JPH0215875B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真方法を応用した機器に関
し、特にレーザービームで感光体をライン走査
し、画像を形成する電子写真装置に関するもので
ある。

電子写真方法を応用した機器には電子写真複写
機。フアクシミリ受信機・レーザービームプリン
タ等がある。なかでもレーザービームプリンタは
近来のオフイスオートメーシヨンの動きの中で、
コンピユータの端末プリンタとして高速の画像処
理が可能であるため、特に脚光を浴びている。こ
れは従来の電子写真複写機の光学系に変えて、端
末信号として、変調されたレーザー光を導入する
ことで、複写機なみのプロセス処理によつて高品
質の画像を得るものである。

第１図にはこうしたレーザービームプリンタの
感光ドラム周囲の主要プロセス配置図を示す。１
は像担持体で、感光層２と基板３より成る感光ド
ラム，４は一次帯電器，５はレーザービーム，６
はドクターブレード７，マグネツトローラ８，ス
リーブ９より成る現像器，Ｔは現像トナー，１０
は前露光ランプ，１１は転写紙ガイド，１２は転
写帯電器，１３はゴムブレード１４，マグネツト
ローラ１５，スクリユー１６，筐体１７などより
成るクリーナである。

まず、一次帯電器４により一様に帯電された感
光ドラム１は、画像信号に対応して変調されたレ
ーザービーム５に曝され、静電潜像が該ドラム１
上に形成される。続いて、感光ドラム１は現像器
６により現像工程を経て潜像は顕像化される。そ
の後、転写紙ガイド１１によつて導入されたきた
転写紙（本図に於て省略）上に転写帯電器１２に
より顕像は転写される。転写されたトナー顕像は
不図示の定着装置によつて転写紙に定着され、機
外に排出されハードコピーを得る。

このようにして形成された画像の一例を第２図
に示す。１８は転写紙，１９は転写された顕像で
ある。

一方、感光ドラム１上に残留する転写されなか
つた現像トナーは、ゴムブレード１４により該ド
ラム１表面より除去され、マグネツトローラ１５
に吸着され、更にスクリユ１６によつて筐体１７
の一部を成すトナー回収箱（図示せず）に収納さ
れる。こうして除電された感光ドラム１は最初の
ステツプである一次帯電工程に送られ繰返し使用
される。

レーザービーム５が照射される工程においては
転写紙１８上の顕像１９に相当する部分の感光ド
ラム１上にレーザーが照射され、顕像１９以外の
背景にはレーザー照射は行なわれないイメージス
キヤン方式が採用されている。この方式の方が背
景をレーザー照射し、顕像１９に相当する部分だ
けをレーザー照射しない背景スキヤン方式に比べ
て背景画像にスキヤン跡が生じないことや顕像の
再現性に優れているためである。

第３図は、潜像形成の際の感光ドラム１の表面
電位の挙動を示す。ここでは感光ドラム１として
感光層２にフタロシアニン系有機半導体を用いた
例を示し、一次帯電はマイナス極性で行われる場
合を示した。一次帯電器４により得られる表面電
位は暗部電位Vdとレーザー照射による明部電位
Veとの差（Vd―Ve）、つまりコントラストで
550V程度の潜像電位に変換される。

現像トナーＴとしては、磁性―成分現像剤が用
いられる。

現像器６内のトナーＴは、相互の摩擦、スリー
ブ９やドクターブレード７等との接触摩擦により
帯電される。帯電されたトナーＴは、ドクターブ
レード７によつてスリーブ９の上に均一な厚さに
乗せられる。スリーブ９が回転し、感光ドラム１
とスリーブ９との最近接部において、スリーブ９
に印加された現像バイアス電圧の電位と、静電潜
像電位との間の電界によつて、トナーが、現像す
べき潜像部分へと吸引される。第３図に示した潜
像の明部電位Veに相当する部分が現像される。

このためにはトナーは相対的に正方向に高い電
位Veを現像するような帯電極性（この場合はマ
イナス）に帯電しておかねばならない。第４図に
は暗部電位Vdのマイナス電位部分にはトナーが
付着せず、接地電位近傍のレーザ照射部における
明部電位Veには、マイナスに帯電したトナーが
付着する様子を概念的に示してある。

以上のような装置において、従来、現像剤の不
足による画像の白ヌケを防止するために、現像器
６内に圧電素子等を使用したセンサー２１を配置
し、センサー２１の出力の変化によつてトナー量
の不足を検知する方法が採用されている。

第５図は、上述の方法を説明するための、現像
器６の構成図である。図において、８は４つの極
を有するマグネツトローラで、S₁，N₁，S₂及び
N₂は、それぞれ現像極，カツト極，搬送極及び
トナー回収極である。２０は、スリーブ９へ現像
バイアス電圧を印加するための高圧電源ユツトで
ある。また、２１は圧電素子で、トナーＴの重量
変化に合わせて出力電圧を変化させ、この出力電
圧を、コンパレータ２２であらかじめ設定された
基準電圧（不図示）と比較し、その比較値に基づ
いてトナー量不足の場合には表示ランプ２３を点
灯させ、ユーザーに知らせるようになつている。

しかしながら、この様な構成では、圧電素子２
１の位置にトナーＴが片寄つている場合には、ト
ナー不足になつても圧電素子２１にかかる重量が
相当あるためにランプ２３が点灯せず、画像上に
白ヌケが発生するという欠点があつた。また逆
に、現像器６内で圧電素子２１から離れた位置に
トナーＴが片寄つている場合には、トナーが充分
満たされているにもかかわらず、圧電素子２１に
かかる重量が小さ過ぎるために、トナー不足を示
すランプ２３が点灯する。従つて、トナーを補給
するため過剰補給状態となり、トナーが現像器６
内で固まり、その部分で画像濃度が低下したり、
あるいはスリーブ９上にトナーが融着して画像上
にムラが生じる等の欠点があつた。

そこで、レーザー光のドツト数をカウントして
トナー消費量を検知する装置が提案されている
（特開昭58―224363）。しかし、装置のばらつき
や、中間調再現のためのデイザ法が用いられたと
きなどにより、１ドツトあたりのトナー消費量に
はばらつきがあり、ドツト数をカウントしても正
確なトナー残量を把握するには至つていない。

本発明は上述の欠点を除去することを目的と
し、そのために、レーザーの発光時間とトナー消
費量との比例関係を利用して、該発光時間を計測
する手段を備えることにより、トナーの補給時期
を把握し、画像の白ヌケや現像器内のトナーの凝
固あるいは融着の発生を防止することを可能とす
るものである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。

第６図は、本発明の一実施例を説明する制御ブ
ロツク図である。図において、２４は画像入力信
号fvをレーザー入力電圧に変調する変調器，２５
はその変調された信号に従つて発光するレーザ
ー，２６はレーザーの発光時間を計測するカウン
タ，２９はカウンタ２６の内容を記憶するメモリ
ー，２７はカウンタ２６からの出力を、あらかじ
め内部で設定された一定レベルと比較するコンパ
レータ，２８は装置全体を制御するコントロー
ラ，２３は前述したようにユーザーにトナー切れ
を知らせる表示ランプ，RSTはリセツト信号で
ある。メモリー２９は、装置の電源がOFFされ
た後又はジヤム発生時など再度電源が投入される
まで、カウンター２６の内容を記憶する働きをす
る。

次に、動作を説明する。

まず、画像入力信号fvが変調器２４で変調され
てレーザー２５に入力される。該レーザー２５
は、画像入力信号fvに対応して発光（あるいは滅
光）する。同時に、カウンタ２６がレーザー２５
の発光時間を０から加算していく。カウンタ２６
からはこの発光時間の総和に比例した出力がコン
パレータ２７に送られる。コンパレータ２７は、
この出力が、あらかじめ内部で設定されている一
定レベルを越えた時点で、コントロー２８に対し
て制御信号を送る。コントローラ２８は、この制
御信号を受けて、表示ランプ２３を点灯させ、ユ
ーザーにトナー切れを知らせる。ユーザーがトナ
ーの補給を行なうことで、コントローラ２８から
リセツト信号RSTがカウンタ２６へ送られ、カ
ウンタ２６は０に戻され同時にメモリー２９もク
リアーされ、再びカウント動作を開始する。同時
に、表示ランプ２３は、コントローラ２８からの
信号を受けて消灯する。

本発明で使用されるレーザービームプリンター
においては、感光ドラム上のレーザー光を照射し
た部分にトナーを付着させる、いわゆる反転現像
方法が取られているため、トナーの消費量はレー
ザーの発光時間に比例してくる。従つて、レーザ
ーの総発光時間が一定時間を越えた時をトナー補
給の時期とすることにより、過不足なくトナーが
補給でき、従来問題であつた白ヌケやトナーの凝
固あるいは融着といつた欠点を除去することがで
きた。

なお、本実施例ではレーザービームプリンター
に限つて説明してきたが、光源としてはレーザー
以外のLED，OFT等でも良く、画像入力信号を
有し、トナーを使用する電子写真装置ならば適用
可能であることはいうまでもない。

さらに、本実施例においては、カウンタの加算
はレーザーの発光時間によつてのみ行なわれるも
のとしたが、例えば、現像バイアスレベルによつ
てこの加算量を変えるようにしても良い。すなわ
ち、レーザーの発光時間１に対して、画像濃度が
高いレベルの時はカウンタへの加算量を1.5とし、
通常の濃度レベルに対してはそのまま加算量を１
とし、濃度の低いレベルを使用している時は加算
量を0.5とするものである。このように現像バイ
アスレベルによつてカウンタへの加算量を変える
ことにより、トナー消費量をより正確に把握で
き、前述の実施例と同様に過不足のないトナー補
給が可能となる。

現像バイアスレベルとカウンタへの加算量との
関係を第７図に示す。上述の実施例は直線Ａで示
される。

また、装置やトナーの種類に応じて、傾きを直
線Ｂのように変えても良いことはもちろんであ
り、現像特性によつては必ずしも直線である必要
はない。

以上説明したように、本発明は、レーザーの発
光時間を計測することでトナー消費量を測定し、
ユーザーにトナー補給の時期を知らせるようにし
たことで過不足ないトナー補給ができ、従来問題
であつたトナー不足による白ヌケや過剰補給によ
るトナーの凝固あるいは融着といつた欠点を除去
する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、レーザービームプリンターの感光ド
ラム周囲の主要プロセス配置図、第２図，第３図
及び第４図は、反転現像法を説明する図、第５図
は現像器６の構成図、第６図は、本発明の一実施
例を説明する制御ブロツク図、第７図は、別の実
施例における現像バイアスレベルＶとカウンタへ
の加算量Ａとの関係を示す図である。 １…感光ドラム（像担持体）、４…一次帯電器、
５…レーザービーム、６…現像器、１０…前露光
ランプ、１２…転写帯電器、１３…クリーナ、２
３…表示ランプ、２４…変調器、２５…レーザ
ー、２６…カウンタ、２７…コンパレータ、２８
…コントローラ、２９…メモリー、Ａ…カウンタ
への加算量、fv…画像入力信号、RST…リセツ
ト信号、Ｔ…トナー、Ｖ…現像バイアス電圧（レ
ベル）、Ve…明部電位、Vd…暗部電位。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 画像信号に対応して変調されたレーザービー
   ムで像担持体をライン走査して画像を形成する電
   子写真装置において、 前記レーザービームの発光時間に対応して計測
   動作を行なうカウンタと、前記カウンタの出力レ
   ベルがあらかじめ設定された所定レベルを越えた
   時点で可視表示の信号を発する表示手段と、を設
   けたことを特徴とする電子写真装置。 ２ 前記カウンタは、現像時のバイアスレベルに
   応じて加算量が変わることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の電子写真装置。