JPS616674A - 画像形成装置 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は原稿を複写するモードと、コンピュータやワー
ドプロセッサ、或いはファクシミリ送信機等からの情報
信号を記録するモードとが選択できる画像形成装置に関
する。

（従来技術と問題点） この種の画像形成装置において、電子写真感光体上に形
成された静電潜像を同一の現像装置を用いて現像する場
合には次のような問題点がある。

原稿を複写する場合に要求されることは、中間調の再現
性が良いこと、すなわち得られた複写像が階調性に優れ
ていることがある。このことは例えば写真などの中間調
を含む原稿を複写する場合には極めて重要である。これ
は第１図により次のように説明される。

第１図は原稿の濃度Ｄｏと再生（複写）画像の濃度Ｄｃ
との関係を表わした曲線を示しており、この曲線はＤｏ
−Ｄｃ右カーブ呼ばれる。

Ｄｏ軸のＤｗ、ＤＨＩ、ＤＨ２、ｌ）Ｂはそれぞれ原稿
の白地部、中間調部分１・２、黒地部の濃度を示してい
る。

この第１図において曲線Ａは階調性に優れていることを
示している。このＤｏ−Ｄｃ右カーブＡの様であれば中
間調も忠実に再現できることになる。ところがＤｏ−Ｄ
ａカーブが曲線Ｂの様であると、中間調部分ＤＨ，はほ
ぼ黒となり写真などの中間調を含む原稿は極めて硬調に
再生されてしまうわけである。

一方、コンピュータやワードプロセッサー。

ファクシミリ送信機等の出力装置から出力された電気的
情報信号を画像に変換する場合に要求される現像特性は
これとは大きく異なる。すなわちこのモードで出力され
る画像は白黒に対応する２値信号で記録を行う文字、数
字、符号、記号などがほとんどであり、また中間調の再
現が必要な場合には、白地、中間調部分、黒地に対応す
る３値信号で記録することが試みられている。さらにこ
のようなデジタル信号を用いて中間調をもつ高品位な画
像を得るだめには、微小領域での黒画素の面積比によっ
て濃淡が感じられるという人間の目の積分効果に法づい
たディザ法、濃度パターン法などが用いられる。

従って、情報信号から画像を得るモードに要求される現
像特性としては、第１図の曲線Ａを得る特性は必要ない
。また原稿複写モードの場合以上にカプリのない画像が
要求される。これを第１図で説明すれば曲線Ａよシもむ
しろ曲線Ｂの方がカプリに対してラテイテユードが広く
好ましい。

以上のことから原稿を複写する機能と情報信号を画像に
変換記録する機能を備えた画像形成装置において、いず
れのモードでの潜像も同一の現像装置を用いて現像する
場合、情報信号記録モードに最適である様に現像特性を
設定すると、中間調を含む原稿を複写するときわめて硬
調な画像となってしまう。又逆に中間調を含む原稿を複
写する場合に対して最゛適である様に現像条件を設定す
ると、情報信号記録モードの場合、カプリに対してラテ
イテユードが狭くなってしまうという欠点があった。

（目的と構成概要） 本発明の目的は、原稿を複写する作動モードと、被記録
情報信号を記録する作動モードとが選択可能な画像形成
装置に於いて、前者モードでは良好な中間調を有する画
像を、一方後者モードではカプリのない画像を形成でき
るようにした画像形成装置を提供することである。

その為本発明では、現像手段の現像特性を選択された作
動モードに対応して変更する。

（実施例） 第２図で矢示方向に回転するドラム伏電子写真感光体１
（例えば導電層、光導電層９表面絶縁層から成る）の周
面に面して帯電器２・３、現像器４、転写帯電器５、分
離除電器６、トナー除電器１６、クリーニング器７、感
光体除電器２０が）臓次配設されている。８は原稿９を
載置する透光性原稿台、１０は原稿複写モードで度で移
動するミラー、１２は結像レンズ、１３・１４は固定ミ
ラー、１９は原稿複写モードで点灯する原稿照明ランプ
である。２１は半導体レーザー、２２は情報信号記録モ
ードに於いて半導体レーザー２１を被記録情報信号に対
応して駆動する駆動回路である。１７は情報信号記録モ
ードで回転し、レーザービームＬを掃引する回転多面鏡
、１８はレーザービームを感光体上にスポット結像する
レンズである０ 原稿複写モードでも、情報信号記録モードでも、感光体
１はまず帯電器２により例えばプラス極性に一様に帯電
される。

原稿複写モードでは、原稿走査ミラー１０゜１１で走査
された原稿９の光像は上記の光学系１０〜１４によシ露
光位置Ｐで感光体上に結像照射され、原稿画像に対応し
た静電潜像が形成される。

一方、情報信号記録モードでは、半導体レーザー２１は
コンピュータ、ワードプロセッサー。

ファクシミＩ７送信機等からの信号源からの電気的デジ
タル情報信号に対応して、駆動回路２２により駆動され
る。即ち、レーザー２１は情報信号に対応して変調され
たレーザービームＬを射出する。このビームＬは、多面
鏡１７によシ、位置Ｐに於いて感光体１を走査する。こ
れによって感光体１には情報信号に対応する静電潜像が
形成される。尚、情報記録モードでも、原稿複写モード
と同様、感光体１のトナーを付着させない領域に光を露
光する。りまシ感光体に形成される画像のバックグラウ
ンド部にレーザービームが露光される。

原稿複写モードでも、信号記録モードでも、感光体１に
形成された静電潜像は現像器４によって現像される。現
像器４は帯電器２とは逆極性に帯電した一成分現像剤（
トナー）を感光体１に供給する。このトナーは感光体の
暗部電位領域、即ち光が照射されなかった領域に静電的
に吸着する。後述のように、感光体１に対向し、トナー
を担持搬送して感光体１に供給する現像電極には現像バ
イアス電圧として交番電圧が印加されている。現像電極
に斯かる交番電圧を印加することにより、トナーは現像
・電極と感光体の間を往復飛翔する。そして感光体の暗
部電位領域に、その電位に対応する量のトナーが付着す
る。斯かる現像装置は例えば米国特許第４．３９５，４
７６号明細書に記載されている。

いずれにせよ、感光体１に形成されたトナー像は、転写
帯電器５により紙１５に転写される。

紙１５は分離除電器６により除電され、これによって紙
１５は感光体１から分離される。この後、紙１５は不図
示の定着器に送られ、トナー像は紙１５に定着される。

一方、転写後感光体１に残留したトナーは除電器１６で
除電され、クリーニング器７で感光体１から除去される
。

そして感光体１は、ランプ２０で照射されつつ放電器２
０′のＡ、Ｃ，コロナ放電を受け、残留電荷が除電され
る。

尚、トナー除電器１６は必ずしも必要ない。

まだ、感光体１として導電性活版に表面光導電層を設け
たものを使用する場合は、３．２０の手段は不要である
。

別の実施例を示す第３図に於いて、第２図と同じ機能を
果す手段には同一の符号を付けた。

この例では感光体は導電性紙板に表面光導電層を設けた
ものであるが、導電性基板、光導電層。

表面絶縁層から成る感光体も使用できる。

第３図で２３．２４は原稿複写モードで作動し、原稿走
査の為に原稿９を矢印方向に搬送するローラである。原
稿複写モードでは帯電器２が作動し、感光体１は一様に
帯心さ′ｉする０そしてこの帯電後、原稿９の光像が露
光され、これによって原稿に対応する静電潜像が感光体
に形成される。原稿９の光像は、多数の小径結像素子、
例えば屈折率分布型導光素子、を−列乃至複数列配列し
た結像光学系１２′によって感光体１に投影される。

一方、信号記録モードでは帯電器２は作動しない。そし
て信号記録モードではイオン発生器２５が作動して、感
光体１に情報信号に対応した静電潜像を形成する。つま
シ、信号記録モードでは、イオン発生器２５が被記録情
報信号に対応して駆動され、情報信号に対応して変調さ
れたイオン流を感光体１に印加する。このイオンの極性
は帯電器２の帯電極性と同じである。

第４図Ａはイオン発生器の平面図（一部破断）、第４図
Ｂは第４図Ａの八−人視図である。イオン発生器２５は
誘電体２５ａを第１と第２の電極２５ｂ、２５ｃで挾ん
で成る。第２の電極２５ｃには開口２５ｄが設けられて
いる。そして斯かる第２電極２５　ｃ”（固々独立して
、誘電体Δ ２５ａ上に多数並べて配列されている。

第４図Ｂに示すように駆動回路２６は第１゜第２電極２
５ｂ、２５ｃ間に交番電圧を印加する電源２６ａを有し
ている。第１．第２電極２５ｂ、２５ｃ間に交番電圧を
印加することにより、第２電極２５ｃの開口２５ｄと誘
電体２５ａの境界近傍に正、負のイオンが発生する。

そして、多数の第２電極２５ｃの夫々に対応しら て設けられたスイッチ手段２〆ｂを、被記録情報信号に
対応して、アース端子２６ｅから電源２６ｃの端子２６
ｄに切シ換えてやれば、図の場合圧のイオンが上記開口
２５ｄから感光体１上に印加される。つまり、電源２６
ｃを第２電極２５ｃと感光体ｌの接地された導電性支持
体１ａとの間に接続して、感光体１と第２電極２５ｃと
の間に電界を形成することにより、イオンが開口２５ｄ
から引き出され、感光体１上に流れる。これによって、
感光体上にはスポット状の帯電が生ずる。スイッチ２６
ｂをアース端子２６ｅに接続すれば、開口２５ｄかもの
イオンの射出は停止する。また端子２６ｄを電源２６ｃ
の負の端子とすれば、開口２５ｄからは負のイオンが射
出することになる。尚、斯かるイオン発生器は米国特許
第４．１５５．０９３号明細沓に開示されている。

いずれにせよ各第２ＴＬ極２５ｃのスイッチ２６ｂを夫
々情報信号に対応して切り換え制御することにより、感
光体１上には情報信号に対応する静電潜像が形成される
。尚、イオンはトナーを付着させるべき感光体部分に印
加される。

以上のようにいずれの作動モードにおいても潜像を同一
の現像器４を用いて現像する場合には前述の様に現像特
性を変える必要がある。すなわち、光学系によシ原稿に
対応して潜像形成をする場合には、第１図において曲線
Ａのようなりｏ−Ｄａ特性を示す様に現像特性を設定し
、文字、記号々どの電気的情報信号に応じた潜像形成す
る場合には、第１図において、曲線Ｂのようなりｏ−Ｄ
ｃ特性を示す様に現像特性を変更する。

第５図は現像特性を選択されたモードに対応して変更す
る機能を備えた現像装置４の一例を示す。４１は内部に
磁石４２を有し、感光体１に対向して回転する非磁性ス
リーブである。スリーブ４１は現像剤を担持搬送すると
ともに、現像電極の機能も果す。感光体１とスリーブ４
１はその最小間隙を３００μに周知の間隙維持手段によ
シ保持されている。４３は現像容器４４内に入れた一成
分磁性現像剤としてのトナーであって、スチレンマレイ
ン酸樹脂７０ｗｔ％（重量パーセント、以下同じ）、フ
ェライト２５ｗｔ％、カーボンブラック３ｗｔ％、負性
荷電制御剤（Ｃｒ６　）　２　ｗｔ％を混練粉砕された
ものであって、さらに流動性向上のためにコロイダルシ
リカ０．２ｗ　ｔ　％が外添されている。４５は鉄環磁
性体のブレードであって、スリーブ４１に内包される磁
石４２の主極４２ａ（８５０ガウス）位置に対向してお
り、磁力によって磁性現像剤４３のスリーブ４１上への
塗布厚を規制する（米国特許第４．３８６．５７７号参
照）、ブレード４５とスリーブ４１０間隙は約２４０μ
に保持されておシ、スリーブ４１上に該ブレード４５に
より塗布される現像剤層の厚みは感光体１とスリーブ４
１間の間隙よシ薄い約１００μである。４６は可変交互
電圧電源であって、感光体１０法板をなす接地された電
極１ａとスリーブ４１の導体部との間に介設され、スリ
ーブ４１に交互電圧が印加される。又、現像剤の塗布ム
ラを防止するため、ブレード４５とスリーブ４１は同一
電位とされている。

上記交互電圧の周波数ｆと振巾値Ｖｐｐを変えることに
よシ、現像特性を変えることが可能となる。この様子を
第６図に示す。第６図は感光体の表面電位Ｖと現像後の
トナー濃度りとの関係を示す曲線であり、Ｖ−Ｄカーブ
と称す。スリーブ４１に相対的（（低周波数、低振巾の
又互電圧をすると、ソフトな階調性に富む現像画像が得
られる。又逆にスリーブ４１に相対的に高周波数、高撮
巾の交互電圧を印加すると、硬調な階調性に乏しい現像
画像が得られる。たとえば、ｆ＝６００Ｈｚ−Ｖｐ］）
＝１０００Ｖ；ｆ＝１２００Ｈｚ−ｖｐｐ＝１４００Ｖ
、；　ｆ　＝２０００Ｈｚ　・ｖｐｐ”１８００Ｖ１７
）３段階にスリーブ４１への印加交互電圧を変えるとＶ
−Ｄカーブはそれぞれ第６図Ｃ，、Ｃ２、Ｃ，となる。

従って、原禍複写モードの場合は、上記交番電圧の周波
数ｆ、掘幅値ｖｐｐを相対的に低くして（例えばｆを６
００Ｈｚ。

Ｖｐｐを１００ＯＶに設定して）潜像の現像を行うこと
により、第１図の曲線Ａの様な、Ｄｏ−ＤＣ％性に従っ
た濃度を有するトナー像が得られることになる。また、
信号記録モードの場合は、上記交互電圧の周波数ｆ、振
巾値ｖｐｐを相対的に高くして（例えばｆを２０００Ｈ
ｚ、Ｖｐｐを１８００Ｖに設定して）潜像の現像を行う
ことによシ、第１図の曲線Ｂの様なｌ）　ｏ　−Ｄ　ｃ
特性に従った濃度を有するトナー画像が得られることに
なる。このようにいずれのモードでも常に最適な画像を
得ることが可能となる。

第５図において、４７は交互電圧電源４６の周波数ｆ１
振巾値ｖｐｐを選択されたモードに対応して切り換える
回路で操作パネルに設けた不図示のモード切換えスイッ
チの操作によシ作動され、選択されたモードに対応して
スリーブ４１に印加するバイアス電圧を切替える。

第７図は前記第５図の現像装置におけるスリーブ４１を
塗布スリーブとし、この塗布スリーブ４１からトナーの
供給を受ける現像スリーブ４８を付加した現像装置４の
他の例を示す。４９は現像スリープ４８内に設けた固定
マグネット、ａは塗布スリ′−プ４１とブレード４５の
隙間、ｂは塗布スリーブ４１と現像スリーブ４８の隙間
である。

この現像装置において、塗布スリーブ４１の回転（図示
例は現像スリーブ４８と同じ反時計方向に回転）ととも
にそのスリーブ面に保持されて回動運動する磁気刷子４
３′が現像スリーブ４８の表面に叩きつけられて絶縁性
の現像剤に摩擦帯電が付与されると同時に、現像スリー
ブ４８の面に鏡像力等の作用で現像剤が薄層４３に塗布
される。

こうして現像スリーブ４８の表面に形成された現像剤の
薄層４３”は該現像スリーブ４８の回転に伴い現像位置
に搬送される。スリーブ４８と感光体１間の間隙は薄層
４３＃の厚みより大である。

現像電極としても作用する現像スリーブ４８には第１の
バイアス電源５０によって現像ノ（イアスとして交番電
圧が印加されており、例えば周波数１０００）（ｚ、ピ
ークとピーク間の電圧ｖｐｐ＝２０００Ｖの交流電圧が
印加されている。この交番バイアス電圧の作用下で前述
したと同様に潜像が現像される。また塗布スリーブ４１
にはトナー塗布用の第２のバイアス電源装置５１から、
直流電圧が印加されている。実験によれば、負極性に帯
電する高絶縁性磁性トナーを用いると、塗布スリーブ４
１の電圧がＯｖの時にトナ一層４３“の厚みは約１０μ
ｍであったが、塗布スリーブ４１に＋５００Ｖの電圧を
印加すると、現像スリーブ４８上のトナ一層４３″の厚
みけ約８０μｍとなった。さらに塗布スリーブ４１に印
加するバイアス電圧を一５００ｖにしたところ、現像ス
リーブ４８の表面のトナ一層４３　の厚みは約１５０μ
ｍとなった。

このように、塗布スリーブ４１に印加する直流１圧を変
えることによってスリーブ４８上のトナ一層４３′の厚
みが変化するのは、塗布スリーブ４１による磁気ブラシ
４３′で現像スリーブ４８表面にトナ一層を形成する時
に、現像スリーブ４８と塗布スリーブ４１との間の電界
により現像スリーブ４８から塗布スリーブ４１ヘトナー
を引き戻す力又は逆にくつつける力が働き、一度現像ス
リーブ４８に付着したトナーを再度塗布スリーブ４１に
戻したシ、よシ強く現像スリーブ４８に付着させること
になるからであると考えられる。

いずれにせよこのように塗布スリーブ４１に印加される
バイアス電圧を変えることによって、現像スリーブ４８
表面に塗布されるトナ一層４３の厚みを変えることがで
き、従って、これに対を変えることが可能となる。現像
スリーブ表面に形成されるトナ一層４３　の厚みを８０
μｍ１１００μｍ、１５０μｍと変化させると、前記第
６図に示すＶ−Ｄカーブは夫ｋ　Ｃ＋　＋　Ｃｔ　＋　
Ｃｓと変化させることができる。従ってＶ−Ｄカーブを
階調性に優れたＣ１になる様にすれば％ＤＯ−Ｄｃカー
ブが第１図の曲線Ａの様な特性が得られる。又Ｖ−Ｄカ
ーブを極めて硬調の現像特性を示すＣ８の様にすれば、
Ｄｏ−Ｄｃカーブが第１図の曲線Ｂの様な特性が得られ
る０すなわち、原稿複写モードの場合には塗布スリーブ
４１に印加されるバイアス電圧を＋５００Ｖに設定する
ことにより現像スリーブ４８表面に形成されるトナ一層
４３の厚みを８０μｍとし、情報信号記録モードの場合
には塗布スリーブ４１に一５００■の電圧を印加して現
像スリーブ４８表面に形成されるトナ一層４３＃の厚み
を１５０μｍとすることにより、いずれのモードでも常
に最適な現像画像を得ることが可能となる。

尚、５２は電源５１の発生電圧を選択されたモードに対
応して切替える回路である。この回路５２は操作パネル
に設けられた不図示のモード切替えスイッチの操作によ
シ作動され、選択されたモードに対応してスリーブ４１
に印加するバイアス電圧を上記のように切替える。

なお塗布スリーブ４１に印加されるバイアス電圧によっ
て現像スリーブ４８と感、光体１間に形成される交番電
界はほとんど影響されなかった。

上記の実施例では感光体の露光した部分（明部）乃至低
電位部が画像の背景部であり、露光しない部分（暗部）
乃至高電位部トナーを付着させた。これとは反対に感光
体の露光した部分（明部）乃至低電位部にトナーを付着
させ露光しない部分（暗部）乃至高電位部を画像の背景
部とする場合にも同様に適用できる。

また第２図でレーザービーム走査光学系に代えて、情報
信号に対応して夫々点滅変ル４される多数の発光ダイオ
ードを列に並べたものや、光源を背後に有し、情報信号
に対応して夫々駆動される多数の液晶セルを列に並べた
もの等も使用できる。

また現像装置としてはトナーとキャリアの混合物である
二成分現像剤を使用するものも使用できる。

（効　果） 本発明によれば、原稿複写モードでは中間調の良好な再
現が可能となり、情報信号記録モードではカブリのない
画像形成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＤｏ−Ｄｃ凸曲線説明図。 第２図は本発明の一実施例の説明図。 第３図は本発明の他の実施例の説明図。 第４図Ａ、Ｂはイオン発生器の一例の説明図。 第５図は現像器の一例の説明図。 第６図はＶ−Ｄ曲線の説明図。 第７図は現像器の他の例の説明図。 １は電子写真感光体、４は現像器、９は原稿、ｌ２はレ
ンズ、２１は半導体レーザー、２５はイオン発生器、４
’７．５２はバイアス切替え回路である。 Ｃ 原扇州１劇 外尤依ｎ表面亀侃

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動電子写真感光体に原稿の光像を露光して静電
   潜像を形成する第１作動モードと、被記録情報信号に対
   応する静電潜像を形成する第２作動モードとが選択可能
   な画像形成装置に於いて、 上記静電潜像を現像する現像手段の現像特性を、選択さ
   れた作動モードに対応して変更する現像特性変更手段を
   有することを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記現像特性変更手段は、第１作動モードに於い
   てはＶ−Ｄカーブの傾斜が相対的に緩やかであり、第２
   作動モードではＶ−Ｄカーブの傾斜が相対的に急峻であ
   るように現像特性を変更する特許請求の範囲第１項記載
   の画像形成装置。
3. （３）前記現像手段は、感光体に対向して配置された現
   像電極と、この現像電極に現像バイアス電圧を印加する
   電圧印加手段とを有しており、前記現像特性変更手段は
   、現像電極に印加する現像バイアスを選択された作動モ
   ードに対応して変更する特許請求の範囲第２項記載の画
   像形成装置。
4. （４）前記電圧印加手段は前記現像電極に交番電圧を印
   加し、そして前記現像特性変更手段は、上記交番電圧の
   周波数を第１作動モードでは相対的に低く、第２作動モ
   ードでは相対的に高く設定する特許請求の範囲第３項記
   載の画像形成装置。
5. （５）前記現像特性変更手段は、上記交番電圧の振幅を
   第１作動モードでは相対的に小さく、第２作動モードで
   は相対的に高く設定する特許請求の範囲第４項記載の画
   像形成装置。
6. （６）前記現像手段は、現像剤を担持搬送して感光体に
   付与する現像剤搬送手段と、この現像剤搬送手段に現像
   剤を供給する現像剤供給手段とを有しており、前記現像
   特性変更手段は、現像剤搬送手段に供給する現像剤量を
   第１モードでは相対的に少なく、第２モードでは相対的
   に多く設定する特許請求の範囲第２項記載の画像形成装
   置。
7. （７）前記現像手段は前記現像剤供給手段にバイアス電
   圧を印加する電圧印加手段を有している。 前記現像特性変更手段は、上記バイアス電圧を選択され
   たモードに対応して変更する特許請求の範囲第６項記載
   の画像形成装置。