JPS62109078A

JPS62109078A - 画像記録装置

Info

Publication number: JPS62109078A
Application number: JP60248080A
Authority: JP
Inventors: Kiyoharu Tanaka; 清春田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-11-07
Filing date: 1985-11-07
Publication date: 1987-05-20
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH0830919B2

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〕この発明は、電子写真方式で形成された潜像をトナー像
として可視化する画像記録装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置に使用される現像手段の現像方式と
しては、ポリエステル系の樹脂トナーと鉄粉とを混在さ
せた２成分現像方式と、ポリエステル系の樹脂トナーの
みで現像するｌ成分現像方式とがある。

このうち、２成分現像方式では、現像動作による現像剤
のトナー減少またはトナー補給によるトナー増加で、現
像剤中のトナー濃度が変動する。

トナー濃度が低いと、記録材（記録紙）上の画像濃度が
薄く、かすれや、さらには画像消失を招き、トナー濃度
が高いと、非画像部へのカブリ等が発生してしまう、こ
の点を克服するために、従来より下記（１）　　、　（
２）に示す方法により現像剤中のトナー濃度を制御する
方法が提案され実施されている。

（１）画像形成を伴う感光体の回転数が所定回転に到達
した時点で、所定量のトナー補給を実行する方法。

（２）現像装置内の現像剤中のトナー濃度を直接検出し
て、検出信号が所定レベル以下になると。

所定量のトナー補給を実行する方法。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記（１）の方法では、記録画像の種類（黒
化率）によらず、定量補給のためトナー濃度に過不足を
生じ、記録画像が薄過ぎたり、濃過ぎたりして画像出力
が安定しない。

また（２）の方法では、現像剤中のトナー濃度を直接検
・出するため、補給制御は容易であるが、高精度の検出
が困難であり、あるレベル以Ｆに到達するまではトナー
が補給されず、そのレベル以下に到達して初めて補給さ
れる。これでは、現像剤中のトナー濃度が極端に変化し
てしまい、同一の画像の連続プリント時には、最初に出
力された画像と後続して出力される画像の濃度が異なり
、薄い画像と濃い画像が出力されることになる。また人
間の色覚は特に敏感であるため、各トナー濃度を精度よ
く一定に保てないと、複数個の現像装置を有したマルチ
カラー（２色または３色以上の単色カラー）またはフル
カラープリンタでは、各トナー濃度にバラツキを生じる
と、忠実な色を再現することが困難になるばかりでなく
、連続プリント時においては、出力される記録画像間に
おいても発色性の異なった画像となってしまう等の面題
点があった。

この発明は、上記の問題点を解消するためになされたも
ので、潜像形成時に消費する現像剤を補給することによ
り、常に安定した濃度の画像を連続して出力できる画像
記録装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明に係る画像記録装置は、入力される画像情報に
応じて現像剤の消費量を算出する消費量算出手段と、こ
の消費量算出手段で算出された現像剤消費量に見合う現
像剤を現像手段の現像に並行して現像手段に補給させる
補給制御手段を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、補給制御手段が、感光体に形成さ
れた静電潜像の現像に並行して、消費量算出手段で算出
された現像剤消費量に見合う現像剤を補給手段から現像
手段に補給させる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す画像記録装置の構成
を示すブロック図であり、１は感光体で１表面に光導電
層を有し、矢印方向に回転する。２は帯電器で、感光体
１を一様に帯電させる。３は露光装置で、ＬＥＤアレイ
３ａおよび光収束性レンズアレイ３ｂ等から構成されて
いる。

４は現像装置で、現像ローラ４ａおよび攪拌ローラ４ｂ
より構成される。５は補給装置で、現像剤（トナー）を
補給するトナー収容容器（ホッパ）５ｂとトナーを補給
する補給ローラ５ａから構成される。６は給紙カセット
で、転写紙Ｐが収容されている。７は転写装置で、例え
ばコロナ放電等により感光体１に形成されたトナー像を
転写紙Ｐに転写する。８はクリーニング装置で、ブレー
ドおよびクリーニングローラ等から構成され、感光体］
の残留トナーを回収する。９は搬送装置で、転写紙Ｐを
定着装置１ｏに搬送する。１１は排紙トレーで、定着装
置１０で熱加圧されて定着された転写紙Ｐを載置する。

１２はリーダ部で、光学走査で得られる原稿の反射光を
光電変換した画像信号Ｖｏ（０，１）をアンド回路１３
の一方の端子に送出する。アンド回路１３の他方には、
リーダ部１２のスキャン状態を示すスキャン信号Ｓが入
力される。スキャン信号Ｓは、リーグ部１２がプリスキ
ャン時、すなわち、トナー消費量を算出する場合に「Ｏ
」となり、画像形成時にｒｌ」となる信号である。１４
はドライバ回路で、アンド回路１３の出力に応じて露光
装置３のＬＥＤアレイ３ａを駆動させる駆動信号を送出
する。１５はカウンタ部で、リーグ部１２から送出され
る画像信号Ｖｏの「１」　（印字ドツト）をカウントす
る。カウンタ部１５は、例えばＵＰカウンタで構成され
る。１６はトナー消費量算出回路で、パルス数出力部１
６ａおよびこのパルス数出力部１６ａが出力するパルス
数ＴＮを保持するラッチ］６ｂから構成される。パルス
数出力部１６ａはカウンタ部１５の出力（カウント値Ｔ
）に応じてアドレスされるパルス数ＴＮをラッチ１６ｂ
に送出する。ラッチ１６ｂはブリスキャンエンド信号Ｐ
［に同期してパルス数出力部１６ａから送出されるパル
スａＴｓをラッチする。１７はこの発明の補給制御手段
をなす補給制御部で、入力される現像スタート信号Ｄｓ
　に同期してラッチ１６ｂにラッチされるパルス数ＴＮ
に応じたパルス信号を補給モータ１８に送出し、補給装
置５の補給ローラ５ａを駆動させて現像剤消費量に見合
うトナーをホッパ５ｂより補給する。補給制御部１７は
パルス発振器、ダウンカウンタ、モータドライ八等から
構成されている。

次に第２図（ａ）〜（ｆ）を参照しながら第１図の動作
を説明する。

第２図（ａ）〜（ｆ）は第１図の動作を説明するタイミ
ングチャートである。

同図（ａ）はリーグ部１２のスキャンタイミングを示し
、同図（ｂ）はパルス数ＴＮの算出タイミングを示し、
同図（ｃ）は現像装置４の現像タイミングを示し、（ｊ
）は補給ローラ５ａの駆動タイミングを示し、（ｅ）は
プリスキャンエンド信号ＰＥ　を示し、（ｆ）は現像ス
タート信号Ｄｓを示す。

まず、リーグ部１２にて後述するトナー補給制御のため
原稿をプリスキャン（第２図（ａ）に示す）を行い、画
像信号ｖＤ　を得る。このとき、アンド回路１３にはｒ
ＱＪのスキャン信号Ｓが入力されるため、ドライバ回路
１４は動作せず潜像形成は実行されない。

カウンタ部１５では画像信号Ｖｏの印字ドツト数が計数
され、カウント値Ｔがトナー消費量算出回路１６に送出
される。ここで、パルス数出力部１６ａは送出されるカ
ラントイ直Ｔをアドレスとして格納されるパルス％　Ｔ
　Ｊｌをラッチ＋６ｂがプリスキャンエンド信号ＰＥ　
　（第２図（ｅ）参照）に同期してラッチする。なお、
プリスキャンエンド信号Ｐ［に同期してラッチ１６ｂよ
り出力される信号ＱＣによりカウンタ部１５はクリアさ
れる。

ラッチされたパルスｅ！；ＩＴ　ｓは、総ドツト数から
算出されたものであるから、今から出力しようとしてい
る画像を形成するために消費されるトナー量に相当する
ものである６周知のごとく、ドツト数とトナー消費量と
の間には比例関係があり、ドラｌよりトナー消費量を算
出することは容易である。ラッチ１６ｂにラッチされた
パルス数ＴＮは次段の補給制御部］７に伝送される。

一方、本スキャン（画像出力のための読取り）が行われ
ると（ｔ＝ｔｚ）、内容「ｌ」のスキャン信号Ｓがアン
ド回路１３に入力され、次段のドライバ回路１４がリー
グ部１２より出力される画像信号ＶＤにより動作し、露
光装置３のＬＥＤアレイ３ａが選択的に動作し、光収束
性レンズアレイ３ｂを介して、感光体１上にドツト状静
電潜像が形成される。ｔ２よりも所定Δを経過後、ｔ３
において送出される現像スタート信号Ｄｓに同期して現
像装置４が駆動するとともに、補給制御部１７も現像ス
タート信号Ｄｓ　　（区間信号）に同期して、パルスＴ
Ｈのパルス信号を補給モータ１８に送出し、補給装置５
の補給ローラ５ａを駆動させて現像剤消費量に見合うト
ナーをホッパ５ｂより補給する。なお、第２図（ａ）〜
（ｆ）に示す画像形成は、同一の画像を連続して３枚形
成する場合を示しており、１回のプリスキャンで読取つ
た印字ドツト数に応じた３枚分のトナー補給を各画像形
成と並行して行う。

なお、現像中、例えば攪拌ローラ４ｂが回転していると
きに徐々にトナーを補給すれば、トナー補給によるトナ
ー濃度の変動を抑えることができるのは云うまでもない
。

また１記実施例では、モノクロプリンタについて説明し
たが、これに限定されるものではなく、カラープリンタ
にもこの発明を適用できる。例えば、複数色に分解され
た画像信号より各色のトナー消費量を算出し、各色の現
像タイミングに同期させてそれぞれのトナー補給を行え
ばよい。以下、カラープリンタにこの発明を適用する場
合について説明する。

第３図はこの発明の他の実施例を示すフルカラー画像記
録システムの概略を示す断面図であり、大別して上部の
カラー画像読取り装置２１　（以下刃ラーリーダ）およ
び１部のカラー画像記録装置２２（以下カラープリンタ
）から構成される。

まず、カラーリーダ２１の構成について説明する。

２３は原稿で、原稿台２４の所定位置に載置される。２
５は走査ユニットで、原稿２３を光学的に読取る。走査
ユニット２５はロッドアレイレンズ２５ａ　１等倍型色
分解ラインセンサ２５ｂ　（以下刃ラーセンサ）、露光
ランプ２５ｃ等から構成される。２６はフレキシブルコ
ードで、画像処理部２７にカラーセンサ２５ｂの出力を
転送する。

走査ユニット２５は、この図の左位置から矢印Ａ方向に
走査するとき、画像を読取り（本スキャン）を行い、待
機中は右側（点線で示す）に位置し、プリントスタート
指令（図示しない操作部からの指令）で、矢印Ｂ方向に
走査し、本スキャンスタート位置に至る（バ・ツクスキ
ャン）。なお、本スキャン、バックスキャンともに画像
の読取りは可能である。

次にカラープリンタ２２の構成について説明する。なお
、第１図と同一のちのには同じ符号を付している。

３１ｙ　　、３１Ｍ　　、３１Ｇ　　、３１８には現像
器で、トナーホッパ３２ｙ　　、３２ｍ　　、３２ｃ　
　、３２ｅｘより補給ローラ３３Ｙ　　、３３Ｍ　　、
３３ｃ　　、３３８にの駆動により各イエロートナーＴ
Ｙ　　、マゼンタトナーＴＭ、シアントナーＴｃ　、ブ
ラックトナーＴ８にが補給される。３４は転写部で、転
写紙Ｐを把持するグリッパ３４ａ　、転写ドラム３４ｂ
　、転写帯電器３４ｃから構成される。３５は剥離爪で
、転写が終了した転写紙Ｐを転写ドラム３４ｂより分離
する。

次に第４図および第５図を参照しながら第３図の動作を
説明する。

第４図は第３図に示すカラーセンサ２５ｂを説明する模
式図であり、４１は例えばＣＯＤ等で構成される光電変
換素子で、その上面に１画素（８２，５１Ｌｍ角）を約
３分割するブルーフィルタＢ、グリーンフィルタＧ、レ
ッドフィルタＲの色分解フィルタが貼り付けられている
。なお、原稿２３の読取り走査方向は矢印方向である。

第５図は第３図に示したフルカラー画像記録システムの
制御ブロック図であり、第１図、第３図と同一のものに
は同じ符号を付している。

５１は第１セレクタで、バックスキャンスタート信号Ｂ
ＳＳに同期して画像処理部２７から送出されるカラーデ
ィジタル信号Ｙ　、Ｍ、Ｃ、ＢＫをカウンタ部１５に送
出する。５２は第２セレクタで、本スキャンスタート信
号Ｒｓｓに同期して同期メモリ５３に所定ラインのカラ
ーディジタル信号Ｙ、Ｍ、Ｃ，ＢＫを記憶する。５４は
同期メモリコントローラで、カラープリンタ２２との同
期をとり同期メモリ５３に格納されたカラーディジタル
信号Ｙをドライバ回路１４に送出する。５５は第３セレ
クタで、現像動作信号ＤＳに同期して補給モータドライ
バ５６ｙ　　、５６ｓ　　、５６ｃ　　、５６ｆｌＫの
うち１つを選択する。５７ｙ　　、５７Ｍ　、５７ｃ、
５７ｅには補給モータで、補給制御部１７から送出され
るパルスＴｓのパルス信号に応じて消費される現像剤を
補給する。

次に第６図（ａ）〜（ｇ）を参照しながら第５図の動作
を説明する。

第６図（ａ）〜（ｇ）は第５図の動作を説明するタイミ
ングチャートであり、同図（ａ）はカラーリーダ２１の
スキャン動作を示し、同図（ｂ）は現像動作を示し、同
図（ｃ）は補給動作を示し、同図（ｄ）はバックスキャ
ンスタート信号ＢＳＳを示し、同図（ｅ）は前記トナー
消費量算出回路１６のラッチ１６ｂに入力されるバック
スキャンエンド信号Ｂｓ［を示し、同図（ｆ）はトナー
量算出タイミングを示し、同図（ｇ）は現像スタート信
号Ｄｓを示す。なお１図中は１枚のカラー画像形成時の
補給動作のみを示している。

プリント指令がなされると、第３図に示す走査ユニット
２５が矢印Ｂ方向へバックスキャンするとともに、露光
ランプ２５ｃが点灯し、原稿２３の読取りが開始される
。すると、第５図に示すカラーセンサ２５ｂからアナロ
グ信号の色分解信号ＡＢ　、ＡＧ　、ＡＲが出力され、
画像処理部２７にて所定の処理（例えばＬｏｇ変換、Ａ
／Ｄ変換。

マスキング処理、ずみ版生成処理）がなされ、その出力
はディジタル信号Ｙ、Ｍ、Ｃ，ＢＫとなる。このディジ
タル信号Ｙ、Ｍ、Ｃ，ＢＫはカラ−プリンタ２２で最終
的に印写される各トナーの基礎データである。画像処理
部２７のディジタル信号Ｙ、Ｍ、Ｃ，ＢＫは第１セレク
タ５２に送出され、バックスキャンスタート信号ＢＳＳ
で１色の画像信号が選択され、次段に転送される。例え
ばイエロー、ヤゼンタ、シアン、ブラックの色トナー順
にトナー像を形成するとすれば、１回目のバックスキャ
ンで、イエロートチ−用のディジタル信号Ｙが選択され
、次回のバックスキャン以降、ディジタル信号Ｍ、Ｃ，
ＢＫの順にディジタル信号が選択される。

ディジタル信号Ｙが選択されると、前述したようにカウ
ンタ部１５が印字ドツトのカウントを開始し、トナー消
費量算出回路１６でトナー量が算出され、バックスキャ
ンエンド信号Ｅｌｓｃでラッチ１６ｂにラッチされる。

このとき、ラッチ１６ｂより出力される信号によりカウ
ンタ部１５の内容をクリアする。次いで、ラッチ１６ｂ
にラッチされた補給トナー量に換算された信号ＴＹが補
給制御部１７にセットされる。

一方、画像出力のため、原稿読取り走査（本スキャン）
が開始されると、同様に画像処理部２７からディジタル
信号Ｙ、Ｍ、Ｃ，ＢＫが出力される。そして、第２セレ
クタ５２により所望のただ１つのディジタル信号が選択
される。この場合、１回目の本スキャンであるため、イ
エロートナー用のディジタル信号Ｙが本スキャンスター
ト信号Ｒ５５で選択され、次段の同期メモリ５３に記憶
される。同期メモリ５３内には数ライン分のディジタル
信号が蓄えられ、同期メモリコントローラ５４によりカ
ラープリンタ２２の動作との同期をとりながら次段に転
送され、感光体１Ｌに潜像が形成される。そして、所定
時間経過後にイエロートナー用の現像器３１ｙが動作を
開始し、イエロートナーによる潜像の顕像化が行われる
とともに、現像動作信号Ｄｓ　　（第６図（ｇ）に示す
）により第３セレクタ５５がイエロートナー補給用の補
給モータドライバ５６ｖを選択して、バックスキャン中
に読み取られたディジタル信号Ｙより算出されたトナー
量ＴＹを補給モータ５７ｖを駆動して、この現像で消費
されるトナー量が補給される。

次にカラーリーダ２１の走査ユニット２５は再びバック
スキャン、本スキャンを開始、同様の走査がマゼンタ、
シアン、ブラックトナーについても行われる。

なお、バックスキャン中に読み取られるデータは、最終
的には濃度データであれば良く、高精細な画像再現に使
用されるものではないから、走査速度を大きくし、所定
の周期で画像信号をサンプリングしてトナー量を決定す
れば、高速プリントにも対応できる。

〔発明の効果〕

以北説明したように、この発明は入力される画像情報に
応じて現像剤の消費量を算出する消費量算出手段と、こ
の消費量算出手段で算出された現像剤消費量に見合う現
像剤を現像手段の現像に並行して現像手段に補給させる
補給制御手段を設けたので、現像工程前に検出される消
費する現像剤を現像工程に並行して補給できるので、常
に安定した濃度の画像を連続して出力できる優れた利点
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す画像記録装置の構成
を示すブロック図、第２図（ａ）〜（ｆ）は第１図の動
作を説明するタイミングチャート、第３図はこの発明の
他の実施例を示すフルカラー画像記録システムの概略を
示す断面図、第４図は第３図に示すカラーセンサを説明
する模式図、第５図は第３図に示したフルカラー画像記
録システムの制御ブロック図、第６図（ａ）〜（ｇ）は
第３図の動作を説明するタイミングチャートである。図中、１は感光体、２は帯電器、３は露光装置、３ｄは
ＬＥＤアレイ、３ｂは光収束性レンズ、４は現像装置、
４ｄは現像ローラ、４ｂは攪拌ローラ、５は補給装置、
５ａは補給ローラ、５ｂはホッパ、６は給紙カセット、
７は転写装置、８はクリーニング装置、９は搬送装置、
１Ｑは定着装置、１１は排紙トレー、１２はリーダ部、
１３はアンド回路、１４はドライブ回路、１５はカウン
タ部、１６はトナー消費量算出回路、１６ｄはパルス数
出力部、１６ｂはラッチ、１７は補給紙制御部、］８は
補給モータである。第３図

Claims

【特許請求の範囲】

感光体上に形成される静電潜像を補給手段から補給され
る現像剤により現像する現像手段を有する画像記録装置
において、入力される画像情報に応じて前記現像剤の消
費量を算出する消費量算出手段と、この消費量算出手段
で算出された現像剤消費量に見合う現像剤を前記現像手
段の現像に並行して前記現像手段に補給させる補給制御
手段を具備したことを特徴とする画像記録装置。