JPH0434471A - 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、磁気ブラフ式の現像器を用いた電子写真慢写
法による複写機、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現像器て再現像される。その
結果、オリ／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１与ることかできる。

（発明か解決しようとする課題） しかしなから、前記画像形成装置にあっても、特に画像
ａ度を左右する第１現像器のトナーａ度か低下すると、
十分な画像１度の確保か困難となる。また、トナー濃度
か適正であっても、画像濃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湿度が低下すると、トナー
帯電量が上昇して十分な濃度が確保てきないことかある
。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明は、感光体の側部に同一色のトナーを有
する磁気ブラシ式の第１現像器と第２現像器を設け、こ
れら現像器が感光体と対向する現像領域に搬送される単
位時間当たりの現像剤量を、第１現像器の方が第２現像
器よりも多（なるように設定し、第１現像器で現像した
感光体上の静電潜像を第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Ｊ度または画像Ｊ度に影
響を及ぼす要素の変化を検出する検出手段と、前記現像
領域に搬送される現像剤の搬送速度を調節する現像剤搬
送速度調節手段と、前記検圧手段で画像濃度の低下また
は前記要素か画像濃度の低下を招く条件にあることが検
出されると、前記現像剤搬送速度調節手段を動作し、第
１現像器、第２現像器の少なくともいずれか一方の現像
剤搬送速度を速くする制御手段と、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か画像濃度低下を招く状態
にあると検出されると、制御手段で現像剤搬送速度調節
手段が動作される。

その結果、第１現像器、第２現像器の少なくともいずれ
か一方の現像領域に搬送される現像剤搬送速度を速くな
り、現像剤充填率の増加に伴って画像濃度が適正状態に
保たれる。

（実施例） 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。

１　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。

い）感光体１ 感光体１は外周面に感光体位を有する円筒体で、矢印ａ
方向に速１ｖ、の周速で回転駆動するようにしである。

（１１）帯電チャーンヤ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、４．．Ｖ□か印加てきる
ようになっている。

本実施例では、ＶＦ１１＝　　６ＫＶ、Ｖｏｔ＝　　６
００Ｖ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、個々の発光タイオードが
任意に点灯または消灯できるようになっている。

（ｉ、）現像器１０．　２０ 第１現像器１０と第２現像器２０は、感光体ｌに対向す
る開口部１１に現像ローラ１２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に外装されたスリーブ１４
て構成されている。また、スリーブ１４と感光体ｌとの
間に現像ギャップＤｓ（Ｄ、。

Ｄ　ｓｚ）が確保され、スリーブ１４の上部外周面に規
制ギヤツブＤ、（Ｄｂ、、Ｄ、、）をもって規制板Ｉ５
が対向している。さらに、スリーブ１４は後述する駆動
装置４０により矢印す方向に回転駆動するようにしであ
る。

開口部１１の後部（図中左側）には撹拌部」６が形成さ
れ、この撹拌部１６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。

現像器１０．２０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−夕２４の駆動により
搬送羽根２３か回転し、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ｌ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。

（］■）駆動装置４０ 駆動装置４０では、第２，３図に示すように、図示しな
い駆動源に連結された駆動軸４１に駆動ギヤ４２が設け
である。スリーブ１４の回転軸４３には、大径のギヤ４
４と、小径のギヤ４５が設けである。ソレノイド４６の
プランジャ４７は連結部材４８に固定され、さらにこの
連結部材４８に回転可能に設けた軸４９に大径のギヤ５
１と小径のギヤ５２が固定されている。

この駆動装置４０では、ソレノイド４６がオンした状態
で、第２図に示すように、駆動ギヤ４２がギヤ５１に噛
合し、スリーブ回転軸４３のギヤ４４がギヤ５２に噛合
する。したがって、駆動力はギヤ４２．５１，５２．４
４を通してスリーブ回転軸４３に伝達される。

また、ツレ／イト４６かオフした状態で、第３図に示す
ように、駆動ギヤ４２はギヤ５１に噛合し、さらにこの
ギヤ５１かスリーブ回転軸４３のギヤ４５に噛合する。

したかつて、駆動力はギヤ４２．５１．４５を通じてス
リーブ回転軸４３に伝達される。

ここで、大径ギヤ４４の歯数０１は小径ギヤ４５の歯数
ｎ、よりも多く、大径ギヤ５１の歯数ｎ。

は小径ギヤ５２の歯数ｎ４よりも多くしである。

したがって、ソレノイド４６がオンした状態（第３図の
状態ンのスリーブ回転速度Ｖイは、ソレノイド４６がオ
フした状態（第４図の状態）のスリーブ回転速度ＶＬよ
りも速くなっている。

また、感光体１の周速Ｖ１に対するスリーブ１４の周速
■、の比率（速度比）をθとすると、本実施例テハ、高
速状態（ｖ、＝ｖＨ）　てθ＝１．７５、低速状態（Ｖ
＊＝Ｖｔ、）でθ−１，２５となるようにしである。

（１ｖ）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１８、モータ２４、’ルノイド４６、ｉ［６，７０や
操作）’ネル１０００フ゛リントスインチ１０１等がそ
れぞれ接続され、前記センサ等力・らの信号を受は付け
、その信号をもと（こモータ等がそれぞれ駆動制御され
るようになって−する。

■、多重現像動作 鯖１現像器１０と第２現像器２０を略同時１こ駆動して
、感光体ｌ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ｌＯ１第２現像器２０では、第１現像
器１０の現像ギヤ・ツブＤＳＩがＱ、５ｍｍ、第２現像
器２０の現像ギヤ・ノブＤｓｔが１．２ｍｍが設定され
、両現像器１０．２０の規制ギヤ・ノブ。

Ｄｂ＋＋Ｄｂｔは共にＱ、５ｍｍに設定される。

また、第１現像器１０の駆動装置４０で１よ、ソレノイ
ド４６がオンしており、スリーブ１４！ま高速状態（θ
＝１．７５）に設定される。一方、第２現像器２０の駆
動装置４０では、゛ルノイド４６がオフしており、スリ
ーブ１４は低速状態（θ＝１．２５）に設定される。た
だし、第１現像器ＩＯの速度比θは、適正濃度の画像か
得られるように、後述する速度比切換制御によって低速
状曹に切り換えられることかある。

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ｖＨ□、グリ。

ド５に高圧Ｖ８２が印加され、帯電領域Ｘ１を通過する
感光体１の外周面かｖＨ２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て非画像領域が像間
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ｌの静電潜像は、第１現像器ＩＯと第２
現像器２ｏとの対向部を通過する際に、それぞれ現像領
域Ｘ、、Ｘ、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・・ケノトローラ１７の回転により混合撹拌さ
れ、トナーとキャリアか摩擦接触して互いに逆の極性に
帯電する。また、現像剤はノ・ケアトローラＩ７に掬わ
れで現像ローラ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Ｉ４の回転にしたかって矢印す方向に搬送され、規制
部１５て搬送量が制限される。

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
の間の規制ギヤノブＶｂ　（Ｄｂ＋。

Ｄｂり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、、Ｘ５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Ｉ４の回転に従って矢印す方向に搬送され、バケッ
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。

したかって、現ｅ！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ＩＱ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７
０からスリーブ１４に印加されているバイアスＶゎ（Ｖ
ｂ＋、　　Ｖｂｚ）との現像電位差に基づいて、前記電
荷を帯び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１０の現像ギャップＤＳ＋は０．６
ｍｍ、第２現像器２０の現像ギ＋’７ブＤｓ。

は１．２ｍｍとしてあり、第１現像領域Ｘ、の現像剤充
填率が第２現像領域Ｘ５の現像剤充填率よりも高くしで
ある。

したがって、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か多く、結果的に第１の現像
領域Ｘ、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、ベタ画像や通常の文字画像の
静電潜像には十分なトナーか付着しており、前記磁気ブ
ラシの掻き取り作用を受けることか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Ｘ５に搬送された静電潜像には再度トナ
ーか供給され、細線も再ひトナー像として顕像化される
。

ここで、第２現像領域Ｘ、の現像剤充填率は第１現像領
域Ｘ４の現像剤充填率よりも高くしである。

したがって、磁気プランか感光体■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か掻き取られることもなく、出来上
がった画像上で、細線の画像はオリジナルに宏実に再現
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。

■０画像濃度制御 前記多重現像に際して行われる画像、輿度制御について
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４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。

プ＃ｌで制御装置ＣＰＵか初期化され、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ｌ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では、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では、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て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侍っ
てステップ＃２に戻る。

（１１）コピー制御用サブルーチン（第５図堅照）本サ
ブルーチンでは、ステップ＃１０て、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でオンエツジが検出されると、ステップ
＃１１でコピー開始フラグＦＣ５を“ｌ”にセットし、
ステップ＃１２で濃度検出フラグＦＩＤを“１”にセッ
トしてステップ＃１３に進む。なお、コピー開始フラグ
ＦＣＳ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＃１０でオンエツジが検出されなければ
、ステップ＝１１．１２を実権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ＦＣ５か“ビか
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ＦＣ３か“Ｏ”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＃１１，１２及び下記するステップ
＃１４から＃２１の処理が実行されることはない。

次に、ステップ＃１４から＃１８ては、画像濃度検出、
速度比切換、複写紙の給紙・搬送、光学系、感光体回り
の制御か行われる。

続いて、ステップ＃１９のトナーＭｉＨｉ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、その結果に基づいて、トナー濃度が所定
の基ｌ濃度以下ならばモータ２４を駆動して撹拌部１６
にトナーが補給される。

最後に、ステップ＃２０ではコピー動作が終了したか否
かを判定し、コピー動作か終了すれば、ステップ＃２１
でコピー開始フラグＦＣ５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６図繋照）
本サブルーチンでは、ステップ＃３０て濃度検出フラグ
ＦＩＤか“１”か否かか判定され、濃度検出フラグＦＩ
Ｄが“１”ならばステップ＃３１か実行され、濃度検出
フラグＦＩＤか“ビて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では、ｆＡ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、ステップ＃３３で濃度検出フラグ
ＦＩＤを“０″にリセットし、ステップ＃３４で速度比
切換フラグＦＭＣを“１”にセットして、コピー制御用
サブ−チンにリターンする。この速度比切換フラグＦＭ
Ｃは、第１現像器ｌＯの速度比θの切換処理を実行する
ためのフラグである。

（ｉｖ）ａ度検出処理サブルーチン（第７図全ｐｃ）本
サブルーチンては、ますステップ＃４０て帯電チャージ
ャ２かオンし、ワイヤ４、グリ、ト５に電源６より所定
の高圧が印加され、矢印ａ方向に回転する感光体１の外
周面か一定電位に帯電される。

次に、ステップ＃４１て像間イレーザ７かオンし、個々
の発光タイオードを点滅して、感光体１の外周面に、所
定の大きさの画像ａ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１０を駆動し、前
記パターン潜像を％ｉＬ、濃度検出用のトナーパターン
像を形成する。

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

（ｖ）速度比切換サブルーチン（第８図参照）本サブル
ーチンでは、ステップ＃５０て速度比切換フラグＦＭＣ
か“ｌ”か否かを判定する。この速度比切換フラグＦＭ
Ｃは、前述のように、ステップ＝３４で“１”に設定さ
れている。

いま、速度比切換フラグＦＭＣか“１”てないとき、つ
まり画像１度］Ｄか未検出、または本速度比切換サブル
ーチンか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。

速度比切換フラグＦＭＣか“１″のとき、ステップ＃５
１て画像濃度ｒＤと第１基準濃度ＩＤ、とを比較する。

そして、Ｉ　Ｄ＞　Ｉ　Ｄ、で画像濃度が第１基準濃度
よりも濃い（濃過ぎる）場合、ステップ＃５２て第１現
像器１０の駆動装置４０におけるソレノイド４６がオフ
（低速状態）になっているか否かを判定する。

判定の結果、ソレノイド４６がオフされて低速状態に設
定されていれば、コピー制御用サブルーチンにリターン
する。逆に、ソレノイド４６がオフされることなくオン
されて高速状態に設定されていれば、ステップ＃５３で
ソレノイド４６をオフして低速状態に切り換え、次いて
ステップ＃５４で速度切換えフラグ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、第１現像領域Ｘ４における現像剤充填率か
低下して画像濃度か低下する。

ステップ＝５１てｒ　Ｄ＞　Ｉ　Ｄ、てない、つまり画
像濃度［Ｄか第１基準濃度ＩＤ、よりも低いと判定され
た場合、ステ、プ＃５５て画像濃度ＩＤか第２基４濃度
Ｉ　Ｄ２（＜Ｉ　Ｄ、）よりも低い（薄過ぎる）か否か
判定される。

そして、ｌ＜ＩＤ、の場合、ステップ＃５６でソレノイ
ド４６かオフ状態（低速状態）に設定されているか否か
判定し、オンされて高速状態ならばコピー制御用サブル
ーチンにリターンする。

一方、オフされて低速状態ならばステップ＃５７でソレ
ノイド４６をオンして高速状態に切り換え、ステップ＃
５８で速度切換えフラグ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
、第１現像領域Ｘ４における現像剤充填率が高くなり、
画像濃度か高くなる。

このように、多重現像の処理が実行される場合、第１現
像器１０では、多重現像の処理に先立ち、画像濃度ＩＤ
か第１基１１ｉ濃度ＩＤ、よりも高いときは現（！剤充
填率を低下し、画像濃度ＩＤか第２基準１度１島よりも
低いときは現像剤充填率を高められ、画像ｉ’ＪＩｔｆ
がＩＤ、とＩＤ、の間に設定される。

そのため、濃すきたり、薄すきたりすることのない、適
正ａ度か画像が得られる。

■　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第１
現像器１０の速度比θを変更するものとしたが、第１図
に示すように、現像器１０２０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
るとスリーブ回転速度を上昇させ、逆に湿度が前記基準
値以下になるとスリーブ回転速度を低下させるようにし
てもよい。

また、第１現像器１０の速度比θを画像濃度等に応じて
変更するものとしたが、第１現像器１０に限らず第２現
像器２０の速度比を変更するようにしてもよいし、第１
現像器１０七第２現像器２０の速度比を変更するように
してもよい。

さらに、第１現像器ｌＯと第２現像器２０の駆動装置４
０におけるギヤの歯数を変えて、両現像器１０．２０の
切り換えてきる速度比を違えるようにしてもよい。

さらにまた、現像器の速度比を切り換える手段は、前記
実施例に限られるものではない。

（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か検出されると、第１現像器、
第２現像器の少なくともいずれか一方で、現像領域へ搬
送される現像剤の搬送速度が速くなり、現像剤充填率が
上昇する。

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ができる。

【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２．３図は駆動装置の正面図、第４図から第８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４図
はメインルーチン、第５図はコピー制御用サブルーチン
、第６図は画像濃度検出サブルーチン、第７図は画像検
出処理サブルーチン、第８図は速度比切換サブルーチン
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、４０・・・駆動装置、
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　前出　葆　はか１名 第２保１ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光体の側部に同一色のトナーを有する磁気ブラ
   シ式の第１現像器と第２現像器を設け、これら現像器が
   感光体と対向する現像領域に搬送される単位時間当たり
   の現像剤量を、第１現像器の方が第２現像器よりも多く
   なるように設定し、第１現像器で現像した感光体上の静
   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、前記現像領域に搬送さ
   れる現像剤の搬送速度を調節する現像剤搬送速度調節手
   段と、前記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条件にあることが検出されると、
   前記現像剤搬送速度調節手段を動作し、第１現像器、第
   ２現像器の少なくともいずれか一方の現像剤搬送速度を
   速くする制御手段と、を設けたことを特徴とする画像形
   成装置。