JPS58154862A - 複写機等における制御方法 - 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】 辣術分野 本発明は揄写機等にお【Ｊる制御１ｌｌｌｂ払、訂しく
は接写画像のａ度を　定に保つための１ｉＩｊ御方法に
関する。

【釆技給 一般に、電子′４′１４ｉＩＩ写機におい（は、拗写自
像の！１度を常時　定に保つ目的て゛、川縁電極にス・
１しく印加される現像バイアス電位あるいは現像装置内
に収容されている現像剤中のトノ“−鏝等を制御するこ
とが１１なわれ（いる。

この様イに画像濃度制御は、現像剤中のトナー鰻（１−
ノ・−１１１亀）の変動、感光体の感層変化に対応する
ために８装とされる。特に、感光体は連続的に１１！返
（７静４ｍ録の形成に使用されると徐々に感度が低Ｉ−
づる反面、使用されずに放置されていると徐々ｌ−感電
が＾まる性質を４している。

イのため、従来では、原稿台ガラスの前一部に、第１図
に小づ様な　定面積の黒色ｅソリッドな基準パターン〈
第１図中斜線はソリッドであることを小づ）を設置ノ、
複写の前二Ｆ稈としＣ１この基準パターン（こ（感光体
トに基準潜像を形成して現像し１、その規Ｉ！画像（ト
ノ−像）濃度を光学的に検出し、検出（−に応じ（、具
体的には、設定値以、Ｆ［１−、Ｊ−かイ」機している
ことが検出されると、トラ−補給を１１めるか現像バイ
アス電位をＦげる等のｉ制御（！１１　＜ｉい、設定鎗
以トのトノーしか何着しくい＜７いＪとが検出されると
、ｉ−ノー補給の再開あるいは現像バイアス電位を下げ
る等の制御を（ｊなう。

しかしながら、Ｊのｉ制御り法ぐは、基準パターンと１
）（、第１図に示した様なソリッドな面積画像を使用し
くいる！こめ、この基準パターンに対応４る基準潜像を
川縁すると周知の１ツジ効果によっ（現像Ｉ！Ｉｉ像の
【ツジ部には多くのドブ−が８檻し、画像濃度を測定づ
べき均−濃度部は現像ｉ！ｌｌ録の中央部のみとな・）
でしまい、以下の不具合を１じ゛（いる。なお、第２図
は感光体移動方向に対づる基準パターンの反躬濃鴎を示
し、第３図は感光体移動方向に対４るトノー付１ｍ　（
Ｊｊ準潜像の境録画像濃撓に対応４る）を示す。

即も、基準潜像の現像画像濃度を検出すべき箇所は１−
ブーイ→＠−のはは　定し／、：　ｋ！　＊パターンの
中央部に対応する部分て・あり、イの巾（Ｓ２）は祷準
パターンの巾（Ｓｌ）よりも［ツジ効果を生じている両
端部の１１１　（Ｅｌ　）　、　　（Ｅ２　）だＧｔ小
さく、ある稈瓜の人きさの〈Ｓ２）を得るには基準パタ
ーンのＩＩ（Ｓｌ）がかなり大きくなり、この峰な基！
？潜像に付着したトナーはそのままクリーニング部に達
するため、クリーニング装置の負担が増大して拭ぎ残り
、フィルミング等の不具合を生じ、かつトナーの消費鏝
が増大する点で不経済である。また、中央部（Ｓ２）に
おけるトナー付着−（［）２）は、両端部（Ｅｌ　）、
　　（Ｅ２　）におけるドブー付＠ｌ［）１　）よりも
少ないので、トナー濃度の検出は中央部（Ｓ２）が検出
素子の設一部に達したときに行なう必要があり、微妙な
タイミングの制御が要求され、しかも変倍複写にあつ【
は、変倍率に応じて感光体上における基ｔｊｌ潜像の情
誼が変動し、検出タイミングの制御はよりＩＩ化りる１
゜ なお、基準パターンとしてソリッドな面積ｉ！ｉｉ像を
８殼とするのは、第４図に示す様に、ライン画像では現
像に供された現像剤中のトナー濃度（横軸に小り）に対
する基準潜像の現像１ｉＩ−反射濃度（縦軸に承り）の
変化が、トナーｌＩ良が高くなるとほとんどなくなり、
これでは反射濃度によつ７てトノ濃度屓を検出すること
は不可能だからである。

これに対して、ソリッド画像であればトナー濃度が約１
５ｗｔ％までリニアな反射濃度の変化を示し、反射濃度
に起因するトナー濃度の検出が可能である。なお、この
グラフを得るために用いた現像剤はキャリアとドブ−と
の混合物からなり、キャリアとしては小径磁性キャリア
を使用した。

１江 そこで、本発明の目的は、基準潜像へのトナーの余分な
付着を減少せしめて、クリーニング上の不具合を除去す
るとともにトナー消費の静流性の向Ｆを図る一方、ｍ＋
１！潜像の現像画像濃度の検出をピーク値検出可能とす
ることにより、検出のタイミング制御を簡串なものとす
ることのできる複写機等における制御方法を提供するこ
とにある。

」１ 以上の目的を達成するため、本発明に係る複写機等にお
ける制一方法は、静ｉＩ潜像担体の表面に、周辺部にな
だらかな勾配で電位の低下する部分を有するソリッド状
の基準潜像を形成し、このｌ！準潜像の現像画像濃度に
応じて、現像電極に対して５− 印加される現像バイアス電位あるいは現像装置内に収容
されている現像剤中のトナー量等を制御する様＆こした
。これにて、基準潜像へのトナーの余分な付着が減少す
るとともに、エツジ効果の発生を除去しＣ基準潜像の現
像画像濃度の検出をビーク輪検出ｃｉＪ能とすることが
できるのである。

ＬＮ 第５図は本発明に係る１御方法の一実施例に使用される
複写機の概略を示す。

（１）４Ｊ感光体ドラムで、図中反ｌｌ８ｇ１回り方向
に回転駆動可能である。（２）は原稿台ガラスで、図中
／ｌ　ｈ　ｋスＦヤン可能である。（３）は本制御り払
に使用される基準パターンで、第６図に示す様に、スＴ
ヤン方向（図中左右方向）に対する両端部にかけ（徐々
に濃度の低下する画像〈図中斜線の濃淡は画像濃度に対
応する）であって、原稿台カラス（２）の前端部裏面に
設置されている。

（４）は光集東牲ガラス繊緒アレイからなる光学系（・
、前記基準パターン（３）及び原稿台ガラス（２）１に
載置された原稿の反射光（照明光源６− は図示せず）を感光体ドラム（１）上にスリット状に投
影する。

〈５）は帯電用チャージャ、（６）は現像装置、（１２
）は転写用ｆｐルージャ（１３）は複写紙の分■用チャ
ーシト、（１４）は残留トナーのクリーニング装置、〈
１５）は残留電荷のイレーザランプである。

（７）は現像電極としても機能する現像スリーブで、磁
気ロール（８）を内蔵し、外周面に形成された現像剤の
磁気ブラシにて前記感光体ドラム（１）上に形成された
静電潜像を現像する。また、この現像スリーブには一定
輪の現像バイアスが印加される様になっている。（１０
）はトナー補給装置で、トナー補給ローラ（１１）の回
転にてその回転数に対応したトナーを現像槽内の現像剤
に補給する。現像剤は新たに補給されたトナーとともに
パケットローラ（９）にて撹拌混合され、現像スリーブ
（７）の近傍に搬送される。

（１６）は現像画像濃度の検出手段で、発光素子（１６
ａ）と受光系子（１６１１）とからなり、受光系子（１
６ｂ）からの出力の大小にて現像ｉｉ画像濃度検出づる
。即ら、現像−像１ＩｒｆＬが＾ければ（付着トノーー
人）、反射率が低下し、受光素子（１６ｂ）からの出力
型ｆＥが低下する。一方、現像画像濃度が低４Ｊれば（
ドブー付Ｉｉ鰻小）、反射率が上昇し、受光系子（１６
ｂ）からの出力型ＩＥが上昇するのである。

従っ（、以１の構成において、まず、複写の前−Ｌ＆！
とじて、基準パターン（３）に対応する基準ｍ縁が感光
体ドノム（１）　１に形成され、この基ｑｌＬ４像はｆ
ＭｖｔＩ狭Ｗ（６）にて現像される。基準潜像の現像画
録番よ転写部で転写されることなく検出部に達し、前記
検出手段（１６）にてその画像濃度が検出される。その
結果、検出値が設定値より低４Ｊれば、規像画４１１度
が大′（トナー付＠−大）であるので、ドブ−補給を停
止する様に制御する。

一方、検出値が設定値より＾ければ、現像画像濃度が小
（ト１−付着量小）であるので、トナー補給を内閣する
様に制御する。これにで、この制御の後に行なわれる原
稿複写工程の画像濃度が一定に保たれるのである。

この場合、前記基準パターン（３）の反射濃度は、第７
図に示１様に、感光体移動方向（横軸）に対して中央部
は巾（Ｓ４）の所定濃度を有し、両端部にいくに従って
徐々に濃度が低下し、全体として巾（Ｓ３）を有する。

この様な基準パターン（３）に対、応する基準潜像を現
像すると、静電？！！像に段階的な電位の急激変化部分
がないのでエツジ効果を生じることはない。従って、こ
の基準潜像に対するトナーの付ＩＭの分布は、第８図に
承りとおりｅあり、中央部の巾（Ｓ４）にトノー付看曇
の一定したピーク部分が存在する。即ち、反射濃度を検
出すべき部分のトナー付着−（Ｄ２）がそのまま基準潜
像における最大トナー付着−になっている。従って、こ
のビーク輪の反射濃度を前記検出手段（１６）にて検出
することにより正確なトナー付着−１即ら基準潜像の現
像画像濃度を検出することができる。この場合、現像画
像濃度の検出はピーク値検出であるため、検出のタイミ
ングの制御が簡単であり、かつトナーの付着量も、９− 第０図に小４様に、第３図に示した従来方法による付着
−に比べて斜線部分だ番プ減少することとなる。

なお、前記基準パターン（３）において感光体ドラム（
１）の軸方向、即ち感光体巾方向には濃度差を設けてお
らず、感光体巾方向端部においてはエツジ効果を生ずる
ことになるが、前記検出手段（１６）による検出部は感
光体移動方向に直線状−ｅ＆）す、中央部分を通過する
ため、このようなエツジ効果はピーク鎗検出についＣ何
ら支障とならない。逆にいえば、Ｉ！準パターン〈３）
の感光体＋１ＪＺＪ向に対しては、基準パターン（３）
と検出手段（１６）との位置関係のばらつき、検出手段
（１６）の性能等の関係から、ある程度の巾が必要であ
るといえる。

従−）（、検出手段（１６）による検出に支障のない限
り、第１０図に示す様に、ｆｉｉ準パターン（３−）を
感光体移動方向のみならず感光体巾方向両端部にも濃度
が徐々に低下する様にすれば、Ｉ！憚渦録に対４るトナ
ーの付着−がより減少し、１０− 好ましい。なお、第１１図、第１２図はそれぞれこの基
準パターン（３′）における感光体移動方向及び感光体
巾方向に対する反射濃度の変化を示すグラフである。

一方、基準パターンの濃度勾配の巾についていえば、エ
ツジ効果が生じる巾（Ｅｌ　）　　（第３図参照）と関
係し、現像剤の種類、現像方式等によって異なる。たと
えば、平均粒径２０μ−の絶縁性磁性キャリアと平均粒
径１１μ―の絶縁性非磁性トナーとの混合物（トナー濃
度は１Ｑｗｔ％）からなる現像剤を使用して第５図で示
した現ｉｉｌ装置（６）にて現像を行なうと、エツジ効
果が生じる巾〈Ｅｌ）ははは２＠儀である。従って、基
準パターンの濃度勾配の巾は、これ以上あればよい。

また、第１３図に示を様に、基準パターンの両端部に濃
度勾配を設けても、端部において反躬濃喚を零にしない
と、この端部において、第１４図に示す様にエツジ効果
が生じる。しかし、このエツジ効果によるトナー付着量
（Ｄ４）が検出部である中央部のトナー付ＩＩ　（Ｄ３
　）を超えない限り、本発明を支障なく実ｆＩ＠できる
。

さらに、基準パターンとしては、反射濃度のピーク部分
がある程度の平坦性を有すること各よ必要でなく、鋭角
であってもよいし、濃度勾配の立上り、（１トリの勾配
は前後部で異っていてもよい。

ｌ！準パターン中央部分の反射濃度については、反躬濃
亀１．４のベタ黒を使用することが考えられるが、反射
濃度０．８程度のいわゆる濃い目のハーノトーン（゛あ
ってもよく、適切に現像され得る濃度を有していればよ
い。

！！づるに、基準パターンにおいて、反射濃度の鏝人値
は任意に選択でき、周辺部の最小値は複写機で規会され
るＩ１１以下であればよい。

ここ（・、本発明者らの行なった実験に使用された基準
パターンについて第１５図ないし第１７図を参照しくｇ
体的に説明する。

このｍ＊パターンは前記１１６図に示したものと同ｓｒ
−＆）す、１５−一の四角形をなし、感光体移動り向に
対し・しは　１．４の反射濃度を４４する巾５畠−の中
央部分（ピーク値部分）と、その両端部に巾５―烏の濃
度勾配部をｈする。なお、感光体移動方向の両端に延在
する反射濃度０．０５の部分は原稿台ガラス（２）に原
稿が載置されていない状態での原稿台ガラス（２）の反
射濃度である。

実験はこの基準パターンを使用、し、前記第５図に示し
た複写機にて、感光体としてはＣｄｓ・ＯＣｄ　００３
樹脂感光体を使用し、現像剤としては小径の絶縁性磁性
キャリアと小径の絶縁性非磁性トナーとの混合物を使用
したところ、現像装置中の現像剤のトナー濃度を常時１
０Ｗ【％の設定値に維持でき、常時安定した画像濃度で
現像が行なわれた。そして、１０Ｗ【％のトナー濃度に
おいて基準潜像の現像画像におけるトナー付着−のピー
ク値は０．９１Ｍ（Ｊ２であった。

また、基準パターンはアルミニウム機にオノセット印刷
で反射濃度１．４以上の黒のつや消し処理を論こしてに
作され、９輿によってもよく、従来の制御方法を採用し
た複写機に対しては、この基準パターンを貼り代えるだ
けでも本発明に係る制御方法を実験できる。

一１３＝ なお、以１の実験例では、現像スリーブに対する現像バ
イアスの印加電位を一定としてトナー補給−をＩＪ１変
とりることにより、現像画像濃度を−・一定とするよう
な制御を示したが、これとは反対に、ドブー補給膳を一
定として現像バイアスの印加電位を−Ｉ変とじ（もよい
。

また、以１−の実験例では、基準パターンを使用して画
像投影光学系によって基準潜像を形成する４式を説明し
たが、本発明では、これ以外に基準潜像を帯電されてい
ない感光体の表面を専用のチャージ１１に（帯電して形
成する５式、あるいは帯電されている感光体の表面の電
荷を部分的にイレーズしく形成する方式がある。

専用のチｔ・−ジャを用いる方式では、専用チャージャ
を前記第５図中光学系（４）と現像装置（６）との間の
（Ａ）部に設置し、感光体ドラム（１）の像聞部を利用
しＣ基準ｍｓを形成する。

この場合、感光体巾方向における電位勾配を形成づるた
めに、専用チャージャには第１８図に示すマスタ（２０
）を使用する。第１８図において斜線１４− 部はマスクでｔｌｉ電が遮蔽される部分を示し、電萄は
略六角形の開口部分を通じて感光体の表面に印加される
。この基準潜像の感光体中方向に対する潜像電位は第１
９図に献ずとおりであり、中央部にピーク部分を有し両
端部にかけて一定の勾配ぐ電位の低下する部分をｈする
。

この専用チャージャを使用する方式においては、チャー
ジワイヤに対して短時間電圧を印加することにより、感
光体移動方向における電位勾配をｈする基準潜像を形成
することができる。即ち、第２０図に示す様に、専用チ
ャージャ（２１）に電圧が印加されて放電が生じた初期
には、感光体ドラム（１）上の　■、■、■の各点では
感光体ドラム（１）が矢印方向に移動していることから
付与されるＩ＠荷鰺が異なり、第２１図に示す電位勾配
が形成されるのぐある。なお、電圧印加が断たれたとき
には、逆の電位勾配が形成される。この場合、電位勾配
部の巾は、チャージャー（２１）の巾等で決定され、現
像剤、現像方法によって適宜選択することができる。

−ｈ、これとは別に、専用チャージャに代えてイレー豐
少ランプを設置し、このイレーザランプに対しく短時間
Ｉｆｆを印加すると共に、前記マスク（２０）とは逆の
遮蔽部分を有するマスク（図示せず、第１８図中斜線部
分が開［−１し、略六角形部分が遮蔽されている）を用
い、予め感光体の表面に形成された帯電電向の一部をイ
レースすることにより、絹様の基準潜像を形成すること
ができる。

Ｌ 以１゛の説明で明らかなように、本発明は、静電潜像担
体の表面に形成された基準潜像を現像するり、イの現像
自慟濃度に応じて、現像電槽に対しく印加される現像バ
イアス電位あるいは現像装置内に収容されている現像剤
に対して補給されるトノ′−の鰻等を制御する制御方法
であって、前記基準潜像として、周縁部になだらかな勾
配で電位の低下する部分を有するソリッド状の静電潜像
を形成する嫌にしたため、従来のフラットな電位を有づ
るＭ準潜像を形成する制御方法に比べて基準潜像へのト
ナーの付看量を大幅に減少せしめることができ、経済的
であるし、クリーニング装置の負担が減少し、拭き残し
やフィルミング等の不具合を除去できる。また、エツジ
効果の発生がなく、現像１ｉｉ４１１ｓ度の検出をピー
ク値検出にて行なうこともでき、検出のタイミングｌ１
ｌｌｌｌＩｌを簡単なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の＆１１１］方法に使用されていた基準パ
ターンの平面図、第２図、第３図はその基準パターンの
反射濃度、ｍ準潜慟に対するトナー付着−の分布を各々
示すグラフである。第４図は゛〉イン画像とソリッド１
ｉｉｌＩＩＩとに関連してトナー製産に対する現像画像
の反射濃度変化を示すグラフであ） る。第５図以下は本発明に係る制御方法を説明するため
のもので、第５図は本＠御方法を適用した複写機の一例
を示す概略図、第６図は基準パターンの一例を示す平面
図、第７図、第８図はその基準パターンの反射濃度、基
準潜像に対するトナー付看蛤の分作を各々示すグラフ、
第９図は本発明と従来の制御方法によるトナー付Ｉｌｌ
を比較する１７− ためのグラフ、第１０図は他の基準パターンの平向図、
第１１図、第１２図はその基準パターンの反射ａ洩の分
布を示すグラフ、第１３図、第１４図はいまひとつの基
準パターンの反射濃度、トナーイ・１義−の分布を示寸
グラフ、第１５図は本発明者らが実験に使用した基準パ
ターンの平面図、第１６図、第１７図はイの基準パター
ンの反射濃度。 基準潜像に対するトナー付着酸の分布を各々示すグラフ
、第１８図は他の実施例で使用されるマスクの平面図、
第１９図はそのマスクを使用した場合の基ｒ＃瀬Ｉｌｌ
電位の分布を示すグラフ、第２０図はいまひとつの実施
例の説明図、第２１図はその基準潜像電位の分布を示寸
グラフである。 （１）・・・感光体ドラム、（２）・・・原稿台ガラス
、（３）、（３Ｍ・・・基準パターン、（４）・・・光
学系、＜５））・・・帯電チャージャ、（６）・・・現
像装置、（１０）・・・トノー補給装■、（１６）・・
・現像画像濃度検出手段、（１６ａ）・・・発光素子、
（１６ｂ）・・・受光桑ｆ、〈２０）・・・マスク、（
２１）・・・基準潜像形成用帯電チャージャ。 １８− 第１図　　　　　　　第６図 １ 第４図 第５図 １１２！１ ム７−に七七釦■」しりＡ 第１３５ｉ１ 第１５１１　　　　　　　第１６図 第１７図 擲輛帽間 第８８１！Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　静＊瀬像相体の表面に形成され／、：Ｍ岸渦像を
   規録する一ｈ、イの板縁画像濃度に応じて、現像電楡に
   対しく印加される現像ハイ／スミ位あるいは現像装置内
   に収容されている現像剤中のトノーー等を１．ｌＪ御づ
   る制一方法（・あって、前記基準潜像として、周縁部に
   なだらかな勾配で電位の低上４る部分をｉ４るソリッド
   状のｍｓを形成Ｊることを特徴とする絢’５　ＩＮ等に
   おける制一方法。