JPS61124973A - 画像形成装置 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は画像形成装置、例えば電子写真複写機等の静電
記録装置に関するものである。

ロ、従来技術 例えば電子写真複写機において、近年、黒色トナーのみ
ならず、黒色以外の赤色、青色、緑色、セピア色等の有
彩色を呈するカラートナーを用いてカラー画像を形成す
る技′術が盛んに研究開発されている。

しかるに、電子写真複写機においては、一般に、原稿露
光により像担持体（例えば感光体ドラム）上に形成され
た静電荷潜像にトナー粒子を付着させて現像が行なわれ
るが、この現像プロセスにおいて潜像に付着するトナー
量が最終的に得られる画像の画質に大きな影響を与える
。このため、十分な濃度でしかも鮮明で有彩色性の優れ
た画像を得るためには、この現像プロセスにおいて潜像
に付着するトナー量が常に適正範囲内にあることが必要
である。

黒色トナーのみを用いて画像を形成する従来の画像形成
においては、像担持体の一部に濃度検出専用の検出領域
を設けてこの検出領域に通常のプロセスに従っていわゆ
るベタトナー像を形成し、このベタトナー像に発光素子
からの検出光を照射し、これよりの反射光を受光素子を
含む受光手段で受光する。このときの受光光量が所定の
レベルヒ越えたときには、画像濃度が低いことを指示す
る低濃度信号を発生し、この低濃度信号に基いて現検器
にトナーを補給するようにして、画像濃度の制御を行な
っている。

しかしながら、特に、カラートナーを用いてカラー画像
を形成する場合において、上述の黒色トナーの場合のよ
うにして画像濃度を制御すると、検出光に対する各カラ
ートナーの分光反射率の値が異なっている。このため、
カラートナーの色の種類によっては潜像へのトナー付着
量が十分であるにも拘わらず、低濃度信号が発生してし
まうことがあり、これにより、トナーが過剰補給され、
カブリが生じて画質の劣化した画像となる。また逆に、
カラートナーの色の種類によっては潜像へのトナー付着
量が不十分であるにも拘わらず、低濃度信号が発生され
ず、このためにトナーの補給がなされず、濃度が低くて
有彩色性の劣った画像となる。結局、多種の色のカラー
トナーを用いて、十分な濃度で鮮明な画像を形成するこ
とが困難である。　゛ ハ１発明の目的 本発明は、以上の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、簡単に画像濃度の検出が可能であって
、十分な濃度でしかも鮮明で有彩色性の優れた画像を長
期間安定して形成することができる画像形成装置を提供
することにある。

二０発明の構成 即ち、本発明による画像形成装置は、像担持体上に形成
されたトナー像からの反射光を受光手段で検出し、この
検出情報を処理してトナー濃度を制御するように構成し
た画像形成装置において、使用するトナーの分光反射率
に応じて前記受光手段の光感度を調整する調整手段（或
いは光感度を変化させて補正する手段）を有することを
特徴とするものである。ここで、「トナー濃度」とは、
現像剤中のトナーの含有率のことである。

本発明の望ましい実施態様によれば、発光手段から発光
される光を感光体表面上のトナー像に投射し、このトナ
ー像からの反射光量を受光手段で検出し、この信号を検
知手段で処理してトナー濃度を制御する。また、受光手
段の感度は、入射光量をフィルタで調整することによっ
て変化させたり、或いは複数種の受光素子を選択するこ
とによって変化させることができる。また、受光手段の
感度は、トナーの種類（従って分光反射率）に応じた現
像器及びトナーホッパ等の情報（例えば突起）をもとに
、例えば現像装置の装着時に可変できるように構成する
こともできる。

二、実施例 以下、本発明の実施例を図面参照下に詳細に説明する。

第１図は本実施例の濃度センサ１８の断面を示すもので
ある。センサ１８の本体１８ａに形成した光通路１８ｂ
内に臨むように発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオー
ド）１８ｄを設け、また光通路１８ｃ内に臨むように受
光素子としてのホトトランジスタ１８ｅを設ける。ＬＥ
Ｄ１８ｄから放出された光３０が光通路１８ｂを通過し
て怒光体ド゛ラム６の表面（基準画像面）で反射し、フ
ィルタ１８ｆを透過し、光通路１８Ｇを経由してホトト
ランジスタ１８ｅに入射するように構成されている。そ
して、ＬＥＤ１８ｄは照射光３０のピーク波長が例えば
９５０ｎｍに設定され、かつホトトランジスタｔ８ｅと
しては少なくとも上記波長の光に感度のあるものが使用
されている。

この濃度センサ１８は、フィルタ１８ｆの回転又は切換
えによって反射光量を補正することができる。

従って、使用するトナーの分光反射率に応じてこのフィ
ルタ１８ｆを選択することにより、濃度センサ１８の感
度を補正することができる。このフィルタ１８ｆには、
光透過率の異なる各フィルタ部１８ｇが設けられている
。また、フィルタ１８ｆの切換えは自動的に行なえるよ
うに構成してよいし、或いはマニュアルで切換えてもよ
い。

第２図は、濃度センサ１８からの検知信号を処理して画
像濃度信号を得るための検知回路を示すものである。こ
の検知回路では、濃度センサ１８のホトトランジスタ１
８ｅが電源電圧ＶＣＣと接地との間に抵抗Ｒ７を介して
接続され、その抵抗Ｒ７とホトトランジスタ１８ｅとの
共通接続点が演算増幅器２２の非反転入力端子に接続さ
れている。また、この演算増幅器２２０反転入力端子は
抵抗Ｒ８を介して出力端子に接続されると共に、抵抗Ｒ
９を介して接地されている。また、演算増幅器２２の出
力端子はコンパレータ２３の反転入力端子に接続されて
いる。このコンパレータ２３の非反転入力端子には電源
電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ５とＲ６で分割した電圧が比較基準
電圧として入力している。

ホトトランジスタ１８ｅは入射する反射光量が多い（感
光体ドラム６上のトナー濃度が薄い）はど、そのエミッ
タ電流が多く、この電流は演算増幅器２２で電圧に変換
され、増幅される。そして、その演算増幅器２２の出力
はホトトランジスタ１８ｅへの反射光量が多いほど上昇
して、次段のコンパレータ２３に入力する。そして、こ
のコンパレータ２３において、反転入力端子への演算増
幅器２２からの出力が、非反転入力端子に印加している
基準電圧よりも上昇すると、出力電圧がローレベルとな
り、検知したトナー像の濃度が所定値よりも低いことを
示す。

このようにして検知された濃度を示す信号は、現像装置
の電磁弁に送られ、その電磁弁の開閉によりホッパから
のトナーの補給開始或いは停止が行なわれ、トナー濃度
が制御される。

第３図は代表的なカラートナーであるブランク、セピア
、レッドの分光反射率特性を示すものである。例えば波
長が９５０ｎｍではブラックとレッドではその反射率に
大きな差があり、実験によると、その９５０ｎｍの波長
に感度を有するように受光素子を構成した場合には、ブ
ラックとレッドの反射光量の差は約３倍となる。

そこで、本実施例では受光素子の感度を、使用するトナ
ーの分光反射率が大きい場合には低くし、小さい場合に
は高くする。例えば、上記のように９５０ｎｍの波長に
感度を持つように濃度センサ１８を構成した場合には、
ブラック・トナーとレッド・トナーが使用される複写装
置では、レッド・トナー検知の際の感度をブラック・ト
ナー検知の場合の感度に対して１／３に設定すれば良い
。

上記濃度センサ１８は、第４図、第５図に示す如（に配
置されてよい（但、フィルタ１８ｆは図示省略した）。

感光体６上に形成された基準像の潜像が現像装置によっ
て現像されてなるトナー濃度制御画像３２は発光素子１
８ｄの光を受けて反射して受光素子１８ｅへ反射する。

又、転写部を通過した転写紙９が感光体６から分離され
なかったとき感光体６上に巻付くので、この転写紙７の
ジャムを検知することができる。なお、図中の６ａは画
像域、６ｂは非画像域である。

第６図は、本実施例による電子写真複写機の要部を示す
ものである。

プラテンガラス１の面上に原稿２をセットして複写開始
釦を操作すると、露光用光源３が原稿２を相対的に露光
走査して、その原稿２の光像がミラー４．５を経由して
像形成用感光体としての感光体ドラム６の表面に導びか
れる。この感光体ドラム６は接地された金属筒の外周面
にセレン等でなる光導電層を設けたもので、上記露光走
査と連動して矢印ａ方向に回転する。この感光体ドラム
６は光像が到来する以前に、直流高圧が印加された帯電
極７によって上記光導電層が例えば正に一様に帯電され
ており、この状態の光導電層が光像を受けると、その光
を受けた部分の導電率が高くなってその部分の帯電電荷
が金属筒に逃げ、暗い部分には明暗の程度に応じて正の
電荷が残るようになり、これによって光導電層の面に原
稿の像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像
の形成された部分が現像装置８の現像スリーブ８ａの部
分に至ると、その感光体ドラム６における残っている正
電荷の部分に負電荷を持ったトナーが静電力で吸着され
る。この結果、感光体ドラム６の表面には静電潜像に応
じたトナー像が形成される。

転写紙９は、給紙カセット１０から、その転写紙９の先
端と上記トナー像の先端とが一致するようなタイミング
で搬送ベルト１１によって送り出され、その送り出され
た転写紙９に直流高圧が印加された転写極１２によって
、上記感光体ドラム６の表面のトナー像が転写される。

この後、交流高圧が印加された分離極１３及び分離爪１
４によって感光体ドラム６から転写紙９が分離され、搬
送ベルト１５で定着装置１６に送られてトナー像が定着
され、受は皿１７に排出され１８は、基準画像のトナー
像の濃度を検知する上述した光反射型の濃度センサ（感
光体ドラム６の表面から分離されずに巻き付いたまま到
来する転写紙も検出する）、１９は感光体ドラム６の帯
電電荷を除去する除電極、２０は感光体ドラム６の表面
に残留したトナーを除去するクリーニング装置である。

上記したように、濃度センサ１８は、感光体ドラム６に
形成された基準画像のトナー像の濃度を検知するもので
ある。この基準画像は、濃度基準板２１の画像を、光学
系が本来の露光走査の速度に達する以前に感光体ドラム
６に導いて静電潜像とした後に現像装置８によって現像
した像であり、濃度センサ１８から出力するこの基準画
像のトナー像の濃度信号によって現像装置８のホッパ８
ｂの現像剤のトナー補給装置としての電磁弁８ｃの開閉
を制御してトナー濃度（即ち、二成分現像剤中のトナー
の含有率）を制御している。

第７図は本発明の他の実施例を示すものである。

この例による検知回路では、濃度センサ１８が複数、例
えば３種類のホトトランジスタ１８ｅ＋。

１８ｅｚ、１８ｅ、を有し、これらのホトトランジスタ
が電源電圧ＶＣＣと接地との間に抵抗Ｒ７を介して接続
され、その抵抗Ｒ７とホトトランジスタ１８ｅ、〜１８
ｅ３との共通接続点が演算増幅器２２の非反転入力端子
に接続されており、スイッチ２５の切換えによってホト
トランジスタ１８ｅ＋〜１８ｅ３が選択されるようにな
っている。ホトトランジスタ１８ｅ、、　１８ｅｚ、１
８ｅ３はそれぞれ、感度が異なっている。例えば、ブラ
ック・トナーの濃度を検知する場合を１８ｅ１のホトト
ランジスタでおこない、レッド・トナーの濃度を検知す
る場合を感度が１８８１より１／３程低くした１８ｅ２
のホトトランジスタでおこなう。

ホトトランジスタ１８ｅＩ〜１８ｅ３は入射する反射光
量が多い（感光体ドラム６上のトナー濃度が薄い）はど
、そのエミッタ電流が多く、この電流は演算増幅器２２
で電圧に変換され、増幅される。そして、その演算増幅
器２２の出力はホトトランジスタへの反射光量が多いほ
ど上昇して、次段のコンパレータ２３に入力する。そし
て、このコンパレータ２３において、反転入力端子への
演算増幅器２２からの出力が、非反転入力端子に印加し
ている基準電圧よりも上昇すると、出力電圧がローレベ
ルとなり、検知したトナー像の濃度が所定値よりも低い
こと“を示す。

なお、上記した切換スイッチ２５の切換えは、装着した
現像装置に応じて、例えばその現像装置の現像器或いは
ホッパ等にカラートナーの種類毎に異なる突起やバーコ
ードを設けておいて、その現像装置を装着すれば自動的
に切換えられるようにすることができる。或いは、マニ
ュアルで切換えるようにしてもよい。

以上、本発明を例示したが、上述の実施例は本発明の技
術的思想に基いて更に変形可能である。

例えば、受光素子等の受光手段の光感度調整手段は上述
したフィルタ１８ｆや切換スイッチ２５に限定されない
し、その構造、配置、操作法等も種々変更してよい。ま
た、本発明は３種のカラートナーを使用する場合の他、
３種類より多くのカラートナーを使用する場合あるいは
２種の場合にも適用することができることは勿論である
。感光体上に静電潜像を形成する手段は、通常の電子写
真複写機に採用されている露光ユニットに限らず、ＣＲ
Ｔを適用したり、或いは上記露光ユニットとＣＲＴとを
併用することもできる。また、像担持体としては前記感
光体として上述のドラム状以外にも、ベルト状のもので
も誘電体ドラムでも使用可能である。

更に、上述の装置において、前記トナーとして、８００
ｎｍ以上のいずれかの波長の光における分光比反射率が
７０〜９５％である赤色、青色、緑色、オレンジ色、黄
色等の第一群と、同分光比反射率が２０〜６０％である
ダークブルー色、セピア色、モスグリーン色等の第二群
と同分光比反射率が１０％以下である黒色等の第三群と
のいずれかの群に属するよう調色されたトナーを用い、
像担持体上に照射されて反射された８００ｎｒｎ以上の
波長の光を検出しながら画像を形成してよい。この場合
には、８００ｎｍ以上の波長の光である同一波長の検出
光を用いて、画像の形成においては、現像に用いられる
トナーが属する群に対応する設定光量値を基準としてト
ナー像におけるトナー付着量の適否をそのトナーの色の
種類に応じて適正に検出することができ、その結果、ト
ナーの色に拘わらず常にトナー補給を好適に行なうこと
ができる。しかも、受光素子の感度調整を上記わずかに
三群に対応して行なえばすみ、同調整が容易となる。

へ１発明の作用効果 本発明は上述した如く、使用するトナーの分光反射率に
応じて受光手段の光感度を調整しているので、特に種類
の異なるカラートナーのいずれを用いても感度調整によ
って常に安定かつ正確な濃度検出が可能となり、十分な
濃度で鮮明で有彩色性に優れた画像を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は濃
度センサ及びその感度調整手段を示す一部断面概略図、 第２図及び第７図は検知回路の二側の各等価回路図、 第３図はトナーの分光反射率を比較して示す特性図、 第４図はトナー濃度制御画像からの反射光をセンサで受
光する状況を示す斜視図、 第５図は記録紙の分離不良（祇づまり）をセンサで検知
する状況を示す斜視図、 第６図は電子写真複写機の要部概略図 である。 なお、図面に示した符号において、 ６−−−−−−−−・−感光体ドラム ６ａ−・−・−−−−一・画像域 ６　ｂ−−−−−−−−−−一非画像域８−−−−−−
−−−−一現像装置 ８　ａ−−−−−−−−−−−一現像スリーブ８ｂ・−
ローーーーーーーーーホンバ ８　ｃ−−−−−一・−−−−一電磁弁９〜−−−−−
−−−−−転写紙 １８−−−−−−−−−−−一濃度センサ１８ｄ　−−
−−−−−一発光素子 １８ｅ−１８ｅイ１８ｅｚ、１８ｅ：＋　−−−−−−
一受光素子１８ｆ　−−−−−−−〜フィルタ １８ｇ−−−−−−フィルタ部 ２１・−−−−−−−−ｍ−濃度基準板２２−−−−−
−−・−・−・演算増幅器２３−・−−一−−−−コン
パレータ ２５−−−−−−−−−−−−スイッチである。 代理人　弁理士　　逢　坂　　　末 弟１図 第２図 第３図 ＝ｌｔ　ｌ　　ｘｌｏｏｎｍ 第６図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、像担持体上に形成されたトナー像からの反射光を受
   光手段で検出し、この検出情報を処理してトナー濃度を
   制御するように構成した画像形成装置において、使用す
   るトナーの分光反射率に応じて前記受光手段の光感度を
   調整する調整手段を有することを特徴とする画像形成装
   置。