JPS63125960A - 現像剤の自動補給機能を備えたカラ−画像記録装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、複数個の現像器を有した簡易形の電子写真
式カラー複写機などに適用して好適な、現像剤の自動補
給機能を備えたカラー画像記録装置に関する。

［発明の背景］ ａ易形のカラー複写機は色情報を３〜４種類程度の色情
報に分解してカラー画像を記録しようとするものである
。

このような簡易形の電子写真式カラー複写機の一例を第
７図に示す。たたし、この例では色情報を３色に分離し
て現像するようにしたものである。

第７図において、１ｏはカラー複写機の要部の一例であ
って、１はドラム状をなす像形成体（感光体ドラム、以
下単にドラムという）で、その表面にはセレンＳｅなど
の光導電性感光体表層が形成され、光学像に対応した静
電像（静電潜像）が形成できるようになされている。

ドラム１の周面にはその回転方向に向かって順次以下に
述べるような部材が配置される。

ドラム１の表面は帯電器２によって一様に・帯電される
。帯電されたドラム１の表面には各色分解像に基づく像
露光（その光像を４で示す）がなきれる。

像露光後は所定の現像器によって現像される。

現像器は色分解像に対応した数だけ配置される。

この例では、赤のトナーの現像剤が充３ａ　ｋれた現像
器５と、青のトナーの現像剤が充填された現像器６と、
黒のトナーの現像剤が充填された現像器７とが、ドラム
１の回転方向に向かってこれらの順で、順次ドラム１の
表面に対向して配置される。

現像器５〜７はドラム１の回転に同期して順次選択され
、例えば現像器７を選択することにより、黒の色分解像
、つまり通常の白黒像が現像きれる。

現像器７側には転写前帯電器９と転写前露光ランプ１１
とが設けられ、これらによってカラー画像を記録紙（転
写紙等）Ｐ上に転写しやすくしている。たｒ＝し、これ
ら転写前帯電器９及び転写前露光ランプ１１は必要に応
じて設けられる。

ドラム１上に現像されたカラー画像は転写器１２によっ
て記録紙Ｐ上に転写される。

転写きれた記録紙Ｐは後段の定着器１３によって定着処
理がなされたのち排紙きれる。

なお、除電器１４は除電器ランプと除電用のコロナ放電
器の一方又は両者の組合せからなる。

クリーニング装置１５ばクリーニングブレードやファー
ブラシで構成きれ、これらによってドラム１のカラー画
像を転写した後のドラム表面に（；Ｊ着している残留ト
ナーを除去するようにしている。

上述した帯電器２としては、スコロトロンコロナ放電器
などを使用することができる。これは、先の帯電による
影響が少なく、安定した帯電をドラム１上に与えること
ができるからである。

像露光としては、レーザビームスキャナなどの光走査装
置によって得られる像露光を利用することができる。

このような光走査装置を利用する場合には、画像記録装
置の光源として、半導体レーザを利用できる。半導体レ
ーザは小形で安価であることに加え、鮮明なカラー画像
を記録することができるからである。

第８図は上述において使用される現像器５の一例を示す
。

図において、２１はハウジングを示し、このハウジング
２１内には円筒状のスリーブ２２が回転自在に収納され
る。スリーブ２２内にはＮ、Ｓ８極からなる磁気ロール
が設けられる。スリーブ２２の外周面には層規制片２４
が圧接され、スリーブ２２に付着した現像剤の層厚が所
定の厚みとなるように規制される。所定の厚みとは、１
０〜５００ｕｍのうち、予め規定された値をいう。

ハウジング２１内にはざらに第１及び第２の撹１″Ｐ部
材２５．２６が設けられる。現像剤溜り２９にある現像
剤りは、反時計方向に回転する第１の撹拌部材２５と、
第１の撹拌部材２５とは逆方向に、しかも互いに重畳す
るように回転する第２の撹拌部材２６とによって十分撹
拌混合きれ、撹拌混合された現像剤りは、互いに逆方向
に回転するスリーブ２２と磁気ロール２３との回転搬送
力により、スリーブ２２の表面に１般送、付着される。

像形成体１上に付着した現像剤りによって、この像形成
体１に形成された静電潜像が非接触状態で現像きれる。

なお、現像時には、電源３０から供給される現像バイア
ス信号が、スリーブ２２に印加きれる。

現像バイアス信号は電源３０から像形成体１の非露光部
の電位とほぼ同電位に選定された直流成分と、これに重
畳された交流成分よりなる。その結果、スリーブ２２上
の現像剤り中のトナーＴのみか選択的に潜像化された像
形成体１の表面に移行することによってその表面上に付
着きれて、現像処理が行なわれることになる。

なお、２７はトナー容器、２８はトナー補給ローうであ
る。３１は現像領域を示す。

トナー濃度が薄くなったときにはトナー補給ローラ２８
を回転きせて所定量のトナーＴが現像剤溜、す２９（こ
供給されるようになされている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このように構成きれたカラー画像記録装置に
おいては、コピー濃度が所定の濃度以下になったときに
はトナーを補給して記録画像の濃度を一定値に保持する
必要がある。

従来において、コピー濃度が所定値以下になったときに
は、トナーを自動補給するようにしている。自動補給は
コピー濃度が所定値以下であることが検出きれた直後に
実行されるのが、一般的である。

従って、トナー補給は現像処理の途中で行なわれる場合
がある。

しかし、このように現像中にトナーが補給きれると、画
像濃度がトナー補給を境にして変化するおそれがある。

すなわち、現像むらが発生するおそれがある。

また、現像器の構造によってはトナー補給部材の稼働に
よる振動が、ドラム１１　ｆｌ、ｌＩに伝達され、それ
に伴なって現作画像が乱れるおそれがある。

これによってコピー画質が著しく劣化してしまう。特に
、カラー画像では色ずれなどが生じてしまう。

そこで、この発明ではこのような従来の問題点を構成簡
単に解決したものであって、各現像処理が終了してから
トナー補給を実行するようにした現像剤の自動補給機能
を有したカラー画像記録装置を提案するものである。

［問題点を解決するための技術的手段１上述の問題点を
解決するため、この発明では、夫々異なる複数のトナー
を収容した複数の現像器を有し、これら現像器を使用し
て色ごとに現像処理を行うことによりカラー画像を現像
するようにしたカラー画像記録装置において、 トナーの補給の有無を検出し、トナー補給か必要なとき
、カラー現像の終了タイミングから一定の期間にわたっ
て現像器に設けられた現像剤溜りに自動的にトナーを補
給するようにしたことを特徴とするものである。

［作用］ 所定の画性領域から得られるトナー濃度が一定のレベル
以下であるときには、カラー現像の終了タイミングから
一定の期間にわたって現像器に設けられた現像剤溜りに
自動的にトナーが補給される。

これによって、現像むらや色ずれなどの発生を確実に防
止することができる。

［実施例］ 続いて、この発明に係る現像剤の自動補給機能を備えた
画像記録装置の一例を第１図以下を参照して詳細に説明
する。

この発明では、トナー濃度の検出及びトナー補給タイミ
ングを決定する手段として、装置本体の各種制御のため
に使用される制御系が流用される。

この例では、カラー複写機の動作状態を制御するために
設けられたシステムコントロール部において使用される
マイクロコンピュータが流用される。

第１図はその制御系の要部の一例を示すもので、４１は
マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）　、４２は制御プログラ
ムか格納されたＲＯＭ、４３は各種制御データなどを格
納するためのＲＡＭである。

第２図に示す操作・表示部ＳＯに設けられた各種キーか
らの指令データはＩ１０ボート４６を介してＣＰＵ４１
に取り込まれて、所定の演算処理などが実行きれる。

また、ＣＰＵ４１からは、トナー濃度を検出するための
トナコンバッチ信号が生成される。このパッチ信号によ
ってドラム１上には所定パターンのトナコンバッチ画像
が現像きれ、このパッチ画像のトナー濃度レベルが光反
射型のセンサ（図示せず）で検出きれる。

このトナー濃度（２号（トナー濃度情報）は再びＣＰＵ
４１に取り込まれて、トナー濃度が規定値以下であると
きには、ＣＰＵ４１からの指令信号がＩ１０ポート４７
を経て第１図に示すトナー補給ローラ２８の駆動回路４
８に供給きれる。これによって、トナー補給ローラ２８
が回転制御されて一定量のトナーＴが現像剤溜り２９に
送給される。

第２図は操作・表示部５０のキー配列の一例を示す。

５１はコピースタート釦で、テンキー５２において設定
されたコピ一枚数だけコピーされ、設定枚数は表示部５
３に表示される。

コピーの濃度はコピー濃度選択用の釦５５を操作するこ
とで、任意の濃度でコピーすることができる。選択した
コピー濃度は表示部５６において表示される。

６１はコピーモード切り換え用の釦であり、これを押す
ごとにマルチカラーモードとモノカラーモードとが交互
に選択される。モノカラーモード選択時には、３つの色
選択釦６２〜６４によって任意の色が選択できるように
なされている。

マルチカラーモード選択時に、色選択用の釦６２〜６４
を操作すると、操作した色の指定が取り消されることに
なる。

ところで、上述したトナー濃度はある特定の画像領域を
参照して検出される。その゛ため、第３図Ａに示すよう
な濃度検出用のパッチ４８号（例えば、８　Ｘ　１６ｍ
ｏ＋サイズの画像領域に対応した画像信号）が利用され
る。

このパッチ信号は色分解像の各現像処理の開始タイミン
グに同期して送出きれるもので、これが送給されてから
所定の期間経過後にトナー濃度が検出される。従って、
所定期間経過後には第３図りに示すトナー濃度検出信号
によって夫々のトナー濃度が検出されるものである。

なお、第３図は３色の全てを使用してカラー記録を行う
マルチカラーモードでのタイミングチャートであって、
像形成体１の各回転ごとに各色分解像に基づく画像露光
がなされると共に（同図８）、この像露光に同期して現
像処理が実行きれる（同図Ｃ）。

そして、トナー濃度検出の結果、トナー補給の必要性が
生じたときには、トナー補給信号が現像器５〜７に供給
される。すなわち、現像器に設けられたトナー補給ロー
ラ２８の駆動回路４８にトナー補給信号が供給されて、
各色分解像の現像が終了してから一定の期間、例えば第
３図Ｅに示すように、はぼ像形成体１の１回転の期間に
わたり、トナー補給ローラ２８が駆動される。

これによって、対応する現像剤溜り２９には、所定量の
トナーが補給されることになる。第３図は、全ての色の
トナーが補給されるような検出状況を示しである。

なお、第３図において、最終色の現像が終了した段階で
トナーの補給が必要な場合には、現像処理の後回転処理
中に、トナーの補給が実行されるようになるので、この
ような場合には、一定量のトナーを現像剤溜りに完全に
補給できるように、後回転処理時間か変更きれることに
なる。

このような後回転処理期間の変更処理は、単色の色でカ
ラー記録するようなコピーモード（モノカラーモ−モー
ド）の場合にも行なわれ゛る。

連続コピ一時に、トナー補給指令がなされたときには、
連続コピーの途中で、空回転を適時挿入することによっ
て、トナーの補給を実行することができる。

ざて、第４図はトナー補給のための制郡系の一例を示す
フローチャートである。

トナー濃度制御ルーチンがコールきれると、ステップ８
０において、トナー濃度の検出が上述したパッチ画像を
利用して実行される。検出ｌ・ナー濃度がトナー補給レ
ベル以下であるときには、現像処理色が判別される（ス
テップ８１）。

現像処理中の色が第１色目であるときは、対応するカウ
ンタＮ１がインクリメントされ、次にそのカウント値が
判別される（ステップ８２，８３）。この例では、同様
な検出結果が３回継続したとき、始めてトナー濃度か所
定の補給レベル以下であるものと判断するようにしてい
る。

このようにしたのは、濃度検出の誤動作を回避するため
である。

従って、何度かめのトナー検出動作で、１色目のカウン
タのカウント値が、Ｎ１＝３となったときは、１色目の
トナー補給フラグがセットされ、これによってトナー補
給が実行される（ステップ８４）。しかし、トナー容器
２７にトナーがなかったり、残量が少ないときには、ト
ナー補給動作を繰り返しても、必要量のトナーは補給さ
れない。

そこで、この例では、ステップ８５において、カウンタ
Ｎ１のカウント値が所定値、例えば１０であるがどうか
がチェックきれ、Ｎ１＝１０となったときには、トナー
補給を停止すると共に、トナー残１フラグをセットする
ようにしている（ステップ８６．８７）。

トナー残量フラグは、「トナーなし」という表示信号と
しても使用され、これによって操作・表示部５０上には
、その旨の表示がなされる。

２色目及び３色目についても、同様なトナー濃度の検出
及び補給動作が行なわれる。

ステップ９１〜９７は２色目のトナー濃度検出動作及び
トナー補給動作を示す。

この場合においても、２色目用のカウンタＮ２のカウン
ト値か、ステップ９３及び９５てチェックされる。そし
て、Ｎ２＝３となったときには、２色目のトナーの補給
動作が開始される。

十た、Ｎ２＝　１０か検出されると、トナー補給動作が
停止され、これと同時にトナー残量及び「トナーなし」
の表示がなされることになる。

ステップ１０２〜１０７は３色目のトナー濃度検出動作
及びトナー補給動作を示す。

この場合においても、３色目用のカウンタＮ３のカラン
トイ直をチェックすることによって、トナー補給や、ト
ナー残量、「トナーなし」の表示が実行されることにな
る。

各色に対応したトナーを補給することによって、トナー
濃度がトナー補給レベル以上になると、ステップ１１０
に移行する。そして、１色目が現像中であるときには、
カウンタＮ１をクリヤすると共に、必要な場合には、「
トナーなし」の表示を消灯するような制御が行なわれる
（ステップ１１１．１１２）。

２色目か現像中であるときには、今度はカウンタＮ２を
クリヤすると共に、「トナーなし」の表示を消灯するよ
うな制御が行なわれる（ステップ１１３〜１１５）。

同様に、１色目でも、２色目でもないときには、３色目
であるから、この場合においてもカウンタＮ３をり、リ
ヤすると共に、「トナーなし」の表示を消灯するような
制御が行なわれる（ステップ１１６．１１７）。

ところで、第４図のステップで、トナー補給のフラグが
立ったときには、第５図のトナー補給のためのサブルー
チン１２０がコールきれて、トナー補給処理が実行され
る。

この場合において、何色目のトナー補給フラグかがステ
ップ１２１，１３１．１４１でチェックされる。

１色目のトナー補給フラグであったときには、１色目の
現像終了タイミングがチェックされ、その現像が終了し
たときに、１色目のトナー補給が開始きれると共に、開
始後所定の時間か経過したかどうかがチェックされる（
ステップ１２２〜１２４）。そのタイミングチャートは
第３図に示す通りである。

所定の時間とは、通常ドラム１回転に要する時間以下に
選定される。

所定の時間が経過すると、トナー補給が停止されると共
に、トナー補給フラグがリセットされて、メインルーチ
ンにリターンする（ステップ１２５゜１２６）。

２、色目のトナー補給フラグであったときにも、上述と
同様な処理ステップによってトナー補給処理及び停止処
理が実行された後、トナー補給フラグがリセットされる
（ステップ１３１〜１３６）。

３色目のトナー補給フラグであったときにも、上述と同
じくトナー補給処理及び停止処理か実行された後、トナ
ー補給フラグがリセットされる（ステップ１４１〜１４
６）。

なお、この発明とは直接関係はないか、上述したモード
切り換え、つまりマルチカラーモードとモノカラーモー
ドとのコピーモード切り換えの一例を以下に示す。この
場合のモード切り換えはマイクロコンピュータによる制
御である。

コピーモード切り換え釦６１が操作されると、第６図に
示すコピーモード切り換え用の処理ルーチン７０がコー
ルされる。

すなわち、コピーモード切り換え釦６１が操作されると
、これがステップ７１で判別され、続いてカラーコピー
モードの状態が判断される（ステップ７２）。カラーコ
ピーモードはモード切り換え釦６１によってマルチカラ
ーモードとモノカラーモートとに切り換えられるもので
あるから、この釦６１か操作される前のカラーコピーモ
ードがどのモードであったのかがこのステップでチェッ
クされる。

このモート判別はマルチカラーモードフラグの有無によ
って行う。マルチカラーモードフラグが１であるときに
は、前のカラーコピーモードはマルチカラーモードであ
るから、その場合にはカラーコピーモードをモノカラー
モードに反転する必要がある。

これに対して、マルチカラーモードフラグが０であると
きには、前のカラーコピーモードはモノカラーモードで
あるから、その場合にはカラーコピーモードをマルチカ
ラーモードに反転する。

このようなことから、モードフラグが１であるとき、こ
の例ではモノカラーモードに反転すべく黒色フラグのみ
セットされる（ステップ７３）。

すなわち、モノカラーモードではまず無条件に黒色コピ
ー、つまり通常の白黒コピーモードとなるように、黒色
フラグが１にセットされる。その後、黒色選択釦６４に
設けられたＬＥＤなとの表示朱子（図示せず）が点灯状
態に制御される（ステップ７４）。これによって、モノ
カラーモードは、現在黒色が選択されていることが視覚
的に認識できるようになる。

黒色用表示素子を点灯状態に制御したのち、モードフラ
グがリセットされる（ステップ７５）。このようにした
のは、次のモード選択操作のとき、コピーモード切り換
え釦６１を操作すれば、直前に選択きれたモノカラーコ
ピーモードに代えてマルチカラーモードが直ちに選択で
きるようにするためである。

一方、ステップ７２でマルチカラーモードフラグがＯで
あることが確認されると、赤から黒までの金色のフラグ
かセットされると共に、色選択釦６２〜６４が点灯状態
に制ｉｌｌきれる。その後、マルチカラーモードフラグ
がセットされて（ステップ７６〜７８）、コピーモード
切り換え制御ルーチンからメインの制御ルーチンに戻る
ことになる。

なお、上述ではカラー複写機として面易形の複写機を例
示したので、マルチカラーモードでも、コピーできる色
としては、赤、青及び黒の３色しか選択することができ
ないが、これ以外の色・をコピーすることができるカラ
ー複写機や、この実施例とは異なる色分解像（例えば、
補色の色分解像）に基づいて現像処理を行うようなカラ
ー画像記録装置にも、この発明を適用できるは容易に理
解できよう。

［発明の効果１ 以上説明したように、この発明では、トナー補給開始゛
タイミングを各色の現像終了タイミングに選定したので
、従来のように現像むらが発生したり、色ずれが生じた
りする欠点を確実に一掃することができる。

また、トナー補給は各色の現像処理終了の直後に実行す
るようにしたので、トナー補給のためにドラム１を空回
転させるようなことがないから、装置の使用効率を低下
させるようなことがない。

従って、この発明では、上述したように所定の色の選択
などを行うことのできるカラー画像記録装置等に適用し
て極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るカラー画像記録装置の要部の一
例を示す制御系の構成図、第２図は操作・表示部の一例
を示す平面図、第３図はこの発明の動作説明に供する波
形図、第４図はトナー濃度検出及び補給処理ルーチンの
一例を示すフローヂャート、第５図はトナー補給処理ル
ーチンの一例を示すフローチャート、第６図はコピーモ
ート切り換えを行うための制御プログラムの一例を示す
フローチャート、第７図はカラー複写機の一例を示す構
成図、第８図はこれに使用される現像器の一例を示す要
部の断面図である。 ５〜７・・・現像器 １・・・像形成体（ドラム） ２７・・・トナー容器 ２８・・・トナー補給用ローラ ４１・・・ＣＰＵ ４８・・・ローラ駆動回路 ５０・・・操作・表示部 ６１・・・コピーモード切り換え釦 ６２〜６４・・・色選択釦 第６図 第８区 、＝５．：工！−イ砧乏１３〈

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）夫々異なる複数のトナーを収容した複数の現像器
   を有し、これら現像器を使用して色ごとに現像処理を行
   うことによりカラー画像を現像するようにしたカラー画
   像記録装置において、 トナー補給の有無を検出し、トナー補給が必要なとき、
   カラー現像の終了タイミングから一定の期間にわたって
   現像器に設けられた現像剤溜りに上記トナーを自動的に
   補給するようにしたことを特徴とする現像剤の自動補給
   機能を備えたカラー画像記録装置。
2. （２）上記トナー補給の有無は、所定の画像領域から検
   出されたトナー濃度のレベルによって決定するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像剤
   の自動補給機能を備えたカラー画像記録装置。
3. （３）上記カラー現像の終了タイミングとして、各色の
   現像処理の終了タイミングが利用されるようになされた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項記載
   の現像剤の自動補給機能を備えたカラー画像記録装置。
4. （４）複数の色としては、赤、青及び黒の３色が使用さ
   れてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第
   ２項記載の現像剤の自動補給機能を備えたカラー画像記
   録装置。