JPH0434466A - 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、磁気ブラシ式の現像器を用いた電子写真慢写
法による慢写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来、前記画像形成装置として、感光体の側部に同一色
のトナーを含む現像剤を収容した第１現像器と第２現像
器とを配置し、スリーブと感光体とが対向する現像領域
の現像剤充填率を第１現像器の方が第２現像器よりも高
くなるように設定したものが、特開平１−３０７７８３
号公報で提案されている。

なお、現像剤充填率とは、現像領域に搬送される現像剤
量を、前記感光体と現像ローラとの間隔で割った値をい
う。

この画像形成装置では、第１現像器と第２現像器を略同
時に駆動すると、感光体上の静電潜像は、まず第１現像
器で現像され、続いて第２現像器で再現像される。その
結果、オリジナル画像と同等の画像濃度を確保し、かつ
細線の再現性に優れた画像を得ることができる。

（発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前記画像形成装置にあっても、特に画像
濃度を左右する第１現像器のトナー濃度が低下すると、
十分な画像１度の確保が困難となる。また、トナーａ変
が適正であっても、画Ｒ１１度に影響を及ぼす要素、例
えば画像形成装置の設置位置のｉＮ度が低下すると、ト
ナー帯電量が上昇して十分な濃度が確保できないことが
ある。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明は、前記画像形成装置に、画像濃度また
は画像濃度に影響を及ぼす要素の変化を検出する検出手
段と、該検出手段で画像濃度の低下または前記要素が画
像濃度の低下を招く状態になったことが検出されると、
前記第１現像器の現像バイアス電圧を、該現像バイアス
電圧と静電潜像画像部電位との電位差が大きくなるよう
に変更する制御手段と、を設けたものである。。

（作用） 前記構成によれば、検出手段で画像濃度の低下、または
画像濃度に影響を及ぼす要素が画像濃度低下を招く状態
にあると検出されると、制御手段で現像バイアス電圧を
変更し、該現像バイアス電圧と静電潜像画像部電位との
電圧差か大きくなるように切り換えられる。

（実施！ＩＡ＋） 以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。

１１画像形成装置の構成 第１図は画像形成装置の要部を示す。

（ｉ）感光体１ 感光体ｌは外周面に感光体層を有する円筒体で、矢印ａ
方向に回転駆動するようにしである。

（１１）帯電チャージャ２ 帯電チャージャ２は、断面コ字状の安定板３の内部にワ
イヤ４を張設し、開口部にグリッド５が設けてあり、前
記グリッド５を感光体ｌに対向させてこれと平行に配置
されている。また、ワイヤ４、グリッド５は電源６に接
続され、それぞれ高圧電圧Ｖ）Ｉ、、ＶＨ，が印加でき
るようになっている。

なお、本実施例では、ＶＭｌ＝　−６Ｋ　ＶＳＶｏｔ＝
６００ｖとしである。

（ｉｉｉ　）像間イレーザ７ 像間イレーザ７は、発光ダイオードを多段に備えており
、感光体１と平行に配置され、個々の発光ダイオードが
任意に点灯または消灯できるようになっている。

（１ｖ）現像器１０．　２０ 第１現像器１０と第２現像器２０は、感光体１に対向す
る開口部１１に現像ローラエ２を備えている。

現像ローラ１２は、外周部に複数の磁極を有する固定磁
石体１３と、この磁石体１３の周囲を矢印す方向に回転
するスリーブ１４とで構成され、スリーブ１４と感光体
１との間には、現像ギヤツブＤｓ　（Ｄ、、、Ｄ、、）
が確保されている。また、スリーブ１４の上部外周面に
は、蜆制ギャップＤゎ（Ｄ□、Ｄ□）をもって規制板１
５が対向している。さらに、スリーブ１４は電源装置７
０に接続され、スイッチ７３で第１の電源７１または第
２の電源７２に接続を切り換えることで、現像バイアス
電圧Ｖ□を■８、またはこれよりも低圧のＶＬに選択的
に切り換えることができるようになっている。なお、本
実施例では、■□＝−１５０Ｖ、ｖｔ−１００Ｖとしで
ある。また、第２現像器２０の電源装置７０については
電源７１．７２は図面から省略しであるが、第１現像器
１０と同様に電源７１．７２を備えている。

開口部１１の後部（図中左側）には撹拌部１６が形成さ
れ、この撹拌部Ｉ６にバケットローラ１７が配置されて
いる。また、撹拌部１６の底部には磁気センサ１８が設
けである。

現像ＷＩ０．２０は共にトナー補給部２１を付設してい
る。このトナー補給部２１は、底部に設けた搬送路２２
に搬送羽根２３を備えており、モータ２４の駆動により
搬送羽根２３が回転し、トナー補給部２１より前記撹拌
部１６にトナーを補給するようになっている。

また、第２現像器２０の上部には、感光体１に対向して
フォトセンサ８が設けてあり、感光体１の外周面を照明
し、その反射光を検出するようになっている。

（ｖ）制御装置 制御装置ＣＰＵには、前述したフォトセンサ８磁気セン
サ１５、モータ２４．５Ｌ電ｔ７．６、電源装置７０や
操作パネル１００のプリントス化。

チ１０１等がそれぞれ接続され、前記センサ等からの信
号を受は付け、その信号をもとにモータ等がそれぞれ駆
動制御されるようになっている。

■、多重現像動作 第１現像器１０と第２現像器２０を略同時に駆動して、
感光体１の静電潜像を二回に亘って現像する多重現像動
作について説明する。

なお、第１現像器１０、第２現像器２０では、第１現像
器ｌＯの現像ギヤ・ノブＤＳ＋が０，６ｍｍ、第２現像
器２０の現像ギヤ、ツブＤＳ２が１．２ｍｍが設定され
、両現像器ｔｏ、２０の規制ギヤ・ノブＤｔ＋１ｌＤｂ
２は共に０．５ｍｍに設定される。また、電源装置７０
では、スイッチ７３が電源７１に接続サレ、現像バイア
スＮ圧ＶＢ＋＝Ｖｎｔ＝−１５０Ｖに設定される。

この条件で感光体１は矢印ａ方向に回転し、帯電チャー
ジャ２てはワイヤ４に高圧ｖＨｌ　％　グリ・ノド５に
高圧Ｖ□、か印加され、帯電領域Ｘ１を通過する感光体
１の外周面がＶ□２＝　　６００Ｖの電位に帯電される
。

次に、帯電された感光体１の画像領域は露光位置Ｘ、で
イメージ光が露光され、再現すべき画像に対応した静電
潜像が形成される。

続いて、感光体ｌは、除電領域Ｘ３で非画像領域が像間
イレーザ７に照明され、該領域の電荷が消去される。

さらに、感光体１の静電潜像は、第１現像器ＩＯと第２
現像器２０との対向部を通過する際に、それぞれ現像領
域Ｘ４．Ｘｓで現像される。

第１現像器１０及び第２現像器２０では次の動作が実行
される。

現像剤はパケットローラ１７の回転により混合撹拌され
、トナーとキャリアが摩擦接触して互いに逆の極性に帯
電する。また、現像剤は／　ｓ１ケ、ノドローラ１７に
掬われて現像ローラ１２に供給される。

現像ローラ１２に供給された現像剤は、磁石体１３の磁
力に引かれてスリーブ１４の外周部に保持され、スリー
ブ１４の回転にしたがって矢印す方向に搬送され、規制
部１５て搬送量か制限される。

ここで、規制部１５に規制された現像剤は逆流して撹拌
部１６に落下する。一方、規制部１５とスリーブ１４と
の間の規制ギャップＶ、（Ｄｂ、。

Ｄｏ）を通過した現像剤は、それぞれ磁石体１３の磁力
によってスリーブ外周に形成されている磁力線に沿って
磁気ブラシを形成しながら矢印す方向に搬送され、スリ
ーブ１４と感光体１とが対向する現像領域Ｘ−，Ｘｓで
感光体ｌの外周面を摺擦する。

現像領域Ｘ、、Ｘ、を通過した現像剤は、引き続きスリ
ーブ１４の回転に従って矢印す方向に搬送され、パケッ
トローラ１７との対向部で磁石体１３の磁力から解放さ
れて撹拌部１６に落下する。

したがって、現像領域ｘ、、　ｘ’、を通過する感光体
ｌの表面は、それぞれ第１現像器ＩＯと第２現像器２０
の磁気プランと接触し、静電潜像の画像部電位と、電源
７０からスリーブ１４に印加されている現像バイアス電
圧Ｖゎ（Ｖｂ、、　　Ｖ、２）との現像電位差に基つい
て、前記電荷を帯ひたトナーが静電気的に静電潜像画像
部に付着する。

ここで、第１現像器ｌＯの現像ギャップＤｓ＋は第２現
像器２０の現像キャップＤ　５２に比へて狭くしである
。したかって、現像領域Ｘ４では静電潜像に現像剤が接
触する頻度が高く、静電潜像に十分なトナーが付着する
。しかし、磁気ブラシの接触によるトナーの掻き取り効
果も大きく、細線の静電潜像に付着したトナーは磁気ブ
ラシによって回収されるものが多く、結果的に第１の現
像領域Ｘ４を通過した細線の静電潜像に付着しているト
ナー量は僅かである。一方、へ夕画像や通常の文字画像
の静電潜像には十分なトナーが付着しており、前記磁気
ブラシの掻き取り作用を受けることがあっても十分な濃
度状態で再現されている。

次に、現像領域Ｘ、に搬送された静電潜像には再度トナ
ーが供給され、細線も再びトナー像とＬて顕像化される
。

ここて、第２現像領域Ｘ、の現像キャップＤ　５２は第
１現像領域Ｘ４の現像キャップＤ　５１に比べて広くし
である。

したがって、磁気ブラシが感光体１のトナーと接触する
確率は第１の現像領域Ｘ４よりも低く、そのため細線の
トナー像からトナーが掻き取られることもなく、出来上
かった画像上で、細線の画像はオリジナルに忠実に再現
される。また、ベタ画像や通常の太さの文字画像も十分
な濃度状態で再現される。

■３画像濃度制御 前記多重現像に際して行われる画像濃度制御について添
付のフローチャートを参照して説明する。

（ｉ）メインルーチン（第２図参照） メインルーチンにおいて、画像形成装置に電源が投入さ
れてプログラムがスタートすると、ステップ＃ｌで制御
装置ＣＰＵが初期化され、各構成装置が初期モードに設
定される。

ステップ＃２では、前記ステップ＃１で初期設定された
内部タイマをスタートさせる。この内部タイマは、以下
の各サブルーチンの内容に無関係に１ルーチンの時間長
さを一定に揃え−るためのもので、この１ルーチンの長
さを基準として各サブルーチン内の各種タイマがカウン
トされる。

ステップ＃３ては、コピー制御用サブルーチンが実行さ
れ、プリントスイッチ１０１が押されていれば当該サブ
ルーチンによって作像動作が実行される。

ステップ＃４ては、その他の処理、例えば定着装置の温
度調整等を行うためのサブルーチンなどが呼び出されて
実行される。このサブルーチンの内容は本発明と無関係
であるから説明は省略する。

ステップ＃５では、ステップ＃２でセットした内部タイ
マが終了したか否かを判定し、内部タイマの終了を待っ
てステップ＃２に戻る。

（１１）コピー制御用サブルーチン（第３図参照）本サ
ブルーチンでは、ステップ＃ＩＯで、画像形成装置のプ
リントスイッチ１０１のオンエツジの検出が行われる。

なお、オンエツジとは、プリントスイッチ１０１から制
御装置ＣＰＵに入力される信号がオフからオンに変化す
る状態をさす。

ステップ＃１０てオンエ・７ジか検出されると、ステッ
プ＃】１でコピー開始フラグＦＣＳを１”にセットし、
ステップ＃１２で濃度検出フラグＦＩＤを“１”にセッ
トしてフチノブ＃１３に進む。なお、コピー開始フラグ
ＦＣ３はコピー動作を開始するか否かを判定するための
フラグである。

また、濃度検出フラグＦＩＤは後述する濃度検出処理を
実行するか否かを判定するためのフラグである。

一方、ステップ＃ｌＯでオンエツジが検出されなければ
、ステップ＃１１．１２を実施することなくステップ＃
１３に進む。

ステップ＃１３では、コピー開始フラグＦＣＳが１″か
否かを判定し、コピー開始フラグＦＣ８が“１′のとき
はステップ＃１４以後の各ステップを実行し、コピー開
始フラグＦＣＳが“０″のときはメインルーチンにリタ
ーンする。

したがって、プリントスイッチ１０１が押されるまでの
待機中は、ステップ＃ｌＬ１２及び下記するステップ＃
１４から＃２１の処理か実行されることはない。

次に、ステップ＃１４から＃１８ては、画（Ｌｌ！、濃
度検出、濃度基準値切換、複写紙の給紙・搬送、光学系
、感光体回りの制御が行われる。

続いて、ステップ＃１９では、トナー補給制御サブルー
チンでは、磁気センサ１８からの信号によってトナー濃
度が測定され、その結果に基ついて、トナー濃度か所定
の基準濃度以下ならばモータ２４を駆動して撹拌部１６
にトナーか補給される。

最後に、ステップ＃２０ではコピー動作がＩ了したか否
かを判定し、コピー動作が終了すれば、ステップ＃２１
でコピー開始フラグＦＣ３を“０”にリセットしてメイ
ンルーチンにリターンする。

（ｉｉｉ　）画像濃度検出サブルーチン（第４図参照）
本サブルーチンでは、ステップ＃３０で濃度検出フラグ
ＦＩＤが１″か否かが判定され、濃度検出フラグＦＩＤ
が“１”ならばステップ＃３１が実行され、濃度検出フ
ラグＦＩＤか”１″でなければコピー制御用サブ−チン
にリターンする。

ステップ＃３１ては、濃度検出処理サブ−チンが実行さ
れる。この処理内容は後述する。

ステップ＃３２では、前記濃度検出処理サブ−チンの処
理が終了したか否かを判定し、未終了ならばコピー制御
用サブ−チンにリターンする。また、濃度検出処理サブ
−チンが終了すると、ステ・ツブ＃３３で濃度検出フラ
グＦＩＤを“０”にリセ・ソトし、ステップ＃３４でバ
イアス切換フラグＦＭＣを“ビにセットして、コピー制
御用サブ−チンにリターンする。このバイアス切換フラ
グＦＭＣは、第１現像器１０の現像バイアス電圧ＶＩｉ
ｌ＋の切換処理を実行するためのフラグである。

（１ｖ）濃度検出処理サブルーチン（第５図参照）本サ
ブルーチンでは、まずステップ＃４０で帯電チャージャ
２がオンし、ワイヤ４、グリッド５に電源６より所定の
高圧が印加され、矢印ａ方同に回転する感光体１の外周
面が一定電位に帯電される。

次に、ステップ３４１て像間イレーサ７かオンし、個々
の発光タイオートを点滅して、感光体１の外周面に、所
定の大きさの画像濃度検出用のパターン潜像を形成する
。

続いて、ステップ＃４２て第１現像器ＩＯを駆動し、前
記パターン潜像を現像し、濃度検出用のトナーパターン
像を形成する。

最後に、フｔトセンサ８て前記トナーパターン像の反射
濃度（画像濃度）ｒＤを読み取る。

（ｖ）バイアス切換サブルーチン（第６図参照）本サブ
ルーチンでは、ステップ＃５０てバイアス切換フラグＦ
ＭＣが“ｌ”か否かを判定する。

このバイアス切換フラグＦＭＣは、前述のように、ステ
ップ＃３４で１”に設定されている。

いま、バイアス切換フラグＦＭＣが“ｌ”てないとき、
つまり画像濃度ＩＤが未検出、または本バイアス切換サ
ブルーチンが終了してコピー動作が実行されている状態
のときは、コピー制御用サブルーチンにリターンする。

バイアス切換フラグＦＭＣが“１”のとき、ステップ３
５１て画像濃度ＩＤと第１基準濃ＴＩＥＤ、とを比較す
る。そして、Ｉ　Ｄ＞　Ｉ　Ｄ、で画像濃度ＩＤか第１
基ｄ１．ａ度ＩＤ、よりも濃い（ａ過ぎる）場合、ステ
ップ＃５２て第１現像器１０の現像バイアス電圧ｖ　ｅ
　＋が低い値ｖＬ（＝−１００Ｖ）　に設定されている
か否か判定する。

判定の結果、ＶＢＩがｖＬに設定されていなければコピ
ー制御用サブルーチンにリターンする。

一方、Ｖ□がＶＬに設定されていれば、ステップ＃５３
に進み、現像バイアス電圧ＶＢＩを高い値ｖＩＩ（、＝
−１５０Ｖ）に切り換え、ステップ＃５４でバイアス切
換フラグＦＭＣを“０”にリセットしてコピー制御用サ
ブルーチンにリターンする。

これにより、静電潜像画像部電位Ｖ、！、と現像バイア
ス電圧Ｖゎ、は、第８図に示す関係から第７図に示す関
係に移行し、現像電位差（ｖ、ｕｔ　　ｖ□）が小さく
なって画像濃度は低下する。

ステップ＃５１でＩＤ＞ＩＤ、でない、すなわち画像濃
度ｒＤが第１基準濃度ＩＤ、よりも低いと判断された場
合、ステップ＃５５で画像濃度ＩＤが第２基準濃度Ｉ　
Ｄ、（＜　Ｉ　Ｄ、）よりも低い（薄過ぎる）か否か判
定される。

ｆ　Ｄ＜　Ｉ　Ｄ、の場合、ステップ＃５６て現像バイ
アス電圧ＶＢ、が高い値ｖＨに設定されているか否かを
判定する。そして、現像バイアス電圧ＶＢがＶ）Ｉに設
定されていなければコピー制御用サブルーチンにリター
ンする。一方、現像バイアス電圧Ｖ１１．が高い値Ｖ、
（に設定されていれば、ステ。

プ＃　５６テＶＢ、をＶＬ（＝１００Ｖ）ｌ：切り換え
、ステップ＃５８てバイアス切換フラグＦＭＣを“Ｏ″
にリセットしてコピー制御用サブルーチンにリターンす
る。その結果、静電潜像画像部電位Ｖ８、と現像バイア
ス電圧ＶＢ＋は、第７図に示す関係から第８図に示す関
係に移行し、現像電位差（Ｖ□−ＶＢｌ）が大きくなっ
て画像濃度が高くなる。

以上の処理により、濃すぎたり、薄すぎたりすることの
ない、適正濃度が画像が得られる。

なお、第１現像器１０の現像バイアス電圧ＶＢを低くす
ると、トナーが感光体１の背景部に付着することがある
が、このトナーは感光体ｌとの電気的付着力が弱いての
、第２現像器２０の磁気ブラシによって容易に回収され
る。したかつて、画像上に下地カブリを生じて画質か悪
くなるということはない。

■、他の実施例 前記実施例では、多重現像に先立って感光体１の上にト
ナーパターン像を形成し、その画像濃度に基づいて現像
バイアス電圧ｖ、１を変更するものとしたが、第１図に
示すように、現像器１０．２０の近傍又はこれらの内部
に湿度センサ８０を設け、湿度が所定の基準値以上にな
ると現像電位差を小さくし、逆に湿度が前記基準値以下
になると現像電位差を大きくするようにしてもよい。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明では、複数の現像
器を同時に駆動して同一静電潜像を多重現像する画像形
成装置において、画像濃度の低下又は画像濃度が低下す
る状態になっていることが検出されると、画像濃度を支
配する第１現像器の現像バイアス電圧が調整され、静電
潜像画像部電位と現像バイアス電圧との現像電位差を大
きくして画像濃度の回復が図られる。

したがって、適正濃度で、かつ濃度再現性と細線再現性
に優れた画像を得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像形成装置の要部断面と回路構成を示す図、
第２図から第６図は画像形成装置の動作制御を示すフロ
ーチャートで、第２図はメインルーチン、第３図はコピ
ー制御用サブルーチン、第４図は画像濃度検出サブルー
チン、第５図は画像検出処理サブルーチン、第６図はト
ナー濃度切換サブルーチン、第７図と第８図は現像バイ
アス電圧と画像濃度との関係を示す図である。 １・・・感光体、８・・・フォトセンサ、１０・・・第
１現像器、２０・・・第２現像器、１８・・・磁気セン
サ、２　。 １・・・トナー補給部、７０・・・電源装置、７１．７
２・・・電源、Ｖ！ｌ、、Ｖ□・・・現像バイアス電圧
、ＣＰＵ・・・制御装置。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代理人　弁理士　青白　葆　はか１名 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光体の側部に磁気ブラシ式の第１現像器と第２
   現像器を設け、これら現像器にそれぞれ同一色のトナー
   を収容し、前記感光体上の静電潜像をまず第１現像器で
   現像し、次いで前記静電潜像を第２現像器で再現像する
   ようにした画像形成装置において、画像濃度または画像
   濃度に影響を及ぼす要素の変化を検出する検出手段と、
   該検出手段で画像濃度の低下または前記要素が画像濃度
   の低下を招く状態になったことが検出されると、前記第
   １現像器の現像バイアス電圧を、該現像バイアス電圧と
   静電潜像画像部電位との電位差が大きくなるように変更
   する制御手段と、を設けたことを特徴とする画像形成装
   置。