JPS61132969A

JPS61132969A - カラ−記録装置

Info

Publication number: JPS61132969A
Application number: JP59253540A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Takagi; 高木　保至
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1986-06-20

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】［発明の分野］本発明は、カラー記録装置に関し、特に、可視像を形成
するトナーとして、黒色トナーとカラートナーとを現像
ユニット等の交換により選択できる記録装置のトナー補
給に関する。

［従来の技術］例えばＰＰＣ複写機においては、感光体上に原稿像に応
じた静電潜像を形成し、それにトナーを付着させて可視
像を形成する。従って、用いるトナーの色を変えること
により、様々な色で記録を行ないつる。簡易にカラー記
録を可能にするために、現像ユニット自体を交換可能に
し、各々に異なる色のトナーを蓄えた複数の現像ユニッ
トを用意して、ユーザの好みに応じて記録色を選択でき
るようにしたカラー複写機が知られている。

ところで、この種の記録装置においては、トナー濃度に
応じて記録濃度が変わる。従って、この種の装置では、
トナー濃度を一定に保つ必要がある。

トナー濃度は、記録が行なわれてトナーが消費される毎
に薄くなるから、トナーの消費に応じてトナーを補給す
る必要がある。

従来より、原稿位置を外れる原稿走査面に所定の基準パ
ターンを形成し、それを露光し、感光体上にそのパター
ンの静電潜像を形成し、それを現像して得られる可視パ
ターンの光反射率を反射型光学センサにより読み取って
、その結果に応じてトナーを補給するトナー補給方法が
知られている。

これによれば、像再生プロセスの各部において生じろる
濃度変化を総合的に判定して、最終的な記ｓａ度を一定
に保つことができ、非常に好ましい。

ところで、感光体上のパターン濃度を検出するためには
、感光体自体の光反射率と、感光体上のトナーの光反射
率との間に差がなければならない。

一般に使用される感光体ドラムの分光反射率特性は、第
４ａ図のようになっている。また、黒トナーの分光反射
率特性は、第４ｂ図のように全波長に渡って一定である
。従って、カラー記録を行なわない装置では、感光体ド
ラムの光反射率が大きい波長、すなわち黒トナーとの光
反射率の差が大きい波長として、９００ｎｍ程度を選択
し、この波長を検出できる光センサを用いている。

ところが、カラー記録に用いられるＲ（レッド）。

Ｇ（グリーン）及びＢ（ブルー）のトナーは、第４ｂ図
に示すように、それぞれ異なる分光反射率特性を示す。

９００ｎｍ程度の長い波長では、いずれのカラートナー
も光反射率が大きく、感光体ドラムの光反射率との差が
小さい、このため、黒トナー用の光学センサでカラート
ナーの濃度を検出する場合には、第４ｃ図に示すように
、信号レベルの変化が小さい。

第４ｂ１３Ｊを参照すると、各カラートナーの光反射率
が小さい（適度に）波長は、次の範囲である。

Ｒ：　６３０−７３０　ｎ　ｍＧ：５００〜５５０ｎｍＢ：４６０〜４８０ｎｍ従って、各々の色のトナー毎にそれぞれ異なる波長に反
応する複数の光学センサを用いれば、各トナーの濃度に
応じた信号が得られる。しかし、この場合には、装置の
構成が複雑になるし、感光体ドラムの光反射率が小さく
なるので、やはり信号レベルの大きな変化は期待できな
い。

［発明の目的コ本発明は、カラー記録において記録濃度を一定に保ち、
かつ装置コストの上昇を抑えることを目的とする。

［発明の構成コ上記目的を達成するため、本発明においては、着脱自在
に構成される各々の現像カートリッジに。

それが備えるトナーが黒色であるかカラーであるかを識
別するため識別手段を付加し、その識別手段の状態を参
照することでトナー色を判定し、黒色トナー使用時とカ
ラートナー使用時とで、トナーの補給方法を自動的に切
り換える。

これによれば、黒色トナー使用時には、感光体上に基準
パターンを形成してその光学的濃度に応じたトナー補給
を行なうことができ、トナー濃度を正確に制御できる。

カラートナー使用時には、黒色の場合よりも濃度制御の
精度が落ちるが、例えば所定のコピー毎に所定量のトナ
ーを補給する。

というような制御を行なえばよい。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１ａ図に、本発明を実施する一形式の静電記録方式の
複写機を示す。第１ａ図を参照すると、■が原稿をのせ
るコンタクトガラス、２がコンタクトガラスｌに対向配
置された光学走査系、３が感光体ドラムである。感光体
ドラム３の周囲には。

帯電チャージャ４．現像器５．転写チャージャ６゜分離
チャージャ７、ａ度センサＳＥＩ等が配置されている、
８および９が記録シートを装着した給紙カセットである
。コンタクトガラスｌの下面の一端（走査開始位置近傍
）には、光学走査系の走査方向と直交する方向に向けて
、線状の基準パターンＰＴが形成されている。

概略動作を説明すると、感光体ドラム３の表面は帯電チ
ャージャ４によってまず均一な所定の高電位に帯電され
る。その面に原稿を走査して得た反射光を照射すると、
感光体３の表面に原稿の像分布に応じた電位分布すなわ
ち静電潜像が形成される。これが現像器５を通ると、現
像器５内に存在するトナーが電位分布に応じて感光体ド
ラム３上に付着し、感光体ドラム３上の静電潜像は可視
化される。この可視像に給紙カセット８又は９から給紙
される記録シートが重なり、転写チャージャ６の電位に
よって可視像は記録シート側に転写する。更に、記録シ
ートが分離チャージャ７を通ると、可視像の転写された
記録シートは感光体ドラム３から分離し、搬送ベルト１
０によって定着部１１まで搬送され、定着を終えると排
紙ローラ１２によって排紙される。

現像器５を含む現像ユニットは、着脱が容易なように、
カートリッジ状になっている。この現像ユニットの外観
を第１ｂ図に示し、その内部構成を第１Ｃ図に示す。第
１Ｃ図を参照すると、この現像ユニットは、現像器５と
それにトナーを供給するトナー供給機構１３とでなって
いる。トナー供給機構１３は、内部に多量のトナーを蓄
えており、トナー補給ローラ１３ａが回転すると、その
回転量に応じたトナーを現像器５に供給する。１３ｂは
トナーを攪伴するアジテータである。現像器５には、ト
ナーを感光体ドラム３にふりかける現像スリーブ５ａ、
ドクター５ｂ、搬送スクリュー５ｃ、トナー送り板５ｄ
、攪伴羽根５８等が備わっている。

第１ｂ図を参照すると、現像ユニットのケース前面に識
別マークＭが装着されている。識別マークは２つの部分
ＭＫＩとＭＫ２とに分かれている。

この実施例の複写機はブラック、セピアおよびブルーの
３色のトナーを使用することを前堤とじて構成されてい
る。したがって、識別マークは少なくとも３種類の種別
がなければならない、この例においては、ブラックのト
ナーを入れた現像ユニットでは識別マークＭは、ＭＫＩ
、ＭＫ２とも４二白色に着色してあり、同様に、セピア
のトナーを入れた現像ユニットではＭＫＩを黒、ＭＫ２
を白に着色し、ブルーのトナーを入れた現像ユニットで
はＭＫＩを白、ＭＫ２を黒にそれぞれ着色している。現
像ユニットが所定位置に装着された状態で。

このマークＭＫＩおよびＭＫ２とそれぞれ対向する位置
に、後述するフォトセンサＰＳ１およびＰＳ２が配置さ
れている。

第２図に、第１ａ図の複写機の上面に備わった操作パネ
ルを示す、第２図を参照すると、この操作パネルには、
電源キー、テンキー、プリントスタートキー、倍率指定
キー、濃度ＵＰ／ＤＯＷＮキーＫＤ、スタックキー、ソ
ートキー、割込キー。

給紙キー等の多数のキースイッチと、表示器が備わって
おり、特にこの実施例では、現像ユニツ叶が装着されて
いるかどうかを表示する表示器ＬＥ■および現像ユニッ
ト内のトナー色を表示する３つの表示器ＬＥ２．ＬＥ３
およびＬＥ４が備わっている。ＬＥ２がブルー、ＬＥ３
がセピア、ＬＥ４がブラックである。

第５図に、第１ａ図に示す複数機の概略の構成を示す、
第５図を参照すると、制御ユニットＣＰＵは、マイクロ
プロセッサ、読み書きメモリ、読出し専用メモリ、タイ
マ、Ａ／Ｄ変換器、Ｉ１０ポート等でなっている。制御
ユニットＣＰＵのＩ１０ポートに、光学走査系制御ユニ
ット１００゜露光ランプ制御ユニット２００．ヒータ制
御ユニット３００．高圧電源ユニット、操作ボード○Ｐ
Ｆ。

シートサイプ検出ユニットＳＥ２．現像器検出ユニット
ＤＥＴ、タイミング信号発生器ＳＥ３等が接続されてい
る。濃度センサＳＥＩの出力は、Ａ／Ｄ変換器のアナロ
グ信号入力端子に接続されている。

各種モータ、ソレノイド、クラッチ、リレー等は、ドラ
イバＤＲＶを介して、制御ユニットＣＰＵのＩ１０ポー
トに接続されている。ドライバＤＲＶに接続されたソレ
ノイドＳＬＬが、前記トナー補給ローラ１３ａの駆動を
制御するクラッチをオン／オフ制御する。

シートサイズ検出ユニットＳＥ２は、多数のスイッチで
なっており、上段の給紙部と下段の給紙部のそれぞれに
おいて、そこに装着されるカセット（８，９）内部の記
録紙サイズに応じた信号を出力する。タイミング信号発
生器ＳＥ３は、感光体ドラム３の回転に同期したパルス
信号を出力する透過型の光学センサである。

第３図に、第５図の現像器検出ユニットＤＥＴの電気回
路を示す。このユニットは、識別マークＭを検出して表
示器ＬＥＩ、ＬＥ２．ＬＥ３およびＬＥ４を制御する。

第３図を参照すると、マークＭＫＩおよびＭＫ２に対向
配置されたフォトセンサＰＳ１およびＰＳ２は反射型の
ものであり、発光ダイオードとフォトトランジスタで構
成されている。また、操作パネル上に備わった表示器Ｌ
Ｅｌ、ＬＥ２．ＬＥ３およびＬＥ４は発光ダイオードで
ある。

フォトセンサＰＳ１とＰＳ２の出力端は、インバータＩ
ＮＩ、ＩＮ２と４つのアンドゲートＡＮＩ。

ＡＮ２．ＡＮ３およびＡＮ４で構成されたデコーダに接
続され、デコーダの４つの出力端はそれぞれドライバＤ
ＶＩ、ＤＶ２．ＤＶ３およびＤＶ４を介して、発光ダイ
オード（表示器）ＬＥＩ、ＬＥ２．ＬＥ３およびＬＥ４
に接続されている。また、ドライバＤｖｌの出力端は、
ビジー信号の出力ラインに接続され、ドライバＤＶ４の
出力端は。

黒トナー／カラートナー識別信号ラインに接続されてい
る。

したがって、例えばセピア色のトナーを入れた現像ユニ
ットを複写機本体に装着すると、そのユニットの識別マ
ークＭは、ＭＫＩが黒、ＭＫ２が白であるから、フォト
センサＰＳ１がオフ（出力レベルはＨ）、ＰＳ２がオン
（出力レベルはＬ）となり、アンドゲートＡＮ３の出力
端がＨとなりドライバＤＶ３を介して発光ダイオードＬ
Ｅ３を付勢するから、操作パネル上に、トナー色がセピ
アであることが表示される。

またこのとき、黒トナー／カラートナー信号ラインは高
レベルＨである。

現像ユニットを外したままの状態では、フォトセンサＰ
ＳｌおよびＰＳ２はともに反射光を検出せずオフ（出力
レベルはＨ）となり、アンドゲートＡＮＩの出力端がＨ
になって、ドライバＤＶＩを介して発光ダイオードＬＥ
Ｉが付勢され、オペレータに現像器が装着されていない
ことが警告表示される。またそれと同時に、ビジー信号
が有効レベル（低レベルＬ）になる。

第５図に示す制御ユニットＣＰＵの概略動作を第６ａ図
に示し、第６ａ図の「トナー補給」サブルーチンを第６
ｂ図に示す。まず第６ａ図を参照して説明する。ｆｌ：
源をオンすると、制御ユニットＣＰＵ自体および装置各
部を初期状態に設定する。

ヒータ制御ユニット３００等は、この時点でオンに設定
される。各部の状態をチェックし、コピー動作が可能に
なるまで待つ。

定着温度が所定より低い場合、現像器５が装着されてい
ない場合、給紙カセットが装着されていない場合、その
他例えば装置カバーが開いているような場合、のいずれ
か１つでも条件にあてはまると、「プリント不可」を操
作パネルに表示し、装置各部をオフ状態に設定する。コ
ピー動作のための準備が整ったら、「プリント可」を操
作パネルに表示し、装置各部をコピースタート待ち状態
に設定する。

キースキャン及びキー人力処理を行ない、操作パネル（
操作ボード）からのキー人力読取りとそれに応じた処理
を行なう。プリントスタートキーが押されると、装置各
部をコピーモードにセットし、タイミング信号発生器Ｓ
Ｅ３から出力されるパルス信号（感光体ドラム３の回転
）に同期したタイミングで、一枚のコピーが終了するま
で、各々のコピープロセス制御を行なう。

コンタクトガラスｌの下面に形成した基準パターンの露
光によって感光体ドラム３上に形成されたパターンが、
現像器５によって可視化され、濃度センサＳＥＩと対向
する位置に到達するタイミングになったら、濃度センサ
ＳＥ１の出力レベルのＡ／Ｄ変換を行なって、濃度レベ
ルをデジタル値として読み取る。

一枚分のコピー動作が終了したら、「トナー補給」サブ
ルーチンを実行した後、コピーカウンタＣＮ２を−１し
、その結果が０でなければコピー動作を続行し、Ｏなら
、コピーモードを解除して各部をオフにセットし、プリ
ントスタート待ちの処理に戻る。

第６ｂ図を参照して、「トナー補給」サブルーチンを説
明する。このサブルーチンでは、まずトナー消費量レジ
スタＲＴの内容を＋１する。次に黒トナー／カラートナ
ー信号ラインをチェックして、トナー色を判別する。黒
トナーの場合、トナー消費量レジスタＲＴの内容を所定
値Ｎ１と比較する。

両者が一致すると、トナー消費量レジスタＲＴの内容を
クリアした後、実際にトナー補給を行なう。

この場合、コピー動作中に濃度センサＳＥＩによって検
出した基準パターン濃度に応じて１時間Ｔをセットし、
ソレノイドＳＬＩを付勢にセットしてタイマをスタート
する。タイマの値が時間ＴになつたらソレノイドＳＬＩ
を消勢する。つまり、このトナー補給モードでは、Ｎ１
枚のコピー毎に、基準パターンの検出濃度に応じた量、
トナーを補給する。

トナー／カラートナー信号ラインがカラーレベルの場合
１選択された給紙カセット（上段又は下段）の中の紙サ
イズを、シートサイズ検出ユニットＳＥ２からの信号に
よって判別し、その判別結果に応じて、値Ｎ２を設定す
る。そして、トナー消費量レジスタＲＴの内容と値Ｎ２
とを比較する。両者が一致すると、トナー消費量レジス
タＲＴの内容をクリアした後、トナーの補給を行なう。

この場合、現在の設定濃度に応じて、時間Ｔをセットし
、ソレノイドＳＬＩを付勢にセットしてタイマをスター
トする。タイマの値が時間ＴになったらソレノイドＳＬ
Ｉを消勢する。

つまり、このトナー補給モードにおいては、使用中の記
録シートのサイズに応じた所定枚数Ｎ２毎に、設定濃度
に応じた量のトナーを補給する。設定濃度は、操作パネ
ル上の濃度ＵＰ／ＤＯＷＮキーＫＤの操作により、この
例では７段階に調整できる。この例では、濃度設定の影
響は、現像バイア・スに現われ、また前述のようにカラ
ートナー使用時には、更に、各トナー補給タイミングで
のトナー補給量に反影される。

なお、上記実施例では、現像ユニットのみをカートリッ
ジ状にして交換可能にしたが、感光体ドラム等地の部分
をも一体にして着脱可能にしてもよい。また、黒トナー
の場合のトナー補給では。

１回あたりの補給量を一定にして、その補給を行なうコ
ピ一枚数、すなわちトナー補給周期を調整してもよい、
また同様に、カラートナーのトナー補給では、設定濃度
に応じてトナー補給周期を調整してもよいし、使用する
記録シートのサイズに応じて、各トナー補給時のトナー
補給量を調整してもよい。

なお上記実施例においては、現像ユニットを識別して電
気信号を発する手段として反射型フォトセンサを用いた
が１例えばホール素子と永久磁石を組み合せた磁気セン
サや突起とマイクロスイッチを組み合せたメカニカルセ
ンサを用いてもよい。

また、実施例では複写機を示したが、同様にユニットを
交換して現像色を変更できる静電記録装置であれば、同
様に実施しうる。

［効果］以上のとおり本発明によれば、使用するトナーに応じて
自動的にトナー補給モードが選択されるので、黒トナー
使用時には特に正確にトナー濃度が制御されて高品質の
記録を行なわれる。しかも。

カラートナーに対応するための特別なトナーセンサを用
いる必要がないので安価である。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明を実施する一形式の複写機を示す正面
図、第１ｂ図は第１ａ図の現像ユニット外観を示す正面
図、第１Ｃ図は第１ｂ図の現像ユニットの内部を示す正
面図である。第２図は、第１ａ図の複写機の操作パネルを示す平面図
である。第３図は、第１ａ図に示す装置の電気回路の一部を示す
電気回路図である。第４ａ図は感光体ドラム表面の光反射率の分光特性を示
すグラフ、第４ｂ回は黒トナー及び各色のカラートナー
の光反射率の分光特性を示すグラフ、第４ｃ図は、トナ
ー付着量と光学センサ出力レベルとの関係を示すグラフ
である。第５図は、第１ａ図に示す複数機の電気回路の概略を示
すブロック図である。第６ａ図および第６ｂ図は、第５図に示す制御ユニット
ＣＰＵの概略動作を示すフローチャートである。１：コンタクトガラス　　２：光学走査系３：感光体ド
ラム　　　　４：帯電チャージャ５：現像器　　　　　
　　５ａ：現像スリーブ５ｂ：ドクター　　　　　５ｃ
：搬送スクリュー６：転写チャージャ　　　７：分離チ
ャージャ１３：トナー補給ｌｌｌ１１３ａ：ｈナー補給ローラ１３ｂ：アジテータＰＴ：基準パターンＭ、ＭＫ　１．ＭＫ２　：１Ｈ１−りＣｍ別手Ｒ）Ｐｓ
ｉ、ＰＳ２：反射型フォトセンサＬＥＩ、ＬＥ２．ＬＥ３．ＬＥ４　：表示器ＳＥＬ：濃
度センサＳＦ３：シートサイズ検出ユニットＤＥＴ：呪像器検出ユニットＳＦ３：タイミング信号発生器ＣＰＵ：制御ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電荷担持体上に所定の静電潜像を形成し、その静
電潜像をトナーを含む現像器によって可視化し記録する
とともに、少なくとも現像器を着脱可能に構成したカラ
ー記録装置において；それぞれに少なくとも黒色トナーとカラートナーとを区別する識別手段を形成した、現像器を含む
複数のカートリッジを備え、所定の現像部に装着される
カートリッジの識別手段の状態に応じて、トナー補給制
御を自動的に切り換える、ことを特徴とする、カラー記
録装置。
（２）所定の現像部に装着されるカートリッジの識別手
段が黒色トナーを示すものであると、電荷担持体上に所
定の基準パターンを形成し、その基準パターンを可視化
した後で、その光学的濃度を読み取り、その結果に応じ
てトナーを補給する、前記特許請求の範囲第（１）項記
載のカラー記録装置。
（３）所定の現像部に装着されるカートリッジの識別手
段がカラートナーを示すものであると、所定の記録が行
なわれる毎に、所定量のトナーを補給する、前記特許請
求の範囲第（１）項又は第（２）項記載のカラー記録装
置。
（４）記録紙サイズを検出し、その結果に応じて補給す
るトナー量を設定する、前記特許請求の範囲第（３）項
記載のカラー記録装置。