JPS6314349B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、転写型電子写真複写機における画
像濃度制御方法に関する。

周知のように、転写型電子写真複写機において
は、透明原稿台上に載せられた原稿を帯電した感
光体表面に投影して原稿の光像に対応した潜像を
作り、この潜像を粉体現像剤または液体現像剤に
よつて可視像化し、この可視像を転写シートに転
写して原稿の複写を行なう。

このような複写機において重要なことは、常に
安定した鮮明な一定濃度のコピー画像を得ること
である。このために従来においては、現像剤中の
トナー濃度すなわちキヤリアとトナーとの混合比
を、透磁率の変化や電気抵抗の変化、光の反射率
の変化、流動性の変化等を利用して検知し、これ
にもとづいてトナー補給を制御しトナー濃度を一
定に維持していた。しかしながら、いくらトナー
濃度を一定に維持しても、コピー画像の濃度が常
に一定になるとは限らない。何故なら、一般に現
像剤の疲労や周囲の温度、湿度等によつてトナー
が潜像へ付着される量も変化するので、コピー画
像の濃度も変つてくる。このため、より精度を高
めるために、実際の潜像に模した基準面にトナー
が付着される量を検知して現像剤の現像能力を測
定し、これによつてトナー補給の制御を行なう方
法が提案されている。基準面は、一般に感光体の
非画像領域に作られたり、現像剤流路中に設けら
れた導電性部材表面に作られたりする。このよう
な現像剤の現像能力を測定する方法は、トナー濃
度を測定する方法よりも確かに優れているもの
の、転写型複写機においては、現像工程の次に転
写工程があるため、これが原因となつてコピー濃
度が変化する場合がある。すなわち、経時変化等
によつて転写電圧が低下すれば、転写効率も下が
り、コピー濃度も薄くなる。したがつて、現像剤
の現像能力を検知してトナー補給の制御を行なう
方法は、最終のコピー画像の濃度を十分に一定に
維持できない欠点がある。

ところで、コピー画像の濃度は、上記現像工程
における変動や転写工程における変動の他に、帯
電工程における帯電量、露光工程における露光量
等によつても変化する。また感光体自身の劣化に
よつても変化する。したがつて、最善のコピー画
像の濃度維持管理は、その複写機の各工程に利用
する実際の装置を対象として行なう必要がある。
例えば、トナーを、感光体上ではなく、基準電圧
を印加した検知電極上に付着させ、その付着量を
測定する方法では、その複写機の帯電工程や露光
工程の変動や感光体の劣化等が加味されておら
ず、正確なコピー濃度の維持ができない。

この発明は、透明な原稿台の非画像領域に基準
濃度のマークを設け、これを実際の複写機におけ
る各装置を利用して感光体表面の非画像領域に再
現し、これを転写シート担体の非画像領域に転写
し、この転写された基準マークの濃度を光電的に
検知し、この検知にもとづいてコピー画像の濃度
制御を行なうことを特徴とする。

この発明によれば、実際の複写機におけるコピ
ー画像濃度に影響を与える各変動を補償した精度
の高い安定したコピー画像の濃度維持管理を、簡
単かつ容易に行なうことができる。

したがつて、この発明の目的は、改良された画
像濃度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、複写機の最終画像
であるコピー画像に直接対比させるとともに、複
写機における各変動を補償した安定した正確な上
記方法を提供することにある。

以下、添付した図面を参照してこの発明を説明
する。第１図は、原稿濃度と潜像電位とトナー付
着量とコピー濃度とのそれぞれの関係を示すグラ
フである。これは、原稿濃度が高ければ潜像電位
も高く、潜像電位が高ければトナー付着量も多
く、トナー付着量が多ければコピー濃度も高いこ
とを示している。複写機が正常に作動している場
合、それぞれの関係は図示のように比例関係にあ
り、複写機はまた、そのように設計、調整されて
いる。ところが、原稿濃度が高いにも拘らず潜像
電位が高くならない場合、これは感光体の帯電量
が不足していたり、感光体が疲労して帯電電荷を
保持できなかつたりすることが原因と考えられる
が、この場合、コピー濃度も高くならない。ま
た、潜像電位が高いにも拘らずトナー付着量が多
くならない場合、これは現像剤疲労やバイアス電
圧の変動が原因と考えられるが、この場合もコピ
ー濃度が高くならない。また、トナー付着量が多
いにも拘らずコピー濃度が高くならない場合、こ
れは転写電圧の低下が原因と考えられる。このよ
うに、帯電、露光、現像、転写の各工程のうち一
つの工程に変動があつても、それは最終のコピー
画像の濃度に影響を与える。したがつて、帯電、
露光、現像工程が正常であつても、その後の転写
工程に変動があればコピー濃度は変化するので、
従来のような現像工程におけるコピー濃度の制御
は、実際のコピー濃度を正確に制御することはで
きないことが理解される。

第２図は、この発明が適用される転写型の電子
写真複写機の一例を示す構成概略図である。表面
に光導電層を有する感光体ドラム１の周辺には、
その回転方向に沿つて、主帯電用コロナ放電器
２、現像装置３、転写用コロナ放電器４、クリー
ニング装置５、除電用コロナ放電器６が、それぞ
れ配置されている。感光体ドラム１の下方には、
外側表面が誘電性である転写ベルト７が、接地さ
れたローラー８および９の間に水平にかけわたさ
れ、転写ベルト７の上部ベルトは、転写用コロナ
放電器４と感光体ドラム１との間を、感光体ドラ
ム表面に接して、その接触点において感光体ドラ
ム表面の移動方向と同方向に同速度で移動する。
転写ベルト７の上部ベルトが下部ベルトへ向う折
返し部には、掻き取りブレード１０が、その先端
をベルトに接触させて設けられている。転写ベル
ト７の下部ベルトの内側には、これに接触する接
地された電極板１１が配置され、これに対向して
転写ベルト７の下部ベルト外側には、除電用コロ
ナ放電器１２が配置されている。また、下部ベル
トが上部ベルトへ向う折返し部に位置するローラ
ー８の下部には予備帯電用コロナ放電器１３が配
置されている。

反時計回り方向に回転する感光体ドラム１の表
面は、まず、主帯電用コロナ放電器２によつて所
定極性に一様に帯電される。そこに、図示されな
い露光光学系によつて原稿の光像１４が照射され
ると、これに対応した静電潜像がそこに形成され
る。この潜像は、現像装置３から供給された現像
剤中のトナーによつて可視像化される。一方、右
回り旋回する転写ベルト７は、予備帯電用コロナ
放電器１２によつて帯電された後、その上部ベル
トに向けて給送されてきた転写シート１５を静電
的に吸着して感光体表面へ向う。感光体ドラム１
上の作像タイミングと転写シート１５の給送タイ
ミングとは同期されており、感光体ドラム上の現
像画像の先端部と転写シートの先端部とが、転写
用コロナ放電器４の位置で合致し、転写用コロナ
放電器４による放電を受けて感光体ドラム上の現
像画像が、転写シートに転写される。転写シート
は、この後、転写ベルトがローラー９の位置で急
激に方向転換するときに転写ベルトから剥され、
所定の方向に搬送されて、図示されない定着装置
によつて、転写画像が転写シート上に永久定着さ
れる。転写ベルト上に転写された画像部以外のト
ナーは、ブレード１０によつて除去され、続いて
転写ベルト表面が除電用コロナ放電器１２によつ
て除電され、再び予備帯電用コロナ放電器１３の
帯電を受ける。一方、転写工程後の感光体表面
は、そこに残留するトナーがクリーニング装置５
によつて除去されるとともに、表面に残留する電
荷が除電用コロナ放電器６によつて除去され、そ
の一複写サイクルを終える。

このような複写機において、この発明は、第３
図に示すように、原稿２１を載せる透明な原稿載
置台２２の非画像域に、基準濃度のマーク２３を
設けるとともに、これに位置的に対応する転写ベ
ルト７の非画像領域に濃度の異なる二つの濃度セ
ンサー２４を設けたことを特徴とする。ここにお
いて、非画像領域とは、複写許容最大原稿サイズ
を画像領域とした場合、この画像領域の外であつ
て、同様に複写を行なうことのできるそれぞれの
部材の場所を意味する。濃度センサー２４は、第
４図に示すように、発光素子２５および受光素子
２６からなる。発光素子２５としては、LED、
白熱ランプ等が使用され、受光素子２６として
は、CdSセルやフオトトランジスタ等が使用され
る。発光素子２５からの光は、転写された基準マ
ーク２３ａ上で反射されるが、そのトナー付着量
によつて反射率が異なり、これが受光素子２６に
異なる光電流を流す結果となり、この電流変化を
電圧に変換してトナー付着量を検知する。濃度セ
ンサーはまた、転写されたマーク像を担持する転
写ベルト７が透明な場合は、第５図に示すよう
に、発光素子２５からの光の透過率変化を受光素
子２６で検知するようにしてもよい。

第３図において、原稿台２２の非画像領域に設
けられた基準マーク２３は、正規の原稿２１とと
もに上記した帯電、露光、現像工程を経て、感光
体ドラム１上の非画像領域に再現された後、転写
ベルト７の非画像領域に転写され、濃度センサー
２４によつて、その濃度が検知される。この濃度
は、適当な比較回路によつて最適なコピー濃度を
表わす基準値と比較され、この基準値からの偏倚
によつて、現像剤中へのトナー補給等の制御を行
なう。

基準マーク２３を二つ設け、その一方の濃度を
原稿の最高画像濃度1.8以上に設定し、他方を原
稿の最低画像濃度すなわち地肌濃度に相当する
0.05以下に設定すると、次のようなことが行なえ
る。すなわち、転写後のマーク２３ａにおいて、
一方のマークにおいては最高画像濃度がでている
にも拘らず、他方のマークには最低画像濃度が基
準値よりも大きくでている場合、これは、何らか
の原因によつて現像画像に地肌汚れが生じている
と考えることができる。その原因の主なものは、
露光量不足または感光体疲労または現像バイアス
の不良が考えられるので、露光量を調整するか、
感光体を交換するかまたは現像バイアスの調整を
行なう。逆に、最低画像濃度は基準値どおりでて
いるにも拘らず、最高画像濃度が基準値よりも低
下している場合は、トナー不足か転写不良が原因
と考えられるので、現像剤中へトナーを補給する
かまたは転写電圧を上げてみる。

第６図には、このような最高画像濃度を測定す
るための検知回路の一例が示され、第７図には最
低画像濃度を測定するための検知回路の一例が示
されている。第６図において、発光素子であるラ
ンプ３１は単独で、また受光素子であるCdSセル
３２は抵抗３３を直列に介して、それぞれプラス
電源と接地との間に接続される。プラス電源と接
地との間にはまた、直列に接続された抵抗３４お
よび３５が接続されている。CdSセル３２と抵抗
３３との接続点は、抵抗３６を介して差動増幅器
３７のマイナス側の入力端子に接続され、抵抗３
４と３５の接続点は、抵抗３８を介して同じ差動
増幅器３７のプラス側の入力端子に接続される。
増幅器３７のプラス側入力端子と接地との間には
また、抵抗３９が接続され、マイナス側の入力端
子とその出力端子との間には、抵抗４０が接続さ
れている。一方、第７図に示す最低画像濃度検知
回路においては、差動増幅器３７への入力が、第
６図に示す回路と逆になつている他は、第６図と
同様な構成になつている。

第６図に示す回路の出力電圧は、第８図の実線
４１で示され、第７図に示す回路の出力電圧は、
第８図の破線４２で示される。すなわち、第６図
に示す回路においては、マークのトナー濃度が低
いときには出力電圧が高く、トナー濃度が高く適
正値に向つてゆくにしたがい接地電圧に近くな
る。したがつて、この出力を駆動回路に入力させ
て、トナー補給の制御、例えばトナータンクの開
閉を電磁バルブやソレノイドで制御すればよい。
一方、第７図に示す回路においては、マークのト
ナー濃度が低く適正値に近いときは出力電圧も接
地に近く、トナー濃度が高くなるにつれ出力電圧
も高くなる。したがつて、この出力を駆動回路に
入力させて、露光量を制御したり、現像バイアス
電圧を制御する。

第９図は、この発明が適用される別の電子写真
複写機の例が示されている。第２図に示す装置と
異なるのは、転写ベルトの代りにバイアス電源５
１に接続された導電性転写ローラー５２を使用し
ていることである。これは、いわゆるバイアス転
写方式といわれるもので、公知のものである。こ
の装置に、この発明を適用する場合は、同様に原
稿台の非画像領域に基準マークを設け、これを複
写機の各装置を利用して感光体上に再現した後、
転写ローラー５２の非画像領域に転写し、その濃
度を濃度センサー５３によつて測定すればよい。

この発明は、通常の自黒画像用の複写機の他に
カラー複写機に適用することもできる。カラー複
写機の場合、そのほとんどは、現像画像を重ね転
写してカラーコピーを得る。通常は、イエロー画
像の上にマゼンタ画像、さらにその上にシアン画
像を重ねて、いわゆる天然色画像を得る。この場
合、ある色の画像濃度が適正値よりも高くなる
と、その色が支配的になつて忠実な色の再現がで
きなくなる。したがつて、カラー複写機において
は、画像濃度の制御は極めて重要な技術となる。

第１０図に示すのは、カラー複写機の一例で、
その詳細は、本願出願人が先に出願した特願昭52
−84525号明細書に示されている。その概略を述
べると、帯電装置６１によつて感光体ドラム６２
表面を帯電し、そこにまず青フイルターを通して
画像露光し、できた潜像をイエロー現像装置６３
によつて現像し、この画像を転写ドラム６４に保
持した転写紙に転写装置６５によつて転写する。
次に、感光体ドラム表面をクリーニング装置６６
によつて清掃し、次いで、除電装置６７によつて
除電した後、再び帯電装置６１によつて帯電す
る。次に、同様にして、緑フイルターを通して画
像露光した後、マゼンタ現像装置６８によつて現
像し、現像画像を転写紙上のイエロー画像に重
ね、さらに赤フイルターを通して画像露光した
後、シアン現像装置６９によつて現像し、現像画
像を転写紙上の画像に重ねる。転写ドラム６４
は、第１１図に示すように、円筒７１の中間部
を、両端部に連続する帯状の部分を残して切除
し、その切除部をマイラーのような誘電体シート
７２で覆つたもので、転写紙７３は、この誘電体
シート上に巻かれてクランプされる。基準マーク
も、この誘電体シート上の非画像領域に、各画像
プロセス毎に符号７４で示すように転写され、第
１０図の符号７５で示す濃度センサーによつて検
知される。

この発明は、この他、湿式現像タイプの複写機
にも応用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電子写真複写機における原稿濃度と
潜像電位とトナー付着量とコピー濃度との関係を
示すグラフ、第２図は、この発明が適用される電
子写真複写機の一例を示す概略構成図、第３図
は、この発明の一実施例を第２図に示す複写機と
ともに示す概略斜視図、第４図および第５図は、
濃度センサーの構成を示す略図、第６図および第
７図は、この発明の実施に使用される検知回路の
例を示す回路図、第８図は、上記回路におけるト
ナー濃度と出力電圧との関係を示すグラフ、第９
図および第１０図は、この発明が適用される別の
電子写真複写機の例を示す概略構成図、第１１図
は、第１０図における転写ドラムの概略斜視図で
ある。 ２１……原稿、２２……原稿台、２３……基準
濃度マーカー、２４……濃度センサー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 画像領域に原稿を載置するための透明な原稿
   台と、感光体の画像領域に前記原稿の静電潜像を
   形成するための像形成手段と、前記静電潜像を現
   像してトナー像を形成するための現像手段と、前
   記トナー像を転写シートに転写するための画像領
   域に転写シートを保持してこれを感光体に重ね合
   わせるために移動させる転写部材を含む転写手段
   と、トナー補給制御手段とを備えた電子写真複写
   機において、 前記原稿台の非画像領域に設けられた予め定め
   られた濃度の異なる第１および第２のマーク手段
   と、前記各マーク手段の静電潜像を形成するため
   の前記像形成手段と、前記各マーク手段の静電潜
   像を現像してトナー像を形成するための前記現像
   手段と、前記各マーク手段のトナー像を前記転写
   部材の非画像領域に転写するための前記転写手段
   と、前記転写部材上に転写された前記各マーク手
   段のトナー像の濃度をそれぞれ検知するための第
   １および第２のセンサーを含む検知手段とを備
   え、 前記検知手段からの出力信号にもとづき前記像
   形成手段、前記現像手段、前記転写手段およびト
   ナー補給制御手段のうち少なくとも一つの予め定
   められた機能にしたがつて制御することによりコ
   ピー画像の濃度を制御する画像濃度制御方法。