JPS6177062A - 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】 〔技術分野〕 本発明は入力した情報に基づき記録媒体上に画像を記録
する記録装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、この種の装置として、入力した情報に応じて変調
されたレーザ光を用いて感光体を露光走査するととによ
り静電潜像を形成し、これをトナーと呼ばれる磁性現像
剤で顕画化し、更に記録材に像転写する構成のいわゆる
レーザビームプリンタが知られている。第１図はレーザ
ビームプリンタの構成の一例を示す斜視図であって、１
０１はハウジングＨａ内に可回動に支持されたセレン若
しくは硫化カドミウム等の半導体層を表面にもつ感光ド
ラムで、矢印１２０で示される方向に回転している。１
０２はレーザ光Ｌａを出射する半導体レーザであり、出
射されたレーザ光Ｌａはビームエキスパンダ１０３に入
射せしめられ、所定のビーム径をもったレーザ光となる
。その後レーザ光は鏡面を複数個有する多面体ミラー１
０４に入射される。多面体ミラー１０４は定速回転モー
タ１０５により所定速度で回転されるので、ビームエキ
スパンダ１０３より出射したレーザ光はこの定速回転す
る多面体ミラー１０４で反射されて実質的に水平に走査
される。この水平走査を以後、１主走査”と呼ぶ。そし
てｒ−θ特性を有する結像レンズ１０６により、帯電器
１１３によシ所定の極性に帯電されている感光ドラム１
０１上にスポット光として結像される。

１０７は反射ミラー１０８によって反射されたレーザ光
を検知するビーム検出器で、この検出信号（ＢＤ倍信号
により感光ドラム１０１上に所望の光情報を得るため半
導体レーザ１０２の変調動作のタイミングを決定する。

一方、感光ドラム１０１上には、入力情報に応じて結像
走査されたレーザ光により静電潜像が形成される。この
潜像は、やがて現像器１０９においてトナーにより顕画
化された後、カセット１１０゜１１１のいずれかに収納
されている記録材に転写され、更に定着器１１２を記録
材が通過することにより像は記録材に定着され不図示の
排出部に排出される。

以上の各プロセスを経て得られる二次元の画儂は、水平
方向の主走査と、この主走査に略垂直な方向の感光ドラ
ム１０１の矢印１２０方向への回転による走査とによシ
組立てられる。以後、感光ドラム１０１０回転による走
査を１副走査”と呼ぶ。

この櫨の記録装置においては動作中にトナーが不足する
と、プリントされ九画俊は濃度の薄いまたは像の消失し
たものとなる。

成子写真方式の記録装置くおいてこのような現像剤不足
による画像不良という事態は避けなければならな＾。特
にコンピュータから入力される情報に基づいて記録動作
を行うレーザービーム記録装置においては確実にトナー
不足を感知し、コンピュータ側に告知する必要がある。

従来、トナーの消耗状況を監視する手段として第２図に
示す様に、現像器１０９のホッパー内にトナーセンサー
１１４を設置しトナー１１５の残量を直接検知する手段
が用いられている。

ホッパー内にトナーセンサーを設置する方法においては
、現像器と装置本体との間で電気信号の受は渡しを行な
わなくてはならない。従って記録装置が現像器の交換を
行うタイプ（カートリッジタイプ）の装置である場合、
誤動作の発生を防ぐため゛ｉ気的接点について高い信頼
性が要求されコストアップになっていた。

また現像器を使い捨てにする様な橘成の装置においては
現像器の価格を低く抑えるためには高価なトナーセンサ
ーが障害となっていた。

また現像器がカートリッジタイプである場合、記録装置
に本来の現像器以外の現像器が挿入されても、それが検
知できないと云う欠点があった。

［目的］ 本発明は上記の点に鑑みなされたもので１本来の交換部
材以外の交換部材が装填されても、それを検知すること
ができる記録装置の提供番とある。

本発明の他の目的は信頼性の高い低価格の記録装置を提
供することにある。

（実施例〕 以下図面を参照して本発明の一実施例につき詳細に説明
を行う。

まず８Ｊ３図により本発明によるトナー消耗状況監視方
法の原理を説明する。

第３図において画像３０１は第１図に示したレーザービ
ーム記録装置によって顕画化された画像の一例を示すも
のである。

第３図３０１に示す如き画像は矢印３０５で示す主走査
方向に対し、ｖＤＯ信号３０２による主走査を複数回繰
り返すことにより得られるものである。すなわち半導体
レーザ１０２をＶＤＯ信号３０２で変調し、適当な副走
査時間だけＶＤＯ信号３０２を繰り返し出力することに
よって得られる。実際にトナーが消費される部分は画像
３０１における黒部分すなわちＶＤＯｆｆｉ号３０２が
″′Ｈレベル″（黒レベル）になっている部分である。

したがってＶＤＯ信号３０２の″′Ｈレベル”になって
いる部分を！Ｒ算することによりトナーの消耗状況を間
接的に知ることができる。

第３図の３０３のようにＶＤＯ信号３０２よりも高速な
基本クロックを用い、ＶＤＯ信号３０２と基本クロック
３０３の論理積を取った積算クロック３０４を作り、積
算クロック３０４をカウントすることによりＶＤＯ信号
３０２における″Ｈレベル“部分を積算することができ
るＯ 本発明は上述の如き原理に基づいてトナー消耗状況を監
視するものである。

前記第３図の基本クロツク３０３Ｆｉ次式（１）のよう
な関係を有する様にその周期を選ぶと都合が良い。

Ｔ＝に＠−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・−
・・・・・・・（１）Ｋ：定数 Ｖ：多面体ミラーによるドラム面上 の主走査速度 Ｔ：基本クロック周期 に−Ｔ−Ｖ　　　　・・・・・・・・・・−・・・・・
・・・・・・・・−（２）ここでＫは基本クロック３０
３の１クロツクでレーザービームがドラム面上を移動す
る距離となる。すなわち多面体ミラーによるドラム面上
の主走査速度Ｖに対して、１クロツクの移動距離がＩ（
となるような周ｊＤＪＴ−ｔもつ基本クロックを画像信
号ＶＤＯの”Ｈレベル”カウント基本クロックに用いる
のであれば、基本クロックのカウント数は多面体ミラー
の回転速度によらず多面体ミラーによってドラム面上に
走査すれたレーザービームの距離に相当する。騒いかえ
れば画像として描かれた黒線の合計の長さをあられすこ
ととなる。

すな４りも多面体ミラーによるドラム面上の走査速度が
変わっても、一定の″Ｈレベル”ビーム走査距離に対す
るトナーの消費量が変らない場合には、走査速度だよら
ず同一の基本クロックのカウント数をもって同一のトナ
ー消耗状況とみなす事ができる。また、一定の″Ｈｖペ
ル”ビーム走査距離に対するトナーの消費量が走査速度
によって影響を受ける場合であっても、影響の度合いを
考慮した基本クロックのカウント数を得る事は容易であ
る。

もちろん基本クロック３０３はＶＤＯ信号３０２より高
速のクロックであれば任意の周期のもので用が足るので
あって、（１）式はビーム走査速度を変更した時にも画
像３０１の黒部分を積算するカウンタの設定値を変えず
に済ますために用りられるものである。

第４図に本実施例における回路図であり、半導体レーザ
の変調信号であるＶＤＯ信号３０２を積算カウントし記
憶するカウンタ部分を詳細に示したものである。

４０１はアンドゲート回路であって、ｖＤＯ信号３０２
．４本りｏ７３０３．ＨＥＮＶ１号・　４０６．ＶＥＮ
Ｖ信号４０７が入力し論理積がとられる。アントゲ−）
４０１の出方は積算クロック３０４となり、周知の集積
回路から成る電気式カウンタ４０２に入力する。

尚、電気式カウンタ４０２において４０２ａはカウント
数セット端子を示すものである。

ここでＨｇ　Ｎ　Ｖ信号４０６は第５図に示す様に主走
査方向３０５に対して、ＶＤＯ信号３０２が有効画像領
域５０２内に入るタイミングである事を示す信号であり
、有効画像領域５０２内疋ある間は１（し１ベル”とな
る。ＶＥＮＶ信号４０７は第５図に示す様に副走査方向
５０１に対して、Ｖ　Ｄ　Ｏ信号３０２が有効画像領域
５０２内に入るタイミングである暁を示す信号であり、
有効画像°ｌλ域５０２内にある間は″Ｈレベル”、１
−ル。１−Ｉ　Ｅ　Ｎ　Ｖ信号４０６　、　ＶＥＮＶ信
号４０７ともに通常の論理回路によシ生成する事ができ
る。

本尖諸１ｊｌＪ（７）　９Ｑ　＜　Ｉ（Ｅ　Ｎ　Ｖ　信
号４０６　、　ＶＥＮ’Ｖ信号４０７によって有効画像
領域５０２の外側にあるＶＤＯ信号３０２の″Ｈレベル
”のｆＲ算を阻止する事は次の嵌な意味を持つ。

すなわちレーザービーム記録装置においては通常は有効
画像領域５０２の外側にてレーザーを点灯させる事があ
っても、何らかの方法によって感光ドラム上にトナーが
付着しない様工夫カ成されている。いいかえれば有効画
像領域５０２の外側のＶＤＯ信号３０２によってはトナ
ーが消費されなり０ 従ってＨＥＮＶ信号４０’６．ＶＥＮＶ信号４０７を用
いる事によって、ＶＤＯ信号３０２のうちトナーが消費
される期間のみを正しく積算する事ができる。

本実施例においてはＶＤＯ信号３０２の”Ｈレベル“期
間において半導体レーザー１０２が点灯し、半導体レー
ザー１０２の点灯期間に応じたトナーが感光ドラム１０
１に付着する様に現像器１０９による現像を行なってい
る。

しかしＶＤＯ信号３０２の“Ｈレベル”期間において半
導体レーザー１０２が消灯し、半導体レーザー１０２の
消灯期間に応じたトナーが感光ドラム１０１に付着する
様に現像器１０９による現像を行うべく構成する事も可
能である。

また本実施例においてはアンドゲート４０１によって各
人カイ８号の論理積をとυ積算クロック３０４を形成し
、この積算クロックを電気式カウンタ４０２のカウント
クロックとしている。

しかし、通常の集積回路から成るカウンタにおいてはイ
ネーブル入力端子が利用できるため、ＶＤＯＭ号３０２
．ＨＥＮＶ信号４０６　、ＶＥＮＶ信号４０７をイネー
ブル入力端子に入力し、基本クロック３０３をクロッ、
り入力端子に加える構成にする事も可能である。

第４図において、電気式カウンタ４０２は所定のカウン
ト数Ｎ、に達する度にパルスモータ駆動パルス４０８を
出力する。パルスモータ駆動パルス４０８けパルスモー
タ駆６回路４０３に入力し、パルスモータ駆動回路４０
３によりパルスモータ４０４が駆動される。

パルスモータ４０４は１回転する度にレバー４０９を矢
印４１０の方向にピストン運動させる。

レバー４０９はその１回のピストン運動によって機械式
カヮンタ４０５を１ステツプ進める如く機械的に結合さ
れる。

本実施例にお込てはｔｔｊ気式方式カウンタ４０２力ヲ
用いてパルスモータ４０４を駆動し、パルスモータによ
り機械式カウンタを駆動して因る。パルスモータの代わ
りに別のメカニズム例えばプランジャーを用いてもよい
。

ＬかＬながらパルスモータには「耐久性に優れて−る」
、「電源を切ってもそれまでの回転位置を維持するため
不揮発性のメモリーとしての機能も併せ持つ」等の利点
がある。

本実施例においてはパルスモータ４０４はパルスモータ
駆動パルス４０８を２４発受けると′１回転する。

第６図にパルスモータ駆動回路４０３の具体例を示す。

第６図においてＡ、Ｂ、Ｃ＃−ｉＤタイプフリップフロ
ップ回路であり、Ｄ、Ｅ、Ｆ。

Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｊ、にはそれぞれナントゲート回路である
。ＣＬ几は電源投入時に装置をリセットするためのリセ
ットパルスであり、各Ｄタイプフリップ７０ツヅ回路の
リセット入力端子ＣＬに入力される。各Ｄタイプフリッ
プフロラプ回路のクロック入力端子ｃ　ＫＩＣｉｊ、ハ
ルスモータ駆動パルス４０８が入力される。ナントゲー
トＨ１Ｉ、Ｊ、にの出力はそれぞれ電力増幅回路り。

Ｍ、Ｎ、０に入力し、α力増幅回路り、　Ｍ、　　Ｎ。

ＯＣＩそれ（’れの出力ＦＡ、ＰＡＮ、ＰＢ、ＰＢＮは
パルスモータ４０４に印加されパルスモータを駆動する
。またＰ、Ｑ、　　几、Ｓはインバータ回路であり、Ｔ
はイクスクルーシプオ７回路である。

第６図におけるパルスモータ駆動回路はＤタイプ７リツ
プフロツプ回路Ａの存在およびその出力Ｑがナントゲー
ト回路りに入力している。

今、電源を投入した時点であるとすればリセットパルス
ＣＬＲによってＤタイプ７リツプフロツプ回路Ａ、Ｂ、
ＣのそれぞれのＱ出力は″Ｌレベル”となり、その反転
出力であるそれぞれのＱＮ出力は”Ｈレベル”となる。

従ってナントゲート回路り、　Ｅ、Ｆ、Ｇの出力は全て
″Ｈレベル”となり、ナントゲート回路Ｈ，１，Ｊ、に
の出力は全て″Ｌレベル”となる。この時はＰＡ、ＰＡ
Ｎ、ＰＢ、ＰＢＮの全ての出力がパルスモータを励磁し
ない状態となる。すなわち、Ｄタイプフリップ７０ツブ
回路人の出力ＱがナントゲートＤに入力している回路構
成をとる事だよって電源投入時にパルスモータが不用意
に回転してしまう車輻を避ける事ができる。

なお、Ｄタイプフリップ７０ツブＡの出力Ｑはパルスモ
ータ駆動パルス４０８の最初の１発以降は１Ｈレベル”
に維持されるため駆動回路本来の動作に支障を来たす事
はない。

次に機械式カウンタ４０５について説明する。

尚、本実施例において、機械式カウンタを用すているの
は、電源が切れてもあるいは現像器が取りはずされても
トナー状態を記憶しておくことが可能なためである。機
械式カウンタ４０５は第７図に示す様に現像器１０９ａ
の側面に固定される。現像器１０９ａが容易に着脱可能
に構成され、トナーが消耗すると現像器１０９ａを交換
する様な記録装置においては少くともトナーの消耗状況
を記憶する部材は現像器１０９ａに固定し、現像器の着
脱と同時に着脱する様な構成にする必要φ；ある。本実
施例においては機械式カウンタ４０５にこの様な機能を
持たせると共に、機械式カウンタ４０５を駆動するだめ
のメカニズム及び機械式カウンタ４０５のカウント結果
を読みとるためのセンサーを記録装置本体側に設ける事
によって装置の運用コストを最低に抑える様配慮しであ
る。

第８図は機械式カウンタ４０５を正面から見だ図である
。機械式カウンタ４０５はカウントを進めるに従って回
転していく円盤８０３を内蔵し、円盤８０３の様子を外
から検知するための窓８０］及び８０２を有する。

円盤８０３には窓８０１あるいは８０２から後述の反射
形光センナ及び人間の目によってカウンタの進行状況す
なわちトナーの消耗状況が検知あるいは監視できる様な
加工が成されている。

すなわち、例えば窓８０２にはトナーが十分に有る状態
では例えば白色の円盤面が現われており１反射形光セン
サーによっても人間の目によってもトナーが十分に有る
事を検知できる。

トナーが第１の消耗状況例えば９０％を消耗した状態で
は窓８０２には黒色の円盤面もしくは光を反射しない切
り欠き面が現われ、反射形光センサーによっても人間の
目によってもトナーが第１の消耗状況である事を検知で
きる。

窓８０１１７１：はトナーが十分に有る状態では例えば
白色の円盤面が現われており、反射形光センサーによっ
ても人間の目によってもトナーが十分に有る事を検知で
きる。トナーが第１の消耗状況例えば９０％を消耗した
状態では窓８０１には例えば黄色の円盤面が現われ、反
射形光センサーには白色との区別がつかずトナーは十分
に有るという検知をさせ、入間の目には第１の消耗状況
である事の認識をさせ゛る事ができる。

本発明の別の実施例では、黄色と白色とを区別して検知
できる反射形フォトセンサーを用いる事によって窓８０
２及び窓８０２のための反射形フォトセンサーを省き、
窓８０１及び窓８０１のための反射形フォトセンサーの
みによって同様の機能を果す事ができる。

！８図にもどり、トナーが第２の消耗状況例えば９９９
ｇを消耗した状態では窓８０１には黒色の円盤面もしく
は光を反射しない切り欠き面が現われ、反射形光センサ
ーによっても人間の目によってもトナーが第２の消耗状
況である事を検知できる。

、８９図は記録装訝本体側に構成されたパルスモータ４
０４．レバー４０９１反射形光センサー９０１及び９０
２の配置を示す図であって、第９図（ａ）は平面図、第
９図（ｂ）は正面図である。

第７図における現像器１０９に固定される機械式カウン
タ４０５と第９図におけるレバー４０９及び反射形光セ
ンサー９０１及び９０２との位置関係は、現像器１０９
を記録装置に正しくセットした時、レバー４０９が機械
式カウンタを進めるべく駆動し、第８図における窓８０
１が第９図における反射形光センサー９０１と対向し、
窓８０２が反射形光センサー９０２と対向する様に選ば
れる。

従って現像器１０９が記録装置にセットされた状態では
窓８０１あるいは窓８０２に現われている円盤８０３の
状態は反射形光センサー９０１あるいｌｌ１９０２によ
って検知される。現像器１０９が記録装置からはずされ
ている状態では窓８０１あるいは窓８０２に現われてい
る円盤８０３の状態を人間の目で確認する事ができる。

本実施例においては反射形光センサー９０１あるいは９
０２を円盤８０３の状態検知に用いている。また透過形
光センサーあるいはマイクロスイッチ等を用い得る様に
円盤８０３の形状あるいは色等を選ぶ事も可能である。

また、円盤８０３の形状として、トナーが十分に有る状
態の時に反射形光センサーが反射光を受光せず、第１あ
るいは第２の消耗状況にある時は反射光を検知する如く
選ぶ事も可能である。しかしながら円盤８０３を本実施
例の如き形状にする事は次に述べる様な利点をもたらす
。

すなわち、機は弐カクンタ４０５が実装されていない現
像器を記録後置にセットした場合は円盤８０３が存在し
ないため反射形光センサー９０１は反射光を受けとる事
ができず、トナーが第２の消耗状況【あると検知する。

従ってトナーの消耗状況を監視できない現像器を誤って
使用する事帽を避ける慣ができる。

トナーの第１の消耗状況及び第２の消耗状況をＡかなる
カウント数に設定するかは第４図におけるＬ４気式カウ
ンタ４０２の構成をカウント３ＮＥがプログラム町１ｊ
ヒな構成にしておく事だよって壬、火に選ぶ事ができる
。

不実施例に２いては、記録装置が使用される環境已度、
湿度、レーザー光量の変化、′シ子写真プロセスにおけ
る条件変化等を考慮した上で、４気式カウンタ４０２の
カウント数を決めている。すなわら、ＶＤＯ信号３０２
の同一積算値に対して実際に最もトナーを多く消費する
条件において、実際に９０％消費した８Ｒ算値に対応す
るカウント数を第１の消耗状況とし、実際に９６Ｘ消費
した積算値に対応するカウント数を第２の消耗状況とし
ている。

上述の条件でトナーを９６Ｘ消費した状態は、残るトナ
ーによって１頁の全面が黒である様な最もトナーを消費
する画像をあと２頁以上プリントできる状態である。

この様に記録装置がトナーの第２の消耗状況を検知して
も、さらに２頁以上のプリントが可能であるため、第１
の消耗状況の検知時点ではもちろんの事、第２の消耗状
況を検知した時点゛においても、記録装ＷＬは作動可能
な状態（レディ状Ａ＋１）を継続する。

第１の消耗状況の検知信号及びｚ２の消耗状況の検知信
号は記録装置内の電気回路によシ処理され、記録装置の
適当な場所に発光ダイオード等により表示されるかもし
くはインタフェースを通して記録装置外部の制御装置に
告知される。また本来の現像器以外の現像器の使用を防
止するため、第２の消耗状況を検知した場合は現像器交
換を指示する表示を行なっても良い。

本実施例においては、ＶＤＯ信号３０２の攪算カウンタ
ーをトナーの消耗状況の監視のために用いた。しかし同
様の原理に基づ＜Ｍ１￥、カウンターを半導体レーザー
の寿命の監視のために用いる事も可能である。その場合
は第４図におけるに−ＩＥＮＶ（−’ｉ号４０６及ＵＶ
ＥＮＶ信号４０７によるゲート入力は不要となる。

尚１本発明はレーザービームプリンタだ限らず他の記録
装置１（も使用できることは無論である０ ［効果］ 以上詳述した様に本発明によれば本来の交換部材以外の
ものが装填されてもそれを検知すること　　　　　゛が
できるので、装置の消耗、破損等を防ぐことができる。

尚、本発明は現像器のみが交換（着脱）可能である記録
装置に限らず他の記録装置、例えば感光ドラム、現像器
等が一体となって交換可能であるタイプの記録装置にも
適用できる。

【図面の簡単な説明】

ｇ１図は本発明が適用できるレーザービーム記録装置λ
の（１ζ成の一例を示す斜視図、第２図は現像器内にト
ナーセンサーを持つ従来例を示す図、 第３図は本発明の原理を示すタイムチャート、第４図は
本実施例における回路図、 Ｗ−５Ｄｉｎ　Ｉｔｉ　ＨＥ　Ｎ　Ｖ　信号４０６　、
　　Ｖ　Ｅ　Ｎ　Ｖ　信号４０７を説明するだめのタイ
ムチャート、第６図は本実施例におけるパルスモータ駆
動回路を示す図、 第７図は本実施例における現像器の斜視図、第８図は壁
械式カウンタの正面図、 第９図（ａ）、　　（ｂ）はパルスモータ及び光センサ
ーの配置を示す図である。 ここで４０１はアンドゲート回路、４０２は電気式カウ
ンタ、４０３はパルスモータ駆動回路、４０４はパルス
モータ、４０５！ｄ機械式カウンタ、４０９はレバー、
Ａ、　　Ｂ、　　Ｃはクリップフロップ回路、Ｄ−には
ナントゲート、　１０９ａは現像器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録媒体上に画像を記録する記録装置において、本体に
   対して着脱可能な画像形成手段を有す交換部材と、前記
   交換部材以外の部材が装填されていることを検知する検
   知手段とを有すことを特徴とする記録装置。