温度を検出する
温度検出手段と、この温度検出手段からの温度情報信号
により前記現像器の現像バイアスを制御する制御手段
と、この制御手段が前記現像器の現像バイアスを設定す
るための前記複数の現像器に対する現像バイアステーブ
ルを記憶した記憶手段と、前記制御手段からの制御信号
に基づいて前記現像器の現像バイアスを発生する高圧電
源とを備えたので、トナー濃度検出用パターンのトナー
像形成を行うことなく各現像器のトナー特性に応じて最
適な現像バイアス制御を行うことができる。

【００３７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の画像形成装置において、前記制御手段が、前記認識
手段の出力信号により、使用する現像器に応じて前記現
像バイアステーブルを選択し、かつ、前記温度検出手段
からの温度情報信号に応じて現像バイアスを可変するの
で、環境の変動による画質の低下を防止することができ
る。

【００３８】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の画像形成装置において、１つの現像器に対して複数
の動作モードに応じて複数の現像バイアステーブルを設
けたので、必要最小限のメモリ容量で環境の変動による
画質の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略図である。

【図２】同実施例の回路構成を示すブロック図である。

【図３】同実施例のグラフ化した現像バイアステーブル
を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例のグラフ化した現像バイア
ステーブルを示す図である。

【図５】同実施例の他のグラフ化した現像バイアステー
ブルを示す図である。

【符号の説明】

１４ 現像装置 １９ 高圧電源 ２０ 検出器 ２１ 温度検出器 ２２ システム制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体上に静電潜像を形成し、この静電
   潜像を現像器で現像して転写材に転写する、複数の現像
   器を有する画像形成装置において、前記複数の現像器の
   各々の種類を認識する認識手段と、前記現像器の温度を
   検出する温度検出手段と、この温度検出手段からの温度
   情報信号により前記現像器の現像バイアスを制御する制
   御手段と、この制御手段が前記現像器の現像バイアスを
   設定するための前記複数の現像器に対する現像バイアス
   テーブルを記憶した記憶手段と、前記制御手段からの制
   御信号に基づいて前記現像器の現像バイアスを発生する
   高圧電源とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、前
   記制御手段が、前記認識手段の出力信号により、使用す
   る現像器に応じて前記現像バイアステーブルを選択し、
   かつ、前記温度検出手段からの温度情報信号に応じて現
   像バイアスを可変することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の画像形成装置において、１
   つの現像器に対して複数の動作モードに応じて複数の現
   像バイアステーブルを設けたことを特徴とする画像形成
   装置。