JP3466839B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ、マイクロフィルム、プリンタ等の画
像形成装置、特に電子写真技術を応用した画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子写真技術を応用した複写
機等の画像形成装置は、広く研究・開発され、最近で
は、１台で、複写機、プリンタ、ファクシミリ等として
用いることができる複合機や、従来から広く製品化され
ている光学式のアナログ露光を行って、画像を形成した
後に「日付」や「社外秘」等の文字を、デジタル露光を
行って追加する、いわゆるスタンプ機能を有した「デジ
・アナ機」と呼ばれる機種等が製品化されている。

【０００３】このデジ・アナ機や、上述した複合機の一
部は、１台で２値のデジタル露光、多値のデジタル露
光、アナログ露光といった異なった露光方式によって異
なった方式の潜像形成が行えるように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな複数の潜像形成方式を有した画像形成装置のなかに
は、潜像形成方式に応じて、一般に広く用いられている
転写材の潜像担持体からの分離を補助するための、除電
手段たる除電針に印加する除電バイアスを異ならせない
と、以下に述べるような不具合が発生する虞がある。

【０００５】以下、図３に概略構成断面図を示したよう
な２値のデジタル露光と多値のデジタル露光とが行える
ように構成されたデジタル複合機を例に挙げて、上記不
具合を説明する。

【０００６】図３において、１は潜像担持体たる感光ド
ラムであって、図３中の矢印Ｒ方向に回転する。感光ド
ラム１は金属製基層の上にＯＰＣ感光体が塗工されてお
り、金属製基層は接地されている。２は帯電手段たる帯
電ローラであって、感光ドラム１の回転によって従動回
転し、負の電圧が印加されている。この帯電ローラ２の
作用によって、感光ドラム１の表面は負に一様帯電され
る。

【０００７】図３中の矢印Ｌは、周知のレーザービーム
スキャナーを用いた画像露光光であり、感光ドラム１の
表面上に潜像を形成する。３は現像器であって、内部に
収容されたトナーを負に帯電させ、現像電極３００に印
加される現像バイアスの作用によって、上記画像露光光
の照射された部分にトナーを付着させて、上記潜像を顕
像化させる。４は感光ドラム１に転写材Ｐを介して接触
している転写手段たる転写ローラで、帯電ローラ２と同
様、感光ドラム１の回転によって従動回転する。転写ロ
ーラ４には正の電圧が印加されており、転写材Ｐの裏面
を正に帯電し、その作用によって感光ドラム１上のトナ
ーを転写材Ｐ上に静電転写させる。

【０００８】トナーの転写された転写材Ｐは、負の電圧
が印加された除電手段たる除電針８の作用によって、裏
面の電荷が除電されることによって感光ドラム１からの
分離を補助されて、感光ドラム１から分離された後、定
着器５によって熱定着されて、画像として出力される。

【０００９】一方、感光ドラム１上の転写残トナーは、
クリーナー６によってクリーニングされ、その後、感光
ドラム１は、前露光装置７によって、表面を除電され
て、再度、帯電−露光−現像−クリーニング−前露光の
画像形成プロセスに供せられる。

【００１０】さらに、潜像形成についてさらに説明する
と、画像信号は２値化処理回路によって、２値化される
かあるいは多値化処理回路によって多値化されるかし
て、前述したレーザービームスキャナーのレーザードラ
イバーへ送られる。ここで、２値化処理回路は、誤差拡
散法等の周知の２値化処理回路であり、多値化処理回路
は、画像信号の大小に比例した時間だけ、レーザーを発
光させる方式の多値化処理回路である。なお、画像信号
は８ビットの信号であり、この画像形成装置の基本解像
度は６００ｄｐｉである。

【００１１】このような画像形成装置を用いて、本発明
者らが実験を行ったところ、２値のデジタル露光を行っ
た場合と、多値のデジタル露光を行った場合とで、除電
針８に印加する除電バイアスを異ならせないと、２値の
デジタル露光を行った場合か、あるいは、多値のデジタ
ル露光を行った場合かのどちらかの場合において、以下
に説明するような不具合が発生してしまうことが判明し
た。

【００１２】以下にまず、除電針８に印加する除電バイ
アスの絶対値を小さく設定したときに、発生する不具合
について説明する。その不具合は、特に高湿環境下にお
いて発生する“転写ボソ抜け”（画像にボソボソ状の転
写抜けが生じる）である。以下に“転写ボソ抜け”の発
生する推定メカニズムを説明する。

【００１３】除電バイアスの絶対値が小さいと感光ドラ
ム１と転写ローラ４とが形成するニップ部下流側（感光
ドラム１回転方向下流側）において、転写材Ｐ裏面の電
荷が十分に除電されないため、特に、高湿環境下におい
て転写材Ｐ裏面の正の電荷が抵抗の低くなった転写材Ｐ
を通り抜けて表面に達し、表面の負に帯電されたトナー
の一部の帯電極性を正に反転させる。正に反転してしま
ったトナーは、負に帯電している感光ドラム１表面に再
転写されてしまって“転写ボソ抜け”が発生してしま
う。

【００１４】この“転写ボソ抜け”は、多値のデジタル
露光を行った場合の方が２値のデジタル露光を行った場
合よりも発生しやすく、多値のデジタル露光を行う場合
には、２値のデジタル露光を行う場合よりも除電針８に
印加する除電バイアスの絶対値を大きくしなければなら
ない。

【００１５】以下にその推定原因を図４および図５を参
照しながら説明する。

【００１６】図４および図５は、多値及び２値のデジタ
ル露光を行った場合の、感光ドラム１上のトナー付着量
分布を示している。なお、画像信号として、８ビットで
４０_HEX の一様信号が入力されたときの例である。

【００１７】図４および図５からわかるように、２値の
デジタル露光を行った場合の方が多値のデジタル露光を
行った場合よりもトナーがかたまって分布している。そ
のために少量のトナーが再転写された場合においても、
２値の方が多値よりもその影響が見立ちにくいと考えら
れ、そのことが多値のデジタル露光を行った場合の方が
２値のデジタル露光を行った場合よりも“転写ボソ抜
け”が発生しやすく、その防止のためには、除電バイア
スの絶対値を大きくしなければならない原因であると推
定される。

【００１８】一方、除電バイアスの絶対値を大きく設定
したときに発生する不具合について説明する。

【００１９】その不具合は、特に高湿環境下において発
生する“定着爆発”（定着ニップ部において、トナーが
爆発したように、転写材搬送方向下流側に飛び散る）で
ある。この“定着爆発”は、熱定着ローラニップ部にお
いて、急激に発生する水蒸気流によってトナーが吹き飛
ばされるために発生すると考えられ、転写材Ｐ裏面の電
荷が少ないほど発生しやすい。したがって、除電バイア
スの絶対値が大きいほど発生しやすい。

【００２０】また、本発明者らの実験によると、２値の
デジタル露光を行った場合の方が、多値のデジタル露光
を行った場合よりも発生しやすい。その原因は２値のデ
ジタル露光を行った場合の方がトナーがかたまって分布
しているため（トナーの高さが高いため）に、水蒸気流
によって、吹き飛ばされやすいからであると推測され
る。

【００２１】以上説明してきたように、除電バイアスの
絶対値を大きく設定すると、２値のデジタル露光を行っ
た際に"定着爆発"が発生してしまい、除電バイアスの絶
対値を小さく設定すると、多値のデジタル露光を行った
際に"転写ボソ抜け"が発生してしまって、２値のデジタ
ル露光を行った際と多値のデジタル露光を行った際とで
同一の除電バイアス設定では"定着爆発"あるいは"転写
ボソ抜け"のどちらかの不具合が２値のデジタル露光を
行った場合か、多値のデジタル露光を行った場合かのど
ちらかの場合において発生してしまうことがある。

【００２２】本出願に係る発明の目的は、潜像形成方式
が異なっても“定着爆発”あるいは“転写ボソ抜け”の
発生を防止し、高品質の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。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本出願に係る発明の目的
を実現する第１の構成は、潜像担持体と、該潜像担持体
上に異なる複数の方式で潜像を形成する潜像形成手段
と、現像手段により該潜像が顕像化された顕像像を転写
材上に転写する転写手段と、該転写材裏面の電荷を除電
し該転写材の前記潜像担持体からの分離を補助する除電
手段と、該除電手段に印加する除電バイアスの値を変更
可能な制御手段と、を有する画像形成装置において、前
記潜像形成手段は、２値のデジタル潜像を形成する方
式、または多値のデジタル潜像を形成する方式で、潜像
を形成可能であり、前記制御手段は、前記２値のデジタ
ル潜像を形成する方式による画像形成時における除電バ
イアスの絶対値よりも、前記多値のデジタル潜像を形成
する方式による画像形成時における除電バイアスの絶対
値の方を、大きくすることを特徴とする画像形成装置に
ある。

【００２４】本出願に係る発明の目的を実現する第２の
構成は、潜像担持体と、該潜像担持体上に異なる複数の
方式で潜像を形成する潜像形成手段と、現像手段により
該潜像が顕像化された顕像像を転写材上に転写する転写
手段と、該転写材裏面の電荷を除電し該転写材の前記潜
像担持体からの分離を補助する除電手段と、該除電手段
に印加する除電バイアスの値を変更可能な制御手段と、
を有する画像形成装置において、前記潜像形成手段は、
２値のデジタル潜像を形成する方式、またはアナログ潜
像を形成する方式で、潜像を形成可能であり、前記制御
手段は、前記２値のデジタル潜像を形成する方式による
画像形成時における除電バイアスの絶対値よりも、前記
アナログ潜像を形成する方式による画像形成時における
除電バイアスの絶対値の方を、大きくすることを特徴と
する画像形成装置にある。

【００２５】本出願に係る発明の目的を実現する第３の
構成は、上記の各構成において、一つの転写材に形成す
る画像領域に対して、複数の前記潜像形成方式を順次選
択することを特徴とする画像形成装置にある。

【００２６】本出願に係る発明の目的を実現する第４の
構成は、上記した第１、第２の構成において、第１の潜
像形成方式による画像形成工程が終了した転写材に対し
て第２の潜像形成方式による画像形成工程を行うことを
特徴とする画像形成装置にある。

【００２７】本出願に係る発明の目的を実現する第５の
構成は、上記の各構成において、前記潜像担持体は帯電
手段によって帯電され、前記転写手段に印加される転写
バイアスのＤＣ成分は、前記帯電手段によって帯電され
る前記潜像担持体の帯電極性とは異なった極性であるこ
とを特徴とする画像形成装置にある。

【００２８】本出願に係る発明の目的を実現する第６の
構成は、上記の各構成において、前記転写手段には、前
記潜像担持体と前記転写材を介して接触する転写部材を
有することを特徴とする画像形成装置にある。

【００２９】本出願に係る発明の目的を実現する第７の
構成は、上記の各構成において、前記転写材上に転写さ
れた顕像像は定着手段によって熱定着されることを特徴
とする画像形成装置にある。

【００３０】上記の各構成によれば、形成される潜像
が、２値のデジタル潜像と多値のデジタル潜像の形成方
式の場合では、多値のデジタル潜像形成方式による画像
形成時における除電バイアスの絶対値の方を大きく、ま
た２値のデジタル潜像とアナログ潜像の形成方式の場合
では、アナログ潜像形成方式による画像形成時における
除電バイアスの絶対値の方を大きく制御するため、上記
いずれの方式で潜像を形成した場合においても、上述し
たような"転写ボソ抜け"及び"定着爆発"という画像不具
合の発生が防止される。

【００３１】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）本実施の形態の画像形成装置の概
略構成は、図４に示す画像形成装置と同様の構成であ
り、このようなデジタル複合機に本発明を適用したもの
である。

【００３２】本実施の形態のデジタル複合機は、プリン
タおよび複写機として使用することが可能で、プリンタ
として用いられる場合には２値のデジタル露光を、複写
機として用いられる場合には多値のデジタル露光を行う
ように設定されており、この切り換えは不図示の制御回
路により切り換え制御される除電電圧切り換えスイッチ
により行われる。

【００３３】上記した制御回路は、標準モードとプリン
ターモードを有し、標準モードでは多値のデジタル露光
が行われる複写機モードが設定され、不図示の除電電圧
値切り換えスイッチが複写機モードに設定される。除電
電圧値切り換えスイッチが複写機モードに切り換えられ
ると、除電電圧（−Ｖ）が高電圧側の第１の電圧（−Ｖ
_c ）の値で一定となるように除電電圧制御回路（不図
示）により制御される。（図１参照） この標準モードにおいてユーザーによってコピーボタン
が押されると、除電電圧が−Ｖ_c の値で一定となるよう
に制御された状態で、多値のデジタル露光に基づいた画
像形成工程によるコピー動作が行われる。

【００３４】一方、不図示のコンピューター等からプリ
ントスタートの信号が入力されると、上記除電電圧値切
り換えスイッチはプリンタモードに切り換えられ、上記
制御回路は除電電圧−Ｖが第２の電圧（−Ｖ_p ：Ｖ_p ＜
Ｖ_c ）の値で一定となるように制御が行なわれ、この状
態で２値のデジタル露光によるプリント動作が行われ
る。そして、プリント動作が終了すると、モードは標準
である複写機モードにもどり、上記除電電圧値切り換え
スイッチは標準モードである複写機モードとなって、待
機状態に入る。

【００３５】本実施の形態における第１の電圧Ｖ_c およ
び第２の電圧Ｖ_p の具体的数値は−Ｖ_c が−３ｋＶ、−
Ｖ_p が−２ｋＶである。

【００３６】以上のように本実施の形態の構成では、２
値のデジタル露光が行われる場合と、多値のデジタル露
光が行われる場合とで、除電電圧値を異ならせ、それぞ
れ最適値にしたことによって、２値潜像および多値潜像
のどちらの場合においても、前述したような“転写ボソ
抜け”、“定着爆発”という画像不具合の発生はなくな
った。

【００３７】（第２の実施の形態）第１の実施の形態で
は、デジタル複合機の使われ方に応じて除電電圧値を異
ならせているので、転写される１枚の転写材に着目する
と、転写領域の全面における除電電圧値は異なっていな
い。しかし本実施の形態は、転写される１枚の転写材内
で除電バイアス値を異ならせるようにしたものである。

【００３８】本第２の実施の形態の画像形成装置の概略
構成は、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略
する。ただし、本実施の形態の画像形成装置はＦＡＸの
出力装置として用いることもできる。また、本実施の形
態の画像形成装置は画像メモリを有しており、ＦＡＸ回
線を通して送られてきた画像を保存することができるよ
うに構成されている。なお、この場合は２値の画像信号
である。

【００３９】また、本実施の形態においては、この画像
メモリに保存されている画像と、複写機として使われる
場合にリーダーとして用いられるスキャナーで読み取っ
た画像とを１枚の転写材上に出力することが可能である
ように構成されている。ただし上記２つの画像をスラス
ト方向（転写材の搬送方向と直交する方向）に並べて出
力することはできない。

【００４０】本実施の形態の画像形成装置において、特
にスキャナーで読み取った画像が写真等である場合に
は、写真等の画像がより高画質に再現されるように用意
されている多値のデジタル潜像、なかでも解像度を６０
０ｄｐｉから３００ｄｐｉに落とした多値のデジタル潜
像を形成する高画質モードを用いた上記写真等の画像
と、上記画像メモリに保存されている２値信号からなる
画像とを、１枚の画像上に混在させることも可能である
ように構成されている。

【００４１】図２に、このような画像の一例を示す。

【００４２】図２に示したような画像において、高画質
モードを用いた画像部分と、画像メモリに保存されてい
た画像部分の２つの画像部分の形成位置は、例えば画像
形成装置に設けられた不図示のエディターによって指定
される。このとき、上記２つの画像部分の間には一定の
距離Ｌ_B が必要となる。本実施の形態における離間距離
Ｌ_B の具体的数値は２０ｍｍである。

【００４３】図２に示したような画像を１枚の転写材上
に出力するために、本実施の形態の画像形成装置の除電
バイアス制御を以下に示す。

【００４４】前記エディターによって指定された上記２
つの画像部分の間の部分に対応する時間に、第１の実施
の形態中で述べた除電電圧値切り換えスイッチを切り換
えて、第１の実施の形態と同様の制御を行うという制御
方式である。

【００４５】このような制御方式によって、１枚の画像
内に２値のデジタル潜像と多値のデジタル潜像とが混在
する場合においても、前述したような画像不具合の発生
することのない良好な画像を得ることができる。

【００４６】（第３の実施の形態）第１及び第２の実施
の形態では、２値及び多値のデジタル露光を行うことが
できるように構成されたデジタル複写機の例について説
明したが、本実施の形態では、アナログ露光と２値のデ
ジタル露光とが行えるように構成された画像形成装置に
本発明を適用した場合の例について説明する。

【００４７】本実施の形態の画像形成装置は、ネガのマ
イクロフィルムを周知の光学系を用いて、感光ドラム上
にアナログ露光を行い、画像を形成した後に、「日付」
や「社外秘」といった文字等を２値のデジタル露光を行
って追加するいわゆるスタンプ機能が付加されている。
本実施の形態の画像形成装置では、まず、ネガのマイク
ロフィルムがアナログ露光され、現像される。

【００４８】一方、転写工程を経た転写材は一旦定着さ
れた後、いわゆる多重パスを通って再度給紙され、再び
転写部位に供せられ、その際２値のデジタル露光が行わ
れた潜像が現像された後のトナー像が転写されて、再び
定着工程を経て画像として出力されるように構成されて
いる。

【００４９】その他の構成は第１の実施の形態と同様で
あるので、説明を省略する。

【００５０】ここで、アナログ露光を行った際の“転写
ボソ抜け”及び“定着爆発”の除電電圧値に対する発生
のメカニズムは、本発明者らの実験によると、多値のデ
ジタル露光を行った際とほぼ同じ結果であったが、多値
のデジタル露光を行った際より若干絶対値の大きい除電
電圧値でも、“転写ボソ抜け”は発生してしまうが、
“定着爆発”に関しては、多値のデジタル露光を行った
場合より、若干絶対値の大きい除電電圧値でも発生しな
かった。

【００５１】すなわち、最適な除電電圧値の絶対値は、
多値のデジタル露光を行った際よりも若干大きいことが
判明した。

【００５２】したがって、本実施の形態においては、ネ
ガのマイクロフィルムのプリントの際の除電電圧は、第
１の実施の形態における複写機モードの除電電圧値（−
Ｖ_c＝−３ｋＶ）よりも若干絶対値の大きい−３．２ｋ
Ｖに設定し、一方、２値のデジタル露光を行うスタンプ
機能の使用の際には、第１の実施の形態におけるプリン
タモードの除電電圧値と同一の−２ｋＶとした。

【００５３】このように構成したことによって、アナロ
グ露光及び２値のデジタル露光を行うことが可能な画像
形成装置においても、第１の実施の形態と同様の効果を
得ることができるようになった。

【００５４】なお、第１〜第３の実施の形態において
は、除電バイアスとして定電圧制御を用いたが、定電流
制御でも本発明は有効である。また、交流成分が重畳さ
れていてもさしつかえない。

【００５５】また、第１〜第３の実施の形態では、レー
ザーと、レーザービームスキャナーを用いてデジタル露
光を行ったが、ＬＥＤアレイ等でも行っても本発明は有
効である。

【００５６】さらに多値化処理については、第１の実施
の形態で説明した方式ではなく、レーザーの光量を変調
する方式のもの等でもよいし、３値化、４値化等の処理
を行うものでもよい。また２値化処理の方式についても
第１の実施の形態で説明した方式に限られるものではな
い。

【００５７】また、２値のデジタル潜像および多値のデ
ジタル潜像およびアナログ潜像が形成可能な画像形成装
置に対しては、３つの方式すべてに対して、除電バイア
スをそれぞれ異ならせなくてもよい。

【００５８】加えて、第１〜第３の実施の形態において
は、感光体を帯電させた後、露光を行って潜像を形成す
る例について説明したが、放電針等を用いて、潜像担持
体上に直接潜像を形成ような方式の画像形成装置に対し
ても本発明は有効である。

【００５９】

【発明の効果】以上設明したように、本発明によれば、
１台の画像形成装置形成される潜像が、２値のデジタル
潜像と多値のデジタル潜像の形成方式の場合では、多値
のデジタル潜像形成方式による画像形成時における除電
バイアスの絶対値の方を大きく、また２値のデジタル潜
像とアナログ潜像の形成方式の場合では、アナログ潜像
形成方式による画像形成時における除電バイアスの絶対
値の方を大きく制御するため、前述したような"転写ボ
ソ抜け"あるいは"定着爆発"といった画像不具合の発生
することのない良好な画像を得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の第１の実施の形態
に係る動作のフローチャートを示した図である。

【図２】本発明による画像形成装置の第２の実施の形態
に係る出力画像の一例を示した図である。

【図３】本発明による画像形成装置の第１の実施の形態
に係る概略構成断面図である。

【図４】解像度とトナーの付着量との関係を示す図であ
る。

【図５】解像度とトナーの付着量との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…感光ドラム ２…帯電ローラ ３…現像器 ４…転写ローラ ５…定着器 ６…クリーナー ７…前露光装置 ８…除電針 ３００…現像電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/14 - 13/16 G03G 15/00 303 G03G 15/14 - 15/16 G03G 21/00 370 - 540

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像担持体と、 該潜像担持体上に異なる複数の方式で潜像を形成する潜
   像形成手段と、現像手段により該潜像が顕像化された顕
   像像を転写材上に転写する転写手段と、 該転写材裏面の電荷を除電し該転写材の前記潜像担持体
   からの分離を補助する除電手段と、該除電手段に印加する除電バイアスの値を変更可能な制
   御手段と、 を有する画像形成装置において、前記潜像形成手段は、２値のデジタル潜像を形成する方
   式、または多値のデジタル潜像を形成する方式で、潜像
   を形成可能であり、 前記制御手段は、前記２値のデジタル潜像を形成する方
   式による画像形成時における除電バイアスの絶対値より
   も、前記多値のデジタル潜像を形成する方式による画像
   形成時における除電バイアスの絶対値の方を、大きくす
   る ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 潜像担持体と、 該潜像担持体上に異なる複数の方式で潜像を形成する潜
   像形成手段と、 現像手段により該潜像が顕像化された顕像像を転写材上
   に転写する転写手段と、 該転写材裏面の電荷を除電し該転写材の前記潜像担持体
   からの分離を補助する除電手段と、 該除電手段に印加する除電バイアスの値を変更可能な制
   御手段と、を有する画像形成装置において、 前記潜像形成手段 は、２値のデジタル潜像を形成する方
   式、またはアナログ潜像を形成する方式で、潜像を形成
   可能であり、 前記制御手段は、前記２値のデジタル潜像を形成する方
   式による画像形成時における除電バイアスの絶対値より
   も、前記アナログ潜像を形成する方式による画像形成時
   における除電バイアスの絶対値の方を、大きくすること
   を特徴とする 画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、一つの転写
   材に形成する画像領 域に対して、複数の前記潜像形成方
   式を順次選択することを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２において、第１の潜像
   形成方式による画像形成工程が終了した転写材に対して
   第２の潜像形成方式による画像形成工程を行うことを特
   徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４において、前
   記潜像担持体は帯電手段によって帯電され、前記転写手
   段に印加される転写バイアスのＤＣ成分は、前記帯電手
   段によって帯電される前記潜像担持体の帯電極性とは異
   なった極性であることを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４または５におい
   て、前記転写手段には、前記潜像担持体と前記転写材を
   介して接触する転写部材を有することを特徴とする画像
   形成装置。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５または６にお
   いて、前記転写材上に転写された顕像像は定着手段によ
   って熱定着されることを特徴とする画像形成装置。