JPS58190966A - 電子写真複写機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は電子写真複写機、特に現像装置内に収容されて
いる現像剤に対するトナー補給の制御が自動的に行われ
る電子写真複写機に関するものである。

従来技術 一般に、トナーを含む現像剤を用いて感光体の表面に形
成された静電潜像を現像する様にした電子写真複写機に
おいては、静電潜像の現像に伴って現像装置内に収容さ
れている現像剤中に含まれているトナーが消費されるの
で一複写画像の濃度を常時一定に保つためには、前記現
像剤に対して消費量に見合った新たなトナーが補給され
なければならない。

そのため−従来では一現像剤中のトナー濃度と現像濃度
（感光体へのトナー付着量）とが一定の比例関係にある
ことに着目して、原稿載置面の近傍に一一定の画像濃度
を有する基準チャートを設け、複写の前工程として、こ
の基準チャートによってトナー補給制御用の静電潜像（
基準潜像）を感光体の表面に形成して現像し、その現像
濃度を光学的に検出し、検出値に応じて現像剤に対する
トナー補給量を制御するものが知られている。具体的に
は、現像剤中のトナー濃度が所定の設定値にある場合の
基準潜像の現像濃度と、トナー補給制御のために検出さ
れた基準潜像の現像濃度とを比較し、後者の方が高けれ
ばトナー補給を止めるか補給量を減少せしめ、低ければ
トナー補給の再開あるいは補給量を増大する。

ところで、この様なトナー補給の制御に使用される基準
チャートとしては、高画像濃度のものと中程度の画像濃
度のものとがあり−いずれも相反する利点と欠点とを有
している。

即ち、現像濃度の検出精度の点でいえば、基準チャート
が高画像濃度であると検出精度が悪く。

中程度の画像濃度であると精度が良い。第１図は現像剤
中のトナー濃度に対する高画像濃度及び中程度の画像濃
度を有する基準チャートによって各々形成された基準潜
像を現像したときの現像濃度の変化を示す。図中、実線
（ａ）は反射濃度が１．９２の高画像濃度を有する基準
チャートによって形成された基準潜像の現像濃度変化を
示し、これでは現像剤中のトナー濃度が設定値であるｌ
　Ｑ　ｗＬ％付近における現像濃度の変化量は小さく、
検出精度が悪い。これに対して１点線の）は反射濃度が
００６０といった中程度の画像濃度を有する基準チャー
トによって形成された基準潜像の現像濃度変化を示し、
トナー濃度がｌ　Ｑ　ｗｔ％付近における現像濃度の変
化量は大きく、検出精度が良い。

なお、第１図のグラフを得るための実験は、現像剤とし
て、平均粒径３７μｍ　、抵抗値１０１４ｎｔ−Ｉｎで
樹脂中に磁性微粉末を分散してなる磁性キャリアと、平
均粒径１４μｍの絶縁性トナーとの混合物からなる２成
分系磁性現像剤を用いた。また。

現像濃度の値は、現像後の感光体表面に粘着性透明シー
トを貼付けて付着トナーを剥し、この様にトナーが転写
されたシートの透過濃度の測定値であり、以下現像濃度
の値は便宜上この透過濃度の測定値で表わす。

一方、光学系による光像の露光光量の変化に対していえ
ば、前記基準潜像の電位は基準チャートが高画像濃度で
あると、前記露光光量の変化に拘わらず一定であるので
あるが、中程度の画像濃度であると前記露光光量の変化
に依存して大幅に変動し、トナー濃度の検出に関して不
都合を生ずることとなる。第２図は種々の露光光量の下
における基準チャートの画像濃度に対する基準潜像の現
像濃度の変化を示し、この実験においても前記第１図の
場合と同様の現像剤を使用した。図中、実線ｆｄ）は適
正露光光量の下における現像濃度の変化。

一点鎖線ＦＣ）は最小露光光量の下における現像濃度の
変化、二点鎖線（ｅ）は最大露光光量の下における現像
濃度の変化を示す。このグラフから明らかなように一基
準チヤードの画像濃度が１．０以上であれば基準潜像の
現像濃度は露光光量の変化に拘わらず実質的に変化しな
い。これに対して、基暴チャートの画像濃度が０．６と
いった中程度であると、その現像濃度は露光光量の変化
に応じて約０．５５〜１．３０の間で変化する。従って
、露光光量によってばらつきのある現像濃度を検出して
しまうことになり、現像剤中のトナー濃度を正しく読取
ったことにはならず、結果的にトナー補給量の制御が不
正確なものとなる。このため、トナー濃度の検出精度を
向上させる目的で中程度の画像濃度の基準チャートを用
いようとする場合、前記露光光量は常時一定にしておか
ざるを得ない。ところ９玉。

前記露光光量の調整は、非画像部（背景部）の濃度の高
い原稿を複写する際に複写画像の非画像部にトナーのか
ぶりが生じるのを防止するために必要であり＋　ｉｆ記
露光光量を常時一定にした場合。

この様なカブリ防止に関して不具合を生ずることとなる
。

±善 本発明の目的は、前記の如き相反する利点と欠点のうち
、欠点を解消して利点のみを取入れ、現像剤中のトナー
濃度を常時一定に維持することのできる−ＪＪＩ］ち現
像剤中のトナー濃度の検出精度が高く、かつ露光光量の
変化の影響を受けないでトナー補給量を正確に制御でき
る電子写真複写機を提供することにある。

要旨 以上の目的を達成するため１本発明に係る電子写真複写
機は、基準チャートが高画像濃度を有しており、かつ現
像装置内に収容されている現像剤中のトナー濃度が設定
値にある場合において、基準潜像の現像濃度が中程度の
画像濃度となる様に、基準潜像を現像する際に現像電極
に対して印加される現像バイアスの電圧値と、基準潜像
が形成される感光体の表面が帯電装置によって帯電され
る帯電電位との少なくともいずれがか調整されているも
のである。このため、基準チャートが高画像濃度を有す
るが故に、トナー濃度検出に関して露光光量の変化の影
響を受けることがなく−がっ基準潜像の現像濃度が中程
度の画像濃度とされるが故に、その検出精度が高められ
ているのである。

実唯例 第３図、第４図は本発明に係る電子写真複写機の第１実
施例を示し、感光体ドラム（１）は表面にＣｄ５−ｎＣ
ｄＣＯ３樹脂感光体を塗布したもので１図中反時計回り
方向に回転駆動可能である。そして。

このドラム（１）の周囲には、帯電チャージャ（２）、
現像装置（３）、転写チャージャ（１０）、複写紙分離
チャージャ（１１）　、残留トナのクリーニング装置（
１２）。

残留電荷のイレースランプ（１３）が設置されている。

光学系（２０）は、光量調整回路（２１）を備えた露光
ランプ（２２）　、反射鏡（２Ｂ）、投影レンズ（２４
）、反射鏡（２５）からなり、複写時に図中右方に移動
可能な原稿載置ガラス（１５）上に載置された原稿（１
７）の画像に対応する光像を、ガラス（１５）の右方へ
の移動に伴って感光体ドラム（１）の表面にスリット状
に連続して投影し、静電潜像を形成する。光量調整回路
（２１）は光学系（２ｏ）によって感光体ドラム（１）
の表面に投影される光像の露光光量を調整するだめのも
ので１図示しない操作パネルに設けられた光量調整スイ
ッチによってランプ（２２）の光量を変化せしめて前記
露光光量を調整する。

基準チャー）（１６）は高画像濃度を有し、原稿載ち に位置する原稿台の裏面に設置され、基準チャー）（１
６）に対応する光像は原稿（１７）の画像に対応する光
像の投影に先立ち、感光体ドラムｆｌ）の表面に投影さ
れる。そしてその結果、感光体ドラムｆｌ）の表面にト
ナー補給制御用の基準潜像が形成され。

その基準潜像は現像装置（３）にて現像される。なお、
基準チャート（１６）は１５Ｘ１５ｍの正方形をしてお
り、原稿台の白地裏面に貼着されているものである。

現像装置（３）は磁気ローラ（５）を内蔵した現像スリ
ーブ（４）を備えた磁気刷子式のもので、現像スＩＪ−
ブ（４）は反時計回り方向に低速で、磁気ローラ（５）
は反時計回り方向に高速で、それぞれ回転駆動され、現
像剤は専ら磁気ローラ（５）の回転に基づいて現像スリ
ーブ（４）の表面を時計回り方向に搬送され、感光体ド
ラム（１）の表面に形成された静電潜像を摺擦して現像
する。また、現像スリーブ（４）は現像電極として機能
し、現像バイアス制御回路（６）を介して所定電圧値の
現像バイアスが印加される。この制御回路（６）は原稿
画像に対応する静電潜像を現像する際の印加電圧値と、
前記基準チャート（１６）によって形成される基準潜像
を現像する際の印加電圧値とをｍ＝段階に自動的に切換
える。基準潜像を現像する際の現像バイアスの電圧値は
、現像装置（３）内に収容されている現像剤中のトナー
濃度が設定値（本実柿例では１０Ｗ【％のトナー濃度）
にある場合において、基準潜像の現像濃度が中程度の画
像濃度となる様に調整されており、具体的な値について
は帯電電位等の具体的な値と共に後に詳述する。

一方一　トナーはトナー補給装置（７）内に収容され。

その底部開口に設けた周面に切欠きを有するトナー補給
ローラ（８）の回転に基づいて現像装置（３）内に補給
され、補給されたトナーはパケットローラ（９）の時計
回り方向の回転にて予め収容されている現像剤と攪拌混
合され、前記現像スリーブ（４）の局面に供給される。

この補給量の制御は、現像装置（３）内に収容されてい
る現像剤中のトナー濃度を常時設定値に維持するために
なされるもので、現像剤中のトナー濃度をｉＪ記基準潜
像の現像濃度として間接的に検出し、この検出値と現像
剤中のトナー濃度が設定値にある場合の基準潜像の基準
値とを比較することにより行う。そのため、感光体ドラ
ム（１）の周囲であって前記クリーニング装置（１２）
の直前に発光素子（３０）と受光素子（３１）とが設置
され一現像された前記基準潜像が通過するタイミングを
とってその現像濃度を光学的に検出する。受光素子（３
１）の検出出力は濃度検出回路（８２）［入力され。

トナー補給制御回路（３３）を介してトナー補給ローラ
（８）の回転をオン、オフ制御する。即ち、検出値が基
準値よりも低ければトナー補給ローラ（８）を回転駆動
してトナーを補給し、高ければローラ（８）の回転を停
止してトナーの補給を停止する。

なお、本実施例においては、−回の画像複写が行われる
ごとに、その前工程として、原稿画像の露光の直ｌ１Ｔ
Ｖｃ基準チャート（１６）によって基準潜像が形成され
、前述のトナー補給の制御が行われる。

次に１本実椎例における具体的な使用条件、数値につい
て説明する。

現像剤：　平均粒径３７μｍ、抵抗値１００ｍの磁性キ
ャリア（樹脂中に磁性微粉 末を分散してなる）と、平均粒径１４ μｍの絶縁性トナーとの混合物 トナー濃度の設定値：　　１９ｗｔ％ 基準チャートの画像濃度：１．９２の黒色感光体ド−７
ムの周速度：　　１８０ｍ＋／　Ｓｅｃ現像スリーブ：
　直径３１日 回転数ａｏｒｐｍ 磁気ローラ：　　極数８極 磁束密度１０００　Ｇａｕｓｓ 回転数１１００　ｒＰｍ パケットローラ：回転数２５ｒＰｍ 帯電電位（Ｖｏ）ニー６００Ｖ 現像バイアス： 原稿ｉｆｉ像潜像現像時（Ｖｂｌ）−８００Ｖ基準潜像
現像時（ｖｂ２）　　　−４５０Ｖ因に１以上の条件に
おいて、トナー濃度が設定値であるｌＱｗｔ％の場合−
基準潜像の現像濃度は０．９５である。この現像濃度は
現像バイアスの電圧値（Ｖｂ２）によって大きく変化す
るものであり、トナー濃度の検出精度に関して大きな影
響を及ぼすものである。従って、現像バイアスの電圧値
（ｖｂ２）、換言すれば、帯電電位（Ｖｏ）との電位差
（Δ””　ｌ　Ｖｏ−Ｖｂ２１　）は慎重に選択する必
要がある。なお、前記帯電電位（Ｖｏ）は基準潜像の表
面電位に相当するものである。

第５図は種々の現像バイアス電位値の下におけるトナー
濃度に対する前記基準チャート（１６）によって形成さ
れる基準潜像の現像濃度の変化を示す。

このグラフによれば、現像バイアスの電位値が一３００
Ｖの場合、トナー濃度が８ｗｔ％付近から現像濃度の変
化が小さくなり、これではトナー濃度の検出精度が悪い
。そして、現像バイアスの電位値の絶対値を大きく、つ
まり帯電電位との電位差を小さくするに従ってトナー濃
度に対する現像濃度の変化が太きくなる。このグラフに
よれば、現像バイアスの電位値が一４５０Ｖの場合に、
即ちｉ前記電位差が１５０Ｖの場合にトナー濃度の設定
値である１９ｗ１％付近での変化が最も大きい。

従って一本実施例において基準潜像を現像する際の現像
バイアス電位値は、前記の如＜−−４５０Ｖに設定され
ている。

即ち１本実柿例では、基準潜像を現像する際の現像バイ
アスの電圧値を、トナー濃度が設定値にある場合におい
て基準潜像の現像濃度が中程度の画像濃度となる様に調
整されているのであるが。

ここで「中程度の画像濃度」について説明する。

第６図は感光体へのトナー付着量に対する現像濃度の変
化を示し、現像濃度は１，１程度までは正確にトナー付
着量に比例するが、それ以上ではｆｆ１Ｊ記比例関係が
くずれ、最終的に飽和する。第７図はトナー濃度に対す
る付着量の変化を示し、実線山は甚臨チャートの画像濃
度が１．０の場合、一点鎖線（ｇ）は同様に０．６の場
合を示し、トナー付着量は基準チャートの濃度及びトナ
ー濃度に略比例することが理解できる。

この二つのグラフから明らかな様に、トナー濃度を精度
良く検出するためにけ２現像濃度が１．１以下であるこ
とが望ましく、実際には現像濃度が上昇したときにトナ
ーの補給を停止するのであるから、トナー濃度が設定値
にある場合の基準潜像の現像濃度としては１６０以下が
望ましい。下限については＋　ｉｉＪ記受光受光素子１
）の感度、性能のばらつき−あるいは感光体ドラム（１
）の表面の反射濃度等によって決定されるが１発光素子
（８０）、受光素子（３１）がトナー等で汚れた場合の
影響等をできるだけ小さくするためにも、基準潜像の現
像濃度は高い方が好捷しく、０．５以上が望ましい。

従って、前記「中程度の画像濃度」とは実質的に０．５
〜１．０の範囲の濃度のことを意味する。

また、基準チャート（１６）の「高画像濃度」とは−光
学系（２０）の露光によって感光体に予め付与された帯
電電位を実質的に低下させない程度の画像濃度を意味す
る。本実施例では１．０以上の画像濃度であることが必
要で、これにより第２図に示した様に、露光光量の変化
に基づいて現像濃度が変化することなく一換言すれば基
準潜像の表面電位の変化がなく、常にトナー濃度を正確
に検出できるのである。

次に、第８図は第２実症例の要部を示す。

この第２実施例は帯電チャージャ（２）ラスコロトロン
タイプのＤＣチャージャとし、チャージャ開口部に設け
たグリッド電極に印加される電圧をグリッド電圧制御回
路（３４）にて制御可能とする一方、現像バイアスの電
圧値を基準潜像、原稿画像潜像ともに一定としたもので
、他の構成は前記第１実施例と同様である。

グリッド電圧制御回路（３４）はグリッド電圧を制御す
ることにより感光体ドラム（１）の表面に帯電される帯
電電位を精度良く調整可能であり、この帯電電位は原稿
画像潜像が形成される表面部分と基準潜像が形成される
表面部分とで二段階に自動的に切換えられる。基準潜像
が形成される表面部分の帯電電位は一現像剤中のトナー
濃度が設定値にある程度において、基準潜像の現像濃度
が中程度の画像濃度となる様に調整されており、具”体
重には一原稿画像潜像形成部分の帯電電位が一６００Ｖ
であるのに対して基準潜像形成部分の帯電電位は一４５
０Ｖとされている。また２現像バイアスの゛電位値は基
準潜像、原稿画像潜像いずれの現像に際しても一３００
Ｖである。

因に１以上の条件において、トナー濃度が設定値である
ｌＱｗｔ％の場合、基準潜像の現像濃度は約０．９５で
ある。この現像濃度は帯電電位（■ｏ１）によって大き
く変化するものであり、トナー濃度の検出精度に関して
大きな影響を及ぼすものである。従って、基準潜像形成
部分の帯電電位（Ｖｏｌ）、換言すれば、現像バイアス
の電位値（Ｖｂ）との電位差（ΔＶ＝ＩＶｏｔ　　Ｖｂ
ｌ）は慎重に選択する必要がある。なお、前記帯電電位
（Ｖｏｌ）は基準潜像の表面電位に相当するものである
。

第９図は種々の帯電電位の下におけるトナー濃度に対す
る高画像濃度を有する基準チャートによって形成される
基準潜像の現像濃度の変化を示す。

このグラフによれば、帯電電位が一６００Ｖの場合、ト
ナー濃度が８ｗＬ％　付近から現像濃度の変化が小さく
なり・、これではトナー濃度の検出精度が悪い。そして
、帯電電位の絶対値を小さく、っまり現像バイアスの電
位値との電位差を小さくするに従ってトナー濃度に対す
る現像濃度の変化が大きくなる。このグラフによれば、
帯電電位が一４５０Ｖの場合に、即ち前記電位差が１５
０Ｖの場合にトナー濃度の設定値である１０ｗ【％付近
での変化が最も大きい。従って、本実施例において基準
潜像が形成される感光体ドラム（１）の表面の帯電電位
は一４５０Ｖに設定されている。

即ち１本実施例では、基準潜像が形成される感光体表面
部分の帯電電位を、トナー濃度が設定値にある場合にお
いて基準潜像の現像濃度が中程度の画像濃度となる様に
調整されているのであり−「中程度の画ｒ象濃度」及び
基準チャートの「高画像濃度」については前記第１実施
例と同様である。

なお、本発明に係る電子写真複写機は、前記第１、第２
実施例の如く一現像バイアスの電位値あるいは帯電電位
のいずれかが調整されているものの他−両者が同時に調
整されていてもよい。

効果 以上の説明で明らかな様に、本発明は、基準チヤードが
高画像濃度を有しており、かつトナー濃度が設定値にあ
る場合において、基準潜像の現像濃度が中程度の画像濃
度となる様に、現像バイアスの電位値と帯電電位との少
なくともいずれかが調整されているため、トナー補給制
御用基準潜像の現像濃度が光学系による露光光量の変化
の影響を受けることがなく、現像剤中のトナー濃度を正
確にかつ精度よく検出することができ、結果的に前記ト
ナー濃度を常時一定に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はトナー濃度に対する基準潜像の現像濃度の変化
を示すグラフ、第２図は基準チャート画像濃度に対する
基準潜像の現像濃度の変化を示すグラフ、第３図、第４
図は本発明の第１実施例の概略構成を示す正面図と斜視
図、第５図は現像バイアスの電位値を可変とした場合の
トナー濃度に対する基準潜像の現像濃度の変化を示すグ
ラフ。 第６図はトナー付着量に対する基準潜像の現像濃度の変
化を示すグラフ、第７図はトナー濃度に対するトナー付
着量の変化を示すグラフ、第８図は第２実施例の要部を
示す正面図、第９図は帯電電位を可変とした場合のトナ
ー濃度に対する基準潜像の現像濃度の変化を示すグラフ
である。 （１）・・感光体ドラム、（２）・・帯電チャージャ、
（３）・・・現像装置−（４）・・・現像スリーブ、（
６）・・現像バイアス制御回路、（７）・・・トナー補
給装置＋　（１５）・・・原稿載置ガラス、（１６）・
・・基準チャート−（２ｏ）・・・光学系。 （２１）・・・光量調整回路、　（３０’）・・・発光
素子−（８１）・・・受光素子、（３２）・・・濃度検
出回路、（３３）・・・トナー補給制御回路、（３４）
・・・グリッド電圧制御回路。 特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代　理　人　　
弁理士青白　葆ほか２名第５図 ■丈−！膚（ｕｔｉ幻− 第６図 第７１！１ トラ−１４斐（ｕｙｉヅ）　　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原稿載置面の近傍に設置されており、光学系による
   光像投影の際に、感光体の表面にトナー補給制御用の基
   準潜像を形成するための基準チャートと一前記基準潜像
   の現像濃度に応じて一現像装置内に収容されている現像
   剤中のトナー濃度を所定の設定値に維持するために前記
   現像剤に対してトナーを補給するトナー補給装置とを備
   えた電子写真複写機であって、前記基準チャートが高画
   像濃度を有していること、及び前記現像剤中のトナー濃
   度が設定値にある場合において、前記基準潜像の現像濃
   度が中程度の画像濃度となる様に、基準潜像を現像する
   際に現像電極に対して印加される現像バイアスの電圧値
   と、基準潜像が形成される感光体の表面が帯電装置によ
   って帯電される帯電電位との少なくともいずれかが調整
   されていることを特徴とする電子写真複写機。 ２、前記光学系によって感光体の表面に投影される光像
   の露光光量が調整可能であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の電子写真複写機。