JPS6352159A - 画像形成装置 - 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、例えばレーザー複写機、レーザービームプリ
ンタ、ＬＥＤプリンタ、マルチスタイラスプリンタ等の
ように電気信号に変換された画像情報から粉体現像剤に
より現像された画像を形成する画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来のこの種の画像形成袋こは現像器内に圧電ぶ了−等
からなるトナーセンサーを有しており、現像器内のトナ
ー量があらかじめ決められた所定賃以ｒに減少した場合
、例えばトナー補給ランプを点灯させる等の表示を行う
ようになっている。このようなトナー補給表示は、現像
器内にトナーが完全に無くなったことを示すものではな
く、トナーの残量が少ないことをオペレータに知らせ、
トナーの補給を促すためのものである。従って、トナー
無を検知してからオペレータが指定したプリント枚数分
のプリントを完了させた後にトナー補給表示を点灯させ
装置を不動作にしたり、トナー補給ランプ点灯後であっ
てもトナー残量にあわせたあらかじめ設定された一定枚
数（例えば１００枚）のプリントが町ｆｌなようにして
おき、この−定枚数の現像後に装置を自動停止Ｆさせて
いた。

尚、上記一定枚数は原稿がどのような印字パターンであ
ってもトナー不足による白抜けが生じないように、印字
率の高いいわゆるベタ黒の原稿のプリントを想定して現
像可能枚数を割り出して決められていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、斯かる従来の画像形成装置において、ト
ナー補給ランプ点灯後にトナー補給を行なわずに継続し
て使用し続けると一定枚数現像後に装置は自動停止する
ことになるが、この際の残存トナー量は原稿の印字率の
バラツキに対応してバラツキを有していた。すなわち、
原稿の印字率が２〜３％程度と低ければ現像器内にトナ
ーをかなりの量残したまま装置を停止させることになり
、トナー補給の頻度を必要以上に早めて不便であるとい
う問題点を生じていた。また、原稿の印字率が高ければ
装置停止時の残存トナー量は少なく、トナー補給時にト
リポ帯電の少ない新しいトナーが現像器スリーブに至り
、このようなトナーには現像バイアスや感光体表面の帯
電領域によるクーロン力が働きにくいため画像濃度の低
下を招いたり、帯電していないトナーや通常と逆極性に
帯電したいわゆる反転トナーが非画像部へ付着するため
反転カブリの増加を招くという問題点があった・ そこで本発明は、従来技術の上記した問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とする処は、トナーが
所定量以下となったことを検知した後のトナー消費量の
検知をＷｉ像形成手段の動作時間に基づいて自動的に算
出することによって装この機能停止時の残存トナー量を
あらかじめ設定された一定量１に近づけ、もしくは一定
量にすることにより画像濃度の低下や反転カブリの発生
等の起こらない画像形成装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明に係る画像形成装
置においては、画像情報に対応した電気信号に基づいて
潜像形成手段により像担持体上に潜像を形成し、この潜
像を粉体現像剤によって顕像化して画像を記録する画像
形成装置において、上記現像剤量が第一の所定量に達し
たことを検知する検知手段を有すると共に、上記検知手
段が出力する検知信号を受けた後に上記潜像形成手段の
像形成に係わる動作時間に基づいて現像剤使用量を算出
することによって上記現像剤量が上記画像形成動作を停
止すべき第二の所定量に達したことを検知して画像形成
動作を停止させる制御手段金有して構成されている。

（作　用） 上記の構成を有する本発明においては、現像手段の現像
剤量が所定量に達した後の現像剤使用量を潜像形成手段
の動作時間に基づいて算出することによって、実際のト
ナー消費量にほぼ等しい値を検知できるようにしたため
、画像形成動作の停止時に現像手段に残る現像剤量はあ
らかじめ決められた一定量になる。

（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図は本発明に係る画像形成装置の一実施例としてのレ
ーザービームプリンターを示すもので、１は画像情報に
応じた画像信号を出力する外部機器で、インターフェー
ス２は外部機器ｌからの画像信号を、レーザー制御信号
りとビデオ信号■とに分けて出力する。これらの信号を
受けてレーザードライバー３は半導体レーザー４を駆動
させ、強度変調されたレーザー光を出力させる。

このレーザー光はポリゴンミラー５によって反射され、
結像レンズ６を通過した後に反射ミラー７によって反射
され感光体ドラム８上に導かれる。

ここで、感光体ドラム８は一次帯電器９によりその表面
を一様に帯電されているため、レーザー光により露光さ
れた部分に静電Ｗｉ像が形成される。

この静電ＷＪ像は感光体ドラム８の矢印方向の回転によ
り現像器ｌＯに至り、現像スリーブ１１により供給され
るトナーが感光体の低１Ｅ位の部分を現像するいわゆる
反転現像により現像される。

感光体ドラム８表面に現像された画像は、転写（１７電
器１２により転写紙１３上に転写され、この転写紙１３
は分離除電器１４によって感光体ドラム８から分離され
た後、図示しない定着器により定着される。

また、感光体ドラム８上に残った残留トナーはクリーナ
１５により除去され、さらに、感光体ドラム８上にメモ
リーされている静電潜像は、発光ダイオード等からなる
イレーザランプ１６により消去される。

本実施例においては、上記構成に加えて次の構成を有し
ている。すなわち、１７は現像器ｌＯ内のトナー量を検
知するトナーセンサーである。このトナーセンサー１７
は圧電素子等を用いてセンサー前面にあるトナーの圧力
をその振動数の変化によって検知するものであり、その
前面にトナーが無いときにはトナー無信号Ｓ１をトナー
量検知回路１８に出力する。ところが、このトナー無信
号Ｓ１は現像器ｌＯ内のトナーのレベルが不均一な場合
に発せられることがあり、さらにトナーかく押棒１９の
動作により断続的に発せられるため、トナー量検知回路
１８はトナー量が真にトナー補給表示を行うべく所定量
となったかを判別するためトナー無信号Ｓ１の単位時間
当たりの積算時間を計測し、この値が所定（１以上にな
ったときに初めてトナー無信号Ｓ２　　、Ｓ３　　、Ｓ
ａをそれぞれ、トナー量演算回路２０、ＣＰＵ２１そし
てトナー補給表示部？？へ出力する。

ト記トナー量演算回路２０はトナー無信号Ｓ２を受けた
後からレーザー発光時間ｔに相当するインターフェース
２からのビデオ信号Ｖ動作時間に基づいて次に示す演算
処理を行い、トナー消費量Ｖを算出する。

ところで、トナー消ｆｆｆｆ１ｖは感光体ドラム８上に
形成された静電潜像に対応するレーザー発光時間ｔの関
数となるが、レーザー発光時間を以外にもレーザー発光
強度りやニー２ジ効果等によって変化する。つまり、第
２図は半導体レーザー４が１ライン走査（１＋＋からｔ
＋２）した場合と連続走査（ｔｚ＋からｔｚ２）した場
合のレーザー発光強度りの時間変化を示すものであるが
、レーザー発光強度りは連続発振時に起こる半導体チッ
プの温度上昇等のためその発光効率を低下させるので、
レーザー発光時間ｔが短いと、単位時間当りのトナー消
費量は大きくなる。また、露光面積の小さな潜像におい
ては電界強度が潜像の境界付近で高くなりトナーが多く
付着するエツジ効果のため、単位面積当たりのトナー消
費量は露光面積の広い場合より大きくなる。

ここで、レーザー発光時ｇｔとトナー消費量Ｖとの関係
を求めると第３図に示すような関係が得られる０図で、
レーザー発光時間ｔの短い場合には例えばｔ１２−ｔｌ
ｌの場合には交差側線部がトナー消費量Ｖを示しており
、この値は前述したレーザー発光強度りやエツジ効果の
影響により高くなっている。ここで、レーザー発光時間
ｔがｔ１弓くｔ≦ｔｉにあるときの単位時間当たりのト
ナー消費量を＆ｉ　とし、ｔｏ　＝０とすると、トナー
消費Ｊｉｖは表１に示すように ・・・（Ａ） なる演算式により算出することができる。

表　　１ 従ってトナー量演算回路２０はレーザー発光時間ｔに等
しいビデオ信号Ｖの出方時間を受けて演算式（Ａ）に基
づいてトナー消費量ｖを算出して、トナー消費量信号Ｔ
′４ｔＣＰＵ２１に出力する、ＣＰＵ２１はこのトナー
消費量信号Ｔを逐次加算して、その合計（ＩＩがあらか
じめ決められた所定値以りになったときに現像器ｌｏ内
の残存トナー量が装置を停止すべき所定量となったと′
４４断しインターフエース２へ外部機器１の停止信号を
出力する。

丑記したように、現像器１０内のトナー量が装置を停止
させる所定量に達する以前のトナー補給表示レベルにな
るまではトナーセンサー１７で検出し、その後はレーザ
ー発光時間ｔに相当するビデオ信号■の出力時間から実
際のトナー消費量にほぼ等しい値を算出できるので装置
の機を駈停止時における現像器１０内の残存トナー量を
あらかじめ設定された一定量となるよう制御できる。

尚、レーザー発光時間ｔを用いてトナー補給後の使用開
始時から最後までのトナー消費ｉｖを算出しない理由は
トナー補給量やトナー補給時のトナー量が一定ではない
ためである。

次に、本実施例を具体的な数値をあげて説明する。使用
したレーザービームプリンターは１２（ｐｅｔ／鳳ｍ）
の解像度を持っており、乾式−成分磁性トナーを用いて
、現像スリーブ１１に周波数１５００　（Ｈｚ）　で電
圧１５００　（Ｖｐｐ）　（７）矩形波交流成分と直流
成分−５００（Ｖ）からなる現像バイアスを印加し、感
光体ドラム８の周速８０　（＋＊ｍ／５ｅｃ）でジャン
ピング現像を行うものである。また現像器１０内のトナ
ー容量は２５０ｇ、トナーセンサー１７による検出レベ
ルは１００ｇ、装置停止時の残存トナー量を自抜けの起
こらない（白抜けは５０ｇ位から起こる）７５ｇに設定
した。この装このトナー消費率（トナー消費琶／レーザ
ー発光時間）はＡ４サイズにおいて６％印字でｏ、ｏｓ
（ｇ／枚）、４０％印字で０．４８（ｇ／枚）、５０％
印字で０．５７（ｇ／枚）、１００％印字（ベタ環）で
０．７５（ｇ／枚）である、一方、従来のレーザービー
ムプリンターはトナーセンサー１７の検出レベル以降は
１００枚のプリントで装置を停止させていたため、６タ
６印字ならばトナー消費量は６　ｇ　（０，０８ｇ／枚
Ｘ１００枚）となり９４ｇのトナーを残したまま停止す
ることになり、５０％印字ならばトナー消費量は−５７
ｇ　（０，５７ｇ／枚Ｘ１００枚）となり残存トナー量
は４７ｇとなるため、白抜はプリントが発生する。他方
、本実施例では、６％印字の場合４９５枚プリント出力
後（残存トナー量７０　ｇ）機能が停止し、５０％印字
の場合には４３枚プリント出力後（残存トナー量７５ｇ
）機能が停止した。また、任７ａに印字率の異なる原稿
をプリントした場合にも残存トナー量は７４〜７８ｇと
あらかじめ設定された一定￥７５ｇに近い（ｔｉとなっ
た。

尚、本実施例においては、レーザー発光時間ｔからトナ
ー消費ｔｖを算出する際に演算式（Ａ）を用いたがエツ
ジ効果が現われにくい装置や、レーザー発光強度の時間
変化の小さい装置においてはトナー消費ＭをＶ、レーザ
ー発光時間をｔとし、レーザー発光時間ｔがｔｉ−１ｅ
ｔ≦ｔｉ　の範囲にあるときの単位時間当たりのトナー
消費量ｂｉ　をエツジ効果やレーザー発光強度の変化分
を考慮した値とすることによって、次の（Ｂ）式のよう
な簡略化された演算式を用いることも回旋となる。

Ｖ＝ｂｉｔ　　　　　　　　　・・・・・・（Ｂ）また
、本実施例においては、レーザービームプリンターを例
にとったが、ＬＥＤプリンターやマルチスタイラス等の
静電プリンター等においてもそれぞれの潜像形成手段の
動作時間を検出することにより、同様の作用効果が得ら
れる。

さらに、本実施例においては、像担持体の低電位部を現
像する反転現像について述べたが、ａ′担持体の高電位
部を現像する正規現像においても、同様に潜像形成１段
の像形成に係わる動作時間を算出することによって適用
できる。

（発明の効果） 本発明は、以上の構成および作用からなるもので、トナ
ー補給表示がなされた後の現像剤使用量を潜像形成１段
の動作時間に基づいて算出することによって装を停止時
の残存トナー量をあらかじめ設定した一定値に近づける
ことが可１ｍとなるため、画像Ｃ度の低下や反転カブリ
の発生を防止できるなど種々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本実施例に係る画像形成装置の一実
施例を示すもので、第１図は概略図、第２図はレーザー
発光時間とレーザー発光強度の関係を示すグラフ、第３
図はレーザー発光時間とトナー消費率を示すグラフであ
る。 符号の説明 ４・・・半導体レーザー（潜像形成ｆ段）８・・・感光
体ドラム（像担持体） １０・・・現像器（現像ｆ段） １７・・・トナーセンサー １８・・・トナー量検知回路 ２０・・・トナー量演算回路 ２１・・・ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像情報に対応した電気信号に基づいて潜像形成手段に
   より像担持体上に潜像を形成し、この潜像を粉体現像剤
   によって顕像化して画像を記録する画像形成装置におい
   て、上記現像剤量が第一の所定量に達したことを検知す
   る検知手段を有すると共に、上記検知手段が出力する検
   知信号を受けた後に、上記潜像形成手段の像形成に係わ
   る動作時間に基づいて現像剤使用量を算出することによ
   って上記現像剤量が上記画像形成動作を停止すべき第二
   の所定量に達したことを検知して画像形成動作を停止さ
   せる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。