JPH0352631B2 - - Google Patents

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お
り、典型的には、現像剤中のトナー濃度に左右さ
れる。このような画像形成装置に通常使用される
現像剤は、二成分系現象剤といつて、トナーとキ
ア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
よつて現像を行なえば、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、好ましくない結果が生
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
ある場合には問題がないが、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に依
存するが、他の要因、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、種々の要因
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。

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
体表面を、ほぼゼロＶの電位部分と通常の作像プ
ロセスに用いる帯電電位とは逆極性の電位部分と
に分けて帯電することと、現像電極にこの逆帯電
と同極性の電圧を印加してトナーを像担体表面の
ゼロ電位部分に付着させることと、付着トナー量
を測定することとを含む。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で
あるゼロＶ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、逆帯電チヤージヤ３０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１
７上の現像剤は、スクレーパ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２１，２２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２３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、帯電制
御回路２７に信号を送つて、電源２８から帯電チ
ヤージヤ２への電力供給から、これとは逆極性の
電源２９から逆帯電チヤージヤ３０への電力供給
へと切り換える。この逆帯電チヤージヤ３０は、
第２図に示すように、シールドケース３０ａのコ
ロナ放電側の開口部に、すなわちコロナワイヤ３
０ｂの前方に遮蔽板３１が設けられていて、コロ
ナ放電電流の一部が遮蔽されるようになつてい
る。これにより、感光体１の表面は、通常の作像
プロセスに用いられている帯電極性とは逆極性の
電位部分と、遮蔽板３１に遮蔽されたほぼゼロ電
位の部分とに分けて帯電される。

一方、このような帯電極性の切り換えと同時
に、現像ローラー１７のためのバイアス電源切り
換え用スイツチ３２が、同様にタイミング発生回
路２５からの信号によつて、接点３２ａから３２
ｂへ切り換えられる。接点３２ａ側には、バイア
ス電源３３が接続されて、通常の作像プロセスの
間、現像電極を兼ねる現像ローラー１７に、感光
体１上に形成された静電潜像の地肌部の電位より
少し高目で、これと同様すなわちトナーの帯電極
性とは逆極性のバイアス電位が印加されるように
なつている。これにより、感光体１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、接点３２ｂ側には、感光対上の逆帯電
部分と同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３４が接続されている。これによ
り、トナーは、感光体上のゼロ電位部分にのみ付
着する。このときの逆バイアス電位は、トナーの
帯電極性をマイナスとし、感光体上の逆帯電部分
の電位を−500V以上、好ましくは−500Vから−
800Vとした場合、−200から−400Vの範囲が、感
光体へのトナーの選択的付着に関して、および濃
度測定に関して、最も効果的である。

このようにして感光体上のゼロ電位部分に付着
したトナーは、次に発光素子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。すなわち、
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。このときの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。そしてこのと
きの検出結果にもとづいて、例えばトナー付着量
が基準付着量よりも少なければ、トナー補給制御
回路３５を駆動して、現像装置５に付属したトナ
ー補給装置３６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。

上記実施例においては、画像濃度制御時におけ
る感光体逆帯電用のコロナチヤージヤ３０を特別
に用意したが、通常の作像プロセスにおける帯電
チヤージヤ２をこれと兼用にすることもできる。
すなわち、第３図に示すように、帯電チヤージヤ
２′の放電開口部に、これを部分的に覆う遮蔽板
３１′を挿入可能に設けるとともに、帯電チヤー
ジヤ２′への印加電源２８，２９を帯電制御回路
２７′によつて選択できるようにする。そして、
通常の作像プロセスにおいては、帯電チヤージヤ
２′を電源２８に接続して遮蔽板３１′は開放して
おき、画像濃度制御時には、帯電チヤージヤ２′
を電源２９に接続して、遮蔽板３１′によつて帯
電チヤージヤ２′の放電開口を部分的に塞ぐ。こ
れにより、画像濃度制御時に、ゼロ電位部分と逆
電位部分とが感光体１上に形成される。

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ほぼゼロＶの表面電位
が感光体表面に部分的に形成して、そこにトナー
を付着させるので、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るととも
に、無駄なトナーの消費を防止して、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、逆帯電用チヤージヤの一例を示す概略断面
図、第３図は、この発明の別の実施例の要部のみ
を示す概略図である。 １……感光体ドラム、２……帯電チヤージヤ、
１７……現像ローラー、３０……逆帯電チヤージ
ヤ、３１……遮蔽板、３６……トナー補給装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トナーとキヤリアからなる二成分系現像剤を
   用いると共に現像電極にトナーの帯電極性と逆極
   性のバイアス電圧を印加して像担体上にトナーの
   帯電極性と逆極性の電荷によつて形成された静電
   潜像を現像することを含む画像形成方法に用いる
   画像濃度制御方法において、 前記像担体の表面をほぼゼロボルトの電位部分
   とトナーの帯電極性と同極性の電位部分とに分け
   て帯電することと、 前記現像電極に印加する電圧をトナーの帯電極
   性と同極性の電圧に切り換えて前記トナーを前記
   部分的に形成したほぼゼロボルトの像担体表面に
   付着させることと、 前記像担体表面に部分的に形成したゼロボルト
   電位部分に付着した前記トナーの付着量を検出す
   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 前記分けて帯電することを、コロナ放電領域
   の一部を遮蔽した逆帯電用コロナチヤージヤによ
   り行なう特許請求の範囲第１項記載の画像濃度制
   御方法。 ３ 前記分けて帯電することを、通常の作像プロ
   セスに用いる帯電用コロナチヤージヤに印加する
   電圧の極性を切換えるとともに、そのコロナ放電
   領域の一部を遮蔽することにより行なう特許請求
   の範囲第１項記載の画像濃度制御方法。