JPS63175872A - 電子写真複写装置 - 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】 星呈上五上涯全厨 本発明は、電子写真複写装置、特に、原稿画像の輪郭内
周部に対応する輪郭画像を形成する機能を備えた電子写
真複写装置に関する。

従来　術とその間　点 一般に、画像中において、輪郭線は情報の多い部分であ
ると同時に、画像の特徴を十分に表わすものであり、画
像における重要な役割りを果たしている。さらに、輪郭
線を描出して２値図形化きれた画像は、通常の濃淡画像
に比べ、画像の識別。

決定、伝送等積々の処理において極めて取扱いやすく、
輪郭線を描出して画像を２値図形化することは、画像の
パターン認識、像の修正２強調、帯域幅圧縮等の点に関
して極めて有効である。また、例えば、２回の複写を繰
り返して黒パターンの周囲にカラーの輪郭線を付けて目
立ちやすくしたり、一つのパターンを色違いに塗り分け
て着色の異なったパターンを作成するため、いわゆる塗
り論的なパターンを用意する場合にも有用である。

ところで、従来、この種の輪郭画像形成方法としては、
既に本出願人にて、導電性トナーにより静電潜像を現像
する型式の一成分系トナー現像法において、被現像部材
の表面電位の最大値と最小値との中間の電位を有し、か
つ靜１１ｔ潜像電荷と逆極性の直流バイアスを被現像部
材と導電性トナー担体との間に印加することによって、
被現像部材上の静電潜像の輪郭線を抽出せしめることを
特徴とする方法を提案した（特開昭５１−１３４６３５
号公報参照）。

しかしながら、この方法では靜′ｗＬ潜像として形成さ
れた輪郭はネガ画像であり、導電性トナーは静電潜像担
体表面の電位差に基づいて電位差の大きい部分、即ち輪
郭線以外の部分に付着することとなるため、現像された
画像はネガ画像としてのみ得られる。通常、要求される
輪郭画像はポジ画像（黒色像）であるため、ポジ画像と
するためにはこの方法で得られたネガの輪郭画像を反転
現像にて再度複写し直きなければならないという問題点
を有している。

そこで、本発明は、１回の複写工程でポジの原稿画像か
らポジの輪郭画像を形成することができ、しかも、線画
像を輪郭画像中でも中抜けとならずに線画像として再現
できる電子写真複写装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 以上の目的を達成するため、本発明に係る電子写真複写
装置は、 （１）静電潜像担体表面に一定電位の電荷を付与する第
１の帯電装置と、 （ｊ）前記第１の帯電装置にて電荷を付与きれた静電潜
像担体表面に原稿の画像を露光する画像露光装置と、 （ｉ）前記画像露光装置にて静電潜像を形成された静電
潜像担体表面を、交番電圧又は前記第１の帯電装置に印
加される電圧とは逆極性の直流ＷＥＥが印加され、その
グリッドには第１の帯電装置に印加される電圧と同極性
であって画像露光装置にて形成きれた静電潜像の画像部
の表面電位より低く非画像部の表面電位より高い電圧が
印加され、かつ、グリッドのワイヤ間距離を１ｍｍ以下
とした第２の帯電装置と、 （ｉｖ）前記第２の帯電装置を経た静電潜像を、前記第
１の帯電装置に印加される電圧とは逆極性の荷電トナー
にて現像する現像装置と、 を備えたことを特徴とする。

作用 以上の構成からなる電子写真複写装置においては、まず
、第１の帯電装置で一定電位の電荷を付与された静電潜
像担体表面に原稿の画像を露光（第３図中（ａ）参照）
した後、第２の帯電装置に例えば第１の帯電装置に印加
された電圧とは逆極性の直流電圧を印加し、かつ、その
グリッドに第１の帯電装置に印加された電圧と同極性で
あって画像露光装置にて形成された静電潜像の画像部の
表面電位より低く非画像部の表面電位より高い電圧を印
加しつつ、再帯電を行なう。これにて、静電潜像画像部
の表面電位が輪郭部を残してほぼグリッド電圧付近まで
低下する（第３図中（ｂ）参照）。

次に、第１の帯電装置に印加された電圧とは逆極性の荷
電トナーにて前記第２の帯電装置を経た静電潜像を正規
現像する。これにて、高電位として残された静電潜像画
像部の輪郭部に荷電トナーが付着し、輪郭画像がポジ画
像として現像される（第３図中（ｅ）参照）。

また、前記第２の帯電装置にあっては、そのグリッドの
ワイヤ間距離を１ｍｍ以下としたことから、グリッドか
ら静電潜像担体表面へ向かうイオン流をある程度制限し
、線画像部の中抜けが防止される。

実施例 第１図は電子写真複写装置の一実施例の概略を示し、電
子写真感光体ドラム（１）は外周面に光導電層を有する
周知のもので、矢印（ａ）方向に回転駆動可能であり、
その周囲には以下に説明する部材、装置が設置きれてい
る。

帯電チャージャ（２）は、感光体ドラム（１）の表面に
一定電位の電荷（本実施例にあっては正極性の電荷）を
付与する第１の帯電装置として機能するもので、チャー
ジワイヤには電源（２１）が接続されている。

画像露光装置（３）は、原稿台ガラス（３４）上に載置
された原稿に光を当てて周知のスリット露光方式にて感
光体ドラム（１）の表面に原稿画像に対応した静電潜像
を形成するだめのもので、露光ランプ（３１）、図示し
ないミラー、レンズ（３３）等にて構成され、露光ラン
プ（３１）には電源（３２）が接続きれている。

スコロトロン・チャージャ（４）は、前記露光装置り３
）にて静電潜像を形成きれた感光体ドラム（１）の表面
に再帯１を行なう第２の帯電装置として機能するもので
、チル−シワイヤには電源（４１）が接続され、グリッ
ド（４２）には電源（４３）が接続されている。チャー
ジワイヤには電源（４１）から前記帯電チャージャ（２
）に印加される電圧とは逆極性の電圧が印加芒れる様に
なっている。また、グリッド（４２）には電源（４３）
から帯電チャージャ（２）に印加される電圧と同極性で
あって静電潜像画像部の表面電位より十分に低く、非画
像部の表面電位より若干高い電圧が印加される様になっ
ている。

現像装置（５）は、周部にＮ極、Ｓ極を着磁したマグネ
ットローラ（５２）を内蔵した現像スリーブ（５１）を
備えた磁気刷子方式による周知のもので、現像電極とし
ても機能する現像スリーブ（５１）には現像バイアス用
の電源（５３）が接続されている。現像剤は、磁性キャ
リアと絶縁性トナーとの混合物からなり、摩擦帯電によ
り互いに逆極性に帯電され、絶縁性トナーは前記帯電チ
ャージャ（２）の極性と逆極性に帯電する。ここで、絶
縁性トナーが磁性を有していない場合、現像スリーブ（
５１）には電源（５３）から前記グリッド電圧よりも若
干高いかつ帯電チャージャ（２）と同極性の現像バイア
スが印加される様になっている。一方、絶縁性トナーが
磁性を有する場合、現像スリーブ（５１）には前記グリ
ッド電圧よりも低いかつ交流電圧が重畳きれた現像バイ
アスが印加される様になっている。但し、この場合は絶
縁性トナーのみを用いることが可能である。また、現像
バイアスには必ずしも交流電圧を重畳しなくても良い。

転写チャージャ（６）は、矢印（ｂ）方向に搬送きれて
くる複写紙（１０）に対してその裏面から電界を付与し
、前記現像装置（５）にて感光体ドラム（１）の表面に
形成されたトナー画像を複写紙（１０）上に転写するた
めのもので、そのチャージワイヤには電源（６１）から
前記絶縁性トナーとは逆極性の電圧が印加される。

分離チャージャ（７）は、転写直後の複写紙に対して交
流電界を付与することにより、複写紙（１０）を除電し
て感光体ドラム（１）の表面から剥離するためのもので
、そのチャージワイヤには電源（７１）から交流電圧が
印加される。

クリーニング装置（８）は、ブレード方式にて感光体ド
ラム（１）の表面に残留したトナーを除去するためのも
のである。

イレーザランプ（９）は、次回の複写処理に備えるため
、光照射にて感光体ドラム（１）の表面に残留した電荷
を除去するためのものである。

本複写装置の制御はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を
中心として処理され、前記各電源（３２）、　＜４１　
）。

（４３＞、　（５２）等のオン、オフ制御あるいは電源
（３２）の電圧切り換え制御等もマイクロコンピュータ
（ＣＰＵ）にて処理される。

ここで、本実施例における各チャージャ等の極性及び電
圧を示す。

［Ｉ］非磁性絶縁性トナーを使用する場合帯電チャージ
ャ［電源（２１）］ 正極性＋５．５ｋＶ スコロトロン・チャージャ［ｉｆｆ＜４ｘ）　］負極性
−６，ＯｋＶ グリッド［ＩＥ源（４３）コ 正極性＋２２０■ 現像バイアス［電源（５３）　］ 正極性＋２５０ｖ 転写チャージャｃｔ源（６１目 ゛　正極性＋５．５ｋＶ 非磁性絶縁性トナー　　　　負極性 ［ＩＩ］磁性絶縁性トナーを使用する場合帯電チャージ
ャ［電源（２１）コ 正極性＋５．５ｋＶ スコロトロン・チャージャ［ｔｍ（４ｔ）　］負極性−
６，ＯｋＶ グリッド［電＠（４３）コ 正極性＋２２０ｖ 現像バイアス［電源（５３）コ 正極性（ＤＣ）　＋　１７０Ｖ （ＡＣ）３５０Ｖｒｍｓ、　１ｋＨｚ 現像開始電位　　　　　　　＋２５０ｖ磁性絶縁性トナ
ー　　　　　負極性 なお、これらの極性に関しては全て逆であっても良く、
電圧値、露光光量等に関しては一例に過ぎないことは勿
論である。

以上の複写装置による輪郭画像の形成方法について工程
順に説明する。

（ｉ＞第１の帯電工程 帯電チャージャ（２）にて感光体ドラム（１）の表面に
一定電位の電荷を付与する。その結果、本実施例におい
て感光体ドラム（１）の表面電位は十６００Ｖとなる。

（ｉ）露光工程 ＋　６００Ｖの電位に帯電された感光体ドラム（１）の
表面にポジの原稿画像をスリット露光し、静電潜像を形
成する。この場合、第３図中（ａ）に示す様に、画像部
（Ａ）、　（Ｂ）に対応する部分の電荷は＋　６００Ｖ
の電位として残り、非画像部に対応する部分の電荷は光
照射にて＋９０Ｖ程度に低下する。

（ｉ）第２の帯電工程 前記静電潜像が形成された感光体ドラム（１）の表面を
、電源（４１）から−６，ＯｋＶの電圧を印加されたス
コロトロン・チャージャ（４）にて再帯電する。

このとき、グリッド（４２）には電源（４３）から＋２
２０ｖの電圧が印加される。スコロトロン・チャージャ
（４）に印加される電圧は帯電チャージャ（２）に印加
される電圧とは逆極性である。また、グリッド（４２）
に印加される電圧は、帯電チャーシャク２）に印加され
る電圧と同極性であって静電潜像画像部（Ａ）、　（Ｂ
）の表面電位＜＋６００Ｖ）より十分に低く、非画像部
の表面電位（＋９０Ｖ）より若干高い電圧値とされてい
る。

感光体ドラム（１）の表面とグリッド（４２）との間に
は、第２図に矢印で示す電気力線が形成される。

そして、チャージワイヤから発生する負極性のイオンは
電気力線に沿った搬送力を受ける。この場合、グリッド
（４２）の近傍にて負イオンを感光体ドラム（１）の表
面に向かわせる電気力線は、面画像部（Ａ）の輪郭部内
側部（Ａ′）を除いた部分（以下、中央部分と記す）に
しか生じていない、従って、負イオンは矢印→で示す様
に面画像部（Ａ）の中央部分にのみ到達し、到達部分の
電荷を除電して、グリッド電圧（＋２２０Ｖ）にほぼ等
しい電位付近にまで低下きせる（第３図中（ｂ）参照）
。

即ち、感光体ドラム（１）の表面電位として説明すると
、第３図中（ｂ）に示す様に、静電潜像非画像部の表面
電位（Ｖｉ）はほぼ＋９０Ｖの低電位部として残され、
面画像部（Ａ）、（Ｂ）の輪郭線内側部＜Ａ’）。

（Ｂｏ）が一定の幅で初期の表面電位であるほぼ＋６０
０Ｖの高電位部（Ｖｏ）として残り、かつ、面画像部（
Ａ）の中央部分がほぼグリッド電圧（Ｖｇ！　＋２２０
Ｖ　）付近まで低下する（Ｖｏ’）、なお、線画像部輪
郭線内側部（Ｂｏ）は表面電位（ｖＯ）が低下すること
はほとんどないが、電荷の幅が線画像部（Ｂ）よりも若
干狭まる。

換言すれば、この第２の帯電工程にて画像部（Ａ）。

（Ｂ）の輪郭部がポジの静電潜像として形成されたこと
となる。

（ｉｖ）現像工程 前記第２の帯電工程にて、輪郭部のポジ画像として形成
された静電潜像を現像装置（５）にて現像する。絶縁性
トナーが磁性を有していない場合、現像スリーブ（５１
）には＋２５０ｖの現像パイアスカ印加される。この現
像バイアスは、第２の帯電工程で表面電位が低下した静
電潜像画像部（Ａ）の中央部分に（勿論非画像部にも）
トナーが付着してかぶらない様にするため、帯電チャー
ジャ（２）に印加されるｔ、ＪＥと同極性であって、前
記グリッド電圧（ｖｇ：２２０Ｖ　）より若干高く、グ
リッド電圧（Ｖｇ）にほぼ等しい値付近にまで低下した
面画像部（Ａ）の中央部分の電位（Ｖｏ’）よりも若干
高い電圧（ｖｂ）ときれている。

一方、絶縁性トナーが磁性を有している場合、現像スリ
ーブ（５１）にはＡＣ３５０Ｖ、　１ｋＨｚ及び＋１７
０Ｖ　（７）現像バイアスが印加される。この現像バイ
アスのＷＥＥ（Ｖｂ）４ｉ、前記グリッド電圧（Ｖｇ：
＋２２０Ｖ）より若干低く、グリッド電圧（Ｖｇ）にほ
ぼ等しい値付近にまで低下した面画像部（Ａ）の中央部
分の電位（Ｖｏ’）よりも低い、しかしながら、磁性を
有する絶縁性トナーを用いた場合には、磁気的拘束力に
よる閾値が存在するため、現像は表面電位が２５０ｖ付
近で開始する。このため、第２の帯電工程で低下した静
電潜像画像部（Ａ）の中央部分に（勿論非画像部にも）
トナーが付着してかぶる様なことはない。

これにて、負極性に帯電した絶縁性トナーが感光体ドラ
ム（１）の高電位部（ｖＯ）、即ち画像部（Ａ）。

（Ｂ）の輪郭線内側部（Ａ’）、（Ｂ’）に付着し、い
わば“内縁取り”のトナー画像が正規現像にて形成され
る。

このトナー画像は、以下、転写チャージャ（６）の負極
性の放電にて複写紙（１０）上に転写され、図示しない
定着装置を経て複写画像として形成される。

ところで、本発明者らにて、前記スフロトロン・チャー
ジャ（４）の各種条件を詳細に実験検討したところ、輪
郭画像の状態、特に、その輪郭線の濃度に対して、グリ
ッド（４２）と感光体ドラム（１）の表面との最近接距
離（ｄｇ）と、グリッド（４２）のワイヤ間距離（ｄｖ
）（第４図参照）の関係が重要であることが判明した。

同時に、線画像の再現状態に対しては、前記グリッド（
４２）のワイヤ間距離（ｄｗ）の値が重要であることも
判明した。

即ち、前者については、ワイヤ間距離（ｄｗ）が大きく
、グリッド−感光体表面間距離（ｄｇ）の小さい状態で
は、良好な輪郭画像が形成きれなかった。

後者については、ワイヤ間距離（ｄｗ）の大きい状態で
は、線画像であっても、中央部が白く抜けて、細い輪郭
画像となってしまい、線画像を線画像としては再現でき
なかった。

ここで、具体的な実験結果に基づいて、前記現象をより
詳細に説明する。

本発明者らが実験に用いたグリッド（４２）は、第４図
にその平面図を示す様に、０．１ｍｍの厚さのステンレ
ス板をエツチング加工することにより製造し、ワイヤの
幅は０．１ｍｍとした。ワイヤ間距離（ｄｗ）とは、隣
接するワイヤの最短距離であり、０．３０ｍｍから２．
０５ｍｍまでの５段階に（ｄｗ）を変化させたグリッド
を用いて実験を行なった。

実験結果を第５図に示す０図中、○印は良好な輪郭画像
が形成された条件であり、ｘ印は濃度の薄い、また、細
い輪郭画像しか形成されなかった条件である。Δ印はそ
の中間的な輪郭画像が形成された条件である。図中に示
した直線は（ｄｇ）＝（ｄ％＃）の線であり、（ｄｇ）
　＞　（ｄｗ）という条件において良好な輪郭画像が形
成されていることが判明したのである。即ち、スフロト
ロン・チャージャ（４〉の設定において、（ｄｇ）＞　
（ｄｗ）という条件を満たす様に、グリッド（４２）の
形状と位置を決めることで、良好な高濃度の輪郭画像を
得ることができる。

ところで、高濃度の輪郭画像を得るために（ｄｇ）＞（
ｄｗ）という条件が必要な理由は次の様に考えることが
できる。

前記複写工程で説明した様に、輪郭画像が形成されるの
は、静電潜像画像部端部からの電気力線が、スフロトロ
シ自チャージャ（４）側へ向かわず、感光体ドラム（１
）側へ向かうためである。そして、その程度はグリッド
−感光体表面間距離（ｄｇ）の太ききに比例し、（ｄｇ
）の大きい方が良好な輪郭画像が形成される。一方、ス
フロトロン・チャージャ（４）のグリッド（４２）のワ
イヤ間距離（ｄｗ）が広くなると、スフロトロン・チャ
ージャ（４）のチャージワイヤの影響が感光体上の静電
潜像に対しても表れ、スフロトロン効果カー少なくなり
、必要以上に除電されてくる。即ち、ワイヤ間距離（ｄ
ｗ）が大きくなると良好な輪郭画像は形成きれにくい。

従って、前記二つの効果の合わきった条件として、例え
ば、（ｄｗ）が大きくなって、良好な輪郭画像が形成さ
れにくくなった分、（ｄｇ）を大きくして補完しあうと
いうことで、前記の（ｄｗ）　＜　（ｄｇ）の条件が生
じたものと思われる。

また、同様に、線画像の再現状態についての実験結果を
示したものが第６図である。

図中、○印は線画像を線画像として再現した条件であり
、Ｘ印は線画像であっても中央部が白く抜けて、細い輪
郭画像となってしまった条件である。（ｄｖ）５１．０
ｍｍという条件で線画像を線画像として再現することが
判明した。即ち、単に輪郭画像を作成とするというので
はなく、面画像は輪郭画像に、線画像はそのまま線画像
として再現したいという要望があるときには、スフロト
ロン・チャージャ（４）の設定において、グリッド（４
２）のワイヤ間距離を（ｄｗ）５１．０ｍｍに設定する
ことで前記要望を満たすことができる。

なお、前記実施例において、ワイヤ間距離（ｄｗ）が０
．６５ｍｃｎのグリッド（４２）を用い、グリッド−感
光体表面間距離（ｄｇ）は１．５ｍｍとしたが、これは
明らかに前記の両条件とも満足しており、前記実施例の
説明にて述べた様に、良好な輪郭画像が形成されると共
に、線画像は線画像として再現される。

ところで、線画像を輪郭画像中で線画像として再現する
ために（ｄｗ）５１．０ｍｍという条件が必要な理由は
次の様に推測される。

グリッドのワイヤ間距離（ｄｗ）が大きくなると、（ｄ
ｖ）が小さいときにはグリッドにて阻止されていたイオ
ンが、グリッドと感光体ドラム表面との間にまで出てき
て、そこでのイオン量が多くなる。

そして、イオン量が多くなると、電気力線に沿ったもの
以外に感光体表面の静電潜像に付着するものが存在する
。線画像の中央部というのは、電界が一番強いので、そ
うしたイオンが付着しやすく、付着すると除電きれて中
央部が白く抜けることになると思われる。

なお、以上の各実施例は、いずれも第２の帯電装置であ
るスフロトロン・チャージャ（４）に第１の帯電装置（
２）に印加される電圧とは逆極性の直流電圧を印加する
様にしたものを示したが、交番電圧を印加する様にして
も良い。この場合、第２の帯電工程においては、静電潜
像画像部の表面電位が輪郭線内側部を残してほぼグリッ
ド電圧付近まで低下すると共に、非画像部の表面電位が
画像部近傍を残してほぼグリッド電圧付近まで上昇する
こととなる。

また、前記現像装置（５）による現像は正規現像方式に
よっていることから、スフロトロン・チャージャ（４〉
による第２の帯電工程を行なわなければ、前記画像露光
工程で形成きれたポジの静電潜像を通常の正規現像とし
て現像し、原画像に対応するポジ画像を得ることができ
る。これは、スフロトロン・チャージャ（４）のオン、
オフを切り換えることにより簡単に制御できる。

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、画像露光
装置と現像装置との間にグリッドを有する第２の帯電装
置を設け、この第２の帯電装置に印加される電圧を交番
電圧又は第１の帯電装置に印加される電圧とは逆極性の
直流電圧とし、そのグリッドに印加される電圧を第１の
帯電装置に印加される電圧と同極性であって画像露光装
置にて形成された静電潜像の画像部の表面電位より低く
非画像部の表面電位より高い電圧値としたため、静電潜
像担体表面には原稿画像の輪郭部が高電位部として残っ
たポジの静電潜像が形成され、さらに、現像装置に静電
潜像とは逆極性の荷電トナーを含む現像剤を収容して正
規現像を行なう様にしたため、この正規現像にて前記静
電潜像の高電位部である原稿画像の輪郭部にトナーが付
着し、ポジの輪郭画像を得ることができる。しかも、前
記グリッドのワイヤ間距離を１ｍｍ以下に設定したため
、グリッドから静電潜像担体表面へ向かうイオン流があ
る程度制限され、線画像部の中抜けを防止して線画像を
輪郭画像中で線画像として正確に再現することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である複写装置の概略構成図
、第２図は第２の帯電装置による電気力線の模式図、第
３図は各作像工程における静電潜像の電位を示すグラフ
、第４図はグリッドの平面図、第５図、第６図はワイヤ
間距離（ｄｗ）とグリッド−感光体表面間距離（ｄｇ）
に基づく再現性を示すグラフである。 （１）・・・電子写真感光体ドラム、（２）・・・帯電
チャージャ、（３）・・・画像露光装置、（４）・・・
スフロトロン・チャージャ、（４２〉・・・グリッド、
（５〉・・・現像装置、（５１）・・・現像スリーブ、
（ｄｇ）・・・グリッド−感光体表面間距離、（ｄｗ）
・・・ワイヤ間距離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静電潜像担体表面に一定電位の電荷を付与する第１
   の帯電装置と、 前記第１の帯電装置にて電荷を付与された静電潜像担体
   表面に原稿の画像を露光する画像露光装置と、 前記画像露光装置にて静電潜像を形成された静電潜像担
   体表面を、交番電圧又は前記第１の帯電装置に印加され
   る電圧とは逆極性の直流電圧が印加され、そのグリッド
   には第１の帯電装置に印加される電圧と同極性であって
   画像露光装置にて形成された静電潜像の画像部の表面電
   位より低く非画像部の表面電位より高い電圧が印加され
   、かつ、グリッドのワイヤ間距離を１ｍｍ以下とした第
   ２の帯電装置と、 前記第２の帯電装置を経た静電潜像を、前記第１の帯電
   装置に印加される電圧とは逆極性の荷電トナーにて現像
   する現像装置と、 を備えたことを特徴とする電子写真複写装置。