JPS58221856A - 画像濃度制御方法 - 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】 この発明は、電子写真複写機の画［像濃度制御方法に関
するり 良く知られているように、電子写真複写機においては、
予め均一に帯電された感光体表面に複写すべき原稿θ）
／を像を照射して静電潜像ケ作り、これをトナーと呼ば
れる着色微粒子によって現像し。

現１象画＠を転写紙に転写して複写物を得るようになっ
℃いる。このときの埃ｒ象両鐵濃度は、多くの要素によ
って左右さ几ることが知られており、典型的には現［象
剤中のトナー濃度に左右される。

電子写真複写機に使用される埃１象剤は、トナーとキャ
リアからなる二成分系現１象剤が一般的であり、キャリ
アはトナーを所定極性に摩擦帯電させて現諌位置までト
ナーを保持する役目をもっている。現慮ｆｉ装置におい
ては、静電ａ像の電荷とは逆極性に帯電さｎたトナーの
みが靜眠若廉に付着して現像が行なわれる。したがっ℃
、＃ｌＰＪの度毎に現像剤中のトナーが消費さ几、トナ
ー濃度が減じてゆく。こσ）ため１時々トナー濃Ｉｆ　
’ｒ検知して。

トナーが不足している場合にはトナーを現像剤中に補給
して、現］象画鐵の濃度を一定に保つようになっ℃いる
。

このような画１象濃度検知方法の一つとして、均一に帯
電された感光体上に定めらｎた反射率を持つ基準パター
ンの反射ｒ象を投影し、その部分を現１象して優られた
トナー１象の濃淡を検知してこｌｆ″Ｌを基準値と比較
する方法が知られている・これは、視１象剤の劣化およ
び環境の変化等による埃ｌ能力の変化、感光体およびチ
ャージャ等の劣化または電圧変化等による帯電電位の変
化、照明ラングおよび露元元学系の汚れ等による露光量
の変化などに起因する両峰濃度の変化を検知して、現像
剤中Ｑノトナー濃ＩＷを一定に制御するもので、現像画
像の濃度を一定に保つ方法として非常に有用である。

しかしながら、基準パターン部に相当する感光体位置の
部分的な帯電むらまたは光量むら等が生じた場合などを
よ、埃１象剤中のトナー濃度を過補正してしまうことが
ある。例えば、チャージャの部分的な汚ｎ勇基準パター
ン部に相当する位置の帯電電位が他の部分よりも低くな
った場合は、＋１！］ｌｌ１ｊ濃ＩＷが低く検知され、
これにもとついてトナーを補給すると、トナー＃度が１
ｍ常の場合より高くなってしまう。これが惟端になると
、高丁き゛るトナー゛＠度σノために、複写機内を汚染
するなどの別の不具合を発生させる。

こりように、現滓画１象の濃度すなわち感光体上のトナ
ー付着量は、典型的には現像剤中のトナー濃度に依存す
るが、他の要因、汐Ｕえげ帯部り露光量、感光体特性、
現［象剤特性、現像バイアス量、トナー帯電量、現像ギ
ャップ、現１象時間、検知特性等の種々の要因が関係し
てくる。したがって、トナー付着量が低下したからとい
って直ちにトナーの補給を行なうと、前記したような弊
害が生じろことがある。

しかしながら、こ０）ような多くの要因が関係している
ため、トナー濃度低下以外のトナー付着量低下の原因馨
見つけることは極めて困難である。

この困難を少しでも少なくするためには、濃度変化？主
として起こさせるトナー濃度低下以外の特定の要因を測
定および制御対象とし℃選ぶことである。列えは帯電特
性を選んだ場合には、トナー付着量の低下か検知されて
、トナーを補給したにも拘らず画［象ａ度が上がらない
場合には、それは帯電特性に原因があると判定すること
ができる。

そこで１本願発明者は、特願昭５６−１５９６３７号明
細書におい℃、主と（２て現像特性のみを測定あ−まひ
制御対象とした画１象濃度制側］方法を提案した。これ
は、感光体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几た逆バイアス電位の
もとで現像し、得られたトナー［象の濃淡を検知し℃こ
ｒＬを基準値と比較するものである。この方法によれば
、感光体表面電位か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
性や鱈光特性等の変化による画１象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
磯度、トナーの帯亀竜、現像バイアス量、現像時間、現
１象スリープと感光体とり間の現［象ギャップ、現１象
スリープの回転速度等の現１象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Ｌ迅速かつ適確
な画帥濃ＩＶ制師を行なうことができる。

この発明の目的は、上記した二つの画（＃、１ａＩｆ制
側ｊ方法のうち、前者を主とし、後者をもって前者を補
うことにある。前者の基準反射率パターンを投影する方
法は、簡便であるものの１画像濃度低■の真の原因が、
トナー嬢度の低下以外に伺処にあるかの判断が難しく、
後者の感光体上にゼロＶ帯電部分を作る方法は、このゼ
ロＶ部分を部分的に作ることやバイアス電位の極性を変
えること等が多少面倒であるものの、画［象濃度低下の
真の原因を直ちに現１象特性に求めることができるので
、それだけ簡便である。しかしながら、通常の画数濃度
低下は、前記したように埃１象剤中のトナー濃度が低下
することに起因することが一番多いので。

使用する装置および方法の簡単な前者を主とし、後者表
前者を補う補助的なものとし℃使用することが好ましい
。以下の図面ヲ診照したこの発明の詳細な説明において
は、前者を第１検知モード後者を第２検知モードとして
ｄ及１−る。

第１図には、この発明による画１象濃度制御方法ケ適用
した電子写真装置の一例が示さｎている。

感光体ドラム１の周辺にｔま、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
ズラング４、現１象装置５１　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ｎ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℃、複写
すべき原稿の光（象が照射され、感光体上の帯゛重電荷
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。この静電満作は、現像装置５からトナ
ーを供給されて現像される。現像装置５は、トナーと磁
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ヲ含み、羽根車１５による攪拌および汲上げロー
ラー１６による汲上げの過稈で、トナーがキャリアとの
摩擦により静電満作とは逆極性に帯電される。両者が汲
上はローラー１６から現１象ローラー１７に移し収られ
た後、感光体に近接する位置で、トナーのみが静置潜像
に吸着されて現ｒ象が行ヶゎ。う。現像後、）現像。−
５−□７上７．現滓剤　　□１゛は、スフ１ノーパ１８
によって現像ローラー１７上から掻き取らｎる。＃１．
＠にょって得られたトナー■は、通常の複写サイクルに
２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℃送られてきた転写紙２３
　Ｋ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１／イ２４に排出さｎる。一方、転写後の感光体は
、除電チャージャ１ｏとよび除電ラング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。

この電子写真装着において画１象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。この発明に２いては、
通常は前記した第ｌ検知モードによって画１象ｃａ度の
検知を行ない、トナー補給箪の制御を行なう。すなわち
、原稿を載置するための原稿台カラスの両縁形成領域外
に基準反射プ１ノートヲ設け、これを画隊繕元と同様に
して感光体ドラム１の画鐵形成領域外に投影してこ几に
対応する静電潜像を作り、これを同様に現像装置５から
供給さ几たトナーによって現像する。こうして感光体表
面に付着したトナーＪｔ’Ｙ、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する。こｎは、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
反射されてフォトダイオードのような受光素子７に受光
されるときの５　トナー付Ｎ喰の大きさによる受光量の
変化を眠気信号として取り出すことにより行なわ几る。

この電気信号は、検電回路２６に２いて基準付着量を示
↑基準電圧と比較されて、そのトナー付着量の大小が噴
出さ几る。こう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
が基準付着量よりも少なけｆば、トナー補給制御回路２
７を駆動して、現１象装置ｔ　５に付属したトナー補給
装置２８内のトナーを一定縫だけ現＠苔器１４内に補給
し、境−剤１３中のトナー濃度を高める。

通常はこのようにして現像画１象の＃度制御が行ｉわ汎
るが、トナーの補給を必要十分に行なったにも１句らず
、画［象と・１度の低下が演出さｎ”’ｃいる場合Ｖこ
は、この発明に従って検知モードが第１から第２へ切り
換えら扛る。すなわちタイミング発生回路２５によって
現像ローラー１７のためのバイアス電源切換用スイッチ
、２９が接点２９ａ　　から２９ｂ　に切り換えられる
とともに、モード上１／クタ３０によって、濃度検出回
路２６の出力が、トナー補給制御回路２７からバイアス
切換制御回路：３１に切り換えら１．る。スイッチ２９
の接点２９ａには、回路３１からの信号によって切換え
ら几る別のバイアス切換用スイッチ３２を介しで、互に
四襖性ではあるが電圧の異なる三つのバイアス電源３３
　ａ　？　ｄ　３　ｆ）　ｔ　３３　（が接続さｎてい
る。こ几らの電源のいず庇か一つが、通常の作滓プロセ
スおよび第１検知モードを行なう際に、現＠電極を兼ね
る現［象ローラー１７に接続さ几、この現１象ローラー
１７に、感光体１上に形成さ肛た靜屯潜隊の地１汎部の
電位よりも少し高目でこれと同様性すなわちト＋−の帯
電極性とは逆極性のバイアス電位が印加されるようにな
っ℃いる。これにより、感光体ｌ上の地肌埃１象が抑止
さｎ、コピーの地肌汚れが防止さｎる。こｆＬ［対し、
接点２９１）　　には、これらバイアス電源３３とは逆
極性すなわちトナーの帯電極性と同極性の逆バイアス電
源３４が接続さｎている。

第２検知モードにおいては、感光体ドラムｌの表面が、
まず帯電チャージャ２によって一様に帯電された後、露
光光学系３による画は露光を行なわずに、または行なっ
てもよいが、イ１ノ−ズシンプ４による全面露光が行な
われる。これにより、感光体表面電位はほぼゼロｖＯ）
飽和残留電位になり、このような感光体表面に灯し、電
源３４から逆バイアスすなわちトーナーの帯電極性と同
極性電ｆ立を印加さｎた＃１．（８）ローラー１７によ
って境隊を行なうと、感光体表面との電位差によりトナ
ーをよ感光体表面に付着する。このときのトナー付ｌｔ
を、同様に発光素子６あ・よび受光素子７を含む倹　　
　（□吊装置により検出し、その信号を回路２６におい
て第２検知モードのための基準付着ｆｌ’ａｊ示す基め
電圧と比較して、トナー付着量の大小を判定する。

このときの測定に必要とされるトナー付着領域は、ぜい
ぜい数ミリから数十ミリあればよいので、必要以上θ）
埃１象を抑制するために１、・一定時間後に逆バイアス
の印加を止めたり、埃１象ローラー１７または汲」二げ
ローラー１６の回転を止めたりする。

または、帯電チャージャ２に通常Ｑノ作像プロセスとは
逆極性の電圧を印加するとともに、そσノ放電開ロ部を
ｔＩＳ分的に覆って、帯電さ几ないゼロ電位部分と逆帯
電部分とを感光体上に作り、こ、ｎ、を同様に逆バイア
スσノもとで現１架して、ゼロ電位部分にのみトナーを
付着させるようにしてもよい。

この第２暎知モードを使用して付着トナー量を演出した
結果、基準性ｉｔと同１ノベルまたはこれよりも多いと
判定された場合、第１検知モードにおい℃、工、トナー
を補給したにも拘らず画１象譲度σノ低下が検知されて
いるθノで、第２検知モードが正しい判断を下したこと
になる。こ几により、第１検知モードの誤動作または機
能低下が明らかになり、その原因を、第２検知モードが
主として現［様特性を測定対象としているので、それ以
外の帯電特性や露光特性に求めることができる。したが
って、帯電チャージャの汚れ等を点検整備して。

第１検知モードの機能を正常に戻す。別の方法としては
、第１検知モードを実施する際の現像バイアス電位を１
回路３１からの信号によって、例えば電源３３１）　か
ら３３８　へとより低い値に切り換える。こう−ｆるこ
とにより、感光体表面へのトナー付着量が相対向に増加
するので、第１検知モードにおける測定も、両滓−１ツ
θノ増加を結果させ、第２検知モードとの相違が小さく
なる。しかしながらこのような補正は、両モードの検知
結果に大きな相違かめるときにのみ行なうとよく、相違
が小さい場合には、その１′ｆ、にし℃おくことが、第
１恢知モードの長所を生かす上で望ましい。

上記説明は、第１検知モードの測定結果にもとついて、
トナーを現１象剤中に補給したにも拘らず。

第１恢知モードでは相変らず画像濃度の低下が検出され
ている場合であるが、逆に、トナーを補給しないにも拘
らず、画像濃度の増加または標準が第１倹知モードにＪ
って検出さｎている場合には。

同様に、第２検知モ〜ドによって画数濃度の低下を正し
く判断することによっ℃、第１検知モードθノ帯亀特性
または露光特性σノ劣化による誤動作または機能低下を
知ることができ、相応の対策が立てら几る。またこのよ
うな場合に、第２検知モードも誤動ｆ′Ｆ−１＋、−起
こしたときには、複写機を直ちにＩＥめて全体を点検す
るかこのような第１検知モード？使用したトナー補給鍛
の制御を止めで、もし備えらｎている場合には、コピ一
枚数筐たは面積等に応じて一定量のトナーを補給する機
械的な定量補給モードに切換える。

以上Ｑ）ように、こり発明による画け＃度制御方法は、
第１検知モードを使用したトナー補給量り開明」を主体
にしたその長所を生かし、その短ＦＪＴを第２検知モー
ドで補うようにしたので、第１倹知モードの誤動作をい
ち早く見つけて、その原因を把握することができ、安定
した正確な画１象濃度の制御を行なうことができる。し
たがって、第２検知モードは補助的に使用されるので、
第２検知モーどの検出結果の第１検知モードへのフィー
ドバックは、そうたびたび行なう必要はなく、例えば１
日に１回、複写機のメインスイッチの投入直後に行なう
程度で十分である。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明を適用した電子写真複写機の一例を示す
概略図である。 ■・・・　感光体ドラム、　　　　２・・・　帯電チャ
ージャ、　　　　３・・・　露光光学系、４・・・　イ
１ノーズランプ、　　　　５・・・　境１象装置、　　
　　６・・・　発光素子、　　　　７・・・　受光素子
、　　　　２８・・・　トナー補給装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　均一に帯電された感光体上に定められた反射率を有
   する基準パターンの反射像を投影し、その部分を現ｒ象
   して得ら几たトナー隊の濃淡を検知し、これを基準値と
   比較する第１の検知モードによりトナー補給量の制御を
   行なう画１象濃度制御方法であって、 感光体上に飽和残留電位付近の帯電部分を設け、この部
   分を予め定めらｎたバイアス電位のもとで現［象し、優
   られたトナーｒ象σり濃淡を検知してこｆＬを基準値と
   比較する第２の検知モードをさらに含む画１＃濃度制側
   １方法。 ２　前記バイアス電位の極性が前記トナーを反発させる
   方向である特許請求の範囲第１項記載の１ｉｊｉｉ滓濃
   度制御方法。 ：３　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方法。 ４　前記第２検知モードにより得らｒした値により前記
   第１検知モードの基準値または作１象灸件を変化させる
   特許請求の範囲第１項記載の画像濃度制御方法。 ５　前記第２検知モードにより得られた値がある一定の
   ｆ＋ｉ　ｗ越えた場合に１、前記第１検知モードの使用
   によるトナー補給量の制御？停止する特許請求の範囲第
   １項記載の画像濃度制御方法。 ６　前記第２検知モードの使用を前記第１検知モードの
   使用よりも少なくした特許請求の範囲第１項記載の画像
   濃度制御方法。 ７　電子写真複写機のメインスイッチ投入直後にＡｉＪ
   記第２検知モードを１回行なう特許請求の範囲第１項記
   載の画像濃度制御方法。