JPH0314187B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真や静電記録などの手法により
画像形成体に電気潜像（静電潜像或は電位潜像）
を形成し、その潜像をトナー現像して複写物を得
る画像形成装置に於て、現像剤の現像能力及び一
連の画像形成プロセス中の他の各種画像濃度変動
要因を含めた、画像形成装置のトータル的な現像
能力を制御管理して各複写サイクルを通じての複
写画像濃度レベルを略一定なものに維持させるこ
とを目的とする。

以下便宜上転写方式電子写真複写機の一例に基
いて具体的に説明する。

第１図は特公昭42−23910号公報・同昭43−
24748号公報に開示の電子写真プロセス（NPプ
ロセス）に従う転写方式電子写真複写機の極く概
略の構成を示すもので、１は導電性基体・光導電
性層・表面絶縁層の三層を基本構成層とするドラ
ム型感光体で、矢方向に回転駆動される。そして
その回転感光体に下記のプロセスが順次に適用さ
れて複写物が得られる。

(1) 前除電器２と全面露光ランプ３による前除電
露光。これにより前回の複写プロセスで残存し
ている感光体の電気的メモリーの除去がなされ
る。

(2) DCコロナ放電器４による正又は負の一様な
帯電（一次帯電）。これにより感光体に感光性
を生じる。

(3) 原稿光像Ｌの露光と同時に、AC又はDCコロ
ナ放電器５によるAC除電又は一次帯電と逆極
性の二次帯電。これにより原稿光像パターンに
対応した静電潜像が形成される。ただこの段階
での潜像の電位コントラストは低い。

(4) 全面露光ランプ６による全面露光。これによ
り上記(3)の工程で形成された潜像の電位コント
ラストが高まる。

(5) 現像装置７による潜像のトナー現像。

(6) 転写用コロナ放電器８による、トナー現像像
の転写材９面側への転写。

(7) 転写材９は次いで感光体面から分離され、定
着装置１０を経て複写物（コピー）として機外
へ排出される。

(8) クリーニング装置１１による転写後感光体面
のクリーニング。感光体面の転写残りトナーが
除去されて感光体面の清浄化がなされる。

而して上記一連のプロセス(1)〜(8)を１サイクル
としてシングルコピー、或はそのサイクルの繰返
しにより所望枚数のマルチコピーが実行される。

ところでこのように電気潜像をトナー現像して
複写物を得る画像形成装置に於て、各複写サイク
ルを通じての複写画像濃度レベルを略一定に保つ
ための重要事項の一つとして現像部７に於ける現
像剤の現像能力の一定化が挙げられる。

現像剤の現像能力は一般に、一定電荷分布に対
して一定の現像作用を働かせたときに付着するこ
とのできるトナーの量と定義されている。

例えばトナー粉＋キヤリヤ粉、トナー粉＋キヤ
リヤ液（液体現像剤）のような所謂２成分系現像
剤の場合は複写サイクルの繰返しに伴ない現像部
の現像剤中のトナー成分が逐次消費されて、現像
剤中のトナー分割合（現像剤濃度）が低下してい
く。この現像剤濃度の低下は一定電荷分布に対す
る付着トナー量の低下となつてあらわれる。即ち
２成分系現像剤はトナー消費による現像剤濃度の
低下に伴ない現像能力が低下していく。

そこで２成分系現像剤を用いる画像形成装置に
於ては現像部に於ける現像剤濃度状態を常時検出
する光学式・電気式等の検出装置を設け、その検
出値に基づきトナー消費による現像剤濃度低下に
伴ない新たにトナーを逐次に自動補給する構成に
して常に現像剤濃度を所定の管理レベル範囲内に
維持させる、つまり現像剤の現像能力を略一定に
維持させるようにしている。

然しながら現像剤の現像能力低下因子は上記の
トナー消費による現像剤濃度低下の他に、現像剤
自体の経時的・環境的な特性変化も実際上大きく
影響している。即ち、現像部の現像剤はトナー
分・キヤリヤ分何れもそれ自体常に一定の特性状
態を維持しているものではなく、経時的・環境的
影響で組成・粒度分布・トリポ量・流動性など物
理的・化学的・電気的特性が変化する。この現像
剤自体の特性変化は普通一定電荷分布に対する付
着トナー量の低下となつてあらわれる。つまり現
像剤自体の特性変化が現像剤の現像能力低下とな
つてあらわれる。

従つて２成分系現像剤の現像能力の管理に当つ
ては前記のような現像剤濃度管理の他に、この現
像剤自体の特性変化に基因する現像能力低下も考
慮すべきである。

所謂ジヤンピング現像法等に用いられる１成分
現像剤の場合は上記２成分系現像剤のようなトナ
ー消費による現像剤濃度低下に基因する現像能力
低下の問題は生じないが、現像剤自体の特性変化
に基因する現像能力低下現象は存在する。例えば
現像装置内に於ける現像剤の撹拌される度合によ
り特性変化を生じ現像能力が変化する。黒部分の
多い原稿を複写しているときは現像装置内の現像
剤の消費がはやく、それに伴ない新たな現像剤が
補給されるが、白地部分の多い原稿を複写してい
るときは現像装置内の現像剤の消費が少なくその
ため現像装置内の現像剤は長期間撹拌作用を受け
続ける結果現像能力に低下をきたす。

一方仮に２成分系或は１成分系現像剤につきそ
の現像能力を厳に維持管理したとしても、現像部
に於ける画像形成体面の現像画像濃度とは実際上
一致しない。即ち例えば第１図例の転写方式画像
形成装置についていえば現像部７に於て画像形成
体たる感光体１面に形成された現像画像は次いで
転写部８に於てトナー像支持材たる転写材９面に
転写され、次いでその転写材９が定着部１０を経
て最終複写物として機外へ排出されるが、現像画
像の転写材９面への転写率は100％ではなく、又
定着部１０に於て定着装置が熱ローラ対や圧力ロ
ーラ対である場合には転写画像のローラ面へのオ
フセツトロスがあつたり、定着熱等の影響による
画像の色調変化があつたりするので、感光体１面
に於けるもともとの現像画像濃度よりも最終複写
物の画像濃度は低いものとなる。

転写を行なわない所謂エレクトロフアツクス方
式画像形成装置の場合も現像後の感光紙は定着処
理されて最終複写物とされるし、又例えば現像が
液体現像の場合は現像後液絞りローラ対へ導入さ
れたりするので上記と同様のことがいえる。

従つて最終的に得られる複写物の画像濃度は現
像剤の現像能力の他に、一連の画像形成プロセス
中の各種の画像濃度変動要因が複合して関係して
いるものである以上、各複写サイクルを通じての
複写画像濃度レベルを略一定に維持させる目的に
於て、現像剤につきその現像能力を前記の定義に
合致するように維持管理するだけでは概念が狭く
て実際的ではない。そこで現像能力という概念を
現像剤についてのみのものにせず、画像形成装置
全体に関し、現像剤の現像能力及び一連の画像形
成プロセス中の他の各種画像濃度変動要因を含め
たトータル的なものとして概念拡張してとらえ、
最終的に得られる複写物の画像濃度の直接の被検
対象としてその濃度レベルが一定に維持されるよ
うに画像形成装置の上記トータル的現像能力を制
御管理するのが実際的である。

本発明は上記の考えに基いて装置のトータル的
現像能力を制御管理するようにしたもので、像担
持体に潜像を形成する手段と、潜像をトナーで現
像する手段と、現像後のトナー像をトナー像支持
材に定着する手段と、現像手段内のトナー濃度を
検知する手段と、を有し、前記検知手段による検
知結果に基づき前記現像手段内のトナー濃度を所
定レベルに制御する画像形成装置において、画像
形成回数を検知するカウント手段と、このカウン
ト手段のカウント値が所定の画像形成回数に達し
たとき定着後のトナー像濃度を検知する手段と、
を有し、前記定着後のトナー像濃度検知手段によ
り検知した定着後のトナー像濃度に応じて上記所
定レベルの値を変更することを特徴とするもので
ある。

第１図例の転写方式画像形成装置に於て、１２
は画像形成体像担持体たる感光体１面に形成され
た潜像電位を検出する表面電位センサ、１３はそ
の検出信号増幅器、１４はその増幅信号を受けて
基準電圧値と比較し潜像形成プロセス機器である
一次帯電器４と二次帯電器５の各高電圧源１５，
１６の出力電圧を較正制御する演算制御回路、１
７は現像装置７中の現像剤の濃度を検出するセン
サ、１８は補充トナー補給機構、１９は定着装置
１０を通過してコピーとして機外へ排出される複
写物の画像濃度センサ、２０は前記現像剤濃度セ
ンサ１７と、画像濃度センサ１９の各検出信号を
受けて夫々基準値と比較して必要な装置制御管理
信号を発する演算制御回路、２１は該回路からの
信号を受けて前記のトナー補給機構を制御する回
路である。

而して、通常は回転駆動される感光体１に対し
て前述の(1)〜(8)の一連のプロセスが実行されてシ
ングルコピー或はマルチコピーがなされる。現像
装置７内の現像剤濃度センサ１７は常時現像剤中
のトナー分消費に伴なう現像剤濃度低下具合を検
出し、その出力信号値が演算制御回路２０にて基
準値として比較されその差に応じて回路２１によ
りトナー補給機構１８が適時駆動されて現像装置
７内の現像剤濃度が常に所定の濃度レベルA₁−
A₁（第２図）を中心にある許容範囲内にあるよう
に自動制御される。これによつて現像剤のトナー
分消費に基因する現像能力低下がある程度の精度
で略一定に保たれる。

しかし前述したように現像剤自体の特性変化に
伴なう現像能力低下は複写サイクルの積算につれ
て進行し、これは上記の現像剤濃度センサ１７で
は検出されない。従つて現像剤濃度を常に所定の
管理レベルA₁−A₁に制御していても実際には最
終複写物からみた画像濃度レベル、即ち画像形成
装置のトータル的現像能力Ｂ（第２図）は複写サ
イクルの積算につれて低下する。

そこで本実施例では画像形成装置につき予め定
めた或る積算複写回数時点C₁（1750枚）・C₂（4000
枚）毎に現像剤濃度自動制御系１７，２０，２
１，１８の現像剤濃度管理レベルA₁−A₁を補正
A₂−A₂して以後その補正レベルをもつて現像剤
濃度管理を行なわせることにより画像形成装置の
トータル的現像能力Ｂを較正せしめるようにして
ある。

即ち、画像形成装置の画像形成回数たる積算複
写回数が予め定めた回数に達したことを装置に付
属のカウント手段たる積算計等で信号させ、その
信号により画像形成体たる感光体１に対して基準
光パターンによる静電潜像形成プロセスを実行す
る。基準光パターン露光は基準原稿を用いてもよ
いが、本例では二次帯電器５に付属のブランク露
光ランプ２２を利用して該ランプ２２を周期的に
点滅させることにより該ランプ光を基準光とする
明暗パターン露光を行ないその明暗に対応する静
電潜像を形成するようにした。

そしてその形成潜像の明部及び暗部電位をセン
サ１２により検出させ、その検出電位を増幅器１
３を介して演算制御回路１４へ入力させ、該回路
に於て予め定めた基準の明部電位と暗部電位と比
較させる。この検出電位値と基準電位とが離れて
いればこれは経時的な感光体性能の低下や、一次
帯電器４や二次帯電器５等の潜像形成プロセス系
の工程実行値の経時的くるい等に基因して形成さ
れる現在潜像電位レベルが基準レベルに対し変位
していることを意味するから、上記検出電位値と
基基準電位値との差電位に応じて基準光パターン
に基いて感光体１面に形成される潜像電位が基準
電位値に収束するように一次帯電器４及び二次帯
電器５の各高圧電源１５・１６の出力電圧（又は
電流）を回路１４の演算により修正制御させるこ
とにより潜像形成プロセス系の工程実行値を較正
させ、以後この較正値をもつて装置の複写プロセ
スを実行させる。

上記の潜像形成プロセス系の工程実行値較正
後、新ためて基準光パターン（本例の場合ブラン
ク露光ランプ２２の点滅）による複写プロセスを
実行せしめ、これにより得られる最終的複写物Ｐ
（第３図、P₁はランプ２２の消灯期間に対応する
黒画像部、P₂は点灯期間に対応する白画像部）
の画像濃度センサ１９により検出する。そしてそ
のセンサ１９からの画像濃度検出出力を演算制御
回路２０へ入力し、基準値と比較させる。

その両者の差は即ち画像形成装置の現在の前述
したトータル的現像能力の低下度合を示すもので
ある。そこでその差に応じて現像剤濃度自動制御
系の現像剤濃度管理レベルを今までの管理レベル
A₁−A₁よりも一段高い適当なレベルA₂−A₂に回
路２０の演算により引き上げさせ、以後の複写を
この較正レベルA₂−A₂を基準とする現像剤濃度
管理のもとで実行させるものである。

つまりC₁時点までの画像形成装置のトータル
的な現像能力Ｂの低下が、以後上記現像剤濃度管
理レベルのA₁−A₁からA₂−A₂への引き上げによ
り補償される結果となり、装置の現像能力Ｂは継
続してある許容範囲B₁〜B₂内に保持される。即
ち各回複写サイクルを通じての複写画像濃度レベ
ルが継続して略一定なものに維持される。

そしてその後次の予め定めた積算複写回数時点
C₂に於て再び上記と同様の較正モードプロセス
を実行させて静電潜像形成プロセスの工程実行値
を適正に再較正すると共に、現像剤濃度管理レベ
ルを適正に再較正A₃−A₃して引続き装置のトー
タル的な現像能力Ｂの一定化を図るものである。

ここで上記の較正モードに於て被検物たる複写
物Ｐの画像につき黒画像部P₁の検出画像濃度が
基準値であるにもかかわらず、白画像部P₂がカ
ブリ等である一定値以上の濃度値で検出された場
合には現像部７の現像剤がかなり劣化してその現
像能力が装置のトータル的な現像能力Ｂの較正可
能範囲外の状態になつたものと判断させて現像剤
の入れ替えの必要性を警告させるようにするを可
とする。

又感光体１に形成する潜像電位レベルと、現像
剤の現像能力とは装置のトータル的現像能力に関
し互に相補性があり、例えば現像剤の現像能力が
低下しても感光体に形成する潜像電位レベルをそ
れに応じて高くしてやることで、又逆に感光体の
性能低下等で潜像電位レベルが低下しても現像剤
の現像能力を濃度上昇等で高めることにより、
夫々複写画像濃度の一定化が図れる。しかしその
相補性には自と限度があり、現像剤の現像能力が
ある限界外に低下しているのにそれを補うために
潜像形成プロセスの工程実行値を過度に高めても
現像に於てキヤリヤカブリを生じさせたり、感光
体を疲労させて寿命を縮めさせる結果となり、又
感光体の形成潜像電位レベルがある限界外に低下
しているのにそれを補うために現像剤の濃度を過
度に高めても得られる画像はカブリ等を生じた低
品位のもになる。

本発明に於ては装置のトータル的現像能力の較
正を潜像電位レベル又は現像剤濃度の何れか一方
の調整で行なうのでなく、両者に分担させて行な
わせるから装置のトータル的現像能力の較正に当
つての両者の調整幅はそれぞれ小さくて足り、従
つて上記のような問題を生じさせることなく長期
にわたつて装置の複写画像濃度レベルを良好に維
持させることができる。

もつとも数度の較正の結果潜像形成プロセスの
工程実行値がある上限限界値以上に達した場合に
は感光体１が寿命に達したものとして警告表示等
の処置を行なわせるようにするを可とする。

現像剤が１成分系である場合には現像部に於て
現像装置７側と感光体１側とに作用させる現像バ
イアスレベルを補正することより現像能力を較正
するようにすればよい。２成分系現像剤の場合も
この現像バイアスを補正することも有効である。

又転写帯電器８の印加電圧値などその他画像濃
度変動要因となる工程機器についてその工程実行
値を合せて較正することも有効である。

以上転写方式電子写真複写機を例にして説明し
たが、本発明はその他エレクトロフアツク方式、
絶縁体（或は誘電体）を画像形成体とする静電記
録方式など、画像形成体面に電気潜像を形成し、
その潜像を乾式或は湿式でトナー現像して複写物
を得る転写方式或は直接方式（画像形成体に直接
トナー画像を定着させる）の画像形成装置に適用
し得ることは勿論である。

例えば静電記録方式画像形成装置の場合に於け
る基準光パターンによる電気潜像の形成は原稿読
取り装置に基準原稿を置いて、或は原稿照明ラン
プの点滅反射光を利用する等して行なえばよく、
形成潜像電位レベルの較正は原稿読取り装置から
の画素電気信号を受けて画像形成体たる絶縁体面
を選択的に帯電又は除電する装置の工程実行値を
較正制御するようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した転写方式電子写真複
写機の極く概略の構造図、第２図は現像剤濃度管
理レベルと、複写機のトータル的現像能力との関
係グラフ、第３図は較正モード工程時に出力され
た被検物たる複写物の画像パターンを示す平面
図。 １は感光体、１２は潜像電位センサ、１７は現
像剤濃度センサ、１９は複写物の画像濃度セン
サ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 像担持体に潜像を形成する手段と、潜像をト
   ナーで現像する手段と、現像後のトナー像をトナ
   ー像支持材に定着する手段と、現像手段内のトナ
   ー濃度を検知する手段と、を有し、前記検知手段
   による検知結果に基づき前記現像手段内のトナー
   濃度を所定レベルに制御する画像形成装置におい
   て、 画像形成回数を検知するカウント手段と、この
   カウント手段のカウント値が所定の画像形成回数
   に達したとき定着後のトナー像濃度を検知する手
   段と、を有し、前記定着後のトナー像濃度検知手
   段により検知した定着後のトナー像濃度に応じて
   上記所定レベルの値を変更することを特徴とする
   画像形成装置。