JP2904651B2 - 複写機 - Google Patents

複写機

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JP2904651B2 JP4228189A JP22818992A JP2904651B2 JP 2904651 B2 JP2904651 B2 JP 2904651B2 JP 4228189 A JP4228189 A JP 4228189A JP 22818992 A JP22818992 A JP 22818992A JP 2904651 B2 JP2904651 B2 JP 2904651B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複写機に関し、更に詳し
くは、乾式２成分現像剤を用いた電子写真式の複写機に
関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の複写機において、従来、環境の
変化等に対処して電子写真複写画像を最適画質に長時間
維持するために、感光体の状況を光学センサで監視し、
その素地の濃度検出結果をレファレンス信号として、コ
ピーランプ電圧等の適当な制御パラメータを変化させる
プロセスコントロールが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、画質低下の
なかで、背景部のかぶり現象はいろいろな原因で発生す
るが、感光体の残留電位の増加や、現像材の環境特性な
いしは使い込みによる劣化が主な原因として挙げられ
る。なかでも、現像材の熱履歴による劣化に起因する背
景部のかぶりは、従来のプロセスコントロールでは対処
不可能である。
【０００４】すなわち、例えば熱天下の倉庫や、輸送中
の車内等に保管されることにより、トナーが約５０°Ｃ
の環境に２日間程度置かれたような場合等、トナーが熱
履歴を受けると、熱ストレスによってトナーの樹脂自体
の軟化や外添剤の埋め込み等によって表面物性が変化し
てしまう結果、トナーの流動性や帯電立ち上がり特性に
劣化が生じることがある。このようなトナーが補給され
ると、各制御パラメータが正常な状態であるにも関わら
ず背景部のかぶりが生じる場合がある。このようなトナ
ー不良に起因するかぶり現象は、露光光量の増加や現像
バイアス電圧の調整では取り除くことができない。
【０００５】背景部にかぶりの発生しているコピーは視
覚的に大きな不快感を与え、画質として極めて低いレベ
ルと評価されるばかりでなく、このような状態で従来の
プロセスコントロールを行うと、レファレンスとすべき
感光体素地の濃度検出信号がかぶりのために誤ったもの
となり、結果的に複写画像の画質を逆に低下させたり、
現像により消費されるトナー量の増加やトナー飛散等、
不経済な現象を誘起させる原因となっている。
【０００６】なお、トナーは近年、熱履歴を受けても画
質に影響を及ぼさないよう、外添剤などによる対策が施
されるようになったが、かぶりの問題については完全に
解決されてはいない。
【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、複写画像の背景部のかぶりを定量的に推測して、
熱履歴等によって劣化したトナーが供給された場合にお
いても背景部のかぶりの発生やトナー飛散等の問題を生
じることのない複写機の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の複写機は、現像後の感光体の素地の濃度を
検出する第１の光学センサと、クリーニング後の感光体
の素地の濃度を検出する第２の光学センサと、その第１
と第２の光学センサの出力比の大きさに基づいて複写プ
ロセスのパラメータを制御する制御回路を備え、この制
御回路は、上記出力比があらじめ設定された許容範囲を
満足しないとき、コピーランプ電圧および現像バイアス
電圧の少なくとも一方を変化させ、かつ、この変化後に
も上記出力比が許容範囲を満足しないときには用紙補給
とトナー補給を一時的に禁止して、所定時間だけ現像槽
の攪拌を行うよう構成されていることによって特徴づけ
られる。
【０００９】また、このような構成に加え、現像槽の攪
拌によっても、上記第１と第２の光学センサの出力比が
改善されない場合には、トナー濃度を低下させるべくト
ナー補給に制限を加えるよう構成してもよい。
【００１０】
【作用】まず、光学センサとして使用している発光ダイ
オードは、図３に示すように高温になるほどその出力光
量が低下するという温度依存性を有しているため、周囲
の温度が高温になると、発光ダイオードの出力光量が低
下し、フォトトランジスタの受光量も必然的に低下する
ため、光学センサの出力値も温度変化に伴い変化する。
従って、光学センサの温度依存性により、周囲温度の違
いにより光学センサの出力値が同一値となっていても、
実際の濃度が異なる場合が生じるため、背景部のかぶり
現象を正確に把握することはできない。そこで、本発明
においては、現像後の感光体の素地濃度を検出する第１
の光学センサの出力と、クリーニング後の感光体の素地
濃度を検出する第２の光学センサの出力との出力比を採
ることで環境変化（温度変化）による影響をキャンセル
している。すなわち、第２の光学センサはクリーニング
後の感光体の素地温度を検出しているので、温度依存性
による出力値の変化を検出することが可能であり、この
第２の光学センサの出力との出力比を採ることによっ
て、温度依存性に係る要因を除外することができる。
【００１１】そして、背景部のかぶりの発生を検知した
場合には、コピーランプ電圧や現像バイアス電圧等の従
来の複写プロセスパラメータの調整を行い、これらでは
改善されないときにはトナー側に原因があると推定し
て、現像槽の攪拌を行うことにより、熱履歴等で流動性
や帯電立ち上がり特性に劣化の生じたトナーをキャリア
との相互摩擦によって帯電させ、トナー特性を再生させ
ることで、背景部のかぶりが解消され、所期の目的を達
成できる。
【００１２】また、攪拌に加えてトナー濃度を低下させ
る、つまりキャリアに対するトナーの量を減少させるこ
とによっても、攪拌によるキャリアとの摩擦によるトナ
ーの帯電効率が向上し、同様に背景部のかぶりを解消す
ることができる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明実施例の構成図である。原稿台
１上に置かれた原稿には、コピーランプ２からの光が照
射され、その反射光が光学系３によって感光体４の表面
に導かれる。コピーランプ２の電源電圧はランプ駆動回
路２ａによって制御される。原稿台１には標準白色板１
ａが装着されており、この標準白色板１ａの像が結ばれ
た位置の現像後の感光体４の濃度が、素地濃度として後
述する第１の光学センサ９によって検出される。
【００１４】感光体４は例えば肉厚２ｍｍ、直径１００
ｍｍ、長さ３４０ｍｍのアルミニウム素管に電荷発生層
を膜厚１μｍに均一に塗布した有機半導体によって構成
されているとともに、図中矢印の向きに回転が与えら
れ、帯電器５によって帯電された状態で光学系３からの
光を受けて、その表面に帯電潜像を結ぶ。
【００１５】現像器６は感光体４上の帯電潜像を現像槽
６ａ内に補給されたトナーによって顕像化するためのも
ので、トナーには現像バイアス電源６ｂからの現像バイ
アス電圧が付与される。現像槽６ａ内には攪拌装置（図
示せず）が配設されており、現像槽攪拌駆動回路６ｃか
らの駆動信号によって現像槽６ａ内のトナーが攪拌され
るようになっている。また、この現像槽６ａには、トナ
ー補給駆動回路６ｄからの駆動信号によって別途設けら
れたトナー源から当該現像槽６ａ内にトナーを補給する
ためのトナー補給装置（図示せず）が装着されていると
ともに、当該現像槽６ａ内のトナー濃度を検知するため
のトナーコントロールセンサ６ｅが配設されている。
【００１６】現像器６によって顕像化された感光体４上
のトナー像は、転写チャージャー７によって転写紙Ｐに
転写される。転写紙Ｐは転写チャージャー７を経た後に
定着器（図示せず）に導かれ、この定着器によって転写
紙Ｐ上のトナー像が加熱固定されて機外へと排出され
る。
【００１７】転写チャージャー７と帯電器５の間にはク
リーナーユニット８が設けられており、このクリーナー
ユニット８によって転写チャージャー７を経た感光体４
の表面が清浄化され、次回の複写に供される。
【００１８】現像器６と転写チャージャー７の間、およ
び、クリーナーユニット８と帯電器５との間には、それ
ぞれ第１および第２の光学センサ９および１０が配設さ
れている。この第１および第２の光学センサ９および１
０は、それぞれ発光ダイオードとフォトトランジスタを
有し、発光ダイオードからの出力光を感光体４の表面に
照射し、その反射光をフォトトランジスタで受光するこ
とによって、その光照射部分の感光体４の表面の濃度に
応じた大きさの信号を出力し得るように構成されてお
り、第１の光学センサ９は前記したように原稿台１の標
準白色板１ａの像の濃度を検出し、現像後の素地濃度情
報として出力する。
【００１９】第１および第２の光学センサの出力は、そ
れぞれ除算器１１に導入され、ここで第１の光学センサ
９の出力が第２の光学センサ１０の出力によって除され
てこれら両センサの出力比Ａが算出され、その値ＡがＡ
−Ｄ変換器１２によってデジタル化された後にマイクロ
コンピュータ１３に採り込まれる。
【００２０】また、前記したトナーコントロールセンサ
６ｅの出力についても、増幅器１４によって増幅された
後、Ａ−Ｄ変換器１５によってデジタル化された後にマ
イクロコンピュータ１３に採り込まれている。
【００２１】マイクロコンピュータ１３は、後述するプ
ログラムに従って、Ａ−Ｄ変換器１２および１５からの
データを所定の微小間隔で刻々と採取し、その各データ
値に応じてランプ駆動回路２ａ、現像バイアス電源６
ｂ、現像槽攪拌駆動回路６ｃ、およびトナー補給駆動回
路６ｄに制御信号を供給する。
【００２２】図２はマイクロコンピュータ１３に書き込
まれたプログラムの内容を示すフローチャートで、以
下、この図を参照しつつ本発明実施例の作用を述べる。
第１と第２の光学センサ９と１０の出力比Ａが採り込こ
まれ、その値が０．９５以上である場合にはプロセスは
最適状態であるとしてそのままコピーサイクルが続行さ
れるとともに、Ａが０．９５未満である場合には、まず
コピーランプ２の電源電圧が調整される。
【００２３】ここで、第１と第２の光学センサ９と１０
の出力比Ａは、背景部のかぶりの程度を正確に定量化し
て推測し得る情報となる。その理由を以下に述べる。ま
ず、第１の光学センサ９の出力は、感光体４上で標準白
色板１ａの像が現像された位置での濃度であり、感光体
４の素地濃度を表す量であるが、これをそのまま素地濃
度情報として用いた場合には、光学センサの温度特性に
基づく誤差が含まれることになる。図３はこの種の光学
センサの発光素子として用いられる発光ダイオードの出
力光量の温度による変化を表すグラフで、周囲温度の上
昇に従って光量が減少し、その結果として同じ濃度であ
ってもセンサ出力値が変化してしまうことがわかる。こ
こで、本実施の形態において、第１と第２の光学センサ
９と１０のうち、第２の光学センサ９は、クリーンング
後の感光体の素地濃度を検出するので、光学センサの温
度特性による出力値の変化を検出することが可能であ
り、従って、第１の光学センサ９の出力を、第２の光学
センサ１０の出力で除して出力比Ａを求めることによ
り、上記のような光学センサの温度係数がキャンセルさ
れ、その算出値（出力比Ａ）は、感光体４の素地濃度を
正確に表すデータとなる。
【００２４】この素地濃度のデータＡは、図４に示すよ
うに、コピーの背景部のかぶりの量と強い相関を示し、
この例においてはＡの値が０．９５以上であれば背景部
のかぶりは許容限度に収まっていると言える。
【００２５】さて、両センサの出力比の値Ａが０．９５
未満のときには、背景部のかぶりが生じているとして、
前記したようにまずコピーランプの電源電圧を調整さ
れ、この調整によってもＡの値が未だ０．９５に達して
いない場合には、次いで現像バイアス電圧が調整され
る。
【００２６】この２つの制御パラメータの調整では、劣
化したトナーが現像槽６ａ内に補給されている場合に
は、背景部のかぶりは改善されないことが多く、更にこ
れらの調整を続行すると前述したように逆に画質が悪化
してしまう。
【００２７】そこで、これらの制御パラメータを調整し
てもＡの値が０．９５未満である場合には、用紙補給と
トナー補給を一時的に禁止して、図５に例示するように
Ａの値に応じた攪拌速度で現像槽６ａ内を所定時間だけ
攪拌した後、コピー動作を続ける。現像槽６ａ内を攪拌
することにより、トナーとキャリアとの相互摩擦によっ
て、劣化したトナーが帯電されることになり、トナーが
元来的に有している性能を回復する可能性がある。この
攪拌によってＡの値が０．９５以上に改善された場合に
はコピーサイクルを続行する。
【００２８】攪拌によってもＡが０．９５以上とならな
い場合には、攪拌槽６ａ内のトナー濃度を低下させるべ
くトナーの補給を制限する。すなわち、通常の制御状態
にといては、攪拌槽６ａ内のトナー濃度は、トナーコン
トロールセンサ６ｅの出力に基づいて例えば常に４％を
維持するよう、別途制御が行われているが、上述の攪拌
によってもＡの値が改善されない場合には、図６に例示
するように、その時点のＡの値に応じてトナー濃度を低
下させ、攪拌を行う。攪拌槽６ａ内のトナー濃度を低下
させた状態、つまりキャリアに対するトナーの量が少な
い状態で攪拌を行うと、同じ攪拌を行ってもトナーの帯
電効率が向上するため、トナーの性能回復の可能性はよ
り高くなる。
【００２９】以上の動作によって、熱履歴等を受けて劣
化したトナーが補給された場合においても、画質の他の
要素を低下させることなく、背景部のかぶりを改善する
ことができる。そして、以上の各調整動作を行ってもな
おＡの値が０．９５に達しない場合には、警告表示を行
うか、あるいは複写動作を禁止して、その旨を使用者に
報知する。
【００３０】図７は以上の本発明実施例において、劣化
したトナーが補給された場合におけるセンサ出力比Ａの
値の時間的推移を、横軸にコピー枚数を採って示すグラ
フであり、Ａの値が０．９５未満になるごとに現像槽６
ａ内のトナーが攪拌され、あるいはトナー濃度の制限下
において攪拌されてトナーが帯電される結果、Ａの値は
０．９５を大きく下回ることがなく、背景部のかぶりは
許容し得る範囲内に抑えられる。
【００３１】一方、図８は以上の実施例の動作から、現
像槽６ａ内の攪拌並びにトナー濃度の制限を行わない場
合に、同様にして劣化したトナーが補給されたときのＡ
の値の推移を示すグラフで、他の制御パラメータを調整
するだけではＡの値はあまり改善されず、背景部のかぶ
りが次第に多くなる。
【００３２】なお、本発明は、必ずしも現像槽の攪拌動
作と、トナー濃度を制限した状態での攪拌動作の双方を
実行する必要はなく、トナーの攪拌を行った後にＡの値
が改善されない場合、トナー濃度の制限を行うことなく
直ちに警告表示等を行うようにしてもよいし、あるい
は、現像バイアス電圧の調整によってもＡの値が改善さ
れない場合、直ちにトナー濃度の制限を行って攪拌する
ように構成してもよい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像後の感光体の素地濃度を検出する第１の光学センサ
と、クリーニング後の感光体の素地濃度を検出する第２
の光学センサを設け、これらの両センサの出力比によっ
てコピーの背景部のかぶりの程度を定量的に推測し、そ
の比の大きさが許容範囲外にあるときには、まずコピー
ランプの電源電圧や現像バイアス電圧といった複写プロ
セスパラメータを調整するとともに、この調整によって
も上記の出力比が改善されない場合には、所定時間だけ
現像槽を攪拌し、あるいはトナー補給を制限してその濃
度を低下させた状態で現像槽を攪拌することにより、流
動性や帯電立ち上がり特性に劣化の生じたトナーをキャ
リアとの相互摩擦によって帯電させ、トナー特性を再生
させるように構成しているから、熱履歴等によって劣化
したトナーが補給された場合でも、背景部のかぶりが生
じにくく、高画質のコピーを継続することが可能となる
とともに、従来のプロセスコントロールのように背景部
のかぶり以外の画質を低下させたり、トナーの消費を増
大させるといった問題も生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の構成図
【図２】そのマイクロコンピュータ１３に書き込まれた
プログラムの内容を示すフローチャート
【図３】光学センサ９，１０の発光素子として用いられ
る発光ダイオードの出力光量の温度による変化を表すグ
ラフ
【図４】光学センサ９，１０の出力比Ａとコピーの背景
部のかぶりの量との関係を示すグラフ
【図５】本発明実施例による出力比Ａの値と現像槽６ａ
の攪拌速度の関係を示すグラフ
【図６】本発明実施例による出力比Ａの値とトナー濃度
の制限の関係を示すグラフ
【図７】本発明実施例において劣化したトナーが補給さ
れた場合におけるセンサ出力比Ａの値とコピー枚数との
関係を示すグラフ
【図８】攪拌およびトナー濃度制限を行わない場合のセ
ンサ出力比Ａの値とコピー枚数との関係を示す比較例の
グラフ
【符号の説明】
１ 原稿台 １ａ 標準白色板 ２ コピーランプ ２ａ ランプ駆動回路 ４ 感光体 ５ 帯電器 ６ 現像器 ６ａ 現像槽 ６ｂ 現像バイアス電源 ６ｃ 現像槽攪拌駆動回路 ６ｄ トナー補給駆動回路 ６ｅ トナーコントロールセンサ ７ 転写チャージャー ８ クリーニングユニット ９ 第１の光学センサ １０ 第２の光学センサ １１ 除算器 １３ マイクロコンピュータ
フロントページの続き (72)発明者 大橋 邦夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 15/00 303 G03G 15/06 101

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 感光体上に結像された帯電潜像を、トナ
    ーを用いた現像により顕像化して転写紙に転写する複写
    機において、現像後の感光体の素地の濃度を検出する第
    １の光学センサと、クリーニング後の感光体の素地の濃
    度を検出する第２の光学センサと、その第１と第２の光
    学センサの出力比の大きさに基づいて複写プロセスのパ
    ラメータを制御する制御回路を備え、この制御回路は、
    上記出力比があらじめ設定された許容範囲を満足しない
    とき、コピーランプ電圧および現像バイアス電圧の少な
    くとも一方を変化させ、かつ、この変化後にも上記出力
    比が許容範囲を満足しないときには用紙補給とトナー補
    給を一時的に禁止して、所定時間だけ現像槽の攪拌を行
    うよう構成されていることを特徴とする複写機。
  2. 【請求項２】 上記制御回路は、現像槽の攪拌を行った
    後にも、上記第１と第２の光学センサの出力比が許容範
    囲を満足しないときには、トナー濃度を低下させるべく
    トナー補給に制限を加えるよう構成されていることを特
    徴とする請求項１に記載の複写機。
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