JPH0434479A - 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、磁気プラン式の現像器を用いた電子写真複写
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か対向する現像領域
の現像剤充填率を第１現像器の方か第２現像器よりも高
くなるように設定したものか、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。

口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。

（発明か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か低下すると、
十分な画像ａ度のＦＮｉ（”Ｉ＝か困難となる。また、
画像濃度に影響を及ぼす要素、例えば画像形成装置の設
置位置の湿度か低下すると、トナー帯電量が上昇して十
分な濃度か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、前記第
１現像器の現像剤のトナー濃度を検出する検出手段と、
前記第１現像器にトナーを補給するトナー補給手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいてトナー濃度か所定の
基準／＃度以下になると前記トナー補給手段を駆動する
第１の制御モードと、画像濃度または画像濃度に影響を
支はす要素の変化を測定する測定手段と、該測定手段で
画像濃度の低下または前記要素か画（ｆ；！ｉＰｔ度の
低下を招く状態になったことか検出されると前記トナー
補給手段を駆動する第２の制御モードと、を設けたもの
である。

（作用） 前記構成によれば、検出手段で第１現像器のトナー濃度
か所定の基準値以下になると、第１の制御モードに従っ
てトナー補給手段により第１現像器にトナーか補給され
る。また、測定手段で、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
と測定されると、第２の制御モードに従ってトナー補給
手段により第１現像器にトナーが補給される。

（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。

■　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Ｉ 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か設けてあり、前
記グリッド５を５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ｖＨ□、Ｖ８．が印加てきる
ようになっている。

（市）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。

（ｉｖ）現像器１０．　２０ 第１現像器ＩＯ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の周囲を矢印す方向に回転
するスリーブＩ４とて構成されている。また、スリーブ
１４と感光体１との間には、現像キャップＤ５（Ｄｓ、
、Ｄ５．）か確保され、スリーブ１４の上部外周面には
、規制キャップＤわくＤゎ＝、　　Ｄｂ２）をもって規
制板Ｉ５か対向している。さらに、スリーブ１４は電源
７０に接続され、現像バイアス電圧ｖＢ（ＶＢ、、ＶＢ
２）か印加されるようになっている。

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１６にハケソトローラ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、モータ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１に対向して
フォトセンサ８か設けてあり、感光体１の外周面を照明
上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１８、モータ２４、電源６，７０や操作パネル１０
０のプリントスイッチ１０１等かそれぞれ接続され、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
ータ等かそれぞれ駆動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の静電潜像を二面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ては、第１現像
器ＩＯの現像ギヤツブＤ　５＋か０．６ｍｍ、第２現像
器２０の現像キャンプＤＳ２が１．２ｍｍが設定されて
いる。また、両現像器１０．２０の規制キャップＤ６１
．Ｄｂ２は共に０．５ｍｍに設定される。

この条件て感光体１は矢印ａ方向に回転し、帯電チセー
ンヤ２てはワイヤ４に高圧ＶＨＩ、グリッド５に高圧Ｖ
Ｈ２か印加され、帯電領域Ｘ１を通過する感光体１の外
周面か■□、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
潜像か形成される。

続いて、感光体１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１の静電潜像は、第１現像器１０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Ｘ、、Ｘ５で現像される。

第１現像器１０及び第２現像器２０ては次の動作が実行
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、現像剤はパケットローラ１７に掬われて
現像ローラ１２に供給され現像ローラ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の回転にしたかって矢
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
の間の規制ギヤツブＤ　ｂ　ｌ＋　　Ｄ　ｂ２を通過し
た現像剤は、それぞれ磁石体Ｉ３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Ｘ４．　Ｘ５て感光体１の外
周面を摺擦する。

現像領域Ｘ、、Ｘ５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。

したかって、現像領域Ｘ４．Ｘ、を通過する感光体ｌの
表面は、それぞれ第１現像器１０と第２現像器２０の磁
気ブラ／と接触し、静電潜像の画像部電位と、電！７０
からスリーブ１４に印加されているバイアスＶｂ（Ｖｂ
、、Ｖｂ２）との現像電位差に基づいて、前記電荷を帯
びたトナーか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の現像キャップＤＳ＋は第２現
像器２０の現像キャップＩ）ｓｔ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か接
触する頻度か高く、静電潜像に十分なトナーか付着する
。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、ヘ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して顕像化される
。

ここで、第２現像領域ｘ５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　ｓ＋に比へて広くし
である。

したがって、磁気ブラシか感光体ｌ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忠実に再現
される。また、ヘ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。

■１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３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＃１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ては、前記ステップ＃１て初期設定された
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熱間１系に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かカウン
トされる。

ステップ；３では、コピー制御用サブルーチンか実行さ
れ、プリントスイッチ１０１か押されていれば当該サブ
ルーチンによって作像動作か実行されるど 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とが呼び出されて
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ては、ステップ＃２てセットした内部タイ
マか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４図参照）本サ
ブルーチンでは、ステップ＃１０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でオンエノ／か検出されると、ステップ
＃１１でコピー開始フラグＦＣ３を“′１”にセットし
、ステップ＃１２で濃度検出フラグＦｒＤ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。Ｊｌｌｉ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でオンエツジか検出されなければ
、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ＦＣ８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、プ＃１４以後の各ステップを実行し、コピー
開始フラグＦＣ８が“０”のときはメインルーチンにリ
ターンする。

したかって、プリントスイッチ１０１か押されるまての
待機中は、ステップ＃１１．１２及び下記するステップ
＃１４から＃２１の処理か実行されることはない。

次に、ステップｆ１４から＝１９では、画像濃度検出、
濃度基準値切換、複写紙の給紙・搬送、光学系、感光体
回りの制御か行われる。

続いて、ステップ＃２０のトナー補給制御サブルーチン
では、第２図に示すように、磁気センサ１８からコンパ
レータ３０の比較入力端子に入力される信号の出力電圧
Ｖｃと、電源装置３１からコンパレータ３０の基準入力
端子に入力される基準電圧ｖ１とを比較する。なお、電
源装置３１からコンパレータ３０に入力される基準電圧
は、後述する濃度基準値切換サブルーチンで決定される
。

また、磁気センサ１８から出力される信号の電圧は現像
剤のトナー濃度と比例関係にある。

比較の結果、基準電圧■１か比較電圧Ｖｃよりも高い場
合、現像剤のトナー濃吹は基準電圧Ｖに対応した基準ト
ナー濃度を上回っているので、トナー補給は行われない
。基準電圧■１か比較電圧Ｖｃよりも低い場合、現像剤
のトナーａｔｆは基準トナー濃度を下回っているので、
モータ２４か駆動し、現像器１０又は２０の撹拌部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
てコピー開始フラグＦＣ３を“０”にリセ、トシてメイ
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５図参照）
本サブルーチンでは、ステップ＃３０て濃度検出フラグ
ＦＩＤが１”か否かが判定され、濃度検出フラグＦｒＤ
が“じならばステップ＃３１か実行され、濃度検出フラ
グＦＩＤが“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−チンか実行さ
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。

トし、ステップ＃３４て濃度基準値切換フラグＦ〜’Ｉ
Ｃを゛じにセットして、コピー制御用サブ−チンにリタ
ーンする。この濃度基準値切換フラグＦＭＣは、現像器
内のトナー濃度か適正か否かを判断する基準となる基準
トナー濃度の切換制御を行うためのフラグである。

（ｉｖ）ｆｉ度検出処理サブルーチン（第６図参照）本
サブルーチンでは、まずステップ＃４０て帯電チャージ
ャ２がオンし、ワイヤ４、グリッド５に電源６より所定
の高圧か印加され、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で像間イレーザ７かオンし、個々
の発光グ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で第１現像器１０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１麦に、フォトセンサ８て前Ｊ己トナーパターン像の
反射Ｉｓ度（画像ａ度）ＩＤを読み取る。

（ｖ）１度基準値切換サブルーチン（第７図参照）本サ
ブルーチンでは、ステップ＃５０て濃度基準値切換フラ
グＦＭＣが“１′か否かを判定する。

この濃度基準値切換フラグＦＭＣは、前述のように、ス
テップ＃３４て１”に設定されている。

いま、濃度基準値切換フラグＦＭＣか“１”でないとき
、つまり画像濃度ＩＤか未検出、または本濃度基準値切
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。

濃度基準値切換フラグＦＭＣが°Ｉ”のとき、ステップ
＃５１に進み、画像濃度ＩＤと第１基準濃度ＩＤ、とを
比較する。そして、ＴＤ＞ＩＤ、て、画像濃度ＩＤか第
１基準濃度ＩＤ、よりも濃い（ａ過ぎる）場合、ステッ
プ＃５２で第１現像器１０のトナー濃度制御に関するコ
ンパレータ３０の基準電圧Ｖｌが低い値ＶＬに設定され
ているか否か判定する。判定の結果、■、か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、ＶｌがｖＬに設定されていれば、ステップ＃５３
に進み、電源装置３１のスイッチ３２を電源装置３５側
に切り換え、基準電圧■、をＶ、（＞ＶＬ）に切り換え
、ステップ＃５４て濃度基準値切換フラグ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。これにより、トナー補給部２１からのトナー補
給が抑制され、第１現像器１０のトナー濃度は低くなり
、画像濃度が適正濃度まで低下する。

ステップ＃５１でｒ　Ｄ＞　Ｉ　Ｄ、でない、すなわち
画像濃度ＩＤか第１基準濃度ＩＤ、よりも低いと判定さ
れた場合、ステップ＃５５で画像Ｉａ度ＩＤか第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。

そして、Ｔ　Ｄ　＜　Ｉ　Ｄ　２でない場合、コピー制
御用サブルーチンにリターンする。

Ｉ　Ｄ＜　Ｉ　Ｄ、の場合、ステップ＃５６で第１現像
器ＩＯのトナー濃度制御に関してコンパレータ３０の基
準入力端子に入力される基準電圧ｖＩか高い値ＶＨに設
定されているか否か判定する。

判定の結果、ＶｌがＶ□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、■、がＶ□
に設定されていれば、ステップ＃５７で電源装置３１の
スイッチ３２を電源３４側に切り換え、基準電圧ｖ６を
Ｖ　Ｌ（＜　Ｖ　）Ｉ）に切り換え、ステップ＃５８で
濃度基準値切換フラグ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。これにより、
トナー補給部２１からのトナー補給が活発となり、第１
現像器１０のトナー濃度は高くなって画像濃度が適正濃
度まで上昇する。

以上の処理により、濃すぎたり、薄すきたりすることの
ない、適正濃喫か画像が得られる。

なお、第１現像器１０のトナー濃度を高くすると、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。したが
って、トナーが記録媒体に付着して画質が悪くなるとい
うこともない。

■、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ＪＩｆに基づいてト
ナーａ度を調節するものとしたか、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コンパ
レータ３０の基準入力電圧Ｖｉを高くし、逆に湿度か前
記基準値以下になると前記基準入力電圧Ｖｉを低くする
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か検出されると、画像濃度を支
配する第１現像器にトナーが補給されてトナー濃度が調
整される。

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図は制御装置のトナー濃度制御に関する回路構成を
示す図である。 第３図から第７図は画像形成装置の動作制御をホすフロ
ーチャートで、第３図はメインルーチン、第４図はコピ
ー制御用サブルーチン、第５図は画像濃度検出サブルー
チン、第６図は画像検出処理サブルーチン、第７図はト
ナー濃度切換サブルーチンを示す。 Ｉ・・・感光体、８・・・フォトセンサ、ＩＯ・・・第
１現像器、２０・第２現像器、１８・・・磁気センサ、
２１・・・トナー補給部、ＣＰＵ・・・制御装置。 第２図 しｆＣＰＵ 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

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、前記第１現像器の現
   像剤のトナー濃度を検出する検出手段と、前記第１現像
   器にトナーを補給するトナー補給手段と、前記検出手段
   の検出結果に基づいてトナー濃度が所定の基準濃度以下
   になると前記トナー補給手段を駆動する第１の制御モー
   ドと、画像濃度または画像濃度に影響を及ぼす要素の変
   化を測定する測定手段と、該測定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トナー補給手段を駆動する第２の
   制御モードと、を設けたことを特徴とする画像形成装置
   。