JPH08286465A

JPH08286465A - ２色画像形成装置

Info

Publication number: JPH08286465A
Application number: JP7085048A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ikeda; 美穂池田; Hiroo Soga; 洋雄曽我; Teruaki Koizumi; 輝昭小泉
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-04-11
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体１に対して反転現像により１色目トナ
ー像を形成した後に正規現像により２色目トナー像を続
けて形成し、それら２色のトナー像を記録材１２に一括
転写して２色画像を形成する２色画像形成装置におい
て、感光体をストレスとなる過度の電位に帯電させるこ
となく、トナーの飛び散りや混色の発生を防止すること
ができるようにする。【構成】２色目トナー像の静電潜像を形成するため感
光体表面に非画像部露光を行う第二露光手段５の露光条
件について、１色目トナー像の存在する露光領域の光量
が１色目トナー像の存在しない露光領域２の光量よりも
大きくなるように制御する光量制御手段３０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式による複
写機、プリンタ等の２色画像形成装置に係り、詳しく
は、２色のトナー像を感光体に形成した後に記録紙等に
一括転写することにより２色画像を形成する２色画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の２色画像形成装置
としては、１色目のトナー像を反転現像により形成し、
続いて２色目のトナー像を正規現像により形成すること
によって感光体上に２色のトナー像を同時に形成するタ
イプの２色画像形成装置が知られている。

【０００３】この種の２色画像形成装置は、一般に、ド
ラム状の感光体の周囲に、帯電器、第一露光手段、第一
現像器、第二露光手段、第二現像器、転写前処理器、転
写器等の周辺機器が順次配設されてその主要部が構成さ
れている。そして、この画像形成装置によれば、例え
ば、次のような工程により２色の画像が形成されるよう
になっている。

【０００４】すなわち、まず、図５に示すような各工程
〜を順次経て２色のトナー像が感光体上に形成され
る。帯電工程においては、感光体の表面が帯電器により
負極性に一様に帯電される。図中のＶ_B1は帯電電位を示
す。第一露光工程においては、一様帯電された感光体表
面に第一露光手段により画像部露光がなされ、第一潜像
が形成される。図中のＶ_i1は第一潜像の電位である。第一現像工程においては、第一潜像の電位Ｖ_i1と非
画像部（背景部）Ｖ_B1の電位との間に第一現像バイアス
Ｖ_D1を設定し、第一潜像部が第一現像器により負帯電の
トナーＴ₁にて現像され、１色目のトナー像が形成され
る。第二露光工程においては、１色目トナー像形成後の
感光体表面に第二露光手段により非画像部露光がなさ
れ、第二潜像が形成される。このとき２色目トナー像の
非画像部となる領域ＢＧは一様に露光され、背景部電位
Ｖ_B2まで除電される。図中のＶ_T1は１色目トナー像の電
位であり、Ｖ_i2は第二潜像の電位である。第二現像工程においては、第二潜像の電位Ｖ_i2と第
二の非画像部（背景部）電位Ｖ_B2との間に第二現像バイ
アスＶ_D2を設定し、第二潜像部が第二現像器により正帯
電のトナーＴ₂にて現像され、２色目のトナー像が形成
される。そして、このように感光体上に形成された２色
のトナー像は、転写前処理器で帯電処理された後、転写
器によって記録紙に転写され、その後に定着される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の２色画像形成装置においては、以下に詳述
するように１色目トナー像の電位状態の関係によりトナ
ーの飛び散りや混色が発生して画像欠陥が起こるという
大きな問題点があった。

【０００６】まず、この問題は、特に１色目のトナー像
が濃度差のあるような多値画像である場合に起こりやす
いものである。つまり、多値画像である１色目トナー像
のなかでも低濃度部の潜像電位Ｖ_i1は、図５の工程、
に示すように第二背景部の電位Ｖ_B2と近い電位状態に
なっている。また、第二背景部の電位Ｖ_B2が、２色のト
ナー像がいずれも十分な画像濃度で得られるために必要
な現像コントラストを確保する関係上、第一の現像バイ
アスＶ_D1の絶対値よりも小さく設定される場合もあり、
この場合、１色目トナー像の低濃度部潜像電位Ｖ_i1のな
かには第二背景部の電位Ｖ_B2の絶対値よりも小さい電位
（Ｖ_i1a）になる部分が発生する。そして、このような
ケースは、潜像に第一の負極性トナーＴ₁が現像により
付着すると、そのトナー像の電位Ｖ_T1が潜像電位Ｖ_i1よ
りも下がることにより更に顕著となる（図）。

【０００７】しかも、第二露光工程において、第二の背
景部となる領域ＢＧが１色目トナー像の有無に関係がな
く一様に露光されるため、１色目トナー像がない領域
（感光体表面）は第二背景部の電位Ｖ_B2となるまで除電
されるのに対し、１色目トナー像がある領域はそのトナ
ーＴ₁により光透過率が低下するため露光時に第二背景
部の電位Ｖ_B2まで十分に除電されないという不具合があ
る。この傾向は第一トナーＴ₁が光透過性が低いタイプ
のトナーである場合にはより顕著となる。このため、第
二露光工程後においても、１色目トナー像の電位Ｖ_T1が
第二背景部の電位Ｖ_B2にさらには第二現像バイアスＶ_D2
に近い電位状態になっている。

【０００８】そして、このようにトナー像電位Ｖ_T1が第
二背景部の電位Ｖ_B2に近い電位状態になっている１色目
トナー像電位部分（低濃度部）Ｖ_i1aでは、第二露光工
程後の段階における１色目トナー像電位Ｖ_T1と第二背景
部の電位Ｖ_B2との電位差（以後、井戸電位と称す）Ｖ_W
が小さくなる結果、図に示すように特に低濃度部にお
ける第一トナーＴ₁がその周囲の安定した電位部分に移
動する（図中の矢印参照）、所謂飛び散りが発生する。
また、トナー像電位Ｖ_T1が第二現像バイアスＶ _D2に近い
電位になっている１色目トナー像部分（低濃度部）で
は、図に示すように第二現像時において、１色目トナ
ー像上に第二トナーＴ₂が現像されるという混色が発生
する。なお、１色目トナー像の高濃度部においては、通
常、潜像電位が十分に深く井戸電位も大きくなるため、
このような低濃度部におけるトナーの飛び散りや混色の
問題が起こらない。

【０００９】従来、このようなトナーの飛び散りや混色
の発生を防止するためには、井戸電位を大きくとること
が必要とされており、そのため１色目トナー像の低濃度
部電位Ｖ_T1aを第二背景部の電位Ｖ_B2よりも低くなるよ
うに設定して飛び散りや混色のない十分な井戸電位を確
保する対応策が提案されている。しかし、この対応策の
場合は、井戸電位を大きくし、さらには各色トナー像の
濃度確保のために必要な現像コントラストを確保するに
は、感光体を過度な電位レベルまでに帯電しなければな
らず、感光体に多大なストレスをかけてしまうという問
題がある。

【００１０】従って、本発明の目的は、感光体をストレ
スとなる過度の電位に帯電させることなく、トナーの飛
び散りや混色の発生を防止することができる２色画像形
成装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の２色画像形成装
置は、感光体に対して反転現像により１色目トナー像を
形成した後に正規現像により２色目トナー像を続けて形
成し、それら２色のトナー像を記録材に一括転写して２
色画像を形成する２色画像形成装置において、２色目ト
ナー像の静電潜像を形成するため感光体表面に非画像部
露光を行う第二露光手段の露光条件について、１色目ト
ナー像の存在する露光領域の光量が１色目トナー像の存
在しない露光領域の光量よりも大きくなるように制御す
る光量制御手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１２】この技術的手段において、光量制御手段に
よる第二露光手段の露光条件についての制御は常時行う
ようにしてもよいが、１色目のトナー像に所定以下の低
濃度部が存在するときのみに行うことが最も有効であ
る。１色目トナー像の存在する露光領域と１色目トナー
像の存在しない露光領域との光量差は、第二露光工程に
おいて第二の背景部となる１色目トナー像の電位を十分
に除電し、トナーの飛び散りや混色の発生のない井戸電
位を確保することが可能な範囲内で適宜設定される。

【００１３】また、上記の光量制御手段は、上記の露光
条件についての制御に加えてさらに、１色目トナー像の
存在する露光領域の光量を１色目トナー像の濃度に応じ
て調整するように構成することが望ましい。具体的に
は、１色目トナー像の濃度が低濃度になるにつれて第二
露光の光量を増加させる。

【００１４】

【作用】本発明によれば、２色目トナー像の静電潜像を
形成するための第二露光工程において、１色目トナー像
が存在する領域が１色目トナー像が存在しない領域より
も相対的に大きな光量で露光されるため、１色目トナー
像が存在する露光領域であっても十分に除電して第二の
非画像部（背景部）電位とは十分に異なる電位状態とす
ることができる。これにより、１色目トナー像の電位状
態に関係がなく、十分な井戸電位を確保することがで
き、トナーの飛び散りや混色の発生を防ぐことができ
る。

【００１５】また、１色目トナー像の存在する露光領域
の光量をさらに１色目トナー像の濃度に応じて調整した
場合には、１色目トナー像を構成する第一トナーの存在
割合（像濃度）によって光透過率が変動して除電される
程度が左右されるという不具合が解消されるため、十分
な大きさの井戸電位をより効率良く確保することができ
る。これにより、飛び散りや混色の発生をより的確に防
ぐことができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１７】図１は、本発明の実施例に係る２色画像形
成装置の概略を示すものである。図１において、符号１
は静電潜像が形成されるドラム状の感光体であり、この
感光体ドラム１の周囲にはその回転方向に沿って、帯電
器２、第一露光ユニット３、第一現像器４、第二露光ユ
ニット５、第二現像器６、転写前コロトロン７、転写コ
ロトロン８、剥離コロトロン９、クリーナー１０及び除
電器１１が順次配設されている。第一露光ユニット３及
び第二露光ユニット５としては、例えば、レーザ書き込
み装置が使用される。また、図１において符号１２は記
録材としての記録紙、Ｔ₁は第一現像剤（トナー）、Ｔ₂
は第二現像剤（トナー）である。この実施例では第一現
像剤Ｔ₁と第二現像剤Ｔ₂としていずれも二成分現像剤を
使用しているが、本発明はこれに限らず一成分現像剤を
適用することも可能である。

【００１８】そして、この実施例装置は、原稿読み取り
装置や外部通信網等から入力される画像情報信号Ｓを適
宜信号処理した１色目及び２色目の画像信号Ｓ₁、Ｓ₂を
第一露光ユニット３と第二露光ユニット５にそれぞれ出
力するための画像信号処理手段２０と、第二露光ユニッ
ト５の露光条件について制御するための光量制御手段３
０とが具備されている。

【００１９】上記の画像信号処理手段２０と光量制御手
段３０は、図２に示すように構成されている。すなわ
ち、２色画像信号処理手段２０は、基本的には、多値デ
ータ変換回路２１、色分離回路２２、１色目画像信号変
調回路２３、２色目バッファメモリ２４及び２色目画像
信号変調回路２５とで構成されている。また、光量制御
手段３０は、基本的には、画像信号処理手段２０におけ
る色分離回路２２と２色目バッファメモリ２４の間に配
されており、１色目画像信号の濃度判定回路３１と、２
色目画像信号に１色目の低濃度部画像信号を付加して出
力する信号付加・制御回路３２とで構成されている。

【００２０】この画像信号処理手段２０と光量制御手段
３０によれば、次のような信号処理と光量制御が行われ
るようになっている。

【００２１】まず、原稿読み取り装置などから画像情報
信号Ｓが多値データ変換回路２１に入力されると、その
信号Ｓは例えば２５６階調の多値の画像データに変換さ
れた後、色分離回路２２において１色目の画像信号と２
色目の画像信号とにそれぞれ分離される。

【００２２】そして、１色目の画像信号は、そのまま１
色目画像信号変調回路２３に送られ、所定の光量からな
る第一露光が実行されるようにパルス変調若しくは強度
変調された後、第一の露光ユニット３に送られる。

【００２３】また、２色目の画像信号は、１色目の画像
信号とともに光量制御手段３０に送られ、濃度判定回路
３１において１色目画像信号のなかに所定濃度以下の低
濃度部が存在するか否かの判定がなされる。この濃度判
定は、例えば、ベタ画像部の最大濃度である画素データ
に対する１色目の画素データの割合を適宜設定される閾
値と比較することにより行う。

【００２４】そこで、低濃度部が存在しないと判定され
た場合には、２色目の画像信号がそのまま２色目バッフ
ァメモリ２４に送られた後、所定のタイミングで２色目
画像信号変調回路２５に送られる。この際、２色目の画
像信号は標準設定の光量からなる第二露光が実行される
ようにパルス変調若しくは強度変調された後、第二の露
光ユニット５に送られる。ここで、上記のパルス変調は
１画素の露光時間を長くする方法であり、強度変調は露
光の光強度自体を大きくする方法である。一方、低濃度
部が存在すると判定された場合には、信号付加・制御回
路３２において２色目の画像信号に１色目の低濃度部画
像信号が付加されという信号処理がなされた後、２色目
バッファメモリ２４に送られ、最後に所定のタイミング
で２色目画像信号変調回路２５に送られる。この際、２
色目の画像信号は、１色目の低濃度部がある領域がそれ
以外の領域に比べて大きな光量の第二露光が実行される
ようにパルス変調若しくは強度変調された後、第二の露
光ユニット５に送られる。つまり、変調回路２５では、
２色目の画像信号のうちで１色目低濃度部画像信号の付
加部分が他に比べてより大幅に変調され、これにより光
量アップが図れるのである。

【００２５】次に、この２色画像形成装置の動作につい
て、図３の工程図を参照しながら説明する。

【００２６】まず、矢印方向に回転する感光ドラム１の
表面は、帯電器２により帯電電位Ｖ _B1が例えば−７３０
Ｖになるように一様帯電される（帯電工程）。続い
て、感光ドラム表面に，は、第一露光ユニット３により
画像信号処理手段２０からの画像信号Ｓ₁に基づいて画
像部となる領域にレーザ光が照射され、１色目の静電潜
像が形成される（第一露光工程）。このとき最大濃度
部となる潜像部は例えば−１２０Ｖの潜像電位Ｖ_i1とな
るように除電される。そして、その静電潜像は第一現像
器４により負極性に帯電したトナーＴ₁で現像され、こ
れにより１色目のトナー像が形成される（第一現像工程
）。この現像は例えば−５００Ｖの現像バイアスＶ_D1
で行われる。なお、図３において矢付実線は、露光時の
照射光を示し、その線の長短は光量の大小を示してい
る。

【００２７】次いで、１色目トナー像が形成された感光
ドラム１は、第二露光ユニット５により画像信号処理手
段２０からの画像信号Ｓ₂に基づいて非画像部（背景
部）となる領域ＢＧにレーザ光が再び照射され、２色目
の静電潜像が形成される（第二露光工程）。この第二
露光工程では、背景部電位Ｖ_BG2が例えば−３８０Ｖに
なるような設定がされている。また、２色目の静電潜像
が多値画像である場合には、図３に示すように、画像
部となる領域ＩＲにも濃度に応じた光量の露光が行われ
る。

【００２８】ここで、光量制御手段３０における判定回
路３１において１色目の画像信号に低濃度部が存在して
いると判定されると、第二露光ユニット５に入力される
画像信号Ｓ₂は、信号付加・制御回路３２において２色
目の画像信号に１色目の低濃度部画像信号が付加される
という信号処理がなされた合成信号となり、これによ
り、第二露光ユニット５による露光は、１色目のトナー
像のある露光領域ＢＧ１の光量がそれ以外の露光領域Ｂ
Ｇ２の光量よりも大きくなる露光条件でもって行われる
（図３参照）。なお、判定回路３１において低濃度部
が存在しないと判定された場合には、１色目トナー像の
有無に関係なく背景部全体（ＢＧ１＋ＢＧ２）が同じ光
量でもって一様に露光される。

【００２９】続いて、２色目の静電潜像は、第二現像器
６により正極性に帯電したトナーＴ ₂で現像され、これ
により２色目のトナー像が形成される（第一現像工程
）。この現像は例えば−４３０Ｖの現像バイアスＶ_D2
で行われる。

【００３０】最後に、これら２色のトナー像は、転写前
コロトロン７により正極性に再帯電されて各トナー像の
表面電位を揃えられた後、負極性の転写コロトロン８に
より記録紙１２に転写され、記録紙１２が剥離コロトロ
ン９で剥離されてから不図示の定着器により定着され
る。一方、転写工程後の感光体はクリーナー１０により
クリーニングされた後、除電器１１により一様に除電さ
れる。

【００３１】ところで、この実施例装置による画像形成
過程においても、１色目の低濃度部の潜像電位Ｖ_i1aは
第二の背景部電位Ｖ_BG2（−３８０Ｖ）と近い電位状態
となっており、また、第二の背景部電位Ｖ_BG2は２色の
トナー像の十分な画像濃度を得るための現像コントラス
トを確保する関係上１色目の現像バイアスＶ_D1（−５０
０Ｖ）に対して高電位レベルに設定されている。このた
め、１色目の低濃度部の潜像電位Ｖ_i1aがさらにはその
トナー像表面電位Ｖ_T1が、第二の背景部電位Ｖ_BG2（−
３８０Ｖ）より低くなる場合が発生する場合があり得
る。

【００３２】しかし、この実施例装置の場合、第二露光
工程において、前記したように光量制御手段３０の制
御によって１色目トナー像が存在する露光領域ＢＧ１の
光量がそれ以外の露光領域ＢＧ２の光量よりも大きくな
るような第二露光がなされる。これにより、第一のトナ
ーＴ₁が存在する領域も十分に除電され、十分な大きさ
の井戸電位Ｖ_Wが確保される（図３）。この結果、こ
の実施例では、１色目の画像に低濃度部があるにもかか
わらず、得られた２色画像にトナーの飛び散りや混色に
よる画質欠陥は発生しない。

【００３３】トナーの飛び散りや混色が発生しない井戸
電位Ｖ_Wは、トナーの材料や帯電量によって多少異なる
が、この実施例において第一のトナーＴ₁がその粒径が
７〜１５μｍで帯電量が１０〜１９μＣ／ｇである場合
には、１５０Ｖ以上である。

【００３４】また、この実施例において光量制御手段３
０による第二露光条件の制御は、１色目トナー像のある
露光領域内においては一律な光量となるように行っても
よいが、例えば第一トナーとして光透過性の良好なトナ
ーを使用する場合には、その１色目トナー像の濃度に応
じて上記露光領域内で適宜変化させるように行うとよ
い。なぜならば、一律な光量での露光では井戸電位Ｖ_W
が十分大きな１色目トナー像部（Ｖ_T1）をさらに露光す
ることがあるためである。つまり、井戸電位Ｖ_Wが十分
大きな１色目トナー像部（Ｖ_T1）をさらに露光すると、
そのトナー像部はその電位Ｖ_T1がさらに大きくなって２
色目のバイアス電位Ｖ_D2との差が過大になることにより
第二現像時において第二現像剤のキャリアが付着すると
いう不具合が発生してしまうのである。従って、この不
具合を回避するためには１色目トナー像の濃度に応じて
第二露光条件を制御することが有効となる。

【００３５】ここで、１色目トナー像が存在しない領域
を露光により第二背景部電位まで除電するのに必要な光
量をＰとし、１色目トナー像が存在する領域を露光する
ときの光量をγＰとした場合、その倍率係数γは一般に
「１以上」となる。なお、γ＝１とは１色目トナー像の
有無に関係なく同じ光量で第二露光を行う場合を示す。
従って、光量制御手段３０において、この倍率係数γを
１色目の画像信号の濃度情報に応じて変化させるように
適宜設定する。

【００３６】例えば、その倍率係数γは図４に示すよう
に設定することができる。すなわち、光透過性の良好な
トナーを使用する場合は、露光量が比較的小さくても十
分な除電が可能であるため、その倍率係数γは図４中の
実線で示すように１色目のトナー像濃度が閾値（４０
％）を越えた段階でその濃度に応じて徐々に大きくなる
ように設定すればよい。但し、第一トナーとして黒トナ
ー等のように光透過性の悪いトナーを使用する場合は、
そのトナー像濃度が少しでも高くなると光透過率が急激
に低下するため、その倍率係数γは例えば図４中の二点
鎖線で示すようにトナー像濃度に関係なく閾値を越えた
段階である一定の値になるように設定するとよい。

【００３７】更に、この実施例においては、第二露光時
の光量を大きくする手段としてパルス変調と強度変調を
例示したが、１色目トナー像がソリッドなどの画素が連
続する画像である場合には、露光時間を長くするパルス
変調を適用することが好ましい。また、１色目トナー像
が細線などのように数画素からなる画像である場合に
は、露光時間を長くしても除電効果があまり得られない
ため露光強度を大きくする強度変調を適用することが好
ましい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第二露光工程において、１色目トナー像の存在する露光
領域が１色目トナー像の存在しない露光領域よりも相対
的に大きな光量となるような露光がなされるため、１色
目トナー像の有無に関係がなく十分な大きさの井戸電位
を確保することができ、これにより、トナーの飛び散り
や混色の発生がない高画質の２色画像を得ることができ
る。しかも、上記の十分な井戸電位を確保するために、
感光体に対してストレスとなる過度の帯電を行う必要が
ない。

【００３９】また、１色目トナー像の存在する露光領域
の光量をさらに１色目トナー像の濃度に応じて調整した
場合には、飛び散りや混色の発生がない高画質の２色画
像をより的確に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２色画像形成装置の構成を示す概略
図である。

【図２】画像信号処理手段と光量制御手段の構成を機
能的に示すブロック図である。

【図３】２色画像形成時の主な工程を示すもので、そ
の各工程における電位関係等を示す説明図である。

【図４】１色目トナー像の濃度と第二露光光量の倍率
係数との関係を示す相関図である。

【図５】従来装置による２色画像形成時の主な工程を
示すもので、その各工程における電位関係等を示す説明
図である。

【符号の説明】１…感光体、３…第一露光ユニット、４…第一現像器、
５…第二露光ユニット、６…第二現像器、１２…記録
材、３０…光量制御手段、ＢＧ１…１色目トナー像の存
在する露光領域、ＢＧ２…１色目トナー像の存在しない
露光領域。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体に対して反転現像により１色目ト
ナー像を形成した後に正規現像により２色目トナー像を
続けて形成し、それら２色のトナー像を記録材に一括転
写して２色画像を形成する２色画像形成装置において、２色目トナー像の静電潜像を形成するため感光体表面に
非画像部露光を行う第二露光手段の露光条件について、
１色目トナー像の存在する露光領域の光量が１色目トナ
ー像の存在しない露光領域の光量よりも大きくなるよう
に制御する光量制御手段を設けたことを特徴とする２色
画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載の装置において、光量制御
手段が、１色目トナー像の存在する露光領域の光量をさ
らに１色目トナー像の濃度に応じて調整することを特徴
とする２色画像形成装置。