JPS592063A - 画像形成装置 - 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】 本発明は、電子写真、静電記録の画像の自動調整に係り
１％に複写すべき原稿の濃度を検知し適正な複写画像を
得る画像形成装置に関する。

従来、この種の自動濃度制御機構を有する電子写真法と
しては特開昭５０−４２８５６号公報。

特開昭５４−２１３４号公報などに開示される様に原稿
露光々路中に設けた受光素子により原稿濃度を測定し、
得られたーｊ定信号に基づいて原稿照明ランプの照度を
調整しつつ複写を行なうものが知られている。

これらはジアゾ原稿、　Ｗ［聞等、背景部が濃いものの
複写を行う場合、カプリを発生させないためである。し
かし、写真などのペタ画像原稿は一面がベタ部であるた
め、上記の如く原稿濃度の測定信号に基づいて原稿照明
ランプの照度を調整すると、ランプが明る過ぎて再現を
必要とすべきベタ部峙に中間調）も現像されないという
欠点がある。

父上記の原稿濃度測定は受光素子を検出手段として用い
ているだめに、原稿反射光が感光体に至る光路中に配置
せざるを得す、感光体への光量の一部をカットする様に
なる。更に受光素子のスペクトル特性と感光体のスペク
トル特性の違いを補正するという複雑な工程を必要とす
る。更（二叉温湿度等の環境が変動すると光量制御ケ行
っても良好な画像が得られないという欠点もある。

本発明は上述した従来の欠点を除去した画像、形成法を
提供するもので。

（１）写真等のベタ画１象において階調性の潰れた良好
な複写画像を得る。

（２）一般文書等文字の多い原稿に対してカプリのない
／ヤープネスに潰れた良好な複写画１域を得る。

（６）　　ジアゾ、新聞など地力ブリの多い原稿に対し
てカブリのない良好な複写画蘭を得る。

（４）環境変動に対しても常に良好な複写画像を得る。

ことを目的とする。

上記目的を達成する手段として原稿画像を露光した際の
感光体上の静電潜１象電位を検知する電位検知装置と１
表面に感光体に非接触な厚さにトナ一層を形成させたト
ナー担持体と、そのトナー担持体に交番電界を印加して
上記感光体上の静電潜像を顕画像化する交番電界印加装
置とを有する画像形成装置において、上記電位検知装置
からの検知信号の最小値が、決められた閾値に対して小
さい場合に上記トナー担持体に印加する交番電界の周波
数より、上記最小値が閾値に対して大きい場合に印加す
る交番電界の周波数の方を低周波にする信号を上記交番
電界印加装置に送る演算制御装置を有することを特徴と
する。

以下１本発明の実施例を画像形成装置として電子写真装
置を例示して説明する。第１図は電子写真装置の概要を
示すもので、感光体ドラム１は特公昭４２−２３９１０
に開示される新開ＮＰプロセスに基づく電子写真方法で
潜像を形成する如く表面絶縁層を有し、不図示の機枠に
回転自在に支持されている。

そして、上記感光体ドラム１の周面にはその回転方向に
従って、前露光手段となるタングステンランプ等の光源
２．感光体上の残留電荷を消去する除電器６．潜１象形
成の為に一次コロナ放電を施す一次コロナ放電器４．光
像露光５と同時に一次コロナ放電と、逆極性成分を有す
る例えばＡＣコロナ放電或は−次と逆極性のＤＣコロナ
放電或は両者を組み合せたもの等の二次コロナ放電器６
゜全面露光光源７．感光体ドラム上に形成された静電潜
像を現像する現像装置８．（−の顕画像を転写材に転写
する為のコロナ転写放電器９．更に転写後感光体上に残
留する現像剤を除去するクリーニング手段１０等が配置
されている。

上記感光体ドラム１としては、アルミニウムシリンダ上
に銅をドープした硫化アドミニウム及び結着樹脂から成
る感光層を設け、この感光ノー表面に絶縁性樹脂層を設
けたものである。

上記構成装置により画像を得るステップは以下の如くで
ある。

先ず前露光手段２で前露光を感光体ドラム１に施し、１
次コロナ放電器４に＋７．　ＯＫＶを印加して感光体ド
ラム表面を一様に帯電する。１成帯電々位は約１５００
〜２０００Ｖ程度である。次いで感光体ドラム表面に原
稿光像露光を施しつつ２次コロナ放電器乙に−８，ＯＫ
Ｖを印加してコロナ除電を行なう　次いで螢光燈２０Ｗ
の全面露光源７により感光体ドラム表面を一様照射して
静電ｍ像の形成を終了する。潜像電位としては原稿光像
露光の当たらない非照射部は約＋５００（Ｖ）、原稿の
白地部で光の当った照射部で約０ｃＪ）である。

この様に形成された静電潜像をジャンピング現像により
顕１ＩｉＩｉ像化する。そして顕画像（−不図示の転写
材を重ね、上記転写コロナ放電器９で転写コロナを施し
て転写する。そして、転写終了後、転写材を感光体ドラ
ムより分離して図示しない定着器で定着し最終コピーと
する。一方転写終了後の感光体ドラム表面の残留トナー
はクリーニング手段１０で除去される。

上記の画像形成過程において、原稿に応じて感光体ドラ
ム上に形成された静電潜像の表面電位は電位検知装置と
しての電位センサー１１で検知される。検知された検知
信号は増巾器１２で増巾されて演算制御回路装置）１６
へと送られる。演算制御回路では送られて来た検知信号
の中より表面電位の最小値の値を求め、その最小値が演
算制御回路中に記憶されている閾値より大きいか小さい
かを判断する。なお、上記曖小値を原稿の背景部濃度の
電位とする。そし７て、演算制御回路１６は（１）閾値
より最小値が大きい場合、低周波の交番電界を印加する
様に現１象バイアスｌｔ源１４に信号を送る。

（２）閾値よシ最小値が小さい場合、高周波の交番電界
を印加する様に現１象バイアス電源１４に信号を送る。

一方９文字の多い例えば、一般文誓、新聞、鉛筆原稿等
は背景地が白９文字のライン部が黒となっていて中間調
は必要としない。むしろ中間調の濃度に近い薄い鉛筆両
開などは原稿より複写画像の文字の方が濃くなることが
望まれる。

上記の事を複写プロセスの中で実現するためには、所謂
γ（静電潜像電位に対する画像濃度の特性曲線の勾配）
の立ったものが望しい。このことを横軸を静電潜像電位
、縦軸を画像濃度とした第２図（ａ）のグラフを用いて
説明する。

一般文書などの文字部（二対芯する静電潜像電位は比較
的高い電位Ａ点（第２図（ａ）〕となる。それに対して
薄い鉛筆文字部に対応する靜Ｉｌｌ　ａ　ＩＩ電位は低
い咀位Ｂ点〔第２図（ｂ）〕である。現１象ｌ持性γが
立ったものは静電潜像電位Ａ、Ｈに対して複写画像濃度
はＡ’　、　Ｂ’となり、はとんど差が無く画像濃度の
高い画像が得られる。

一方、写真などＶよそのベタ部の再現が隠めて重要であ
り特に中間調の再現が良好な階調性の高いものが望まれ
る。そのだめには第２図（ｂ）で示す様にγがなだらか
なものでなければならない。

第２図（ｂ）の静電潜像電位Ａ、１１点は第２図（ａ）
と対応している。γがなだらかであれば、上記静電潜像
電位Ａ、Ｈに対して複写画像濃度はＡ　′、　Ｂ　’と
なり、原稿に忠実な再現を行っていることがわかる。

以下、γの立ったものにするためには高周波の交番電界
を印加するように、また、γのなだらかなものにするた
めには低周波の交番電界を印加するようにジャンピング
現像を行う現像バイアス電源１４を制御することの理由
について説明する。

ジャンピング現、像とは一成分磁性、トナーを用いるも
ので、トナー担持体としてのスリーブ１５上のトナ一層
と感光体ドラム１の表面とが非接触で間隙を有していて
、スリーブ１５上のトナーはドラム上の静電潜像電位と
スリーブとの間に働く電界の作用によって飛翔するもの
である。ホッパー１６内のトナー１７は磁石ローラー１
８の磁力によって引き寄せられ、スリーブ１５の回転力
と磁力によってノ°レード１９部へと搬送される。トナ
ーはスリーブ１５及びブレード１９などとの接触摩擦に
よ＃）帯電し荷電粒子となる。ブレード１９とスリーブ
内の磁石ローラー１８との磁界と隙間によりトナーはス
リーブ上に薄層コートされる。

スリーブが更に回、転してトナーは感光本ドラム１と対
向する現像部へと搬送されて、前述した様に静電潜像と
スリーブとの電界によって感光体ドラムへと飛翔し、静
電潜像を顕画像化する。その時スリーブ１５には交番電
界が現像バイアス電源１４によって印加されている。

交番電界を印加することによって感光体ドラム１とスリ
ーブ１５との間（：働く電界を増巾する様になり〕トナ
ーの飛翔は容易となる。交番電界のため白地電位部は逆
方向、即ち感光体ドラム１からスリーブ１５へとトナー
が飛翔する方向に電界が増巾されるため、感光体ドラム
にはトナーが付着することはない。

ｒをなだらかにするためには、交番電界が印加された現
像過程において、トナーがスリーブ表面と静電潜像形成
面の間で付着・離脱を繰り返すとき、確実に往復運動を
行なうためには有限の時間が必要である。特に弱い電界
を受けて飛翔するトナーは飛翔を確実に行なうのに長い
時間を要する。

そのために中間調の濃度を再現するには弱い電界であっ
ても、交番電界の半周期内に確実に飛翔させるために半
周期の時間を長くすればよい。即ち交番電界の低い周波
数は中間調の再現が容易である。

又、γを立ったものにするためには交番電界の半周期が
短いものであればよいことは上述の説明から自明である
。

第６図は周波数を変化させたときのｒの変化を示すグラ
フで、横軸は静電潜像電位、縦軸は画像濃度である。

一般文書などは文字部と背欺部の白地とに分れている。

この文書などを原稿と、して用いると、感光体ドラム上
の表面電位の最小値は背景部であるため、その最小値は
一般に小さい。

写真等のベタ原稿は全面がベタ部であり、その最小値は
一般文省等の最小値よシ大きい。

最小値ではなく、検出１百号をすべて積分すると。

セックジョンペーパー等のグラフ用紙は中間調の濃度を
持つ原稿と判断される。そのため、グラフの細かい細線
を鮮明に再現することが不可能となる。

然るに、ｍ小値を利用することにより上記の如き不都合
は生じない。

〔実施例−１〕 ゛） 第１図と同様の構成の電子写真装置を用いる。

演算制御回路１６中の閾値な２００Ｖにして９表面電位
の最小値が閾値２００Ｖ以下のものはスリーブ１５に印
加する交番電界の周波数を１００ＤＨとじ２００Ｖ以上
のものは１００Ｈ２とした。

そして、原稿として一般事務文書を用いると、電位セン
サーで検知した感光体ドラム１の表面電位の最小値はＯ
〜−５０Ｖであって、閾値２００■以下のため、スリー
ブ１５には交番電界ｖｐｐ＝１２００（Ｖ）、　Ｖｆ＝
１０００　（１４ｚ）を印加したところ、複写画像はカ
ブリのない鮮明なものが得られた。

又、写真原稿を用いると、感光体ドラム１の表面電位の
最小値は２５０■となり、閾値２００ｖ以上のため、ス
リーブには交番電界Ｖｐｐ−＋２００Ｖ、ｖｆ＝１００
Ｈｚを印加したところ、複写画像は中間調の再現に優れ
た階調性中間調の再現がよい階調性の良好な画像が得ら
れる。

本実施例の場合、最小値検出は通常の複写工程と同時に
行う方法である。即ち感光ドラムに光学系を介して原稿
露光を施し該感光ドラムに形成した潜像電位を電位セン
サーで検知する。このとき。

原稿先端部の潜像がまだ現像部に達していないため、こ
の原稿先端部の潜像が現像部に達するまでの間に現像バ
イアスのバイアス条件を決定すればよい故に、電位セン
サーの位置から現像部までの長さのｍ像電位を検知して
（このとき、原稿先端部のｍ像は現像部に達していない
）、それから現像バイアスを決定するもので、最小値を
複写工程前に検知する方法に比べて複写工程時間が短縮
される。

上記実施例−１は感光体ドラム１の表面電位に応じて現
像バイアス電源の周波数だけを制御するものであるが、
以下の実施例は周波数だけでなく同時に直流バイアスの
レベル制御も行う。

〔実施例−２〕 実施例−１と同一構成の電子写真装置を用いる。

感光体ドラム１の表面電位の最小値がある閾値。

つま、？　４′Ｒ軸を感光体ドラム１上の最小電位、縦
軸をスリーブ１５に印加する直流バイアスとした第４図
のＰ点よシ小さい時のＣ領域では周波数を高周数とし、
しかも最小電位が＾くなるに従って直流バイアスレベル
を高くする。最小電位が高くなる方向とは原稿が一般文
停の背景部のβ地のものから背景部が低い中間調の例え
ば新聞等のものになることである。複写画像で新聞等の
背景部を白地のカブリない状態にするためには、ｆＪ４
．像スＩＪ−プに印加する直流バイアスを高くしなけれ
ばならない。更に最小電位がＰ点より大きい時のＤ領域
では一般に文書では女く写真等ベタ画像であり。

そのままプラス直流バイアスレベルを高くすると。

必要とすべきベタ部が再現されなくなる。そこで。

第４図に示す様にプラス直流バイアスレベルヲ下げてし
かも周波数を低周波とするものであるう〔実施例−６〕 前記実施例と同一構成の電子写真装置を用いる。

第４図中Ｐ点の最小電位閾値を２　（１０Ｖとし。

ベタ黒電位　ＶＤ＝５００　（Ｖ） ベタ白電位　Ｖ、＝　　０（Ｖ） とする。

感光体ドラム上の最小電位がＣ領域の場合。

スリーブ１５に印加する現像バイアスはＶｐｐ＝１３０
０（Ｖ）、　Ｖｆ＝１０００　（Ｈｚ）　トＬ、テ。

最小電位が大きくなるに従って直流バイアスレベルも高
くする。

Ｄ領域の場合 Ｖｐｐ＝１３００（Ｖ）　　Ｖｆ＝１００　（Ｈ２）　
トＬテｖＤＣは１００（Ｖ）ｌ＝ｔｉｌｆル。

〔実施例−４〕 以上の実施例は閾値を１個としたものであるが。

本例は第５図に示すように閾値を複数個設ける。

Ｅ、Ｆ、Ｇ領域を一般文書、新聞、ジアゾ原稿とし、現
像バイアスの周波数をＥ領域は１６００（Ｈｚ）　、　
Ｆ領域は１０００　（Ｈｚ）　、　Ｇ領域は８００（Ｈ
ｚ）とする。まだ、Ｈ領域は写真原稿とし、現像バイア
スの周波数を１００　（Ｈｚ）　、直流バイアスを１０
０Ｖとする。

〔実施例−５〕 第６図に示すように閾値２点以下の場合は最小電位の増
加に従って２周波数及び直流バイアスを大きくする。ま
だ、閾値２点以上の場合は２周波数。直流バイアスプラ
ス直流バイアスレベルを固定する。

なお、最小値検出は通常の複写工程前にスリット霧光光
学系を移動させて原稿全域に対応する感光体ドラムの表
面電位を検出してその中の最小値を得る方法もある。

本発明は上記の如く、感光体ドラム上の潜像電位（表面
電位）の最小値が決められた闇値に対して小さい文書原
稿等の場合にトナー担持体に印加する交番電界の周波数
よシ、上記最小値が閾値に対して大きい写真原稿等の場
合に印加する交番電界の周波数を低周波とするようにし
たから１文書原稿から写真原稿のように地濃度の高いも
のまで。

カブリなく且つ中間調の再現が良好な階調性の高い複写
画像を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子写真装置の概要図、第２図（ａ）　、　（
ｂ）は静電潜像電位対画像濃度の特性図、第３図は現像
バイアス周波数を変化させた本発明画像形成装置による
静電潜像電位対画像濃度の特性図、第４・５図は感光体
ドラム上電位の最小値対トナー担持体に印加する直流バ
イアスの特性図、第６図は感光体ドラム上電位の最小値
対トナー担持体に印加する直流バイアス及び周波数の特
性図である。 １は感光体ドラム、１１は適位センサー、１５はスリー
ブ、１６は演算制御回路、１４は現像バイアス電源。 特許出願人　　キャノン株式会社 第２図（ａ） 一１ｉ′！ｉｌｊ；Ｗ　イＬｔｌＬ １４−シドイＬ匂メ、イ之 第１図 囚 ｆ　ラ４に−っＬ−Ｊ−ｔ、＆　　　　　　　　　　　
（”Ｉ）第６図 ′ｆ＋を讃懐電位

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿画像を露光した際の感光体上の静電潜像電位を検知
   する電位検知装置と９表面に感光体に非接触な厚さにト
   ナ一層を形成させたトナー担持体と、そのトナー担持体
   に交番電界を印加して上記感光体上の静電潜像を顕画像
   化する交番電界印加装置とを有する画像形成装置におい
   て、上記電位検知装置からの検知信号の最小値が、決め
   られた閾値に対して小さい場合に上記トナー担持体に印
   加する交番電界の周波数より、上記最小値が閾値に対し
   て大きい場合に印加する交番電界の周波数の方を低周波
   にする信号を上記交番電界印加装置に送る演算制御装置
   を有することを特徴とする画像形成装置。