JPH02262682A - 複写機等における画像濃度制御方法 - Google Patents

複写機等における画像濃度制御方法

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JPH02262682A
JPH02262682A JP8440089A JP8440089A JPH02262682A JP H02262682 A JPH02262682 A JP H02262682A JP 8440089 A JP8440089 A JP 8440089A JP 8440089 A JP8440089 A JP 8440089A JP H02262682 A JPH02262682 A JP H02262682A
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JP
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JP8440089A
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Masao Masumura
増村 正男
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は、複写機等における画像濃度制御方法に関する
従来の技術 一般に、電子写真方式をとる複写機やプリンタ等にあっ
て、トナーとキャリアとからなる2成分系現像剤を用い
る場合、画像濃度が一定なる高コピー品質を得るため、
トナー補給を制御して画像濃度を一定化させるようにし
ている。
このため、例えば感光体上における現像後の基準濃度パ
ターンの画像濃度を光学的センサにより光学的に検出し
、検出結果を現像装置のトナー補給部にフィードバック
させて画像濃度が一定となるようにトナー補給を制御す
るPセンサ(パターンセンサ)方式がある。これによれ
ば、画像濃度の直接的な検出であり、かつ、検出回路等
が簡単で済む。
一方、現像装置内において、現像剤濃度=トナー濃度な
る2成分系現像剤の混合比を、いわゆるFセンサを用い
て、現像剤の透磁率又は誘電率の変化あるいは流動度の
変化として検出し、トナー濃度が適正なる基準値以下と
なったら、トナー補給させるようにしたFセンサ方式も
ある。
さらに、例えば特開昭57−136667号公報に示さ
れるように、基本的にはFセンサ方式によりトナー濃度
を検知しトナー補給を制御するが、現像後の画像濃度を
Pセンサにより検知し画像濃度に応じてFセンサによる
トナー濃度検知レベルを自動的に可変させることにより
、経時的に徐々に補正するようにしたものがある。
発明が解決しようとする課題 ところが、第2のFセンサ方式の場合、感光体上で実際
に現像された画像の濃度を直接検出していないため、現
像剤濃度を一定に保っても、現像剤の経時的劣化により
、実際の画像濃度は徐々に上昇してしまうことになる。
この場合、Fセンサによるトナー濃度検知レベル(基準
値)を手動により切換えればよいが、面倒であり、かつ
、必ずしも適正とはならない。
また、第3の特開昭57−136667号公報方式の場
合、このようにFセンサによるトナー濃度検知レベルを
補正しても、いずれは現像剤の劣化・寿命により画像濃
度を維持し得なくなる。このような現像剤寿命に関して
は、コピー枚数や使用時間等に基づき判断して現像剤交
換を行っているに過ぎず、必ずしも適正な時期での交換
とはならないものである。
これらの点を考慮すると、画像濃度を直接的に検出する
第1のPセンサ方式が好ましいと考えられる。しかし、
このPセンサ方式の場合、現像剤の物性(トナーの帯電
能力)の変化により、現像剤自体の剤濃度変化が大きい
が、この点が考慮されないものである。よって、剤濃度
が高い場合には、コピー画像に地汚れを生ずるとか、機
内でトナーが飛散するといった問題が生ずる。逆に、剤
濃度が低くなった場合には、現像剤中のキャリアがコピ
ー上に付着するといった問題が生ずる。何れにしても、
画像品質が劣化してしまう。
課題を解決するための手段 静電潜像担持体上に基準濃度パターン用の静電潜像を形
成し、この静電潜像をトナーを含む2成分系現像剤を用
いた現像手段により現像して基準濃度パターンを形成し
、この基準濃度パターンの画像濃度を光学的センサによ
り検出し、検出された画像濃度信号に応じて前記現像手
段の2成分系現像剤中へのトナー補給を制御するように
した複写機等における画像濃度制御方法において、前記
現像手段の2成分系現像剤中のトナー濃度に応じて変化
する透磁率を検出する現像剤濃度センサを設け、この現
像剤濃度センサにより常に透磁率変化を検出し、この検
出値が予め設定された規定値以上又は規定値以下になっ
た時に、前記光学的センサにより検出された画像濃度信
号に応じたトナー補給の制御から、この現像剤濃度セン
サにより検出された透磁率検出信号に応じたトナー補給
の制御に切換えて、トナー濃度を制御するようにした。
作用 基本的には、静電潜像担持体上の基準濃度パターンの画
像濃度を光学的センサにより直接的に検出してトナー補
給を制御し、画像濃度を一定状態に制御する。このよう
な制御に並行して、現像剤濃度センサにより現像手段の
2成分系現像剤中のトナー濃度に応じて変化する透磁率
変化を常に検出する。そして、この透磁率変化の検出値
が予め設定された規定値以上又は規定値以下になった時
には、光学的センサにより検出された画像濃度信号に応
じたトナー補給の制御から、この現像剤濃度センサによ
り検出された透磁率検出信号に応じたトナー補給の制御
に切換えて、トナー濃度が制御される。即ち、トナー濃
度がある一定値以上に高くなった場合や低くなった場合
には、このようなトナー補給制御に切換えることにより
、現像剤濃度がある範囲内に抑え込まれることになり、
地汚れやキャリア付着といった悪さが防止される。
実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
本実施例は、原稿移動型複写機に適用したもので、その
概略構成を第6図により説明する。まず、静電潜像担持
体となり矢印方向に回転するドラム状の感光体1が設け
られいる。この感光体1の周囲には、電子写真プロセス
に従い、帯電器2、画像露光系3、現像手段としての現
像装置4、転写効率を向上させるための転写前光除電器
5、転写器6、転写紙剥離用のACコロナ除電器7、ク
リーニング装f128が順に設けられている。また、転
写器6による転写位置に対して転写紙(図示せず)を所
定のタイミングで搬送させるレジストローラ9や、転写
・剥離後の転写紙を定着装置等へ搬送させる搬送ベルト
10も設けられている。
ここに、感光体1表面を一様帯電させる前記帯電器2に
は、高圧電源11が接続され、感光体lへの印加電圧は
同じく帯電器2に組付けられたグリッド及びバリスタ1
2によって一定電圧となるように制御される。
また、画像露光系3にあっては、感光体1に対向させた
コンタクトガラス13上を全面的に白色とした原稿搬送
ローラ14により原稿15を搬送させながら、蛍光灯1
6による露光光源でスリット露光し、原稿搬送ローラ1
4位置での原稿15からの反射光をセルフォックレンズ
アレイ17なる結像レンズによって感光体1上に結像さ
せて静電潜像を形成するものである。ここに、前記原稿
搬送ローラ14は白色であり、原稿15がない状態では
、帯電済みの感光体1上の不要な電荷を除去するための
電荷除去手段として機能し、基準濃度パターン用の静電
潜像形成に関与する。
現像装置4は、トナーを含む2成分系現像剤を用いて感
光体1上の静電潜像を現像して可視化するもので、現像
容器18と、感光体lに近接対向して矢印方向に回転す
る磁石内蔵の現像ローラ19と、現像容器18内にトナ
ーを補給するためのトナータンク20及びトナー補給口
21と、補給されたトナーを現像容器18内で撹拌し現
像ローラ19側に移送させる撹拌部材22と、セパレー
タ23と、トナー層厚規制部材24等からなる。
現像ローラ19には一般に現像バイアス電源と称される
高圧電源25が接続されている。
また、クリーニング装置8は、弾性ゴムポリ°ウレタン
ブレード26と、感光体lからクリーニング除去された
トナーを機外回収容器に移送させるスパイラル27等か
らなる。
さらに、クリーニング装置8前段位置(即ち、現像・転
写後の位置)にて、前記感光体lに対向させて光学的セ
ンサとなる反射型フォトセンサ(以下、パターンセンサ
と称する)28が設けられている。即ち、パターンセン
サ28は発光側LEDと受光側フォトトランジスタとか
らなり、感光体l上に形成された現像後の基準濃度パタ
ーンの画像濃度を光学的に検出し電気信号に変換して出
力するものである。
また、前記現像装置4においては、現像容器18の2成
分系現像剤中のトナー濃度に応じて変化する透磁率を検
出する現像剤濃度センサとなる透磁率トナーセンサ、例
えばTDK株式会社製のTS−ANA (以下、TSセ
ンサと称する)29が設けられている。
このような構成において、まず、基準濃度パターンにつ
いて説明する。第8図は、第7図に示すような基準濃度
パターン像30と原稿画像31とが感光体1上に作像さ
れる様子(位置関係)を、平面的に広げて判りやすくし
たものである。なお、基準濃度パターン像30は、約2
0nwe四方の大きさであって、感光体1の帯電後、原
稿搬送ローラ14からの反射光の光路を遮断するシャッ
タ(図示せず)を部分的にオン/オフさせることにより
、その静電潜像を作成し、これを現像することにより形
成されたものである。
パターンセンサ28はこのような基準濃度パターン像3
0の画像濃度を、感光体1の地肌濃度との対比で検出す
る。まず、パターンセンサ28の発光側LEDを、基準
濃度パターン像3oがこのパターンセンサ28位置を通
過する約20M手前の位置(タイミング)からオンさせ
る。これにより、感光体lの地肌部、つまり帯電器2に
よって帯電された電荷を、蛍光灯16により照明された
原稿搬送ローラ14からの反射光によって消去されて現
像してもトナーの載らない部分の電圧と、現像された基
準濃度パターン像30の電圧とが、感光体1の移動によ
ってパターンセンサ28の受光側に発生する。
このパターンセンサ28の受光側に発生する電圧を縦軸
にとり、時間を横軸にとると、第9図に示すような特性
となる。図中、電圧Vsgは感光体地肌電圧、電圧Vs
pは基準濃度パターン像電圧を示す。これらの電圧Vs
g、 Vspを各々区別し、データとして読込む方法は
、次のように行われる。
まずパターンセンサ28のLEDがオンした瞬間から一
定間隔でパターンセンサ28の出力電圧を連続してLE
Dがオフするまで読込み、読込んだ電圧がある一定値V
chよりも下になった時、これを電圧Vsgから電圧V
spへの変化点と認識し、変化する前のデータ数個を平
均化して電圧Vsgとし、変化点後のデータ数個を平均
化して電圧Vspとする方法である。
そして、パターンセンサ28方式によるトナー補給制御
、即ち、現像容器18中へのトナーの補給は、これらの
電圧V sg、 V spのデータに基づいて行われる
。例えば、電圧Vsgの15%よりも電圧Vspのほう
が高ければ作像したパターン像が薄いと判断し、現像容
器18中へトナーを補給させるが、逆に低ければ作像し
たパターン像が濃いと判断しトナー補給を禁止すること
になる。
しかして、このようなパターンセンサ方式のみによるト
ナー補給制御にて、ランニングコピーテストを行った結
果を、本実施例に対する比較例として説明する。このテ
ストは、20℃65%RH。
10℃20%RH,30℃90%RHなる各々の温度・
湿度環境で、20℃65%RH→10℃20%RH→3
0℃90%RHの順にA2サイズで1000枚ずつのラ
ンニングコピーを行った谷のであり、その結果を第10
図に示す。まず、20’C65%RHの環境下ではコピ
ー品質上、コピー画像濃度(ベタ部)及び地肌汚れ(か
ぶり)はともに良好であった。次のlO℃20%RHな
る環境下では、地肌汚れが徐々に悪化し、現像装[4周
辺にトナー飛散が認められたものである。その後、30
℃90%RHなる高温環境下では、その初期時には異常
が認められなかったものの、徐々に現像剤中のキャリア
(鉄粉球状約80μ径)がコピー上に付着することが確
認され、キャリア付着周辺に画像の欠落が発生したもの
である。
この後、上記と同一サイクルで各々1500枚ずつのラ
ンニングコピーテストを行い、安定領域でコピーを観察
したところ、程度の差はあれ、はぼ上記の場合と同様の
結果となったものである。
この時の現像剤濃度−トナー帯電量の関係を第11図に
示し、現像剤濃度−画像濃度(ベタ部)の関係を第12
図に示す。
これらの第10図ないし第12図に示した結果を総合す
ると1次のようなことがいえる。まず、低湿環境条件で
は、現像剤のトナー濃度が高くなっており、逆に、高温
環境条件ではトナー濃度が低くなっている。そして、現
像剤濃度とトナー帯電量Q/Mの関係をとると、安定制
御レベルは、このトナー帯電量Q/Mによることが判る
。即ち、現像剤濃度が高い時には、補給したトナーが高
濃度現像剤のためにキャリア表面がトナーで充填された
状態にあり、低Q/Mで低帯電のトナー量が多くなるた
めに、地肌汚れが発生しやすくなる。
一方、現像剤濃度が低い時には、キャリア表面自体が高
Q/Mとなり、原稿パターンのエツジ部の逆電界による
キャリアが付着しやすくなってしまうものである。
このような現象は、パターンセンサ方式のみでは抑制で
きないので、本実施例にあっては、TSセンサ29も活
用し、現像剤濃度をある範囲内に抑え込むようにしたも
のである。即ち、通常は、上記の如くパターンセンサ2
8の検出出力に応じてトナー補給を制御するが、同時に
、TSセンサ29によって現像容器18の2成分系現像
剤中のトナー濃度に応じた透磁率変化を常に検出し、こ
のTSセンサ29による検出値が予め設定された規定値
以上又は規定値以下になった時には、パターンセンサ方
式によるトナー補給の制御から、このTSセンサ29に
より検出された透磁率検出信号に応じたトナー補給の制
御に切換えて、トナー濃度を制御しようとするものであ
る。
まず、第1図に現像剤濃度とTSセンサ29の出力電圧
との関係を示す。TSセンサ29は現像装置4中におい
て第6図に示すような位置に設置される。このような特
性において現像剤濃度のリミッタ機能を、低濃度側で3
.3V(現像剤濃度2wt%に相当)に設定し、高濃度
側で1.75V(現像剤濃度4,6wt%に相当)に設
定するものである。ちなみに、現像剤濃度と地肌汚れ(
かぶり)との間には第2図に示すような関係があり、現
像剤濃度4,6wt%程度を許容レベルとするため、こ
の値を上記の上限値とするものである。また、現像剤濃
度とキャリア付着との間には第3図に示すような関係が
あり、現像剤濃度2wt%以下では悪いため、この値を
上記の下限値とするものである。
そこで、このような現像剤濃度についての上限値及び下
限値設定の下、TSセンサ29による検出信号が、1.
75V以上であって3.3V以下であれば、パターンセ
ンサ28によりトナー補給を制御させ、TSセンサ29
による検出信号が、1.75V以下又は3.3V以上と
なった場合には、このTSセンサ28によりトナー補給
を制御し、現像剤濃度が2〜4.6wt%の範囲内に復
帰するように制御する。
なお、パターンセンサ28用の基準濃度パターン作成は
、トナー付着量−パターンセンサ出力電圧特性を示す第
4図からも判るように、直線部でトナー付着量が0.3
〜0.4mg/adの領域でパターン形成しており、実
コピー条件の作像ポテンシャル(電位)より低ポテンシ
ヤルである。
このようなパターンセンサ制御方式に、現像剤濃度にリ
ミッタ機能を持たせるTSセンサ方式を併用して、比較
例と同様にランニングコピーテストを行った結果を第5
図に示す。この結果によれば、現像剤濃度のリミッタ機
能及びキャリア付着、地肌汚れの点は、何れも良化した
ものである。なお、コピー画像濃度は高湿時に比べ若干
変化したが、十分、実用に耐え得るものとなったもので
ある。
なお、本実施例では、現像剤濃度でみた場合の現像剤濃
度値に上限値及び下限値をともに設定して制御するよう
にしたが、現像剤の特性によっては、上限値又は下限値
の片側のみのリミッタとしてもよい。
発明の効果 本発明は、上述したように、基本的には、静電潜像担持
体上の基準濃度パターンの画像濃度を光学的センサによ
り直接的に検出してトナー補給を制御し、画像濃度を一
定状態に制御するが、このような制御に並行して、現像
剤濃度センサにより現像手段の2成分系現像剤中のトナ
ー濃度に応じて変化する透磁率変化を常に検出し、この
検出値が予め設定された規定値以上又は規定値以下にな
った時には、光学的センサにより検出された画像濃度信
号に応じたトナー補給の制御から、この現像剤濃度セン
サにより検出された透磁率検出信号に応じたトナー補給
の制御に切換えて、トナー濃度を制御するようにしたの
で、トナー濃度がある一定値以上に高くなった場合や低
くなった場合には、このようなトナー補給制御に切換え
ることにより、現像剤濃度をある範囲内に抑え込むこと
ができ、地汚れやキャリア付着といった悪さを防止して
、画像品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すもので、第1図は現像剤
濃度−TSセンサ出力電圧特性図、第2図は現像剤濃度
−地肌汚れ関係を示す特性図、第3図は現像剤濃度−キ
ャリア付着関係を示す特性図、第4図はトナー付着量−
パターンセンサ出力電圧特性図、第5図はランニングコ
ピーテスト結果を示す特性図、第6図は複写機の概略構
成を示す正面図、第7図は感光体の斜視図、第8図はそ
の展開平面図、第9図はパターンセンサ出力特性図、第
10[fiは比較例によるランニングコピーテスト結果
を示す特性図、第11図は現像剤濃度−トナー帯電量の
関係を示す特性図、第12図は現像剤濃度−画像濃度の
関係を示す特性図である。 l・・・静電潜像担持体、4・・・現像手段、28・・
・光学的センサ、29・・・現像剤濃度センサ、3o・
・・基準濃度パターン 出 願 人   株式会社   リ コ代 理 人 相 木 1餌 1屏 上囚斗)物6刊楊−国 胃¥殻層(ね〈))1)〜噌 al:←          →V!ニーi−′y、硝
−)呻へh6市R軒虫 LヒυON しヒLIU)−ヒ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 静電潜像担持体上に基準濃度パターン用の静電潜像を形
    成し、この静電潜像をトナーを含む2成分系現像剤を用
    いた現像手段により現像して基準濃度パターンを形成し
    、この基準濃度パターンの画像濃度を光学的センサによ
    り検出し、検出された画像濃度信号に応じて前記現像手
    段の2成分系現像剤中へのトナー補給を制御するように
    した複写機等における画像濃度制御方法において、前記
    現像手段の2成分系現像剤中のトナー濃度に応じて変化
    する透磁率を検出する現像剤濃度センサを設け、この現
    像剤濃度センサにより常に透磁率変化を検出し、この検
    出値が予め設定された規定値以上又は規定値以下になっ
    た時に、前記光学的センサにより検出された画像濃度信
    号に応じたトナー補給の制御から、この現像剤濃度セン
    サにより検出された透磁率検出信号に応じたトナー補給
    の制御に切換えて、トナー濃度を制御するようにしたこ
    とを特徴とする複写機等における画像濃度制御方法。
JP8440089A 1989-04-03 1989-04-03 複写機等における画像濃度制御方法 Pending JPH02262682A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58221869A (ja) * 1982-06-18 1983-12-23 Ricoh Co Ltd 記録装置における画像濃度制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58221869A (ja) * 1982-06-18 1983-12-23 Ricoh Co Ltd 記録装置における画像濃度制御装置

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