JPH01137274A - 画像濃度制御装置 - 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】 （技術分野） 本発明は画像濃度制御装置に係り、特に、静電潜像担持
体上に形成される静電潜像の現像濃度を検知して基準値
と比較し、その結果に基づいて各種作像条件を制御する
ようにした画像濃度制御装置に関する。

（従来技術〉 電子写真複写機等の各種画像形成装置においては、あら
かじめ均一に帯電された感光体等からなる静電潜像担持
体の表面上に画像の光像を露光して静電潜像を形成して
おき、この静電潜像をトナーにより現像し、現像により
得られたトナー可視像を記録紙上に転写して所定の画像
形成を行なうようにしている。

このとき、最終的に得られる画像の濃度は、現像装置内
におけるトナー濃度等の各種作像条件により決定される
。したがって一般に、トナー可視像の光反射率等から画
像濃度を検出するとともに、この検知された画ａｍ度を
基準値と比較し、その結果に基づいて作像条件例えば現
像装置内におけるトナー濃度等の現像剤自体の現像能力
を制御することにより画像濃度を一定に維持するように
している。制御すべき作像条件は、現像剤自体の現像能
力として上記トナー濃度のほかに、トナー帯Ｉ！、現像
バイアス量、現像剤特性、現像ギャップ量、現像速度（
現像時間）等があり、現像剤自体の現像能力以外のもの
としては、感光体の帯電量、感光体特性、露光量、検知
特性などが挙げられる。

一方、画像濃度検知装置の一つとして、均一に帯電され
た感光体上に定められた反射率を持つ基準パターンの反
射像を投影し、その部分を現像して得られたトナー像の
濃淡を検知してこれを基準濃度と比較するものが知られ
ている。これは、現像剤の劣化および環境の変化等によ
る現像剤自体が有する現像能力の変化、感光体およびチ
ャージャー等の劣化または電圧変化等による帯電電位の
変化、照明ランプおよび露光光学系の汚れ等による露光
量の変化などに起因する画像濃度の変化を検知し、例え
ば現像剤中のトナー濃度を一定に制御するものであり、
現像画像の濃度を一定に保つものとして非常に有効であ
る。

しかしながら、基準パターン部に相当する感光体位置の
部分的な帯電むらまたは光量むら等が生じた場合には、
現像剤中のトナー濃度などの作像条件を過補正してしま
うことがある。例えば、チャージャ゛−の部分的な汚れ
で基準パターン部に相当する位置の帯電電位が他の部分
よりも低くなった場合には、画像濃度が低く検知される
こととなり、これに基づいて例えばトナー補給を行なう
とトナー濃度が通常の場合より高くなってしまう。

これが極端になると、高すぎるトナー濃度のために機器
内が汚染されるなどの新たな不具合も発生されてしまう
。

これを解消するため、本願発明者らは、特願昭５６−１
５９６３７号等において現像特性のみを測定および制御
対象とした画像濃度制御装置をすでに提案している。こ
れは、感光体上に飽和電位であるＯＶ付近の帯電部分を
設けるとともに、この部分をあらかじめ定められた通常
作像時とは逆のバイアス電位のもとで現像し、得られた
トナー像の濃淡を検知してこれを基準値と比較するもの
である。この装置によれば、感光体表面電位が最も安定
している飽和電位付近を利用して感光体上にトナーを付
着させるので、現像剤自体の現像能力以外の作像条件す
なわち帯電特性や露光特性等の変化による画像濃度変化
を除外して考えることができ、迅速かつ的確な画像濃度
制御を行なうことができる。

しかしながら、このような画像濃度制御装置においては
、濃度検知モードにおいて現像バイアス電位を通常作像
時と逆の電位側に切替えねばならず、不安定化をまぬが
れ得ないとともに、電源回路が複雑化してしまうという
問題がある。

また、特開昭４８−２９４８８号等に記載されているよ
うに、感光体の一部に電極を巻き付けるように配置し、
その電極配置部′分を一定電位に保持するようにしたも
のがあるが、電極自体ならびにその装着構造が複雑化し
てしまうという問題がある。

（目　　的） そこで本発明は、現像剤自体の現像能力を簡易な構成で
しかも的確に検知することができるようにした画像濃度
制御装置を提供することを目的とする。

（構　　成） 上記目的を達成するため、本発明は、導電層の上に光導
電層あるいは誘電層を被着してなる静電潜像担持体の上
記光導電層あるいは誘電層に静電潜像を形成し、この静
電潜像の現像濃度を検知して基準値と比較し、その結果
に基づいて各種作像条件を制御するようにした画像濃度
制御装置において、静電潜像担持体の帯電時に上記静電
潜像担持体の導電層を接地する電源と、静電潜像担持体
の非帯電時に上記静電潜像担持体の導電層に一定電位を
印加する電源と、これらの両電源を所定のタイミングで
切り替える電源切替スイッチとを備えてなる構成を有し
ている。

このような構成からなる制御装置においては、静電潜像
担持体の帯電時すなわち作像時に静Ｎ潜像担持体の光導
電層あるいは誘電層が接地され、静電潜像担持体に所定
の電荷が帯電されて静電潜像の形成が行なわれるととも
に、現像濃度の検知時における静電潜像担持体の非帯電
時に上記静電潜像担持体の光導電層あるいは誘電層に一
定電位が印加され、この印加された一定電位に基づくト
ナー吸着力によって静電潜像担持体の表面上にトナーが
付着されて基準パター像が形成され、画像濃度が検知さ
れるようになっている。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図には、本発明を適用した電子写真複写機が示され
ている。本図に示されるように、静電潜像担持体として
の感光体ドラム１の周囲には、その反時計回りの回転方
向に沿って、帯電チャージャー２、露光光学系３、イレ
ースランプ４、現像装置５、トナー付着量検出のための
発光素子６および受光素子７、転写チャージャー８、定
着装置９、除電チャージャー１０．除電ランプ１１、ク
リーニング装＠１２等が配置されている。感光体ドラム
１の表面がまず帯電チャージャー２によって所定極性に
一様に帯電されると、そこに露光光学系３を通して複写
すべき原稿の光像が照射・露光され、感光体ドラム１上
の帯電電荷が選択的に消去され、そこに原稿像に対応し
た静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置！
ｉ５から供給されるトナーにより現像されて可視化され
る。なお、上記感光体ドラム１は、導電層の上に光導電
層あるいは誘電層を被着してなるものである。　−現像
装置５は、トナーと磁性キャリアとからなる２成分系現
像剤１３を収容する現像タンク１４を含み、羽根車１５
による撹拌および汲上げローラー１６による汲上げの過
程で、トナーがキャリアとの摩擦により静電潜像と逆の
極性に帯電される。両者が上記汲上げローラー１６から
現像ローラー１７側に移しとられた後、感光体ドラム１
に近接する現像領域に搬送され、トナーのみが静電潜像
に側に吸着されて現像が行なわれる。現像後、上記現像
ローラー１７上に残留する現像剤は、スクレーパ１８に
よって現像ローラー１７から掻きとられる。

現像によって得られたトナー可視像は、通常の複写サイ
クルにおいては、給紙カセット１９から給紙ローラー２
０、搬送ローラー２１．２２によって送られてきた記録
紙２３に重ねられ、転写チャージャー８によりトナーの
帯電極性とは逆の極性の帯電を受けることによって上記
記録紙２３側に転写される。転写後、感光体ドラム１の
表面から分離された記録紙２３は、定着装置９に入って
転写トナー像の定着作用を受け、トレイ２４内に排出さ
れる。一方、転写後の感光体ドラム１は、除電チャージ
ｔ−１０および除電ランプ１１によって残留電荷の除去
作用を受けた後、クリーニング装置１２によって残留ト
ナーの除去作用を受けるようになっている。

上記発光素子６は発光ダイオード等から形成されている
とともに、受光素子７はフォトダイオード等から形成さ
れている。発光素子６から出射されて感光体ドラム１の
表面上で反射される光の光層は、トナー付着量に対応し
て変化され、これにともなって受光素子７からの出力が
変動されるようになっている。受光素子７からの出力信
号は、濃度検出回路２６に印加されており、ここで基準
付着量を示す基準電圧と比較されて感光体ドラム１上の
トナー付着量の大小が検出される。この検出結果を示す
信号は、トナー補給制御回路２７に出力されている。ト
ナー補給制御回路２７は、トナー付着量が基準付着量よ
り低い場合にその低下分に対応した大きさのトナー補給
信号を、上記現像装置５に付設されたトナー補給装置２
８に出力する機能を備えている。トナー補給装置２８に
は、上記トナー補給制御回路２７からの指示信号に応じ
た量のトナーを現像タンク１４内に補給するトナー補給
ローラーが備えられている。

また、上記濃度検出回路２６には、タイミング発生回路
２９から発せられるスイッチ信号が印加されており、こ
のスイッチ信号を受けることにより回路動作がオン状態
になされるようになっている。さらに上記タイミング発
生回路２９から発せられるスイッチ信号は、前記現像ロ
ーラー１７に現像バイアス電圧を印加する電源回路３１
に付設された切替スイッチ３２に発せられている。この
切替スイッチ３２は、Ｎ源回路３１に設けられた２つの
電１３１８．３１ｂを交互に切替えるものである。そし
て、上記−刃側の電源３１ａは通常作像時用のものであ
って＋３００Ｖの出力が備えられているとともに、他方
側の電１Ｎ３１ｂは濃度検出時用のものであって＋５０
０Ｖの出力が備えられている。

さらにまた、上記タイミング発生回路２９からのスイッ
チ信号は、前記感光体ドラム１の内側層を構成する導電
層に所定の電圧を印加する電源回路３３の切替スイッチ
３４に発せられている。この切替スイッチ３４は、電源
回路３３に設けられた接地部３３ａと電源３３ｂとを交
互に切替えるものである。上記接地部３３ａは、通常作
像時および濃度検出時用のものであるとともに、電源３
３ｂは、濃度検出時用のものであって＋８００Ｖの出力
が備えられている。

このような装置による画像濃度制御は、第２図に示すよ
うに行なわれる。すなわち、まず、ステップ１において
後述する第２検知モードのタイミングか否かが判断され
る。そのタイミングでない場合には、ステップ２におい
て通常のトナー制御モードが実行され、トナーが不足し
ている時にはそれに応じてトナー補給が行なわれる。こ
の通常トナー制御モードは、後述する第１検知モードと
同様のものである。

第２検知モードのタイミングである場合には、ステップ
３において第２検知モードがｙｎ始される。

この第２検知モードは、メインスイッチのオン時もしく
はオフ時または例えばコピー１０００枚ごと等の一定間
隔にて行なわれる。その具体的な実行タイミングは、感
光体特性等の現像能力以外の特性変動にしたがって選定
される。

該第２検知モードでは、まず、タイミング発生回路２つ
から発せられるスイッチ信号により濃度検出回路２６が
オン状態になされるとともに、ステップ４において感光
体ドラム１側に所定の電圧を印加するＮ源回路３３の切
替スイッチ３４が接地部３３ａ側に維持される。そして
、ステップ５においてイレースランプ４による感光体表
面上の全面イレーズが行なわれ、これにより感光体ドラ
ム１の表面が飽和電位であるＯ■の状態にほぼなされる
。ついで、ステップ６において現像ローラー１７に現像
バイアス電圧を印加する電源回路３１の切替スイッチ３
２が電源３１　ａ　（＋３００Ｖ）から電源３１　ｂ（
＋５００Ｖ）側に切替えられる。この状態で、ステップ
７において発光素子６および受光素子７による検知動作
が行なわれる。

この場合は、トナーの付着が行なわれないので受光素子
７からの地肌部の出力■ＳＧ□は最大（例えば＋４Ｖ）
となる。

つぎに、ステップ８において感光体ドラム１側に所定の
電圧を印加する電源回路３３の切替スイッチ３４が上記
接地部３３ａ側から電源３３ｂ（＋８００Ｖ）側に切替
えられる。これにより感光体ドラム１の表面電位は、帯
電特性や露光特性等の経時変化にかかわらず＋５ｏｏｖ
に維持されることとなる。この状態で現像装置５からト
ナーの供給動作が行なわれ、感光体ドラム１の表面上に
トナー付着が行なわれる。この場合、トナー付着幅が約
２０〜３０ｍ幅となるように上記電圧の印加時間が設定
されている。なお、このときの現像バイアス電圧は、引
続き＋５００Ｖに維持されている。そして、ステップ９
において発光素子６および受光素子７による検知動作が
行なわれ、受光素子７から黒部の出力■８，２が得られ
る。さらに、ステップ１０において上記ｖｓＧ２とＶＳ
ｅ２との比率が演算され記憶される。

つぎのステップ１１において、感光体ドラム１側に所定
の電圧を印加するＮ８Ｉ回路３３の切替スイッチ３４が
！？［１３３ｂ　（＋８００Ｖ）側から接地部３３ａ側
に切替えられ、ステップ１２において第１検知モードが
開始される。この第１検知モードでは、ステップ１３に
おいて感光体ドラム１の画像形成領域外に基準パターン
の静電潜像が形成され、これが現像装置５により現像さ
れてそのトナー付着量が検知される。基準パターン部の
電位は帯電チャージャによって約＋８００■に帯電され
ているとともに、この基準パターンを現像する際の現像
バイアスは＋５００Ｖに設定されている。したがって、
基準パターンへのトナー付着量は、上記両型圧の差であ
る＋３００Ｖ　（８００−５００）によって決まること
となる。これにより得られた地肌部の出力Ｖ　　と黒部
の出力ｖ８，１Ｇ１ との比率が演算され、これがステップ１４において記憶
される。

このような第２検知モードと第１検知モードとは連続的
に行なわれるため、その間トナー消費はほとんど行なわ
れない。

さらにステップ１５では、第２検知モードで得られた結
果としてのＶ８６２と■８，２との比率と、第１検知モ
ードで得られた結果としてのＶＳＧｌとｖ８，１との比
率との比較が行なわれる。第２検知モードで得られた結
果が第１検知モードで得られた結果よりも小さい場合は
、第１検知モード時の感光体電位が５ｏｏｖより低下さ
れていることを示し、ステップ１６において現像バイア
ス電圧が３０Ｖだけ下げられる。一方、第２検知モード
で得られた結果が第１検知モードで得られた結果よりも
丸さい場合は、第１検知モード時の感光体電位が８００
■を越えていることを示し、ステップ１７において現像
バイアス電圧が３０Ｖだけ上げられる。上記両検知モー
ドに差があるということから、帯電特性や露光特性等に
経時変化が生じていると判断されることとなり、これを
補正するために現像バイアスすなわち現像能力を少しづ
つ変化させるようになすものである。このようにすれば
、感光体電位が本来の狙いであるａｏｏｖからずれてき
ても基準パターンの現像電界を常時一定（本例では３０
０Ｖ）に維持することができ、相対的に現像能力を一定
に保ち、画像濃度の変動を最小限にとどめることができ
るものである。なゝお、現像バイアスの変動分である±
３０Ｖは、８００Ｖに対して急激な変化を与えないよう
に選定される値である。

そしてこの後、ステップ２の通常トナー制御モード（第
１検知モードと同様）がさらに実行されてトナー補給が
行なわれ、コピー画像形成工程が繰返される。

なお、本発明における第２検知モードは、感光体そのも
のにバイアスを印加して現像能力を検知するものである
ため、帯電、露光、転写等のような通常の作像プロセス
中は行なうことができないものである。したがって、現
像能力を検知する分だけ通常のコピーサイクルより時間
をとることとなる。これを解消するため、上述した補正
モードは、機械のスイッチオンまたはオフ時、あるいは
一定コピー間隔（例えば２０００枚ごと）に行なえばよ
い。

また、上記実施例中の第２検知モードでは、現像能力を
変動させる一例として現像バイアスを変動させることと
しているが、トナー濃度、トナー帯電量、感光体帯電電
位、現像ローラーの回転速度、現像ギャップ等を変動さ
せることもできる。

さらに通常トナー制御モードでは、検知された画像濃度
にしたがってトナー補給を行なうようにしているが、現
像バイアス、トナー帯電量、感光体帯電電位、現像ロー
ラーの回転速度、現像ギャップ等の現像能力を変動させ
るほかに、現像能力以外の露光量等を制御するように構
成することも可能である。

（効　　果） 以上述べたように、本発明による画像濃度制御装置は、
静電潜像担持体の導電層を接地したり、一定電位を印加
したりする電源回路および電源切替スイッチを備えてな
るから、帯電特性や露光特性等の感光体側の経時的ある
いは環境的な変化にかかわらず、現像能力のみを正確に
判断することができるとともに、検知動作を行なう切替
電源の極性を同極性になすことができ、また特別な電極
を設置する必要もないため、電源回路を簡易化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像濃度制御装置を
示した概略図、第２図はその制−手順を示したフロー図
である。 １・・・感光体ドラム、２・・・帯電チャージャー、３
・・・露光光学系、４・・・イレースランプ、５・・・
現像装置、６・・・発光素子、７・・・受光素子、２８
・・・トナー補給装置、３３・・・電源回路、３３ａ・
・・接地部、３３ｂ・・・電源、３４・・・切替スイッ
チ。 手続補正書（自発） 工　事件の表示 昭和６２年特許願第２９６９８０号 ２　発明の名称 画像濃度制御装置 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　　称　（６７４）株式会社リコー ４　代理人 住　　所　東京都世田谷区経堂４丁目５番４号１）明細
書第１７真中の第１４行と第１５行との間に以下の文を
挿入する。 「感光体帯電電位を変動させる場合について述べておく
。この場合には、まず感光体ドラム１の表面上にほぼ０
Ｖ（１００Ｖ以下）の残留電位領域と初期帯電電位領域
とが形成され、例えば２００〜４００Ｖの現像バイアス
の下で現像動作が実行される。この現像動作においては
、上記残留電位領域に対するトナー付着はほとんど行な
われないとともに、初期帯電電位領域に対しては現像ポ
テンシャルに対応したトナー付着が行なわれる。そして
光学検知動作の後、留電位領域および初期帯電電位領域
に対するトナー付着データＡおよびＢの格納が行なわれ
る。ついで感光体ドラム１側に所定の電圧を印加する電
源回路３３の切替スイッチ３４が接地部３３ａ側から電
ａ３３ｂ側に切り替えられ、これにより感光体ドラム１
に対して一定のバイアスが印加される。この状態で現像
装置５からトナーの供給動作が行なわれ、感光体ドラム
１の表面上にトナー付着が行なわれる。ここで再び光学
検知動作が実行され、上記一定電位の感光体ドラム１の
表面に対するトナー付着量データＣが格納される。そし
て上記感光体ドラム１に対するバイアス電圧の印加がオ
フされた後、帯電チャージャー出力制御動作が実行され
る。 帯電チャージャー出力制御動作においては、前記フロー
においてすでに格納されている各データのうちまずデー
タＡおよびデータＢが読み出され、それらの比率Ｂ／Ａ
が演算される。そしてその演算結果がデータＢとして再
格納される。これにつづいてデータＡおよびデータＣが
読み出され、それらの比率Ｃ／Ａが演算される。そして
その演算結果データＣに対して上記データＢが読み出さ
れ両者の差Ｃ−８が演算される。これにより得られた比
較演算値Ｃは、現像剤自体の現像能力以外の作像条件す
なわち帯電特性や露光特性等の変化を示すものであり、
その分だけ帯電チャージャー２の出力が調整される。帯
電チャージャー２の出力調整手段としては、グリッドあ
るいはケーシングに対する印加電圧の電圧調整やワイヤ
ー電流調整などいずれの手段をも採用することが可能で
ある。 帯電出力調整動作は、例えば±２０〜５０Ｖごとに３〜
５段階にわたって行なわれる。この場合グリッドあるい
はケーシングに対する印加電圧の電圧調整を行なうこと
とすれば、コロナ放電電圧または電流が変化されないの
で、コロナ放電によって発生される０２　（オゾン）の
量および過電圧によるリーク放電を防止することができ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　導電層の上に光導電層あるいは誘電層を被着してなる
   静電潜像担持体の上記光導電層あるいは誘電層に静電潜
   像を形成し、この静電潜像の現像濃度を検知して基準値
   と比較し、その結果に基づいて各種作像条件を制御する
   ようにした画像濃度制御装置において、上記静電潜像担
   持体の帯電時に該静電潜像担持体の導電層を接地する電
   源と、静電潜像担持体の非帯電時に該静電潜像担持体の
   導電層に一定電位を印加する電源と、これらの両電源を
   所定のタイミングで切り替える電源切替スイッチとを備
   えることを特徴とする画像濃度制御装置。