(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、形成された静電潜像を内部に保有する現像剤にて可視像化する現像器とを備える画像形成部が、各色に応じて複数配列され、
前記各画像形成部における複数の現像器が装置本体に対して着脱自在に設けられると共に、各現像器を任意の収納部位へ収納・配列できる現像器収納部を有する画像形成装置であって、
収納部位へ収納された現像器の配列順序を検知する現像器配列検知手段と、
現像器検知手段の検知結果である現像器の配列順序に基づいて、該各現像器により現像する現像剤量を、各現像器毎に予め定められた現像剤量或いは予め定められた規則に基づく現像剤量に変更制御する現像量制御手段と、を備え、
前記現像量制御手段は、前記現像器配列検知手段により前記現像器の配置を検知した結果の情報に基づいて、現像バイアス電圧制御カーブを選択し、該現像バイアス電圧制御カーブから変更制御量を定めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像量制御手段は、各現像器の現像バイアス電圧を制御する現像バイアス制御装置であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を適用して多色印字を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー画像形成装置においては、各色毎のトナーを収納する各カラー画像現像装置を用紙の搬送方向に直列に設け、用紙の搬送に伴って各カラー画像現像装置にて対応する色画像を同一用紙面上に重畳形成し、全カラー画像現像装置を通過後に、そのトナー像を重畳形成した用紙を定着装置の加熱ヒートローラーを通過させることで、ローラー表面の熱により用紙にトナーを溶着させて画像形成を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各カラー画像現像装置を本体へ挿入配置する順序は、重ね合わせ転写の順番を決定する事になり、重ね合わせ転写工程での最下流に配置したカラー現像装置の色トナーが転写紙の最表面に付着し、定着装置の加熱ヒートローラー表面の熱を最も受けやすくなる。その結果、現像器の挿入順序つまり色トナーの重ね合わせの順番の変化によりカラー印字画像の色調変化を引き起こすという問題を含んでいた。
【０００４】
本発明は、前記の問題点を解消するためなされたものであって、各カラー現像装置の挿入順序に関わらず、最終的なカラー印字画像の色調の変化を最小限度に抑えるカラー画像現像装置を提供することを目的とする。
また、各カラー現像装置の現像機能が不十分で現像バイアス電圧の調整による色トナー付着量の適正化コントロールが困難な場合でも、より良いカラー画像品質を維持するカラー画像現像装置を提供することをも目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
本発明の要旨１の構成は、静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、形成された静電潜像を内部に保有する現像剤にて可視像化する現像器とを備える画像形成部が、各色に応じて複数配列され、前記各画像形成部における複数の現像器が装置本体に対して着脱自在に設けられると共に、各現像器を任意の収納部位へ収納・配列できる現像器収納部を有する画像形成装置であって、収納部位へ収納された現像器の配列順序を検知する現像器配列検知手段と、現像器検知手段の検知結果である現像器の配列順序に基づいて、該各現像器により現像する現像剤量を、各現像器毎に予め定められた現像剤量或いは予め定められた規則に基づく現像剤量に変更制御する現像量制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置にある。
【０００６】
本発明の要旨２の構成は、前記現像量制御手段は、各現像器の現像バイアス電圧を制御する現像バイアス制御装置であることを特徴とする要旨１に記載の画像形成装置にある。
【０００７】
本発明の構成によれば、転写材上に形成された現像剤像を加熱により転写材に定着させるための定着装置を設け、前記現像器配列検知手段により検知された現像器の配列順序に基づいて、定着装置の定着温度を変更制御することを特徴とする要旨１又は２に記載の画像形成装置にある。
【０００８】
本発明の構成によれば、色現像剤の重ね合わせ転写時に、現像剤量を調整することにより、例えば、最表面の色現像剤の付着量を、低くコントロールするので、定着時の色現像剤の溶融が促進され、色再現が定着装置の負担増を抑制しながら、色再現性の向上が実現する。
【０００９】
更に、各現像器に環境変化や一時的なオペレーターの色現像剤補充遅延による現像濃度低下といった不具合が発生している場合、現像バイアス電圧の調整による色現像剤付着量コントロールでは、目標とする色再現に対して追従可能性に限度が生じてくる。
そこで、定着装置の定着温度を変更する事により、現像量制御手段、例えば現像バイアス電圧の調整による色現像剤付着量コントロールの色再現性を保ちながらカラー印字が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、カラー画像形成装置１の概略構成を断面で示す説明図である。図２は、カラー画像形成装置の制御システムのブロック図である。
カラー画像形成装置１は、本体全体のコントロールを司る中央演算装置ＣＰＵと、図示しない画像を読取り装置にて読取り、その読取データを光電変換するための撮像素子ＣＣＤと、各色の画像データを各色に応じた後述する画像形成部の露光手段である第１〜第４のレーザースキャナーユニットＬＳＵと、色に応じた画像形成部Ｆ１〜Ｆ４と、前記画像形成部Ｆ１〜Ｆ４中の現像器の情報を記憶する記憶装置２と、画像形成部Ｆ１〜Ｆ４の下方に用紙を搬送するための搬送ベルト３と、前記画像形成部Ｆ１〜Ｆ４中の現像器５の情報である識別マーク５ｃを検知する色情報検知手段４ａ〜４ｄと、搬送ベルト３の下流側に対向する加熱ヒートローラーである定着ローラ８を有している。
【００１１】
前記各色の画像形成部Ｆ１〜Ｆ４は、各色毎の現像剤を収容し、かつ装置本体１から抜き取り可能とした現像器５と、案内部材６と、感光体７とを有している。
尚、画像形成部Ｆ１〜Ｆ４は、現像剤（トナーと記す場合がある）の色に関する構成以外が同一構成である。本実施形態では、現像剤として負帯電トナーを用いるが、正帯電トナーであってもよい。
【００１２】
前記現像器５は、現像剤を収容する現像槽５ａと、該現像槽５ａの下部に配置し、周囲に現像剤を付着し感光体７に現像剤を搬送する現像ローラ５ｂと、現像槽５ａに収容する現像剤の色を区別するための識別マーク５ｃとを有している。
【００１３】
現像槽５ａは、イエロー，マゼンタ，シアン，又はブラックの各色の現像剤を収容し、下部に現像ローラ５ｂを回転可能に支持している。
【００１４】
現像ローラ５ｂは、導電性ウレタンゴムからなる導電性弾性ローラで、感光体７に現像剤層を介して接触回転しており、ステンレス製シャフトを介して図示しない現像バイアス電源により例えば、現像バイアス電圧−４５０（ｖ）が印加されている。
【００１５】
色情報提示手段である識別マーク５ｃは、所定位置に形成した色情報のバーコード情報、或いは、各色を直接表わすマークなどで形成する。尚、色情報提示手段としては、現像器５内の現像剤が見える透過性を持つ窓部であってもよい。
識別マーク５ｃは、現像器５が収納される案内部材６に取り付け、セットされた状態で、この識別マーク５ｃを読み取り、色情報を検知・識別する色情報検知手段４ａ〜４ｄにそれぞれ対向する位置に設けられている。
【００１６】
色情報検知手段４ａ〜４ｄは、識別マーク５ｃとしてバーコードを用いた場合は、バーコード情報を読み取るバーコードリーダ等を用い、色情報提示手段が現像剤の色の見える窓部や色マークの場合は、反射光量より色を識別するフォトセンサから構成できる。
【００１７】
前記案内部材６は、現像器５を装置１本体に抜き差し自在に収容する収納部材である。
従って、現像器５の交換に際して、作業者は、各色の現像器５全て同じ作業で取り外すことが可能で、また、新しい各色の現像器５を同じ作業で取り付けることができる。
【００１８】
前記負帯電の感光体７は、導電性基材が設置され、表面電位が例えば−５５０（ｖ）に帯電されている。画像形成時には、感光体７は前記レーザースキャナーユニットＬＳＵにより露光され、画像データが静電潜像として形成される。そして、前記現像ローラ５ｂと感光体７の電位差により現像ローラ５ｂのトナーによって静電潜像を現像化し、さらにそのトナー像を転写搬送ベルト３により搬送される用紙に転写する。
【００１９】
次に、カラー画像現像装置１の動作を説明する。
各現像器５が各案内部材６にそれぞれセットされると、色情報提示手段である識別マーク５ｃの色情報が、対応する位置に設けられた色情報検知手段４ａ〜４ｄにてそれぞれ検知され、その情報がＣＰＵへと出力される。
ＣＰＵは、その色情報より、何れの位置にある画像形成部Ｆ１〜Ｆ４の案内部材６に何色の現像器５が装着されたかを認識し、記憶装置２に各画像形成部Ｆ１〜Ｆ４に備えられた現像器５の色情報を記憶させる。
【００２０】
そして、図示しない操作パネル、キーボード等の操作手段により画像形成動作が指示されると、ＣＰＵは、ＣＣＤ等の原稿読み取り部から出力された、図示しない画像処理部にて所定の画像処理を施されて生成された各色の画像データを、各色に応じた画像形成部Ｆ１〜Ｆ４の第１〜第４のレーザースキャナーユニットＬＳＵにそれぞれ出力する。
【００２１】
各スキャナーユニットＬＳＵより出力されたレーザ光は、図中の各感光体７を露光し、現像工程へ進む。
現像工程では、転写搬送ベルト３の進行方向の上流側から順に現像転写を実行していく。
ここで、上記したように各現像器５を本体１へ挿入配置する順序は、重ね合わせ転写の順番を決定する事になり、重ね合わせ転写工程での最下流に配置した現像器５の色トナーが用紙の最表面に付着し、定着装置８の加熱ヒートローラー表面の熱を最も受けやすくなる。その結果、現像器５の挿入順序つまり色トナーの重ね合わせの順番の変化によりカラー印字画像の色調変化を引き起こすこととなる。
そこで、本実施形態では各画像形成部Ｆ１〜Ｆ４に配置される各色の現像器５の配置パターンに基づいて、各色トナーの付着量制御を実施する。
【００２２】
図３は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），及びブラック（Ｋ）の現像槽５ａの装着順１〜６に対する場合の、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の色を表現する場合の各色トナーの重ね合わせ順と、該現像槽５ａの配置関係を考慮した場合の色トナーの単位面積あたりの重ね合わせ量を示している。
【００２３】
図４は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），及びブラック（Ｋ）の現像槽５ａの装着順１〜６に対する場合の、色トナーの重ね合わせ量を３段階で記号表示したもので、通常付着量をＮo.１、次に少ない付着量をＮo.２、最も少ない量をＮo.３として示したものである。
【００２４】
図５のグラフは、横軸を画像濃度を規定する反射画像濃度情報とし、縦軸を現像ローラ５ｂに印加される制御現像バイアス（−ｖ）とし、前記図４で示した付着量Ｎo.１〜３を実現するための各イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），及びブラック（Ｋ）の各現像槽５ａ毎の現像バイアス制御カーブＮo.１〜Ｎo.３を示している。よって、現像バイアス制御カーブＮo.１〜Ｎo.３に従って現像バイアス電圧を決定し、ＣＰＵの制御により現像バイアス駆動装置１０（図２）が各色毎の現像ローラ５ｂの現像バイアス電圧を制御する。
反射画像濃度情報は、現像後或いは現像転写後の各感光体７表面或いは用紙（転写材）表面や転写搬送ベルト３表面の色トナー画像反射濃度を検知して求めることができる。
【００２５】
図６は、各現像槽５ａの装着順１〜６に対する制御現像バイアスを行った場合と行わない場合の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の各色毎の鮮やかさ変化を示すグラフである。
【００２６】
其の現像バイアス電圧制御カーブの選択方法は、図２で示す現像器色情報検知手段ａ〜４ｄの信号により現像器５の配列を認識し、記憶装置２に記憶する。その現像器５の配列記憶情報を基に現像バイアス電圧制御カーブを選択する。
【００２７】
各色トナー現像時の現像バイアス電圧の決定は、機械本体立ち上げ時などで、予め実行されている、現像後或いは転写後の色トナー像の反射画像濃度を反射濃度情報手段１１（図２）の検知結果によって求め、その反射濃度情報と先ほど選択された制御カーブを使用し、各色トナー現像時の現像バイアス電圧を決定する。
【００２８】
決定した現像バイアス電圧を、各プロセスタイミングに従い現像バイアス駆動装置１０が現像器５に出力制御すれば、図３に示した各色トナーの付着量制御が実施され、図６に示す様に鮮やかな色再現性が現状の装置本体１及び各像形成プロセスの大幅な変更を伴わずに実現する。
【００２９】
具体的には、現像槽５ａの装着順１として上流側よりＹＭＣＫの配置の場合には、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の付着量をイエロー（Ｙ）の付着量よりも少なくする。この場合には、シアン（Ｃ）とマゼンタ（Ｍ）がＮo.２、イエロー（Ｙ）とブラック（Ｋ）がＮo.１となり、かかる制御現像バイアスがＣＰＵ、現像バイアス駆動装置１０の制御下で各現像ローラ５ｂに印加され、各色の現像を実行する。
【００３０】
同様に、現像槽５ａの装着順２として上流側よりＹＣＭＫの配置の場合には、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の順に付着量を多くする。この場合には、シアン（Ｃ）がＮo.２、マゼンタ（Ｍ）がＮo.３、イエロー（Ｙ）とブラック（Ｋ）がＮo.１となり、同様に制御現像バイアスが各現像ローラ５ｂに印加され、各色の現像を実行する。
【００３１】
また、現像槽５ａの装着順３として上流側よりＭＹＣＫの配置の場合には、シアン（Ｃ）の付着量をマゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の付着量よりも少なくする。この場合には、シアン（Ｃ）がＮo.２、マゼンタ（Ｍ）とイエロー（Ｙ）とブラック（Ｋ）がＮo.１となり、同様に制御現像バイアスが各現像ローラ５ｂに印加され、各色の現像を実行する。
【００３２】
また、現像槽５ａの装着順４として上流側よりＭＣＹＫの配置の場合には、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の付着量を同量とする。この場合には、全色がＮo.１となり、同様に制御現像バイアスが各現像ローラ５ｂに印加され、各色の現像を実行する。
【００３３】
また、現像槽５ａの装着順５として上流側よりＣＭＹＫの配置の場合には、マゼンタ（Ｍ）の付着量をシアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）の付着量よりも少なくする。この場合には、マゼンタ（Ｍ）がＮo.２、シアン（Ｃ）とイエロー（Ｙ）とブラック（Ｋ）がＮo.１となり、同様に制御現像バイアスが各現像ローラ５ｂに印加され、各色の現像を実行する。
【００３４】
最後に、現像槽５ａの装着順６として上流側よりＣＹＭＫの配置の場合にも、マゼンタ（Ｍ）の付着量をシアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）の付着量よりも少なくする。この場合にも、マゼンタ（Ｍ）がＮo.２、シアン（Ｃ）とイエロー（Ｙ）とブラック（Ｋ）がＮo.１となり、同様に制御現像バイアスが現像バイアス駆動装置１０から各現像ローラ５ｂに印加され、各色の現像を実行する。
【００３５】
次に図２、７、８を参照して、各カラー現像器５の現像機能が不十分で現像バイアス電圧の調整による色トナー付着量の適正化コントロールが困難な場合等でも、定着装置８の加熱ヒートローラー設定温度を変更する事で、より良いカラー画像品質を提供する場合について説明する。
【００３６】
図７は、横軸を画像入力データ、縦軸を印字画像濃度（Ｉ．Ｄ）とし、現像バイアス電圧を−４００（ｖ）に設定した場合と−３００（ｖ）に設定した場合の各色のハーフトーン画像の再現濃度カーブを示している。
一般的に２成分現像方式では、現像バイアス電圧を振って、現像性をコントロールしようとするが、図７に示すように飽和濃度のみ変化し、中間調再現特性全体としてのバランスが変化してしまう不具合がある。これは本来の意図した中間調再現特性でない為、カラー画像品質上好ましくない。
原因としては、レーザー書込み時のドット画像再現時に発生する静電潜像の画像周辺部における電界効果により電界がその部分に集中し現像時に多く現像される為である。
それに対し、飽和濃度部では、画像周辺部における電界集中が無い為、現像バイアス電圧に比例した現像性が得られる。
【００３７】
以上の様な問題点を解消する為に、現像バイアス電圧の制御にて、現像器の現像性をコントロールしながら、図８に示すように各現像槽５ａの装着順１〜６に対する定着ローラー設定温度もＨｉ／Ｌｏ等の複数段階に変更コントロールするものである。具体的には、装着順４の場合には、定着装置８の定着ヒータ駆動装置１２（図２）の定着温度設定をＬｏとし、その他の装着順１、２、３、５、及び６の場合には、定着ヒータ駆動装置１２の定着温度設定をＨｉとする。
【００３８】
その結果、図７のように飽和濃度の低下を伴うことなく中間調再現特性全体にわたり良好なカラー画像再現特性が得られた。
又この定着温度設定は、図８のように特定の現像剤色の組み合わせのみ実施される為、不必要なエネルギーを消費せず、又必要に応じてオペレーターに対し、最適な現像器配列に変更することを表示装置１３に表示し、促すことも可能である。
【００３９】
なお、前記の実施形態では本発明の好適例を説明したが、本発明はこれに限定されないことはもちろんである。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明した通り、要旨１、２の発明によれば、各現像器の配列順序に関わらず、最終的な複数色印字画像の色調の変化を最小限度に抑える画像現像装置とできた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成を断面で示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の制御ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る各色毎の現像槽５ａの装着順１〜６に対する、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の色を表現する場合の各色トナーの重ね合わせ順と、現像槽５ａの配置関係を考慮した場合の色トナーの単位面積あたりの重ね合わせ量を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る各色毎の現像槽５ａの装着順１〜６に対する、色トナーの重ね合わせ量を３段階で記号表示した説明図である。
【図５】横軸を画像濃度を規定する反射画像濃度情報とし、縦軸を現像ローラ５ｂに印加される制御現像バイアス（−ｖ）とし、前記図４で示した付着量Ｎo.１〜３を実現するための各色の各現像槽５ａ毎の現像バイアス制御カーブＮo.１〜Ｎo.３の説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る各色毎の現像槽５ａの装着順１〜６に対する制御現像バイアスを行った場合と行わない場合の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の各色毎の鮮やかさ変化を示す説明図である。
【図７】横軸を画像入力データ、縦軸を印字画像濃度とし、現像バイアス電圧を−４００（ｖ）に設定した場合と−３００（ｖ）に設定した場合の各色のハーフトーン画像の再現濃度カーブを示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る各色毎の現像槽５ａの装着順１〜６に対する、定着ローラ８の定着温度設定を示す説明図である。
【符号の説明】
１  カラー画像形成装置
ＣＰＵ  中央演算装置
Ｆ１〜Ｆ４  画像形成部
ＬＳＵ  レーザースキャナユニット
２  記憶装置
３  転写搬送ベルト
４ａ〜４ｄ  色情報検知手段
５  現像器
５ｂ  現像ローラ
５ｃ  識別マーク
６  案内部材
７  感光体
８  定着ローラ
１０  現像バイアス駆動装置
１１  反射濃度情報手段
１２  定着ヒータ駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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