JPH0668647B2 - 画像濃度検出用静電潜像作成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ光走査により露光を行うレーザプリン
タにおいて、感光体上に画像濃度検出用の基準トナー像
を形成するための潜像を作成する画像濃度検出用静電潜
像作成装置に関する。

従来の技術 従来より、電子写真方式による複写機において、感光体
上に基準トナー像を形成し、その画像濃度を検出して記
録画像の濃度制御を行うことが知られている。この基準
トナー像の形成は、複写機の原稿台の一部にあらかじめ
基準濃度片を設けておき、この基準濃度片を原稿読取用
の光学系を利用して感光体表面に露光し、基準濃度片に
対応した静電潜像を形成し、次いで現像してトナー像と
することにより、行われている。ここで、使用する基準
濃度片としては、ベタ黒画像、光学的反射濃度が1.2以
下の灰色をしたもの、実公昭60−4188号に見られるよう
な、白色部と黒色部の組み合わせによるもの等が知られ
ている。

最近、画信号に大じて点滅或いは変調されたレーザ光
を、ポリゴンミラーなどで感光体表面に走査させ、静電
潜像を形成し、次いでその潜像の現像、転写を行うレー
ザプリンタが開発、使用されている。このレーザプリン
タにおいても画像濃度制御は必要であり、上記した複写
機におけるように、感光体表面に基準トナー像を形成
し、その濃度を検出することが考えられる。この場合に
おいて、画像濃度検出用静電潜像を形成するに当たり、
複写機に使用されるような基準濃度片を用い、これを光
源で照明し、その反射光を光学装置を用いて感光体上に
結像させるという方法は、前記潜像を形成する目的のみ
のために光源や、レンズ、ミラーなどの多大な光学装置
を必要とし、実用的でない。そこで、複写機においては
画像形成用の光学装置を、画像濃度検出用静電潜像作成
装置の一部として利用していたことに鑑みて、レーザプ
リンタにおいても、画像形成用のレーザ光走査装置を画
像濃度検出用静電潜像作成装置の一部として利用するこ
とが考えられる。

さて、レーザ光走査装置を画像濃度検出用静電潜像作成
に使用するには、所望の画像の静電潜像が感光体上に形
成されるように、所定の信号を発生する画像信号発生回
路をレーザ発光回路に接続し、レーザ発光回路を制御す
ればよい。この方法で作成した静電潜像を現像すること
により、画像濃度検出用の基準トナー像が形成される。
この場合に形成される基準トナー像としては、感光体上
を走査するレーザ光の光量を調整して作成した濃度の低
い、パターンのない基準トナー像と、レーザ光の点滅に
より形成した白色部と黒色部の組み合わせによってでき
るパターンを持った基準トナー像の二つがあり、後者の
例としては、特開昭60−49363がある。この二つの基準
トナー像のうち、パターンをもった基準トナー像を使用
する場合には、所定のパターン像作成のために画像信号
発生回路により、複雑なパターン信号を発生せねばなら
ず、その為に画像信号発生回路の構成が複雑となり、費
用の増大が無視できない。従って、経済的な面より、パ
ターンの無い、無地の濃度の低い基準トナー像を使用す
ることが好ましいと考えられる。

発明が解決しようとする問題点 ところが、レーザ光の光量を記録時の光量よりも低い所
定の値に設定し、このレーザ光で画像濃度検出用静電潜
像を作成し基準トナー像を形成する場合には、制御対象
とする電子写真プロセス条件、例えば二成分現像剤中の
トナー濃度が一定であっても、現像後の基準トナー像の
光学的濃度が一定にならないという問題のあることが判
明した。

本発明者はこの原因を検討した結果、基準トナー像の濃
度が感光体の温度変化に起因して変化していることを見
出した。以下、その理由を説明する。

レーザプリンタ用光源として使用される半導体レーザ
は、その発振波長が近赤外領域にあるために、レーザプ
リンタに使用される感光体は、赤外増感処理がほどこさ
れる。この赤外増感処理のために、従来の複写機用の感
光体と比較して、環境温度変化に対する感度の変化が大
きい。

第５図は、感光体上を走査するレーザ光の光量と、レー
ザ光走査後の感光体表面電位との関係を示すグラフであ
る。レーザ光光量が増大するにつれて、表面電位は低下
するが、その低下の度合は感光体温度によって異なり、
同一光量の場合、低温時の方が大きい。画像記録時のレ
ーザ光としては、第５図における光量＝ＰでレーザON状
態とし、これとOFF状態との２値が使われる。例えば、
反転現像方式による黒色現像が行われている場合には、
光量＝Ｐが黒画部、光量ゼロ（即ちレーザ光OFF）が白
画像部に相当する。そして画像濃度検出用静電潜像の作
成は、画像記録時のレーザ光光量より低い値Ｑの強さの
レーザ光を走査することによって行われる。ところが、
感度曲線が、低温時と高温時とで異なるために、露光後
の表面電位は、低温時ではV_H、高温ではV_Lとなり一定し
ない。

第６図にこの様子を図示している。レーザ光光量＝Ｐの
場合と光量ゼロ（レーザ発光せず）の場合は、感光体温
度変化による影響が少なく、表面電位はおおむね一定値
に保たれる。ところが、Ｐよりも少ない光量Ｑでは、図
示のように表面電位が低温では高く、高温では低くな
り、これを反転現像して得られる基準トナー像の光学的
反射濃度は、低温では淡くなり、高温では濃くなるとい
う結果を生むために、制御対象とする電子写真プロセス
条件、例えば二成分系現像剤中にトナー濃度が正しく反
映されない。また、仮に反転現像でなく、正規現像が行
われる場合には、第５図の光量＝Ｒの付近で基準トナー
像用の露光が行われるが、この場合にも第６図に点線で
示されるような表面電位となり、現像後の基準トナー像
の光学的反射濃度は、低温で濃くなり、高温では淡くな
るというように反転現像の場合とは逆の結果になるだけ
であり、やはり、制御対象とする電子写真プロセス条
件、例えば二成分系現像剤中のトナー濃度が正しく反映
されないという問題を生じることになる。

本発明は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、環境
温度変化等による感光体の感度変化に影響されることな
く、制御対象とする電子写真プロセス条件、例えば二成
分系現像剤中にトナー濃度が適正に反映される基準トナ
ー像を形成することができる、画像濃度検出用静電潜像
作成装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決するため、画像濃度検出用
静電潜像を、画像記録時に必要とされる光量より少ない
光量に設定したレーザ光の走査によって形成する装置に
おいて、感光体に接触又は近接させて温度検出手段を設
け、この温度検出手段による検出温度に応じて、画像濃
度検出用静電潜像作成時における前記レーザ光の光量を
制御するという構成を備えたものである。

作 用 本発明は上述の構成によって、環境温度変化等によって
感光体感度が変化しても、感光体ないしはその近傍の温
度によって、画像濃度検出用静電潜像作成時におけるレ
ーザ光の光量の値が制御されるために、画像濃度検出用
静電潜像の表面電位が環境温度によらず一定に保たれ
る。従って、現像後の基準トナー像の光学的反射濃度
は、制御対象とする電子写真プロセス条件、例えば二成
分現像剤中のトナー濃度が適正に反映するものとなり、
安定したプロセス制御、例えばトナー濃度制御が可能と
なる。

実施例 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を説明す
る。

第１図は本発明の一実施例である画像濃度検出用静電潜
像作成装置の概略構成を示すものであって、１はレーザ
光源であるレーザダイオード、２はコリメータレンズ、
３はレーザ光を主走査方向に走査させるポリゴンミラ
ー、４はｆ・θレンズ、５は表面に感光層を備えた感光
体、６は反射ミラーである。レーザダイオード１はレー
ザダイオード１を入力信号に応じて点滅させるレーザ発
光回路７が接続され、そのレーザ発光回路にはタイミン
グ制御回路８を介して画信号供給回路９及び画像信号発
生回路10が接続される。画信号供給回路９は記録すべき
画像に関する信号を供給するものであり、画像信号発生
回路10は画像濃度検出用の静電潜像を作成するための信
号を発生、供給するものである。これらの回路９、10か
らの信号はタイミング制御回路８によって選択されてレ
ーザ発光回路７に供給され、感光体５の画像領域には画
信号供給回路９からの信号に基づく画像が形成され、感
光体の画像領域外の位置には画像信号発生回路10からの
信号に基づく画像濃度検出用静電潜像が形成される。感
光体５の近傍には、温度検出器11が配置され、温度検出
器11には温度検出回路12が接続され、検出された温度に
応じた信号をレーザ光量算定回路13に入力として与え
る。レーザ光量算定回路13は、この信号を受けて、画像
濃度検出用静電潜像作成時におけるレーザ光量の適正値
を算定し、画像信号発生回路10に出力する。

感光体５の外周には、通常の電子写真プロセスを実行す
る帯電器15、現像器16、記録紙供給手段（図示せず）、
転写手段（図示せず）、定着手段（図示せず）、感光体
表面クリーニング手段（図示せず）等が配置されてい
る。更に、感光体５の近傍には、感光体５上に形成され
る画像濃度検出用の基準トナー像17を照射するLEDラン
プなどの光源18と基準トナー像17からの反射光を受ける
受光素子19が配置され、受光素子19には画像濃度検出回
路20が接続されている。一方、現像器16にはトナー補給
装置21とその駆動用のトナー補給モータ22が設けられ、
トナー補給モータ22は、画像濃度検出回路20からの信号
を入力するトナー補給制御回路23で制御されるようにな
っている。

次に、上記構成になる装置の動作を説明する。タイミン
グ制御回路８が画信号供給回路９を選択すると、その画
信号供給回路９からの画信号に応じてレーザ発光回路７
がレーザダイオード１を駆動して点滅するレーザ光を発
射させ、このレーザ光はポリゴンミラー３の回転により
感光体表面を走査して画信号に応じた静電潜像を形成す
る。この静電潜像は現像器16で現像され、記録紙に転写
され、その後記録紙に定着されて排出される。一方、タ
イミング制御回路８が画像信号発生回路10を選定した場
合には、その画像信号発生回路10からの信号に基づい
て、感光体５表面に画像濃度検出用の静電潜像が形成さ
れ、現像器16で現像されて基準トナー像17となる。この
時のレーザ光の光量はレーザ光量算定回路13によって定
められるもので、画信号供給回路９からの画信号に基づ
いて記録を行う場合のレーザ光よりも少ない光量となっ
ている。なお、詳細は後述する。作成された基準トナー
像17は感光体５の回転に伴い、光源18で照射され、その
反射光が受光素子19に入射し、受光素子19、画像濃度検
出回路20は基準トナー像17の画像濃度に応じた信号をト
ナー補給制御回路23に出力する。トナー補給制御回路23
はこの信号からトナーを補給すべきか否かを判定し、ト
ナー補給モータ22の回転と停止を制御し、トナー補給装
置21によるトナー補給を制御する。これによって、現像
器16内の二成分現像剤中のトナー濃度が適正な範囲に保
たれることとなる。

次に、本実施例のレーザ光量算定回路13で算定される基
準トナー像作成用のレーザ光光量について詳しく説明す
る。

第２図は、第５図と同じく感光体上を走査するレーザ光
の光量と、レーザ走査後の感光体表面電位との関係を示
すグラフである。いま、仮に画像濃度検出用静電潜像の
適正な表面電位がV_Oであったとする。この時、感光体の
表面電位をほぼ一定のV_Oに保つためには、感光体ないし
その近傍の温度変化に応じて、レーザ光光量を変えるこ
とが必要である。すなわち、感光体ないしはその近傍の
温度が高温（t_H）の時にはレーザ光光量をQ_Lとし、低温
（t_L）の時にはレーザ光光量をQ_Hとすることが必要であ
る。第３図は一定の表面電位V_Oを得るためのレーザ光光
量Ｑ（ｔ）と温度との関係を示すものである。第３図に
示す関係は、レーザ光算定回路13にあらかじめ入力され
ている。レーザ光算定回路13は温度検出回路12からの温
度信号に応じて、レーザ光光量Ｑ（ｔ）を演算し、その
値を画像信号発生回路10に出力する。従って、画像濃度
検出用静電潜像作成時のレーザ光光量は、この演算した
レーザ光光量Ｑ（ｔ）に制御されており、感光体表面に
形成される潜像の表面電位は温度変化にかかわらず、常
にV_Oに保たれる。

第４図は感光体温度と表面電位とレーザ光光量との関係
を示すグラフである。画信号供給回路９からの信号に基
づき画像記録を行う場合のレーザ光光量は、光量Ｐ（レ
ーザON）と光量ゼロ（レーザOFF）である。一方、画像
濃度検出用静電潜像作成時のレーザ光光量は、前記した
ようにレーザ光量算定回路13で演算された光量Ｑ（ｔ）
に制御されており、表面電位は常にV_Oに保たれている。

本実施例においては、レーザ光を走査する手段としてコ
リメータレンズ、ポリゴンミラー、ｆ・θレンズの組み
合わせによる光学系の例を示したが、ガルバノメータミ
ラー、その他の光学系によっても良いことは自明であ
る。また、制御対象とする電子写真プロセス条件は、二
成分現像剤中のトナー濃度に限られるものでなく、他の
電子写真プロセス条件、例えば帯電器による帯電量等で
あっても、本実施例と同様の効果が得られる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、画像濃度検
出用静電潜像を、画像形成時に必要とされる光量よりも
少ない光量に設定したレーザ光の走査によって形成する
に際し、感光体に接触又は近接させて配置される温度検
出手段による検出温度によって、前記レーザ光の光量を
制御するように構成したものであるので、環境温度変化
等によって感光体温度が変化して感度特性が変化して
も、画像濃度検出用静電潜像の表面電位を一定に保つこ
とができ、この静電潜像を現像して作成した基準トナー
像の光学的反射濃度は、制御対象とする電子写真プロセ
ス条件、例えば、二成分現像剤中のトナー濃度を適正に
反映するものとなり、安定したプロセス制御、例えばト
ナー濃度制御が可能となるという効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による画像濃度検出用静電潜
像作成装置を備えたレーザプリンタを概略的に示すブロ
ック図、第２図は上記実施例におけるレーザ光の光量と
レーザ走査後の感光体表面電位との関係を示す図、第３
図は上記実施例における感光体表面電位と感光体温度と
の関係をレーザ光光量をパラメータとして示した図、第
４図は上記実施例において一定の表面電位を得るのに必
要なレーザ光光量と感光体温度との関係を示す図、第５
図は通常の感光体におけるレーザ光光量と感光体表面電
位との関係を示す図、第６図は従来例における感光体温
度と表面電位との関係をレーザ光光量をパラメータとし
て示した図である。 １……レーザダイオード、３……ポリゴンミラー、５…
…感光体、７……レーザ発光回路、８……タイミング制
御回路、10……画像信号発生回路、11……温度検出器、
12……温度検出回路、13……レーザ光量算定回路、16…
…現像器、17……基準トナー像、18……光源、19……受
光素子、21……トナー補給装置、22……トナー補給モー
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に感光層を備える感光体と、この感光
   体の温度を検出する温度検出手段と、前記感光体に濃度
   検出用の基準トナー像を形成するレーザ光源と、このレ
   ーザ光源の出力を前記感光体の温度に基づいて補正する
   光量補正手段と、前記基準トナー像を可視像化する現像
   手段と、可視像化された前記基準トナー像の濃度を検出
   する濃度検出手段と、この濃度検出手段の検出結果に基
   づいて前記現像手段へトナーを補給する補給手段とを備
   える画像濃度検出用静電潜像作成装置。