JP2892448B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プリンタや複写機など電子写真方式を利用
した画像形成装置に関し、特に使用目的に応じて前回転
時間の異なる画像形成シーケンスを選択可能とした画像
形成装置に関する。

従来の技術 レーザービームプリンタや複写機などの画像形成装置
で、電子写真方式を利用した画像形成プロセスが用いら
れている。

この方式では、静電潜像担持体の感光ドラム上の一様
に一次帯電した後、露光、現像、転写及び定着の各プロ
セスを経て、転写材上にトナー像からなる可視像を得て
いる。

ところで、電子写真プロセスでは、上記の一次帯電、
露光、現像及び転写の各手段を順番に立ち上げて行く必
要があり、特に前回転時には像形成のための一次帯電、
現像バイアス、転写帯電等の帯電手段を順次立ち上げて
いる。ここで前回転時とは、画像形成装置のプリント・
オンによるメインモータの回転開始により、感光ドラム
が回転を開始してから、レーザー等の露光手段で感光ド
ラム上に画像を書き込み始めるまでの期間である。

従来のレーザービームプリンタ（LBP）で用いている
画像形成シーケンスを第７図に示す。

このLBPでは、一次帯電と転写にはコロナ帯電を用
い、現像には交流電圧を重畳した直流電圧を現像バイア
ス電圧としたジャンピング現像を用いている。

先ず、この従来の画像形成シーケンスの前回転時に
は、プリント・オンによりメインモータが回転して感光
ドラムが回転し、感光ドラムにコロナ帯電器からなる一
次帯電器により一次帯電を開始した後、感光ドラムの一
次帯電部分と重ねてコロナ帯電器からなる転写帯電器の
コロナ放電を開始する。その後に感光ドラムがほぼ一回
転してから、前回転に引き続き画像の書き込みが開始さ
れ、半導体レーザーをビデオ信号で駆動することによっ
て感光ドラム上に画像を露光して、静電潜像を形成す
る。現像装置の現像スリーブへの現像バイアス電圧は、
所謂カブリが発生しないように、感光ドラム上の潜像電
位に応じて直流成分を一次帯電を開始してからすぐに印
加し始め、実際の現像のための交流成分の印加は露光開
始後に行ない、交流成分を感光ドラム３の画像域だけに
印加する。この交流成分の印加により感光ドラム上の静
電潜像が現像され、トナー像として可視化される。

又画像形成後感光ドラムが停止するまでの期間である
後回転時においても、現像バイアスの交流成分の印加を
停止して現像が終了した後、転写帯電器の作動を停止し
た後まで一次帯電器を作動して、その後に一次帯電器を
オフすることにより、感光ドラム上の電位を一定にして
感光ドラム上にメモリが残らないようにしてから、メイ
ンモータの回転を停止して感光ドラムの回転を停止して
いる。

このような方法では、感光ドラム上に画像の書き込み
始める画像形成開始時までに、感光ドラム上の電位がほ
ぼ均一にならされおり、ハーフトーン等のグレイスケー
ル部を有する画像をプリントしても、グレイスケールの
画像部に感光ドラムの電位ムラに起因する濃度ムラは現
れない。

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では、プリン
ト・オンによるプリント信号が来てからビデオ信号が来
るまでの時間（第７図にＡで示す）が長くなり、これに
伴いプリント画像がプリンター外に出力されるまでの時
間が長くなると言う欠点を有する。

上記の欠点は、従来のようにホスト側コンピューター
での処理やホストとプリンターとの間の通信に時間がか
かる場合には、余り問題にならなかったが、処理時間や
通信に要する時間が短くなって来ると問題となる。

一方、白と黒の二値画像、即ち、文字からなる画像
は、感光ドラムの電位ムラが50V程度あっても画像への
影響はほとんどない。

従って本発明の目的は、像担持体の前回転時間が異な
る複数の画像形成シーケンスを設けて、文字からなる画
像を形成する場合はハーフトーン部を備えた画像を形成
する場合より前回転時間の短い画像シーケンスを選択す
ることにより、その画像をプリントまでの待ち時間を短
縮化して形成することを可能とした画像形成装置を提供
することである。

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、回転可能な像担持体と、この
像担持体に像を形成する像形成手段と、前記像担持体の
電位を均一とするために前記像担持体に像形成を開始す
る前に前記像担持体を回転させる第１の前回転時間を有
する画像形成シーケンスを備える第１のモードと、前記
像担持体に像形成を開始する前に前記像担持体を回転さ
せる、前記第１の前回転時間よりも短い、第２の前回転
時間を有する画像形成シーケンスを備える第２のモード
と、を切り替える切り替え手段と、を有する画像形成装
置において、 前記第１のモードはハーフトーン部を備える画像を形
成する場合に用いられ、前記第２のモードは文字からな
る画像を形成する場合に用いられることを特徴とする画
像形成装置である。

実施例 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

第１図は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す全
体構成図である。

本画像形成装置は、第１図に示すように、レーザー、
ポリゴンミラー、補正レンズ系を含むスキャナユニット
１を備える。このスキャナユニット１から画像信号に応
じて変調されたレーザー光が出力され、折返しミラー２
で反射して像担持体の感光ドラム３上に照射される。上
記感光ドラム３はOPC（有機光導電体）などからなり、
コロナ帯電器からなる一次帯電器４によって予め負極性
に均一に一次帯電されている。感光ドラム３は、レーザ
ー光の照射により露光され、静電潜像が形成される。感
光ドラム３上に形成された静電潜像は、現像器５内の負
極性トナー5aにより現像され、トナー像として可視化さ
れる。

一方、カセット7a内に積載、収納された普通紙、プラ
スチックシート等の記録材７は、一次的に停止している
レジストローラーｒまで、給紙ローラｐにより感光ドラ
ム３への静電潜像の形成と同期して送給される。レジス
トローラーｒは、記録材７を感光ドラム３上に形成され
た静電潜像の先端と同期して、コロナ放電器からなる正
極性の転写帯電器６へと搬送する。記録材７は、転写帯
電器６によって感光ドラム３上のトナー像を転写された
後、搬送ガイドｇに沿って定着器８まで搬送され、そこ
で記録材７上にトナー像が永久定着された後、画像形成
装置の機外に排出される。

感光ドラム３上に残留したトナー5aは、クリーニング
器９により除去された後、前露光器10により露光されて
帯電履歴が消去される。

尚、上記感光ドラム３、一次帯電器４、現像器５及び
クリーニング器９は、画像形成ユニットのカートリッジ
Ｋとして、カバー11内に一体的に内蔵され、画像形成装
置本体に着脱自在に設けられている。カバー11は、カー
トリッジＫを画像形成装置本体から取り外した際に、感
光ドラム３に対する遮光及びゴミの付着を防止する機能
を備えている。

さて、本発明によれば、上記画像形成装置は、前回転
時間の異なる２つの画像形成シーケンスを備え、使用目
的に応じて画像形成シーケンスを選択可能になってい
る。第１の画像形成シーケンス（第１のプリントモー
ド）には、先の第７図に示した従来の画像形成シーケン
スを用い、第２の画像形成シーケンス（第２のプリント
モード）には、第２図に示す本発明に係る画像形成シー
ケンスを用いる。この第２のプリントモードは、第１の
プリントモードよりも感光ドラム３の前回転時間が短く
なっている。

先ず、本発明に係る第２のプリントモードによる画像
形成について説明する。

第２のプリントモードでは、第２図に示すように、プ
リント・オンによるプリント信号によりメインモードが
回転して、一次帯電器４により感光ドラム３の一次帯電
を開始した後、一次帯電した部分が露光位置を通過する
のを待って直ちにビデオ信号を送り、半導体レーザーを
駆動して感光ドラム３を露光し、感光ドラム３上に静電
潜像を形成する。そして感光ドラム３の露光された部分
が現像器５を通過するのに合わせて、現像器５の現像剤
担持体5bに現像バイアスの直流成分、交流成分を印加し
て、露光された部分から現像を開始し、静電潜像をトナ
ー像として可視化し始め、次いで転写帯電気器６を作動
して上記のトナー像の転写を開始する。

以上の第２プリントモードの画像形成シーケンスで
は、プリント・オン時に感光ドラム３を一次帯電しなが
ら一回転しないうちにこれを露光しているので、感光ド
ラム３の電位の均一性は低く、画像部の背景電位は未だ
安定していない。しかしプリンターでは白と黒の２値画
像、即ち、文字からなる画像がほとんどであり、背景電
位が50ボルト程度変動しても画像への影響はほとんどな
い。

この感光ドラムの電位の様子を第３図に示す。感光ド
ラム３の最初の一回転目（Ｐ）は、転写帯電器６による
正極性のコロナ放電の照射を受けていないので、感光ド
ラム３の電位はV_DからV₁ボルトだけ負極性方向にシフト
している。この電位の変位量V₁は、現像バイアス電圧の
DC成分をV_DCとすると、V_DC−V_D＞２V₁程度であれば、画
像濃度の変動も極めて小さく、カブリの発生もない。又
ライン幅の変動も比較的少なく、実用上の問題もほとん
どない。

一方、プリント動作を停止する場合は、第２図に示す
ように、感光ドラム３の一次帯電を行なった部分に重な
るように転写帯電を停止するが、すると、第３図に示す
ように停止した直後の感光ドラム３の電位は約０ボルト
か若干プラスの電位になる。しかしながら、このまま感
光ドラム３を放置すると、感光ドラム３の電位は次第に
減衰して行き、ほとんど０ボルトになってしまう。従っ
てプリンターが停止した直後に再度プリンターの動作を
開始しても、グリッドの付いた一次帯電器４により感光
ドラム３の電位を用意に均一にならすことができ、次の
画像形成動作時にはほとんど問題とならない。

次に、前回転時間の長い画像形成シーケンス（第１の
プリントモード）について説明する。本発明では、第１
プリントモードとして先の第７図に示した従来の画像形
成シーケンスを用いる。この第１プリントモードでは、
感光ドラム３の一次帯電電位の均一性を図っており、感
光ドラム３の前回転時間が第２のモードよりも相対的に
長くなっている。

多値画像、即ち、ハーフトーンなどのグレイスケール
部を有する画像をプリントする場合、感光ドラム３の電
位の変動によってグレイスケール部の画像濃度が変動
し、所期の目的を達成することができない。そこでグレ
イスケール部を有する画像をプリントする場合は、第１
のプリントモードを選択することが必要になってくる。

第７図に示す第１のプリントモードでは、一次帯電を
第２のプリントモードのときよりも感光ドラム３を一回
転分多く行なって、感光ドラム３の電位の均一性を高め
ている。又第１のモードによるプリント停止では、転写
帯電を受けた部分をそのままにして感光ドラム３を停止
するのではなく、更に一次帯電を行なってから感光ドラ
ム３の停止をしており、これによって感光ドラム３上に
帯電メモリーが形成されるのを防いでいる。

従ってグレイスケール部を有する画像をプリントする
場合に、第１のプリントモードを使用すれば、グレイス
ケール部の濃度が十分な良好な画像を得ることができ
る。

第４図は、第１のプリントモードと第２のプリントモ
ードとの切替を示すブロック図である。

切替スイッチSWにより第１モード用CPU1と第２モード
用CPU2とを切り替えて、メインモータ、高圧電源などを
第１モード用、第２モード用に制御するものである。

本発明では、以上のようにすることによって、第２図
に示した第２のプリントモードでは、プリント信号が来
てからビデオ信号が来るまでの時間Ｂを、第７図に示し
た第１のプリントモードでの同様の時間Ａよりも大幅に
短縮することができる。従って第１のプリントモードは
文章テキスト等の２値画像に適し、第２のプリントモー
ドはグラフィックや多値画像に適するものである。

以上の実施例では、一次帯電、転写ともコロナ帯電器
により行なう場合を説明したが、帯電ローラ又は転写ロ
ーラ等のローラ部材を使用してもよい。

第５図は、本発明の画像形成装置の他の実施例を示す
構成図である。

本実施例の画像形成装置は、一次帯帯電器４の代わり
に帯電ローラ20を用いて感光ドラム３を一次帯電し、転
写帯電器６の代わりに転写ローラ21を用いて感光ドラム
３上のトナー像を記録材７上に転写することが特徴であ
る。本画像形成装置のその他の構成は、前露光手段を省
いた点を除けば第１図の画像形成装置と基本的に同じ
で、第５図において第１図に付した符号と同一の符号は
同一の部材を示す。

上記帯電ローラ20は、体積抵抗10⁶Ωcm以下の弾性体
の半導電性ゴムをローラ状に成形して、その表面に体積
抵抗10⁸〜10¹⁰Ωcmの材料で厚さ数10μｍの薄層を形成
してなっている。帯電ローラ20には、直流成分がマイナ
ス数100V、交流成分がピークトゥピーク値で１〜3kVの
電圧を印加して使用される。これによって帯電ローラ20
は、回転する感光ドラム３と接触しつつ回動して、感光
ドラム３の表面を直流成分の電圧とほぼ等しい電圧に一
次帯電する。

一方、転写ローラ21は、体積抵抗10⁴〜10⁶Ωcmの半導
電性ゴムのローラを用い、これにプラス数100ボルトの
直流電圧を印加して使用するか、或いは体積抵抗10⁷〜1
0⁹Ωcmの半導電性ゴムのローラを用い、これに数kVの直
流電圧を印加して使用する。この転写ローラ21は、転写
材を搬送するために駆動して使用される。

本実施例の画像形成装置でも、先の実施例のときと同
様、文章テキスト等の２値画像の画像形成に対して第２
のプリントモード使用し、グラッフィクや多値画像の画
像形成に対し第１のプリントモードを使用することによ
り、これらの画像を良好に形成することができ、且つ２
値画像のプリントまでの待ち時間を短くできる。

更に本実施例では、帯電ローラ20や転写ローラ21を使
用しているので、コロナ帯電器からなる一次帯電器４や
転写帯電器６を用いるのと比べて、次のような利点があ
る。

即ち、帯電ローラ20を用いると、感光ドラム３の後回
転での帯電電位の平滑化が容易である。例えば第１図の
プリントモード例で一次帯電に帯電ローラ20を用いた場
合、一次帯電を終了したら、交流電圧成分をOFFせずに
ローラ20の直流電圧成分を0Vにすると、第３図に示すよ
うなプリント終了後の電位をならすので電位の不均一さ
がなくなり、このためより安定な画像が得られる。又転
写ローラ21を用いた場合、第３図に示すようなプリント
後のドラム電位が正極性へ偏倚することが小さくなり、
やはり電位が安定するようになる。

このように帯電ローラ20や転写ローラ21を用いると、
後回転での電位の安定性が増し、第２図のプリントモー
ドでも電位をより安定化できるようになった。

以上の実施例では、第１のプリントモードと第２のプ
リントモードの切替えによって画像形成プロセスの順序
を変更したが、その第１、第２のモードの切替えの際、
同時に画像形成プロセスの条件のいくつかを切り替えて
変更するとよい。この画像形成プロセスのいくつかの条
件とは、暗部電位V_D、明部電位V_L、レーザー光量、現像
バイアス電圧である。

例えば文章テキスト等の２値画像に適した第１のプリ
ントモードを選択した場合、シーケンスを変更すると同
時に暗部電位を高くしたり、明部電位を低くしたり、レ
ーザー光量を強くしたり、現像バイアスを高めたりする
と、静電潜像の電位コントラストを大きくできるので、
テキスト等に適した濃度の濃い画像を得ることができる
ようになる。又グラフィック画像や多値画像に適した第
２のモードを選択した場合、暗部電位を低くしたり、明
部電位を低くしたり、レーザー光量を少なくしたりし
て、グレイスケールに適するようにＥ−Ｖ特性（光量−
電位特性）やＶ−Ｄ特性（現像特性）の傾きの急峻なと
ころを選択することができる。

この画像形成プロセスの条件の変更の一例を第６図を
用いて説明すると、第１のモードでレーザー光量をL
₁に、第２のモードではレーザー光量をL₂に選択するこ
とがその例である。

発明の効果 以上説明したように、本発明は、回転可能な像担持体
と、この像担持体に像を形成する像形成手段と、像担持
体の電位を均一とするために像担持体に像形成を開始す
る前に像担持体を回転させる第１の前回転時間を有する
画像形成シーケンスを備える第１のモードと、像担持体
に像形成を開始する前に像担持体を回転させる、第１の
前回転時間よりも短い、第２の前回転時間を有する画像
形成シーケンスを備える第２のモードと、を切り替える
切り替え手段と、を有する画像形成装置において、第１
のモードはハーフトーン部を備える画像を形成する場合
に用いられ、第２のモードは文字からなる画像を形成す
る場合に用いられれる構成とされるので、文章テキスト
等の文字からなる２値画像の画像形成に対して第２のプ
リントモードを使用し、ハーフトーン部を備えるグラッ
フィクや多値画像の画像形成に対し第１のプリントモー
ドを使用することにより、これらの画像を良好に形成す
ることができ、且つ２値画像のプリントまでの待ち時間
を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す全体
構成図である。 第２図は、第１図の画像形成装置で第２のプリントモー
ドとして使用する本発明に係る画像形成シーケンスを示
す説明図である。 第３図は、第１図の画像形成装置に設けられた感光ドラ
ムの第２のプリントモードにおける表面電位を示すグラ
フである。 第４図は、第１図の画像形成装置での第１のプリントモ
ードと第２のプリントモードの切替えを示すブロック図
である。 第５図は、本発明の画像形成装置の他の実施例を示す全
体構成図である。 第６図は、本発明の画像形成装置での第１、第２のプリ
ントモード切替え時に画像形成プロセスの条件の変更の
一例として行なうレーザー光量の変更法を示す説明図で
ある。 第７図は、本発明の画像形成装置で第１のプリントモー
ドとして使用する従来の画像形成シーケンスを示す説明
図である。 1:スキャナユニット 2:感光ドラム 4:一次帯電器 5:現像器 5b:現像剤担持体 6:転写帯電器 7:記録材 20:帯電ローラ 21:転写ローラ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 15/36 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/02 - 21/04 G03G 21/14 G03G 21/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転可能な像担持体と、この像担持体に像
   を形成する像形成手段と、前記像担持体の電位を均一と
   するために前記像担持体に像形成を開始する前に前記像
   担持体を回転させる第１の前回転時間を有する画像形成
   シーケンスを備える第１のモードと、前記像担持体に像
   形成を開始する前に前記像担持体を回転させる、前記第
   １の前回転時間よりも短い、第２の前回転時間を有する
   画像形成シーケンスを備える第２のモードと、を切り替
   える切り替え手段と、を有する画像形成装置において、 前記第１のモードはハーフトーン部を備える画像を形成
   する場合に用いられ、前記第２のモードは文字からなる
   画像を形成する場合に用いられることを特徴とする画像
   形成装置。