JPH032305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像形成装置に関し、特にスリツト
露光を行う潜像形成手段と、ドツト露光を行う潜
像形成手段によつて像形成体面に形成した潜像を
現像手段によつて電界下で現像する画像形成装置
に関する。 〔従来技術〕 従来、スリツト露光装置とレーザスポツト露光
装置とを備え、それらによつて像形成体の感光体
表面に形成した静電潜像をそれぞれ同じバイアス
電圧が印加された同じ現像手段で現像する画像形
成装置は知られている。このような画像形成装置
は、スリツト露光装置を用いる複写機の機能も、
レーザスポツト露光装置を用いるプリンタの機能
も満足させる以外に、像形成体上でスリツト露光
装置を用いたトナー像とレーザスポツト露光装置
を用いたトナー像の重ね合わせを行つて複合画像
を形成することもできる。また、この場合、現像
手段にそれぞれ異なる２色のトナーを用いると、
スリツト露光装置による画像とレーザスポツト露
光による画像の色を変えることもできると云う多
機能を発揮する。 ところで、原稿の画像をほゞそのまゝ像形成形
面に投影するスリツト露光装置のようなアナログ
的潜像形成手段は、原理的に連続階調の潜像を形
成するものであつて、その潜像の現像には連続階
調をよく再現することが望まれる。それに対し
て、デジタル電気信号等で駆動されてスポツト露
光を像形成体面に照射するレーザスポツト露光装
置のようなデジタル的潜像形成手段は、一般に２
値階調を含む離散的階調のドツト構成潜像を形成
するものであつて、その潜像の現像にはドツトが
高濃度に現像されることが望まれ、通常、中間調
再現性は要求されない。すなわち、潜像の連続階
調性が離散的階調性か等の種類によつて画質に要
求される条件が異なり、現像の状況すなわち、現
像特性が異なることを要求される。 しかるに、前述のような従来の画像形成装置
は、潜像の種類が異なつても同一の現像条件で現
像するようなものであるため、階調性を良好に再
現しようとすれば、デジタル的な手段で形成され
た潜像の現像はドツトが小径化して線の切れ目や
段差等の目立つ不十分な画像濃度を与えるように
なり、逆に画像濃度が高くなるようにしてデジタ
ル的な手段で形成した潜像によつても鮮鋭な線画
が得られるようにすれば、アナログ的な手段で形
成された潜像の現像は階調性が悪く、硬い印象を
与えるようになると云う問題があり、それぞれ潜
像の種類に適合した現像条件で現像することが容
易には行い得ないものであつた。 〔発明の目的〕 本発明は、異なる種類の潜像が形成される画像
形成装置の上述の欠点を解消するためになされた
ものであり、連続階調の潜像に対しては階調性を
良好に再現し、離散的階調の潜像に対しては高コ
ントラスト画像の得られる現像が容易に行われる
ようになり、したがつて、常に潜像種類の特徴を
発揮した記録画像が得られる画像形成装置を提供
するものである。 〔発明の構成〕 本発明は、スリツト露光を行う第１潜像形成手
段と、ドツト露光を行う第２潜像形成手段と、ト
ナーとキヤリアからなる二成分現像剤を収納し交
流成分を有する現像バイアスが印加される現像手
段とを有し、前記第２潜像形成手段によつて潜像
が形成された場合には、前記第１潜像形成手段に
よつて潜像が形成された場合に比して、前記現像
手段に印加される現像バイアスの交流成分の振幅
を大きくすることまたは周波数を小さくすること
を特徴とする画像形成装置にあり、この構成によ
つて上記目的を達成したものである。 以下、本発明を図面に基いて説明する。 第１図乃至第３図はそれぞれ本発明画像形成装
置の例を示す概要構成側面図、第４図は現像装置
の例を示す部分断面図、第５図は電圧の交流成分
の振幅を変えた場合の現像特性の変化の様子を示
すグラフ、第６図は電圧の交流成分の周波数を変
えた場合の現像特性の変化の様子を示すグラフで
ある。 第１図乃至第３図の画像形成装置はいずれも、
原稿台１上の原稿０を走査投影する露光ランプ
２、ミラー３，４およびレンズ５等から成るスリ
ツト露光装置と、画像信号を出力する画像データ
出力装置６とレーザ、音響光学変調装置、回転多
面鏡等を含み画像データ出力装置６の出力信号に
基づいてレーザ光をスポツト分布として照射する
レーザ書き込み装置７とから成るレーザスポツト
露光装置とを備え、像形成体８が矢印方向に回転
し、帯電器９により感光体層から成る表面を一様
に帯電され、その帯電面にスリツト露光装置かレ
ーザスポツト露光装置による露光が行われて静電
潜像を形成されるものである。 そして、第１図及び第２図の画像形成装置は、
像形成体８の表面に形成された静電潜像が詳細を
第４図に示したような現像装置１０によつて電界
下でトナー像に現像され、そのトナー像が像形成
体８の回転と同期して表面に接するように送られ
て来る記録紙Ｐに転写器１１によつて転写され、
転写された記録紙Ｐは分離器１２によつて像形成
体８の表面から分離され、熱ローラ定着装置１３
によつてトナー像を定着されて機外に排出される
ようになり、トナー像を転写した像形成体８の表
面は除電器１４によつて除電され、クリーニング
装置１５によつて残留トナーが除かれて、再び次
の像形成工程が繰返されるようになるものであ
る。 第２図の画像形成装置は、現像装置１０と転写
器１１の間にトナー像の記録紙Ｐへの転写を容易
にするための転写前帯電器１６が設けられている
点が第１図の画像形成装置と異なる。 これら第１図及び第２図の画像形成装置は、現
像装置１０の現像剤が一種類のトナーを含む現像
剤であれば、いずれの露光装置によつて形成され
た静電潜像も同じ色のトナー像に現像されるが、
帯電特性が正負に分れる色違いの二種類のトナー
を混合した現像剤を用いると、例えばスリツト露
光装置によつて形成された静電潜像を一方のトナ
ーで正規現像し、レーザスポツト露光装置によつ
て形成された静電潜像を他方のトナーで反転現像
することにより別々に色違いに記録画像を得るこ
とができるし、また、異なる色のトナー像を像形
成体８上で重ね合わせて２色画像の記録を行うこ
ともできる。このトナー像の重ね合わせは、先に
一方の色トナー像を形成したら、記録紙Ｐに転写
することなく、したがつて転写前帯電器１６や転
写器１１、分離器１２およびクリーニング装置１
５を作動することなく、再び同じ像形成体８の表
面に他方の露光装置による静電潜像の形成とその
現像とを行うことによつてなされる。この場合、
除電器１４も同様に不作動としてもよい。そし
て、除電器１４を不作動にした場合、先り静電潜
像の形成がレーザスポツト露光装置によるとき
は、帯電器９による帯電を省略してスリツト露光
装置で重ねて静電潜像を形成することもできる。 第３図の画像形成装置は、第４図に示したよう
な現像装置１０ａ，１０ｂが設けられていて、例
えばスリツト露光装置による静電潜像が現像装置
１０ａによつて現像され、レーザスポツト露光装
置による静電潜像が現像装置１０ｂによつて現像
されるようなものであることが第２図の画像形成
装置と異なる。現像装置１０ａ，１０ｂには互い
に色の異なるトナーを用いてもよい。この場合、
前述のようなトナー像の重ね合わせを行なうこと
も可能であり、さらに、現像装置１０ａ，１０ｂ
の両方に、第１図、第２図の画像形成装置につい
て述べた現像装置１０におけると同様、帯電特性
の異なる二種類の色違いトナーを混合した現像剤
を用い、いずれの露光装置による静電潜像もそれ
らトナーによつて異なる色のトナー像に現像し得
るようにしたときは、第３図の画像形成装置で４
色の記録画像を得ることもできる。 本発明は、以上のような画像形成装置におい
て、現像装置１０または１０ａ，１０ｂがスリツ
ト露光装置によつて形成された静電潜像を現像す
るときと、レーザスポツト露光装置によつて形成
された静電潜像を現像するときとでは、中央処理
装置CPUやメモリROMとRAMおよび入出力装
置Ｉ／Ｏ等から成るマイクロコンピユータを含む
画像形成装置の制御装置１７がバイアス電源１８
の出力の切換えを行つて、バイアス電圧の条件を
変えるようにしている。すなわち、制御装置１７
は、バイアス電源１８を制御して、スリツト露光
装置による静電潜像の現像は階調性の良好な画像
が得られる電界下で行われるようにし、レーザス
ポツト露光装置による静電潜像の現像はコントラ
ストの高い画像が得られるバイアス電界条件下で
行われるようにする。それによつて常に、潜像の
種類に対して最良の画像再現がなされ、それぞれ
の優れた記録画像またはそれらの重ね合わせから
成る記録画像を得ることができる。 この点を第４図と第５図及び第６図によつてさ
らに説明する。 第４図の現像装置は、アルミニウムやステンレ
ス鋼のような非磁性材料から成る現像スリーブ１
０１にバイアス電源１８によつてバイアス電圧を
印加して基体部を接地されている像形成体８との
間の現像域Ａに電界を生ぜしめ、現像スリーブ１
０１の内部には表面に複数のＮ，Ｓ磁極を有する
磁石体１０２が設けられていて、現像スリーブ１
０１が静止または左回転し、磁石体１０２が右回
転または静止して、磁石体１０２の磁力によつて
現像剤溜り１０３から現像スリーブ１０１の表面
に吸着された現像剤が上記一方の回転または両方
の回転によつて反時計方向に移動するようにな
り、そして層厚規制ブレード１０４によつて層厚
を規制された現像剤層を形成し、その現像剤層が
バイアス電界の生じている現像域Ａで像形成体８
の静電潜像を現像するものである。なお、現像域
を通過した残りの現像剤層はクリーニングブレー
ド１０５により現像スリーブ１０１の表面から除
かれて現像剤溜り１０３に還元され、現像剤溜り
１０３の現像剤は撹拌翼１０６によつて撹拌され
てトナーホツパー１０７からトナー補給ローラ１
０８により補給されて来るトナーと均一に混合さ
れる。 現像時にバイアス電源１８が現像スリーブ１０
１に印加するバイアス電圧は、一般に、像形成体
８の非画像部にトナーが付着するかぶりを防止
し、または現像濃度を調整するための直流成分
と、現像濃度と階調性に影響を及ぼす交流成分を
有するものであるが、このバイアス電圧を変化す
ると、同じ像形成体８の表面電位V_Sに対しても
現像特性は第５図及び第６図に見るように変化す
る。 第５図及び第６図は、以下のような条件におけ
る実験結果である。すなわち、像形成体８は表面
にSe感光体層を有し、直径が120mmで、矢印方向
に120mm／secの表面速度で回転して帯電器９によ
り＋600Vに帯電され、その帯電面にスリツト露
光装置によつて表面電位V_Sの静電潜像が形成さ
れる。現像装置１０には非磁性トナーと磁性キヤ
リヤから成る二成分現像剤を用い、トナーはキヤ
リヤとの摩擦により負に帯電する。現像装置１０
は直径30mmの現像スリーブ１０１を像形成体８と
の表面間隙が0.7mmすなわち700μｍであるように
設定し、そして現像スリーブ１０１を120mm／sec
の周速で左回転させ、磁石体１０２を600rpmで
右回転させる。その結果、現像スリーブ１０１の
表面に層厚0.5mmの現像剤層が形成され、それに
より表面電位V_Sの静電潜像が現像される。第５
図及び第６図の横軸は表面電位V_Sとバイアス電
圧の直流成分Vdcとの差、縦軸は記録画像濃度す
なわち現像濃度を示しており、第５図の，，
はバイアス電圧の交流成分の周波数を1kHzと
して振幅すわち中央値からピークまでの幅をそれ
ぞれ0kV、1kV、2kVに変化したときの濃度曲
線、第６図の，，はバイアス電圧の交流成
分の振幅を1kVとして周波数をそれぞれ700Hz、
2kHz、4kHzに変化したときの濃度曲線を示して
いる。 この第５図から明らかなように、バイアス電圧
の交流成分の振幅を大きくすれば、高画像濃度が
得られるが、階調性はγが大となつて硬調にな
り、逆に振幅を小さくすれば画像濃度は低下する
が階調性はγが小さくなつて良好となる。また、
第６図から明らかなように、バイアス電圧の交流
成分の周波数を小さくすれば、高画像濃度が得ら
れるが、階調性はγが大きくなる傾向があり、逆
に周波数を大きくすれば、画像濃度は低下する
が、階調性はγが小さくなつて再現性が良好にな
る。 本発明者らは、以上の実験結果から、スリツト
露光装置による静電潜像のように連続的な階調性
を有する潜像の現像に対しては、階調再現性に優
れたバイアス電圧の交流成分の振幅を小さくし
た、または周波数を大きくした、あるいはその両
方を採用した現像条件が適しており、レーザスポ
ツト露光装置による静電潜像のように２値階調性
の潜像の現像に対しては、振幅や周波数を上記と
は逆に変えたようなバイアス電圧による現像条件
が適していると云う結論に達し、本発明を完成し
たものである。 すなわち、第１図乃至第３図の本発明画像形成
装置は、静電潜像の形成をスリツト露光装置を用
いて行う場合は、制御装置１７がバイアス電源１
８を制御して、現像スリーブ１０１に振幅の小さ
いまたは周波数の大きいあるいはその両方を満足
する交流成分を有するバイアス電圧を印加するよ
うにし、静電潜像の形成をレーザスポツト露光装
置を用いて行う場合は、制御装置１７がレーザ書
き込み装置７を駆動すると共にバイアス電源１８
を制御して、現像スリーブ１０１に振幅や周波数
が上記と逆に変化した交流成分を有するバイアス
電圧を印加するようにしている。したがつて、本
発明の画像形成装置においては、容易に潜像の種
類に適合して最良の再現が行われた記録画像を得
ることができる。 本発明の画像形成装置においては、現像装置１
０，１０ａ，１０ｂに第５図、第６図について述
べたようなトナーとキヤリヤの混合から成る二成
分現像剤を用いることが好ましい。また、現像ス
リーブ１０１上の現像剤層を像形成体８の表面に
接触させない非接触現像条件によることが好まし
いが、それに限られるものではない。また、本発
明は、連続階調性の潜像形成手段が透過光による
ものである場合は勿論のこと、フラツシユ露光に
よるものであつても適用し得るし、離散的階調性
を有する潜像の形成手段がマルチスタイラス電極
等により電荷を注入して直接潜像を形成するよう
なものにも適用し得る。 次に本発明の具体的実施例について述べる。 実施例 １ 第１図の画像形成装置を用いた。この画像形成
装置の像形成体８や現像装置１０の現像スリーブ
１０１における現像剤層の形成条件等は下記条件
を別にして第５図、第６図について述べたと同じ
条件であり、レーザ書き込み装置７は、制御装置
１７からの制御信号により画像データ出力装置６
の画像信号を入力して、He−Neレーザの光を音
響光学変調装置及び回転多面鏡を介して12ドツ
ト／mmのスポツト密度で像形成体８の表面に入射
し、静電潜像を形成するものである。 スリツト露光装置によつて形成した静電潜像と
レーザスポツト露光装置によつて形成した静電潜
像は、それぞれ現像装置１０の現像スリーブ１０
１に第１表に示したバイアス電圧を印加して現像
し、記録紙Ｐに転写定着した。

【表】 以上によつて得られた記録画像は、第１表のNo.
１〜３のいずれの場合も、スリツト露光を用いた
ものは階調性よく再現され、レーザスポツト露光
を用いたものは十分な濃度で切れ目や段差の目立
たない線画として明瞭なものであつた。 実施例 ２ 第２図の画像形成装置を用いた。現像装置１０
に負に摩擦帯電する黒色トナーと正に摩擦帯電す
る赤色トナーが磁性キヤリヤと混合した現像剤を
用いたが、像形成体８や現像装置１０の現像スリ
ーブ１０１における現像剤層の形成条件等は実施
例１と同じ条件である。そして、先にスリツト露
光による静電潜像を正規現像で黒色トナー像に現
像し、転写やクリーニングは行わずに、除電器１
４によつて除電のみを行い、再び像形成体８の面
を帯電器９で先の帯電と同じ600Vに帯電してレ
ーザスポツト露光により静電潜像を形成し、それ
を反転現像で赤色トナー像に現像して重ね合わせ
像を得、その重ね合わせ像を転写前帯電器１６で
負に帯電させてから記録紙に転写して定着記録し
た。この２回の現像における各バイアス電圧は第
２表の通りとした。

【表】 以上の条件で記録された２色画像は、No.１〜３
のいずれの場合も原稿０は黒トナーで階調性よく
再現され、画像データ出力装置６の出力画像デー
タは赤トナーにより十分な濃度で切れ目や段差の
目立たない線画として重ね合わされて、混色のな
い鮮明な２色画像であつた。 なお、本実施例では、正帯電の赤トナーと負帯
電の黒トナーを用いたが、色の組み合わせは任意
に変えることができ、同じ色を用いてもよいこと
勿論である。本実施例で、２種類のトナーのう
ち、少なくとも一方に磁性体を含有したものを用
いると、かぶりの発生防止に効果がある。そし
て、本実施例において、現像の順序はいずれも先
にしてもよいが、混色を効果的に防ぐためには反
転現像を後に行うようにすることが好ましい。 実施例 ３ 第３図の画像記録装置を用いた。 現像装置１０ａには磁性キヤリヤと負に摩擦帯
電する黒色トナーの混合から成る現像剤を用い、
現像装置１０ｂには同じく磁性キヤリヤと正に摩
擦帯電する赤色トナーの混合から成る現像剤を用
いた。そして、実施例２の条件と異なる点は、像
形成体８をいずれの露光によつて静電像を形成す
る場合も帯電器９により400Vに帯電するように
したこと、およびスリツト露光による静電潜像は
現像装置１０ａによつて現像し、レーザスポツト
露光による静電潜像は現像装置１０ｂによつて現
像するようにしたこと、それぞれによる現像時に
第３表に示したバイアス電圧を印加したことであ
り、他の条件は実施例２と同じである。

〔発明の効果〕

本発明の画像形成装置によれば、常に潜像の種
類に対して最良の画像再現がなされ、それぞれの
優れた記録画像またはそれらの重ね合わせから成
る記録画像を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれ本発明画像形成装
置の例を示す概要構成側面図、第４図は現像装置
の例を示す部分断面図、第５図はバイアス電圧の
交流成分の振幅を変えた場合の現像特性の変化の
様子を示すグラフ、第６図はバイアス電圧の交流
成分の周波数を変えた場合の現像特性の変化の様
子を示すグラフである。 １……原稿台、２……露光ランプ、３，４……
ミラー、５……レンズ、６……画像データ出力装
置、７……レーザ書き込み装置、８……像形成
体、９……帯電器、１０，１０ａ，１０ｂ……現
像装置、１７……制御装置、１８……バイアス電
源、１０１……現像スリーブ、１０２……磁石
体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スリツト露光を行う第１潜像形成手段と、ド
   ツト露光を行う第２潜像形成手段と、トナーとキ
   ヤリアからなる二成分現像剤を収納し交流成分を
   有する現像バイアスが印加される現像手段とを有
   し、前記第２潜像形成手段によつて潜像が形成さ
   れた場合には、前記第１潜像形成手段によつて潜
   像が形成された場合に比して、前記現像手段に印
   加される現像バイアスの交流成分の振幅を大きく
   することまたは周波数を小さくすることを特徴と
   する画像形成装置。