JPS6132853A

JPS6132853A - 画像形成方法

Info

Publication number: JPS6132853A
Application number: JP15409284A
Authority: JP
Inventors: Toshio Sakai; 捷夫酒井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1986-02-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は画像形成方法に関し、より詳しくは、帯電後の
感光体に原稿からの光を照射して、感光体上に静電潜像
を形成し、該潜像をトナーによって可視像化する画像形
成方法に関する。

災釆艮米電子複写機を用いて行われる上記形式の画像形成方法は
従来より周知であり、通常は、原稿画像の濃淡を静電潜
像の表面電位の高低に変換し、その高低に応じた量のト
ナーを感光体に付着させて可視像を得るのが最も一般的
である。このよう゛に静電潜像の電位の高低に応じてト
ナーを付着させるので、高濃度の原稿画像だけでなく、
中間的濃度の原稿画像も再現可能である。ところが、感
光体表面の電位が同じであっても、経時的に、あるいは
画像形成時の環境条件、たとえば温度や湿度等の変化に
よって、感光体に付着するトナーの量が変動することが
ある。すなわち、画像濃度が飽和ないしはほぼ飽和する
状態まで多量にトナーが付着する感光体部分は問題ない
が、中間的濃度の原稿画像に対応する静電潜像、すなわ
ち表面電位が中間的なレベルの静電潜像に付着するトナ
ーの量がその都度変化し、常に原稿画像に忠実な可視像
を得ることは困難である。かかる事態が発生しても、可
視像を構成するトナーが１色の場合には、可視像の濃淡
がわずかに変化するだけで、あまり目立つことはないが
、複数色のトナーを重ねて成る色の可視像を形成する場
合には、各色のトナーの付着量が変動すると、完成した
可視像の色が原稿画像の色合いから大きくずれることが
あり、これを無視することはできない。

また力）−複写機において、明るい有彩色画像部、たと
えばハイライト部に対応する低電位感光体部分をも可視
像化できるようにするには、この低電位部分にもトナー
をできるだけ均一に付着させる必要がある。このため従
来は、現像装置にてトナーとキャリアを含む二成分系現
像剤を用いたときは、導電性のキャリアを使用してエツ
ジ効果を抑制し、通常の白黒コピーの場合に比べ多量の
トナーを潜像に付着させていた。たとえば白黒コピーで
０．７ｍｇ／ｃ＋＆のトナーを付着させるとすると、多
色コピーでは１．５　ｍｇ／　ｃｌのトナーを付着させ
る。

ところが、このように絶縁性物質でコートされたキャリ
アではなく導電性のキャリアを用いると、その寿命が短
かいため早期に現像剤を交換しなければならない。また
潜像に多量のトナーが付着すれば、これにより形成され
た可視像を定着する定着装置に負担がかかり、たとえば
熱定着装置を用いたときはその消費電力が増大し、白黒
コピ一時の３倍程の電力がかかることもある。

上記欠点を除去するため、原稿に光を当てて゛その反射
光ないしは透過光によって感光体を露光する際、原稿照
明用の光源から感光体までの光路中に、網目スクリーン
を介在させ、原稿画像に対応する感光体表面に、その濃
淡に応じた大きさの微細な網点状の潜像を形成し、これ
をトナーによって可視像化する方法が提案されている。

この方法は、原稿画像の濃淡の階調を、階調の失われた
網点の集合におきかえる印刷技術を応用したものであり
、網点状の潜像自体にはトナーをほぼ飽和状態まで付着
させ、その粗密ないしは大小によって視覚的に中間的な
濃淡の可視像を再現するものであるから、環境条件等が
変動しても、常に視覚上。

はぼ一定濃度の中間的な階調の可視像を再現できる。ま
た、感光体上の表面電位の高低によって階調性を再現す
る必要はないため、感光体上の低電位部にトナーを付着
させる必要もなく、これに付随する既述の欠点を解消す
ることが可能である。

従来は上記方法を実施するため、たとえば光透過率が５
０％程の多数の網目を持った網目スクリーンを、原稿に
近接して配置し、これら網目に対応する感光体表面に網
点状の潜像を形成するのが最も一般的である。ところが
この構成を採用した場合、原稿の白地の地肌部からの光
も網目スクリーンを通るので、地肌部に対応する感光体
表面にも網点状の潜像が形成される虞れがあり、かかる
事態が発生すれば地肌部に対応する感光体表面にもトナ
ーが付着し、白地の地肌を再現できないことになる。こ
のため原稿に当てる光の光量を、たとえば通常の２倍程
に増大し、地肌からの光が網目スクリーンの網目をも多
量に通過するようにし、地肌に対応する感光体表面に多
量の光を照射し、ここに潜像が形成されないようにする
必要がある。

■修本発明は上記認識に基きなされたものであり、その目的
とするところは感光体の露光時に従来の如く多光量の光
を原稿に当てずとも感光体上に網点状の潜像を形成でき
、しかも網点状の個々の潜像を、再現すべき画像の濃度
に対応した大きさに確実に形成できる画像形成方法を提
供することである。

本発明は、感光体を露光する際の光の経路中に網目スク
リーンを配置するとする従来の考えを棄て、原稿からの
光を感光体に当てて潜像を形成する前または後、あるい
は同時に、網目から成る二次潜像を形成する構成を提案
するものである。

以下、本発明の構成を図示した実施例に基いて明らかに
する。

本発明は白黒コピーに代表される単色画像の形成法にも
採用できるが、以下の実施例では本発明を特に有利に適
用できるカラー複写法に適用した例を説明する。

第１図は本発明に係る方法を実施する電子複写機の概略
を示した説明図であり、複写動作時には通常の複写機と
同様にコンタクトガラス１上に載置された原稿２に、走
査移動する光源３からの光が照射され、その反射光は同
様に走査移動する第１乃至第３ミラー４，５．６で反射
した後、レンズ７を通過し、第４および第５ミラー８，
９で反射し、フィルタ装置１０を通過した後、感光体１
１に至る。その際、感光体１１は反時計方向に回転駆動
され、上記露光に先立ちメインチャージャ１２によって
その表面を均一に帯電される。感光体１１としては、た
とえばパンクロマチックな分光感度を有するＡｓ２Ｓｅ
３等の光導電層を、アルミニウム等のドラムに蒸着した
ものが用いられる。

フィルタ装置１０は、赤のフィルタ１３、緑のフィルタ
１３ａ、青のフィルタ１３ｂの３つのフィルタを有し、
これらフィルタのいずれか１つが選択的に光路中にもた
らされる。

今、上述した原稿照明時に赤のフィルタ１３が光路中に
存していたとすると、このフィルタ１３を通過した光が
感光体１１を露光し、露光明部の感光体部分の電荷が消
失することにより、静電潜像が形成される。このように
原稿からの光照射により形成された静電潜像を一次潜像
と称することにする。

上記−次潜像が感光体１１の回転に伴って、網点形成装
置１４に対向した位置に至ると、−次潜像が網点から成
る二次潜像に変換されるが、この装置１４および二次潜
像の形成状態については後に詳しく説明する。

上記二次潜像は、シアントナーを収容した第１現像装置
１５を通過するとき、このトナーによって可視像化され
、この可視像は時計方向に回転する転写ドラム１６にク
ランプされている転写紙１７に、転写チャージャ１８の
作用で転写される。可視像転写後の感光体１１は除去チ
ャージャ１９で除電作用を受けた後、クリーニング装置
２ｏによって残存トナーを除去される。

引き続き、フィルタ装置１０の回転によってたとえば緑
のフィルタ１３ａが光路中にもたらされ、上記動作と全
く同様にして感光体表面に同一原稿２の画像に対応する
一次潜像、二次潜像が形成され、これがマゼンタトナー
を収容した第２現像装置１５ａを通過するとき、該トナ
ーによって可視像化され、かく形成されたマゼンタ可視
像は栖述の転写紙と同一の転写紙１７上に重ねて転写さ
れる。全く同様にして青のフィルタ１３ｂが光路中にも
たらされ、これを通過した光によって、感光体上に一次
潜像が形成され、これが二次潜像に変換された後、イエ
ロートナーを収容した第３の現像装置１５ｂによって可
視像化され、これが同一転写紙１７に重ねて転写される
。かくして転写紙１７上には原稿画像に対応したフルカ
ラーから成る可視像が再現され、転写紙１７が転写ドラ
ム１６から離された後、定着装置２１によって可視像が
定着される。

上述した構成および作用のうち、網点形成装置１４およ
びこれによる二次潜像の形成動作以外は、一般に広く知
られているカラー複写機と本質的な点で異なるところは
ない。この場合、一般のカラー複写機で原稿の中間的濃
度の画像を再現するには、その濃淡を感光体上の表面電
位の高低に変換して、トナーの付着量を規制するように
していたため、先に説明した各種の欠点を生じていた。

そこで本発明に係る方法では、網点から成る潜像、すな
わち二次潜像を形成し、上記欠点を除去する。以下、網
点形成装置１４とその作用の詳細を明らかにする。

本例の網点形成装置１４は第２図に模式的に示すように
感光体１１の表面に対向し、かつその軸線方向に配列さ
れた多数の発光部を有する発光ダイオードアレイ２２（
以下、ＬＥＤアレイと記す）と、その各発光部に対応し
て位置するフィルタ２３とを有している。これらのフィ
ルタ２３は、その１つだけを第３図に模式的に示すよう
に、光透過率が同心円状に変化しており、中心の第１の
部分ａからそのまわりをリング状に取り囲む部分す乃至
ｇ、およびその外側の部分りへ向けて光透過率が変化し
ている。その光透過率の変化状態はたとえば、ａ＝ｏ％
、ｂ＝１０％、ｃ＝２０％、ｄ＝３０％。

ｅ−４０％、ｆ＝５０％、ｇ＝６０％、ｈ＝７０％に設
定される。フィルタ２３のサイズＸ、ＹはたとえばＸ　
＝　Ｙ　＝　２００　μ程に定められる。

既述の如ぐ一次潜像を形成された感光体部分がＬＥＤア
レイ２２の下に至ると、該アレイ２２の発光部が間欠的
に発光する。このときの作用を明らかにするため、第４
図（ａ）に示す原稿画像、すなわち中心部に濃い第１赤
色画像Ｒ１と、そのまわりに薄いすなわち明るい第２赤
色画像Ｒ２が白地に形成された原稿画像を複写する場合
について考えてみる。先ず先に説明したように感光体１
１がメインチャージャ１２により帯電されるが、帯電後
の表面電位が仮に＋８００ｖであったとする。

赤色の原稿画像はマゼンタトナーとイエロートナーによ
り再現されるので、第１図に示した複写機では先ず緑の
フィルタ１３ｂを通った原稿からの光によって感光体１
１が露光されるとき、第４図（ａ）の画像に対応する、
第４図（ｂ）に示す如き一次潜像が形成される。ここで
「＋」の記号は正に帯電されたことを意味し、その密度
が高い程電位が高いことを示している。すなわち、高濃
度の第１赤色画像Ｒ１に対応する第１潜像部分Ｒ１１は
、薄い第２赤色画像Ｒ２に対応する第２潜像部分Ｒ２２
よりもその表面電位は高い。第２潜像部分Ｒ２２の外側
の感光体表面電位はほぼＯｖである。

次に上記−次潜像はフィルタ２３を通ったＬＥＤアレイ
の各発光部からの光を照射されるが、゛フィルタ２３は
既述の如き光透過重分布を有しているので、フィルタ２
３の中心ａを光は透過せず、ｂからｈへ向けてその透過
量は順次増大する。したがって−次潜像もこれに対応し
た光量で光を照射され、その光量に応じて一次潜像の電
荷が選択的に消失する。したがってかかる光を当てられ
た一次潜像は第４図（ｃ）に示す如く、多数の網点の潜
像から成る二次潜像に変換される。この図に示した丸印
の網点内は、トナーが付着し得る高さの表面電位（現像
開始電圧以上）に保たれ、その外側の部分はトナーが付
着することのない程の電位レベルとなっている（但し、
図では網点を拡大して模式的に示しである）。この場合
、−次潜像における第１潜像部分Ｒ１１の表面電位は、
第２潜像部分の電位よりも高いので、第１潜像部分Ｒ１
１に対応する部分の網点の面積の方が、第２潜像部分Ｒ
２２に対応する部分の網点の面積よりも太きくなる。両
温像部分Ｒ１１，Ｒ２２の境界部に対応する部分の網点
の面積は中間程度となっているが、これは−次潜像の両
温像部分の境界の電位が成る程度勾配をもって変化して
いると仮定したことに基づく。

上述の如く網点の面積が変ることは第５図から明らかで
ある。すなわち第５図は横軸に感光体１１が受ける露光
量（％）を、縦軸にはその光量に応じて感光体１１に残
る帯電量を示すグラフであり、感光体上にトナーを付着
させ得る潜像の表面電位、すなわち現像開始電圧を１５
０■としである。このグラフから判るように、たとえば
−次潜像の表面電位が８００ｖの部分にＬＥＤアレイ２
２の１つの発光部から光を当てた場合を考えると、フィ
ルタ２３における光透過率の高い部分を通った光はその
光量が大であるため、該潜像の電位を＋１５０■より低
下させるとし、でも、露光量６５％以下の潜像部分では
１５０　Ｖ以上の電位が保たれる。したがって１５０■
以上の表面電位部分を丸印で網点状の潜像として表わせ
ば、第５図のＤｌの如くなる。同様に一次潜像の表面電
位が＋６００■部分では、露光量５７％以内が＋１５０
■以上となり、Ｄ２で示すほぼ７５μ径の網点が形成さ
れる。同じく表面電位＋４００　Ｖの部分では露光量３
８％以内の部分が、６０μ程の径の１５０■以上の網点
Ｄ３として残り、＋２００ｖでは露光量１６％以内が３
３μの網点Ｄ４の潜像となる。このように原稿の濃度、
したがって−次潜像の表面電位の高低によって、二次潜
像の網点面積、すなわちその径の大小が定まり、第４図
（ｃ）に示した大きさの網点がそれぞれ形成される。

上記二次潜像は、第２現像装置１５ａを通るとき、マゼ
ンタトナーによって可視像化され（第４図（ｄ））、こ
の可視像は先にも説明したように転写紙１７に転写され
る。

次に感光体１１が青のフィルタ１３ｂを通して露光され
たとき、第４図（ｂ）と同様に、第４図（ｅ）に示す如
き一次潜像が形成され、この−次潜像も全く同様にして
網点形成装置１４により。

網点状の二次潜像に変えられ、これが第３現像装置１５
ｂのイエロートナーによって可視像化され（第４図（ｆ
））、この可視像は先にマゼンタトナーから成る可視像
が形成された転写紙エフに重ねて転写される。この場合
、両可視像を完全に重ねて転写しても、赤色可視像が得
られるが、第４図（ｇ）に示すように、両可視像を互い
にわずかにずらして重ねると、モアレ縞の発生を抑える
ことができ有利である。このように転写位置をずらすに
は、たとえばイエロートナーを付着させる二次潜像の形
成時に、ＬＥＤアレイ２２の各発光部を、感光体１１の
軸線方向に沿ってその発光タイミングをわずかにずらせ
ばよく、これによってこの二次潜像の各網点、ないしは
その可視像を、第４図（ｆ）に示す如くたとえば３０°
程の角度θだけ、感光体１１の軸線方向Ｘから、これに
直交する感光体の移動方向に回転させることができ、第
４図（ｇ）に示した画像を得ることができる。勿論、マ
ゼンタ可視像の方を、あるいはこれとイエロー可視像を
共に回転させてもよい。

上述の如く赤色画像Ｒ１，Ｒ２を再現できるが、再現像
された赤色可視像は、ドツト状の網点から形成され、そ
り面積の大小によって可視像の濃淡が表現される。すな
わち、第４図（ａ）に示した濃い第１赤色画像Ｒ１に対
応する部分Ｒ１１１（第４図（ｇ））の各網点の面積は
大きく、逆に薄い第２赤色画像Ｒ２に対応する部分Ｒ２
２２の網点の面積は小さく、これによりその濃淡が表わ
されている。したがって二次潜像の各網点に対して、そ
の可視像の濃度ないしはトナー付着量が飽和するまでト
ナーを付着させ、その階調性を表現できる（むしろ、飽
和状態の多量のトナーを各網点に付着させる方が望まし
い）。このため使用回数、環境の変化等により画像の色
合いが変化することはない。また各網点の面積自体は小
さいため、エツジ効果を有利に利用して多量のトナーを
各網点状の潜像に付着させることができ、よって二成分
系現像剤を用いるときも、寿命の長い絶縁性物質コート
のキャリアを有利に利用できる。

また原稿画像の有彩色ハイライト部も、上述した方法と
全く同様にしてエツジ効果を利用した網点から成る可視
像として再現できるので、トナーの付着量を、網点を利
用しない方式に比べ減少でき、定着装置の負担を軽減で
きる。このようにして、写真のような原稿も、ソフトな
明るいコピーとして再現することが可能である。

さらに、上述した方法では感光体の露光時にその光路中
に網目スクリーンを入れて網点を形成するのではないた
め、原稿照明に要する光量を特に高める必要はない。

なお、網点によって原稿画像を再現することが特に望ま
しいのは、面状の画像であり、文字等は網点によりコピ
ーしない方が望ましいことも少なくない。このような場
合には、それ自体公知の構成に従って、原稿画像中の、
網点により再現すべき領域と、そうではない領域とを判
別し、これに基いてＬＥＤアレイを選択的に発光させ、
必要な部分だけを網点分解方式で複写するようにすると
よい。

本発明に係る網点の形成方法として光を利用すると゛き
は、光強度の一定していないドツト状の光を感光体に当
てれば足り、したがって必ずしも第３図に示したような
フィルタを用いる必要はない６たとえば第６図（ａ）に
模式的にすような点状光源、たとえばＬＥＤアレイ２６
を用い、その各発光部の発光光量の分布が第６図（ｂ）
に示す如く山形状となるようにしてもよく、この場合は
、感光体表面の電位が第６図（Ｃ）の如きときは、第６
図（ｄ）に鎖線を付して示すようなドーナツ状の網点か
ら形成される。また多数の電極針を有するマルチスタイ
ラスによって、感光体上の電荷を一部消失させることに
より、先に説明した実施例と同様な網点を形成すること
も可能である。

また第７図に模式的に示すように、感光体１１に網点ス
クリーン２４を対置させ、該スクリーンの光透過率を、
多重の円形リングで模式的にかつ誇張して示したように
、その中心部からその周辺に向けて変化させ（中心の光
透過率が大きくなるようにしてもよい）、ランプ、たと
えばキセノンランプ２５を間欠的に点灯させて、感光体
をフラッシュ露光するすることにより、網点から成る潜
像を形成してもよい。

なお、第４図には一例として赤色画像を再現する場合に
ついて説明したが、他の色の画像も同様に再現できるこ
とは当然である。

また網点を形成すべくドツト状の光を感光体に当て、な
いしはマルチスタイラスによって感光体に作用を与える
時期は、必ずしも静電潜像形成後でなくともよく、その
前あるいは同時であってもよい。

本発明によれば、環境条件等に左右されずに常に高品質
な画像を形成でき、しかも原稿照明時の光量を特に高め
る必要もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する複写機の一例を示す説明図、
第２図は網点形成装置と感光体の関係を模式的に示した
説明図、第３図は網点形成装置で用いられるフィルタの
模式図、第４図（ａ）乃至（ｇ）は本発明に係る方法で
可視像を得る際の手順を示した説明図、第５図は感光体
への露光量と表面電位の関係を示したグラフ、第６図（
ａ）乃至（ｄ）は網点形成装置の他の例と、その作用を
説明した説明図、第７図はさらに他の網点形成装置の説
明斜視図である。２・・・原稿１１・・・感光体

Claims

【特許請求の範囲】

感光体を帯電する工程と、帯電後の感光体表面を原稿か
らの光で露光することにより一次潜像を形成する工程と
、既に形成されている一次潜像、あるいは形成されるべ
き一次潜像の表面電位の高低に応じた面積の網点から成
る二次潜像を形成する工程と、該二次潜像をトナーによ
って可視像化する工程を包含する画像形成方法。