JPH0420981A - ２色画像形成装置 - 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〕 本発明は複数色で同時多色画像を形成する２色画像形成
装置に関し、特にその現像時の混色分離技術の改良に関
する。

〔従来の技術〕

２色画像形成装置としての例えば黒色、赤色（カラー）
の同時２色複写機は黒色と赤色の画像とを受光素子で読
取り、それらに応じて変調されたレーザ光で感光体ドラ
ム上の周方向に相異する２箇所を露光し、各色の画像の
潜像を形成する。

ここで各色の露光位置は画像の視認性の向上を図るため
通常赤色画像は黒色画像より回転方向の上流側で帯電及
び露光が行われ、赤色トナーを収納した第１現像器にて
現像される。また黒色は赤色の現像後、再帯電及び露光
が行われ黒色トナーを収納した第２現像器にて現像され
る。従って赤色トナーが第２現像器内の現像剤にかきと
られて第２の現像器内に混入し、黒色現像の際に、本来
黒色である像が黒゛色と赤色とが混ざった像となること
がある。これを防止するための従来の混色分離技術とし
て特開昭５８−７２１５８号に開示されたものが公知で
ある。これは感光体ドラムの上流側に位置する第１現像
器に赤色トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を収
納し、下流側に位置する第２現像器に黒色トナーとキャ
リアとからなる二成分現像剤を収納しているものである
。ここで用いる赤色トナー及び黒色トナーは非磁性のも
のであり、赤色トナーは黒色トナーの入った第２現像器
に混入すると摩擦帯電により逆極性に帯電するという特
性を有しており、２つのトナーに物性差をもたせている
。このような特性をもち第２現像器に混入した赤色トナ
ーは第２現像器による現像時に感光体ドラムの非画像部
（帯電部）に付着し、第２現像器から除去される。付着
した赤色トナーは転写チャージャの印加電圧と同極性の
ため用紙に転写されず、感光体に付着したままとなり、
クリーナでかきとられ回収される。このようにして現像
時に自動的に混色分離がなされる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の如く２つのトナー間に物性差をも
たせても赤色トナーの混入量が多くなると、混入量が分
離量より多くなり、非画像部に赤色トナーを付着させる
混色分離だけでは、十分に混色分離を行うことができず
、混色割合が増加するという問題があった。

特に赤色画像の画像密度、即ち画像の全領域に対する画
像部の比率が高く、黒色画像の画像密度が低い状態で多
数枚の作像を続けると、混入量が増大して混入トナーの
除去が不十分となり、混色割合が増加する。

本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、第１の
現像手段の現像剤（例えば赤色トナー）の消費量を検出
し、それが所定値を超えると混色分離動作だけを行うこ
とにより、常に混色が少ない画像が得られる２色画像形
成装置を提供することを目的にする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る２色画像形成装置は、回転する感光体の周
囲に配設され、互いに異なる色及び物性の現像剤を収納
し、前記感光体に形成された潜像を各別に現像する第１
及び第２現像手段と、前記感光体の回転方向の下流側の
第２現像手段の現像剤に混入した上流側の第１現像手段
の現像剤を前記物性に基づき分離する混色分離手段とを
備え、画像形成動作と混色分離動作とを同時的又は連続
的に行う２色画像形成装置において、第１の現像手段の
現像剤の消費量に関連する値を検出する消費量検出手段
と、検出された値に基づき、前記混色分離手段の動作を
制御する混色分離制御手段とを備えることを特徴とする
。

Ｃ作用〕 本発明においては、画像形成動作中に例えば第１現像手
段を用いた画像形成のドツト数の計数又は第１現像手段
に用いる現像剤の補給量の検出等の現像剤の消費量に関
連する値の検出を行う。第１現像手段の現像剤の消費量
と第２現像手段への混入量とは相関関係があり、消費量
に関連する値の検出により混入量を予測できる。検出さ
れた値が所定値を超えると、このまま画像形成動作を続
けると混入量が分離量より多くなると予測し、画像形成
動作を中断し、混色分離だけを行うようにする。これに
より混色の少ない鮮明な２色画像が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。

第１図は本発明に係る２色画像形成装置である２色レー
ザビームプリンタの概略構成を制御系のブロック構成と
共に示す断面図である。

図において１は感光体ドラムであり、表面に例えばａ−
５ｉ等の光導電膜が形成しである。該感光体ドラム１は
矢符ａ方向に回転駆動可能に設置され、その周囲には回
転方向に沿って、順に第１帯電チヤージヤ２、第１光学
系３、第１現像器４、第２帯電チヤージヤ５、第２光学
系６、第２現像器７、イレーザランプ８、転写チャージ
ャ９、ブレード方式によるクリーニング装置１０、メイ
ンイレーザランプ１１が設置されている。

第１．第２帯電チャージャ２．５はそのコロナ放電にて
感光体ドラム１の表面に一定の電荷（本実施例では正極
性）を均一に付与するものである。

第１．第２光学系３，６は第１．第２ドライバ回路３２
．６２にて駆動される第１．第２レーザダイオード（以
下ＬＤという）３Ｌ６１からのレーザ光にて感光体ドラ
ム１の表面に所定の画像をネガの静電潜像として形成す
るためのものである。各ドライバ回路３２．６２は以下
に説明する画像制御部２２にて制御される。例えば、第
１光学系３によっては罫線が画像として作成され、第２
光学系６によっては前記罫線内に印字される所定の文字
が画像として作成される。

第１．第２現像器４．７は磁気ローラを内蔵した現像ス
リーブ４１を備えた磁気ブラシ式のものである。第１現
像器４内には絶縁性のカラートナー（例えば赤色トナー
）と小径磁性のキャリアとの混合物からなる第１現像剤
が収容され、第２現像器７内には絶縁性の黒トナーと小
径磁性のキャリアとの混合物からなる第２現像剤が収容
される。

またカラートナーは摩擦帯電列上黒トナーよりも負方向
に位置しており、カラートナーが第２現像器７内に混入
すると、黒トナーと接触して負極性に摩擦帯電する。こ
の帯電特性は感光体ドラム１の帯電特性（正極性）と逆
極性である。また本実施例において各トナーは正極性に
、キャリアは負極性に摩擦帯電される。なお、第１．第
２現像器４．７としては同型の現像器が複数用意されて
おり、夫々には色調の異なる種々のトナーを含む現像剤
が収容され、任意の色の組み合わせによる２色画像の形
成を可能とすぺ（、交換可能とされている。

次に現像器の構成及び概略動作を第２現像器７を例に説
明する。

第２図は第２現像器７の構造を示す要部断面図である。

第２現像器７は第２図に示すように、周方向にＮ極、Ｓ
極を順次着磁した磁気ローラ７２を現像スリーブ７１に
内蔵し、現像スリーブ７１の外周面にはスクレーパ７３
ａ、７３ｂの先端を圧接しである。

また現像スリーブの近傍にはパケット７４ａを備えたパ
ケットローラ７４を矢符ｅ方向に回転駆動可能に設け、
さらに現像スリーブ７１に近接して現像剤ガイド板７５
、キャリア回収ローラ７６、ダクト７９を設けである。

キャリア回収ローラ７６は内部に磁気ローラ７７を回転
自在に収納し、外周面にはスクレーパ７８の先端が圧接
されている。また、ダクト７９には図示しないサクショ
ンファンを備えた集塵器が接続されている。

現像スリーブ７１と磁気ローラ７２とは矢符Ｃ方向に回
転駆動され、現像剤は現像スリーブ７１の回転にて矢符
Ｃ方向に搬送力を受けると共に、磁気ローラ７２の回転
にて矢符ｄ方向に搬送力を受け、再搬送力の差にて現像
スリーブ７１の外周面上を矢符ｄ方向に搬送される。

即ち、パケットローラ７４の各パケット７４ａにて現像
スリーブ７１の下部に供給された現像剤は前述の如く現
像スリーブ７１の外周面を矢符ｄ方向に搬送され、現像
領域Ａを通過するときに第２光学系６で形成された第２
の静電潜像を現像し、その後スクレーパ７３ａにて掻き
取られる。また、現像スリーブ７１の矢符Ｃ方向への回
転にて同方向に搬送される現像剤はスクレーパ７３ｂに
て掻き取られる。

一方、感光体ドラム１の表面に付着したキャリアは、前
記キャリア回収ローラ７６内に回転自在に設けた磁気ロ
ーラ７７の磁力にてキャリア回収ローラ７６の外周面に
捕獲され、該磁気ローラ７７が現像スリーブ７１内の磁
気ローラ７２の磁力にて矢符ｆ方向に同期回転すること
によりキャリア回収ローラ７６の外周面上を矢符ｇ方向
に搬送され、スクレーパ７８にて掻き取られる。

次に、画像制御部２２について第１図を参照して説明す
る。

この画像制御部２２は前記第１．第２ドライバ回路３２
．６２を制御して所望の画像信号を発生すると共に、ト
ナー補給制御のための基準画像を作成するための信号を
発生する機能を有する。また、第１画像と第２画像とが
重複する部分が生じる場合に、第２画像を優先させる画
像選択手段２０をも備えている。

即ち、マイクロコンピュータを用いてなるＣＰＵ２１か
ら出力される第１画検体号Ｍ１を読取り回路２３ａで、
第２画検体号Ｍ２を読取り回路２３ｂで夫々読取り、画
像選択手段２０により第２画像を優先させる画像優先信
号（オペレータにて操作される）が入力されているとき
には、両画像信号Ｍ＋　、Ｍｔを比較回路２４にて比較
し、重複する箇所のみの信号Ｍ′を記憶回路２５を介し
て消去回路２６に入力し、ここで第１画検体号Ｍ１から
重複箇所信号Ｍ′を消去し、その信号を、記憶回路２７
ａに記憶する。

また、第２画検体号Ｍｔはそのまま記憶回路２７ｂに記
憶する。記憶回路２７ａ、２７ｂの画像信号はドライバ
回路３２．６２にて読取られ、第１及び第２ＬＤ３１゜
６１を動作させることによりレーザ光信号に変換される
。ここで第１ドライ八回路３２と記憶回路２７ａとの間
には第１ＬＤ３１の発光時間を検出するためのドツトカ
ウンタ５０が介装されており、これによりカラートナー
の消費量が検出できる。ドツトカウンタ５０は一定時間
当たりの第１ＬＤ３１の発光時間、即ち一定時間のドツ
ト数を計数するものであり、この計数結果はＣＰＵ　２
１に与えられる。また変換されたレーザ光信号は感光体
ドラム１の表面を軸方向（主走査方向）にスキャンされ
、ネガの静電潜像が形成される。ところで、第１光学系
３の感光体ドラムｌに対するスキャン開始端にセンサ３
３が設置されている。このセンサ３３は画像の読取り開
始タイミングをドライバ回路３２．６２に指示するため
のものであり、レーザ光がセンサ３３に入射したときに
この指示信号を出力する。第２ドライバ回路６２に対し
てはデイレイ回路２８が介在されており、第２画検体号
の読取りはセンサ３３の指示信号から一定時間後に開始
される。ここで、一定時間とは感光体ドラム１の作像開
始点が第１露光位置から第２露光位置に達するまでの時
間である。

一方、画像選択手段２０から画像優先信号が発せられて
いないとき、第１画検体号Ｍ、は比較回路２４を通ずる
ことなくそのまま記憶回路２７ａに記憶される。

基準画像パターン回路２９はトナー補給制御用の基準画
像のパターンが格納されており、第１及び第２ドライバ
回路３２．６２を制御することにより、１枚の作像ごと
に感光体ドラム１の画像形成部から外れた一端部に、ま
ず基準潜像として第１現像剤のトナー制御用、第２現像
剤のトナー制御用のものが回転方向に位置をずらして形
成される。この基準潜像は夫々第１及び第２現像器４，
７にて画像と同し条件で反転現像され、画像と共に転写
紙１６上に転写され、転写後直ちに一つの濃度検出セン
サ１８にてタイミングをとってその濃度が検出される。

濃度検出センサ１８は発光素子と受光素子とからなる光
学式のもので、基準画像のトナー付着量を反射濃度とし
て検出する。ここでの検出値はトナー補給制御回路１９
で各現像器４，７内の現像剤中のトナー濃度が設定値に
ある場合の基準反射濃度と比較される。

検出された反射濃度が基準反射濃度よりも低いと、トナ
ー補給信号が発せられ、第１及び第２トナー補給手段４
２．４３を作動させて第１及び第２現像器４．７の現像
剤中に所定量のトナーを補給する。

第３図はＣＰＵ　２１の概略構成を示すブロック図であ
り、ドツトカウンタ５ｏでカウントされた第１　　ＬＤ
３１の発光時間はＣＰＵ　２１内の比較部２１０に与え
られ、そこで所定値と比較される。比較結果の信号は分
離制御部２１１に与えられ、発光時間が所定値より大き
いときは後述する分離モードへ移行すべくそのことを示
す分離信号を駆動制御部２１２に与える。

駆動制御部２１２は感光体ドラム１及びその周りの各機
器の駆動制御を行うものであり、分離信号を受けると感
光体ドラムモータ、第１．第２帯電チャージャ５．９、
第２現像器７をオン、オフ制御する。

またＣＰＩＪ　２１は図示しないホストコンピュータか
ら送られた制御信号及び画像信号を受けて制御信号を処
理して駆動制御部２１２に送り、画像信号を処理して第
１．第２画保体号Ｍ＋　、Ｍｚを出力する。

次に本発明の画像形成装置の動作について説明する。第
４図はＣＰＵ　２１の制御内容を示すフローチャートで
ある。

先ず電源がオンされると、図示しないＲＡＭ　、ＲＯＭ
及びＣＰＵ　２１内のレジスタ、カウンタの内容等を初
期化する初期設定処理がなされ（ステップＳＬ）、ドツ
トカウンタ５０のカウント値をリセットし、カラントの
だめのタイマをセントする（ステップ５１０）次にホス
トコンピュータとの間でデータ処理を行い（ステップ５
１１）、ホストコンピュータからの制御信号及び画像信
号を受けとり、それに基づくプリント動作を行う　（ス
テップ５１２）。ここでのプリント動作は第５図に示す
如くであり、感光体ドラム１が矢符ａ方向に一定速度で
回転駆動されている状態において、先ず、第１帯電チヤ
ージヤ２にて第１の帯電が行われ、感光体ドラム１の表
面はＶｏの電位に帯電される。続いて、第１光学系３に
て第１の露光が行われ、画像部の電位はほぼ０■にまで
落とされ、例えば罫線等の画像のネガの静電潜像が形成
される。そして、第１現像器４にて第１の現像が施され
る。この現像は、現像スリーブ４１にｖｂの現像バイア
スを印加しつつ行われ、正極性に帯電したカラートナー
Ｔｃが画像部（電荷消去部分）に付着する反転現像であ
る。

次に、第２帯電チヤージヤ５にて第２の帯電が行われ、
感光体ドラム１の表面はほぼＶ。の電位に戻される。続
いて、第２光学系６にて第２の露光が行われ、画像部の
電位はほぼＯＶにまで落とされ、例えば罫線内の文字等
の画像のネガの静電潜像が形成される。そして、第２現
像器７にて第２の現像が施される。この現像は、現像ス
リー７７１にｖｂの現像バイアスを印加しつつ行われ、
正極性に帯電した黒トナーＴｂが画像部（電荷消去部分
）に付着する反転現像であり、第１画像に重ねて第２画
像が形成される。

このとき、第２現像器７内に混入しているカラートナー
Ｔｃは黒トナーＴｂと接触して負極性に摩擦帯電してい
る。この帯電極性は感光体ドラム１表面の帯電極性（正
極性）とは逆極性（負極性）であるので負極性に帯電し
たカラートナーＴｃは、第２現像時において帯電電位■
。の画像背景部に付着し、転写チャージャが同極性（負
極性）のため転写紙１６に転写されることなく、クリー
ニング装置１０にて感光体ドラムｌの表面から除去され
る。

一方、転写紙１６は連続紙として、第１図中−軽鎖線で
示す経路上を矢符す方向に搬送され、転写チャージャ９
の負極性の放電にて前記トナーＴｃＴｂが転写され、そ
の後は図示しない定着器によりトナーＴｃ、Ｔｂの溶融
定着が施される。これによりプリント動作が終了する。

なお、感光体ドラムＩ上の電荷は転写工程の直前でイレ
ーザランプ８にて消去される。

感光体ドラムエは転写後も矢符ａ方向に回転を続け、ク
リーニング装置１０にて残留トナーが除去されると共に
、メインル−チンプ１１にて残留電荷が消去される。

プリント動作が終了すると、第１．第２帯電チャージャ
２，５、第１．第２現像器４．７、イレーサランブ８．
１１等感光体まわりの各種機器をオフしくステップ５１
４）タイマの終了を待って（ステップ５１５）、ドント
カウンタ５ｏのカウント値を読み取る　（ステップ５１
６）。ドントカウンタ５ｏのカウント値が所定値より大
きいことを比較部２１０が判断すると、分離モードへ制
御を移行する　（ステツ７”５１８）。第６図は分離モ
ードの処理内容を示すフローチャートであり、分離モー
ドではまず分離時間を定めるタイマをセットしくステッ
プ５１８１）、感光体ドラムＩ、第１．第２帯電チヤー
ジヤ２５及び第２現像器７をオンし、それらを駆動し、
第２現像器７内に混入したカラートナー（負極性）を感
光体ドラム１の表面に付着させ、第２現像器７から除去
する（ステ、ブ５１８２）。

一方、第２現像器７内に混入したカラートナーの一部は
キャリアとの接触にて除電される場合がある。このよう
に帯電景がほぼ零に除電されたカラートナーは粉煙とな
り易く、現像領域への現像剤搬送方向上流側の領域Ｂで
粉煙となる。このトナー粉煙はサクションファンにて負
圧に保持されている第２現像器７内のダクト７９を通し
て集塵され、除去される。

そしてステップ５１８１でセントしたタイマの終了を待
って（ステップ３１８３）、ステップ５１８２でオンし
た各機器をオフする（ステップ５１８４）。

メインルーチンに戻ると、ステップ５１０に戻り、次の
処理のためドントカウンタ５０のカウント値をリセット
し、タイマをセットする。

なお本実施例ではカラートナーの消費量をドントカウン
タのカウント値を用いて検出したが、本発明はこれに限
るものではなく、例えは第１現像器トナー補給手段のカ
ラートナー補給時間又は補給回数によりカラートナーの
消費量を検出するようにしてもよい。

また本実施例ではドツトカウンタで一定時間のドツト数
を計数し、それによりカラートナー消費量を検出したが
、本発明はこれに限るものではなく、ドツトカウンタの
計数値に基づき種々の演算によりカラートナー消費量を
検出してもよい。

また本実施例では分離モードを行う時間をタイマにより
一定時間としたが、本発明はこれに限るものではな（、
カラートナー消費量に応じて可変に定めてもよいことは
言うまでもない。

〔効果〕

以上説明したとおり、本発明においては画像形成動作の
終了毎に第１の現像剤の消費量に関連する値を例えばド
ツト数の計数、トナー補給量又は補給回数等により検出
し、その値が所定値より大きくなると画像形成動作から
混色分離動作に自動的にＷＩＮを移行させ、第２現像手
段に混入した第１現像剤を除去するので、常に混色の少
ない鮮明な２色画像を得ることができる等価れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る２色画像形成装置である２色レー
ザビームプリンタの概略構成を制御系のブロック構成と
共に示す断面図、第２図は第２現像器の構造を示す要部
断面図、第３図はｃｐｕの構成を示すブロック図、第４
図はｃｐｕの制御内容を示すフローチャート、第５図は
プリント時の動作を示す図、第６図は分離モードの処理
内容を示すフローチャートである。 １・・・感光体ドラム　２・・・第１帯電チヤージヤ３
・・・第１光学系　４・・・第１現像器　５・・・第２
帯電チヤージヤ　６・・・第２光学系　９・・・転写チ
ャージャ　１０・・・クリーニング装置　２１・・・Ｃ
ＰＵ　　５０・・・ドツトカウンタ　２１０・・・比較
部　２１１・・・分離制御部２１２・・・駆動制御部 代理人　弁理士　　河　　野　　登　　夫第 図 第 図 第１帯電 ○■ 第２裕電 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転する感光体の周囲に配設され、互いに異なる色
   及び物性の現像剤を収納し、前記感光体に形成された潜
   像を各別に現像する第１及び第２現像手段と、前記感光
   体の回転方向の下流側の第２現像手段の現像剤に混入し
   た上流側の第１現像手段の現像剤を前記物性に基づき分
   離する混色分離手段とを備え、画像形成動作と混色分離
   動作とを同時的又は連続的に行う２色画像形成装置にお
   いて、 第１の現像手段の現像剤の消費量に関連す る値を検出する消費量検出手段と、 検出された値に基づき、前記混色分離手段 の動作を制御する混色分離制御手段と を備えることを特徴とする２色画像形成装 置。