JP3273492B2 - 電子写真画像形成装置 - Google Patents
電子写真画像形成装置Info
- Publication number
- JP3273492B2 JP3273492B2 JP27049695A JP27049695A JP3273492B2 JP 3273492 B2 JP3273492 B2 JP 3273492B2 JP 27049695 A JP27049695 A JP 27049695A JP 27049695 A JP27049695 A JP 27049695A JP 3273492 B2 JP3273492 B2 JP 3273492B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- developing
- unit
- amount
- image forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Description
の転写後残留トナーを再利用する電子写真画像形成装置
における画質の安定化に関する。
術を画に発展させたものであり、画質の悪化を防止する
ことのできる転写後残トナーを利用する手段を備えた電
子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
子写真感光体と、電子写真感光体上に電荷付与する帯電
手段と、前記帯電後の電子写真感光体に露光により潜像
化する露光手段と、前記潜像をトナーにより顕像化する
現像手段と、転写材上に前記顕像化した可視像を転写す
る転写手段と、電子写真感光体より分離した転写材上の
可視像を定着させる定着手段と、該帯電手段と該露光手
段と該現像手段のうち少なくとも1つを調整する調整手
段と、を有し、かつ、該電子写真感光体上の転写後残留
トナーを除去するクリーニング手段を有し、電子写真感
光体から除去された転写後残留トナーを該現像手段に戻
し、新鮮トナーと攪拌して再利用する手段を有する電子
写真画像形成装置において、該現像手段は、トナー残量
を検知する手段を有し、該トナー残量の検知結果によ
り、前記帯電手段と前記露光手段と前記現像手段の調整
手段のうち少なくとも1つに設けた調整手段を変更調整
することを特徴とする電子写真画像形成装置である。
方法として、前記帯電手段の帯電量を加減することを特
徴とする第1の発明に記載の電子写真画像形成装置であ
る。
方法として、前記画像露光手段の露光量を加減すること
を特徴とする第1の発明に記載の電子写真画像形成装置
である。
方法として、前記現像手段に印加する電圧波形を加減す
ることを特徴とする第1の発明に記載の電子写真画像形
成装置である。
残量の検知結果と、装置本体の周囲における環境特性で
ある温度ないしは湿度を検知する手段を有し、該温度ま
たは湿度の少なくとも1つの検知結果から、前記帯電手
段及び前記露光手段及び前記現像手段の調整手段のうち
少なくとも1つを変更調整することを特徴とする第1の
発明に記載の電子写真画像形成装置である。
残量の検知結果と、装置本体の電源投入時からの所定時
間ないしは装置本体の長期停止後に所定の前記帯電手段
及び前記露光手段及び前記現像手段の少なくとも1つを
変更調整することを特徴とする第1の発明に記載の画像
形成装置である。
検知する手段と、新鮮トナーの注入時の使用時間を記憶
する手段と、を有し、該新鮮トナー注入時の使用時間か
ら、所定時間になるまで、前記帯電手段及び前記露光手
段及び前記現像手段の少なくとも1つを変更調整するこ
とを特徴とする第1の発明に記載の電子写真画像形成装
置である。
検知する手段と、新鮮トナーの注入時の画像出力枚数を
記憶する手段と、を有し、該新鮮トナー注入時の画像出
力枚数から、所定枚数になるまで、前記帯電手段及び前
記露光手段及び前記現像手段の少なくとも1つを変更調
整することを特徴とする第1の発明に記載の電子写真画
像形成装置である。
再利用する技術が従来からあった。転写後の残留トナー
を除去するクリーニング手段で収集して、これを改めて
現像手段へ搬送して新鮮トナーと攪拌し使用するという
ものである。さらに簡略化されたものでは、クリーニン
グ手段を設けず感光体の進行に委せて現像手段へトナー
を付着移送させる手段も考案されている。
廃棄トナーとせずに利用できるため、トナーの消費率を
減少する点や廃棄トナーの装置本体からの回収廃棄にか
かる人的手間が省ける等のメリットがある。
ナーの量は、そのつど残留トナーと新鮮トナーを一定の
割合で混合することは、転写後残留トナー量が所定時間
内に一定量送り込まれてこないこと、及び、転写後残留
トナーの増減に対応するため転写後残留トナー専用の保
管容器を必要とする等、現実的な手段とは言えない。そ
こで、新鮮トナーを保管する容器に転写後残留トナーを
搬入し、攪拌する方法が、余分な容器を必要しないとい
った簡便さのため採用されている。
は電子写真感光体ドラムと、電子写真感光体ドラム上に
電荷付与する帯電器と、前記帯電後の電子写真感光体ド
ラムに露光により潜像化する露光器と、前記潜像をトナ
ーにより顕像化する現像器と、転写紙上に前記顕像化し
た可視像を転写する転写器と、電子写真感光体ドラムよ
り分離した転写紙上の可視像を定着させる定着器と、該
帯電器と該露光器と該現像器のうち少なくとも1つを調
整する手段と、を有し、かつ、該電子写真感光体ドラム
上の転写後残留トナーを除去するクリーニング手段を有
し、電子写真感光体ドラムから除去された転写後残留ト
ナーを該現像器に戻し、新鮮トナーと攪拌して再利用す
る手段を有する電子写真画像形成装置において、該現像
器は、トナー残量を検知する手段を有し、該トナー残量
の検知結果により、前記帯電器と前記露光器と前記現像
器の調整手段のうち少なくとも1つに設けた調整手段を
変更調整することを特徴とする電子写真画像形成装置で
ある。
電器の調整方法として、前記帯電器の帯電量を加減する
ことを特徴とする第1の発明の実施の形態に記載の電子
写真画像形成装置である。
光器の調整方法として、前記画像露光器の露光量を加減
することを特徴とする第1の発明の実施の形態に記載の
電子写真画像形成装置である。
像器の調整方法として、前記現像器に印加する電圧波形
を加減することを特徴とする第1の発明の実施の形態に
記載の電子写真画像形成装置である。
器のトナー残量の検知結果と、装置本体の周囲における
環境特性である温度ないしは湿度を検知する手段を有
し、該温度または湿度の少なくとも1つの検知結果か
ら、前記帯電器及び前記露光器及び前記現像器の調整手
段のうち少なくとも1つを変更調整すめことを特徴とす
る第1の発明の実施の形態に記載の電子写真画像形成装
置である。
ナー残量の検知結果と、装置本体の電源投入時からの所
定時間ないしは装置本体の長期停止後に所定の前記帯電
器及び前記露光器及び前記現像器の少なくとも1つを変
更調整することを特徴とする第1の発明の実施の形態に
記載の画像形成装置である。
ナーの注入を検知する手段と、新鮮トナーの注入時の使
用時間を記憶する手段と、を有し、該新鮮トナー注入時
の使用時間から、所定時間になるまで、前記帯電器及び
前記露光器及び前記現像器の少なくとも1つを変更調整
することを特徴とする第1の発明の実施の形態に記載の
電子写真画像形成装置である。
ナーの注入を検知する手段と、新鮮トナーの注入時の画
像形成枚数を記憶する手段と、を有し、該新鮮トナー注
入時の出力枚数から、所定枚数になるまで、前記帯電器
及び前記露光器及び前記現像器の少なくとも1つを変更
調整することを特徴とする第1の発明の実施の形態に記
載の電子写真画像形成装置である。
明する概略構成図であり、1が複写機、プリンター、フ
ァクシミリ、印刷機等で共有の電子写真技術を使用した
電子写真画像形成装置本体である。
2で押圧された原稿を図示矢印a方向に往復動する原稿
照明ランプ4で照明し、原稿照明ランプ4と共に移動す
る反射ミラー5、反射ミラー5の2分の1の速度で同方
向に移動する反射ミラー6,7とレンズ8および固定の
反射ミラー9を使って、電子写真感光体(以下感光体と
いう)10に投影させる。この感光体10は、ドラム状
で図示矢印方向に回転し、予め一次帯電器11により電
荷付与され、トナー剤を付着させる現像器12によりト
ナー像として顕像化する。そして、給紙デッキ13から
搬送した転写紙Pに、転写分離帯電器14で感光体10
上のトナー像を転写させ、搬送ベルト15を通過して、
定着器16により、トナーを転写紙P上へ固着させ、排
紙トレイ17に出力する。
残留したトナーをクリーニング器20で収集する。この
転写後残留トナーを再利用する手段として斜め搬送パイ
プ21がクリーニング器20から、現像プロセス手段で
あり現像器12上部に設置されたホッパ30への運搬を
行う。ホッパ30は予め新鮮トナーが保管されている
が、この中に転写後残留トナーを搬入し、トナー攪拌部
材36により新鮮トナーと攪拌して再利用することで、
簡便な構成のトナー再生方法が実現する。
パイプ21はクリーニング器20で収集された転写後残
留トナーを感光体10の本体奥側から搬送パイプ21中
の搬送スクリュー22を回転することにより搬送する様
子を示している。
は以下に述べる特徴があった。
ス内のトナー 残量についての関係を示すグラフであ
る。本体の画像出力枚数は、場合によっては使用時間と
しても良い。例えば本発明の場合、出力能力として50
枚/分のため6万枚で約200時間の使用に相当する。
現像プロセス内トナー残量とは、現像器12内のトナー
とホッパ30内のトナーの和である。斜め搬送パイプ2
1内のトナー量はその量が比較的僅かであることと、ト
ナー現像へのプロセスを直接担っていないので加えてい
ない。本発明の本体は所定濃度の原稿画像を出力する場
合、100枚あたりトナー約4gの消費をする。従っ
て、所定濃度の原稿画像を出力する分には、図3に示す
ように一定の傾きでトナー残量は減少する。初期のトナ
ー残量を2400gとすると約6万枚で残量は約0gに
なることが明らかとなっている。
減少はいくつかの問題を有している。図4は装置本体の
画像出力枚数と出力画像の最高濃度の関係を示したグラ
フである。画像出力枚数の増加に伴って濃度が急速に低
下している。このような著しい濃度の低下は、出力画像
の品質低下をもたらし、ユーザに不快な印象を与える。
一般に濃度は1.4を下回るとユーザに薄い画像と判断
されがちなため、グラフ上約4万枚以降は画像不良とみ
なされる。
画像の白地かぶりの関係を示したグラフである。白地か
ぶりは、本来トナーを一切転写しない白地部のトナーの
付着状態を示すもので、反射濃度の低下率で示され、値
の高いほどトナーが付着してユーザに汚れた印象を与え
る。このかぶりについても画像出力枚数の増加と共に悪
化することが分かっている。一般にかぶりについてのし
きい値も2.0%を越えると不愉快な汚れと認識され易
いため、濃度同様グラフ上で約4万枚を境にして、それ
以降画像不良とみなされる領域となっている。
器12及びホッパ30内の転写後残留トナー量の増加が
要因であることが分かっており、その関係グラフを図6
に示す。転写後残留トナーの比率は、斜め搬送パイプ2
1から注入される転写後残留トナー量を調査すること
で、ホッパ30及び現像器12の内の転写後残留トナー
の比率を割り出したものである。グラフから明らかなよ
うに画像出力枚数の増加に従って、転写後残留トナーの
比率は急速に増加しており、これが濃度やかぶりといっ
た画質の低減要因であることがわかる。濃度とかぶりの
不良領域はともにグラフ上で約4万枚を境としているた
め、これらの経験から現像器12及びホッパ30内の転
写後残留トナーは約30%未満でのみ良質な画像を提供
できることも分かっている。
ッパ30内のトナーは新鮮なトナーとし、本体装置の使
用と共に転写後残留トナーが注入されるとした場合で、
かつ6万枚で現像器12及びホッパ30内のトナーが全
く無くなった場合の比率を示したグラフである。現実の
トナー再利用方法では、初期の現像器12及びホッパ3
0内には、新鮮トナーのみとした場合、即ち、装置本体
の設置初期のような場合にはグラフの状態は、多少異な
る結果となる。クリーニング器20や斜め搬送パイプ2
1内の転写後残留トナーは故意に注入しない限り充填さ
れていないため、すぐにはホッパ30へ再利用されるこ
とはない。つまり、装置の使用初期にはトナー再利用は
実行されていないのである。装置本体の使用が或る程度
進行した場合に、トナーの再利用が実行されるのであ
る。また、初期以外の場合、現像器12やホッパ30内
のトナーが無くなることは現実的ではない。なぜなら、
全く無くなった状態から新たにトナー補給を実行した場
合、初期設置と同様に現像器12内までトナーを搬送
し、かつ、トナーを感光体10上に飛翔させるために十
分な電荷付与を実行しなければならないからである。従
って、現像器12及びホッパ30内のトナー残量は0g
にはせず、現像器12及びホッパ30内の転写後残留ト
ナーの比率も100%へは到達しない。このような事情
から現実のトナー再利用が実行されている場合の、現像
器12及びホッパ30内の転写後残留トナー比率は初期
を除き、数%〜数10%の範囲を変動する結果となる。
合に、トナー補給を要求する現像器12及びホッパ30
内のトナー重量に対する、現像器12及びホッパ30内
転写後残留トナー比率の変動範囲を調査してみた。この
結果を図7に示す。トナー補給を要求する現像器12及
びホッパ30内のトナー重量とは、トナーを補給させる
べく、ユーザもしくはサービスマンに警告する状態で
の、現像器12及びホッパ30内のトナー量合計の下限
値である。一般的に、トナー補給を実施して十分攪拌が
実行された場合に最も転写後残留トナー比率は低下し、
最小値を示し、トナー補給を要求する時点において最も
転写後残留トナー比率は高く、最大値を示す。図7では
最大値、最小値のみを示し、この間を変動するのであ
る。新鮮トナーの補給量は1600gと固定し、トナー
補給を要求する現像器内のトナー重量を100〜320
0gまで変化させた。この実験では、転写時の転写紙P
上のトナーと感光体10上に残留したトナーの比を約
8:2としているために、トナー補給を要求する現像器
12及びホッパ30内のトナー重量によらずに、再利用
されるトナー比率の平均値は、約20%になっているこ
とが分かっている。この平均値を漸近線とする形でトナ
ー比率の最大値、最小値は変動しており、この最大値と
最小値の差分が変動量である。トナー補給を要求する現
像器12及びホッパ30内のトナー重量を増加するに従
い、転写後残留トナー比率の最大値は低下する結果とな
った。ただし、トナー重量が数百gの範囲では、転写後
残留トナー比率の最大値の低下は著しいものの、100
0g以上の範囲では大きな改善は見られないことが分か
る。転写後残留トナー比率が最大でも30%を下回り、
濃度やかぶりの画像品質の劣化を著しくさせないために
は、トナー補給を要求する現像器12及びホッパ30内
のトナー重量を約800g以上必要とすることが分か
る。
びホッパ30内のトナー重量を増加させ過ぎると、新鮮
トナーの補給量を加えた分の容量を現像器12及びホッ
パ30が有するためには、スペース的には限界があり現
実的ではないことは注意すべきである。
びホッパ30内のトナー重量を800gに固定し、新鮮
トナーの補給量を変化させた場合の、現像器12及びホ
ッパ30内の転写後残留トナーの比率を調査した結果を
図8に示す。横軸は新鮮トナーの補給量の逆数としてい
る。
2及びホッパ30内のトナー重量と、新鮮トナーの補給
量には、現像器12及びホッパ30内の転写後残留トナ
ー比率に対して、相関があるため、これらの関係から、
トナー補給を要求する現像器12及びホッパ30内のト
ナー重量と新鮮トナーの補給量の比を横軸にして、トナ
ー比率をプロットしたグラフが図9である。転写後残留
トナー比率を30%以下として画像劣化を抑制するため
には、トナー補給を要求する現像器12及びホッパ30
内のトナー重量と、新鮮トナーの補給量の比は、1/2
以上必要であることが確かめられる。具体的には、新鮮
トナーの補給量を1600gとした場合、トナー補給を
要求する現像器12及びホッパ30内のトナー重量を8
00g以上とすることが重要な条件となるのである。結
果として、現像器12及びホッパ30内のトナー重量の
最大量も制限され、新鮮トナーの補給量に対して約1.
5倍以上の容量を必要とすることになる。
である。トナーに電荷を付与して感光体10へトナーを
付着させる現像器12には、感光体10と対向する現像
スリーブ31とホッパ30から送り込まれたトナーを現
像スリーブ31長手方向にトナー量を均一化するトナー
攪拌棒32及び33と、現像器12内のトナー量を検知
するアンテナ状トナー残量センサー34が取り付けられ
ている。このアンテナ状トナー残量センサー34は、現
像スリーブ31に印加される交流電圧を重畳した現像電
圧により、現像器12とアンテナ状トナー残量センサー
34間のトナー量に応じた静電容量の変動を検知するも
のである。アンテナ状トナー残量センサー34の検知結
果に応じて、ホッパ30に取り付けられたトナー補給用
マグネットローラ35を回転することで、現像器12内
のトナー量は常時200g程度に設定されている。現像
器12内のトナー量は100g以上有れば、電荷付与に
差し支えはない。ただし、現像器12内のトナー量をで
きるだけ変化させないことは、前述したように、全くト
ナーが無くなった状態から新たにトナー補給を実行した
場合、初期設置と同様に現像器12内までトナーを搬送
する補給時間と、かつ、トナーを感光体10上に飛翔さ
せるために十分な電荷付与を実行する立ち上げ時間を必
要とするためである。
6が設けられ、転写後残留トナーと新鮮トナーを均一に
攪拌するよう、画像出力中は所定回転速度で回転してい
る。そして、ホッパ30内のトナー残量を制限する圧電
式トナー残量センサー37が設置されている。本発明の
場合、新鮮トナーの補給量を1600g、トナー補給を
要求する即ち、現像器12及びホッパ30を用いる現像
プロセス内のトナー残量を800g、現像器12内を常
時200gとしているので、トナー補給を要求する最少
のホッパ30内のトナー残量を600gとするように、
ホッパ30内のトナー残量センサー37の位置を実験的
に求め、設置している。新鮮トナーの注入は、ホッパ3
0内のトナー残量が600g程度となり、トナー残量セ
ンサー37が検知した時点で、ユーザもしくはサービス
マンが、トナーボトル38によりホッパ30へ投入され
る。図10において、Aレベルに減少した時点でトナー
残留センサー37が検知しトナー不足としてトナー補給
を要求する。なお、本発明では、現像器12とホッパ3
0内のトナー残量を測定する手段として、アンテナ式と
圧電式のセンサーを用いたが、本発明の目的を遂行する
うえで、これらのセンサーの種類に限定されるものでは
なく、その他のトナー量測定手段を用いることも何等差
し支えない。また、現像器12のトナー量を加減するこ
と及び、現像器12とホッパ30を区別無く1つの現像
プロセスとする場合でも、本発明の意義である現像プロ
セス内の最少トナー量を規定する上で何等支障がないこ
とは明らかである。
するホッパ30内に、転写後残留トナーを混入しても、
濃度やかぶりといった画像劣化の少ない、トナー再利用
の方法が提供可能となる。
ラフであり、横軸が画像出力枚数、縦軸は現像プロセス
内の転写後残留トナーの比率を示す。図11において、
一定濃度の画像を出力した場合約4万枚毎にトナー補給
を行うが、従来例のトナー補給を要求する現像プロセス
内のトナー重量と新鮮トナーの補給量の比を考慮にいれ
ないと、細線Oで示すように、転写後残留トナー利率の
変動幅が大きく、最悪値は画像劣化の比較的少ない30
%を大きく越えていることが分かる。しかし、本参考例
のようにトナー補給を要求する現像プロセス内のトナー
重量と新鮮トナーの補給量の比を1/2以上とすると、
太線Nで示すように、転写後残留トナー比率は最悪値で
も30%以内であるため、濃度、かぶりといった画像品
質を損なうことはない。
器12とホッパ30内のトナーの合計は、実施の形態の
1以外の現像プロセスを有する場合、例えば、ホッパ3
0と現像器12が特別に区別がなくトナーの保管場所と
トナーの消費場所が1つの構成を形成している場合に
も、有効な判断基準を表現しているものである。繰り返
すならば現像プロセス内のトナーとは、転写後残留トナ
ーが注入されて攪拌が実行されている現像器12及びホ
ッパ30内のトナー合計を表している。
る。ホッパ30内トナー残量を検知して(i1)600
g以下ならばユーザもしくはサービスマンに報告してト
ナー補給を要求する(i2)。
(i3)足りなければホッパ39のマグネットローラ3
5の回転により現像器12へトナーを補給する(i
4)。
げ時、及びコピー中又はコピー終了後に動作可能のもの
である。
ーの比率を約30%以下に保持する手段を説明したが、
本実施の形態では、転写後残留トナーの比率を約30%
まで増加した場合のさらなる画質向上手段を説明する。
また、本実施の形態の1を用いれば、転写後残留トナー
の比率を約30%よりも多少多めに設定できることも、
スペース効率の点で有利となり得る。
に示すように、感光体10を帯電付与させるための一次
帯電器11に印加する電圧を変化させることである。変
圧電源40により、一次帯電器11に印加される電圧は
4から9kVまで調節することが可能で、感光体10は
本実施の形態1の場合アモルファスシリコン感光層を有
するために感光体10上の帯電電圧は最大+400〜+
500Vまで変更可能である。
プ4は原稿画像を照らすことで感光体10上に画像情報
を露光する為に、その露光量を調節すべく電源50と抵
抗器51が接続されており、光量を調節することが可能
である。
内の現像スリーブ31は交流電源60と直流電源61が
接続され、本実施の形態1では直流電源61の出力電圧
値を変更可能としている。
明ランプ4及び現像器12の変動調節手段は、図15に
示すように画像形成装置の制御基板69により操作され
る。制御基板69内には、制御機能の中心素子であるC
PU(中央処理装置)はROM(読み込み専用メモリ
ー)及びRAM(随時読み込み書き込みメモリー)のプ
ログラム及びデータによって、各種周辺機器の信号をI
/Oポート(入出力ポート)及びD/A変換器及びD/
A変換器で制御・検知を行っている。制御対象は、一次
帯電器11の変圧電源40であり、原稿照明ランプ4の
露光量調節用の抵抗器51であり、現像器12に印加す
る直流電源61である。トナー検知手段は、本実施の形
態の1では図16に示すようにホッパ30内に2つのト
ナー残量センサー70,71を有しているので、現像プ
ロセス手段内のホッパ30内のトナー残量センサー70
及び71と、現像器12内のトナー残量センサー80で
ある。
ー70,71,80を備えた本実施の形態1の現像プロ
セス手段を図16に示す。図16において、現像スリー
ブ31、トナー撹拌棒32,33,36、トナー補給用
マグネットローラ35等は、参考例と変わりはないが、
ホッパ30内にトナー残量センサー70,71を2つ設
ける点が異なっている。第1のトナー残量センサー70
にてトナー補給を要求する最少のホッパ30内トナー量
を検知し、第2のトナー残量センサー71にてトナー消
費中のトナー量を2つのレベルに判別することが可能と
なる。本実施の形態の1ではこれらのトナー残量センサ
ー70,71は圧電式のトナー残量センサーを使用して
おり、その精度の関係上のトナー有り無しの2つのレベ
ルを感知している。第1のトナー残量センサー70でト
ナー補給を要求するトナー量は600g(図16のAレ
ベル)に対して、第2のトナー残量センサー71ではト
ナー量を1000g以上と未満に分けて検知(図16の
Bレベル)することができる。なお、本発明では便宜上
トナー残量検知センサー70,71はトナー有り無しの
2つのレベルのみを検知可能としているが、センサーの
精度を向上させる等により、あるいは、他のトナー検知
手段を用いることによって、1つのセンサーにて多値レ
ベルのトナー量を検知可能ならば、本実施の形態の1の
ような構成とする必要はない。ただし本発明の意義を越
えるものではないため、説明の容易さから本実施の形態
の1では2つのトナー残量検知センサー70,71を設
けてトナーの多い少ないの2値レベルを感知するものと
している。
施の形態の1ではホッパ30内トナー量の多少に応じ
て、前述の制御対象を変更することで、トナー再利用系
におけるさらなる画質安定の手段を提供することが可能
となっている。
形成装置の制御基板が操作する制御対象の変更目標値を
示すものである。制御対象は、それぞれ電気的な変更で
あるが、実際に変更され画像形成装置の出力画像の品質
に寄与するものとして被制御対象を併記した。一次帯電
器11の変圧電源40を操作することで、感光体10に
付与される帯電量が変化して感光体10上の暗部電位が
変更される。原稿照明ランプ4の抵抗器51を操作する
ことで、画像露光時の露光量が変化して感光体10上の
明部電位が変更される。現像器12の直流電源61を操
作して現像スリーブ31の直流電位が変更される。そし
て本実施の形態の1では2つのモードが適用される。2
つのモードは現像プロセス内のトナー量を2つのレベル
としたために用いられるものである。1つは通常のモー
ド(モード0)で、ホッパ30内のトナーが1000g
以上の場合(Bレベル以上)と、1つは画質向上のため
のモード(モード1)で、ホッパ30内のトナーがトナ
ー補給を要求するAレベルに達するまでの1000g〜
600gの場合である。
写後残留トナーが少な目の場合に、感光体10電位及び
現像スリーブ31電位を条件として最適化されたもので
ある。ところが転写後残留トナーが多くなる場合、例え
ば転写後残留トナー比率で15%を越えるあたりでは、
トナーの性質が新鮮トナーの比率を異なることにより、
濃度やかぶりを悪化させている。トナーの性質である単
位重量あたりのトナーの電荷量で比較すると、本実施の
形態の1では、新鮮トナーのみの場合が約12μC/g
であるが、転写後残留トナー比率を20%とすると約9
μC/g程度に低下する。この為感光体10へ飛翔する
トナーの静電引力の程度が異なるために上記の結果を引
き起こすことが分かっている。そこで、本発明ではトナ
ーの電荷量に応じて最適な現像条件を、選択することを
特徴として上記の制御対象を操作するようにしている。
逆に言えば、約9μC/gのトナーにおいて最適化を行
った条件下では、約12μC/gのトナーを使用した場
合、最適条件にはならないために2つ以上のモードを必
要とするのである。また、モード1である画質向上のた
めのモードは、一次帯電器11や原稿照明ランプ4の寿
命を厳密に調べると、比較の上では不利な条件でさえあ
る。被制御対象ある感光体10上の暗部電位を上げるこ
とは、一次帯電器11に印加する電圧を上げる電流量を
増加させるため、一次帯電器11を構成する電極ワイヤ
ー等は多少汚れ易くはなる。また、感光体10上の明部
電位を下げることは、原稿照明ランプ4の印加電圧を上
げ露光量を増加させることで、原稿照明ランプ4の寿命
を比較すればやや印加電圧の低い通常モードに対して不
利である。それがために、モード1である画質向上モー
ドを常時使用することは難しい。本実施の形態の1では
新鮮トナーを補給するボトル1600gの内、約400
g程度を残す時点であるBレベルから、画質向上モード
に入るようにして、上記一次帯電器11及び原稿照明ラ
ンプ4への負担をできるだけ少なくしている。
以下の作用を利用して画質の向上を図っている。トナー
の電荷量が少ない場合でも濃度を増加させる手段として
は、感光体10上の暗部電位と現像スリーブ31の印加
電位との差分である現像コントラストを増加する方法が
ある。現像コントラストを増加させると感光体10の静
電引力が増加するため飛翔しにくいトナーでも感光体1
0へ付着し易くなるからである。本実施の形態の1で
は、現像コントラストを200Vから250Vへ増加す
る制御をしている。また、トナーの電荷量が少ない場合
にかぶりが増加する1つの要因として、通常トナーの付
着すべき感光体10上の暗部電位ではなく、逆極性のト
ナーや低電荷のトナーが感光体10上の白部電位へ飛翔
するためである。この対策として、感光体10の白部電
位と現像スリーブ31の印加電位との差分であるバック
コントラストを減少させるとトナーの無用な付着は抑制
できる。本実施の形態の1ではバックコントラストを1
00Vから80Vへ減少する制御をしている。
装置の画像出力枚数に対する濃度の変化を示すグラフで
ある。グラフ上で左端から約3万枚のところでホッパ3
0内のトナーが約1000gを下回ったためモード1で
ある画像向上モードに変更したため、濃度が回復してい
ることが分かる。もし本実施の形態の1のモード変更を
しないと、図17に示すように画像出力枚数が3万枚を
超える領域で、点線で示した濃度低下に推移することに
なるが、本実施の形態の1により、トナー再利用系での
さらなる濃度維持に対する信頼性が向上する。
力枚数をとり、縦軸にかぶりの変化を示したグラフであ
る。画像向上モードによりかぶりも抑制されていること
が分かる。図17と同じく、本実施の形態の1を取り入
れないと画像出力枚数が3万枚を超える領域で点線で示
したかぶり悪化を余儀なくされるが、プロセス条件を変
更することでかぶり対策として信頼性が実施の形態の1
以上に向上する。
コントラストを同時に変更するために、帯電量と露光量
と現像電圧をそれぞれ同時に制御を実施したが、濃度を
変更すること及びかぶりの対策となるものとしては、そ
れぞれの制御を同時にする必要はなく、帯電量と露光量
と現像電圧の内、少なくとも1つ以上を変動することに
よっても同様な効果を発揮する場合があるので、これを
限定するものではない。
トである。
る(j1)。ホッパ30内トナー残量を1000g以下
のBレベルの場合(条件分岐をj2)は、モード1とし
て画質向上モードが設定され、各プロセス条件の変更が
行われる(j3)。
下のAレベルの場合(条件分岐をj4)は、ユーザもし
くはサービスマンに報告してトナー補給を要求する(j
5)。次に現像器12内のトナー残量を確認して(j
6)、足りなければホッパ30のマグネットローラ35
の回転により現像器12へトナーを補給する(j7)。
て帯電プロセス及び露光プロセス及び現像プロセスの少
なくとも1つを操作して、トナー量による画像品質の変
化に対応するものであった。本実施の形態の2では、上
記の考えを更に押し進めて、より一層の装置の安定化を
図るものである。
品質を最適化するためのモードについて、制御対象の変
更目標値を記述したものである。実施の形態の1の場合
は、現像プロセス内のトナー量に応じて2つのレベルを
定義付け、これに対応する形でモードを2種類設定し
た。本実施の形態の2では、現像プロセス内のトナー量
とは直接関係づけず、先ず3種類のモードを設けてい
る。1つは通常モードで、画質向上モードをより細かく
最適化するために図22に示すように2種類用意してい
る。
べく、場合分けにより1つのモードを選択するようにし
ている。即ち、現像プロセス内のトナー量だけでなく、
使用状況と使用環境から最適条件を適用するようにして
いる。
電源を当日始めて投入するような場合、現像器12内の
トナーは電荷が逃げ、電荷量が通常使用時に比べ低下す
る。そこで装置本体の電源が投入されてからの使用中の
積算時間が10分間に達するまで特別に扱い、通常と異
なるモードを取り入れる。時間の換算は、前述の制御基
板内に不図示のタイマーICを電源投入時にリセットし
て、装置本体の使用時にのみタイマーICにCPUから
信号を送り、タイマー時間を進めることで確認される。
また、装置本体の電源が投入されているのにも拘わら
ず、実際には画像を出力していない状態が1時間以上経
過した場合にも、特別なモードを取り入れることでトナ
ーに付与されている電荷量に応じた細かな制御が可能と
なる。
環境として湿度を検知する不図示のセンサーを本体に具
備して、この検知結果に応じてモードを決定するもので
ある。本実施の形態の2では湿度を50%未満Lとし5
0%以上Hの2つに分けこれに対応するモードを選択す
るようにしている。なお、湿度が高い場合には湿度も比
較的高めなため、湿度を検知する代わりに、温度センサ
ーを用いる構成でも差し支えない。
と、使用状態と使用環境から、最も望ましいプロセス条
件を選択することで最適な画像品質を出力することが可
能となる。もっとも濃度やかぶりに厳しいのは、高湿環
境下での電源投入時や長期間放置時であるが、本実施の
形態の2による画像向上モード2を選択すること、即ち
濃度、かぶりに有利なプロセス条件を採用することで、
最適な画像品質を提供することが可能となる。
トである。
岐で直接行うよりも、テーブルを参照することの方がモ
ードの変更が容易なためメモリマップ上にモードを展開
し、インデックスとした。
ており、先頭アドレスadrから各条件により参照する
ことができる。モードは〔adr+TM×4+HP×2
+RH〕で算出される。
図26においてまずホッパ30内トナー残量が1000
g以下かを確認し(k1)。真の場合変数HPを1とす
る(k2)、また偽の場合変数HPを0とする(k
3)。
が扱う。低級もしくは高級言語におけるラベルであり、
メモリー上又はCPUのレジスタ上に格納されるもので
ある。
た環境を検知して低湿か高湿かを判断し(k4)、低湿
ならば変数RHを0(k5)高湿ならば変数RHを1
(k6)とする。
後10分未満から判断して(k7)真なら変数TMを0
(k8)とし、さらに放置後一時間以上経過してからの
使用時間が10分未満の場合(条件分岐をk9)、変数
TMを2(k10)とする。それ以外の場合すなわち、
装置本体の使用時間が10分以上あるいは装置本体の放
置後一時間以上経過してから使用時間が10分以上の場
合には変数を1とする(k11)。
を決定する。すなわち、メモリーマップ30上には予め
ホッパ30内トナー残量と湿度と使用状態により12種
の場合が記憶されているため、前記の変数を使用してメ
モリーマップからモードが決定できるモードは〔adr
+TM×4+HP×2+RH〕により示されたメモリー
マップ上の内容となる。
からj7と同じである。
現像プロセス内のトナー量に応じた最適条件の選択につ
いて説明したが、本実施の形態の3ではさらに画像品質
の精度を向上させることを目的として、以下の修正項目
を取り入れている。
の通り現像器12とホッパ30内のトナー量の合計であ
るが、本構成での転写後残留トナーの比率は、現像器1
2及びホッパ30でやや異なることがある。このような
現象は、本発明で説明している現像器12とホッパ30
という2つのトナー保管場所を有する場合に特に顕著で
ある。また現像器12やホッパ30の物理的な形状やそ
れぞれのトナー量や撹拌棒の形状、回転状態等、様々な
現像条件によって多い少ないの変化はあるものの、斜め
搬送パイプから注入された転写後残留トナーが瞬時に撹
拌されて現像器12とホッパ30内で均一化されるわけ
ではない。
10へ飛翔させる現像を実行する箇所は、あくまで現像
スリーブ31であるので、この現像スリーブ31周りの
トナーに対して最適なプロセス条件でトナーを感光体1
0へ飛翔させなければならない。
て、ホッパ30内の転写後残留トナーの比率と現像スリ
ーブ31周辺のトナー比率を示したものである。ホッパ
30内を太線THで示し、現像スリーブ31周辺を黒丸
TDでプロットしている。前述の通り現像プロセスの構
成にも大きく左右されるが、図19では約5000枚の
ズレを生じていることが分かった。つまり、トナー補給
を要求する時点でホッパ30内は最も転写後残留トナー
比率が上昇し、トナー補給をした時点でホッパ30内は
最も転写後残留トナー比率が低下するのに対し、現像ス
リーブ31ではその傾向に時間遅れが生じるのである。
そこで、本実施の形態3では、予め5000枚分のズレ
を見越してモードの選択を実行している。図23は、実
施の形態の2のモード選択の表(図22)を5000枚
分スライドしている。即ち画質向上モードに入るのは、
ホッパ30内トナーが1000gを切る状態(レベル
B)から5000枚使用した時点をスタートとして、ト
ナー補給を要求し(レベルA)、さらにトナー補給を実
行した後から5000枚使用した時点をエンドとして設
定している。こうすることで、トナー補給後も現像スリ
ーブ31周辺のトナーはまだ転写後残留トナーの比率が
高いため画質向上モードにより、画質が救済されるよう
になる。
出力枚数に応じて制限を加えているが、装置本体の出力
能力さえ分かれば、使用時間と置き換えても一向に差し
支えない。
ローチャートである。
以下かを確認し(L1)、偽の場合トナー補給を実行し
てからの画像出力枚数が5000枚以下かを判別し(L
2)、偽ならば変数HPを0(L3)、真ならば変数H
Pを1(L4)とする。又L1で真の場合ホッパ30残
量センサーのBレベル検知から画像出力枚数が5000
枚以下かどうかを判別し(L5)、偽ならば変数HPを
1(L6)とし、真ならば変数HPを0(L7)とす
る。なおトナー補給の検知はホッパ30内のトナー残量
センサがAレベル、すなわち600gを切った時点での
ユーザ又はサービスマンへの報告の後、ホッパ30内の
トナー残量センサがBレベルすなわち1000g以上と
判別することで、装置本体は認識することが可能であ
る。
16と同じである。
プロセス内のトナー残量、即ち現像プロセス内の最低ト
ナー残量を、新鮮トナーの補給量に対して略1/2以上
残こすことにより、転写後残留トナーの割合をできるだ
け増加させず、最良画質を長期間維持することが可能と
なっている。
セス内のトナー残量に応じて、帯電プロセスと潜像プロ
セスと現像プロセスの調整手段のうち少なくとも1つを
変更調整することにより、トナー補給を要求する以前の
画質劣化を防止することが可能となっている。
の帯電量を加減すること、潜像プロセスの調整方法とし
ては、画像露光器の露光量を加減すること、現像プロセ
スの調整方法として、現像器に印加する電圧波形を加減
することを特徴としている。そして、これらの調整手段
は、装置本体の置かれた温度または湿度の環境特性によ
り変動させること、及び、装置本体の電源投入時ないし
は装置本体の長期停止後に変動させることも本発明の特
徴である。加えて、新鮮トナーの補給の後、所定時間な
いしは所定枚数まで上記の調整を持続させることによ
り、最適な画質維持のための補正を可能にしている。
図である。
ナー残量を示すグラフである。
ある。
る。
すグラフである。
ナー重量に対する現像プロセス手段内の転写後残留トナ
ーの比率を示すグラフである。
内の転写後残留トナーの比率を示すグラフである。
ナー重量と新鮮トナーの補給量の比に対する現像プロセ
ス手段内の転写後残留トナーの比率を示すグラフであ
る。
である。
残留トナーの比率を示すグラフである。
図である。
縦断面図である。
る画像濃度を示すグラフである。
るかぶりを示すグラフである。
周辺の転写後残留トナーの比率を示すグラフである。
のトナー残量による制御対象の変更目標値を示す表であ
る。
値を示す表である。
のトナー残量と使用環境と使用条件による適用モードを
示す表である。
のトナー残量と使用環境と使用条件による適用モードを
示す表である。
る。
る。
る。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 電子写真感光体と、 電子写真感光体上に電荷付与する帯電手段と、前記帯電
後の電子写真感光体に露光により潜像化する露光手段
と、前記潜像をトナーにより顕像化する現像手段と、転
写材上に前記顕像化した可視像を転写する転写手段と、
電子写真感光体より分離した転写材上の可視像を定着さ
せる定着手段と、 該帯電手段と該露光手段と該現像手段のうち少なくとも
1つを調整する調整手段と、を有し、 かつ、該電子写真感光体上の転写後残留トナーを除去す
るクリーニング手段を有し、電子写真感光体から除去さ
れた転写後残留トナーを該現像手段に戻し、新鮮トナー
と攪拌して再利用する手段を有する電子写真画像形成装
置において、 該現像手段は、トナー残量を検知する手段を有し、該ト
ナー残量の検知結果により、前記帯電手段と前記露光手
段と前記現像手段の調整手段のうち少なくとも1つに設
けた調整手段を変更調整することを特徴とする電子写真
画像形成装置。 - 【請求項2】 前記帯電手段の調整方法として、前記帯
電手段の帯電量を加減することを特徴とする請求項1に
記載の電子写真画像形成装置。 - 【請求項3】 前記露光手段の調整方法として、前記画
像露光手段の露光量を加減することを特徴とする請求項
1に記載の電子写真画像形成装置。 - 【請求項4】 前記現像手段の調整方法として、前記現
像手段に印加する電圧波形を加減することを特徴とする
請求項1に記載の電子写真画像形成装置。 - 【請求項5】 該現像手段のトナー残量の検知結果と、 装置本体の周囲における環境特性である温度ないしは湿
度を検知する手段を有し、該温度または湿度の少なくと
も1つの検知結果から、 前記帯電手段及び前記露光手段及び前記現像手段の調整
手段のうち少なくとも1つを変更調整することを特徴と
する請求項1に記載の電子写真画像形成装置。 - 【請求項6】 該現像手段のトナー残量の検知結果と、 装置本体の電源投入時からの所定時間ないしは装置本体
の長期停止後に所定の前記帯電手段及び前記露光手段及
び前記現像手段の少なくとも1つを変更調整することを
特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 【請求項7】 新鮮トナーの注入を検知する手段と、 新鮮トナーの注入時の使用時間を記憶する手段と、を有
し、 該新鮮トナー注入時の使用時間から、所定時間になるま
で、前記帯電手段及び前記露光手段及び前記現像手段の
少なくとも1つを変更調整することを特徴とする請求項
1に記載の電子写真画像形成装置。 - 【請求項8】 新鮮トナーの注入を検知する手段と、 新鮮トナーの注入時の画像出力枚数を記憶する手段と、
を有し、 該新鮮トナー注入時の画像出力枚数から、所定枚数にな
るまで、前記帯電手段及び前記露光手段及び前記現像手
段の少なくとも1つを変更調整することを特徴とする請
求項1に記載の電子写真画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27049695A JP3273492B2 (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 電子写真画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27049695A JP3273492B2 (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 電子写真画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0990732A JPH0990732A (ja) | 1997-04-04 |
JP3273492B2 true JP3273492B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=17487089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27049695A Expired - Fee Related JP3273492B2 (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 電子写真画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3273492B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-25 JP JP27049695A patent/JP3273492B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0990732A (ja) | 1997-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100338720B1 (ko) | 화상형성장치 | |
CN100549858C (zh) | 显影装置和调色剂补充方法 | |
US6192212B1 (en) | Image forming apparatus | |
EP0584744A2 (en) | Electrophotographic reproduction apparatus and method for controlling an electrophotographic reproduction process | |
JP3273492B2 (ja) | 電子写真画像形成装置 | |
CN111273528B (zh) | 图像形成装置、劣化状态检测方法以及存储介质 | |
US6035153A (en) | Image recording apparatus with exposure start and toner supply control | |
JP2000292995A (ja) | 画像形成装置 | |
JPH08297405A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4473468B2 (ja) | トナー濃度制御方式、画像形成装置 | |
JPH117188A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2979335B2 (ja) | トナー補給制御方法 | |
JP2002169443A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2004004961A (ja) | 画像形成装置 | |
JPH08123112A (ja) | 画像濃度制御装置 | |
JP3041708B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2002014588A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2000267365A (ja) | 画像形成装置 | |
JPH09138560A (ja) | 画像形成装置 | |
JPH0566669A (ja) | 電子写真複写機 | |
JPH04195172A (ja) | 画像形成装置 | |
JPH11160978A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2956082B2 (ja) | 画像調整制御方式 | |
JP2001013774A (ja) | 画像形成方法及び画像形成装置 | |
JPH03145677A (ja) | 画像形成装置のトナー補給制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080201 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090201 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100201 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100201 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110201 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120201 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130201 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140201 Year of fee payment: 12 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |