JPH08254882A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 両極性感光体を使用して反転現像モードで画
像を形成する際、画像濃度の低下を防止して高品質の画
像を得ること。 【構成】 感光体は正極性又は負極性に選択的に帯電可
能であり、反転現像モードにあっては正極性に帯電さ
れ、正規現像モードにあっては負極性に帯電される。い
ずれのモードにあっても、トナーの帯電は正極性、転写
チャージャからの放電は負極性である。反転現像モード
での画像形成時に、感光体の画像形成領域の前又は後の
領域に対して、曲線に示すように、転写チャージャに
よって感光体帯電極性とは逆極性に帯電させ、かつ、メ
インイレーサから光を照射して除電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置、詳しく
は帯電、露光、現像、転写の各工程を経て電子写真法に
よって画像をシート上に形成する画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法でのトナーによる現像は、原
稿画像と再現画像との関係で分類すると、ポジ原稿から
ポジ画像を得る正規現像モードと、ネガ原稿からポジ画
像を得る反転現像モードとに分けられる。マイクロフィ
ルムに光を当ててその光像をスクリーン上に投影した
り、電子写真法でシート上に再現するリーダプリンタに
あっては、マイクロフィルムにはポジとネガが存在する
ため、正規現像モードと反転現像モードとを選択的に実
行可能であることが要求される。

【０００３】そこで、現像工程では特定の極性に帯電さ
れた１種類のトナーを使用することを前提に、正極性又
は負極性に選択的に帯電可能な両極性感光体を使用した
リーダプリンタが提供されている。例えば、マイクロフ
ィルムがポジの場合、両極性感光体を負極性に帯電して
ポジの静電潜像を形成し、高電位の画像部分に正極性に
帯電したトナーを付着させる。一方、ネガフィルムの場
合は両極性感光体を正極性に帯電してネガの静電潜像を
形成し、低電位の画像部分に前記トナー（正極性に帯電
した）を付着させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
感光体は画像形成処理を継続して実行すると、特定の極
性で帯電、除電を繰り返すことになり、残留電位が上昇
する傾向にある。特に、両極性感光体は前歴（前回実行
された画像形成処理での帯電、転写工程）での影響を受
けやすく、残留電位が上昇した状態で次の画像形成処理
に入ると、帯電電位及び画像露光後電位も上昇し、反転
現像モードにあっては画像濃度が全体的に低下していく
という問題点を有している。

【０００５】そこで、本発明の目的は、両極性感光体を
使用して反転現像モードで画像を形成する際、濃度の低
下を来すことなく高品質の画像を得ることのできる画像
形成装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段と作用】以上の目的を達成
するため、本発明に係る画像形成装置は、両極性感光
体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、電荷イ
レース手段、さらに、反転現像モードでの画像形成時
に、感光体の画像形成領域の前又は後の領域に対して、
感光体帯電極性とは逆極性に帯電させ、かつ、イレース
手段から光を照射して除電させる制御手段を備えてい
る。

【０００７】反転現像モードでの画像形成処理を継続す
ると感光体の残留電位は次第に上昇する。本発明では、
反転現像モードでの画像形成時に、感光体の画像形成領
域の前又は後の領域に対して、感光体帯電極性とは逆極
性に帯電させ、かつ、イレース手段から光を照射して除
電させることにより、残留電位がほぼ０Ｖに低下する。
即ち、感光体が初期化されることになり、次の画像形成
処理での帯電電位及び画像露光後電位の上昇が抑えられ
る。画像形成領域の前の領域に対して逆チャージ／除電
を行えば、前回の画像形成処理で残った残留電位がほぼ
０Ｖに低下する。また、画像形成領域の後の領域に対し
て逆チャージ／除電を行えば、今回の画像形成処理で残
った残留電位がほぼ０Ｖに低下する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置の実施例に
ついて添付図面を参照して説明する。以下に説明する実
施例は、本発明をマイクロフィルムのリーダプリンタに
適用したものである。

【０００９】（リーダプリンタの概略構成）図１におい
て、リーダプリンタは、マイクロフィルムのキャリア
１、光源ユニット２、ミラー１１，１２、スクリーン１
５、プリント用露光光学系２０、プリントユニット３０
にて構成されている。光源ユニット２はランプ、コンデ
ンサレンズ等で構成され、放射された光はキャリア１に
保持されたマイクロフィルムを透過し、結像（拡大）レ
ンズ５、プリズム６を通じてミラー１１，１２で反射さ
れ、スクリーン１５上に投影される。

【００１０】一方、プリント時には、ミラー１１が点線
で示した位置にセットされ、キャリア１が矢印ａ方向に
移動する。マイクロフィルムを透過した光はミラー１１
から露光光学系２０のミラー２１，２２，２３で反射さ
れ、矢印ｂ方向に回転する感光体ドラム３１上をスリッ
ト状に照射し、その表面にフィルム画像の静電潜像を形
成する。

【００１１】（感光体の構成）感光体ドラム３１は、導
電性支持体（ドラム）の表面に電荷発生層と電荷輸送層
からなる積層型両極性感光体を形成したものである。導
電性支持体は外径５０ｍｍの円筒状アルミニウムからな
る。電荷発生層は、電荷発生材として以下に示す化学構
造式（Ａ）のトリスアゾ系顔料０．４５部及びブチラー
ル樹脂０．５部をシクロヘキサノン５０部と共にサンド
ミルによって４８時間分散させ、この分散液をドラムの
外周面に乾燥膜厚が０．５ｇ／ｍ²となるように塗布し
て形成した。

【００１２】電荷輸送層は、以下に示す化学構造式
（Ｂ）のジアミノ化合物５０部、ポリカーボネート樹脂
５０部、以下に示す化学構造式（Ｃ）のチアビリリウム
塩（ｐ型）２．５部、ジブチルヒドロキシトルエン６部
をジクロルメタン４００部に溶解した溶液を１時間激し
く攪拌した後、乾燥膜厚が２０μｍとなるように、前記
電荷発生層上に塗布して形成した。

【００１３】

【化１】

【００１４】以上の構成からなる感光体は正極性及び負
極性双方に帯電可能である。本実施例においては、ネガ
のフィルム画像をプリントするときは、正極性に帯電さ
せ、ネガの静電潜像に対して正極性トナーで反転現像を
行う。また、ポジのフィルム画像をプリントするとき
は、負極性に帯電させ、ポジの静電潜像に対して前記正
極性トナーで正規現像を行う。

【００１５】（現像モードの設定）フィルム画像がネガ
であるかポジであるかは、プリントキー（図示せず）が
オンされたとき、キャリア１（フィルム）を予備的に１
回スキャンさせ、画像を光学的に読み取って判別し、正
規現像モード又は反転現像モードに自動的に設定する。
なお、このようなモードはオペレータがマニュアルで設
定するようにしてもよく、あるいはプリントするフィル
ムの駒番号、プリント枚数を含めて事前にプログラムを
設定するようにしてもよい。

【００１６】（プリントユニットの構成と動作）プリン
トユニット３０は周知の電子写真法で画像を形成するも
のであり、図２に示すように、前記感光体ドラム３１は
矢印ｂ方向に回転可能に配置されている。その周囲に
は、帯電チャージャ３２、露光用スリット３３とシャッ
タ３４、サブイレーサ３５、現像器３６、転写チャージ
ャ３７、残留トナーのクリーナ３８、メインイレーサ３
９が配置されている。

【００１７】帯電チャージャ３２は、放電用のワイヤと
帯電圧調整用のメッシュ状グリッドと安定板とを有する
スコロトロン方式であり、ワイヤからのコロナ放電によ
って感光体表面を所定の電圧Ｖｏに帯電させる。図３に
示すように、ワイヤは高圧リレー４１を介して電源４０
に接続されている。反転現像モードでは＋３００μＡの
正極性電流がワイヤに供給され、そのときのワイヤ印加
電圧は＋７ｋＶ程度である。正規現像モードでは−３０
０μＡの負極性電流がワイヤに供給され、そのときのワ
イヤ印加電圧は−６ｋＶ程度である。電源４０からの供
給電流は正／負極性共に２値以上に制御が可能であり、
必要に応じて出力値が切り換えられる。

【００１８】安定板は抵抗４２を介して接地され、帯電
チャージャ３２の帯電効率の向上に寄与する。抵抗４２
は５ＭΩであり、放電中に安定板に印加される電圧は１
ｋＶ程度になる。また、抵抗４２の抵抗値は変更可能で
あり、必要に応じて切り換えられる。

【００１９】グリッドは電源４０に接続され、反転現像
モードでは＋７４０Ｖが印加され、そのときの感光体帯
電電圧Ｖｏは＋６９０Ｖである。正規現像モードでは−
６２０Ｖが印加され、そのときの感光体帯電電圧Ｖｏは
−６００Ｖである。電源４０からの印加電圧は正／負極
性共に２値以上に制御が可能であり、必要に応じて出力
値が切り換えられる。

【００２０】スリット３３は前記露光光学系２０からの
フィルム光像を感光体ドラム３１上に導く。シャッタ３
４はスリット３３を全面閉鎖可能であり、反転現像モー
ド実行時に感光体が画像形成領域以外で露光されるのを
防止することで、不必要なトナー消費を防止する。一
方、シャッタ３４は正規現像モードではプリント動作中
は開放され、プリント動作が終了すると閉鎖される。

【００２１】サブイレーサ３５は複数のＬＥＤを感光体
ドラム３１の軸方向に配置したものであり、正規現像モ
ードでは感光体の画像形成領域以外を光照射して電荷を
消去することで不必要なトナー消費を防止する。また、
このサブイレーサ３５はマスキングやサイドイレースと
しての機能を果たすため、感光体の画像形成領域に対し
て部分的に点灯されることがある。

【００２２】現像器３６はキャリアとトナーとの混合物
からなる２成分現像剤を現像スリーブ３６ａの周囲で移
動させ、周知の磁気ブラシ方式で現像を行う。キャリア
とトナーは摩擦帯電によって、キャリアは負極性に帯電
し、トナーは正極性に帯電される。この正極性トナー
は、反転現像モードでは正極性に帯電した感光体上のネ
ガ画像部（低電位部）に付着し、正規現像モードでは負
極性に帯電した感光体上のポジ画像部（高電位部）に付
着する。

【００２３】トナーは図示しないホッパに収容されてお
り、現像器３６内のトナー濃度を磁気的又は光学的に検
出することにより、所定の濃度を維持するように適宜補
給される。現像スリーブ３６ａは前記電源４０に接続さ
れ、反転現像モードでは＋５４０Ｖ、正規現像モードで
は−１５０Ｖの現像バイアス電圧がそれぞれ印加され
る。

【００２４】転写チャージャ３７はコロトロン方式での
コロナ放電によって負極性の電荷をシートに付与し、正
極性のトナーをシート上に転写させる。そのワイヤは前
記電源４０に接続され、反転現像モードでは−１１０μ
Ａの電流が供給され、正規現像モードでは−１９０μＡ
の電流が供給される。転写チャージャ３７への供給電流
値を正規現像と反転現像とで切り換えているのは、現像
モードによってトナーの感光体に対する付着力が異なる
ためである。反転現像では、トナーの感光体に対する付
着力が小さいため、供給電流値を低く設定している。電
流値の切り換えは電源４０で行うか、安定板に接続した
接地抵抗４３の抵抗値を変更して行う。

【００２５】クリーナ３８は、弾性材からなるブレード
３８ａを順方向に感光体ドラム３１に圧接させ、転写後
の残留トナーを感光体表面から掻き落とす。掻き落とさ
れたトナーは、図示しない搬送路を通じて現像器３６へ
リサイクルされ、再使用される。トナーリサイクル機構
は周知であり、その説明は省略する。

【００２６】メインイレーサ３９は、棒状のランプであ
り、感光体ドラム３１の軸方向に設置され、転写及びク
リーニング後の感光体を光で照射することにより、感光
体上の電荷を消去し、次回プリント動作時での帯電を安
定させる。本実施例では、感光体の静電特性を考慮し
て、反転現像モードでは５〜３０ｌｘ・ｓｅｃ、正規現
像モードでは３０〜６０ｌｘ・ｓｅｃの光量に制御して
いる。メインイレーサ３９の光量の切換えは、イレーサ
３９に対する印加電圧や照射スリット（図示せず）の幅
を変更することによって行われる。また、感光体の光疲
労を最小限に抑えるため、照射時間が最小となるよう
に、タイマによってイレーサ３９のオン、オフ時間を制
御している。

【００２７】（両極性感光体の残留電位）ところで、本
実施例で使用されている両極性感光体は図４、図５に示
す光減衰特性を示す。図４は反転現像モードを実行する
ために正極性に帯電したとき、図５は正規現像モードを
実行するために負極性に帯電したときの光減衰特性を示
す。この両極性感光体において４〜６ｌｘ・ｓｅｃでの
露光後の表面電位は正極性帯電の方が負極性帯電に比べ
て高く、残留電位Ｖｒも負極性帯電では−３０Ｖ以下で
あるのに対して正極性帯電では５０〜１００Ｖになる。
また、両極性感光体は前歴の影響を受けやすく、正極性
に帯電させた場合、転写チャージャ３７で負極性の放電
を受けた場合と受けない場合とで次回の帯電電位Ｖｏが
後者で高くなる傾向がある。

【００２８】一般に、感光体は画像形成処理を継続して
実行すると、特定の極性で帯電、除電を繰り返すことに
なり、残留電位が上昇する傾向にある。特に、両極性感
光体は前歴での影響を受けやすく、残留電位が上昇した
状態で次の画像形成処理に入ると、帯電電位及び画像露
光後電位も上昇し、反転現像モードにあっては画像濃度
が全体的に低下していく。図６は反転現像モードでの画
像形成処理を繰り返すことによる感光体表面電位の上昇
を示す。メインイレーサ３９による除電後の残留電位Ｖ
ｒが一定量残ることに起因して、次回の帯電電位Ｖｏ、
画像露光後電位Ｖｉが曲線から、へと上昇してい
く。この上昇に伴って画像濃度が低下し、コピー枚数が
多くなると無視できなくなる。これを改善するために、
曲線に示すように、正極性で予備帯電を行って電位の
安定化を図ることが考えられるが、かえって残留電位Ｖ
ｒの上昇を招いてしまう。

【００２９】ところで、反転現像モードでは、転写時に
転写チャージャ３７によって帯電極性とは逆極性の放電
を行っている。本発明者らの実験によれば、感光体が転
写チャージャ３７からの放電（逆チャージ）を直接受け
た場合、その表面電位は−２００〜−５００Ｖに達す
る。そして、両極性感光体は正極性、負極性いずれに対
しても感度を有するため（図４、図５参照）、メインイ
レーサ３９からの光照射によって残留電位Ｖｒは−５０
〜０Ｖまで除電される。一方、帯電チャージャ３２で正
極性に帯電し（＋６９０Ｖ）、画像露光及び現像を行っ
てトナー画像を形成し、シートを給紙しつつ転写チャー
ジャ３７から逆チャージを付与した領域の残留電位Ｖｒ
は５０〜１００Ｖである。シートが介在することによっ
て逆チャージの影響が殆ど無くなり、結果的には逆チャ
ージを付与しないことと同様に残留電位Ｖｒの上昇を招
いてしまう。

【００３０】（感光体表面電位の初期化）そこで、本実
施例では、反転現像モードでの画像形成時には、感光体
の画像形成領域の前又は後の領域に対して、転写チャー
ジャ３７によって逆チャージを付与し、かつ、メインイ
レーサ３９で除電して感光体の表面電位を初期化するこ
とにした。

【００３１】図６中曲線に示すように、感光体に対し
て転写チャージャ３７で負極性に帯電させ、かつ、メイ
ンイレーサ３９で除電すると、その残留電位Ｖｒは−５
０〜０Ｖになり、前歴の影響を排除して感光体表面を初
期化できる。これにて、反転現像モードで画像形成処理
を継続することによる帯電電位Ｖｏ、露光後電位Ｖｉの
上昇を抑え、画像濃度の低下傾向を防止できる。

【００３２】図７、図８は反転現像モード実行時の制御
シーケンスを示し、図７は前領域に対して初期化を行う
場合、図８は後領域に対して初期化を行う場合を示す。
これらのシーケンスは感光体ドラム３１の回転に基づく
時系列に沿って作成され、画像はＡ４サイズを想定して
いる。いずれのシーケンスにおいても、感光体ドラム３
１は１回の前回転、画像形成時の回転（Ａ４サイズで２
回転）及び２回の後回転を行う。

【００３３】図７に示す前領域初期化のシーケンスで
は、前回転開始と同時に転写チャージャ３７及びメイン
イレーサ３９をオンし、感光体に対して逆チャージ／除
電を行う。これにて、前回の画像形成処理で残った残留
電位Ｖｒがほぼ０Ｖに低下する。図８に示すシーケンス
では、帯電チャージャ３２がオフされた後回転の１回転
目にも転写チャージャ３７及びメインイレーサ３９のオ
ン状態を維持し、感光体に対して逆チャージ／除電を行
う。これにて、今回の画像形成処理で残った残留電位Ｖ
ｒがほぼ０Ｖに低下する。

【００３４】マルチコピー実行時にあっては、画像形成
のための回転の間に少なくとも１回の中間回転を実行
し、この中間回転において前記逆チャージ／除電を実行
すれば、マルチコピーにおいて１回のコピーごとに感光
体表面電位をほぼ０Ｖに初期化することができる。

【００３５】（転写チャージャの出力設定）これまで説
明した実施例では、転写チャージャ３７の出力は初期化
のための逆チャージ付与時及び画像転写時ともに−１１
０μＡに設定されている。しかし、その出力値を適宜切
り換えるようにしてもよい。例えば、逆チャージ付与時
には−５５μＡであってもよい。また、画像形成の１回
転目よりも２回転目の出力を高めてもよい。転写チャー
ジャ３７の出力を高めれば、残留電位Ｖｒの上昇をある
程度抑えることができる。

【００３６】（他の実施例）なお、本発明に係る画像形
成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨
の範囲内で種々に変更可能である。特に、両極性感光体
の帯電極性、トナーの帯電極性及び現像モードとの関係
では、前記実施例での両極性感光体を使用して負極性ト
ナーで画像を形成することも可能である。この場合、負
極性に帯電した感光体上にネガ画像を形成し、その画像
部（低電位部）に負極性トナーを付着させる反転現像を
行う。一方、正極性に帯電した感光体上にポジ画像を形
成し、その画像部（高電位部）に負極性トナーを付着さ
せる正規現像を行う。

【００３７】さらに、感光体ドラム３１の前回転、後回
転の回数は図７、図８に示した回数に限定するものでは
ない。さらに、反転現像モード実行時に感光体を逆極性
に帯電させる手段として専用のチャージャを設けてもよ
い。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、反転現像モードでの画像形成時に、感光体の画
像形成領域の前又は後の領域に対して、感光体帯電極性
とは逆極性に帯電させ、かつ、前記イレース手段から光
を照射して除電させるようにしたため、感光体の残留電
位の上昇を抑えてその表面電位をほぼ０Ｖまで低下させ
ることができ、次回の画像形成処理での帯電電位、画像
露光後電位の上昇を防止し、高品質の画像を継続して得
ることができる。

【００３９】また、感光体を逆チャージする手段として
転写チャージャを用いれば、構成を簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるリーダプリンタを示す
概略構成図。

【図２】前記リーダプリンタに搭載されているプリント
ユニットを示す断面図。

【図３】前記プリントユニットの制御回路を示すブロッ
ク図。

【図４】正極性帯電での感光体の光減衰特性を示すグラ
フ。

【図５】負極性帯電での感光体の光減衰特性を示すグラ
フ。

【図６】感光体表面電位を示すグラフ。

【図７】反転現像モード実行時の制御シーケンス図、前
領域初期化の例を示す。

【図８】反転現像モード実行時の制御シーケンス図、後
領域初期化の例を示す。

【符号の説明】

２０…露光光学系 ３０…プリントユニット ３１…感光体ドラム ３２…帯電チャージャ ３６…現像器 ３７…転写チャージャ ３９…メインイレーサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極性又は負極性に選択的に帯電可能な
   両極性感光体と、 前記感光体を正極性又は負極性に選択的に帯電させる帯
   電手段と、 帯電された前記感光体上に光を照射して静電潜像を形成
   する露光手段と、 前記感光体上に形成された静電潜像をトナーで正規現像
   又は反転現像する現像手段と、 現像されたトナー像をシート上に転写する転写手段と、 転写後の前記感光体上に光を照射して電荷を消去するイ
   レース手段と、 反転現像モードでの画像形成時に、感光体の画像形成領
   域の前又は後の領域に対して、感光体帯電極性とは逆極
   性に帯電させ、かつ、前記イレース手段から光を照射し
   て除電させる制御手段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 転写手段によって前記両極性感光体を逆
   極性に帯電させることを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。