JP2646223B2 - トナー濃度調整方法 - Google Patents

トナー濃度調整方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、感光体上に形成された静電潜像をトナーを
用いて現像してトナー像を形成し、このトナー像を転写
材に転写して記録画像又は複写画像を得る、電子写真式
の画像形成装置のトナー濃度調整方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来電子写真式の画像形成装置においては、その画像
の画質特に画像の濃度を一定に維持するために、まず標
準票板を用いて標準光量を感光体の一部に露光し、これ
を現像して得たトナー像のトナー付着量をフォトカプラ
などの濃度検出手段により検出し、この検出信号に基づ
いてトナー補給量を制御し或いは現像バイアスを制御す
る方法が行われている。
第2図は、従来の回転ドラム状の感光体を用いた画像
形成装置を示す構成図で、第3図は上記装置の感光体上
のトナー濃度検知の状態を示す斜視図である。
1は画像形成装置のフレームに設けられ表面にOPCな
どの感光層を有する回転ドラム状の感光体で、感光体1
の周囲には、帯電器2、現像装置5、転写器6、分離器
7、分離爪7a、濃度検出手段であるフォトカプラ8、ク
リーニング装置9等が装置のフレームに適宜配設されて
いる。
3は反射鏡3a,3b,3c、レンズ3c及びランプLなどから
なる像露光装置、10は透明なガラス板などからなる原稿
台、4は原稿台10の前端部又は後端部に設けられた標準
票板、Dは原稿、11は原稿押えカバーで、像露光装置3
は定位置にある標準票板4及び原稿台10上の原稿Dの像
を、露光操作毎に帯電器2によって一様帯電された感光
体1上に露光し潜像を形成する。
第3図において、1aは感光体1の転写画像領域、1bは
感光体1の転写画像領域1a外の前端部又は後端部である
非転写画像領域、14は非転写画像領域1bに標準票板4の
像が露光・現像されて形成された標準トナー像である。
51は現像装置5のトナー補給容器で、この容器51内に
設けられた揺動杆52が作動することによってトナーは上
記トナー補給容器51から現像装置5の現像剤容器に補給
される。
12は給紙カセットで、この給紙カセット12に収納され
た転写紙は、複写毎に一枚ずつ感光体1の転写画像領域
1aの移動に同期して転写部に給送され、感光体1上のト
ナー像は転写器6によって該転写紙上に転写される。分
離器7,分離爪7aによって感光体1から剥離された上記転
写紙は定着装置(図示省略)によって定着される。13は
上記転写紙の搬送路を示す。
発行ダイオードなどの発光素子8aとフォトトランジス
タなどの受光素子8bからなるフォトカプラ8は、一般に
は分離爪7aとクリーニング装置9の間に設けられてお
り、発光素子8aから感光体1に向けて光線を照射する
と、その光線は感光体1で反射して受光素子8bで受光さ
れる。従って、感光体1上に形成された標準票板4のト
ナー像である標準トナー像14は、発光素子8aが発する光
線を受けて反射し受光素子8bに受光されて、その濃度検
出がなされる。この濃度検出信号に基づいてトナー補給
容器51の揺動杆52が制御部の制御によって作動してトナ
ー補給がなされ、現像装置5内における現像剤のトナー
濃度が一定に維持される。
この際使用される標準票板4は、従来例えばカーボン
ブラックに白色顔料を添加して作られる黒色塗料を、白
色紙などの支持体の上に所定の厚さに印刷したものを一
定の大きさに切断して使用されていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の画像形成装置に使用する標準票板4は、前記の
ようにカーボンブラックが主成分である塗料からなるた
めハロゲンランプ等による照明光の熱線を吸収し易いの
で、連続作動させていると標準票板4の温度が著しく上
昇する。その結果標準票板4が変形し、あるいは塗料の
バインダー樹脂が分解し、塗料が剥離したり反射率が変
化して、反射光量を変化させる。このため標準トナー像
14のトナー付着量が変化し現像剤のトナー濃度を所定の
レベルとは異なったレベルに導き画像濃度が適正値から
変位するという問題点があった。また、上記標準票板4
の熱放散を良くするためには、標準票板4を金属板に貼
着し、これを熱伝導の悪いプラスチックなどの取り付け
座から浮かして取り付けなければならないので、組み立
て作業が繁雑でコストの上昇を招くという問題点があっ
た。
標準票板4は原稿台10の前端部又は後端部に設けられ
るので、像露光装置3によって照射されて帯電器2によ
って一様帯電された感光体1上に露光して標準票板4の
潜像を形成する。本発明者らの検討によれば、例えばカ
ーボンブラック等を用いた黒色塗料を塗布した標準票板
4は像露光装置3によって照射されても、その反射率は
極めて低く、帯電器2によって一様帯電した感光体1上
の電位は標準票板部分については殆ど変らないことが認
められた。
このことから、一様帯電した感光体上の露光しない箇
所をもって標準票板の潜像部分として用いることも可能
であるが、標準票板は原稿台の先端部又は後端部に設け
られ、当該箇所は余裕をもって点灯し、安定した状態で
照射する像露光装置の照射範囲内にあるので未露光箇所
とすることは不可能である。
本発明は熱線を吸収しやすい黒色塗料に代えて、熱線
を吸収しにくい標準票板であって、かつ標準票板部分の
反射光によっては感光体電位が殆ど変化しないで一定に
保持され、長時間連続作動させても現像剤のトナー濃度
を一定に維持し、その結果画像濃度を常に適正値に維持
することのできるトナー濃度調整方法を提供ことを目的
とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、電子写真式の画像形成装置の原稿台に設
置された標準票板の像を、光学系を介して感光体上に投
影して形成される静電潜像を現像してトナー像を形成
し、該トナー像の光学濃度を計測して現像剤のトナー濃
度を制御するトナー濃度調整方法において、前記標準票
板の分光反射領域を前記感光体の有する実効的な分光吸
収領域以外に設け、 感光体の最大吸収波長を とし、標準票板の分光反射率の長波長側の立ち上がり部
の反射率が50%を示す点の波長を▲λT 50▼とすると
き、 の関係にあることを特徴とするトナー濃度調整方法によ
って達成される。
即ち本発明は、標準票板の分光反射領域を感光体の有
する実効的な分光吸収領域外に設けたもので、このこと
により感光体は感光しないで、一様帯電された感光体の
電位はそのまま標準票板部分の潜像電位となって持続
し、現像剤のトナー濃度が一定に維持された状態にあっ
ては、標準票板部分にはトナーが全面に付着した標準ト
ナー像となる。そして現像剤のトナー濃度が低下して来
るとこの標準票板部分へのトナーの付着量は減少して来
る。
本発明はかかる標準票板へのトナーの付着量を検出す
ることによってトナー濃度調整を行うトナー濃度調整方
法である。
〔実施例〕
一般に画像形成装置の感光体の感光層としては酸化亜
鉛系、セレン系、アモルファスシリコン系、硫化カドミ
ュウム系、OPC系などの感光材料が用いられるが、OPC系
の分光感度曲線はシャープな立ち上がり、立ち下がりを
示し、ブロードな分光感度曲線をもった感光体と較べ、
本発明を適用するのに好ましいものである。
感光体の感光層(以下感光体という)の分光吸収領域
はその分光感度領域と一致し、分光吸収領域を知ること
によって分光感度領域を推定することができる。
前記標準票板は反射率の低い適度の黒色度を有するこ
とが必要である。しかし、前述のように例えばカーボン
ブラックを主成分とする塗料からなる標準票板は、像露
光装置の光源の発する熱線を吸収して温度が上昇し、変
形したり分離するなどの問題点があった。
標準票板は像露光装置によって原稿と共に走査され、
感光体上にその像が露光されるので、標準票板用の塗料
としては上記感光体の分光感度領域即ち分光吸収領域に
おいては反射率が低く、感光体の分光吸収領域以外では
反射率が高く熱線を吸収しないものが適している。
本発明はこの点を考慮してなされたものであって、感
光体の最大吸収波長を とし、標準票板の分光反射率の長波長側の立ち上がり部
の反射率が50%を示す点の波長を▲λT 50▼とすると
き、 であることが必要である。
第1図は本発明の一例を説明するための図である。図
において、横軸には光の波長(nm)をとり、縦軸には吸
光度(log10I0/I;但しI0は入射光量,Iは透過光量)又は
反射率(%)をとってあり、Aは臭素化アンスアンスロ
ンからなる感光層を有する感光体の吸光度カーブを、B
は臭素アンスアンスロンを主成分とした塗料からなる標
準票板の分光反射率カーブを、Cは参考として従来のカ
ーボンブラックを主成分とした黒色塗料の分光反射率カ
ーブを示している。図中Bに示す分光反射率は、Aの特
性をもった感光体の分光吸収領域において反射率が低く
適度の黒色度を示し、感光体の分光吸収領域外の特に赤
外側において反射率が高く、熱線をよく反射することを
示している。
標準票板用の塗料に使用される着色材料としては
(1)式の条件を満足する有機又は無機の顔料が選ばれ
る。有機染料は使用可能であるが、耐光性、耐オゾン性
に乏しく退色し易い欠点を有しているため顔料を使用す
る方が好ましい。
標準票板を作成するには、上記顔料をバインダー樹脂
溶液に加えて分散させた分散液を、支持体(プラスチッ
クフィルム、紙、金属板等)に塗布して乾燥させる。上
記分散液には必要に応じて界面活性剤、反射率調整用の
他の顔料(例えばTiO2,ZnO等)を加えてもよい。顔料と
バインダー樹脂の配合比は重量比で100/1〜1/100、好ま
しくは50/1〜1/50である。また、塗布・乾燥後の厚みは
0.1μm〜1000μm、好ましくは1μm〜500μmであ
る。
顔料としては硫化水銀、酸化鉛、硫化鉛等の無機顔料
の外、つぎの代表例で示めされるような有機顔料を用い
ることができる。
(1) モノアゾ顔料、ポリアゾ顔料、金属錯塩アゾ顔
料、ピラゾロンアゾ顔料、スチルベンアゾ及びチアゾー
ルアゾ顔料等のアゾ系顔料。
(2) ペリレン酸無水物及びペリレン酸イミド等のペ
リレン系顔料。
(3) アントラキノン誘導体、アントアントロン誘導
体、ジベンズピレンキノン誘導体、ピラントロン誘導
体、ビオラントロン誘導体及びイソビオラントロン誘導
体等のアントラキノン系又は多環キノン系顔料。
(4) インジゴ誘導体及びチオインジゴ誘導体等のイ
ンジゴイド系顔料。
(5) 金属フタロシアニン及び無金属フタロシアニン
等のフタロシアニン系顔料。
(6) ジフェニルメタン系顔料、トリフェニルメタン
顔料、キサンテン顔料及びアクリジン顔料等のカルボニ
ウム系顔料。
(7) アジン顔料、オキサジン顔料及びチアジン顔料
等のキノンイミン系顔料。
(8) シアニン顔料及びアゾメチン顔料等のメチン系
顔料。
(9) キノリン系顔料。
(10) ニトロ系顔料。
(11) ニトロソ系顔料。
(12) ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料。
(13) ナフタルイミド系顔料。
(14) ビスベンズイミダゾール誘導体等のペリノン系
顔料。
また、バインダ用樹脂としては、例えばポリスチレ
ン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、メ
タクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ア
ルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコン樹脂、
メラミン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、ウレタン樹脂、
エポキシ樹脂等を使用することができる。
(実施例1) 感光体; 構造式Aで示される多環キノン顔料をキャリア発生物
質として用い、構造式Bで示されるスチル化合物をキャ
リア輸送物質として用いた負帯電型2層構造OPC。
標準票板; 構造式Aで示される多環キノン顔料10gとポリエステ
ル樹脂2gを1,2−ジクロルエタン100ml中でサンドミル分
散を行い、得られた分散液をアート紙上に、乾燥後膜厚
が20μmになるように塗布した。乾燥後これを各辺20mm
の角型に切断し、プラスチックからなる原稿台周縁の支
持体裏面に貼着した。
(実施例2) 感光体; 実施例1と同じ。
標準票板; 多環キノン顔料に代えて、構造式Cで示されるモノア
ゾ顔料を実施例1と同様に作成した。
上記実施例を比較試験するため、下記の比較例を用意
した。
(比較例1) 黒色のカーボンブラックを主成分とする塗料を用いて
標準票板を作成し、他は実施例1と同じ。
(比較例2) 構造式Dで示されるジスアゾ顔料を用いて標準票板を
作成し、他は実施例1と同じ。
上記実施例及び比較例を第2図に示した画像形成装置
に装着して比較試験を行った。その結果を下表に示す。
以上のように の場合には画像形成装置を長時間作動させると標準票板
の変形をおこし、潜像の状態が変化してトナー濃度制御
が正しく行われずトナー濃度が一定に維持されなかっ
た。
〔発明の効果〕
本発明によれば以上説明したように、感光体の標準票
板の分光反射領域を前記感光体の有する実効的な分光吸
収領域以外に設けるようにしたので、標準票板は熱線を
吸収しないので、変形や退色を起こさない。しかも感光
体の分光感度領域においては十分な黒色度を有するの
で、画像形成装置を長時間作動させても現像剤のトナー
濃度を一定に維持することができる。従って、本発明の
トナー濃度調整方法によるときは常に画像濃度を適正に
維持し良好な画質を長期間に亙って維持する画像形成装
置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一例を説明するための図、 第2図は従来の回転ドラム状の感光体を用いた画像形成
装置を示す構成図、 第3図は上記装置の感光体上のトナー濃度検知の状態を
示す斜視図である。 1……感光体、2……帯電器、3……像露光装置 4……標準票板、5……現像装置、6……転写器 7……分離器、8……フォトカプラ 9……クリーニング装置、10……原稿台 11……プラテンカバー、12……給紙カセット 13……定着器、14……標準トナー像 51……トナー補給容器、52……揺動杆 D……原稿

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子写真式の画像形成装置の原稿台に設置
    された標準票板の像を、光学系を介して感光体上に投影
    して形成される静電潜像を現像してトナー像を形成し、
    該トナー像の光学濃度を計測して現像剤のトナー濃度を
    制御するトナー濃度調整方法において、 前記標準票板の分光反射領域を、前記感光体の有する実
    効的な分光吸収領域以外に設け、 感光体の最大吸収波長を とし、標準票板の分光反射率の長波長側の立ち上がり部
    の反射率が50%を示す点の波長を▲λT 50▼とすると
    き、 の関係にあることを特徴とするトナー濃度調整方法。
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