JPH11327230A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録装置を用いた画像形成中においても出力
画像の濃度の変更を、安価に、迅速に、画像情報の欠落
や変化を生じることなく実現することのできる画像形成
装置を提供する。 【解決手段】 濃度変更ボリュームを薄い方から濃い方
へ７段階（−３〜＋３）に設定し、各段階に現像バイア
スのＤＣ成分を−３５０Ｖ〜−６５０Ｖまで−５０Ｖ毎
に付与しておく。画像信号を記録する記録装置１０を用
いて画像形成中の濃度変更を行うに際し、濃度変更ボリ
ュームにより現像バイアスのＤＣ成分を変化させること
により出力画像の濃度を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば複写機、
あるいはプリンタ等とされる電子写真方式等を用いた画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置の一例として便宜上
複写機について述べる。

【０００３】近年の複写機などにおいては、デジタル方
式を適用した装置が普及してきている。ここでデジタル
方式とは画像信号をデジタル信号として扱う方式であ
り、したがって、デジタル方式の複写機においては、リ
ーダ部にて読み取った信号を一旦デジタルの電気信号に
変換し、該デジタル信号に基づいて、レーザの発光手段
を変調して発光させ、感光体ドラムなどの像担持体上に
画像を形成する。

【０００４】また、画像信号を記録装置に記録させる手
法は、複数部の複写原稿の作成、両面複写原稿の作成、
画像データの加工、編集等を効率よく行うことができる
ため好ましく用いられている。

【０００５】例えばアナログ複写機や、記録装置を有し
ないデジタル複写機においては、必要回数分の同一原稿
の読み取りや、排出される複写原稿部数が画像形成装置
の仕分けのビン数に依存するなどの制約があったが、記
録装置を有するデジタル複写機においては、基本的に一
部の原稿に対して一回の読み取りを行えばよく、また排
出部数にも制限をなくすことができる。

【０００６】ところでこの記録装置を用いて画像形成を
する場合、例えば一部の原稿から複数部の複写原稿を形
成している際に出力画像の濃度を変更する場合、ユーザ
の指定に応じて画像信号を変化させる手法を用いてき
た。

【０００７】例えば原稿をより濃く表現したい場合、あ
るいは原稿の下地を除去したい場合などには各々濃く、
あるいは薄くするといった濃度変更ボリュームを操作部
などから変更し、対応する画像信号に加算、減算、乗
算、除算などの演算を施すことで対応している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
記録装置を用いた画像形成中に濃度変更を行う際には、
画像信号を変更するため、その処理に要する時間分出力
画像へのフィードバックが遅くなるという問題があっ
た。

【０００９】さらに、記録装置への記録可能な原稿情報
を増加させるため、多値信号である原稿情報を誤差拡散
法などで２値化して記録装置へ記録する画像形成装置に
おいては、記録装置に記録させた画像信号を操作するに
は多値化し、所定の変更を施した後に再度２値化する必
要があった。

【００１０】この手法を用いると、画像情報の欠落、あ
るいは変化が生じることがあり、常に良好な画像を提供
することが困難であった。

【００１１】これらに対処するには、多値信号の状態で
記録できる記録装置を備えるか、あるいは再度原稿を読
み取り、所望の出力画像となるように画像信号を操作す
る手法が挙げられるが、多値信号状態での記録は記録可
能な原稿情報の減少、あるいは記録装置の容量増大に伴
う装置のコストアップを招来し、また、再度原稿を読み
取る場合にはジョブの中断やプロダクティビティーの低
下などの新たな問題が生じることとなる。

【００１２】従って、本発明の目的は、記録装置を用い
た画像形成中においても出力画像の濃度の変更を、安価
に、迅速に、画像情報の欠落や変化を生じることなく実
現することのできる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
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
原稿画像を読み取って画像信号を発生する画像読み取り
手段と、前記画像信号に基づいて画像を形成し、記録媒
体上に出力する手段と、前記画像信号を記録する記録手
段と、前記記録媒体上に形成される画像濃度を変更する
手段とを有し、前記記録手段を使用するときと、使用し
ないときとで、前記画像濃度変更手段を異ならせること
を特徴とする画像形成装置である。

【００１４】本発明による他の態様によれば、原稿画像
を読み取って画像信号を発生する画像読み取り手段と、
前記画像信号に基づいて画像を形成し、記録媒体上に出
力する手段と、前記画像信号を所定の形式で変換した画
像変換信号を記録する記録手段と、前記記録媒体上に形
成される画像濃度を変更する手段とを有し、前記記録手
段を使用するときと、使用しないときとで、前記画像濃
度変更手段を異ならせることを特徴とする画像形成装置
が提供される。

【００１５】上記発明において、前記記録媒体上に出力
する手段は、被帯電体の該被帯電体面を帯電処理する工
程と、前記画像信号に基づき、前記被帯電面に露光処理
し、静電潜像を形成する工程と、静電潜像を現像剤にて
可視像化する現像工程と、を含む電子写真作像プロセス
を適用して画像形成を実行することが好ましい。

【００１６】また、前記画像濃度変更手段が前記記録手
段を使用時には、前記帯電処理工程、前記静電潜像形成
工程、前記現像工程の少なくともいずれか一つを変更
し、前記記録手段の非使用時には画像信号を変更するこ
とが好ましい。

【００１７】

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

【００１８】実施例１ 本発明に係る画像形成装置の第１実施例に図１〜図３に
より説明する。本実施例の画像形成装置は電子写真プロ
セスを利用した複写機である。

【００１９】図１において、本実施例の複写機はその略
中央に被帯電体１を備えている。本実施例の被帯電体１
は回転ドラム型の電子写真感光体であり、アルミニウム
等の導電性基層１ｂと、その外面に形成した光導電層１
ａとを基本に構成されている。また、図示矢印方向に２
００ｍｍ／ｓｅｃのプロセス速度（周速度）で回転駆動
される。

【００２０】感光体１の周りには、帯電部材２、現像器
６、転写装置７、およびクリーニング装置９などが配設
されている。

【００２１】帯電部材２は、本実施例では、ローラタイ
プのいわゆる帯電ローラである。帯電ローラ２は、その
中心の芯金２ａと、その外周に形成した導電層２ｂと、
さらにその外周に形成した抵抗層２ｃとから構成されて
いる。

【００２２】帯電ローラ２は芯金２ａの両端部を不図示
の軸受部材に回転自在に軸受けさせて、感光体１に平行
に配置して不図示の押圧手段で感光体１に対して所定の
押圧力をもって圧接され、感光体１の回転駆動に伴い従
動回転する。

【００２３】帯電ローラ２には、バイアス印加電源３か
ら直流電圧−７５０Ｖ、交流電圧１．８ｋＶｐｐ、周波
数１８００Ｈｚのバイアス電圧が印加され、感光体１の
外周面が−７００Ｖに帯電処理される。

【００２４】この感光体１の被帯電処理面は、露光手段
５により目的画像情報の露光（レーザビーム走査露光、
原稿画像のスリット露光等、本実施例ではレーザビーム
走査露光）を受けることで、感光体１の被帯電処理面に
目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。また
このとき、感光体１の表面上での静止スポットの光量は
０．９ｍＷ、波長は７８０ｎｍである。さらにレーザが
照射されたポイントの感光体１の外周面の表面電位は−
１５０Ｖである。

【００２５】現像装置６は、現像剤（トナー）を収容す
る現像容器６ａと、現像容器６ａの開口部に、感光体１
と０．３ｍｍの距離をおいて配置した現像剤担持体であ
る現像スリーブ６ｂとを備えており、現像スリーブ６ｂ
の内部には、磁極Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ２を有する磁界
発生手段としての磁石６ｃが固定配置されている。

【００２６】静電潜像は次いで現像装置６によりトナー
が付着され、トナー像として順次可視像化される。現像
スリーブ６ａに、現像バイアス電源１１から周波数１８
００Ｈｚ、Ｖｐｐ１４００ＶのＡＣ成分と、−５００Ｖ
のＤＣ成分とを重畳した現像バイアスを印加し、ジャン
ピング現像を行っている。なお、トナーとしてはネガト
ナーを用いた。

【００２７】次いで上記トナー像は転写装置７により転
写材Ｐにより転写される。転写装置７は回転自在な転写
ローラ７ａと電源７ｂとを備えており、電源７ｂによっ
て転写材Ｐの裏面側からトナーと逆極性の帯電を行うこ
とによって、感光体１上のトナー像を順次転写材Ｐの上
面に転写する。転写材Ｐは不図示の搬送装置から感光体
１の回転と同期どりされて適正なタイミングをもって感
光体１と転写ローラ７ａとの間の転写部へ搬送される。
なお、本実施例では転写ローラ７ａとして抵抗が５×１
０⁸ Ωの直径１６ｍｍの導電性ゴムローラに３５００Ｖ
のＤＣ電圧を印加して転写を行った。

【００２８】トナー像の転写を受けた転写材Ｐは、続い
て感光体１から分離されて定着装置１２へ搬送されてト
ナー像が定着され、その後装置本体外部へ排出される
か、または例えば、裏面にも画像形成を行うものであれ
ば、転写部への再搬送手段へ搬送される。

【００２９】転写後の感光体１は、転写残りのトナーを
クリーニング装置９のクリーニングブレード９ａにて掻
き落として清掃し、つぎの画像形成に備えて露光除電を
行い初期化する。

【００３０】ところで、接触帯電式の帯電ローラ２およ
び転写ローラ７ａはそれぞれギアなどを取り付け、モー
タなどの駆動手段により強制駆動してもよい。

【００３１】ここで、原稿読み取り装置１３から記録装
置１０への画像信号、画像変換信号の流れを図２のフロ
ーチャートに示す。

【００３２】図２において、原稿読み取り装置１３は原
稿情報を読み取り（Ｓ１）、この原稿情報を６００ｄｐ
ｉ、２５６値の画像信号に変換する（Ｓ２）。さらに、
記録装置１０において、６００ｄｐｉ、２５６値の画像
信号を誤差拡散法で６００ｄｐｉ、２値の画像変換信号
に変換して（Ｓ３）、これを記録装置１０の記録領域に
記録し（Ｓ４）、次いで露光手段５によりレーザを発光
し、画像形成を行う（Ｓ５）。

【００３３】なお、記録装置１０の容量は６４ＭＢでＡ
４サイズ６％の標準原稿で約３００枚分の画像情報を記
録することができる。

【００３４】また、本実施例の複写機において各原稿を
１部ずつ形成する場合（以下「ＮｔｏＮ」と記す）には
記録装置１０を使用せずに画像形成を行う。これは記録
装置１０を使用すると最初の複写画像が排出されるまで
に要する時間（以下「ＦＣＯＴ」と記す：Ｆｉｒｓｔ
Ｃｏｐｙ Ｔｉｍｅ）が記録装置１０への画像変換信号
の記録、記録装置１０からの画像変換信号の展開を行う
ために長くなってしまうのを防ぐためである。

【００３５】一方、各原稿を複数部形成する場合（以下
「ＮｔｏａＮ、ａ≧２」と記す）や両面の画像形成、２
部以上の原稿を１部の複写画像に形成する場合（以下
「Ｍｉｎ」という）等には記録装置１０を用いて画像形
成を行う。

【００３６】記録装置１０を用いることにより、原稿の
読み取り回数の最小化や、画像形成の最小化ができ、並
びに排出原稿部数の制限を所望の値まで設定することが
できる。

【００３７】まず、記録装置１０を用いて、例えば「Ｎ
ｔｏａＮ、ａ≧２」の画像形成途中の濃度変更を画像変
換信号を変化させることで行ったところ、濃度の変更が
実施されるまでに５部の複写画像を形成する時間を要し
た。これは一旦２値化した画像変換信号を多値化し、そ
の後画像信号に演算を施し、さらに２値化を行うことで
これらの画像処理に時間を要したためである。

【００３８】また、３ポイント以下の文字情報において
は画像情報の欠落、変化を招くことがあった。特に画数
が２０を越える文字においてはその確率が２％近くにも
なった。これらを防ぐために記録装置への画像信号を２
５６値のまま記録するようにしたところ、６％のＡ４原
稿で約２０枚程度しか記録することができず、原稿が多
量になったときには、その部数を分けるなどの作業を要
することになってしまった。

【００３９】さらに、記録できる原稿の枚数を約３００
枚程度まで増加させようと記録装置の容量を増やしたと
ころ、記録装置のコストを５倍以上アップさせることと
なり、安価な画像形成装置を提供することが困難となっ
てしまった。

【００４０】そこで本実施例においては、記録装置１０
を用いた画像形成途中の濃度変更を現像バイアスのＤＣ
成分を変化させることで実施した。

【００４１】具体的には、濃度変更ボリュームを薄い方
を−３、−２、−１、濃い方を＋１、＋２、＋３とし、
それぞれのＤＣ成分を−３５０Ｖ（−３）、−４００Ｖ
（−２）、−４５０Ｖ（−１）、−５００Ｖ（通常状
態、０）、−５５０Ｖ（＋１）、−６００Ｖ（＋２）、
−６５０Ｖ（＋３）という７段階に変化させ、画像形成
を行ったところ、ユーザが濃度変更を実施した直後の複
写画像より濃度を変更させることができた。これは画像
信号に演算を施す必要がなく、瞬時に現像バイアスを切
り替えられるためである。

【００４２】また、２値化した画像信号はそのままであ
るため、画像情報の欠落、変化などを生じることなく良
好な画像を安価に提供することができた。

【００４３】図３のグラフに上記の各濃度変更ボリュー
ムにおける原稿濃度と出力画像濃度との関係を示す。

【００４４】なお、本実施例において前述のように濃度
切り替えの段階、並びに現像バイアスの値を示したが、
これに限定されるものではなく、任意の濃度切り替えの
段階、現像バイアスの設定を行うことができるのは勿論
である。

【００４５】実施例２ つぎに、本発明の第２実施例について図４〜図６により
説明する。

【００４６】第１実施例においては、現像バイアスを変
更することにより、記録装置を用いた画像形成途中の濃
度変更を実施したが、この手法では一定濃度以上濃くし
ようとすると白地部にトナーが付着するかぶり画像を生
じることがあり、所定の範囲以上でかぶりなく濃度を変
化させることは困難であった。また同様に、一定濃度以
上薄くしようとすると白地部に逆極性のトナーが付着す
る反転かぶり画像が、湿度１０％以下の低湿環境で生じ
ることがあった。

【００４７】図４のグラフに、第１実施例における上記
濃度変更ボリュームと白地部の反射率（％）の関係を示
す。

【００４８】濃度ボリュームを０から＋３に変化させる
と、現像バイアスＤＣ成分が−５００Ｖから−６５０Ｖ
へ変化し、白地部の感光体表面である−７００Ｖとの差
が小さくなり若干地かぶりが悪化する。その結果、実用
上の地かぶりの限度である反射率１．５％に近くなる。
一方、濃度ボリュームを０から−３に変化させると、現
像バイアスＤＣ成分（−３５０Ｖ）と白地部表面電位
（−７００Ｖ）の差が−３５０Ｖと大きくなり、逆帯電
したトナーによるかぶり（反転かぶり）が悪化し、上限
値１．５％に近づいた。

【００４９】そこで本実施例では濃度切り替えの際に現
像バイアスだけでなく、帯電ローラに印加するＤＣ成分
を濃度変更ボリュームに応じてそれぞれ−６６０Ｖ（−
３）、−６９０Ｖ（−２）、−７２０Ｖ（−１）、−７
５０Ｖ（通常状態、０）、−７８０Ｖ（＋１）、−８１
０Ｖ（＋２）、−８４０Ｖ（＋３）とした。

【００５０】またこのとき現像バイアスのＤＣ成分はそ
れぞれ−３２０Ｖ（−３）、−３８０Ｖ（−２）、−４
４０Ｖ（−１）、−５００Ｖ（通常状態、０）、−５６
０Ｖ（＋１）、−６２０Ｖ（＋２）、−６８０Ｖ（＋
３）とした。この各濃度変更ボリュームにおける原稿濃
度と出力画像の濃度との関係は第１実施例と同様の結果
が得られた。

【００５１】さらにこのときの濃度変更ボリュームと白
地部の反射率は図５のグラフに示すようになった。ま
た、このときの濃度変更ボリュームとレーザ照射ポイン
トの感光体表面電位、並びに白地部の感光体表面電位の
関係を図６のグラフに示す。

【００５２】これにより、最も薄くしたとき、あるいは
最も濃くしたときにも反射率は１．５％に比して十分余
裕を得ることができた。すなわちかぶりを抑制すること
ができた。

【００５３】これはレーザ照射ポイントの感光体表面電
位と現像バイアスのＤＣ成分の差分（現像コントラス
ト）が第１実施例と同様で、かつバックコントラストが
第１実施例に比してその変化分が小さいためである。つ
まり、ユーザの要望次第でさらに濃く、あるいは薄くす
ることも可能となった。

【００５４】なお、本実施例において帯電手段として帯
電ローラを用いたが、他のコロナ帯電器、ブラシ帯電器
でも同様の結果が得られるのは勿論である。また、本実
施例に記載された帯電ローラに印加するＤＣバイアス、
現像バイアスの値はこれらに限定されるものではない。

【００５５】さらに、図６における濃度変更ボリューム
とレーザ照射ポイントの感光体表面電位、並びに白地部
の感光体表面電位の関係は、感光体の材質、系、処方、
回転速度、露光波長により異なるものであり、この値に
限定されるものではない。

【００５６】実施例３ つぎに、本発明の第３実施例について図７を参照して説
明する。

【００５７】本実施例では、記録装置を用いた際の画像
形成途中の濃度変更をレーザ露光量を変化させることに
より実施した。

【００５８】つまり、通常感光体面上でのレーザ光量は
０．９ｍＷ（静止時のスポット光量）であるが、濃度変
更値に応じてレーザ光量を切り替える構成とした。

【００５９】具体的には、感光体面上での静止スポット
光量を濃度変更ボリュームに応じてそれぞれ、０．６３
ｍＷ（−３）、０．７２ｍＷ（−２）、０．８１ｍＷ
（−１）、０．９０ｍＷ（通常状態、０）、０．９９ｍ
Ｗ（＋１）、１．０８ｍＷ（＋２）、１．１７ｍＷ（＋
３）としたところ、原稿濃度と出力画像の濃度の関係は
第１および第２実施例と同等のものが得られた。このと
きの濃度変更ボリュームとレーザ照射ポイントの感光体
表面電位、並びに白地部の感光体表面電位の関係を図７
のグラフに示す。

【００６０】これにより、第１および第２実施例と同じ
現像コントラストを得ることができ、かつバックコント
ラストは変化しないので、白地部のかぶりは濃度変更ボ
リュームを変化させても増大することはない。

【００６１】つまり、レーザの能力の限り、かぶりを生
じることがなく、記録装置を用いた際の画像濃度の変更
を濃くも薄くもすることが可能である。

【００６２】なお、第１実施例では現像バイアスのＤＣ
成分の変更、第２実施例では現像バイアスと帯電ローラ
に印加するＤＣ成分の変更、第３実施例ではレーザ光量
の変更を行うことで、記録装置を用いた際の画像形成途
中の濃度変更を実施したが、これらに限られるものでは
なく、例えば帯電ローラに印加するＤＣバイアス成分の
みの変更、あるいは適宜これらの３種類の条件を組み合
わせて画像濃度変更手段として用いてもよいのは勿論で
ある。

【００６３】また、第１〜第３実施例では２値の画像形
成時にのみ言及したが、それ以外の多値の画像形成装置
においても適用可能であることはいうまでもない。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、原稿画像を読み取って画像信号を発生する画
像読み取り手段と、前記画像信号に基づいて画像を形成
し、記録媒体上に出力する手段と、前記画像信号を記録
する記録手段と、前記記録媒体上に形成される画像濃度
を変更する手段とを有し、前記記録手段を使用するとき
と、使用しないときとで、前記画像濃度変更手段を異な
らせることにより、前記記録装置を用いた画像形成中に
おいても出力画像の濃度の変更を、安価に、迅速に、画
像情報の欠落や変化を生じることなく実現することがで
きる。

【００６５】あるいは、原稿画像を読み取って画像信号
を発生する画像読み取り手段と、前記画像信号に基づい
て画像を形成し、記録媒体上に出力する手段と、前記画
像信号を所定の形式で変換した画像変換信号を記録する
記録手段と、前記記録媒体上に形成される画像濃度を変
更する手段とを有し、前記記録手段を使用するときと、
使用しないときとで、前記画像濃度変更手段を異ならせ
ることにより、上記と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１〜第３実施例の画像形成装置を示す概略構
成図である。

【図２】第１〜第３実施例の画像信号の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図３】第１〜第３実施例における各濃度変更ボリュー
ムにおける原稿濃度と出力画像濃度の関係を示すグラフ
である。

【図４】第１実施例における濃度変更ボリュームと白地
部の反射率（かぶり）の関係を示すグラフである。

【図５】第２実施例における濃度変更ボリュームと白地
部の反射率（かぶり）の関係を示すグラフである。

【図６】第２実施例における濃度変更ボリュームとレー
ザ照射ポイントの感光体表面電位、並びに白地部の電位
の関係を示すグラフである。

【図７】第３実施例における濃度変更ボリュームとレー
ザ照射ポイントの感光体表面電位、並びに白地部の電位
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 被帯電体（電子写真感光体） ２ 帯電ローラ（帯電手段） ３ 印加バイアス電源 ５ 露光手段 ６ 現像装置 ７ 転写ローラ（転写手段） ９ クリーニング装置 １０ 記録装置 １３ 原稿読み取り装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像を読み取って画像信号を発生す
   る画像読み取り手段と、前記画像信号に基づいて画像を
   形成し、記録媒体上に出力する手段と、前記画像信号を
   記録する記録手段と、前記記録媒体上に形成される画像
   濃度を変更する手段とを有し、前記記録手段を使用する
   ときと、使用しないときとで、前記画像濃度変更手段を
   異ならせることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 原稿画像を読み取って画像信号を発生す
   る画像読み取り手段と、前記画像信号に基づいて画像を
   形成し、記録媒体上に出力する手段と、前記画像信号を
   所定の形式で変換した画像変換信号を記録する記録手段
   と、前記記録媒体上に形成される画像濃度を変更する手
   段とを有し、前記記録手段を使用するときと、使用しな
   いときとで、前記画像濃度変更手段を異ならせることを
   特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記記録媒体上に出力する手段が、被帯
   電体の被帯電体面を帯電処理する工程と、前記画像信号
   に基づき、前記被帯電面を露光処理し、静電潜像を形成
   する工程と、静電潜像を現像剤にて可視像化する現像工
   程と、を含む電子写真作像プロセスを適用して画像形成
   を実行することを特徴とする請求項１または２の画像形
   成装置。
4. 【請求項４】 前記画像濃度変更手段は、前記記録手段
   を使用時には、前記帯電処理工程、前記静電潜像形成工
   程、前記現像工程の少なくともいずれか一つを変更し、
   前記記録手段の非使用時には前記画像信号を変更するこ
   とを特徴とする請求項３の画像形成装置。