JPH02281269A - 画像形成装置 - 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】 ［産業上の利用分野〕 本発明は画像形成装置に係り、特に、電子写真方式によ
って用紙に記録を行うための画像形成装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 複写装置、ファクシミリ、プリンタなどの電子写真方式
を用いた画像形成装置は、感光体の表面に画像情報に応
じた光ビームを照射して露光を行い、その露光による潜
像を現像装置によってトナー現像し、このトナー現像に
よるトナー像を用紙に転写し、さらに転写像を定着装置
によって用紙表面に定着する構成がとられている。

このような画像形成装置にあって、常に画像品質を一定
に保持するためには、像担持体である感光体上の静電潜
像の電位を制御する必要がある。

この制御を行うための制御方法は種々提案され、また実
用化もされている。その１つに、電位センサを用いて感
光体の表面電位を直接検知し、その表面電位に応じて露
光量を制御する方法が提案されている。

この他、電位センサを用いずに像担持体の除電後の残留
電位を検知する方法がある。この方法は。

除電後電位と同等の現像バイアス電位を印加して顕像パ
ターンを作成し、この顕像パターンの濃度を光学的に検
知することによって、現像バイアス電圧を補正するもの
である。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記した従来技術にあっては、前者の場合、電
位センサを必要とするため、スペースがとられると共に
コストアップが避けられない。また、後者の場合、表面
電位の変動が除電ランプの光量変動などに起因する場合
であっても、現像バイアス電位を補正してしまう不具合
がある。さらには、使用モード（連続使用、間欠使用な
ど）によっても残留電位と明部電位（露光部電位）の関
係が異なり、補正が不十分になり、画像劣化を避けるこ
とができない。

本発明の目的は、上記した従来技術の実情に鑑みてなさ
れたものであり、省スペース化及びローコスト化を達成
しながら地肌荒れやトナー飛散の防止が可能な画像形成
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、画像情報に応じ
た光を像担持体上に照射して露光し、この露光による潜
像を現像装置によってトナー現像し、この現像によるト
ナー像を用紙に転写して記録を行う画像形成装置におい
て、前記像担持体上に基準画像の潜像を形成する潜像形
成手段と、該手段による潜像を現像した可視像の画像濃
度を検知する反射濃度検出手段と、該反射濃度検出手段
の検出信号に基づいて現像電界を補正する補正手段とを
設けた構成にしている。

前記補正は、現像バイアス電位とするのが望ましい。

［作用］ 上記手段によれば、画像形成回数などの経時度合に応じ
て上昇する画像部電位に対し、基準画像潜像に対する反
射濃度検出値に基づいて現像電界が補正されるので、画
像部電位に伴う不具合を解消することができる。

補正として、現像バイアス電位を増加させるように制御
することにより、露光部電位と現像バイアス電位との電
位差がほぼ一定に保たれ、１−ナー濃度の過剰を防止し
、地肌荒れやトナー飛散を防止することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による画像形成装置の一実施例の主要部
の構成を示す正面図である。

像担持体である感光体ドラム１は、モータを訃動源とす
る駆動部により図示矢印方向へ定速回転している。露光
位置の直前の感光体ドラム１の上部には、感光体表面を
帯電するための帯電器２が設置されている。感光体ドラ
ム１の露光位置には、レーザ発生装置１２より発せられ
、かつ画像記録情報に応じて変調等の処理の施されたレ
ーザビーム３が照射されている。

感光体トラム１の側部には、感光体表面しこ形成された
潜像を現像するための現像装置４が設置され、さらに下
部には給紙された転写紙６に１〜ナー像を転写させるた
めの転写帯電器５が設置され、この転写帯電器５に隣接
して感光体ドラム１より転写紙６を剥離させるための分
離除電器７が設置されている。

また、現像装置４の反対側には、転写終了にともなって
感光体表面に付着している残存トナーを除去するための
クリーニング装置８が設けられている。さらに、帯電器
２の直前には、感光体表面に残留している電荷を除電す
るための除電ランプ９が設けられている。さらに、現像
装置４の後段には、反射濃度センサ１０が設置され、後
記する基準画像Ａ又はＢの反射濃度を検出する。また、
現像装置４には、本発明の制御の対象となるトナー補給
ローラ１１が設けられている。

次に、以上の構成による画像形成装置の動作について説
明する。

記録実行モードが設定されると、感光体ドラム１が回転
し、除電ランプ９によって除電された表面が帯電器２に
よって帯電される。同時に、不図示の給紙機構が作動し
て転写紙６がレジスト位置まで搬送される。次いで、レ
ーザ発生装置１２が画像情報に応じたレーザビームを発
生し、感光体表面に順次露光が行われる。

この露光による潜像は、感光体ドラム１が回転して現像
装置４に到達することにより、該現像装置４によって帯
電トナーが混合された２成分現像剤によって反転現像さ
れることにより、顕像化される。この現像による可視ト
ナー像は、感光体ドラム１の回転に伴って転写位置へ移
動するが、その転写位置への到着のタイミングに合わせ
て待機していた転写紙６が転写位置へ送り出される。転
写位置では、転写帯電器５によって感光体表面の可視ト
ナー像が転写紙６に転写され、さらに転写の終了した部
分から順に分離除電器７によって感光体表面から転写紙
６が剥離される。

剥離された転写紙６は、不図示の定着装置へ搬送され、
転写紙６の表面にトナー像が定着される。

転写が終了した感光体表面には、トナーが残留している
ので、クリーニング装置８によって除去する。さらにク
リーニングされた表面に対し、除電ランプ９を用いて感
光体表面に残留している電荷を除電する。除電された感
光体表面は、帯電器２によって帯電され、再び露光、現
像、転写及び定着が行われる。

このとき、感光体ドラム１の表面電位は、地肌部電位（
暗部電位）ＶＤが約−８００Ｖ、画像部電位（明部電位
）ＶＬが約５０Ｖに設定されている。そして、これらと
現像バイアス電位ＶＢ（−６００Ｖ）との電位差によっ
て現像が行われる。

しかし、使用時間（画像形成回数）の経過に伴い、感光
体ドラム１の劣化が進み、第２図に示すように、画像部
電位■、は徐々に上昇する。このため、（ＶＬ−ＶＢ）
で示される電位差は徐々に減少し、画像濃度の変動や画
質の変動などを招いている。

ここに、従来より実施されていた方法として、基準画像
Ａを感光体ドラム１に形成（レーザ発生装置１２の出力
を基準画像Ａが得られるように変調することで形成）し
、これを反射濃度センサ１０によって光学的濃度を検知
し、その検出値が一定となるように制御する手段がある
。この場合、基準画像Ａを現像する際の現像バイアス電
位Ｖｏ□は約−４５０Ｖに設定し、基準画像Ａの光学的
濃度が飽和濃度以下の中間調濃度になるように形成し、
トナー補給の応答性を確保している。

ところで、トナー濃度が適正値以上に上昇すると、トナ
ーの帯電能力が低下し、地肌部にトナーが付着し、画質
を損なうと共にトナー飛散が生じやすくなり、装置内を
トナーで汚染するようになる。また、画像上では所謂ベ
タ部の画像濃度を一定に保持することは可能であるもの
の、ラインやドツトで構成された画像に対しては制御が
困難である。

そこで、本発明では、画像部電位ＶＬを検知するための
基準画像Ｂを形成し、この光学的濃度が一定になるよう
に現像バイアス電位ＶＢ２を制御している。この場合、
現像バイアス電位ｖＢ２は約１５０Ｖに設定する。そし
て、感光体が劣化しない初期においては、（ＶＬ　　Ｖ
ｅ□）が−５０−（１５０）＝１００　（Ｖ）　となり
、基準画像Ｂは約１００ｖの電位差により現像される。

しかし、感光体特性が劣化した経時後では、画像部電位
ｖＬが上昇し、これが−１５０Ｖ以上になると、（ＶＬ
ＶＢ２）は−１５０−（−１５０）＝０　（Ｖ）１ｍな
る。これは、基準画像Ｂを現像すべき電位差が形成され
ないことを意味し、基準画像Ｂの光学的濃度は著しく薄
くなり、或いは全く画像が形成されなくなる。

次に、本発明による制御処理を第３図及び第４図を参照
して説明する。

第３図は基準画像Ａによる制御手順の流れを示すフロー
チャートである。

まず、感光体ドラム１のトナー像の無い面の光学的濃度
に相当する検知信号電圧Ｖｓｃを検出しくステップ３１
）、これが適正か否かを判断する（ステップ３２）。適
正でない場合、反射濃度センサ１０または感光体ドラム
１の異常である可能性が高いので、異常の表示を行う（
ステップ３３）。

一方、検知信号電圧ＶＳＣが適正である場合、基準画像
Ａの検知信号電圧ＶＩＩＡを検出しくステップ３４）、
予め設定された比較信号ＲＡとを比較［（ＶｇＡ／　Ｖ
　ｇｃ　）　＞　ＲＡ　］する（ステップ３５）。この
不等式が成立しないときは、現像剤中のトナー含有量が
適正であると判断し、ここに示された処理を終了し、次
のモードへ移行する。成立するときは、トナー残量が十
分であるか否かを判定する（ステップ３６）。トナー残
量が十分である場合、トナー補給ローラ１１を一定時間
回転させ、適当量のトナーを補給する（ステップ３８）
。また、トナー残量が不十分な場合、トナーエンドの表
示を行って処理を終了する（ステップ３７）。

次に、基準画像Ｂによる制御手順の流れを第４図のフロ
ーチャー１・を参照して説明する。

基準画像Ａの場合と同様に、検知信号電圧ｖｓｃを検出
しくステップ４１）、これが適正であるか否かを判定す
る（ステップ４２）。適正である場合、基準画像Ｂの検
知信号電圧ＶＳ１１を検出する（ステップ４３）。一方
、適正でない場合、反射濃度センサ１ｏまたは感光体ド
ラム１の異常である可能性が高いので、異常の表示を行
う（ステップ４６）。

ステップ４３における検知信号電圧ＶｓＢは、予め設定
された比較信号ＲＢとを比較［（Ｖｓｎ／　Ｖｓｃ）＞
ＲＢＩする（ステップ４４）。この不等式が成立する場
合、画像部電位■、が上昇したものと判断し、現像バイ
アス電位Ｖｅを補正する（ステップ４５）。

なお、基準画像Ａ及びＢの検知信号電圧は、画像形成毎
に検知す〜る必要はない。特に、画像部電位■、は急激
な変化をせず、使用環境、使用状況によって徐々に変化
するものである。このため、電源投入時または一定枚数
毎の検知及び制御で十分である。

次に、基準画像ＡとＢの検知方法について説明する。

画像領域外に形成された基準潜像ａ及びｂは、全く同一
の潜像でもよいが、画像領域に形成されるべき基準潜像
ａ及びｂは、光強度と全く同一の光強度で形成された潜
像が望ましく、この潜像は上記した手段により顕像化さ
れる。顕像化された基準画像Ａ及びＢは、第５図に示す
ように、発光素子２１及び受光素子２２よりなる反射濃
度センす１０によって検出される。すなわち、発光素子
２１によって発せられた光は、基準画像２０に照射され
、その反射光が受光素子２２に受光されることにより、
基準画像２０の光学的濃度が検知される。

第６図は反射濃度検出回路の詳細を示す回路図である。

発光素子２１は抵抗２３を介して電源ラインに接続され
、連続発光を行っている。受光素子２２はフォトトラン
ジスタが用いられ、その出力はＮＰＮ型のトランジスタ
２４によって増幅される。

このトランジスタ２４のコレクタは十電源に接続され、
エミッタは抵抗２５を介して接地されている。また、電
源ラインと接地間には抵抗２６．２７が直列接続して挿
入され、その接続点出力及びトランジスタ２４のエミッ
タ出力には、オペレーショナルアンプ２８の２人力の各
々が接続されている。オペレーショナルアンプ２８の出
力端子と電源間には、出力抵抗２９が接続され、オペレ
ーショナルアンプ２８の出力は現像バイアス電位制御部
３０に印加されている。

この回路においては、抵抗２６．２７の接続点の電圧が
基準電圧になっており、この電圧とトランジスタ２４の
エミッタ電圧とをオペレーショナルアンプ２８が比較す
る構成になっている。トランジスタ２４のエミッタ電圧
の出力電圧（すなわち受光素子２２の出力）が基準電圧
より高くなると、オペレーショナルアンプ２８に出力信
号が発生し、現像バイアス電位制御部３０に印加される
。

現像バイアス電位制御部３０は、現像バイアス電位Ｖｏ
を第７図に示すように、ステップ状に補正する。このと
き、現像バイアス電位Ｖｎの補正に並行して、基準画像
Ａ及びＢを現像する際の現像バイアス電位Ｖｎ工ｌ　Ｖ
Ｂ□を補正するようにしてもよい。

また、第７図の現像バイアス電位ｖｅの補正に加えて、
第８図に示すように暗部電位（地肌部電位）■ｏの補正
を同時に行うこともできる。

なお、以上の説明では、現像バイアス電位制御部３０を
制御して現像バイアス電位Ｖｅの補正を行う場合につい
て説明したが、現像バイアス電位制御部３０に代えてレ
ーザ発生装置１２をオペレーショナルアンプ２８に接続
し、レーザパワーを第９図に示すように変化させ、明部
電位■、の上昇をおさえるように補正してもよい。

また、上記実施例では、レーザビーム走査にょる２成分
磁気ブラシ反転現象システムの場合について説明したが
、正規現像の場合であっても同様に本発明を適用するこ
とができる。

［発明の効果コ 本発明は上記の通り構成されているので、次に記載する
効果を奏する。

請求項（１）記載の画像形成装置によれば、画像情報に
応じた光を像担持体上に照射して露光し、この露光によ
る潜像を現像装置によってトナー現像し、この現像によ
るトナー像を用紙に転写して記録を行う画像形成装置に
おいて、前記像担持体上に基準画像の潜像を形成する潜
像形成手段と、該手段による潜像を現像した可視像の画
像濃度を検知する反射濃度検出手段と、該反射濃度検出
手段の検出信号に基づいて現像電界を補正する補正手段
とを設けたので、画像部電位の変動に起因する画質の変
動を防止でき、地肌荒れやトナー飛散を防止することが
できる。また、省スペース化及びローコスト化を図るこ
とができる。

請求項（２）記載の画像形成装置によれば、前記現像電
界の補正は、現像バイアス電位としたので、露光部電位
と現像バイアス電位との電位差がほぼ一定に保たれ、ト
ナー濃度の過剰を防止し、地肌荒れやトナー飛散を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像形成装置の一実施例の主要部
の構成を示す正面図、第２図は画像形成回数と表面電位
の関係を示す特性図、第３図は基準画像Ａによる制御手
順の流れを示すフローチャート、第４図は基準画像Ｂに
よる制御手順の流れを示すフローチャート、第５図は濃
度検出回路の概要を示す斜視図、第６図は濃度検出回路
の詳細を示す回路図、第７図は現像バイアス電位の補正
を示す特性図、第８図は現像バイアス電位Ｖａの補正と
同時に暗部電位ＶＤの補正を行う場合を示す特性図、第
９図はレーザパワーの補正を示す特性図である。 １・・・・・感光体ドラム、４・・・・現像装置、５・
転写帯電器、６・・・・・・転写紙、１０・・・・・・
反射濃度センサ、１１・・・・トナー補給ローラ、１２
・・・・・レーザ発生装置、２０・・・・・・基準画像
、３０・・・・・現像バイアス電位制御部、Ｖｎ・・・
・・・現像バイアス電位、Ｖｏ・・・・・・暗部電位、
ＶＬ・・・・・・画像部電位。 第３図 第４図 Ｑ」つ 第８図 面像形成回数□ 第 図 暗部電位Ｖ。 画像形成回数

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像情報に応じた光を像担持体上に照射して露光
   し、この露光による潜像を現像装置によってトナー現像
   し、この現像によるトナー像を用紙に転写して記録を行
   う画像形成装置において、前記像担持体上に基準画像の
   潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像形成手段による
   潜像を現像した可視像の画像濃度を検知する反射濃度検
   出手段と、該反射濃度検出手段の検出信号に基づいて現
   像電界を補正する補正手段とを備えていることを特徴と
   する画像形成装置。
2. （２）前記現像電界の補正は、現像バイアス電位である
   ことを特徴とする請求項（１）記載の画像形成装置。