JPH01209165A - 静電記録装置 - 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】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、複数の発光素子をアレイ状に並べた記録手段
によって静電潜像担持体上に静電潜像を形成する型式の
静電記録装置に関するものである。

［従来の技術］ 最近オフィスオートメーション（以下、ＯＡという）関
連装置の普及化が急速に進む中で、特にマイコンやオフ
コンの出力装置である、プリンタに文字、図形あるいは
写真などを印字するために、高解像度、高速性が要求さ
れている。

電子写真方式のプリンタは高速印字をすることができ、
かつ普通紙への記録を行なうことがてきる為に、ＯＡ分
野へ普及している。従来、レーザ半導体に画像信号を与
え、レーザから発光する光を回転多面鏡に与えその反射
光を光学的に感光ドラム上に結像させ、画像を得る静電
記録装置が一般的に使用されているが、レーザ光学系は
光路長が長く、かつ回転多面鏡等の回転体を有している
ために、装置の大型化、騒音及び信頼性等に問題がある
。

近年、騒音の少ない小型化の要求が強まり、自己発光型
のＬＥＤアレイや光の透過を制御する液晶シャッターア
レイ等の固体スキャナアレイと電子写真技術を組合せた
記録装置が脚光を浴びつつある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、例えばＬＥＤアレイの様に複数の発光素
子をアレイ状に並べたものでは、各々の発光素子間の光
量バラツキを完全になくすことができず、この光量バラ
ツキによる印字ライン幅のバラツキや、濃度のバラツキ
が問題となる。

この様な現象を防止するため、あらかじめＬＥＤアレイ
の各素子の光量を測定しておき、そのデータをＲＯＭ　
（読み出し専用メモリー）に記録しておき、ＲＯＭの内
容に従って、各素子の光量を補正する方法が知られてい
る。しかし、この方法では、初期の定常状態のＬＥＤの
各素子の光量バラツキしか補正できず、例えばＬＥＤ各
素子の使用条件の差（例えば発光時間は画像情報により
各素子は異なっている。）や、ＬＥＤ各素子の近傍の雰
囲気温度が異なることで各素子のプリンタ内での使用時
の光量変動を補正することは困難である。

これに対しても、例えば各ＬＥＤ素子の発光状態を安定
化させるためにＬＥＩ）アレイの温度を一定に保つため
の方法などがいろいろ工夫されているが、いまだ不充分
である。

またＬＥＤアレイの各素子が長期使用によって、汚れた
り、劣化したりした場合の光量バラツキの補正も困難で
ある。

上記問題は記録手段として、液晶シャッターアレイ、Ｐ
Ｌ２Ｔシャッターアレイ等を用いた場合でも同様である
。

本発明は、上記のような従来の発光素子のアレイを使用
する静電記録装置における諸問題を解決しようとするも
のである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の問題点を解決する手段として、複数の
発光素子をアレイ状に並べた記録手段によって静電潜像
担持体上に静電潜像を形成する静電記録装置において、
該記録手段の各発光素子の光量をモニターする１つの受
光素子を、上記の発光素子の配列方向に移動可能に設置
し、該受光素子によって検出された各発光素子の光量に
従ってそれぞれの発光素子の発光光量を制御する手段を
設けたことを特徴とする静電記録装置を提供する。

［作　　　用］ 本発明によれば、複数の発光素子をアレイ状に並べた記
録手段の各々の素子の光量を１つの受光素子により常時
受光し各発光素子の光量をモニターして、これにより各
受光素子の発光光量を制御することにより、各発光素子
の光量のバラツキを長期にわたってなくすことができ、
常に安定した印字を可能にする。

［実　施　例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図および′ｓ２図は、複数のＬＥＤ素子をアレイ状
に並べた記録手段によフて静電潜像担持体の面上に静電
潜像を形成する静電記録装置における各ＬＥＤ素子の光
量をモニターする１つの受光素子を上記のＬＥ［ｌ素子
の配列方向に移動可能に設けたＬＥＤアレイ部を示す図
である。図中、１は受光素子、２はしＥＩＩアレイホル
ダで、受光素子１はガイトレール４に沿って矢印ａで示
す方向に移動し、各ＬＥＤ素子の光量を検知した後、再
びホームポジションに戻り、次回の検知動作に備えるよ
うになっている。

ＬＥＤアレイはＬＥＤ素子ドライバ基板（不図示）とと
もに、ホルダ２に収納され、ＬＥＤの発光は集光性レン
ズアレイ３を通して、静電潜像担持体面（不図示）上に
焦点を結ぶ。受光素子１の移動はパルスモータ、ＤＣサ
ーボモータ等（不図示）の駆動手段によって行なわれ、
一定速度でガイドレール４上を移動する。またガイドレ
ール４上又はその近傍に受光素子１の位置を検出する手
段、例えば第１図に示したようなマグネット５及びホー
ル素子６を設け、これにより受光素子１のホームポジョ
ンを検知し、常に同じ位置から受光素子１が移動を始め
るようにすることでＬＥＤ各素子の光量検出精度が保証
される。これ以外にも受光素子１の位置検出手段として
は光の反射、透過を利用する方法も有効であり、この場
合、光源及び受光素子を必要とする。このとき、静電潜
像担持体として感光体を用いる場合には、受光素子１の
位置検出用の光源からの光による感光体の光疲労を防止
するために、光源から感光体へ向う光を遮光するための
手段を設けたり、あるいは感光体の感光層の塗布されて
いない部分で受光素子１の位置を検出するようにするの
がよい。第２図は受光素子１の位置検出のために画像域
外に伸びたＬＥＤ素子の発光を利用することを示したＬ
ＥＤアレイ部の略断面図である。この場合、画像域外の
あらかじめ定められたＬＥＤ素子の発光を受光素子１が
検知することにより、ホームポジションが決定される。

このようにすることで受光素子１のホームポジション検
出のために、特別な検出手段を設ける必要がなくなり、
さらに画像域外のＬＥＤ素子を利用しているため、画像
情報の印字時間中でも、画像情報に関係なく常に点灯が
可能で、ホームポジションがくずれることはない。

第３図は本発明を実施する静電記録装置の略断面図で、
図中、３２は静電潜像担持体を構成している感光体ドラ
ムで、Ｓｅ、アモルファスＳｉ、有機光導電体等によっ
て形成されている。

３１は１次帯電器、３３は現像器、３４は転写帯電器、
３５は分離除電器、３６はクリーニング装置、３７は前
露光用光源である。動作の際、感光体ドラム３２は１次
帯電器３１により均一に帯電され、画像情報に応じて変
調されたＬＥＤアレイ２の発光により該感光体ドラム３
２上に所望の静電潜像が形成され、該静電潜像は現像器
３３内の着色粒子（以下、トナーという）により現像さ
れ、可視像化される。感光ドラム３２上のトナー像Ｔは
転写帯電器３４により転写材Ｐに静電転写される。転写
帯電器３４により、転写材Ｐに与えられた電荷は分離除
電器３５により除去され感光ドラム３２との静電吸着力
が減少し、転写材Ｐは、その自重及び腰により感光ドラ
ム３２から分離し定着器（不図示）に搬送され転写材Ｐ
上のトナー像Ｔは永久定着される。感光ドラム３２上の
転写後残留するトナーはブレードクリーナ等のクリーニ
ング手段３６により除去され、ヒユーズランプ、ＬＥＤ
等の前露光光源３７で、感光ドラム３２上の帯電及び光
履歴が消去され、再び同じ画像形成プロセスが繰り返さ
れる。このときＬＥＤアレイ２の各ＬＥＤ素子の光量バ
ラツキは、移動する受光素子１により各ＬＥＤ素子の光
量を検知し、この光量検知レベルに応じて各ＬＥＤ素子
を駆動する電流を制御することによって各ＬＥＤ素子の
発光光量は一定に保たれる。

第４図は上記のＬＥＤ素子の光量を制御する回路を示す
ブロック図である。第４図中、４１はＬＥＤ素子、４２
はＬＥＤ素子を駆動するＬＥＤ　ドライバ、４３はしＥ
Ｄ素子の光量をモニターする受光素子、４４は該受光素
子を移動させるモータ、４５はサーボ回路を示す。４６
はＣＰＵ、　４７はクロック発生回路、４８はＲＡＭ、
４９はＤ／八へンバータ、５０は受光素子の出力を増巾
する増巾Ｉ、５１はＡ／Ｄコンバータ、５２はラッチ回
路である。

上記の回路においては、クロック発生回路４７からの基
本クロックに従い、ＬＥＤアレイ中の各ＬＥＤ素子はあ
らかじめＲＡＭに記録されたデータに基づいた駆動を流
によりＬＥＤ　ドライバにより駆動され順次発光する。

このとき、ＬＥＤ各素子の順次発光に同期するように受
光素子を移動させるモータが駆動されて各々のＬＥＤ素
子の発光光量を受光素子がモニターする。受光素子から
の出力は増幅されへ／Ｉｌｌコンバータを経て基本クロ
ックのタイミングで順次ラッチされＣＰＵに入力される
。ＣＰＵではこのデータに従い、各々のＬＥＤ素子の発
光量があらかじめ定められた光量になるように駆動電流
を演算し、その値をＲＡＭに人力し、ＲＡＭの内容を書
き換える。

このようにしてＬＥＤアレイの各ＬＥＤ素子間の光量バ
ラツキを補正するが、この制御は主に感光ドラムの画像
形成工程のための準備回転（いわゆる前回転）中又は連
続プリント動作中のページ間の画像形成工程中（いわゆ
る紙間）に行なわれる。

また本実施例ではＬＥＤアレイの各ＬＥＤ素子を各々１
つずつ順次発光させて、光量を測定したが、全てのＬＥ
Ｄ素子あるいは複数のＬＥＤ素子を発光させ、各々の光
量分布の和を測定し、そこから演算により各ＬＥＤ素子
の光量を求め制御することも可能である。

このように複数の発光素子を有する記録手段の各発光素
子の光量をモニターするための受光素子を１つとし、そ
れを移動させて、光量検出し、各発光素子の光量を制御
することで、例えば複数の光量検出素子又は複数の光量
検出部を有する素子を使用するのに比べ光量検出のため
の受光素子の感度のバラツキによる光量検出値の狂いが
生じることなく、全ての発光素子の光量は同一の受光素
子からの出力で制御されるため、極めて安定した制御系
となる。

第５図は本発明に係る静電記録装置の他の実施例を示す
略断面図である。画像形成プロセスは′ＭｉＪ３図に示
したものと同様であるが、第５図に示す実施例ではそれ
に加えて感光ドラム３２上の表面電位を検出する電位セ
ンサ３８を設けている。このときのＬＥＤアレイの光量
制御回路及び感光ドラム３２表面電位制御回路のブロッ
ク図を第６図に示し、第７図には制御のフローを示す。

第６図において、第４図に示す回路と同様の部分は同じ
符号にて指示する。この回路の動作を第７図に示すフロ
ーチャートによって説明する。

５ＴＥＰ　１で、ＬＥ［］光量制御（Ｉ）によって前記
の実施例で示したものと同様の方法で、ＬＥＤアレイの
各ＬＥＤ素子の光量バラツキ（ＬＥ）を所定の値ａ（％
）以下に抑える制御を繰り返し行ない、ある規定回数（
Ｎｏ）以上の制御によってもＬＥが補正されない場合に
は次のステップに移る。この時、各ＬＥＤ素子の光量は
ＲＡＭ　４８Ａに記録された基準光量と比較することに
よって制御される。本実施例ては、ａが１〜５％、Ｎ。

が５回で、充分な画像性及び、制御の収束性を得ること
ができる。つづいて５ＴＥＰ　２では感光ドラム３２の
暗部電位Ｖ、を制御する。このときの制御回路のブロッ
ク図は、第６図に示すように、電位センサ３８によって
検出された感光ドラムの表面電位は、電位検出回路３９
を通してＣＰｔ１４６にフィードバックされ、ＣＰｔ１
４６により高圧回路４０（とくに１次帯電用）の出力が
制御される。感光ドラムの暗部電位■。が所定電位■。

。とＶＤＩの間に収束するか、あるいは規定回数Ｎ１゜
以上の制御が行なわれたときに、次のステップに移る。

このとき所定電位Ｖ。。。

ＶＤＩは使用する感光ドラムの材質によって異なるが、
例えば感光ドラムとして有機光導電体（以下ＯＰＣと略
す）を用いた場合などは■。０が−６００〜−８００Ｖ
　、　Ｖ　、、が−５００〜−７００Ｖ　ノ間でかっｌ
ｖ。１　Ｖｏｏｌ≦１００■であることが好ましい。ま
た規定回数ＮＩＯも５回程度で十分な電位収束性を得る
ことができ、制御に要する時間も短かくて済む。次に５
ＴＥＰ　３では５ＴＥＰ　１であらかしめＬＥＤアレイ
各素子の光量バラツキ八Ｅが十分補正された状態で感光
ドラム３２の明部電位■Ｌを制御する。これは電位セン
サ３８で検出される電位は１つ１つのＬＥＤ素子の露光
領域に比べて十分大きな領域の平均値を検出するために
、光量バラツキ△Ｅの大きな状態で■、を測定した場合
、そのｖＬを得るための光量を算出することができない
ためである。従って、十分光量バラツキ△Ｅの補正され
たＬＥＤアレイによって照射された部分のｖＬを測定す
ることで、その■しを得るための光量は容易にしかも十
分確度が高く算出することができる。５ＴＥＩ’　３の
制御内容は感光トラム３２上の明部電位を電位センサで
測定し、該測定結果ｖＬが所定電位ＶＬＯ，ＶＬｌの間
にない場合にはＣＰＵにより、ＲＡＭ　４８Ｂに記録さ
れたＬＥＤアレイ中の各ＬＥＤ素子の駆動電流を各々同
じ比で増加させるか又は減少させることにより書き換え
、再びこのデータに従い、ＬＥＤアレイを発光させｖし
を測定する。■、が所定電位に収束したときの各ＬＥＤ
素子の光量はＲＡＭ　４８Ａに記録される。

電位センサによる電位検出時には、画像域のＬＥＤ素子
が全て発光するかあるいは電位センサの測定部を十分カ
バーてきるたけのＬＥＤ素子が発光すればよい。この場
合、画像域のＬＥＤ素子が全て発光すればＬＥＤ各素子
の発光履歴が揃い易くなり、素子間の光量バラツキとい
う面では有利だが、例えば明部電位部（ＶＬ）にトナー
を現偉する反転現象方式を採用している記録装置では不
必要なトナーの消費を増すという欠点も有り、また後者
ではこの逆のことがいえるため、本発明を適用する記録
装置に応じて方法は適宜選ぶことができる。また所定電
位■、。。

ＶＬＩは例えば感光ドラム３２としてＯＰＣを用いた場
合ＶＬＯが−１００〜−２５０Ｖ　、　Ｖ　Ｌ、が−３
０〜−１５０■の間が好ましく　ｌ　ＶＬＯＶＬＩ　ｌ
　ハ１００　Ｖ以下が好ましい。制御規定回数Ｎ２０は
５ＴＥＰ　２と同様のことがいえる。

５ＴＥＰ　４では５ＴＥＰ　３においてＬＥＤ素子の駆
動電流を記録したＲＡＭの内容が書き換えられたために
再びＬＥＤの各素子間の光量バラツキ△Ｅを補正するた
めの制御を行なう。このとき電位センサ３８の測定領域
内及び近傍のＬＥＤ素子の発光光量を測定し、その値を
ＲＡＭ　４８Ａに記録し平均をとりその光量を基準値と
して各素子の光量を測定し制御する。このときの制御内
容は５ＴＥＰ　１と同様である。またこの時の光量基準
値が次回の制御動作における５ＴＥＰ　１の光量基準値
として用いられる。

以上の様な制御を行なうことにより、ＬＥＤアレイの各
ＬＥＤ素子の光量バラツキを補正できるだけでなく、感
光ドラムの電位変動及び受光素子の光量感度の変動も補
正して、常に安定した潜像条件を保証することができる
。

第８図は本発明の他の実施例で、移動する受光素子１に
加えて移動するクリーナ７を設けである。クリーナ７は
受光素子１の移動に伴い、ＬＥＤアレイの各ＬＥＤ素子
面上に接し、ＬＥＤ素子面上の汚れをクリーニングする
作用をもつ。このように受光素子１による光量検出に先
立ち、ＬＥＤ素子の表面をクリーニングすることで、Ｌ
ＥＤ素子がトナー等の機内飛散で汚れた場合などＬＥＤ
素子の光量を増加させるために過度に駆動電流を流し、
素子の劣化を早めたり、破壊したりすることがなくなる
。そのためＬＥＤアレイの寿命を長くすることが可能と
なる。このときクリーナフの材買としてはナイロン、ポ
リエステル等の繊維をフェルト状に植毛したもの、ナイ
ロン、レーヨン等からなるブラシ、エクセーヌ（商品名
）、クラリーノ（商品名）等の人工皮革及びフェルト、
ブラシを複合化したものが用いられる。また受光素子１
をクリーニングする手段を設けれはさらに上記効果を増
すことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように複数の発光部をアレイ状に並べた記
録手段の各々の発光部の光量をモニターする受光素子を
１つ有し、該受光素子を発先部の配列方向に８動可能と
し、同一の受光素子により、各発光部の光量を検知し制
御することにより受光素子の感度バラツキがないことに
より各発光部の光量のバラツキが非常に少なくなり、印
字ラインの幅や画像濃度のバラツキがない記録装置を得
ることができる。さらに上記効果に加え感光体の表面電
位を検出する手段又は、発光部のクリーニング手段を設
けることで、長期にわたって安定した潜像電位を得るこ
とができ、さらに記録手段の寿命を伸ばすことが可能と
なる。

以上の説明はＬＥＤアレイについて行なってきたが、本
発明は液晶シャッターアレイ、レーザーダイオードアレ
イ、等にも適用できることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のＬＥＤアレイ部の斜視図、第
２図は第１図に示すＬＥＤアレイ部の略断面図、第３図
は本発明が適用される静電記録装置の略断面図、第４図
はＬＥＤ素子光量制御回路のブロック図、第５図は本発
明の他の実施例を示す静電記録装置の略断面図、第６図
は第５図に示す静電記録装置におけるＬＥＤ素子光量制
御回路のブロック図、′ｆ％７図は第６図に示す回路に
おけるＬＥＤ素子光量制御及び感光体電位制御を説明す
るフローチャート第８図は本発明のさらに他の実施例に
おけるＬＥＤアレイ部の斜視図である。 １・・・受光素子　　　　　２・・・ＬＥＤアレイホル
ダ３・・・集光性レンズアレイ ４・・・ガイドレール　　　５・・・マグネット６・・
・ホール素子　　　　３１・・・１次帯電器３２・・・
感光ドラム　　　　３３・・・現像器３４・・・転写帯
電器　　　　３５・・・分離除電器３６・・・クリーニ
ング装置　３７・・・前露光用光源３８・・・電位セン
サ 第１図 １、受光系子 ２、ＬＥＤアレイホルク ３、策尤杜しンズアしイ ４、万イドレール ５、マグネット ６、ホール末子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　複数の発光素子をアレイ状に並べた記録手段によっ
   て静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電記録装置
   において、該記録手段の各発光素子の光量をモニターす
   る１つの受光素子を、上記の発光素子の配列方向に移動
   可能に設置し、該受光素子によって検出された各発光素
   子の光量に従ってそれぞれの発光素子の発光光量を制御
   する手段を設けたことを特徴とする静電記録装置。