JPS59133564A - 電子写真画像制御方法 - 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】 （技術分野） この発明は、電子写真画像制御方法、特に露光量および
または現像バイアス電圧値を制御することによシコピー
の地汚れを防Ｉトするタイプの画像制御方法に関する。

（従来技術） 良く知られているように、電子写真においては、光導電
性絶縁層を有する感光体表面に帯電、露光、現像を行な
って原稿画像を再現する。このような電子写真の一般的
な特性を第１図を参照して説明すると、まず■象限にお
いて明らかなように、感光体露光量は原稿画像濃度に比
伊」シ、濃度の高い原稿画像部に対応する感光体の露光
量は小さく、濃度の低い原稿非画像部または地肌部に対
応する感光体の露光量は大きい。そして■象限に明らか
なように、感光体露光量が大きくなると感光体表面電位
は低下し、■象限に示すように感光体表面電位が低下す
ると、現像画像濃度が低下する。この関係を原稿力文字
部以外の部分すなわち地肌部に限ってみると、地肌部が
真白ならば、原稿濃度は最低なので感光体露光量は最大
になり、感光体表面電位は最小で現像画像濃度は最低に
なり、地肌部の真白なコピーが出来」二がる。

複写機製品の出荷時には、複写機は、地肌部が真白に再
現されるように、いいかえれば地・（汚、れが発生しな
いように調整されて出荷される。しかしながら、使用し
てゆくうちに徐々に地肌汚れが発生するようになる。こ
れは複写機の露光光学系が劣化したシ、感光体力５劣化
したり、現像剤が劣化したりするためである。例えば■
象限に示すように、光学系が劣化すると同じ原稿濃度で
も感光体露光量が低下するので、感光体表面電位が上が
って現像画像濃度が高くなる。また■象限に示すように
、感光体が劣化すると同じ露光量でも感光体表面電位が
上がって、現像画像濃度が高くなる。

さらに■象限に示すように、現像剤が劣化すると、同じ
感光体表面電位でも現像画像濃度が高くなってしまう。

したがって、これらが劣化すると、使用初期には真白に
再現されていた地肌部に地汚れが生じるようになる。

以上の関係から、コピーに地汚れが生じた場合には、最
初の処置として地肌部の感光体表面電位を低めてやれば
よいことになる。そこで従来は、複写機の操作パネル上
に設けられた絞りダイヤルを使用して露光量を高めるこ
とにより、これを行なっていた。しかしながら、地汚れ
は、上記したような種々の原因により発生するので、本
来は異なる濃度の原稿のためのコピー濃度調整用として
その調整範囲を広くした絞りダイヤルのみによっては、
十分な地汚れ防雨が困離である。また他の部分の劣化に
よシその調整ポジシロンや調整幅が変化するので、調整
後のそのポジションにおいて常に良好なコピーが得られ
るとは限らない。

地汚れを防１］二する別の技術として、現像バイアス電
圧を高める技術がある。これは、現像装置において、感
光体表面に近接して現像剤を担持する導電性部材、例え
ば現像ローラーに感光体地肌部電位よシ少し高めの現像
バイアス電圧を印加することによシ感光体の地肌部に現
像剤が付着するのを防Ｉ卜する技術である。したがって
、感光体地肌部電位が上昇しても、これよりもさらに高
目にバイアス電圧を調整すれば、地汚れを防Ｉトするこ
とができる。しかしながら、バイアス電圧をあまり高く
すると、低濃度原稿または低コントラスト原稿の画像部
も消えてしまい、これらの再現ができなくなる。

これら露光量および現像バイアス値の調整による地汚れ
防ＩＥは、出来たコピーを見ながら行なうのでは、コピ
ーの無駄になる。そこで従来においては、感光体表面の
平均電位を検知して、これをパラメータとして露光量ま
たは現像バイアス電圧値を適正な値に自動的に調整する
技術が提案されている。しかしながら、電位計の搭載に
よる装置の大型化およびコストアップの問題の他に、こ
れのためのメンテナンスが必要になるので信頼性に欠け
るばかりでなく、現像剤の劣化を検知できないので、ト
ータルな制御システムとしては不完全である。このため
、従来においては各部ユニットの清掃や交換等の定期的
なメンテナンス作業が不可避であり、これによるコスト
アップが無視できない問題になっていた。

（発明の目的） したがってこの発明の目的は、ユーザーによる絞りダイ
ヤルの調整による露光量調整の必要のない、すなわち絞
シダイヤルは常に同一ポジションであっても、または最
終的には絞りダイヤルの必要なしに、地汚れのない良好
なコピーを常に得ることのできる改良された電子写真画
像制御方法を提供することにある。

この発明のその上の目的は、画像制御に関するメンテナ
ンスのあまり必要のない、例えあってもその時期および
場所を指示して無駄のないメンテナンス作業を行なって
、トータルコストの低減ヲ図ることのできる上記画像制
御方法を提供することにある。

こい発明は、各部ユニットの劣化による地汚れの発生が
、感光体表面電位のうちの非画像部または地肌部のよう
な低電位部において顕著に発生することに着目してなさ
れたもので、現像によってトナーが微量に付着する低電
位表面と、トナー伺着のないまたはほとんどない基準電
位部表面とに元を照射して、それぞれからの反射光量を
相互に比較して、両者が一致するまで、すなわち地肌部
にトナー付着がないまたはほとんどないと判定されるま
で、露光量およびまたは現像バイアス電圧を高め、これ
らの上限を越えそうなときに初めて、メンテナンスを行
なうように警告信号を発する。

以下、この発明の構成を実施例にしたがって説明する。

（発明の構成） まず初めに、この発明の理論的根拠である劣化学系特性
曲線、■象限における感光体特性曲線および■象限にお
ける現像剤特性曲線においてそれぞれ示すように、その
劣化時における劣化の度合いが、高電位部におけるδ１
よシも低電位部（■象限にあっては低濃度部）における
δ２のほうが大きいことに注目したものである。すなわ
ち、■象限においては、原稿濃度が低いはど光学系劣化
による露光量の減少が大きく、■象限においては、感光
体力低電位部はど感光体劣化による影響が大きく、■象
限においては、感光体の低電位部はど現像剤劣化による
現像画像濃度の増加が大きくなる。

したがって、感光体の低電位部における現像画像濃度の
増加すなわち地汚れをいち早く検知すれば、光学系、感
光体、現像剤等の劣化をいち早く知ることができ、これ
にもとづｒて露光量を増加させたり、現像バイアス電圧
を増加させれば、地汚れのない常に良好なコピーが得ら
れる。

地汚れの検知は、例えば第２図に示すような発光ダイオ
ードＬＥＤと可変抵抗Ｒ１およびフォトトランジスタＰ
Ｔｒと分割抵抗Ｒ２の組み合わせからなるフォトセンサ
ーユニットを使用して行なう。発光ダイオードＬＥＤに
よって感光体表面を照射し、その反射光をフォトトラン
ジスタＰＴｒで受けることにより、感光体表面にトナー
が付着している場合は、その反射′ｙｆＳ量が小さいの
でフォトトランジスタＰＴｒに流れる電流も小さく、逆
の場合は大きくなる。したがって、第１図の■象限に示
すようにフォトセンサーの出力は現像画像濃度に比例す
るので、センザー出力が低下した場合には、現像画像濃
度が高くなったことを検知することができる。

この発明は、このようなフォトセンサーユニットを使用
して、感光体の低電位部表面からの反射光量を検知し、
これをトナー付着のないまたはほとんどない基漁電位部
表面からの反射光量と比較することにより、低電位部表
面の地汚れ程度を検知し、地汚れしている場合すなわち
両方力測定値が異なる場合は、両者が一致するように現
像バイアス電圧およびまたは露光量を増加させて、地汚
れを防止し、その増加量が定められた上限値に達したと
きに初めて、サービスマンコールヲ行すって部品の又換
、修理等のメンテナンスを行なう。

第３図には、この発明の方法を適用した電子写真複写機
の一例が概略的に示されている。感光体ドラム１の周辺
には、帯電チャージャ２、イレーズランプ３、現像装置
４、フォトセンサーユニット５、転写チャージャ６、分
離チャージャ７、分離爪８、クリーニング装置９、除電
ランプ１０等が配置されている。感光体ドラム１の上方
には、原稿１１を載置するための原稿台ガラス１２が水
平に配置され、その下にミラー１３、レンズ１４、ミラ
ー１５等からなる露元元学系が配置されている。

原稿台ガラス１２上の一方の端部には、感光体ドラム１
上に低電位部表面を形成するための濃度０１程度の検知
パターン１６が、１」二め金１７によって保持されてい
る。

感光体ドラム１の表面が、帯電チャージャ２によって所
定極性に一様に帯電され、次いでイレーズランプ３が原
稿１１のサイス以外の部分の帯電電荷を消去すると、原
稿１１の像がレンズ１４等を通して感光体ドラム１表面
に投影される。これにより、感光体ドラム１上の帯電電
荷が原稿隊の明暗に応じて選択的に消去され、そとに原
稿像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は
、現像装置４内の現像剤を保持して回転する現像ローラ
１８から現像剤の供給を受けて現像される。現像は、現
像剤中で攪拌されたトナーが、静電潜像の極性とけ逆極
性に摩擦帯電されてこれに静電的に付着することにより
行なわれる。現像によって得られた感光体ドラム１上の
トナー像に（佳、この画像形成に同期をとって送られて
きた転写紙１９が重ねられ、転写チャージャ６にょるト
ナー像を引きつける極性と強さの帯電を受けることによ
り、トナー像が転写紙１つに転写される。転写紙１９は
、次いで分離チャ−ンヤ７による除電を受け、分離爪８
により感光体ドラム１表面から分離され、図示されない
定着装置に向かう。一方の感光体ドラム１は、その表面
に残留するトナーをクリーニング装置９により除去され
、残留する電位を除電ランプ１０により消去される。

以上が通常の複写プロセスであるが、この発明の方法を
実施するときは、原稿ガラス台１２上には原稿１１を載
せずに原稿を押さえるためのカバーだけをして、通常の
複写プロセスのうちの帯電、露光、現像、クリーニング
、除電のみを行なう。これによシ感光体ドラム１表面の
一部に検出パターン１６に対応する静電潜像が形成され
、これが現像装置４によって現像される。この検出パタ
ーン１６に対応する潜像は、検出パターン１６の濃度が
０１と大変低いので、その電位は低く、トナー付着量も
微量となり、この発明における低電位部表面を構成する
。一方、検出パターン１６に対応する部分以外の感光体
ドラム１表面は、原稿押さえカバーの裏面が白色なので
白色露光され、その表面電位は検出パターン対応部よシ
もさらに低くなシ、トナー伺着は全くまたはほとんどな
く、この発明における基準電位部表面を構成する。勿論
この部分は、原稿の非画像部または地肌部に和尚するの
で、原稿押えカバーの裏が汚れたシ、谷部ユニットが劣
化すれば、そこにトナーが付着して地汚れを結果させる
が、この実施例においては、複写機出荷当初の谷部が劣
化してない最良状態における感光体表面を検出するので
、トナーの付着はなく、シたがってこれをマイクロコン
ピータに記憶させてそれ以後の基準値として使用する。

このようにして形成された感光体ドラム１表面上の二種
の領域、すなわち検出パターン１６に対応するトナー付
着の微量な低電位部表面とトナー付着量原 ニソト５による光を照射されて測定さ几る。それぞれの
測定値（佳、抵抗２０および２１の分割によって約１１
５程度に落とされ、Ａ／Ｄコンバータ２２ヲ介して制御
回路２３に入力される。この制御回路２３においては、
この二つの入力値が同値であるか否かが判断され、同値
すなわち低電位部表面にトナー付着量の増加がない場合
はそのままとし、同値でないすなわち低電位部表面にト
ナー付着量の増加がある場合には、制御回路２３からの
信号によって現像バイアス電源２４が駆動され、現像装
置４の現像ローラ１８に印加する現像バイアス電圧が１
ステツプ増加される。このような動作は、二つの検出信
号が同値になるまで一定限度において繰返され、その限
度を越えそうな場合には警告信号が出されて、サービス
マンによる点検調整を受ける。

制御回路２３における動作は、最近の複写機に組込まれ
ている公知のＣＰＵ、　　ＲＯＭ、　　ＲＡＭ、　ＩＦ
等からなるマイクロコンピュータによって行なわれるが
、第４図には、そのプログラムの一例が示されている。

まず、コピースイッチが入ると、コピ一枚数が１０００
枚目かどうかが判断され、１０００枚目未満のときは、
通常は地汚れが発生してないので、そのまま初期に設定
されたバイアスのままでコピーが行なわれる。１０００
枚目のときは、フォトセンザーユニットの発光ダイオー
ドＬＥＤがオンして感光体の低電位部表面のトナー付着
量を検出し、それがＲＡＭに蓄えられた基準電位部表面
のトナー付着量と比較され、それが同値の場合は、その
ままのバイアスでコピーを取る。真値の場合は、コピー
動作が行なわれていないときに、まず現像バイアスがそ
の上限である第６ステツプにあるかどうかの判断がされ
、イエスの場合はサービスマンコールが点滅して、サー
ビスマンが点検修理してバイアスを再調整する。ノーの
場合は、バイアスを１ステップ上げてコピーを取υ、再
び低電位部表面のトナー付着量を検知して、同値になる
まで同様な動作を繰返す。

現像バイアスは、ゼロステップから第６ステツプまで７
段階あシ、ゼロステップにおいては、複写機の出荷時に
最良のバイアス電圧に設定されておシ、それから１ステ
ツプ３０Ｖずつ増加し、第５ステツプまで１５０Ｖのバ
イアス電圧が変えられるようになっている。バイアス電
圧をこれ以上増加させると、電気的安全性の点で問題が
あるし、現像剤中のキャリアが感光体表面に伺着したり
、低コントラスト原稿が再現できなくなったりするので
、これを上限と定めている。この上限である第６ステツ
プに来たときは、コピーは第５ステツプ（７’）バイア
ス電圧で続行され、その間にザービスマンによるメンテ
ナンスが行なわれる。バイアスの調整により両検知信号
が合致したとき、またはザービスマンがバイアスを再調
整したときは、コピーの１０００枚目を計数するカウン
ターがリセットされ、次の１０００枚目までそのバイア
スで現像が行なわれる。このバイアス制御の代シに、露
光量を制御してもよく、または初めに露光量制御をして
、その範囲を外れたときにバイアス制御をするようにし
てもよい。後者の場合は制御範囲がさらニ広りなるので
、それだけ次回までのメンテナンス間隔が長くなる。露
光量の制御は絞りを変化させたり、露光ランプの電圧を
変化させたりして行なう。

第１回の検知は、複写機出荷当初の未使用状態またはユ
ーザーに渡ってからの第１回のコピーの前に行なわれる
。これは第５図に示すように、まずフォトセンサーユニ
ットの発光ダイオードＬＥＤを時間ｔ１でオンし、それ
と同時にＡ／Ｄコンバータ２２および制御回路２３にそ
の出力信号全入力させ、これを発光ダイオードＬＥＤが
時間ｔ２でオフするまで連続させる。この間の時間は、
感光体上の低電位部表面と基■電位部表面とのトナー付
着量を検知するに十分な時間で、制御にばらつきが生じ
ないように考慮されている。制御回路２３においては、
上記したように低電位部および基準電位部表面の測定値
がメモリーされ、基準部の測定値は、絶えず新しく入っ
てくる低電位部の測定値とその都度比較され、これが満
杯になるとメモリーされた前のデータが順次はき出され
る。同期は、異なデータをサンプリングするような同期
回路によって行なわれる。

感光体ドラム１表面に低電位部と基準電位部とを設ける
場所は、第６図に示すように感光体ドラム１端部の非画
像形成領域であってもよく、第７図に示すように画像形
成領域であってもよい。符号２５が低電位部表面となり
、２６が基準電位部表面トする。符号５はフォトセンサ
ーユニットである。

第７図に示すように検知部を画像形成領域内に設けた場
合には、通常のコピ一時に低電位部表面２５のパターン
が転写紙に転写されないように、画像形成タイミングを
とる必要がある。

上記実施例においては、感光体ドラム１表面の検出パタ
ーン１６の対応像が形成されない部分を基準電位部とし
て使用したが、原稿台ガラス１２上の検出パターン１６
の隣シに白色の基準パターンを並べて設け、第８図に示
すように、感光体ドラム１上に検出パターン対応低電位
部２５と基準パターン対応基準電位部２６とを形成する
ようにしてもよい。

また、このようなパターンを原稿台ガラス１２上に設け
る代シに、感光体ドラム１の非画像形成領域１ａを感光
体ドラム１とは別体の絶縁性とし、そこに鏡面加工した
導電性の基準電位部２６と、感光体ドラム１と同じ光導
電性材料で形成した低電位部２５とを設けてもよい。こ
の基準電位部２６は、導電性なので帯電露光しても電位
がかからず、また鏡面仕上げしであるのでトナーが付着
しにくく、各部が劣化してもトナー付着が常にない絶対
基準面として作用する。一方の低電位部２５は、前記実
施例における基準電位部すなわち感光体の地肌部に相当
し、各部の劣化によってその電位が上昇し、地汚れ発生
の目やすとなる。

上記の場合、非画像形成領域１ａを感光体ドラム１の延
長部としてすなわち同一材料として、そこに上記のよう
な絶対基準面２６を周囲から絶縁して設け、低電位部２
５は、感光体ドラム１の地肌部をそのまま利用するよう
にしてもよい。低電位部２５としては、この他に、感光
体ドラム１表面であって帯電チャージャ２による帯電を
受けない領域、またはこれによる帯電を受けてもイレー
ズランプ３によって帯電電荷が消去された領域等を使用
することができる。

さらに第９図に示すように、このような絶対基準面２６
を感光体ドラム１表面の近傍に設けるとともに、フォト
センサーユニット５を垂直軸の回りに回転可能に設けて
、この絶対基■面２６と感光体ドラム１の地肌部２５と
を順に検知するようにしてもよい。この場合には、基準
パターンを原稿露光用光学系とは全く独立に設けたので
、検出タイミング等の制御が容易である。

また、以上のような検出パターンまたは基準パターンを
一切使用しないで、同一の感光体ドラム１表面を低電位
部と基準電位部とに兼用することもできる。すなわち、
低電位部を検知する場合は、帯電、白色露光、現像を行
なった状態の感光体表面を検知し、基準電位部を検知す
る場合は、帯電、露光を行なって現像を行なわない状態
の感光体表面を検知する。

（発明の効果） 以上のように、この発明の方法によれば、各部の劣化に
よる地汚れの発生が最も顕著に現われる感光体の低電位
表面のトナー付着量と、トナー付着のないまたはほとん
どない基準電位表面のトナー付着量を検出して相互に比
較し、両者が一致するように自動的に現像バイアスおよ
びまたは露光量を調整して地汚れを防止するので、構成
が簡単かつメンテナンス間隔の長い信頼性の高い画像制
御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電子写真プロセスにおける一般的な各部特性
を示すグラフ、第２図は、この発明に使用されるフォト
センサーユニットの一例を示す電気回路、第３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構成
図、第４図は、この発明の制御回路におけるプログラム
の−ｆｌ示すフローチャート、第５図は、この発明の制
御回路における検知タイミングの一例を示すタイミング
チャート、第６図から第９図は、この発明における検知
表面の種々の態様を示す感光体ドラムの略図である。 １・・・感光体トラム、５・・・フォトセンサーユニッ
ト、１６・・・検出パターン、２５・・・低電位部表面
、２６・・・基準電位部表面。 第５図 第６図 ４７５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 現像によってトナーが微量に刺着する低電位部表面とト
   ナー付着がないまたはほとんどない基準電位部表面とに
   光を照射してそれぞれの部分からの反射光量を検知する
   ことと、 前記低電位部表面からの検出値と基準電位部表面からの
   検出値とを相互に比較することと、前記両横出値が一致
   しないときは、これらが一致するまで現像バイアス電圧
   値およびまたは露光量を増加させることとを含む電子写
   真画像制御方法。