JPS61129669A - 電子写真装置 - 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） 本発明は画像信号に対応して変調された光で感光体を走
査して静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させ
て可視像を形成するレーザービームプリンタ等の電子写
真装置に関する。

〔従来の技術〕

第８図には電子写真装置の一例としてのレーザービーム
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
。１０１は感光体で、電子写真感光層１０２と基板１０
３より成る感光ドラム、１０４は一次帯電器、１０５は
レーザービーム、１０６はドクターブレード１ｏ７、マ
グネットローラ１０８、スリーブ１０９よす成る現像器
、Ｔは現像トナー、１１０は前露光ランプ、１１１は転
写紙ガイド、１１２け転写帯電器、１１３けゴムブレー
ド１１４、マグネットローラ１１５、ヌクリュ１１６、
筺体１１７などよ構成るクリーナである。

レーザービーム１０５Ｖｉ、被記録情報信号に対応して
駆動される半導体レーザー２がら射出さ九る。即ちレー
ザービーム１０５は被記録情報信号に対応して変調され
ている。このレーザービーム１０５は回転多面鏡１１８
によって偏向掃引され、感光ドラム１０１１に走査する
。１１９はレーザービーム１０５を感光ドラム１０１上
にスポット状に結像するレンズである。

まず、−次帯電器１０４により一様に帯電された感光ド
ラム１０１は、画像信号に対応して変調されたレーザー
ビーム１０５に曝され、静電潜像が該ドラム１０１上に
形成される。続いて、感光ドラム１０１は現像器１０６
による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１１１によって導入されてきた転写紙（本図
に於て省略）上に転写帯電器１１２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って転写
紙に定着され、機外に排出されハードコピーを得る。

一方、感光ドラム１０１上に残留する転写されなかった
現像トナーは、ゴムブレ−ド１１４にょ９該ドラム１０
１表面より除去はれ、マグネットｏ−２）１５に吸着さ
九、更にヌクリュ１１６１ｃよってｉ体１１７の一部を
成すトナー回収ｆＭ（図示せず）に収納される。こうし
て除電さ九た感光ドラム１０１は最初のステップである
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１０５が照射される工程においては現像
工程に於いてトナーが付着して顕像化される感光体部分
に相当する部分の感光ドラム１０１上にレーザービーム
１０５が照射され、ドブー賜４以外の背景にはレーザー
ビーム１０５の照射は行なわれないイメージスキャン方
式が採用されている。

この方式の方が背景にレーザビーム１０５を照射し、顕
像に相当する部分だけにレーザービーム１０５を照射し
ない背景スキャン方式に比べて背景画像にスキャン跡が
生じないことや顕像の再現性に優れている念めである。

しがし背景スキャンを採用してもよい。

現像器１０６内のトナーＴは、相互の摩擦、スリーブ１
０９やドクターブレードエｏフ等との接触摩擦により帯
電されろう帯電されたトナーＴけ、ドクターブレード１
０７によってスリーブ１０９の上に均一な厚さに乗せら
れる。スリーブ１０９が回転し、感光ドラム１０１とス
リーブ１０９との最近接部において、スリーブ１０９に
印加された可変直流電源１２０と可変交流電源１２）か
ら成る電源１２２からの現像バイアス電圧の１位と、静
ｔ＃像電位との間の電界によって、トナーが、現像すべ
きＩＩ！ＰＩＪｌ１１部分へと吸引される。

従来、感光体上のレーザー元の露光部分にトナーを付着
させて顕像化することに着目して、画像部を構成するレ
ーザーのドツト数をカウントして、トナー消費ｔｔ−検
知する装置が提案されている（特開昭５８−２２４３６
３）。

（発明が解決しようとする問題点） しかし斯かる従来例の場合には、トナー消＊量はドツト
数のみに対応するのではなく、装置の配置された周囲環
境（湿度、温度等）や、現像バイアス、感光体の電位等
、他の要因によっても左右されるものであり、ドツト数
のカウントだけでは正確に把握できない。

したがって、前記公知技術では、トナーがまだ充分ある
にもかかわらず、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１０６内で固まり、その部分で画
像両度が低下したり、あるいにスリーブ上にトナーか融
着して画像上にムラが生じる等の欠点があった。またト
ナーが無くなったにもかかわらず、信号が出ないために
トナー不足のままプリントして、画像に白ヌケが生じる
といった不都合も生じていた。

本発明は、従来技術の斯かる問題点を解決するためにな
感れたもので、その目的とするところは、現像器内のト
ナー量を常に適正量に保ち、トナー不足による画像の白
ヌケや現°像器内のトナーの凝固あるいは融着による画
像ムラの発生を防止して、常に安定した画像品質を保証
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） そこで、上記の目的を達成するために、本発明に係る電
子写真装置は、画像信号に対応した感光体への光の露光
時間および非露光時間のいずれか一方に対応する時間情
報を加算記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶される画
像信号に対応する総露光時間および総非露光時間のいず
れか一方をあらかじめ設定された所定レベルを越えた時
点で現像器内へのトナーの補給信号を出す比較手段と、
トナーの消費量を変化させる要因に対応する信号を形成
する信号形成手段と、この要因に対応する信号に応じて
記憶手段へ入力される加算量全補正する補正手段とを有
するものから成っている。

（実施例〕 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る電子写真装置を示して
いる。本実施例にあっては、電子写真装置として第８図
の電子写真装置と同様のレーザービームプリンタに適用
されたものであり、第８図の装置と同一の部材には同−
必符号を付しである。

図において、１はコンピュータ（図示せず）等から入力
される画像信号ｆｖ　ｆレーザ吠力電圧に変調し、画像
信号ｆｖに対応してレーザーをオン、オンさせる変調器
である。画像信号としては多値信号が利用できる。即ち
画像の高濃度部分に対してはレーザーＯ１ドツトの画素
に対応する発光時間を長くし、画像の中間濃度部分に対
しては１ドツトの画素に対応する発光時間を短くする。

２は変調器１に接続され、その変調された信号に従って
発光するレーサー、３は変調器１に接続され変調器１か
らレーザー２への出力時間、すなわちレーザー２から出
力されるレーザービームの感光体への露光時間を計測す
るカウンタである。Ｒ口ち、カウンタ３には水晶発振器
の如きタロツクパルス発生手段３′が接続されており、
レーザ溌元信号が存続している期間に受けたクロックパ
ルス数を計測している。

きらに、４はカウンタ３に接続されカウンタ３からの出
力を順次加算記憶する記憶手段としてのメモリであり、
メモリ４は比較手段としてのコンノくレータ５に接続さ
れている。コンパレータ５は補正手段としてのコントロ
ーラ６と接続されており、コントローラ６によりあらか
じめトナーの所定消費量に対応して設定された所定レベ
ルとメモリ４に記憶されるレーザービームの露光時間と
を比較して、メモリ４に記憶されるレーザービームの露
光時間が長くなった時点で、コントローラ６に信号を入
力してコントローラ６からトナーの補給信号Ｓｕを出力
するようになっている。このトナー補給信号Ｓｕは、発
光素子ＬＥＤ等の可視手段や晋声発生手段等の表示手段
８を駆動するものである。またコントローラ６とメモリ
４とが接続され、リセットボタン９を押すことにより、
コントローラ６からリセット信号Ｒ８Ｔｔ−メモリ４に
入力してメモリ４に記憶された露光時間を０に戻すよう
になっている。

一方７は現像器近傍の大気中の水蒸気量、即ち湿度を計
測する信号形成手段としてのセンサであり、コントロー
ラ６に接続されて計測値をコントローラに入力するよう
になっている。コントローラ６により湿度に対応してメ
モリー４に入力される加算量を補正するようになってい
る。

その他の構成は第８図のものと略同−である。

つぎに本実施例の作用について説明する。まず、画像入
力信号ｆｖが変調器ｌで変調され−でレーザー２に入力
される。レーザー２は画像入力信号ｆｖに対応して発光
（あるいは減光乃至消光〕する。同時にカウンタ３が変
調器１からのレーザー２の出力信号を計測して、レーザ
ー２の発光時間を０からメモリ６へ加算していく。

レーザー２より出力されるレーザービームによす感光体
が走査されて感光体表面に靜！潜像が形成され、現像工
程において静電潜像上にトナーが付着して可視像が形成
される。レーザー２の露光時間増加に対応してトナー消
費量は増大する。メモリ４に記憶された総置光時間が、
トナーの所定消費量に対応してあらかじめ設定された所
定レベルを越エルト、コンパレータ５からコントローラ
４へ信号が出力される。コントローラ４は、この信号を
受けてトナーの補給信号Ｓｕ　’ｃ小出力る。この信“
□　　　号Ｓｕによりユーザーはトナー補給時期が来た
ことを知り、現像器内に所定量のトナー全補給する。

一方、大気の水蒸気量、即ち湿度によって、トナーに電
荷を与える摩擦帯電の状態の変化、トナーの電気抵抗の
変化、又はトナーの流動性の変化等によってレーザり単
位発光時間当りのトナー消費量は変動する。たとえば第
２図に示すように、大気中の水蒸気量に対して直線ＤＩ
のようなトナー消費量の変化がるる現像装置を使用する
場合には、コントローラ６は通常環境Ｂの状態でのカウ
ンタ３からメモリ４へのレーザ→単位発光時間当りの加
算ｔを１とすると、湿度の低いＡの環境ではレーザーの
単位発光時間当り１．１３をメモリ４に加算し、逆に湿
度の高いＣの環境ではレーザり単位発光時間当り０．８
７　ｔ−メモリ４に加算するようにコントローラ６によ
り加算量に補正が加えられる。

またトナーの種類や現像装置が変わると、ＤＩと逆の傾
きを有するＤ２のような直線でトナー消費量が変化する
場合についても同様に補正されて露光時間とトナー消費
量が正確に対応するようになっている。またＤＩ　、Ｄ
２のような直線に限らず曲線状の関係１ｃある場合もあ
るが、あらかじめトナー及び装置について第２図に示す
ような大気中の水蒸気量とトナー消費量の関係から、あ
らがしめ各々の水蒸気量に対するトナー消費量の補正値
ヲ求めておき、コントローラ６により制御するようにす
ればよい。

本実施例では装置内の湿度即ち大気中の水蒸気量を検出
するようにしたが、大気温度が変化した場合にもトナー
の特性、感光体の感度の変化が生じるため、トナー消費
量が変動する。したがって温度に対する補正を行うこと
も好ましく、たとえば第３図のような変化の場合、温度
センサによって温度を計測して、レーザーの単位発光時
間当りのメモリ４への加ａｔを、２０℃で１とした時に
、３０℃では０．８．１５℃では１．２にそれぞれ補正
すればよい。なお温度と湿度の両方全計測して補正する
ようにしてもよい。

また可変抵抗等の制御手段１２３により直流電源１２０
の出力を制御して、現像バイアスの直流成分を変化させ
之場合においてもトナー消費量が変化する。従って現像
バイアスの直流電圧成分の変化に対応して前記加算量を
制御することが好ましい。直流電圧源制御手段１２３の
制御信号をコントローラ６にも印加し、この信号に応じ
て前記加算量を制御するようにすればよい。たとえば第
４図に示すような特性がある場合においては、レーザ一
単位発光時間当りのカウンタ３からメモリ４への加算量
を標準バイアス直流電圧成分値Ｖ２で１とすると、Ｖｌ
でｔｊ：　１．２５、Ｖｓ　テａ　０．５　ＶＣ補正ｊ
　ＦＬばよい。これによってユーザが現像バイアス直流
電圧成分を変更して画像濃度やカプリ量を調整する装置
においても、レーザく発光時間からトナー消費量を正確
に測定することができる。

さらに、現像バイアスＡｃ成分については、周波数及び
、または振幅を変化させると、画像濃度の階調性が変化
し、従ってトナー消費量も増加する。したがって交流電
圧成分の変化に対応して前記加算量を制御するようにす
ることも好ましい。

たとえば周波数変換器１２４を用いて周波数を変化させ
てレーサ一単位発覚時間当りのトナー消費量が第５図に
示すような関係がある場合には、周波数変換器１２４の
信号をコントローラ６にも印加することにより、カウン
タ３からメモリ４への加ｎ量１１６００Ｈｚ　で１とす
ると、１４００Ｈｚでは１．０４．２０００Ｈｚでは帆
８７に補正すればよい。ここでは周波数について説明し
たが、後幅変換器を用いて振幅を変化させる場合につい
ても同様であり、また周波数と振幅の両方を計測して補
正するようにしてもよい。

これによって、たとえば階調性を変化させるため交流成
分を変化させることが可能な装置においても、トナー消
費量の正確な把握が可能となる。

しかし、現像バイアスとして直流又は交流電圧のみ全使
用し、それを可変にした装置にも本発明は適用できる。

つぎに感光体の表面電位によってもトナー消費量は変化
する。本実施例にあっては、レーザービームによる被露
光部にトナーを付着させる、いわゆる反転現像方式であ
るが、この場合は被露光部の電位がトナーの消費量を変
化させる。従って感光体表面電位に対応して前記加算量
を制御することも好ましい。たとえば第６図に示すよう
に被露光部の電位かＶａ　、　Ｖｂ　、　Ｖｃと変化し
たときは、カウンタ３からメモリ４への加算量をそれぞ
れ１．０５゜１　、０．８２５　　と補正すればよい。

感光体の表面電位検出は感光体へのビーム露光部と現像
部の間に配置された電位センサ７′によって行ない、セ
ンサ７′の出力がコントローラ６に印加される。

またトナーが付着しない周辺の暗部電位もトナーにクー
ロン力を加えており、この影響によってもトナー消費量
は変化する。次とえば第７囚に示すように通常の電位Ｖ
ムに対してメモリへの加算量を１としたときに、ＶＢ　
ｒ　ｖｃではそれぞれ０．９２゜０．８１とすればよい
。このようにすることにより、ドラムの感度の劣化、受
容電位に変動を生じた場合に有効でるる。なお電位セン
ナ７′によシ被露光部電位と暗部電位の両方を計測して
、その信号をコントローラ６に入力し、前記加算量で補
正するようにしてもよい。

以上のようなトナー消費量を変化させる要因に対応する
信号形成手段を複数個使用し、複数の要因に対してコン
トローラ６によってカウンタ３からメモリ４への加算量
を補正することも可能である。

なお、本実施例ではレーザービームプリンタについて説
明したが、露光手段としてはレーザー以外に発光ダイオ
ードＬＥＤアレイやオプティカルファイバ管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
装置であれは適用可能である。

また本実施例にあっては反転現像法により現像するもの
について説明したが、文字又はライン等、トナーを付着
させて顕像化する部分を非露光部とし、白地であるバッ
クランド部をレーザ得の光源で露光する場合にも適用さ
れるものである。ａちレーザーのオフされている非露光
時間を計測するようにすれば、同様の制御が可能となる
。

また前記実施例は光源の点灯時間又は消灯時間の長さを
クロックパルスを用いて計測したが、特開昭５８−２２
４３６３の如く、画像のドツト数、即ちｆｔＳ源の発光
又は消灯回数を計測してこれを点灯時間又は消灯時間と
見なして利用してもよい。

しかし光源の１ドツトに対する発光又は消灯時間には光
源側々に応じた若干のバラツキがある墨、又前記のよう
に多値信号により光源を駆動する場合は１ドツトの点灯
又は消灯時間が画像皺度に応じて異なるから、このよう
な場合前者の方がトナー消費量をより正確に検知できる
ので好ましい。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用から成るもので、トナー消
費量と光源の発光時間又は消灯時間との対応関係を利用
してトナー消費量を計測し、さらにトナー消費量が変動
する要因に対応して加算時間情報を補正してトナー補給
信号を出すようにしたので、従来のように現像器内のト
ナーが過不足することはなくなり、トナー不足による画
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
生が防止され、常に安定した画像が得られるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電子写真装置の概略構
成図、第２図は大気中の水蒸気量とトナー消費量との関
係図、第３図は大気温度とトナー消費量との関係囚、第
４図は現像バイアスの直流成分とトナー消費量との関係
図、第５図は現像バイアスの交流成分とトナー消費量と
の関係図、第６図は感光体の被露元部電位とトナー消Ｓ
ｔ量との関係図、第７図は感光体の暗ＭｆＳ％、位とト
ナー消費量との関係図、第８図は従来の電子写真装置の
感光ドラム周囲の主要プロセス配置図である。 符号の説明 ｌ・・・変調器　　　　　　２・・・レーザー（露光手
段〕３・・・カウンタ　　　　　４・・・メモリ（記憶
手段〕５・・・コンパレータ（比［手段） ６・・・コントローラ（補正手段） ７・・・センサ（信号形成手段） ｆｖ・・・画像入力信号　　　Ｒ８Ｔ・・・リセット信
号Ｓｕ・・・トナー補給信号

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号に対応して変調された光で感光体上を露
   光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像器によりト
   ナーを付着させて可視像を形成する電子写真装置におい
   て、前記光の感光体への画像信号に対応した露光時間お
   よび非露光時間のいずれか一方に対応する時間情報を加
   算記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶される総露光
   時間および総非露光時間のいずれか一方をあらかじめ設
   定された所定レベルと比較し、上記記憶手段に記憶され
   た総露光時間および総非露光時間のいずれか一方があら
   かじめ設定された所定レベルを越えた時点で前記現像器
   内へのトナーの補給信号を出す比較手段と、前記トナー
   の消費量を変化させる要因に対応する信号を形成する信
   号形成手段と、この要因に対応する信号に応じて前記記
   憶手段へ入力される加算量を補正する補正手段とを有す
   ることを特徴とする電子写真装置。
2. （２）前記信号形成手段により温度および湿度のうち少
   なくともいずれか一方を計測することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の電子写真装置。
3. （３）前記信号形成手段は、現像バイアスの直流成分に
   対応する信号を形成することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の電子写真装置。
4. （４）前記信号形成手段は、現像バイアスの交流成分の
   周波数および振幅のうち少なくともいずれか一方に対応
   する信号を形成することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の電子写真装置。
5. （５）前記信号形成手段により感光体の暗部電位および
   明部電位のうちいずれか一方を計測することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電子写真装置。