JPH01170971A - 電子写真記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は複写機、プリンタ等の電子写真記録装置に関
するものである。

従来の技術 従来、電子写真記録装置で現像剤を補給する時期は現像
剤の不足が検知された時のみであった。

また、現像剤の不足を検知する方法としては光の透過あ
るいは反射を測定する方法又はインダクタンス変化を測
定する方法などが用いられている。

しかし、上記方法は一般にその検知手段が高価である。

特に複数色の現像剤を使用する際には光の透過あるいは
反射を測定する方法では各々の色の現像剤により透過す
る光の波長が異なるため色ごとに検知手段を設ける、あ
るいは色ごとにフィルタを変える必要がある等、非常に
高価になり装置も大きくなる。インダクタンス変化を測
定する方法では各々の色の現像剤により変化の度合が異
なるために測定の精度が悪くなる等の問題点がありた。

そこで、レーザー、ＬＥＤ等のドツトをカウンタ回路で
カウントしてそのカウント値と基準カウンタの値を比較
回路で比較することにより現像剤の消費量を検知する装
置が提案されている。その１例として特閏昭５８−２２
４３６３があり、その概要を第５図に示す。第５図は記
録装置の要部を概略的に示したもので、静電潜像担持体
２１は矢印の方向に回転し帯電器２２によって帯電され
ＬＥＤアレイ装置２３によって露光される。このＬＥＤ
アレイ装置２３は画像入力に応じてドライバ回路２５ａ
によって発光または停止するよう選択的に駆動され、静
電潜像担持体２１上に潜像を形成する。ＬＥＤアレイ装
置２３の下流側には現像剤補給タンク２４ａを具備しそ
の補給口に設けられた補給ローラ２４ｂを駆動させて現
像剤を補給するべく構成された現像装置２４が配置され
ている。ここで補給ローラ２４ｂはＬＥＤアレイ２３ａ
の発光回数に応じて現像剤の補給量を制御する補給量自
動制御装置２５の補給ローラ制御回路２５ｂに接続され
、駆動制御されている。そして画像信号を受けたドライ
バ回路２５ａはＬＥＤアレイ装置２３を駆動するととも
にカウンタ回路２５ｃにも画像信号を送り、カウンタ回
路２５ｃは発光したＬＥＤの延ベドット数をカウントし
、その信号を比較回路２５ｅに送る。比較回路２５ｅで
は送られてくる発光したＬＥＤの延ベドット数と基準カ
ウンタ２５ｄの出力を比較して発光したＬＥＤの延ベド
ット数が基準値に達したことを検知すると、補給ローラ
制御回路２５ｂに信号を送り、この補給ローラ制御回路
２５ｂは所定時間だけ補給ローラ２４ｂを駆動させ、所
定量の現像剤が補給タンク２４ａから現像器２４の本体
へ補給される。

発明が解決しようとする問題点 しかし、現像剤が不足するまで現像剤を補給しないもの
では、現像剤は不足していないが現像剤が劣化したこと
により画像濃度が低下してしまう等の画質劣化がおこり
、現像剤の補給を行う時期が適切でなかった。

本発明はこれらの点に鑑み、適切な時期に現像剤の補給
を行う信号を出力する手段を備えた電子写真記録装置を
提供するものである。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技術的な手
段は、現像剤の不足を検知する手段と、現像剤の劣化を
検知する手段を備え、現像剤の不足を検知するか、もし
くは現像剤の劣化を検知した時点で現像剤の補給を行う
信号を出力する手段を有するものである。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、現像剤の不足を検知した時のみではなく、現
像剤の不足を検知するか、もしくは現像剤の劣化を検知
した時点で現像剤の補給を行う信号を出力することによ
り、例ば現像剤の不足は検知されていないが、現像剤が
劣化した時にも現像剤の補給を行う時期を知ることがで
きる。

実施例 以下に本発明の第１の実施例について説明する。

第１図は本発明による、現像剤を補給する信号を出力す
る手段、を備えた電子写真記録装置である。

ｌは静電潜像担持体であり、本実施例では直径１００ｍ
ｍのアルミニウム等の円筒上にセレン等の光導電性材料
の膜を形成した通常の感光体ドラムを使用しているが、
有機光導電体等を塗布した通常の感光体シート等であっ
ても良い。２はレーザ、ＬＥＤ等の露光手段であり、ド
ライバ回路３により駆動され静電潜像担持体ｌ上にドツ
ト単位で潜像を形成する。本実施例においては露光手段
２は長さ２１０ｍｍ　（Ａ４版短辺）で記録密度２４０
０ＰＩ、ドツト数が２０４８ドツトの■、ＥＤアレイと
閉口角２０°のロッドレンズアレイを組み合わせたもの
を用いた。３はドライバ回路であり、送られてくる画像
信号に応じて露光手段２を発光あるいは停止するよう選
択的に駆動する。７は帯電器で露光手段２による露光前
に静電潜像担持体１を一定の表面電位にまで帯電する。

　　８ａ、８ｂはそれぞれ異なった色の現像剤を有する
現像器で静電潜像担持体ｌ上に形成された静電潜像に各
色の現像剤を静電的に付着させ可視像（トナー像）を形
成する。９は記録紙で通常の複写機用普通紙が使用され
る。１０は転写帯電器で前記可視像を記録紙９に転写す
る。４はカウンタであり画像信号を入力し発光すべきド
ツト数もしくは発光させないドツト数をカウントする。

また、ある一定の周期でＣＰＵ５ａがカウンタ４の値を
読み込むが、本実施例ではある一定の周期が副走査の１
ライン毎であり、ＬＥＤプレイのドツト数は２０４８ド
ツトであることからカウンタ４は最大２０４８カウント
できる段数、すなわち１１段の出力を持つカウンタでよ
い。５ａはＣＰＵで、ＲＯＭ５ｂに格納しである画像形
成シーケンスプログラムを実行するとともに、現像剤の
不足を検知する手段、現像剤の劣化を検知する手段、現
像剤の補給を行う信号を出力する手段を構成している。

現像剤の劣化を検知する手段として、画像形成シーケン
スプログラムを実行する際に現像器が稼動した時間を積
算演算しＲＡＭ５ｃに前記現像器稼動時間を書き込み、
さらに前記現像器稼動時間とあらかじめＲＯＭ５ｂに設
定されている稼動時間所定値とを比較して前記現像器稼
動時間が前記稼動時間所定値を超えた時点で現像剤が劣
化したことを検知する。現像剤の不足を検知する手段と
して、ある一定の周期でカウンタ４の値を読み込むとと
もに、読み込んだ値を積算演算しＲＡＭ５ｃに前記カウ
ンタ値積算結果を書き込み、ざらに前記カウンタ値積算
結果とあらかじめＲＯＭ５ｂに設定されている現像剤所
定値とを比較して前記カウンタ値積算結果が前記現像剤
所定値を超えた時点で現像剤が不足であることを検知す
る。現像剤の補給を行う信号を出力する手段として、現
像剤の不足を検知するか、もしくは現像剤の劣化を検知
した時点で現像剤の補給を行う信号をＩ１０ボー）５ｄ
を通じて出力する。５ｂはＲＯＭでＣＰＵ５ａのプログ
ラムや、あらかじめ発光すべきドツト数もしくは発光さ
せないドツト数と各色の現像剤の消費量との間係を実験
的に求め現像器８ａ、８ｂ内の各色の現像剤の量に相当
するドツト数を算出し、各色の現像剤所定値として、ま
た、各色の現像剤を有する現像器の稼動時間と現像剤の
劣化の関係を実験的に求め各色の稼動時間所定値として
格納する。５ＣはＲＡＭで一時的にＣＰＵ５ａのプログ
ラム実行や演算に使用されるとともに、前記カウンタ値
積算演算、および前記現像器稼動時間をそれぞれの色に
応じた領域に格納するために用いられる。なお、ＲＡＭ
５ｃはバッテリーバックアップされており（図示せず）
電源が切られた時でもデータが失われることはなく、格
納されである前記カウンタ値積算演算、および前記現像
器稼動時間は保存されている。５ｄはＩ１０ボートであ
り、ＣＰＵ５ａが画像形成シーケンスを実行する際に帯
電器７、現像器８ａ、８ｂ等の所定の機器を動作させる
信号を出力するのに用いられるとともに、現像剤の補給
を行う信号を出力するのに用いられる。なお、カウンタ
４、ＣＰＵ５ａ、ＲＯＭ５ｂ、ＲＡＭ５ｃ、Ｉ１０ボー
ト５ｄはパスライン６で接続されている。

以下に本実施例における画像形成の動作について説明す
るが、わかりやすくするためレーザプリンタ等に用いら
れるネガ−ポジ現像（反転現像）で２色の異なった色の
画像を静電潜像担持体上に形成し、これを記録紙に一括
に転写するプロセスで実験した例について説明する。

第２図は本実施例の画像形成動作を示すタイミングチャ
ートである。プリント指令の入力とともにＣＰＵ５ａが
画像形成シーケンスプログラムの実行を開始して、第２
図のタイミングチャートに示すタイミングで所定の機器
を動作、あるいは停止させるよう選択的に駆動制御する
。以下にタイミングチャートで示した順を追って各動作
を説明する。プリント指令の人力とともに静電潜像担持
体１を駆動モータ（図示せず）によって駆動し第１図の
Ｒの方向に周速１６０ｍｍ／　ｓ　ｅ　ｃ程度で等速回
転させる。そして、静電潜像担持体ｌの第１回転目で第
１色目の可視像（トナー像）を形成する。まず帯電器７
を動作させ、帯電器７０　体と心線との閘に＋７ＫＶ程
度の直流の高圧を印加し、発生したコロナによって静電
潜像担持体１の表面電位が＋８００Ｖ程度になるよう全
面帯電する。続いて第１色目の色で形成すべき画像信号
に応じてドライバ回路３が露光手段２を発光または停止
させるよう選択的に駆動制御する。発光したドツトにつ
いてはその静電潜像担持体１の表面電位が与えられた光
量に応じて＋８００Ｖ　（初期の表面電位）から＋３０
ｖ（残留電位）の閏で低下し、ネガの静電潜像（図示せ
ず）が形成される。

そして静電潜像の先端が現像器８ａの位置に達するタイ
ミングで現像器８ａを動作させ、現像器８ａによって正
に帯電した第１色目の現像剤（トす−）を供給し、静電
潜像担持体ｌの表面電位の低い部分に静電的に付着させ
第１色目の可視像（ト　・ナー像）（図示せず）を形成
する。引き続き、静電潜像担持体１の第２回転目で第２
色目の可視像を静電潜像担持体ｌ上に形成する。すなわ
ち、静電潜像担持体ｌが回転を続け、第１色目の可視像
（トナー像）の先端が露光手段２の位置に達するタイミ
ングで第２色目の露光を開始し、画像信号に応じてドラ
イバ回路３が露光手段２を発光または停止するよう選択
的に駆動制御し、静電潜像担持体ｌ上に第２色目の静電
潜像（図示せず）を形成し、静電潜像の先端が現像器８
ｂの位置に達するタイミングで現像器８ｂを動作させ、
第２色目の現像剤を第２色目の静電潜像に付着させ第２
色目の可視像（図示せず）を形成する。このようにして
静電潜像担持体１上に２色の異なった色の可視像（トナ
ー像）（図示せず）を形成した後、紙膜送手段（図示せ
ず）によって記録紙９を送り、可視像の先端が転写帯電
器ＩＯの位置に達するタイミングで転写帯電器ｌＯを動
作させ、静電潜像担持体ｌと密着した部分において転写
帯電器１０・の　体と心線との間に一６ＫＶ程度の直流
の高圧を印加して、発生したコロナによって２色のトナ
ー像を記録紙９に一括転写する。記録紙９は剥離手段、
紙膜送手段によって定着手段（いずれも図示せず）に送
られトナー像が定着される。一方、静電潜像担持体ｌ上
に存在したトナー像の先端がクリーニング手段１１の位
置に達するタイミングでクリーニング手段１１を動作さ
せ、静電潜像担持体ｌ上に残留した不要現像剤（トナー
）を除去して、次の画像形成に備える。

次に現像剤の劣化を検知する動作について説明する。本
実施例では現像剤の劣化の検知を現像器の稼動時間の積
算結果をあらかじめ求めである稼動時間所定値と比較す
ることにより行っているが、１回の画像形成シーケンス
での現像器の稼動時間はシーケンスプログラムにより決
定されており画像形成シーケンスが実行される度に１回
のシーケンスで現像器がＮ動される時間を積算すれば良
いことになる。図２に示すように本実施例では、１回の
画像形成シーケンスでの現像器の稼動時間は現像器８ａ
、８ｂとも１−９ｓｅｃである。プリント指令が人力さ
れるとＣＰＵ５ａは画像形成シーケンスプログラムを実
行するがその際、ＲＡＭ５ｃに格納されているその色の
現像器稼動時間にその回の稼動時間１．９ｓｅｃを積算
するとともに、積算結果をＲＯＭ５ｂに格納されている
稼動時間所定値と比較する。本実施例においては、稼動
時間所定値をあらかじめ実験により求めたが、現像剤が
消費されない状態で連続して現像器を稼動させておき一
定時間毎に画像を形成させたところ、初期状態ででよ画
像濃度のＤｍａｘが１．２であったのが９．５時間後に
Ｄｍａｘが１．０まで低下した。そこで稼動時間所定値
を９．５時間としてあらかじめＲＯＭ５ｂに格納しであ
る。そして比較の結果、積算結果が稼動時間所定値を超
えていれば現像剤が劣化したことを検知し、超えていな
ければ積算結果をＲＡＭ５ｃのその色の現像器稼動時間
の領域に再び格納する。

なお、第２図に示したタイミングチャートでは２色の画
像を形成する場合について説明したが、２色のうち１色
のみの画像が形成されるシーケンスではそのシーケンス
が実行される度に、使用された色の現像器稼動時間にの
み１．９ｓｅｃを積算しその色の稼動時間所定値と比較
すれば良い。

また、本実施例における現像剤の劣化を検知する動作で
は、現像器稼動時間を稼動時間所定値と比較することに
より検知を行ったが、画像形成を行った出力枚数を積算
した結果をあらかじめ設定された出力枚数所定値と比較
することによっても良い。

次に本実施例における現像剤の不足を検出する動作につ
いて説明する０画像形成の動作で説明したように本実施
例はネガ−ポジ反転現像であり、発光したドツトに該当
する静電潜像担持体ｌの表面電位が低下し静電潜像担持
体ｌの表面電位の低い部分に正に帯電された現像剤が付
着する。すなわち、消費される現像剤の量は発光したド
ツト数に略比例し、各色の発光すべきドツトの数をカウ
ントすることにより各色の現像剤の消費量を検知するこ
とが可能となる。第３図にカウンタ４の人力部の構成例
を、第４図に第３図に示した入力部のタイミングチャー
トを示す。第４図に示したように画像信号は転送りロッ
クＤＣＬＫと同期して送られるが一般にカウンタは人力
の立ち上がりエツジあるいは立ち下がりエツジによりカ
ウントアツプするため単に画像信号を入力するだけでは
連続して発光するドツトをカウントできない。そこで第
３図に示したようにＤＣＬＫと画像信号のＡＮＤをとり
その出力をカウンタに入力してやる。

そうすることにより発光するドツトの数だけ立ち上がり
エツジあるいは立ち下りエツジが人力されることになる
。

まず、プリント指令が入力され画像形成シーケンスが閏
始されると、第１色目の色で形成されるべき画像に相当
する画像信号がドライバ回路３とカウンタ４に入力され
、カウンタ４のカウント値は画像信号の発光すべきドツ
トが人力されるたびにカウントアツプしてゆく。カウン
トアツプされたカウンタ４の出力をＣＰＵ５ａが副走査
のＩライン毎にパスライン６を通じてカウンタ４の出力
を読み込み、ＲＡＭ５ｃの第１色目の領域に格納されて
いる第１色目の発光したドツト数のカウンタ値積算結果
にさらに積算し、ＲＯＭ５ｂに格納された第１色目の現
像剤所定値と比較する。本実施例においては、現像剤所
定値をあらかじめ実験により求めたが、８％原稿に付着
する現像剤の量は約４０　ｍ　ｇであり本実施例で使用
した記録密度２４０ＤＰ　Ｉでは８％原稿で約４．４６
Ｘ１０Ｓドツト発光したことになる。そして、本実施例
で用いた現像器８ａ；８ｂはそれぞれ現像剤を１６０ｇ
格納することができ、それを発光したドツト数に換算す
ると２．６７×１０９ドツトとなり、その値を現像剤所
定値としてあらかじめＲＯＭ５ｂに格納しである。そし
て比較の結果、カウンタ値積算結果が現像剤所定値を超
えていれば第１色目の現像剤が不足であることを検知し
、超えていなければ積算結果をＲＡＭ５ｃの第１色目の
カウンタ値積算結果の領域に再び格納する。また、カウ
ンタ４はＣＰＵ５ａにその出力を読み込まれた後りリア
され副走査の次のラインのカウントに備える。

このようにして第１色目の画像形成の後、引き続き、第
２色目の色で形成されるべき画像信号が人力されると、
ＣＰＵ５ａはＲＯＭ５ｂに格納された第２色目の現像剤
所定値とＲＡＭ５ｃに格納されている第２色目の発光し
たドツト数のカウンタ値積算結果を用いて同様に第２色
目の現像剤の不足の検知を行う。以上の動作を繰返し、
各色の発光したドツト数のカウンタ値積算結果が各色の
所定値を超えた時点で各色の現像剤、すなわち現像器８
ａあるいは現像器８ｂ内の現像剤が不足であることを検
知する。・ なお、本実施例における現像剤の不足を検知する動作で
はＣＰＵ５ａがカウンタ４の値を読み込む一定の周期を
副走査の１ライン毎としているが２ライン以上のｎライ
ン毎としても良い。あるいは、カウンタ４の最上位ビッ
トの立ちあがりでＣＰＵ５ａに割り込みをかけて、ＣＰ
Ｕ５ａがその割り込みプログラムにおいてカウンタ４の
値を読み込む、すなわち一定の周期をカウンタ４の最上
位ビットがたった時点としても同様の結果が得られるこ
とは明らかである。′その場合にはカウンタ４の段数は
ＬＥＤアレイのドツト数を全てカウントするものより少
なくて良く、カウンタ４の構成がより簡単になる。また
、本実施例における画像形成動作はネガ−ポジ現像（反
転現像）の場合であるため発光するドツト数をカウント
したが、発光しないドツトが可視像化されるポジーポジ
現像（正規現像）では発光させないドツト数をカウント
すれば良く、第２図のカウンタ４の人力を画像信号の反
転信号を用いることにより発光させないドツト数をカウ
ントすることができる。

以上、現像剤の劣化を検知する動作、および現像剤の不
足を検知する動作について説明したが、ＣＰＵ５ａが第
１色目もしくは第２色目のいずれかの色の現像剤の劣化
、あるいは現像剤の不足を検知するとＣＰＵ５ａはＩ１
０ボート５ｄを通じてその色の現像剤の補給を行う信号
を出力する。

それによって操作者は現像剤の補給を行うべき現像器８
ａ、あるいは現像器８ｂに現像剤の補給を行えば良い。

そして現像剤の補給が行われたことを確認すると、ＣＰ
Ｕ５ａはＲＡＭ５ｃ内に格納されであるその色の現像器
稼動時間、およびカウンタ値積算結果をクリアし、次回
のそれぞれの検知に備えることになる。

なお、本実施例では現像剤の不足を検知するか、もしく
は現像剤の劣化を検知した時点で現像剤の補給を行う信
号を出力するものであるが、現像剤を補給する代わりに
現像器を交換する構成の電子写真記録装置でも、あるい
は場像剤カートリッジを交換する構成の電子写真記録装
置においても本発明が適用できることは言うまでもない
。

以上、本発明について実施例を挙げて説明したが、前記
の例に述べたものばかりでなく例ば単色の画像を形成す
る電子写真記録装置や、２色以上の複数色の画像を形成
する電子写真記録装置にも本発明が有効に適用できるこ
とはいうまでもない。

発明の効果 本発明は現像剤の不足を検知する手段と、現像剤の劣化
を検知する手段を備え、現像剤の不足を検知するか、も
しくは現像剤の劣化を検知した時点で現像剤の補給を行
う信号を出力する手段を有するものであり、現像剤の不
足を検知した時のみではなく、現像剤の不足を検知する
か、もしくは現像剤の劣化を検知した時点で現像剤の補
給を行う信号を出力することにより、例ば現像剤の不足
は検知されていないが、現像剤が劣化した時にも現像剤
を補給を行う時期を知ることができ、画像濃度の低下等
の画質劣化を生じない適切な時期ζこ現像剤の補給を行
うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における電子写真記録装置の概
念図、第２図は本発明の実施例における画像形成動作を
示すタイミングチャート、第３図はカウンタの人力部を
示すブロック図、第４図はカウンタの入力部のタイミン
グを示すタイミングチャート、第５図は従来の電子写真
記録装置の概念図である。 ｌ・・・静電潜像担持体、２・・・露光手段、３・・・
ドライバ回路、４・・・カウンタ、５　ａ−−−ＣＰ　
Ｕ、　　５　ｂ　・−ＲＯＭ、　　５　ｃ　・＝ＲＡＭ
。 ５ｄ・・・Ｉ１０ボート、６・・・パスライン、７・・
・帯電器、８ａ、８ｂ・・・現像器、９・・・記録紙、
１０・・・転写帯電器、１１・・・クリーニング手段。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男はか１名ｓｄ　−ｒｈ
ｏポート 第１図 第３図 第４図 ＡＮＤ出力

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤の不足を検知する手段と、現像剤の劣化を
   検知する手段を有し、現像剤の不足を検知するか、もし
   くは現像剤の劣化を検知した時点で現像剤の補給を行う
   信号を出力する手段を有する電子写真記録装置。
2. （２）現像剤の不足を検知する手段が、カウンタとＣＰ
   Ｕとメモリを備え、画像信号の発光すべきドット数もし
   くは発光させないドット数を前記カウンタでカウントす
   るとともに、前記カウンタの値をある一定の周期で前記
   ＣＰＵで読み取り、前記ＣＰＵがその値を積算演算し、
   かつ前記カウンタ値積算結果とあらかじめ前記メモリに
   設定された現像剤所定値とを比較し、前記カウンタ値積
   算結果が前記現像剤所定値を超えた時点で、現像剤が不
   足であることを検出する構成であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電子写真記録装置。
3. （３）一定の周期を副走査のｎライン毎とする特許請求
   の範囲第２項記載の電子写真記録装置。
4. （４）一定の周期を前記カウンタの最上位ビットがたっ
   た時点とする特許請求の範囲第２項記載の電子写真記録
   装置。
5. （５）現像剤の劣化を検知する手段が、現像器の稼動時
   間を積算演算し、あらかじめ設定された稼動時間所定値
   と比較し、前記現像器稼動時間が前記稼動時間所定値を
   超えた時点で現像剤が劣化したことを検出する構成であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子写
   真記録装置。
6. （６）現像剤の劣化を検知する手段が、出力枚数を積算
   演算し、あらかじめ設定された出力枚数所定値と比較し
   、前記出力枚数積算結果が前記出力枚数所定値を超えた
   時点で現像剤が劣化したことを検出する構成であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子写真記録
   装置。
7. （７）現像器を複数色分有し、それぞれの色について現
   像剤の不足を検知する手段と現像剤の劣化を検知する手
   段を備え、現像剤の不足を検知するか、もしくは現像剤
   の劣化を検知した時点でその色の現像剤の補給を行う信
   号を出力する手段を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の電子写真記録装置。
8. （８）現像剤の補給が、現像器の交換によるものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子写真
   記録装置。
9. （９）現像剤の補給が、現像剤カートリッジの交換によ
   るものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の電子写真記録装置。