JP3018446B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3018446B2
JP3018446B2 JP2247363A JP24736390A JP3018446B2 JP 3018446 B2 JP3018446 B2 JP 3018446B2 JP 2247363 A JP2247363 A JP 2247363A JP 24736390 A JP24736390 A JP 24736390A JP 3018446 B2 JP3018446 B2 JP 3018446B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に係
り、特に、同一の画像形成サイクルにて感光体上に二系
統のトナー像を形成し、これらのトナー像を記録シート
に一括転写する画像形成装置の改良に関する。
〔従来の技術〕
従来、同一の画像形成サイクルで二系統の画像を形成
することができる画像形成装置としては例えば特開昭55
−137538号公報所載のものが知られている。
これは、感光体を一様帯電し、次に、第一のビーム照
射手段からのビームを投射することにより画像部電位が
背景部電位よりも低いネガ潜像を形成すると共に、この
ネガ潜像を第一の現像器にて反転現像し、しかる後、第
二のビーム照射手段からのビームを投射することにより
画像部電位が背景部電位よりも高いポジ潜像を形成する
と共に、このポジ潜像を第二の現像器にて正規現像し、
これら二系統のトナー像を記録シートに一括転写するよ
うにしたものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、この種の画像形成装置においては、通常、
経時変化や温度変化等に伴って感光体の感度特性が変化
し、各ビーム照射手段からのビーム露光量を所定のもの
に設定していたとしても、感光体上の潜像電位分布が変
化してしまい、画像品質を損なうという事態を生ずる。
このような事態を解消するために、例えば、ビーム照
射手段からのビーム露光量を感光体の表面電位情報に応
じて適宜制御するという技術(特開昭63−229468号参
照)を利用することが考えられる。
しかしながら、夫々のビーム照射手段にビーム露光量
の制御手段を付設するとなると、その分、装置構成が複
雑化してしまうという技術的課題が生ずる。
この発明は、以上の技術的課題を解決するためになさ
れたものであって、所謂ネガ・ポジあるいはポジ・ネガ
現像方式にて二系統のトナー像を形成する画像形成プロ
セスの特性に着目し、装置構成の簡略化を図りながら、
経時変化や温度変化等に伴う感光体の感度変化によって
画像品質を損なう事態を有効に回避できるようにした画
像形成装置を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
すなわち、この発明に係る画像形成装置は、第1図に
示すように、感光体1と、画像部領域信号に応じてビー
ムB1が照射されるビーム生成手段2aを有し、画像部の電
位が背景部の電位よりも絶対値において低いネガ潜像Zn
を上記感光体1上に形成するネガ潜像形成手段2と、背
景部領域信号に応じてビームB2が照射されるビーム生成
手段3aを有し、画像部の電位が背景部の電位よりも絶対
値において高く、かつ、画像部、背景部間の電位差が上
記ネガ潜像Znのものと異なるポジ潜像Zpを上記感光体1
応に形成するポジ潜像形成手段3と、各潜像形成手段2,
3にて形成された夫々の潜像Zn,Zpをトナーで可視像化す
る二系統の現像手段4,5と、感光体上に二系統のトナー
像を記録シート7に一括転写させる転写手段6とを備え
たタイプを前提とし、上記ネガ潜像形成手段2には、ビ
ーム生成手段2aからのビーム露光量が感光体1の残留電
位以下のレベルに露光される程度に一義的に設定される
露光量設定手段2bを具備させ、一方、上記ポジ潜像形成
手段3には、感光体1表面の電位レベルが検出される電
位検出手段3cと、この電位検出手段3cからの感光体1の
表面電位情報に基づいてビーム生成手段3aからのビーム
露光量が最適値に制御される露光量制御手段3bとを具備
させたことを特徴とするものである。
このような技術的手段において、上記感光体1として
はドラム状、ベルト状を問わない。
また、上記ネガ潜像形成手段2及びポジ潜像形成手段
3による潜像形成の順序については、ネガ潜像Znが先で
あっても、ポジ潜像Zpが先であっても差し支えない。こ
の場合において、ネガ潜像Znを先に形成するタイプにあ
っては、ネガ潜像形成手段2に感光体1を帯電するため
の帯電手段を含み、ポジ潜像形成手段3については特に
帯電手段を必要としない。一方、ポジ潜像を形成するタ
イプにあっては、感光体1の帯電電位を大きく確保でき
れば、ポジ潜像形成手段3にのみ帯電手段を含むように
すればよいが、感光体1の帯電電位を大きく確保できな
い場合には、ネガ潜像Znの潜像電位コントラストを大き
く確保する上でネガ潜像形成手段2にも再帯電用の帯電
手段を含むように設計することが好ましい。
更に、上記ビーム生成手段2a,3aについては、レー
ザ、LEDアレイ、液晶シャッタアレイ等適宜選択するこ
とができる。
更にまた、ネガ潜像形成手段2の露光量設定手段2bの
露光度合については、感光体1の残留電位以下のレベル
の露光度合であれば適宜選定して差し支えないが、感光
体1の劣化を最小限に抑えるように選定することが好ま
しい。また、ビーム生成手段2aを効率的に使用するとい
う観点からすれば、露光量設定手段2bにてビーム生成手
段2aの定格出力をビーム露光量として設定するように設
計することが好ましい。
また、ポジ潜像形成手段3の電位検出手段3cについて
は、少なくとも感光体1の感度変化に伴う表面電位変化
を検出できるものであれば、どこに設けても差し支えな
いが、より正確に制御するという観点からすれば、感光
体1のポジ潜像Zp部分の電位を検出することが好まし
い。
そしてまた、上記露光量制御手段3bについては、上記
電位検出手段3cからの表面電位情報に基づいてポジ潜像
Zpの電位コントラストを略一定に保つようにビーム生成
手段3aのビーム露光量を制御できるものであれば適宜設
計変更して差し支えない。この場合において、ポジ潜像
Zpの背景部電位としては、感光体1の帯電電位と上記ネ
ガ潜像Znの画像部電位との中間で、しかも、ポジ潜像Zp
現像用の現像手段5の特性から、ポジ潜像Zpの背景部に
トナーが付着しないレベルの電位が選定される。
また、現像手段4,5のトナーについては、異なる色の
ものであってもよいし、同色のものであってもよい。そ
して、現像手段4,5の構成、現像方式等については適宜
設計変更して差し支えないが、後段の現像手段について
は前段の現像手段にて現像されたトナー像を破壊しない
ように、例えば二成分現像剤のキャリアの密度を小さく
したり、磁気ブラシ現像方式の磁気ブラシの移動速度を
遅くしたり、非接触現像方式を採用する等の設計を施す
ことが好ましい。
また、転写手段6についても、静電転写方式、加圧転
写方式等適宜選択して差し支えないが、転写効率を上げ
るという観点からすれば、転写前処理手段にて二系統の
トナー像の極性を揃え、かつ、感光体1の表面電位を低
くするようにすることが好ましい。
〔作用〕
上述したような技術手段によれば、上記ネガ潜像形成
手段2は、露光量設定手段2bにてビーム生成手段2aのビ
ーム露光量を設定し、ビーム生成手段2aからのビームB1
を感光体1上に照射し、画像部電位が感光体1の残留電
位以下のネガ潜像Znを形成する。
一方、ポジ潜像形成手段3は、感光体1の表面電位を
電位験出手段3cにて検出すると共に、この検出電位情報
に基づいて露光量制御手段3bによりビーム生成手段3aの
ビーム露光量を制御した後、ビーム生成手段3aからのビ
ームB2を感光体1上に照射し、潜像コントラストの略一
定なポジ潜像Zpを形成する。
〔実施例〕
以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳
細に説明する。
第2図はこの発明が適用された二色レーザプリンタの
一実施例である。
同図において、符号10は感光ドラム、11は感光ドラム
10を予め帯電する帯電コロトロン、12は帯電された感光
ドラム10上に第一の潜像(画像部電位が背景部電位より
も絶対値において低いネガ潜像)、第二の潜像(画像部
電位が背景部電位よりも絶対値において高いポジ潜像)
を書込むレーザ走査ユニット(以下ROS[Raster Output
Scannerの略]という)、13は感光ドラム10上に書き込
まれた第一のネガ潜像を例えば黒トナーにて反転現像す
る磁気ブラシ現像方式の第一現像器、14は感光ドラム10
上に書き込まれた第二のポジ潜像を例えば赤トナーにて
正規現像する磁気ブラシ現像方式の第二現像器、15は感
光ドラム10上の各トナー像の電荷の極性を揃え、かつ、
感光ドラム10上の電荷を除去する転写前処理コロトロ
ン、16は感光ドラム10上のトナー像を記録用紙17に転写
させる転写コロトロン、18は転写工程後に記録用紙17の
帯電電荷を除去し、感光ドラム10に静電吸着した記録用
紙17を剥離する除電コロトロン、19は感光ドラム10錠の
残留トナーを除去するクリーナ、20は感光ドラム10上の
残留電荷を除去する除電ランプである。
この実施例において、上記ROS12は、ユニットケース3
0内に、第一の潜像を書込むための第一の半導体レーザ3
1と、第二の潜像を書込むための第二の半導体レーザ32
と、各半導体レーザ31,32からのビームB1,B2を平行にす
るコリメータレンズ33,34と、各半導体レーザ31,32から
のビームB1,B2を感光ドラム10の走査範囲に亘って振り
分けるポリゴンミラー35と、このポリゴンミラー35にて
振り分けられたビームB1,B2を感光ドラム10上で走査ラ
インに相当する直線軌跡を描くように補正するfθレン
ズ36と、このfθレンズ36の通過ビームB1,B2の光路中
に夫々介装され、感光ドラム10の各走査ライン位置に向
けて各ビームB1,B2を反射させる反射ミラー37〜40とを
所定の位置関係にて格納したものである。尚、第2図
中、反射ミラー38,40はシリンドリカル状ミラーであ
り、上記ポリゴンミラー35の面倒れを補正する機能を備
えている。また、符号41,42は上記ユニットケース30の
光導出口に装着されるシール用の光学ウインドウであ
る。
更に、第一の半導体レーザ31は第一レーザ駆動回路51
にて制御されており、この第一レーザ駆動回路51は画像
信号DT(1)の画像部データに対応して、半導体レーザ
31を定格内で安定した発振が得られる最大出力で作動さ
せるものである。この場合において、半導体レーザ31の
最大出力は感光ドラム10の表面電位が残留電位以下のレ
ベルに露光される程度のものとして選定されている。
更にまた、第二の半導体レーザ32は第二レーザ駆動回
路52にて制御されており、この第二レーザ駆動回路52は
画像信号DT(2)の背景部データに対応して半導体レー
ザ32に所定レベルの駆動電流を供給するものである。
この実施例において、上記第二現像器14の手前には表
面電位計53が配設されており、この表面電位計53は第二
のポジ潜像Zpの電位(この実施例では、画像部電位及び
背景部電位)を時分割にて検出するようになっている。
そして、表面電位計53からの表面電位情報は補正回路
54に入力され、この補正回路54はポジ潜像Zpの電位コン
トラストが一定になるような補正信号を第二レーザ駆動
回路52に送出し、第二半導体レーザ32の駆動電流を制御
する。
次に、この実施例に係るレーザプリンタによる画像記
録プロセスについて説明する。
先ず、帯電器11にて感光ドラム10の表面を所定電位V
(0)に一様帯電し(第3図a)、次いで、第一の半導
体レーザ31からのビームB1にて感光ドラム10上に第一の
ネガ潜像Z1(画像部電位V(1)と背景部電位との間の
電位差H1:略帯電電位V(0)に相当)を形成すると共
に、第一現像器13にて、現像バイアスVB1が印加された
状態で上記ネガ潜像Z1を反転現像して第一トナー像T1
形成し(第3図b)、しかる後、第二の半導体レーザ32
からのビームB2にて感光ドラム10上に第二のポジ潜像Z2
(画像部電位と背景部電位V(2)との間の電位差H2
H1)を形成すると共に、第二現像器14にて、現像バイア
スVB2が印加された状態で上記ポジ潜像Z2を正規現像し
て第二トナー像T2を形成し(第3図c)、更に、転写前
処理コロトロン15にて各トナー像T1,T2の極性を揃えた
(第3図d)後に、転写コロトロン16にて記録用紙17側
へ各トナー像T1,T2を一括転写させるようにしたもので
ある。
このような画像形成プロセスにおいては、ネガ潜像Zn
の画像部電位V(1)は残留電位程度に設定されるの
で、電位コントラスト(V(0)−V(1))は充分大
きく確保されることになり、感光ドラム10の帯電電位V
(0)が感度変化によって若干変化したとしても、ネガ
潜像Znについては画質上それ程影響を受けない。
一方、ポジ潜像Zpの電位コントラスト(V(0)−V
(2))は感光ドラム10の感度変化に影響されることな
く略一定に保たれるので、ポジ潜像Zpに対する画像品質
は常時良好に保たれる。また、第一トナー像T1の電位は
ポズ潜像Zpの背景部電位V(2)よりも絶対値において
低く設定されており、第一トナー像T1を押さえ込む静電
界が形成されるため、ポジ潜像Zpを正規現像する際に、
第二現像器14の磁気ブラシが第一トナー像T1に接触した
としても、上記第一トナー像T1が破壊され難くなってお
り、第一トナー像T1の画像品質は良好に保たれる。
〔発明の効果〕
以上説明してきたように、この発明に係る画像形成装
置によれば、ネガ潜像形成手段のビーム生成手段のビー
ム露光量を感光体の残留電位以下のレベルに一義的に設
定し、ポジ潜像形成手段のビーム生成手段のビーム露光
量のみを感光体の感度変化に応じて制御するようにした
ので、装置構成を複雑にすることなく、感光体の感度変
化に伴う画像品質の低下を確実に回避することができ
る。
特に、請求項2記載の発明によれば、ネガ潜像形成手
段のビーム生成手段からのビーム露光量を定格内で安定
した発振が得られる最大出力に合わせたので、ビーム生
成手段の使用効率を高めることができるほか、ビーム光
量の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る画像形成装置の概略を示す説明
図、第2図はこの発明が適用された二色レーザプリンタ
の一実施例を説明図、第3図は実施例に係る画像形成プ
ロセスを示す説明図である。 〔符号の説明〕 1……感光体 2……ネガ潜像形成手段 2a……ビーム生成手段 2b……露光量設定手段 3……ポジ潜像形成手段 3a……ビーム生成手段 3b……露光量制御手段 3c……電位検出手段 4,5……現像手段 6……転写手段 7……記録シート 10……感光ドラム 13,14……現像器 16……転写コロトロン 31,32……半導体レーザ 51,52……レーザ駆動回路 53……表面電位計 54……補正回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−289979(JP,A) 特開 昭63−146057(JP,A) 特開 昭57−161762(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/44 G03G 15/01 G03G 15/00 G03G 21/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感光体(1)と、画像部領域信号に応じて
    ビーム(B1)が照射されるビーム生成手段(2a)を有
    し、画像部の電位が背景部の電位よりも絶対値において
    低いネガ潜像(Zn)を上記感光体(1)上に形成するネ
    ガ潜像形成手段(2)と、背景部領域信号に応じてビー
    ム(B2)が照射されるビーム生成手段(3a)を有し、画
    像部の電位が背景部の電位よりも絶対値において高く、
    かつ、画像部、背景部間の電位差が上記ネガ潜像(Zn)
    のものと異なるポジ潜像(Zp)を上記感光体(1)上に
    形成するポジ潜像形成手段(3)と、各潜像形成手段
    (2,3)にて形成された夫々の潜像(Zn,Zp)をトナーで
    可視像化する二系統の現像手段(4,5)と、感光体
    (1)上の二系統のトナー像を記録シート(7)に一括
    転写させる転写手段(6)とを備えた画像形成装置にお
    いて、 上記ネガ潜像形成手段(2)は、ビーム生成手段(2a)
    からのビーム露光量が感光体(1)の残留電位以下のレ
    ベルに露光される程度に一義的に設定される露光量設定
    手段(2b)を有し、 一方、上記ポジ潜像形成手段(3)は、感光体(1)表
    面の電位レベルが検出される電位検出手段(3c)と、こ
    の電位検出手段(3c)からの感光体(1)の表面電位情
    報に基づいてビーム生成手段(3a)からのビーム露光量
    が最適値に制御される露光量制御手段(3b)とを有する
    ことを特徴とする画像形成装置。
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