JPS6342260B2

JPS6342260B2 -

Info

Publication number: JPS6342260B2
Application number: JP52154292A
Authority: JP
Inventors: Baatoramu Maikeru; Arubaato Kaataa Robaato; Furederitsuku Kuraaku Piitaa; Atsushurii Korinzu Robin
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1976-12-31
Filing date: 1977-12-21
Publication date: 1988-08-22
Also published as: DE2756291A1; GB1561923A; JPS5385434A; DE2756291C2

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は複写機に関する。

従来の技術静電的手段により光導電性物質面上に像を形成
したり現像したりすることは周知のことである。
米国特許第2297691号明細書により教示された基
本的な電子写真複写方法は、感光層すなわち光導
電性絶縁層上に一様な静電荷を保持し、明暗像で
該層を露光してその光像で露光した層の領域上に
ある電荷を放電させ、得られた電荷パターンを当
業界で“トナー”と称する微細なマーキング物質
の粉末を該像上に付着させることによつて現像す
ることを包含している。トナーは、感光層の電荷
を保持した領域に通常引きつけられ、それによつ
て静電荷パターンに対応したトナー像を形成す
る。次にこのトナー像は紙等の支持体面に転写さ
れて加熱定着または溶剤定着等の適当な手段によ
り該支持体に永久に定着される。これとは別に、
トナー像を光導電性層に定着することもできる。
加えて、光導電体を一様に帯電させた後像形状光
で露光することにより電荷パターンを形成する代
わりに、像形状で該層を直接帯電させることによ
り電荷パターンを形成してもよい。像形成面にマ
ーキング粒子を塗布するためには他の方法も周知
である。この方法の中には、米国特許第2221776
号明細書に開示されたトナー粉末噴霧技術、また
は米国特許第2874063号に開示された磁気ブラシ
現像法が含まれている。静電荷パターンを現像す
る液体現像技術には、米国特許第3084043号明細
書に開示された液体現像方法がある。この方法に
よれば、電荷パターンは、現像剤塗布部材の面上
にある液体現像剤を像形成面に与えることにより
現像すなわち可視化される。現像剤塗布部材は実
質的に規則的なパターンの面を形成する複数の凸
部分と、この凸部分よりも低い複数の凹部分とを
有する。この凹部分には静電像形成表面と接触し
ないように維持された液体現像剤が含まれてい
る。現像剤塗布部材の凸部分が電荷パターンを支
持する像形成面と接触させられると、現像剤が凸
部分の側面を這い上がつて像形成面の帯電領域と
のみ接触して該領域上に付着する。

米国特許第3084043号明細書または同第2811465
号明細書に開示された現像技術を用いた手軽な静
電写真複写装置では、像形成面や液体現像塗布技
術は、制限された空間では現像中に接触しながら
容易に共働運動できるように、小径のシリンダ等
であることが望ましい。像形成面と塗布部材との
間のこのような接触移動により、液体現像剤が塗
布部材から感光体へ、約5.1cm／sec（２インチ／
sec）ないし約203.2cm／sec（80インチ／sec）の
現像速度で移送される。

このような液体現像装置では、塗布部材が現像
電極として用いられ、この塗布部材に電気的なバ
イアスが与えられている。露光によつて感光体表
面に電荷のパターンが形成されると、感光体表面
には高電位または底電位の領域ができる。これら
の電位面と塗布部材の表面電位との間に形成され
る電界の違いによつて帯電したトナーが塗布部材
から感光体へと選択的に移送される。

発明が解決しようとする問題点多くの複写機では、作成されるコピーの鮮明度
は複写すべき原画の明部分と暗部分との光度差に
依存しているので、原画の照射量を調節すること
はコピー画質を維持するためにはそれほど重要で
はない。しかしながら英国特許第880597号明細書
に記載の複写機では、作成されるコピーの鮮明度
は実質的にある原画の照射量よりもむしろ実際に
感光体上で受光した照射量に依存し、その結果原
画の種類が異なつても、すなわち個々の原画につ
いてもそれぞれ感光体上で受光される照度をほぼ
一定に維持するのがもつと重要になつている。

ランプの照射出力やアパーチユアの変更のよう
な光学装置のパラメータの調節は、主にその光学
装置の変化により生じるコピーの劣化に合わせて
補正される。しかしながら、実際はこのような光
学装置の変化のためばかりでなく複写機の他のパ
ラメータ、特に現像装置のパラメータもまた周囲
条件の変化のために変化して、コピー画質の低下
を引き起こす。そこでコピー画質を維持するには
現像装置やその他の装置のパラメータを個々に監
視して調節することが望ましい。

そこで本発明の目的は、静電写真複写機におい
てコピー画質を維持するために現像濃度を制御す
る装置を提供することである。

問題点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、感光体
上にテストパターンの静電潜像を形成する手段と
その静電潜像を現像剤で現像する現像剤塗布手段
とこの現像剤塗布手段に電気バイアスを与える手
段とを有する静電写真複写機の現像濃度制御装置
において、前記テストパターンを現像するために
現像剤が現像剤塗布手段から感光体へ移るときに
流れる現像電流を監視して、その監視した現像電
流が所定の値と一致するように、現像剤塗布手段
に与える電気バイアスを制御する現像バイアス制
御回路を備えたことを特徴としている。

テストパターンは白色、黒色またはその中間調
であるグレイのいずれであつてもよく、その色調
に応じてそれぞれ所定の現像電流値が選ばれる。
しかしながら監視されるテストパターンの色とし
てはグレイが好ましい。これはグレイは現像され
る両極端の色調、すなわち白色および黒色の中間
にある色だからである。

複写機は走査光学装置を包含してもよいし、ま
たテストパターンはこの走査光学装置とともに移
動しうるものでもよい。このテストパターンは複
写サイクルの短時間の間だけ露光され、それに対
応して感光体の小部分上の像を現像する手段が設
けられている。

実施例以下、図面を参照しながら本発明についてさら
に詳しく説明する。

第１図を参照すれば、作動時にコロトロン３に
より帯電されて電荷パターンを形成するために露
光ステーシヨン５において光像で露光される感光
体１が図示されている。帯電と露光はいずれも米
国特許第2297691号明細書に開示されている。こ
のように形成された静電像は、感光面に液体現像
剤を印加する現像ステーシヨンにおいて可視化さ
れている。感光体１の面上で可視化された像は、
紙シート１０を感光体１上の像と接触させるより
押圧させることによつて紙シート１０へ転写され
て最終的なコピーを形成する。感光体の面上に残
る現像剤は、清掃ブレード１４により清掃され
る。感光体１の面から清掃された現像剤はトレイ
１５内に収集される。

第１図の装置は、代表的な複写機の例を示しか
つ像形成面および塗布装置の代表的な形状を示し
ている。他の形状または構造のものも可能であ
る。たとえば上記像形成面と塗布装置の表面のう
ち一方の面が平坦なプレートであつて他方の面が
弓状になつており、両方の面は一点で接触してい
るものであつてもよく、また別の例では、一方の
面がベルトであつてもよい。

感光体１の面上の像の現像剤は塗布装置７のロ
ーラと感光体１との相対電位に依存している。こ
のように、この相対電位は、感光体１に関して塗
布装置７を電気的にバイアスさせることにより制
御されて非像領域の誤現像を防止する。現像トナ
ーの移送量と塗布装置に与えられるバイアス電位
との関係は、種々の型の複写機について知られて
おり、トナーの移送による塗布装置から感光体１
への現像電流は、通常任意の時間に移送されるト
ナーの移送量で表される。

第２図および第３図を参照すれば、プラテン１
１０は原画１１１を支持するよう設けられてい
る。走査ミラー装置は、それぞれ実線で左側位置
に、破線で右側位置に図示された２つの可動ミラ
ー１１２と１１３とを有している。ミラー１１３
は、原画１１１とレンズ１１４との間の光学距離
を一定に維持するように走査中すなわち像形成中
にはミラー１１２の速度の半分の速度で移動する
ようになつている。

プラテン１１０を横切つてミラー１１２と平行
に延びている管状ランプ１１５は、ミラー１１２
とともに移動する。ランプ１１５は、照射手段と
して設けられて走査中にプラテン１１０を通して
原画１１１を照射する。

プラテン１１０からレンズ１１４へ延びる光路
はレンズを通過してミラー１１６および１１７に
より感光体１の方へ順次反射される。第３図に詳
しく示されているように、光学スリツト１１９が
カバープレート１２０内に設けられている。この
スリツトは像視野を制限して像の画質を維持する
ようになつている。第３図に図示するように光度
検出器１２１が、スリツト１１９に隣接してプレ
ート１２０上に取りつけられている。プラテンカ
バー１２２は原画１１１の上方にある。

通常の走査では、原画は、ミラー１１２および
１１３を左から右へ掃引することにより走査され
て、ミラー１１２および１１３の運動と同期して
回転する感光体１上に原画の潜像が形成される。
原画へ入射する照射量は、ランプ１１５の駆動回
路１１５の電流の大きさによつて決定される。
種々の反射特性をもつ原画の良いコピーを得るた
めに、原画の反射率によつて原画の照射量を変え
ている。光学走査装置の復帰走査中に検出器１２
１が受光した最大光度に応じてランプ１１５の電
流を制御することによつてこれを達成している。

図示した光学走査装置では、光学的な校正を行
う期間は復帰走査期間に相当し、この期間内に複
写すべき原画の反射率に応じて光学装置の校正が
行われる。しかしながらこの光学的な校正を前方
走査中に行いその後原画の像を形成するための走
査を行つてもよい。本質的ではないけれども、こ
のような光学走査装置では、走査前または復帰走
査中に校正作業を行うのがより便利である。

第３図に示すように、検出器１２１は、感光体
表面１１８に隣接して配置され、そこで像が合焦
する。これは検出器１２１の動作が光学装置の構
成要素の変化または劣化を考慮に入れた好ましい
位置である。与えられた光路の他の部分またはそ
の光路に隣接して検出器１２１を配置してその点
に像を結像させるような手段を設けてもよい。た
とえば副レンズかあるいはミラーを設けてもよ
い。また、スリツトの幅を横切るように一つ以上
の検出器を設けてもよい。

第４Ａ図、第４Ｂ図および第４Ｃ図を参照する
と、中間調シヤツター１５０が、ミラー１１２お
よびランプ１１５を搬送するための走査キヤリツ
ジ１５１上に摺動可能に取りつけられている。こ
のシヤツター１５０はグレイの原画濃度を与えて
いる。シヤツター１５０は、復帰走査中は、ラン
プ１１５からの照射光がシヤツター１５０により
反射されてそこから光路を介して感光体１へ向か
つて中間調像を形成するように位置決めされてい
る。シヤツター１５０には切り抜き部が設けられ
ていてもよい。中間調シヤツターを利用せずに原
画の背景部分の濃度を検出する場合には、原画か
ら反射した光がこの切り抜き部を通過して光路を
介して検出器１２１上へ直接向かうようになつて
いる。

復帰走査の終止位置においてシヤツター１５０
は緩衝器１５２に当たり、該緩衝器１５２はキヤ
リツジ１５１に関して、シヤツターを右の方向へ
移動させる。走査の間は、シヤツター１５１は、
感光体が見える線内にはないように位置決めされ
る。走査の終止位置において、シヤツター１５０
は緩衝器１５３に当たり、該緩衝器１５３はシヤ
ツターを次の復帰走査の準備として左方向に移動
させる。前述したような中間調シヤツターを利用
しない例では、検出器１２１の出力は原画上の実
際の受光照度の値に依存している。このような装
置では、複写サイクルの開始前ごとにシヤツター
１５１の中間調像を基準値として利用して光学校
正値を修正してもよい。これにより検出器１２１
における光度の測定値を中間調像レベルと自動的
に比較できる。このような装置は、周囲条件すな
わち動作条件による変化が装置の構成要素を変化
させたとしても、自動露光系すなわち光学的構成
は、その有効な全体の校正値を維持することがで
きることを意味している。なぜならば校正値は、
測定時に残存する中間調値レベルに従つており、
実際の光度とは比較していないからである。

第５図には、現像装置の特性が図示されてい
る。現像電流は、現像される中間調濃度とともに
増加する。少なくとも部分的には、これは塗布装
置７から感光体１へのトナー移送量の増加によ
る。特定の条件によれば、所定の大きさの現像電
流をたとえば中間調像の現像と対応するものとし
てとらえることができる。前述した例では感光体
は復帰走査の間に中間調シヤツターにより露光さ
れて以下に記載するように、所望の現像電流が流
れるまで調節される。

中間調の中心部分の現像電流に対して中間調の
中心部の像が対応するのが普通である。しかしな
がら、この実施例では、ランプの照度は、光学露
光装置の校正によつて復帰走査の間にゆつくりと
通常の照度以上に大きくなるので、中間調の中心
部の濃度よりもいくらか濃いシヤツターが通常の
照度装置のレベルの中間調の中心部に対して必要
とされる。とにかく、ここで述べるいわゆる所望
の現像電流とは、中間調の中心部に対して現像装
置の校正を正確に行う。

第６図を参照すれば、塗布装置７（第１図）
は、抵抗２００を介してコンパレータ２０１の第
１入力と、母線２０３に接続された抵抗２０２と
に接続されている。このコンパレータ２０１の他
の入力は、母線２０３と供給線２０５との間に接
続されたポテンシヨメータ２０４の可変タツプに
接続されている。この供給線２０５は、ダイオー
ド２０６、抵抗２０７および供給スイツチ２０８
を介して４０５ボルトの電圧源に接続されてい
る。

低電圧線２０９は、npnトランジスタ２１０と
ツエナーダイオード２１１とを直列接続したもの
と、ツエナーダイオード２１２とnpnトランジス
タ２１３とpnpトランジスタ２１４とを直列接続
したものとから成る並列回路を介して母線２０３
に接続されている。トランジスタ２１４のベース
は、コンパレータ２０１の出力に接続されてい
る。トランジスタ２１０と２１３のベースはとも
に抵抗２１５を介して線２０９へ接続され、また
抵抗２１７と直列なダイオード２１６を介して抵
抗２０７とダイオード２０６との間に接続されて
いる。ツエナーダイオード２１８は線２０５と母
線２０３との間に接続されている。コンデンサ２
１９は線２０５と線２０９との間に接続されてい
る。ダイオード２２０はコンパレータ２０１の第
１入力とトランジスタ２１０のコレクタとの間に
接続されており、このコレクタはまた抵抗２２１
を介して母線２０３に接続されている。ツエナー
ダイオード２１２および２１８の定格は、それぞ
れ5.6Vである。

作動時において、まずスイツチ２０８を閉じ
て、コンデンサ２１９を十分に充電する。トラン
ジスタ２１０は後述するように定電流源を構成
し、高抵抗素子として作用するのでコンデンサ２
１９は高電位に充電される。コンパレータ２０１
の出力がトランジスタ２１４をオンの状態に保持
している。トランジスタ２１０および２１３はい
ずれも定電流源を構成し、これらは、電流ミラー
すなわち前者がオンのとき後者もまたオンとなる
ような整合特性をもつ素子として作用する。この
ため、ツエナーダイオード２１２やトランジスタ
２１３を通過する電流により、トランジスタ２１
０がオンの状態にあることを確認できる。トラン
ジスタ２１０や２１４を通過する電流によつてコ
ンデンサ２１９が放電させられ、母線２０３の電
圧が降下して塗布装置７に与えられるバイアス電
圧を減少させる。

現像電流が抵抗２００を流れ始めると、抵抗２
０２の両端に電圧が生じる。この現像装置では中
間調の中心部における所望の現像電流がわかつて
おり、ポテンシヨメータ２０４に設定された電位
差に対応している。コンデンサは放電し続け、現
像電流は、コンパレータ２０１の入力電圧が等し
くなる、すなわち所望の現像電流の大きさに到達
するまで増大し続ける。

次にコンパレータの出力はトランジスタ２１４
を正確にオフ状態に切り換えよう変化してそれに
よりトランジスタ２１０をオフ状態に切り換え
る。その後、母線２０３は、所望の塗布バイアス
電圧になる。母線２０３はコンパレータ２０１の
二つの入力の基準電位線として働き、その電位は
線２０５を介して与えられる電圧よりも数ボルト
だけ低く、両者の電位差はツエナーダイオード２
１８によつて決まる。したがつて母線２０３の電
圧は、実際は5.6ボルトだけ上昇し、この上昇分
は一定の変化量であつて、いずれにしろこの回路
では通常約350ボルトのバイアス電圧と比べて小
さい。

このように図示した回路は、所望の現像電流が
流れて中間調の中心部の像を現像するまで塗布装
置のバイアス電圧を調節することによつて現像装
置の校正を自動的に行う。調節した塗布装置のバ
イアス電圧をその調節値に維持しながら、すぐそ
の後に続いて現像を行う。

図示した回路は、塗布装置と大地との短絡を防
止する保護装置（抵抗２００およびダイオード２
２０）とコンデンサの放電開始前にトランジスタ
２１０と２１４を導通させる手段（ダイオード２
０６、抵抗２１７およびダイオード２１６）とを
包含する。さらにトランジスタ２１０と２１３と
は整合関係にあり、前者に対して起きたことは後
者にも起きる。したがつて温度の影響は相互に相
殺される。このため、トランジスタ２１０および
２１３のベースとエミツタとの接合は、温度とと
もに変化し、ツエナーダイオード２１１および２
１８を通過する電流は一定となる。

以上述べた第６図の回路についてさらに詳しく
説明する。コンデンサ２１９は最初、スイツチ２
０８が閉じられることにより＋405ボルトに充電
されている。二つの定電流源２１０（電流I₁）と
２１３（電流I₂）は最初、いずれもオン状態にあ
る。コンパレータ２０１自体は無視できるほどの
電流しか流さないので、電流I₁およびI₂がツエナ
ーダイオード２１８を通つて流れ、電流I₁がツエ
ナーダイオード２１１を通つて流れる。母線２０
３はコンパレータに対して実効値０ボルトの電圧
線となつており、その両側には負電圧および正電
圧の供給線が接続されている。したがつて現像電
流が流れていないとき塗布装置は−5.6ボルトに
バイアスされている。

スイツチ２０８が開かれるとコンデンサ２１９
が定電流I₁およびI₂で放電し、これにより毎秒
（I₁＋I₂）／Ｃボルトの割合で降下する線形ラン
プ電圧が得られる。

ランプ電圧の開始端では現像電流が流れていな
いので、コンパレータの非反転入力（図ではコン
パレータ２０１の左側から入る二つの入力のうち
の上の方）の電位は反転入力の電位よりも低い。
したがつてコンパレータの出力は母線２０３の電
位よりも低く、これが電流源２１３をオン状態に
保持するようになつている。ツエナーダイオード
２１２を流れる電流I₂によつて電流源２１０をオ
ン状態にするのに必要な電圧が得られる。

充電されたランプ電圧が降下するにつれて、母
線２０３の電圧はランプ状に降下し、さらに塗布
装置の電圧も同様に降下する。最終的に塗布装置
に大きな電流が流れ、それによりコンパレータの
非反転入力の電位は反転入力の電位よりも高くな
る。そこでコンパレータの出力が母線２０３の電
位よりも高くなり、この結果電流源２１３がオフ
状態になる。このためツエナーダイオード２１２
が流れる電流がなくなり、電流源２１０もまたオ
フ状態になる。したがつて適当な電流が塗布装置
に流れることがコンパレータによつて検出される
と、ランプ電圧が現在どんな値であろうとも簡単
にその降下動作が停止する。電流源２１０および
２１３の上方にある回路の部分はすべてこの電圧
値に保持される。ランプ電圧の終止端では塗布装
置の電圧は5.6ボルトだけ上昇するが、この誤差
は常に一定であり現像電流に比べて小さい。

発明の効果本発明によれば、複写機の装置がどんなに許容
外にあろうとも、複写能力は現像装置の性能内に
含まれるので許容できるコピーを常に作成するこ
とができる。

記載した実施例では、復帰走査の間に複写機の
校正を行い、場合次第で第１コピーまたは次のコ
ピーを作成する準備をする。転写は別として複写
サイクルの最後の動作である現像を行いながら複
写機の校正を行うことができることは実質的にも
有効である。現像が許容範囲内になければ、帯電
や露光を精密に調整することにより良いコピーを
作成することはできない。さらに前記帯電の変化
量を決定したりそれを修正したりすることが特に
困難であることはわかつている。現像装置に注目
することにより、他の装置の寛容度を個々に修正
する必要のない、有効で実質的な解決法を提供し
た。さらに、複写機の一つの装置または数個のパ
ラメータに注目することは、すでに説明したよう
に装置全体の制御を簡単化し、コピーの画質を校
正値内または少なくとも許容値内に維持するのに
効果的である。

現像ハウジング（図示せず）と複写機の主フレ
ーム（図示せず）との間に電流が流れると、現像
装置の性能が悪影響を受けることがある。図示し
た回路では、塗布装置のハウジング（図示せず）
のまわりの保護環（図示せず）が高抵抗（破線で
図示）により母線２０３と接続されてもよい。こ
れは、記載した回路の性能に影響を及ぼすことが
ある主フレームまたは駆動シヤフトと塗布装置７
との間の漏れ電流を除去するか、少なくとも実質
的に減少させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、静電写真複写機の概略図である、第
２図は、複写機の光学走査装置の概略図である、
第３図は、第２図においてＡ−Ａから見た概略図
図である、第４Ａ図は、中間調シヤツターを備え
た復帰走査中の光学走査装置の概略図である、第
４Ｂ図は、復帰走査終止位置における第４Ａ図と
同じ光学走査装置の概略図である、第４Ｃ図は、
走査中の第４Ａ図と同じ光学走査装置の概略図で
ある、第５図は、複写機の現像特性を示した図で
ある、第６図は、自動現像バイアス回路および現
像電流制御回路の図である。１……感光体、２……コロトロン、５……露光
ステーシヨン、７……塗布装置、９……転写ステ
ーシヨン、１０……紙シート、１１……転写ロー
ル、１３……清掃ステーシヨン、１４……清掃ブ
レード、１５……トレイ、１１０……プラテン、
１１１……原画、１１２，１１３，１１６，１１
７……ミラー、１１４……レンズ、１１５……ラ
ンプ、１１９……光学スリツト、１２０……カバ
ープレート、１２１……検出器、２０１……コン
パレータ、２１１，２１２，２１８……ツエナー
ダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】１感光体上にテストパターンの静電潜像を形成
する手段とその静電潜像を現像剤で現像する現像
剤塗布手段とこの現像剤塗布手段に電気バイアス
を与える手段とを有する静電写真複写機の現像濃
度制御装置において、前記テストパターンの静電潜像を形成する手段
が、原画の静電潜像を形成する際に用いられる光
学装置から成り、さらに前記現像濃度制御装置
が、現像剤が現像剤塗布手段からテストパターン
の静電潜像へ移るときに流れる現像電流を監視し
て、その監視した現像電流が所定の値と一致する
ように、現像剤塗布手段に与える電気バイアスを
制御する現像バイアス制御回路を備えたことを特
徴とする現像濃度制御装置。