(57)【要約】【解決手段】累積動作量演算手段７は、新規現像剤使用開始時からの静電潜像担持体の累積動作量を計数して保持し、累積現像剤消費量演算手段８は、新規現像剤使用開始時からの累積露光領域を計数して保持し、現像電圧制御手段９は、上記累積動作量と上記累積露光領域に基づいて、現像剤の特性劣化度を推定し、現像電圧を加減して設定する。【効果】特性劣化度に応じて現像ローラの電圧を加減して設定することができ、記録媒体上の文字がかすれたり、あるいは又、文字抜けが発生するのを防止できる。【選択図】        図１
2004233436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光手段によって露光され、静電潜像が形成される静電潜像担持体と、
該静電潜像に現像剤を付着させる現像剤担持体と、
該現像剤担持体に現像電圧を印加する現像電源と、
前記静電潜像担持体の累積動作量を計数して保持する累積動作量演算手段と、
累積現像剤消費量を計数して保持する累積現像剤消費量演算手段と、
前記累積動作量と前記累積現像剤消費量に基づいて、前記現像電圧を設定する現像電圧制御手段とを含むことを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子写真記録装置に於いて、
前記累積動作量演算手段は、
前記静電潜像担持体の回転数に基づいて前記累積動作量を計数することを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電子写真記録装置に於いて、
前記累積現像剤消費量演算手段は、
ビットマップ記録データの露光ドット数に基づいて前記累積現像剤消費量を計数することを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電子写真記録装置に於いて、
前記現像電圧制御手段は、
所定の印刷数量毎に前記現像電圧を設定することを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電子写真記録装置に於いて、
前記現像剤の残存量を検出する現像剤残存量検出手段を更に備え、
前記残存量が所定の値を下回った後に、前記残存量が所定の値を再度越えると、前記累積動作量演算手段、及び、前記累積現像剤消費量演算手段をリセットすることを特徴とする電子写真記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プリンタ等の電子写真記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プリンタ等の電子写真記録装置では、感光体ドラムの表面を帯電ローラで、一様且つ均一に、負に帯電した後、その上にＬＥＤヘッドで静電潜像を書き込む。この静電潜像に現像ローラ、トナー搬送ローラ、等を用いてトナー像を形成する。このトナー像を転写装置で記録媒体上に転写する。この転写されたトナーを定着器を用いて記録媒体上に定着する。定着後に感光体ドラムの表面に残留したトナーの一部は、クリーニングローラによって除去される。残りのトナーは、感光体ドラムの表面に残留したまま現像ローラまで運ばれ、現像ローラによって回収される。回収されたトナーは、現像装置内のトナーと混合されつつ再利用される。以上のプロセスを連続的に繰り返しながら画像再現が行われている。このトナー再利用を効果的に実行するための技術も公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−６８９０５号公報（要約）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記プロセスによって回収されたトナーは、プロセスを一周することによって疲労し、もはや当初の帯電特性を有していない。このように特性劣化したトナーが一部混入されることによって現像装置内のトナー全体としての帯電特性も劣化してくる。記すまでもなく、この帯電特性の劣化は、現像装置内のトナーの内で、回収されたトナーの割合が増加すればする程顕著になってくる。ときには、記録媒体上の文字がかすれたり、あるいは又、文字抜けが発生することすら有る。
本発明の目的は、かかる課題を解決し、安定した画像を再現できる電子写真記録装置を実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
露光手段によって露光され、静電潜像が形成される静電潜像担持体と、該静電潜像に現像剤を付着させる現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像電圧を印加する現像電源と、上記静電潜像担持体の累積動作量を計数して保持する累積動作量演算手段と、累積現像剤消費量を計数して保持する累積現像剤消費量演算手段と、上記累積動作量と上記累積現像剤消費量に基づいて、上記現像電圧を設定する現像電圧制御手段とを含むことを特徴とする電子写真記録装置。
【０００６】
〈構成２〉
構成１に記載の電子写真記録装置に於いて、上記累積動作量演算手段は、上記静電潜像担持体の回転数に基づいて上記累積動作量を計数することを特徴とする電子写真記録装置。
【０００７】
〈構成３〉
構成１に記載の電子写真記録装置に於いて、上記累積現像剤消費量演算手段は、ビットマップ記録データの露光ドット数に基づいて上記累積現像剤消費量を計数することを特徴とする電子写真記録装置。
【０００８】
〈構成４〉
構成１に記載の電子写真記録装置に於いて、上記現像電圧制御手段は、所定の印刷数量毎に上記現像電圧を設定することを特徴とする電子写真記録装置。
【０００９】
〈構成５〉
構成１に記載の電子写真記録装置に於いて、上記現像剤の残存量を検出する現像剤残存量検出手段を更に備え、上記残存量が所定の値を下回った後に、上記残存量が所定の値を再度越えると、上記累積動作量演算手段、及び、上記累積現像剤消費量演算手段をリセットすることを特徴とする電子写真記録装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
〈具体例１〉
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
本具体例では、現像装置内全てのトナー量の内で、回収されたトナー量の割合を、感光体ドラムの累積動作量とビットマップ記録データの露光ドット数の累積露光領域から求める。この回収されたトナー量の割合から現像装置内のトナー全体としての特性劣化度を推定し、該特性劣化度に応じて現像ローラの電圧を加減し、記録媒体上の文字がかすれたり、あるいは又、文字抜けが発生することを防止する。かかる目的を達成するために本具体例の電子写真プリンタは、以下のように構成される。
【００１１】
図１は、具体例１の構成のブロック図である。
図より、具体例１の構成は、感光体ドラム回転数検出部１、露光ドット数検出部２、現像ローラ電圧制御部３、高圧電源４、記憶部５、中央処理部６とを備える。
本発明を一例として電子写真プリンタに適用させる場合について説明する。まず最初に、本発明が適用される電子写真プリンタの構成、並びに、その制御機構について説明する。その後、かかる電子写真プリンタに、本発明がどのような形で適用されるかについて詳細に説明する。
【００１２】
図２は、電子写真プリンタの主な構成部分のブロック図である。
図２より、本発明が適用される電子写真プリンタは、感光体ドラム１１と、メインモータ１２と、モータドライバ１３と、ドラムカウンタ１４と、ＬＥＤ露光部１５と、露光制御部１６と、現像ローラ１７と、現像バイアス電源１８と、トナー搬送ローラ１９と、スポンジバイアス電源２０と、電源制御部２１と、画像信号処理部２２と、ドットカウンタ２３と、制御ＲＯＭ２４と、データＲＯＭ２５と、プリンタ制御部２６とを備える。
図３は、電子写真プリンタの主機構部分の断面図である。
この図３を主にし、併せて図２を用いて本発明が適用される電子写真プリンタの主な構成部分を、その機能を含めて説明する。図２、及び図３とで共通する構成要素には同一の符号が付されている。
【００１３】
感光体ドラム１１は図示の矢印の方向に回転して印刷プロセスを形成する電子写真プリンタの中心となる部分である。請求項中の静電潜像担持体に該当する部分である。以下矢印の方向順に印刷プロセスを説明する。感光体ドラム１１の表面は、通常ゴム材などの耐熱性の大きい絶縁体で覆われている。感光体ドラム１１は、プリンタ制御部２６（図２）の制御に基づいてモータドライバ１３（図２）がメインモータ１２（図２）を駆動させることによって回転される。感光体ドラム１１の回転数は、ドラムカウンタ１４（図２）によって計測され、そのデータはデータＲＯＭ２５（図２）に記憶される。
【００１４】
帯電ローラ３２は、感光体ドラム１１の表面を一例として約−８００Ｖに帯電させる部分である。図示していない負の高電圧が印加されている。
ＬＥＤ露光部１５は、約−８００Ｖに帯電された感光体ドラム１１の表面に光線を照射して画像データ２８（図２）の静電潜像を形成する部分である。通常ＬＥＤアレイ等の発光素子が用いられる。この部分は露光制御部１６（図２）によって制御される。
【００１５】
画像信号処理部２２（図２）は、画像データ２８（図２）をドットデータに変換する部分である。このドットデータに対応する光線がＬＥＤ露光部１５から感光体ドラム１１の表面に照射される。照射された部分の表面電位は０Ｖ近くまで上昇する。このようにして感光体ドラム１１上に電位変化部分即ち静電潜像が形成される。
【００１６】
ドットカウンタ２３（図２）は、画像信号処理部２２（図２）が画像データをドットデータに変換したときにＡ４用紙１枚分の原稿画像データのドット数をカウントする部分である。このカウントされたドット数はデータＲＯＭ２５（図２）に記憶される。
現像ローラ１７は上記感光体ドラム１１の静電潜像部分にトナー３４を付着させて現像する部分である。この現像ローラ１７の表面電位は現像バイアス電源１８によって一例として約−３００Ｖに維持される。この現像ローラ１７が請求項中の現像剤担持体に該当する。
【００１７】
トナー搬送ローラ１９は、現像ローラ１７へトナーを供給する部分である。このトナー搬送ローラ１９の表面電位はスポンジバイアス電源２０（図２）によって一例として約−４００Ｖに維持される。
電源制御部２１（図２）は、プリンタ制御部２６（図２）の制御に基づいて上記現像ローラ１７の表面電位とトナー搬送ローラ１９の表面電位とを設定並びに変更する部分である。
【００１８】
現像ブレード３１は、現像ローラ１７に形成されるトナー層のトナー量を規制する部分である。
転写ローラ３７は、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を用紙３６上に転写する部分である。感光体ドラム１１上で負に帯電されているトナーを用紙３６上へ転写するため正の高電圧が印加される。
【００１９】
転写ベルト３５は、図示しない搬送ローラによって駆動され用紙３６を搬送する部分である。
クリーニング装置３３は、感光体ドラム１１上に残留するトナーを除去する部分である。尚、ここで除去されない残留トナーは、感光体ドラム１１の表面に付着されたまま現像ローラ１７まで運ばれ、現像ローラ１７によって回収され、そのまま再利用される。
制御ＲＯＭ２４（図２）は、電子写真プリンタの制御に必要なプログラムやテーブル等を格納する部分である。
プリンタ制御部２６は、電子写真プリンタ全体を制御するＣＰＵである。
【００２０】
尚、上記画像信号処理部２２（図２）、ドットカウンタ２３（図２）、電源制御部２１（図２）は、独自の構成部分として個別に構成されてもよいが通常プリンタ制御部２６の一機能として制御プログラム中に含まれる。制御プログラム中に含まれる場合には予め制御ＲＯＭ２４の内部に格納される。
【００２１】
次に、再度図１に戻って、具体例１の構成について説明する。
図１に示すように、感光体ドラム回転数検出部１、露光ドット数検出部２、現像ローラ電圧制御部３、高圧電源４、記憶部５は、それぞれの機能が組み合わされ、累積動作量演算手段７、累積現像剤消費量演算手段８、現像電圧制御手段９となって、本発明による電子写真プリンタ（一例）に含まれる。
【００２２】
累積動作量演算手段７は、新規現像剤使用開始時からの静電潜像担持体の累積動作量を計数して保持する手段である。即ち、トナー３４（図３）を新規に入れ替えたときからの現像動作量を累積して保持する手段である。この累積動作量演算手段７は、感光体ドラム回転数検出部１、メモリＡ、中央処理部６が、一体となって構成される。
【００２３】
ここで、感光体ドラム回転数検出部１は、感光体ドラム１１（図２）の回転数を計測する、上記ドラムカウンタ１４（図２）である。この回転数は、中央処理部６（上記プリンタ制御部２６（図２）に該当）によって累積加算され、その値は、ドラム累積回転数としてメモリＡに格納される。メモリＡは、上記データＲＯＭ２５（図２）に確保されている記憶領域である。
【００２４】
累積現像剤消費量演算手段８は、新規現像剤使用開始時からの累積露光領域を計数して保持する手段である。即ち、トナー３４（図３）を新規に入れ替えたときから、感光体ドラム１１（図２）の表面に形成された静電潜像のドット数を計数し、累積して保持する手段である。この累積現像剤消費量演算手段８は、露光ドット数検出部２、メモリＢ、中央処理部６が、一体となって構成される。
【００２５】
ここで、露光ドット数検出部２は、上記ドットカウンタ２３（図２）に該当する部分であり、画像信号処理部２２（図２）が画像データをドットデータに変換したときにＡ４用紙１枚分の原稿画像データのドット数をカウントする部分である。このドット数は、上記ＬＥＤ露光部１５が、約−８００Ｖに帯電された感光体ドラム１１の表面に光線を照射して形成する静電潜像のドット数、即ち、ビットマップ記録データの露光ドット数と結果的に等しい値になる。露光により形成された静電潜像には現像ローラによりドットに対応するトナーが付着して現像される。即ち、露光ドット数を計数することにより、トナーの消費量を推定することができる。
【００２６】
この露光ドット数は、中央処理部６（上記プリンタ制御部２６（図２）に該当）によって累積加算され、その値は、累積露光ドット数としてメモリＢに格納される。メモリＢは、上記データＲＯＭ２５（図２）に確保されている記憶領域である。
【００２７】
現像電圧制御手段９は、上記累積動作量と上記累積露光領域に基づいて、上記現像剤の特性劣化度を推定し、現像電圧を加減して設定する手段である。即ち、回収されたトナーが混入されている現像装置内全体としてのトナーの特性劣化度を上記感光体ドラム１１（図２）のドラム累積回転数と、上記静電潜像の累積露光ドット数とから推定し、現像電圧を加減して設定する手段である。この現像電圧制御手段９は、現像ローラ電圧制御部３、メモリＣ、高圧電源４、中央処理部６が、一体となって構成される。
【００２８】
ここで現像ローラ電圧制御部３は、電源制御部２１（図２）に該当し、プリンタ制御部２６（図２）（中央処理部６に該当）の制御に基づいて上記現像ローラ１７の表面電位、及び、トナー搬送ローラ１９の表面電位の双方、あるいは又何れか一方の表面電位を設定並びに変更する部分である。高圧電源４は、上記トナー搬送ローラ１９（図２）の表面電位を維持するスポンジバイアス電源２０と上記現像ローラ１７の表面電位を維持する現像バイアス電源１８の双方、又は何れか一方が該当する。ここでは現像バイアス電源１８のみについて記す。
【００２９】
又、メモリＣは、上記制御ＲＯＭ２４（図２）に確保されている記憶領域であり、現像ローラ電圧データテーブルを格納する部分である。この現像ローラ電圧データテーブルの一例について説明する。
図４は、現像ローラ電圧データテーブルである。
テーブルの左列でトナー全体としての特性劣化度（ｄｕｔｙ（％））のレベルを定め、そのレベルに応じて設定すべき現像ローラ電圧を右列に定めている。
【００３０】
ここで特性劣化度（ｄｕｔｙ（％））の内容について説明する。
ｄｕｔｙ＝Ａ＊（累積露光ドット数）／（ドラム累積回転数）・・・（１式）
ここでＡは、常数である。
この（１式）は、実際に印刷した総動作量（ドラム累積回転数）に対する実際に利用されたトナーの量（累積露光ドット数）を表している。従って、この（１式）から実際に利用されずに回収されたトナー量を推定することができる。即ち、（ｄｕｔｙ（％））が小さくなればなる程、実際に使用されずに回収されたトナー量が多いことを意味している。
【００３１】
言葉を換えて表現するならば、ｄｕｔｙ（％）が小さくなればなる程トナーの特性は劣化しているので、現像ローラ電圧を上げる必要があることになる。発明者の実験によれば図４右列のＬ、Ｍ、Ｈ、は、それぞれ、感光体ドラム１１（図２）表面の露光されていない部分が−８００Ｖであり、露光されている部分が−５０Ｖの場合に、Ｌ＝−３００、ＶＭ＝−３５０Ｖ、Ｈ＝−４００Ｖに設定することによって最適な結果が得られた。但し、この結果は、電子写真プリンタの機種や、上記感光体ドラム１１（図２）表面の電位などによって異なるので、個々に実験データを集積して設定すべき値であり、この例に限定されるものではない。
【００３２】
上記説明では、特性劣化度（ｄｕｔｙ（％））の算出にあたって、累積動作量として感光体ドラム１１（図２）の回転数を用いたが、本発明は、この例に限定されるものではない。即ち、印刷した用紙の枚数や、実行したＪＯＢ数等から算出しても良い。
又、上記説明では、特性劣化度（ｄｕｔｙ（％））の算出時期を明確にしていないが、この時期は、所定の印刷量経過時期であっても良いしあるいは又、印刷作業開始毎であっても良い。
尚、請求項中の新規現像剤使用開始時には、現像装置内のトナーを新規トナーに更新した時は勿論のこと、新規トナーを追加した場合についても含まれるものとする。
【００３３】
〈具体例１の効果〉
以上説明したように、回収されたトナーの割合をトナーを新規にした時点からの、感光体ドラムの動作累積量とビットマップ記録データの露光ドット数の累積数から求め、この回収されたトナーの割合からトナー全体としての特性劣化度（ｄｕｔｙ）を推定し、特性劣化度に応じて現像ローラの電圧を加減して設定することによって記録媒体上の文字がかすれたり、あるいは又、文字抜けが発生することを防止できるという効果を得る。
【００３４】
〈具体例２〉
具体例１では、新規トナーへの更新時におけるメモリＡ、及び、メモリＢのリセットについては触れていない。このリセットをオペレータの労力に委ねる場合には、リセット忘れを無視することができない。そこで本具体例では、トナー残存量検出部を更に備え、新規トナーへの更新時を検出し、この更新時に、メモリＡ、及び、メモリＢのリセットを自動的に実行し、リセット忘れによる再現画像の品質劣化を防止する。かかる目的を達成するために具体例２の電子写真プリンタ（一例）は、以下のように構成される。
【００３５】
図５は、具体例２の構成のブロック図である。
図より、具体例２の構成は、感光体ドラム回転数検出部１、露光ドット数検出部２、現像ローラ電圧制御部３、高圧電源４、記憶部５、トナー残存量検出部４１、メモリＡＢリセット部４２、中央処理部４６とを備える。
【００３６】
具体例１との差異のみについて説明する。
トナー残存量検出部４１は、中央処理部４６と一体になって現像剤の残存量を検出する現像剤残存量検出手段を構成する部分である。
即ち、トナー残存量検出部４１は、印刷プロセス中に於いて、図示してないトナータンク内で回転するリンクの周期を計測し、その周期の長短からトナー残量を計測する部分である。
【００３７】
トナー量が所定量を下回ると、このトナー残存量検出部４１からトナーＬＯＷ信号が出力され中央処理部４６を介して操作パネル上にトナー量が少なくなったことを知らせるアラームが表示される。このアラームを見たオペレータはトナーを追加することになる。アラーム表示はオペレータがトナーを追加するまで継続して表示され、トナーが追加されるとトナー残存量検出部４１はトナーＬＯＷ信号の出力を停止する。その結果アラーム表示は解除される。
【００３８】
メモリＡＢリセット部４２は、中央処理部４６の制御に従って、メモリＡに格納されている累積動作量（感光体ドラムの累積回転数）とメモリＢに格納されている累積露光領域（露光ドット数）とをリセット（０に戻す）する部分である。
【００３９】
中央処理部４６は、トナー残存量検出部４１からトナーＬＯＷ信号を受け入れた後、このトナーＬＯＷ信号が停止されたとき、現像装置内のトナーが新規トナーに更新された（新規トナーの追加を含む）と判断して上記メモリＡ及びメモリＢにリセット信号を送出してリセットする部分である。
他の部分は具体例１と全く同様なので説明を省略する。
【００４０】
〈具体例２の効果〉
上記のように本具体例の電子写真プリンタは、現像剤残存量検出手段を備えることによって、新規トナーに更新（追加を含む）されたときメモリＡ及びメモリＢがリセットされ、現像電圧が元に戻されるので印字が濃くなりすぎる等の弊害が無くなり良好な再現画像を得ることができるという効果を得る。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、静電潜像担持体の累積動作量を計数して保持する累積動作量演算手段と、累積現像剤消費量を計数して保持する累積現像剤消費量演算手段と、上記累積動作量と上記累積現像剤消費量に基づいて、現像電圧を設定する現像電圧制御手段とを含むことによって、記録媒体上の文字がかすれたり、あるいは又、文字抜けが発生することを防止できるという効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】具体例１の構成のブロック図である。
【図２】電子写真プリンタの主な構成部分のブロック図である。
【図３】電子写真プリンタの主機構部分の断面図である。
【図４】現像ローラ電圧データテーブルである。
【図５】具体例２の構成のブロック図である。
【符号の説明】
１  感光体ドラム回転数検出部
２  露光ドット数検出部
３  現像ローラ電圧制御部
４  高圧電源
５  記憶部
６  中央処理部
７  累積動作量演算手段
８  累積現像剤消費量演算手段
９  現像電圧制御手段
【図１】
2004233436.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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