JP2708792B2 - 電子写真装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、複写機、プリンタまたはファクシミリ等
の電子写真方式を用いて画像を形成する電子写真装置に
関するものである。特に、この発明は、電子写真装置に
おける画質調整機構の改良に関するものである。

〈従来の技術〉 電子写真装置における画質調整の仕方として、次のよ
うなものが公知である。

特開昭61-190349号公報によれば、現像槽内のトナ
ー濃度が低下してもその濃度が回復するまでの間、光源
の光量を制御したり、現像バイアスを制御することによ
ってトナー濃度を補正し、濃度変化のない複写を行なう
ことができる複写機が提案されている。

また、特開昭58-52661号公報には、感光体の温度が
変化すると感光体の感度が変化して画像濃度が変化する
ことに注目して、感光体の温度をサーミスタにより検出
し、その検出出力によってランプの光量、感光体表面電
位またはスリット調整による光量制御を行うようにした
画像濃度調整方法が開示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 従来技術の内、に記載の複写機では、室温の変化等
により現像槽周囲の温度が変化した場合に、その温度変
化によりトナー濃度検出器の出力が変動し、トナー濃度
を一定に保持することが困難であると言う欠点がある。

また、上述のに記載のものは、感光体の温度変化を
検出し、それをランプ光量等の制御にフィードバックし
ているが、トナー濃度検出器に対しては何ら言及されて
いない。特に、トナー濃度検出器の出力そのものが温度
変化の影響を受けることに対しては何ら述べられてはい
ない。

従って、上述のおよびに記載された２つの技術を
組合わせたとしても、トナー濃度検出器の出力そのもの
受ける温度変化の影響を取除くことはできず、温度変化
によるトナー濃度検出器の出力の変化により画質が変動
するという欠点は未解決であった。

それゆえ、この発明は、作像機構が配置された雰囲気
温度の変化により、感光体の感度やトナー濃度検出器の
出力が変化しても常に適正な画質の画像が得られると共
に、トナー濃度が低下しても、画像を適正に調整できる
電子写真装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 この発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する電
子写真装置において、作像機構が配置された雰囲気温度
を検出する温度検出手段、現像用のトナー濃度を検出す
るトナー濃度検出手段、前記温度検出手段の出力に基づ
いて、光源光量、露光量調整用のスリット幅、現像バイ
アス電圧、感光体の帯電電圧のいずれかまたはそれらの
組合わせからなる画質調整に関与するパラメータの制御
を行う第１の画質調整手段、前記温度検出手段の出力に
基づいて前記トナー濃度検出手段の出力を補正する補正
手段、前記補正されたトナー濃度検出手段の出力に基づ
いてトナーの供給制御を行うトナー供給制御手段、なら
びに前記補正されたトナー濃度検出手段の出力および前
記トナー供給制御手段で制御されるトナーの供給具合に
基づいて、前記画質調整に関与するパラメータをさらに
調整するための第２の画質調整手段、を含むことを特徴
とする電子写真装置である。

〈作用〉 温度変化による感光体の感度の変化は、第１の画質調
整手段によって調整される。また、トナー濃度検出手段
の出力が、温度検出手段の出力に基づいて補正されるこ
とによって、補正された出力は温度変化による影響が考
慮されたものになる。そして、この補正されたトナー濃
度検出手段の出力およびトナー供給制御手段で制御され
るトナーの供給具合に基づいて、画質調整に関与するパ
ラメータがさらに調整される。

すなわち、温度検出手段の出力に基づいて第１の画質
調整が行われた上で補正されたトナー濃度検出手段の出
力およびトナー供給制御で制御されるトナーの供給具合
に基づいて第２の画質調整が行われる。このように、２
段階で画質調整を行うことにより、画質の安定した良好
な画像を形成することができる。

〈実施例〉 以下には、図面を参照して、この発明の一実施例につ
いて詳細に説明をする。

第２図は、この発明の一実施例に係る電子写真方式の
複写機の部分構成を示す概略図である。複写機には、原
稿11をセットするためのコンタクトガラス12が設けられ
ており、コンタクトガラス12の上には開閉自在な原稿カ
バー13が備えられている。

またセットされた原稿11を照明し、その反射光によっ
て感光体ドラム14を露光するための露光装置15が設けら
れている。露光装置15は、原稿11を照明するためのハロ
ゲンランプ16、主反射鏡17、所定量の反射光を通過させ
るためのスリット板18、反射光を導くための反射鏡19,2
0,21,22および集光レンズ23を備えている。そして、ハ
ロゲンランプ16,主反射鏡17、スリット板18および反射
鏡19は一体的に移動して、原稿11を先端から後端まで照
明走査できるようにされており、反射鏡20および21はそ
れに関連して移動するようにされている。

露光装置15によって露光される感光体ドラム14の周囲
には、感光体ドラム14の回転方向に沿って順に、帯電チ
ャージャ24、イレースランプ25、現像装置26、転写チャ
ージャ27、剥離チャージャ28、クリーナ29および除電ラ
ンプ30が設けられており、感光体ドラム14とこれら各装
置とによって作像機構31が構成されている。

このうち、現像装置26は、露光により感光体ドラム14
の表面に形成された静電潜像をトナーで現像するための
もので、トナーを貯留するホッパ261および現像用ハウ
ジング262を有しており、ホッパ261内のトナーは、トナ
ー補給ローラ263により適宜現像用ハウジング262内へ補
給される仕組みである。また、現像用ハウジング262内
のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ33備え
られている。

また、クリーナ29と除電ランプ30との間には、感光体
ドラム14表面に対向するように温度センサ32が配置され
ている。この温度センサ32は、感光体ドラム14の表面付
近の温度を検出するものである。なお、複写機が動作中
においては、作像機構31が配置された雰囲気温度は、場
所によって大きくばらつきがあるわけではなくどの場所
でもほぼ等しいから、温度センサ32は図示の位置で配置
しなければならないと言うわけではなく、作像機構31内
の適当な位置、たとえば感光体ドラム14周囲の適当な位
置や感光体ドラム14の内部等に配置してもよい。

第３図は、上述した複写機における画質調整のための
制御回路を示すブロック図である。上述した温度センサ
32およびトナー濃度センサ33の出力は、それぞれ、アナ
ログ／ディジタル（A/D）変換器34,35によってディジタ
ル信号に変換され、CPU36へ与えられる。

CPU36は、これら温度センサ32およびトナー濃度セン
サ33の出力に基づいて所定の制御動作（この制御動作に
ついては、後にフローチャートを参照して詳細に説明を
する）を行なう。その結果、ドライバ37を介して、ハロ
ゲンランプ16の光量が調整されると共に、ドライバ38を
介してトナー補給ローラ263が適宜回転される。

この実施例では、CPU36によりハロゲンランプ16の光
量が調整されるようにしたが、これに限らず、スリット
板18のスリット幅、現像装置26の現像バイアス電圧、帯
電チャージャ26のチャージ電圧がそれぞれ単独で制御さ
れ、あるいはそれらの組合せが制御されるようにしても
よい。つまり、画質調整に関与するパラメータがCPU36
によって適正に制御されるようにすればよい。

第４図は、トナー濃度とトナー濃度センサ33の出力と
の関係を示すグラフで、横軸にはトナー濃度（より厳密
に言えば、現像剤（ディベロッパ）中のトナー量）が表
わされており、右側へ行くほどトナー濃度が薄くなる。
また、縦軸にはトナー濃度センサ33の出力電圧が表わさ
れている。図より、トナー濃度とトナー濃度センサ33の
出力電圧とは比例関係にあり、トナー濃度が薄くなる程
センサ33の出力電圧が上昇することがわかる。また図に
おいて、Tcは現像に最適なトナー濃度であり、Dcはその
ときのセンサ33の出力電圧、Taは画質の補正が必要にな
るトナー濃度であり、Daはそのときのセンサ33の出力電
圧、Teはトナーエンプティを表示すべきトナー濃度であ
り、Deはそのときのセンサ33の出力電圧を示している。
なお、センサ33の各出力電圧は、標準温度（たとえば25
℃）におけるものである。

また、トナー濃度センサ33の出力電圧は温度によって
変化し、標準温度（たとえば25℃）に対して温度が相対
的に高くなれば出力電圧も相対的に高くなるようにシフ
トし（１点鎖線参照）、温度が相対的に低くなれば出力
電圧も相対的に低くなるようにシフトする（２点鎖線参
照）。それゆえ、後述するように、トナー濃度センサ33
の出力電圧とトナー濃度との関係は、温度変化に合わせ
て補正する必要がある。

第５図は、トナー濃度とハロゲンランプ16への印加電
圧との関係を表わすグラフであり、横軸にはトナー濃
度、縦軸にはハロゲンランプ16への印加電圧が示されて
いる。以下に説明するように、この実施例の制御におい
て、標準電圧V0に対して温度変化により補正値V1および
V2が定められていると共に、トナー濃度が変化したこと
に応じては、ハロゲンランプ16への印加電圧を段階的に
変化させるように補正値V3およびV4が定められている。

次に、第1A図および第1B図のフローチャートに従っ
て、かつ第２図ないし第５図を参照して、CPU36の制御
動作について詳細に説明をする。

CPU36は、まず、温度センサ32から与えられる測定温
度Ｔを読込み（ステップS1）、測定温度Ｔが予め定める
上限温度、たとえば30℃以上か（ステップS2）または予
め定める下限温度、たとえば20℃未満か（ステップS5）
を判別する。

そして、測定温度Ｔが30℃以上の場合はハロゲンラン
プ16への印加電圧Ｖを標準電圧V0に対して補正値V1だけ
低い電圧になるように設定する（ステップS3:第５図参
照）。また、トナー濃度センサ33の出力が相対的に高い
方へシフトするから（第４図参照）、トナー濃度センサ
33の出力とトナー濃度との関係を補正するように設定す
る（ステップS4）。

一方、測定温度Ｔが20℃未満のときは、ハロゲンラン
プ16への印加電圧Ｖを標準電圧V0に対して補正値V2だけ
高い電圧になるように設定し（ステップS6:第５図参
照）、また、トナー濃度センサ33の出力が相対的に低い
方シフトするから（第４図参照）、トナー濃度センサ33
の出力とトナー濃度との関係を補正するように設定する
（ステップS7）。

また、測定温度Ｔが20℃以上で30℃未満の場合は、ハ
ロゲンランプ16への印加電圧Ｖを標準電圧V0に設定し
（ステップS8:第５図参照）、また、トナー濃度センサ3
3の出力とトナー濃度との関係は、標準的な関係に設定
する（ステップS9:第４図参照）。

この実施例では、上述のように、設定温度ＴがＴ＜20
℃、20℃≦Ｔ＜30℃,30℃≦Ｔの３つの場合に区別し
て、それぞれの場合におけるハロゲンランプ16の印加電
圧を設定すると共に、トナー濃度センサ33の出力とトナ
ー濃度との関係の補正を行うように設定しているが、温
度Ｔをもっと細かく区別して、それに応じてハロゲンラ
ンプ16への印加電圧を変化させ、かつセンサ33の出力と
トナー濃度との関係を補正してもよい。

以上のように温度センサ32の測定温度Ｔに基づいてハ
ロゲンランプ16への印加電圧の設定およびトナー濃度デ
ータの補正設定を行った後、トナー濃度センサ33からの
入力データＤを読込み、入力データをステップS4、ステ
ップS7またはステップS9で設定した設定内容に合わせて
補正する（ステップS11）。

そして、補正した入力データＤとコントロール電圧Dc
とを比較する（ステップS12）。今、入力電圧Ｄがコン
トロール電圧Dc未満であれば、CPU36は、トナー補給ロ
ーラ263によるトナー補給を停止させ（ステップS13）、
ランプ電圧の補正値V3およびV4のリセットを行い（ステ
ップS14）、ランプ印加電圧ＶをＶ−V3−V4（なお、こ
の場合、V3＝V4＝０であり、Ｖの値は変化しない。）に
して（ステップS26）、制御動作をリターンする。な
お、この段階ではステップS14の制御は特に意味はない
が、ランプ電圧の補正値V3またはV4は、それぞれ後述す
るようにステップS18またはS23で設定されるので、ステ
ップS18またはS23を経過後の制御の流れにおいてこのス
テップS14は意味がある。

また、CPU36が入力電圧Ｄはコントロール電圧Dc以上
であると判断した場合、すなわちトナー濃度が薄いと判
別した場合は、トナー補給ローラ263によりホッパ261か
ら現像用ハウジング262へのトナー補給を開始させ（ス
テップS15）、トナー補給開始後タイマまたはカウンタ
を動作させて（ステップS16）、予め定める設定時間の
間トナー補給が行われるように制御する（ステップS1
7）。タイマまたはカウンタの動作開始後すぐは、計時
値または計数値C1は設定時間より小さいから、動作はス
テップS18をスキップしてS19へと進む。

ステップS19では、CPU36は入力電圧Ｄと補正電圧Da
（第４図参照）との大小を比較すれる。そして、入力電
圧Ｄが補正電圧Da未満であれば、ハロゲンランプ16へ印
加する電圧Ｖの補正値V4をリセットし（ステップS2
0）、ランプ印加電圧ＶをＶ−V3−V4（なお、この段階
ではV3＝V4＝０であり、Ｖの値は変化しない。）にして
（ステップS26）、制御動作をリターンする。そして、
入力電圧Ｄがコントロール電圧Dcより大きいが、補正電
圧Daよりも大きくない間は、このステップS1〜S12,S15
〜S17,S19,S20の制御ルーチンを繰返す。

ホッパ261内にトナーが貯留されている場合にはホッ
パ261内のトナーが現像用ハウジング262内へ補給される
（ステップS15）ので、この制御期間中に現像用ハウジ
ング262内のトナー濃度は濃くなり、入力電圧Ｄはコン
トロール電圧Dc以上になるわけである。

ところが、ホッパ261内のトナーがない場合またはト
ナー補給量がトナー使用量に追いつかない場合は、上記
トナー補給制御（ステップS15）が実行されてもトナー
の補給は行なわれずまたはトナーの補給が追いつかず、
現像用ハウジング262内のトナー濃度は濃くならない。
従って、上記制御ルーチンが繰返される内に、ステップ
S17でタイマまたはカウンタの計時値または計数値C1が
設定時間を越える。すると、CPU36はハロゲンランプ16
への印加電圧Ｖの補正値V3（第５図参照）を設定する
（ステップS18）。そして、トナー濃度の薄くなった分
ハロゲンランプ16の出力が落ち、形成される画像が薄く
ならないように、ステップS26で印加電圧ＶをＶ−V3−V
4（この場合、V4＝０）＝Ｖ−V3に補正している。

上述の制御（すなわちステップS1〜S12、S15〜S19、S
20のルーチン）が繰返されている間にホッパ261へのト
ナー供給がなければ、やがてはトナー濃度センサ33から
の入力電圧Ｄは補正電圧Daよりも高くなり（ステップS1
9）、これを判別したCPU36は、タイマまたはカウンタに
よって計時または計数を開始し（ステップS21）、計時
値または計数値C2が設定時間になったか否かを判別する
（ステップS22）。計時または計数開始直後は、ステッ
プS23がスキップされステップS24へ進み、CPU36は、ト
ナー濃度センサ33からの入力電圧Ｄとトナーエンプティ
表示電圧Deと大小を比較し（ステップS24）、この場合
はＤ＜Deであるから、次にステップS26へ移り、ランプ
印加電圧Ｖを補正して、この制御を繰返す。

やがて計時値または計数値C2が設定時間になり（ステ
ップS22）、これに応じてCPU36はハロゲンランプ16の印
加電圧Ｖに対する補正値V4を設定する。そして、トナー
濃度センサ33からの入力電圧が補正電圧Daよりも高くな
って一定時間経過後、トナーエンプティ表示電圧Deにな
るまでの間は、トナー濃度がさらに薄くなっていはずで
あるから、それに対処するためにハロゲンランプ16への
印加電圧ＶをＶ−V3−V4に補正し（ステップS26）。形
成される画像の画質が薄くならないようにしている。

その後入力電圧Ｄがトナーエンプティ表示電圧Deに達
した時は、トナーエンプティ表示を行ない（ステップS2
5）、ホッパ261へトナーが供給されるのを待つことにな
る。

以上の実施例の説明では、電子写真方式の複写機を例
にとって説明したが、この発明は、複写機に限らず、電
子写真方式を利用したプリンタやファクシミリ等にも同
様に適用でき、温度変化およびトナー濃度変化が形成さ
れる画像の画質に影響を及ぼさないような装置を提供す
ることができる。

〈発明の効果〉 この発明は、以上のように構成したので、形成される
画像の画質が安定した、良好な画像形成のできる電子写
真装置を提供することができる。

特に、室温の変化等によって作像機構が配置された雰
囲気温度が変ったり、トナーが残り少なくなった場合に
おいても画質劣化のすることのない電子写真装置とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第1A図および第1B図は、この発明の一実施例に係る複写
機における画質調整のための制御動作を示すフローチャ
ートである。 第２図は、この発明の一実施例に係る複写機の部分構成
概略図である。 第３図は、この発明の一実施例に係る複写機の制御回路
の構成を示すブロック図である。 第４図は、トナー濃度とトナー濃度センサ出力との関係
を示すグラフである。 第５図は、トナー濃度とハロゲンランプ制御電圧との関
係を示すグラフである。 図において、14……感光体ドラム、15……露光装置、16
……ハロゲンランプ、18……スリット板、24……帯電チ
ャージャ、26……現像装置、31……作像機構、32……温
度センサ、33……トナー濃度センサ、36……CPU、を示
す。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−146256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−242968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−146456（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−291274（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−221762（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−155866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−52661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−190349（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真方式を用いて画像を形成する電子
   写真装置において、 作像機構が配置された雰囲気温度を検出する温度検出手
   段、 現像用のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段、 前記温度検出手段の出力に基づいて、光源光量、露光量
   調整用のスリット幅、現像バイアス電圧、感光体の帯電
   電圧のいずれかまたはそれらの組合わせからなる画質調
   整に関与するパラメータの制御を行う第１の画質調整手
   段、 前記温度検出手段の出力に基づいて前記トナー濃度検出
   手段の出力を補正する補正手段、 前記補正されたトナー濃度検出手段の出力に基づいてト
   ナーの供給制御を行うトナー供給制御手段、ならびに 前記補正されたトナー濃度検出手段の出力および前記ト
   ナー供給制御手段で制御されるトナーの供給具合に基づ
   いて、前記画質調整に関与するパラメータをさらに調整
   するための第２の画質調整手段、を含むことを特徴とす
   る電子写真装置。