JPS63301066A - 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】 ［発明の目的」 （産業上の利用分野） この発明は画像形成装置、たとえば帯電された像担持体
へのレーザビームの照射によって形成された静電潜像を
現像して転写像を作像する行程を複数有し、多数本のレ
ーザビームを用いて像担持体上に多色の転写像を作像し
得るレーザビームプリンタなどに関する。

（従来の技術） 現在、帯電された像担持体上にレーザビームを照射して
静電潜像を形成し、この静電潜像を現像することにって
多色あるいは単色の転写像を作像し得るレーザビームプ
リンタが開発されている。

この種のレーザビームプリンタの場合、たとえば第６図
に示すように、感光体１０００表面を第１帯電器１０１
によって均一に帯電し、第２レーザビーム１０５によっ
て第１露光部で第１の静電潜像を形成し、第１現像器１
０３で現像することによって上記第１の静電潜像が第１
色目のトナーにより可視像化される。次いて、第２帯電
器１０４によって感光体１００の表面を再び帯電し、第
２レーザビーム１０５によって第２露光部で第２の静電
潜像を形成し、第２現像器１０６で現像することによっ
て上記第２の静電潜像が第２色目のトナーにより可視像
化される。そし゛Ｃ１転写前帯電器１０７によって２色
画像のトナーの帯電量が均一化された後、転写および剥
離用帯電器１０８の作用で２色のトナー像が転写材Ｐ上
に転写されることにより、第７図に示す多色画像の作像
プロセスが終了される。

一方、転写後の感光体１００は、クリーナ１０９によっ
て残留するトナーが除去され、さらに除電器１１０によ
って潜像が消去されることにより、初期状態に復帰され
るように構成されている。

ところで、上述した２つの反転現像モードにおいては、
それぞれ第１色目の作像条件と第２色目の作像条件とが
異なったものとされている。すなわち、第１色目の作像
時には、前記第１帯電器１０１によって感光体１００の
表面を約６００ｖ（ボルト）に帯電し、これにパワーが
３ｍＷの第２レーザビーム１０５を照射することによっ
て第１の静電潜像を形成し、第１色目の反転現像が第１
現像器１０３により正極性トナーを用いて行われる。こ
の第１現像器１０３の現像バイアスは、現像感度を高く
する、つまりトナーの飛翔特性を良くするためにＤＣ成
分とＡＣ成分とが重畳された電圧とされており、上記Ｄ
Ｃの成分が＋２５０Ｖ、ＡＣ成分が実行値６００■で、
周波数が３ＫＨｚとされている。

一方、第２色目の作像時には、前記第２帯電器１０４に
よって感光体１００の表面を均一に約１０００Ｖに帯電
し、これにパワーが３ｍＷの第２レーザビーム１０５を
照射することによって第２の静電潜像を形成し、第２色
目の反転現像が第２現像器１０６により正極性トナーを
用いて行われる。この第２現像器１０６の現像バイアス
は、第１色目のトナーの飛散を防止するために、ＤＣ成
分のみで、＋１０００Ｖとされている。しかし、現像バ
イアスがＤＣ成分のみの場合、現像感度がやや低下され
るため、第２帯電による感光体１００の表面電位を高く
することによってトナーの飛翔特性の低下が改善されて
いる。

しかしながら、感光体１００の表面電位を１０００Ｖに
帯電する第２帯電の場合と６００ｖに帯電する第１帯電
の場合とでは、第８図に示すように、同じ露光量でも、
露光量が４０ｅｒｇ／Ｃｍ３より少ない際には露光後の
表面電位（ｆｌ光残量）が大きく異なり、露光量が十分
に大きなところでも潜像の電位が異なったものとなる。

これは、露光に用いるレーザビームの光強度がガウス分
布をしているためで、表面電位が高い（１０００Ｖ）方
が潜像幅が狭いことを示している。

また、現像特性についても、第９図に示すように、ＡＣ
成分を垂立する第１現像の場合とＤＣ成分のみの第２現
像の場合とでは、得られる画像の濃度に差異が生じる。

これは、ガンマ特性が、ＡＣバイアスを用いる第１現像
よりＤＣバイアスのみを用いる第２現像の方が低いため
である。

上記の点から、第２色目の作像時にあっては、感光体１
００の表面電位が第１帯電による電位よりも高く、また
現像特性から分かるように、表面電位がかなり低下され
ないと画像濃度の飽和が生しない。このため、第１□露
光におけるレーザビームと第２露光におけるレーザビー
ムとが同一のパワーでは、６００ｖの場合と同じ潜像幅
および表面電位にすることができず、鮮明で十分な濃度
を有する２色画像を得ることができないものであった。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、第１帯電と第２帯電とによる感光体の表面
電位が異なっていたり、また第１現像と第２現像との現
像バイアスが異なっている条件下では、第１露光と第２
露光とに用いられるレーザビームのパワーが同一の場合
、鮮明で十分な濃度を有する２色画像が得られないとい
う問題点を除去するもので、鮮明で、かつ十分な濃度を
有する２色画像を得ることができる画像形成装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） この発明の画像形成装置にあっては、像担持体を帯電す
る帯電手段と、この帯電手段により帯電された前記像担
持体上に画像情報に応じて変調されたレーザビームを照
射する照射手段と、この照射手段からのレーザビームに
よって像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像
手段とを有した画像形成手段を、前記像担持体の周囲に
複数組配置して多色画像の形成を行う画像形成装置にお
いて、前記照射手段より照射されるレーザビームを、後
段に配置された画像形成手段における照射手段ほど高出
力とする制御手段を設けた構成とされるものである。

（作用） この発明は、各組の画像形成手段における帯電手段の電
位差、および現像手段の現像バイアスの差異による現像
特性の差を考慮して、後段における照射手段からのレー
ザビームの強度を前段における照射手段のレーザビーム
より強くするようにしたものである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第２図はこの発明の画像形成装置が適用される２色レー
ザビームプリンタの１例を示すシステムの概略構成図で
ある。すなわち、２色レーザビームプリンタ１９９は、
ホストシステム５００　（コンピュータ、ワードブロセ
ッザなどの外部機器）と図示しないインターフェイス回
路などの伝送コントローラを介して結合され、上記ホス
トシステム５００からの２種類のドツトイメージデータ
（画像情報）を受付けて２本のレーザビームを個々に変
調して感光体（像担持体）上へ照射し、この２本のレー
ザビームの照射によって形成された２種類のドツトイメ
ージデータをそれぞれ独立に現像して転写材としての用
紙上に転写する構成とされている。

上記２色レーザビームプリンタ１９９には、第３図に示
すように、ドラム状の感光体２００が設けられ、図示し
ない駆動源によって図示矢印方向に回転されるようにな
っている。感光体２００の周囲部には、その回転方向に
沿って、順次、第１帯電器２０１、第１表固型位センサ
２０２、第１現像器２０３、第２帯電器（スコロトロン
チャージャ）２０４、第２表間型位センサ２０５、第２
現像器２０６、転写前帯電器２０７、転写用帯電器２０
８、剥離用帯電器２０９、クリーナ２１０および除電器
２１１が配設されている。なお、第１現像器２０３では
第１色トナー（非磁性−成分現像剤）による第１色現像
が行われ、第２現像器２０６では第２色トナー（非磁性
−成分現像剤）による第２色現像が行われるものとする
。この場合、上記現像は感光体２００に対して単色で行
われ、現像剤を重ねては行わないものとする。

一方、感光体２００下方の一側方部には、転写材として
の用紙Ｐを転写部へ給紙する給紙装置２１３が設けられ
ている。給紙装置２１３は、着脱自在であってその内部
に複数枚の用紙Ｐが収納された上下２段の給紙カセット
２１４．２１５から用紙Ｐを１枚ずつ取出す給紙ローラ
２１６゜２１７と、上段給紙カセット２１４の上方に形
成された手差し給紙口２１８に装着された手差し給紙台
２１９から供給される用紙Ｐを搬送する一対の給紙ロー
ラ２２０と、これら給紙ローラ２１６゜２１７．２２０
で搬送される用紙Ｐの先端を整位して感光体２００上の
トナー像とタイミングを取って送出する一対のレジスト
ローラ２２１などから構成されている。

また、感光体２００下方の他側面部には、トナー像が転
写された用紙Ｐを搬送する吸着搬送ベルト２２２、この
吸着搬送ベルト２２２にて搬送された用紙Ｐ上に転写像
を加熱定着する定着器としてのヒートローラ対２２３、
定着後の用紙Ｐを排紙トレイ２２５上に排出する排紙ロ
ーラ対２２４などが設けられている。

次に、光学系について詳細に説明する。まず、第３図に
おいて、唯一のべ・−ス３１８に対して、回転ミラー走
査ユニット（ポリゴンスキャナユニット）２１２、回転
ミラー走査ユニット２１２で走査された第２レーザビー
ム３１０を所定の位置、つまり第１露光部へ導くための
反射ミラー３１１゜３１２、第２レーザビーム３１０を
所定の位置、つまり第２露光部へ導くための反射ミラー
３１４゜３１５．３１６、光学系の防塵用の透過ガラス
３１３，３１７、および水平同期信号を得るためのＰＩ
Ｎダイオードなどにより構成されるビーム光検出器３０
８（第４図参照）へ第１．第２レーザビーム３０９，３
１０を導くための反射ミラー３０７などが固定されてい
る。

上記回転ミラー走査ユニット２１２は、第４図に示すよ
うに、主要素として８面の回転ミラー（ポリゴンミラー
）３００、回転ミラー３００を回転駆動する走査モータ
３２９、ｆθレンズ３０１、第１．第２半導体レーザ発
振器（以下、単にレーザ発振器と称する）３０２，３０
３、コリメータレンズ３０４，３０５およびプリズム３
０６などから構成されている。この場合、第ル−ザ発振
器３０２からの第２レーザビーム３０９は、コリメータ
レンズ３０５を介して入射面および出射面に反射防止コ
ーティングが施されたブリング３０６に導かれ、このプ
リズム３０６により直角に曲げられて第２レーザビーム
３１０と水平面空間で平行になるように調整されて回転
ミラー３００に入射され、ｆθレンズ３０１を通った後
、第３図に示す如く、反射ミラー３１１゜３１２および
透過ガラス３１３を通って感光体２００上の第１露光部
へ導かれ、感光体２００の軸方向に沿って走査開始点Ｓ
１から終了点Ｅ１へと露光走査される。

また、第２レーザ発振器３０３からの第２レーザビーム
３１０は、コリメータレンズ３０４を介して直接回転ミ
ラー３００に入射され、第３図に示す如く、反射ミラー
３１４，３１５，３１６および透過ガラス３１７を通っ
て感光体２００上の第２露光部に導かれ、感光体２００
の軸方向に沿って走査開始点Ｓ２から終了点Ｅ２へと露
光走査される。なお、両走査開始点Ｓ１＋　　８２にお
けるずれ（誤差）ｄｌおよび第１．第２レーザビーム３
０９．３１０の主走査方向に対する走査長のずれに対し
ては、電気的な対策などが施されている。

第５図は上記のように構成された２色レーザビームプリ
ンタ１９９の制御部を示すものである。

第５図において、５０１は全体的な制御を司る主制御部
としてのＣＰＵ　（セントラループロセッシング・ユニ
ット）、５０２は制御用のプログラムが格納されるＲＯ
Ｍ　（リード・オンリ・メモリ）である。５０３はデー
タテーブルが格納されるＲＯＭであり、各種のマージン
制御用データ、粗調整用データ、微調整用データおよび
補正用データや、現像バイアス制御用のセットデータ、
各種のデータテーブルなどがアドレスごとに格納される
。また、５０４はＲＡＭ　（ランダム、・アクセス・メ
モリ）、５０５は汎用タイマ、５０６は入出力ボートで
、操作表示部５０７への表示データの出力、各種検出器
（マイクロスイッチ、センサなど）５０８からの入力、
駆動系（モータ、クラッチ、ソレノイドなど）５１０を
駆動する駆動回路５０９への出力、走査モータ３２９を
駆動するモータ駆動回路５１１への出力、各種センサお
よび高圧電源など５２３に対する入出力を制御するプロ
セス制御回路５２２への入出力が行われる。

５１４は第ル−ザ発振器３０２を制御する第２レーザ変
調回路、５１５は第２レーザ発振器３０３を制御する第
２レーザ変調回路、５１７はビーム光検出回路であり、
ビーム光検出器３０８からのアナログ信号を高速コンパ
レータでディジタル化することにより水平同期信号ＨＳ
ＹＯが生成される。５１３は印字データ書込み制御回路
であり、ホストシステム５００からのビデオイメージの
印字データを感光体２００上の所定の位置へ書込むため
の制御が行われる。５１９はインターフェイス回路であ
り、ホストシステム５００へのステータスデータの出力
、ホストシステム５００からのコマンドデータおよび印
字データの受取りなどの制御が行われる。

また、上述した各部において、感光体２００は５ｅ−Ｔ
ｃ層にて外周面を形成している。そのため、第１帯電器
２０１は正極性の帯電チャージャとされている。この第
１帯電器２０１は、感光体２００の帯電電位が約６００
Ｖとされている。

第１現像器２０３は、ＤＣ成分が＋２５０Ｖ。

ＡＣ成分が実行値６００ｖで周波数が３ＫＨｚである重
畳電圧の現像バイアスとされている。

第２帯電器２０４はスコロトロンチャージャであり、感
光体２００上の現像部（第１色現像）と非現像部との帯
電電位が約１０００Ｖとされている。

第２現像器２０６は、現像バイアスがＤＣ成分のみの＋
１００ＯＶとされている。

これらの点から、第２現像条件においては、感光体２０
０の表面電位が１００ＯＶと高いため、第１現像条件下
における潜像幅と同じ潜像幅を得るには第ル−ザビーム
３０９のパワーよりも強いパワーのレーザビームが必要
であり、またＤＣバイアスによる現像では画像濃度の飽
和がかなり低い表面電位にならないと生じないことから
、均一な画像濃度を得るには感光体２００の表面電位を
低下させる必要がある、つまり第２レーザビーム３１０
のパワーを強くする必要がある。そのため、第ル−ザ発
振器３０２からの第ル−ザビーム３０９のパワーが約３
　ｍ　Ｗ　ｓ第２レーザ発振器３０３からの第２レーザ
ビーム３１０のパワーが約５ｍＷとされている。

次に、上記の構成による多色画像の作像プロセスについ
て、第１図を参照して説明する。すなわち、まず第１帯
電器２０１による第１帯電によって回転する感光体２０
０の表面電位が約６００Ｖに帯電される。そして、ホス
トシステム５００からの第１のドツトイメージデータ（
画像情報）に応じて変調された約３ｍＷの第ル−ザビー
ム３０９が、第１表市電位センサ２０２および第１現像
器２０３の間の第１露光部に照射されて第１露光が行わ
れ、感光体２００の表面が反転露光されて情報域のみが
低電位とされることにより第１の静電潜像が形成される
。次いで、第１現像器２０３での重畳電圧の現像バイア
スによる第１現像により、プラス帯電の第１色トナーで
顕在化されることによって第１色目のトナー像が作像さ
れる。

この状態において、第２帯電器２０４によって第１色目
のトナー像が形成された感光体２００の表面が再帯電さ
れ、表面電位が約１０００Ｖに均一に帯電される。そし
て、ホストシステム５００からの第２のドツトイメージ
データ（画像情報）に応じて変調された約５ｍＷの第２
レーザビーム３１０が、第２表市電位センサ２０５およ
び第２現像器２０６の間の第２露光部に照射されて第２
露光が行われ、感光体２００の表面が反転露光されて情
報域のみが低電位とされることにより第２の静電潜像が
形成され、また第１現像器２０３による第１色目のトナ
ー像（過去顕在像）が残留される。次いで、第２現像器
２０６のＤＣバイアスによる第２現像により、プラス帯
電の第２色トナーで顕在化されることによって第２色目
のトナー像が作像される。

こうして、２つの反転現像モードで作像された２色のト
ナー像は、転写前帯電器２０７によって第１色目のトナ
ー像と第２色目のトナー像との帯電量、およびトナー像
面の感光体電位の違いによる転写効率の差が均一化され
て転写の条件が一致される。

一方、用紙Ｐは、レジストローラ対２２１によって転写
用帯電器２０８と感光体２００との相互間（転写部）へ
搬送され、この部分で感光体２００の表面と密着するこ
とにより、転写用帯電器２０８の作用で感光体２００上
の２色のトナー像がそれぞれ転写される。

こうして、各トナー像が転写された用紙Ｐは、剥離用帯
電器２０９の作用で感光体２００から静電的に剥離され
た後、吸着搬送ベルト２２２によってヒートローラ対２
２３へ搬送され、ここを通過することにより転写像が加
熱定着され、定着後の用紙Ｐは排紙ローラ対２２４によ
って排紙トレイ２２５へ排出され、る。この結果、第１
現像による第１色のトナー像および第２現像による第２
色のトナー像の双方について、鮮明で、画像濃度が十分
で均一な２色画像が得られる。

また、転写後の感光体２００は、クリーナ２１０によっ
て表面の残留トナーが除去された後、除電器２１１によ
って除電されて初期状態に戻るようになっている。

上記したように、各組の画像形成手段における帯電手段
の電位差、および現像手段の現像パイアスの差異による
現像特性の差を考慮して、後段における照射手段からの
レーザビームの強度を前段における照射手段のレーザビ
ームより強くするようにしている。

すなわち、感光体２００の帯電電位が約６００Ｖとされ
ている第１帯電器２０１と約１０００ｖとされている第
２帯電器２０４との電位差（４００Ｖ）、およびＤＣ成
分とＡＣ成分との重畳電圧の現像バイアスによる第１現
像器２０３とＤＣ成分のみの現像バイアスによる第２現
像器２０６との現像特性の差から、第２現像条件におけ
る第２レーザビーム３１０のパワーを約５ｍＷととし、
第２レーザビーム３０９のパワー（約３ｍ　Ｗ　）より
も強いパワーとするようにしている。

これにより、２色のトナー像を作像するプロセスにおい
て、第１現像条件下における潜像幅と同じ潜像幅を得る
ことが可能となるとともに、感光体２００の表面電位を
低下させることが可能となる。

このため、第１色目のトナー像のトナー飛散を防止し、
しかも第２色トナーの飛翔特性を向上できる。したがっ
て、第１帯電による電位と第２帯電による電位とが異な
っていたり、第１現像と第２現像との現像バイアスとが
異なっている条件下であっても、鮮明で、かつ第１色目
のトナー像と第２色目のトナー像との間に、均一で濃度
むらのない十分な画像濃度を何する２色画像を得ること
ができるものである。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、発明の要旨を変えない範囲において、種々変形実施可
能なことは勿論である。

［発明の効果］ 以上、詳述したようにこの発明によれば、鮮明で、かつ
十分な濃度を有する２色画像を得ることができる画像形
成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である多色画像の作像プロ
セスを模式的に示す遷移図、第２図は２色レーザビーム
プリンタの適用例を示すシステムの概略構成図、第３図
はこの発明の画像形成装置が適用される２色レーザビー
ムプリンタの概略構成図、第４図は２本のレーザビーム
による感光体への露光走査を概略的に示す斜視図、第５
図は制御部の構成を概略的に示すブロック図、第６図は
２色レーザビームプリンタの概略を示す説明図、第７図
は従来の多色画像の作像プロセスを模式的に示す遷移図
、第８図および第９図は従来の問題点を示すもので、第
８図は感光体の表面電位と露光量との関係を説明するた
めに示す図、第９図は画像濃度と感光体表面電位との関
係を説明するために示す図である。 １９９・・・２色レーザビームプリンタ、２００・・・
感光体（像担持体）、２０１・・・第１帯電器（帯電手
段）、２０２・・・第１表市電位センサ、２０３・・・
第１現像器（現像手段）、２０４・・・第２帯電器（帯
電手段）、２０５・・・第２表固型位センサ、２０６・
・・第２現像器（現像手段）、２０７・・・転写前帯電
器、２０８・・・転写用帯電器、２０９・・・剥離用帯
電器、２１０・・・クリーナ、２１１・・・除電器、２
１２・・・回転ミラー走査ユニット、３０２・・・第ル
−ザ発振器、３０３・・・第２レーザ発振器、３０９・
・・第２レーザビーム、３１０・・・第２レーザビーム
、５０１・・・ＣＰＵ、５１４・・・第２レーザ変調回
路、５１５・・・第２レーザ変調回路。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦にｉ（ｌ工ｉ翫 第１図 蔓よＩＬ 見Ｌルｉ 第６図 １尤量（ｅｒｑ／（ｍ２　） だ気員一体夛Ｕ動電イ支　（） 第９図 星±１１　　　　　　　Ｊ±１九 第７図 呈↓１ＪＬ 手続補正書 昭和　　年６２．ノＧ、２■ 特許庁長官　　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６２年５月３０日提出の特許願（１３）２、発明の
名称 画像形成装置 ３、補正をする者 ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル’１
．Ｉ２．−１・・１ ７、補正の内容 （１）　明細書の第２頁第２行目、同第４行目、同第９
行目にそれぞれ「転写像を」とあるを、いずれも「可視
像を」と補正する。 （２）　同第４頁第１６行目乃至末行に「しかし、・・
・改善されている。」とあるを、下記の通り補正する・
。 記 ここで、第２帯電器１０４で感光体１００の表面電位を
１００ＯＶに帯電した理由は、ＤＣ成分の現像バイアス
では現像感度が低いために第、〜機器１０６における現
像バイアスとしては＋１０００Ｖを必要とするので、こ
の第２現像による現像剤の重なり（カブリ）の発生を抑
えるたある。 ）　同第５頁第４行口乃至第５行目に Ｏｅｒｇ／ｃｍ３Ｊとあるを、ｒ４０ｅｒｇｍ２」と補
正する。 ）　同第５頁第１４行目に「ガンマ特性が、」るを、「
現像のガンマが、」と補正する。 （５）　同第１４頁第１４行目にｒＳｅ−Ｔｃ層にて」
とあるを、ｒｓｅ−Ｔｅ層にて」と補正する。 （６）　同第１５１１第７打目Ｉり全第１６行目に「こ
れらの点から、・・・必要がある。」とあるを、下記の
通り補正する。 記 これらの点から、第２現像条件においては、感光体２０
０の表面電位が１００ＯＶと高いため、第１現像条件下
における潜像幅と同じ潜像幅を得るには第ル−ザビーム
３０９のパワーよりも強いパワーのレーザビームが必要
である。 （７）　同第１６頁第１０行目に「反転露光」とあるを
、「露光」と補正する。 （８）　同第１６頁第１４行口に「顕在化」とあるを、
「現像」と補正する。 （９）　同第１７頁第５行目乃至第１２行目に「感光体
２００の表面が・・・作像される。」とあるを、下記の
通り補正する。 感光体２００の表面が露光されて情報域のみが低電位と
されることにより第２の静電潜像が形成される。次いで
、第２現像’ＪＡ　２０６のＤＣバイアスによる第２現
像により、プラス帯電の第２色トナーで現像されること
によって第２色目のトナー像が作像される。 （１０）　図面の・第７図を別紙に示す通り補圧する。 第１；４１＠ 第２帯電 】（１づ♀＝Ｌ　　　　　　　　　　　　　　　＞に　
　１　　曳イア≧−多−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持体を帯電する帯電手段と、この帯電手段により帯
   電された前記像担持体上に画像情報に応じて変調された
   レーザビームを照射する照射手段と、この照射手段から
   のレーザビームによって像担持体上に形成された静電潜
   像を現像する現像手段とを有した画像形成手段を、前記
   像担持体の周囲に複数組配置して多色画像の形成を行う
   画像形成装置において、 前記照射手段より照射されるレーザビームを、後段に配
   置された画像形成手段における照射手段ほど高出力とす
   る制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。