JPH04106568A - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

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JPH04106568A
JPH04106568A JP22385090A JP22385090A JPH04106568A JP H04106568 A JPH04106568 A JP H04106568A JP 22385090 A JP22385090 A JP 22385090A JP 22385090 A JP22385090 A JP 22385090A JP H04106568 A JPH04106568 A JP H04106568A
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JP
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photoreceptor
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image
charge
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JP22385090A
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Inventor
Mayumi Yoshida
真由美 吉田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式を利用する画像形成装置に関し
、特に反転現像を行う画像形成装置に関する。
〔従来の技術〕
電子写真方式を利用する画像形成装置においては、原稿
に対応した静電潜像の電荷がある部分にはトナーを付着
させずに電荷のない部分にトナを付着させる反転現像方
式を採用したものがある。
例えば、セレンあるいは酸化亜鉛等からなる感光体ドラ
ムの表面を暗所でコロナ放電させて一様に帯電し、つぎ
に露光部により光像を感光体ドラムの帯電せる部分に露
光して静電潜像を形成する。
そこで、帯電と同極性のトナーを用い、同極性の現像バ
イアス電圧を印加して現像することにより、光の入射に
より電荷が消滅した部分にのみトナーを付着させ、電荷
の残っている部分にはトナーを付着させない、いわゆる
反転現像が得られる。
しかし、かかる方法で現像した場合、感光体ドラムの表
面に帯電されない部分が存在していると、見かけ上、露
光されて電荷が消滅した部分と同じ状態となってトナー
が付着する。すなわち不必要な箇所にもトナーを付着せ
しめるためトナーが無駄に使われるばかりでなく、装置
内がトナーにより汚されてしまう等の問題がある。
そこで、上述の問題を解決するため実開昭548452
号公報には、現像器の有効幅よりも帯電器の有効幅を広
くして感光体の軸方向(幅方向)の余分なトナー付着を
防止する装置が開示されている。
また、実開昭54−14224号公報および実開昭54
−14225号公報には、現像開始時期および現像器へ
の現像バイアス電圧の印加時期を感光体の被帯電部分が
現像位置に到達するまで遅らせることにより感光体の移
動方向(回転方向)の余分なトナー付着を防止する装置
が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
実開昭54−8452号公報に開示の装置では、感光体
の移動方向(回転方向)の余分なトナー付着を防止する
ことはできない。
また、実開昭54−14224号公報および実開昭54
−14225号公報に開示の装置では、被帯電領域の先
端部分および後端部分では余分なトナー付着あるいは電
荷の付着を防止することは実質的に困難である。つまり
、帯電チャージャの立ち上がり。
立ち下がりの特性のため帯電電位を所定の電位に設定す
るまでに時間、遅れが生じるために被帯電領域の先端部
分および後端部分は、第4図に示すような形となる。こ
のような感光体上の荷電分布に対して現像バイアス電圧
を第4図に示すaのタイミングで印加した場合には、感
光体電位が現像バイアス電位よりもA以上小さい部位す
なわち被帯電領域の先端部分Aaおよび後端部分Aaに
トナが付着し、トナーが無駄に消費され、クリーニング
装置の負荷が増大する。また、bのタイミングで印加し
た場合には、感光体電位が現像バイアス電位よりB以上
大きい領域すなわち感光体の被帯電領域の先端部分Ab
および後端部分Abにキャリアが付着し、場合によって
は感光体面に傷がつき、以後の画像品質を著しく劣化さ
せる。
本発明は、感光体の被帯電領域の少くとも先端部分の帯
電電位の立ち上がり部分(Aa、Ab)にトナーやキャ
リアが付着するのを防止することを目的とする。
〔課題を解決するための手段1〕 本発明の第1態様の画像形成方法では、感光体(9)を
荷電手段(11)により一様に荷電し荷電面を露光手段
(131)により露光し、該露光により生じた静電潜像
を現像器(12)で現像する画像形成において、 前記荷電手段(11)により感光体(9)の荷電電位を
現像器(12)に対向する位置で、現像器(12)の現
像バイアス電圧が立上る前に高増大率で増加を開始し、
現像バイアス電圧が立上る直前から直後の所定幅では所
定低値以下の増大率を維持しその後高い増大率で所定高
値まで増加させる。
なお、カッコ内の記号は、図面に示し後述する実施例の
対応要素を示す。
〔作用1〕 これによれば、感光体(9)の電荷の立上りが階段状に
なって現像バイアスが立上る前後(C−D)で感光体(
9)の電荷が第6図に示すように増大率が極く低くなり
、仮に電荷の立上りタイミングがずれても(遅れても/
進んでも)あるいは現像バイアスの立上りタイミングが
ずれても、すなわち荷電電位の立上りと現像バイアスの
立上りとが相対的にずれる(一方が他方に対して第6図
で右方又は左方にシフトする、あるいは、C−Dの電位
が上下にシフトする)ときでも、現像ノくイアスが第6
図のa〜bの範囲内で立上る限り、先端部分で感光体電
位が現像バイアス電位よりもA以上小さくなることがな
くなり、しかも感光体電位が現像バイアス電位よりもB
以上高くなることがなくなり、先端部分のトナー汚れや
キャリア付着を生じない。
荷電電位を荷電手段(11)自身で階段状にするので、
特に新たな機構要素を設けるとか機構を変更するとかの
必要がない。
〔課題を解決するための手段2〕 本発明の第2態様の画像形成方法では、感光体(9)を
荷電手段(11)により一様に荷電し荷電面を露光手段
(131)により露光し、該露光により生じた静電潜像
を現像器(]2)で現像する画像形成において、 荷電手段(11)により感光体(9)の荷電電位を現像
器(12)に対向する位置で、現像器(]2)の現像ノ
くイアスミ圧が立上る前に高増大率で増加を開始し、現
像バイアス電圧が立上った後に所定高値に維持し、現像
バイアス電圧の立上りの直前から直後の所定幅(C−D
)では露光手段(+31)で感光体(9)を露光して荷
電電位を所定低値以下の増大率に維持する。
〔作用2〕 これによれば、感光体(9)の電荷の立上りが階段状に
なって現像バイアスが立上る前後(C−D)で感光体(
9)の電荷が第6図に示すように増大率が極く低くなり
、仮に電荷の立上りタイミングがずれても(遅れても/
進んでも)あるいは現像バイアスの立上りタイミングが
ずれても、すなわち荷電電位の立上りと現像バイアスの
立上りとが相対的にずれる(一方が他方に対して第6図
で右方又は左方にシフトする、あるいは、C−Dの電位
が上下にシフトする)ときでも、現像バイアスが第6図
のa = bの範囲内で立上る限り、先端部分で感光体
電位が現像バイアス電位よりもA以上小さくなることが
なくなり、しかも感光体電位が現像バイアス電位よりも
B以上高くなることがなくなり、先端部分のトナー汚れ
やキャリア付着を生じない。
荷電電位を露光手段(131)で階段状にするので、特
に新たな機構要素を設けるとか機構を変更するとかの必
要がない。
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の
実施例の説明より明らかになろう。
〔実施例〕 第1図に、本発明を一態様で実施するデジタル複写機の
機構部の構成概要を示し、第2図に第1図の複写機の電
装部の構成概要を示す。
まず、第1図を参照すると、デジタル複写機の機構部は
、主に原稿1の画像を読み取るスキャナユニット1旧と
、記録紙に画像を記録するプリンタユニット103に分
けられる。
原稿1は、プラテン(コンタクトガラス)2の上に置か
れ、露光ランプ3により照明される。原稿1の反射光は
レンズアレイ4を経て、ラインイメージセンサであるC
CD5に入射する。露光ランプ3.レンズアレイ4およ
びCCD5は、図示しないキャリッジに搭載されており
、原稿1の読み取り時にはキャリッジ駆動モータ23に
より右から左へ駆動され、ラブテン2に置かれた原稿1
の全面を走査する。
ここで第2図を参照すると、原稿1の反射光はCCD5
により電気信号に変換され、スキャナユニット101お
よび画像処理ユニット102で必要な処理を施され、プ
リンタユニット103のLD(レーザダイオード)ドラ
イブ回路130に入力される。
LDドライブ回路130はL D 131を付勢し、L
Dからは変調されたレーザ光が出射される。
再度第1図を参照する。L D 131から出射された
レーザ光はポリゴンミラー6で反射されfθレンズ7、
ミラー8を経て、感光体ドラム9に結像照射される。
ポリゴンミラー6は、ポリゴンモータ10の回転軸に固
着されており、ポリゴンモータ10は一定速度で回転し
ポリゴンミラー6を回転駆動する。
ポリゴンミラー6の回転により、レーザ光は感光体ドラ
ム9の回転方向(時計方向)と垂直な方向、すなわちド
ラム軸に沿う方向に走査される。
感光体ドラム9の表面は、図示しない負電圧の高圧発生
装置に接続された帯電チャージャ11により一様に帯電
させられた後、プリンタユニット103から照射される
レーザ光のオン/オフに応じて、そのオン/オフパター
ンに対応する電位分布が形成される。なお、帯電チャー
ジャ11としてはスフロトロンを使用している。また、
レーザ光は書き込むべき画像の走査位置の画素の黒/白
に対応してオン/オフするように変調されているので、
感光体ドラム9上に形成される電位分布は記録する画像
の濃淡分布と一致する。これにより感光体ドラム9の表
面に原稿lの濃淡に応じた静電潜像が形成され、この静
電潜像を現像ユニット12により現像すると、感光体ド
ラム9の表面にトナー像が形成される。
このときの感光体ドラム9の表面電位は地肌部電位(暗
部電位)Vdが約−5oov、画像部電位(明部電位)
Vlが約−50Vに設定されており、現像バイアス電位
v bの約−6(1(IVとの電位差で現像される。し
かし、第4図を示して前述したように帯電電位の立ち上
がりおよび立ち下がり部分(被画像部以外の領域)では
感光体ドラム9の帯電電位と現像バイアス電位vbとの
差が大きくなるため、帯電電位の立上りと現像バイアス
電位vbの立上りのタイミングが相対的にづれると感光
体ドラム9の、画像形成領域の前側の先端部分や後端部
分に、トナーやキャリアかに付着する。
そこでこれを防止するため本実施例では、チャジャ11
の帯電電位を決定するグリッド電圧を段階的に印加し、
帯電電位の立ち上がり、立ち下がり部分を第6図に示す
ように階段状の電位としている。
通常、感光体ドラム9の地肌部電位Vdを−goo v
に帯電させるためにはグリッド電圧を−780Vで印加
するが、本実施例ではグリッド電圧を一380V−−7
110V −−3110Vと段階的に印加する。
一方、カセット16に収納された記録紙17は、給紙コ
ロ18の給紙動作により繰り出され、レジストローラ2
0により所定のタイミングで感光体ドラム9方向に送ら
れる。記録紙17が感光体ドラム9の下部を通過する間
、転写チャージャ13の作用によりトナー像が記録紙1
7に転写され、分離チャージャ14の作用により記録紙
17が感光体ドラム9より剥離される。
剥離された記録紙17は、定着ユニット21に送られ、
そこで転写されていたトナーが記録紙17に固着され、
トナーが固着された記録紙17はトレイ22に排出され
る。
また、転写後も感光体表面に残留したトナーは、クリー
ニングユニット15で除去される。
第2図を参照する。デジタル複写機の電装部は。
主に原稿1を読み取って画像データ信号を出方するスキ
ャナユニット101.画像データ信号を加工する画像処
理ユニット102.画像データ信号に基づいて記録を行
うプリンタユニット103.同期信号を発生して各ユニ
ット相互およびユニット内の各要素間の信号授受のタイ
ミング整合を行う同期制御部105.各穐処理モードの
入力および表示等を行うための操作表示部106.露光
ランプ3や定着ユニット21のヒータ、メインモータM
a、i像モータMb、搬送モータMeおよび給紙モータ
Md等の交流負荷を制御するA/C制御部107および
これらのユニット等を制御するシステム制御ユニット1
04等により構成されている。またシステム制御ユニッ
ト】04は、装置各部に備わる各種センサ109を監視
して各部のソレノイドやモータ等の負荷108を制御す
る。
スキャナユニット101において、CCD5から出力さ
れた信号は、A/D変換回路110により8ビツトのデ
ジタル信号に変換され、シェーディング補正回路111
に入力される。
シェーディング補正回路111は、露光ランプ3の照度
むら、CCD5内部の受光素子の感度むらおよび暗電流
に対する補正等を施す回路である。
また、スキャナユニット1旧は、キャリッジ駆動モータ
23およびモータの回転制御を行うモータ制御回路11
2を有する。
シェーディング補正回路111から出力された画像デー
タ信号は、画像処理ユニット+02のMTF補正回路+
20に入力される。
MTF補正回路+20は、入力された画像データ信号に
フィルタ処理を施す回路で、画像の鮮明度を高めたりノ
イズ除去を行う。
MTF補正回路120から出力される画像データ信号は
、変倍処理回路121に入力される。
変倍処理回路!21は、入力された画像データ信号を主
走査方向(ラインイメージセンサであるCCD5の並び
方向)に拡大/縮小処理する。また、副走査方向(ライ
ンイメージセンサであるCCD5の並びに垂直な方向)
の拡大/縮小は、キャリッジ駆動モータ23の回転速度
を制御することにより行っている。
変倍処理回路121から出力される画像データ信号は、
2値化処理回路122および原稿サイズ検知回路123
に入力される。
2値化処理回路122は、変倍処理回路121から出力
された8ビツトの多値画像データ信号にデイザ処理を施
して、2値の画像データ信号を出力する回路である。ま
た、原稿サイズ検知回路+23は、プラテン2上に置か
れた原稿1と原稿圧板24との濃度差を検出して、原稿
1の大きさを検出する回路である。
2値化処理回路122から出力された画像データ信号は
、プリンタユニット+03のLDドライブ回路130に
入力される。
LDドライブ回路130は、温度等によるレーザ光の出
力変動を補正しながら、画像データ信号に応じてLD1
31を付勢し、変調されたレーザ光をLD+31に出射
させる。
また、システム制御ユニット104は、CPU140、
 ROM141. RAM142およびI10ボート1
43等を備えるマイクロコンピュータであって、この複
写機全体の制御を行う。
第3a図および第3b図に、システム制御ユニット10
4の処理動作を示す。
第3a図より、デジタル複写機(第1図、第2図)の電
源が投入されるとシステム制御ユニット104は、処理
モード等を初期状態に設定する(ステップ1:以下カッ
コ内ではステップという語を省略する)。次に、スター
トスイッチが押下(スタート指示有)されるまで、その
他のキー人力処理やモード設定により設定された入力を
読み込み(2〜4)、スタートスイッチが押下されると
原稿画像の読み取りのスキャンを行い(5)、画像処理
を行う(6)。そして、メインモータMaおよび感光体
モータをオンとしく7)、帯電を施す(8)。次に、現
像モータMbをオンとして帯電が施された部分が感光体
ドラム9の回転により現像位置に到達するタイミングで
現像バイアス電圧を印加する(9)。そして画像処理後
の画像ブタに基づいて感光体ドラム9への書き込みを行
い(10)、その後給紙、転写、定着、排紙等その他の
複写制御を実施する(11)。
次に第3b図に、第3a図に示した「帯電処理」(8)
の内容を示す。
ここでは、先ず帯電電位を決定するグリッド電圧を一3
80■に印加しく21)、帯電開始から感光体ドラム9
の回転に同期したタイミングパルス数をカウントする内
部カウンタをスタートさせる(22)。カウント値Np
がNa(第6図の点り被帯電領域の先端部分であり、−
380Vのグリッド電圧印加により帯電電位が安定し所
定時間経過した位置)以上となると(23)、グリッド
電圧を一780vに印加する(24)。そして、カウン
ト値NpがNb(第6図の点F:被帯電領域の後端部分
であり、画像形成領域の帯電終了後所定時間経過した位
置)以上となると(25)、グリッド電圧を再度−38
0vに印加する(26)。そして、カウント値NpがN
c(第6図の点G:被帯電領域の後端部分であり、−3
80Vのグリッド電圧印加により帯電電位が安定し所定
時間経過した位置)以上となると(27)、グリッド電
圧をオフにする(28)。なお、ここではNc=Na十
Nbとした。
これにより、第6図に示すように帯電電位の立ち上がり
および立ち下がりの部分で階段状の電位となるので、荷
電電位の立上り/立下りあるいは現像バイアス電圧vb
の印加タイミングが多少ずれた場合でも、従来のように
感光体ドラム9表面の、先端部分や後端部分にトナーが
付着したりキャリアが付着したりすることはない。
なお、タイミングパルス数を内部カウンタで測定したが
タイマを使用して測定してもよい。
次に本発明の第2実施例を説明する。第1実施例ではチ
ャージャ11のグリッド電圧を段階的に変更することに
よって第6図に示すような帯電電位としたが、第2実施
例ではレーザ光を照射することによって第6図に示すよ
うな帯電電位とする。
第2実施例では、上述の第1実施例の第3a図および第
3b図に示すシステム制御ユニット104の処理動作が
第5a図および第5b図に示すものに変更されている。
その他、第2実施例を組み込んだデジタル複写機の機構
部および電装部の構成概要は第1実施例と同様である。
この第2実施例の処理を第5a図および第5b図を参照
して説明する。
第5a図より、デジタル複写機(第1図、第2図)の電
源が投入されるとシステム制御ユニット104は、処理
モード等を初期状態に設定する(ステップ1a:以下カ
ッコ内ではステップという語を省略する)。次に、スタ
ートスイッチが押下(スタート指示有)されるまで、そ
の他のキー人力処理やモード設定により設定された入力
を読み込み(2a〜4a)、スタートスイッチが押下さ
れると原稿画像の読み取りのスキャンを行い(5a)1
画像処理を行う(6a)。そして、メインモータMaお
よび感光体モータをオンとしく7a)、帯電を施す(8
a)。なお、この帯電処理は従来と同様な、通常の帯電
処理であり第1実施例の第3b図で示したものとは異な
り、グリッド電圧を最初から一800vとする。
次に、被帯電領域の先端部分および後端部分の帯電電位
を第6図に示すように階段状とするようにレーザ光を照
射して照射部分の電位を下げるという露光処理を行い(
8b)、現像モータMbをオンとして帯電が施された部
分が感光体ドラム90回転により現像位置に到達するタ
イミングで現像バイアス電圧を印加する(9a)。そし
て画像処理後の画像データに基づいて感光体ドラム9へ
の書き込みを行い(10a)、その後給紙、転写定着、
排紙等その他の複写制御を実施する(I la)。
次に第5b図に、第5a図に示した「露光処理」(8b
)の内容を示す。
ここでは、内部カウンタによって予め帯電開始からカウ
ントされたタイミングパルス数NqがNd(第6図の点
Cの位置が、レーザ光により照射される位置に到達)以
上になると(31)、レーザにより露光しく32)、タ
イミングパルス数NqがNe(第6図の点りの位置が、
レーザ光により照射される位置に到達)以上になると(
33)、レーザ光による露光をオフとする(34)。こ
れにより第6図に示すようにCD間が、一定の低電位と
なり被帯電領域の先端部分が階段状となる。
次に、タイミングパルス数NqがNf(第6図の点Fの
位置が、レーザ光により照射される位置に到達)以上に
なると(35)、再度レーザ光による露光をして(36
)、タイミングパルス数NqがNg(第6図の点Gの位
置が、レーザ光により照射される位置に到達)以上にな
ると(37)、レーザ光による露光をオフとする(38
)。これにより第6図に示すようにFC間が所定高電位
となり荷電電位が階段状となる。なお、ここではN g
 −N f = N e −N dとして被帯電領域の
先端部分と後端部分におけるレーザ光の照射時間を等し
くした。また、この場合にレーザ光を照射するLDは、
原稿画像に対応した画像情報を感光体ドラム9に書き込
むLD131と兼用している。
これにより、第1実施例と同様に第6図に示すように帯
電電位の立ち上がり、および立ち下がりの部分が階段状
の電位となる。
〔発明の効果〕
以上の通り本発明によれば、感光体(9)上に形成され
た被荷電領域の先端部分の荷電電位を、荷電手段(1]
)又は露光手段(131)により低値に維持して感光体
(9)の荷電電位分布を階段状としたので、現像バイア
ス電圧を印加するタイミングが多少ずれても、あるいは
荷電手段による荷電開始りイミング又は荷電立上りが多
少ずれても、感光体(9)の被荷電領域の先端部分にト
ナーやキャリアが付着することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を組み込んだデジタル複写
機の、機構部の構成概要を示す断面図である。 第2図は、第1図に示した複写機の電装部の構成概要を
示すブロック図である。 第3a図および第3b図は、第1実施例のシステム制御
ユニット104の処理動作を示すフローチャートである
。 第4図は、従来の、感光体表面の荷電電位分布と現像バ
イアス電圧印加タイミングとの関係を示すグラフである
。 第5a図および第5b図は、第2実施例のシステム制御
ユニット】04の処理動作を示すフローチャートである
。 第6図は、本発明の実施例による、感光体表面グとの関
係を示すグラフである。 1:原稿      2′プラテン 3露光ランプ4゛
レンズアレイ  5:CCD   6:ポリゴンミラ7
:fθレンズ   8:ミラー 9:感光体ドラム(感光体)lO:ポリゴンモータ11
:帯電チャージャ(荷電手段)12:現像ユニット(現
像器)13:転写チャージャ       】4゛分離
チャージャ15:クリーニングユニット    16°
カセット17:記録紙         18,19:
給紙コロ20ニレジストローラ      2C定着ユ
ニット22ニドレイ     23:キャリッジ駆動モ
ータ24:原稿圧板   10】:スキャナユニット1
02画像処理ユニット 103:プリンタユニット     104ニジステム
制御ユニツト105同期制御部        106
:操作表示部107:A/C制御部       13
1:LD(露光手段)の荷電電位分布と現像バイアス電
圧印加タイミン第3a図 第3b図 第5a図 第5b図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)感光体を荷電手段により一様に荷電し荷電面を露
    光手段により露光し、該露光により生じた静電潜像を現
    像器で現像する画像形成において、前記荷電手段により
    感光体の荷電電位を現像器に対向する位置で、現像器の
    現像バイアス電圧が立上る前に高増大率で増加を開始し
    、現像バイアス電圧の立上りの直前から直後の所定幅で
    は所定低値以下の増大率を維持しその後高い増大率で所
    定高値まで増加させることを特徴とする画像形成方法。
  2. (2)前記荷電手段は、スコロトロンでありグリッド電
    圧の変化により荷電量を変化させることを特徴とする前
    記特許請求の範囲第(1)項記載の画像形成方法。
  3. (3)感光体を荷電手段により一様に荷電し荷電面を露
    光手段により露光し、該露光により生じた静電潜像を現
    像器で現像する画像形成において、前記荷電手段により
    感光体の荷電電位を現像器に対向する位置で、現像器の
    現像バイアス電圧が立上る前に高増大率で増加を開始し
    、現像バイアス電圧が立上った後に所定高値に維持し、
    現像バイアス電圧の立上りの直前から直後の所定幅では
    前記露光手段で感光体を露光して荷電電位を所定低値以
    下の増大率に維持することを特徴とする画像形成方法。
  4. (4)前記露光手段は、原稿画像に対応したレーザ光を
    出射するレーザダイオードであり、現像器はトナーとキ
    ャリアからなる乾式2成分現像剤で静電潜像を反転現像
    する、前記特許請求の範囲第(1)項、第(2)項又は
    第(3)項記載の画像形成方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6128449A (en) * 1997-10-03 2000-10-03 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus and method for controlling charging and developing bias voltage
JP2012123186A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置

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