JPS645291B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、画像安定化方法に係り、特に電子写
真法に基き感光体上に形成される画像の安定化を
成す画像安定化方法に関するものである。

電子写真法により形成される画像は、環境条件
等に影響され易く、その静電潜像を安定化する事
は実用上極めて重要である。

先ず、一般の電子写真法に基き形成される画像
特性に寄与する主な要素を列挙すると、感光体特
性、感光化する為の帯電手段特性、露光源特性及
び露光量、現像特性、転写特性、転写材特性、残
留現像剤のクリーニング特性等がある。これら各
特性は温度、湿度、粉塵等の汚染、経時変化等に
より影響を受け変動するので、画像特性にも複雑
な影響変化を生ずる事となる。

従来、この画像変化を安定化する為に、上記各
特性を各々独立に安定化する方法が採られている
がいまだ十分に満足であると呼べる状態にはいた
つていない。電子写真画像を安定化する方法とし
て、ゼログラフイ感光体上に帯電露光して静電潜
像を形成し、この静電潜像を現像した後、現像さ
れた画像を転写する所謂カールソンプロセスで
は、その露光すべきオリジナル像の光量、形成さ
れた静電潜像の電位、若しくは現像された画像濃
度等を検知し、その検知信号を前記プロセスの帯
電・露光等の手段にフイード・バツクして、画像
の安定化を図る事が例えば、米国特許第2956487
号に記載されている。

なお、上記の静電潜像を不安定とする要因とし
ては、帯電々圧変動、帯電々極への異物付着、帯
電々極の酸化等による経時変化、温湿度によるコ
ロナ放電特性変化、画像露光量変化、感光体の疲
労、感光体の温湿度特性変化等が挙げられる。こ
れらの各不安定要因が一定の範囲内にあるなら
ば、静電潜像の露光部、非露光部の電位を測定
し、フイード・バツク系により帯電々圧、露光量
等を変化させて静電潜像を安定化する事が可能で
ある。しかしながら、帯電電圧及び露光量などを
制御し静電潜像電位の安定化を行なつても、現像
特性が現像剤劣化、環境による変化などにより変
動し安定した画像コピーを得ることはむずかし
い。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、静
電潜像形成から現像特性までの変動を考慮に入れ
て簡単なプロセスで速かにコピー画像の安定化を
可能にする、カブリのない良好な現像像を得るこ
とを可能とした画像安定化方法を提供することを
目的とする。

以下、図面に示す実施例に基いて具体的に説明
する。先ず、カールソン法電子写真プロセスを実
施する画像形成装置の概略を第１図について説明
する。

導電性支持体上に光導電層例えばローズベンガ
ル色素で増感した酸化亜鉛樹脂層を積層したもの
を基本構成とする感光体１をドラム状支持体２の
周面に巻付けて感光体ドラム３を構成している。
この感光体ドラム３は不図示の駆動手段により矢
印方向に回転駆動されるようになつており、その
周辺にはコロナ放電器４、光像露光光路５、現像
手段６、転写コロナ放電器７、クリーニング手段
８が順次配置されている。

従つて、感光体ドラム３の表面は先ずコロナ放
電器４により所定極性に一様に帯電される。次い
でその帯電面に光路５により光像が露光され、高
コントラストな静電潜像が形成される。この静電
潜像は現像手段６の位置を通過時に現像されて可
視像化される。

図示例の現像手段６はトナー９を収納するホツ
パ１０と、内部に磁石ローラ１１を有しホツパ底
部に回転自在に設けられた非磁性スリーブ１２
と、スリーブ１２との間に間隙ｇを形成するよう
にホツパ１０の開口部に設けられた磁性体ブレー
ド１３とで構成されている。上記の磁石ローラ１
１は周面に磁極Ｎ・同Ｓが順次交互に着磁されて
おり、その１つの磁極Ｎがブレード１３に対向し
て設けられている。トナーとしては組成がポリス
チレン70％、マグネタイト20％、カーボン８％、
その他２％からなる平均粒径10μの一成分系磁性
トナーを用いる。このトナーはスリーブ１２の矢
示方向回転によつて同方向に搬送されながら、ス
リーブ１２上の塗布厚さがブレード１３によつて
約80μに規制される。そして、スリーブ１２と約
300μの間隙Ｇを保つて配置された感光体ドラム
３との対向位置において、磁石ローラ１１に印加
される直流電圧を重畳した交流電圧の電界作用を
受けトナー９はスリーブ１２上から感光体ドラム
３上へ飛翔して現像する。

感光体ドラム３上の現像像は転写コロナ放電器
７の位置において、その位置に不図示の給送手段
で送られた転写材１５上へ転写される。転写後、
転写材１５が搬送経路上に配置された加熱ローラ
１６と加圧ローラ１７の間を通過することによ
り、転写された画像は転写材上に定着される。

一方、転写後、感光体ドラム３は表面に残留す
るトナーがクリーニング手段８で除去され、再び
画像形成に供されるものである。図示例のクリー
ニング手段８は感光体ドラム３に対向して開口１
８を有する本体ケース１９と、そのケース内に回
転自在に支持され開口１８において感光体ドラム
面に接触するフアーブラシ２０と、ケース１９の
排出口１９ａに接続され感光体ドラムから除去し
たトナーを回収する不図示の真空吸引装置とで構
成されている。

本発明は上記したようなプロセスによつて画像
形成するに当り、現像手段への交流バイアス電圧
すなわち、交流バイアス電圧のピーク値（プラス
側ピーク点とマイナス側ピーク点との間の幅）・
交流印加電圧の周波数・交流印加電圧の波形中心
値等の全てあるいは少なくともその１つを制御す
ることにより、画像濃度の安定したカブリのない
良好な現像像が得られるようにしたものである。

以下、図面に示す実施例について本発明画像形
成方法を具体的に説明する。前記第１図に示すよ
うに現像手段６の後位、すなわち、現像後の感光
体ドラム面に対向して現像像濃度検知器２１が設
けられている。この検知器２１は図示例のように
１個だけでなく、明暗部専用として複数個設けて
もよい。

上記の検知器２１としては例えばCdSフオトセ
ルを用い、感光体ドラム上に形成された明暗部の
現像像の反射濃度を測定する。実施例の如く酸化
亜鉛樹脂感光体を用いた場合、下地の色が白色で
あるから、転写材と同色となり直接画像濃度を測
定することができたが、増感した酸化亜鉛樹脂感
光体やその他硫化亜鉛樹脂感光体などの様な有色
の感光体上の現像像を測定するには、感光体の下
地の色を除く必要がある。あるいは転写材上のト
ナー濃度との対応をとるため較正曲線をつくつて
おくとよい。たとえば本実施例の如くローズベン
ガル色素で増感した淡赤色の酸化亜鉛樹脂感光体
では、市販のマグベス濃度計の赤フイルターを通
して感光体の濃度測定を行なうと、下地の濃度が
0.1前後となつて転写材の下地の濃度と同一にな
り、直接感光体上の画像の濃度を測定できる。

上記の検知器２１から検知電圧を受ける現像像
濃度測定装置２２は、その入力された検知電圧に
比例した出力電圧を発生し、アナログ−デイジタ
ル変換器（以下、Ａ−Ｄ変換器と略記する）２３
を介して制御装置２４へ供給する。この制御装置
２４は感光体ドラム３の回転駆動パルスを発生す
るパルス発生器２５からのパルスを受け、感光ド
ラム３の回転に同期して制御され、第２図のフロ
ーチヤートに示す具体的ステツプに従つて現像手
段６への交流バイアス電圧を確定し、その確定結
果をＤ−Ａ変換器２６を介して現像バイアス電源
２７に供給される。

なお、図示装置においては感光体ドラム３に対
する標準明暗画像露光は通常の光像露光光路５を
兼用している。そして、その光像露光光路５と現
像手段６との間が90゜、現像手段６と検知器２１
との間が30゜夫々離れているため、感光体ドラム
３の所定位置が光像露光光路５、現像手段６次い
で検知器２１を経るのに所定の時間遅れを考慮し
なければならない。また、光像露光は検知器２１
が１個のときは明暗切換を行ない、複数個の検知
器２１を用いている場合は、各検知器２１の配置
位置を通過する感光体ドラム面に明像あるいは暗
像を形成すればよい。現像手段６に対する交流バ
イアス電圧の印加時間あるいは感光体ドラム面に
対する明暗像の露光時間は、検知器２１で十分検
知測定し得る時間以上に定めるもので、例えば現
像手段６から感光体ドラム３の中心角15゜〜90゜の
範囲内に検知器２１を設けて検知測定時間を0.1
〜1secとする。図示例は前記の如く30゜である。

第３図は第１図に示す画像形成装置によつて感
光体ドラム３上に潜像形成および現像を行なつた
場合の潜像位置V_Sと光像露光量Φとの関係を曲
線Ａ・Ｂ、潜像電位V_Sと現像濃度Ｄとの関係を
曲線Ｃ・Ｄ・Ｅに示す。

第３図中曲線Ａは原稿画像部V_D＝−350Vに設
定してある。この潜像に対して、第１図に示した
現像手段６にピーク値800V、波形中心値−
250V、周波数200Hzの交流電圧を印加して適正画
像濃度を与える階調性の良好なV_S−Ｄ曲線を得
たものが第３図中曲線Ｃである。

この曲線Ｃを与える交流バイアス電圧のピーク
値のみを増大して、1100Vにしたものが曲線Ｄ、
さらに1400Vにしたものが曲線Ｅである。即ち、
ピーク値の増大とともにスリーブ表面と潜像形成
面との間の電界が強くなり、トナーの往復運動を
十分に行なうことができるため、V_S−Ｄ曲線の
傾きγはほとんど変化しないが、第４図ａに示す
ように曲線Ｃは点線示の位置に移り、全体的に濃
度が増大する。又、交流電圧などによる交互電界
が印加された現像過程においてトナーが、スリー
ブ表面と潜像形成面の間で付着、離脱をくり返す
とき、確実にその往復運動を行なうには有限の時
間が必要である。とくに弱い電場を受けて転移す
る場合、トナーは転移を確実に行なうのに長い時
間を要することになる。従つて、上記曲線Ｃを与
える交流バイアス電圧の周波数のみを200Hzから
400Hzに増加すると、中間調の潜像電位の低いと
ころはトナーの往復運動が不十分となり、現像不
足となつてV_S−Ｄ曲線Ｃは第３図第４図ｂに点
線で示す曲線C′の如くなり、全体的な濃度はあま
り変化しないがV_S−Ｄ曲線の低濃度中間調領域
の濃度再現性が低下し傾きγが立つてくる。な
お、交流バイアス電圧の波形中心値のみを変化す
ることは、V_S−Ｄ曲線をV_S軸方向に移動するこ
とになり、たとえば曲線Ｃにおける−250Vを−
350VにするとV_S−Ｄ曲線は第４図ｃ点線示の如
く横軸に平行に右方向に移動し濃度が淡くなる。
また、−250Vを−150Vにすると反対に左方向に
移動して濃度が濃くなる。

以上の説明から明らかな様に、本発明画像安定
化法によれば、前述の要因による潜像電位の変動
などにより適正画像濃度からはずれた場合、現像
手段に印加する交流バイアス電圧を制御すること
によりカブリのない状態で所定濃度の画像コピー
が得られるものである。

第３図中曲線Ｂは曲線Ａを与える帯電条件下に
おいて高湿環境下での感光体の吸湿ないしはコロ
ナ放電の低下により得られたV_S−Φ曲線であり、
原稿画像部V_D＝−280Vに低下している。この曲
線Ｂによる画像コピーは中間調は淡く、暗部電位
も十分とれない濃度の低い画像となる。

今、第１図において標準暗露光量Φ_Dとして
7luxsecを感光体ドラム面に与えると、曲線Ａの
ｌ点での潜像電位に対して適正画像濃度D_Dは曲
線Ｃのｍ点で与えられ、D_D＝1.20である。

一方、曲線Ｂでは、点ｌに対応したｎ点での潜
像電位に対する適正画像濃度D_Dは曲線Ｃの０点
で与えられ、D_D＝0.87と低下する。

そこで、制御装置２４は上記標準暗露光に対し
てあらかじめ定められた適正画像濃度D_D＝1.20±
0.05になる様に、検知器２１からの検知電圧に従
つて交流バイアス電圧のピーク値を増加する。た
とえば第４図の曲線Ｄはピーク値1100V、さらに
曲線Ｅは、1400Vとした場合である。曲線Ｅのｐ
点では曲線Ｃのｍ点の画像濃度とほぼ同じとな
り、上記設定画像濃度範囲に入りピーク値が決定
される。

次いで、標準明露光量Φ_Lとして14luxsecを感
光体ドラム面に与えると、曲線Ａではａ点、曲線
Ｂではｂ点の潜像電位が得られる。そして、ａ点
の潜像電位に対しては曲線Ｃ上のｑ点の現像像濃
度D_L＝0.19となるが、ｂ点の潜像電位に対しては
曲線Ｃ上のｒ点の現像像濃度D_L＝0.15となつて現
像像濃度が低下している。しかし、ピーク値を
1400Vにした場合の曲線Ｅでは上記のｂ点の潜像
電位によつてｓ点の画像濃度D_L＝0.31が得られ、
上記ａ点の潜像電位に対する曲線Ｃ上のｑ点の現
像像濃度より増加している。

そこで、ピーク値を1400Vにしておいて、交流
バイアス電圧の周波数を400Hzにすると、曲線Ｅ
は曲線E′に、更に600Hzにすると曲線E″となる。
そして、前記ｂ点の潜像電位に対して曲線E″で
はＴ点の現像像濃度D_L＝0.18が得られる。この現
像像濃度はあらかじめ定められた適正画像濃度
D_L＝0.19±0.02の範囲に入り、周波数が決定され
る。

以上により交流バイアス電圧のピーク値と周波
数とが決定される。さらに画像コピーの地カブリ
を防止するため、交流バイアス電圧の波形中心値
を決定する。通常この操作は標準明露光を十分に
大きくして原稿の非画像部での露光量に相当する
露光量とすれば地カプリのない画像が得られる。
よつて感光体１に与える露光は原稿の非画像部露
光とし、これに対する感光体１上の現像像濃度を
測定し、感光体が現像されない交流バイアス電圧
の中心値を求める。上記実施例においては、−
270Vであつた。

制御装置は上記のようにして確定されたピーク
値・周破数・波形中心値となるように現像バイア
ス電源２７を制御する。

なお、図示例では、ピーク値・周波数を夫々３
段階に変化させているが、変化数が多い程効果的
に決定しうることは勿論である。

又ピーク値・周波数・波形中心値の可変幅は用
いる感光体・現像剤その他の環境耐久変動により
任意に設定できる。

上述の標準暗露光はコピー濃度の最大濃度を与
えるものである必要はなく、比較的高濃度中間調
領域でのコピー濃度を与える露光でもよい。又同
様に標準明露光はコピー画像にカブリを与えない
露光である必要はなく、比較的低濃度中間調領域
でのコピー濃度を与える露光でもよい。

なお、図示例は交流バイアス電圧のピーク値・
周波数・中心値の全てを順次に変化させている
が、少なくとも１つを変化させることにより所望
濃度の現像像が得られる場合は他は変化させなく
てよい。また、図面はドラム状の感光体を例示し
たが平板感光体についても同様に適用できるもの
である。

以上の如く、本発明は現像手段に印加すべき交
流バイアス電圧のピーク値・周波数・波形中心値
の全てあるいは少なくとも１つを所望の濃度コン
トラストが得られるように変化させるようにした
から、画像安定化のために要する時間が短かく、
環境状態の変化による帯電工程から現像工程まで
の画像形成条件の変化に迅速に適応することがで
きる。その結果、常に適正濃度の画像を安定に得
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明画像安定化法を適用すべき画像
形成装置の概略を示す側面図、第２図は本発明画
像安定化法の実施順序を示すフローチヤート図、
第３図は潜像電位と露光量との関係及び潜像電位
と画像濃度との関係を示す曲線図、第４図ａ，
ｂ，ｃは潜像電位と画像濃度との関係を示す曲線
が交流バイアス電圧によつて変化する状態の説明
図である。 １は感光体、３は感光体ドラム、４はコロナ放
電器、５は光像露光光路、６は現像手段、７は転
写放電器、８はクリーニング手段、９はトナー、
２１は画像濃度検知器、２２は画像濃度測定装
置、２４は制御装置、２５はパルス発生器、２７
は現像バイアス電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 感光体に光情報を与えて形成した静電潜像
   を、交互電界が印加された現像手段により可視像
   化する電子写真画像形成装置の画像安定化法であ
   つて、 標準露光を与えて上記感光体に形成された静電
   潜像を現像して得られる画像濃度を測定し、この
   測定によつて得られた濃度値を所定の標準濃度値
   と比較して所定現像画像濃度値が得られるように
   上記交互電界のピーク値、周波数、波形中心値の
   少なくとも１つを変更することを特徴とする画像
   安定化法。 ２ 前記標準露光は異なる２種の標準露光を含
   み、夫々の標準露光に対応して交互電界の周波数
   とピーク値が変更される特許請求の範囲第１項記
   載の画像安定化法。