JP2541193B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は複数の現像器を用いて画像を形成する画像形
成装置、特にそのトナー濃度制御に関するものである。

（従来の技術） 一般に、トナーとキャリアとの混合物からなる現像剤
を使用した現像器では、静電潜像の現像に伴い現像剤中
のトナーが消費されるため、現像に供されトナー濃度の
低下した量に見合う分のトナーを新たに補給する必要が
ある。

そして、このようなトナーの補給を達成する補給制御
方式として、例えば、静電潜像担体である感光体ドラム
の表面に基準潜像を形成し、これを現像して基準画像を
形成した後、該基準画像の濃度を光学的に検出し、この
検出値に応じて現像器内の現像剤中のトナー含有比を絶
えず一定に維持すべく現像器にトナーを補給する方式
（以下、AIDCという）がある。

即ち、現像された感光体ドラム表面の画像濃度は現像
剤中のトナー含有比に比例するため、基準画像の濃度変
化を知り、それに従って現像器に対するトナー補給を制
御しようとするのがAIDCの原理である。

ところで、近年普及しつつある画像形成装置、特に、
感光体ドラムの周囲に、回転方向に沿って帯電チャージ
ャ、露光手段、現像器からなる一連の作像プロセスを複
数配置するとともに、前記現像器に異なる色調のトナー
を収容して多色画像を形成する装置にあっても、各現像
器内の現像剤中のトナー濃度を一定に維持する必要があ
り、前記AIDCを用いて制御するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のこの種の装置では、各現像器に
対応する基準潜像を感光体ドラムの回転方向の同一線上
に形成するようにしているうえ、各現像器の現像領域を
同一に設定している。

このため、第１の現像器で現像された基準潜像は、そ
の後、下流側の第２、第３の現像器によって繰り返し現
像されることにより、基準画像が混色することになる。

勿論、この問題を回避するために、各複写プロセスの
間に補正チャージャなどを設け、先の現像器で形成され
た基準画像の電位を背景部電位と同等にまで引き上げ、
後の現像器によって先の基準画像にトナーが重畳される
のを防止するようにしているが、環境の経時変化、感光
体の劣化、補正チャージャの出力変動などの要因によっ
て、補正後の電位は必ずしも安定しているとはいえず、
混色を回避できないという問題点を有していた。

特に、第１現像器にカラートナー、第２現像器に黒ト
ナーを収容している場合、カラートナーと黒トナーとで
は光の反射率が大きく相違するため、カラートナーで形
成された基準画像に黒トナーが重畳されると、たとえそ
の量が僅かであっても、大幅に反射光量が変動し、正常
なトナーコントロールができないという問題点を有して
いた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するためになされたもの
で、前記複数の現像器を備えた画像形成装置において、
上流側の現像器用の基準潜像を、下流側の現像器用の基
準潜像よりも外側に形成するとともに、前記下流側現像
器の現像領域を、前記上流側現像器用の基準潜像よりも
内側に設定したものである。

（実施例） 以下、本発明を一実施例を示す添付図面に基づいて説
明する。

第１図は２つの現像器を備えた２色プリンタの原理図
で、図中、（１）は感光体ドラムで、該感光体ドラム
（１）は矢印（ａ）方向に回転駆動するようにしてあ
り、その周囲には回転方向に沿って、第１帯電チャージ
ャ（２）、第１光学系（３）、第１現像器（４）からな
る第１の作像プロセス、第２帯電チャージャ（５）、第
２光学系（６）、第２現像器（７）からなる第２の作像
プロセス、転写チャージャ（８）、トラクタ（９）、ブ
レード方式によるクリーニング装置（10）、メインイレ
ーサ（11）が配置されている。

前記第1,第２帯電チャージャ（２），（５）はコロナ
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
て形成するものである。

第１現像器（４）、第２現像器（７）は、それぞれ磁
気ローラ（4b）を内蔵した現像スリーブ（4a）、磁気ロ
ーラ（7b）を内蔵した現像スリーブ（7a）を備え、トナ
ーとキャリアとからなる２成分現像剤を現像スリーブ
（4a），（7a）の表面に磁気ブラシ状態に保持し、これ
を感光体ドラム（１）の表面に摺擦して静電潜像を現像
する周知の磁気ブラシ式のものである。

そして、第１現像器（４）内には第１トナーとしての
カラートナーと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）内には第２トナーとして
の黒トナーとキャリアとの混合物からなる第２現像剤が
収容され、本実施例においてはトナーは正極性にキャリ
アは負極性に摩擦帯電される。

また、各現像器（４），（７）は、図示しない周知の
トナー補給手段を備え、トナー補給制御部からの補給信
号にてトナーが補給されるようにしてある。

ところで、感光体ドラム（１）に対する現像スリーブ
（4a），（7a）の位置関係を表した第２図に示すよう
に、第１現像器（４）における現像スリーブ（4a）の現
像領域（D₁）、即ち、現像スリーブ（4a）の表面に形成
される磁気ブラシの幅は、感光体ドラム（１）の幅に対
応している。

第２現像器（７）における現像スリーブ（7a）の現像
領域（D₂）、即ち、現像スリーブ（7a）の表面に形成さ
れる磁気ブラシの幅は、前記第１現像器の現像領域
（D₁）の内側に位置し、かつ、その幅よりも狭く、第２
図における左側の第１現像器専用現像領域（D₅）にはオ
ーバーラップしないようにしてある。

ただし、実際に画像が印字される印字領域（D₃）は現
像領域（D₁），（D₂）の内側に設定してあり、その外側
は非印字領域（D₄）としてある。

転写チャージャ（８）はトラクタ（９）にて矢印方向
から転写領域に搬送されてくる転写紙（Ｐ）に負極性の
電荷を付与し、感光体ドラム（１）の表面に静電気的に
吸着しているトナー像を転写紙（Ｐ）に転写するように
してある。

以下、前記構成からなる画像形成装置の作像プロセス
を説明する。

感光体ドラム（１）が矢印（ａ）方向に一定速度で回
転駆動されている状態において、まず、第１帯電チャー
ジャ（２）で第１の帯電が行なわれ、感光体ドラム
（１）の表面に電荷が付与される。続いて、第１光学系
（３）にて第１の露光が行なわれ、第１色目の静電潜像
が現像されて正極性に帯電したカラートナーが画像部に
付着する。

次に、第２帯電チャージャ（５）で第２の帯電が行な
われ、感光体ドラム（１）の表面電位が補正された後、
第２光学系（６）で第２の露光が行なわれて、第２色目
の静電潜像が形成される。

そして、第２現像器（７）にて正極性に帯電した第２
色目の黒トナーが画像部に付着する。

一方、転写紙（Ｐ）は連続紙としてトラクタ（９）に
て矢印方向に搬送され、転写チャージャ（８）の負極性
の放電にて前記カラートナー、黒トナーで形成されてい
るトナー像が転写紙（Ｐ）に転写され、その後図示しな
い定着工程にて前記トナー像が転写紙（Ｐ）に定着され
る。

感光体ドラム（１）は引き続き矢印（ａ）方向に回転
し、クリーニング装置（10）で残留トナーが除去される
とともに、メインイレーザランプ（11）にて残留電荷が
除去される。

次に、現像器（４），（７）のトナー濃度制御動作に
ついて説明する。

まず、目的とする画像の作像動作に先だって、前述し
た作像プロセスが実行され、感光体ドラム（１）の非印
字領域（D₄）の部分に基準潜像が形成され、これを第１
現像器（４）、第２現像器（７）で現像して基準画像
（M₁），（M₂）がそれぞれ形成される。

即ち、第１光学系（３）、第１現像器（４）で、感光
体ドラム（１）の第１現像器専用現像領域（D₅）に基準
画像（M₁）がカラートナーで形成される。続いて、第２
光学系（６），第２現像器（７）で、前記第１現像器専
用現像領（D₅）よりも内側に基準画像（M₂）が黒トナー
で形成される。

したがって、基準画像（M₁）は第１現像器専用現像領
（D₅）に形成されるとともに、この領域（D₅）は下流側
の第２現像器（７）による現像領域（D₂）の外側にある
ため、第２現像器（７）の現像によって黒トナーを有す
る磁気ブラシがカラートナーで形成されている基準画像
（M₁）を摺擦することはなく、カラートナーの基準画像
（M₁）に黒トナーが重畳されて混色することはない。

次に、感光体ドラム（１）の表面に形成された基準画
像（M₁），（M₂）は転写チャージャ（８）で転写紙
（Ｐ）の片隅に転写され、トラクタ（９）の側部に設け
た濃度検出センサ（20）にて基準画像（M₁），（M₂）間
のタイミングをとって、これらの濃度が検出される。

前記濃度検出センサ（20）は、発光素子と受光素子と
からなる光学式のもので、転写紙（Ｐ）に転写されてい
る基準画像（M₁），（M₂）に発光素子から光を照射する
とともに、その反射光を受光素子で検知し、反射光量に
応じた電位の信号を図示しないトナー制御装置に出力す
る。

即ち、トナーの付着量を反射光量として検知し、これ
を電圧に変換して出力する。

トナー制御装置は、前記濃度検出センサ（20）から入
力された信号の電圧で表される基準画像（M₁），（M₂）
の濃度と、予め記憶されている基準電圧で表される基準
画像濃度とを、それぞれについて比較する。

そして、基準画像濃度に対して基準画像（M₁）または
（M₂）の濃度が低いと、トナー補給信号が発せられて、
対応する現像器（４）又は（７）にトナーをそれぞれ補
給する。

なお、前述したように、カラートナーで形成された基
準画像（M₁）に黒トナーは混入していないため、前記濃
度検出センサ（20）で検出された結果は、現像器
（４），（７）内のトナー含有比を正確に再現してい
る。

したがって、現像器（７）はもちろん、現像器（４）
には適正量のトナーが補給され、トナー不足により不鮮
明な画像を形成することもなく、また、オーバートナー
状態を招き、未帯電トナーを周辺に飛散して機内汚染を
生じることはない。

前記実施例では、第２現像器（７）の現像スリーブ
（7a）を、第１現像器（４）の現像スリーブ（4a）より
も小さくして第１現像器専用現像領域（D₅）を形成する
ものとしたが、これに限らず次のようにしてもよい。

即ち、第２現像器（７）の現像スリーブ（7a）の内部
に収容されている磁気ローラ（7b）の長さを、第１現像
器（４）の磁気ローラ（4b）よりも狭くして、または、
現像スリーブ（4a），（7a）や磁気ローラ（4b），（7
b）の長さを同一のままで、第１現像器（４）と第２現
像器（７）の位置をずらして、さらに、下流側に位置す
る現像器（７）に現像スリーブ（7a）の外周面に接触す
るブレードを設け、端部の磁気ブラシを掻き取るように
して、前記第１現像器専用現像領域（D₅）を形成するよ
うにしてもよい。

また、前記実施例では、基準画像（M₁），（M₂）を転
写紙（Ｐ）に転写した後、トラクタ（９）の側部に設け
た濃度検知センサ（20）で転写紙（Ｐ）に転写された基
準画像（M₁），（M₂）の濃度を読み取るものとしたが、
これに限らず、濃度検知センサ（20）を第２現像器
（７）と転写チャージャ（８）の間に設け、感光体ドラ
ム（１）上の基準画像（M₁），（M₂）から直接トナー濃
度を検出するようにしてもよい。

さらに、前記実施例では、カラートナーと黒トナーを
用いた２色プリンタについて示したが、これに限らず、
２色プリンタ以外の画像形成装置、同色のトナーを各現
像器に収容した装置、また、３つ以上の現像器を備えた
装置にも適用できることは勿論である。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明にかかる画像形
成装置は、上流側の現像器用の基準潜像を、下流側の現
像器用の基準潜像よりも外側に形成するとともに、前記
下流側現像器の現像領域を、前記上流側現像器用の基準
潜像よりも内側に設定している。

したがって、上流側で形成された基準画像に下流側の
現像領域がオーバーラップせず、上流側の基準画像に下
流側の現像器からトナーが供給され、混色が生じること
はない。

このため、基準画像の反射光量を検出することにより
測定されたトナー濃度は、各現像器内に収容されている
現像剤のトナー含有比を正確に再現している。

それ故、結果的に得られるプリント画像の濃度は適正
に維持されるとともに、オーバートナー状態を回避し、
周辺機器の汚染を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる画像形成装置の原理図、第２図
は各現像器の現像領域を比較した図である。 １……感光体ドラム、４……第１現像器、７……第２現
像器、20……濃度検知センサ、 D₁,D₂……現像領域、D₃……印字領域、D₄……非印字領
域、D₅……第１現像器専用現像領域、M₁,M₂……基準画
像。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像担体の周に、該静電潜像担体の移
   動方向に沿って帯電手段、露光手段、現像器からなる作
   像プロセスを複数配置し、該作像プロセスを用いて前記
   静電潜像担体の一端側表面にそれぞれ基準潜像を形成す
   るとともにこれを現像して基準画像を形成し、該基準画
   像の濃度を光学的に検出することにより、各現像器内に
   収容されているトナーとキャリアの混合比を制御する画
   像形成装置において、静電潜像担体移動方向に対して上
   流側の現像器用の基準潜像を、下流側の現像器用の基準
   潜像よりも外側に形成するとともに、前記下流側現像器
   用の現像領域を、前記上流側現像器の基準潜像よりも内
   側に設定したことを特徴とする画像形成装置。