JPH04218081A - 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】

【０００１】この発明は、電子写真複写機または静電記
録装置における現像装置を兼ねた画像濃度制御装置に関
する。

【０００２】本願発明者は、先に出願した特願昭５６−
１５９６３７号（特開昭５８−６０７５８号）において
、主として現像特性のみを測定および制御対象とした画
像濃度制御方法を提案した。これは、感光体のような潜
像担持体表面上に飽和残留電位であるゼロＶ付近の帯電
部分を設け、この部分を予め定められた逆バイアス電位
のもとで現像し、得られたトナー像の濃淡を検知してこ
れを基準値と比較し、現像画像の濃度を制御するもので
ある。この方法によれば、表面電位が最も安定している
飽和残留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、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、現像特性すなわち現
像剤中のトナー濃度、トナーの帯電量、現像バイアス量
、現像時間、現像スリーブと感光体との間の現像ギャッ
プ、現像スリーブの回転速度等の現像に関するすべての
要因を含む現像特性の変化のみを制御対象として、迅速
かつ適適な画像濃度制御を行なうことができる利点があ
る。そして上記明細書中には、ゼロＶ感光体表面の検知
部分にのみトナーを付着させる技術が示されている。

【０００３】この発明の目的は、上記先行発明を実施す
るための別のトナー選択的付着手段を備えた画像濃度制
御装置を提供することにある。

【０００４】以下、この発明を添付図面を参照して説明
する。図１には、この発明による画像濃度制御装置を適
用した電子写真複写機の一例が示されている。感光体ド
ラム１の周辺には、その反時計回りの回転方向に沿って
、帯電チャージャ２、露光光学系３、イレーズランプ４
、現像兼画像濃度制御装置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８、定
着装置９、除電チャージャ１０、除電ランプ１１、クリ
ーニング装置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され、感光体上の帯電電荷が選
択的に消去されて、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、現像兼画像濃度制御装置
５からトナーを供給されて現像される。

【０００５】現像兼画像濃度制御装置５は、トナーと極
性キャリアとからなる二成分系現像剤１３を収容する容
器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は逆極性に帯電される。両者が汲
上げローラー１６から現像ローラー１７に移し取られた
後、感光体に近接する位置で、トナーのみが静電潜像に
吸着されて現像が行なわれる。現像後の現像ローラー１
７上の現像剤は、スクレーパ１８によって現像ローラー
１７上から掻き取られる。現像によって得られたトナー
像は、通常の画像形成プロセスにおいては、給紙カセッ
ト１９から給紙ローラー２０、搬送ローラー２１，２２
によって送られてきた転写紙２３に重ねられ、転写チャ
ージャ８によるトナーの帯電極性とは逆極性の帯電を受
けることにより、転写紙２３に転写される。転写後、感
光体表面から分離された転写紙２３は、定着装置９に入
って転写トナー像の定着を受け、トレイ２４に排出され
る。一方、転写後の感光体は、除電チャージャ１０およ
び除電ランプ１１によって残留電荷の除去を受け、クリ
ーニング装置１２によって残留トナーの除去を受ける。

【０００６】この電子写真複写機において画像濃度制御
を行なうには、まずタイミング発生回路２５によって、
濃度検出回路２６をオンにするとともに、スイッチ２７
を接点２７ａ側から２７ｂ側に切換える。スイッチ２７
の接点２７ａ側には、画像形成用のバイアス電源２８が
接続されて、通常の複写サイクルの間、現像電極を兼ね
る現像ローラー１７に、感光体１上の地肌電位よりも少
し高目で、これと同極性のバイアス電位が加わるように
なっている。これによって、感光体上の地肌現像が抑止
され、コピーの地肌汚れが防止される。これに対して、
スイッチ２７の接点２７ｂ側には、バイアス電源２８と
は逆極性すなわちトナーの帯電極性と同極性のトナー付
着量検知用バイアス電源２９が接続されている。

【０００７】一般の潜像へのトナー付着量は、トナーの
帯電量が一定の場合、トナー濃度および現像ポテンシャ
ルすなわち潜像電位とバイアス電位との差によって、ほ
ぼ一義的に定まる。したがって、一定の現像ポテンシャ
ルのときのトナー付着量を検出してトナー濃度を制御す
れば、一定の現像特性が得られる。

【０００８】そこで、この発明においては、トナー付着
量検知時には、感光体１の表面電位を飽和残留電位付近
、好ましくはゼロＶ付近に近づけるとともに、上記した
トナー付着量検知用バイアス電源により、現像ポテンシ
ャルを得ている。この実施例においては、感光体電位を
ゼロＶに近づけることを、イレーズランプ４の光照射に
よって行なっている。通常の砒素セレン系感光体におい
ては、２μＪ／ｃｍ２以上の露光量を与えると、その表
面電位はほぼゼロとなる。通常の複写サイクルにおいて
は、感光体の地肌に相当する領域に約１．５μＪ／ｃｍ
２以下の光を与えて作像を行なってているので、地肌部
に若干の電位が残っており、この地肌部の現像を抑止す
るために、前記した画像形成用バイアス電源が活用され
る。したがって、イレーズランプ４によって４μＪ／ｃ
ｍ２　以上の光を与えれば、感光体表面電位はほぼゼロ
になり、これは、帯電電位や露光量のばらつきの影響を
受けにくい最も安定した電位となる。このようなイレー
ズランプ４による光照射の代りに、潜像を形成するため
の露光光学系３による白色光露光を行なってもよく、帯
電チャージャ２による帯電をオフにしても、同様に感光
体表面電位をゼロＶ付近に近づけることができる。

【０００９】このように、感光体表面電位がほぼゼロＶ
であり、かつ現像ローラー１７にトナーと同極性のバイ
アス電位が電源２９から印加されていると、容器１４内
の現像ローラー１７上のトナーは電界の力により感光体
表面に付着する。このときのバイアス電位は、トナーが
マイナスに帯電されている場合、−１００Ｖ以上あれば
よいが、−２００〜−４００Ｖの間の範囲が、実際の画
像濃度検出において最も効果的である。

【００１０】感光体表面に付着したトナーの付着量は、
次いで発光素子６および受光素子７を含む検出装置によ
って検出される。ランプや発光ダイオードのような発光
素子６からの光が感光体表面で反射されて、その反射光
がフォトダイオードのような受光素子７によって受光さ
れる。このとき、トナーの付着量による受光量の変化が
電気信号として取出され、回路２６において基準付着量
を示す電気信号と比較されて、そのトナー付着量の大小
が検知される。

【００１１】このようにして感光体上のトナー付着量が
検出されると、その検出結果にもとづいて、例えばトナ
ー付着量が標準付着量よりも少なければ、トナー補給制
御回路３０を駆動して、現像兼画像濃度制御装置５に付
着したトナー補給装置３１内のトナーを一定量だけ容器
１４内に補給し、現像剤１３中のトナー濃度を高める。 このようにした後、再びトナー付着量の検出を行ない、
トナーを補給したにも拘らず、トナー付着量が増加して
ない場合には、現像剤中のトナー不足が原因ではないと
判定することができ、他の現像特性要因、例えばトナー
の帯電量、現像バイアス量、現像時間、現像ギャップ、
現像ローラーの回転速度等を点検し、調整する。

【００１２】受光素子７がトナー付着量を検出するため
には、トナー付着量領域の幅はせいぜい数ミリから数十
ミリ程度あればよい。必要以上の領域におけるトナーの
付着は、クリーニング負荷の増加および現像剤の劣化を
早める。この発明においては、トナーの限定的付着を、
例えば第２図に示すように、現像電極ローラー１７をそ
の軸方向に二分割して互に電気的に絶縁し、大面積部分
１７ａをスイッチ２７の接点２７ａとともに画像形成用
バイアス電源２８に接続し、小面積部分１７ｂをスイッ
チ２７の固定接点２７ｃに接続して、検知時にはこの小
面積部分１７ｂにのみ、スイッチ２７を介して検知用バ
イアス電源２９が接続されるようにして行なっている。 これにより、現像電極ローラー１７のほぼ全域に現像剤
１３があっても、小面積部分１７ｂ上の感光体ドラム部
分にのみトナー付着帯３２が形成される。トナーの付着
量検知が終って、通常の画像形成プロセスを実行する場
合には、スイッチ２７の接片が接点２７ａ側に切り換え
られ、現像電極ローラー１７の全域に画像形成用バイア
ス電源２８が接続される。このバイアス電源２８は可変
式になっているので、ユーザーの好みに合わせてその電
圧値を変えることができる。

【００１３】上記実施例においては、スイッチ２７を接
点２７ｂ側に倒して小面積部分１７ｂを電源２９に接続
したときにも、大面積部分１７ａは電源２８に接続され
たままになっているが、このときにはこの接続を切るよ
うに回路を構成することもできる。また、小面積部分１
７ｂを画像形成領域外に設けて、通常の画像形成プロセ
ス時には、画像形成領域である大面積部分１７ａにのみ
画像形成バイアス電源２８が接続されるようにすること
もできる。上記実施例のように小面積部分１７ｂが画像
形成領域内に位置し、画像形成時には両部分１７ａ，１
７ｂが共に同一電源２８に接続される構成の場合には、
現像画像にすじなどが現われないように、両部分の間を
できるだけ小さくする必要がある。

【００１４】このように、この発明によれば、帯電特性
および露光特性の影響の少ない感光体のゼロＶ表面電位
付近を利用してトナーを感光体表面に付着させるので、
トナー付着量の変化をほぼ現像特性の変化として把握す
ることができ、より迅速で適確な画像濃度制御を行なう
ことができる。

【００１５】以上、この発明を図示の特定の実施例にし
たがって説明してきたが、この発明は種々に変形可能で
あり、特許請求の範囲に記載したこの発明の精神の範囲
内におけるすべての変形は、この発明に含まれるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像濃度制御装置を適用した電子
写真複写機の一例を示す概略図である。

【図２】本発明におけるトナー付着領域を限定するため
の手段を示す概略図である。

【符号の説明】

１　　　　　　感光体ドラム ２　　　　　　帯電チャージャ ３　　　　　　露光光学系 ４　　　　　　イレーズランプ ５　　　　　　現像兼画像濃度制御装置６　　　　　　
発光素子 ７　　　　　　受光素子 １７　　　　現像ローラー ２８　　　　画像形成用バイアス電源 ２９　　　　トナー付着量検知用バイアス電源３１　　
　　トナー補給装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．トナーとキャリアからなる二成分系現像剤を収容す
   る容器と、該容器内に配置された現像電極と、該現像電
   極にトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加す
   る手段とを具備し、潜像担持体上にトナーの帯電極性と
   逆極性の電荷によって形成された静電潜像を現像する現
   像装置を兼ねた画像濃度制御装置であって、前記潜像担
   持体の表面電位を飽和残留電位に近づける手段と、前記
   潜像担持体表面の移動方向に直角な方向に分割されて互
   いに電気的に絶縁された前記現像電極と、前記分割され
   た現像電極の一方の検知電極に印加する電圧をトナーの
   帯電極性と同極性の電圧に切り換える手段と、前記潜像
   担持体表面に付着したトナー付着量を検出する手段と、
   前記検出結果にもとづいて前記二成分系現像剤のトナー
   濃度を制御する手段とを有し、前記飽和残留電位に近づ
   けた潜像担持体表面を前記検知電極を用いて現像して付
   着したトナー付着量に応じて前記二成分系現像剤のトナ
   ー濃度を制御するように構成したことを特徴とする画像
   濃度制御装置。
2. ２．前記飽和残留電位がほぼゼロＶである特許請求の範
   囲第１項記載の画像濃度制御装置。