DE69736161T2

DE69736161T2 - Bilderzeugungsverfahren und Bilderzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69736161T2
Application number: DE69736161T
Authority: DE
Inventors: Toru Suwa-shi Fujita; Yasuhito Suwa-shi Hirashima
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2017-10-22
Also published as: DE69736161D1; JPH10123820A; JP3589270B2; US5950043A; EP0837372A3; EP0837372B1; EP0837372A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmedium durch Verwenden eines elektrofotografischen Systems, wie beispielsweise eines Kopiergeräts, eines Druckers oder eines Faxgeräts. In solch einer Vorrichtung wird ein Toner zur Bildentwicklung verwendet. Genauer gesagt, wird der Toner während der Entwicklung verbraucht. Diese Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Erkennen und Bestimmen eines Zustands, der besteht, kurz bevor der Toner zur Neige geht. Mit anderen Worten, diese Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Beurteilen, wann ein Resttonerzustand gegeben ist. Außerdem betrifft diese Erfindung eine Beurteilung, wann ein Nulltonerzustand gegeben ist (d.h. ein Zustand, in welchem der Toner im Wesentlichen aufgebraucht ist). Zudem betrifft diese Erfindung ein Verfahren zum Beurteilen, wann eine Bildentwicklungsvorrichtung in einem anomalen Zustand in Bezug auf den Toner ist. Insgesamt können der Resttonerzustand, der Nulltonerzustand und der anomale Zustand als Tonerzustände oder als Tonerbedingungen einer Bilderzeugungsvorrichtung bezeichnet werden.
Eine Bilderzeugungsvorrichtung besteht aus einem Belichtungssteuermittel zum Erzeugen eines Lichtstrahls, der einem Bilderzeugungssignal entspricht, einem fotoleitfähigen Element zum Erzeugen eines elektrostatischen Latentbildes bei Empfang des Lichtstrahls, ein Entwicklungsmittel zum Erzeugen eines Tonerbildes durch Bewirken, dass das elektrostatische Latentbild ein Tonerbild über eine Entwicklungswalze anzieht, und ein Übertragungsmittel zum Übertragen des Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium.
Da das Drucken in solch einer Bilderzeugungsvorrichtung durch Bewirken, dass der Toner auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird, erfolgt, wird der Toner durch Drucken verbraucht, derart dass es notwendig ist, die übrige Tonermenge zu handhaben.
Aus diesem Grund wird die Tonermenge in einer Entwicklungseinrichtung im Allgemeinen durch Versehen der Entwicklungseinrichtung mit einem optischen Fenster zur Erkennung optisch erkannt, oder die Tonermenge wird durch Bereitstellen eines Schaltmittels erkannt, welches auf der Basis der Menge des Toners betrieben wird. Beim erstgenannten Verfahren besteht jedoch insofern ein Problem, als das optische Fenster durch den Toner im Verlauf der Zeit beschmutzt wird, wodurch es unmöglich gemacht wird, die Tonermenge genau zu erkennen. Ferner bringt das letztgenannte Verfahren es mit sich, dass die Anordnung des Mechanismus komplex wird.
Um solche Probleme zu überwinden, wurde eine Technik vorgeschlagen, in welcher, wie in US-A-5,204,699 offenbart, der Toner in einer Entwicklungseinrichtung durch Berechnen und Summieren der Tonermenge, die für jedes Pixel verbraucht wird, auf der Basis von Bilderzeugungssignalen zum Erzeugen eines elektrostatischen Latentbildes geschätzt wird. Außerdem wurde eine Technik vorgeschlagen, in welcher, wie in der japanischen Patentauslegeschrift Nr. 22067/1984 offenbart, ein Tonerbild zum Testen durch eine Entwicklungseinrichtung durch Durchführen einer Belichtung in einer vorbestimmten Form auf einem fotoleitfähigen Element erzeugt und die Tonermenge in der Entwicklungseinrichtung auf der Basis der optischen Dichte des Tonerbildes geschätzt wird.
Bei der Technik, bei welcher die verbrauchte Tonermenge durch Verwenden der Bilderzeugungssignale geschätzt wird, wie im erstgenannten Fall, kann jedoch eine Situation eintreten, in welcher ein Unterschied zwischen einem geschätzten Wert und einer tatsächlichen Verbrauchsmenge sogar in Bezug auf ein identisches Bildsignal wegen einer Änderung der aufgebrachten Tonermenge infolge einer Änderung in der Umgebung und dergleichen aufgrund einer Änderung mit der Zeit der Umgebungsbedingungen und eines elektrofotografischen Prozesselements entsteht und sich der Toner, obwohl gemäß dem geschätzten Wert bestimmt wird, dass noch eine ausreichende Tonermenge übrig ist, in Wirklichkeit bereits erschöpft hat, so dass ein Fehldruck ausgegeben wird.
Außerdem ergibt sich bei der letztgenannten Technik, bei welcher das Tonerbild zum Testen verwendet wird, das folgende Problem. Das heißt, obwohl die Tonermenge in einem Zustand, in welchem der Toner auf der Oberfläche einer Entwicklungswalze zum Bilden der Entwicklungseinrichtung unmittelbar nach einer Unterbrechung eines Entwicklungsvorgangs neu zugeführt wurde, genau erkannt werden kann, wird ungeachtet der übrig gebliebenen Tonermenge eine ausreichende Tonermenge auf die Entwicklungswalze aufgebracht, derart dass das Tonerbild zum Testen mit einer hohen Dichte erzeugt wird und möglicherweise einen Fehler bei der Bestimmung der Tonermenge verursacht.
JP-A-06/324569 beschreibt eine Bilderzeugungsvorrichtung, in welcher das Tonerende durch Messen der Dichte der Tonertestbilder bestimmt wird, wohingegen die Tonerendnähe von einem Punktzähler unabhängig von der gemessenen Dichte bestimmt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der zuvor beschriebenen Probleme entwickelt, und ihre Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes bereitzustellen, welches zum genauen Erkennen des Zustands der Tonermenge, welche beim Drucken verwendet werden kann, d.h. eines Resttonerzustands und eines Nulltonerzustands, durch Verwenden eines Bilderzeugungssignals und eines Tonertestbildes imstande ist, ohne dass ein Tonererkennungsmittel in einer Entwicklungseinrichtung installiert oder eingebaut werden muss.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Bilderzeugungsvorrichtung, die zum Realisieren des zuvor beschriebenen Verfahrens geeignet ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Erkennen der Anomalie der Vorrichtung auf der Basis eines geschätzten Wertes einer übrig gebliebenen Tonermenge basierend auf einem Bilderzeugungssignal und eines geschätzten Tonerwertes basierend auf einem Tonerprüfbild.
Um die Aufgaben zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 beziehungsweise 3 bereit. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
1 ist ein Diagramm, welches eine Ausführungsform einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ist eine Querschnittansicht, welche ein Beispiel einer Entwicklungseinrichtung veranschaulicht, die in der zuvor erwähnten Vorrichtung verwendet wird;
3 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Belichtungssignalerzeugungseinrichtung eines Steuersystems in der zuvor erwähnten Vorrichtung veranschaulicht;
4 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Resttonerbestimmungseinrichtung in der zuvor erwähnten Vorrichtung veranschaulicht;
5 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Resttonerbestimmungseinrichtung in der zuvor erwähnten Vorrichtung;
6 ist ein Blockdiagramm, welches ein anderes Beispiel der Resttonerbestimmungseinrichtung in der zuvor erwähnten Vorrichtung veranschaulicht:
7 ist ein erläuterndes Diagramm in Bezug auf Fleckenbilder, die bei der Bestimmung des Resttonerzustands in der zuvor erwähnten Vorrichtung verwendet werden;
8 ist ein Flussdiagramm (Teil 1) zur Erläuterung der Funktionsweise der Resttonerbestimmungseinrichtung in einem Fleckenerzeugungsmodus in der zuvor erwähnten Vorrichtung;
9 ist ein Flussdiagramm (Teil 2) zur Erläuterung der Funktionsweise der Resttonerbestimmungseinrichtung im Fleckenerzeugungsmodus in der zuvor erwähnten Vorrichtung;
10 ist ein Flussdiagramm (Teil 3) zur Erläuterung der Funktionsweise der Resttonerbestimmungseinrichtung im Fleckenerzeugungsmodus in der zuvor erwähnten Vorrichtung;
11 ist ein Flussdiagramm (Teil 4) zur Erläuterung der Funktionsweise der Resttonerbestimmungseinrichtung im Fleckenerzeugungsmodus in der zuvor erwähnten Vorrichtung;
12 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel der Resttonerbestimmungseinrichtung veranschaulicht, die mit der Funktion zum Messen der Umgebung innerhalb der zuvor erwähnten Vorrichtung versehen ist;
13 ist ein Flussdiagramm (Teil 1) in einem Fall, in dem der Resttonerzustand auf der Basis des Ergebnisses der Messung der Umgebung innerhalb der zuvor erwähnten Vorrichtung bestimmt wird;
14 ist ein Flussdiagramm (Teil 2) in einem Fall, in dem der Resttonerzustand auf der Basis des Ergebnisses der Messung der Umgebung innerhalb der zuvor erwähnten Vorrichtung bestimmt wird;
15 ist ein erläuterndes Diagramm eines anderen Beispiels von Fleckenbildern, die bei der Bestimmung des Resttonerzustands in der zuvor erwähnten Vorrichtung verwendet werden;
16 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Resttoner- und Nulltonerbestimmungseinrichtung in der zuvor erwähnten Vorrichtung veranschaulicht;
17 ist ein Flussdiagramm in einem Fall, in dem der Resttonerzustand und der Nulltonerzustand in der zuvor erwähnten Vorrichtung bestimmt werden;
18 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Zustandsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen des Resttonerzustands, des Nulltonerzustands und des Zustands der Vorrichtung gemäß einem Signal von einem Fleckensensor veranschaulicht;
19 ist eine schematische Darstellung eines Mittels zum Speichern von Bestimmungsdaten einer Vorrichtungszustandsbestimmungseinrichtung in der zuvor erwähnten Vorrichtung; und
20 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel eines Gewichtungskoeffizientenkorrekturmittels in der zuvor erwähnten Vorrichtung veranschaulicht.
Demgemäß erfolgt im Anschluss eine Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 stellt eine Ausführungsform einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar und ist eine Querschnittansicht, welche wesentliche Teile eines elektrofotografischen Prozessabschnitts eines Druckers veranschaulicht. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein fotoleitfähiges Element, welches durch eine Ladewalze 2 gleichmäßig bis zu einem Potenzial aufgeladen wird, das sich zum Erzeugen eines Tonerbildes eignet. Die bereitgestellte Anordnung ist derart, dass ein Laserstrahl einer vorbestimmten Auflösung, z.B. 600 dpi, welcher durch eine Belichtungseinheit 3 gebildet wurde, durch Rückstrahlspiegel 4 zur Oberfläche des fotoleitfähigen Elements 1 geleitet wird, um zu ermöglichen, dass ein elektrostatisches Latentbild darauf erzeugt wird.
Rund um das fotoleitfähige Element 1 ist eine Entwicklungseinrichtung 5 angeordnet, welche aus einer Gelb- oder Y-Entwicklungseinheit 5Y, einer Magenta- oder M-Entwicklungseinheit 5M, einer Cyan- oder C-Entwicklungseinheit 5C und einer Schwarz- oder K-Entwicklungseinheit 5K besteht, welche jeweils als ein Einkomponentenkontaktsystem angeordnet sind, das imstande ist, mit dem Umfang des fotoleitfähigen Elements 1 in der Richtung der Pfeile in der Zeichnung in Kontakt zu kommen und sich davon weg zu bewegen. Wenn zum Beispiel eine Entwicklungseinheit 5Y mit dem fotoleitfähigen Element 1 in Kontakt gebracht wird, werden die anderen Entwicklungseinheiten 5M, 5C, 5K vom fotoleitfähigen Element 1 weg bewegt, und eine Umkehrentwicklung wird durch den negativ ladbaren (Y) Toner durch die Wirkung eines elektrischen Feldes infolge einer nicht veranschaulichten Spannungsquelle herbeigeführt, um dadurch das Latentbild auf dem fotoleitfähigen Element 1 sichtbar zu machen.
Ein Zwischenübertragungselement 6 ist als ein Endlosband ausgelegt, welches gebildet wird, indem Kohlenstoff in einem Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer ((ETFE) dispergieren gelassen wird, um den elektrischen Widerstand auf ein geeignetes Niveau einzustellen. Das Zwischenübertragungselement 6 wird durch eine Primärübertragungswalze 7 und Antriebsrollen 15 und 18 gehalten, welche später beschrieben werden, und mit dem fotoleitfähigen Element 1 durch die Primärübertragungswalze 7 in Kontakt gebracht. Eine Vorspannung einer entgegengesetzten Polarität zu der des Toners wird durch eine Spannungsquelle 8 zur Primärübertragung an die Primärübertragungswalze 7 angelegt, und das Y-Tonerbild auf dem fotoleitfähigen Element 1 wird auf der Basis des Potenzialunterschieds zwischen der Primärübertragungswalze 7 und dem fotoleitfähigen Element 1 auf das Zwischenübertragungselement 6 übertragen.
Eine Reinigungseinrichtung 9 für das fotoleitfähige Element ist derart angeordnet, dass sie bewirkt, dass ihr Schaber 9a auf der stromabwärts gelegenen Seite der Primärübertragungswalze 7 mit dem fotoleitfähigen Element 1 in Kontakt kommt, um den Toner zu sammeln, der nach der Übertragung auf dem fotoleitfähigen Element 1 zurückbleibt. Außerdem ist eine Entladungslampe 10 zum Rückstellen des Potenzials am fotoleitfähigen Element 1 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Reinigungseinrichtung 9 des fotoleitfähigen Elements angeordnet.
Die Positionen der Entwicklungseinheit 5Y, der Entwicklungseinheit 5M, der Entwicklungseinheit 5C und der Entwicklungseinheit 5K werden derart eingestellt, dass die Position des Zwischenübertragungselements 6 und die Lichtemissionszeitsteuerung der Belichtungseinheit 3 synchronisiert werden können, wenn diese Entwicklungseinheiten selektiv mit dem fotoleitfähigen Element 1 in Kontakt gebracht werden. Die bereitgestellte Anordnung ist derart, dass die Toner der jeweiligen Farben für dieselben Pixel auf dem Zwischenübertragungselement 6 überlagert werden, um ein Vollfarbbild zu erzeugen.
Unterdessen wird ein Aufzeichnungsmedium 13, wie beispielsweise Papier und ein OHP-Blatt, von einer Papierzuführkassette 12 über einen Papiervorschub 11 zu einem Paar von Widerstandswalzen 14 befördert, und es wird zu einem Sekundärübertragungsabschnitt weiter befördert, welcher aus der Antriebsrolle 15 und einer Sekundärübertragungswalze 16 besteht, welche imstande ist, sich in der Richtung der Pfeile in der Zeichnung zur Antriebsrolle 15 hin und davon weg zu bewegen, um mit dem Vollfarbtonerbild auf dem Zwischenübertragungselement 6 synchron zu laufen.
Die bereitgestellte Anordnung ist derart, dass dieser Sekundärübertragungsabschnitt einen Klemmabschnitt bildet, um zu ermöglichen, dass die Sekundärübertragungswalze 16 in Gleichlauf mit dem Aufzeichnungsmedium 13 mit dem Zwischenübertragungselement 6 in Kontakt kommt, das Aufzeichnungsmedium 13 in diesen Klemmabschnitt drückt, bewirkt, dass eine Recheneinheit 21 einen Spannungspegel, der zur Übertragung geeignet ist, auf der Basis der Spannung von der Spannungsquelle 8 zur Primärübertragung berechnet, und die Spannung einer Spannungsquelle 17 zur Sekundärübertragung auf der Basis dieser Spannung steuert, um durch die Wirkung eines elektrischen Feldes ein Vollfarbtonerbild auf dem Aufzeichnungsmedium 13 zu erzeugen. Das Aufzeichnungspapier 13 mit dem darauf ausgebildeten Tonerbild wird an eine Fixiereinheit 20 gesendet, wo das Tonerbild fixiert wird, und dann wird das Aufzeichnungspapier 13 von der Vorrichtung nach außen ausgegeben.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 22 einen Fleckensensor (als ein optischer Sensor ausgebildet, der eine Leuchtdiode (LED) und einen Fotosensor kombiniert), der so ausgelegt ist, dass der die Dichten von Flecken erkennt, die auf dem Zwischenübertragungselement 6 ausgebildet sind und später beschrieben werden. Der Fleckensensor 22 ist stromabwärts der Primärübertragungswalze 7 in einer Position gegenüber der Oberfläche des Zwischenübertragungselements 6 angeordnet. Der Fleckensensor 22 liest die Dichten von Fleckenbildern, die auf der Oberfläche der Zwischenübertragungselements 6 ausgebildet sind, ab und gibt die Dichteablesungen (auch als Dichteablesesignal bezeichnet) an einen A/D-Wandler 34 (in 3 dargestellt) aus. Fleckenbilder können auch als Tonertestbilder bezeichnet werden.
2 stellt ein Beispiel für eine Entwicklungseinrichtung dar, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Diese Entwicklungseinrichtung 5 besteht aus einer Tonerkammer 5a, einem Begrenzungsblatt 5c, einer Entwicklungswalze 5d und einem Einkomponententoner 5b, der in der Tonerkammer 5a gespeichert ist. Dieser Toner 5b ist in der Tonerkammer 5a vorgesehen und wird mithilfe der Entwicklungswalze 5d, welche durch einen nicht veranschaulichten Antriebsmotor während der Entwicklung drehend angetrieben wird, einem Druckkontaktabschnitt 5e zwischen dem Begrenzungsblatt 5c und der Entwicklungswalze 5d zugeführt, um zu ermöglichen, dass eine dünne Tonerschicht auf der Entwicklungswalze 5d gebildet wird.
Die dünne Tonerschicht, die auf der Entwicklungswalze 5d ausgebildet ist, wird angezogen, indem sie mit dem elektrostatischen Latentbild, das auf dem fotoleitfähigen Element 1 ausgebildet ist, in Kontakt kommt, und entwickelt das elektrostatische Latentbild auf dem fotoleitfähigen Element 1. Der Bereich der Entwicklungswalze 5d, in dem der Toner durch Entwicklung verbraucht wurde, empfängt eine neue Zufuhr von Toner, indem er mit dem Toner 5d in Kontakt kommt, der in der Tonerkammer 5a gespeichert ist. Unterdessen wird der übrig gebliebene Toner, der nicht mit dem Latentbild auf der Entwicklungswalze 5d in Kontakt kam, in Verbindung mit der Drehung der Entwicklungswalze 5d wieder in das Innere der Tonerkammer 5a zurückgegeben, bewegt sich innerhalb der Tonerkammer 5a, während er eine Reibung mit dem Toner in der Tonerkammer 5a erfährt, wird ferner einer Reibung mit dem Begrenzungsblatt 5c unterzogen und wird dadurch bis zu einem festgesetzten Potenzial aufgeladen.
Außerdem ist die Entwicklungseinrichtung 5 vorzugsweise so ausgelegt, dass sie von einer auswechselbaren Art ist, derart, dass, wenn der Toner 5b in der Tonerkammer 5a erschöpft ist, die Entwicklungseinrichtung 5 durch den Benutzer leicht durch eine neue ersetzt werden kann.
Obwohl in dieser Ausführungsform ein Beispiel dargestellt wurde, in welchem nach der Erschöpfung des Toners die Entwicklungseinrichtung selbst ausgewechselt wird, kann eine Anordnung derart bereitgestellt werden, dass ein Tonerbehälter außerhalb der Entwicklungseinrichtung bereitgestellt wird und der Toner durch Auswechseln dieses Behälters in das Innere der Entwicklungseinrichtung nachgefüllt wird. Außerdem kann eine Anordnung derart bereitgestellt werden, dass die Entwicklungseinrichtung als eine Patrone ausgelegt ist, in welcher die Entwicklungseinrichtung einstückig mit dem fotoleitfähigen Element und dergleichen ausgebildet ist und diese Elemente als ein Satz ausgewechselt werden können.
3 stellt ein Beispiel einer Steuereinrichtung einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Steuereinrichtung ist eine Einrichtung, welche hauptsächlich die Steuerung des Bilderzeugungsvorgangs und zum Erzeugen eines Belichtungssignals auf der Basis der Bilddaten durchführt. Im Anschluss erfolgt eine Beschreibung der Steuereinrichtung; die Beschreibung bezieht sich hauptsächlich auf die Erzeugung eines Belichtungssignals.
Eine Belichtungssignalerzeugungseinrichtung kann als ein Mikrocomputer 30 ausgebildet sein, welcher aus einer CPU 31, einem ROM 32 und einem RAM 33 besteht. Demnach ist der Mikrocomputer 30 ein Beispiel für ein Mittel zum Erzeugen eines Belichtungssignals. In diese Belichtungssignalerzeugungseinrichtung werden die Bilddaten, ein Modussignal (zum Auswählen von einem eines normalen Bilderzeugungsmodus und eines Fleckenerzeugungsmodus) und ein Digitalsignal (welches als ein Fleckensensorerkennungssignal bezeichnet und durch Umwandeln eines analogen Signals vom Fleckensensor 22 durch den A/D-Wandler 34 erhalten werden kann) eingegeben. Die Belichtungssignalerzeugungseinrichtung gibt ein Belichtungssignal für die Belichtungseinheit 3, sowie ein Resttonersignal, ein Nulltonersignal und ein Signal zum Anzeigen einer Anomalie der Vorrichtung aus, welche später beschrieben werden.
Im normalen Bilderzeugungsmodus wandelt der Mikrocomputer 30 Druckdaten, die von einem Host, wie beispielsweise einem Personalcomputer, an ihn gesendet werden, in Bilddaten um, indem er die Druckdaten einer Farbtransformationsverarbeitung und einer γ-Transformationsverarbeitung unterzieht, und diese Bilddaten werden nach ihrer Umwandlung in ein Belichtungssignal auf der Basis einer Nachschlagetabelle (LUT für engl. lookup table), die im RAM 33 vorbereitet ist, ausgegeben.
Im Fleckenerzeugungsmodus werden auf der Basis von Daten, die im Voraus im ROM 32 erstellt wurden, vorbestimmte Fleckenbilder gebildet, und ihre Fleckendichten werden durch den Fleckensensor 22 gemessen. Die Daten, die im Voraus im ROM 32 erstellt wurden, können als vorbestimmte Fleckendaten bezeichnet werden. Konkret stellt der Mikrocomputer 30 Bilderzeugungsbedingungen durch Ändern der Inhalte der im RAM gespeicherten LUT auf der Basis von Erkennungssignalen ein, die ihm vom Fleckensensor 22 über den A/D-Wandler 34 eingegeben werden. Zusätzlich zur LUT zum Bestimmen von Belichtungsdaten können die Bilderzeugungsbedingungen, welche durch die Ergebnisse der Messung der Fleckendichten geändert werden, Parameter des elektrofotografischen Prozesses, wie beispielsweise eine Ladevorspannung, eine Entwicklungsvorspannung, eine Entwicklungswalzendrehzahl und eine Übertragungsvorspannung, umfassen.
4 stellt ein Beispiel für eine Resttonerbestimmungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Resttonerbestimmungseinrichtung berechnet die Tonermenge für jedes Pixel auf der Basis des Belichtungssignals und summiert die Tonermenge, die in Bezug auf alle Pixel entwickelt wird, um die Verbrauchsmengen der gesamten Toner zu schätzen. Die Resttonerbestimmungseinrichtung ist durch Versehen des Mikrocomputers 30 mit den Funktionen eines Belichtungssignalerzeugungsmittels 41, eines Bildstrukturanalysemittels 42, eines Gewichtungskoeffizienteneinstellmittels 43, einer Gewichtungskoeffizienten-LUT 44, einer Entwicklungstonergewichtsberechnungseinheit 45, eines Entwicklungstonergewichtssummiermittels und eines Resttonerbestimmungsmittels 47 realisiert.
Wenn die Bilddaten, das Modussignal und die Fleckensensorerkennungssignale in das Belichtungssignalerzeugungsmittel 41 eingegeben werden, gibt das Belichtungssignalerzeugungsmittel 41 ein Belichtungssignal an die Belichtungseinheit 3 und das Bildstrukturanalysemittel 42 aus.
Das Bildstrukturanalysemittel 42 analysiert das Belichtungssignal vom Belichtungssignalerzeugungsmittel 41 und bestimmt dadurch die Bildart des Pixels, das dem Druck unterzogen wird.
Es erfolgt nun eine Beschreibung der Bildart.
In der Elektrofotografie gibt es eine Erscheinung, bei welcher die aufgebrachte Tonermenge in einem Randabschnitt des Latentbildes während der Entwicklung zunimmt. Da dies eine Erscheinung ist, welche infolge der Konzentration des elektrischen Feldes im Randabschnitt auftritt, ist die Tonermenge von Pixeln in einem Zeilen/Punktbild oder dem Randabschnitt eines Bildes größer als die Tonermenge von Pixeln in einem Vollbild. Die Tonermenge in einem Halbtonbild wird eine Zwischentonermenge zwischen dem Pixel eines Vollbildes und dem Pixel eines Randabschnitts. Das Bildstrukturanalysemittel wird verwendet, um zu bestimmen, ob das relevante Pixel das eines Zeilen/Punktbildes, eines Vollbildes oder eines Zwischenbildes ist, um eine Zu- oder Abnahme der Tonermenge hauptsächlich infolge dieser Erscheinung zu korrigieren.
Zwei Signale werden in das Gewichtungskoeffizienteneinstellmittel 43 eingegeben. Konkret ist eines der Signale, die in das Gewichtungskoeffizienteneinstellmittel 43 eingegeben werden, ein Signal, das die Bildart des relevanten Pixels darstellt, wie durch das Bildstrukturanalysemittel 42 bestimmt. Dieses Signal kann als ein Bildartsignal bezeichnet werden. Das andere der Signale, die in das Gewichtungskoeffizienteneinstellmittel 43 eingegeben werden, ist das Belichtungssignal für das relevante Pixel. Das Gewichtungskoeffizienteneinstellmittel empfängt das Belichtungssignal vom Belichtungssignalerzeugungsmittel 41.
Wenn die Bildart, sowie die Belichtungszeit und der Belichtungsstrom durch das Belichtungssignal gegeben sind, bestimmt das Gewichtungskoeffizienteneinstellmittel 43 einen Gewichtungskoeffizienten durch Zurückgreifen auf die Gewichtungskoeffizienten-LUT 44 und gibt diesen Gewichtungskoeffizienten an die Entwicklungstonergewichtsberechnungseinheit 45 aus. Die Gewichtungskoeffizienten-LUT 44 kann durch das Versuchsergebnis oder eine Simulation zum Zeitpunkt der Konstruktion des Druckers eingestellt werden.
Die Entwicklungstonergewichtsberechnungseinheit 45 berechnet eine Tonermenge, die entsprechend dem Gewichtungskoeffizienten entwickelt wird. Die Beziehung zwischen der entwickelten Tonermenge, welche aus dem Belichtungssignal mit diesem Gewichtungskoeffizienten dazugezählt errechnet wird, und einer tatsächlichen entwickelten Tonermenge, welche durch Entwicklung verbraucht wird, kann durch einen vorherigen Versuch oder eine vorherige Simulation bestimmt werden, und diese beiden Mengen entsprechen einander.
Das Entwicklungstonergewichtssummiermittel 46 summiert die entwickelte Tonermenge, welche durch die Entwicklungstonergewichtsberechnungseinheit 45 berechnet wird, und der summierte Wert der entwickelten Tonermenge wird in einem nichtflüchtigen Speichermittel 48 gespeichert.
Das Resttonerbestimmungsmittel 47 bestimmt den Resttonerzustand durch Anstellen eines Vergleichs zwischen einem eingestellten Wert und der summierten Menge entwickelten Toners, welche bei jeder Bilderzeugungsgelegenheit wiederholt geschätzt wird.
Als Nächstes erfolgt unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm, das in 5 dargestellt ist, eine Beschreibung der Funktionsweise der Resttonerbestimmungseinrichtung, die so konfiguriert ist, wie zuvor beschrieben.
Zunächst wird ein Modussignal, das einen vom normalen Bilderzeugungsmodus und vom Fleckenerzeugungsmodus angibt, ausgewählt (Schritt A). Wenn in diesem Zustand die Bilddaten, das ausgewählte Modussignal und die Erkennungssignale vom Fleckensensor 22 über den A/D-Wandler 34 in den Mikroprozessor 30 eingegeben werden, wird das Belichtungssignal durch das Belichtungssignalerzeugungsmittel 41 erzeugt (Schritt B). Eine Analyse der Bildstruktur wird durch das Bildstrukturanalysemittel 42 auf der Basis dieses Belichtungssignals durchgeführt (Schritt C), und es wird die Bildart des relevanten Pixels bestimmt (Schritt D).
Wenn die Bildart und die Belichtungszeit des Belichtungssignals erteilt werden, wird als Nächstes ein Gewichtungskoeffizient durch Zurückgreifen auf die Gewichtungskoeffizienten-LUT 44 bestimmt und dem Belichtungssignal erteilt (Schritt E). Der bestimmte Gewichtungskoeffizient wird in die Entwicklungstonergewichtsberechnungseinheit 45 eingegeben, und es wird die Tonermenge des relevanten Pixels berechnet (Schritt F).
Die berechnete Tonermenge wird durch das Entwicklungstonergewichtssummiermittel 46 summiert, und der summierte Wert wird im nichtflüchtigen Speichermittel 48 gespeichert und selbst dann bewahrt, wenn der Strom des Druckers ausgeschaltet wird. Wenn das Signal, das einen geschätzten Wert P der summierten Menge entwickelten Toners angibt, in das Resttonerbestimmungsmittel 47 eingegeben wird, wird der geschätzte Wert P der summierten Entwicklungsmenge mit dem eingestellten Wert T verglichen, um dadurch einen Resttonerzustand zu bestimmen (Schritt G).
Das heißt, wenn der geschätzte Wert P der summierten Entwicklungsmenge größer als oder gleich wie der eingestellte Wert T ist, dann wird bestimmt, dass der Toner in einem Resttonerzustand ist (Schritt (H). Wenn indessen der geschätzte Wert P niedriger als der eingestellte Wert T ist, dann wird bestimmt, dass der Toner in einer angemessenen Menge vorhanden ist (Schritt I). Wenn im Übrigen mehrere Niveaus als der eingestellte Wert T eingestellt werden, kann der Resttonerzustand in Schritten erkannt werden.
6 stellt die Resttonerbestimmungseinrichtung zum Bestimmen des Restszustands des Toners mithilfe von Flecken gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Diese Resttonerbestimmungseinrichtung bestimmt den Resttonerzustand im dem Fall, in dem der Fleckenerzeugungsmodus ausgewählt wird. Konkret umfasst der Mikrocomputer 30 die Funktionen eines Bilddatenumwandlungsmittels 50, eines Belichtungs-LUT-Einstellmittel 53, einer Belichtungs-LUT 54, einer Fleckendichteschätz-LUT 49, eines Dichteschätzmittels 51, eines Dichtevergleichmittels 52 und des Resttonerbestimmungsmittels 47.
Zunächst erfolgt eine Beschreibung von Fleckenbildern, die bei der Erkennung des Restszustands des Toners verwendet werden.
7 ist ein erläuterndes Diagramm in Bezug auf die Fleckenbilder, die bei der Bestimmung des Resttonerzustands verwendet werden, und es ist eine Draufsicht, welche die Lagebeziehung der Fleckenbilder veranschaulicht, die auf dem Zwischenübertragungselement ausgebildet sind.
P1 bezeichnet ein erstes Fleckenbild, welches auf dem Zwischenübertragungselement 6 zur vollständigen Entfernung des Toners von einem Testbereich der Entwicklungswalze 5d ausgebildet ist. P2 bezeichnet ein zweites Fleckenbild, welches auf dem Zwischenübertragungselement 6 in einer Position hergestellt ist, in der die Entwicklungswalze 5 sich um eine Umdrehung von der Position gedreht hat, in welcher das erste Fleckenbild P1 ausgebildet ist. Die Dichte des zweiten Fleckenbildes P2 wird durch den Fleckensensor 22 erkannt.
Die bereitgestellte Anordnung ist derart, dass das erste Fleckenbild P1 zum Zwecke der vollständigen Anziehung der Toners auf der Entwicklungswalze 5d auf ein Vollbild (ein Bild mit einer maximalen Dichte) eingestellt ist, während das zweite Fleckenbild P2 eingestellt ist, dass es zum Zwecke des Erkennens von subtilen Schwankungen der Charakteristiken, wie beispielsweise einer Änderung der Tonermenge, ein Bild mit einer Halbtondichte (einer Zwischendichte zwischen einer maximalen Dichte und einer minimalen Dichte) wird.
Das heißt, es besteht eine Möglichkeit, dass der unentwickelte Toner, der auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 5d zurückbleibt, durch den Toner innerhalb der Entwicklungseinrichtung 5 und durch das Begrenzungsblatt 5c wiederholt gerieben wurde. Aus diesem Grund nahm die aufgeladene Menge zu oder ab, derart dass das erste Fleckenbild P1, das durch diesen Toner entwickelt wurde, keine Dichte aufweist, welche die Tonermenge in der Entwicklungseinrichtung 5 widerspiegelt. Da jedoch das zweite Fleckenbild P2 ein Bild ist, welches durch den Toner entwickelt wurde, welcher nach der Entfernung des Toners neu aufgebracht wurde, weist das Fleckenbild P2 eine Dichte auf, welche von den Charakteristiken, insbesondere der Tonermenge, der Entwicklungseinrichtung 5 abhängt.
Als Nächstes erfolgt unter neuerlicher Zuwendung zu 6 eine Beschreibung der jeweiligen Einheiten.
Wenn die Erkennungssignale vom Fleckensensor 22 über den A/D-Wandler 34 in das Belichtungs-LUT-Einstellmittel 53 eingegeben werden, stellt das Belichtungs-LUT-Einstellmittel 53 Belichtungs-LUTs 54Y, 54M, 54C und 54K auf der Basis der gemessenen Dichtewerte der Fleckenbilder in den jeweiligen Farben C, M, Y und K, die auf dem Zwischenübertragungsmittel 6 erzeugt wurden, ein und hebt Schwankungen in der Tonreproduzierbarkeit auf.
Das Bilddatenumwandlungsmittel 50 wandelt die eingegebenen Bilddaten auf der Basis der Belichtungs-LUTs 54Y, 54M, 54C und 54K, die durch das Belichtungs-LUT-Einstellmittel 53 eingestellt wurden, in ein Belichtungssignal um und gibt dasselbe an die Belichtungseinheit 3 aus.
Das Dichteschätzmittel 51 schätzt die Außenumgebung und dergleichen auf der Basis einer Ablesung des Y-Flecks der ersten Farbe, und sie schätzt hintereinander Ablesungen des M-Flecks der zweiten Farbe bis zum K-Fleck der vierten Farbe durch Verwenden der Fleckendichteschätz-LUT 49. Das Dichtevergleichmittel 52 macht einen Vergleich zwischen einem geschätzten Wert des M-Flecks, der aus der Ablesung des Y-Flecks der ersten Farbe geschätzt wird, einerseits und den Ablesungen des M-Flecks der zweiten Farbe bis zum K-Fleck der vierten Farbe, welcher der Reihe nach abgelesen werden, andererseits.
Das Resttonerbestimmungsmittel 47 bestimmt auf der Basis einer Überreinstimmung zwischen der Ablesung und dem geschätzten Wert, die durch das Dichtevergleichmittel 52 verglichen wurden, ob die Toner der jeweiligen Farben im Resttonerzustand sind.
8 bis 11 sind Flussdiagramme zum Erläutern der Funktionsweise der Resttonerbestimmungseinrichtung im Fleckenerzeugungsmodus.
Wenn der Modus in den Fleckenerzeugungsmodus versetzt wird, werden zunächst durch den zuvor beschriebenen Prozess Fleckenbilder in den jeweiligen Farben C, M, Y und K auf dem Zwischenübertragungselement 6 erzeugt, und die Dichten des zweiten Fleckenbildes P2 werden durch den Fleckensensor 22 in der Reihenfolge von Y, M, C und K abgelesen. Wenn die Dichte des Y-Fleckbildes der ersten Farbe abgelesen wird (Schritt A in 8), wird die Belichtungs-LUT 54Y für Y auf der Basis seines gemessenen Dichtewerts eingestellt (Schritt B in 8). Dann werden nach Aufheben der Schwankung in der Tonreproduzierbarkeit die Außenumgebung und dergleichen aus dem gemessenen Dichtewert des Y-Flecks geschätzt, und der gemessene Dichtewert des M-Fleckenbildes der zweiten Farbe wird durch Verwenden der Fleckendichteschätz-LUT 49 geschätzt (Schritt C in 8).
Als Nächstes wird die Dichte des M-Fleckenbildes abgelesen (Schritt D in 8), und die Belichtungs-LUT 54M für M wird auf der Basis seines gemessenen Dichtewerts eingestellt (Schritt E in 8). Außerdem wird dieser gemessene Dichtewert mit dem geschätzten Dichtewert von Schritt C verglichen (Schritt F in 8) verglichen und, wenn sie übereinstimmen, wird der Dichtewert des C-Fleckenbildes der dritten Farbe aus der Dichteablesung des Y-Fleckenbildes der ersten Farbe durch Verwenden der Fleckendichteschätz-LUT 49 geschätzt (Schritt G in 8), wohingegen der Vorgang, wenn sie nicht übereinstimmen, zu Schritt A in 10 übergeht. Die Schätzung dieser Dichte kann auf der Basis des gemessenen Dichtewerts des M-Fleckenbildes der zweiten Farbe erfolgen, oder sie kann auf der Basis des gemessenen Dichtewerts sowohl des Y-Fleckenbildes als auch des M-Fleckenbildes erfolgen. Mit anderen Worten, ein geschätzter Tonerverbrauch (welcher in Schritt C erhalten wurde) wird mit einem gemessenen oder einem bestimmten Tonerverbrauch (welcher i Schritt D und E erhalten wurde) verglichen. Wenn der geschätzte Tonerverbrauch sich vom bestimmten Tonerverbrauch um eine erhebliche Menge unterscheidet (d.h. um eine Menge, welche einer Schwelle entspricht oder diese überschreitet), dann stimmen die beiden Werte nicht überein. Diese Schwelle kann als eine Resttonerschwelle oder als eine Differenzschwelle bezeichnet werden.
Wenn der Dichtewert des C-Fleckenbildes abgelesen wird (Schritt H in 8), dann wird die Belichtungs-LUT 54C für C auf der Basis seines gemessenen Dichtewerts eingestellt (Schritt I in 8). Es erfolgt ein Vergleich zwischen dem gemessenen Dichtewert des C-Fleckenbildes und dem geschätzten Dichtewert (Schritt J in 8), der durch Verwenden der Fleckendichteschätz-LUT 49 in Schritt G in 8 geschätzt wurde, und, wenn sie übereinstimmen, geht der Vorgang zu Schritt A in 9 über. Wenn sie nicht übereinstimmen, erfolgt eine Bestimmung, dass der C-Toner der dritten Farbe in einem Resttonerzustand ist (Schritt K in 8). Auf diese Weise erfolgt auf der Basis der Übereinstimmung zwischen dem gemessenen Dichtewert und dem geschätzten Dichtewert des eingestellten Fleckenbildes für jede Farbe eine Bestimmung im Hinblick darauf, ob der Toner irgendeiner der Farben C, M, Y und K im Resttonerzustand ist oder nicht.
Der Vorgang geht dann zum Flussdiagramm über, das in 9 dargestellt ist, um die Verarbeitung in Bezug auf das K-Fleckenbild der vierten Farbe auf eine ähnliche Art und Weise wie jene für das C-Fleckenbild durchzuführen (Schritt A bis E in 9). Bei dieser Verarbeitung wird die Belichtungs-LUT 54K für K eingestellt und, wenn eine Übereinstimmung zwischen dem gemessenen Dichtewert und dem geschätzten Dichtewert, der durch Verwenden der Fleckendichteschätz-LUT 49 geschätzt wurde, erzielt wird, endet die Verarbeitung so, wie sie ist. Wenn sie nicht übereinstimmen, erfolgt eine Bestimmung, dass der K-Toner im Resttonerzustand ist.
Wenn der gemessene Dichtewert und der geschätzte Dichtewert des M-Fleckenbildes bei der Bestimmung von Schritt F in 8 nicht übereinstimmen, dann geht der Vorgang zu Schritt A in 10 über. Fälle, in welchen die Werte nicht miteinander übereinstimmen, umfassen einen Fall, in welchem der M-Toner der zweiten Farbe im Resttonerzustand ist, und einen Fall, in welchem der Y-Toner der ersten Farbe im Resttonerzustand ist und die Schätzung der Außenumgebung, die auf der Basis davon geschätzt wurde, fehlerhaft ist.
Die Verarbeitung in Schritt A bis C in 10 ist im Wesentlichen gleich wie die Verarbeitung in Schritt G bis I in 8. Der Dichtewert des C-Fleckenbildes der dritten Farbe wird aus der Dichteablesung des Y-Fleckenbildes der ersten Farbe geschätzt (Schritt A in 10) und, wenn der Dichtewert des C-Fleckenbildes abgelesen ist (Schritt B in 10), wird die Belichtungs-LUT 54C für C auf der Basis seines gemessenen Dichtewerts eingestellt (Schritt C in 10).
Als Nächstes erfolgt eine Bestimmung im Hinblick darauf, ob der gemessene Dichtewert und der geschätzte Dichtewert des C-Fleckenbildes miteinander übereinstimmen oder nicht (Schritt D in 10), und, wenn sie übereinstimmen, erfolgt eine Bestimmung, dass nicht der Y-Toner, sondern der M-Toner im Resttonerzustand ist (Schritt E in 10). Wenn sie nicht übereinstimmen, erfolgt eine Bestimmung, dass die Schätzung basierend auf dem Y-Fleckenbild fehlerhaft ist, und es wird eine Entscheidung getroffen, dass der Y-Toner im Resttonerzustand ist (Schritt F in 10).
Wenn der M-Toner im Resttonerzustand ist (Schritt E in 10), geht der Vorgang zu Schritt A in 9 über, um den Resttonerzustand des K-Toners durch Verwenden des geschätzten Dichtewerts basierend auf dem zuvor erwähnten geschätzten Dichtewerts des Y-Fleckenbildes zu erkennen. Wenn indessen der Y-Toner im Resttonerzustand ist (Schritt F in 10), geht der Vorgang zu Schritt A in 11 über.
In diesem Zustand wird, da der Y-Toner im Resttonerzustand ist, der geschätzte Dichtewert des K-Fleckenbildes auf der Basis des geschätzten Dichtewerts des M-Fleckenbildes der zweiten Farbe bestimmt, statt den geschätzten Dichtewert basierend auf dem gemessenen Dichtewert des Y-Toners zu verwenden (Schritt A in 11).
Dann wird auf dieselbe Art und Weise wie in Schritt B bis E in 9 die Dichte des K-Fleckenbildes der vierten Farbe abgelesen und mit dem geschätzten Dichtewert verglichen (Schritt D in 11), und es erfolgt eine Bestimmung im Hinblick darauf, ob der K-Toner der vierten Farbe im Resttonerzustand ist oder nicht, woraufhin die Verarbeitung endet.
Es ist zu beachten, dass, wie bereits erwähnt, Fälle, in welchen der geschätzte Dichtewert und der gemessene Dichtewert des M-Flecks bei der Bestimmung in Schritt F in 8 nicht miteinander übereinstimmen und der Vorgang zu Schritt A in 10 übergeht, den Fall, in dem der M-Toner im Resttonerzustand ist, und den Fall, in dem der Y-Toner im Resttonerzustand ist, umfassen. In den meisten Fällen tritt solch eine Nichtübereinstimmung nur in einem der zuvor erwähnten Fälle ein. Zu seltenen Gelegenheiten gibt es Fälle, in welchen sowohl der Y-Toner als auch der M-Toner den Resttonerzustand annehmen.
Um solch einem Fall gerecht zu werden, genügt es, wenn die Restzustandsbestimmungsverarbeitung in Bezug auf Toner aller Farben durchgeführt wird und die Restzustandsbestimmungsverarbeitung dann durch Verschieben der Farbreihenfolge erneut durchgeführt wird, wie beispielsweise Erzeugen des C-Fleckenbildes für die erste Farbe und Erzeugen des K-Fleckenbildes für die zweite Farbe. wenn die Farbreihenfolge zur Bestimmung jedes Mal dann verschoben wird, wenn der Fleckenerzeugungsmodus gestartet wird, kann außerdem der Fall, in dem mehrere Toner gleichzeitig den Restzustand angenommen haben, erkannt werden, ohne die Zeit zu verlängern, die zum Erkennen des Resttonerzustands erforderlich ist.
Die Information, dass der Toner den Resttonerzustand angenommen hat, kann dem Benutzer mithilfe eines Anzeigefeldes, einer Anzeigelampe, eines Summers oder dergleichen, die auf dem Drucker vorgesehen sind, mitgeteilt werden. Alternativerweise kann ein Signal zur Benachrichtigung eines Hostcomputers oder dergleichen über den Resttonerzustand erzeugt werden, um den Benutzer durch Verwenden einer hostseitigen Anzeigeeinheit zu benachrichtigen.
Da die Fleckenbilder zum Einstellen von Belichtungs-LUTs zum Korrigieren von Schwankungen in der Tonreproduzierbarkeit der Vorrichtung infolge von Änderungen in der Umgebung und die Fleckenbilder zum Erkennen des Resttonerzustands im Gegensatz zu dem Fall, in dem Fleckenbilder einzeln erzeugt werden, gemeinsam gemacht werden, ist es demnach möglich, die Tonerverbrauchsmenge, die bei der Erzeugung von Fleckenbildern verwendet wird, zu verringern und die Zeit, die zur Erzeugung von Fleckenbildern benötigt wird, zu verkürzen. Selbst wenn die Dichten von Fleckenbildern sich infolge von Änderungen in der Umgebung geändert haben, da schwankende Teile von Dichten in dem Fall geschätzt werden, in dem die Tonermenge nicht den Restzustand erreicht hat, ist es außerdem möglich, den Resttonerzustand ungeachtet der Umgebungsänderungen genau zu bestimmen.
Die Schätzung von Fleckendichten in Schritt C und G in 8, Schritt A in 9, Schritt A in 10 und Schritt A in 11 wird möglich, wenn die Dichten von Fleckenbildern der jeweiligen Farben in jeder Umgebung im Voraus gemessen werden und die Fleckendichteschätz-LUT 49 formuliert wird, indem geschätzte Dichtewerte mit dem Y-Fleckenbild beziehungsweise dem M-Fleckenbild in Beziehung gesetzt werden. Die folgenden Tabellen 1 und 2 stellen Beispiele für die Fleckendichteschätz-LUT 49 in den zuvor beschrieben Fällen dar.
Die zuvor erwähnte Fleckendichteschätz-LUT 49 wird in einer Fabrik zum Zeitpunkt des Versands der Vorrichtung im Voraus gespeichert, und solche Daten können durch fortlaufendes Sammeln von gemessenen Dichtewerten während einer anfänglichen Betriebsperiode der Bilderzeugungsvorrichtung gespeichert werden. Das heißt, die Verarbeitung, in welcher gemessene Dichtewerte von Fleckenbildern von anderen Farben so gemacht werden, dass sie dem gemessenen Dichtewert des Fleckenbildes der ersten Farbe entsprechen, erfolgt für eine Periode, wenn die Tonermenge während einer anfänglichen Betriebsperiode der Bilderzeugungsvorrichtung nicht den Restzustand erreicht, z.B. bis zum Zeitpunkt des Druckens von 1.000 Blatt Papier, und die Resttonerzustandsbestimmung wird anschließend auf dieselbe Art und Weise durchgeführt, wie zuvor beschrieben. Auf diese Weise ist es möglich, eine fehlerhafte Bestimmung zu verhindern, welche Unterschieden unter einzelnen Bilderzeugungsvorrichtungen zuzuschreiben ist.
Da gemäß dieser Ausführungsform die Fleckendichteschätz-LUT 49 in einem Zustand erstellt werden kann, der im Einklang mit der Arbeitsumgebung des Benutzers steht, können Tabellendaten in Dichtebereichen von Fleckenbildern, deren Verwendungshäufigkeit hoch ist, mit Genauigkeit erstellt werden. In Bezug auf Dichtebereiche von Fleckenbildern, deren Verwendungshäufigkeit gering ist, ist es, auch wenn die Daten grob werden können, möglich, geschätzte Werte für die jeweiligen Dichten durch eine lineare Interpolation oder dergleichen zu erhalten. Wenn außerdem geschätzte Dichtewerte in Bezug auf gemessene Dichtewerte, welche unter extremen Umgebungen geschätzt werden, im Voraus erstellt werden, möglich, die Interpolationsgenauigkeit zu verbessern.
Außerdem werden Standarddaten, welche im Voraus gemessen werden, zum Zeitpunkt des Versands der Bilderzeugungsvorrichtung durch Kombinieren der zuvor beschriebenen geschätzten Dichtewerte aufgenommen, und die Tabellendaten werden durch Verwenden der Daten korrigiert, die zum Zeitpunkt eines tatsächlichen Betriebs erkannt werden, und der Resttonerzustand kann unmittelbar nach einer Inbetriebnahme nach der Installation der Vorrichtung erkannt werden. Selbst wenn große Volumina unmittelbar nach der Inbetriebnahme gedruckt werden, kann infolgedessen der Resttonerzustand im praktischen Gebrauch ohne Problem erkannt werden.
Es ist zu erwähnen, dass das zweite Fleckenbild P2 dieselbe Größe aufweisen kann wie das erste Fleckenbild P1, aber wenn die Größe des zweiten Fleckenbildes P2 so eingestellt wird, dass sie etwas kleiner als die des ersten Fleckenbildes P1 ist, kann das zweite Fleckenbild P2 mit dem Toner erzeugt werden, der auf den Bereich der Entwicklungswalze 5, auf dem der Toner früher beim ersten Fleckenbild P1 auf der Oberfläche zuverlässig und vollständig entwickelt wurde, neu aufgebracht wurde.
Außerdem werden zwei Fleckenbilder von Halbtondichten für jede Farbe hergestellt, und eine Messung erfolgt durch Verwenden eines davon. Es können jedoch mehrere Fleckenbilder für jede Farbe hergestellt werden, um in identischen Positionen auf der Entwicklungswalze 5d entwickelt zu werden, und sie können bei der Einstellung von Belichtungsbedingungen und -parametern des Prozesses durch Messen der Tonreproduzierbarkeitscharakteristiken verwendet werden. Ferner ist es durch Berechnen der Werte der γ-Charakteristik durch die Dichten der mehreren Fleckenbilder möglich, den Resttonerzustand auf der Basis der Werte der γ-Charakteristik zu erkennen.
12 stellt ein Beispiel der Resttonerbestimmungseinrichtung dar, welche den Resttonerzustand durch Verwenden eines Sensors erkennt.
Diese Resttonerbestimmungseinrichtung besteht aus einem Umgebungsmessungsmittel 61 und dem Mikrocomputer 30, und der Mikrocomputer 30 umfasst die Funktionen des Dichteschätzmittels 51, des Dichtevergleichmittels 52, des Belichtungs-LUT-Einstellmittels 53, der Belichtungs-LUT 54, welche den vier Farben C, M. Y und K entspricht, und dem Resttonerbestimmungsmittel 47.
Das Umgebungsmessungsmittel 61 besteht aus einem Temperatursensor und einem Feuchtigkeitssensor, welche an geeigneten Stellen innerhalb der Vorrichtung angeordnet sind, während das Dichteschätzmittel 51 so ausgelegt ist, dass es geschätzte Dichtewerte von Fleckenbildern der jeweiligen Farben aus gemessenen Umgebungsparametern schätzt.
Das Belichtungs-LUT-Einstellmittel 53 stellt die Belichtungs-LUT 54 auf der Basis des gemessenen Dichtewerts ein und hebt Schwankungen in der Tonreproduzierbarkeit auf. Das Dichtevergleichmittel 52 macht einen Vergleich zwischen den gemessenen Dichtewerten der Fleckenbilder, welche durch die Belichtungs-LUT 54 eingestellt wurden, einerseits und den geschätzten Dichtewerten, welche durch das Dichteschätzmittel 51 geschätzt wurden, andererseits.
Unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme, die in 13 und 14 dargestellt sind, erfolgt nun eine Beschreibung der Funktionsweise der Vorrichtung, die so konfiguriert ist, wie zuvor beschrieben.
Wenn der Modus in den Fleckenerzeugungsmodus versetzt wird, wird die Umgebung durch das Umgebungsmessungsmittel 61 gemessen (Schritt A in 13), und es werden geschätzte Dichtewerte der Fleckenbilder der jeweiligen Farben geschätzt (Schritt B in 13).
Dann wird durch dasselbe Mittel wie dasjenige, das bei der zuvor beschriebenen Fleckenerzeugung verwendet wurde, ein Fleckenbild einer ersten Farbe tatsächlich erzeugt, und seine Dichte wird gemessen (Schritt C in 13). Die Belichtungs-LUT 54 wird auf der Basis des Ergebnisses eingestellt (Schritt D in 13), und es wird ein Vergleich zwischen dem gemessenen Dichtewert und dem geschätzten Dichtewert angestellt (Schritt E in 13). Wenn sie nicht übereinstimmen, wird bestimmt, dass der Toner der ersten Farbe im Resttonerzustand ist (Schritt F in 1). Diese Verarbeitung (Schritt C bis F in 13) wird für jede Farbe wiederholt (Schritt G bis J in 13 und Schritt E bis H in 14), um den Resttonerzustand für jede Farbe zu erkennen.
Da die Umgebung auf die zuvor beschriebene Art und Weise erkannt wird, ist es, selbst wenn mehrere Toner den Resttonerzustand angenommen haben, leicht möglich, diesen Zustand zu bestimmen. Insbesondere wenn alle Toner den Resttonerzustand angenommen haben, ist es leicht möglich, diesen Zustand zu bestimmen.
15 ist eine Draufsicht eines zweiten Beispiels der Fleckenbilder, die bei der Bestimmung des Resttonerzustands verwendet werden, und sie veranschaulicht die Lagebeziehung der Fleckenbilder, die auf dem Zwischenübertragungselement ausgebildet sind.
Das erste, das zweite und das dritte Fleckenbild P1, P2 und P3 werden auf dem Zwischenübertragungselement 6 erzeugt. Das erste Fleckenbild P1 wird als ein Vollbild erzeugt, während das zweite und das dritte Fleckenbild P2 und P3 wie jene mit Halbtondichten erzeugt werden. Das Fleckenbild P2 und das Fleckenbild P3 sind Fleckenbilder P3, welche unter denselben Belichtungs-, Entwicklungs- und dergleichen Bedingungen erzeugt werden, und ihre Dichten werden durch den Fleckensensor 22 gemessen. Bis zu dem Zeitpunkt, bis zu dem diese Fleckenbilder erzeugt sein sollen, wurde die Entwicklungswalze 5d um eine Anzahl von Umdrehungen im Leerlauf gedreht.
Das heißt, der Toner, welcher richtig gedruckt werden kann, nachdem er mit dem Toner 5b innerhalb der Entwicklungseinrichtung, des Begrenzungsblatts 5c und dergleichen gerieben wurde, ist auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 5d vorhanden. Die Fleckenbilder P1 und P2 sind Fleckenbilder, welche durch solch einen Toner erzeugt werden. Wenn das Fleckenbild P1 entwickelt wird, bewegt sich der Toner auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 5d vollständig zum fotoleitfähigen Element 1. Das Fleckenbild P3 ist ein Fleckenbild, welches in einer Position erzeugt wird, welche um einen Umdrehungsabschnitt der Entwicklungswalze 5d verzögert ist, und es wird durch den Toner entwickelt, welcher neu auf den Bereich aufgebracht wurde, auf dem das Fleckenbild P1 auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 5d unmittelbar zuvor entwickelt wurde. Das heißt, das Fleckenbild P3 ist ein Fleckenbild, das durch den Toner erzeugt wird, welcher dem Oberflächenabschnitt der Entwicklungswalze 5 nachgefüllt wurde, während die Entwicklungswalze 5d eine Umdrehung vollzog.
Die gemessenen Dichtewerte des Fleckenbildes P2 und des Fleckenbildes P3 werden miteinander verglichen. Wenn der Unterschied zwischen den gemessenen Werten der beiden Fleckenbilder größer als oder gleich wie ein vorbestimmter Dichtewert ist, wird bestimmt, dass der Toner im Resttonerzustand ist. Die Ergebnisse der letzten beiden Bestimmungen werden gespeichert und, wenn die Ergebnisse von drei Bestimmungen, welche diese Ergebnisse umfassen, kontinuierlich den Resttonerzustand anzeigen, wird der Benutzer von dem Resttonerzustand unterrichtet, um dadurch den Resttonerzustand genau zu bestimmen.
Nachdem der Resttonerzustand dem Benutzer mitgeteilt wurde, werden die Daten außerdem so verarbeitet, dass der gemessene Dichtewert des dritten Fleckenbildes P3 selbst bestimmt wird, und, wenn sein Dichtewert niedriger als der eingestellte Wert ist, wird bestimmt, dass der Toner im Resttonerzustand ist. Folglich kann der Nulltonerzustand erkannt werden, ohne dass das Nulltonerzustandserkennungsmittel erforderlich ist. Dieser eingestellte Wert kann als eine Nulltonerschwelle oder als eine Schwelle niedriger Dichte bezeichnet werden.
Wenn ferner die Tonermenge bis zu einem Niveau unmittelbar vor dem Nulltonerzustand abnimmt, nehmen die Dichten sowohl des zweiten Fleckenbildes P2 als auch des dritten Fleckenbildes P3 ab, und der Unterschied zwischen ihren Dichten wird sehr klein, derart dass es unmöglich wird, den Resttonerzustand zu erkennen. Wenn jedoch in dieser Ausführungsform die Dichte des dritten Fleckenbildes P3 bis zu einem Grad abgenommen hat, welcher es unmöglich macht, den Resttonerzustand zu erkennen, erfolgt die Bestimmung nicht durch Verwenden des Unterschieds zwischen den gemessenen Dichtewerten des zweiten Fleckenbildes P2 und des dritten Fleckenbildes P3, sondern der Resttonerzustand wird durch den Dichtewert des dritten Fleckenbildes P3 selbst bestimmt, um dadurch eine Rückkehr in den Zustand der Nichterkennung zu verhindern.
Wenn bestimmt wird, dass der Toner im Resttonerzustand ist, unterscheiden sich, da sich die geladene Menge zwischen dem Toner, der auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 5d unentwickelt zurückgeblieben ist, und dem Toner, welcher der Oberfläche der Entwicklungswalze 5d neu zugeführt wird, unterscheidet, außerdem ihre Entwicklungscharakteristiken. Aus diesem Grund werden die Belichtungsbedingungen für jede Vorgeschichte des Toners eingestellt, welcher auf der Entwicklungswalze 5d vorhanden ist. Ob jeder Punkt zum Erzeugen des Bildes durch den übrig gebliebenen Toner oder durch den neuen Toner entwickelt wird, wird dann einerseits durch die Beziehung zwischen der Umfangslänge der Entwicklungswalze 5d und andererseits das Verhältnis in der Umfangsgeschwindigkeit zwischen dem fotoleitfähigen Element 1 und der Entwicklungswalze 5d bestimmt.
Zum Beispiel in einem Fall, in dem die Umfangslänge der Entwicklungswalze 5d 60 mm beträgt und die Umfangsgeschwindigkeit an der Oberfläche der Entwicklungswalze 5d in Bezug auf die Oberfläche des fotoleitfähigen Elements 1 in derselben Richtung zweimal so groß ist, wird ein Punkt D2, welcher sich in derselben Position wie ein gewisser Punkt D1 in der Abtastrichtung befindet und 30 mm stromabwärts in der Querrichtung, d.h. in der Bildvorschubrichtung, angeordnet ist, durch denselben Abschnitt erzeugt wie den, der den Punkt D1 auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 5d erzeugte. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Toner, der sich auf der Entwicklungswalze 5d befindet, wenn der Punkt D1 entwickelt wird, zum fotoleitfähigen Element 1, derart dass der Punkt D2 durch einen neuen Toner entwickelt wird. Wenn der Punkt D2 belichtet wird, werden die Belichtungsbedingungen demgemäß auf der Basis des gemessenen Dichtewerts des dritten Fleckenbildes P3 bestimmt.
Da der Punkt D1 durch den übrig gebliebenen Toner entwickelt wird, wenn der Punkt D1 sich innerhalb von 30 mm von einem vorderen Ende des Bildes befindet oder wenn ein Punkt sich nicht 30 × I mm (I = 1, 2, 3,...) stromaufwärts in der Querrichtung befindet, werden die Belichtungsbedingungen auf der Basis des gemessenen Dichtewerts des Fleckenbildes P2 bestimmt. Durch Bereitstellen solch einer Anordnung wird jeder Punkt unter optimalen Belichtungsbedingungen erzeugt und, selbst wenn der Toner im Resttonerzustand ist, ist es möglich, ein hochwertiges Bild zu erhalten, welches im größtmöglichen Ausmaß frei von Ungleichmäßigkeit ist.
16 stellt ein Beispiel der Resttoner- und Nulltonerbestimmungseinrichtung in einem Fall dar, in welchem die in 15 dargestellten Fleckenbilder verwendet werden.
Diese Resttonerbestimmungseinrichtung ist durch Einbinden in den Mikrocomputer 30 von Funktionen des Belichtungs- LUT-Einstellmittels 53, der Belichtungs-LUT 54, des Dichtevergleichmittels 52, eines Resttonerbestimmungsmittels 71, des Resttonerprobebestimmungsmittels 47 und eines Nulltonerbestimmungsmittels 72 konfiguriert.
Das Belichtungs-LUT-Einstellmittel 53 stellt die Belichtungs-LUT 54 auf der Basis der gemessenen Dichtewerte des zweiten Fleckenbildes P2 und des dritten Fleckenbildes P3 auf dem Zwischenübertragungselement 6 ein, welche durch den Fleckensensor 22 gemessen werden. Das Dichtevergleichmittel 52 macht einen Vergleich zwischen den eingestellten Werten und den gemessenen Dichtewerten des zweiten Fleckenbildes P2 und des dritten Fleckenbildes P3, welche auf dem Zwischenübertragungselement 6 ausgebildet sind.
Das Resttonerprobebestimmungsmittel 71 bestimmt probeweise, dass die Tonermenge auf mehr als den Resttonerzustand abgenommen hat, wenn der gemessene Dichtewert, der durch den Fleckensensor 22 gemessen wurde, niedriger als ein eingestellter Wert ist, oder wenn der Unterschied in der Dichte zwischen dem zweiten Fleckenbild P2 und dem dritten Fleckenbild P3 größer als oder gleich wie ein eingestellter Wert ist. Das Resttonerbestimmungsmittel 47 bestimmt in einem Fall, in dem probeweise Bestimmungen durch das Resttonerprobebestimmungsmittel 71 eine vorbestimmte Anzahl von Malen hintereinander vorgenommen wurden, dass der Toner im Resttonerzustand ist.
Bei Empfang des Ergebnisses des Resttonerprobebestimmungsmittels 71 entscheidet das Nulltonerbestimmungsmittel durch Bestimmen, dass die Tonerenge in der Entwicklungseinrichtung 5 sehr gering ist, wenn die Dichte des dritten Fleckenbildes P3 niedriger als ein noch niedrigerer eingestellter Wert ist, dass der Toner im Nulltonerzustand ist.
17 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Funktionsweise der Resttoner- und Nulltonerbestimmungseinrichtung, die in 16 dargestellt ist.
Die Dichten des zweiten Fleckenbildes P2 und des dritten Fleckenbildes P3, die im Fleckenerzeugungsmodus auf dem Zwischenübertragungselement 6 ausgebildet sind, werden durch den Fleckensensor 22 gemessen (Schritt A in 17). Wenn die gemessenen Dichtewerte beide unter einem eingestellten Wert sind (Schritt B in 17), wird bestimmt, dass die Tonermenge auf mehr als den Resttonerzustand abgenommen hat, derart dass der Vorgang zur probeweisen Bestimmung des Resttonerzustands übergeht (Schritt D in 17). Wenn die gemessenen Dichtewerte größer als oder gleich wie der eingestellte Wert sind, erfolgt die gewöhnliche Resttonerzustandsbestimmung, und es erfolgt eine Bestimmung im Hinblick darauf, ob der Unterschied in der Dichte zwischen dem zweiten Fleckenbild P2 und dem dritten Fleckenbild P3 größer als oder gleich wie ein eingestellter Wert ist (Schritt C in 17).
Wenn der Dichteunterschied größer als oder gleich wie der eingestellte Wert ist, wird probeweise bestimmt, dass der Toner im Resttonerzustand ist (Schritt D in 17). Wenn indessen der Dichteunterschied niedriger als der eingestellte Wert ist, erfolgt eine Bestimmung, dass der Toner nicht im Resttonerzustand ist. Wenn probeweise bestimmt wird, dass der Toner nicht im Resttonerzustand ist, erfolgt eine Überprüfung dessen, ob die probeweise Bestimmung für drei aufeinander folgende Male fortdauerte (Schritt E in 17). Wenn die probeweise Bestimmung für drei aufeinander folgende Male fortdauerte, wird bestimmt, dass der Toner im Resttonerzustand ist (Schritt F in 17). Wenn die probeweise Bestimmung nicht für drei aufeinander folgende Male fortdauerte, wird bestimmt, dass der Toner nicht im Resttonerzustand ist und dass ein Fehler bei der vergangenen Bestimmung aufgetreten ist.
Wenn bestimmt wird, dass der Toner im Resttonerzustand ist, wird die Belichtungs-LUT 54 für die Punkte, welche durch den Toner nach einer Umdrehung der Entwicklungswalze 5d, d.h. den auf der Entwicklungswalze 5d zurückgebliebenen Toner, entwickelt werden, auf der Basis des gemessenen Dichtewerts des zweiten Fleckenbildes P2 eingestellt, während die Belichtungs-LUT 54 für die Punkte, welche durch den Toner nach der zweiten Umdrehung der Entwicklungswalze 5d, d.h. den neu auf die Entwicklungswalze aufgebrachten Toner, entwickelt werden, auf der Basis des gemessenen Dichtewerts des dritten Fleckenbildes P3 eingestellt wird (Schritt G in 17).
Wenn der gemessene Dichtewert des dritten Fleckenbildes P3 niedriger als ein eingestellter Wert ist, welcher noch niedriger als der eingestellte Wert ist, der in Schritt B verwendet wurde (Schritt H in 17), ist die Tonermenge in der Entwicklungseinrichtung 5 sehr gering, derart dass eine Bestimmung erfolgt, dass der Toner im Nulltonerzustand ist (Schritt I in 17). Wenn andererseits in den Schritten bis hierher bestimmt wird, dass der Toner nicht im Resttonerzustand ist, wird die Belichtungs-LUT 54, die für alle Punkte verwendet wird, auf der Basis des gemessenen Dichtewerts des dritten Fleckenbildes P3 eingestellt (Schritt J in 17).
18 stellt ein Beispiel dar, in welchem das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines anomalen Zustands der Vorrichtung auf der Basis des Resttonerzustands, des Nulltonerzustands und der Nulltonerbestimmung mithilfe des Signals vom Fleckensensors 22, d.h. dem Mittel zum Messen der Dichten der Fleckenbilder, bestimmt wird. In den Mikrocomputer 30 sind die Funktionen des Dichteschätzmittels 51, eines Dichtebestimmungsmittels 81, eines Vorrichtungszustandsbestimmungsmittels 82 und des Resttonerbestimmungsmittels 47 eingebunden.
Das Dichteschätzmittel 51 schätzt die Dichten von Fleckenbildern, welche auf dem Zwischenübertragungselement 6 ausgebildet sind, auf der Basis der Fleckenerzeugungsdaten oder der Bilddaten zum Erzeugen eines Bildes, welches der Ablesung durch den Fleckensensor 22 unterzogen wird.
Das Dichtebestimmungsmittel 81 macht einen Vergleich zwischen dem Signal, das vom Fleckensensor 22 über den A/D-Wandler 34 in dasselbe eingegeben wurde, d.h. einem tatsächlich gemessenen Dichtewert, und einem geschätzten Dichtewert, der vom Dichteschätzmittel 51 in dasselbe eingegeben wurde. Wenn der Unterschied zwischen dem gemessenen Dichtewert und dem geschätzten Dichtewert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, bestimmt das Dichtebestimmungsmittel 81, dass eine ausreichende Menge Toner in der Entwicklungseinrichtung 5 vorhanden ist und dass ein gewöhnliches Drucken möglich ist. Wenn andererseits der Unterschied zwischen dem gemessenen Dichtewert und dem geschätzten Dichtewert außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, bestimmt das Dichtebestimmungsmittel 81, dass der Toner in der Entwicklungseinrichtung 5 verbraucht wurde und dass Drucken nicht mit einer angemessenen Dichte erfolgen kann.
Das Ergebnis der Bestimmung durch das Dichtebestimmungsmittel 81 und das Ergebnis der Bestimmung in Bezug auf den Resttonerzustand durch das Resttonerbestimmungsmittel 47 werden an das Vorrichtungszustandsbestimmungsmittel 82 ausgegeben und bei der Bestimmung des Zustands der Vorrichtung verwendet.
Bei der Bestimmung des Zustands der Vorrichtung wird eine Bestimmungstabelle verwendet, wie beispielsweise jene, die in 19 dargestellt ist, und die Bestimmungstabelle ist durch Definieren der Betriebszustände der Vorrichtung entsprechend vier Kombinationsarten der Ergebnisse der Erkennung durch den Fleckensensor 22 und der Ergebnisse der Bestimmung durch das Resttonerbestimmungsmittel 47 gegliedert.
Das heißt, wenn das Ergebnis der Messung durch den Fleckensensor 22 und das Ergebnis der Bestimmung durch das Resttonerbestimmungsmittel 47 „angemessene Dichte" beziehungsweise „angemessene Menge" sind, wird bestimmt, dass der Toner im „angemessenen Zustand" ist. Wenn die beiden Ergebnisse „angemessene Dichte" beziehungsweise „Resttonerzustand" sind, wird bestimmt, dass der Toner im „Resttonerzustand" ist. Wenn die beiden Ergebnisse „niedrige Dichte" beziehungsweise „angemessene Menge" sind, wird bestimmt, dass eine „Anomalie in der Vorrichtung" vorliegt. Wenn ferner die beiden Ergebnisse „niedrige Dichte" beziehungsweise „Resttonerzustand" sind, wird bestimmt, dass der Fall ein „Nulltonerzustand" ist.
Wenn von diesen Kombinationen das Ergebnis der Erkennung durch den Fleckensensor 22 „niedrige Dichte" zeigt und das Ergebnis der Bestimmung durch das Resttonerbestimmungsmittel 47 „angemessene Menge" ist, stellt solch ein Fall einen Zustand dar, in welchem das Bild trotz der Tatsache, dass genug Toner in der Entwicklungseinrichtung 5 vorhanden ist, nicht mit einer angemessenen Dichte ausgegeben wird. In diesem Fall wird daher erachtet, dass eine Anomalie im Entwicklungsmittel oder dergleichen aufgetreten ist, derart dass eine Bestimmung erfolgt, dass eine „Anomalie in der Vorrichtung" vorliegt.
Es sind nämlich etliche Fälle vorstellbar, welche einen Fall, in welchem die Belichtungseinheit 3 kein Licht ausstrahlt und kein Latentbild erzeugt wird, einen Fall, in welchem infolge eines Kontaktfehlers eines elektrischen Kontakts keine Vorspannung an die Entwicklungseinrichtung 5 und die Primärübertragungswalze 7 angelegt wird und weder eine Entwicklung noch eine Übertragung durchgeführt wird, und einen Fall umfassen, in welchem ein Mechanismus, der die Entwicklungseinrichtung 5 bildet, infolge des Versagens der Entwicklungseinrichtung 5 nicht gedreht werden kann und eine Entwicklung unmöglich macht.
Es ist zu erwähnen, dass es, wenn diese Bestimmungsergebnisse vom Vorrichtungszustandsbestimmungsmittel 82 an die Anzeigeeinheit und eine Steuerung, welche nicht dargstellt sind, ausgegeben werden, um die Anzeige der Bestimmungsergebnisse zu ermöglichen, und wenn der Drucker in den Fällen der „Anomalie in der Vorrichtung" und des „Nulltonerzustands" unverzüglich angehalten wird, möglich ist, das Ereignis eines Fehldrucks zu verhindern.
Als ein Verfahren zur Anzeige der Bestimmungsergebnisse genügt es, wenn die Anzeigeeinheit auf dem Druckerkörper vorgesehen ist oder wenn beispielsweise der „Resttonerzustand", der „Nulltonerzustand" und die „Anomalie in der Vorrichtung" auf dem Anzeigeschirm eines Personalcomputers angezeigt werden, der an den Drucker angeschlossen ist. Durch derartiges Bereistellen einer Anzeige in geeigneter Weise ist es im Falle der „Anomalie in der Vorrichtung" möglich, den Benutzer aufzufordern, den fehlerhaften Teil zu reparieren, und im Falle des „Nulltonerzustands" ist es möglich, den Benutzer vom Auswechseln einer Nachfüllpatrone genau zu unterrichten.
Etliche Zeiteinstellungen sind als die Zeitseinstellung für die Durchführung der Bestimmung denkbar, die in 18 und 19 dargestellt ist. Zunächst ist es möglich, ein Verfahren zu erwähnen, in welchem der Zustand der Bilderzeugung durch einen konstanten Betrieb des Fleckensensors 22 während des normalen Vorgangs der Bilderzeugung nach der Erkennung des „Resttonerzustands" erkannt wird. Und zwar ist dies ein Verfahren, in welchem anstelle des Erzeugens von Fleckenbildern das Bildsignal, das ausgegeben wird, direkt erkannt wird. Wenn und nachdem bei diesem Verfahren geschätzt wird, dass sich der Nulltonerzustand nähert, wird der Fleckensensor 22 betrieben, um den Zustand der Vorrichtung zu bestimmen, derart dass die Verschlechterung mit der Zeit des Fleckensensors 22, insbesondere der Verschlechterung der Lichtquelle, auf ein Minimum herabgesetzt werden kann.
Als ein anderes Verfahren ist es möglich, ein Verfahren zu erwähnen, in welchem der Fleckensensor 22 während des Vorgangs der Bilderzeugung ungeachtet des Ergebnisses der Bestimmung durch das Resttonerbestimmungsmittel 47 konstant betrieben wird. Da gemäß diesem Verfahren der Zustand der Bilderzeugung konstant, sogar vor dem „Resttonerzustand", erkannt werden kann, ist es möglich, solche Zustände, wie beispielsweise den „Resttonerzustand", den „Nulltonerzustand" und die „Anomalie in der Vorrichtung", zu bestimmen.
Durch Bereitstellen solch einer Anordnung kann selbst im Falle des zuvor beschriebenen Verfahrens, in welchem die Anzahl von Pixeln im Belichtungssignal direkt als die entwickelte Tonermenge berechnet wird, der „Nulltonerzustand" aus dem Zustand der Bilderzeugung basierend auf dem Signal vom Fleckensensor 22 bestimmt werden, wodurch es möglich gemacht wird, den Nulltonerzustand genau zu erkennen.
20 stellt ein Beispiel für ein Gewichtungskoeffizientenkorrekturmittel dar.
Dieses Gewichtungskoeffizientenkorrekturmittel ist durch Einbinden in den Mikrocomputer 30 von Funktionen des Dichteschätzmittels 51, des Dichtebestimmungsmittels 81, einer LUT-Neuberechnungseinheit 91, des Gewichtungskoeffizienteneinstellmittels 43 und der Gewichtungskoeffizienten-LUT 44 konfiguriert.
Das Dichteschätzmittel 51 schätzt die Dichten von Fleckenbildern, welche auf dem Zwischenübertragungselement 6 ausgebildet sind, auf der Basis der Fleckenerzeugungsdaten oder der Bilddaten zum Erzeugen eines Bildes, welches der Ablesung durch den Fleckensensor 22 unterzogen wird. Das Dichtebestimmungsmittel 81 berechnet die Art von Fleck, der auf dem Zwischenübertragungselement 6 ausgebildet ist, und den Unterschied in der Dichte zwischen einem gemessenen Dichtewert und einem geschätzten Dichtewert, der diesem entspricht, auf der Basis eines digitalisierten Signals vom Fleckensensor 22 und eines geschätzten Dichtewertsignals vom Dichteschätzmittel 51 und gibt denselben an die LUT-Neuberechnungseinheit 91 aus.
Die LUT-Neuberechnungseinheit 91 ist so ausgelegt, dass sie auf der Basis des eingegebenen Dichteunterschieds die Gewichtungskoeffizienten-LUT 44 derart korrigiert, dass der Unterschied zwischen dem geschätzten Dichtewert und der tatsächlichen Entwicklungsmenge beseitigt wird.
Im elektrofotografischen Prozess kann sich die entwickelte Tonermenge sogar in Bezug auf ein identisches Bildsignal infolge einer Änderung mit der Zeit der Umgebungsbedingungen und eines elektrofotografischen Prozesselements ändern. Demgemäß ist es durch Korrigieren der Gewichtungskoeffizienten-LUT 44 durch diese LUT-Neuberechnungseinheit 91 möglich, die Genauigkeit der Schätzung der entwickelten Tonermenge zu verbessern und den Fehler zwischen dem geschätzten Wert und dem tatsächlichen Entwicklungswert zu verringern.
Es ist zu erwähnen, dass, obwohl in den zuvor beschriebenen Beispielen die Dichten von Fleckenbildern erkannt werden, die auf das Zwischenübertragungselement übertragen wurden, der Fleckensensor in einer Position gegenüber dem fotoleitfähigen Element angeordnet werden kann und die Dichten der Fleckenbilder, welche auf dem fotoleitfähigen Element erzeugt werden, vor der Übertragung erkannt werden können. Außerdem kann in einer Bilderzeugungsvorrichtung von der Art, in welcher Aufzeichnungspapier um eine Übertragungswalze gewickelt wird und der Toner vom fotoleitfähigen Element auf das Aufzeichnungsmedium auf der Übertragungstrommel übertragen wird, der Fleckensensor in einer Position gegenüber der Übertragungstrommel angeordnet werden, und es können Fleckenbilder, die auf der Übertragungstrommel ausgebildet sind, abgelesen werden.
Außerdem wird ein CMYK-Vollfarbdrucker als ein Beispiel für den Drucker in der zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendet, und LUTs werden entsprechend den jeweiligen Farben erstellt. Zudem können Parameter, welche auf der Basis der gemessenen Dichtewerte von Fleckenbildern eingestellt werden, Parameter des elektrofotografischen Prozesses sein, wie beispielsweise eine Ladevorspannung, eine Entwicklungsvorspannung, eine Entwicklungswalzendrehzahl und eine Übertragungsvorspannung, und es wird möglich, Halbtonbilder und Farbbilder mit der beabsichtigten Bildqualität zu drucken.
Außerdem versteht es sich von selbst, dass die Bestimmung des Resttonerzustands in der zuvor beschriebenen Ausführungsform nicht auf die Farbtonerbilderzeugungsvorrichtung beschränkt ist, sondern auch auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von monochromatischen Tonerbildern angewendet werden kann. Darüber hinaus ist es in einer Vorrichtung mit mehreren Entwicklungseinrichtungen, selbst wenn mehrere Toner gleichzeitig den Resttonerzustand angenommen haben, möglich, diesen Zustand genau zu erkennen.
Da außerdem die Positionen, in welchen Fleckenbilder erzeugt werden, definiert sind, ist es möglich, Fleckenbilder mit klaren Entwicklungsvorgeschichten zu erzeugen, und es ist nicht nur möglich, die Genauigkeit der Erkennung des Nulltonerzustands, sondern auch die Genauigkeit der Korrektur der Bilderzeugungsbedingungen zu verbessern.
Wie bereits erwähnt, ist die bereitgestellte Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung derart, dass Fleckenbilder auf dem fotoleitfähigen Element erzeugt werden, die Messergebnisse von Dichten durch Messen der Dichten der Fleckenbilder geschätzt werden und ein Vergleich zwischen dem geschätzten Ergebnis jeder gemessenen Dichte und dem Ergebnis der gemessenen Dichte, welche abgelesen wurde, gemacht wird, um den Resttonerzustand zu bestimmen. Demgemäß wird ein Sensor zum Erkennen des übrig gebliebenen Tonermenge unnötig gemacht, und es ist möglich, das Auswechseln der Patrone in dem Zustand, in welchem noch Toner übrig ist, wie dies möglicherweise bei der Bestimmung der Tonermenge geschieht, die nur auf dem Bilderzeugungssignal beruht, zu verhindern. Da der Sensor zum Erkennen der übrig gebliebenen Tonermenge für jedes Entwicklungsmittel unnötig gemacht wird, ist es außerdem möglich, insbesondere die Struktur um die Entwicklungsmittel der Farbaufzeichnungsvorrichtung zu vereinfachen.
Da die Bilderzeugungsbedingungen durch Gebrauchmachen von den Fleckenbilder zur Bestimmung des Resttonerzustands eingestellt werden können, ist es außerdem möglich, eine stabile Bilderzeugung in Bezug auf Änderungen in der Umgebung und dergleichen zu bewirken, selbst wenn das Entwicklungsmittel einen Einkomponententoner einsetzt, was bei der Zuführung von Toner zum fotoleitfähigen Element einen Nachteil aufweist.
Da der Resttonerzustand auf der Basis des Bilderzeugungssignals geschätzt wird und die übrig gebliebene Tonermenge durch Verwenden der Messergebnisse von Dichten der Fleckenbilder durch Kombinieren der erkannten Ergebnisse bestimmt wird, ist es außerdem möglich, solche Zustände, wie den „angemessenen Zustand", den „Resttonerzustand", den „Nulltonerzustand" und die „Anomalie in der Vorrichtung", zu bestimmen.

Claims

Bilderzeugungsverfahren, das in einer Bilderzeugungsvorrichtung durchgeführt wird, welche ein fotoleitfähiges Element (1), auf welchem ein elektrostatisches Latentbild durch Belichtungsmittel (3) auf der Basis von Pixeldaten eines Bilderzeugungssignals erzeugt wird, Entwicklungsmittel (5) zum Erzeugen eines Tonerbildes durch Anziehen von Toner zum elektrostatischen Latentbild und Mittel (6) zum Übertragen des Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium (13) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Schätzen einer optischen Dichte eines zu erzeugenden Tonertestbildes auf der Basis der Pixeldaten; – Erzeugen des Tonertestbildes auf dem fotoleitfähigen Element (1); – Messen der optischen Dichte des Tonertestbildes, das auf dem fotoleitfähigen Element (1) oder den Übertragungsmitteln (6) angeordnet ist, bevor das Tonertestbild auf das Aufzeichnungsmedium übertragen wird; – Erhalten eines Unterschieds zwischen der geschätzten optischen Dichte und der gemessenen optischen Dichte, um zu bestimmen, ob Drucken mit einer angemessenen Dichte erfolgen kann, wobei bestimmt wird, dass das Drucken nicht mit der angemessenen Dichte erfolgen kann, falls der Unterschied größer als ein vorgegebener Betrag ist; und – Erhalten von Informationen, die angeben, ob eine angemessene Menge von Toner in den Entwicklungsmitteln übrig geblieben ist, und – Bestimmen, dass eine Anomalie in wenigstens einem der Belichtungsmittel, der Entwicklungsmittel und der Übertragungsmittel aufgetreten ist, wenn bestimmt wird, dass das Drucken nicht mit der angemessenen Dichte erfolgen kann, obwohl bestimmt wird, dass die angemessene Menge von Toner in den Entwicklungsmitteln übrig geblieben ist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, welches ferner einen Schritt des Anzeigens der Anomalie umfasst.
Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend: ein fotoleitfähiges Element (1), auf welchem ein elektrostatisches Latentbild durch ein Belichtungsmittel (3) auf der Basis von Pixeldaten eines Bilderzeugungssignals erzeugt wird; Entwicklungsmittel (5), welche eine Entwicklungswalze (5d) zum Erzeugen eines Tonerbildes auf dem fotoleitfähigen Element (1) durch Anziehen von Toner zum elektrostatischen Latentbild aufweisen; Übertragungsmittel (6) zum Übertragen des Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium (13); Mittel (51) zum Schätzen einer optischen Dichte eines zu erzeugenden Tonertestbildes auf der Basis der Pixeldaten; Mittel zum Erzeugen des Tonertestbildes auf dem fotoleitfähigen Element (1), wobei das Tonertestbild kürzer als ein Einummdrehungsabschnitt der Entwicklungswalze (5d) ist; Mittel (22) zum Messen der optischen Dichte des Tonertestbildes, das auf dem fotoleitfähigen Element (1) oder den Übertragungsmitteln (6) angeordnet ist, bevor das Tonertestbild auf das Aufzeichnungsmedium übertragen wird; Mittel (81) zum Erhalten eines Unterschieds zwischen der geschätzten optischen Dichte und der gemessenen optischen Dichte, um zu bestimmen, ob Drucken mit einer angemessenen Dichte erfolgen kann, wobei bestimmt wird, dass das Drucken nicht mit einer angemessenen Dichte erfolgen kann, falls der Unterschied größer als ein vorgegebener Betrag ist; Mittel (47) zum Erhalten von Informationen, die angeben, ob eine angemessene Menge von Toner in den Entwicklungsmitteln übrig geblieben ist, und Mittel (82) zum Bestimmen, dass eine Anomalie in wenigstens einem der Belichtungsmittel, der Entwicklungsmittel und der Übertragungsmittel aufgetreten ist, wenn bestimmt wird, dass das Drucken nicht mit der angemessenen Dichte erfolgen kann, obwohl bestimmt wird, dass die angemessene Menge von Toner in den Entwicklungsmitteln übrig geblieben ist.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, welche ferner eine Anzeige zum Anzeigen der Anomalie umfasst.