JPH04319972A - 画像形成装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式を用いた画
像形成装置の画像濃度制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の現像装置は、装置
の設置環境，耐久等の条件の変化により、現像剤の帯電
量、流動性等の性質が変化し画像濃度が変動してしまう
という問題があった。

【０００３】これに対して例えば次のように画像濃度を
検知し、潜像，現像条件を自動的に変更する手段を有す
るものがある。

【０００４】即ち、画像形成の前あるいは後に基準像を
設け、その基準像を予め定められた潜像，現像条件によ
り画像形成する。その後、少なくともクリーニング工程
以前に光学的画像濃度検知手段、例えば、光電変換素子
により基準後の反射濃度を検知してトナー付着量を求め
る。その付着量に応じて画像濃度制御回路を用いて画像
形成条件を変更して画像濃度を自動調整するようにして
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、感光体の近傍に基準像の画像濃度検知手段を
設置する必要があるため次の欠点があった。１．画像形
成装置が大型化する。２．感光体ドラム，帯電器，現像
器，クリーナ等を一体のカートリッジとして画像形成装
置本体と着脱可能にした装置においては、設置スペース
が確保できない。

【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、画像濃度検知手段
を別途設けることなく、画像濃度を適正に制御しうる画
像形成装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、感光体と、該感光体に静電潜像を
形成するための露光手段と、前記静電潜像を顕像する現
像装置を有する画像形成装置において、前記感光体に前
記現像装置から転移する現像剤の転位電流値を検知する
検知手段と、該検知手段の検知結果に応じて画像形成条
件を制御する制御手段を有することを特徴とする。

【０００８】また、制御手段が、感光体に現像装置から
転位する転位電流値を検知手段にて検知する際に複数の
レベルの現像バイアスをバイアス電源にて段階的に印加
し各々の転移電流値を所定の電流値と比較し演算処理す
ることにより画像形成条件を制御するようにするのが好
ましい。

【０００９】

【作用】上記構成の本発明にあっては、現像装置から転
位する現像剤の転位電流値を検知手段にて検知し、その
検知結果に応じて制御手段により、画像形成条件が制御
される。

【００１０】また、複数のレベルの現像バイアスをバイ
アス電源にて段階的に印加し、各々の転位電流値を所定
の電流値と比較し、演算処理した場合、所定の電流値に
近い値の転位電流値に対応するバイアス電圧を選択する
ことが可能となり、画像形成条件の精度が向上する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。

【００１２】図１は、本発明の現像装置の一実施例を示
す概略構成図である。本実施例は、反転現像法を用いた
レーザービームプリンタについて示す。

【００１３】図１において、１は本現像装置によって静
電潜像が現像される感光体としての電子写真感光ドラム
である。感光ドラム１は、図示しない一次帯電器によっ
て負の電位Ｖｄ（暗部電位）、例えばＶｄ＝−７００Ｖ
に一様に帯電された後、レーザービーム等の露光手段２
にて露光され、電位ＶＬ（明部電位）例えば電位ＶＬ＝
−５０Ｖのネガの静電潜像が形成される。

【００１４】本現像装置２０は、図１に示すように、負
帯電性一成分非磁性現像剤のトナーＴを収容した現像容
器７内に、感光ドラム１と対向して配置した現像スリー
ブ４を備える。現像スリーブ４はアルミニウム等の導電
性材料からなり、その表面はサンドブラスト等により粗
面化されている。現像スリーブ４に対して導電性のスポ
ンジロール３０を矢印Ｃのように回転させることにより
現像容器７内のトナーＴを担持し、矢印ｂ方向に回転し
て、トナーＴを感光ドラム１と現像スリーブ４とが対向
した現像部へと搬送する。現像スリーブ４上の位置には
、現像スリーブ４にその回転方向と順方向に当接する弾
性ブレード５が設けられている。弾性ブレード５は、現
像スリーブ４に１５ｇ／ｃｍの線圧（その長手方向１ｃ
ｍ当たりの当接圧）で当接しており、これにより現像ス
リーブ４上に担持されたトナーＴを規制して、現像部の
感光ドラム１、現像スリーブ４間の最少間隙（本実施例
では１５０μｍ）よりも薄いトナーＴの層８（本実施例
では２０μｍ）を現像スリーブ４上に形成する。

【００１５】上記現像スリーブ４には、バイアス電源６
により現像バイアスが印加される。現像バイアスとして
、例えば直流電圧Ｖｄｃ＝−６００Ｖを印加し、現像電
界を形成してトナーＴに感光ドラム１上の静電潜像を現
像させるものである。

【００１６】次に、現像電界と画像濃度との関係を説明
する。画像濃度Ｄはコントラスト電位Ｖｃｏｎｔ＝Ｖｄ
ｃ−ＶＬに対して、図３（ａ）　に示す関係がある。従
って濃度調整を行なう場合、現像バイアスＤｄｃ、ある
いは明部電位ＶＬのどちらか一方あるいは両方を可変と
して調整を行なう。本実施例の場合はユーザーが画像濃
度の調整を行なう場合レーザー光量を変える構成となっ
ている。

【００１７】以下に本発明の特徴を説明する。

【００１８】図２に示すように全ての高圧電源がＯＦＦ
の状態（画像形成前）で、感光体ドラム１の回転、露光
をＯＮし、所定値の現像バイアスをＯＮする。露光をオ
ンするのは、感光ドラム１の電位を安定させるために行
なう。

【００１９】さて、現像バイアスをＯＮした時、現像ス
リーブ上のトナーは感光ドラム１に現像され、感光ドラ
ム転位電流としてのトナー電流Ｉｔが流れる。この値を
検知手段としての電流検知回路１０で検知し、電流値に
応じて制御手段としての画像形成条件制御回路１１によ
り、画像形成条件を変更して画像濃度を自動調整するも
のである。この時に変更する条件はユーザーが濃度調整
を行なう手段でないものが良い。本実施例の場合現像バ
イアスＶｄｃを変更する制御を行なう。

【００２０】次に、画像形成条件を制御する方法につい
て説明する。図３に標準環境下（２３度、６０％ＲＨ）
耐久初期の状態のコントラスト電位Ｖｃｏｎｔ，画像濃
度Ｄ，そしてトナー電流Ｉｔの関係を示す。

【００２１】同図（ａ）　はＶｃｏｎｔとＤの関係を表
わす。

【００２２】同図（ｂ）　にＶｃｏｎｔとＩｔの関係を
示す。この時、感光ドラム１は未帯電の状態で測定した
ので、Ｖｃｏｎｔ＝Ｖｄｃ（現像バイアス）を表わす。

【００２３】同図（ｃ）　にＩｔと画像濃度Ｄの関係を
示す。ここに示されるように、ＩｔとＤはおよそ比例の
関係にある。それで、Ｉｔを測定することにより、画像
濃度を推定することが可能となる。

【００２４】露光量を適性とした時、画像濃度Ｄ＝Ｄ０
となるように画像濃度自動調整を行なうには次のように
する。図３（ｃ）　に示すようにＶｃｏｎｔ＝Ｖ０と設
定した時、Ｉｔ＝Ｉ０，Ｄ＝Ｄ０になる。（これを標準
状態とする。）さて、装置の使用環境、耐久等により、
Ｖｃｏｎｔに対するＩｔ，Ｄの関係が変動する。その時
の画像濃度自動調整の方法を一例として、高温湿下にお
いて変化した場合について説明する。高温湿下ではトナ
ーの帯電性，流動性等の現像特性が変化するために図４
に示すようにＶｃｏｎｔ−Ｉｔ，Ｄ曲線の傾きが小さく
なる。ここでＶｃｏｎｔ＝Ｖ０と設定した時、Ｉｔ＝Ｉ
１になる。すなわち標準状態から△Ｉ＝Ｉ０−Ｉ１の差
が生じる。そこで、Ｖｃｏｎｔ＝Ｖ０＋△Ｖ（この時Ｉ
ｔ＝Ｉ０）となるように現像バイアスＶｄｃを変えれば
、画像濃度ＤをおよそＤ０にすることができる。

【００２５】以上述べたような方法を用いると画像濃度
を自動的に制御することが可能である。

【００２６】実際には、例えば△Ｉの変動に応じてＶｄ
ｃの値を次のように変えるような制御を行なうと画像濃
度Ｄの変動を小さくすることができた。

【００２７】 　　△Ｉ≧０．１０μＡのとき、Ｖｄｃ＝Ｖ０＋１５０
　　０．１０＞△Ｉ≧０．０５μＡのとき、Ｖｄｃ＝Ｖ
０＋１００　　０．０５＞△Ｉ≧−０．１０μＡのとき
、Ｖｄｃ＝Ｖ０　　−０．１０＞△Ｉのとき、Ｖｄｃ＝
Ｖ０−１００なお、本実施例では、画像濃度制御を行な
うのに現像バイアスＶｄｃを調整する方法を用いたが、
露光量を調整しても良い。

【００２８】ユーザーが画像濃度調整を行なう時にＶｄ
ｃを調整する構造の装置においては、露光量を調節する
方式の自動濃度制御法を用いた方が良い。

【００２９】また、以上説明した画像濃度制御は、画像
をプリントする毎に行なっても良いが、トナーの消費を
少なくするために、画像形成装置本体のスイッチをＯＮ
した時のみに行なうようにしても良い。

【００３０】図５は、本発明の第２実施例を適用した画
像形成装置の要部を示す。本実施例では、静電潜像形成
については、第１実施例と同様であるが、一成分磁性現
像剤をトナーＴとして用い、これをマグネットロール３
の磁力により現像スリーブ４に担持させ、スリーブ４の
回転とともに現像部へと搬送する。現像部の電子写真感
光ドラム１，現像スリーブ４の最小間隙は３００μｍで
ありトナーの層は約１００μｍである。現像スリーブ４
には、バイアス電源６により例えば直流電圧Ｖｄｃ＝−
５００Ｖに、交流電圧Ｖａｃ（ピーク間電圧ＶＰＰ＝１
２００Ｖ，周波数１８００Ｈｚ）を重畳した電圧を印加
して現像を行なうものである。Ｖａｃを重畳した現像バ
イアスを印加することにより、カブリの減少，現像効率
が大きくなる，ライン画像がしっかりする等様々なメリ
ットがある。

【００３１】上記の現像装置に本発明を適用する。電流
検知回路１０として、例えば、１ＭΩの抵抗と０．１μ
Ｆのコンデンサーを平行に接続し、抵抗に生じる直流電
圧のみを検知するようにすれば、交流電圧Ｖａｃの影響
なくトナー電流が検知できる。そして、画像濃度制御を
行なう場合、現像バイアスＶａｃのピーク間電圧を調整
する方法を用いると図５（ｂ）　に示すようにＶｃｏｎ
ｔと画像濃度の関係を大きく変えることができるので第
１の実施例の場合と比べて濃度制御可能な範囲をさらに
拡大することが可能である。

【００３２】以下に本発明の第３の実施例について説明
する。本実施例は、画像濃度制御をさらに精度よく行な
うことを目的としたものであり、トナー電流Ｉｔを検知
する時の現像バイアス条件の設定を複数個設けたことを
特徴とする。

【００３３】図１の装置を使って本実施例を説明する。 標準状態で、画像濃度Ｄ＝Ｄ０となるように自動調整す
るために、Ｉｔ＝Ｉ０になるようにＶｃｏｎｔを設定す
れば良いことは前述の通りである。そこで、図６（ａ）
　に示すように、現像バイアスＶｄｃのレベルを複数個
（ここでは５個）設けて、図６（ｂ）　のようにトナー
電流の検知を行なう。その結果各Ｖｄｃに対して図６（
ａ）　のようにＩｔが求まる。その結果を利用して、例
えば次のようにＶ０を決定する。

【００３４】（１）　Ｉ０とＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，
Ｉ５の差を求め、最も差の小さいＶｄｃの値をＶ０とす
る。

【００３５】（２）　Ｉ０とＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，
Ｉ５を比較し、Ｉ０の上，下２点、この場合（Ｖ４，Ｉ
４），（Ｖ５，Ｉ５）でＶｄｃとＩｔの曲線を数１に従
って直線近似する。

【００３６】

【数１】 　　次にＩｔにＩ０を代入し、Ｖ０を求める。上記のよ
うな演算処理を制御回路で行ない、画像形成条件を決定
することにより精度良く画像濃度制御を行なうことがで
きるようになった。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては現
像装置から転位する現像剤の転位電流値を検知手段にて
検知し、その検知結果に応じて制御手段により、画像形
成条件が制御されるので、画像濃度を検知する手段を別
途設けることなく、簡単な構成で画像濃度を自動制御す
ることができる。

【００３８】また、複数のレベルの現像バイアスをバイ
アス電源にて段階的に印加し、各々の転位電流値を所定
の電流値と比較し、演算処理した場合、所定の電流値に
近い値の転位電流値に対応するバイアス電圧を選択する
ことが可能となり、画像形成条件の制御の精度が向上す
るので、より適切な画像濃度に自動制御することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の要
部概略構成図である。

【図２】同装置の作用説明図である。

【図３】同装置におけるコントラスト電位、画像濃度、
トナー電流の関係を示すグラフである。

【図４】同装置におけるコントラスト電位、画像濃度、
トナー電流の関係が湿度変化に伴って受ける影響を示す
グラフである。

【図５】図５（ａ）　は本発明の第２の実施例に係る画
像形成装置の要部概略構成図、同図（ｂ）　は同装置に
おけるコントラスト電位と画像濃度の関係を示すグラフ
である。

【図６】図６（ａ）　は本発明の第３の実施例に係る画
像形成装置の現像バイアスとトナー電流との関係を示す
グラフ、同図（ｂ）　は同装置の作用説明図である。

【符号の説明】

１　　電子写真感光ドラム（感光体） ２　　露光手段 ２０　　現像装置 １０　　電流検知回路（検知手段） １１　　画像形成条件制御回路（制御手段）６　　現像
バイアス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　感光体と、該感光体に静電潜像を形成
   するための露光手段と、前記静電潜像を顕像する現像装
   置を有する画像形成装置において、前記感光体に前記現
   像装置から転移する現像剤の転位電流値を検知する検知
   手段と、該検知手段の検知結果に応じて画像形成条件を
   制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】　　制御手段が、感光体に現像装置から転
   位する転位電流値を検知手段にて検知する際に複数のレ
   ベルの現像バイアスをバイアス電源にて段階的に印加し
   各々の転移電流値を所定の電流値と比較し演算処理する
   ことにより画像形成条件を制御する請求項１記載の画像
   形成装置。