JPH04353874A - 画像形成装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像形成装置、特にレ
ーザービームプリンタ、複写機等の電子写真プロセスに
より印字を行う画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザービームプリンタ等電子写
真プロセスによりプリントを行う画像形成装置は、図１
０に示されるような電子写真プロセスで構成されていた
。

【０００３】図１０は従来例の画像形成装置の構成図で
ある。図１０において、８０１は感光ドラムであり、ア
ルミ製ドラム表面に感光体が形成されている。８０２は
一次帯電ローラであり、高圧電源８０３に接続された金
属軸に導電性ゴムが巻かれ、感光ドラム８０１に圧接さ
れている。８０３は高圧電源であり、感光ドラム８０１
に接地され、ＡＣを重畳した一次帯電電圧ＰｒｉＤＣを
一次帯電ローラ８０２に印加し、回転とともに感光ドラ
ム８０１の表面に均一に電荷を乗せ、所定レベルに帯電
させる。８０４はレーザースキャナであり感光体上に光
ビームを走査し静電潜像を形成させる。８０５は現像器
であり、高圧電源８０９に接続した現像スリーブ８０６
、現像剤（以下トナーという）８０７、ブレード８０８
より構成されている。

【０００４】現像スリーブ８０６は感光ドラム８０１に
隙間を持って配置され感光ドラム８０１に同期して回転
し、現像スリーブ８０６内に配設された磁石により磁性
を持ったトナー８０７を吸着運搬し、ブレード８０８に
よる現像スリーブ８０６との接触摩擦によりトナー８０
７を帯電させるとともに一定量のトナー８０７を感光ド
ラム８０１の対向位置に供給する。高圧電源８０９は、
感光ドラム８０１に接地され、ＡＣを重畳した現像バイ
アス電圧ＤｅｖＤＣを現像スリープ８０６に印加し感光
ドラム８０１との間に現像電界を形成し、電荷を持った
トナー８０７は潜像電荷によりその電荷量に応じて吸着
され感光ドラム８０１上に現像され、転写電圧源８１０
に接続した転写ローラ８１１により記録紙に転写される
。

【０００５】８１４はプリンタ制御部であり、プリンタ
全体を制御しプリントを開始させる。８１２は現像濃度
調整部であり、濃度調整ボリューム８１３より入力され
た濃度設定値により一次帯電ＰｒｉＤＣと現像バイアス
電圧ＤｅｖＤＣを決定し、高圧電源に制御入力として加
え、潜像電荷量と現像電界とのそれぞれを所定の関係に
設定し、現像濃度を調整するように構成されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来例
では、あらかじめ設定された濃度設定値により一律に一
次帯電電圧ＰｒｉＤＣ及び現像バイアス電圧ＤｅｖＤＣ
が決定されてしまうためにプリントとともにその値が変
化するトナーの電荷量により現像濃度が変化してまうと
いう問題点があった。

【０００７】前記のように、現像濃度は潜像電荷と現像
電界及びトナーの電荷量の関係により決まる。潜像電荷
は一次帯電電圧ＰｒｉＤＣにより決まり、現像電界は現
像バイアス電圧ＤｅｖＤＣにより決まる。従って、濃度
設定値により前記２つの電圧を一律に決定する場合、ト
ナーの電荷量に応じてその現像濃度が変化することにな
る。

【０００８】図１１はトナーの電荷量とプリント時間の
相関を示す図である。図１１において、トナーの電荷は
現像スリーブとの接触摩擦により注入されるため、その
電荷量は現像スリーブの回転時間、即ちプリントの累積
時間により増大する。そのため、特に一千枚前後のプリ
ントの時間で立ち上がる現像濃度特性があることがわか
る。

【０００９】また、短周期においても放置状態からの起
動においては、放電によりトナー電荷がプリント時間よ
り低下するため５０枚前後で濃度が立ち上がる現像濃度
特性がある。

【００１０】従来はこの濃度の補正をユーザーが濃度調
整ボリューム８１３（図１０）により印字結果を見なが
ら調整を行ってきたが、イメージ情報など中間調表現の
再現性が求められる最近においては露光量に対する現像
特性の敏感度が上がってきており、その調整をユーザー
に行わせることは、テストプリント枚数の増大などと共
に精神的にも経済的にも大きな負担を負わせるという問
題点があった。

【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、トナー電荷量を推定し、その値
に応じて現像濃度設定値を自動調整する現像濃度調整手
段により、プリント時間によってトナーの電荷量が増加
し、現像濃度を濃く変化させてしまうことを補正し、写
真等の中間調の再現性が要求されるプリントにおいても
安定した現像濃度を達成し、ユーザに対する濃度調整負
荷を軽減することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、この発明の請
求項１においては、トナーに電荷を注入して潜像電荷に
より現像する電子写真方式により画像を記録媒体に記録
する画像形成装置において、第１の高圧電源に接続され
感光体表面を所定電位に帯電する一次帯電手段と、第２
の高圧電源に接続され現像剤に所定電荷と電界を与え、
前記一次帯電手段による一次帯電感光体面を露光して得
られる静電潜像に現像剤を吸着させ現像する現像手段と
、前記現像手段の現像剤の電荷量を推定して現像濃度設
定値を自動設定する現像濃度設定手段と、を有し、かつ
前記現像濃度設定手段により設定された濃度設定値に応
じ、前記一次帯電手段と前記現像手段のそれぞれに与え
る高圧電圧を制御し現像濃度を調整する現像濃度調整手
段を具備して成る画像形成装置により前記目的を達成し
ようとするものである。

【００１３】また、この発明の請求項２においては、電
荷量推定手段と現像手段とを一体構成とし、本体より着
脱可能とした請求項１記載の画像形成装置により前記目
的を達成しようとするものである。

【００１４】

【作用】この発明における請求項１の画像形成装置は、
１次帯電手段により、第１の高圧電源に接続され感光体
表面を所定電位に帯電し、現像手段により、第２の高圧
電源に接続され、現像剤に所定電圧と電界を与え、一次
帯電手段による一次帯電感光体面を露光して得られる静
電潜像に現像剤を吸着させ現像し、現像濃度設定手段に
より、現像手段の現像剤の電荷量を推定して現像濃度設
定値を自動設定する。そして、現像濃度調整手段により
、現像濃度設定手段で設定された濃度設定値に応じて、
一次帯電手段と現像手段のそれぞれに与える高圧電圧を
制御し、現像濃度を調整する。

【００１５】また、この発明における請求項２の画像形
成装置は、１体構成とされた電荷量推定手段と現像手段
とは本体より着脱できる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の３実施例を図面に基づいて
説明する。図１は、この発明の第１実施例である画像形
成装置（レーザビームプリンタ）の構成図、図２は第１
実施例の動作を制御するフローチャート、図３はロジッ
クカウンタ値と濃度設定値の相関を示す図、図４はプリ
ント枚数と現像濃度特性の相関を示す図である。

【００１７】図１において、Ａは一次帯電手段であり、
一次帯電ローラ１０２で構成され、第１の高圧電源であ
る一次高圧電源１０６に接続され感光体１０１表面を一
定電位に帯電する手段である。Ｂは現像手段であり、現
像器１０３で構成され、第２の高圧電源である現像バイ
アス電源１０７に接続され現像剤に所定電荷と電界を与
え、一次帯電手段Ａによる一次帯電感光体面を露光して
得られる静電潜像に現像剤を吸着させ現像する手段であ
る。

【００１８】Ｃは現像濃度設定手段であり、ＮＶＲＡＭ
１０５とロジックカウンタ１０８とデコーダ１１７とで
構成され、現像手段Ｂの現像剤の電荷量を推定して現像
濃度設定値を自動設定する手段である。Ｄは現像濃度調
整手段であり、現像濃度調整部１１２で構成され、現像
濃度設定手段Ｃにより設定された濃度設定値に応じ、一
次帯電手段Ａと現像手段Ｂのそれぞれに与える高圧電圧
を制御し、現像濃度を調整する手段である。

【００１９】また、図１において、１００はカートリッ
ジであり、感光ドラム１０１、一次帯電ローラ１０２、
現像器１０３、クリーナ１０４、ＮＶＲＡＭ１０５で構
成され、プリンタ本体により脱着可能となっている。

【００２０】一次帯電ローラ１０２は一次帯電高圧電源
１０６、現像器１０３は現像バイアス高圧電源１０７、
ＮＶＲＡＭ１０５はロジックカウンタ１０８に接点を介
して接続されている。１０９は転写ローラであり、転写
高圧電源１１０に接続さている。１１１はレーザースキ
ャナーであり感光ドラム上にレーザービームを走査する
。現像濃度調整部１１２は、濃度設定値に基づき一次帯
電電圧及び現像バイアス電圧を決定し、一次高圧電源１
０６、現像バイアス電源１０７を制御する。１１３はプ
リンタ制御部であり各制御部と接続され、プリントシー
ケンスを制御する。１１４は定着器でありサーミスタ１
１５により温度を測定しプリンタ制御部に接続し、ヒー
タードライバ１１６をオン／オフ制御し温調制御を行い
記録紙上のトナー画像を定着する。

【００２１】次に第１実施例の動作を図１および図２を
用いて説明する。図２は第１実施例の動作を制御するフ
ローを示している。図２において、プリンタは電源が投
入されると定着器温調等初期化処理を行い（ステップ２
０１，ステップ２０２）、カートリッジ１００（図１）
内に配設したＮＶＲＡＭ１０５よりそのカートリッジの
プリント枚数に応じて減るカウント値を本体ロジックカ
ウンタ１０８にロードする（ステップ２０３）。デコー
ダ１１７は図３に示す特性をプログラムしたＲＯＭによ
り現像濃度設定値を現像濃度調整部１１２に設定する（
ステップ２０４）。プリント信号が来ると、この制御に
より図４に示すような現像特性に補正したプリントを行
い（ステップ２０５）、ロジックカウンタ１０８は現像
スリーブの回転を示すステータス／ＭＴＯＮを受けると
ると一回ダウンカウントを行い、その値をＮＶＲＡＭに
ロードする（ステップ２０６，ステップ２０７）。以後
制御をステップ２０３に戻し、これらの処理を繰返し行
う。

【００２２】これらの構成および制御により、第１実施
例で電源をオフされても、そのカートリッジのプリント
枚数が保持され、プリントと共に変化する現像特性を補
正することができる。

【００２３】次にこの発明の第２実施例について図５な
いし図７を用いて説明する。図５は第２実施例の動作を
制御するフローチャート、図６は第２実施例のロジック
カウンタ値と濃度設定値の相関を示す図、図７は第２実
施例のプリント枚数と現像濃度特性の相関を示す図であ
る。

【００２４】第２実施例の構成は前記第１実施例の構成
（図１）と同様であるので図１を援用する。第２実施例
が前記第１実施例と異なる点は、前記第１実施例が長期
のトナー電化の変化に対応したのに対し、短期の変化に
も対応する点であり、短期の変化を推定する手段として
、定着器の温度時定数を用いた計時手段と、短周期用カ
ウンタを組み合わせた点である。

【００２５】次に第２実施例の動作を図５ないし図７お
よび図１を援用して説明する。図５において、プリンタ
はサーミスタ１１５（図１）により室温であることを検
知すると、長期間停止していたと解釈し短周期用ロジッ
クカウンタＢにカウント値５０（図６）をセットし、そ
うでなければ前の状態を保持する（ステップ４０１，ス
テップ４０２）。定着器が定着温度に達すると（ステッ
プ４０３）、ＮＶＲＡＭよりロジックカウンタＡ，Ｂに
ロードし（ステップ４０４）、デコーダは図６の特性が
プログラムされたＲＯＭにより濃度設定値を濃度調整部
１１２（図１）に設定する（ステップ４０５）。プリン
トが行われると／ＭＴＯＮ信号によりカウンタＡ，Ｂを
それぞれカウントダウンし、カウンタ値Ａ，ＢをＮＶＲ
ＡＭにロードする（ステップ４０６，ステップ４０７，
ステップ４０８）。

【００２６】以上のように第２実施例は、定着器温度検
知処理により、ジャム処理等に伴う電源再投入により短
周期の現像濃度補正が初期化されてしまうのを防ぎ、図
７の特性のように短周期の濃度補正を長周期の濃度に重
畳して行うことができるようにしたものである。

【００２７】次にこの発明の第３実施例について図８お
よび図９を用いて説明する。図８は第３実施例の構成図
、図９は長期用と短期用の積分素子を用いトナー電化特
性を近似した図である。第３実施例での特徴は、トナー
電荷量の推定にメモリーオードを用いた点である。図８
において、前記メモリーオードは、通過電気量を電位と
して記録する全固体型の電気化学積分素子で、チャ−ジ
アンプ６０２によりプリント中この素子に電気を流し、
電位を測定することにより、このトナーに蓄積した電荷
量を推定する。この値をＡ／Ｄコンバータ６０３を通じ
てプリンタ制御部６１０に入力し、プリンタ制御部内マ
イコンにより現像濃度設定値を設定する。

【００２８】また、この素子放電時定数をトナーの放電
と同一の放電特性をもたせて放電させるようにカートリ
ッジ内で設定することにより、トナーの電荷に応じた最
適の現像と濃度設定値を選ぶことができる。

【００２９】図９は、この素子を短期用と長期用の二つ
を用いることにより、トナー電荷特性を近似した図であ
る。以上の構成においては、カラー印刷等、カートリッ
ジを頻繁に交換するようなケースにおいても確実な濃度
補正を行うことができる。また、メモリーオードの替わ
りにスーパーキャパシタや通常のコンデンサ（時定数が
小さくてよければ）を用いてもよい。

【００３０】なお、以上述べたのは一例であり、以上の
各実施例ではプリント枚数から現像濃度の設定にＲＯＭ
を用いたがランダムロジックであってもよいし、アナロ
グ回路で構成してもよい。また、プリント枚数のカウン
トの代わりに直接プリント時間を計時してもよい。

【００３１】また、前記各実施例ではカートリッジ内に
トナー電荷推定手段としてトナー電荷記憶手段を配設し
たが本体内に配設しても構わないし、トナー電荷が直接
、間接に推定可能であるならいかなる技術的手段でも良
い。

【００３２】また、濃度設定値はトナー電荷推定値によ
り自動設定されるが、補正バイアス値として濃度補正ボ
リューム値に加えられ、従来通り濃度調整ができてもよ
いことは言うまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、トナー電荷量を推定
し、その値に応じて現像濃度設定値を自動調整する現像
濃度調整手段により、プリント時間によってトナーの電
荷量が増加し現像濃度を濃く変化させてしまうことを補
正し、特に写真等の中間調の再現性が要求されるプリン
トにおいても安定した現像濃度を達成し、ユーザーに対
する濃度調整負荷を軽減させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の第１実施例である画像形成装置
の構成図

【図２】　　第１実施例の動作を制御するフローチャー
ト

【図３】　　第１実施例のロジックカウンタ値と濃度
設定値の相関を示す図

【図４】　　第１実施例のプリント枚数と現像濃度特性
の相関を示す図

【図５】　　第２実施例の動作を制御するフローチャー
ト

【図６】　　第２実施例のロジックカウンタ値と濃度
設定値の相関を示す図

【図７】　　第２実施例のプリント枚数と現像濃度特性
の相関を示す図

【図８】　　第３実施例の構成図

【図９】　　第３実施例における長期用と短期用の積分
素子を用いトナー電荷特性を近似した図

【図１０】　　従来例の画像形成装置の構成図

【図１１
】　　従来例のトナーの電荷量トプリント時間の相関を
示す図

【符号の説明】 Ａ　　一次帯電手段 Ｂ　　現像手段 Ｃ　　現像濃度設定手段 Ｄ　　濃度調整手段 Ｅ　　電荷量推定手段 １０１　　感光体 １０２　　一次帯電ローラ １０３　　現像器 １０５　　ＮＶＲＡＭ １０６　　一次高圧電源 １０７　　現像バイアス電源 １０８　　ロジックカウンタ １１７　　デコーダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トナーに電荷を注入して潜像電荷によ
   り現像する電子写真方式により画像を記録媒体に記録す
   る画像形成装置において、第１の高圧電源に接続され感
   光体表面を所定電位に帯電する一次帯電手段と、第２の
   高圧電源に接続され現像剤に所定電荷と電界を与え、前
   記一次帯電手段による一次帯電感光体面を露光して得ら
   れる静電潜像に現像剤を吸着させ現像する現像手段と、
   前記現像手段の現像剤の電荷量を推定して現像濃度設定
   値を自動設定する現像濃度設定手段と、を有し、かつ前
   記現像濃度設定手段により設定された濃度設定値に応じ
   、前記一次帯電手段と前記現像手段のそれぞれに与える
   高圧電圧を制御し現像濃度を調整する現像濃度調整手段
   を具備して成ることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】　　電荷量推定手段と現像手段とを一体構
   成とし、本体より着脱可能としたことを特徴とする請求
   項１記載の画像形成装置。