JP2526127Y2

JP2526127Y2 - 電子写真装置における画質制御装置

Info

Publication number: JP2526127Y2
Application number: JP1988106590U
Authority: JP
Inventors: 徹田村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-08-11
Filing date: 1988-08-11
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2003-08-11
Also published as: JPH0229053U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、電子写真複写機，レーザプリンタ,LED（発
光ダイオード）プリンタ等の電子写真技術を使用した画
像出力装置に関し、特に現像後の画質を制御する装置に
関する。

〔従来の技術〕

たとえば、電子写真複写機においては、帯電された感
光体を原稿の画像の濃淡に応じて露光して静電潜像を形
成する。そして、この静電潜像をトナー等により現像す
ることにより顕像を得ている。

現像の方法としては種々あるが、乾式現像の場合、大
きく分けて二成分現像方式と一成分現像方式とがある。
二成分現像方式はトナーとこのトナーを搬送するための
キャリアを混合した現像剤を使用するもので、一成分現
像方式はトナーのみを使用する。

一成分現像方式によれば、トナー濃度調整，撹拌等の
ための装置が不要となり、低価格化，小型化ができる。
このため、低価格の複写機においては、一成分現像方式
が多く採用されてきている。

この一成分現像方式の一つとして、磁性のトナーを使
用し、このトナーを摩擦により帯電させるものがある。
これは、回転するマグネットロールの外周に高抵抗樹脂
からなる固定のスリーブを設け、マグネットロールに引
かれて移動するトナーに摩擦帯電用ブレードを接触させ
てトナーを帯電させると共に、スリーブに現像バイアス
電圧を印加するものである。そして、感光体とスリーブ
のニップ部において、スリーブと感光体の電位差によ
り、トナーをスリーブから感光体の静電潜像部分に転移
させ現像が行われる。

このような電子写真複写機においては、たとえば、現
像バイアス、露光光量等を制御することにより画像の濃
淡を変えることができる。しかし、感光体の光減衰曲線
は感光体に固有のものであり、原稿濃度に対するコピー
濃度の変化は、比較的急である。原稿が文字のみの文書
である場合はそれほど問題ないが、微妙な濃淡がある写
真等を複写する場合、階調が正確に再現されず、希望す
る画質の画像を得ることは困難であった。

このため、特開昭55-7709号公報，特開昭55-9544号公
報，特開昭56-133746号公報，特開昭56-133759号公報等
に示されるように、画像露光量或いは感光体の帯電電位
を変化させ、見掛け上の感光体の光減衰曲線を変えるこ
とによりガンマ特性の傾斜を緩やかにし、良好な階調性
を得ることが提案されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような対策を施した場合でも、温
度が変わると現像特性も変わってしまい複写画像の画質
が安定しないという問題があった。

この問題が発生する原因を検討した結果、一成分現像
方式の場合、前記現像器のスリーブの抵抗が温度により
変化することが画質不安定の原因であることが判明し
た。

すなわち、スリーブを構成する高抵抗樹脂の体積抵抗
値は温度により大幅に変化する。たとえば、10℃におけ
る体積抵抗率（比抵抗率）が10×10¹⁰Ω・cmのとき、30
℃では２×10¹⁰Ω・cmとなる。すなわち、低温側で体積
抵抗値が高くなるためスリーブと感光体の電位差が充分
確保できず現像効率が低下する。このため、特に中間調
画像の濃度の薄い部分が良好に再現されなくなり、階調
性が劣化するという問題があった。

本考案は、上述の問題点を解決するために案出された
ものであって、温度変化の影響を受けることなく階調性
の優れた安定した画質の出力画像を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の電子写真装置における画質制御装置は、前記
目的を達成するため、回転するマグネットロールの外周
に高抵抗樹脂からなる固定のスリーブを設け前記マツネ
ットロールに引かれて移動するトナーに摩擦帯電用ブレ
ードを接触させてトナーを帯電させると共に前記スリー
ブに現像バイアス電圧を印加する現像器により感光体上
の潜像を現像する電子写真装置において、前記現像器に
近接して配置された温度センサにより前記現像器の温度
を検出し、前記現像器のスリーブの温度変化による体積
抵抗値の変化に起因する現像効率の変動を補正するよう
に、前記検出温度に応じて画像形成パラメータを変える
制御回路を設けたことを特徴とする。

前記画像形成パラメータとしては、現像バイアス電圧
のうちの直流電圧，前記感光体の帯電電位或いは前記感
光体に対する露光光量を選択することができる。

また、前記スリーブの体積抵抗率は、10³〜10¹²Ω・c
mであることが望ましい。

〔作用〕

電子写真装置においては、種々の外部条件の変化によ
り現像特性が変化し、複写画質が安定しないという問題
がある。たとえば、温度が変化すると現像特性が変化す
る。温度の影響を受ける現像パラメータとしては、トナ
ーの特性や、感光体の特性等がある。しかしながら、こ
れらのパラメータの変化を考慮して調整を行った場合で
も、依然現像特性が温度の影響を受ける。

この原因を追求した結果、一成分現像方式の場合、現
像器のスリーブの抵抗が温度により変化することが画質
不安定の原因であることが判明した。

すなわち、スリーブを構成する高抵抗樹脂の体積抵抗
値は温度により大幅に変化し、たとえば、低温側で体積
抵抗値が高くなるためスリーブと感光体の電位差が充分
確保できず現像効率が低下する。

本考案は、この知見に基づき、現像器に近接して配置
された温度センサにより現像器の温度を検出し、現像器
のスリーブの温度変化による体積抵抗値の変化に起因す
る現像効率の変動を補正するように、検出温度に応じて
画像形成パラメータ、たとえば、現像バイアス電圧を制
御している。たとえば、現像器の温度が低下したとき
は、現像器のスリーブの抵抗値が上昇し、スリーブと感
光体の電位差が充分確保できず現像効率が低下する。こ
のとき、現像バイアス電圧の直流成分のレベルを下げる
ことにより、感光体と現像器の電位差が大となり現像効
率は上昇する方向となる。したがって、温度変化に起因
する像濃度の低下が補償され、常に安定した画質の画像
が得られる。

また、感光体の帯電電位或いは感光体に対する露光光
量を変えた場合も、複写特性が変化し、温度変化による
現像効率の変化を補償する。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本考案の
特徴を具体的に説明する。

第１図は本考案の画像制御装置が適用された電子写真
複写機の概略断面及び制御ブロックを示す説明図であ
る。

図において、１はドラム状の感光体を示し、この感光
体１の周囲には、通常の電子写真複写機と同様に、帯電
器2,レンズ等からなる露光装置3,除電器4,現像器5,プリ
トランスファーランプ6,転写器7,クリーナ8,除電ランプ
９等が順次配設されている。また、転写器７の入側には
給紙ロール10が、また、出側には搬送ベルト11が設けら
れている。そして、プラテンガラス12上に載置されプラ
テンカバー13で覆われた原稿Ｄが光源3aにより照射さ
れ、原稿Ｄからの反射光が露光装置３により感光体１上
に結像する。なお、本実施例の電子写真複写機は原稿移
動型であり、原稿Ｄはプラテンガラス12及びプラテンカ
バー13と共に、移動するが、原稿固定型である場合は、
露光装置３は可動のレンズ，ミラー等の走査光学系から
構成される。

前記現像器５は、第２図に示すように矢印方向に回転
するマグネットロール51の外周に、たとえば、フェノー
ル樹脂，カーボン，ガラス繊維を組成成分とする高抵抗
樹脂からなる固定のスリーブ52を設け、このスリーブ52
に対して摩擦帯電用ブレード53を接触状態に設けた構成
となっている。また、スリーブ52には現像バイアス電源
21からの現像バイアス電圧が印加される。現像バイアス
電源21は交流電源21aと直流電源21bとから構成されてお
り、直流に交流が重畳した電圧が現像バイアス電圧とな
っている。

ここで、本実施例においては、第１図に示すように現
像器５に温度センサ22を設け、この出力を温度検出回路
23に供給することにより現像器５の温度を検出してい
る。そして、この検出温度を制御回路24において基準温
度と比較し、比較結果に基づき現像バイアス電源21の直
流電源21bを制御している。

次に、上記構成を有する電子写真複写機の動作につい
て説明する。

まず、帯電器２により感光体１が一様に帯電される。
次いで、原稿Ｄからの反射光が露光装置３により感光体
１上に照射され、感光体１上に静電潜像が形成される。
次に、除電器４により非画像部分の電荷が除電されたの
ち、現像器５においてトナーにより現像される。この現
像のメカニズムについて、第１図及び第２図を参照して
説明する。なお、第２図における「＋」，「−」の表示
は正負の帯電状態を示す。

本実施例においては、現像器５は、トナーＴとして磁
性一成分現像剤を使用した現像を行なう。現像器５のホ
ッパ5a内に貯蔵されているトナーＴは、回転するマグネ
ットロール51に引かれて固定のすなわち回転しないスリ
ーブ52の表面に沿って移動する。そして、摩擦帯電用ブ
レード53とスリーブ52との間を通り抜け、薄層になって
感光体１と対向する位置すなわちニップ部まで運ばれ
る。このとき、摩擦帯電用ブレード53は、スリーブ52に
付着したトナーＴに摺接するので、トナーＴが摩擦帯電
する。そして、感光体１と現像器５とのニップ部におい
て、トナーＴがスリーブ52から感光体１の静電潜像部分
に転移し現像が行われる。

スリーブ52には直流電圧に交流電圧を重畳した現像バ
イアス電圧が印加されており、スリーブ52と感光体１と
の間には電位差が生じている。この電位差により現像が
行われることになるが、現像の条件は、交流成分の電位
差，直流成分の電位差及び交流周波数によって決定され
る。通常の原稿においては文字画像の濃さが要求される
ため直流成分の電圧Ｖ_DCは比較的低めに調整されること
が多いが、写真原稿においては、原稿の濃度が充分に高
いために、直流成分の電圧Ｖ_DCは比較的高めに調整され
ることが多い。この写真原稿においては、中間調の再現
性，濃度が重要になってくる。しかし、これらの要素は
温度によって変動し易い。たとえば、先に述べたよう
に、低温側ではスリーブ52の体積抵抗値が高くなるため
現像効率が低下しトナー像の濃度が低下してしまう。こ
のため、中間調画像の階調性が劣化することになる。

そこで、本実施例においては、現像器５の温度を温度
センサ22及び温度検出回路23で検出してこれを基準温度
と比較し、比較結果に応じて現像バイアス電圧の直流成
分中心値を切り換える。すなわち、標準設定において
は、現像バイアス電圧の直流成分を第３図に示すＶ
_DC（２）とし、現像器５の温度が15℃以下になったとき
はＶ_DC（１）に切り換える。但し、Ｖ_DC（１）＜Ｖ
_DC（２）である。これにより、感光体１とスリーブ52の
電位差が大となり、現像効率が上昇しトナー像の濃度が
高くなる。

このような温度補償を行わない場合の複写特性の変化
について第４図のグラフを参照して説明する。同図にお
いて、第１象限は原稿濃度とコピー濃度との関係、第２
象限は感光体表面電位とコピー濃度との関係，第３象限
は露光光量と感光体表面電位との関係，第４象限は原稿
濃度と露光光量との関係をそれぞれ示している。

原稿濃度は特性曲線Ｐに基づいて露光光量に変換さ
れ、露光光量は特性曲線Ｑに基づいて感光体表面電位に
変換される。更に、感光体表面電位は、或る温度におい
ては、特性曲線Ｐ₁に基づいてコピー濃度に変換され
る。すなわち、原稿濃度とコピー濃度との関係は特性曲
線Ｓ₁に示すようなものとなる。

いま、現像器５の温度が低下したすると現像効率が低
下し、感光体表面電位とコピー濃度との関係は特性曲線
Ｐ₂に示すようになる。したがって、原稿濃度とコピー
濃度との関係も、特性曲線Ｓ₂に示すように変化しコピ
ー濃度が低下する。しかし、本実施例のように現像バイ
アス電圧の直流成分を切り換えることにより、同図の特
性曲線Ｐ₃,S₃に示すようにコピー濃度が回復する。な
お、低濃度部においては、元の状態よりコピー濃度が濃
くなるが、これはバイアス調整により補正することがで
きる。

また、逆に現像器５の温度が、たとえば、30℃以上に
なったときはＶ_DC（３）に切り換える。但し、Ｖ
_DC（２）＜Ｖ_DC（３）である。これにより、感光体５と
スリーブ52の電位差が小となり、現像効率が低下しトナ
ー像の濃度が低くなる。

なお、現像器５のスリーブ52の体積抵抗率（比抵抗
率）は、10³〜10¹²Ω・cm、望ましくは、10⁷〜10¹⁰Ω・
cmとすることができる。体積抵抗値が10³Ω・cmより小
さいとコピーの画質が二値的な濃淡となって中間調画像
の再現が困難となり、また、10¹²Ω・cmより大きいとス
リーブ52の製造が困難となる。

また、現像バイアスの直流成分のレベル，交流成分の
レベル，交流周波数としては、それぞれ、−40〜−500
V、1.5〜2kV、1.5〜2kHzの範囲とすることができる。

上述のように、本実施例によれば、現像器５の温度に
応じて現像バイアス電圧の直流成分を切り換えることに
より濃度補正を実現することができるが、更に、現像器
５の温度に応じた信号により露光用の光源3aを制御して
露光光量を変えることにより、完全なコピーを得ること
ができる。なお、露光光量のみを単独に変えるようにし
てもよい。

第５図は現像器５の温度に応じて露光光量を変えた場
合の複写特性の変化を示しており、たとえば、現像器５
の温度が低下すると、先に述べたように、複写特性は、
第５図にＳ₁で示す特性曲線からＳ₂で示す特性曲線に変
化し、コピー濃度が低下する。しかし、ここで、露光光
量を減少させることにより、原稿濃度と露光光量との関
係は、Ｐ₁で示す特性曲線からＰ₃で示す特性曲線に変化
し、感光体表面電位とコピー濃度との関係は、Ｒ₁で示
す特性曲線からＲ₃で示す特性曲線に変化する。その結
果、原稿濃度とコピー濃度との関係は、Ｓ₂で示す特性
曲線からＳ₃で示す特性曲線に変化し、コピー濃度が回
復する。

また、現像器５の温度に応じた信号により感光体１を
帯電させるための帯電器２を制御して帯電電位を変える
ようにしてもよい。

第６図はこの場合の複写特性の変化を示しており、た
とえば、現像器５の温度が低下すると、先に述べたよう
に、複写特性は、同図にＳ₁で示す特性曲線からＳ₂で示
す特性曲線に変化し、コピー濃度が低下する。しかし、
ここで、帯電電位を高めることにより、露光光量と感光
体表面電位との関係は、Ｑ₁で示す特性曲線からＱ₃で示
す特性曲線に変化する。したがって、感光体表面電位と
コピー濃度との関係は、Ｒ₁で示す特性曲線からＲ₃で示
す特性曲線に変化する。その結果、原稿濃度とコピー濃
度との関係は、Ｓ₂で示す特性曲線からＳ₃で示す特性曲
線に変化し、コピー濃度が回復する。

現像後の感光体１上のトナー像は、転写器７部分にお
いて、給紙ロール10により搬送されてきた用紙に転写さ
れ、搬送ベルト11により定着器（図示せず）に搬送され
トナー像が用紙上に定着され、最終的なコピーが得られ
る。

転写後の感光体１に残留したトナーはクリーナ８によ
り回収され、更に感光体１に残留した電荷は除電ランプ
９により除電され、次の露光工程に備える。

なお、上述の実施例においては、画像形成パラメータ
として、現像バイアス電圧，帯電電位或いは露光光量を
選んでいるが、これ以外のパラメータを選んでもよい。

〔考案の効果〕

以上に述べたように、本考案によれば、現像器の温度
に応じて現像バイアス電圧，帯電電位，露光光量等の画
像形成パラメータを制御している。これにより、温度変
化に起因する現像効率の変化が補償され、常に安定した
画質の画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の画質制御装置が適用された電子写真複
写機の概略断面及び制御ブロックを示す説明図、第２図
は同電子写真複写機において使用される現像器の要部概
略断面図、第３図は現像バイアス電圧の制御状態を示す
グラフ、第４図は直流バイアスを変えた場合の複写特性
の変化を示すグラフ、第５図は露光光量を変えた場合の
複写特性の変化を示すグラフ、第６図は帯電電位を変え
た場合の複写特性の変化を示すグラフである。 1:感光体、2:帯電器 3:露光装置、3a:光源 4:除電器、5:現像器 7:プリトランスファーランプ 7:転写器、8:クリーナ 9:除電ランプ、10:給紙ロール 11:搬送ベルト、12:プラテンガラス 13:プラテンカバー、21:現像バイアス電源 21a:交流電源、21b:直流電源 22:温度センサ、23:温度検出回路 24:制御回路、51:マグネットロール 52:スリーブ、53:摩擦帯電用ブレード D:原稿、T:トナー

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】回転するマグネットロールの外周に高抵抗
樹脂からなる固定のスリーブを設け前記マグネットロー
ルに引かれて移動するトナーに摩擦帯電用ブレードを接
触させてトナーを帯電させると共に前記スリーブに現像
バイアス電圧を印加する現像器により感光体上の潜像を
現像する電子写真装置において、前記現像器に近接して配置された温度センサにより前記
現像器の温度を検出し、前記現像器のスリーブの温度変
化による体積抵抗値の変化に起因する現像効率の変動を
補正するように、前記検出温度に応じて画像形成パラメ
ータを変える制御回路を設けたことを特徴とする電子写
真装置における画質制御装置。
【請求項２】前記スリーブに直流電圧と交流電圧とを重
畳した現像バイアス電圧を印加するバイアス電源を設け
ると共に、前記直流電圧を前記画像形成パラメータとし
て変えることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置
における画質制御装置。
【請求項３】前記画像形成パラメータは、前記感光体の
帯電電位或いは前記感光体に対する露光光量であること
を特徴とする請求項１記載の電子写真装置における画質
制御装置。
【請求項４】前記スリーブの体積抵抗率は、10³〜10¹²
Ω・cmであることを特徴とする請求項１記載の電子写真
装置における画質制御装置。