JP3548412B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【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 (4)
- 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。
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