JPH07137344A

JPH07137344A - 印刷装置

Info

Publication number: JPH07137344A
Application number: JP5285071A
Authority: JP
Inventors: Toshimi Fukuoka; 敏美福岡
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体に付着した印刷用現像材の濃度検出
を、印刷結果に直結した濃度検出にて行なえ、プリント
用紙に印刷された画像の濃淡品質を一定に保つ。【構成】情報信号Ｓｖに、感光体２に対して連続的な
濃度勾配の静電潜像を形成するための階調信号Ｓｓを付
加する付加回路２２と、感光体２に対して検出光Ｌｓを
出射する発光素子３１と、感光体２で反射した検出光Ｌ
ｓを受光して、その受光レベルに応じた光検出信号ｓｉ
に変換する受光素子３２と、情報信号Ｓｖと階調信号Ｓ
ｓとのブランキング期間に、ＰＷＭにより検出光Ｌｓの
出力を制御して、受光素子３２による受光レベルを所定
レベルに設定するＰＷＭ回路３４と、上記所定レベルの
信号成分Ｓｍを抽出するＳ／Ｈ回路４２と、このＳ／Ｈ
回路４２にて抽出された信号成分Ｓｍと階調信号成分Ｓ
のレベル比較を行なうコンパレータ４４と、このコンパ
レータ４４から出力される一方の極性信号を計数する計
数回路４５とを設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、装置内のメモリに展開
された印刷イメージをレーザ光で電子写真化し、感光体
（ＯＰＣ：Organic Phot Conductor）に転写してプリン
ト用紙に印刷する一般にレーザプリンタと称される印刷
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、印刷装置として、レーザプリン
タ，インクジェットプリンタ，感熱プリンタ，ドットイ
ンパクトプリンタなど、様々な印刷装置が提案され、実
用化に至っている。

【０００３】これら印刷装置の中でも、印刷した画像の
鮮明さ、印刷速度の高速性、印刷動作時における騒音の
低さ等からレーザプリンタが一般に広く使用されてい
る。

【０００４】このレーザプリンタは、ポリゴンミラーと
称されるミラーに対して画像信号で変調したレーザ光を
出射・走査し、感光体（ＯＰＣ）に上記ポリゴンミラー
で反射した反射光を照射することにより、感光体に光量
に応じた導電性をもたせる。その後、感光体の放電によ
って、シートと称される表面上に静電潜像、即ち、感光
体上に形成される原画像の濃淡に応じたパターンの静電
気帯電パターンを得る。

【０００５】そして、この帯電パターンが形成された感
光体の表面に印刷用現像材であるトナーを付着させ、更
にこのトナーを付着させた感光体とプリント用紙を密着
させ、密着状態のままこれらを加熱及び加圧して原画像
データに対応したトナーをプリント用紙に付着、安定さ
せて原画像データに応じた画像をプリント用紙に印画
（印字）するものである。

【０００６】このレーザプリンタを使用する際は、例え
ば映像処理装置やパーソナルコンピュータ等の機器に接
続し、これらの機器上で使用しているソフトウェアで処
理した画像データや各種情報をレーザプリンタに供給
し、これら画像データや各種情報に応じた画像や情報を
プリント用紙に印刷するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
印刷装置においては、感光体に付着したトナーの濃度を
客観的に検出する方法がなく、もっぱら目視にて確認す
る以外方法がなかった。最近では、特に湿式プリンタに
おいて、トナーとワックスを溶融させて得たインクを例
えば発光素子及び受光素子からなる光センサにて光学的
に検出することによりトナーの濃度を間接的に測定する
方法が提案されている。

【０００８】この方法の場合、確かにトナーの濃度を客
観的に知ることはできるが、実際に感光体に付着したト
ナーの濃度を確認することができないという問題があ
る。このことから、プリント用紙に印刷された画像の濃
淡品質を一定にする目的としてトナーの濃度を調整する
場合において、テスト印字を繰り返し行なってトナーの
濃度調整を行なう必要があり、非常にめんどうである。

【０００９】また、上記湿式プリンタにおけるトナーの
濃度を光学的に検出する場合、トナー自体が光吸収体と
して作用することから、発光素子から出射される光の出
力強度が低い場合、その光がトナーにて全吸収され、濃
度検出として満足できる光透過を達成させることができ
ない。従って、高出力の発光素子及び高感度の受光素子
を用いる必要があり、コストが非常に高くなるという不
都合が生じ、また、高出力であることから温度上昇を伴
い、受光素子での光検出精度がその温度上昇によって劣
化するという不都合がある。

【００１０】一方、乾式プリンタにおいては、上述した
ように、感光体に付着したトナーの濃度を直接的に検出
する方法並びに湿式プリンタのようにトナーの濃度を間
接的に検出する方法が存在しないが現状である。

【００１１】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、感光体に付着した印刷
用現像材の濃度を直接的に、かつ客観的に検出でき、即
ち、印刷結果に直結した濃度検出を行なうことができ、
プリント用紙に印刷された画像の濃淡品質を一定に保つ
ことができる印刷装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、定速で移動し、かつ任意の光反射率を有する感光
体２に、情報信号Ｓｖに応じた静電潜像を形成し、感光
体２に印刷用現像材を付着させて感光体２表面に情報信
号Ｓｖに応じた印刷用現像材による画像パターンＶＰ
（図５参照）を形成し、印刷用現像材による画像パター
ンＶＰをプリント用紙１２に転写し、定着させることに
より、情報信号Ｓｖに応じた画像をプリント用紙１２に
印刷する印刷装置において、上記情報信号Ｓｖに、感光
体２に対して連続的な濃度勾配の静電潜像を形成するた
めの階調信号Ｓｓを付加する信号付加手段２２と、感光
体２に対して検出光Ｌｓを出射する発光手段３１と、感
光体２で反射した検出光Ｌｓを受光して、その受光レベ
ルに応じたレベルの電気信号ｓｉに変換する受光手段３
２と、上記情報信号Ｓｖと階調信号Ｓｓとのブランキン
グ期間Ｔｂに、パルス幅変調により検出光Ｌｓの出力を
制御して、受光手段３２による受光レベルを所定レベル
Ｌｃに設定するレベル設定手段（例えばＰＷＭ回路３４
及びタイミング発生器３５）と、所定レベルＬｃに対す
る階調信号成分Ｓのレベル及び出力タイミングに基づい
て、感光体２に付着された印刷用現像材の濃度を検出す
る濃度検出手段３３とを設けて構成する。

【００１３】上記濃度検出手段３３としては、階調信号
成分Ｓの開始時刻と、階調信号成分Ｓのレベルが所定レ
ベルＬｃと一致した時刻との差分時間Ｔに基づいて、感
光体２に付着された印刷用現像材の濃度を検出するよう
にしてもよい。

【００１４】この場合、ブランキング期間Ｔｂにおける
所定レベルＬｃの信号成分Ｓｍを抽出するサンプルホー
ルド回路４２と、該サンプルホールド回路４２にて抽出
された所定レベルＬｃの信号成分Ｓｍと階調信号成分Ｓ
のレベルとの比較を行なうコンパレータ４４と、該コン
パレータ４４から出力される一方の極性信号を計数する
計数回路４５とを設けて構成することができる。

【００１５】なお、発光手段３１を応答速度の速い発光
ダイオード、受光手段３２を応答速度の遅い光導電セル
にて構成することができる。

【００１６】

【作用】本発明に係る印刷装置においては、まず、信号
付加手段２２にて、情報信号Ｓｖに、感光体２に対して
連続的な濃度勾配の静電潜像を形成するための階調信号
Ｓｓを付加する。そして、定速で移動し、かつ任意の光
反射率を有する感光体２に、上記情報信号Ｓｖと階調信
号Ｓｓに応じた静電潜像が形成され、この状態で感光体
２に印刷用現像材が付着され、各静電潜像に応じた印刷
用現像材による画像パターンＶＰ及び階調パターンＳＰ
が感光体２の表面に形成される。

【００１７】この状態において、発光手段３１から出射
された検出光Ｌｓが感光体２に照射され、該感光体２に
て反射された検出光Ｌｓが受光手段３２にて受光される
ことになる。受光手段３２は、受光された検出光Ｌｓの
受光レベルに応じた電気信号ｓｉに変換する。このと
き、レベル設定手段にて、情報信号Ｓｖと階調信号Ｓｓ
とのブランキング期間Ｔｂに、パルス幅変調により検出
光Ｌｓの出力が制御され、受光手段３２による受光レベ
ルが所定レベルＬｃに設定される。

【００１８】従って、受光手段３２にて変換される電気
信号ｓｉは、感光体２の表面に形成された画像パターン
ＶＰ（情報信号Ｓｖに応じたパターン）の検出に伴う信
号成分と、階調パターンＳＰ（階調信号Ｓｓに応じたパ
ターン）の検出に伴う信号成分Ｓと、これら信号成分の
間において現出する所定レベルＬｃの信号成分Ｓｍであ
る。

【００１９】そして、濃度検出手段３３において、所定
レベルＬｃに対する階調信号成分Ｓの受光レベル（即
ち、階調パターンＳＰの検出に伴う信号成分Ｓのレベ
ル）と、階調信号成分Ｓの出力タイミングに基づいて、
上記感光体２に付着された印刷用現像材の濃度を検出す
る。

【００２０】このように、本発明に係る印刷装置におい
ては、感光体２に形成された印刷用現像材によるパター
ンＶＰ及びＳＰのうち、階調信号Ｓｓに基づいて感光体
２に形成された連続的な濃度勾配のパターンＳＰに発光
手段３１から出射された検出光Ｌｓを照射し、その反射
光Ｌｓを受光手段３２にて検出して、その検出レベル
と、レベル設定手段によって設定された所定レベルＬｃ
とに基づいて濃度を検出するようにしたので、感光体２
に付着した印刷用現像材の濃度を直接的に、かつ客観的
に検出でき、即ち、印刷結果に直結した濃度検出を行な
うことができ、プリント用紙１２に印刷された画像の濃
淡品質を一定に保つことができる。

【００２１】特に、濃度検出手段３３を、階調信号成分
Ｓの開始時刻と、階調信号成分Ｓの受光レベルが所定レ
ベルＬｃと一致した時刻との差分時間Ｔに基づいて、感
光体２に付着された印刷用現像材の濃度を検出するよう
に構成すれば、受光手段３２にて変換された電気信号ｓ
ｉに環境温度の変化にともなうドリフト成分や外乱ノイ
ズ成分が発生、混入したとしても、上記差分処理によっ
てこれらドリフト成分や外乱ノイズ成分を打ち消すこと
ができる。その結果、印刷用現像材の濃度を、受光手段
３２の温度特性に依存されることなく、高精度に、かつ
安定に検出することができる。

【００２２】そして、上記濃度検出手段３３を、ブラン
キング期間Ｔｂにおける所定レベルＬｃの信号成分Ｓｍ
を抽出するサンプルホールド回路４２と、該サンプルホ
ールド回路４２にて抽出された所定レベルＬｃの信号成
分Ｓｍと階調信号成分Ｓのレベルとの比較を行なうコン
パレータ４４と、該コンパレータ４４から出力される一
方の極性信号を計数する計数回路４５にて構成すること
により、階調信号成分Ｓの開始時刻と、階調信号成分Ｓ
の受光レベルが所定レベルＬｃと一致した時刻との差分
時間Ｔに基づいて、感光体２に付着された印刷用現像材
の濃度を検出する濃度検出手段３３を簡単に構成させる
ことができ、印刷用現像材の濃度を、受光手段３２の温
度特性に依存されることなく、高精度に、かつ安定に検
出することができる濃度検出手段３３の構成の簡略化、
ひいては印刷装置のコストの低廉化を図ることができ
る。

【００２３】なお、以下の実施例においては、本発明に
係る印刷装置の最適な構成について説明してあるが、本
発明は、その構成に限定されることなく、印刷用現像材
を用いたプリンタ全般に適用可能である。

【００２４】

【実施例】以下、本発明に係る印刷装置をレーザプリン
タ（ページプリンタ）に適用した実施例（以下、単に実
施例に係るプリンタと記す）を図１〜図７を参照しなが
ら説明する。

【００２５】この実施例に係るプリンタは、図１に示す
ように、図示しないモータによって定速で一方向に回転
する円筒状の送りローラ１と、この送りローラ１の例え
ば表面に形成（又は取り付けられた）された感光体（Ｏ
ＰＣ）２と、この感光体２に後述するポリゴンミラー３
を介してレーザ光Ｌを照射するレーザダイオード４と、
レーザダイオード４を駆動するための変調駆動回路５
と、レーザダイオード４から出射されたレーザ光Ｌが照
射され、この照射されたレーザ光Ｌを感光体２（送りロ
ーラ１）の軸方向に沿って走査させながら感光体２に反
射させるポリゴンミラー３と、このポリゴンミラー３を
高速に一方向に回転駆動するポリゴンモータ６と、着色
した樹脂製微粉末又はインク、いわゆるトナーが貯蔵さ
れ、この貯蔵されたトナーを感光体２に付着させる現像
部７とを有する。この現像部７に貯蔵されるトナーは、
乾式及び湿式を問わない。

【００２６】また、このプリンタは、感光体２の表面に
コロナ放電によって静電気イオンを付着させて、感光体
２を一様に帯電させる帯電部１１と、送りローラ１によ
って搬送されるプリント用紙１２の裏面から電界を加え
て感光体２の表面に形成されたトナーによる画像パター
ン（一般に、トナー像と称されている）をプリント用紙
１２に転写する転写部１３と、プリント用紙１２に転写
されずに感光体２の表面に残留したトナーを取り除くク
リーニング部１４と、プリント用紙１２に転写されたト
ナーを熱によって溶解し、又は圧力を加えることによっ
てプリント用紙１２上のトナー像をプリント用紙１２の
表面に定着させる定着部１５とを有して構成されてい
る。

【００２７】なお、駆動変調回路５は、レーザダイオー
ド４を駆動するための駆動電流信号ｉを、その入力端子
（図示せず）に供給された印刷用情報信号Ｓｗにて変調
を行なって、レーザダイオード４から出射されるレーザ
光Ｌを印刷用情報信号Ｓｗに応じて光変調（オン・オフ
変調）させる回路である。

【００２８】そして、本実施例に係るプリンタにおいて
は、感光体２の周辺、特に現像部７と転写部１３間にお
ける感光体２の周辺部分に光センサ２１が配され、また
変調駆動回路５の前段に階調信号Ｓｓを付加するための
付加回路２２が接続されて構成されている。

【００２９】上記付加回路２２は、図示するように、入
力端子φｉｎに供給された画像信号Ｓｖからページ送り
に関する制御コードＣを検出し、パルス信号Ｐｃとして
出力するコード検出回路２３と、このコード検出回路２
３からのパルス信号Ｐｃ及びクロック発生回路２４から
の基準クロック信号Ｓｃに基づいて、１つのパルス信号
Ｐｃに対して１つの三角波状の階調信号（最初の段階で
ピークまで立ち上がり、その後、連続的にレベルが低下
する信号）Ｓｓを発生し、出力する階調信号発生回路２
５と、入力端子φｉｎに供給された画像信号Ｓｖと上記
階調信号発生回路２５からの階調信号Ｓｓとを合成する
合成回路２６とを有して構成されている。

【００３０】そして、この階調信号Ｓｓは、図３に示す
ように、タイミング的に１ページ分の画像信号Ｓｖの後
ろの部分に挿入される。即ち、各ページの画像信号Ｓｖ
の間に階調信号Ｓｓが挿入されることになる。

【００３１】一方、光センサ２１は、図２に示すよう
に、感光体２に対して検出光Ｌｓを出射する発光素子３
１と、感光体２の表面にて反射した検出光Ｌｓを受光し
て、その受光量に応じた電気信号（光検出信号）ｓｉに
変換する受光素子３２と、受光素子３２からの光検出信
号ｓｉに基づいて濃度データＤを作成する濃度検出回路
３３とを有して構成されている。

【００３２】そして、発光素子３１の前段には、パルス
幅変調回路（以下、単にＰＷＭ回路と記す）３４が接続
されており、このＰＷＭ回路３４は、入力端子φに供給
された基準信号Ｓｂに基づいてパルス幅変調信号（以
下、単にＰＷＭ信号と記す）Ｓｐを発生し、駆動信号と
して発光素子３１に供給して該発光素子３１を発光させ
る。この場合、発光素子３１の光出力は、図４に示すよ
うに、ＰＷＭ回路３４から出力されるＰＷＭ信号Ｓｐの
デューティ比がアクティブ期間Ｔａ＜休止期間Ｔｎのと
き弱くなり、上記デューティ比がアクティブ期間Ｔａ＞
休止期間Ｔｎのとき強くなる。このＰＷＭ回路３４は、
通常時、デューティ比がアクティブ期間Ｔａ＞休止期間
ＴｎであるＰＷＭ信号Ｓｐを出力する。

【００３３】また、上記ＰＷＭ回路３４は、タイミング
発生回路３５からの制御パルスＰｃｃの入力に基づい
て、ＰＷＭ信号Ｓｐのデューティ比をアクティブ期間Ｔ
ａ＜休止期間Ｔｎに切り換えて出力する。上記制御パル
スＰｃｃは、図３に示すように、１ページ分の画像信号
Ｓｖと階調信号Ｓｓの間におけるブランキング期間Ｔｂ
中に出力される。従って、この制御パルスＰｃｃが入力
されている期間Ｔｃにおいては、図４に示すように、デ
ューティ比がアクティブ期間Ｔａ＜休止期間Ｔｎである
ＰＷＭ信号Ｓｐが出力され、発光素子３１の光出力が弱
くなり、制御パルスＰｃｃが入力されない期間において
は、上記デューティ比がアクティブ期間Ｔａ＞休止期間
ＴｎであるＰＷＭ信号Ｓｐが出力され、発光素子３１の
光出力が強くなる。

【００３４】このことから、制御パルスＰｃｃが入力さ
れている期間Ｔｃにおける感光体２の反射率が疑似的に
下がることになり、受光素子３２にて受光されるレベル
は低いものとなる。ここで、上記制御パルスＰｃｃが入
力されている期間Ｔｃにおける受光レベルについて説明
すると、まず、レーザダイオード４からのレーザ光Ｌの
感光体２への照射によって、画像信号Ｓｖ及び階調信号
Ｓｓの波形に応じて感光体２の表面に静電潜像が形成さ
れる。そして、図５に示すように、感光体２に形成され
た静電潜像へのトナーの付着によって画像信号Ｓｖに応
じたトナーによる画像パターンＶＰ及び階調信号Ｓｓに
応じたトナーによる階調パターンＳＰが現像形成される
ことになる。

【００３５】発光素子３１から出射される検出光Ｌｓ
は、この現像形成された画像パターンＶＰ、階調パター
ンＳＰ並びに各パターンＶＰ及びＳＰ間に存在する無信
号領域ＮＺに対して照射されて、各パターンＶＰ及びＳ
Ｐのトナー濃度並びに無信号領域ＮＺの感光体２表面の
反射率に応じた変調を受けて反射され、受光素子３２に
受光されることになる。

【００３６】このときの受光レベルは、図６に示すよう
に、画像パターンＶＰに検出光Ｌｓが照射されている期
間Ｔｖにおいては、その画像パターンＶＰのトナー濃度
に応じたレベル波形となり、階調パターンＳＰに検出光
Ｌｓが照射されている期間Ｔｓにおいては、その階調パ
ターンＳＰのトナー濃度に応じたレベル波形となる。こ
の場合、受光レベルの波形は、階調信号波形（Ｓｓ）に
応じたレベル波形となり、階調パターンＳＰの開始時が
ピーク値で、時間の経過に従って徐々に連続的にそのレ
ベルが低下する波形となる。

【００３７】そして、画像パターンＶＰと階調パターン
ＳＰ間に存する無信号領域ＮＺ中、特にＰＷＭ回路３４
に制御パルスＰｃｃが入力されている期間Ｔｃにおける
無信号領域ＮＺの受光レベルＬｃは、階調パターンＳＰ
におけるトナー濃度が最も高い状態でのピークレベルＬ
ｐと、感光体２での全反射レベル（図６において０レベ
ルで示す）とのほぼ中間レベルに設定されている。

【００３８】ところで、上記発光素子３１は、ＬＥＤな
どの応答速度の速いもの、即ち、ＰＷＭ回路３４から出
力されるＰＷＭ信号Ｓｐに十分応答できるような応答速
度を有するものが用いられる。一方、受光素子３２は、
ＣｄＳにより構成された光導電セル等で、特に、ＰＷＭ
信号Ｓｐを十分平均化できる程度に応答速度の遅いもの
が用いられる。

【００３９】他方、濃度検出回路３３は、受光素子３２
からの光検出信号ｓｉをあるゲインにて増幅する増幅器
４１と、この増幅器４１からの出力信号Ｓｉ中、タイミ
ング発生回路３５から供給されるサンプリングパルスＰ
_SHの例えば高レベルの期間Ｔ _SHにおける信号成分Ｓｍを
抽出するサンプル・ホールド回路（以下、単にＳ／Ｈ回
路と記す）４２と、このＳ／Ｈ回路４２にて抽出した信
号成分Ｓｍの信号レベルＬｃと、増幅器４１からゲート
回路４３を介して送出される出力信号Ｓの信号レベルと
を比較するコンパレータ４４と、このコンパレータ４４
からの比較結果信号Ｓｏのうち、一方の極性の信号成分
における出力期間を計数する計数回路４５とを有して構
成されている。計数回路４５での上記期間の計数は、上
記期間において例えばタイミング発生回路３５から供給
される計数パルスｂｃのパルス数を計数することにより
行なわれる。なお、上記増幅器４１は、ＰＷＭ回路３４
からのＰＷＭ信号Ｓｐを通過させる必要がないため、狭
帯域の安価な演算増幅器を用いることができる。

【００４０】上記ゲート回路４３は、増幅器４１から出
力される出力信号Ｓｉのうち、前段に接続されたウィン
ドウパルス発生回路４６からのウィンドウパルスＰｗの
入力期間Ｔｗにおける出力信号成分のみを通過させる回
路である。上記ウィンドウパルス回路４６から出力され
るウィンドウパルスＰｗは、階調信号発生回路（図１で
示す階調信号発生回路と同じ回路である）２５からの階
調信号Ｓｓの出力タイミングとタイミング発生回路３５
からの基準クロック信号Ｐに基づいて作成される。従っ
て、このゲート回路４３からは階調パターンＳＰの受光
レベルに関する信号成分（以下、便宜的に階調信号成分
と記す）Ｓのみが出力されることになる。

【００４１】また、Ｓ／Ｈ回路４２に供給されるサンプ
リングパルスＰ_SHは、図６に示すように、タイミング発
生回路３５からＰＷＭ回路３４に供給される制御パルス
Ｐｃｃに同期したパルスである。このため、増幅器４１
からの出力信号Ｓｉ中、Ｓ／Ｈ回路４２にて抽出される
信号成分Ｓｍは、ＰＷＭ回路３４に制御パルスＰｃｃが
入力されている期間Ｔｃにおける無信号領域ＮＺの受光
レベルに対応した信号成分（以下、便宜的に基準信号成
分と記す）となる。

【００４２】従って、コンパレータ４４には、Ｓ／Ｈ回
路４２からの基準信号成分Ｓｍとゲート回路４３からの
階調信号成分Ｓが入力されることになり、このコンパレ
ータ４４において、上記２つの信号成分Ｓｍ及びＳのレ
ベル比較が行なわれる。コンパレータ４４は、一方に入
力される基準信号成分Ｓｍの信号レベルよりも他方に入
力される階調信号成分Ｓの信号レベルが高い期間におい
て高レベルの信号を出力し、それ以外の期間において低
レベルの信号を出力する。

【００４３】そして、後段の計数回路４５は、タイミン
グ発生回路３５から入力される計数パルスｂｃを、コン
パレータ４４から出力される出力信号Ｓｏのうち、高レ
ベルとなっている期間のみ計数して、その計数値をディ
ジタルデータ（計数データ）Ｄｃとして出力する。

【００４４】上記計数回路４５の後段には、該計数回路
４５からの計数データＤｃを濃度データＤに変換する濃
度変換回路４７が接続されている。この濃度変換回路４
７内に組み込まれている例えばＲＯＭには、データ変換
に用いられる変換テーブルが登録されており、この濃度
変換回路４７に供給された計数データＤｃに対応する濃
度データＤを変換テーブルから検索して出力する。変換
テーブルは、その一例として、例えばテスト印刷で検出
した計数結果と、実際のトナーの濃度の測定結果に基づ
いて、計数データと濃度データとの特性を把握し、この
把握した特性に基づいて作成するという手法がある。

【００４５】そして、上記濃度変換回路４７から出力さ
れる濃度データＤを、例えば液晶ディスプレイなどの表
示装置４８に供給して画面上にキャラクタ表示（例えば
数値表示）させることにより、目視では認識しにくいト
ナー濃度を、使用者が一目で確認し易いものとすること
が可能となる。

【００４６】次に、上記実施例に係る印刷装置の動作に
ついて説明する。まず、図１に示すように、帯電部１１
のコロナ放電による感光体２表面への静電気イオンの付
着によって、感光体２の表面が一様に帯電される。この
とき、入力端子φｉｎに供給された１ページ分の画像信
号Ｓｖと階調信号発生回路２５にて作成された階調信号
Ｓｓとが合成回路２６にて合成されて印刷用情報信号Ｓ
ｗとして変調駆動回路５に供給される。

【００４７】変調駆動回路５は、レーザダイオード４を
駆動するための駆動電流信号ｉを、入力された印刷用情
報信号Ｓｗに基づいて変調を行なう。これにより、レー
ザダイオード４からは印刷用情報信号Ｓｗに応じて光変
調（オン・オフ変調）されたレーザ光Ｌが出射されるこ
とになる。

【００４８】このレーザダイオード４から出射されたレ
ーザ光Ｌは、高速で回転するポリゴンミラー３によって
反射され、かつこのポリゴンミラー３にて偏向を受けな
がら、上記帯電部１１によって一様に帯電された感光体
２表面に照射される。このとき、レーザ光Ｌは、送りロ
ーラ１の軸方向に沿って走査されながら感光体２表面上
に照射される。このレーザ光Ｌの照射によって、感光体
２表面に画像信号Ｓｖに応じた静電潜像と階調信号Ｓｓ
に応じた静電潜像が形成される。

【００４９】感光体２の回転により、上記静電潜像が形
成された部分が現像部７に対向した段階で、該部分に、
現像部７内のトナーが静電気力によって付着し、これに
よって、感光体２表面に、画像信号Ｓｖに応じたトナー
による１ページ分の画像パターンＶＰと階調信号Ｓｓに
応じたトナーによる階調パターンＳＰが形成される（図
５参照）。

【００５０】現像部７を通過した感光体２表面は、光セ
ンサ２１によってその表面に形成された画像パターンＶ
Ｐ及び階調パターンＳＰ並びに各パターンＶＰ及びＳＰ
間の無信号領域ＮＺが光学的に検出され、それぞれ電気
信号ｓｉに変換される。即ち、受光素子３２から、図６
に示すように、画像パターンＶＰの光検出に伴う信号成
分と、階調パターンＳＰの光検出に伴う信号成分（階調
信号成分）Ｓと、無信号領域ＮＺの光検出に伴う信号成
分（基準信号成分）Ｓｍが出力される。そして、全体的
にトナーの濃度が高い場合、信号成分Ｓ_Hに示すよう
に、階調信号成分Ｓのピーク値が高くなり、それに伴っ
て、階調信号成分Ｓのレベルが基準信号成分Ｓｍのレベ
ルに達するまでの期間Ｔが長くなる。その結果、計数回
路４５から出力される計数データＤｃの値も大きな値と
なり、濃度変換回路４７から出力される濃度データＤの
値もそれに応じて大きいものとなる。

【００５１】一方、全体的にトナーの濃度が低い場合、
信号成分Ｓ_Lに示すように、階調信号成分Ｓのピーク値
も低くなり、それに伴って、階調信号成分Ｓのレベルが
基準信号成分Ｓｍのレベルに達するまでの期間Ｔが短く
なる。その結果、計数回路４５から出力される計数デー
タＤｃの値も小さな値となり、濃度変換回路４７から出
力される濃度データＤの値もそれに応じて小さいものと
なる。

【００５２】そして、光センサ２１にて検出された上記
画像パターンＶＰ及び階調パターンＳＰ並びに無信号領
域ＮＺのうち、画像パターンＶＰが、送りローラ１によ
って搬送されるプリント用紙１２と対向した段階におい
て、転写部１３がプリント用紙１２の裏面に電界を加え
ことによって、感光体２の表面に形成されたトナーによ
る画像パターンＶＰがプリント用紙１２に転写される。

【００５３】画像パターン（トナー像）ＶＰが転写され
たプリント用紙１２は、送りローラ１によって搬出さ
れ、その搬出側に設置された定着部１５によって加熱あ
るいは加圧されることにより、プリント用紙１２表面に
転写されたトナー像が該表面に定着されることになる。

【００５４】そして、感光体２の表面に残留したトナー
は、クリーニング部１４によって取り除かれる。これら
一連の動作が繰り返されることによって、送りローラ１
にて順次搬送されたプリント用紙１２の表面に、トナー
による画像パターンＶＰがページ単位に転写・定着され
ることになる。

【００５５】このように、上記実施例に係る印刷装置に
おいては、感光体２に形成されたトナー像のうち、階調
信号Ｓｓに基づいて感光体２に形成された連続的な濃度
勾配のトナー像（階調パターン）ＳＰに、発光素子３１
から出射された検出光Ｌｓを照射し、その反射光Ｌｓを
受光素子３２にて検出して、後段のコンパレータ４４に
おいて、その検出レベル（階調信号成分Ｓのレベル）
と、ＰＷＭ回路３４からのＰＷＭ信号Ｓｐのデューティ
ー比によって疑似的に設定された無信号領域ＮＺにおけ
る基準信号成分ＳｍのレベルＬｃとを比較し、その比較
結果（高レベルとなっている期間）を計数してトナーの
濃度を検出するようにしたので、感光体２に付着したト
ナーの濃度を直接的に、かつ客観的に検出でき、即ち、
印刷結果に直結した濃度検出を行なうことができ、プリ
ント用紙１２に印刷された画像の濃淡品質を一定に保つ
ことが可能となる。

【００５６】特に、本実施例においては、濃度検出回路
３３を、階調信号成分Ｓの開始時刻と、階調信号成分Ｓ
の信号レベルが基準信号成分Ｓｍの信号レベルＬｃと一
致した時刻との差分時間Ｔに基づいて、感光体２に付着
されたトナーの濃度を検出するように構成しているた
め、受光素子３２にて変換された電気信号ｓｉに環境温
度の変化にともなうドリフト成分や外乱ノイズ成分が発
生、混入したとしても、上記差分処理によってこれらド
リフト成分や外乱ノイズ成分を打ち消すことができる。
その結果、トナーの濃度を、受光素子３２の温度特性に
依存されることなく、高精度に、かつ安定に検出するこ
とができる。

【００５７】そして、本実施例においては、濃度検出回
路３３の具体的構成として、上記ブランキング期間Ｔｂ
における上記所定レベルＬｃの基準信号成分Ｓｍを抽出
するＳ／Ｈ回路４２と、該Ｓ／Ｈ回路４２にて抽出され
た所定レベルＬｃを有する基準信号成分Ｓｍと階調信号
成分Ｓの信号レベルとの比較を行なうコンパレータ４４
と、該コンパレータ４４から出力される一方の極性信号
を計数する計数回路４５を設けるようにしたので、階調
信号成分Ｓの開始時刻と、階調信号成分Ｓの信号レベル
が基準信号成分Ｓｍの信号レベルＬｃと一致した時刻と
の差分時間Ｔに基づいて、感光体２に付着されたトナー
の濃度を検出する上記濃度検出回路３３を簡単に構成さ
せることができ、トナーの濃度を、受光素子３２の温度
特性に依存されることなく、高精度に、かつ安定に検出
することができる濃度検出回路３３の構成の簡略化、ひ
いては印刷装置のコストの低廉化を図ることができる。

【００５８】ところで、通常、プリント用紙１２に印刷
される画像パターンＶＰのトナー濃度は、トナー以外の
要因、例えば、この印刷装置の光学系や感光体２自体が
劣化したことによっても変化することになる。しかし、
本実施例においては、ＰＷＭ回路３４への制御パルスＰ
ｃｃの供給によって、デューティ比がアクティブ期間Ｔ
ａ＜休止期間Ｔｎに変化したＰＷＭ信号Ｓｐに基づいて
発光駆動された発光素子３１からの検出光Ｌｓを、画像
パターンＶＰと階調パターンＳＰ間の無信号領域ＮＺに
おける感光体２表面に照射して、等価的に感光体２表面
の反射率が低下された反射光Ｌｓを受光素子３２にて受
光させ、そのときの光検出信号を基準信号成分Ｓｍとし
たので、濃度変換回路４７から出力される濃度データＤ
は、疑似的に反射率が低下された感光体２自体からの反
射光Ｌｓに対するトナーによる階調パターンＳＰの相対
的なトナー濃度となる。このことから、上記トナー以外
の要因に従って、基準信号成分Ｓｍの信号レベルＬｃと
階調信号成分Ｓの信号レベルも変化することになるた
め、上記トナー以外の要因が等価的に打ち消され、安定
した濃度検出を行なうことができる。

【００５９】次に、上記実施例に係る印刷装置の濃度検
出回路３３からの濃度データｄに基づいて、現像部７に
貯蔵されるトナーの濃度を調整する装置を図７を参照し
ながら説明する。

【００６０】この装置は、図示するように、例えば湿式
の低濃度トナーが貯蔵された第１のタンク５１と、湿式
の高濃度トナーが貯蔵された第２のタンク５２と、これ
ら第１及び第２のタンク５１及び５２からのトナーを現
像部７に選択的に供給する第１及び第２のポンプ５３及
び５４と、該第１及び第２のポンプ５３及び５４に対し
制御信号Ｓｃ１及びＳｃ２を出力して第１及び第２のポ
ンプ５３及び５４の開閉動作を制御する制御回路５５を
有して構成されている。なお、第１のタンク５１と第１
のポンプ５３間及び第１のポンプ５３と現像部７間並び
に第２のタンク５２と第２のポンプ５４間及び第２のポ
ンプ５４と現像部７間には、それぞれトナー供給用のホ
ース５６が取り付けられている。

【００６１】ここで、低濃度トナーとは、印刷用として
最適なトナーの濃度の約半分の濃度を有するトナーであ
り、高濃度トナーとは、印刷用として最適なトナーの濃
度の約２倍の濃度を有するトナーである。

【００６２】また、制御回路５５は、少なくとも現像部
７におけるトナーの液位を検出する既知の液位検出セン
サ５７からの検出信号Ｓ_LPと、上記濃度検出回路３３に
おける濃度変換回路４７からの濃度データＤが供給され
るようになっている。また、この制御回路５５は、その
内部に現在の液位と規定液位との差分と上記濃度変換回
路４７からの濃度データＤに基づいて、第１及び第２の
ポンプ５３及び５４をシーケンス制御するためのプログ
ラムが登録されたプログラムメモリと、このプログラム
を動作させるための動作用ＲＡＭを有する。

【００６３】このプログラムは、例えば定期的あるいは
テスト要求時等に起動される。そして、液位検出センサ
ー５７からの送られてくる現在の現像部７におけるトナ
ーの液位情報（検出信号Ｓ_LP）及び濃度変換回路４７か
ら送られてくる濃度データＤを動作用ＲＡＭに論理的に
割り付けられた所定の配列変数領域にそれぞれ取り込
み、この取り込んだ液位情報Ｓ_LP及び濃度データＤに基
づいて、現像部７が規定液位となったときにトナー濃度
が印刷用として最適な濃度となるためのシーケンスデー
タを演算・作成する。

【００６４】その後、上記作成されたシーケンスデータ
に基づいて、第１及び第２のポンプ５３及び５４に対し
てそれぞれ制御信号Ｓｃ１及びＳｃ２を出力して、第１
及び第２のポンプ５３及び５４を開閉制御することによ
り、現像部７のトナーの液位を規定液位にさせ、かつト
ナー濃度を印刷用として最適な濃度にさせる。

【００６５】この装置によれば、現像部７には、常に一
定濃度（印刷用として最適な濃度）のトナーを貯蔵させ
ることができ、プリント用紙１２に安定した濃淡品質の
画像パターンを印刷させることができる。

【００６６】また、トナー以外の要因、例えば光学系の
変動や感光体２の劣化等によってプリント用紙１２に印
刷されるトナーの濃度が変化したとしても、濃度検出回
路３３にてその要因が打ち消されることになるため、プ
リント用紙１２に安定した濃淡品質の画像パターンを印
刷させることができる。

【００６７】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る印刷装置に
よれば、定速で移動し、かつ任意の光反射率を有する感
光体に、情報信号に応じた静電潜像を形成し、上記感光
体に印刷用現像材を付着させて感光体表面に情報信号に
応じた印刷用現像材による画像パターンを形成し、該印
刷用現像材による画像パターンをプリント用紙に転写
し、定着させることにより、上記情報信号に応じた画像
を上記プリント用紙に印刷する印刷装置において、上記
情報信号に、上記感光体に対して連続的な濃度勾配の静
電潜像を形成するための階調信号を付加する信号付加手
段と、上記感光体に対して検出光を出射する発光手段
と、上記感光体で反射した上記検出光を受光して、その
受光レベルに応じたレベルの電気信号に変換する受光手
段と、上記情報信号と上記階調信号とのブランキング期
間に、パルス幅変調により上記検出光の出力を制御し
て、上記受光手段による受光レベルを所定レベルに設定
するレベル設定手段と、上記所定レベルに対する上記階
調信号のレベル及び出力タイミングに基づいて上記感光
体に付着された印刷用現像材の濃度を検出する濃度検出
手段とを設けるようにしたので、感光体に付着した印刷
用現像材の濃度を直接的に、かつ客観的に検出でき、即
ち、印刷結果に直結した濃度検出を行なうことができ、
プリント用紙に印刷された画像の濃淡品質を一定に保つ
ことができる。

【００６８】また、本発明においては、濃度検出手段と
して、上記階調信号の開始時刻と、上記階調信号のレベ
ルが上記所定レベルと一致した時刻との差分時間に基づ
いて、上記感光体に付着された印刷用現像材の濃度を検
出するようにしたので、印刷用現像材の濃度を、受光手
段の温度特性に依存されることなく、高精度に、かつ安
定に検出することができる。

【００６９】また、本発明においては、濃度検出手段
を、上記ブランキング期間における上記所定レベルの信
号成分を抽出するサンプルホールド回路と、該サンプル
ホールド回路にて抽出された上記所定レベルの信号成分
と上記階調信号のレベルとの比較を行なうコンパレータ
と、該コンパレータから出力される一方の極性信号を計
数する計数回路とを設けて構成するようにしたので、印
刷用現像材の濃度を、受光手段の温度特性に依存される
ことなく、高精度に、かつ安定に検出することができる
濃度検出手段の構成の簡略化、ひいては印刷装置のコス
トの低廉化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る印刷装置をレーザプリンタ（ペー
ジプリンタ）に適用した実施例（以下、単に実施例に係
るプリンタと記す）の要部を概略的に示す構成図であ
る。

【図２】本実施例に係る印刷装置に配される光センサと
濃度検出回路の構成を示すブロック図である。

【図３】本実施例に係る印刷装置の変調駆動回路に供給
される印刷用情報信号とＰＷＭ回路に供給される制御パ
ルスを示す波形図である。

【図４】本実施例に係る印刷装置のＰＷＭ回路に供給さ
れる制御パルスとＰＷＭ回路から出力されるＰＷＭ信号
の出力タイミングを示すタイミングチャートである。

【図５】本実施例に係る印刷装置の感光体表面に現像形
成される画像パターン及び階調パターンの形成位置関係
を示す平面図である。

【図６】本実施例に係る印刷装置の濃度検出回路の信号
処理を示すタイミングチャートである。

【図７】本実施例に係る印刷装置の濃度検出回路からの
濃度データに基づいて、現像部に貯蔵されるトナーの濃
度を調整する装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１送りローラ２感光体３ポリゴンミラー４レーザダイオード５変調駆動回路６ポリゴンモータ７現像部１１帯電部１２プリント用紙１３転写部１４クリーニング部１５定着部２１光センサ２２付加回路２５階調信号発生回路２６合成回路３１発光素子３２受光素子３３濃度検出回路３４ＰＷＭ回路３５タイミング発生回路４１増幅器４２Ｓ／Ｈ回路４４コンパレータ４５計数回路４７濃度変換回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定速で移動し、かつ任意の光反射率を有
する感光体に、情報信号に応じた静電潜像を形成し、上
記感光体に印刷用現像材を付着させて感光体表面に情報
信号に応じた印刷用現像材による画像パターンを形成
し、該印刷用現像材による画像パターンをプリント用紙
に転写し、定着させることにより、上記情報信号に応じ
た画像を上記プリント用紙に印刷する印刷装置におい
て、上記情報信号に、上記感光体に対して連続的な濃度勾配
の静電潜像を形成するための階調信号を付加する信号付
加手段と、上記感光体に対して検出光を出射する発光手段と、上記感光体で反射した上記検出光を受光して、その受光
レベルに応じたレベルの電気信号に変換する受光手段
と、上記情報信号と上記階調信号とのブランキング期間に、
パルス幅変調により上記検出光の出力を制御して、上記
受光手段による受光レベルを所定レベルに設定するレベ
ル設定手段と、上記所定レベルに対する上記階調信号の受光レベル及び
出力タイミングに基づいて上記感光体に付着された印刷
用現像材の濃度を検出する濃度検出手段とを有すること
を特徴とする印刷装置。
【請求項２】上記濃度検出手段は、上記階調信号の開
始時刻と、上記階調信号のレベルが上記所定レベルと一
致した時刻との差分時間に基づいて、上記感光体に付着
された印刷用現像材の濃度を検出することを特徴とする
請求項１記載の印刷装置。
【請求項３】上記濃度検出手段は、上記ブランキング
期間における上記所定レベルの信号成分を抽出するサン
プルホールド回路と、該サンプルホールド回路にて抽出
された上記所定レベルの信号成分と上記階調信号のレベ
ルとの比較を行なうコンパレータと、該コンパレータか
ら出力される一方の極性信号を計数する計数回路とを有
することを特徴とする請求項２記載の印刷装置。
【請求項４】上記受光手段が応答速度の速い発光ダイ
オードであり、上記受光手段が応答速度の遅い光導電セ
ルであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の印
刷装置。