JP3548412B2

JP3548412B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3548412B2
Application number: JP36887697A
Authority: JP
Inventors: 徹葛見; 孝男本田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-28
Filing date: 1997-12-28
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2017-12-28
Also published as: JPH11194615A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力した画像信号に基づき像担持体上に静電潜像を形成し、この潜像を現像手段にて顕像化する電子写真複写機、プリンターなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、電子写真感光体のような像担持体表面に静電潜像を形成し、該潜像を現像剤で現像し顕像化する工程を含む電子写真プロセスを利用した周知の画像形成装置は、現像剤としてトナーと磁性キャリアを有する２成分現像剤を使用するもの、或いは、トナーのみからなる１成分現像剤を使用するものなどが広く実用化されている。
【０００３】
このような画像形成装置では、潜像を顕像化する現像装置は、トナーを有する現像剤を収容した現像剤収納部を有し、一般に、該現像剤収納部内には攪拌部材が配設されており、外部より現像剤収納部にトナーが供給された後、この攪拌部材によって現像剤が現像剤担持体側へと搬送される構成になっている。
【０００４】
特に、２成分現像剤を使用する現像装置においては、上記攪拌部材によって現像剤を攪拌し磁性キャリア中にトナーを均一に分散させるようになっている。従って、トナーは上記の攪拌により磁性キャリアとの間に摩擦を生じ所望の電荷量に帯電される。
【０００５】
また、１成分現像剤を使用する現像装置においては、攪拌部材によって現像剤担持体上に搬送されたトナーを、現像担持体に弾性当接する現像剤塗布部材により現像剤担持体上に塗布する構成になっており、トナーは、現像剤担持体及び現像剤塗布部材と摩擦を生じ所望の電荷量に帯電される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像形成装置における現像装置の攪拌動作やトナー塗布動作は現像工程中、連続的に行われており、従って、例えばトナー消費量が極端に少ない画像をプリントし続けると、現像剤が攪拌過多や摩擦帯電過多の状態になってしまう場合があった。図１７は、このような画像の一例を示すものである。
【０００７】
つまり、矢印Ｅ方向に回転する像担持体上に、画像全体の長さがＬ、印字部の長さがＩの画像を形成する場合で、画像全体に対して印字すべき領域が極端に少ない場合であっても、従来、攪拌及び塗布動作は、像担持体と現像剤担持体の対向領域を長さＬの潜像が通過中、連続して行っていた。このため、現像剤担持体上のトナーが潜像の顕像化に消費されるのは印字部Ｉのみで、残りの非印字部はトナーが消費されることなく攪拌及び塗布動作が行われるため、非印字部において攪拌過多、摩擦帯電過多になった。
【０００８】
このように現像剤が攪拌過多或いは摩擦帯電過多となった場合には、現像剤の劣化、即ち、トナーの電荷量の過大上昇、現像剤の破壊などの現象が生じ、画像濃度の低下、カブリ等の、現像画質が悪化するという問題を生じた。特に、柔軟な高分子樹脂を主成分とし体積抵抗の高い非磁性トナーにおいて、この種の問題が顕著に生じた。更に、トナーを消費しないまま現像剤担持体を駆動し続けると、現像剤担持体上のトナーが遊離、飛散し装置内部が汚染されるという問題があった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、原稿画像を読み取って印字部を検出し、検出した印字部の信号をもとに、印字部が現像領域を通過する時間を算出し、現像剤担持体の回転時間を制御することで不必要な攪拌、塗布動作をなくし、トナーの過剰帯電や破損等による現像剤の劣化を防止することができ、また、現像剤担持体の回転開始及び停止時のショックが、他の現像手段における現像動作に悪影響を及ぼすことを防止して、常に高画質の画像を安定して得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、
所定の色の現像剤を第１の現像剤担持体に担持し、第１の現像領域において前記像担持体上の潜像を現像する第１の現像手段と、
前記第１の現像手段に対し前記像担持体移動方向下流側に配置され、前記所定の色とは異なる色の現像剤を第２の現像剤担持体に担持し、第２の現像領域において前記像担持体上の潜像を現像する第２の現像手段と、
形成すべき画像に含まれる色を判別する色判別手段と、
各色毎の印字部と非印字部を検出する印字部検出手段と、
前記印字部検出手段からの信号に基づき、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体の回転動作を制御する駆動制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記駆動制御手段は、
１つの画像領域内に、前記所定の色の印字部と前記異なる色の印字部とが共存する場合には、前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体の各現像領域を前記画像領域が通過中に、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体の回転動作を行い、
１つの画像領域内に、前記所定の色の印字部しか存在しない場合には、前記第１の現像領域を前記画像領域が通過中に前記第１の現像剤担持体の回動動作を行い、かつ、前記第２の現像領域を前記画像領域が通過中に前記第２の現像剤担持体の回動動作を行わない、
１つの画像領域内に、前記異なる色の印字部しか存在しない場合には、前記第１の現像領域を前記画像領域が通過中に前記第１の現像剤担持体の回動動作を行わない、かつ、前記第２の現像領域を前記画像領域が通過中に前記第２の現像剤担持体の回動動作を行うようにし、
前記第１の現像剤担持体の回転動作の停止のタイミングは、前記像担持体上の非画像領域が前記第１現像領域を通過している時であって、かつ、前記第２の現像手段による現像動作が行われていない時とし、
前記第２の現像剤担持体の回転動作の開始タイミングは、前記像担持体上の非画像領域が前記第２現像領域を通過している時であって、かつ、前記第１の現像手段による現像動作が行われていない時、
となるように制御することを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
本発明の他の実施態様によると、所定幅の画像間隔を空けながら複数の画像形成を連続して行う場合であって、前記所定幅の画像間隔が、前記像担持体における前記第１現像領域と前記第２現像領域との間の現像領域間距離よりも短い場合において、
前記第２の現像剤担持体の回転動作の開始を、画像間隔において行う際、
前記画像間隔を、前記所定幅に１つの画像幅以上に相当する非画像領域幅を加えて、前記現像領域間距離よりも長い幅とする。
【００１６】
本発明の他の実施態様によると、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体と、前記像担持体とを所定の間隔に保持する部材を有し、該部材は前記像担持体に接触しない。
【００１７】
上記本発明にて、前記現像剤は、非磁性トナーである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１９】
実施例１
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例である電子写真複写機の全体の概略構成を示す。本実施例によると、電子写真複写機は、像担持体としての電子写真感光体１を有し、電子写真感光体１は、円筒状の導電基体上に光導電層を設けたもので図中の矢印方向に回転可動に軸支されている。感光体１は、周知のスコトロン帯電器２により所定の電位レベルに一様に帯電された後、画像信号に応じて変調されたレーザー露光３を受け静電潜像が形成される。次いで、この静電潜像に対し非磁性トナーと磁性キャリアを有した２成分現像剤を保有する現像装置４の現像担持体としての現像ローラ４１に所定のバイアスを印加して静電潜像にトナーを付着させ感光体上にトナー像を形成する。トナー像は、搬送路１０に沿って搬送された転写紙Ｐ上に転写コロナ帯電器８を用いて転写されたのち、定着装置１１へと送られる。定着装置１１にて、転写紙Ｐ上のトナー像は転写紙Ｐ上に定着され、永久画像となる。
【００２０】
転写工程を終えた後、感光体１はそのまま回転しクリーニング装置９により感光体１表面の残留トナーが除去され、再び次回の画像形成が繰り返される。
【００２１】
図１の電子写真複写機にて、破線で囲まれた部分２７はイメージリーダー部で、原稿を読み取り画像信号を電気信号に変換する部分である。イメージリーダー部２７において原稿台ガラス１２上に載荷された原稿１３は照明ランプ１４より走査され、原稿１３からの反射光ミラー１５ａ、１５ｂ、１５ｃに導かれ結像レンズ１５ｄにより、受光素子であるＣＣＤ１６上に結像し、画像情報が電気信号として取り出される。
【００２２】
電気信号はＡ／Ｄコンバータ２０でデジタル化されたのち信号処理部２１に送られ画像濃度に比例した２５６階調の画像信号に変換される。画像信号はレーザードライバー２５に送られ画像信号に応じて半導体レーザー１８の発光が変調される。画像信号に応じて変調されたレーザービームは画像情報としてポリゴンミラー１７、ミラー１５ｅを介して感光体１に潜像を書き込む。
【００２３】
本発明に従えば、原稿画像の印字部及び非印字部を検出する印字部検出部２２と、印字部検出部２２からの信号に応じて、現像装置４に備えた現像剤担持体としての現像ローラ４１及び現像剤撹拌手段としての攪拌スクリュー４３、４５の駆動をＯＮ、ＯＦＦする駆動モータ２３とが設けられている。現像ローラ４１及び攪拌スクリュー４３、４５の駆動制御方法については後述する。
【００２４】
図２及び図３は現像装置４のより詳しい構成を示す。図２は現像装置４の側面部で、図３は上面図である。
【００２５】
図２に示すように、現像装置４は隔壁４６によりトナーを収納したトナー収納部Ｄと、磁性キャリアを含有する２成分現像剤を収納する現像剤収納部Ｃとに分割されている。なお、トナー収納部Ｄ内のトナー及び現像剤収納部Ｃ内の現像剤は、図を明瞭にするために省略してある。
【００２６】
現像剤収納部Ｃは隔壁４４により現像剤攪拌部Ｃ１と、現像ローラ４１に現像剤を供給する現像剤供給部Ｃ２に分割されており、現像剤攪拌部Ｃ１及び現像剤供給部Ｃ２には、それぞれ、スクリュー４５及び４３が設けられている。トナー収納部Ｄ内のトナーは、トナー搬送部材４７及び４８が回転駆動されることによりトナー補給口４９から現像剤収納部Ｃ内に補給される。
【００２７】
図３に示すように、スクリュー４３、４５は現像ローラ４１に平行に配設され、スクリュー４３、４５が回転駆動されることにより現像剤を互いに逆向きの矢印Ｆ、Ｇ方向に搬送するようになっている。隔壁４４の両端には開口４４ａ及び４４ｂが形成されており、それぞれ、スクリュー４５からスクリュー４３への現像剤の受け渡し、及び、スクリュー４３からスクリュー４５への現像剤受け渡しが行われる。複数のトナー補給口４９から補給されたトナーは、スクリュー４３、４５の回転駆動により現像剤収納部Ｃ内の２成分現像剤と充分に攪拌、混合されながら矢印Ｆ、Ｇ方向に搬送され、現像ローラ４１に供給される。
【００２８】
現像ローラ４１は、中空の金属円筒でできた現像スリーブ４１ａと、その内部に固定された磁石ロール４１ｂで構成される。現像ローラ４１に供給された磁性キャリアを含有する現像剤は現像スリーブ４１ａ上に保持され、現像スリーブ４１ａが矢印方向に回転するにともない矢印方向に搬送され、規制部材４２により現像スリーブ４１ａ上の現像剤層の層厚が所定の厚みに規制されたのち感光体１に対向した現像領域へと搬送され、予め感光体１上に形成してある静電潜像に付着して潜像を可視像とする。
【００２９】
上述のように、現像装置４において、スクリュー４３、４５の回転駆動により現像剤が攪拌され、その結果トナーが帯電する。また、現像スリーブ４１ａの回転により層厚が規制される際にも現像剤搬送に乱流が生じ攪拌が行われ、同様にトナーが帯電する。スクリュー４３、４５及び現像スリーブ４１ａは、不図示の駆動ギアにより連結され、図１に示すように、駆動モータ２３により同時に回転するようになっている。
【００３０】
上記では、２成分現像剤を使用した現像装置４の構成を示したが、図４に１成分現像剤を使用した現像装置４’の構成を示す。後述する本発明の内容は、この１成分現像剤を使用した現像装置にも同様に適用できる。
【００３１】
現像装置４’はトナーＴを収納する現像容器５６を有し、その感光体１に対向する開口部に現像ローラ５１を設けた構成となっている。トナーＴは、現像ローラ５１に当接し現像ローラ５１と同一方向に回転するトナー供給ローラ５３により現像ローラ５１上に供給され、弾性を有し現像ローラ５１に当接するゴムブレード５２により所定のトナー層厚に規制されて現像ローラ上に塗布される。
【００３２】
トナーはブレード５２により現像ローラ５１上にこすりつけられる際に摩擦帯電し、現像ローラ５１とトナー間に働く静電引力である鏡影力により現像ローラ５１上に保持される。現像ローラ５１上に塗布されたトナーは現像ローラ５１の回転とともに感光体１に対向した現像領域へと搬送され、予め感光体１上に形成してある静電潜像に付着して潜像を可視像とする。現像容器５６内には、トナー供給ローラ５３にトナーを供給する搬送部材５４、５５が配設されている。現像ローラ５１、供給ローラ５３及び搬送部材５４、５５は、不図示の駆動ギアにより連結され、不図示の駆動モータにより同時に回転するようになっている。
【００３３】
次に、本発明を詳述する前に、比較のため、従来の構成について図１８により説明する。
【００３４】
図１８は、現像ローラ４１（スクリュー４３、４５と連動）及び感光体周囲に配置した作像にかかわる各装置の駆動タイミングの一例を示したものである。なお、駆動タイミングは、回転する感光体上の画像領域（図１８中、コピー１）が各装置位置を通過する時刻（図１８中、ｔ０）を基準として示し、各装置の位置のズレにともない駆動時刻のズレ分は省略してある。
【００３５】
コピースタートの操作キーＯＮと同時に感光体が回転開始し、感光体上のコピー１領域先端が通過するのに先立ち帯電出力、転写出力、現像バイアス、露光レーザーを順次ＯＮし作像を開始する。現像ローラは、現像ローラ駆動モータによりコピー１先端の通過に先立ち回転をＯＮし、コピー１及び連続する２枚目の画像領域であるコピー２が通過し終わるまでＯＮしつづけ、コピー２領域が通過したのちにＯＦＦする。コピー１及びコピー２の印字部通過時間はＩ１及びＩ２のみであるが、従来は、Ｉ１及びＩ２だけでなく非印字部通過中も現像ローラは連続して回転させていた。このため、上述のようなトナーの攪拌過多や摩擦帯電過多を生じていた。
【００３６】
上記の従来構成に対し、図５は本発明の駆動タイミングの１例を示したものである。現像ローラ４１以外の駆動タイミングは図１８と同じであるが、現像ローラ４１の駆動タイミングが従来と異なる。現像ローラ４１は、コピー１の印字部通過時間Ｉ１に先立ち、所定時間△ｔ前（図５中、ｔ１）に回転をＯＮする。△ｔは、現像ローラ４１を回転ＯＮしてから現像ローラ４１の回転速度が現像を行うのに必要な所定速度に達するのに要する回転立ち上がり時間である。
【００３７】
図６は感光体１と現像ローラ４１の対向部を拡大したものである。傾斜部Ｊが、潜像を顕像化する課程でトナーの飛翔運動が起こる領域で、Ｊが現像領域にあたる。現像ローラ４１は、印字部Ｉ１の先端が現像領域Ｊの上端ｈ１に到達する△ｔ前に回転をＯＮする。これにより、印字部Ｉ１の先端から正常に顕像化できる。一方、印字部Ｉ１が通過し終わると同時（図５中、ｔ２）に現像ローラ４１の回転をＯＦＦする。すなわち、図６において、印字部Ｉ１の後端が現像領域Ｊの下端ｈ２を通過し終わると同時に現像ローラ４１の回転をＯＦＦする。後端通過後は印字部が存在しないので、後端通過後と同時にＯＦＦできる。コピー２についても同様に、印字部通過時間Ｉ２に先立ち△ｔ前に回転をＯＮし、印字部の通過終了と同時に現像ローラ４１の回転をＯＦＦする。
【００３８】
現像ローラ４１の回転ＯＮ、ＯＦＦ時刻ｔ１、ｔ２の算出方法を下記に説明する。
【００３９】
図７は原稿の画像構成を示す模式図である。原稿は、イメージリーダー部２７（図１）により、図７に示す画素Ｑ（画像構成単位）の集合（ｍ行×ｎ列マトリク）として読み取られる。画素は、矢印Ｈ方向（感光体回転方向）及び矢印Ｋ方向（感光体回転方向に垂直方向）に沿って画像先端部側から、順次読み取り、信号処理部２１で画素毎の画像信号として取り出される。画像信号は画像濃度に比例した２５６階調のレベルを持ち、最低値は０レベル（白地）で最大値は２５６レベル（ベタ画像）である。Ｉ（ｘ，ｙ）は、ｘ行ｙ列の画素の画像信号値をあらわす。
【００４０】
つづいて、印字部検出部２２において、画像全体のうち画像信号値が０レベルでない画素集合（図７中、Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ）が印字部として検出され、残りの領域は非印字部として検出される。
【００４１】
メモリ２４（図１）は画像全体の画像信号及び印字部領域を一時的に記憶する記憶装置で、作像時は同メモリ２４から適宜、画像信号及び印字部信号が取り出され作像動作を行う。
【００４２】
印字部の画素集合は感光体回転方向に沿ったｉ１〜ｉ２行に存在しているので、感光体上に形成した潜像中のｉ１〜ｉ２行に相当する部分画現像領域を通過する時間のみ、現像ローラ４１を回転させる。ｉ１行が現像領域を通過開始する時刻Ｔ１、及びｉ２行が現像領域を通過終了する時刻Ｔ２は、画素１辺の長さをｄ、感光体の回転速度をｖとして
Ｔ１＝ｔ０＋（ｉ１−１）・ｄ／ｖ、Ｔ２＝ｔ０＋ｉ２・ｄ／ｖ
である。ただし、ｔ０は感光体１が回転を開始してから潜像先端が現像領域Ｊの上端ｈ１（図６）を通過するまでの時間で、予め所定値に設定してある。
【００４３】
従って、現像ローラ４１の回転ＯＮ、ＯＦＦ時刻ｔ１、ｔ２は、
ｔ１＝Ｔ１−△ｔ＝ｔ０＋（ｉ１−１）・ｄ／ｖ−△ｔ
ｔ２＝Ｔ２＝ｔ０＋ｉ２・ｄ／ｖ
となる。
【００４４】
こうして算出した回転ＯＮ、ＯＦＦ時刻の信号に基づき、現像ローラ駆動モータ２３を駆動し、現像ローラ４１の回転を制御する。
【００４５】
図８に、上述した現像ローラ４１の駆動制御の制御フローを示す。破線で囲まれた部分で画像中に分布する複数の印字部の最先端行ｉ１及び最後端行ｉ２を検出している。また、非印字部中に含まれる画像ノイズを印字部と誤認識するのを防ぐため、印字の有無を判定する判定部▲１▼では、画像信号値Ｉ（ｘ，ｙ）をノイズレベル値ｅと比較している。このノイズレベル値は、使用する原稿のノイズレベルに合わせて適宜、最適値に設定する。
【００４６】
また、使用した装置の設定値は、次のとおりである。
ｄ：約４２μｍ
ｖ：１００ｍｍ／ｓｅｃ
△ｔ：８０ｍｓｅｃ
【００４７】
上記フローでは、複数の印字部が感光体進行方向に沿ってとびとびに存在する場合でも、それら印字部が現像領域を通過中は、常に現像ローラ４１を連続的に回転させた。印字部と印字部の間の、印字部間領域が大きい場合、現像ローラ４１を印字間領域で一旦回転ＯＦＦし、次の印字部が通過する際に再び回転ＯＮするように制御してもよい。
【００４８】
図９に示すように、印字部Ｉａ、Ｉｂが、感光体進行方向に沿って距離ｆだけ離れている原稿において、ｆ＞△ｔ（＝スリーブ回転立ち上がり時間）なら、ｆの領域で一旦回転ＯＦＦし、ｆ＜△ｔならＯＦＦせず、連続的に回転させるようにする。
【００４９】
以上のように、原稿画像を読み取って印字部を検出し、検出した印字部の信号をもとに、印字部が現像領域を通過する時間を算出し、同時間のみ現像ローラ４１及びスクリュー４３、４５を回転駆動することにより、攪拌、塗布動作を必要最小限にとどめ、現像剤の劣化を抑止することができた。
【００５０】
実施例２
上記実施例では、本発明を、単色画像形成装置、即ち、現像装置を１個だけ有する装置に適用した場合を説明したが、複数色からなる画像を得る多色画像形成装置、即ち、現像装置を複数個有する装置に適用することもできる。例えば、校正文書のように主要文が黒文字で書かれ、一部に赤の朱筆が入った原稿や、極秘文書のように一部に赤字で取り扱いの注意書きが添えてある原稿は、赤、黒の２色で校正されており、このうち赤印字部の占める面積が少ないことが多いため、赤画像部に対して、従来の、トナー消費少にともなうトナー劣化の問題が生じやすかった。
【００５１】
図１０は、本発明に適用した２色画像形成装置の全体構成を示したものである。図１と同一機能を持つ構成部分については、図１と同一番号を付し、その機能については説明を一部省略する。
【００５２】
感光体１は、スコトロン帯電器２により所定の電位レベルに一様に帯電された後、第１の画像信号に応じて変調されたレーザー露光３を受け第１の静電潜像が形成される。ついで、この第１の静電潜像に対し１色目（赤）の非磁性トナー及び磁性キャリアからなる現像剤を保有する第１現像装置４により現像が行われ感光体１上に１色目のトナー像が形成される。つづいて、１色目のトナー像を担持した感光体１にスコロトロン帯電器５を用いて再帯電を行い、感光体１の電位を均一化し同時に所定の電位レベルに帯電した後、第２の画像信号に応じて変調されたレーザー露光６を受け第２の静電潜像が形成される。次いで、第２の静電潜像に対し２色目（黒）の非磁性トナーを保有する第２現像装置７により現像が行われ感光体１上に１色目と２色目のトナー像の重ね像が形成される。２色目の現像は、現像装置７の現像ローラ７１上に担持されたトナーと感光体１が接触しない非接触現像で行うため、１色目のトナー像を乱すことなく２色目の現像が行われる。第１現像ローラ４１及び第２現像ローラ７１は、それぞれ駆動モータ２３及び２９にて回転駆動される。
【００５３】
破線で囲まれた部分２７はイメージリーダー部で、赤と黒からなる２色原稿を読み取り画像情報を電気信号に変換する部分である。イメージリーダー部２７において原稿台ガラス１２上に載荷された原稿１３は照明ランプ１４により走査され、原稿１３からの反射光はミラー１５ａ、１５ｂ、１５ｃに導かれレンズ１５ｄにより、赤、シアンのフィルターを内蔵したＣＣＤ１６上に結像し、赤、シアンの各成分が電気信号として取り出される。
【００５４】
電気信号Ａ／Ｄコンバータ２０でデジタル化されたのち色判別部２８に送られ赤、黒の各成分に判別された後、信号処理部２１において、赤、黒別の画像濃度に比例した２５６階調の画像信号に変換される。赤の画像信号はレーザードライバー２５に送られ、赤画像信号（Ｒ）に応じて半導体レーザー１８の発光が変調されたレーザービームは第１画像情報としてポリゴンミラー１７、ミラー１５ｅを介して感光体１に第１潜像を書き込む。同様に、黒の画像信号はレーザードライバー２６に送られ、黒画像信号（Ｂ）に応じて半導体レーザー１９の発光が変調される。黒画像信号に応じて変調されたレーザービームは第２画像情報としてポリゴンミラー１７、ミラー１５ｆ、１５ｇを介して第２潜像を書き込む。
【００５５】
本発明によれば、印字部検出部２２において、赤、黒それぞれの画像信号をもとに赤印字部及び黒印字部を検出し、その結果から現像ローラ４１及び現像ローラ７１の回転ＯＮ、ＯＦＦ時刻を算出し、その算出信号により、現像ローラ４１及び現像ローラ７１の回転駆動を制御する。現像ローラ４１は、潜像中の赤印字部が第１現像装置４の現像領域を通過する時間のみ回転ＯＮし、一方、現像ローラ７１は、黒印字部が第２現像装置７の現像領域を通過する時間のみ回転ＯＮするように制御される。印字部の検出方法、及び回転ＯＮ、ＯＦＦ時刻の算出方法は、実施例１と同様に行う。
【００５６】
図１１は、実施例２における、第１現像ローラ４１及び第２現像ローラ７１の駆動タイミングの一例を示したものである。なお、現像ローラ以外の駆動タイミングは実施例１（図２）と同様である。
【００５７】
連続する２枚の画像領域のうち、１枚目（コピー）は赤印字部と黒印字部が混在し、２枚目（コピー２）は黒印字部のみが存在する場合を示した。第１現像ローラ４１は、コピー１の赤印字部通過時間Ｉ１に先立ち△ｔ前に回転をＯＮし、赤印字部が通過し終わると同時に回転をＯＦＦする。コピー２には赤印字部が存在しないため、第１現像ローラ４１の回転はＯＦＦのままである。一方、第２現像ローラ７１は、コピー１の黒印字部通過時間Ｊ１、及びコピー２の黒印字部通過時間Ｊ２のそれぞれに先立ち△ｔ前に回転をＯＮし、それぞれの黒印字部の通過終了と同時に回転をＯＦＦする。
【００５８】
従来、この種の２色画像形成装置では、原稿中に赤印字部或いは黒印字部が存在するか否かにかかわらず、作業中は、第１現像ローラ４１、第２現像ローラ７１ともに常に連続的に回転させていた。このため、トナー劣化の問題を生じていたが、本発明を適用することにより、劣化を抑止することができた。
【００５９】
実施例３
上記実施例では、図１１から分かるように、１つのコピー作像中に現像ローラの回転をＯＮ、ＯＦＦしている。しかるに、ＯＮ、ＯＦＦ時の機械的な駆動ショックが大きいと駆動時に発生した振動が感光体円筒に伝搬し、第１現像工程と第２現像工程が互いに干渉しあい、顕画像時にトナー像乱れを生じることがある。例えば、第１トナー像形成中に第２現像ローラ７１をＯＮ、ＯＦＦすると、駆動ショックにより第１トナー像が乱れることがある。図１２は、感光体周囲の第１及び第２現像装置４及び７の配置を示したものである。感光体面に沿った２個の現像装置４と７の距離Ｘが画像長Ｚ（不図示）より小さい場合、同一画像に対し第１現像と第２現像が同時に行われ、上記問題を生じることがある。
【００６０】
この問題を解決するためには、感光体１上の、連続する画像間に対応する非画像領域が現像領域を通過中に、現像ローラの駆動をＯＮ、ＯＦＦすればよい。図１３及び図１４に本実施例３における現像ローラの駆動タイミングを示す。図１３は、非画像幅Ｗが距離Ｘより大きいケースを示し、図１４は、非画像幅Ｗ０が距離Ｘより小さいケースを示す。
【００６１】
図１３（ａ）は、連続する３枚の作像時の駆動タイミングの一例を示す。現像ローラ以外の駆動タイミングは省略した。なお、図１３（ａ）中の、記号Ｘ、Ｚ、Ｗは、感光体がこれらの距離を移動するのに要する時間を表す。
【００６２】
第１、第２現像ローラのＯＮ、ＯＦＦはすべて、非画像領域で行う。図１３（ｂ）のように画像域Ｚ先端が第１現像ローラ４１を通過した後に第２現像ローラ７１をＯＮすると、上記理由により第１トナー像乱れを生じるので、第２現像ローラ７１は、画像域Ｚ先端が第１現像ローラ４１を通過するＸ時間前にＯＮする。また、図１３（ｃ）のように画像域Ｚ後端が第２現像ローラ７１を通過する前に第１現像ローラ４１をＯＦＦすると、第２トナー像乱れを生じるので、第１現像ローラ４１は、画像域Ｚ後端が第２現像ローラ７１を通過してからＸ時間後にＯＦＦする。
【００６３】
図１４は、非画像幅Ｗ０がＸより小さい場合の駆動タイミングの一例を示す。これは、単位時間あたりのプリント枚数を多くするための非画像幅を縮小したケースにあたる。
【００６４】
この場合、非画像幅Ｗ０が小さいため、図１３のようなＯＮ、ＯＦＦ動作ができない。図１４において、通常、３枚目の作像は２枚目のコピー２の後に非画像幅Ｗ０を設け、コピー３’で行うが、非画像幅Ｗ０がＸより小さいためコピー３’のＴ０（＜Ｘ）前に第２現像ローラ７１をＯＮしたのでは第１トナー像乱れを生じる。これを解決するためには、通常コピー３’の作像を遅らせ、非画像幅をＷ１に拡大し、コピー３で作像するようにし、コピー３のＴ１（＞Ｘ）前に第２現像ローラをＯＮすればよい。ここでは、１枚分の作像時間をスキップし新しい非画像幅Ｗ１を生成した。
【００６５】
上記方法により、第１、第２現像の相互干渉をなくすと同時に、不必要な現像ローラ回転をなくすことができた。また、第１、第２現像工程間の干渉だけでなく現像工程と露光工程、或いは現像工程と転写工程の干渉をなくすために非画像幅Ｗ１を図１２に示すＹ（露光３から転写８までの距離）以上に設定してもよい。
【００６６】
更に、現像ローラの回転ＯＮ、ＯＦＦの振動が感光体円筒に伝搬しないようにしてもよい。従来は、現像ローラと感光体の間隙を所定値に保持するため、現像ローラ軸の両端に保持部材を設け、該保持部材を感光体に突き当てる構成をとっていたが、同構成によると現像ローラの回転ＯＮ、ＯＦＦ時の振動が保持部材を介して感光体円筒に伝搬した。これを避るため、図１５に示すように、現像ローラ７１軸の保持部材７２ａ、７２ｂを、感光体１と同軸、同外径で感光体１と接触しない円筒部材７３ａ、７３ｂに突き当てることにより、感光体１への振動伝搬を遮断できる。
【００６７】
実施例４
本発明は、２色画像形成装置だけでなく、フルカラー画像形成装置に適応することも可能である。図１６は、このようなフルカラー画像形成装置の概略構成を示す。
【００６８】
本実施例にて、フルカラー画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応する４個の作像ステーショａ、ｂ、ｃ、ｄからなり、各ステーションは、感光体６１ａ〜６１ｄを中心として、その周囲に潜像形成装置６２ａ〜６２ｄ、現像ローラ６３ａ〜６３ｄ、及び転写装置６４ａ〜６４ｄを備えている。
【００６９】
転写紙Ｐを吸着搬送する転写ベルト６０は、各感光体上に形成された各色のトナー像を各転写装置部位において転写紙上に順次、重ね転写したのち、定着装置１１にトナー像を担持した転写紙を搬送し、定着を行う。なお、上記実施例の画像形成装置と同一機能を持つ構成部分については、同一の番号を付し、その機能については説明を一部省略する。
【００７０】
本発明によれば、フルカラー原稿は、イメージリーダー部２７において、レッド、グリーン、ブルーの色分解フィルターを持ったＣＣＤ（不図示）により読み取られ、色判別部２８及び信号処理部２１においてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色成分の画像信号に変換される。各色の画像信号は印字部検出器２２に送られ、各色毎の印字部、非印字部が検出されるとともに、実施例２と同様に、現像ローラ６３ａ〜６３ｄの回転ＯＮ、ＯＦＦ時刻が算出される。この算出信号にもとづき、各現像ローラの回転駆動を制御する。
【００７１】
従来、フルカラー作像モードにおいて、原稿色を再現するのに必要ないトナーを保有する現像装置の現像ローラも、他の、色再現に必要なトナーを保有する現像装置の現像ローラと同様に常時、連続的に回転していた。しかし、本発明では、上記方法により、保有するトナーの印字部が存在しない現像装置は現像ローラが回転しないように制御されるので、不必要なトナー攪拌、塗布が行われず、トナー劣化の進行を抑止できた。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、現像剤担持体の回転時間が制御され、必要最小限の現像動作を行い、不必要な攪拌、塗布動作をなくし、現像剤の劣化防止を図る画像形成装置において、現像剤担持体の回転開始及び停止時のショックが、他の現像手段における現像動作に悪影響を及ぼす事を防止することで、トナー像乱れを防止し、長期に渡り安定した画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体図である。
【図２】２成分現像剤を使用した現像装置の断面図である。
【図３】図２の２成分現像剤を使用した現像装置の上面図である。
【図４】１成分現像剤を使用した現像装置の断面図である。
【図５】本発明に従った現像ローラ駆動タイミングの一実施例を示す図である。
【図６】現像領域の説明図である。
【図７】原稿の画素構成の説明図である。
【図８】現像ローラ駆動の制御フロー図である。
【図９】印字部分布を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る２色画像形成装置の全体図である。
【図１１】本発明に従った現像ローラ駆動タイミングの他の実施例を示す図である。
【図１２】露光、現像、転写装置の配置関係を示す図である。
【図１３】本発明に従った現像ローラ駆動タイミングの他の実施例の図である。
【図１４】本発明に従った現像ローラ駆動タイミングの他の実施例の図である。
【図１５】現像ローラの支持手段を示す斜視図である。
【図１６】本発明の他の実施例に係るフルカラー画像形成装置の全体図である。
【図１７】原稿と印字部の関係を示す図である。
【図１８】従来の現像ローラの駆動タイミングを示す図である。
【符号の説明】
１像担持体（感光体ドラム）
４、４’、７現像手段（現像装置）
２１色判別部
２２印字部検出部
２３現像ローラ駆動モータ
２４メモリ
２７イメージリーダー部（原稿読み取り部）
４１、５１、７１現像剤担持体（現像ローラ）
４３、４５、５４、５５撹拌手段（撹拌スクリュー）

Claims

静電潜像が形成される像担持体と、
所定の色の現像剤を第１の現像剤担持体に担持し、第１の現像領域において前記像担持体上の潜像を現像する第１の現像手段と、
前記第１の現像手段に対し前記像担持体移動方向下流側に配置され、前記所定の色とは異なる色の現像剤を第２の現像剤担持体に担持し、第２の現像領域において前記像担持体上の潜像を現像する第２の現像手段と、
形成すべき画像に含まれる色を判別する色判別手段と、
各色毎の印字部と非印字部を検出する印字部検出手段と、
前記印字部検出手段からの信号に基づき、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体の回転動作を制御する駆動制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記駆動制御手段は、
１つの画像領域内に、前記所定の色の印字部と前記異なる色の印字部とが共存する場合には、前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体の各現像領域を前記画像領域が通過中に、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体の回転動作を行い、
１つの画像領域内に、前記所定の色の印字部しか存在しない場合には、前記第１の現像領域を前記画像領域が通過中に前記第１の現像剤担持体の回動動作を行い、かつ、前記第２の現像領域を前記画像領域が通過中に前記第２の現像剤担持体の回動動作を行わない、
１つの画像領域内に、前記異なる色の印字部しか存在しない場合には、前記第１の現像領域を前記画像領域が通過中に前記第１の現像剤担持体の回動動作を行わない、かつ、前記第２の現像領域を前記画像領域が通過中に前記第２の現像剤担持体の回動動作を行うようにし、
前記第１の現像剤担持体の回転動作の停止のタイミングは、前記像担持体上の非画像領域が前記第１現像領域を通過している時であって、かつ、前記第２の現像手段による現像動作が行われていない時とし、
前記第２の現像剤担持体の回転動作の開始タイミングは、前記像担持体上の非画像領域が前記第２現像領域を通過している時であって、かつ、前記第１の現像手段による現像動作が行われていない時、
となるように制御することを特徴とする画像形成装置。
所定幅の画像間隔を空けながら複数の画像形成を連続して行う場合であって、前記所定幅の画像間隔が、前記像担持体における前記第１現像領域と前記第２現像領域との間の現像領域間距離よりも短い場合において、
前記第２の現像剤担持体の回転動作の開始を、画像間隔において行う際、
前記画像間隔を、前記所定幅に１つの画像幅以上に相当する非画像領域幅を加えて、前記現像領域間距離よりも長い幅とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体と、前記像担持体とを所定の間隔に保持する部材を有し、該部材は前記像担持体に接触しないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記現像剤は、非磁性トナーであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。