JP2890487B2

JP2890487B2 - 画像制御装置

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Publication number: JP2890487B2
Application number: JP1161099A
Authority: JP
Inventors: 好弘服部; 一之福井; 芳伸波田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1999-05-17
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: US5146274A; JPH0325468A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電子写真式作像装置の画像制御装置に関し、
詳しくは、湿度等の環境の変動にかかわらず、最適な画
像制御を行い得る装置に関する。

〔従来の技術〕

（１）トナー濃度制御方式．トナー（Ｔ）とキャリア（Ｃ）とを成分とする２成分
現像剤のトナー濃度（T/C）の制御方式として、ATDC
（オート・トナー・デンシティ・コントロール）、及び
AIDC（オート・イメージ・デンシティ・コントロー
ル）、の２方式が行われている。

ATDCは、現像器中のトナー濃度を磁気センサによって
直接的に検出し、該検出したトナー濃度に基づいて、ト
ナーの補給量を制御する方式である。

一方、AIDCは、作像プロセスの各パラメタを所定の基
準条件に設定し、該基準条件下で静電潜像を形成してト
ナー現像し、その画像の濃度を光学センサで検出し、該
検出データに基づいてトナーの補給量を制御する方式で
ある。

また、ATDC、又は、AIDCの変形された方式として、磁
気センサと光学センサの両者を用いる方式も行われてい
る。

例えば、特開昭58−221869号には、AIDC方式によって
トナー補給量を制御するとともに、磁気センサによる検
出値に基づき、所定量を越えるトナー補給（過補給）を
防止する方法が開示されている。

また、特開昭59−57264号には、ATDC方式によってト
ナー補給量の制御を行うとともに、光学センサによる検
出値を採用して、感光体の経時劣化による画像濃度の低
下を防止する方法が開示されている。

また、特開昭62−118374号には、ATDC方式による制御
を実行する上での基準となるトナー濃度の目標値を、光
学センサによる検出値に基づいて補正する方法が開示さ
れている。

（２）湿度依存性に関する対策．上記磁気センサ及び光学センサは、下記のような湿度
依存性を有する。

＊磁気センサの湿度依存性．第６図は、トナー濃度（T/C）を磁気的に検出するセ
ンサの出力特性を、湿度をパラメタとして示す図であ
る。

図示のように、同一のトナー濃度に対する磁気センサ
の出力値は、高湿度側で高く、低湿度側で低い特性を示
す。

これは、トナー（第７図・●）とキャリア（第７図・
○）とを成分とし、摩擦帯電を利用している２成分現像
剤では、湿度が低下すると帯電量が増加して、キャリア
・キャリア間，トナー・トナー間の反発力が大きくな
り、第７図（Ａ）のように現像剤の密度が低下し、その
結果、検出対象の透磁率が小さくなるためである。な
お、湿度の上昇に対しては、帯電量の減少・反発力の減
少・密度の増加（第７図（Ｂ））・透磁率の増加が、そ
れぞれ対応する。

＊光学センサの湿度依存性．第８図は、トナー濃度を光学的に検出するセンサ（ト
ナー現像された基準画像からの反射光量を検出するセン
サ）の出力特性を、湿度をパラメタとして示す図であ
る。

図示のように、同一のトナー濃度に対するフォトセン
サの出力値は、高湿度側で低く、低湿度側で高い特性を
示す。

これは、前記２成分現像剤では、湿度の低下によって
帯電量が増加する結果、一定電位に保持されている感光
体上の基準潜像に付着するトナー量が、第９図（Ｂ）の
ように減少して、反射光量が増加するためである。な
お、湿度の上昇に対しては、帯電量の減少・トナーの付
着量の増加（第９図（Ａ））・反射光量の減少が対応す
る。

以上のようなトナー濃度センサの湿度依存性を補償し
て、正確なトナー濃度を得るべく、湿度センサを利用す
る方法が提案されている（特公昭59−53545号等）。

これらは、『湿度・トナー濃度・トナー濃度センサの
出力』の関係のストアされたテーブルを参照して、及
び、作像装置内に配置された湿度センサからのデータに
基づいて、正確なトナー濃度を得るものである。

（３）作像プロセスの最適化制御．感光体表面の帯電電位，現像バイアス電位，画像露光
量，現像スリーブの回転速度，転写チャージャの出力電
圧，等の各種パラメタを、作動プロセス中で最適に制御
することにより、画像濃度，ハーフトーン，色彩の鮮や
かさ，画像，等の最適化する方法が提案されている。

上記方法の実施に際しては、トナー濃度（T/C）を適
正値に制御することが前提とされる。

例えば、第10図は原稿濃度に対する複写画像濃度を示
す図であり、同図（Ａ）はトナー濃度が適正な場合を示
し、同図（Ｂ）はトナー濃度が低過ぎる場合を示す。ま
た、同図（Ｃ）は、上記パラメタの１種である感光体の
帯電電位を上昇させることにより、同図（Ｂ）を補正し
た場合を示すものである。

第10図（Ｃ）よりわかるように、トナー濃度が低過ぎ
る場合には、感光体の帯電電位を制御して複写画像濃度
を調整したとしても、原稿濃度の淡い部分の複写再現性
に問題が生ずる。

類似の問題は、感光体の帯電電位以外の作像パラメタ
に関しても発生する。

このため、上記最適化制御に際して、トナー濃度を適
正に制御しなければならないのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

（１）湿度依存性に起因する問題点． ATDC方式によりトナー濃度制御を行う場合に於いて、
湿度補正が為されない場合には、＊高湿度時；検出トナー濃度＜真のトナー濃度であるため、トナー補給が過剰になり易く、その結果、
“かぶり”、“機内のトナー粉煙”等の問題が発生す
る。

また、＊低湿度時；検出トナー濃度＞真のトナー濃度であるため、トナーの補給が不足しがちとなり、その結
果、“画像濃度の低下”等の問題が発生する。

なお、類似の問題は、AIDC方式による場合にも発生す
る。

また、前述の問題点は、前日の装置の停止時と本日の
起動時とで、湿度条件が大きく異なる場合に、一層顕著
となる。起動時には、前日のトナー濃度での作像が行わ
れるためである。

また、複数色のトナーを用い、カラー作像を行う場合
には、各色のトナーの湿度特性がそれぞれ異なるため、
上述の理由によるトナー濃度の逸脱の程度もトナー色毎
に異なる。その結果、色の再現性に問題が生ずる。

（２）湿度依存性に関する対策の問題点．湿度依存性を補償して、上述の問題点を解決するべ
く、下記の対策が提案されているが、これらは、それぞ
れ問題点を有する。

＊従来の対策の場合．前記〔従来の技術〕の（２）の方法、即ち、作像装置
内に設置された湿度センサからのデータを参照して、真
のトナー濃度を算出する方法は、応答性、信頼性、湿度
センサの寿命、等について問題点を有する。

例えば、トナーの存在する箇所の湿度を検出するため
には、湿度センサを、トナーの付近（現像器の付近）に
設置しなければならない。しかし現像器付近は、トナー
の粉煙等による汚れを受け易いため、湿度センサの信頼
性、及び、寿命の低下を招く恐れがある。

また、これを避けるべく、湿度センサを現像器から離
れた箇所に設置すると、トナー付近の正確な湿度を速や
かに検出できない。このため、湿度の変動に対応でき
ず、応答性が低下する。

かかる弊害は、例えば、装置の起動時等のように、セ
ンサの設置箇所とトナーの存在箇所の湿度が大きく異な
る場合に、特に著しい。

＊本出願人による対策の場合．本出願人は、平成元年２月３日付で、『画像制御装
置』の発明を出願している。

該出願にかかる発明では、磁気センサとフォトセンサ
の湿度特性が逆方向であること、即ち、高湿度時には、磁気センサは真のトナー濃度よりも低
い濃度を示し、一方、フォトセンサは高い濃度を示すこ
と．及び、低湿度時には、磁気センサは真のトナー濃度よりも高
い濃度を示し、一方、フォトセンサは低い濃度を示すこ
と．を利用して、両者が相殺されるように検出信号を処理
して湿度による影響を補正し、各種の制御を行ってい
る。

しかして、検出信号の湿度による変動分が正確に相殺
されるためには、両センサの初期出力値が適正に設定さ
れていなければならない。

即ち、或る条件（例えば、湿度50％，トナー濃度7wt
％）下でのセンサの出力値が、当該条件下で期待される
出力値に一致するように、センサが調整されていなけれ
ばならない。

しかし、作像装置の工場出荷前に、トナー濃度センサ
を厳密に調整することは困難である。

例えば、磁気センサの調整は、現像剤を現像器内に収
納して、透磁率を検出しつつ行われる。また、フォトセ
ンサの調整は、現像剤を現像器内にセットして、現像器
の現像特性、感光体の帯電特性等の影響を考慮しつつ行
われる。

しかるに、現像剤は、搬送中にこぼれるため、作像装
置をユーザのオフィス等に設置した後に、現像器にセッ
トされる。このため、上記調整を工場出荷前に行うこと
は困難である。

また、工場出荷前に調整し得たとしても、ユーザへの
搬送途中の振動等によって、センサに微妙な狂いの発生
する恐れもある。

このような理由により、トナー濃度センサの調整は、
ユーザへの納入後に行われる。

なお、上述の議論より明らかなように、調整に際して
は、湿度等の各種条件についての知見が与られなければ
ならない。

（３）作像プロセスの最適化制御の問題点．前記〔従来の技術〕の（３）の方法、即ち、作像プロ
セスのパラメタを最適化する方法では、前述のように、
トナー濃度を適正値に制御しなければならない。

しかるに、トナー濃度制御時には、センサ出力の湿度
変動が無視できない要因となる。

これを解決するべく、本出願人は、平成元年２月３日
付で、湿度による影響を補正する『画像制御装置』の発
生を、出願している。

ところで、上記発明に於いて、センサ出力の湿度変動
分の補正は、近似的なものである。

即ち、上記発明では、磁気センサの出力とフォトセン
サの出力の湿度特性が逆方向であることを利用して、両
センサの湿度による変動分を相殺することにより、真の
トナー濃度を得ている。しかし、該相殺の程度は近似的
なものであり、算出されるトナー濃度は、厳密には、真
のトナー濃度から、若干（トナー濃度制御にとっては無
視できる程度）ずれたものとなる。

このため、前記作像プロセスを最適化する制御も、必
然的に、上記近似的に制御されるトナー濃度を前提とし
て行われることとなる。

ところで、前述のように、上記出願にかかる発明で
は、磁気センサとフォトセンサの初期出力値を、適正に
調整することが必要とされる。

したがって、両センサの調整時に、各種作像パラメタ
の初期値をも、それぞれ独立に調整することが、上記
『近似的であること』による影響を最小にする観点か
ら、望ましいことである。

（４）本発明は、上述の各問題点の解決を企図するもの
である。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明は、トナーとキャリアとを成分とする２成分現像剤を有し
て現像装置を用いたトナー像を形成する作像装置の画像
制御装置であって、トナー濃度に関連する第１の物理量に対応する電気信
号を出力する検出手段であって環境変動の影響を受けて
真のトナー濃度より高い又は低いトナー濃度を示す電気
信号を出力する第１のトナー濃度検出手段と、トナー濃度に関連する前記第１の物理量とは異なる第
２の物理量に対応する電気信号を出力する検出手段であ
って前記環境変動の影響を受けて前記第１のトナー濃度
検出手段とは逆の真のトナー濃度より低い又は高いトナ
ー濃度を示す電気信号を出力する第２のトナー濃度検出
手段と、前記第１及び第２のトナー濃度検出手段が出力する電
気信号に基づき、前記環境の変動による影響を相殺した
トナー濃度を算出するトナー濃度演算手段と、前記環境に関するデータを検出する環境データ検出手
段と、前記第１及び第２のトナー濃度検出手段の出力値を校
正するモードの設定を指令するための校正モード指令手
段と、前記校正モード設定下で、前記環境データ検出手段の
出力信号に基づいて、前記トナー濃度演算手段からの出
力値を校正する校正手段と、を有することを特徴とする画像制御装置である。

また、前記トナー濃度演算手段が前記第１及び第２の
トナー濃度検出手段の出力信号を種々の環境及び種々の
トナー濃度で測定することによって得られる前記環境を
パラメータとして変換テーブルを有し、この変換テーブ
ルによって前記第１及び第２のトナー濃度検出手段が出
力する電気信号から前記環境の変動による影響を相殺し
たトナー濃度を算出することを特徴とする画像制御装置
である。

また、前記トナー濃度演算手段によって算出された濃
度データに基づき、所定の設定値にトナー濃度を制御す
る制御手段を備え、当該制御手段が、前記校正モード設
定下において前記校正手段によって校正された前記トナ
ー濃度検出手段の出力値に基づき、所定の設定値にトナ
ー濃度を制御することを特徴とする画像制御装置であ
る。

また、上記環境が湿度であることを特徴とする画像制
御装置である。

例えば、所定のキースイッチ等の校正モード入力手段
からの入力によって、校正モードを設定した後、湿度セ
ンサからの湿度データ、及び、『湿度・トナー濃度・セ
ンサ出力値』の関係を示す所定のテーブルを参照して、
磁気センサ、及び／又は、フォトセンサの出力を、ボリ
ュームスイッチ等の手段によって、マニュアルで調整す
ることにより、上記校正が実現される。

なお、トナー濃度検出手段の出力値を校正するための
手段は、上述のように、検出湿度の表示手段、センサ出
力の調整方向を指示するための表示手段、センサ出力を
調整するボリュームスイッチによって構成することもで
きるが、上記『湿度・トナー濃度・センサ出力値』の関
係を示す所定のテーブルをメモリに登録しておき、校正
モード下で、自動的にセンサ出力を校正することとして
もよい。

また、本発明は、トナーとキャリアとを成分とする２成分現像剤を有し
た現像装置を用いてトナー像を形成する作像装置の画像
制御装置であって、トナー濃度に関連する第１の物理量に対応する電気信
号を出力する検出手段であって環境変動の影響を受けて
真のトナー濃度より高い又は低いトナー濃度を示す電気
信号を出力する第１のトナー濃度検出手段と、トナー濃度に関連する前記第１の物理量とは異なる第
２の物理量に対応する電気信号を出力する検出手段であ
って前記環境変動の影響を受けて前記第１のトナー濃度
検出手段とは逆の真のトナー濃度より低い又は高いトナ
ー濃度を示す電気信号を出力する第２のトナー濃度検出
手段と、前記第１及び第２のトナー濃度検出手段の出力信号に
基づいて前記環境に関する環境データを算出する環境デ
ータ演算手段と、算出された環境データに基づき、作像プロセスのパラ
メータを制御する制御手段と、前記環境に関するデータを検出する環境データ検出手
段と、作像プロセスのパラメータを調整するモードの設定を
指令するための調整モード指令手段と、前記調整モード設定下で、前記環境データ検出手段の
出力信号に基づいて、作像プロセスのパラメータを調整
する調整手段と、を有することを特徴とする画像制御装置である。

また、前記環境データ演算手段が、前記第１及び第２
のトナー濃度検出手段の出力信号を種々の環境及び種々
のトナー濃度で測定することによって得られる、トナー
濃度をパラメータとした変換テーブルを有し、この変換
テーブルによって前記第１及び第２のトナー濃度検出手
段が出力する電気信号から前記環境に関するデータを算
出することを特徴とする画像制御装置である。

作像プロセスの各パラメタとは、例えば、感光体の表
面電位，現像バイアス電位，画像露光量，現像スリーブ
の回転速度，転写チャージャの出力電圧，等のパラメタ
である。

作像プロセスのパラメタを調整するための手段は、各
パラメタを調整するためのボリュームスイッチ、及び、
調整方向を指示するための表示手段によって構成され
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、（１）画像制御機構の概略．（２）複写機の機構の概略．（３）作像動作のタイミング．（４）データ変換テーブル．（５）実施例の効果等．の順に説明する。

（１）画像制御機構の概略．第１図は本発明のトナー濃度制御・作像プロセス制御
の機構を説明する図であり、感光体ドラム及び現像装置
付近の構成を示す。また、第２図は上記制御を経時的に
示すブロック図であり、第13図はセンサの出力を校正す
るモード時におけるデータの流れを示すブロック図であ
る。

第１図図示のように、感光体ドラム１の周囲には、作
像用エレメントとして、感光体ドラム１の表面を除電するためのイレースラン
プ２、感光体ドラム１の表面を帯電させるための帯電チャー
ジャ３（3Gは、帯電チャージャ３のメッシュ状グリッ
ド）、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像をトナー
現像して顕像化するための現像装置４（40は、現像スリ
ーブ）、感光体ドラム１の表面に顕像化されたトナー像を図示
しない給紙機構を介して給紙される用紙上に転写するた
めの転写チャージャ５、感光体ドラム１の表面の残留トナーを除去するための
クリーニング装置６、等が配置されている。

なお、帯電チャージャ３〜現像装置４間の矢印は画像
露光を示し、該画像露光によって、感光体ドラム１の表
面に、静電潜像が形成される。

また、現像装置４の上部にはトナーホッパ41が配置さ
れており、該トナーホッパ41内のトナーは、図示しない
トナー補給モータの回転によって、後述するタイミング
で、現像装置４内に供給される。

また、現像装置４の下部には、トナー／キャリア濃度
（T/C）を磁気的に検出するためのトナー濃度センサ７
が設置されており、現像装置４内のトナー濃度を、後述
するタイミングで検出している。

また、現像装置４〜転写チャージャ５間の感光体ドラ
ム１の表面近傍には、感光体ドラム１の表面に顕像化さ
れるトナー像（後述するタイミングで写し込まれる基準
パターン潜像を、トナー現像して得る像）の反射光量
を、後述するタイミングで光学的に検出するフォトセン
サ８が配置されている。

さらに、作像装置内の所定箇所（トナーの粉煙による
汚れ、露光ランプの熱、定着用ヒートローラの熱、等の
湿度検出上の外乱要因の影響を受け難い箇所；例えば、
ハウジングの吸気口近傍）には、湿度センサ80が配置さ
れている。

上記トナー濃度センサ７及びフォトセンサ８及び湿度
センサ80からの検出データは信号処理部９に入力する。

信号処理部９は、作像モード時には、第２図図示の所
定の演算処理を施して、トナー補給制御処理、グリッド
電圧・現像バイアス電圧制御処理を実行する。また、セ
ンサ、及び／又は、グリッド電圧・現像バイアス電圧の
出力を校正するモード時には、第13図図示の処理を行
う。以下に、両処理について説明する。

＊作像モード時（第２図）まず、磁気センサ７、及び、フォトセンサ８の検出信
号は、A/D変換処理を施される。

次に、A/D変換後の検出データに基づき、後述する変
換テーブル（湿度・トナー濃度・センサ出力の関係を示
すテーブル）を参照して、トナー濃度データ（磁気セン
サ７とフォトセンサ８のデータに基づき、湿度による変
動分が相殺されるように処理されたデータ）、及び、湿
度データが算出される。

算出されたトナー濃度データは、トナー補給コントロ
ーラ91に入力する。トナー補給コントローラ91は、上記
トナー濃度データに基づいてトナー補給量を算出する。
さらに、算出したトナー補給量を、トナー補給継続時間
に対応するトナー補給タイマ値に換算して、トナー補給
モータの駆動回路に出力する。駆動回路は、後述するタ
イミングでトナー補給を行う。こうして、現像器内のト
ナー濃度は、所望値近傍に維持される。

一方、算出された湿度データは、プロセスコントロー
ラ92に入力する。プロセスコントローラ92は、上記湿度
下での適正な感光体ドラム１の表面の帯電電位V₀₂（≒
グリッド電圧V_G2），及び、現像バイアス電圧V_B2を算出
して、それぞれの駆動回路に出力する。各駆動回路は、
後述するタイミングで、グリッド電圧をV_G2に、現像バ
イアス電圧をV_B2に、それぞれ制御する。

なお、本実施例では、作像プロセスのパラメータとし
て、帯電チャージャのグリッド電圧及び現像バイアス電
圧を採用しているが、制御用パラメタとして、上記以外
に、画像露光量、現像スリーブ40の回転速度、転写チャ
ージャの出力電圧等を採用してもよい。

また、本実施例では、説明の便宜上、信号処理部、ト
ナー補給コントローラ、及び、プロセスコントローラ
を、それぞれ分離して示しているが、これは、必ずし
も、現実のチップ配置を示すものではなく、制御基盤の
構成は、任意である。

また、本実施例では、グリッド電圧V_G2、現像バイア
ス電圧V_B2を、湿度に対応する値に設定する制御を示し
ているが、それぞれについて、予め複数の制御電圧値を
設定しておき、選択的に切り換えることとしてもよい。

＊校正モード時（第13図）図示しない校正モード入力キーによって、校正モード
が設定されると、信号処理部９は、磁気センサ７、フォ
トセンサ８からのデータに加え、湿度センサ80からのデ
ータを取り入れる。

各センサからの検出データは、まず、A/D変換処理を
施される。

次に、第14図（Ａ）、（Ｂ）、又は（Ｃ）の表示を行
うためのデータが演算される。

第14図（Ａ）は、磁気センサ７及びフォトセンサ８の
出力（単位〔Ｖ〕）、及び、湿度センサ80の検出値（単
位〔％〕）を、表示パネル900によって表示する様子を
示す図である。

即ち、第14図（Ａ）のように、磁気センサ７の出力、
フォトセンサ８の出力、及び湿度が表示されると、サー
ビスマン（又は使用者）は、『湿度・トナー濃度・セン
サ出力』の関係を示すテーブルを参照して、表示パネル
900に表示されている湿度、及び、初期トナー濃度（初
期トナー濃度は、現像剤に固有である）より、センサの
出力期待値を求め、センサの出力を調整するボリューム
スイッチ（不図示）等を操作して、センサ出力の校正を
行う。

第14図（Ｂ）は、磁気センサ７及びフォトセンサ８の
出力値が、上記検出湿度・初期トナー濃度下での出力期
待値（『湿度・トナー濃度・センサ出力』の関係を示す
テーブルに基づいて算出される値）よりも、高過ぎる
（Ｈ）か、又は、低過ぎる（Ｌ）か、及び、磁気センサ
７の検出データ及びフォトセンサ８の検出データより算
出された湿度が、湿度センサ80の検出値よりも、高過ぎ
る（Ｈ）か、低過ぎる（Ｌ）かを、表示パネル900によ
って、それぞれ表示する様子を示す図である。

即ち、第14図（Ｂ）のように、磁気センサ７の出力、
フォトセンサ８の出力、及びこれらより算出された湿度
が、上記値よりも、高いか、低いかがそれぞれ表示され
ると、サービスマン（又は使用者）は、センサの出力を
調整するボリュームスイッチ（不図示）等を操作して、
各センサの出力値、及び、算出される湿度が、上記値と
なるように、センサ出力の校正を行う。

なお、第14図（Ｃ）は、磁気センサ７及びフォトセン
サ８の出力値が、上記検出湿度・初期トナー濃度下での
出力期待値（『湿度・トナー濃度・センサ出力』の関係
を示すテーブルに基づいて算出される値）からずれてい
る場合、又は、磁気センサ７の検出データ及びフォトセ
ンサ８の検出データより算出された湿度が、湿度センサ
80の検出値からずれている場合に、サービスマンを呼ぶ
ことを指示するための表示である。

（２）複写機の機構の概略．第３図は、本発明の実施例にかかる制御装置を搭載す
る複写機（デジタルカラー複写機）の機構を説明する模
式図である。

本複写機は、原稿台10上に載置される原稿画像を露光操作して、光
電変換処理する走査部100、走査部100からの画像信号に所定の信号処理を施し
て、レーザ制御用のデータを得、該データに基づき、静
電潜像書込み用のレーザ光を出力するレーザ装置部20
0、レーザ光によって感光体ドラム１の表面に形成された
静電潜像をトナー現像し、転写ドラム14に巻きつけられ
ている用紙上に、上記トナー像を転写する作像部400、要旨の給紙・巻きつけ・画像定着・排紙等を行うため
の用紙処理部300、を有する。

走査部100、レーザ装置部200の機構は従来と同様であ
り、また、本実施例の用紙に直接的には関連しないた
め、詳細な説明は省略する。

用紙処理部300は、収納カセット301、又は収納カセッ
ト302から引き出した用紙を、転写ドラム30に巻きつけ
て、感光体ドラム１上のトナー像を順次（即ち、４色
分）転写せしめ、その後、転写ドラム30から引き剥がし
て、定着装置322にて画像定着を行わせた後、排紙トレ
イ323に排出するものである。なお、303は用紙の通過を
検出する通紙センサ、304はレジストタイミングをとる
ためのタイミングローラ対、321は搬送ベルトである。

なお、転写ドラム30には、用紙先端をチャッキングす
るための先端チャッキング爪311、用紙を転写ドラム30
に静電的に吸着させるための吸着チャージャ（−）305
及び吸着対向電極309、感光体ドラム１上に顕像化され
ているトナー像を用紙上に静電的に吸引して転写させる
ための転写チャージャ（＋）306、４色分のトナー像の
転写終了後に、転写ドラム30を除電して用紙を分離させ
るための除電チャージャ307、308、等が配置されてい
る。

また、湿度センサ80は、トナーの粉煙による影響、光
学系の露光ランプの影響、定着装置のヒートローラの影
響等、湿度検出の妨げとなる影響を受けない箇所に配置
されている。

また、作像部400を構成する各エレメントは、前述し
た第１図の場合と略同様である。同一のものについて
は、図中、同一の符号で示し、ここでの説明は省略す
る。

なお、本複写機はカラー複写機であるため、４色現像
に対応して、４つの現像装置を有する。即ち、図中、上
から順に、イエロー現像器4Y、マゼンタ現像器4M、シア
ン現像器4C、ブラック現像器4Bkである。また、トナー
供給用のトナーホッパも、各現像装置について１つづ
つ、合計４つ（41Y、41M、41C、41Bk）設置されてい
る。

（３）作像動作のタイミング．第４図は上記複写機の作像プロセスの制御タイミング
を示す図であり、第５図は第４図中の各時間ａ〜ｅを、
感光体ドラム１の回転位置に対応づける図である。

本複写機に於いて、カラー複写時の作像プロセスは、
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラ
ック（Bk）の順に、サイクリックに実行される。

まず、イエロー現像器4Yによる作像プロセスについて
説明する。

ｉ）グリッド3Gへの印加電圧を一定値V_G1として、帯電
チャージャ３をONする。

これにより、感光体ドラム１への帯電が開始され、感
光体ドラム１の表面電位は、 V₀₁（≒V_G1）とされる。

ii）帯電チャージャ３のON後、時間ａが経過して、上記
帯電による帯電領域の先端が、イエロー現像器4Yの位置
に達すると、イエロー現像器4Yを感光体ドラム１に圧接
するとともに、現像スリーブ40に、一定値の現像バイア
ス電圧V_B1を印加する。なお、 V₀₁−V_B1≒200〔Ｖ〕である。

iii）前記帯電チャージャ３のON後、少なくとも時間ｄ
の経過を待機した後、画像濃度読み取り用基準パターン
（例えば、10mm²のベタ）の露光を開始する。時間ｄ
は、上記帯電による帯電領域の先端が、ブラック現像器
4Bkの位置に達する時間である。即ち、基準パターンの
露光は、いづれの現像器の場合にも、現像器の圧接（圧
接は、感光体ドラムを振動させる）以後に行われる。な
お、上記露光によって形成される基準パターンの潜像
は、時間ａ（イエロー現像器4Yの場合）が経過して、該
潜像が現像位置に達すると、現像される。

iv）上記基準パターンの露光が終了した後、帯電チャー
ジャ３をOFFする。

ｖ）上記帯電チャージャ３のOFF後、時間ａが経過し
て、非帯電領域の先端がイエロー現像器4Yの位置に達す
ると、現像スリーブに印加していたバイアス電圧をOFF
する。

vi）前記基準パターンの露光開始後、時間ｅが経過し
て、基準パターン像（トナー像）の先端部がフォトセン
サ８の位置に達すると、信号処理部９は、フォトセンサ
８からの出力信号、及び、磁気センサ７からの出力信号
を取り込む。

なお、取り込まれた信号には、前述の処理が施され
る。

vii）上記センサ信号の処理により、作像プロセス制御
用データ（帯電チャージャ３のグリッド3Gへの印加電圧
V_G2,現像バイアス電圧V_B2）、及び、トナー補給制御用
データ（トナー補給タイマ値）が決定されると、帯電チ
ャージャ３を、グリッド電圧V_G2でONし、また、トナー
補給を開始する。なお、 V_G2＞V_G1,V_B2＞V_B1 であり、また、 V₀₂−V_B2≒200〔Ｖ〕である。ここにV₀₂には、グリッド電圧をV_G2としたとき
の、感光体ドラム１の帯電電位であり、 V₀₂≒V_G2 である。

viii）帯電チャージャ３のON後、所定時間（安定した帯
電領域が、露光位置Ｌに達する時間）が経過すると、画
像露光を開始する。

ix）前記帯電チャージャ３のON後、時間ａが経過して、
前記帯電による帯電領域の先端が、イエロー現像器4Yの
位置に達すると、前記現像バイアス電圧V_B2を印加す
る。

ｘ）画像露光が終了すると、帯電チャージャ３をOFFす
る。

ix）上記帯電チャージャ３のOFF後、時間ａが経過し
て、非帯電領域の先端がイエロー現像器4Yの位置に達す
ると、現像スリーブに印加していたバイアス電圧をOFF
する。

また、イエロー現像器4Yを、感光体ドラム１から離
す。

以上のようにして、イエロー現像器4Yの作像プロセス
の制御が実行され、以後、同様にして、シアン現像器4
C、マゼンタ現像器4M、ブラック現像器4Bkの制御が実行
される。

シアン現像器4C、マゼンタ現像器4M、ブラック現像器
4Bkの制御が、前記イエロー現像器の制御と異なる点
は、時間ａが、それぞれ、時間ｂ、時間ｃ、時間ｄとな
る点である。

即ち、現像器の圧接・解除、及び、現像バイアスのON
・OFFは、帯電領域先端、または、非帯電領域先端が、
それぞれの現像器の位置に達するタイミングで実行され
る。

（４）データ変換テーブル．前述のように、同一のトナー濃度に対する磁気センサ
７の出力値は、高湿度側で高く、低湿度側で低い特性を
示す（第６図参照）。一方、フォトセンサ８の出力値
は、高速度側で低く、低湿度側で高い特性を示す（第８
図参照）。

ｉ）T/C変換テーブル．まず、両センサの出力値を、種々の湿度、種々のトナ
ー濃度で測定し、第11図のように、湿度をパラメタとし
てプロットする。

第11図のグラフに基づき、同一の湿度、同一のトナー
濃度（真のトナー濃度）に対応する両センサの出力値
を、各トナー濃度について、それぞれ求める。

これにより、T/C変換テーブルを得る。

なお、上記に於いて、トナー濃度を区分する程度は、
本変換テーブルを利用する測定時に必要とされるトナー
濃度データの区分の程度と同程度である。

ii）湿度変換テーブル．まず、両センサの出力値を、種々の湿度、種々のトナ
ー濃度で測定し、第12図のように、トナー濃度をパラメ
タとしてプロットする。

第12図のグラフに基づき、同一の湿度、同一のトナー
濃度（真のトナー濃度）に対応する両センサの出力値
を、各湿度について、それぞれ求める。

これにより、湿度変換テーブルを得る。

なお、上記に於いて、湿度を区分する程度は、本変換
テーブルを利用する測定時に必要とされる湿度データの
区分の程度と同程度である。

（６）実施例の効果等．以上のように、本複写機の画像制御装置は、所定の変
換テーブルを参照することにより、磁気センサ７とフォ
トセンサ８の出力データより、湿度補正したトナー濃度
データ、及び、湿度データを得、これらに基づいて、ト
ナー補給、感光体ドラム１の表面電位、及び、現像バイ
アス電圧を制御している。

このため、湿度の変動にかかわらず、最適なトナー補
給が可能であるばかりでなく、該最適なトナー補給によ
って最適化されたトナー濃度での作像プロセス制御が可
能である。

したがって、カラー複写機のように、厳密なトナー濃
度制御、厳密な作像プロセス制御を要求される場合にも
良好に対応し得、画質、ハーフトーン再現性、色彩の鮮
やかさ、画像安定性等の点に於いて、優れている。

また、本実施例では、磁気センサ７、フォトセンサ８
の出力値を、湿度センサ80によって検出される湿度に基
づいて、校正している。

このため、磁気センサ７とフォトセンサ８の出力か
ら、湿度変動分を相殺するに際して、厳密に正確な処理
を行うことができる。

さらに、グリッド電圧及び現像バイアス電圧をも、上
記校正時に、湿度を参照して直接調整し得るため、厳密
なプロセス制御が可能である。

なお、制御対象となる作像プロセスは、上記以外に、
画像露光量、現像スリーブの回転速度、転写チャージャ
の出力電圧等を採用してもよい。

また、上記実施例では、湿度変動の場合について、ま
た、センサが、磁気センサ７、及び、フォトセンサ８で
ある場合について説明しているが、或る任意の環境変動
に対して、出力値の変動方向が逆である任意のセンサ対
についても、同様に適用し得るものである。

〔発明の効果〕

請求項１の装置では、トナーが環境存在性を有するた
め環境の影響を相殺してトナー濃度を求め、さらに、そ
のトナー濃度を環境データに基づいて校正するため、非
常に正確にトナー濃度を求めることができる。請求項２
の装置では、環境の影響を相殺してトナー濃度を求める
処理を、簡易化・高速化・正確化することができる。請
求項３の装置では、環境の影響を相殺し、さらに、環境
データに基づいて校正した、非常に正確なトナー濃度に
基づいて、トナー濃度制御を行うことができる。請求項
４の装置では、トナーが環境依存性を有することを利用
して環境に関するデータを求めて作像プロセスのパラメ
ータを制御するとともに、その一方で、環境データの検
出値に基づいて作像プロセスのパラメータを調整するた
め、非常に正確に作像プロセスのパラメータを設定する
ことができる。請求項５の装置では、環境に関するデー
タを求める処理を簡易化・高速化・正確化することがで
きる。請求項６の装置では、環境が湿度である場合に、
上記の各効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像制御装置の制御機構の説明図、第
２図は上記制御を経時的に示すブロック図、第３図は本
発明の実施例装置を搭載する複写機の構成を示す模式
図、第４図は上記実施例装置による作像プロセス制御タ
イミングの説明図、第５図は第４図中の時間ａ〜ｅと感
光体ドラムの回転位置との対応説明図、第６図は実施例
装置で使用する磁気センサの特性図、第７図（Ａ）
（Ｂ）は湿度とトナー・キャリア密度の関係の説明図、
第８図は実施例装置で使用するフォトセンサの特性図、
第９図（Ａ）（Ｂ）は湿度とトナーの付着量の関係の説
明図、第10図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はトナー濃度をパラメ
タとして原稿濃度と複写濃度との対応を示す特性図、第
11図は磁気センサとフォトセンサの出力よりトナー濃度
を求めるための変換テーブルを作成する基礎となる特性
図、第12図は磁気センサとフォトセンサの出力より湿度
を求めるための変換テーブルを作成する基礎となる特性
図、第13図は校正モード時のデータの流れを示すブロッ
ク図、第14図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は校正モード時に表示
される指示の例を示す説明図である。 4Y,4M,4C,4Bk……現像器７……磁気センサ、８……フォトセンサ 80……湿度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者波田芳伸大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内 (56)参考文献特開昭63−186280（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−98370（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−177176（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−61775（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−33271（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 15/00 303

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーとキャリアとを成分とする２成分現
像剤を有した現像装置を用いてトナー像を形成する作像
装置の画像制御装置であって、トナー濃度に関連する第１の物理量に対応する電気信号
を出力する検出手段であって環境変動の影響を受けて真
のトナー濃度より高い又は低いトナー濃度を示す電気信
号を出力する第１のトナー濃度検出手段と、トナー濃度に関連する前記第１の物理量とは異なる第２
の物理量に対応する電気信号を出力する検出手段であっ
て前記環境変動の影響を受けて前記第１のトナー濃度検
出手段とは逆の真のトナー濃度より低い又は高いトナー
濃度を示す電気信号を出力する第２のトナー濃度検出手
段と、前記第１及び第２のトナー濃度検出手段が出力する電気
信号に基づき、前記環境の変動による影響を相殺したト
ナー濃度を算出するトナー濃度演算手段と、前記環境に関するデータを検出する環境データ検出手段
と、前記第１及び第２のトナー濃度検出手段の出力値を校正
するモードの設定を指令するための校正モード指令手段
と、前記校正モード設定下で、前記環境データ検出手段の出
力信号に基づいて、前記トナー濃度演算手段からの出力
値を校正する校正手段と、を有することを特徴とする画像制御装置。
【請求項２】前記トナー濃度演算手段は、前記第１及び
第２のトナー濃度検出手段の出力信号を種々の環境及び
種々のトナー濃度で測定することによって得られる、前
記環境をパラメータとした変換テーブルを有し、この変
換テーブルによって前記第１及び第２のトナー濃度検出
手段が出力する電気信号から前記環境の変動による影響
を相殺したトナー濃度を算出することを特徴とする請求
項１に記載の画像制御装置。
【請求項３】前記トナー濃度演算手段によって算出され
た濃度データに基づき、所定の設定値にトナー濃度を制
御する制御手段を備え、当該制御手段は、前記校正モー
ド設定下において前記校正手段によって校正された前記
トナー濃度検出手段の出力値に基づき、所定の設定値に
トナー濃度を制御することを特徴とする請求項１に記載
の画像制御装置。
【請求項４】トナーとキャリアとを成分とする２成分現
像剤を有した現像装置を用いてトナー像を形成する作像
装置の画像制御装置であって、トナー濃度に関連する第１の物理量に対応する電気信号
を出力する検出手段であって環境変動の影響を受けて真
のトナー濃度より高い又は低いトナー濃度を示す電気信
号を出力する第１のトナー濃度検出手段と、トナー濃度に関連する前記第１の物理量とは異なる第２
の物理量に対応する電気信号を出力する検出手段であっ
て前記環境変動の影響を受けて前記第１のトナー濃度検
出手段とは逆に真のトナー濃度より低い又は高いトナー
濃度を示す電気信号を出力する第２のトナー濃度検出手
段と、前記第１及び第２のトナー濃度検出手段の出力信号に基
づいて前記環境に関する環境データを算出する環境デー
タ演算手段と、算出された環境データに基づき、作像プロセスのパラメ
ータを制御する制御手段と、前記環境に関するデータを検出する演算データ検出手段
と、作像プロセスのパラメータを調整するモードの設定を指
令するための調整モード指令手段と、前記調整モード設定下で、前記環境データ検出手段の出
力信号に基づいて、作像プロセスのパラメータを調整す
る調整手段と、を有することを特徴とする画像制御装置。
【請求項５】前記環境データ演算手段は、前記第１及び
第２のトナー濃度検出手段の出力信号を種々の環境及び
種々のトナー濃度で測定することによって得られる、ト
ナー濃度をパラメータとした変換テーブルを有し、この
変換テーブルによって前記第１及び第２のトナー濃度検
出手段が出力する電気信号から前記環境に関するデータ
を算出することを特徴とする請求項４に記載の画像制御
装置。
【請求項６】前記環境とは湿度であることを特徴とする
請求項１乃至請求項５に記載の画像制御装置。