JPS6281666A - ２色画像作像装置 - 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、色調の異なる２色のトナーを用いて２色画像
を形成する様にした２色画像作像装置、特にそのトナー
Ｎｌｉ給の制御に関する。

従来技術とその問題点 一般に、トナーとキャリアとの混合物からなる現像剤を
使用した作像装置においては、静電潜像の現像に伴い現
像剤中のトナーが消費されるので、現像に供されトナー
濃度の低下した現像剤、即ち、現像器内の現像剤に対し
て新たなトナーが補給されなければならない。そして、
その様なトナーの補給を達成する補給制御の方式として
、例えば、特開昭５４−６１９３８号公報、同５６−１
２８９７７号公報等に示されている様に、感光体表面に
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、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濃度を絶えず一定に維
持すべく現像器に対するトナー補給量を制御する方式（
以下、ＡＩＤｃという）がある。即ち、現像された感光
体表面の画像濃度は現像剤中のトナー濃度に比例するた
め、基準画像の濃度変化を知り、それに伴い現像器に対
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、本願発明者らが新たに提案した２色画像作像
装置に前記ＡＩＤＣを用いると、以下の問題点が生じる
。即ち、この２色画像作像装置は、電子写真感光体表面
に第１の帯電２画像露光１反転現像を施して第１トナー
でトナー画像を形成し、さらに前記電子写真感光体表面
に重ねて第２の帯電１画像露光１反転現像を施して、第
１トナーの色調と異なる第２トナーでトナー画像を形成
し、その後前記トナー画像を転写紙上に転写する様にし
たものである。

このものでは、第１トナーによる第１の現像の後に第１
トナーと色調の異なる第２トナーによる第２の現像が行
われ、その後、それぞれの現像時に形成されたトナー補
給制御用の基準画像の濃度を検出する様に構成されるた
め、必然的に第１トナーの基準画像にそれとは色調の異
なる第２トナーが混入する混色という不具合が発生する
。通常、基準画像はベタ画像（ソリッド画像）であり、
第１トナーにそれとは色調の異なる第２トナーが混色す
ると、第１トナー自体の濃度を光学的に正確に検出でき
ず、結果的に正確なトナー補給ができないという問題点
を有している。

問題点を解決するための手段 そこで、本発明に係る２色画像作像装置は、第１トナー
によるトナー補給制御用の基準画像を細線の集合にて形
成することを特徴とする。

細線画像はベタ画像に比べて電荷が集中して表面電位が
高く、またエツジ効果によりトナーの付着量が多く、第
２の現像時における第２トナーの混色が防止され、それ
だけ第１トナー自体の濃度を正確に検出することができ
る。なお、この点については以下の実施例中で詳述する
。

実施例 図面は本発明に係る２色画像作像装置の一実施例を示し
、第１図に示す様に、概略、感光体ドラム（１）の周囲
にその回転方向（矢印ａ）に沿って、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）、イレーサラップ（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
インイレーサランプ（１１）を疫けたものである。

第１．第２帯電チヤージヤ（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）はドライバ回路（３２）、
　（６２）にて駆動されるレーザダイオード（３１）、
　（６ｔ）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、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。

現像器（４）、（７）は磁気ローラを内蔵した現像スリ
ーブ（４１）、　（７ｔ）を備えた周知の磁気刷子式の
ものである。第１現像器（４）内には、例えば、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。また、各
現像器（４）。

（７）は周知のトナー補給手段（４２）、　（７２）を
備え、トナー補給制御回路（１９）からの補給信号にて
以下に説明する様に一定量のトナーが補給される。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、それぞれには色調の異なるト
ナーを含む現像剤が収容され、任意の色の組合せによる
２色画像の形成を可能とすべく、交換可能とされている
。

次に、作像動作について第２図を参照して説明する。

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１？われ、
画像部の電位はほぼＯＶにまで落され、ネカの静７１ｉ
潜像が形成される。そして、第１現像器（・１）にて第
１の現像が施されろ。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（’Ｔ’　ｃ　）が画像部（
電荷消去部分）に付着ずろ反転現像てある。

次に、第２帯電チヤーンヤ（５）にて第２の帯電か行わ
れ、感光体ドラム（＋）の表面はほぼ（■０）の′：Ｔ
Ｓ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にまで落され、
イ、ガの静電潜像が形成されろ。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、現像スリーブ（７１）に（Ｖｂ）の現像バ
イアスを印加しつつ行われ、正極性に：１シ電した黒ト
ナー（Ｔｂ）が画像部（電荷消去部分）に付４Ｊｔ　４
−ろ反転現像であり、第１画像に重ねて第２画像が形成
されろ。

一方、転写紙（１６）は連続紙として第１図中一点鎖線
で示す経路上を矢印（ｂ）方向に搬送され、転写ヂャー
ノヤ（９）の負極性の枚重にてｎｉｊ記トナー（Ｔｃ）
、（Ｔｂ）か転写され、その後は図示しない定着器によ
りトナー（Ｔ　ｃ）　、　（’Ｆｂ）の溶融定石が憔さ
れる。

なお、感光体ドラム（１）ＩｔＪ）電荷は転写工程の直
曲でイレーザランプ（８）にて消去されろ。

感光体）・ラム（１）は転写後ち矢印（ａ）方向に回転
を続：１、クリーニング装置（１０）にて残留トナーか
除去されろとノ（に、メインイレーザランプ（１１）に
て残留電荷か７１’ｉ去さねろ。

ここで、画像制御部（２２）について説明する。

この画像制御部（２２）は０７ｊ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、ｌ・ナー補給制御のための塙学画像
を作成するための信号を発生４−ろ機能を打−４゛ろ。

また、第１画像と第２画像とか重複ずろ部分が生しろ場
合に、第２画像を優先させて作像ずろ機能をら有してい
る。

即ち、コンピュータ（２１）から出力される第１画像信
号（Ｍ、）を読取り回路（２３ａ）で、第２画象信号（
Ｍ２）を読取り回路（２３ｂ）で読取り、画像選択手段
（２０）により第２画像を優先させろ信号（オペレータ
にて操作されろ）が入力されているときには、両画像信
号（Ｍ、）、（Ｍ、）を比較回路（２４）にて比較し、
重＋Ｕする箇所のみの信号（Ｍｏ）を記憶回路（２５）
を介して消去回路（２６）に入力し、ここで第１画像信
号（Ｍｌ）から１１箇所信号（Ｍｏ）を／ｌ′ｉムし、
その信号を記憶回路（２７ａ）にて記憶する。また、第
２画像信号（Ｍ、）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
トライバ回路（３２）、　（６２）にて続取られ、レー
ザダイオ−Ｆ（３１）、　（Ｇ　Ｉ　）を動作さＵ・る
ことによりレーザ光信号に変換されろ。このレーザ光信
号は感光体ドラム（１）の表面を軸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（１）に対
するスキャン開始端にセンサ（３３）が設ｐ’？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
めのらので、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オろ。第２トライバ回路（６２）
にス・ｉしてはディレィ回路（２８）が介在されており
、第２画像信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ろ。

ここで、一定時間とは感光体トラム（１）の作像開姶点
が第１露光（装置から第２露光（装置に達するまでの時
間である。

一方、画像選択手段（２０）から画像優先信号か発仕ら
れていないとき、第１ｉｌｉｉ象信号（ＭＩ）は比較回
路（２４）を通しろことなくそのまま１記憶回路（２７
ａ）に記憶されろ。

次に、第１トナーとしてカラートナーが、また、第２ト
ナーとして黒トナーが使用されている場合を例にあげて
、トナーｈｌｉ給の制御について説１り目−る。

第３図に示す様に、ｌ−ナーｈｌｉ給制御ＩＴＩの括準
画像（１７ａ）、（１７ｂ）は感光体ドラム（１）の画
像形成部から外れた一端部に１＋！ｉ、の作像ごとに形
成されろ。

括べへ画像信号は面記画像制御部（２２）の店ｉ（、Ｉ
呻ＴＩＩ像パターン回路（２９）に格納されており、ド
ライバ回路（３２）、　（６２）を制御することにより
、まず、感光体ドラム（１）の表面に基準潜像として形
成される。この基亭潜像の画像パターンは、第１現像剤
のトナー制御用にあっては細線の集合パターン、第２現
像剤のトナー制御用にあってはへタパターンである。こ
の基準潜像はそれぞれ現像器（４）、（７）にて画像と
同し条件で反転現像され、第１現像剤のトナー制御用の
基準画像（１７ａ）、第２現像剤のトナー制御用の基準
画像（＋７ｂ）として形成される。

この基準画像（１７ａ）、（＋　７ｂ）は、第４図に示
す様に、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（１
８）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（１７ａ）、（１７ｂ）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）で現像器（４）、（７）内の現像剤中のト
ナー濃度が設定値にあろ場合の括７％反射濃度と比較さ
れる。検出された反射濃度が基へへ反射濃度よりも低い
と、トナー補給信号が発せられ、トナー補給手段（４２
）、（７２）を作動さＵて現像器（４）、（７）の現像
剤中に所定量のトナーを補給する。

ところて、本発明において、第１現像剤のトナー制御用
のＷｉ’Ａ画像（１７ａ）は細線の集合パターンとして
形成される。この細線は感光体ドラム（１）の軸方向１
幅方向のいずれの方向あるいは斜め方向に延在していて
も良く、本実施例では、感光体ドラム（１）の軸方向に
３　、　Ｏｍｆｆ１、周方向に８　、０　ｍｍの領域中
に幅０．３闘、長さＱ　、　５　ｍｍの細線を周方向に
延在する揉に形成した。

通常、第１画像は第１現像器（４）で現像された後、第
２現像器（７）を通過することにより、僅かではあるが
第２トナーとして使用されている黒トナーの混色が避け
られない。しかし、本実施例の如く、第１現像剤のトナ
ー制御用の基準画像（１７ａ）を細線の集合パターンと
することにより、従来のベタパターンの基準画像よりも
黒トナーの混色が極めて少なく、濃度検出センサ（１８
）にてカラートナー自体の正確な反射濃度が検出され、
結果的に正確なトナー補給の制御が可能となる。

以下、細線の集合パターンでは第２トナーとして使用さ
れている黒トナーの混色がほとんど生じない理由を説明
する。

（ｉ）細線の場合、電荷の集中が生じ、表面電位が上昇
する。

即し、感光体表面において、前歴の際に光が照射された
部分の暗減衰（暗所中に置かれた感光体の電位が時間の
経過と」（に低下する現像）は、光が照射されない部分
のそれよりも大きくなる。第５図は本実施例での感光体
表面電位（縦軸）を時間の経過（横軸）として表わした
グラフで、実線（Ａ）は前歴である第１露光にて光照Ｇ
Ｈを受けない部分の電位変化、実線（Ｂ）は第１露光で
光照射を受けた部分（ベタパターン）の電位変化、一点
鎖線（Ｃ）は第１露光で光照射を受けた細線の集合パタ
ーン部分の電位変化を示す。実線（Ｂ）で明らかな様に
、第１露光で光照射を受けたベタパターン部分の電位は
、第２現像時に比較的大きく低下し、第２トナーとして
使用されている黒トナーか混色し易い。

しかし、一点鎖線（Ｃ）で明らかな様に、第Ｘ露光で光
照射を受けた細線の集合パターン部分の電位は、電荷の
集中により、第２現像時にしそれ程低下Ｕ°ず、黒トナ
ーの混色が極めて少なくなる。

（ｉｉ）　　細線の場合、エツジ効果によりトナーの付
着Ｍが増加ずろ。

細線の場合、エツジ効果によりトナーの付着量が多くな
ることは従来良く知られており、トナーは絶縁体である
のてトナー付着量か多い程帯電し易く、また、感光体の
暗減衰の影響ら少なくなり、第２トナーとして使用され
ている黒トナーの混色が極めて少な（なる。

第６図、第７図は本実施例の装置による実験データのグ
ラフであり、第６図は第１露光により形成された画像が
第２現像器（７）で現像されるトナー量の線幅依存性を
示し、第２露光、第１ｇ１．＠！は行っていない。第７
１ゾ１；↓混色量の線幅依存性を示す。ここで、混色ｈ
１とはマクヘス濃度計（黒用）による第１トナー弔独の
現像画像と、混色した現像画像との測定値の差をいう。

この第６図、第７図にて明らかな様に、線幅１ｍｍ以下
であれば混色が少なく、正確なトナー濃度を検出するこ
とかできろ。

なお、本発明は前記実施例に限定するらのではなく、そ
の要旨の範囲内で←ｌ々に変更することかできる。例え
ば、第１．第２トナーとして色ユ；ｊの異なるカラート
ナーを使用してし良い。また、括め画像の濃度検出は転
写紙（１６）上ではなく、感光体ドラム（１）の表面に
形成された基め画像を転写工程の直前で検出する様にし
ても良い。さらに、露光はレーザ光以外に可視光によっ
ても良い。

発明の効果 以」二の説明で明らかな様に、本発明は、第１トナーに
よるトナー補給制御用の基準画像を細線の集合にて形成
する様にしたため、細線の基準画像には第の２現像時に
第２トナーの混色か極めて少な（、第１トナー自体の濃
度を誤差なく検出することができ、ひいては現像剤中の
トナー濃度を正確に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る２色画像作像装置ろｉの一実飄例を
示し、第１図は装置の概略構成図、第２図は作像工程の
説明図、第３図は感光体ドラムの斜視図、第４図は転写
後の転写紙の平面図、第５図は感光体表面電位の暗減衰
特性を示すグラフ、第６図はトナー濃度の線幅（７（浮
性を示すグラフ、第７図は混色屯の線幅依存性を示すグ
ラフである。 （１）・感光体ドラム、（２）第１４１シ電チヤージヤ
、（３）・・第１光学系、（４）・・・第１現像器、（
５）第２帯電チヤーツヤ、（６）第２光学系、（７）第
２現像器、（９）・・・転写チャージャ、（１６）転写
紙、（１７ａ）第１トナー基準画像、（１７ｂ）−第２
トナー基準画像、（１８）・・濃度検出上ノーノー。 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　はが２名第２図 Ｖｏ□ 第７中電 Ｏｖ□ 第４図 第３１ａ １：ａ＃：休耕ヲム １６：鰍１６ １７ａ：ηｌドナー薯岸眉律 １ｙｂ　：１ｚ）−ｔ−％；ｆイ象 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電子写真感光体表面に第１の帯電、画像露光、反転
   現像を施して第１トナーでトナー画像を形成し、さらに
   前記電子写真感光体表面に重ねて第２の帯電、画像露光
   、反転現像を施して、第１トナーと色調の異なる第２ト
   ナーでトナー画像を形成し、その後前記トナー画像を転
   写紙上に転写する一方、前記電子写真感光体の非画像形
   成部に前記第１、第２トナーでそれぞれ形成されたトナ
   ー補給制御用の基準画像の濃度を検出し、この検出値に
   応じて第１、第２現像器内にトナーを補給する様にし、
   かつ、前記第１トナーによるトナー補給制御用の基準画
   像を細線の集合にて形成することを特徴とする２色画像
   作像装置。