JPH09101643A - 多色画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多色画像形成装置において、現像位置での十
分な感光体表面電位を得るとともに、感光体要因による
帯電後の感光体表面電位のむらを防止する。 【解決手段】 第１番目の帯電器２と現像器４を用いる
画像形成時の前露光量をＰ１、第１番目の帯電器２と現
像器４を用いることなく、第２番目の帯電器５と現像器
７を用いた画像形成時の前露光量Ｐ２としたとき、Ｐ１
＜Ｐ２の関係を満たすように前露光ランプ３０、３１の
前露光量を制御装置４０により制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザ・ビ
ームプリンター、複写機、静電記録装置等とされる画像
形成装置に関し、特に多色印字が可能な多色画像形成装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の画像には、異なる色の顕像像や、
異なる情報を一紙面上に合成形成したものが多く見ら
れ、複数現像装置を予め収納した画像形成装置が市場に
出ている。

【０００３】中でも、潜像担持体が１回転する間に２個
以上の現像装置で多色顕像し、同時に紙面へ転写する技
術を開示するものが多く見られる。例えば、２個の現像
装置とも直流バイアスで電界を一定にして現像を行なう
米国特許第４，５７２，６５１号、及び第４，４１６，
５３３号がある。しかしこれらは潜像の形成を主に記載
しているもので現像時の問題についての記載はない。

【０００４】また、米国特許第４，３４９，２６８号や
これより先に日本国で公開された特開昭５６−１４４４
５２号公報は、２色目の現像に非接触現像で交流現像バ
イアスを使用し、特開昭５６−１２６５０号は２色目の
現像に非接触現像で直流バイアスを使用し、１色目の現
像像を２色目の現像剤で摺擦して乱すことを防止する技
術を開示している。尚、特開昭５６−１４４４５２号公
報には、１色目の現像像の電位についての記載がない。

【０００５】このように、従来の多数現像像形成装置で
は、先に現像形成した像を乱さないように次の現像を行
なう技術が知られていた。

【０００６】この意味と同様に、先に現像した像の潜像
電位をレベルアップする技術を開示するものとして米国
特許第４，６６０，９６１号が知られており、１色目の
現像像形成後現像剤と同極性の帯電を潜像担持体全面に
均一に施すことで、１色目の現像像を乱すことを防止し
ている。これが、１パス多色印字画像形成装置で特にネ
ガ−ネガ再帯電方式と呼ばれる方法であり、近年盛んに
検討されている。

【０００７】また、最近では特にデジタル高速機の分野
において、波長６８０ｎｍや７８０ｎｍのレーザーを用
いたり、感光体としてより高耐久なアモルファスシリコ
ンを用いた、多色画像形成装置の検討が行なわれてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では以下のような問題が生じる。

【０００９】感光体の種類によっては、例えばアモルフ
ァスシリコンドラムのような感光体では、その初期から
感光層の塗工等のむらにより帯電後の感光体表面電位に
むらが生じてしまうものがある。また、例えばＯＰＣド
ラムのような、初期の段階では前述したようなむらがな
い感光体であっても、繰り返し画像形成動作を行なうに
つれ感光体表面の削れ等の要因によりやはり帯電後の感
光体表面電位にむらが生じてものもある。

【００１０】上記の問題を解決する手段として、感光体
の改良の他に、感光体に照射する前露光量を増やすこと
が有効であることが本発明者等の実験によって確かめら
れた。しかし、前露光量を増やすにつれて同じ帯電条件
での感光体表面電位が減っていく傾向にあることが確認
された。

【００１１】従って、感光体要因による帯電後の感光体
表面電位のむらを少なくすることと、現像位置での十分
な感光体表面電位を得ることの両立が困難であるといっ
た問題が生じた。

【００１２】従って、本発明の目的は、現像位置での十
分な感光体表面電位を得ることができ、且つ感光体要因
による帯電後の感光体表面電位のむらの少ない多色画像
形成装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
多色画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明
は、像担持体上に複数の帯電手段及び複数の現像手段で
順次帯電と現像を行ない、多色のトナー像を形成し転写
材上に一括転写する多色画像形成装置において、第１番
目の帯電器と現像器を用いる画像形成時の前露光量Ｐ１
と、第１番目の帯電器と現像器を用いることなく、第２
番目以降の帯電器と現像器を用いた画像形成時の前露光
量Ｐ２とを、Ｐ１＜Ｐ２を満たすように制御することを
特徴とする多色画像形成装置である。

【００１４】像担持体としてアモルファスシリコンを用
いることが好ましい。画像露光手段として波長６００ｎ
ｍ以上のレーザーまたはＬＥＤを用いることが好まし
い。

【００１５】前露光量Ｐ１、Ｐ２を制御する手段として
前露光ランプに印加する電圧を制御することが好まし
い。別の態様によれば、前露光量Ｐ１、Ｐ２を制御する
手段として前露光ランプと像担持体との間に設けたスリ
ットを制御することが好ましい。

【００１６】本発明による他の態様によれば、像担持体
上に複数の帯電手段及び複数の現像手段で順次帯電と現
像を行ない、多色のトナー像を形成し、転写材上に一括
転写する多色画像形成装置において、第１番目の帯電器
と現像器を用いることなく、第２番目以降の帯電器と現
像器を用いた画像形成時、帯電動作前に第１露光手段に
より全面露光することを特徴とする多色画像形成装置が
提供される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る多色画像形成
装置を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１８】実施例１ 図１は、本発明に係る２色画像形成装置の実施例１を示
す概略構成図である。同図において、感光体（感光ドラ
ム）１は、円筒状の導電基体上に光導電層を設けたもの
で、図中の矢印Ｒ１方向に回転自在に軸支されている。
そして、感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿っ
て順に、感光ドラム１の表面を均一に帯電する第１スコ
ロトロン帯電器２、原稿を読み取り、２色に分解された
一方の色面像の濃度に比例した第１画像信号に基づいて
感光ドラム１を露光し、第１静電潜像を形成する第１露
光手段３、第１静電潜像にトナーを付着させて第１トナ
ー像を形成する第１現像装置４、第１トナー像を担持し
た後の感光ドラム１を帯電する第２スコロトロン帯電器
５、分解された他方の色画像の濃度に比例した第２画像
信号に基づいて露光し、第２静電潜像を形成する第２露
光手段６、第２静電潜像にトナーを付着させて第２トナ
ー像を形成する第２現像装置７、感光ドラム１上に形成
された色重ね像を転写材である転写紙１００上に転写す
るコロナ転写帯電器８、色重ね像が転写された転写紙１
００を感光ドラム１から分離する静電分離帯電器９、色
重ね像を転写した後に、感光ドラム１上の残留トナーを
除去するクリーニング装置１３、感光ドラム１の残留電
荷を除去する前露光ランプ３０、３１などが配置されて
いる。

【００１９】また、色重ね像が転写された転写紙１００
は、感光ドラム１から分離された後に定着装置１２に搬
送され、ここにおいて表面のトナー像が定着され、所望
のプリント画像が形成されて画像形成装置本体の外部に
排出される。

【００２０】本実施例の多色画像形成装置は、デジタル
画像形成装置であって、前記第１、第２露光手段は、イ
メージスキャナ部１８を有している。

【００２１】イメージスキャナ部１８は、原稿ガラス台
１４上に載置されている原稿１５を照明ランプ１６によ
り走査して読み取り、光電変換素子１９によって画像情
報を電気信号に変換するもので、照明ランプ１６によっ
て原稿１５からの反射光が、ミラー１７ａ、１７ｂ、１
７ｃに導かれてレンズ１７ｄにより、レッド、グリー
ン、ブルーのフィルターを内蔵した光電変換素子１９上
に結像される。

【００２２】この光電変換素子１９によってレッド、グ
リーン、ブルーの各成分が出力された電気信号は、Ａ／
Ｄコンバータ２１によりデジタル化された後、色分解部
としての信号処理部２２に送られてレッド、ブラックの
各成分の画像濃度に比例した２５６階調の画像信号に変
換される。レッドの画像信号（第１の画像信号）及びブ
ラックの画像信号（第２の画像信号）は、信号発生部と
してのレーザドライバー２４に送られ、レッド、ブラッ
クの画像信号に応じてレーザ２０の発光を変調する。

【００２３】レッド信号に応じて変調されたレーザ光は
第１画像情報としてポリゴンミラー２８、ミラー１７ｅ
を介して感光ドラム１に第１静電潜像を書き込み、ブラ
ック信号に応じて変調されたレーザ光は第２画像情報と
してポリゴンミラー２８、ミラー１７ｆ、１７ｇを介し
て感光ドラム１に第２静電潜像を書き込む。

【００２４】更には本実施例では、感光ドラム１にアモ
ルファスシリコンドラムを用いた。アモルファスシリコ
ンドラムには高耐久、高寿命といった特長があるからで
ある。しかしながら、アモルファスシリコンドラムに
は、ＯＰＣ等他の感光体に比べて、帯電能が低く、現像
に必要なコントラストが確保できないといった問題点が
あった。

【００２５】この問題点を解決する手法としては、帯電
器の構成や帯電器に印加するバイアスを適正にすること
によって解決することも可能であるが、それらには本体
構成上の制約や電源容量の制約がある。そこで本発明者
等は、別の解決手法として前露光３０の光量に注目し
た。前露光量と第１現像位置におけるドラム表面電位と
の関係の実験結果を示すグラフを図２に示す。この実験
結果から、同帯電条件において、前露光量が大きいほど
帯電後のドラム表面電位が小さく、前露光量が小さいほ
ど帯電後のドラム表面電位が大きくなることがわかる。
即ち、現像に必要なコントラストを確保するには、感光
ドラム１の残留電荷の影響が無い程度に前露光量を小さ
くすればよい。

【００２６】しかしながら、ここで新たな問題が生じ
た。それは、第１スコロトロン帯電器２、第１露光手段
３、第１現像装置４を用いず、第２スコロトロン帯電器
５、第２露光手段６、第２現像装置７のみを用い第２色
（黒）のみの画像形成を行なった場合に、ドラムの表面
電位のむらに起因する画像のむらが大きく、良好な画像
が得られないという問題であった。

【００２７】この問題は第１スコロトロン帯電器２、第
１露光手段３、第１現像装置４のみを用いた第１色
（赤）のみの画像形成を行なった時や、第１スコロトロ
ン帯電器２、第１露光手段３、第１現像装置４、第１ス
コロトロン帯電器２、第２露光手段６、第２現像装置７
を用い、第１色、第２色の多重画像形成時には生じなか
った。

【００２８】上記をまとめると次の表１のようになる。

【００２９】

【表１】

【００３０】この問題を検討するにあたり、前露光と帯
電器の距離Ｌと、電位むらの大きさとの関係を調べた。
その時の実験結果を図３に示す。この結果より、前露光
３０と帯電器の距離Ｌが大きいほど電位むらが大きくな
る傾向があることがわかる。このことから、上述した第
１スコロトロン帯電器２、第１露光手段３、第１現像装
置４を用いず、第２スコロトロン帯電器５、第２露光手
段６、第２現像装置７のみを用い、第２色（黒）のみの
画像形成を行なった場合に電位むらが大きいという問題
が説明できる。

【００３１】ところで、帯電後のドラム表面電位も前露
光と帯電器の距離Ｌに依存性があることが実験により確
かめられた。その時の実験結果を図４のグラフに示す。
この結果より、前露光と帯電器の距離Ｌが大きいほど帯
電後のドラム表面電位が大きくなる傾向があることがわ
かる。即ち、第１スコロトロン帯電器２、第２スコロト
ロン帯電器５とで同等の帯電条件をあたえた時、第１現
像装置でのドラム表面電位よりも第２現像位置でのドラ
ム表面電位の方が大きくなる。

【００３２】従って、第１現像位置でのドラム表面電位
を満足できるような前露光量Ｐ１のとき、第２現像位置
でのドラム表面電位は十分に大きくなる。つまり、第２
色のみの画像形成を行なう場合、前露光量をさらに大き
くしてＰ２としても第２現像位置で必要なドラム表面電
位を確保することができ、かつ電位むらも小さくするこ
とができる。

【００３３】以上のことをまとめると下記の表２のよう
になる。

【００３４】

【表２】

【００３５】本実施例では、容量の異なる前露光ランプ
３０、３１及び両者に入力する電圧を制御する制御装置
４０を設け、画像形成モード（第１単色モード、第２単
色モード、２色モード）に応じて、前露光ランプ３０、
３１を切換え、前露光量を制御することにより、各モー
ドにおいて十分な現像コントラストを確保でき、かつ電
位むらの少ない良好な画像を形成することができた。

【００３６】なお、前露光ランプ３１を省略し、前露光
ランプ３０の前露光量を制御装置４０により制御しても
上記と同様の作用効果を得ることができる。

【００３７】実施例２ また、実施例２においては、図５に示すように、前露光
３０の直下にその幅が可変であるスリット６０を設け
た。実施例１のような電気的な制御では光量の変動幅が
大きいからである。

【００３８】本実施例においては、画像形成モード（第
１単色モード、第２単色モード、２色モード）に応じ
て、スリット６０のスリット幅を制御する制御装置６１
を設け、感光ドラム１上に照射される前露光量を制御す
ることにより、各モードにおいて十分な現像コントラス
トを確保でき、かつ電位むらの少ない良好な画像を形成
することができた。

【００３９】実施例３ 実施例３では、図１の装置においてアモルファスシリコ
ンドラムの代わりにＯＰＣドラムを用いた。アモルファ
スシリコンドラムに比べ耐久性は劣るが、値段が安いた
め低速機等には向いているためである。ＯＰＣドラムは
その初期には電位むらがほとんどなく、実施例１で述べ
たような問題は生じなかったが、長期間の使用に伴い、
ドラムに接触しているクリーニングブレード等の影響に
よりドラムの表面が不均一に削れたり、ドラムの感光層
も光疲労やオゾン劣化といった現象がみられた。これら
の要因により初期には殆どなかった電位むらが顕在化し
てきた。

【００４０】本実施例においても、実施例１と同様に図
１示すように、画像形成モード（第１単色モード、第２
単色モード、２色モード）に応じて前露光３０に入力す
る電圧を制御する制御装置４０を設け、前露光量を制御
することにより各モードにおいて十分な現像コントラス
トを確保でき、かつ電位むらの少ない良好な画像を形成
することができた。

【００４１】実施例４ 本実施例は、実施例１で説明したような前露光入力電圧
制御装置や実施例２で説明したような前露光スリット制
御装置等の機構を設けることなく同様の効果を期待した
ものであり、特に第１露光手段にレーザーやＬＥＤを用
いたデジタル画像形成装置において有効である。

【００４２】本実施例では、図１の装置において、第１
スコロトロン帯電器２、第１露光手段３、第１現像装置
４を用いず、第２スコロトロン帯電器５、第２露光手段
６、第２現像装置７のみを用い第２色（黒）のみの画像
形成を行なう際に、前露光量は変化させずに、第１露光
を画像域前面に必要量点灯させることを特徴としてい
る。勿論、このときの画像露光は第２露光手段を用い
た。

【００４３】本実施例においても画像形成モード（第１
単色モード、第２単色モード、２色モード）に応じて第
１露光手段３を制御することにより各モードにおいて十
分現像コントラストを確保でき、かつ電位むらの少ない
良好な画像を形成することができた。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による画像形成装置は、第１番目の帯電器と現像器を用
いる画像形成時の前露光量Ｐ１と、第１番目の帯電器と
現像器を用いることなく、第２番目以降の帯電器と現像
器を用いた画像形成時の前露光量Ｐ２との間に、Ｐ１＜
Ｐ２を満たすよう前露光量を制御することにより、現像
位置での十分な感光体表面電位を得ることができ、且つ
感光体要因による帯電後の感光体表面電位のむらを少な
くでき、従って、高品質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る２色画像形成装置の実施例１を示
す概略構成図である。

【図２】図１の画像形成装置の前露光量と、第１現像位
置でのドラム表面電位との関係の実験結果を示すグラフ
である。

【図３】図１の画像形成装置の前露光と帯電器の距離Ｌ
と、電位むらの大きさとの関係の実験結果を示すグラフ
である。

【図４】図１の画像形成装置の前露光と帯電器の距離Ｌ
と、第１現像位置でのドラム表面電位との関係を実験結
果を示すグラフである。

【図５】本発明に係る２色画像形成装置の実施例２を示
す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ２ 第１スコロトロン帯電器 ３ 第１露光手段 ４ 第１現像装置 ５ 第２スコロトロン帯電器 ６ 第２露光手段 ７ 第２現像装置 ３０ 前露光 ４０ 前露光入力電圧制御装置 ６０ 前露光スリット ６１ 前露光スリット制御装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に複数の帯電手段及び複数の
   現像手段で順次帯電と現像を行ない、多色のトナー像を
   形成し転写材上に一括転写する多色画像形成装置におい
   て、 第１番目の帯電器と現像器を用いる画像形成時の前露光
   量Ｐ１と、第１番目の帯電器と現像器を用いることな
   く、第２番目以降の帯電器と現像器を用いた画像形成時
   の前露光量Ｐ２とを、 Ｐ１＜Ｐ２ の関係を満たすように制御することを特徴とする多色画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 像担持体としてアモルファスシリコンを
   用いることを特徴とする請求項１の多色画像形成装置。
3. 【請求項３】 画像露光手段として波長６００ｎｍ以上
   のレーザーまたはＬＥＤを用いることを特徴とする請求
   項１の多色画像形成装置。
4. 【請求項４】 前露光量Ｐ１、Ｐ２を制御する手段とし
   て前露光ランプに印加する電圧を制御することを特徴と
   する請求項１の多色画像形成装置。
5. 【請求項５】 前露光量Ｐ１、Ｐ２を制御する手段とし
   て前露光ランプと像担持体との間に設けたスリットとを
   制御することを特徴とする請求項１の多色画像形成装
   置。
6. 【請求項６】 像担持体上に複数の帯電手段及び複数の
   現像手段で順次帯電と現像を行ない、多色のトナー像を
   形成し、転写材上に一括転写する多色画像形成装置にお
   いて、 第１番目の帯電器と現像器を用いることなく、第２番目
   以降の帯電器と現像器を用いた画像形成時、帯電動作前
   に第１露光手段により全面露光することを特徴とする多
   色画像形成装置。