JPH0324671B2

JPH0324671B2 -

Info

Publication number: JPH0324671B2
Application number: JP56159637A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Imai
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1981-10-07
Filing date: 1981-10-07
Publication date: 1991-04-03
Also published as: JPS5860758A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、画像濃度制御方法、特に電子写真
装置や静電記録装置における現像画像の濃度制御
方法に関する。

良く知られているように、電子写真装置や静電
記録装置においては、感光体や誘電体のような像
担体上に形成された静電潜像が、トナーと呼ばれ
る着色微粒子によつて現像され、画像が再生され
る。このとき再生されたトナー画像の濃度は、多
くの要素によつて左右されることが知られてい
る。トナー画像の濃度は、典型的には、現像剤中
のトナー濃度に左右される。この種装置に通常使
用される現像剤は、二成分系現像剤といつて、ト
ナーとキヤリアとの二成分によつて構成され、キ
ヤリアは、トナーを所定極性に摩擦帯電させて、
これを吸着して現像位置まで運ぶ役目をもつてい
る。現像位置においては、トナーのみが静電潜像
に吸着されて、静電潜像の現像が行なわれる。こ
のため、現像の繰返しによつて、現像剤中のトナ
ー濃度が低下し、このような濃度の低下した現像
剤によつて現像も行なえば、現像トナー画像は、
当然濃度の低いものとなる。そこで、現像画像の
濃度すなわち画像部へのトナー付着量を測定し
て、現像剤中のトナー濃度を常に適正に制御する
方法が開発されている。このような方法の例は、
特公昭43−16199号、特開昭48−29448号、特開昭
49−36341号、特開昭50−22642号、特開昭50−
125745号公報等に開示されている。これら従来の
方法において、通常の複写領域外の感光体表面上
に測定用のトナー付着領域を設け、この領域に定
められた電荷を付与してトナーを吸着させる方法
は、感光体が大型になる欠点がある。また、感光
体の通常の複写領域外に、例えば原稿台先端部裏
面に配置した標準濃度板の像を、通常の原稿と同
様に露光して潜像を形成し、これを現像してその
付着量を測定する方法が知られている。この方法
においては、その測定結果にもとづいて現像剤中
のトナー濃度を制御した場合に、不具合が生じる
ことがある。例えば、トナー付着量が少ない場合
に、新しいトナーを現像剤中に補給しても、それ
が真に現像剤中のトナー濃度の低下が原因である
場合には問題ないが、チヤージヤや感光体劣化に
よる帯電不足、電圧変動による露光過多等が原因
である場合には、トナー濃度が高くなりすぎて、
地汚れやトナー飛散などの不具合を生じさせるこ
とがある。

このように、現像画像の濃度すなわちトナー付
着量は、典型的には、現像剤中のトナー濃度の低
下によつてもたらされるが、他の要素、例えば帯
電量、露光量、感光体特性、現像剤特性、現像バ
イアス量、トナー帯電量、現像ギヤツプ、現像時
間等、種々の要素が関係してくる。したがつて、
トナー付着量が低下したからといつて直ちにトナ
ーの補給を行なうと、上記のような不具合が生じ
ることがある。また、最近においては、トナーの
みからなる一成分系現像剤を使用する場合にも、
異種のトナーを混合して使用したり、添加剤を混
合して使用したりすることがあるので、現像剤の
成分構成を制御することを含めて、現像画像の濃
度制御を行なう必要性が生じている。

また、感光体を一定の電位もしくは飽和電位に
して静電潜像を現像して像濃度を検出する技術も
知られている（特開昭50−125745号公報）。さら
に、特開昭56−29251号公報または同57−173865
号公報には、パターンによつて潜像を形成する技
術が記載されている。

しかし、これらの技術は感光体を飽和残留電位
にしてトナーの帯電極性と同極性の電圧によつて
トナーを潜像に付着させるものではなく、他の条
件に左右されずにトナー濃度のみを検出するとい
う技術ではない。

この発明の目的は、主として現像特性の変化に
よる画像濃度の変化を検出し、その検出結果にも
とづいて現像特性を制御することにより画像濃度
を適正に維持するための方法を提供することにあ
る。現像特性とは、現像剤中のトナー濃度、トナ
ーの帯電量、現像バイアス量、現像時間、現像ス
リーブと感光体との間の現像ギヤツプ、現像スリ
ーブの回転速度等、現像に関係するすべての要因
を含むものである。この発明による方法は、像担
体の表面電位を飽和残留電位に近づけることと、
現像電極にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印
加して前記トナーを前記像担体表面に付着せるこ
とと、像担体表面上のトナー付着量を検出するこ
とと、検出結果にもとづいて前記二成分系現像剤
のトナー濃度を制御することを含む。この発明に
よれば、像担体表面電位が最も安定している飽和
残留電位付近を利用してトナーを像担体表面に付
着させるので、帯電特性や露光特性等の変化によ
る画像濃度変化を除外することができ、現像特性
の変化のみを制御対象として、迅速かつ適確な画
像濃度制御を行なうことができる。

以下、この発明を添付図面を参照して説明す
る。第１図には、この発明による画像濃度制御方
法を適用した電子写真装置の一例が示されてい
る。感光体ドラム１の周辺には、その反時計回り
の回転方向に沿つて、帯電チヤージヤ２、露光光
学系３、イレーズランプ４、現像装置５、トナー
付着量検出のための発光素子６および受光素子
７、転写チヤージヤ８、定着装置９、除電チヤー
ジヤ１０、除電ランプ１１、クリーニング装置１
２等が配置されている。感光体ドラム１の表面
が、まず帯電チヤージヤ２によつて所定極性に一
様に帯電されると、そこに露光光学系３を通し
て、複写すべき原稿の光像が照射され、感光体上
の帯電電荷が選択的に消去されて、そこに原稿像
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５からトナーを供給されて現像され
る。現像装置５は、トナーと磁性キヤリアとから
なる。二成分系現像剤１３を収容する容器１４を
含み、羽根車１５による撹拌および汲上げローラ
ー１６による汲上げの過程で、トナーがキヤリア
との摩擦により静電潜像とは逆極性に帯電され
る。両者が汲上げローラー１６から現像ローラー
１７に移し取られた後、感光体に近接する位置
で、トナーのみが静電潜像に吸着されて現像が行
なわれる。現像後の現像ローラー１７上の現像剤
は、スクレーバ１８によつて現像ローラー１７上
から掻き取られる。現像によつて得られたトナー
像は、通常の複写サイクルにおいては、給紙カセ
ツト１９から給紙ローラー２０、搬送ローラー２
１，２２によつて送られてきた転写紙２３に重ね
られ、転写チヤージヤ８によるトナーの帯電極性
とは逆極性の帯電を受けることにより、転写紙２
３に転写される。転写後、感光体表面から分離さ
れた転写紙２３は、定着装置９に入つて転写トナ
ー像の定着を受け、トレイ２４に排出される。一
方、転写後の感光体は、除電チヤージヤ１０およ
び除電ランプ１１によつて残留電荷の除去を受
け、クリーニング装置１２によつて残留トナーの
除去を受ける。

この電子写真装置において画像濃度制御を行な
うには、まずタイミング発生回路２５によつて、
濃度検出回路２６をオンにするとともに、スイツ
チ２７を接点２７ｂ側に切換える。スイツチ２７
の接点２７ａ側には、バイアス電源２８が接続さ
れて、通常の複写サイクルの間、現像電極を兼ね
る現像ローラー１７に、感光体１上の地肌電位よ
りも少し高目で、これと同極性すなわちトナーの
帯電極性とは異極性のバイアス電位が加わるよう
になつている。これによつて、感光体上の地肌現
像が抑止され、コピーの地肌汚れが防止される。
これに対して、スイツチ２７の接点２７ｂ側に
は、バイアス電源２８とは逆極性すなわちトナー
の帯電極性と同極性のバイアス電源２９が接続さ
れている。

第２図に示すように、一般に潜像へのトナー付
着量は、トナーの帯電量が一定の場合、トナー濃
度（Ｔ，Ｃ）および現像ポテンシヤルすなわち潜
像電位（V_S）とバイアス電位（V_B）との差によ
つて、ほぼ一義的に定まる。したがつて、一定の
現像ポテンシヤルのときのトナー付着量を検出し
てトナー濃度を制御すれば、一定の現像特性が得
られる。そこで、この発明においては、感光体１
の表面電位を、飽和残留電位付近、好ましくはゼ
ロＶ付近に近づけるとともに、上記したバイアス
電位により、現像ポテンシヤルを得ている。この
実施例においては、感光体電位をゼロＶに近づけ
ることを、イレーズランプ４の光照射によつて行
なつている。第３図に示すように、通常の砒素セ
レン系感光体においては、2μJ／cm²以上の露光量
を与えると、その表面電位はほぼゼロとなる。通
常の複写サイクルにおいては、感光体の地肌に相
当する領域に約1.5μJ／cm²以下の光を与えて作像
を行なつているので、地肌部に若干の電位が残つ
ており、この地肌部の現像を抑止するために、前
記したバイアス電位が活用される。したがつて、
イレーズランプ４によつて2μJ／cm²以上の光を与
えれば、感光体表面電位はほぼゼロになり、これ
は、帯電電位や露光量のばらつきの影響を受けに
くい最も安定した電位となる。このようなイレー
ズランプ４による光照射の代りに、潜像を形成す
るたの露光光学系３による白色光露光を行なつて
もよく、帯電チヤージヤ２による帯電をオフにし
ても、同様に感光体表面電位をゼロＶ付近に近づ
けることができる。

このように、感光体表面電位がほぼゼロＶであ
り、かつ現像ローラー１７にトナーと同極性のバ
イアス電位が電源２９から印加れていると、現像
容器１４内の現像ローラー１７上のトナーは電界
の力により感光体表面に付着する。このときのバ
イアス電位は、トナーがマイナスに帯電されてい
る場合、−100V以上あればよいが、−200〜−
400Vの間の範囲が、実際の画像濃度検出におい
て最も、効果的である。このようにして感光体表
面に付着したトナーの付着量は、発光素子６およ
び受光素子７を含む検出装置によつて検出され
る。ランプや発光ダイオードのような発光素子６
からの光が感光体表面で反射されて、その反射光
がフオトダイオードのような受光素子７によつて
受光される。このとき、トナーの付着による受光
量の変化が電気信号として取出され、回路２６に
おいて基準付着量を示す電気信号と比較されて、
そのトナー付着量の大小が検出される。

受光素子７がトナー付着量を検出するために
は、トナー付着領域の幅はせいぜい数ミリから数
十ミリ程度あればよく、その長さも同程度あれば
よい。必要以上の領域におけるトナーの付着は、
現像剤の無駄になるので、その領域を限定するた
めに、その長さは、例えば現像ローラー１７への
バイアス電位印加時間によつて制御し、その幅
は、例えば現像ローラー１７に穴あきスクレーパ
を当接させて、必要部分以外の現像剤を除去する
ようにして制御する。このスクレーパによる限定
方法は、現像ローラーへの当接時間を制御するこ
とにより、トナー付着領域の長さも制御すること
ができる。また、トナー付着領域の幅を制御する
別の方法として、第４図および第５図に示す方法
がある。汲上げローラー１６は、回転する非磁性
スリーブ３０と、この中に静止的に収容された複
数の磁石３１とからなり、現像ローラー１７も、
同様に、回転する非磁性スリーブ３２と、この中
に静止的に収容された複数の磁石３３とからな
る。両ローラーが近接する付近の現像ローラー内
の磁石３３ａは、その軸方向に複数に分割さてい
て、現像剤を残したい部分の分割磁石３３ａ−１
以外の分割磁石３３ａ−２，３３ａ−３は、正規
の位置Ｐから離れた別の位置Ｑへ移動できるよう
になつている。したがつて、トナー付着検出時に
は、他の分割磁石３３ａ−２，３３ａ−３を位置
Ｑへ移動させることにより、分割磁石３３ａ−１
の部分のみの現像剤が、汲上げローラー１６から
現像ローラー１７へ受け渡されることになる。

このようにして、感光体上のトナー付着量が検
出されると、その検出結果にもとづいて、例えば
トナー付着量が標準付着量よりも少なければ、ト
ナー補給制御回路３４を駆動して、現像装置５に
付属したトナー補給装置３５内のトナーを一定量
だけ現像容器１４内に補給し、現像剤１３中のト
ナー濃度を高める。このようにした後、再びトナ
ー付着量の検出を行ない、トナーを補給したにも
拘らず、トナー付着量が増加してない場合には、
現像剤中のトナー不足が原因ではないと判定する
ことができ、他の現像特性要因、例えばトナーの
帯電量、現像バイアス量、現像時間、現像ギヤツ
プ、現像ローラーの回転速度等を点検し、調整す
る。

このように、この発明によれば、帯電特性およ
び露光特性の影響の少ない感光体のゼロＶ表面電
位付近を利用してトナーを感光体表に付着させる
ので、トナー付着量の変化をほぼ現像特性の変化
として把握することができ、より迅速で適確な画
像濃度制御を行なうことができる。

以上、この発明を図示の特定の実施例にしたが
つて説明してきたが、この発明は種々に変形可能
であり、特許請求の範囲に記載したこの発明の精
神の範囲内におけるすべての変形は、この発明に
含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による画像濃度制御方法を
適用した電子写真装置の一例を示す概略図、第２
図は、異なるトナー濃度T.Cと現像ポテンヤルと
付着トナー量との関係を示す図、第３図は、ある
感光体における光減衰特性を示す図、第４図は、
この発明におけるトナー付着領域を限定するため
の装置の概略図、第５図は、第４図の作用説明図
である。１……感光体ドラム、２……帯電チヤージヤ、
３……露光光学系、４……イレーズランプ、５…
…現像装置、６……発光素子、７……受光素子、
１７……現像ローラー、２８……複写用バイアス
電源、２９……トナー付着量測定用バイアス電
源、３５……トナー補給装置。

Claims

【特許請求の範囲】１像担体上に形成された静電潜像を現像電極上
のキヤリアとトナーとからなる二成分系現像剤に
よつて現像することを含む画像形成方法におい
て、前記像担体の表面電位を飽和残留電位に近づけ
ることと、前記現像電極にトナーの帯電極性を同極性の電
圧を印加して前記トナーを前記像担体表面に付着
させることと、前記像担体表面上のトナー付着量を検出するこ
とと、前記検出結果にもとづいて前記二成分系現像剤
のトナー濃度を制御することとを含む画像濃度制
御方法。２前記飽和残留電位がほぼゼロＶである特許請
求の範囲第１項記載の画像濃度制御方法。