JPH11102099A - ２色画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正帯電のトナーと負帯電のトナーによって現
像し、感光体上に２色のトナー像を形成する２色画像形
成方法において、画像の周辺が異色のトナーで縁取りさ
れるフリンジ現像を防止し、鮮明な画像が得られる２色
画像形成装置を提供する。 【解決手段】 画像部電位と白部電位の間の電位部を形
成する補正露光を、画像部周囲の白部を判定して画像部
周囲の白部に前記補正露光を行うことによって、画像部
と白部の間の電位変化が小さくなってエッジ効果が弱く
なり、フリンジ現像が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式を用い
た２色画像形成装置に関する。

【０００２】なお、本発明で説明するところの２色画像
形成装置について、単に色が異なる２種類のトナーを用
いる場合だけを含むのではなく、同じ色でも他の特性が
異なるトナーを用いる場合をも含む。例えば、同じ黒色
トナーでも、一方が非磁性トナーで、他方が磁性トナー
の場合などである。これは、画像の一部に磁気的な情報
を付加したい場合に用いられる。

【０００３】

【従来の技術】感光体を帯電した後、露光において画像
の色情報に応じて、露光無し、弱露光、強露光と露光量
を３段階に変えることによって、感光体上に３段階の静
電像を形成し、これを正帯電のトナーと負帯電のトナー
によって現像し、感光体上に２色のトナー像を形成する
２色画像形成装置がある。

【０００４】この２色画像形成装置では、１つの色の画
像の周辺が別の色のトナーで縁取りされるように現像さ
れるフリンジ現像が発生し、鮮明な画像が得られないと
いう問題が発生した。

【０００５】このフリンジ現像の発生は次のように説明
される。

【０００６】図２はフリンジ現像の説明図で、感光体表
面の位置に対する露光後の感光体表面の電位と電界の分
布を表している。

【０００７】図２（ａ）に示すように、この２色画像形
成装置での感光体の露光後の表面電位は、露光無しの場
所は帯電電位Ｖｃａ，弱露光の場所は中間電位Ｖｗ，強
露光の場所は放電電位Ｖｄａとなっている。Ｖｃａの帯
電電位部は現像バイアス電圧Ｖｂ１を印加した現像装置
によって第１のトナーが正規現像される。一方、Ｖｄａ
の放電電位部は現像バイアス電圧Ｖｂ２を印加した現像
装置によって第２のトナーが反転現像される。Ｖｗの中
間電位部はいずれのトナーも現像されず、白部となる場
所である。ところが、感光体上の表面電界は、図２
（ｂ）に示すように、ＶｃａとＶｄａの電位部の周辺の
中間電位部は、ＶｃａとＶｄａの電位部と中間電位Ｖｗ
との差が大きいので、エッジ効果による逆向きの電界が
発生し、ここに逆の帯電極性のトナーが付着するのであ
る。したがって、第１のトナーが黒、第２のトナーが赤
であれば、黒画像の周囲の白部が赤で現像され、赤画像
の周囲の白部が黒で現像されるようになる。これは、あ
たかも黒画像の周囲が赤で縁取りされ、赤画像の周囲が
黒で縁取りされるようになるので、フリンジ（縁取り）
現像と呼ばれる。これは、本来形成されてはならない色
の印字であり、画像が不鮮明になるとともに、誤印字と
して印刷結果に間違った情報を記録してしまうことにな
り、解決しなければならない問題である。

【０００８】このフリンジ現像は、現像バイアス電圧Ｖ
ｂ１，Ｖｂ２が弱露光の場所の中間電位Ｖｗに近い程顕
著に現れ、Ｖｗから離れる程少なくなるという特性があ
る。従って、フリンジ現像を低減する手段として、この
特性を利用して、現像バイアス電圧Ｖｂ１とＶｂ２をＶ
ｗから離すことが考えられる。しかし、この手段では、
現像バイアスとトナーが付着する画像部の電位差、Ｖｃ
ａ−Ｖｂ１とＶｄａ−Ｖｂ２が小さくなり、本来の画像
部に現像されるトナー量が減少し、画像濃度が低下する
という問題がある。フリンジ現像は低減されるが、本来
の現像そのものが少なくなってしまうので、この手段に
よってフリンジ現像を解決することは困難である。

【０００９】この問題の別の解決手段として、抵抗値が
低い現像剤を使用するという方法が特開平１−１８９６
６４号に提案されている。これは、抵抗値が低い現像剤
を用いることによって、エッジ効果が弱くなり、周辺の
逆向きの電界が弱くなることを利用したものである。し
かし、抵抗値が低すぎる現像剤では、キャリアが感光体
に付着するという２次的な問題が発生した。この感光体
に付着したキャリアは、転写において感光体上のトナー
像と用紙の間に空隙を生じさせ、それによって転写電界
強度を低下させ、トナー像の転写不良を引き起こす。こ
れは、文字や画像等の一部が用紙に転写されずに欠落す
ることになる。従って、フリンジ現像の解決のために、
この抵抗値が低い現像剤の使用という第２の手段の適用
そのものが難しい。

【００１０】上記の問題点を許容して、現像バイアスと
現像剤抵抗をフリンジが解決される条件で組み合わせた
場合においても、次のような問題が発生する。

【００１１】感光体の特性は使用に伴って経時的に変化
したり、帯電器の放電ワイヤも劣化するので、中間電位
の変動は避けがたい問題である。この中間電位が変動し
た場合、現像バイアス電圧と中間電位との差が小さくな
る方向に中間電位が変化するとフリンジ現像が発生して
くる。

【００１２】また、現像剤は、周囲の環境変化やトナー
濃度の変化、キャリア表面の経時的な変化、等によっ
て、その抵抗値が変化する。現像剤抵抗値が高くなる方
向に変化した場合、例えば環境が低湿度になったり、ト
ナー濃度が高くなったりすると、やはりフリンジ現像が
発生してくる。

【００１３】さらに、現像機の現像ロールの回転速度を
変えた場合、現像剤が感光体表面を擦る力が変わり、そ
の影響を受けてフリンジ現像も変化するという特性があ
る。

【００１４】以上のように、フリンジ現像はいろいろな
要因の影響を受けており、従来の技術では解決すること
が困難な問題である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来課題
を解決すべくなされたものであり、その目的は、フリン
ジ現像を防止し、鮮明な画像が得られる２色画像形成装
置を提供することにある

【００１６】。

【課題を解決するための手段】上記課題は、感光体を帯
電した後の露光において、トナーが正規現像される帯電
電位部、トナーが反転現像される放電電位部、トナーが
現像されない中間電位部の３つの電位部を形成する３段
階の光量で露光することに加えて、トナーが現像される
電位部の周囲の白部を判定し、トナーが現像される電位
と中間電位の間の電位を形成する光量で露光すること、
より具体的には、帯電電位部の周囲の白部は帯電電位と
中間電位の間の電位を形成する光量で露光し、放電電位
部の周囲の白部は放電電位と中間電位の間の電位を形成
する光量で露光する手段を設けることによって解決でき
る。

【００１７】上記手段に加えて、表面電位計を備えて、
それで中間電位を検出して、中間電位を一定に形成する
光量を調節すること、更に、現像バイアス電圧や現像ロ
ール回転数応じ、あるいは現像剤の電気抵抗の測定手段
を備えてその測定値に応じてトナーが現像される電位部
の周囲を露光する光量を調節すること、によって確実に
上記課題を解決できる。

【００１８】また、トナー付着量センサを備え、フリン
ジ現像による付着トナーが検出されなくなるようにトナ
ーが現像される電位部の周囲を露光する光量を調節する
ことによってより確実に上記課題を解決できる。

【００１９】更に、画像をドットに展開する処理を行う
演算プロセッサで、トナーが現像される電位部の周囲の
白部でトナーが現像される電位と中間電位の間の電位を
形成する光量で露光する領域を判定する処理を行うよう
ことができ、その判定結果に応じてトナーが現像される
電位部の周囲の光量を調節して露光することで上記課題
を解決できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例を図１から図
３を用いて説明する。図１は、本発明の２色画像形成装
置の概略構成図、図２は、フリンジ現像の説明図、図３
は、補正露光によるフリンジ抑制の説明図である。

【００２１】図１は、第１の実施例として、本発明を適
応した２色画像形成装置の概略構成図を示す。図１で、
１は感光ドラム、２は第１帯電器、３は露光器、４は露
光制御手段、５は第１現像機、６は第２現像機、７は第
２帯電器、８は転写器、９はクリーナ、１２は記録媒
体、１５、１６、１７は電源、１９は付着量センサ、２
０はプロセス制御手段、３１はレーザである。この装置
では、感光ドラム１に負帯電のＯＰＣを用い、第１のト
ナーとして正帯電のトナー、及び第２のトナーとして負
帯電のトナーを用いた場合を説明する。図１で、感光ド
ラム１は時計周りに回転しており、先ず感光ドラム１の
表面は第１帯電器２によって一様に負に帯電され、露光
器３による露光によって感光ドラム１上には３段階の表
面電位Ｖｃａ、Ｖｗ、Ｖｄａからなる静電潜像が形成さ
れる。この表面電位の値は、図２（ａ）の記号を用いて
説明すると、具体的には、Ｖｃａは−９００Ｖ、Ｖｗは
−４５０Ｖ、Ｖｄａは−５０Ｖ前後の値となる。次に、
電源１５によって現像バイアスＶｂ１（−６５０Ｖ）が
印加された第１現像機５によって正帯電の第１トナーが
感光ドラム１上に現像される。続いて、電源１６によっ
て現像バイアスＶｂ２（−２５０Ｖ）が印加された第２
現像機６によって負帯電の第２トナー像が感光ドラム１
上に現像される。この第１トナーと第２トナーの現像
は、現像剤としてトナーとキャリアの混合物である２成
分現像剤を用いて行った。この現像剤には、第１、第２
ともに、抵抗値が約１０¹⁰Ω・ｃｍと高いフェライトキ
ャリアを用いて、キャリア付着を防止している。また、
抵抗値が１０¹⁰Ω・ｃｍより小さいキャリアでは、キャ
リア付着が僅かに発生するが、キャリア回収マグネット
で除去でき、キャリア付着による２次的な問題は生じな
い。

【００２２】なお、キャリア抵抗値は、キャリアを一定
間隔の電極間に充填し、その電気抵抗の測定値に電極の
面積を掛け、更に電極の間隔で割って得られた値であ
る。また、トナー濃度は４重量％、トナー帯電量は第１
現像剤が約１０μＣ／ｇ、第２現像剤が約−６μＣ／ｇ
である。

【００２３】以上の手順によって感光ドラム１上に形成
された第１のトナー像と第２のトナー像による２色トナ
ー像は、第２帯電器７によってコロナ照射され、帯電極
性を負に揃えられる。第２帯電器７には電源１７から高
電圧が印加されており、その印加電圧が正の場合は第１
及び第２のトナーは正帯電に揃えられ、その印加電圧が
負の場合は第１及び第２のトナーは負帯電に揃えられ
る。どちらに揃えるかは、転写の極性で決める。本実施
例の装置では負に揃えた。その後、転写器８によって紙
等の記録媒体１２に転写され、この図には示されていな
い定着機で定着される。転写後の感光ドラム１は、クリ
ーナ９によって残留したトナーが除去された後、次の２
色画像形成が行われる。

【００２４】図１の中で、露光制御手段４は帯電電位の
周囲の白部を判定する手段であり、画像データから今露
光しようとしているデータが白部に対応するデータであ
り、しかもそれが帯電電位部の周囲であるか、あるいは
放電電位部の周囲であるかを判定する。そして、帯電電
位部の周囲であると判定された場合は、帯電電位と中間
電位の間の電位を形成する光量で露光する。また、放電
電位部の周囲であると判定された場合は、放電電位と中
間電位の間の電位を形成する光量で露光する。このよう
に露光することによって、露光後の感光体上の表面電位
分布は、図３（ａ）に示すようになる。電位がＶｃａの
帯電電位部の周囲の白部は、帯電電位Ｖｃａと中間電位
Ｖｗの間の電位Ｖｃｆが形成される。また、電位がＶｄ
ａの放電電位部の周囲の白部は、放電電位Ｖｄａと中間
電位Ｖｗの間の電位Ｖｄｆが形成される。フリンジ現像
を引き起こすそれぞれの画像部周囲のエッジ効果による
逆向きの電界は、中間電位とそれぞれの画像部電位Ｖｃ
ａ、Ｖｄａとの電位差が大きいことによって発生するこ
とを前述した。従って、その電位差が小さくなるよう
に、中間電位部と画像部電位の間に、更にその間の電位
部分を形成し、それぞれの部分の電位差を小さくするこ
とによって、図３（ｂ）に示すように、エッジ効果を低
減して逆向きの電界を小さくし、フリンジ現像を解決す
ることができる。以後、この画像部周囲の白部に新たに
設ける電位（部）を補正電位（部）と呼び、この露光を
補正露光と呼ぶことにする。

【００２５】この実施例では、帯電電位部の周囲のフリ
ンジ補正電位Ｖｃｆが−５００Ｖとなるように補正露光
１の光量を調整し、放電電位部のフリンジ補正電位Ｖｄ
ｆが−３７０Ｖとなるように補正露光２の光量を調整し
た。放電電位部の周囲の電位と中間電位の差が８０Ｖに
対し、帯電電位部の周囲の電位が中間電位Ｖｗ（−４５
０Ｖ）と５０Ｖと小さくなっているが、帯電電位部は第
１現像によってトナーが現像されるので、その分帯電電
位部と白部の電位差が小さくなりエッジ効果そのものが
小さくなり、補正露光による電位差の縮小幅を小さくで
きるためである。また、画像部周辺の補正露光する範囲
は、放電電位部の周囲は０．４ｍｍ、帯電電位部の周囲
は０．３ｍｍとした。帯電電位部の補正露光の範囲が放
電電位部に比べて狭い理由は、上記の補正電位が少ない
ことの理由と同じである。なお、帯電電位部の周囲と放
電電位部の周囲での補正電位と補正範囲の大小関係につ
いては、放電電位部の現像が先に行われるならば、逆転
することがある。それは、上記の説明のように、先に現
像された画像の周囲はエッジ効果が小さくなるからであ
る。以上に述べた第１の実施例によれば、補正露光を行
うことによって、フリンジ現像を解決し、鮮明な画像を
得ることが可能になる。

【００２６】（実施例２）露光制御手段 次に第２の実施例として、本発明の２色画像形成装置の
露光制御手段４について、図４と図５を用いて説明す
る。図４は、補正露光制御部の概略構成図、図５は、補
正露光の判定の説明図である。まず、補正露光制御部の
構成と動作を図４を用いて説明する。図４には露光制御
手段４とその周辺回路を示した。図４で、４は露光制御
手段、１８は表面電位計、１９は付着量センサ、２０は
プロセス制御手段、２１は記憶手段、２２はデータ入力
手段、３１はレーザ、４１は画像メモリ、４２は判定回
路、４３は光量切替回路、３１１、３１２、３１３、３
１４はレーザ駆動回路、３２１、３２２、３２３、３２
４は光量設定手段である。

【００２７】露光制御手段４を構成する主な構成要素は
画像メモリ４１と判定回路４２、光量切替回路４３であ
る。判定回路４２は、画像メモリ４１のデータ、即ち、
帯電電位部の画像に対応する１と０からなるビットパタ
ーン、放電電位部の画像に対応する１と０からなるビッ
トパターンから、今露光しようとしている場所が、帯電
電位部か、帯電電位部の周囲か、放電電位部か、放電電
位部の周囲か、帯電電位部からも放電電位部からも離れ
た白部か、を判定する。そして、その判定結果に基づい
て、光量切替回路４３で光量を切り替えて感光体を露光
する。

【００２８】図４で、３１１、３１２、３１３、３１４
はそれぞれレーザ３１の駆動回路であり、３１１は放電
電位部を形成する光量をレーザから出力させる駆動回
路、３１２は中間電位部を形成する光量をレーザから出
力させる駆動回路、３１３は補正電位Ｖｃｆ部を形成す
る光量をレーザから出力させる駆動回路、３１４は補正
電位Ｖｄｆ部を形成する光量をレーザから出力させる駆
動回路である。３２１、３２２、３２３、３２４はそれ
ぞれ、駆動回路３１１、３１２、３１３、３１４に対応
した光量設定手段である。設定は、デジタル値で設定す
ることにして、その初期設定値としては、ＲＯＭやＩＣ
カードメモリ等の記憶手段２１に記憶した値を用いる。
設定の変更は、プロセス制御手段２０を経由して、テン
キー等のデータ入力手段２２で行うことができる。デジ
タル値で設定すると光量設定手段でアナログ出力に変換
し、それを駆動回路の光量設定入力とする。レーザ３１
として、半導体レーザを用いた場合、出力光量は電流に
よって調節できるので、光量設定手段のアナログ出力を
電流出力とすれば、それをレーザ駆動電流として用いる
ことができる。

【００２９】次に判定の具体例について図５を用いて説
明する。図５（ａ）は帯電電位部の画像に対応する画像
メモリの内容、図５（ｂ）は放電電位部の画像に対応す
る画像メモリの内容である。それぞれ、１の部分がトナ
ーが現像されることに対応する。また、両方のメモリの
それぞれ対応する画素の値が０の場合は、トナーが現像
されない白部に対応する。なお、両方の対応する画素の
内容が同時に１になることは、この２色画像形成方法に
おいては原理的にありえない条件であるが、発生した場
合はどちらか一方を優先させる。また、それぞれの画素
は約８４マイクロメートル四方の寸法である。今、露光
しようとしている場所に対応するメモリの位置を（ｉ、
ｊ）とする。ｉはポリゴンミラーの回転によってレーザ
が走査される主走査方向の位置、ｊは感光体ドラムの回
転にともなって走査される副走査方向の位置を示す。図
５の中央１マスの太枠で示す（ｉ、ｊ）の位置より、副
走査方向に１から３画素ずれた位置は、放電電位部の画
像がある。図１の実施例の説明の中で、放電電位部画像
の周囲は０．４ｍｍの範囲を補正露光することにしたの
で、（ｉ、ｊ）の位置から５画素の範囲内に放電電位部
が有るか否かを判定する。判定の論理としては、図５の
放電電位画像メモリの中で大きな太枠で囲まれた、主走
査方向位置ｉ−５からｉ＋５、副走査方向位置ｊ−５か
らｊ＋５の範囲のデータの論理和をとり、それが１にな
れば、５画素の範囲内に放電電位部が有ると判定され
る。この判定の回路としては、１２１個の画素信号の論
理和をとるので、単純に２入力ＯＲ回路を用いるなら
ば、１２３個で構成できる。もっと入力数の多いＯＲ回
路を用いれば少なくなるのは当然であり、また、集積度
の高いロジックアレイもあるので、この回路の構成には
何ら問題は無い。次に、（ｉ、ｊ）の位置が白部である
こと、これは、帯電電位画像メモリと放電電位画像メモ
リの（ｉ、ｊ）位置の論理和をとり、それが０であるこ
とで白部と判定される。そして、（ｉ、ｊ）位置が白部
であり、５画素の範囲内に放電電位部が有る判定されれ
ば、補正電位Ｖｄｆ部を形成する光量をレーザから出力
させる駆動回路３１４に切り替えられて露光が行われ、
その結果（ｉ、ｊ）の画素位置の感光体表面電位はＶｄ
ｆになる。以上の判定を、各画素毎に行うことによっ
て、放電電位部の周囲５画素は表面電位Ｖｄｆの補正電
位になる。帯電電位部の周囲については説明を諸略する
が同様の判定を行えばよい。なお、放電電位部と帯電電
位部が接近しており、両方の判定結果が競合した場合、
図３での補正露光１と補正露光２が同時に行うような判
定がでた場合は、どちらか一方を優先させる。優先の方
法は、それぞれの画像部からの距離が近い方を優先させ
る、元もとのフリンジが多い方の補正を優先させる等を
選べばよい。図１を用いて説明した実施例に適用した方
法は、フリンジの多い方の補正を優先させる方法であ
る。距離を判定する方法に比べて、論理が単純となりハ
ードウエアの規模を抑えることができた。

【００３０】以上に述べた第２の実施例によれば、帯電
電位部と放電電位部の周囲を判定して補正露光を確実に
行うことができ、これによってフリンジ現像が解決さ
れ、鮮明な画像を得ることが可能になる。

【００３１】（実施例３）表面電位制御とレーザ駆動回
路 次に第３の実施例として、レーザの駆動回路の構成の実
施例について、図２と図４を用いて説明する。

【００３２】図４の補正露光制御部の概略構成図では、
光量毎にレーザの駆動回路を分ける方式にしており、こ
の利点について説明する。図４で１８は表面電位計であ
る。この表面電位計１８は、図１には図示していない
が、感光体ドラム１の表面電位を測定する検出器であ
る。ところで、この２色画像形成装置では、図２に示し
たように、中間電位Ｖｗを挟んで、帯電電位画像部と放
電電位画像部がある。この中間電位部は、トナーが現像
されずに白部となる場所であるが、この中間電位Ｖｗが
変動して、例えば、Ｖｗが帯電部電位Ｖｃａの方にずれ
ると、帯電電位部に付着すべきトナーが白部に付着した
り、逆に放電電位部Ｖｄａの方にずれたりすると、放電
電位部に付着すべきトナーが白部に付着するという、カ
ブリ現像が発生する。この中間電位の変動は、感光体ド
ラムの特性が環境変化や使用に伴う経時的な変化によっ
て、レーザが同じ光量で露光しても、表面電位が変わっ
てしまうのである。そこで、表面電位計１８によって感
光体の表面電位を測定して、中間電位Ｖｗが所定の値の
範囲内に収まるように、レーザの光量を調節する必要が
ある。そこで、本実施例では、表面電位計１８で測定し
た中間電位部の表面電位をプロセス制御装置２０で処理
して、中間電位が所定の値になるように、中間電位の光
量設定手段３２２にその制御値を設定する。これによっ
て、中間電位部を形成するレーザ駆動回路３１２が駆動
された場合、感光体の表面電位はＶｗに保たれる。

【００３３】中間電位部の表面電位の測定は次のように
して行う方法がある。

【００３４】（方法１） 本実施例には、補正露光を行
うための露光制御手段４を有し、それには画像メモリ４
１を備えているので、画像メモリから白部を認識して、
その白部に対応した感光体表面が表面電位計の場所に来
た時の電位をプロセス制御装置２０で取り込む。

【００３５】（方法２） 通常の印刷動作とは別に、中
間電位の制御動作を行い、中間電位のみを形成させる露
光を行い、その時の表面電位を測定する。この方法の場
合、用紙がカット紙である場合は、その用紙と用紙の隙
間を中間電位の制御動作に用いることができる。

【００３６】以上に述べた第３の実施例によれば、中間
電位を形成する露光量の調節を、他の電位部を形成する
露光量の調節と独立して行えるので調節が簡単であり、
しかも他への影響を及ぼすことがないという利点を有す
る。また、同様に、補正露光の露光量調節と放電電位部
の露光の露光量調節についても、他の露光量調節と独立
しており、お互いに影響を及ぼすことが無い。

【００３７】（実施例４）補正電位制御とレーザ駆動回
路 次に第４の実施例として、補正露光の制御条件の設定の
実施例を図１と図４を用いて説明する。

【００３８】従来例の説明で、現像バイアスや現像剤抵
抗によって、フリンジ現像の程度が変わることを説明し
た。それ以外では、現像機のマグネットローラの回転速
度が速くなった場合は、掻き取り力が強くなり、それに
よって通常の画像も後端部がかすれる等の影響が有る。
フリンジ現像についても同様に、マグネットローラの回
転速度が速くなった場合は、フリンジ現像の程度が変わ
る。その変わり方としては、例えば、放電電位部画像の
周囲に発生する帯電電位部に付着すべきトナーによるフ
リンジは、感光体ドラムの表面の進行方向に対して、直
角方向の放電電位部の画像上端のフリンジは少なくな
り、画像部後端のフリンジは多くなる傾向がある。これ
は、マグネットローラ上の磁気ブラシによる掃き取りと
掃き寄せ効果によるものである。また、感光体ドラムの
表面の進行方向に対して、平行な放電画像部の辺のフリ
ンジも掻き取られて少なくなる傾向がある。以上に述べ
た本実施例によれば、現像バイアス、現像剤抵抗、マグ
ネットローラ回転速度が変化した場合は、フリンジ現像
の程度が変化するので、補正露光もそれに合わせて調節
する必要がある。

【００３９】図１と図４に示してあるプロセス制御手段
２０は、現像バイアスやマグネットローラ回転速度も制
御している。現像バイアスやマグネットローラ回転速度
の変更は、環境変化によって本来の画像部への現像量に
変化があった場合、例えば、環境が低温低湿度状態にな
ると現像量が少なくなって画像濃度が低下する場合に行
われる。画像濃度の低下を補償するためには、現像バイ
アスを高くしたり、マグネットローラ回転速度を速めた
りする。上述したように、このような制御を行うと、フ
リンジ現像の程度が変わるので、補正露光の設定条件の
変更が必要になる場合もある。本実施例でその変更を行
う場合は、光量毎に独立のレーザ駆動回路と光量設定手
段を設けているので、前述の実施例の中間電位の制御も
場合と同様に、他の電位部を形成する露光量の調節と独
立して行えて、調節が簡単であり、しかも他への影響を
及ぼすことがないという利点を有する。

【００４０】なお、現像バイアスやマグネットローラ回
転速度に対応して、フリンジ現像がどの程度になるか
は、図４に示してある記憶手段２１にあらかじめ保持し
ておけばよい。

【００４１】現像バイアスに対応した補正露光の光量
は、具体的には次のように調節する。

【００４２】帯電電位部の画像濃度が低下した場合は、
その濃度低下を現像バイアス電圧で補償する場合、図２
に示す現像バイアスＶｂ１と帯電部電位Ｖｃａの差が大
きくなるように、現像バイアスＶｂ１を下げる方向に調
節する。このような調整を行うと、放電電位部の周囲に
帯電電位部に現像されるべきトナーによるフリンジ現像
が発生するので、図３に示す補正露光２の露光量を増加
させて、放電電位部の周囲の白部の電位Ｖｄｆを低下さ
せてそのフリンジ現像を防止する。一方、放電電位部の
画像濃度が低下した場合、その濃度低下を現像バイアス
電圧で補償する場合は、図２に示す現像バイアスＶｂ２
と放電部電位Ｖｄａの差が大きくなるように、現像バイ
アスＶｂ２を上げる方向に調節する。このような調整を
行うと、帯電電位部の周囲に放電電位部に現像されるべ
きトナーによるフリンジ現像が発生するので、図３に示
す補正露光１の露光量を減少させて、帯電電位部の周囲
の白部の電位Ｖｃｆを上昇させてそのフリンジ現像を防
止する。

【００４３】マグネットローラ回転速度に対応した補正
露光の光量は、具体的には次のように調節する。マグネ
ットローラの回転速度を速くした場合、画像部上端と感
光体ドラムの表面の進行方向に平行に近い方向の画像部
の左右端のフリンジは掻き取られて少なくなる傾向にあ
るので、そのフリンジを防止するための補正露光は、次
のように調節する。放電電位部の周囲の白部の電位Ｖｄ
ｆは、図３に示す補正露光２の露光量を減少させて、電
位Ｖｄｆを白電位Ｖｗに近付けることができる。帯電電
位部の周囲の白部の電位Ｖｃｆは、図３に示す補正露光
１の露光量を増加させて、電位Ｖｃｆを白電位Ｖｗに近
付けることができる。一方、画像部後端のフリンジにつ
いては、マグネットローラの回転速度の増加につれてフ
リンジが多くなる傾向があるので、次のように露光量を
調節する。放電電位部の周囲の白部の電位Ｖｄｆは、図
３に示す補正露光２の露光量を増加させて、電位Ｖｄｆ
を白電位Ｖｗから離すようにする。帯電電位部の周囲の
白部の電位Ｖｃｆは、図３に示す補正露光１の露光量を
減少させて、電位Ｖｃｆを白電位Ｖｗから離すようにす
る。マグネットローラの回転速度に対応した補正露光の
光量は、上述したように画像の上端、左右端と後端で、
調節する方向が逆になっているが、この場合は、画像部
の後端に発生するフリンジを防止する方向の調節を採用
する。

【００４４】また、上述したように、画像の上端、下
端、左端、右端でフリンジ現像の程度が異なることか
ら、図５に示す画像メモリから補正露光範囲を判定する
場合、今露光しようとしている位置から前後左右に必ず
しも同じ距離範囲の画像データから判定するのではな
く、前後左右でそれぞれ異なる範囲を認識するようした
方がよい。例えば、感光体の表面の移動方向と、現像機
のマグネットロールの表面の移動方向が同じ場合、放電
電位画像周囲の帯電電位に付着するトナーによるフリン
ジ現像は放電電位画像の後端部に多く、上端と左右端に
は少ない。従って、この場合は、図５のｊ＋４、ｊ＋５
の副走査方向のこれから露光されようとする未来のデー
タの認識範囲は狭くして、ｊ−６、ｊ−７の既に露光さ
れた過去のデータの認識範囲を広くした方がよい。この
ようにすることによって、放電電位画像部の下端の白部
をより広い範囲で補正露光範囲と判定することができ
る。

【００４５】以上に述べた第４の実施例によれば、現像
バイアスやマグネットローラ回転数を変化させた場合に
おいても、補正露光を確実に行うことができ、これによ
ってフリンジ現像が解決され、鮮明な画像を得ることが
可能になる。

【００４６】（実施例５）フリンジ量検出制御 次に第５の実施例として、補正露光の制御条件の自動設
定の実施例を図１と図４を用いて説明する。

【００４７】図１と図４で、１９は感光体ドラム上に付
着したトナー量を検出する付着量センサである。この付
着量センサを用いてフリンジ現像されたトナー量を検出
し、その量に応じて補正露光の条件を設定する方式であ
る。付着量センサは、発光ダイオードとフォトダイオー
ドが１対で構成された半導体素子であり、発光ダイオー
ドから感光ドラム上に光を照射し、そこからの反射光を
フォトダイオードで検出するものである。感光体ドラム
上にトナーが付着していれば、その付着量に応じて反射
光量が変わることを利用して、感光体ドラムに付着して
いるトナー量を検出できるのである。

【００４８】まず、補正露光を行わず、しかも帯電電位
部または放電電位部のどちらか一方の静電像を形成す
る。ここでは、放電電位部の静電像を形成する場合につ
いて説明する。この放電電位部の静電像の周囲には、帯
電電位部を現像するトナーが付着する。放電電位部は現
像しないように、現像バイアスを切り替えたり、現像機
を停止しておく。また、図１の転写器８も転写しない条
件に設定する。このようにすることで、付着量センサ１
９でフリンジトナー量を検出することができる。

【００４９】次に、帯電電位部の周囲の補正露光を表面
電位が中間電位Ｖｗよりある程度低下するような光量を
光量設定手段３２４に設定する。そして、次に、この光
量設定条件で帯電電位部の周囲に補正露光を行って、放
電電位部の現像を行い、そのときのフリンジトナー量を
付着量センサ１９で検出する。この時のフリンジトナー
量は、補正露光を行わない場合より、少し減っているこ
とにある。以上の動作を、補正露光の条件を変えて行う
ことによって、補正露光の光量設定条件とフリンジトナ
ー量の関係を得ることができる。この関係から、フリン
ジを解決できる適切な光量条件を選びだし、それを補正
露光の設定値として、光量設定手段３２４に設定すれば
よい。放電電位部の周囲の補正露光の条件設定も同様に
行うことができる。なお、この補正露光の条件設定は、
画像形成装置の起動時や、一定印刷頁毎に行うようにす
ればよい。

【００５０】また、一定印刷頁毎にフリンジトナーを付
着量センサ１９で検出する場合、フリンジトナー量が増
加しているのであれば、補正露光の光量は次のように調
節する。帯電電位部の周囲のフリンジの場合は、図３に
示す補正露光１の光量を減少させる。放電電位部の周囲
のフリンジの場合は、図３に示す補正露光２の光量を増
加させる。

【００５１】以上に述べた第５の実施例によれば、フリ
ンジトナー量を検出して、それに応じた適切な補正露光
の条件を自動的に設定でき、フリンジの無い鮮明な画像
を長期に渡って得ることが可能になる。

【００５２】（実施例６）現像剤抵抗測定制御 次に第６の実施例として、補正露光の制御条件の設定の
第３の実施例を図４と図６を用いて説明する。図６は、
現像剤抵抗の測定手段の説明図である。図６で、１は感
光ドラム、５１は現像ロール、５２は規制板、５３は抵
抗、５４は電圧計、５５は現像剤である。

【００５３】現像剤抵抗が変われば、フリンジ現像も変
わることを従来例で説明した。この現像剤抵抗はトナー
濃度の変化、長期の使用によって現像剤中のキャリア表
面の摩耗、環境の変化などによっても変わることが実験
的にわかった。そこで、このような場合についても、フ
リンジが解決されるためには、現像剤抵抗を測定して、
それに応じて補正露光の光量条件を調節すればよいこと
がわかる。

【００５４】図６は、現像剤抵抗の測定手段を示してい
る。実際に必要な現像剤抵抗は、感光体ドラム１と現像
ロール５１が向いあった領域の現像剤の抵抗である。し
かし、この部分では静電像の有無によって現像される場
合と現像されない場合があり、現像剤を流れる電流値が
異なり的確な現像剤抵抗値を測定することができない。
そこで、現像ロール５１と現像剤５５の層厚を規制する
規制板５２の間で抵抗を測定する。規制板５２をアルミ
ニウムやステンレス等の金属とし、そこに抵抗５３を接
続し、電圧計５４でその抵抗５３に発生する電圧Ｖを測
定する。現像ロール５１に印加している現像バイアスを
Ｖｂ、抵抗５３の電気抵抗値をｒとすると、現像剤の電
気抵抗Ｒは、近似的にＲ＝ｒ×Ｖｂ÷Ｖとなる。

【００５５】実際には、電圧ＶはＡ／Ｄ変換されて、図
４のプロセス制御手段２０に取り込まれ、その内部で演
算処理されて現像剤抵抗が得られる。そして、その現像
剤抵抗に応じた補正露光の光量設定値を記憶手段２１か
ら読みだして、光量設定手段に設定する。

【００５６】この記憶手段２１には、現像剤抵抗値が高
くなると、図３に示す帯電電位部の周囲の補正露光１の
光量は減少させ、放電電位部の周囲の補正露光２の光量
を増加させるような設定が記憶されている。

【００５７】以上に述べた第６の実施例によれば、現像
剤抵抗に応じた適切な補正露光を行うことができ、現像
剤抵抗が変化してもフリンジ現像が無い鮮明な画像を得
ることが可能になった。

【００５８】（実施例７）補正の判定の別形態 次に第７の実施例として、本発明の２色画像形成装置の
露光制御手段４の別の実施例を、図７を用いて説明す
る。図７は、別方式の補正露光制御手段の概略説明図で
ある。図７で、１８は表面電位計、１９は付着量セン
サ、２０はプロセス制御手段、２１は記憶手段、２２は
データ入力手段、３１はレーザ、４３は光量切替回路、
３１１、３１２、３１３、３１４はレーザ駆動回路、３
２１、３２２、３２３、３２４は光量設定手段、４００
はラスター展開処理手段、４４１は画像メモリ、４４２
はプロセッサ、４４３はメモリである。

【００５９】前述した図４の補正露光制御部の概略構成
図の説明で、露光制御手段４に画像メモリ４１を設け
て、その画像メモリ内の画像パターンから補正露光を行
うか否かの判定をしていた。また、その判定は判定回路
４２で行うことを説明した。

【００６０】ところで、レーザプリンタでは、文字や絵
等の画像を印刷する場合、それを点の画像の集まりとし
て印刷している。特に、文字の場合は、もともと印刷し
ようとしている文章中では文字は記号（文字コード）で
記憶されていることがほとんどであり、これを点の集ま
りとして展開する処理が行われた後、初めて印刷可能と
なる。この展開処理はラスター展開と呼ばれている。そ
してこの処理は、画像を形成するプリンタエンジン側か
ら見ると、プリンタ本体内部に設けられたコントローラ
と呼ばれる部分や、プリンタに接続されているコンピュ
ータなどのホスト側（画像データ生成装置）で行われる
もので、ラスター展開プログラムというソフトウエアに
よって、文字コードや図形を点の集まりの画素データに
変換している。このラスター展開処理後の画素データを
プリンタへ送って、その画素データの１／０に応じてレ
ーザの発光が制御されるのである。

【００６１】そこで、補正露光がレーザの光量を制御し
ていることから、その制御の元になる判定データをソフ
トウエアで行う方法を考案した。図７にその場合の構成
を示す。図７で、４００はフリンジ補正制御機能も含ん
だラスター展開処理手段である。このラスター展開処理
手段４００には、プロセッサ４４２とラスター展開プロ
グラムとフリンジ補正プログラムを記憶したメモリ４４
３と、ラスター展開後の画素データを蓄える画像メモリ
４４１が備わる。また、フリンジ補正露光を含めた露光
量の異なる露光を行うための光量切替回路４３を備えて
おり、これは図４の光量切替回路とほぼ同じ構成とな
る。

【００６２】この方法では、ラスター展開が行われ、そ
の次にフリンジ補正露光の判定処理が行われる。画像メ
モリ４４１には、元もとの画素データに加えて、フリン
ジ補正データも記憶される。１頁印刷分の処理が終了す
ると、プリンタ側からの同期信号、例えば頁開始信号や
１頁内ではポリゴンミラーの回転に同期させるためのＢ
Ｄ信号、に同期して、プリンタエンジン側にデータを送
出する。

【００６３】以上に述べた第７の実施例に選れば、フリ
ンジ補正露光の判定をソフトウエアで行うので、ハード
ウエアで行う場合に比べて、多様な条件に柔軟に対応で
きる利点がある。例えば、前述した、帯電電位部と放電
電位部が近接した場合に、それぞれからの距離に応じて
補正を変えたり、画像の上下左右方向で補正範囲を変え
たり等の制御に柔軟に対応できる。

【００６４】（実施例８）以上で説明した実施例の現像
装置では、キャリア抵抗値が１０¹⁰Ω・ｃｍのフェライ
トキャリアを用いた場合を説明した。そして、キャリア
抵抗値が１０¹⁰Ω・ｃｍより小さいキャリアでは、感光
ドラムへのキャリア付着が発生するが、キャリア回収マ
グネットで除去できることを説明した。

【００６５】ところで、２成分現像剤の抵抗値は、トナ
ーとキャリアが混合した状態での抵抗値である。また、
トナーは樹脂であり、キャリアに比べれば、ほぼ絶縁物
とみなせる。したがって、抵抗値が低いキャリアを用い
ても、現像剤中のキャリアとキャリアの間にはトナーが
介在するため、現像剤としての抵抗値はキャリアの抵抗
値に比例して低下することは無い。実際、キャリア抵抗
値が１０¹⁰Ω・ｃｍのキャリアと１０³Ω・ｃｍと７桁
異なるキャリアを同一のトナーと混合したときの現像剤
としての抵抗値の違いは１桁以内であった。なお、キャ
リア抵抗値は、フェライトや鉄粉などのキャリアに用い
る磁性材料、またキャリア表面にコーティングする樹脂
やその樹脂に混合させる導電性物質の量などによって調
節可能である。

【００６６】ところが、キャリア抵抗値が１０³Ω・ｃ
ｍ未満と極端に低くなると、現像剤としての抵抗値が低
くなりすぎることが実験から判明した。そのようなキャ
リアを用いた現像剤では、感光ドラムへのキャリア付着
が増加し、キャリア回収マグネットによ除去が不完全と
なった。そのため、従来例で説明したように感光体から
用紙へのトナー像の転写不良が生じ、文字や画像の一部
が欠落するという問題が発生した。

【００６７】これを回避するためには、キャリア抵抗値
が１０³Ω・ｃｍ以上のキャリアを用いることが好まし
いことが判った。このようなキャリアとトナーからなる
２成分現像剤を用いることによって、現像剤としての抵
抗値が低くなりすぎず、キャリア回収マグネットで除去
できる程度にキャリア付着を抑制できる。また、現像剤
抵抗値が低くないことによって生じるフリンジ現像は、
前述した補正露光によって解決することが可能である。

【００６８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、フリンジ現像を防止することができ、鮮明な画像が
得られる２色画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の２色画像形成装置の概略構成図

【図２】 フリンジ現像の説明図

【図３】 補正露光によるフリンジ抑制の説明図

【図４】 補正露光制御部の概略構成図

【図５】 補正露光の判定の説明図

【図６】 現像剤抵抗の測定手段の説明図

【図７】 別方式の補正露光制御手段の概略説明図

【符号の説明】

１…感光ドラム、２…第１帯電器、３…露光器、４…露
光制御手段、５…第１現像機、６…第２現像機、７…第
２帯電器、８…転写器、９…クリーナ、１２…記録媒
体、１５，１６，１７…電源、１８…表面電位計、１９
…付着量センサ、２０…プロセス制御手段、２１…記憶
手段、２２…データ入力手段、３１…レーザ，４１…画
像メモリ、４２…判定回路、４３…光量切替回路、５１
…現像ロール、５２…規制板、５３…抵抗、５４…電圧
計、５５…現像剤、３１１，３１２，３１３，３１４…
レーザ駆動回路、３２１，３２２，３２３，３２４…光
量設定手段、４００…ラスター展開手処理段、４４１…
画像メモリ、４４２…プロセッサ、４４３…メモリ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体を帯電させ、露光手段で露光量を
   ３段階に変えることによって、感光体上に帯電電位部、
   放電電位部およびその中間の電位部からなる３段階の静
   電像を形成し、中間電位部以外の電位部を正帯電のトナ
   ーと負帯電のトナーによって現像して、感光体上に２色
   のトナー像を形成し、前記３段階の電位部を形成する３
   段階の光量で露光することに加えて、トナーが現像され
   る電位部の周囲の白部をトナーが現像される電位と中間
   電位の間の電位を形成する光量で露光する露光手段を設
   けた２色画像形成装置において、帯電電位部、又は放電
   電位部の周囲の白部の領域を判定する判定手段と、その
   白部を、帯電電位又は放電電位と中間電位の間の電位に
   なるような光量で露光する露光手段を備えたことを特徴
   とする２色画像形成装置。
2. 【請求項２】 露光する光量毎に対応する露光手段駆動
   回路と光量設定手段を備え、また感光体の表面電位測定
   手段を備え、中間の電位部を形成する露光手段駆動回路
   の光量設定手段に設定する光量を、該表面電位測定手段
   によって測定した中間の電位部の電位に基づいて設定す
   ることを特徴とする請求項１記載の２色画像形成装置。
3. 【請求項３】 トナーが現像される電位部の周囲の白部
   を露光する光量を、現像バイアス電圧、現像機の現像ロ
   ール回転速度に応じて変化させることを特徴とする請求
   項１記載の２色画像形成装置。
4. 【請求項４】 中間電位部以外の電位部の周囲の白部に
   付着したトナーの量を検出する付着量センサを備え、そ
   の付着量センサで検出したトナーの量に応じて、中間電
   位部位外の電位部の周囲の白部の電位を形成する露光の
   光量を変化させることを特徴とする請求項１記載の２色
   画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記付着量センサで検出されるトナーの
   量を減少させるように、中間電位部位外の電位部の周囲
   の白部の電位を形成する露光の光量を調節することを特
   徴とする請求項４記載の２色画像形成装置。
6. 【請求項６】 トナーが現像される電位部の周囲の白部
   を露光する光量を、現像剤の電気抵抗値に応じて変化さ
   せることを特徴とする請求項１記載の２色画像形成装
   置。
7. 【請求項７】 画像メモリと演算プロセッサを備え、そ
   の演算プロセッサで画像をドットに展開するラスター展
   開処理を行うとともに、トナーが現像される電位部の周
   囲の白部の領域を判定することを特徴とする請求項１記
   載の２色画像形成装置。
8. 【請求項８】 感光体を帯電させ、露光において露光量
   を３段階に変えることによって、感光体上に帯電電位
   部、放電電位部およびその中間の電位部からなる３段階
   の静電像を形成し、中間電位部以外の電位部を正帯電の
   トナーと負帯電のトナーによって現像し、感光体上に２
   色のトナー像を形成する２色画像形装置で形成する画像
   の画像データを生成する画像データ生成装置において、
   画像をドットに展開するラスター展開処理を行うととも
   にトナーが現像される電位部の周囲の白部の領域を判定
   するラスター展開処理手段を設けたことを特徴とする画
   像データ生成装置。
9. 【請求項９】 キャリア抵抗値が１０³Ω・ｃｍ以上の
   キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を用いて静電
   像の現像を行うことを特徴とする請求項１から７記載の
   ２色画像形成装置。