JP2925143B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、一般には像担持体の周囲に、該像担持体上
に静電潜像を形成し該潜像を現像器にて可視化して画像
を得る画像形成手段を複数配設し、複数の画像を形成す
るための画像形成装置に関するものであり、特に少なく
とも帯電、露光、現像手段を有する画像形成手段を複数
配設して2色以上のカラー画像を形成する電子写真方式
の多色画像形成装置に関するものである。
〔背景技術〕
従来、マルチカラー又はフルカラーを得るための静電
記録方式又は電子写真方式の多色画像形成装置は種々提
案されている。その一例として第4図には帯電、露光、
現像手段を有する画像形成手段を2組配設して2色のカ
ラー画像を形成する2色電子写真装置が図示される。
第4図を参照すると、2色電子写真装置は、矢印方向
に回転する像担持体、つまり本例ではドラム状の電子写
真感光体1を有し、該感光ドラム1の周囲に帯電器2、
露光装置3、現像器4を有した第1の画像形成手段と、
帯電器5、露光装置6、現像器7を有した第2の画像形
成手段と、転写帯電器8と、クリーニング手段9と、前
露光手段10とが配設される。
第1の画像形成手段においては、感光体ドラム1は帯
電器2によって、第5図に図示されるようにVd1に帯電
され、次に第1の画像情報を含む光が第1露光装置3に
よってイメージ露光される露光部の電位がVl1となり、
第1潜像が形成される。次いで第1現像器4によって第
1潜像が反転現像され、第1の色の画像(例えば赤色)
が形成される。
更に、第2の画像形成手段において、感光ドラム1
は、帯電器5によって再帯電され、第1の画像形成手段
にて露光された部分の電位はVl2に、又露光されなかっ
た部分の電位はVd2となる。次に、該感光ドラム1には
第2の露光装置6により第2の画像情報を含む光がイメ
ージ露光され露光部の電位がVl3となり第2潜像が形成
される。この第2の潜像は第2の現像器7で反転現像さ
れ、第2の色の画像(例えば黒色)が形成される。
その後、前記第1及び第2の色画像は転写帯電器8に
よって転写紙P上に転写され、次いで転写紙P上の画像
は定着器(図示せず)により加圧加熱定着される。一
方、感光ドラム1上の残留トナーはクリーニング手段9
によって除去される。又、感光ドラム1は前露光手段10
によって除電され、一連の画像形成動作が終了する。
しかしながら、このような構成の画像形成装置におい
ては、環境の変動や画像形成装置の耐久時間の経過に従
って、感光ドラム上に形成される静電潜像の電位コント
ラストが変動し、結果的に画像濃度の変化や混色、カブ
リ等の問題を引き起こしていた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、環境の変動や装置の耐久時間の経過
の影響を受けることなく、常に安定した高品質の画像、
特に混色のない高品質の多色画像を得ることができる画
像形成装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
即ち、本発明は移動可能な像担持手段と,前記像担持
手段を帯電する第1帯電手段と,前記第1帯電手段によ
って帯電された像担持手段に対し、画像情報に応じた第
1静電潜像を形成する第1静電潜像形成手段と,前記第
1静電潜像を現像する第1現像手段と、前記像担持手段
を再び帯電する第2帯電手段と、前記第2帯電手段によ
って帯電された像担持手段に対し、画像情報に応じた第
2静電潜像を形成する第2静電潜像形成手段と,前記第
2静電潜像を現像する第2現像手段と、前記像担持手段
の表面電位を検知する検知手段であって、前記第1静電
潜像形成手段によって前記像担持手段に形成される潜像
の、前記第1現像手段によって現像された部分が前記第
2帯電手段によって帯電された後の該部分の電位を少な
くとも検知する検知手段と,前記部分の電位が目標電位
になるように前記第2帯電手段を制御し、その前記部分
の電位に従って前記第2現像手段の現像バイアス電圧を
制御する制御手段とを有するものである。
〔実施例〕
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に即して更に
詳しく説明する。
第1図には本発明に係る画像形成装置の一実施例が示
される。本実施例では、画像形成装置として2色画像が
形成できる2色電子写真装置を例に挙げる。尚、全体的
な構成は第4図に示した2色電子写真装置と略同様であ
るので、同じ部材には同じ参照番号を付して説明する。
本発明によると、第2画像形成手段の帯電器5と現像
器7との間に感光ドラム1の表面電位を検知する電位セ
ンサー11及び該電位センサー11に接続された電位検出回
路12が配置される。該電位検出回路12の出力信号は制御
回路(制御手段)13に送信される。該制御回路13は第1
帯電器2の電源14、第1露光装置3の駆動手段15、第2
の帯電器5の電源17、第2露光装置6の駆動手段18、更
には第1現像器4のバイアス電源16、第2現像器7のバ
イアス電源19をそれぞれ制御する。
ここで、上記第1、第2現像器はそれぞれ異なった色
の現像剤を有している。
本実施例において、上記第1露光装置3及び第2露光
装置6はそれぞれ画像情報に応じて変調されたレーザー
ビームを照射するレーザービーム走査手段を有してい
る。また、レーザービームが照射される感光ドラム1に
はOPC感光体を使用した。
このような構成の画像形成装置において、帯電器によ
る帯電電位、露光により形成される静電潜像の電位、現
像バイアス電圧等の設定は非画像形成時、例えば画像形
成装置のメインスイッチONの後のウオームアツプ期間中
に前記制御回路13により行なわれる。そして、その時の
データに基いて画像形成動作中において、その目標電
位、目標の現像バイアス電圧になるように制御回路13に
より制御させるものである。
以下、この点について第1図、第2図を参照しながら
説明する。
感光ドラム1は矢印方向に回転され、第1帯電器2に
より目標暗部電位VD1=−500(V)になるように帯電さ
れる。この場合、感光ドラム1の表面電位は電位センサ
ー11によって検出され、制御回路13により上記電位に制
御される。さらに、感光ドラム1は第1露光装置3によ
り露光され、露光された部分の電位が目標明部電位VL1
=−100(V)になるように、同様な方法で制御され
る。
このようにして各々制御された暗部電位VD1及び明部
電位VL1により、第1現像器4の適正な第1現像バイア
ス電圧Vb1=−400(V)が決定され、この現像バイアス
電圧Vb1は第1現像器4の現像剤(負極性)を担持して
搬送する現像スリーブに印されるものである。
上記目標電位に従って、感光ドラム1上には第1色目
の潜像が形成された後、これに引き続き第2色目の潜像
が形成される。
ところで、第2色目の潜像形成に際して、画像形成時
に第1色のトナー画像が剥がされたり、第1色のトナー
画像に2色目のトナーが混入したりするのを防止するた
め、感光ドラム1は第2帯電器5にて全面が再帯電され
る。これにより、1色目のトナー画像に対応する第1の
明部電位VL1の荷電量も増大される。しかしながら、こ
の場合に第2帯電器5による再帯電器が多すぎると感光
ドラム1を破壊したり、感光ドラム1の疲労を促進する
ので、適切な値に制御する必要がある。
一方、第2現像器7の現像バイアス電圧Vb2は、再帯
電によって上昇した第1露光装置3により露光された部
位の明部電位VL2と、第2露光装置6により露光された
部位の明部電位VL3との間の適切なレベルに制御回路13
により制御する必要があるが、第1色と第2色の混色と
いう問題について考えれば、画像形成時における第2現
像バイアス電圧Vb2と再帯電後の明部電位VL2との関係が
重要となってくる。
即ち、Vb2>VL2であれば、第1色のトナーの上に更に
第2色のトナーが現像される傾向となるし、逆に、Vb2
がVL2に比べてあまり小さいと、現像された第1色のト
ナーが第2現像器へ混入する傾向となる。
そこで、以上のようなことを考慮して検討した結果、
本実施例ではVL2の電位を電位センサー11で検知して、V
L2=−600(V)(目標電位)となるように第2帯電器
5による再帯電量を制御回路13で制御し、このVL2の電
位に応じて第2現像バイアス電圧Vb2を決定するように
した。本実施例において、第2現像バイアス電圧Vb2はV
b2=−550(V)とした。更に、好ましくは2色目の濃
度を十分にかせぐため現像コントラストが例えば、350
(V)となるように、第2露光装置6を制御回路13によ
り制御して、第2の明部電位VL3をVL3=−200(V)に
設定し、このVL3を考慮して現像バイアス電圧を制御す
ることが良い。ここで、上記現像コントラストとはトナ
ーで現像される部分の電位と現像バイアス電位との電位
差の絶対値のことである。
このように目標電位に制御される再帯電後の明部電位
VL2に応じて第2現像バイアス電圧Vb2を制御することに
より、混色を防止することができ、更に、上記VL2と第
2露光装置6による明部電位VL3とを考慮して第2現像
バイアス電圧Vb2を制御することにより、第2色目の画
像濃度をも十分保証することができる。
尚、上記現像バイアス電圧Vb2は第2現像器7の現像
剤(負極性)を担持して搬送する現像スリーブに印加さ
れるものである。
次に、本発明の更に好ましい実施態様として、より実
際の画像形成時に近い状態で制御するために第1潜像形
成後に、第1の明部電位VL1の部分を第1現像器4で現
像し、次に第2帯電器5で再帯電を行ない、第2潜像形
成後に第2の明部電位VL3の部分を第2現像器7で現像
するという工程を行なって制御する場合について説明す
る。
まず、第1露光装置3によって露光された部分の明部
電位VL1=−100(V)のところを第1現像器4で現像し
てトナー部電位VL1tを形成する。このVL1tは例えばVL1t
=−150(V)程度である。
次に、このトナー部電位VL1tを含む潜像全体を第2帯
電器5で全面再帯電する一方、このVL1tの変化を電位セ
ンサー11で検知する。そして、このトナー部電位VL1tの
再帯電後の電位VL2tがVL2t=−630(V)(目標電位)
となるように第2帯電器5による帯電量を制御回路13に
よって制御する。そして、この再帯電後のトナー部電位
VL2tに応じて第2現像器7の第2現像バイアス電圧Vb2
を決定する。本実施例においてはVb2=−580(V)とし
た。
更に、2色目の濃度を十分にかせぐために、現像コン
トラストを約380(V)となるように、第2露光装置6
を制御回路13により制御して、第2の明部電位VL3をVL3
=−200(V)に設定し、このVL3を考慮して現像バイア
ス電位を制御することが好ましい。そして、このVL3
第2現像器7により、上記現像バイアス電圧のもとで現
像するように制御する。尚、第1現像器4の第1現像バ
イアス電圧Vb1は第2図の場合と同様に、暗部電位VD1
−500(V)と明部電位VL1=−100(V)に基いて決定
し、Vb1=−400(V)とした。
このようにして、目標電位に制御される再帯電後のト
ナー部電位VL2tに応じて第2現像バイアス電圧Vb2を制
御することにより、混色を防止することができ、しかも
より実際の画像形成時に近い状態での制御が可能とな
る。更に、上記VL2tと第2露光装置6による明部電位V
L3tとを考慮して第2現像バイアス電圧Vb2を制御するこ
とにより、第2色目の画像濃度をも十分保証することが
できる。
以上、いずれの場合においても、非画像形成時に第
1、第2露光装置によって形成される潜像は、予め画像
形成装置の記憶手段に用意されている参考画像に応じた
潜像である。
また、本実施例では感光ドラムの露光された部分を反
転現像してポジ画像を得る場合を説明したが、これに限
らず、感光ドラムの露光された部分以外の部分を正規現
像してポジ画像を得る場合にも本発明は適用できるもの
である。但し、この場合には上記実施例のように露光さ
れた部分の明部電位ではなく、露光されていない部分の
暗部電位が問題となってくる。いずれにしても、潜像の
うちの現像される部分の電位を考慮することには変わり
がない。
また、前記各実施例は2色記録について述べたが、本
発明は3色以上の多色の画像形成やフルカラーの画像形
成にも適用できること勿論である。
さらに、前記第2の帯電手段として、グリツド電極を
有する帯電装置を使用し、このグリツド電極に印加する
電圧を制御して再帯電量を制御するようにしても良い。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、環境の変動や
装置の耐久時間の経過の影響を受けることなく、常に安
定した高品質の画像、特に混色のない高品質の多色画像
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略
断面図である。 第2図は、第1図の装置における第1の実施例の像担持
体上の表面電位の変化を示す模式図である。 第3図は、第1図の装置における第2の実施例の像担持
体上の表面電位の変化を示す模式図である。 第4図は、本発明が適用できる2色カラー画像形成装置
の概略断面図である。 第5図は、第4図の装置の画像形成時における像担持体
上の表面電位の変化を示す模式図である。 1……像担持体 2,5……帯電手段 3,6……露光手段 4,7……現像手段 8……転写手段 11……電位センサー P……転写材
フロントページの続き (72)発明者 土屋 広明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 中畑 公生 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−80274(JP,A) 特開 昭62−184479(JP,A) 特開 昭58−105172(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/06 - 15/06 102 G03G 13/06 G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 502 G03G 21/02 - 21/04 G03G 21/14

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】移動可能な像担持手段と、 前記像担持手段を帯電する第1帯電手段と、 前記第1帯電手段によって帯電された像担持手段に対
    し、画像情報に応じた第1静電潜像を形成する第1静電
    潜像形成手段と、 前記第1静電潜像を現像する第1現像手段と、 前記像担持手段を再び帯電する第2帯電手段と、 前記第2帯電手段によって帯電された像担持手段に対
    し、画像情報に応じた第2静電潜像を形成する第2静電
    潜像形成手段と、 前記第2静電潜像を現像する第2現像手段と、 前記像担持手段の表面電位を検知する検知手段であっ
    て、前記第1静電潜像形成手段によって前記像担持手段
    に形成される潜像の、記第1現像手段によって現像され
    た部分が前記第2帯電手段によって帯電された後の該部
    分の電位を少なくとも検知する検知手段と、 前記部分の電位が目標電位になるように前記第2帯電手
    段を制御し、その前記部分の電位に従って前記第2現像
    手段の現像パイアス電圧を制御する制御手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】前記制御手段は更に前記第2静電潜像形成
    手段によって前記像担持手段に形成される潜像の現像さ
    れる部分の電位を考慮して前記第2現像手段の現像バイ
    アス電圧を制御する特許請求の範囲第1項に記載の画像
    形成装置。
  3. 【請求項3】前記第1,第2静電潜像形成手段はそれぞれ
    画像情報に応じた光情報を前記像担持手段に露光して静
    電潜像を形成する特許請求の範囲第2項に記載の画像形
    成装置。
  4. 【請求項4】前記光情報は画像情報に応じて変調された
    レーザービームである特許請求の範囲第3項に記載の画
    像形成装置。
  5. 【請求項5】前記第1,第2静電潜像形成手段はそれぞれ
    現像されるべき部分に対応した露光を前記像担持手段に
    対して行なう露光手段であって、前記第1,第2現像手段
    はそれぞれ前記像担持手段の露光された部分を現像する
    反転現像手段である特許請求の範囲第3項に記載の画像
    形成装置。
  6. 【請求項6】前記露光は画像情報に応じて変調されたレ
    ーザービームによって行なわれる特許請求の範囲第5項
    に記載の画像形成装置。
  7. 【請求項7】前記検知手段がその電位を検知する部分は
    前記静電潜像形成手段によって露光された部分である特
    許請求の範囲第5項に記載の画像形成装置。
  8. 【請求項8】前記第1帯電手段の帯電極性と前記第2帯
    電手段の帯電極性とは同極性である特許請求の範囲第1
    項に記載の画像形成装置。
  9. 【請求項9】前記第1帯電手段,前記第1静電潜像形成
    手段による潜像形成部,前記第1現像手段,前記第2帯
    電手段,前記第2静電潜像形成手段による潜像形成部,
    前記第2現像手段はそれぞれ前記像担持手段の移動方向
    に関して、この順に配設されている特許請求の範囲第1
    項に記載の画像形成装置。
  10. 【請求項10】前記検知手段は前記第2静電潜像形成手
    段による潜像形成部と前記第2現像手段との間に設けら
    れている特許請求の範囲第9項に記載の画像形成装置。
  11. 【請求項11】前記第1,第2現像手段はそれぞれ異なっ
    た色の現像剤を有し、前記画像形成装置はそれらの現像
    剤により前記像担持手段に形成された第1,第2現像像を
    同一の転写材上に転写する転写手段を有しており、前記
    第1,第2現像像は前記転写材上に一度に転写される特許
    請求の範囲第1項に記載の画像形成装置。
  12. 【請求項12】前記第1静電潜像形成手段によって形成
    される潜像は所定の参考画像情報に応じて形成された潜
    像である特許請求の範囲第1項に記載の画像形成装置。
  13. 【請求項13】前記第2静電潜像形成手段によって形成
    される潜像は所定の参考画像情報に応じて形成された潜
    像である特許請求の範囲第2項に記載の画像形成装置。
  14. 【請求項14】前記検知手段による前記電位の検知及び
    この検知結果に応じた前記制御手段による前記現像バイ
    アス電圧の制御は非画像形成時に行なわれる特許請求の
    範囲第1項に記載の画像形成装置。
  15. 【請求項15】前記第1現像手段の現像バイアス電圧は
    第1静電潜像形成手段によって形成される潜像の、現像
    される部分の電位と現像されない部分の電位に基いて前
    記制御手段により制御される特許請求の範囲第1項に記
    載の画像形成装置。
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