JPH05307303A - 電子写真装置の画質安定化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 感光体ドラムを帯電する前の表面電位を除電
するための除電ランプ１１が設けられる一方、トナーパ
ッチの濃度検出による複写プロセスの各部の制御の後、
再度形成したトナーパッチの転写紙への転写後の感光体
ドラムにおける残存トナー濃度の光学センサ９による検
出値が予め設定された残量基準値となるように除電ラン
プ１１の光量を制御して感光体ドラムの表面電位を調整
する除電光量制御手段としてのプロセス制御部１３が設
けられている。 【効果】 トナーの劣化又は環境変化による転写効率の
変化に応じて、除電ランプ１１にて感光体ドラムの表面
電位が補正されるので、形成画像の品質の安定化を図る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基準トナー像の濃度に
基づいて電子写真プロセスの各部を制御することにより
安定した形成画像を得るようにした例えば複写機、レー
ザプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置の画質安定
化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザープリンタ等の電子写真
装置においては、環境の変化によって感光体表面電位が
大きく変化する。例えば、ＯＰＣ(Organic Photoconduc
tive Conductor) 感光体は、低温環境下においては光キ
ャリアの移動度の温度依存性によって常温時よりも電位
低下する。このような表面電位の変化が生じると、形成
画像の画質に濃度低下等の大きな影響を及ぼすことにな
る。

【０００３】一方、現像剤であるトナーは、粉体である
ため湿度変化に対し敏感である。一般的には、湿度が低
いと現像剤の電気抵抗が高くなることにより、摩擦帯電
されたトナーの電荷保持力が高くなる。この結果、トナ
ーの帯電量が高くなり、画質に変化を来すようになる。
また、使用を重ねていくことによるトナーの劣化などで
も、大きな画質変化が生じる。

【０００４】これらに対処するため、従来の電子写真装
置では、感光体上に形成された静電潜像の抵抗値を読み
取り、その結果に応じて静電潜像の形成を制御すること
により画質安定化を図っている（例えば、特公昭６１−
２９５０２号公報）。また、これ以外では、感光体上の
トナー像の光学濃度を検知する手段を備えることにより
画質変化を把握し、この検出結果に応じて電子写真プロ
セスを最適な画質が得られるように制御する手法を採用
しているものがある。この手法は、例えば、原稿台に設
けられた標準白色板を光照射して、その反射光によりト
ナーパッチと呼ばれる方形（３０ｍｍ×３０ｍｍ程度）
のトナー像を感光体上に形成する。そして、光学センサ
にてトナーパッチの濃度検出を行うことにより、検出さ
れたトナーパッチの濃度に基づいて、この検出値が予め
設定された基準値になるように、除電、帯電電圧、現像
バイアス電圧又はコピーランプの印加電圧等が制御さ
れ、画質が補正される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
技術では、画質補正のために、転写しないトナーパッチ
の濃度が基準値に一致するように、帯電電圧、現像バイ
アス電圧又はコピーランプの印加電圧等が制御されるの
みであり、トナーパッチ転写後の感光体ドラムの残存ト
ナー濃度、すなわち、トナーの劣化又は環境変化による
転写効率、つまり感光体に付着したトナー量に対する転
写紙へのトナー付着量の比の変化に対しての制御まで考
慮されていなかった。したがって、画質補正したにも関
わらず、上記のような転写効率の変化により画質が不安
定になるという不都合が生じていた。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、トナーの劣化又は環境変
化による転写効率の変化に応じて画質補正することがで
き、形成画像の品質の安定化を図り得る電子写真装置の
画質安定化装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子写真装置の
画質安定化装置は、上記の課題を解決するために、感光
体に形成された基準トナー像の濃度を光学的に検出する
濃度検出手段を有し、その検出値が予め設定された基準
値となるように電子写真プロセスの各部を制御して形成
画像の画質を安定化させる電子写真装置のプロセス制御
装置において、感光体を帯電する前の表面電位を除電す
るための除電光源が設けられる一方、上記基準トナー像
の濃度検出による電子写真プロセスの各部の制御の後、
再度形成した基準トナー像の転写紙への転写後の、感光
体における残存トナー濃度の上記濃度検出手段による検
出値が予め設定された残量基準値となるように除電光源
の光量を制御して感光体の表面電位を調整する除電光量
制御手段が設けられていることを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明の構成によれば、除電光量制御手段が、
基準トナー像の濃度検出による電子写真プロセスの各部
の制御の後、再度形成した基準トナー像の転写紙への転
写後の感光体における残存トナー濃度の上記濃度検出手
段による検出値が予め設定された残量基準値となるよう
に除電光源の光量を制御して感光体の表面電位を調整す
る。

【０００９】このため、トナーの劣化又は環境変化によ
る転写効率の変化に応じて、感光体の表面電位が補正さ
れるので、形成画像の品質の安定化を図ることができ
る。

【００１０】

【実施例】本発明の画質安定化装置は例えば複写機、レ
ーザプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置に適用さ
れるものであり、ここでは複写機に適用した実施例につ
いて図１ないし図５に基づいて以下に説明する。

【００１１】本実施例に係る複写機は、図２に示すよう
に、感光体である円筒状の感光体ドラム１を備えてい
る。この感光体ドラム１は、装置内でＡ方向に回転可能
に設けられており、Ｂ方向から照射される光により露光
されることによって原稿に対応する静電潜像が形成され
るようになっている。

【００１２】感光体ドラム１の最上部近傍には、感光体
ドラム１を帯電するスコロトロン型の帯電器２が配され
ている。この帯電器２は、グリッド電極２ａを有してお
り、このグリッド電極２ａに印加するグリッド電圧が制
御されることにより、帯電出力が制御されるようになっ
ている。

【００１３】感光体ドラム１の周囲には、他に、ブラン
クランプ３、現像装置４、転写前除電器５、転写前除電
ランプ６、転写器７、剥離器８、濃度検出手段としての
光学センサ９、クリーナーユニット１０、除電光源とし
ての除電ランプ１１、及び光疲労付与ランプ１２が配さ
れている。

【００１４】ブランクランプ３は、ＬＥＤ(Light Emitt
ing Diode)により構成されており、感光体ドラム１にお
ける、原稿の非画像領域に光を照射するようになってい
る。

【００１５】現像装置４は、内部に撹拌ローラ４ａ及び
マグネットローラ４ｂを備えている。撹拌ローラ４ａ
は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を撹拌する
ことによって、トナーをキャリアとの摩擦により帯電さ
せるようになっている。マグネットローラ４ｂは、外周
部を形成する筒状の非磁性のスリーブを有するととも
に、その内部に磁極を有しており、上記スリーブがクラ
ッチ４ｃにより伝達された回転駆動力により回転するよ
うに設けられている。このマグネットローラ４ｂは、磁
極の磁力によりスリーブにトナーを付着させて磁気ブラ
シを形成し、スリーブが回転することで感光体ドラム１
にトナーを供給するようになっている。

【００１６】転写前除電器５は、現像装置４により静電
潜像に付着したトナーを転写紙に転写する前に、帯電器
２と逆極性かつトナーと同極性のコロナ放電を静電潜像
に対して施してその電荷の一部をキャンセルし、トナー
の感光体ドラム１への付着力を弱めるようになってい
る。転写前除電ランプ６は、さらに、光を感光体ドラム
１に照射することにより静電潜像の電荷の所定値を除電
して、トナーの感光体ドラム１への付着力を弱めるよう
になっている。

【００１７】転写器７は、転写紙に対し帯電器２と同極
性のコロナ放電を施すことにより、感光体ドラム１のト
ナー像を転写紙に転移させるようになっている。剥離器
８は、トナー像が転写された転写紙に対しＡＣコロナ放
電を施すことにより、トナーの感光体ドラム１への付着
力を緩和して、転写紙を感光体ドラム１から剥離させる
ようになっている。

【００１８】剥離後の画像形成工程では、トナー像の転
写された転写紙が図示しない定着装置まで搬送され、そ
の定着装置で加熱及び加圧により転写紙に対しトナー像
の溶融定着処理が施されるようになっている。

【００１９】光学センサ９は、発光ダイオード９ａ及び
フォトトランジスタ９ｂにより構成されている。この光
学センサ９は、発光ダイオード９ａから出射され、感光
体ドラム１にて反射された光をフォトトランジスタ９ｂ
により受光し、その光量を感光体ドラム１に付着するト
ナーの濃度として検出し、その検出値を電気信号にて出
力するようになっている。

【００２０】クリーナーユニット１０は、ブレード１０
ａを有しており、このブレード１０ａにより感光体ドラ
ム１に付着しているトナーをかき落として回収すること
により、感光体ドラム１の表面に付着しているトナーを
除去するようになっている。

【００２１】除電ランプ１１は、感光体ドラム１に光を
照射することにより、感光体ドラム１の表面付近に残留
している電位を消去するようになっている。光疲労付与
ランプ１２は、感光体ドラム１に対し除電ランプ１１と
は異なる光を照射して、除電ランプ１１では除電しきれ
なかった電位を消去すると共に、一定の光疲労を与える
ことにより画像形成毎に画像濃度が変動することを防止
するようになっている。

【００２２】一方、本実施例の複写機は、図１に示すよ
うに、プロセス制御部１３を備えている。このプロセス
制御部１３は、光学センサ９と、例えばＲＯＭに格納さ
れているプロセス制御プログラム１４と、光学センサ９
の検出出力等を記憶するメモリ１５と、プロセス制御プ
ログラム１４にしたがって複写プロセス（以下、単に
「プロセス」と称する）の各部を制御するＣＰＵ１６と
を備えている。

【００２３】ＣＰＵ１６は、画像形成の初期において、
基準トナー像としてのトナーパッチの濃度を読み取った
光学センサ９の検出出力（以下、「転写前センサ出力」
と称する）をメモリ１５に記憶させると共に、この転写
前センサ出力が予め決められた基準値となるように除電
光量、帯電電圧、現像バイアス電圧、露光ランプ電圧等
のプロセス各部を制御して画質安定化処理を行う。

【００２４】また、ＣＰＵ１６は、再度形成されたトナ
ーパッチを転写紙に転写させた後の感光体ドラム１のト
ナー濃度を示す光学センサ９の出力（以下、「転写後セ
ンサ出力」と称する）をメモリ１５に記憶させると共
に、この転写後センサ出力と転写前センサ出力との比、
つまり転写効率を計算し、この転写効率が予め記憶され
た設定値に対応する光学センサ９の残量基準値に一致す
るように除電ランプの光量を調整するようになってい
る。このように、プロセス制御部１３は、ＣＰＵ１６が
プロセス制御プログラム１４を実行することにより、除
電光量制御手段としての機能を備えるようになってい
る。

【００２５】ここで、転写効率の調整と除電ランプの光
量調整との関係について図３に基づいて説明する。

【００２６】図３に示すように、トナーの劣化及び環境
の変化等により、転写効率がＥ１からＥ２に低下した場
合、コピー濃度はＤ１からＤ２に低下することになる。
また、このコピー濃度低下量は、感光体ドラム１の表面
電位では、Ｖ１からＶ２の変化量に相当する。このこと
は、感光体ドラム１の表面電位をＶ２からＶ１に上げて
やれば、コピー濃度の低下分、ひいては転写効率の低下
分を補うことができる。この電位を上げる手段として、
第３象限に示す表面電位と除電光量との関係から、除電
光量をＬ２からＬ１まで下げてやれば表面電位が変化す
ることなる。

【００２７】したがって、本複写機では、上記の一連の
関係を所定の関数を用いて、ＣＰＵ１６にて演算するこ
とにより、転写効率の変化による濃度変化に応じて除電
ランプ１１の光量を変化させて、転写効率の低下を補う
ようになっている。ここで、転写効率と転写器出力との
関係について説明する。転写時には、図４に示すよう
に、感光体ドラム１に静電潜像を形成する電荷Ｑ₁ …に
対し付着するトナーＴ…が、転写器７のコロナ放電によ
り転写紙Ｐの裏面に発生した、電荷Ｑ₁ …と同極性の電
荷Ｑ₂ …により、転写紙Ｐに引き寄せられる。

【００２８】このような転写における転写特性は、図５
に示すように、転写器出力が低いとき、転写紙Ｐ裏面の
帯電量が少ないため、感光体ドラム１のトナーＴ…を多
く引き寄せることができないが、転写器出力が上昇する
と、転写紙Ｐ裏面の電荷量が増加してトナーの吸引力が
増大し、トナーＴ…がより多く転写紙Ｐに引き寄せられ
る。転写器出力がさらに上昇すると、転写紙Ｐ裏面の電
荷が増加しすぎて転写紙Ｐの表と裏とで絶縁破壊が生
じ、転写紙Ｐ裏面の電荷Ｑ₂ …が感光体ドラム１表面に
移動するため、転写効率が低下する。このことから、転
写効率の最大値は、現状では８５％程度である。

【００２９】上記の構成における画質安定化のためのプ
ロセス制御の動作を説明する。

【００３０】まず、図示しない原稿台に設けられた標準
白色板に光照射し、その反射光によってトナーパッチが
感光体ドラム１に形成されると、光学センサ９によりト
ナーパッチの濃度検出が行われ、この転写前センサ出力
Ｓ１がメモリ１５に記憶される。次いで、この転写前セ
ンサ出力Ｓ１と予め設定された基準値Ｋ１とが比較され
る。この比較の結果により、転写前センサ出力Ｓ１が基
準値Ｋ１に一致するようにプロセス各部の除電光量、帯
電出力、露光量、現像バイアス電圧その他の被制御量等
が求められ、これらに基づいてプロセス制御が行われ
る。

【００３１】次いで、感光体ドラム１が回転することに
より、上記のトナーパッチはブレード１０ａにより除去
されるので、再度トナーパッチが同一プロセスにより形
成される。このトナーパッチが転写紙に転写された後、
感光体ドラム１に残存したトナーの濃度を光学センサ９
にて検出する。そして、このときの転写後センサ出力Ｓ
２（図３のＤ２に相当）がメモリ１５に記憶される。

【００３２】次いで、この転写後センサ出力Ｓ２からそ
のときの転写効率Ｅ２が計算され、これによって、転写
効率の変動分（Ｅ１−Ｅ２）に対応して、転写後センサ
出力Ｓ２が予め設定された残量基準値Ｋ２（図３のＤ１
に相当）に一致するように所定の演算がなされ、除電ラ
ンプ１１の光量が調整される。

【００３３】このように、本実施例の複写機では、除電
光量制御手段としてのプロセス制御部１３が、トナーパ
ッチの濃度検出によるプロセスの各部の制御の後、再度
形成したトナーパッチの転写紙への転写後の感光体ドラ
ム１における残存トナー濃度を光学センサ９によって検
出し、この検出値が予め設定された残量基準値となるよ
うに除電ランプ１１の光量を制御して感光体ドラム１の
表面電位を調整する。このため、トナーの劣化又は環境
変化による転写効率の変化に応じて、感光体ドラム１の
表面電位が補正されるので、形成画像の品質の安定化を
図ることができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の電子写真装置の画質安定化装置
は、以上のように、感光体を帯電する前の表面電位を除
電するための除電光源が設けられる一方、上記基準トナ
ー像の濃度検出による電子写真プロセスの各部の制御の
後、再度形成した基準トナー像の転写紙への転写後の、
感光体における残存トナー濃度の上記濃度検出手段によ
る検出値が予め設定された残量基準値となるように除電
光源の光量を制御して感光体の表面電位を調整する除電
光量制御手段が設けられている構成である。

【００３５】これにより、トナーの劣化又は環境変化に
よる転写効率の変化に応じて、感光体の表面電位が補正
されるので、形成画像の品質の安定化を図ることができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の複写機の画質安定化装置に
おけるプロセス制御部の概略構成を示すブロック図であ
る。

【図２】上記画質安定化装置を備えた複写機の複写プロ
セス部の要部を示す構成図である。

【図３】転写効率と除電光量との関係を示すグラフであ
る。

【図４】転写原理を示す説明図である。

【図５】転写器出力と転写効率との関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（感光体） ２ 帯電器 ３ ブランクランプ ４ 現像装置 ５ 転写前除電器 ６ 転写前除電ランプ ７ 転写器 ８ 剥離器 ９ 光学センサ（濃度検出手段） １０ クリーナーユニット １１ 除電ランプ（除電光源） １２ 光疲労付与ランプ １３ プロセス制御部（除電光量制御手段） １４ プロセス制御プログラム １５ メモリ １６ ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体に形成された基準トナー像の濃度を
   光学的に検出する濃度検出手段を有し、その検出値が予
   め設定された基準値となるように電子写真プロセスの各
   部を制御して形成画像の画質を安定化させる電子写真装
   置の画質安定化装置において、 感光体を帯電する前の表面電位を除電するための除電光
   源が設けられる一方、上記基準トナー像の濃度検出によ
   る電子写真プロセスの各部の制御の後、再度形成した基
   準トナー像の転写紙への転写後の、感光体における残存
   トナー濃度の上記濃度検出手段による検出値が予め設定
   された残量基準値となるように除電光源の光量を制御し
   て感光体の表面電位を調整する除電光量制御手段が設け
   られていることを特徴とする電子写真装置の画質安定化
   装置。