JPH0664376B2 - 輪郭画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真による画像形成法の一つとしての輪
郭画像形成方法、特に原稿画像の輪郭内周部に対応する
輪郭画像を形成する方法に関する。

従来技術とその問題点 一般に、画像中において、輪郭線は情報の多い部分であ
ると同時に、画像の特徴を十分に表わすものであり、画
像における重要な役割りを果たしている。さらに、輪郭
線を描出し２値図形化された画像は、通常の濃淡画像に
比べ、画像の識別，決定，伝送等種々の処理において極
めて取扱いやすく、輪郭線を描出し画像を２値図形化す
ることは、画像のパターン認識，像の修正，強調，帯域
幅圧縮等の点に関して極めて有効である。また、例え
ば、２回の複写を繰り返して黒パターンの周囲にカラー
の輪郭線を付けて目立ちやすくしたり、一つのパターン
を色違いに塗り分けて着色の異なったパターンを作成す
るため、いわゆる塗り絵的なパターンを用意する場合に
も有用である。

ところで、従来、この種の輪郭画像形成方法としては、
既に本出願人にて、導電性トナーにより静電潜像を現像
する型式の一成分系トナー現像法において、被現像部材
の表面電位の最大値と最小値との中間の電位を有し、か
つ静電潜像電荷と逆極性の直流バイアスを被現像部材と
導電性トナー担体との間に印加することによって、被現
像部材上の静電潜像の輪郭線を描出せしめることを特徴
とする方法を提案した（特開昭５１−１３４６３５号公
報参照）。

しかしながら、この方法では静電潜像として形成された
輪郭はネガ画像であり、導電性トナーは静電潜像担体表
面の電位差に基づいて電位差の大きい部分、即ち輪郭線
以外の部分に付着することとなるため、現像された画像
はネガ画像としてのみ得られる。通常、要求される輪郭
画像はポジ画像（黒色像）であるため、ポジ画像とする
ためにはこの方法で得られたネガの輪郭線画像を反転現
像にて再度複写し直さなければならないという問題点を
有している。

問題点を解決するための手段 以上の問題点を有するため、本発明に係る輪郭画像形成
方法は、 (i)静電潜像担体表面に一定電位の電荷を付与する第１
の帯電工程と、 (ii)前記第１の帯電工程を経た静電潜像担体表面にポジ
画像を露光する露光工程と、 (iii)前記露光工程を経た静電潜像担体表面にスコロト
ロン・チャージャにより、前記第１の帯電工程と逆極性
の電荷を、グリッドに露光工程にて形成された静電潜像
画像部の表面電位より十分に低いかつ第１の帯電工程と
同極性の電圧を印加しつつ、付与する第２の帯電工程
と、 (iv)前記第２の帯電工程を経て形成された静電潜像を、
前記第１の帯電工程と逆極性の荷電トナーにて正規現像
する現像工程と、 からなることを特徴とする。

作用 即ち、第１の帯電工程で一定電位の電荷を付与された静
電潜像担体表面にポジ画像を露光（第３図中(a)参照）
した後、第２の帯電工程でスコロトロン・チャージャに
て第１の帯電工程と逆極性の電荷を付与する。このと
き、グリッドに露光工程で形成された静電潜像画像部の
表面電位より十分に低いかつ第１の帯電工程と同極性の
電圧が印加される。これにて、静電潜像画像部の表面電
位が輪郭部を残してほぼグリッド電圧付近まで低下する
（第３図中(b)参照）。

次に、第１の帯電工程と逆極性の荷電トナーにて前記第
２の帯電工程を経て形成された静電潜像を正規現像す
る。これにて、高電位として残された静電潜像画像部の
輪郭部に荷電トナーが付着し、輪郭画像がポジ画像とし
て現像される。

実施例 以下、本発明に係る輪郭画像形成方法の一実施例につい
て説明する。

第１図は本発明を実施するための電子写真複写機の概略
を示し、感光体ドラム(1)は外周面に光導電層を有する
周知のもので、矢印(a)方向に回転駆動可能であり、そ
の周囲には以下に説明する部材，装置が配設されてい
る。

帯電チャージャ(2)は、感光体ドラム(1)の表面に一定電
位の電荷を付与する第１の帯電をなすためのもので、チ
ャージワイヤには電源(21)が接続されている。

露光装置(3)は、周知のトリット露光方式にて感光体ド
ラム(1)の表面に原稿画像に対応した静電潜像を形成す
るためのもので、露光ランプ，ミラー，レンズ等にて構
成されている。

スコロトロン・チャージャ(4)は、前記露光装置(3)にて
静電潜像を形成された感光体ドラム(1)の表面に第２の
帯電を行うためのもので、チャージワイヤには電源(41)
が接続され、グリッド(42)には電源(43)が接続されてい
る。チャージワイヤには電源(41)から前記帯電チャージ
ャ(2)と逆極性の電圧が印加され、グリッド(42)には電
源(43)から静電潜像画像部の表面電位より十分に低いか
つ帯電チャージャ(2)と同極性の電圧が印加される様に
なっている。なお、グリッド(42)に印加される電圧は、
静電潜像非画像部の表面電位よりも高いことが必要であ
る。

現像装置(5)は、周部にＮ極，Ｓ極を着磁したマグネッ
トローラ(52)を内蔵した現像スリーブ(51)を備えた磁気
刷子方式による周知のもので、現像電極としても機能す
る現像スリーブ(51)には現像バイアス用の電源(53)が接
続されている。現像剤は、磁性キャリアと絶縁性トナー
との混合物からなり、摩擦帯電により互いに逆極性に帯
電され、絶縁性トナーは前記帯電チャージャ(2)の極性
と逆極性に帯電する。ここで、絶縁性トナーが磁性を有
していない場合、現像スリーブ(51)には電源(53)から前
記グリッド電圧よりも若干高いかつ帯電チャージャ(2)
と同極性の現像バイアスが印加される様になっている。

絶縁性トナーは磁性を有していても良いし、現像スリー
ブ(51)には第２の帯電工程にて低下した静電潜像画像部
の中央部分の表面電位よりも低い電圧のバイアスが印加
されていても良い。また、交流電圧が重畳された現像バ
イアスを印加することもできる。そして、トナーが磁性
を有する場合は絶縁性トナーのみを用いることが可能で
ある。

転写チャージャ(6)は、矢印(b)方向に搬送されてくる複
写紙(10)に対してその裏面から電界を付与し、前記現像
装置(5)にて感光体ドラム(1)の表面に形成されたトナー
画像を複写紙(10)上に転写するためのもので、そのチャ
ージワイヤには電源(61)から前記絶縁性トナーとは逆極
性の電圧が印加される。

分離チャージャ(7)は、転写直後の複写紙に対して交流
電界を付与することにより、複写紙を除電し、複写紙(1
0)を感光体ドラム(1)の表面から剥離するためのもの
で、そのチャージワイヤには電源(71)から交流電圧が印
加される。

クリーニング装置(8)は、ブレード方式にて感光体ドラ
ム(1)の表面に残留したトナーを除去するためのもので
ある。

イレーサランプ(9)は、次回の複写処理に備えるため、
光照射にて感光体ドラム(1)の表面に残留した電荷を除
去するためのものである。

ここで、本実施例における各チャージャ等の極性及び印
加電圧を示す。

〔Ｉ〕絶縁性非磁性トナーを使用する場合 帯電チャージャ（電源２１） 正極性 ＋5.5ＫＶ スコロトロン・チャージャ（電源４１） 負極性 −6.0ＫＶ グリッド（電源４３） 正極性 ＋200Ｖ グリッド−感光体ドラム間隔(dg) 1.5mm 現像バイアス（電源５３） 正極性 ＋300Ｖ 転写チャージ（６１） 正極性 ＋5.5ＫＶ 絶縁性トナー 負極性 〔II〕絶縁性磁性トナーを使用する場合 帯電チャージャ（電源２１） 正極性 ＋5.5ＫＶ スコロトロン・チャージャ（電源４１） 負極性 −6.0ＫＶ グリッド（電源４３） 正極性 ＋200Ｖ グリッド−感光体ドラム間隔(dg) 1.5mm 現像バイアス（電源５３） 正極性（ＤＣ）＋170Ｖ （ＡＣ）350Vrms,1KHz 現像開始電位 ＋250Ｖ 絶縁性磁性トナー 負極性 なお、これらの極性に関しては全て逆であっても良く、
電圧値に関しては一例に過ぎないことは勿論である。

以上の複写機による輪郭画像形成方法について工程順に
説明する。

(i)第１の帯電工程 帯電チャージャ(2)にて感光体ドラム(1)の表面に一定電
位の電荷を付与する。その結果、本実施例において感光
体ドラム(1)の表面電位は＋６００Ｖとなる。

(ii)露光工程 ＋６００Ｖの電位に帯電された感光体ドラム(1)の表面
に原稿画像をスリット露光し、静電潜像を形成する。こ
の場合、第３図中(a)に示す様に、画像部(A),(B)に対応
する部分の電荷は＋６００Ｖの電位として残り、非画像
部に対応する部分の電荷は光照射にて＋１００Ｖ程度に
低下する。なお、原稿画像としてはポジのものが使用さ
れる。

(iii)第２の帯電工程 前記静電潜像が形成された感光体ドラム(1)の表面にス
コロトロン・チャージャ(4)にて静電潜像と逆極性の電
荷を付与する。このとき、グリッド(42)には＋２００Ｖ
の電圧が印加される。スコロトロン・チャージャ(4)の
電荷は前記第１の帯電工程と逆極性であり、グリッド(4
2)に印加される電圧は静電潜像画像部の表面電位（＋６
００Ｖ）より十分に低くかつ第１の帯電工程と同極性で
ある。なお、グリッド(42)に印加される電圧は静電潜像
非画像部の表面電位（＋１００Ｖ）より高いものであ
る。

感光体ドラム(1)の表面とグリッド(42)との間には、第
２図に矢印で示す電気力線が形成される。そして、チャ
ージワイヤから発生する負極性のイオンは電気力線に沿
って搬送力を受ける。この場合、グリッド(42)の近傍に
て負イオンを感光体ドラム(1)の表面に向かわせる電気
力線は、面画像部(A)の輪郭部内側を除いた中央部分に
しか生じていない。従って、負イオンは矢印で示す様
に面画像部(A)の輪郭部内側を除いた中央部分にのみ到
達し、到達部分の電荷を除電して、グリッド電圧（＋２
００Ｖ）にほぼ等しい電位付近にまで低下させる。即
ち、感光体ドラム(1)の表面電位として説明すると、第
３図中(b)に示す様に、静電潜像非画像部の表面電位は
ほぼ＋１００Ｖの低電位部として残され、面画像部(A)
の輪郭部内側と線画像部(B)が一定の幅で初期の表面電
位であるほぼ＋６００Ｖの高電位部として残り、かつ面
画部（Ｂ）の中央部分がほぼグリッド電圧（Vg：＋２０
０Ｖ）付近まで低下する。なお、線画像部(B)は表面電
位の低下が生じないが、電荷の幅は若干狭まる。

換言すれば、この第２の帯電工程にて画像部分(A),(B)
の輪郭がポジの静電潜像として形成されたこととなる。

(iv)現像工程 前記第２の帯電工程にて、輪郭部のポジ画像として形成
された静電潜像を現像装置(5)にて現像する。絶縁性ト
ナーが磁性を有していない場合、現像スリーブ(51)には
＋３００Ｖの現像バイアスが印加される。この現像バイ
アスは、第２の帯電工程で表面電位が低下した静電潜像
画像部の中央部に（勿論非画像部にも）トナーが付着し
てかぶらない様にするため、帯電チャージャ(2)に印加
される電圧と同極性であって、前記グリッド電圧（V
g)：＋２００Ｖ）より若干高く、グリッド電圧(Vg)にほ
ぼ等しい値付近にまで低下した画像部(A)の中央部分の
電位(Vo′）よりも若干高い電圧(Vb)とされている。

一方、絶縁性トナーが磁性を有している場合、現像スリ
ーブ(51)にはＡＣ３５０Ｖ，１KHz及び＋１７０Ｖの現
像バイアスが印加される。この現像バイアスの電圧(Vb)
は、前記グリッド電圧（Vg：＋２００Ｖ）より若干低
く、グリッド電圧(Vg)にほぼ等しい値付近にまで低下し
た画像部(A)の中央部分の電位(Vo′）よりも低い。しか
しながら、磁性トナーを用いた場合には磁気的拘束力に
よる閾値が存在するため、現像は表面電位が２５０Ｖ付
近で開始する。このため、第２の帯電工程で低下した静
電潜像画像部の中央部分に（勿論非画像部にも）トナー
が付着してかぶる様なことはない。

これにて、負極性に帯電した絶縁性トナーが感光体ドラ
ム(1)の高電位部、即ち画像部(A),(B)の輪郭部に付着
し、いわば“内縁取り”のトナー画像が正規現像にて形
成される。

このトナー画像は、以下転写チャージャ(6)の負極性の
放電にて複写紙(10)上に転写され、図示しない定着装置
を経て複写画像として形成される。

ところで、前記グリッド電圧(Vg)を静電潜像画像部の表
面電位より十分に低くしたのは、第２の帯電工程で静電
潜像画像部の中央部分の表面電位を静電潜像画像部の表
面電位に対して十分に低下させるためである。

〔III〕さらに、本第１実施例の非磁性絶縁性トナーを
使用する場合において、第２の帯電工程のスコロトロン
・チャージャ(4)の条件を変えた例を示す。この場合、
非磁性絶縁性トナーを使用する場合の前記〔Ｉ〕の各条
件のうち、次の項目を変更する。

スコロトロン・チャージャ（電源４１） 負極性 −7.0ＫＶ グリッド（電源４３） 正極性 ＋300Ｖ グリッド−感光体ドラム間隔(dg) 1.0mm 現像バイアス（電源５３） 正極性 ＋250Ｖ この変形例では、スコロトロン・チャージャ(4)による
帯電能力が高くなるので、画像部(A)の中央部分の電位
は＋２３０Ｖ付近まで低下する。そして、現像バイアス
の電位(Vb)は、グリッド電圧(Vg)の＋３００Ｖよりは低
い＋２５０Ｖに設定しているが、前記低下した表面電位
＋２３０Ｖよりは高いので、静電潜像画像部(A)の中央
部分にトナーが付着してかぶる様なことはない。

以上に説明した実施例において、感光体ドラム(1)の表
面とグリッド(42)との距離(dg)（第２図参照）は１．５
mm又は１．０mmとされている。この値は、従来この種の
電子写真複写機で使用されているスコロトロン・チャー
ジャの設定状態に比べると大きめである。これは面画像
部(A)のエッジ部（輪郭）あるいは線画像部(B)において
電気力線が感光体表面に向かう程度を大きくし、良好な
輪郭画像を得るためである。この電気力線の状態は前記
距離(dg)によって変化する。即ち、距離(dg)を変化させ
ることによって画像として得られる輪郭線の幅寸法を任
意に変化させることが可能であり、距離(dg)が大きくな
ると幅寸法も大きくなる傾向にある。

また、前記現像装置(5)による現像は正規現像方式によ
っていることから、スコロトロン・チャージャ(4)によ
る第２の帯電工程を行わなければ、前記露光工程で形成
されたポジの静電潜像を通常の正規現像として現像し、
原画像に対応するポジ画像を得ることができる。これ
は、スコロトロン・チャージャ(4)のオン，オフを切り
換えることにより簡単に制御できる。

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、第２の帯
電工程として、露光工程を経た静電潜像担体表面にスコ
ロトロン・チャージャにて、露光前の第１の帯電工程と
逆極性の電荷を、グリッドに静電潜像画像部の表面電位
より十分に低いかつ第１の帯電工程と同極性の電圧を印
加しつつ、付与する様にしたため、静電潜像担体表面に
は原稿画像部の輪郭部が高電位部として残ったポジの静
電潜像が形成され、さらに現像工程として、前記静電潜
像を第１の帯電工程と逆極性の荷電トナーにて、正規現
像する様にしたため、前記静電潜像の高い電位部である
原稿画像の輪郭部にトナーが付着し、輪郭画像をポジ画
像として得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る輪郭画像形成方法を実施するため
電子写真複写機の概略構成図、第２図は第２の帯電工程
における電気力線の模式図、第３図は各工程における静
電潜像の電位を示すグラフである。 (1)…感光体ドラム、(2)…帯電チャージャ、(3)…露光
装置、(4)…スコロトロン・チャージャ、(42)…グリッ
ド、(5)…現像装置、(51)…現像スリーブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像担体表面に一定電位の電荷を付与
   する第１の帯電工程と、 前記第１の帯電工程を経た静電潜像担体表面にポジ画像
   を露光する露光工程と、 前記露光工程を経た静電潜像担体表面にスコロトロン・
   チャージャにより、前記第１の帯電工程と逆極性の電荷
   を、グリッドに露光工程にて形成された静電潜像画像部
   の表面電位より十分に低いかつ第１の帯電工程と同極性
   の電圧を印加しつつ、付与する第２の帯電工程と、 前記第２の帯電工程を経て形成された静電潜像を、前記
   第１の帯電工程と逆極性の荷電トナーにて正規現像する
   現像工程と、 からなることを特徴とする輪郭画像形成方法。