JP2521947B2 - 現像濃度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、静電潜像を現像するための、現像器へ供給
すべきトナー量を調整する現像濃度制御装置に関する。

「従来の技術」 電子写真方式の複写機やプリンタにおいては、感光体
を露光して静電潜像を形成し、これを現像器で現像した
後、記録用紙にトナーを転写するようにしている。

このような装置で、現像器に収容されているトナー量
の変動により（トナー量一定で現像濃度が変化すること
もある）現像濃度が変動することはよく知られている。

このため、現像器で消費されるトナー量を予測し、そ
の消費分を補うように新たなトナーを供給する現像濃度
制御装置が各種開発されている。

第２図はその一例を示す概略構成図である。

感光体１を外周面に担持した感光ドラム２は、矢印３
方向に回転するように支持されている。この感光ドラム
２の外周には、帯電器４、補助光源５、現像器６、光反
射濃度センサ７が配置されている。露光部10は、帯電器
４と補助光源５との間にある。また、光反射濃度センサ
７の検出出力はトナー量調整手段８に入力している。こ
のトナー量調整手段８は、現像器６へのトナー供給量を
調整するトナーディスペンサ等の収容された装置であ
る。

ここで、まず感光体１が帯電器４により一様帯電され
ると、図示しない原稿の画像が露光部10で露光される
が、ここで感光体１上の露光されることがない領域（非
画像部）に対して、補助光源５が一定量の光を照射して
これを除電する。

こうして得られた静電潜像はパッチと呼ばれ、現像器
６の現像濃度の検出に利用される。すなわちこの静電潜
像は、原稿の画像に対応する静電潜像と共に現像器６で
現像される。その現像後の上記非画像部には、一定量の
トナーが付着するが、その部分の光反射濃度を、光反射
濃度センサ７が検出する。

感光体１を常に一定電位に帯電し、一定の光量の補助
光源５を用いて除電して、一定条件で現像すれば、非画
像部に付着したトナーの光反射濃度は一定値のはずであ
る。

しかし、現像器６のトナー量が変動すると、この光反
射濃度も変動する。そこで、トナー量調整手段８は、光
反射濃度の変化を認識し、これをトナー量に換算して必
要量のトナーを現像器６に供給するようにしている。

「発明が解決しようとする問題点」 さて、このような現像濃度制御装置において、補助光
源５の光の照射量が変動すると、トナー供給量の安定な
制御を行うことができなくなる。

例えば、補助光源５に発光ダイオード等を使用した場
合、起動時から温度が安定化するまでの立ち上がり期間
に、光量が設定値と異なってくることがある。また、長
期間の使用による光源の光量の経時変化や汚れも無視す
ることができない。

そこで従来、第３図に示すような、補助光源の安定化
対策を行っていた。

この補助光源５は、カバー51の内部に、いくつかの発
光素子を並べて固定した発光部52と、アクリル板等の導
光部材から成るライトガイド53と、このライトガイド53
の切り欠きに配置された光センサ54と、電源55とから構
成されている。

この補助光源５は、発光部52から出射された光をライ
トガイド53により感光体１上に導く一方、その光の一部
を光センサ54で受けて光量検出を行っている。この光セ
ンサ54の出力を一定の基準値と比較し、光量低下を検出
した場合、電源55から供給される駆動電力を増加する等
の補正を行う。複数の発光素子がある場合、その点灯個
数を増減するようにしてもよい。

従来、こうした自己フィードバックによる補助光源の
光量安定化が図られていた。

ところが、このような補助光源は、光センサやライト
ガイド等を必要とすることから、大型となりかつコスト
アップの原因ともなる。また、ライトガイド53の、感光
体１に対向している面と光センサ54に対向している面の
汚れが相違してくると、補正光量に誤差が発明する。さ
らに、光量が適性でないことを検出したサイクルでは、
パッチの潜像電位が基準電位からずれているので光反射
濃度を基にトナー供給量を調整しても、適切な濃度で複
写を行うことができない。このため、補助光源の光量を
制御するために特別なサイクルを設けなければならず、
高速な複写装置には適応することが難しいという問題が
あった。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、補助光
源の小型化を図り、かつより正確な光量補正ができると
ともに、高速な複写装置に対応できる現像濃度制御装置
を提供することを目的とするものである。

「問題点を解決するための手段」 本発明では、一様に帯電された感光体の非画像部に光
を照射する補助光源と、その光の照射によって除電され
て形成された非画像部の潜像の潜像電位を検出する電位
検出手段と、この電位検出手段によって検出された潜像
の電位と補助光源により基準光量の光が照射されたとき
の潜像電位として予め定められた基準電位とを比較する
比較手段と、感光体上に形成された静電潜像を現像する
現像器と、この現像器によって非画像部の静電潜像が現
像されているとき電位検出手段で検出された潜像電位と
基準電位との差に応じて現像器のバイアス電圧を変更す
るバイアス電圧制御手段と、現像器によって現像された
非画像部の光反射濃度を検出する光反射濃度検出手段
と、この光反射濃度検出手段によって検出された光反射
濃度に基づいて現像器へのトナー供給量を調整するトナ
ー量調整手段と、比較手段の比較結果を基に電位検出手
段によって次に補助光源の照射によって除電されて形成
された非画像部の潜像の潜像電位を検出するサイクルで
補助光源の照射する光の光量を基準光量に変更する光量
制御手段とを現像濃度制御装置に具備させている。

「作用」 以上の現像濃度制御装置では、補助光源により形成し
た静電潜像の潜像電位を電位検出手段により検出し、非
画像部を現像するときに基準電位との差を基に現像器の
バイアス電圧を制御する。これにより補助光源の光量の
ずれを潜像電位によって検出するサイクルにおいて、ト
ナー供給量を粗調整することができる。次のサイクルで
は補助光源の光量が基準光量に調整されるので、現像バ
イアスは変更されず、画像部分を現像するときと同一の
現像バイアスで非画像部分が現像される。これにより、
画像部分を現像する実使用と同一の状態でトナー供給量
を微調整することができ、より正確にトナー供給量が調
整される。

「実施例」 第１図は本発明の現像濃度制御装置の実施例を示す概
略構成図である。

図において、感光体１を担持した感光ドラム２の外周
には、クリーニング装置16、除電ランプ17、帯電器18、
補助光源20、電位検出手段21、現像器６、光反射濃度セ
ンサ７、転写器23および剥離コロトロン24とが配置され
ている。

電位検出手段21の検出出力は光量制御手段22に入力
し、これにより補助光源20の光量が制御されるよう結線
されている。また、光反射濃度センサ７の検出出力はト
ナー量調整手段８に入力し、現像器６へ供給されるトナ
ー量が調整されるよう結線されている。

以上の構成の装置は、まず原稿11の画像が露光用ラン
プ12により照射され、その反射光はミラー13a、13bおよ
びレンズ14によって感光体１上に結像する。

感光体１は、クリーニング装置16によりクリーニング
され、除電ランプ17によって不要電荷が除去された後、
帯電器18で一様帯電される。感光体１上には、露光部10
において、原稿11の画像に対応する静電潜像が形成され
る。この静電潜像は現像器６で現像され、転写器23によ
り記録用紙30上に転写される。記録用紙30は、剥離コロ
トロン24により感光体１から剥離され、搬送ベルト25に
より図示しない定着器に送られる。

一方、感光体１上において、原稿の画像に対応する静
電潜像が形成されない非画像部には、補助光源20によっ
て一定量の光が照射されパッチが形成される。この補助
光源20は、発光ダイオード等から構成され、光量制御手
段22から点灯用の電力の供給を受けている。こうして、
感光体１の非画像部に形成された静電潜像の潜像電位
が、電位検出手段21によって検出される。

この電位検出手段21は、記録画像の画質向上を目的と
して、その潜像電位を測定するために使用されている既
知の装置で、感光体１の表面に存在する帯電電荷を測定
して、その部位の電位を求めるよう動作するものであ
る。

こうして、潜像電位が検出されると、その検出出力が
光量制御手段22に入力する。補助光源20の光量が一定な
らば、この検出出力はあらかじめ設定された一定値をと
るはずである。この一定値を基準電位とし、実際の検出
出力と比較し、両者に差がある場合、その差を補償する
ように現像器に与えるバイアス電圧を変化させる。

しかしながら、このような光量制御はフィードバック
制御のため、これを通常通り行うと補助光源の光量が一
定になるまではトナー量を正確に決定できず、トナー量
を正確に設定するまでの時間を要して高速複写処理に適
さない。

そこで、第４図に示すように、非画像部で静電潜像
（パッチ）を形成し（ステップ、）、そのパッチ電
位を検出した後（ステップ）、そのパッチをすぐに現
像して（ステップ）、現像濃度の判定に利用する。す
なわち、パッチ電位と基準電位とを比較してその差を求
め（ステップ、、）、その差をバイアス制御手段
を通じて現像器のバイアスに付加（あるいは減少）して
（ステップ、）、パッチ現像時のみ、現像器バイア
スを変更する。これと並行して、パッチ濃度を検出し
（ステップ）、トナー量の調整を行う（ステップ、
）。

一方、パッチ電位と基準電位との差をバイアス制御手
段を通じて光量制御手段に入力させ（ステップ、、
、）、次のサイクルで、すなわち次のパッチ電位を
検出するサイクルでそのための補助光源の光量補正を行
う方式（ステップ、）とする。この方式は、高速複
写処理に適する方式である。

なお、補助光源20には、発光ダイオードのみならず、
螢光ランプ等の既知の種々の発光体を使用してもよい。
また、補助光源20は、帯電器18と、露光部10の間に設け
てもよい。

「発明の効果」 以上説明した本発明の現像濃度制御装置によれば、補
助光源の光量のずれによる潜像電位の基準電位との差
を、現像器のバイアス電圧を制御することによって暫定
的に補償したので、補助光源の光量が基準光量である場
合とほぼ等価な状態でトナー供給量を粗調整することが
できる。補助光源の光量を適性な光量に補正する前のサ
イクルにおいてもある程度適切な濃度で複写することが
できるので、補助光源の光量を調整するためだけの特別
なサイクルが不要となり、複写作業を高速に行うことが
できる。また、次のサイクルでは補助光源の光量が基準
光量に補正されるので、現像バイアスが変更されず、画
像部分を現像するときと同一の現像バイアスで非画像部
分が現像される。これにより実使用の際と同一の条件下
で現像された非画像部分の光反射濃度を基にトナー供給
量が微調整され、より正確なトナー量とすることができ
る。さらに、静電潜像の電位を直接測定して補助光源の
光量を制御しているので、現像濃度を高い精度で制御す
ることができる。また、補助光源と電位検出手段は比較
的小型な構成とすることができ、装置の小型化を容易に
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像濃度制御装置の実施例を示す概略
構成図、第２図は従来の現像濃度制御装置の一例を示す
概略構成図、第３図はその補助光源の断面図、第４図は
本発明の現像濃度制御装置の変形例の処理フローチャー
トである。 １……感光体、 ６……現像器、 ７……光反射濃度センサ、 ８……トナー量調整手段、 20……補助光源、 21……電位検出手段、 22……光量制御手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一様に帯電された感光体の非画像部に光を
   照射する補助光源と、 その光の照射によって除電されて形成された前記非画像
   部の潜像の潜像電位を検出する電位検出手段と、 この電位検出手段によって検出された潜像の電位と前記
   補助光源により基準光量の光が照射されたときの潜像電
   位として予め定められた基準電位とを比較する比較手段
   と、 前記感光体上に形成された静電潜像を現像する現像器
   と、 この現像器によって前記非画像部の静電潜像が現像され
   ているとき前記電位検出手段で検出された潜像電位と前
   記基準電位との差に応じて現像器のバイアス電圧を変更
   するバイアス電圧制御手段と、 前記現像器によって現像された前記非画像部の光反射濃
   度を検出する光反射濃度検出手段と、 この光反射濃度検出手段によって検出された光反射濃度
   に基づいて前記現像器へのトナー供給量を調整するトナ
   ー量調整手段と、 前記比較手段の比較結果を基に前記電位検出手段によっ
   て次に前記補助光源の照射によって除電されて形成され
   た前記非画像部の潜像の潜像電位を検出するサイクルで
   前記補助光源の照射する光の光量を前記基準光量に変更
   する光量制御手段 とを具備することを特徴とする現像濃度制御装置。