JPH05289461A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー濃度がほぼ所定値であるのに画像濃度
が低下・上昇した場合、静電プロセス条件を変更して適
正な画像濃度にする。 【構成】 第２ＣＰＵ６０は、トナー濃度がほぼ所定値
であるのに、光学画像濃度測定手段６１にて測定された
標準トナー像の反射濃度（画像濃度）が所定レベルより
低下・上昇した場合、帯電器４１、走査光学系５４、及
び現像バイアス回路６２を制御して静電プロセス条件を
変更することにより、感光体ドラム１上に形成された静
電潜像に対する二成分現像剤中のトナーの付着力を変化
させて適正な画像濃度にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機等のトナ−とキ
ャリアからなる二成分現像剤を用いて静電潜像を顕像化
する現像方法を採用する画像記録装置に係り、特に適正
な画像濃度を得るべく静電プロセス条件を制御する画像
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トナ−とキャリアからなる二成分現像剤
を用いて像担持体上の静電潜像を顕像化する現像装置に
おいて、 二成分現像剤中のトナ−とキャリアとの重量混
合比率( 以下これをトナ−濃度Ｔ_C という) は現像性に
大きく影響する。例えば、二成分現像剤のトナ−濃度が
適正値よりも低い場合、 現像画像の濃度は低くなってし
まう。また、逆にトナ−濃度が高くなりすぎた場合に
は、それによる現像画像の濃度は高くなりすぎると共
に、いわゆるカブリが増す不都合を生じてしまう。その
ために像担持体から転写した転写材における記録画像は
不適当なものとなってしまう欠点がある。

【０００３】従って、好ましい濃度の画像を常に得るた
めには、二成分現像剤のトナ−濃度を適正レベルにし、
かつ、その適正レベルを現像時に常に一定に維持する必
要がある。そこで、従来、トナー補給量を制御すること
によって、二成分現像剤のトナ−濃度を一定に維持する
ようにした二成分現像剤の濃度制御方式が提案されてい
た。この濃度制御方式は、二成分現像剤の透磁率変化や
体積変化、現像後における画像濃度の変化、 相互に色の
異なるトナ−とキャリアとによる二成分現像剤の色変化
等の変化事象を検知することによりトナー濃度を検知
し、検知したトナー濃度に基づいてトナー補給量を制御
することによりトナー濃度が適正になるよう維持してい
た。

【０００４】しかし、上記のような変化事象を検知する
方式では、誤検知あるいは感光体表面の経時的劣化に対
する補償の困難性等の理由によって、 長期にわたっての
安定動作は困難であった。

【０００５】この解決法として、特開昭５７−１３６６
６９号「二成分現像剤濃度制御装置」が紹介されてい
る。この「二成分現像剤濃度制御装置」は、記録装置に
おける現像効果を安定して長期間適切に維持することを
可能とすべく、 現像器内の二成分現像剤の体積を検知す
べき検知レベルを複数備えると共に、別途、現像性能を
検知するために感光表面に形成された基準画像の現像画
像、あるいはその記録画像の濃度を光学的に検知して、
これに応じて先の複数の検知レベルを中央演算処理装置
によって切り換えて設定することにより、キャリア補給
を極力避けて現像性能をできるだけ一定にするために二
成分現像剤のトナ−濃度を制御するように構成したもの
である。一応これによって前記の目的は達成された。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、画像記録対象
の原稿内容は、画像濃度や画像密度などの違いにより黒
化率にバラツキがある場合が多く、線画、文字画や低濃
度原稿など黒化率の低い原稿内容を連続して画像形成す
べく現像動作を実行していったような場合、 トナー濃度
が一定であるにも拘らずトナー濃度に対応した所定の画
像濃度が得られず、トナ−濃度と画像濃度との対応関係
が崩れるという現象を生じた。この現象は、各種の色の
二成分現像剤を用いてカラーが画像を再現可能とするカ
ラー静電記録装置の場合に発生し易いことも分かった。

【０００７】そこで、このような現象が発生する原因を
考察したところ、次のような知見を見い出した。

【０００８】すなわち、上記２つの例に共通する事象を
分析した結果、静電記録装置における画像形成プロセス
中の現像時間内では、現像器内の現像スリーブと撹拌手
段とを連続して回転駆動しており、この撹拌時間、換言
すればトナーホッパー内での二成分現像剤の滞留時間が
共通に関係していることに気づいた。すなわち、前者の
例では、低濃度原稿であるため単位時間当りのトナー消
費量が通常より少なく、その分、トナー滞留時間が長く
なる。また、後者の例では、各色の二成分現像剤のトナ
ー消費量に差が生じ、トナーの滞留時間も色ごとに異な
ってくる。

【０００９】上記例の現象は、トナー濃度が一定でも起
こることから考えて、キャリアの周りにトナ−成分が付
着してトナー帯電量が減少した状態、いわゆるスペント
トナ−に起因するものでないものと推測できるが、トナ
ー滞留時間に関係があるということから、すなわち、ト
ナー滞留時間が長くなればトナーとキャリアとの摩擦機
会が増加することより、トナー帯電量が増え続けること
が予想され、増加して所定範囲外になったトナー帯電量
が画像濃度に影響を及ぼしているものと考えられる。そ
こで、トナー帯電量と画像濃度との関係について考察し
てみた。

【００１０】図１２は、二成分現像剤中のトナ−濃度が
一定の場合におけるトナ−の帯電量Ｑ／ｍ( μＣ／ｇ)
の変化に対する画像濃度ＣＤの変化を示す図である。

【００１１】図１２において、画像濃度ＣＤはトナー帯
電量Ｑ／ｍを上昇に応じて低下することを示している。
具体的には、 トナー帯電量Ｑ／ｍが１０（μＣ／ｇ）位
のとき、画像濃度ＣＤが約１．４であることを示し、 ト
ナー帯電量Ｑ／ｍが３０( μＣ／ｇ) 位のときは画像濃
度ＣＤは約０．５であることを示している。

【００１２】このような画像濃度ＣＤとトナー帯電量Ｑ
／ｍとの関係は、永久磁石を内包した現像スリーブに磁
気的に担持した二成分現像剤中のトナ−が、静電潜像を
現像する現像領域で受ける力（以下、現像力という）か
ら説明できる。

【００１３】すなわち、現像力をＦ_t とすると、現像力
Ｆ_t は、大略、

【００１４】

【数１】 Ｆ_t ＝ｑ_t ・Ｅ − ｋ（ｑ_t ・ｑ_c ／ｒ² ） − ｑ_t （Ｖ_B ／Ｒ） ｛ただし、ｑ_tはトナー電荷量、Ｅは静電潜像による電
界（以下、潜像電界という）、ｑ_c はキャリア電荷量、
ｒはトナーとキャリアとの距離、Ｖ_B は現像スリーブに
印加される電圧（以下、現像バイアスという）、Ｒは感
光体ドラム表面と現像スリーブ表面との距離である｝で
示されるものと考えられる。

【００１５】数式１は、現像力Ｆ_t は、潜像電界Ｅに起
因する力から、トナ−とキャリアとの付着力( これをク
−ロン力という) と、トナーに働く現像バイアス力とを
減じたものであることを示している。ここで、 注目すべ
きことは、現像力Ｆ_t を決定する力は、トナ−帯電量ｑ
_t （Ｑ／ｍ）と比例関係にあるが、現像力Ｆ_t を減ずる
力であるク−ロン力は、トナ−帯電量ｑ_t （Ｑ／ｍ）の
増大にともないキャリア電荷量ｑ_c も増大するので、他
の力に比べてより大きく増大する傾向にある。従って、
トナー帯電量ｑ_t （Ｑ／ｍ）の上昇は、現像力Ｆ_t の低
下となって現れ、トナ−帯電量ｑ_t （Ｑ／ｍ）の低下は
現像力Ｆ_t の上昇となって現れるという点である。図１
３は、現像装置内に装填した二成分現像剤中のトナ−濃
度（ｗｔ％：重量混合比率）に対する画像濃度ＣＤの変
化を示すグラフである。

【００１６】ここで、二成分現像剤は、平均粒径２０〜
１００μｍの絶縁性磁性キャリア（樹脂コ−ティング、
あるいは磁性粒子樹脂分散タイプ）と、平均粒径５〜１
５μｍのトナ−から構成されるものである。

【００１７】図１３において、 実線Ａは、現像バイアス
Ｖ_B が２００Ｖの場合を示したものであり、トナ−濃度
１ｗｔ％付近で画像濃度ＣＤが約０．４を示し、 トナー
濃度５ｗｔ％において、 画像濃度ＣＤが約１．０を示し
ており、トナー濃度５ｗｔ％を越えると、 画像濃度ＣＤ
は約１．２付近で飽和することを示している。この実線
Ａの軌跡上では、 画像濃度ＣＤは約０．４〜約１．２で
コントラストも十分広くとれ、潜像担持体である感光体
ドラムとトナーとの付着力も良好であり、 像形成プロセ
ス中における画像ズレも少なくなるので、 通常は実線Ａ
の軌跡上で画像濃度ＣＤを制御することが望まれる。

【００１８】一点鎖線Ｂは、 前述の２つの例のように、
二成分現像剤を撹拌する時間が長くなり、トナー帯電量
ｑ_t （Ｑ／ｍ）が実線Ａに比べて大きくなりすぎた場合
のトナ−濃度Ｔ_C （ｗｔ％）と画像濃度ＣＤとの関係を
示している。なお、ここで現像バイアスＶ_B などの他の
条件などは、実線Ａと全て同じである。この場合、数式
１から明らかなように、クーロン力は他の静電力に比し
て増大するので、トナーを感光体ドラムに吸引する力が
相対的に低下して画像濃度が低下することを示してい
る。具体的には一点鎖線Ｂはトナ−濃度５ｗｔ％から画
像濃度０．５付近で飽和することを示している。従っ
て、軌跡Ｂ上における原稿画像に応じた充分な画像濃度
ＣＤを得ることができず、 更に充分なコントラストも得
られないという問題点がある。

【００１９】なお、点線Ｃは、 例えば、相対湿度が高く
なった等の環境変動により、トナー帯電量が実線Ａに比
べて小さくなった場合のトナ−濃度Ｔ_C （ｗｔ％）と画
像濃度ＣＤとの関係を示している。この場合、トナーと
キャリア間の付着力（クーロン力）が不十分となり、画
像濃度ＣＤは実線Ａに比して上昇することを示してい
る。具体的には、 画像濃度ＣＤは、トナ−濃度１ｗｔ／
％付近で０．７付近に達し、 トナー濃度（ｗｔ％）が上
昇するにつれて約１．４付近に飽和することを示してい
る。従って、点線Ｃ上における現像は、コントラスト幅
は充分な幅をもつことになるが、 トナーが多量に飛散し
た状態となって潜像に多くのトナーが付着し過ぎてしま
い、原稿画像を忠実に再現するという点において実用に
耐えないという問題がある。更に、 感光体ドラムとトナ
ーとの付着力も充分でないので、画像ズレも生じやすく
なるという問題点もある。

【００２０】本発明は、上記問題点にかんがみてなされ
たもので、その目的は、 トナ−濃度を所定値にほぼ一定
に維持しているに拘らず、 画像濃度の低下・ 上昇を生じ
た場合に、 これを検知し、 静電プロセス条件を所定に制
御することにより、適正な画像濃度で画像再現可能な画
像記録装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、感光体を一様に帯電する帯電手段と、該
帯電手段により一様に帯電された前記感光体上に画像情
報を反映した光信号を照射して静電潜像を形成する像露
光手段と、該像露光手段により形成された前記感光体上
の静電潜像をキャリアとトナーとからなる二成分現像剤
で現像する二成分現像手段と、前記二成分現像剤のトナ
ー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度
検知手段にて検知されたトナー濃度に基づいてトナー補
給制御を行うトナー補給制御手段とを有する画像記録装
置において、前記感光体上に形成された基準トナー像の
反射濃度を検知する反射濃度検知手段と、該反射濃度検
知手段にて検知された基準トナー像の反射濃度が所定レ
ベルより低下、あるいは上昇し、かつ前記トナー濃度検
知手段にて検知されたトナー濃度が実質的に一定の場合
に、前記帯電手段および前記像露光手段を制御して前記
感光体上の静電潜像のポテンシャルレンジを変更し、そ
の後、前記基準トナー像の反射濃度が所定レベルに復帰
した時点で前記静電潜像のポテンシャルレンジを所定値
に戻す静電潜像ポテンシャルレンジ制御手段とを備えて
いる。

【００２２】

【作用】帯電手段は、感光体を一様に帯電する。像露光
手段は、帯電手段により一様に帯電された感光体上に画
像情報を反映した光信号を照射して静電潜像を形成す
る。二成分現像手段は、像露光手段により形成された感
光体上の静電潜像をキャリアとトナーとからなる二成分
現像剤で現像する。トナー濃度検知手段は、二成分現像
剤のトナー濃度を検知する。トナー補給制御手段は、ト
ナー濃度検知手段にて検知されたトナー濃度に基づいて
トナー補給制御を行う。また、反射濃度検知手段は、感
光体上に形成された基準トナー像の反射濃度を検知す
る。

【００２３】そして、静電潜像ポテンシャルレンジ制御
手段は、トナー濃度検知手段にて検知されたトナー濃度
が実質的に一定であるにも拘らず、反射濃度検知手段に
て検知された基準トナー像の反射濃度、すなわち現実の
画像濃度が所定レベルより低下、あるいは上昇した場
合、帯電手段および像露光手段を制御して感光体上の静
電潜像のポテンシャルレンジを変更して画像濃度を所定
レベルに復帰させ、その後、静電潜像のポテンシャルレ
ンジを所定値に戻す。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例による画像記録装置
を図面に基づいて説明する。

【００２５】図１は本発明の一実施例による画像記録装
置のブロック図であり、本画像記録装置１００は、潜像
担持体たる感光体ドラム１、感光体ドラム１の回転を制
御する第１モータドライバ１０、現像器２０、高圧電源
４０、 転写器４２、 帯電器４１、走査光学系５４、 第１
ＣＰＵ５０、 第２ＣＰＵ６０、 光学濃度測定手段６１、
現像バイアス回路６２及びトナ−濃度検出手段６３とを
有している。そして、図示しないコピーボタンを押圧す
ると、 第１ＣＰＵ５０の制御に基づいて走査光学系５４
からの原稿画像の画像濃度に対応する画像信号に基づい
て光源を発光して感光体ドラム１に光照射することによ
り、感光体ドラム１の感光表面に静電潜像を形成し、 こ
の静電潜像を現像器２０で現像することによってトナー
像として顕像化し、レジスト信号に基づいて転写器４２
を放電駆動することにより、当該トナ−像を転写紙に転
写する。この後、 当該転写紙を定着して保存可能な再生
画像とする。

【００２６】感光体ドラム１は、直径８０ｍｍのアルミ
ニュウム製のドラム状導電性支持体を用い、 該支持体上
にエチレン酢酸ビニル共重合体からなる厚さ０．１μｍ
の中間層と、膜厚３５μｍの感光層とを積層してなるＯ
ＰＣ感光体であり、当該感光層に光を照射すると、表面
電位を降下する。従って、感光体ドラム１を予め所定電
位に均一に帯電した後に、 原稿画像の濃淡に基づいた光
を照射すれば、感光体ドラム１の表面電位は均一でなく
なり、電位の低下した部分を形成することができる。こ
れがいわゆる静電潜像と呼ばれるものである。感光体ド
ラム１は、これに限定されるものではなく、例えばアモ
ルファスシリコンからなる感光体など、他の構成のもの
でもよい。ここでは、 説明の便宜上、先述のＯＰＣ感光
体として説明する。

【００２７】第１モータドライバ１０は、主に感光体ド
ラム１を回転するメインモータ( 図示せず）を駆動制御
する回路であり、第１ＣＰＵ５０からの制御信号に基づ
いてメインモータの回転数及び回転をオン・オフ制御し
ている。

【００２８】エンコーダ１１は、感光体ドラム１の回転
位相に対応して所定幅のパルス信号を発生し、第１ＣＰ
Ｕ５０に出力する。これにより第１ＣＰＵ５０は、感光
体ドラム１の回転位相を検知する。

【００２９】走査光学系５４は、アナログ方式の場合、
周知の走査系が用いられる。例えば、図示しないが、第
１走査ミラーと一体に構成された照明ランプと、 第１走
査ミラーの１／２の速度比で動く第２走査ミラー（Ｖミ
ラー) 等からなり、レンズの前方の光路長を常に一定に
保たれたまま原稿を走査することになる。原稿台ガラス
の一方の下端部に例えば光学反射濃度ＣＤ＝１．０に相
当する標準濃度板を設け、これを照射ランプで照射し、
標準潜像を感光体ドラム１上に形成後トナーで現像でき
るようにしてある。また、前記照明ランプを点灯する電
源、いわゆるＣＶＲ５４ａを制御することにより、照射
強度を調整できるよう構成されている。いわゆるデジタ
ル方式の走査光学系としては、同様の読取走査系を用い
る方法と、 標準濃度部を形成する画像データをメモリ内
に記憶し、 このデータに基づいて標準潜像を形成する方
法がある。デジタル方式の場合には静電潜像を形成する
ための像露光手段としての走査光学系５４は、画像信号
により変調された半導体レーザ５４ｂからのレーザを回
転走査するポリゴンミラー等を備えるレーザ走査系やＬ
ＥＤアレイ、 液晶を用いた固定走査系でもよい。

【００３０】また、デジタル方式の走査光学系では、そ
れから照射されるレーザの光変調法として強度変調法と
パルス幅変調法とがある。強度変調法は、たとえば半導
体レーザ５４ｂ等に導通する電流を調整することにより
照射強度を調整する方法であり、パルス幅変調法は、た
とえば参照波のレベルを調整することにより照射光量
（１画素あたり照射面積）を調整する方法である。

【００３１】現像器２０は、下部ケーシングと上部ケー
シングで形成する現像槽２０ａ内にＮ極、Ｓ極を有する
マグネットローラ２０ｂを内包するスリ−ブ２０ｃと、
当該スリ−ブ２０ｃに圧接するように下部ケーシングに
設けた剛性部材からなる規制部材２０ｄと、 スクリュー
状の第１及び第２の撹拌ローラ２０ｅ、２０ｆと、スリ
ーブ２０ｃから二成分現像剤を掻き取るスクレーバー２
０ｇとを備えている。なお、二成分現像剤はトナーとキ
ャリアからなり、トナーはキャリアに付着されてスリー
ブ２０ｃの位置に搬送され、このスリーブ２０ｃにより
感光体ドラム１との対向位置である現像領域に搬送され
る。また、新たなトナーを現像槽２０ａ内に供給するた
め、内包する管でトナーホッパー２０ｈと連通し、トナ
ー補給信号に応じて駆動する搬送スクリュー２０ｉを含
む構成となっている。なお、規制部材２０ｄに代えて磁
性棒や磁性板からなる薄層形成手段を設けても良い。

【００３２】第１の撹拌ローラ２０ｅは、記録紙面手前
方向へ二成分現像剤を搬送する形状であり、第２の撹拌
ローラ２０ｆは、記録紙奥側へ二成分現像剤を搬送する
形状となっている。また、第１及び第２の撹拌ローラ２
０ｅ、２０ｆの間に隔壁を設けることにより二成分現像
剤をスムースに循環し、局所的に滞留しないようにして
ある。これにより、現像領域に搬送される二成分現像剤
を入れ換えることができ、現像条件を安定させている。

【００３３】スクレーバ２０ｇは、ローラにより回転自
在に支持されて、スリーブ２０ｃに圧接／離間するよう
に設けられ、 圧接時には現像領域を通過してトナーを消
費した二成分現像剤をスリーブ２０ｃから掻き取る。

【００３４】スリ−ブ２０ｃには、 画像のかぶりを防ぐ
ために保護抵抗を介して交流バイアス成分と直流バイア
ス成分を有する電圧を印加する現像バイアス回路６２が
設けられている。

【００３５】現像バイアス回路６２は、スリ−ブ２０ｃ
により現像領域まで搬送された二成分現像剤中のトナー
を、感光体ドラム１の表面に形成した静電潜像の作る電
界により静電的力を受けて移動させるものであり、現像
領域でトナーがスリーブ２０ｃと感光体１の間を振動さ
せるための交流バイアスを印加する交流電源と、直流バ
イアスを印加する高圧直流電源とを備えている。このよ
うに現像バイアス回路６２は、スリーブ２０ｃと感光体
ドラム１との間に振動電界を発生させ、トナーの粒子が
スリーブ２０ｃと感光体ドラム１との間で振動するか
ら、 二成分現像剤と感光体ドラム１とが接触しなくても
効率良く、かつ鮮明に感光体ドラム１にトナ−粒子によ
るトナー像を形成させることができる。なお、現像バイ
アス回路６２は、第２ＣＰＵ６０からの制御信号により
現像バイアスを変更することができる。

【００３６】高圧電源回路４０は、転写器４２及び帯電
器４１に所定の高電圧を印加する回路であり、第２ＣＰ
Ｕ６０の制御の下に帯電器４１に対して印加する電圧値
を変更することにより、感光体ドラム１の初期帯電電位
を変更し得るよう構成されている。

【００３７】光学濃度測定手段６１は、光源としてＬＥ
Ｄを用い 、ＬＥＤからの光が感光体ドラム１上の基準ト
ナ−像で反射した光をフォトダイオードで受けるように
なっている。

【００３８】トナ−濃度検出手段６３は、二成分現像剤
の透磁率の変化を検知することにより、現像器２０内に
装填した二成分現像剤中のトナ−濃度を検出するもので
あるが、現像器２０内の二成分現像剤の体積レベルを検
知することによりトナ−濃度を検出するものであっても
よい。ここでは説明の便宜上、 透磁率の変化によりトナ
ー濃度を検出するトナ−濃度検出手段として説明する。

【００３９】第１ＣＰＵ５０は、画像形成プロセスをシ
ーケンス制御するものであって、 画像形成プロセスを実
行する画像形成プログラムを内蔵しており、コピーボタ
ンの押圧に応じて発せられるスタート信号により、当該
画像形成プログラムを起動して画像形成プロセスを実行
する。

【００４０】第２ＣＰＵ６０は、上述の図１３に示した
実線Ａ、 一点鎖線Ｂ及び破線Ｃの各軌跡上にある画像濃
度ＣＤとトナー濃度Ｔ_C とのデータを一対一の関係で対
応づけた第１ルックアップテーブルＴ１、後述する図２
の実線Ａの軌跡上にある現像（画像）濃度ＣＤと静電潜
像ポテンシャルとのデータを一対一の関係で対応づけた
第２ルックアップテーブルＴ２、およびトナー濃度判定
プログラムと静電潜像ポテンシャル制御プログラムから
なる画像濃度制御プログラムを、内蔵するＲＯＭ６０ａ
上に記憶している。

【００４１】トナー濃度判定プログラムは、トナ−濃度
検出手段６３にて検出されたトナー濃度が所定値以下に
なったか否かを判定し、トナー濃度が所定値以下になっ
たときはトナー濃度ＮＧ信号を、トナー濃度が所定値以
下になっていないときはトナー濃度ＯＫ信号を第１ＣＰ
Ｕ５０に送信するプログラムである。なお、第１ＣＰＵ
５０は、第２ＣＰＵ６０から受信したトナー濃度ＯＫ信
号、或はトナー濃度ＮＧ信号をセットするトナー濃度判
定結果レジスタＲ１を有しており、このトナー濃度判定
結果レジスタＲ１内の信号がトナー濃度ＮＧ信号の場合
には、トナー濃度を一定に維持すべく、トナーホッパー
２０ｈから現像槽２０ａにトナーを補給する。

【００４２】静電潜像ポテンシャル制御プログラムグラ
ムは、トナ−濃度を所定値にほぼ一定に維持しているに
拘らず、 光学濃度検出手段６１からの検出信号が画像濃
度の低下・ 上昇を示している場合に、 これを検知し、 第
２ルックアップテーブルＴ２を参照して静電潜像ポテン
シャルを制御することにより、画像濃度を所定値に維持
するプログラムである。ここでは、 画像濃度の低下・ 上
昇は、標準濃度板に対応する感光体ドラム１上のトナ−
像の反射画像濃度を検出し、第１ルックアップテーブル
Ｔ１から読み出される比較基準となる画像濃度ＣＤ＝約
１．０［トナー濃度Ｔ_C ＝５（ｗｔ％）］と比較するこ
とにより検知している。この際、基準画像濃度は基準画
像濃度レジスタＲ２にセットされる。

【００４３】図２は、正規現像における現像濃度ＣＤと
静電潜像ポテンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L）との関係を示す図
である。

【００４４】図２において、現像濃度ＣＤとは、標準濃
度板、または標準濃度データに基づいて感光体ドラム１
上に形成される標準濃度像を所定の画像形成条件で形成
した標準トナー像からの光学画像濃度である。静電潜像
ポテンシャルとは、現像時においてトナーとキャリアを
スリーブ２０ｃに引き付けている力に相当し、ここで
は、正規現像法を採用しているので、初期帯電電位Ｖ_H
から現像バイアスＶ_B を差し引いたポテンシャルであ
る。初期帯電電位Ｖ_H とは、静電潜像形成前に帯電器４
１により均一に帯電された状態における感光体ドラム１
の表面電位である。図２における実線Ａは、図１３の実
線Ａに相当しており、トナー帯電量Ｑ／ｍが適正な状態
における二成分現像剤の特性を示している。少なくと
も、現像濃度ＣＤ＝０から１．０付近にわたって階調制
御しやすく、しかもトナー帯電量Ｑ／ｍも適正値にある
ので、トナー像形成後の画像形成プロセスにおいて画像
ズレを生じることも少ない状態である。

【００４５】一点鎖線Ｂは、 図１３における一点鎖線Ｂ
に相当しており、トナーの帯電量Ｑ／ｍが正常時の実線
Ａに比べて上昇した状態における現像剤の特性を示して
おり、この場合は、前述の如くトナーとキャリアとの付
着力が他の力に比べて大きくなって現像力は低下してい
るので、低濃度部における階調に劣る状態である。

【００４６】破線Ｃは、第１３図における破線Ｃに相当
しており、トナー帯電量Ｑ／ｍが正常時の実線Ａに比べ
て低下した状態における現像剤の特性を示しており、ト
ナーとキャリアとの付着力は低下して、見かけ上現像力
は上昇することになる。この場合、低濃度部における階
調再現を行えず、又、トナ−像と感光体ドラム１との付
着力も低下しているので、後のプロセスにおいて画像ズ
レを生じ易い状態である。

【００４７】図３は、正規現像において、トナ−帯電量
Ｑ／ｍが適正なときの静電潜像ポテンシャルを示す図で
あり、図４は正規現像において、トナ−帯電量Ｑ／ｍが
適正値からずれたときの変更に係る静電潜像ポテンシャ
ルを示す図である。ここで、Ｖ_H1〜Ｖ_H3はいずれも初期
帯電電位Ｖ_H であり、Ｖ_L は露光部電位、Ｖ_B は現像バ
イアスである。

【００４８】正規現像の場合、第２ＣＰＵ６０は、トナ
−濃度がほぼ一定に維持されている状態でトナー帯電量
Ｑ／ｍが適正値の場合には、初期帯電電位Ｖ_H1を例えば
＋７５０Ｖに維持しているが、トナ−濃度がほぼ一定に
維持されている状態でトナ−帯電量Ｑ／ｍが適正値より
大きくなって現像力が低下したときは、初期帯電電位Ｖ
_H2を例えば＋９５０Ｖに変更することにより、静電潜像
ポテンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L ）を大きくして、現像濃度Ｃ
Ｄを適正値の１．０にする（図２の矢印Ａ１、図４のＶ
_H2参照）。また、トナ−帯電量Ｑ／ｍが適正値より小さ
く現像力が上昇したときは、初期帯電電位Ｖ_H3を例えば
＋５５０Ｖに変更することにより、静電潜像ポテンシャ
ル（Ｖ_H −Ｖ_L ）を小さくして、現像濃度ＣＤを適正値
の１．０にする（図２の矢印Ａ２、図４のＶ_H3参照）。
上記の例は現像バイアス電圧（ＤＣ）を一定にしたもの
である。

【００４９】なお、第１ＣＰＵ５０は、コピー枚数をカ
ウントする第１カウンタＣＴ１と、第２カウンタＣＴ２
と、第３カウンタＣＴ３とを内蔵しており、 排紙センサ
等からの検知信号により、第１カウンタＣＴ１は連続コ
ピーする際の連続コピー枚数をカウントし、第２カウン
タＣＴ２は静電潜像ポテンシャル制御プログラムを実行
するタイミングを示すコピー枚数、すなわち前回の静電
潜像ポテンシャル制御が行われた後の通算コピー枚数を
カウントする。具体的には、コピーを１０００枚行うご
とに静電潜像ポテンシャル制御プログラムを実行するよ
うにしている。また、第３カウンタＣＴ３は、静電潜像
ポテンシャル制御プログラムを実行した後、その制御に
より画像濃度が所定レベルに復帰したか否かを判断する
タイミング、すなわちポテンシャル復帰判断のタイミン
グを示すポテンシャル復帰判断コピー枚数をカウントす
る。具体的には、静電潜像ポテンシャル制御プログラム
を実行した後、５０枚コピーした時点で画像濃度が所定
レベルに回復したか否かを判断し、その判断に基づいて
静電潜像ポテンシャルを初期値に戻すようにしている。
なお、これら第１カウンタＣＴ１、第２カウンタＣＴ
２、第３カウンタＣＴ３は、ダウンカウンタであり、そ
れぞれ連続コピー枚数、通算コピー枚数、ポテンシャル
復帰判断コピー枚数が設定され、それらをカウントダウ
ンしていき、そのカウントダウン値が「０」になったと
きに、設定された枚数のコピーがなされたものとしてい
る。

【００５０】次に、本画像記録装置の画像記録動作を図
５、図６のフローチャートに基づいて説明する。なお、
図５は第１ＣＰＵ５０により実行されるメインフローで
あり、図６は第２ＣＰＵ６０により実行される静電潜像
ポテンシャル制御フローである。

【００５１】メインスイッチ（図示せず）を押圧するこ
とにより、電源を投入する。これにより、第１ＣＰＵ５
０及び第２ＣＰＵ６０を起動状態とする（図５のステッ
プＦ−１）。

【００５２】第１ＣＰＵ５０は、第１モータドライバ１
０を駆動することにより、メインモータを起動し、この
駆動系に現像器２０の第１、第２攪拌ローラ２０ｅ、２
０ｆを接続して二成分現像剤を攪拌する。更に、定着器
（図示省略）のヒータわ所定温度にまで昇温する。ま
た、第１ＣＰＵ５０は、メインモータの駆動系に感光体
ドラム１を接続して回転駆動し、帯電器４１及び除電器
（図示省略）により、感光体ドラム１を帯電し、除電を
繰り返す等して画像形成プロセス条件を調整するといっ
たような前処理を行う。更に前処理では、所定のボタン
操作によりユーザ−により設定された連続コピー枚数Ａ
を第１カウンタＣＴ１にセットする（ステップＦ−
２）。

【００５３】ところで、上記のように、第２ＣＰＵ６０
は、トナー濃度判定プログラムに基づいて、常時、トナ
−濃度検出手段６３からのトナー濃度検出信号が設定値
である５ｗｔ％以下になったか否かを判断し、５ｗｔ％
以下になったときはトナー濃度ＮＧ信号、５ｗｔ％以下
になっていないときはトナー濃度ＯＫ信号を第１ＣＰＵ
５０のトナー濃度判定結果レジスタＲ１に送信してい
る。

【００５４】そこで、第１ＣＰＵ５０は、トナー濃度判
定結果レジスタＲ１にセットされた信号を読出し（ステ
ップＦ−３）、それがトナー濃度ＮＧ信号であるか否か
を判断する（ステップＦ−４）。その結果、トナー濃度
ＮＧ信号であれば、トナー補給を行って（ステップＦ−
５）、ステップ（Ｆ−６）に進む。一方、トナー濃度Ｏ
Ｋ信号であれば、すぐにステップ（Ｆ−６）に進んで、
第２カウンタＣＴ２内のカウントダウン値が「０」であ
るか否かを判断することにより、通算コピー枚数のカウ
ント値が設定に係る通算コピー枚数の１０００枚に達し
ているか否かを判断する。その結果、通算コピー枚数が
１０００枚に達していなければ、ステップ（Ｆ−９）に
進む。通算コピー枚数が１０００枚に達しておれば、第
１ＣＰＵ５０は、第２カウンタＣＴ２に通算コピー枚数
の設定値である「１０００枚」をセットして（ステップ
Ｆ−７）、画像濃度制御割込みを発生し、画像濃度制御
指令信号を第２ＣＰＵ６０に出力する（ステップＦ−
８）。

【００５５】そこで、第２ＣＰＵ６０は、第１ＣＰＵ５
０からの画像濃度制御指令信号に応答して、走査光学系
５４を起動して光源を点灯させ、標準濃度板に光を当て
させることにより、これからの反射光を第１及び第２ミ
ラー等を介して、 感光体ドラム１上に結像させることに
より標準静電潜像を形成する（図６のステップＦ−８
１）。そして、現像器２０を駆動して、 前記標準静電潜
像をトナ−像として可視像化し、標準トナ−像を形成す
る（ステップＦ−８２）。次に、第２ＣＰＵ６０は、ト
ナー濃度検出手段６３からのトナー濃度検出信号に対応
する基準の画像濃度ＣＤを第１ルックアップテーブルＴ
１から読出して基準画像濃度レジスタＲ２にセットする
（ステップＦ−８３）。

【００５６】そして、光学画像濃度測定手段６１から現
実の光学画像濃度を取り込み、基準画像濃度レジスタＲ
２に保持した基準画像濃度と比較して一致するか否かを
判断する（ステップＦ−８４）。その結果、一致しない
ときは、静電潜像ポテンシャルが初期値であるか否かを
判断し（ステップＦ−８５）、初期値であれば、すなわ
ち静電潜像ポテンシャルが変更されていなければ、現実
の光学画像濃度（図２の現像濃度ＣＤ）に対応する静電
潜像ポテンシャルの変更量を第２ルックアップテーブル
Ｔ２から読出す（ステップＦ−８６）。そして、読出し
た静電潜像ポテンシャルの変更量に基づいて、静電潜像
ポテンシャルを変更して（ステップＦ−８７）、リター
ンする。この静電潜像ポテンシャル変更は、高圧電源４
０と帯電器４１による感光体ドラム１の初期帯電電位Ｖ
_H の調整、ＣＶＲ５４ａ、半導体レーザ４ｂによる照射
光量の調整、現像バイアス回路６２による現像バイアス
の調整などにより行うが、その詳細については後で詳細
に説明する。

【００５７】一方、静電潜像ポテンシャルが初期値でな
いときは、後述の説明から明らかなように、静電潜像ポ
テンシャルを変更したが、まだその変更により現実の光
学画像濃度が基準画像濃度にまで回復していないことを
意味し、この場合にはすぐにリターンする。

【００５８】ステップ（Ｆ−８４）にて、現実の光学画
像濃度と基準画像濃度とが一致していると判断されたと
きは、静電潜像ポテンシャルが初期値であるか否かを判
断する（ステップＦ−８８）。その結果、静電潜像ポテ
ンシャルが初期値でなければ、静電潜像ポテンシャルを
変更した結果、現実の光学画像濃度が基準画像濃度にま
で回復したことを意味するので、静電潜像ポテンシャル
を初期値に復帰させて（ステップＦ−８９）、リターン
する。一方、静電潜像ポテンシャルが初期値であれば、
現実の光学画像濃度が最初から基準画像濃度と一致して
おり、静電潜像ポテンシャルを変更する必要がないの
で、そのままリターンする。

【００５９】そこで、第１ＣＰＵ５０は、画像形成プロ
グラムに基づいて、画像形成プロセスを実行する（図５
のステップＦ−９）。そして、第１カウンタＣＴ１の連
続コピー枚数のカウントダウン値、第２カウンタＣＴ２
の通算コピー枚数のカウントダウン値をそれぞれマイナ
ス１して（ステップＦ−１０）、静電潜像ポテンシャル
が初期値であるか否かを判断する（ステップＦ−１
１）。その結果、静電潜像ポテンシャルが初期値であれ
ば、第１カウンタＣＴ１の連続コピー枚数のカウントダ
ウン値が「０」であるか否かを判断することにより、設
定に係る連続コピー枚数Ａに達したか否かを判断し（ス
テップＦ−１２）、第１カウンタＣＴ１のカウントダウ
ン値が「０」であり連続コピー枚数Ａに達したときは、
終了する。一方、連続コピー枚数Ａに達していないとき
は、その枚数分の連続コピーを行うべくステップ（Ｆ−
３）に戻る。

【００６０】ステップ（Ｆ−１１）にて、静電潜像ポテ
ンシャルが初期値でないと判断されたとき、すなわち、
第２ＣＰＵ６０にて静電潜像ポテンシャルの変更が行わ
れ、その後、初期値にも復帰されていないときは、第３
カウンタＣＴ３のポテンシャル復帰判断コピー枚数Ｂを
マイナス１する（ステップＦー１３）。次に、第１カウ
ンタＣＴ１の連続コピー枚数Ａのカウントダウン値
（Ａ）が、第３カウンタＣＴ３のポテンシャル復帰判断
コピー枚数Ｂのカウントダウン値（Ｂ）以上であるか否
かを判断する（ステップＦ−１４）。その結果、連続コ
ピー枚数Ａのカウントダウン値（Ａ）が、ポテンシャル
復帰判断コピー枚数Ｂのカウントダウン値（Ｂ）以上で
あれば、第３カウンタＣＴ３のポテンシャル復帰判断コ
ピー枚数Ｂのカウントダウン値（Ｂ）が「０」であるか
否かを判断することにより、設定に係るポテンシャル復
帰判断コピー枚数Ｂに達したか否かを判断する（ステッ
プＦ−１５）。その結果、ポテンシャル復帰判断コピー
枚数Ｂに達していなければ、設定された連続コピー枚数
Ａ分のコピーが完了していないことは明らかであるの
で、連続コピーを継続すべく、ステップ（Ｆ−９）に戻
る。

【００６１】一方、第３カウンタＣＴ３のカウントダウ
ン値（Ｂ）が「０」であり、設定に係るポテンシャル復
帰判断コピー枚数Ｂに達していることを示しているとき
は、第３カウンタＣＴ３にポテンシャル復帰判断コピー
枚数Ｂをセットする（ステップＦ−１６）。そして、変
更した現像バイアスを初期値に戻させるべく、ステップ
（Ｆ−８）に戻る。

【００６２】ステップ（Ｆ−１４）にて、連続コピー枚
数Ａのカウントダウン値（Ａ）が、ポテンシャル復帰判
断コピー枚数Ｂのカウントダウン値（Ｂ）より小さいと
判断されたときは、第１カウンタＣＴ１の連続コピー枚
数Ａのカウントダウン値（Ａ）が「０」であるか否かを
判断することにより、設定に係る連続コピー枚数Ａに達
したか否かを判断する（ステップＦ−１７）。その結
果、連続コピー枚数Ａに達していなければ、連続コピー
枚数Ａ分の連続コピーを行うべくステップ（Ｆ−９）に
戻る。一方、第１カウンタＣＴ１のカウントダウン値
（Ａ）が「０」であり、設定に係る連続コピー枚数Ａの
連続コピーを完了したときは、終了する。なお、この場
合には、静電潜像ポテンシャルは初期値に戻されず変更
されたままで終了することになるが、次の連続コピーを
行う際に、ステップ（Ｆ−１１）を経由して、ステップ
（Ｆ−１３）以降の処理が実行されるので、そのときに
静電潜像ポテンシャルは初期値に戻されることとなる。

【００６３】図６のステップ（Ｆ−８８）における静電
潜像ポテンシャルの初期値への復帰は、次のような意義
を持つ。すなわち、上記のように、第１ＣＰＵ５０は、
第２ＣＰＵ６０により静電潜像ポテンシャルが変更され
た後、画像形成プロセスを実行するが、静電潜像ポテン
シャルが低く変更されたままの状態でしばらくコピーを
続けると、現像性が高くなり過ぎる場合がある。この状
態ではニ成分現像剤中の高いトナー電荷量を持ったトナ
ーが消費され、新しいトナー供給が始まった状態であ
る。そこで、静電潜像ポテンシャル変更後、所定枚数
（例えば５０枚）のコピ−枚数が終了した時点で再び画
像濃度制御プログラムを実行することにより標準トナ−
像を作成し、その光学画像濃度が実線Ａあるいはその近
傍に復帰したら静電潜像ポテンシャルは元の適正値に戻
すようにしている。

【００６４】次に、正規現像の場合の第２ＣＰＵ６０に
よる図６の静電潜像ポテンシャル制御動作を具体的に説
明する。ここでは、感光体ドラム１はＳｅＴｅからな
り、現像剤は粒径８０μｍの絶縁性磁性コーティングキ
ャリアと粒径１０μｍのトナーとからなるニ成分現像剤
（トナー濃度４．５（ｗｔ％）±０．４（ｗｔ％））を
使用したものである。走査光学系５４はハロゲンランプ
を光源とし、ＣＶＲ５４ａによってその照射光量を調整
できるものである。また、現像バイアスは直流成分のみ
であり、露光部電位Ｖ_L ＝＋５０（Ｖ）、現像バイアス
Ｖ_B ＝＋１５０（Ｖ）に固定とし、ハロゲンランプから
の照射強度及び初期帯電電位Ｖ_H を調整する例である。

【００６５】図６のステップ（Ｆ−８４）における比較
演算において、基準画像濃度レジスタＲ２に保持した基
準画像濃度データと光学画像濃度測定手段６１からの現
実の画像濃度とがほぼ一致しておれば、現像器２０に装
填したニ成分現像剤のトナー帯電量Ｑ／ｍは、適正値の
−２２( μｃ／ｇ）であり、 現像濃度ＣＤ＝１．０での
静電潜像ポテンシャル（Ｖ_H-Ｖ_L ）は、図３に示すよう
に＋７００（Ｖ）である。この状態は図２に示す実線Ａ
の軌跡上、あるいはその近傍にあることになる。この場
合は、効率良く、かつ鮮明に感光体ドラム１にトナー粒
子によるトナー像を形成させることができる。すなわ
ち、画像濃度約０〜約１．２でコントラストも十分広く
とれ、感光体ドラム１とトナーとの付着力も適正である
ので、後の画像形成プロセス中における画像ズレもない
鮮明な画像再生を行える状態にある。従って、静電潜像
ポテンシャル（Ｖ_H-Ｖ_L ）を調整する必要はなく、前述
の如く、現像濃度ＣＤ＝１．０に対応した静電プロセス
条件としては、初期帯電電位Ｖ_H1＝＋７５０（Ｖ）、露
光部電位Ｖ_L ＝＋５０（Ｖ）、現像バイアスＶ_B ＝＋１
５０（Ｖ）のまま維持する。

【００６６】しかし、ステップ（Ｆ−８４）における比
較演算において、現実の画像濃度が基準画像濃度を大き
く下回れば、トナー帯電量Ｑ／ｍは適正な値の−２２(
μｃ／ｇ）より大きな値の約−２８．５( μｃｇ）であ
ると推定され、例えば、図２に示す一点鎖線Ｂの軌跡上
にあることになり、静電潜像ポテンシャルを大きくしな
ければ十分な画像濃度及びコントラストを得ることがで
きない。

【００６７】そこで、第２ＣＰＵ６０は、高圧電源４
０、照射光量制御手段たるＣＶＲ５４ａを制御すること
により静電潜像ポテンシャル（Ｖ_H-Ｖ_L ）を高くして現
像力を高める。具体的には、図４に示すように、現像濃
度ＣＤ＝１．０に対応した静電プロセス条件として、初
期帯電電位Ｖ_H2＝＋９５０（Ｖ）、潜像電位Ｖ_L ＝＋５
０（Ｖ）、現像バイアスＶ_B ＝＋１５０（Ｖ）に調整
し、静電潜像ポテンシャル（Ｖ_H-Ｖ_L ）を＋９００Ｖと
高くする。これにより、現像力を高めることができるの
で、あたかも第２図における一点鎖線Ｂを実線Ａの軌跡
上に矯正した如くなる。従って、原稿画像に応じた十分
な画像濃度とコントラストを得ることができる。

【００６８】また、ステップ（Ｆ−８４）の比較演算に
おいて、現実の画像濃度が基準画像濃度を大きく上回れ
ば、トナー帯電量は適正値の−２２（μｃ／ｇ）より小
さな値の−１８（μｃ／ｇ）であると推定され、例えば
図２に示す一点鎖線Ｃの軌跡上にあり、画像濃度が高す
ぎて忠実な画像再現ができないことになる。

【００６９】そこで、第２ＣＰＵ６０は、静電潜像ポテ
ンシャル（Ｖ_H-Ｖ_L ）を低くして現像力を高める。具体
的には、現像濃度ＣＤ＝１．０に対応した静電プロセス
条件としては、図４に示すように、初期帯電電位Ｖ_H3＝
＋５５０（Ｖ）、露光部電位Ｖ_L ＝＋５０（Ｖ）、現像
バイアスＶ_B ＝＋１５０（Ｖ）に調整し、静電潜像ポテ
ンシャル（Ｖ_H-Ｖ_L ）を＋５００Ｖと低くする。これに
より、図２における破線Ｃを実線Ａの軌跡上に矯正した
如くなり、原稿画像に応じた十分な画像濃度とコントラ
ストを得ることができる。

【００７０】しかし、この場合、 画像ズレ等の問題を生
ずるので、第２ＣＰＵ６０は、現像器２０内の撹拌を十
分に行うように第１ＣＰＵ５０に指令し、第１ＣＰＵ５
０の制御により現像器２０内の撹拌を十分に行った後に
再度上記の静電潜像ポテンシャル変更を行うようにして
もよい。

【００７１】上記のように本実施例においては、トナー
濃度を所定値にほぼ一定に維持しているに拘らず、画像
濃度の低下・ 上昇を生じた場合に、これを検知し、静電
プロセス条件を所定に制御することにより、現像力の強
さを調整することができるので、あたかも図２における
実線Ａの軌跡上に矯正した如くなる。従って、原稿画像
に応じた十分な画像濃度とコントラストを得ることがで
きる。

【００７２】また、粒径６５μｍの絶縁性磁性コーティ
ングキャリア及び粒径８μｍのトナーからなる現像剤を
用いた正規現像において、初期帯電電位Ｖ_H ＝＋８００
（Ｖ）、露光部電位Ｖ_L ＝＋１００（Ｖ）、現像バイア
スＶ_B ＝＋２５０（Ｖ）、トナー濃度５．５（ｗｔ％）
±０．５（ｗｔ％）の適正条件の場合も、上記と同様の
制御を適用して、画像濃度が低下した場合、 初期帯電電
位Ｖ_H ＝＋９５０（Ｖ）、露光部電位Ｖ_L ＝＋５０
（Ｖ）、現像バイアスＶ_B ＝＋２００（Ｖ）に制御し、
逆に画像濃度が高すぎた場合、 初期帯電電位Ｖ_H ＝６０
０（Ｖ）、露光部電位Ｖ_L=＋１００（Ｖ）、 現像バイア
スＶ_B ＝＋３００（Ｖ）に制御することによっても上記
と同様の効果を得られた。

【００７３】次に、反転現像の場合の第２ＣＰＵ６０に
よる図６の静電潜像ポテンシャル制御動作を具体的に説
明する。ここで、感光体ドラム１はＯＰＣ感光体であ
り、粒径４０μｍのコーティングキャリアと粒径８．５
μｍのトナーとからなる現像剤を使用したものであり、
トナー濃度は７．５（ｗｔ％）±０．５（ｗｔ％）に維
持するように制御してある。また、現像バイアスは直流
成分のみの例であるが、これに限定されるものでなく交
流成分を重畳したものでもよい。

【００７４】図７は、反転現像における現像濃度（Ｃ
Ｄ）と静電潜像ポテンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L)との関係を示
す図である。

【００７５】図７において、 反転現像法を採用している
から、初期帯電電位Ｖ_H 、露光部電位Ｖ_L 、現像バイア
スＶ_B の各値がマイナスであることにより、静電潜像ポ
テンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L)の値もマイナスとなる点だけが
異なり、他は図２に示す正規現像の場合と同様である。
従って、詳細は省略する。

【００７６】図８は、反転現像において、トナ−帯電量
Ｑ／ｍが適正なときの静電潜像ポテンシャルを示す図で
あり、図９は、反転現像において、トナ−帯電量Ｑ／ｍ
が適整値からずれたときの変更に係る静電潜像ポテンシ
ャルを示す図である。

【００７７】ここで、Ｖ_H4〜Ｖ_H6はいずれも初期帯電電
位Ｖ_H であり、Ｖ_L は露光部電位、Ｖ_B1〜Ｖ_B3は現像バ
イアスである。また、露光部電位Ｖ_L を−５０（Ｖ）に
固定し、半導体レーザ５４ｂの照射光量、初期帯電電位
Ｖ_H 、および現像バイアスＶ_B を調整することにより静
電潜像ポテンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L)を調整する例である。

【００７８】なお、半導体レーザ５４ｂの照射光量を調
整する方式として、強度変調法とパルス幅変調法とがあ
るが、最初に強度変調法の例を説明する。この強度変調
法においては、半導体レーザ５４ｂの出力値ＬＤは、
１．２ｍＷに初期設定されている。

【００７９】図６のステップ（Ｆ−８４）における比較
演算において、基準画像濃度レジスタＲ２に保持した基
準画像濃度データと光学画像濃度測定手段６１からの現
実の画像濃度とがほぼ一致しておれば、現像器２０に装
填したニ成分現像剤のトナー帯電量Ｑ／ｍは、適正値の
−２５( μｃ／ｇ）であり、 現像濃度ＣＤ＝１．０での
静電潜像ポテンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L ）は、図８に示すよ
うに−７５０（Ｖ）である。この状態は図７に示す実線
Ａの軌跡上、あるいはその近傍にあることになる。この
場合は、効率良く、かつ鮮明に感光体ドラム１にトナー
粒子によるトナー像を形成させることができる。すなわ
ち、画像濃度約０〜約１．２でコントラストも十分広く
とれ、感光体ドラム１とトナーとの付着力も適正である
ので、後の画像形成プロセス中における画像ズレもない
鮮明な画像再生を行える状態にある。従って、静電潜像
ポテンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L ）を調整する必要はなく、図
８に示したように、現像濃度ＣＤ＝１．０に対応した静
電プロセス条件としては、初期帯電電位Ｖ_H4＝−８００
（Ｖ）、露光部電位Ｖ_L ＝−５０（Ｖ）、現像バイアス
Ｖ_B1＝−６５０（Ｖ）のまま維持し、半導体レーザ５４
ｂの出力値ＬＤ＝１．２ｍＷもそのままとする。

【００８０】しかし、ステップ（Ｆ−８４）における比
較演算において、現実の画像濃度が基準画像濃度を大き
く下回れば、トナー帯電量Ｑ／ｍは適正値の−２５( μ
ｃ／ｇ）より大きな値であると推定され、例えば、図７
に示す一点鎖線Ｂの軌跡上にあることになり、静電潜像
ポテンシャルを大きくしなければ十分な画像濃度及びコ
ントラストを得ることができない。

【００８１】そこで、第２ＣＰＵ６０は、高圧電源４
０、半導体レーザ５４ｂ、現像バイアス回路６２を制御
することにより静電潜像ポテンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L ）を
高くして現像力を高める。具体的には、図９に示すよう
に、現像濃度ＣＤ＝１．０に対応した静電プロセス条件
として、初期帯電電位Ｖ_H5＝−１０００（Ｖ）、露光部
電位Ｖ_L ＝−５０（Ｖ）、現像バイアスＶ_B2＝−８００
（Ｖ）とし、半導体レーザ５４ｂの出力値ＬＤ＝１．５
ｍＷに調整し、静電潜像ポテンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L ）を
−９５０Ｖと高くする。これにより、現像力を高めるこ
とができるので、あたかも第２図における一点鎖線Ｂを
実線Ａの軌跡上に矯正した如くなる。従って、原稿画像
に応じた十分な画像濃度とコントラストを得ることがで
きる。

【００８２】また、ステップ（Ｆ−８４）の比較演算に
おいて、現実の画像濃度が基準画像濃度を大きく上回れ
ば、トナー帯電量は適正値の−２５（μｃ／ｇ）より小
さな値であると推定され、例えば図２に示す一点鎖線Ｃ
の軌跡上にあり（−１８（μｃ／ｇ）、画像濃度が高す
ぎて忠実な画像再現ができないことになる。

【００８３】そこで、第２ＣＰＵ６０は、静電潜像ポテ
ンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L ）を低くして現像力を高める。具
体的には現像濃度ＣＤ＝１．０に対応した静電プロセス
条件としては、図９に示すように、初期帯電電位Ｖ_H6＝
−７００（Ｖ）、露光部電位Ｖ_L ＝−５０（Ｖ）、現像
バイアスＶ_B3＝−５５０（Ｖ）、半導体レーザ５４ｂの
出力値ＬＤ＝１．０ｍＷに調整し、静電潜像ポテンシャ
ル（Ｖ_H −Ｖ_L ）を−６５０Ｖと低くする。これによ
り、図７における破線Ｃを実線Ａの軌跡上に矯正した如
くなり、原稿画像に応じた十分な画像濃度とコントラス
トを得ることができる。

【００８４】しかし、この場合、 画像ズレ等の問題を生
ずるので、第２ＣＰＵ６０は、現像器２０内の撹拌を十
分に行うように第１ＣＰＵ５０に指令し、第１ＣＰＵ５
０の制御により現像器２０内の撹拌を十分に行った後に
再度上記の静電潜像ポテンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L ）の変更
を行うようにしてもよい。

【００８５】次に、反転現像の場合においてパルス幅変
調法を利用して静電潜像ポテンシャル制御を行なう例を
説明するが、その前にパルス幅変調法について説明して
おく。

【００８６】パルス幅変調法を行なう場合、光学走査系
５４は、図１０に示したような回路を有しており、半導
体レーザ５４ｂはレーザドライブ回路５４ｃにより駆動
される。原稿情報を反映した光学的画像データがＣＣＤ
５４ｄに入射されると、ＣＣＤ５４ｄは、その光学的画
像データを光電変換する。この電気的画像データはアナ
ログ処理回路５４ｅにより読出されてシェーディング補
正等が施された後、Ａ／Ｄ変換器５４ｆにてＡ／Ｄ変換
が行なわれる。そして、デジタル処理回路５４ｇにてガ
ンマ補正やエッジ強調等が施されて比較器５４ｈに入力
される。

【００８７】一方、参照波発生回路５４ｉは、所定周数
の三角波を発生し、この三角波を参照波として比較器５
４ｈに入力する。そこで、比較器５４ｈは、入力された
電気的画像データと参照波に基づいてパルス幅変調信号
ＰＷＭを作成し、レーザドライブ回路５４ｃに入力す
る。すると、レーザドライブ回路５４ｃは、パルス幅変
調信号ＰＷＭに基づいて半導体レーザ５４ｂの光量、す
なわち、画像濃度ＣＤ＝１．０に対応する各ドット露光
部の大きさ（潜像面積）を制御する。

【００８８】比較器５４ｈは、入力された電気的画像デ
ータと参照波に基づいてパルス幅変調信号ＰＷＭを作成
するとき、参照波を所定のレベルで水平にスライスした
スライス幅に対応したパルス幅を、画像濃度ＣＤ＝１．
０に対応するパルス幅変調信号ＰＷＭとしているが、画
像濃度ＣＤ＝１．０に対応する参照波のスライスレベル
を変更することにより、画像濃度ＣＤ＝１．０に対応す
るパルス幅変調信号ＰＷＭを変更可能となっている。

【００８９】すなわち、図１１（ａ）に示したように、
参照波ＷをスライスするスライスレベルＳを低くしてい
くと、参照波Ｗのスライス幅は、図１１（ｂ）に示した
ように広くなっていく。なお、図１１（ｂ）に示した数
値は、スライス幅を８ビットで表現した場合の値を示し
ている。スライス幅が広くなると、画像濃度ＣＤ＝１．
０に対応するパルス幅変調信号ＰＷＭの基準値が大きく
なり、潜像面積も広くなるため、画像濃度は濃くなる。
反対に、スライス幅が狭くなると、画像濃度ＣＤ＝１．
０に対応するパルス幅変調信号ＰＷＭの基準値が小さく
なり、潜像面積も狭くなるため、画像濃度は淡くなる。

【００９０】そこで、本実施例では、図８に示したよう
に静電潜像ポテンシャル（Ｖ_H −Ｖ_L ）を初期化して−
７５０Ｖとする場合には、スライス幅Ｗ＝１２８とし、
図９に示したように静電潜像ポテンシャルを−９５０Ｖ
とする場合には、スライス幅Ｗ＝２５６とし、静電潜像
ポテンシャルを−６５０Ｖとする場合には、スライス幅
Ｗ＝６４としている。なお、初期帯電電位Ｖ_H 、露光部
電位Ｖ_L 、現像バイアスＶ_B などの他の静電プロセス条
件を強度変調法の場合と全く同じにしても、同様の効果
が得られた。また、強度変調法とパルス幅変調法の両者
を併用して、静電潜像ポテンシャルを制御すると、一層
有効である。

【００９１】本発明は、上記の実施例に限定されること
なく、例えば、トナー濃度制御と静電潜像ポテンシャル
制御とを１つのＣＰＵで行なう等、種々変形可能であ
る。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像記録
装置によれば、トナー濃度を所定値にほぼ一定に維持し
ているに拘らず、画像濃度の低下・上昇を生じた場合
に、これを検知し、静電プロセス条件を所定に制御する
ことにより、適正な濃度で画像を再現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による画像記録装置のブロッ
ク図である。

【図２】正規現像における現像濃度と静電潜像ポテンシ
ャルとの関係を示す図である。

【図３】正規現像における静電プロセス条件の初期値を
示す図である。

【図４】正規現像における静電プロセス条件の変更例を
示す図である。

【図５】本発明の画像記録装置における画像記録動作を
示すフローチャートである。

【図６】本発明の画像記録装置における画像濃度制御動
作を示すフローチャートである。

【図７】反転現像における現像濃度と静電潜像ポテンシ
ャルとの関係を示す図である。

【図８】反転現像における静電プロセス条件の初期値を
示す図である。

【図９】反転現像における静電プロセス条件の変更例を
示す図である。

【図１０】パルス幅変調法を用いた場合の走査光学系の
構成を示すブロック図である。

【図１１】パルス幅変調法の原理を説明するための図で
ある。

【図１２】現像装置内に装填したニ成分現像剤中のトナ
ー濃度の変化に対する画像濃度の変化を示す図である。

【図１３】現像装置内に装填したニ成分現像剤中のトナ
ー帯電量の変化に対する画像濃度の変化を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２０ 現像器 ５０ 第１ＣＰＵ ６０ 第２ＣＰＵ ６１ 光学濃度測定手段 ６２ 現像バイアス回路 ６２ トナー濃度検出手段 ５４ 走査光学系 ５４ａ ＣＶＲ ５４ｂ 半導体レーザ ５４ｃ レーザドライブ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 邦久 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体を一様に帯電する帯電手段と、該
   帯電手段により一様に帯電された前記感光体上に画像情
   報を反映した光信号を照射して静電潜像を形成する像露
   光手段と、該像露光手段により形成された前記感光体上
   の静電潜像をキャリアとトナーとからなる二成分現像剤
   で現像する二成分現像手段と、前記二成分現像剤のトナ
   ー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度
   検知手段にて検知されたトナー濃度に基づいてトナー補
   給制御を行うトナー補給制御手段とを有する画像記録装
   置において、 前記感光体上に形成された基準トナー像の反射濃度を検
   知する反射濃度検知手段と、該反射濃度検知手段にて検
   知された基準トナー像の反射濃度が所定レベルより低
   下、あるいは上昇し、かつ前記トナー濃度検知手段にて
   検知されたトナー濃度が実質的に一定の場合に、前記帯
   電手段および前記像露光手段を制御して前記感光体上の
   静電潜像のポテンシャルレンジを変更し、その後、前記
   基準トナー像の反射濃度が所定レベルに復帰した時点で
   前記静電潜像のポテンシャルレンジを所定値に戻す静電
   潜像ポテンシャルレンジ制御手段とを備えたことを特徴
   とする画像記録装置。
2. 【請求項２】 前記トナー濃度検知手段は、二成分現像
   剤の透磁率の変化、または体積レベルの変化を検知する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 【請求項３】 前記像露光手段は、露光強度を変更可能
   に構成され、前記静電潜像ポテンシャルレンジ制御手段
   は、前記像露光手段の露光強度を変更することにより静
   電潜像のポテンシャルレンジを変更することを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載の画像記録装置。
4. 【請求項４】 前記像露光手段は、パルス幅変調可能な
   半導体レーザ光源を有し、前記静電潜像ポテンシャルレ
   ンジ制御手段は、半導体レーザ光源のパルス幅を変調し
   て露光面積を変更することにより静電潜像のポテンシャ
   ルレンジを変更することを特徴とする請求項１、請求項
   ２または請求項３に記載の画像記録装置。