JPH07333923A

JPH07333923A - 電子写真式記録装置

Info

Publication number: JPH07333923A
Application number: JP6128611A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takemoto; 人司竹本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体上で現像剤の濃度を検出し、記録濃度
を制御する。【構成】濃度検出器３はフォトダイオードとフォトト
ランジスタとによって構成されたフォトインタラプタで
ある。検出器３はシャフト２４に保持されており、モー
タ２０が回転すると、ワイヤ２１によってＢ方向に移動
する。その際、感光体１に予め形成された黒べた現像像
２３からの反射光により、濃度を検出する。所定のＣＰ
Ｕは、この検出結果にもとづいて、感光体１に付着する
現像剤の濃度を制御し、適切な記録濃度が得られるよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やレーザプリン
タなどのように、感光体に形成された静電潜像を現像剤
によって可視像とし、それを用紙に転写する電子写真式
記録装置に関し、特にその記録濃度の制御に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザプリンタなどでは、いわ
ゆる電子写真法が広く用いられている。この手法では、
記録媒体である感光体を一様に帯電させ、例えば印字パ
ターンにもとづいてそれを露光する。その結果、感光体
の光導電性により、感光体上に静電潜像が形成される。
これに帯電した現像剤を付着させて、可視像を形成し、
それを最終記録媒体へ転写した後、定着して安定化し、
最終的な記録画像を得ている。

【０００３】ところで、このような電子写真式記録装置
では、記録画像の濃度が常に適切なものとなるよう制御
することが有用である。従来、この記録画像の濃度の制
御は、例えば特開昭６０−７３６４５号公報に示されて
いるようにして行なわれていた。図８にその印字濃度制
御部の構成図を示す。図中、１０１は記録用紙であり、
矢印ａの方向に搬送される。この記録用紙１０１の一隅
の余白の部分には、印字濃度を検出するためのトナーマ
ーク１０２が記録される。そして、このトナーマーク１
０２には光源１０３より、濃度検出用の光が照射され
る。この光はトナーマーク部で反射し、センサ１０４に
よって受光される。センサ１０４は受光した光の強さを
表す信号を出力し、レベル検出部１０５は、その信号を
受信して、トナーマーク１０２の濃度に対応した大きさ
の信号を出力する。そしてトナー濃度制御部１０６は検
出部１０５からの信号にもとづいて制御信号１０７を出
力し、印字濃度が適切なものとなるよう、トナー濃度を
制御する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の電子写真式記録装置では、濃度検出のためのトナーマ
ークを用紙の余白部に印刷する必要がある。従って、フ
ァンフォールド紙のような余白部が比較的大きく、印刷
結果に支障をきたすことがない連続記録用紙を用いなけ
ればならず、使用できる用紙が制限されていた。特に、
複写機やプリンタなどでは、いわゆるカット紙を用い
て、１枚ごとに印刷を行なうことが主流であり、そのた
めカット紙を用いても記録結果に影響を与えずに濃度制
御を行える必要がある。トナーマークの印刷のためだけ
にカット紙１枚を用いることも可能であるが、その場合
には、用紙の消費量が増し、ランイングコストの増大を
招く。

【０００５】また、濃度検出用のトナーマークが頻繁に
印刷されるため、現像剤が余分に消費され、ランニング
コストの上昇を招いていた。

【０００６】本発明の目的は、このような問題を解決
し、用紙の種類が限定されず、かつ現像剤を消費するこ
とのない記録濃度の制御手段を備えた電子写真式記録装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光体に形成
された静電潜像を、現像剤によって可視像とする電子写
真式記録装置において、前記感光体に形成された前記可
視像の濃度を検出する濃度検出手段と、この濃度検出手
段の検出結果にもとづいて前記可視像の濃度を制御する
濃度制御手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】濃度検出手段は、感光体に形成された可視像の
濃度を検出し、濃度制御手段は、この濃度検出手段の検
出結果にもとづいて可視像の濃度を制御する。従って、
本発明の電子写真式記録装置では、用紙にトナーマーク
を記録することなく、記録結果が適切な濃度となるよ
う、制御することができる。そのため、使用する用紙に
制限がなく、カット紙を用いることももちろん可能であ
る。また、可視像の形成に使用した現像剤は、用紙に転
写することなくリサイクルできるので、現像剤の消費量
が低減し、ランニングコストを低下させることが可能と
なる。

【０００９】さらに、感光体表面の平滑度のばらつき
や、感光体での可視像形成の不良が生じた場合でも、感
光体上の異なる位置ごとに可視像の濃度を制御するよう
にできるので、濃度ムラのない高品質の記録を行なうこ
とができる。

【００１０】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００１１】図２は本発明による電子写真式記録装置の
一例の感光体周辺部を示す側面図である。１が感光体で
あり、その周囲に、一次帯電器６、現像器２、転写帯電
器４、ならびにクリーニング器５が、この順番で時計回
りに配設されている。また、感光体１の上方にはレンズ
（図示せず）や反射ミラー７が設けられており、走査光
ビームを感光体１に導くための光学系を形成している。

【００１２】この電子写真式記録装置の基本動作は次の
ようなものである。すなわち、感光体１はまず一次帯電
器６によって一次帯電され、帯電した感光体１に光ビー
ム８が入射し、感光体１が露光される。そして、光ビー
ム８の走査に応じて感光体１上に静電潜像が形成され
る。静電潜像が形成された部分は感光体１の回転ととも
に現像器２の側に移動し、現像器２の中の現像剤によっ
て現像され、可視化される。この可視像は、所定の給紙
系（図示せず）により搬送されてくる用紙９に、転写帯
電器４によって転写される。その後、可視像を担持する
用紙９は所定の定着器（図示せず）に搬送され、そこで
永久像ととして定着される。一方、転写が終了した感光
体１はクリーニング器５において、残留現像剤が除去さ
れる。

【００１３】本発明の濃度検出手段としての濃度検出器
３は、現像器２と転写帯電器４との間に配設されてい
る。これについて図１を参照して詳しく説明する。２４
は感光体１の長手方向に配置されたシャフトであり、濃
度検出器３はこのシャフト２４に摺動可能な状態で取り
付けられている。２０は検出器３を駆動するためのモー
タであり、その軸とプーリ２２とによって、シャフト２
４と平行にワイヤ２１が張られ、そのワイヤ２１に検出
器３が固定されている。そして、モータが回転すると、
ワイヤ２１が走行し、検出器３はシャフト２４上を、矢
印Ｂの方向に摺動する。

【００１４】濃度制御の動作は通常、装置の電源が投入
されたとき、あるいは任意のタイミングで操作者が所定
の操作パネルから濃度制御の実行を指示したときなどに
行なわれる。濃度制御の実行が指示されると、光ビーム
８の光量を一定に保ち、幅Ａに対応する期間、感光体１
を連続露光する。その結果、感光体１上には、幅Ａの黒
べたの潜像が形成される。この潜像は現像器２によって
現像され、感光体１上に黒べたの可視像２３が生成され
る。なお、この可視像の幅Ａは、検出器３が濃度検出を
行なえるような幅とする。

【００１５】その後、感光体１を回転させ、可視像２３
が検出器３の位置となったところで停止させる。そし
て、所定のＣＰＵ（図示せず）からモータ２０に命令を
出し、一定速度で回転させる。これによりワイヤ２１が
走行し、検出器３はシャフト２４に沿って矢印Ｂの方向
に移動する。検出器３はこの間、黒べたの可視像２３の
濃度を検出する。

【００１６】濃度検出器３は例えば図３に示すいわゆる
フォトインタラプタによって実現できる。これはフォト
ダイオード３０とフォトトランジスタ３１とを備えい
る。そして、フォトダイオード３０のアノードからカソ
ードに電流を流すとフォトダイオード３０が発光し、そ
の光は黒べた可視像２３で反射してフォトトランジスタ
３１に入射する。この反射光の強さは、可視像２３の濃
度に応じて変化し、従ってフォトトランジスタ３１のエ
ミッタ電流は、可視像２３の濃度を表す電気信号とな
る。

【００１７】この電気信号にもとづいて濃度制御を行な
う回路を図４に示す。フォトダイオード３０のアノード
は抵抗Ｒ１を通じて電源Ｖｃｃに接続され、カソードは
グランドに接続されている。従って電源Ｖｃｃより抵抗
Ｒ１を通じてダイオード３０に電流が流れ、ダイオード
３０が発光する。一方、フォトトランジスタ３１のコレ
クタは電源Ｖｃｃに接続され、エミッタは抵抗Ｒ２を通
じてグランドに接続されている。従って、反射光の強さ
に応じた電圧の検出信号４４がトランジスタ３１のエミ
ッタから出力される。

【００１８】ＣＰＵ４０はこの検出信号をＡ／Ｄ変換ポ
ートＰ２より取り込み、データ化してＲＡＭ４６に格納
する。ＣＰＵ４０のポートＰ１はパルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）した濃度制御信号４５を出力するためのものであ
り、濃度の制御はこの信号によって行なう。すなわち、
ＣＰＵ４０は検出結果のデータをＲＡＭ４６から読み出
し、それを基準濃度比較する。そして比較結果にもとづ
いてパルス幅変調を行ない、制御信号４５のデューティ
を変化させる。これについては後に詳しく説明する。

【００１９】制御信号４５はＡＮＤゲート４１によって
画像データとの論理積が取られる。ゲート４１の出力は
積分回路４２において積分され、ゲート出力のデューテ
ィに応じた電圧に変換される。そしてトランジスタＴｒ
のベースにはこの電圧に応じた電流Ｉ′_LDが流れ、その
電流とトランジスタＴｒの電流増幅率（ｈ_FE）とによっ
て決まる電流がトランジスタＴｒのエミッタを通じてレ
ーザダイオード４３に流れる。従って、濃度制御信号４
４にもとづく光量の走査光ビーム８がダイオード４３か
ら放射され、その光量に応じた濃度で現像剤が感光体１
に付着する。

【００２０】次に濃度制御信号４５に関連した動作につ
いて図５を参照して詳しく説明する。ＣＰＵ４０は、ポ
ートＰ１から出力する濃度制御信号４５のデューティを
０〜１００％の範囲で変化させ、ダイオード４３の発光
光量を変化させる。例えばＣＰＵが制御信号４５のデュ
ーティを７０％に設定した場合、制御信号４５の電圧
は、印字周期を１００としたとき、７０の期間で電源電
圧に等しいＶｃｃとなる。そして、この期間でダイオー
ド４３は発光する。次に、ＣＰＵ４０が検出信号４４よ
り、可視像２３の濃度が例えば低いと判断した場合、Ｃ
ＰＵ４０は制御信号４５のデューティを例えば８０％に
変更する。その結果、印字周期内でダイオード４３が発
光する期間が長くなり、感光体１は長く露光されること
になる。従って、感光体１に付着する現像剤の濃度が高
くなり、適切な濃度が得られることになる。そして、可
視像を転写して得られる最終的な記録結果も適切な濃度
となる。

【００２１】本発明の電子写真式記録装置ではさらに、
感光体１上の現像剤濃度が不均一の場合、それを補正
し、均一な現像剤濃度を得ることができる。ＣＰＵ４０
が例えばデューティ７０％の制御信号４５を出力してい
る状態で、上述した濃度検出の手順を行なったとする
と、レーザダイオード４３は一定の光量で発光するの
で、感光体１上に形成される黒べた可視像２３は、正常
状態では場所によらず均一な濃度となる。しかし、感光
体１の表面の平滑度にがらつきがあったり、現像剤を付
着される際に不具合があると、可視像２３の濃度は場所
によって異なったものとなってしまう。このことは通常
の文字や画像を印刷する場合にも当然現れ、用紙上の印
刷結果は場所によって濃度が異なったものとなる。

【００２２】このような濃度差は次のようにして補正す
る。濃度検出の手順を実行した結果、感光体１上に図６
に示した可視像（ｄ）が得られたとする。すなわち感光
体１上の領域Ａ，Ｃ，Ｅでは濃度が同じであるが、領域
Ｂでは濃度が薄く、領域Ｄでは濃度が濃くなっていると
する。このような像が形成された場合、検出器３が出力
する検出信号４４は図６の（ａ）に示すようなものとな
る。領域Ｂに対応する部分で検出信号４４の電圧は高く
なり、一方、領域Ｄに対応する部分で電圧は低くなる。
なお、制御信号４５のデューティは図６（ｂ）のように
常に一定であり、従ってダイオード４３に流れる電流も
図６（ｃ）のように一定（Ｉ７０％）である。

【００２３】ＣＰＵ４０はこのような濃度差を検出信号
４４より認識する。そして、その補正のため、図７に示
すように、領域Ｂに対応する期間で制御信号４５のデュ
ーティを８０％に上げ、領域Ｄに対応する期間でデュー
ティを６０％に下げる。その結果、ダイオード４３に流
れる電流は、上記期間でそれぞれＩ８０％，Ｉ６０％と
なり、前者の期間で可視像の濃度は濃くなるように補正
され、一方、後者の期間では薄くなるように補正され
る。その結果、感光体１上に形成される可視像２３は図
のように、領域によらず均一となる。

【００２４】ＣＰＵ４０はこのような操作によって可視
像２３の濃度が均一になったことを検出信号４４によっ
て確認し、以降、通常の印刷動作の際、上述のように制
御信号４５のデューティを切り替え、濃度の補正を行な
う。その結果、濃度の均一な画像が得られる。

【００２５】なお、濃度制御動作によって感光体１上に
形成された黒べた可視像２３は、濃度検出を行なった
後、用紙９への転写は行なわず、クリーニング器５によ
って除去し、リサイクルする。従って、濃度制御のため
に現像剤が消費されることはない。

【００２６】この実施例では、濃度制御手段は、感光体
１を露光する光ビームの光量を変化させて、現像剤の濃
度を制御する構成としてが、現像時に現像器において印
加する現像バイアス電圧を変化させる構成としても、同
様の効果が得られる。また、現像バイアス電圧を個別に
変化させる構成とすれば、図６に示したような濃度むら
の補正も可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電子写真式
記録装置では、濃度検出手段は、感光体に形成された可
視像の濃度を検出し、濃度制御手段は、この濃度検出手
段の検出結果にもとづいて可視像の濃度を制御する。従
って、本発明の電子写真式記録装置では、用紙にトナー
マークを記録することなく、記録結果が適切な濃度とな
るよう、制御することができる。そのため、使用する用
紙に制限がなく、カット紙を用いることももちろん可能
である。また、可視像の形成に使用した現像剤は、用紙
に転写することなくリサイクルできるので、現像剤の消
費量が低減し、ランニングコストを低下させることが可
能となる。

【００２８】さらに、感光体表面の平滑度のばらつき
や、感光体での可視像形成の不良が生じた場合でも、感
光体上の異なる位置ごとに可視像の濃度を制御するよう
にできるので、濃度ムラのない高品質の記録を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子写真式記録装置の一例を構成
する濃度検出手段を示す斜視図である。

【図２】本発明による電子写真式記録装置の一例の要部
を示す側面図である。

【図３】図１の濃度検出手段を構成する濃度検出器を示
す模式斜視図である。

【図４】図２の電子写真式記録装置を構成する濃度制御
手段を示す回路ブロック図である。

【図５】図４の濃度制御手段で扱う信号を示す波形図で
ある。

【図６】図１の濃度検出手段の動作を説明するための波
形図である。

【図７】図４の濃度制御手段の動作を説明するための波
形図である。

【図８】従来の電子写真式記録装置における印刷濃度の
制御を示す説明図である。

【符号の説明】

１感光体２現像器３濃度検出器４転写帯電器５クリーニング器６一次帯電器７反射ミラー８走査光ビーム９用紙２０モータ２１ワイヤ２２プーリ２３黒べた可視像２４シャフト３０フォトダイオード３１フォトトランジスタ４０ＣＰＵ４１ＡＮＤゲート４２積分回路４３レーザダイオード４６ＲＡＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/08 １１５５０１Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体に形成された静電潜像を、現像剤に
よって可視像とする電子写真式記録装置において、前記感光体に形成された前記可視像の濃度を検出する濃
度検出手段と、この濃度検出手段の検出結果にもとづいて前記可視像の
濃度を制御する濃度制御手段とを備えたことを特徴とす
る電子写真式記録装置。
【請求項２】前記濃度検出手段は、前記感光体の長手方
向に摺動可能な濃度検出器を備えたことを特徴とする請
求項１記載の電子写真式記録装置。
【請求項３】前記濃度制御手段は、前記感光体を露光す
る光の光量を変化させる手段を含むことを特徴とする請
求項１記載の電子写真式記録装置。
【請求項４】前記濃度制御手段は、前記静電潜像を現像
剤によって可視像とする際に印加する現像バイアス電圧
を変化させる手段を含むことを特徴とする請求項１記載
の電子写真式記録装置。
【請求項５】前記濃度制御手段は、前記感光体上の異な
る位置ごとに前記可視像の濃度を制御する手段を含むこ
とを特徴とする請求項１，３，４のいずれかに記載の電
子写真式記録装置。