JP2001194839A

JP2001194839A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001194839A
Application number: JP2000001466A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Ito; 功已伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2000-01-07
Publication date: 2001-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】文字、写真などにおいても階調性が確保され
た高精細な画像を得る。【解決手段】文書出力を優先した文字モードと、グラ
フィック画像出力用の写真モードとを有し、ＥＶカーブ
を切り替えて使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機ある
いはプリンタなどとされる電子写真方式の画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体表面に静電的に形成したトナー
像を、これに密着させた紙などのシート状の記録材に静
電的に転写する画像形成装置において、転写手段として
導電性の転写ローラやコロナ帯電器を用いたものが知ら
れている。

【０００３】この画像形成装置においては、転写手段や
像担持体に圧接もしくは近接させて、像担持体と転写手
段の間に転写ニップを形成し、該転写ニップに記録材を
通過させるとともに、上述の転写手段にトナー像と逆極
性のバイアス電圧を印加することにより、像担持体上の
トナー像を記録材表面に転写するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のような画像形成
装置では、静電潜像を形成する像担持体である感光体の
ＥＶカーブは、図８に示すような形状が一般的である。
ここで、ＥＶカーブとは、感光体露光量を横軸に、感光
体表面電位を縦軸にとったグラフにおいて露光光量と表
面電位の関係を表すカーブである。

【０００５】ネガ帯電感光体、ネガ帯電性トナーを用い
た反転現像系では、このようなＥＶカーブ形状の中で画
像形成のために用いられる電位設定は、白地部の電位Ｖ
Ｄ、べた黒部の電位ＶＬを用い、現像バイアスとしてＶ
ｄｃを用いている。

【０００６】このような電位設定を用いた場合、通常の
画像コピーやプリントアウトの際の画像濃度と画像信号
の関係は図３に示すようになり、ある程度以上の濃度信
号で最大濃度Ｄｍａｘとなり、２値的な画像が得られる
ようになっている。そのため文書などのテキスト画像の
出力には非常に有効である。

【０００７】このような設定の装置で、写真などを含む
グラフィック画像などの階調性を必要とする画像を出力
する場合には、解像度を落とす、濃度補正テーブルを別
に用意する、などの手段が使われている。

【０００８】しかし、このような画像処理による方法
は、階調性はとれていても解像度を落とした場合には、
画像を形成している画素が粗いため、高精細な画像出力
には向かない。

【０００９】また、濃度補正テーブルを使用した場合で
も、ＥＶカーブの十分に感光体電位が落ちたところをべ
た電位として使用しているため、高濃度側はデジタル画
像パターンを再現できずアナログ的画像になる、などの
問題があった。

【００１０】従って、本発明の主な目的は、階調性が確
保された高精細な画像を得ることのできる画像形成装置
を提供することである。

【００１１】本発明の他の目的は、同一出力画像内にテ
キスト画像とグラフィック画像が混在している場合にお
いても、解像度を落とす処理を行なうことなく階調性が
確保された高精細な画像を得ることのできる画像形成装
置を提供することである。

【００１２】

【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、
光導電性の像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する
帯電手段と、帯電された前記像担持体表面を露光して静
電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像して
トナー像を形成する現像手段と、を有する画像形成装置
において、前記像担持体のＥＶカーブを複数切り替えて
使用することを特徴とする画像形成装置である。

【００１３】前記ＥＶカーブは文字モードと写真モード
とで切り替えることが好ましい。

【００１４】本発明による他の態様によれば、光導電性
の像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段
と、帯電された前記像担持体表面を露光して静電潜像を
形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像
を形成する現像手段と、を有する画像形成装置におい
て、同一出力画像内で、前記像担持体のＥＶカーブを複
数切り替えて使用することを特徴とする画像形成装置が
提供される。

【００１５】前記ＥＶカーブはテキスト領域とグラフィ
ック領域とで切り替えることが好ましい。

【００１６】上記発明において、前記像担持体のＥＶカ
ーブの切り替えを、前記露光手段の光量を変えることに
よって行なうことが好ましい。

【００１７】

【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。

【００１８】実施例１図１には、本発明を適用した第１実施例の画像形成装置
が概略的に示される。

【００１９】図１において、原稿台８上に複写すべき面
を下側にセットされた原稿Ｇが、原稿照射用ランプ、短
焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサが一体に構成されたユ
ニット９によって走査され、その照射走査光の原稿面反
射光が、短焦点レンズアレイによって結像されてＣＣＤ
センサに入射される。ＣＣＤセンサは原稿面反射光を処
理してデジタル信号に変換したのち、プリンタ部に送
る。

【００２０】プリンタ部では露光手段であるレーザ露光
部２によって上記デジタル信号に基づいたレーザ光によ
り、予めコロナ帯電器３によって一様に帯電された像担
持体である感光ドラム１の周面上に静電潜像を形成す
る。次いで、静電潜像は現像装置４によってトナー像と
して現像される。

【００２１】感光ドラム１上に形成されたトナー像は、
給紙カセット８０から搬送されてきた記録材Ｐに転写帯
電器７４によって転写される。

【００２２】記録材Ｐは、駆動ローラ７３と従動ローラ
７２に張設された転写ベルト７１からなる転写ベルトユ
ニット７によって定着装置６に搬送され、トナー像は記
録材Ｐに定着され、機外へのトレイ８２上に排出され
る。

【００２３】一方、トナー像転写後の感光ドラム１の面
上は、クリーナ５によって転写残りなどの付着汚染物の
除去を受けて繰り返し画像形成に使用される。

【００２４】感光ドラム１に使用する基材としては、基
材自体が導電性を有する、例えば、アルミニウム、アル
ミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス、クロム、チタ
ン、ニッケル、マグネシウム、インジウム、金、白金、
銀、鉄などを用いることができる。その他に、アルミニ
ウム、酸化インジウム、酸化スズ、金、などを蒸着など
によりプラスチックなどの誘電体基材に皮膜形成し、導
電層としたものや、導電性微粒子をプラスチックや紙に
混合したものなどを用いることができる。

【００２５】また、導電性基材と光導電層の中間に、注
入阻止機能と接着機能をもつ下引き層を設けることもで
きる。下引き層としてはカゼイン、ポリビニルアルコー
ル、ニトロセルロース、エチレンアクリル酸コポリマ
ー、ポリビニルブチラール、フェノール樹脂、ポリアミ
ド、ポリウレタン、ゼラチン、などによって形成するこ
とができる。下引き層の膜厚は０．１〜１０μｍ、好ま
しくは、０．３〜３μｍが用いられる。

【００２６】電荷発生材料としては、例えば、セレン−
テルル、ピリリウム系染料、チオピリリウム系染料、フ
タロシアニン系顔料、アントアントロン系顔料、ジベン
ズピレンキノン系顔料、ピラントロン系顔料、トリスア
ゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、アゾ系顔料、インジゴ系顔
料、キナクリドン系顔料、シアニン系顔料などを用いる
ことができる。

【００２７】電荷輸送材料としては、ポリ−Ｎ−ビニル
カルバゾール、ポリスチルアントラセンなどの複素環や
縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラゾリン、
イミタゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリ
アゾール、カルバゾールなどの複素環化合物、トリフェ
ニルメタンなどのトリアリールアルカン誘導体、トリフ
ェニルアミンなどのトリアリールアミン誘導体、フェニ
レンジアミン誘導体、Ｎ−フェニルカルバゾール誘導
体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの低分子
化合物を用いることができる。

【００２８】上記、電荷発生材料や電荷輸送材料は、必
要に応じて、バインダーポリマーが用いられる。バイン
ダーポリマーの例としては、スチレン、酢酸ビニル、塩
化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレンなどのビ
ニル化合物の重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニ
ルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ
スルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、
セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、けい
素樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。

【００２９】電荷発生層である光導電層には上記化合物
以外にも機械的特性の改良や耐久性向上のために添加剤
を用いることができる。このような添加剤としては、酸
化防止剤、紫外線吸収剤、安定化剤、架橋剤、潤滑剤、
導電性制御剤などが用いられる。

【００３０】また、一次帯電に用いる帯電手段として
は、コロナ帯電器による非接触方式や、ローラー帯電器
による接触方式などが挙げられる。

【００３１】本実施例で使用した感光ドラムのＥＶカー
ブは、図２に示す通りである。本実施例の通常のモード
では文書出力を優先した文字モードとし、帯電電位ＶＤ
に対し、べた白電位をＶ００１、露光光量はＬＰ１と
し、ＥＶカーブが十分に落ちきったところをべた黒電位
ＶＦＦ１となる設定とした。

【００３２】本実施例の文字モードで用いた感光体の電
位設定はＶＤ＝−５００Ｖ、Ｖ００１＝−４００Ｖ、Ｖ
ＦＦ１＝−３０Ｖである。

【００３３】本実施例の現像装置４は、磁性１成分トナ
ーを用い、この磁性トナーは、重量平均径が５μｍ以
上、磁性トナーに内添される磁性体の重量が磁性トナー
の重量の１０％以上の負帯電性トナーを使用した。

【００３４】感光ドラム１と現像装置４の現像スリーブ
４１の距離は、１００〜５００μｍが好ましく、本実施
例では２５０μｍとした。

【００３５】現像バイアスは周波数１．８ｋＨｚ、振幅
１．５ｋＶのＡＣバイアスにＤＣ成分を重畳したものを
使用した。

【００３６】本実施例で用いた系では、べた黒を十分に
再現するための現像コントラストは２５０Ｖであるの
で、現像バイアスのＤＣ成分はＶｄｃ１＝−２８０Ｖと
した。

【００３７】上記の設定で画像を出力した場合、感光体
上に形成される潜像は孤立したドットやラインなどに適
しており、文字やグラフなどの文書画像の出力は良好で
ある。また、この文字モードにおける濃度と画像信号の
関係は図３のようになる。

【００３８】しかしながら、このような設定では、図４
に示した感光体上のトナー像写真からわかるように、
（ａ）の孤立潜像を現像したものに比較し、（ｂ）の中
間濃度の潜像の再現性は低くなっている。そのため写真
などのグラフィック画像を出力した場合、中間濃度から
高濃度部の画像信号に対し出力される画像は十分な階調
性がとれず、２値的な画像となってしまう。

【００３９】そこで本実施例では、写真などのグラフィ
ック画像の出力用として、文書の出力用とは別につぎの
ような写真モードをもっている。再度、図２のＥＶカー
ブにおいて、帯電電位ＶＤに対し、べた白電位をＶ００
２、露光光量はＬＰ２とし、べた黒電位ＶＦＦ２となる
設定とし、ＥＶカーブが直線的な部分を使用した。この
設定における画像信号と濃度の関係は、図６に示すよう
なＤｍａｘ近傍まで階調のとれたものとなる。

【００４０】なお、文字モードと写真モードの切り替え
は、ユーザーが選択する設定とした。

【００４１】本実施例での写真モードで用いた感光体の
電位設定はＶＤ＝−５００Ｖ、Ｖ００２＝−４８０Ｖ、
ＶＦＦ２＝−１２０Ｖである。現像コントラストは文字
モードと同じ２５０Ｖとするため現像バイアスのＤＣ成
分はＶｄｃ２＝−３７０Ｖとした。

【００４２】この写真モードにおけるＥＶカーブ形状で
潜像を形成した場合、文字モードに比較し孤立ドット、
ラインなどは小さ目（細目）となるが、図５（ａ）の孤
立潜像と図５（ｂ）の中間濃度の潜像の再現性はほぼ同
じレベルである。この写真モードにおける画像濃度と画
像信号の関係は、図６のようになる。

【００４３】その結果、ハイライトから高濃度部まで階
調のとれた画像が解像度を変えることなく、出力が可能
となる。

【００４４】実施例２つぎに、本発明の第２実施例について説明する。なお、
本実施例の画像形成装置は図１に示して説明した第１実
施例と同様である。

【００４５】本実施例で使用した感光ドラムのＥＶカー
ブは、図７に示す通りである。本実施例では画像内の文
字、ラインなどの部分（テキスト領域）は、図７のＥＶ
カーブにおけるＡの部分を使用し、べた画像の再現性の
向上を図っている。

【００４６】画像内の写真などの階調性を必要とする部
分（グラフィック領域）は、図７のＥＶカーブにおける
Ｂの部分を使用し、高濃度側でドットがつぶれないよう
にし階調性を確保して画像形成ができるようにした。

【００４７】文字、写真などの混合画像の領域を判定す
る手段は、複写機として用いた場合、テキスト領域を検
出するためにスキャナにより取り込んだ画像に対し、エ
ッジ強調処理を行ない、適当な閾値判定により３値化
し、黒、白画素が連続する個所をパターンマッチングに
よってエッジ領域を検出し、テキスト領域を判断する。
また、近接した黒画素を統合して領域を検出するなどの
一般的な手法を用いた。

【００４８】また、プリンタとして使用する場合には、
コンピュータからのデータ、フォントデータ、黒画素の
データはテキスト領域として検出し、中間調処理を施す
領域をグラフィック領域として判定するなどの一般的手
法を用いた。

【００４９】本実施例では、テキスト領域の出力を行な
う部分では、帯電電位ＶＤに対し、ベタ白電位をＶ００
１、露光光量はＬＰ１とし、ＥＶカーブが十分落ちきっ
たろころをベタ黒電位ＶＦＦ１となる設定とした。そし
て、ＥＶカーブにおけるＡ部分とはＶＤ〜ＶＦＦ１の範
囲である。

【００５０】また、本実施例で用いたテキスト領域の感
光体の電位設定はＶＤ＝−５００Ｖ、Ｖ００１＝−４５
０Ｖ、ＶＦＦ１＝−２０Ｖである。

【００５１】上記の設定で画像を出力した場合、感光体
上に形成される潜像は孤立したドットやラインなどに適
しており、文字やグラフなどの文書画像の出力は良好で
ある。また、この文字モードにおける濃度と画像信号の
関係は前出の図３のようになる。

【００５２】しかしながら、このような設定では、前出
の図４に示した感光体上のトナー像写真からわかるよう
に、（ａ）の孤立潜像を現像したものに比較し、（ｂ）
の中間濃度の潜像の再現性は低くなっている。そのため
写真などのグラフィック画像を出力した場合、中間濃度
から高濃度部の画像信号に対し出力される画像は十分な
階調性がとれず、２値的な画像となってしまう。

【００５３】そこで本実施例では、グラフィック領域の
出力を行なう部分では、帯電電位ＶＤに対し、ベタ白電
位をＶ００２、露光光量はＬＰ２とし、ベタ黒電位ＶＦ
Ｆ２となる設定とし、ＥＶカーブが直線的な部分Ｂ、つ
まり、ＶＤ〜ＶＦＦ２の範囲を使用した。この設定にお
ける画像信号と濃度の関係は、前出の図６に示すような
Ｄｍａｘ近傍まで階調のとれたものとなる。

【００５４】本実施例で用いたグラフィック領域の感光
体の電位設定はＶＤ＝−５００Ｖ、Ｖ００２＝−４５０
Ｖ、ＶＦＦ２＝−８０Ｖである。

【００５５】なお、本実施例の現像装置４は磁性１成分
トナーを用い、磁性トナーは、重量平均径が５μｍ以
上、磁性トナーに内添される磁性体の重量が磁性トナー
の重量の１０％以上である負帯電性トナーを使用した。
感光体と現像スリーブの距離は１００〜５００μｍが好
ましく、本実施例では２５０μｍとした。

【００５６】現像バイアスは周波数１．８ｋＨｚ、振幅
１．５ｋＶのＡＣバイアスにＤＣ成分を重畳したものを
用いた。

【００５７】本実施例の系では、感光体の電位設定と合
わせて、グラフィック画像部でもベタ黒を十分に再現す
るための現像コントラストを確保するため、現像バイア
スのＤＣ成分は−３３０Ｖとした。

【００５８】この写真モードにおけるＥＶカーブ形状で
潜像を形成した場合、文字モードに比較し孤立ドット、
ラインなどは小さ目（細目）となるが、図５（ａ）の孤
立潜像と図５（ｂ）の中間濃度の潜像再現性はほぼ同じ
レベルである。この写真モードにおける画像濃度と画像
信号の関係は前出の図６に示すようになる。

【００５９】その結果、ハイライトから高濃度部まで階
調のとれた画像が解像度を変えることなく出力が可能と
なる。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置によれば、像担持体のＥＶカーブを複数
切り替えて使用することにより、階調性が確保された高
精細な画像を得ることができる。

【００６１】また、同一出力画像内で、像担持体のＥＶ
カーブを複数切り替えて使用することにより、同一出力
画像内にテキスト領域、およびグラフィック領域が混在
している場合においても、解像度を落とす処理を行なう
ことなく階調性が確保された高精細な画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１および第２実施例の画像形成装置を示す構
成図である。

【図２】第１実施例のＥＶカーブを示す図である。

【図３】第１および第２実施例における文字モード（テ
キスト領域）の濃度と画像信号の関係を示すグラフであ
る。

【図４】文字モードでのトナー像写真を示す図である。

【図５】写真モードでのトナー像を示す図である。

【図６】第１および第２実施例における写真モード（グ
ラフィック領域）での濃度と画像信号の関係を示すグラ
フである。

【図７】第２実施例におけるＥＶカーブを示す図であ
る。

【図８】従来のＥＶカーブの一例を示す図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２レーザ露光装置（露光手段）４現像器（現像手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光導電性の像担持体と、前記像担持体の
表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体表
面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電
潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、を有す
る画像形成装置において、前記像担持体のＥＶカーブを複数切り替えて使用するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記ＥＶカーブは文字モードと写真モー
ドとで切り替えることを特徴とする請求項１の画像形成
装置。
【請求項３】光導電性の像担持体と、前記像担持体の
表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体表
面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電
潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、を有す
る画像形成装置において、同一出力画像内で、前記像担持体のＥＶカーブを複数切
り替えて使用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】前記ＥＶカーブはテキスト領域とグラフ
ィック領域とで切り替えることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項５】前記像担持体のＥＶカーブの切り替えは
前記露光手段の光量を変えることによって行なうことを
特徴とする請求項１から４のいずれかの画像形成装置。