JPH02281279A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像形成装置に係り、特に、電子写真方式によ
って用紙に記録を行うための画像形成装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 複写装置、ファクシミリ、プリンタなどの電子写真方式
を用いた画像形成装置は、感光体の表面に画像情報に応
じた光ビームを照射して露光を行い、その露光による潜
像を現像装置によってトナー現像し、このトナー現像に
よるトナー像を用紙に転写し、さらに転写像を定着装置
によって用紙表面に定着する構成がとられている。

このような画像形成装置にあって、常に画像品質を一定
に保持するためには、像担持体である感光体上の静電潜
像の電位を制御する必要がある。

この制御を行うための制御方法は種々提案され、また実
用化もされている。その１つに、像担持体にトナー濃度
制御用の基準画像を形成し、その光学的濃度を検知する
ことによって、トナー濃度を制御する方法がある（特開
昭５４−１４．１６４５号）。

この場合、トナー補給の応答性を確保するために、トナ
ー濃度制御用の基準画像として、飽和濃度以下の中間調
の濃度が一般に用いられる。すなわち、中間調の濃度か
らなる基準画像の反射濃度を一定に保つようにトナー補
給を制御することにより、安定した画像品質を得ること
ができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記した従来技術にあっては、比較的像担持体
の静電的な特性の環境変動及び経時的劣化が生じた場合
においても、同様に制御されるため、トナー濃度が著し
く低下し、或いは逆に上昇する場合がある。トナー濃度
が適正範囲より下回るときにはキャリアの劣化を早め、
逆に、上回るとトナーの帯電能力が低下し、地肌部への
トナーの付着により画質を損なうと共にトナー飛散を生
じて装置内を汚染する。

また、トナー濃度が著しく低下した場合には、中間調の
濃度からなる基準画像の反射濃度が一定に制御されてい
ても、得られる画像濃度は低くなる。また、逆に、１〜
ナ一濃度が著しく上昇した場合には、同様に中間調の濃
度からなる基準画像の反射濃度が一定に制御されていて
も、得られる画像濃度はシャープ性に劣り、良好な画像
品質が得られない。

更に、レーザビームなどの光ビームを像担持体に走査露
光して記録を行う前記した画像形成装置では、飽和濃度
以下の中間調の濃度を有する基準画像を形成するために
は、その潜像を現像する際の現像バイアス電位又は帯電
電位などを変更する必要があった。

このように、従来技術では、トナー濃度に起因する画像
濃度の変動に対しては制御可能であるが、画像部の電位
変動に起因する画像濃度の変化に対しては不可能に近い
のが実情である。

本発明の目的は、上記した従来技術の実情に鑑みてなさ
れたものであり、シャープ性及び解像力が得られると共
に安定した画像濃度を得ることのできる画像形成装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、画像情報に応じ
て変調される光ビーム信号によって感光体上に露光を行
い、この露光による潜像を現像剤によって可視像に現像
し、この可視像を用紙に転写して記録を行う画像形成装
置において、前記感光体上に検知用の基準画像の潜像を
形成する潜像形成手段と、前記基準画像の潜像電位を地
肌部電位と画像部電位の中間に設定する電位設定手段と
、潜像形成手段による潜像を現像して得られた顕像の画
像濃度を光学的に検出する反射濃度検出手段と、該反射
濃度検出手段の検出信号に基づいて現像剤の補給量を調
整する現像剤調整手段とを設けている。

［作用］ 上記手段によれば、基準画像潜像を形成する際に、その
電位が地肌部電位と画像部電位の中間に設定されている
ので、画像部電位が上昇しても、基準画像の電位は必要
な値が確保され、感光体ドラムの電位変動に起因するト
ナー濃度の変動を防止することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による画像形成装置の一実施例の主要部
の構成を示す正面図である。

像担持体である感光体ドラム１は、モータを駆動源とす
る駆動部により図示矢印方向へ定速回転している。露光
位置の直前の感光体ドラム１の上部には、感光体表面を
帯電するための帯電器２が設置されている。感光体ドラ
ム１の露光位置には、レーザ発生装置１２より発せられ
、かつ画像記録情報に応じて変調等の処理の施されたレ
ーザビーム３が照射されている。

感光体ドラム１の側部には、感光体表面に形成された潜
像を現像するための現像装置４が設置され、さらに下部
には給紙された転写紙６にトナー像を転写させるための
転写帯電器５が設置され、この転写帯電器５に隣接して
感光体ドラム１より転写紙６を剥離させるための分離除
電器７が設置されている。

また、現像装置４の反対側には、転写終了にともなって
感光体表面に付着している残存トナーを除去するための
クリーニング装置８が設けられている。さらに、帯電器
２の直前には、感光体表面に残留している電荷を除電す
るための除電ランプ９が設けられている。さらに、現像
装置４の後段には、反射濃度センサ１０が設置され、後
記する基準画像Ａ又はＢの反射濃度を検出する。また、
現像装置４には、本発明の制御の対象となる１−ナー補
給７０−ラ１１が設けられている。

次に、以上の構成による画像形成装置の動作について説
明する。

記録実行モードが設定されると、感光体ドラ１１１が回
転し、除電ランプ９によって除電された表面が帯電器２
によって帯電される。同時に、不図示の給紙機構が作動
して転写紙６がレジスト位置まで搬送される。次いで、
レーザ発生装置１２が画像情報に応じたレーザビームを
発生し、感光体表面に順次露光が行われる。

この露光による潜像は、感光体ドラム１が回転して現像
装置４に到達することにより、該現像装置４によって帯
電トナーが混合された２成分現像剤によって反転現像さ
れることにより、顕像化される。この現像による可視ト
ナー像は、感光体ドラム１の回転に伴って転写位置へ移
動するが、その転写位置への到着のタイミングに合わせ
て待機していた転写紙６が転写位置へ送り出される。転
写位置では、転写帯電器５によって感光体表面の可視ト
ナー像が転写紙６に転写され、さらに転写の終了した部
分から順に分離除電器７によって感光体表面から転写紙
６が剥離される。

剥離された転写紙６は、不図示の定着装置へ搬送され、
転写紙６の表面にトナー像が定着される。

転写が終了した感光体表面には、トナーが残留している
ので、クリーニング装置８によって除去する。さらにク
リーニングされた表面に対し、除電ランプ９を用いて感
光体表面に残留している電荷を除電する。除電された感
光体表面は、帯電器２によって帯電され、再び露光、現
像、転写及び定着が行われる。

このとき、感光体ドラム１の表面電位は、地肌部電位（
暗部電位）ＶＤが約−８００■、画像部電位（明部電位
）ＶＬが約５０Ｖに設定されている。

そして、これらと現像バイアス電位Ｖ８（−６００Ｖ）
との電位差によって現像が行われる。しかし、使用時間
（画像形成回数）の経過にともない、感光体ドラム１の
劣化が進み、第２図に示すように、画像部電位■、は徐
々に上昇する。このため、（■。

−ＶＢ）で示される電位差は徐々に減少し、画像濃度の
変動や画質の変動などを招いている。

これに対し、従来とられてきた対策としては、トナーの
補給制御を行う場合、トナー゛補給の応答性を確保する
ため、基準画像潜像を現像するときに現像バイアスを変
更し、本来の画像形成を行う場合より小さい現像電界と
し、基準画像を形成することであった。しかし、前記し
たように、画像部電位ＶＬが上昇した場合には、基準画
像を形成する際の電位差が必要以上に小さくなる。この
結果、過剰にトナー濃度が上昇して、地肌荒れやトナー
飛散を招くことになる。

そこで、本発明では、基準画像潜像を形成する際に、本
来の画像潜像を形成する場合の光量より少ない光量で潜
像を形成し、第３図に示すように、潜像電位がＶＤとＶ
Ｌの中間の電位ＶＭになるようにしている。このように
することにより、基準画像潜像の電位の変動が必要最少
限にされ、感光体ドラムの電位変動に起因するトナー濃
度の変動を防止することができる。

第４図は基準画像による制御手順の流れを示すフローチ
ャートである。

まず、感光体ドラム１のトナー像の無い面の光学的濃度
に相当する検知信号電圧ＶＳＣを検出しくステップ３１
）、これが適正か否かを判断する（ステップ３２）。適
正でない場合、反射濃度センサ１０または感光体ドラム
１の異常である可能性が高いので、異常の表示を行う（
ステップ３３）。

一方、検知信号電圧Ｖｇｃが適正である場合、基準画像
の検知信号電圧ＶＧＰを検出しくステップ３４）、予め
設定された比較信号Ｒ１とを比較［（Ｖｇｐ／Ｖｇｃ）
　＞　ＲＰ　］する（ステップ３５）。この不等式が成
立しないときは、現像剤中のトナー含有量が適正である
と判断し、ここに示された処理を終了し、次のモードへ
移行する。成立するときは、トナー残量が十分であるか
否かを判定する（ステップ３Ｇ）。

トナー残量が十分である場合、トナー補給ローラ１１を
一定時間回転させ、適当量のトナーを補給する（ステッ
プ３８）。また、トナー残量が不十分な場合、「トナー
エンド」の表示を行って処理を終了する（ステップ３７
）。

次に、基準画像の検知方法について説明する。

画像領域外に形成された基準潜像は、前記したように潜
像電位がＶＤとＶＬの中間の電位Ｖ　Ｈに設定してあり
、本来の画像領域に形成されるべき画像潜像に対する露
光量（レーザパワー）より低い露光量を照射する。レー
ザパワーを可変する手段としては、従来より公知である
ようにレーザの駆動電圧を可変する方法、パルス幅変調
によりレーザの発光時間を可変する方法などがある。こ
のようにして形成された潜像は、上記した手段により顕
像化される。この際の作像条件は、望ましくは顕像後の
感光体ドラム１上のトナー付着量が０．３〜０　、７＋
ｎｇの中間の光学濃度を有するベタ画像すこなるように
設定することである。

顕像化された基準画像２０は、第５図に示すように、発
光素子２１及び受光素子２２によりなる反射濃度センサ
１０によって検出される。すなわち、発光素子２１によ
って発せられた光は、基準画像２０に照射され、その反
射光が受光素子２２に受光されることにより、基準画像
２０の゛光学的濃度が検知される。なお、この検知は毎
回行う必要はなく、必要に応じて、例えば、一定枚数毎
、一定使用時間毎などで十分である。

第６図は反射濃度検出回路の詳細を示す回路図である。

発光素子２１は抵抗２３を介して電源ラインに接続され
、連続発光を行っている。受光素子２２はフォトトラン
ジスタが用いられ、その出力はＮＰＮ型のトランジスタ
２４によって増幅される。

このトランジスタ２４のコレクタは十電源に接続され、
エミッタは抵抗２５を介して接地されている。また、電
源ラインと接地間には抵抗２６．２７が直列接続して挿
入され、その接続点出力及びトランジスタ２４のエミッ
タ出力には、オペレージヨナルアンプ２８の２人力の各
々が接続されている。オペレーショナルアンプ２８の出
力端子と電源間には、出力抵抗２９が接続され、オペレ
ーショナルアンプ２８の出力はトナー補給制御部３０に
印加されている。

この回路においては、抵抗２６．２７の接続点の電圧が
基準電圧になっており、この電圧と１〜ランジスタ２４
のエミッタ電圧とをオペレーショナルアンプ２８が比較
する構成になっている。トランジスタ２４のエミッタ電
圧の出力電圧（すなわち受光素子２２の出力）が基準電
圧より高くなると、オペレーショナルアンプ２８に出力
信号が発生し、トナー補給制御部３０に印加される。ト
ナー補給制御部３０は、トナー補給ローラ１１の回転時
間を制御し、トナー補給量が最適になるようにする。

また、上記実施例では、レーザビーム走査による２成分
磁気ブラシ反転現象システムの場合について説明したが
、正規現像の場合であっても同様に本発明を適用するこ
とができる。

［発明の効果］ 以上説明した通り、この発明は、画像情報に応じて変調
される光ビーム信号によって感光体上に露光を行い、こ
の露光による潜像を現像剤によって可視像に現像し、こ
の可視像を用紙に転写して記録を行う画像形成装置にお
いて、前記感光体上に検知用の基準画像の潜像を形成す
る潜像形成手段と、前記基準画像の潜像電位を地肌部電
位と画像部電位の中間に設定する電位設定手段と、潜像
形成手段による潜像を現像して得られた顕像の画像濃度
を光学的に検出する反射濃度検出手段と、該反射濃度検
出手段の検出信号に基づいて現像剤の補給量を調整する
現像剤調整手段とを設けたので、基準画像潜像の電位変
動を最小限に抑えることができ、安定したトナー補給制
御が可能になり、トナー飛散などの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像形成装置の一実施例の主要部
の構成を示す正面図、第２図は画像形成回数と表面電位
の関係を示す特性図、第３図は本発明に係る基準画像潜
像の電位設定を示す特性図、第４図は基準画像による制
御手順の流れを示すフローチャート、第５図は濃度検出
回路の概要を示す斜視図、第６図は濃度検出回路の詳細
を示す回路図である。 １・・・・・・感光体ドラム、４・・・・現像装置、５
・・・・・転写帯電器、６・・・・・・転写紙、１０・
・・・・反射濃度センサ、１１・・・・・・トナー補給
ローラ、１２・・・・・・レーザ発生装置、２０・・・
・・基準画像、３０・・・・・・トナー補給制御部、Ｒ
ｐ・・・・・・比較信号、ＶＤ・・・・・・地肌部電位
、ＶＬ・・・・・・明部電位、ｖ、ｃ、ｙ、、・・・・
・検知信号電圧。 □派旧−９ 姿Ｈ−ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像情報に応じて変調される光ビーム信号によって感光
   体上に露光を行い、この露光による潜像を現像剤によつ
   て可視像に現像し、この可視像を用紙に転写して記録を
   行う画像形成装置において、前記感光体上に検知用の基
   準画像の潜像を形成する潜像形成手段と、前記基準画像
   の潜像電位を地肌部電位と画像部電位の中間に設定する
   電位設定手段と、潜像形成手段による潜像を現像して得
   られた顕像の画像濃度を光学的に検出する反射濃度検出
   手段と、該反射濃度検出手段の検出信号に基づいて現像
   剤の補給量を調整する現像剤調整手段とを備えているこ
   とを特徴とする画像形成装置。