JPH05224512A - 画像形成装置の現像バイアス調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 かぶりレベルの上昇を現像バイアスの補正で
防ぐ。 【構成】 プロセスコントロールを行う前にかぶりレベ
ルの検知を行い、現像バイアスの補正を行う。そのた
め、感光体４を帯電した後、ブランクランプ２２にて除
電を行い、その時に現像バイアスを変化させながら、ト
ナーセンサ３０によりかぶり濃度のチエツクを行う。こ
れによつて得た値から現像バイアスとかぶりの関係を求
め、トナー未付着時のかぶりレベルを決定する。かぶり
濃度が基準値より高くなつている場合、現像バイアス電
圧としてかぶりレベルの値に４０Ｖプラスした値を現像
ローラ２８に印加して、コピーを実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機等の画像形成装
置において、感光体あるいは転写体へのかぶりを防ぐた
めに現像ローラに現像バイアスを印加する現像バイアス
調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機では、感光体の非画像部へ
のトナー付着を防ぐために現像ローラに印加する現像バ
イアスは固定されている。

【０００３】そのため、設計の際、感光体の劣化による
残留電位の上昇や、現像剤の劣化によるかぶりレベル
（ＢＧ値）の上昇、又環境特性を考慮して、現像バイア
スを設定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のように、現像バ
イアスが固定されていると、感光体の劣化等による残留
電位の上昇等によつて、かぶり濃度が変化し、コピーの
明るさがライフにおいて変化してしまうという問題があ
つた。

【０００５】また、機械が初期の状態であつても、環境
条件、特に高温高湿時に感光体の残留電位の上昇や現像
剤の特性によつて、かぶり濃度が変化し明るさに変化が
見られた。

【０００６】上記の問題点によつて、ユーザーには画質
の安定しない機械という印象を与えることになり、複写
機自体の評価を下げることにつながりかねない。

【０００７】また、設計の際、マージンを持つて現像バ
イアスの設定を行なつているが、光学系の汚れがひどい
時など、コピーに地かぶりが発生するケースもあり、こ
のような場合サービスコールを受けることになつて、信
頼性を損なつてしまつていた。

【０００８】本発明は、上記に鑑み、感光体の劣化や高
温高湿等によつて生じるかぶりの増大を防ぐことができ
る画像形成装置の現像バイアス調整装置の提供を目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図１，２の如く、感光体４の非画像部へのトナー
付着を防ぐために現像ローラ２８に現像バイアス電圧を
印加するバイアス印加手段２９と、感光体４あるいは転
写体１０上のトナー濃度を検出するトナーセンサ３０と
を備え、感光体の劣化や高温高湿等によつて生じるかぶ
りの増大を防ぐために、前記トナーセンサ３０から得ら
れたトナー濃度と現像バイアス値との関係を求める手段
と、両者の関係からトナーのかぶりレベルを決定する手
段と、前記かぶりレベルと予め設定されたかぶり基準値
との比較結果に応じて前記バイアス印加手段２９の現像
バイアス値を補正する手段とが設けられたものである。

【００１０】

【作用】上記課題解決手段において、コピーを行う前
に、現像バイアスを−４０Ｖから−１００Ｖまで５Ｖき
ざみで変化させながら現像を実施する。その時の感光体
４あるいは転写体１０からトナーセンサー３０によつて
トナー濃度を読取る。

【００１１】次いで、これらのトナー濃度Ｓｎと印加現
像バイアスＤｎにより最少二乗法の近似式Ｓｎ＝ａ／Ｄ
ｎ＋ｂ（ａ，ｂ：定数）を用いて、現像バイアスＶｘと
トナー濃度Ｄｙの関係を求める。この関係を示すと、図
４のようになる。

【００１２】この時、トナー未付着状態における感光体
あるいは転写体のトナーのかぶりレベルＡを求める。こ
のＡの値が予め設定された基準値以下であれば、かぶり
濃度が上昇していないと判断し、通常の現像バイアスに
てプロセスコントロールを実施し、その条件にてコピー
を実施する。

【００１３】しかし、Ａの値が基準値以上であれば、そ
の値に４０Ｖをプラスした現像バイアスとなるように現
像バイアス印加手段２９を駆動して、現像バイアス電圧
が高められて、プロセスコントロールを実施し、その現
像バイアス電圧にてコピーを実施する。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す現像バイアス
調整装置の制御ブロツク図、図２は現像バイアス調整装
置を備えたカラー複写機の全体構成図、図３はトナーセ
ンサの特性を示す図、図４は現像バイアス変化時のトナ
ーセンサの出力を示す図である。

【００１５】本発明の現像バイアス調整装置を備えたカ
ラー複写機は、図２に示すように、機枠の上面に透明な
原稿載置台１が配設され、この原稿載置台１の下方に
は、露光光学系２が配設されている。

【００１６】この露光光学系２は、原稿載置台１上に載
置される原稿３に光を照射する光源ランプ２ａと、原稿
３からの反射光を例えば一点鎖線で示すように感光体４
上に導く複数の反射鏡２ｂと、光路上に配設された結像
レンズ２ｃと、赤、緑、および青の３原色の色フイルタ
を有する色分解フイルタ２ｄとを備えている。

【００１７】露光光学系２の光軸上には、露光走査され
た光像が照射される有機感光体（ＯＰＣ）からなるベル
ト状の感光体４が配設されており、この感光体４の入紙
方向側には、転写紙５を収容した給紙カセツト６，７が
配設されている。そして、これらの各給紙カセツト６，
７の上面には、それぞれ給紙ローラ８，９が設けられて
おり、これらの給紙ローラ８，９は、転写紙５を給紙カ
セツト６，７から排出して中間転写体１０方向へ送出さ
せるようになつている。

【００１８】給紙ローラ８，９からの中間転写体１０方
向への送出側には、タイミングローラ１１が配設されて
おり、このタイミングローラ１１は、中間転写体１０に
同期して回転されるようになつている。

【００１９】また、中間転写体１０は、第一〜第三ロー
ラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃにより回転駆動され、感光体
４を回転駆動する駆動ローラ１３が圧接されている。

【００２０】駆動ローラ１３が圧接されている部位にお
ける中間転写体１０の裏面側には、転写チヤージヤ１４
が配設されており、第三ローラ１２ｃの配設部位におけ
る中間転写体１０の表面側には、転写ローラ１５が配設
されている。

【００２１】そして、転写ローラ１５の送出側には、剥
離プレート１６、搬送ベルト１７および定着装置１８が
この順に配設されている。

【００２２】露光光学系２から反射光が照射される感光
体４は、従動ローラ１９および駆動ローラ１３により回
転駆動される。

【００２３】また、感光体４の外周の従動ローラ１９側
には、感光体４を帯電させる帯電チヤージヤ２０および
感光体４を除電する除電ランプ２１が配設されており、
帯電チヤージヤ２０の下流側が露光部Ｅとされ、その下
流側にブランクランプ２２が配設されている。

【００２４】帯電チヤージヤ２０の近傍における感光体
４の下方には、感光体４上に残留するトナーを除去する
クリーニング手段であるクリーニング装置２３が配設さ
れている。

【００２５】クリーニング装置２３には、例えばウレタ
ン等からなるクリーニングブレード２３ａが設けられて
おり、これらのクリーニングブレード２３ａは、感光体
４に圧接され、感光体４に残留した例えばトナー等を掻
き落とすようになつている。

【００２６】また、感光体４の上方における中央部付近
には、感光体４と非接触の状態で白黒用の現像槽２４
と、カラー用の現像槽２５〜２７とが配設されており、
カラー用の現像槽２５〜２７には、イエロ、マゼンタ、
およびシアン色のカラー現像剤が個別に収容されてい
る。

【００２７】各現像槽２４〜２７には、現像ローラ２８
および撹拌ローラが回転自在に内装されている。

【００２８】現像ローラ２８には、感光体４の非画像部
へのトナー付着を防ぐために現像バイアス電圧を印加す
るバイアス印加手段２９が接続されている。

【００２９】バイアス印加手段２９は、可変可能な直流
電源からなり、通常−１００Ｖの現像バイアス電圧を印
加している。

【００３０】また、転写体１０上に転写されたトナー濃
度を検出するためのトナーセンサ３０が、転写体１０に
対向して配設されている。

【００３１】トナーセンサ３０は赤外線センサからな
り、特に７５０ｎｍ以上の波長のみを検出するものが選
択される。図３は、このような赤外線センサの特性を示
す。

【００３２】次に、上記構成のカラー複写機の動作を以
下に説明する。

【００３３】先ず、図示しない複写開始スイツチが押圧
されることで、コピーモードが実行される。このコピー
モードは、イエロ、マゼンタ、およびシアンをそれぞれ
現像して中間転写体１０に転写させるコピーサイクルを
有しており、コピーモードが実行されると、先ず、イエ
ロのコピーサイクルが実行されることになる。

【００３４】原稿載置台１上に載置された原稿３に対し
て光源ランプ２ａから光を照射させ、露光走査が行われ
る。原稿３からの反射光は、反射鏡２ｂおよび結像レン
ズ２ｃを介して色分解フイルタ２ｄに入射され、この色
分解フイルタ２ｄで色成分別に分解される。

【００３５】この露光走査で色分解フイルタ２ｄの各色
フイルタを透過した色成分別の光は、帯電チヤージヤ２
０にて均一に帯電された感光体４上に照射され、感光体
４がＥ部で露光される。これにより、感光体４には、原
稿３の画像に対応したイエロの静電潜像が形成される。

【００３６】この後、静電潜像は、色分解フイルタ２ｄ
の補色であるイエロの現像剤を有する現像槽２４の対向
部において、現像ローラ２８から供給される現像剤で現
像されて可視化され、トナー像となる。そして、このト
ナー像は、転写チヤージヤ１４で中間転写体１０に転写
される。

【００３７】イエロのコピーサイクルが終了すると、感
光体４は、クリーニング装置２３でクリーニングされる
と共に、除電ランプ２１で除電される。そして、上記と
同様のコピーサイクルでマゼンタおよびシアンのトナー
像がそれぞれ中間転写体１０に転写される。

【００３８】各コピーサイクルが実行されると、各色成
分別のトナー像は、転写チヤージヤ１４により中間転写
体１０の同位置へ転写されることになり、各色成分別の
トナーが重ねられることで完成したひとつのトナー像を
形成する。

【００３９】一方、給紙カセツト６，７に収容された転
写紙５は、給紙ローラ８，９により一枚ずつタイミング
ローラ１１に給紙され、タイミングローラ１１は、中間
転写体１０に同期して転写紙５を中間転写体１０と転写
ローラ１５との間に搬送する。

【００４０】搬送された転写紙５は、転写ローラ１５に
より中間転写体１０のトナー像が転写された後、剥離プ
レート１６により中間転写体１０から分離され、搬送ベ
ルト１７により定着装置１８へ導入される。

【００４１】そして、転写紙５へのカラートナー像の定
着が行われた後、外部へ排出されることで、１回のコピ
ーモードが終了することになる。

【００４２】次に、前述の動作を有する複写機におい
て、感光体の劣化や環境特性（高温高湿）等によりかぶ
り濃度が上昇して、トナーのかぶりが生じてしまう。そ
こで、これを防ぐために、プロセスコントロールを行な
う前に現像バイアスの補正を行なう現像バイアス調整装
置３１が設けられている。

【００４３】現像バイアス調整装置３１は、マイクロコ
ンピユータからなり、トナーセンサ３０から得られたト
ナー濃度と現像バイアス値との関係を求める機能と、両
者の関係からトナーのかぶりレベルを決定する機能と、
前記かぶりレベルと予め設定されたかぶり基準値との比
較結果に応じて前記バイアス印加手段２９の現像バイア
ス値を補正する機能とを有し、トナーセンサ３０の出力
に基づいて得られたかぶりレベルと基準値とを比較する
比較回路３２と、この比較結果に基づいてかぶり濃度の
上昇を判断して現像バイアス印加手段２９を制御する現
像バイアス制御回路３３とを備えている。なお、かぶり
レベルは、コピーに地かぶりが生じるときのトナーセン
サの出力値から求める。

【００４４】この現像バイアスの補正を行う方法とし
て、先ず、帯電チヤージヤ２０によつて感光体４を均一
に帯電する。次にブランクランプ２２を点灯させて感光
体全域にわたつて除電を行う。その後イエロー現像槽２
６によつて現像を行う。今回はイエロー現像槽２５を使
用するが、別にマゼンタ、シアン、黒色のどの現像槽を
使用してもかまわない。

【００４５】その際、現像バイアスを−４０Ｖから−１
００Ｖまで５Ｖきざみで１２回変化させながら現像を実
施する。その時のトナー像を転写中間体１０に転写チヤ
ージヤ１４によつて転写を行い、トナーセンサー３０に
よつてトナー濃度を読取る。読取つたトナー濃度に応じ
てセンサ出力Ｓｎが出力される。

【００４６】次いで、１２個のトナー濃度Ｓｎと印加現
像バイアスＤｎにより最少二乗法の近似式Ｓｎ＝ａ／Ｄ
ｎ＋ｂ（ａ，ｂ：定数）を用いて、現像バイアスＶｘと
トナー濃度Ｄｙの関係を求める。この関係を示すと、図
４のようになる。

【００４７】この時、トナー未付着状態の転写中間体を
読取つた時のセンサ出力Ｂの値が得られない時はさらに
現像バイアスを−１００Ｖから変化させながら上記と同
様の動作を行う。

【００４８】前述の動作によつて求めた図４よりトナー
のかぶりレベルＡを求める。比較回路３２により、この
Ａの値が予め設定された基準値に相当する６０Ｖ以下で
あれば、かぶり濃度が上昇していないと判断し、通常の
現像バイアス−１００Ｖにてプロセスコントロールを実
施し、その条件にてコピーを実施する。

【００４９】しかし、Ａの値が６０Ｖ以上であれば、そ
の値に４０Ｖをプラスした現像バイアスとなるように現
像バイアス制御回路３３から現像バイアス印加手段２９
に駆動信号が出力され、現像バイアス電圧が高められ
て、プロセスコントロールを実施し、その現像バイアス
電圧にてコピーを実施する。

【００５０】以上の動作を行うことによつて、感光体や
現像剤の劣化、環境条件の変化を考慮した現像バイアス
の補正ができるようになる。それによつて、かぶりレベ
ルの変化による明るさの変化やコピーに地かぶりが発生
するのを防止でき、安定したコピーを行なうことができ
る。

【００５１】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、感光体の劣化や環境特性（高温高湿）等による
かぶり濃度の上昇を検知し、現像バイアスの補正を行な
い、その現像バイアスを行なつた条件でプロセスコント
ロールを実施することにより、感光体の劣化による残留
電位の上昇が原因のかぶりレベルの上昇、明るさの変
化、また環境特性による（特に高温高湿時）によるかぶ
りレベルの上昇、明るさの変化を抑えることができるよ
うになる。

【００５３】したがつて、ライフや環境条件に左右され
ることなく安定した画像を得ることができる。

【００５４】そのため、ユーザー先でのサービスコール
等の回数を抑えることができ、複写機の信頼性向上につ
ながる。しかも、ユーザーサイドで高い評価を受けるこ
とにもつながるといつた優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す現像バイアス調整装置
の制御ブロツク図

【図２】現像バイアス調整装置を備えたカラー複写機の
全体構成図

【図３】トナーセンサの特性を示す図

【図４】現像バイアス変化時のトナーセンサの出力を示
す図

【符号の説明】

４ 感光体 １０ 転写体 ２８ 現像ローラ ２９ バイアス印加手段 ３０ トナーセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体の非画像部へのトナー付着を防ぐ
   ために現像ローラに現像バイアス電圧を印加するバイア
   ス印加手段と、感光体あるいは転写体上のトナー濃度を
   検出するトナーセンサとを備えた画像形成装置におい
   て、前記トナーセンサから得られたトナー濃度と現像バ
   イアス値との関係を求める手段と、両者の関係からトナ
   ーのかぶりレベルを決定する手段と、前記かぶりレベル
   と予め設定されたかぶり基準値との比較結果に応じて前
   記バイアス印加手段の現像バイアス値を補正する手段と
   が設けられたことを特徴とする画像形成装置の現像バイ
   アス調整装置。