(57)【要約】【課題】トナー像形成部と同じ光量でトナー像形成部に露光する時間よりも短い時間で、トナー像形成部以外にも露光を行う画像形成装置において、ビデオ信号をカウントしてトナー消費量を予測する際に、トナー像形成部以外に露光するビデオ信号もカウントしてしまい、トナー消費量の予測ができなくなってしまう。【解決手段】トナー像形成部以外への露光の単位領域あたりの露光時間を、トナー像形成部への露光の単位領域あたりの露光時間よりも短くし、トナー像形成部以外への露光を行うタイミングとビデオ信号のカウンタがカウントするタイミングが異なる。【選択図】図３
2014119478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段で帯電された前記像担持体を露光することで静電潜像を形成する露光手段であって、像担持体の単位領域ごとに断続的な光の照射を行う露光手段と、
前記静電潜像を現像剤によって現像する現像手段と、
前記露光手段に露光を指示する電気信号を出力する信号出力部であって、前記露光手段に前記像担持体の印画領域を露光させる際には第１の電気信号を出力し、前記露光手段に前記像担持体の非印画領域を露光させる際には、前記像担持体の単位領域あたりの露光時間を前記第１の電気信号よりも短く指示する第２の電気信号を出力する信号出力部と、
前記信号出力部から前記第１の電気信号および前記第２の電気信号が入力されるカウント手段であって、前記第２の電気信号は計測せずに前記第１の電気信号のみを計測するカウント手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記カウント手段が計測するタイミングと、前記第２の電気信号がカウント手段に入力されるタイミングが異なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記カウント手段の計測周期が、前記第２の電気信号が前記カウント手段に入力される周期の整数倍であり、かつ位相差が前記第２の電気信号が露光を指示する時間よりも長いことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記カウント手段に入力される信号が露光を指示している時間が、前記第２の電気信号が露光を指示する時間よりも長いときに前記カウント手段でカウントすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真プロセスを利用した画像形成装置に関する。画像形成装置には、複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機能機などが挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置において、低オゾン、省電力、小型化を目指し、像担持体である感光体の表面を帯電する帯電手段としての帯電ローラに帯電バイアスとしてＤＣ電圧を印加するＤＣ接触帯電方式が用いられている。
【０００３】
さらに、高圧ユニットの小型化を狙って、帯電ローラに印加するＤＣ電圧を所定の値に固定する構成が用いられることもある。この際、感光体の膜厚変化や使用環境の変化による帯電後の感光体表面電位の変化に対応するため、露光手段でトナー像を形成する部分以外の領域にもトナー像形成部を露光する際の露光量よりも弱い露光量で露光する方法が知られている（特許文献１）。以後、このトナー像形成部以外にも露光することをバックグラウンド露光と称する。
【０００４】
また、上記のような電圧を所定値に固定する目的以外にも、転写メモリによる画像濃度差を抑制するためにバックグラウンド露光を行うことも知られている（特許文献２）。
【０００５】
バックグラウンド露光の方法としては、弱い光量で全域を露光する手法と、トナー像形成部と同じ光量でトナー像形成部に露光する時間よりも短い時間に露光する手法が知られている（特許文献３）。前者の手法を、以下、アナログバックグラウンド露光と称する。後者の手法を、以下、デジタルバックグラウンド露光と称する。デジタルバックグラウンド露光は、露光手段に用いるレーザ素子の特性で、弱い光量で露光が行なえない時などに有効である。
【０００６】
また、トナー使用量を予測する方法として、露光手段に備えられたレーザ素子を制御するレーザドライバに入力される電気信号（ビデオ信号）をカウントするカウント手段（カウンタ手段：計測手段）を用いる方法が知られている。カウント手段は、予め定められた画像領域内で特定の数だけビデオ信号をサンプルし、ビデオ信号がＯＮである数をカウントする。サンプル数とカウント数の比率から、印刷画像の印字率を計算し、トナー使用量を予測するものである。
【０００７】
以下、上記方法を、ビデオカウントトナー使用量予測検知と称する。実際に、レーザドライバに入力される信号を直接計測するため、精度よくトナー使用量を検知が可能となる（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２９６８５３号公報
【特許文献２】特開２００８−８９９１号公報
【特許文献３】特開平８−１９４３５５号公報
【特許文献４】特許第４８２２５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のデジタルバックグラウンド露光を搭載した画像形成装置において、上記ビデオ信号トナー使用量予測検知を行なうと、以下の課題が生じることがあった。
【００１０】
前記のカウント手段は、レーザドライバに入力されるビデオ信号がどのような信号であっても計測する。そのため、トナーを形成しない非印画領域に露光する際にレーザドライバに入力される信号も計測することになる。しかしながら、この非印画領域への露光ではトナーを消費しない。そのため、ビデオカウントトナー使用量予測検知でトナー使用量を予測しようとしたとき、非印画領域のビデオ信号の分を余計に計測してしまい、実際のトナー使用量よりも多いと検知することがあった。このような理由から、印画領域のビデオ信号を正確に検知することが求められていた。
【００１１】
よって、本発明の目的は、非印画領域の露光を行なう画像形成装置において、印画領域を露光するための電気信号の検知をより正確に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電手段で帯電された前記像担持体を露光することで静電潜像を形成する露光手段であって、像担持体の単位領域ごとに断続的な光の照射を行う露光手段と、前記静電潜像を現像剤によって現像する現像手段と、前記露光手段に露光を指示する電気信号を出力する信号出力部であって、前記露光手段に前記像担持体の印画領域を露光させる際には第１の電気信号を出力し、前記露光手段に前記像担持体の非印画領域を露光させる際には、前記像担持体の単位領域あたりの露光時間を前記第１の電気信号よりも短く指示する第２の電気信号を出力する信号出力部と、前記信号出力部から前記第１の電気信号および前記第２の電気信号が入力されるカウント手段であって、前記第２の電気信号は計測せずに前記第１の電気信号のみを計測するカウント手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、非印画領域の露光と、印画領域の露光の特徴を利用することで、非印画領域の露光を行なうための信号は計測せず、印画領域の露光を行なうための信号のみを計測することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】画像形成時のトナー使用量検知のフローである。
【図３】実施例１に係る画像形成装置の露光とビデオカウントのタイミングの形態を表した図である。
【図４】実施例１に係る画像形成装置の露光とビデオカウントのタイミングの関係の別の形態を表した図である。
【図５】実施例２に係る画像形成装置の露光とビデオカウントのタイミングの形態を表した図である。
【図６】実施例３に係る画像形成装置の露光とビデオカウントのタイミングの形態を表した図である。
【図７】画像形成装置の動作工程図である。
【図８】ドラム表面上の画像形成領域の印字部と非印字部、及び非画像形成領域を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施例１］
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。以下に説明する実施例は、例示的に本発明を説明するものであって、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。
【００１６】
＜画像形成装置例の全体構成＞
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略の構成模式図である。本実施例の画像形成装置Ａは、画像情報に応じて電子写真方式にて記録媒体１４、例えば記録用紙、ＯＨＰシートなどに画像を形成するレーザービームプリンタとされる。又、本実施例の画像形成装置Ａは、詳しくは後述するように、プロセスカートリッジＢが着脱可能とされている。
【００１７】
画像形成装置Ａは、パーソナルコンピュータなどのホスト装置（ホストＣＰ）１００にインターフェース１０１を介して接続されて用いられる。ＣＰＵ３５は画像形成装置Ａの画像形成プロセス（印字プロセス）を制御する制御手段である。各種のプロセス機器やセンサから入力する電気的情報信号の処理、各種のプロセス機器への指令信号の処理、所定のイニシャルシーケンス制御、所定の作像シーケンス制御などを司る。
【００１８】
ビデオコントローラ部３３は、ホスト装置１００からのプリント要求信号並びに画像データを処理し、露光手段であるスキャナユニット３０内にあるレーザドライバ３１に画像データに応じた電気信号（ビデオ信号）を入力する。レーザドライバ３１は、入力されたビデオ信号に合わせてレーザ素子３２を発光制御することで、像担持体である感光ドラム１上に静電潜像を形成する。スキャナユニット３０は像担持体である感光ドラム１の単位領域ごとに断続的な光の照射を行うデジタル露光手段である。ビデオコントローラ部３３がスキャナユニット３０に露光を指示する電気信号を出力する信号出力部である。
【００１９】
画像形成装置Ａには、感光ドラム１と、感光ドラム１の表面を所定の極性・電位に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２と、感光ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを供給することでトナー像を現像する現像装置（現像手段）８が配備されている。感光ドラム１は、外径約３０ｍｍの円筒形状で矢印の時計方向に１００ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転している。帯電ローラ２は接触帯電部材として感光ドラム１に圧接配置され、感光ドラム１の回転に従動して回転する。
【００２０】
現像装置８は、感光ドラム１に当接してトナーを感光ドラム１上の潜像に現像する現像ローラ５を有する。また、現像ローラ５上のトナー量を規制するための規制部材である規制ブレード７と、現像ローラ５にトナーを供給するためのトナー供給部材であるトナー供給ローラ６と、トナーを収容するトナー収容室９を有する。トナーの平均粒径は６μｍ程度である。現像ローラ５は現像工程では感光ドラム１と当接し、当接部において表面が感光ドラム１と同じ方向に回転駆動され、現像工程以外のときには、回転が停止され、かつ、感光ドラム１と離間した状態にされている。
【００２１】
感光ドラム１には、感光ドラム１上に形成したトナー像を記録媒体１４に転写する転写ローラ１０が当接されている。感光ドラム１と転写ローラ１０との当接部が転写ニップ部Ｔである。感光ドラム１には、転写工程後に感光ドラム１に残留した転写残トナーを除去するためのクリーナユニット４が配備されている。クリーナユニット４は、感光ドラム１に接触配置されトナーを除去するクリーニングブレード３と、除去したトナーを収容する転写残トナー収容部２０を有する。
【００２２】
本実施例では、感光ドラム１と、現像装置８と、帯電ローラ２と、クリーナユニット４が一体で画像形成装置本体Ａ１内の所定の装着部に対して所定の要領にて脱着可能なプロセスカートリッジＢとして構成されている。プロセスカートリッジＢには、使用した履歴やカートリッジの情報を記憶するための手段として不揮発性メモリ２６が搭載されている。メモリ２６は画像形成装置本体Ａ１側にＣＰＵ３５と情報の授受をする。
【００２３】
また、画像形成装置Ａには、記録媒体１４である紙などを収納する記録媒体収容部１５と、記録媒体収容部１５から記録媒体１４をピックアップし搬送する記録媒体供給ユニット１２が設けられている。また、転写後に記録媒体上に乗っているトナー像を熱と圧力により記録媒体に定着する定着手段１１が設けられている。また、定着手段１１を出た画像形成済みの記録媒体１４を排出部１６に送り出す排出ローラ１３が配設されている。
【００２４】
また、画像形成装置Ａには、画像形成装置が使用されている環境の温度と湿度を検知するために環境センサＣが設けられており、センサＣの検知情報がＣＰＵ３５に入力する。
いる。
【００２５】
＜画像形成プロセス＞
回転する感光ドラム１は、電源ユニット（不図示）から所定の帯電バイアスが印加された帯電ローラ２によって所定の極性・電位に一様に帯電される。一様に帯電された感光ドラム１は、露光手段であるスキャナユニット３０から画像情報に対応して変調されて出力されるレーザ光Ｌにより露光（主走査露光）され、表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。その後、この静電潜像は、現像ローラ５によって現像剤が供給されて、トナー像として可視化される。現像ローラ５には電源ユニット（不図示）から所定の現像バイアスが印加される。
【００２６】
一方、記録媒体１４は記録媒体収容部１５から記録媒体供給ユニット１２により一枚分離給送される。そして、記録媒体１４は、感光ドラム１へのトナー像の形成タイミングとの同期がとられて所定の制御タイミングにて転写ニップ部Ｔへ導入され、転写ニップ部Ｔを通過（挟持搬送）していく。転写ローラ１０には電源ユニット（不図示）から所定の転写バイアスが印加される。こうして、可視化された感光ドラム１上のトナー像は転写ローラ２０の作用によって記録媒体１４に転写される。
【００２７】
転写ニップ部Ｔでトナー像を転写された記録媒体１４は感光ドラム１の表面から分離されて、定着手段１１に搬送される。ここで、記録媒体１４上の未定着のトナー像は、熱、圧力よって記録媒体１４に固着画像として定着される。その後、記録媒体１４は排出ローラ１３により機外の排出部１６に排紙される。
【００２８】
又、記録媒体１４に転写されずに感光ドラム１上に残留した転写残トナーはクリーニングブレード３により感光ドラム１から掻き取られ、転写残トナー収容部（廃トナー容器）２０に収納される。そして、クリーニングされた感光ドラム１は、上述と同様にして、繰り返して画像形成に供される。
【００２９】
＜画像形成装置の動作工程＞
図７は制御手段であるＣＰＵ３５が実行する画像形成プロセスにおける画像形成装置Ａの動作工程図である。
【００３０】
（ａ）前多回転動作
前多回転動作は、画像形成装置Ａのメイン電源スイッチＳＷが投入されたときに実行する装置始動時動作工程（ウォーミング動作工程）である。メインモータＭを起動させて感光ドラム１を回転駆動させ、所定のプロセス機器について所定の始動動作を実行させる。
【００３１】
（ｂ）待機（スタンバイ）
待機は、所定の前多回転動作が終了したら、メインモータＭを停止させて、ホスト装置１００からビデオコントローラ３３へのプリント信号（画像信号：画像形成実行要求）の入力待ち状態時である。
【００３２】
（ｃ）前回転動作
前回転動作は、ホスト装置１００からビデオコントローラ３３へプリント信号が入力されたときに実行する画像形成前動作工程である。メインモータＭを駆動させて感光ドラム１を回転駆動させ、所定のプロセス機器について所定の画像形成前動作を実行させる。この前回転動作は前多回転動作中にプリント信号が入力したときには前多回転動作に引き続いて実行される。
【００３３】
（ｄ）画像形成動作
ホスト装置１００からビデオコントローラ３３へ入力した画像情報に対応する画像を記録媒体１４に形成する作像動作工程である。所定の前回転動作の終了に引き続いて実行される。また、連続画像形成モードの場合は１枚の記録媒体１４に対する画像形成動作が所定の設定画像形成枚数分繰り返して実行される。
【００３４】
（ｅ）紙間
連続画像形成モードにおいて、一の記録媒体１４に対する画像形成動作と次の記録媒体１４に対する画像形成動作との間隔状態時である。
【００３５】
（ｆ）後回転動作
設定された１枚または複数枚の記録媒体１４に対する画像形成動作の終了後に実行させる後動作工程である。画像形成動作の終了後もメインモータＭの駆動を所定の時間継続させ、所定のプロセス機器に所定の終了動作を実行させる。
【００３６】
（ｇ）待機
所定の後回転動作が終了したら、メインモータＭを停止させて、ホスト装置１００からビデオコントローラ３３への次のプリント信号の入力待ちをしている状態時である。次のプリント信号が入力すると、再び上記の前回転動作、画像形成動作、後回転動作の動作サイクルが実行される。
【００３７】
上記において、前多回転動作時、前回転動作時、連続画像形成動作時における紙間、後回転動作時が感光ドラム１に対する非画像形成時である。そして、その非画像形成時におけるドラム面領域が非画像形成領域となる。また、ドラム表面に対して記録媒体１４に対する画像を形成している状態時が画像形成時である。その画像形成時におけるドラム面領域が画像形成領域となる。
【００３８】
図８は画像形成装置Ａの上記の動作工程におけるドラム表面上の画像形成部の印画領域と非印画領域、及び非画像形成部を説明するための模式図（概念図）である。（ａ）と（ｂ）は共に感光ドラム表面の回転方向（表面移動方向）Ｒにおける展開図である。
【００３９】
Ｗ１１ａは感光ドラム１の基材であるアルミシリンダーの全幅（全長寸法）である。Ｗ１１ｂはアルミシリンダーの表面に形成された感光体層（電荷発生層と電荷輸送層との薄膜塗工層）の全幅である。ＷＰｍａｘは最大通紙幅である。Ｗ１１ａ＞Ｗ１１ｂ≧ＷＰｍａｘである。帯電ローラ２による帯電幅、露光手段であるスキャナユニット３０による最大露光幅（最大主走査露光幅）、現像ローラ５による現像幅、は最大通紙幅ＷＰｍａｘに対応しているか、それよりも若干幅広に設定されている。
【００４０】
（ａ）は、最大通紙幅ＷＰｍａｘの記録媒体１４を２枚連続して通紙して画像形成する場合を示している。この例においては、最大通紙幅ＷＰｍａｘの記録媒体１４としてＡ４記録材（２１０×２９７）を横送り通紙している。
【００４１】
Ａ１とＡ２はそれぞれ１枚目と２枚目の記録材に対応する画像形成部である。ｙとｘはその画像形成部Ａ１とＡ２のそれぞれにおける、トナー像を形成する印画領域（露光部）とトナー像を形成しない非印画領域（非露光部）である。本実施例における画像形成装置Ａにおいては反転現像により露光部である印画領域にトナーが付着してトナー像の形成がなされる。
【００４２】
Ｂ１は前回転動作時に対応する非画像形成部、Ｂ２は１枚目と２枚目の記録媒体１４の紙間に対応する非画像形成部、Ｂ３は後回転動作時に対応する非画像形成部である。これらの非画像形成部Ｂ１〜Ｂ３も画像形成部Ａ１とＡ２のそれぞれにおける非印画領域ｘと同じくトナー像を形成しない非印画領域である。
【００４３】
（ｂ）は、最大通紙幅ＷＰｍａｘよりも幅が小さい記録媒体１４を２枚連続して通紙して画像形成する場合を示している。この例においては、最大通紙幅ＷＰｍａｘよりも幅が小さい記録媒体１４としてＢ５記録材（１８２×２５７）を中央基準搬送で横送り通紙している。この場合には、最大通紙幅ＷＰｍａｘとの幅の差により、１枚目と２枚目の記録媒体１４に対応する画像形成部Ａ１とＡ２の幅方向両側にもそれぞれ非画像形成部Ｂ４が生じている。この非画像形成部Ｂ４もトナー像を形成しない非印画領域である。
【００４４】
＜露光動作について＞
本実施例の構成では、帯電ローラ２、現像ローラ５には、それぞれ、帯電バイアス、現像バイアスとして、負極性の所定電位のＤＣ電圧が印加されている。具体的には、不図示の電源ユニットから帯電ローラ２には−１０００Ｖ、現像ローラ５には−４００Ｖが印加されている。この電圧値で固定することで、電気部品を最小限にすることが可能となり、電源ユニットの小型化が可能となっている。
【００４５】
電圧を固定にしてしまうと、環境が変わった際に、感光ドラム表面電位が所望の電位からずれることがある。これを補正するため、本実施例の構成では、トナー像を形成しない非印画領域、即ち画像形成部Ａの非印画領域ｘ、非画像形成部Ｂ（Ｂ１〜Ｂ４）にもレーザによる露光を行なうバックグランド露光を行なっている。
【００４６】
ＣＰＵ３５は環境センサＣによって検知された温湿度情報に基づいてバックグランド露光時のレーザ発光量を制御することで、環境によって帯電後の感光ドラム１の表面電位が異なった場合にも、狙った表面電位することが可能となっている。
【００４７】
次に、本実施例での感光ドラム１の表面の露光方法について詳細に説明する。感光ドラム１の回転方向Ｒと直交する方向に走査しながらレーザ照射を行なう。この感光ドラム１の回転方向Ｒの直交方向を以下、主走査方向と称する。レーザ発光のタイミングは、上記したようにビデオコントローラ３３からレーザドライバ３１に入力された信号によって制御される。
【００４８】
即ち、露光手段であるスキャナユニット３０に露光を指示する電気信号を出力する信号出力部であるビデオコントローラ３３は、スキャナユニット３０に感光ドラム１の印画領域ｙを露光させる際には第１の電気信号を出力する。また、スキャナユニット３０に感光ドラム１の非印画領域ｘ、Ｂ（Ｂ１〜Ｂ４）を露光（バックグランド露光）させる際には、感光ドラム１の単位領域あたりの露光時間を前記第１の電気信号よりも短く指示する第２の電気信号を出力する。
【００４９】
本実施例では、６００ｄｐｉの画像解像度を達成するため、主走査方向に約４０μｍをひとつの領域（１ドット）として露光を行っている。また、１ドット内を約１０分割して発光を制御している。
【００５０】
トナー像を形成するときに画像形成部Ａの印画領域ｙを露光する際は、少なくとも２０μｍ以上の幅を露光している。これは、感光ドラム１上にトナーを現像するのに必要な潜像を形成するためには、少なくとも２０μｍ以上が必要なためである。
【００５１】
逆に、非印画領域ｘ、Ｂ（Ｂ１〜Ｂ４）にバックグランド露光を行なう際には、４〜８μｍの幅で露光している。これによって、トナーを現像することなく感光ドラム１の非印画領域ｘ、Ｂ（Ｂ１〜Ｂ４）の表面電位をコントロールすることが可能となる。
【００５２】
従来は、レーザの発光強度を弱くした状態で、連続的に露光することで非印画領域ｘ、Ｂ（Ｂ１〜Ｂ４）のバックグランド露光を行っていたが、本実施例では、上記のように断続的に露光する方法を用いている。従来のバックグランド露光方法では、バックグランド露光用の弱い光量から、トナー像形成時に用いる強い光量までの広い光量出力範囲が必要となる。さらに、その光量範囲全域において精度も求められることから、高価なレーザ素子を用いる必要があった。
【００５３】
本実施例では、レーザ光量を弱くするのではなく、レーザ光量はトナー像を形成するときの光量の状態で発光時間を短くし、１ドット毎に断続的に露光する方法を用いている。これによってレーザ素子の光量を限定した範囲で使用することが可能となる。また、感光ドラム１の感度特性としても、強い光量で露光した方が安定するという利点もある。
【００５４】
＜トナー使用量検知＞
本実施例では、トナー使用量を検知するためにレーザドライバ３１に入力されるビデオ信号をカウント手段（カウンタ手段：計測手段）３４によって計測している。図１にあるように、ビデオコントローラ３３とレーザドライバ３１の間にカウント手段３４を設け、レーザドライバ３１に入力される信号を直接検知している。この方法にすることで、トナー消費に関係するレーザの発光を直接カウントすることができる。
【００５５】
従来の、ホスト装置１００から送られてくる画像情報からトナー使用量を算出する方法では、制御手段であるＣＰＵ３５で制御している定期的なトナー吐き出し動作や濃度検知制御などによるトナー使用量を検知することが困難であった。この課題に対して、レーザの発光を確実に検知することができるため、精度よくトナー使用量を検知することが可能となる。カウント手段３４は、ビデオコントローラ３３から入力されたビデオ信号がＯＮのときに計測し、その数を積算していく。
【００５６】
次に、画像形成時のトナー使用量検知の具体的なフローについて、図２に基づいて説明する。ホスト装置１００からビデオコントローラ３３にプリント信号が入力されると（Ｓ２０１）、カウント手段３４がサンプリングを開始する（Ｓ２０２）。カウント手段３４は、ビデオコントローラ３３からレーザドライバ３１に入力されるビデオ信号を計測する（Ｓ２０３、Ｓ２０４）。カウント手段３４は、画像エンドの情報を受けると（Ｓ２０５）、サンプリングを終了する（Ｓ２０６）。
【００５７】
カウント手段３４が計測した値Ｙは画像イメージ１枚毎に集計され、ＣＰＵ３５を介して、画像形成装置本体Ａ１に搭載されたメモリ（本体メモリ）３６に一旦記憶される（Ｓ２０７）。プロセスカートリッジＢに搭載された不揮発メモリ２６には、それまでに蓄積されたビデオカウントの積算値Ｘと、予め定められたビデオカウントの閾値Ｔが格納されている。この値は、事前にＣＰＵ３５を介して読み出され、メモリ３６に保持されている。
【００５８】
蓄積されたカウント値Ｘに、今回の画像形成でカウントされた値Ｙを足した積算値Ｚを算出する（Ｓ２０８）。その積算値Ｚと予め定められた閾値Ｔとを比較して（Ｓ２０９）、閾値を超えている時（Ｓ２０９−Ｙｅｓ）にはトナー無を報知する（Ｓ２１１）。閾値を超えていない時（Ｓ２０９−Ｎｏ）は、プリント信号がなければ終了し（Ｓ２１０-Ｎｏ）、プリント信号があれば（Ｓ２１０−Ｙｅｓ）、再度、同じプロセスを実施する。このようにして、トナー使用量を検知し、トナー有無を判断している。
【００５９】
ただし、上記のように、レーザドライバ３１に入るビデオ信号を直接検知する方法では、上記したバックグランド露光でレーザを発光させるビデオ信号も検知することになる。
【００６０】
そのため、本実施例では、上記課題を解決するため、以下の方法を用いて、トナー像形成時のビデオ信号とバックグランド露光時のビデオ信号を判別し、トナー像形成時のビデオ信号のみを計測するようにしている。即ち、ビデオコントローラ３３から前記した第１の電気信号（トナー像形成時のビデオ信号）および第２の電気信号（バックグランド露光時のビデオ信号）が入力されるカウント手段３４は、第２の電気信号は計測せずに第１の電気信号のみを計測する。
【００６１】
上述したように、本実施例のバックグランド露光は１ドットの約１０％〜２０％の幅で露光し、トナー像形成時は１ドットの５０％以上の幅で露光している。図３に示すように、バックグラウンド露光のビデオ信号とトナー像形成時のビデオ信号が重なった最終ビデオ信号がビデオコントローラ３３からカウント手段３４を介して露光手段であるスキャナユニット３０のレーザドライバ３１に入力される。
【００６２】
カウント手段３４は所定の周期でサンプリング（計測）を行ない、ビデオ信号がＯＮであるか否かを判断する。カウント手段３４のサンプリング時間はバックグラウンド露光の発光時間よりも短く、カウント手段３４の検知状態がＨｉｇｈのときにビデオ信号が一瞬でもＯＮ状態になっていればカウントを行う。
【００６３】
本実施例においては、カウント手段３４がバックグラウンド露光のビデオ信号をカウントしないようにするために次のようにしている。即ち、図３に示したように、カウント手段３４のサンプリング周期（計測周期）と、バックグラウンド露光の発光周期を同じ周期にして、かつ、位相差をつけている。位相差はバックグラウンド露光の発光時間以上（位相差が第２の電気信号が露光を指示する時間よりも長い）で、かつ、１ドットの発光時間未満である。本実施例での位相差は１ドットの４０％程度に設定している。
【００６４】
つまり、カウント手段３４が計測するタイミングと、バックグラウンド露光のビデオ信号である第２の電気信号がカウント手段３４に入力されるタイミングが異なるようにしている。
【００６５】
これによって、カウント手段３４が検知を行っているときには、バックグラウンド露光のビデオ信号（第２の電気信号）が入力されることがないので、カウント手段３４が検知するのはトナー像形成時のビデオ信号（第１の電気信号）のみとなる。
【００６６】
本実施例においては、カウント手段３４のサンプリング周期とバックグラウンド露光の発光周期を同じにした。これに限られず、図４に示すように、カウント手段３４のサンプリング周期を、バックグラウンド露光の発光周期（第２の電気信号がカウント手段３４に入力される周期）の整数倍としても良い。
【００６７】
１ドット毎にサンプリングすることで確実にトナー像形成時の露光をカウントすることが可能になるが、その分多くの情報を処理する必要がある。図４のように２ドット周期でカウントしてもトナー使用量の予測に影響が無いのであれば、サンプリング周期を大きくしてサンプリング数を減らすことも、情報処理の負荷を減らすには有効である。
【００６８】
［実施例２］
本実施例２は、実施例１の構成とほぼ同じ構成の画像形成装置を用いている。本実施例２と実施例１との相違点は、カウント手段３４におけるトナー像形成時のビデオ信号のみを計測する方法にある。
【００６９】
図５に示すように、バックグランド露光のビデオ信号とトナー像形成時のビデオ信号が重なった最終ビデオ信号がレーザドライバ３１に入力される。カウント手段３４は、所定の周期でサンプリングを行ない、ビデオ信号がＯＮであるか否かを判断する。このとき、カウント手段３４がビデオ信号をＯＮであると検知する条件は、「ＯＮ状態が所定の時間以上であるとき」である。即ち、カウント手段３４に入力される信号が露光を指示している時間が、バックグランド露光のビデオ信号である第２の電気信号が露光を指示する時間よりも長いときにカウント手段３４でカウントすることを特徴とする。
【００７０】
具体的には、図５に示すように、カウント手段３４の検知状態がＨｉｇｈのときに、継続的にビデオ信号がＯＮ状態であるときにカウントし、途中でビデオ信号がＯＦＦになったとき、または途中からＨｉｇhになったときはカウントしない。カウント手段３４の検知状態（Ｈｉｇhの幅）は、バックブランド露光で発光する幅よりも広く設定している。ここでは、１ドットの２１％に設定し、サンプリングを行なっている。
【００７１】
これによって、バックグランド露光のビデオ信号はカウントすることなく、トナー像形成時のビデオ信号のみを検知することが可能となる。ちなみに、本実施例でのカウント手段３４のサンプリング周期は１ドットの７０％周期である。
【００７２】
［実施例３］
本実施例３は、実施例１の構成とほぼ同じ構成の画像形成装置を用いている。本実施例３の特徴も、カウント手段３４のトナー像形成時のビデオ信号のみを計測する方法にある。
【００７３】
本実施例３では、カウント手段の３４のサンプリング周期が非常に短く設定している。具体的には、１ドットの２０％周期でサンプリングを行なっている。実施例１と同様に、バックグランド露光は1ドットの１０〜２０％、トナー像形成時は１ドットの５０％以上を露光している。この露光幅の違いを利用して、カウント手段３４はトナー像形成時のビデオ信号のみをカウントしている。
【００７４】
図６に示すように、カウント手段３４のサンプリング周期が１ドットの２０％周期であるため、トナー像形成時のビデオ信号のときには、必ず２回以上連続でビデオ信号を検知することになる。バックグランド露光のビデオ信号は、２回連続で検知することはない。よって、本実施例のカウント手段は、２回以上連続で検知した際に、ビデオ信号カウンタをカウントアップする仕様にしている。
【００７５】
図６の黒塗りの三角印はカウントアップし、図中白抜きの三角印はカウントアップしない。これによって、確実にトナー像形成時のビデオ信号のみを計測することが可能となり、バックグランド露光のビデオ信号の影響を受けることは無い。
【００７６】
実施例１から３の構成を行なうことで、バックグランド露光のビデオ信号の影響を受けることは無く、確実にトナー像形成時のビデオ信号のみを計測することが可能となる。これによって、バックグランド露光を行なう画像形成装置においても、ビデオ信号に基づいてトナー使用量を精度よく検知することができるようになった。
【００７７】
実施例１から３では、感光ドラム表面電位を制御するためにバックグランド露光を用いたが、これに限らず、転写メモリを抑制するために用いた場合においても、ビデオ信号によるトナー使用量検知方法は有効である。
【符号の説明】
【００７８】
１・・像担持体（感光ドラム）、２・・帯電手段、３０・・露光手段、３３・・信号出力部（ビデオコントローラ）、３４・・カウント手段（計測手段）
【図１】
2014119478.tif 000003
【図２】
2014119478.tif 000004
【図３】
2014119478.tif 000005
【図４】
2014119478.tif 000006
【図５】
2014119478.tif 000007
【図６】
2014119478.tif 000008
【図７】
2014119478.tif 000009
【図８】
2014119478.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月13日(2013.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段で帯電された前記像担持体を露光することで静電潜像を形成する露光手段であって、像担持体の単位領域ごとに断続的な光の照射を行う露光手段と、
前記静電潜像を現像剤によって現像する現像手段と、
前記露光手段に露光を指示する電気信号を出力する信号出力部であって、前記露光手段に前記像担持体の印画領域を露光させる際には第１の電気信号を出力し、前記露光手段に前記像担持体の非印画領域を露光させる際には、前記像担持体の単位領域あたりの露光時間を前記第１の電気信号よりも短く指示する第２の電気信号を出力する信号出力部と、
前記信号出力部から前記第１の電気信号および前記第２の電気信号が入力されるカウント手段であって、前記第２の電気信号は計測せずに前記第１の電気信号のみを計測するカウント手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記カウント手段が計測するタイミングと、前記第２の電気信号がカウント手段に入力されるタイミングが異なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記カウント手段の計測周期が、前記第２の電気信号が前記カウント手段に入力される周期の整数倍であり、かつ前記カウント手段が計測するタイミングと前記カウント手段に前記第２の電気信号が入力されるタイミングとの位相差が、前記第２の電気信号が露光を指示する時間よりも長いことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記カウント手段に入力される信号が露光を指示している時間が、前記第２の電気信号が露光を指示する時間よりも長いときに前記カウント手段でカウントすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記カウント手段の計測周期が、前記第１の電気信号および前記第２の電気信号の周期よりも短く、前記カウント手段が連続して電気信号を検知した回数に基づいて、検知した電気信号が前記第１の電気信号であるか、前記第２の電気信号であるかを区別し、前記第１の電気信号のみを計測することを特徴とする請求項１又は４に記載の画像形成装置。