JPS6311665B2 - - 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、現像剤の現像能力は検知して
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
現するとともにその濃度を測定し、これを転写シ
ート担体の非画像領域に転写してその濃度を測定
し、上記それぞれの測定値を互に比較して、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
持または消去できなかつたり、露光量が不足した
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の非画像領域に、基準濃度のマーク２３
を設けるとともに、現像装置３と転写用コロナ放
電器４との間の感光体ドラム１の非画像領域上に
形成されたマーク像に対向して第１濃度センサー
２４を設け、同様に転写ベルト７の非画像領域上
に転写されたマーク像２３ａに対向して別の第２
濃度センサー２５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
側であつて、同様に複写を行ない得るそれぞれの
部材の場所を意味する。原稿台２２に設ける基準
マーク２３は、一つでもよく、濃度の異なる複数
であつてもよい。複数の場合、各濃度センサー２
４，２５の検知部は、当然複数になる。第２濃度
センサー２５は、転写ベルト７の非画像領域に代
えて、転写用コロナ放電器４とクリーニング装置
５との間の感光体ドラム１の非画像領域上に残留
するマーク像に対向して設けてもよい。濃度セン
サー２４および２５は、第４図に示すように、発
光素子２６および受光素子２７からなる。発光素
子２６としては、LED、白熱ランプ等が使用さ
れ、受光素子２７としては、CdSやフオトトラン
ジスタ等が使用される。発光素子２６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２７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。これら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２６から
の光の透過率変化を受光素子２７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、その濃度
を第１濃度センサー２４によつて測定される。こ
の濃度は、適当な比較回路によつて現像後の最適
な画像濃度を表わす基準値と比較され、画像濃度
が低いと判定された場合は、必要量のトナーを現
像剤中へ補給して、画像濃度の適正化を図る。次
に、現像されたマーク像を転写用コロナ放電器４
によつて転写ベルト７上に転写し、その濃度を第
２濃度センサー２５によつて測定する。この濃度
もまた、適当な比較回路によつて転写後の最適な
画像濃度を表わす基準値と、上記現像後の濃度と
の関係において比較される。すなわち、装置が正
常に作動している場合、現像後の画像濃度も転写
後の画像濃度も、勿論転写後の画像濃度の方が若
干薄くなるが、最適の濃度を表わす。ところが、
現像後の画像濃度が最適であるにも拘らず、転写
後の画像濃度が基準よりも低い場合、それは、転
写不良が原因と考えられ、その対策として例えば
転写電圧を上げてみる。また、現像後の画像濃度
が基準よりも高いにも拘らず、転写後の濃度が最
適である場合がある。この場合、コピー画像とし
ては良好であるが、装置の作動状態としては正常
ではない。何故なら、現像後の濃度が高ければ、
転写後の濃度も高くなるはずだからである。した
がつて、この場合、装置の作動状態としては転写
不良ということができ、また、現像濃度も高すぎ
るので、それなりの調整を必要とする。このよう
な状態を放置しておくと、転写残りの残留トナー
が多いので感光体クリーニング装置にも負担をか
け、複写機の故障の原因となる。このような現像
濃度が高すぎる原因には、高トナー濃度、感光体
の帯電過剰、露光不足、現像バイアス不良、感光
体疲労等が考えられ、それぞれ確率の高い順から
点検して調整する。

このような比較回路の一例を第６図を参照して
説明する。第１センサー２４の発光素子であるラ
ンプ３１は、プラス電源と接地との間に、また受
光素子であるCdSセル３２は、抵抗３３を介して
プラス電源と接地との間に、それぞれ接続されて
いる。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、可変抵抗３５、抵抗３６が
接続されている。CdSセル３２と抵抗３３との接
続点は、第１演算増幅器３７のプラス側入力端子
に接続され、可変抵抗３５の可動端子は、同じ演
算増幅器３７のマイナス側入力端子に接続されて
いる。第１演算増幅器３７のプラス側およびマイ
ナス側の入力端子の間には、二つのダイオード３
８，３９が、それぞれの極性の向きを互に逆にし
て並列に接続されている。第１演算増幅器３７の
出力側は、適当なホールド回路４０の入力側に接
続され、ホールド回路４０の出力側は、直列に接
続された抵抗４１，４２を介して接地されてい
る。第２濃度センサー２５のランプ４３および抵
抗４４に直列に接続されたCdSセル４５は、それ
ぞれプラス電源と接地との間に接続されている。
抵抗４１と４２の接続点は、抵抗４６を介して第
２演算増幅器４７のプラス側入力端子に接続さ
れ、抵抗４４とCdSセル４５との接続点は、抵抗
４８を介して同じ演算増幅器４７のマイナス側入
力端子に接続されている。第２の演算増幅器４７
のプラス側入力端子と接地との間には抵抗４９が
接続され、そのマイナス側入力端子と出力端子と
の間には抵抗５０が接続されている。第２演算増
幅器４７の出力端子と外部端子５１との間には抵
抗５２が接続され、外部端子５１と接地との間に
はダイオード５３が接続されている。

現像後のマーク像の濃度が低いと、CdSセル３
２に流れる電流も大きく、したがつて第１演算増
幅器３７に入力されるプラス電源の電圧と差が少
なく、その出力は接地に近い電圧になる。この場
合には、その出力電圧を外部端子５４から適当な
駆動回路に入力させ、トナー補給タンクを制御し
て必要量のトナーを現像剤中へ補給し、画像濃度
の回復を図る。現像後のマーク像の濃度が適正な
場合、CdSセル３２に流れる電流は小さく、した
がつて第１演算増幅器３７の出力電圧はプラス電
源の電圧に近く、この電圧は一旦ホールド回路４
０に保持された後、第２演算増幅器４７に入力さ
れる。これが基準電圧になり、これと転写後のマ
ーク像の濃度を表わすCdSセル４５からの入力電
圧とが第２演算増幅器４７で比較される。CdSセ
ル４５からの入力電圧の方が高い場合、すなわち
マーク像の濃度が低い場合、その出力電圧は、外
部端子５１から適当な駆動回路に入力されて、例
えば転写電圧を高める。CdSセル４５からの入力
電圧が基準電圧に近くなると、第２演算増幅器４
７の出力電圧もゼロに近づく。

この回路は、第２センサー２５を、転写ベルト
上ではなく、感光体ドラム表面に対向させて、転
写後のマーク像の残留濃度を調べる場合にも適用
される。

また、第３図に示すように、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、現像後また
は転写後のマーク像２３ａにおいて、一方のマー
ク像においては最高画像濃度がでているにも拘ら
ず、他方のマーク像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ことに
なる。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不良等が考えられ
るので、それに応じた調整をする。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、そ
れに応じた調整をする。

第７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の非画像領域に
再現し、その濃度を第１濃度センサー５３によつ
て測定した後、これを転写ローラー５２の非画像
領域に転写し、その濃度を第２濃度センサー５４
によつて測定すればよい。

この発明は、通常の白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８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９
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る。マーク像の濃度
は、第８図の符号７５，７６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７図および第８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
９図は、第８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、２４，２５…濃度センサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 透明原稿台に載せられた原稿を帯電した感光
   体表面に投影して潜像を作る手段と、この潜像を
   現像剤によつて可視像化する手段と、この可視像
   を転写シート担体上の転写シートに転写する手段
   とを備えた電子写真複写機において、上記原稿台
   の非画像領域に基準濃度のマークを設け、これ
   を、上記各手段を利用して、上記感光体表面の非
   画像領域に再現するとともにその濃度を測定し、
   これを上記転写シート担体の非画像領域に転写し
   てその濃度または感光体上に残留するマークの濃
   度を測定し、上記現像されたマークの濃度信号と
   適正な現像濃度を表わす基準信号とを比較すると
   ともに、その出力信号と上記転写されたマークの
   濃度信号または残留マークの濃度信号とをさらに
   比較して、コピー画像の濃度を制御することを特
   徴とする画像濃度制御方法。