JP2596609B2 - 静電式カラー複写機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、静電式カラー複写機に関する。

従来の技術 たとえばフルカラー複写機などにおいては、感光体上
に形成される各色の静電潜像に比較的高度な階調性が要
請されており、このために感光体表面の露光領域上にス
クリーンを介在させる構成が用いられている。

典型的な先行技術は、第７図に示されている。スクリ
ーン１は、駆動ローラ２および従動ローラ３に巻き掛け
られた感光体ベルト４上に照射される露光手段（図示せ
ず）からの原稿像光経路上に配設されている。このスク
リーン１は、感光体ベルト４の露光領域１上における
移動方向（矢符Ａ方向）と平行に延びる細長い複数の遮
光領域と複数の透光領域とが前記移動方向に垂直方向に
交互に配設されている。露光手段からの原稿像に対応し
た光がスクリーン１を介して感光体ベルト４の前記露光
領域１上に照射されると、これによって形成される静
電潜像の階調性が向上される。

すなわち、露光手段からの光はスクリーンの遮光領域
によって遮光され、この遮光領域に対応する影が感光体
ベルト４の表面上に静電潜像として形成される。この影
の大きさは露光手段からの光量が大きくなる程その幅が
小さくなり、光量が小さくなると前記影の幅が大きくな
るように形成される。露光手段からの光量の大きさは、
輻写すべき原稿の濃度に対応しており、したがって感光
体ベルト４上の静電潜像は原稿の濃度に対応した影の太
さによって表わされ、したがってその階調性を向上する
ことができる。

第８図は、スクリーン１を用いない場合の濃度特性を
示すグラフである。ここで原稿濃度とは、原稿に対して
照射される光の光量（照度）Iinとこの入射光に対する
反射光の光量（照度）Ioutとによって、 で示される値であり、複射濃度も同様にして定義する。
たとえば最も明るい濃度は濃度「0.0」で示され、最も
暗い濃度は濃度「2.0」で示されている。第８図のグラ
フにおいて、横軸には原稿濃度がとられ、縦軸にはこの
複写機の複写動作によって得られる複写濃度がとられて
いる。

ここでは、OPC感光体が備えられ、この感光体の表面
電位が−300V、現像バイアスが−100Vに設定されたカラ
ー複写機を用いており、露光手段には定格入力電圧が＋
85Vのコピーランプが用いられている。第８図において
ライン１は、前記コピーランプの入力電圧を69Vに設
定した場合の原稿濃度と複写濃度との関係を表わす濃度
特性が示される。この場合には、原稿濃度「0.1」が最
も明るい複写濃度として再現することができるように設
定されている（以下、この状態を最暗状態と呼ぶ）。ラ
インl2は、コピーランプの入力電圧を変化させることに
よって、原稿濃度「0.3」が最も明るい複写濃度として
再現されるように設定された濃度特性を示しており、こ
のときのコピーランプの入力電圧は81Vに設定されてい
る（以下、この状態を最明状態と呼ぶ）。すなわち、ラ
ンプ入力電圧を変化調整することによって、最暗状態の
濃度特性曲線１と最明状態の濃度特性曲線l2との範囲
内の濃度特性において複写すべき原稿の濃度範囲が好ま
しい階調性を有する複写濃度範囲になるように調整する
ことができる。

しかしながらこのような濃度特性は、複写濃度が対応
する原稿濃度に一致する理想濃度特性曲線l3から大きく
ずれており、たとえば原稿濃度「1.0」に近付くにつれ
て、対応する複写濃度の階調性が著しく低下している。
このような問題点を解決するために、前述したスクリー
ン１が配設されている。

第９図は、スクリーン１を用いた場合の濃度特性が示
されている。第９図においてラインl4は最暗状態の濃度
特性が示され、ラインl5は最明状態の濃度特性が示され
ている。第９図に示されるように、スクリーン１を用い
た場合には、その濃度特性は理想濃度特性曲線l3に近付
いており、したがって複写濃度の階調性が向上される。
たとえば原稿濃度「1.0」付近における複写濃度は、コ
ピーランプの入力電圧を大きくして最明状態に近付ける
ことによって、その階調性を向上することができる。

発明が解決しようとする課題 このようにスクリーンを介在することによって階調性
を向上することができるけれども、このスクリーン１を
設けると、その分だけ感光体ベルト４に到達する光量が
減少してしまい、したがって感光体ベルト４上における
光量をスクリーン１が設けられていない状態と同程度に
保つためには、コピーランプの入力電圧を高めなければ
ならない。また、たとえばフルカラー複写機の場合に
は、原稿からの反射光をフィルタ装置によって色分解し
ているために、その分だけコピーランプから照射された
光の光量が減少してしまい、さらにコピーランプの入力
電圧を高めなければならない。

たとえば第９図において最暗状態の濃度特性曲線l4を
設定するためにはコピーランプの入力電圧を82Vに設定
し、また最明状態の濃度特性曲線l5を設定するためには
コピーランプの入力電圧をその定格入力電圧85Vを上回
る94Vに設定しなければならない。すなわち、スクリー
ンを用いない場合には、コピーランプの入力電圧の調整
幅を69V〜81Vに設定することによって前記最暗状態から
最明状態にその濃度特性を調整することができるけれど
も、スクリーンを設けた場合にはコピーランプの入力電
圧を82V〜94V必要となる。

このコピーランプの定格入力電圧は前述したように85
Vであるので、これを超える入力電圧を印加すると、コ
ピーランプの寿命が著しく低下し、かつコピーランプ自
体が高温となる問題も生じる。また、前記定格入力電圧
以下において濃度特性を調整しようとすれば、その調整
幅がきわめて小さくなり、使用者の要求に応じることが
できなくなる。

また階調性を高めるための他の従来技術としては、感
光体の表面電位を変化させて、これによって濃度特性を
調整するような構成が提案されているけれども、このよ
うな構成では帯電器がスコロトロン方式のグリッドを用
いる必要があり、それ以外のコロトロン方式の場合には
前記表面電位の変化を充分精度が高い範囲で制御するこ
とができない。

また、階調性を高めるための他の従来技術としては、
現像時のバイアス電圧を変化するような構成も提案され
ているけれども、このような従来技術では、バイアス電
圧をあまり高く設定すると、現像剤中に混入されている
キャリアが感光体上に付着してしまうなどの不具合が発
生し、実用に耐え得る技術ではない。

本発明の目的は、露光手段の寿命を低下することな
く、スクリーン手段を用いて階調性を向上することがで
きる静電式カラー複写機を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、感光体と、 前記感光体上に静電潜像を形成するための原稿像を感
光体と相対的に移動して走査してスリット露光する露光
手段と、 前記露光手段の原稿像の光経路に介在され、感光体と
原稿像との相対的な移動方向に平行に延びる細長い複数
の遮光領域と複数の透光領域とが前記移動方向に垂直方
向に交互に配設されるスクリーン手段と、 前記スクリーン手段に関して感光体とは反対側に配置
され、前記移動方向と垂直方向にほぼ均一な明るさで光
をスクリーン手段に向けて照射して階調性を向上する補
助光源とを含むことを特徴とする静電式カラー複写機で
ある。

作用 本発明に従えば、露光手段によってスリット露光され
た原稿像はスクリーン手段を介して感光体上の露光領域
に照射される。さらに前記露光領域にはスクリーン手段
を介して補助光源からの光が照射される。したがって露
光領域上における静電潜像の階調性が、補助光源からの
光量の増加分だけ向上される。

すなわち、スクリーン手段を介在することによって、
露光手段からの原稿像に対応した光はスクリーン手段の
透光領域のみを透光して感光体上に照射され、スクリー
ン手段の遮光領域の部分は遮光されて感光体上にはこの
遮光領域に対応する影が形成される。この影の大きさは
露光手段からの光量に大略的に反比例して変化し、感光
体上に形成される静電潜像の階調性を向上することがで
きる。

このようにして階調性を向上するために設けられたス
クリーン手段に対して補助光源からの光を照射すること
によって、比較的階調性の良好な再現が困難とされてい
る濃度が高い原稿像に対しても、その階調性を向上する
ことができる。また、このような補助光源からの光を用
いることによって、露光手段において用いられる光量を
補助光源の光量分だけ低減することができ、したがって
露光手段の寿命を延ばすことができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の静電式カラー複写機
（以下、複写機と略す）12の原理的構成を示す側面図で
ある。複写機12は、枠体13の上部に原稿14が載置される
原稿台15が設けられる。原稿台15の下方には、原稿14に
光を照射する一対のコピーランプ16と、原稿14からの反
射光をたとえば一点鎖線で示すように感光体ベルト25上
に導く複数の反射鏡17〜21と、光路上に配置される結像
レンズ22と、３色（イエロー、マゼンタ、シアン）の色
フィルタを有するフィルタ装置23とを含んで露光光学系
24が構成されている。

この露光光学系24によって原稿14を露光走査して感光
体ベルト25の表面上に静電潜像が形成される。この感光
体ベルト25の露光領域の直上には、階調性を向上させる
ためのスクリーン26が配設されている。また、このスク
リーン26付近には、後述される補助光源10が配設されて
おり、前記コピーランプ16からの光に加えて、この補助
光源10からの光がスクリーン26を介して感光体ベルト25
の露光領域に照射される。

露光光学系24の下方には、有機感光体（OTC）から成
る感光体ベルト25が配設されている。この感光体ベルト
25は、一定の間隔をあけて設けられる駆動ローラ27と従
動ローラ28とに掛け渡されており、これら２つのローラ
27,28によって回転駆動される。この感光体ベルト25の
周辺には帯電チャージャー29、イエロー、マゼンタ、シ
アンの各色に対応した現像装置30,31,32、感光体ベルト
25上に残留するトナーを除去するクリーナ33、および除
電ランプ34などがこの順序で配設されており、前記各現
像装置30,31,32は、それぞれイエロー、シアン、マゼン
タの各色の現像剤がそれぞれ収納されており、感光体ベ
ルト25に非接触状態で配設されている。

前記駆動ローラ27の従動ローラ28とは反対側には、感
光体ベルト25上に形成されたトナー像を中間転写するた
めの中間転写装置35が設けられる。この中間転写装置35
は、感光体ベルト25上のトナー像が中間転写される中間
転写ベルト42、第１転写ローラ36、第２転写ローラ37、
バックアップローラ38、背面電極ローラ39、乖離プレー
ト40、クリーナ41などを含んで構成され、前記中間転写
ベルト42は駆動ローラである第１転写ローラ36と第２転
写ローラ37とバックアップローラ38との３つのローラに
掛け渡されている。

この複写機12の給紙側には、記録用紙50が収納される
２つのカセツト51,52が上下に装着されている。各カセ
ツト51,52の上部から上部中間転写装置35までの間に
は、給紙ローラ53,54とタイミングローラ55とが設けら
れている。中間転写装置35の排紙側には、搬送ベルト5
6、定着装置57および排出部58がそれぞれ設けられてい
る。

第２図は感光体ベルト25における露光領域付近の側面
図であり、第３図は第２図の切断面線III-IIIから見た
断面図であり、第４図はスクリーン26の配設状態を示す
平面図である。

スクリーン26は、感光体ベルト25の露光領域Ａを含む
領域上に感光体ベルト25との間隔を1mm程度あけて配設
されている。このスクリーン26は、厚さ100μｍ程度の
透明なポリエチレンテレフタレート上にたとえばシルク
印刷技術または写真感光技術などによって複数の縦縞26
aが形成されている。前記複数本の縦縞26aは、感光体ベ
ルト25の進行方向（第４図の矢符Ｂ方向）と平行に延
び、かつ感光体ベルト25の幅方向に等間隔をあけて形成
されている。

すなわちこのスクリーン26には、前記複数の縦縞26a
によって感光体ベルト25の進行方向に平行に延びる細長
い複数の遮光領域（縦縞26aが形成されている部分）と
複数の透光領域（縦縞26aが形成されていない部分）と
が前記進行方向と垂直方向に交互に間隔をあけて配設さ
れることになる。前記縦縞26aは、１インチ当り120本形
成されており、縦縞26aが全スクリーン26に占める割合
は31％程度に選ばれている。

露光光学系24からの光は、このスクリーン26の前記縦
縞26a間を透過して感光体ベルト25の露光領域Ａに到達
する。縦縞26a（遮光領域）に対応する部分は、露光領
域Ａ上において影となり、この影の太さは露光光学系24
からの光量に大略的に反比例する。すなわち、入射され
る光量が大きいければ前記影の太さが細くなり、光量が
小さければ影が太くなる。このような性質に基づいて、
露光領域Ａ上に形成される静電潜像の階調性を向上する
ことができる。

補助光源10は、感光体ベルト25の進行方向と垂直方向
（感光体25の幅方向）に複数個の白熱球が一列に等間隔
をあけて配設されており、前記スクリーン26との間隔は
50〜60mmに選ばれる。この補助光源10はスクリーン26を
介して前記露光領域Ａを含む領域に照射される。補助光
源10によって照射される領域は前記露光領域Ａを含む領
域内であればよく、必ずしも露光領域Ａと一致する必要
はない。補助光源10の光量（照度）は、前記コピーラン
プ16の光量の約10％程度のものが選ばれる。補助光源10
は感光体ベルト25の幅方向に複数個等間隔をあけて配列
されるので、これによって照射される光は感光体ベルト
25の幅方向にわたって均一に保たれている。

次に、この複写機12における大略的な複写動作につい
て説明する。

露光光学系24のコピーランプ16と複数の反射鏡17〜21
は、原稿台15の下方側において矢符Ｃ方向および矢符Ｄ
方向に往復移動して原稿14を走査する。コピーランプ16
から照射された光は原稿14で反射され、この反射光は第
１図において一点鎖線で示すように反射鏡17,18、19、
レンズ22、フィルタ装置23、および反射鏡20,21を経由
してスクリーン26を透過した後に感光体ベルト25の露光
領域Ａに到達し、この露光領域Ａに静電潜像を形成す
る。フルカラー複写の場合は、各色に対応して原稿14を
３回走査し、フィルタ装置23はそれぞれの走査時に３色
の色に色分解し、感光体ベルト25上に順次、各色に対応
する静電潜像を形成する。

前記静電潜像は、現像装置30,31,32によってイエロ
ー、マゼンタ、シアンの現像剤によって前記顕像化さ
れ、これによって形成されたトナー像は感光体ベルト25
の表面から中間転写ローラ60によって順次中間転写ベル
ト42の表面上に転写され、各色のトナー像が重ね合わせ
られる。

前記カセット51,52に収納された記録用紙50は、給紙
ローラ53,54によって１枚ずつタイミングローラ55側へ
給紙され、タイミングローラ55は中間転写ベルト42に同
期して前記記録用紙50を中間転写ベルト42と転写ローラ
61との間に搬送する。この記録用紙50には中間転写ベル
ト42のトナー像が転写された後に乖離プレート40によっ
て中間転写ベルト42から乖離される。トナー像が転写さ
れた記録用紙50は、搬送ベルト56によって定着装置57に
導かれて加圧および加熱によって定着を受けた後に排紙
部58から外部に排出される。

第５図は、複写機12の入力電圧レベルを設定する電気
的構成を示す図ブロックである。中央制御装置（CPU）7
0にはリードオンリメモリ（ROM）71およびランダムアク
セスメモリ（RAM）72および入出力回路73が接続され、
操作部74において可変設定されたレベルはアナログ／デ
ジタル変換器75および前記入出力回路73を介して補助光
源10を駆動するための駆動回路76に与えられ、この駆動
回路76によつて前記操作部74で設定されたレベルに対応
する入力電圧が補助光源10に与えられる。こうして操作
部74において補助光源10の光量を制御することができ
る。

第６図は、この複写機12における濃度特性を示すグラ
フである。第６図のグラフの読み方は、従来技術の項で
述べた第８図および第９図のグラフと同様であり、ライ
ンl6,l7およびラインl8は、それぞれ最暗状態および最
明状態、および理想状態の各濃度特性曲線が示されてい
る。

前記コピーランプ16は、定格入力電圧85V、明るさ650
0Lmに選ばれている。また補助光源10としては、定格入
力電圧24V、定格電力4W（3Lm/W）の白熱灯を８個設けて
ある。

前記ラインl6で示される最暗状態の濃度特性は、従来
技術の項で述べたように原稿濃度「0.1」が最も明るい
複写濃度となるように選ばれており、ラインl7で示され
る最明状態の濃度特性は原稿濃度「0.3」が最も明るい
複写濃度となるように設定されている。コピーランプ16
の入力電圧は常に82Vに設定されており、補助光源10は
最暗状態において0Vに設定され、最明状態において13V
に設定される。

すなわち、補助光源10を0V〜13Vの間で変化させるこ
とによって、コピーランプ16の入力電圧をその定格電圧
85V以下の82Vに設定したままで、濃度特性を通常の使用
者の要求する調整幅、すなわち最暗状態から最明状態ま
での調整幅をカバーすることができる。前記最暗状態か
ら最明状態の変化幅は、感光体ベルト25の表面電位を＋
0V〜＋60Vに変化させた場合と同様の原稿濃度特性の変
化を得ることができる。また、第６図に示されているよ
うに、スクリーン26を設けたことによる階調性の向上が
示されることは明らかである。

このように本発明では、スクリーン26を介在させたこ
とによる感光体ベルト25への入射光量の低減した分を補
助光源10によって補償することができる。すなわち、前
述したようにコピーランプ16の入力電圧をその定格入力
電圧85V以下の82Vに固定した状態で補助光源10の入力電
圧を調整変化することによってユーザの要請する調整幅
を変化させることができる。したがって、コピーランプ
16の寿命が低下することなく、その階調性を向上するこ
とが可能となる。

本発明に適用される感光手段としては、感光体ベルト
に限らず、たとえば直円筒状の感光体ドラムでもよい。
また、感光体ベルトを用いることなく、露光光学系から
の原稿像を直接感光体に感光させるような構成を用いて
もよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、階調性を向上するため
に設けられたスクリーン手段による露光手段からの光量
の低減分を補助光源からの光量によって補償することが
できる。したがってカラー複写の階調性を低下すること
なく露光手段で発生される光量を抑制することができ、
露光手段の寿命を延ばすことが可能となる。本発明で
は、感光体上には、スクリーン手段を介してスリット露
光による原稿像が導かれるとともに、その同一のスクリ
ーン手段を介して補助光源からの光が感光体上に追加さ
れる。これによって補助光源からの光によって感光体表
面の電位が均一に変化してしまうという問題がなく、補
助光源による複写濃度の変化がなく、複写濃度は、補助
光源による光の感光体上への照射が存在しても変わらな
いという優れた効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の複写機12の概略的な構成を
示す側面図、第２図はスクリーン26の配設状態を示す
図、第３図は第２図の切断面線III-IIIから見た断面
図、第４図はスクリーン26の配設状態を示す平面図、第
５図は補助光源10の入力電圧レベルを変化調整する電気
的構成を示すブロック図、第６図は本発明によって得ら
れる濃度特性曲線を示すグラフ、第７図は典型的な先行
技術の構成を示す図、第８図および第９図は先行技術を
説明するためのグラフである。 10……補助光源、12……複写機、14……原稿、16……コ
ピーランプ、24……露光光学系、25……感光体ベルト、
26……スクリーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永山 勝浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−53670（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−100445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−151836（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−129239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−95557（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−172863（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−153704（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−41352（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体と、 前記感光体上に静電潜像を形成するための原稿像を感光
   体と相対的に移動して走査してスリット露光する露光手
   段と、 前記露光手段の原稿像の光経路に介在され、感光体と原
   稿像との相対的な移動方向に平行に延びる細長い複数の
   遮光領域と複数の透光領域とが前記移動方向に垂直方向
   に交互に配設されるスクリーン手段と、 前記スクリーン手段に関して感光体とは反対側に配置さ
   れ、前記移動方向と垂直方向にほぼ均一な明るさで光を
   スクリーン手段に向けて照射して階調性を向上する補助
   光源とを含むことを特徴とする静電式カラー複写機。