JPS5860758A - 画像濃度制御方法 - 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】 この発明は、画像濃度制御方法、特に電子写真装置や静
電記録装置における現像画像の濃度側ｉｒ１方法に関す
る。

良く知られているように、電子写真装置や静′１１に記
録装置においては、感介体や誘電体のよ５な像担体上に
形成された静電潜像が、トナーと呼ばわる着色微粒子に
よって現像さね１画像が再生さ牙する。このとき再生さ
れたトナー画像の濃度は、多くの要素によって左右され
ることが知られている。

トナー画像の濃度は、典型的には、現像剤中σ）トナー
濃度に左右される。この種装置に通常使用される現像剤
は、二成分系現像剤といって、トナーとキャリアとの二
成分によって構成され、キャリアは、トナーを所定極性
に摩擦帯電させて、こわを吸着して現像位置まで運ぶ役
目をもっている。

現像位置においては、トナーのみが静電潜＠ｆ吸着され
て、静電潜像の現像か行なわｊる。このため、現ｒ象の
繰返しによって、現像剤中力トナー濃度が低下し、この
ような濃度の低下した現像剤によってが像を行かえば、
現像トナー画像は、当然濃度の低いものとなる。そこで
、現像画像の濃度すｉｃわち画像部へのトナー付着量を
測定して、現像剤中のトナー濃度を常に適正に制御する
方法が開発さねている。このような方法の例は、特公昭
４３−１６１９９号、特開昭４８−２９４４８号、特開
昭４９−３６３４１号、特開昭５０−２２６４２号、特
開昭５０−１２５７４５号公報等に開示されている。こ
わら従来の方法において５通常の複写領域外の感光体表
面上に測定用のトナー付着領域を設け、この領域に定め
らねた電荷を付与してトナーを吸着させる方法は、感光
体が大型になる欠点がある。また。

１１＆光体の通常の複写領域外に、例えば原稿台先端部
裏面に配置した標卑濃度板の像を１通常の原稿と同様に
露光して潜像を形成し、こわを現像してその付着８′を
測定する方法か知られて（・る。この方法に１．いては
、その測定結果にもとづ（・て現像剤中σ））ナー濃度
を制御した場合に、不具合が生じることがある。例えば
、トナー付着−：ｉｔ−が小力・−い場合に、新しいト
ナーを功像削中に補給しても。

そわが真に現像剤中のトナー濃度の低下が原因である場
合には問題ないが、チャージャや廓光体劣化による帯電
不足、電圧変動による露光過多育か原因である場合には
、トナー沙ル−が高く′ｔ、Ｃりすき゛て、地汚わやト
ナー飛散などの不具合を生じさせることがある。

このように、現像画像の濃度す′ｊＣわちトナー付着量
は、典型的には、現像剤中のトナー製置の低下によって
もたらされるが、他の要素、例えば帯電量、露光量、感
光体特性、現像剤特性、現像バイアス量、トナー帝電量
、現像ギャップ、現像時間等、種々の要素が関係してく
る。したがって。

トナー付着量が低下したからといって直チニトナーの補
給を行なうと、上記のような不具合か生じることがある
。テた。最近においては、トナーのみからなる一成分系
現像剤を使用する場合にも。

異種のトナーを混合して使用したり、添加剤を混合して
使用したりすることがあるので、枦像剤の成分構成を制
御することを含めて、現像画像の濃度制菌を行ｊｒう必
要性が生じている。

この発明の目的は、主として現像特性の変化による画像
濃度の変化を検出し、その検出結果にもとづいて現像肋
性を制御することにより画像濃度を適正に維持するため
の方法を提供することにある。現像特性とは、現像剤中
のトナー濃度、トナーの帯電量、現像バイアス量、現像
時間、功、像スリーブと感光体との間の現像ギャップ、
現像スリーブの回転速度環、現像に関係するすべての要
因を含むものである。この発明による方法は、像担体表
面電位を飽４ｏ残留電位に近づけることと、現像電極に
所定の電圧を印加してトナーを像担体表ホ１１に＋１４
させることと、付着トナー量を測定することとを含−む
１、この発明によりば、像担体表面電位が最も安定して
いる飽和残留電位付近を利用してトナーを像和体表面に
付着させるので、帯電特性や露光特性等の）°化による
画像濃度変化を除外することかでと、現像性“性の変化
のみを制御対象として、迅速かつ適確な画像濃度制御を
行なうことができる。

以下、この発明を添付図面を参照して説明する。

１７１図には、この発明による画像濃度制御方法を適用
した電子写真装置の一例力示さ牙１ている。！・（光体
ドラム１の周辺には、その反時計＋自りの回転方向に沿
って、帯電チャージャ２．露光光栄系３、イレーズラン
プ４．現像装ｗ５．トナー付着ｍｌ′検出のための発光
素子６および受光素子７　、１１：βｎチャージャ８、
定着装置９、除電チャージャ１０、除電ラレプ１１．ク
リーニング装置１２等か配置されている。感光体ドラム
１０表面か、捷ず帯電チャージャ２によって所定極性に
一様に帯電されると。

そこに露光光学系３を通して、複写すべき原′＋１“１
）の光像が照射され、感光体上の帯電電荷か選択的に消
去さねて、そこに原稿像に対応した静電潜像か形成され
る。この静電潜像は、現像装置〆４′５からトナーを供
給されて現像される。埃像装僧５は、トナーと磁性キャ
リアとからｔ「る二成分系′現像剤１；３を収容する容
器１４を含み５羽根車１５による攪拌および汲上げロー
ラー１６による汲上げの過程で、トナーがキャリアとの
摩擦により静電潜像とは逆極性に帯電される。両者が汲
上げローラー１６から現像ローラー１７に移し取られた
後、感光体に近接する位置で、トナーのみが静電潜像に
吸着されて現像が行なわわる。杉１．像後の現像ローラ
ー１７上の現像剤は、スクレーバ１８によって現像ロー
ラー１７上から掻き取ら第１る。均像によって得られた
トナー像は、通常の複写サイクルにおいては、給紙カセ
ット１９から給紙ローラー２０、搬送ローラー２１゜２
２　　によって送られてきた転写紙２３に重ねらゎ、転
写チャージャ８によるトナーの帯電極性とは逆極性の帯
電を受けることにより、転写紙２３に転写される。転写
後、感光体表面から分離さ引た転写紙２３は、定着装置
９に入って転写トナー像の定着を受け、トレイ２４Ｆ排
出される。一方、転写後の感光体は、除電チャージャ１
０および除電ランプ１１によって残留電荷の除去を受け
、クリーニング装置１２によって残忙トナーの除去を受
ける。

この電子写真装置において画像濃度制御を行なうには、
まずタイミング発生（ロ）路２５によって、濃度検出回
路２６を牙ンにするとともに、スイッチ２７を接点２７
ｂｇｌＩｌに切換える。スイッチ２７の４’：；ｌ　、
壱２７　ａ側には、バイアス電源２８が接続さねて、通
常の複写サイクルの間、現像電極を兼ねる現像ローラー
１７　　に、感光体ｌ上の地肌電位よりも少し高目で。

こわと同極性すなわちトナーの帯電極性とは異＋ｌＩ＋
＜性のバイアス電位が°加わるようＫかっている。こわ
によって、感光体上の地肌覗、像が抑止され、コピーの
地肌汚わが防止される。これに対して、スイッチ２７の
接点２７ｂ側には、バイアス′市源２８とυ″ｌ’−逆
極性すなわちトナーの帯電極性と同極性のバイアス電源
２９が接続されている。

第２図に示すように、一般に満１象へθ・トナー付層量
は、トナーの帯電量が一定の場合、トナー濃度（Ｔ、Ｃ
）および現像ポテンシャルすなわち潜像電位（ｖ８）と
バイアス電位（ＶＢ　）　　との１２ｖｃよって、はぼ
一義的に定まる。したがって、一定の現像ポテンシャル
のときのトナー付着量を検出してトナー濃度を制御すわ
ば、一定の歩、像特性が得られる。そこで、この発明に
おいては、感光体■の表面電位を、飽和残留電位付近、
好ましくはゼロＶ付近に近づけるとともに、上記したバ
イアス電位により、現像ポテンシャルを得ている。この
英廁例においては、感光体電位をゼロＶに近づけること
を、イレーズランプ４の光照射によって行ｔ（っでいる
。２１３図に示すように１通常の砒素セレン系感光体に
おいては、２μＪ　／　ｃｍ２　　以上の露光量“を与
えると、その表面τ位はほぼゼロとなる。通常の複写サ
イクルにおいては、感光体の地肌に相当する（Ｉｌｌｊ
域に約１．５μＪ　／　Ｃｉπ　以下の光を与えて作像
を行なっているので、地肌部に若干の［電位が残ってお
り、この地肌部の現像を抑止するために、？１１紀した
バイアス電位が活用される。したがって、イレーズラン
プ４によって２μＪ／ＣＩｎ２以上の光を与えねけ、感
光体表面電位はほぼゼロに７ｆす、こわは、帯電電位や
露光量のばらつきの影響を受けにくい最も安定した電位
となる。このようＴ（イレーズランプ４による光照射の
代りに。

潜像を形成するための無光光学系３による白色光露光を
行なってもよく、帯電チャージャ２による帯電をオフに
しても、同様に謄光体表面電位をゼロＶ付近に近づける
ことができる。

このように、・感光体表面電位がほぼゼＯＶであり、か
つ現像ローラー１７ニトナーと四棒ｆ２１：のバイアス
電位が電源２９から印加さねていると、現保實器１４内
の現像ローラー１７上のトナーは電界の力により感光体
表面に付着する。このときのバイアス電位は、トナーが
マイナスに帯電されている出合。

−４００Ｖ以上あればよいが、　　−２００〜−４００
Ｖ〕間の範囲が、実際の画像濃度検出にお（・て最も、
効果的である。このようにして感光体表面に付層１〒し
たトナーの付着量は、発光素子６および受光素子７を含
む検出装置によって検出される。ランプや発光夕°イオ
ードのような発光素子６からの光か感光体表面で反射さ
れて、その反射光かフォトタ゛イオードのような受光素
子７によって受光される３、このとき、トナーの付層に
よる受光ド゛の変化が′「１℃気信号として取出され１
回路２６において基準付眉量を示す電気信号と比較され
て、そのトナー附着量の大小が検出される。

受光素子７がトナー付着量を検出するためには。

トナー付着領域の幅はせいぜい数ミリから数十ミリ程度
あ引ばよく、その長さも同程度あわばよい。

必要以上の領域におけるトナーの付着は、現像剤の無駄
になるので、その領域を限定するために、その長さは１
例え（ｄ″現像ローラー１７へのバイアス電位印加時間
によって制御し、その幅は、例えば現像ローラー１７ｉ
ｙ穴あきスクレーパを当接させて。

必要部分以外の現像剤を除去す・るようにして制御する
。このスクレーパによる限定方法は、現像ローラーへの
当接時間を制御することにより、トナー付着領域の長さ
も制御することができる。また。

トナー付着領域の幅を制御する別の方法として、ｊ・４
図お゛よび１−５　［＋に示す方法がある。汲上げロー
ラー１６は１回転する非磁性スリーブ３０と、この中に
静止的に収容された複数の磁石３１とからなり。

現像ローラー１７も５．同様に１回転する非磁性スリー
ブ３２と、この中に静止的に収容された複数の磁石３３
とからなる。両ローラーが近接する付近の現像ローラー
内の磁石３３ａは、その軸方向に複数に分割さねていて
、現像剤を残したい部分の分割磁石３３ａ　−１以外の
分割磁石３３ａ　−２，３３ａ　−’　３は。

正規の位置Ｐから離わた別の位置Ｑへ移動できるように
なっている。したがって、トナー付着量検出時には、他
の分割磁石３３ａ’−２，３３ａ−３？位□置Ｑへ移動
させることにより、分割磁石３３ａ　−１の部分のみの
現像剤が、汲上げローラー１６から現像ローラー１７へ
受は渡されることになる。

このようにして、感光体上のトナー付頒訃か検出される
と、その検出結果にもとづいて１例えばトナー付着量が
標準付着量よりも少なげわば、トナー補給制御回路３４
を駆動して、現像装置５に付属したトナー補給装置３５
内のトナーを一定杯だけ現像容器１４内に補給し、現像
剤１３中のトナー湿度を高める。このようにした後、再
びトナー付Ｍ　’ｉｉニー。

の検出を行外い、トナーを補給したにも拘らず。

トナー付着量が増加してない場合には、現像剤中のトナ
ー不足が原因ではないと判定することかでき、他の現像
特性要因１例えはトナーの帯電量、現像バイアス量、現
像時間、現像ギャップ、現像ローラーの回転速度等を点
検し、調整する。

このように、この発明によりば、帯電特性および露光特
性の影響の少ない感光体のゼロｖｙ面電位付近を利用し
てトナーを感光体表面に付着させるので、トナー付着量
の変化をほぼ現像特性の変化として把握することができ
、より迅速で適確な画像濃度制御を行なうことができる
。

以上、この発明を図示の特定の実施例にしたがって説明
してきたが、この発明は種々に変形可能であり、特許請
求の範囲に記載したこの発明の精神の範囲内にオｄける
すべての変形は、この発明に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

矛１図は、この発明による画像濃度制御方法を５１−用
した電子写真装置の一例を示す概略図、第２図は、異な
るトナー濃度Ｔ、Ｃと現像ポテンシャルと付着トナー浦
との関係を示す図、第３図は、あ２、感光体における光
減衰特性を示す図１才４図は。 この発明におけるトナー付Ｍｗｉ域を限定するための装
さ゛の概略図、矛５図は、第４図の作用説明図である。 １・・・感光体ドラム、２・・・帯電チャージャ、３・
・・露光光学系、４・・・イレーズランプ、５・・・現
像装置。 ６・・・発光素子、７・・・受光素子、１７・・・現像
ローラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　像担体上に形成さねた静電潜像を現像電極上のト
   ナーによって現像することを含む画像形成方法において
   。 前記像担体の表面電位を飽和残留電位に近づけることと
   、 前記現像電極に所定の電圧を印加して前８ｅトナーを前
   記像担体表面に付着させることと５ｍＩ記像和体弄面上
   のトナー付着量を検出することと。 前記検出結果てもとづいて前記像担体表面上のトナー付
   着量を制御することとを含む画像濃度制御方法。 ２、　　Ｍｔ、記トナーか予め前記静電潜像とは逆極性
   に帯電される場合において、前記現像電体に印加する電
   圧の極性かトナーの帯電極性と同じである特許請求の範
   囲才１項記載の画像濃度制御方法。 ３、　前記飽和残留電位がほぼゼロＶである特許請求の
   範囲矛１項記載の画像濃度制御方法。