JPH01114876A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置で、出力
画像の線幅を最適なものに調整可能な画像形成装置に関
する。

〔従来の技術〕

電子写真を応用した機器には電子写真複写機・ファクシ
ミリ受信機・レーザビームプリンタ等がある。第２図に
はその一例として、レーザビームプリンタの要部プロセ
ス配置図を示しである。

同図に於いて、像担持体である感光層１０２と基板１０
３より成る感光ドラム１０１は、矢示方向に回転しつつ
画像を形成してゆく。−成帯電器１０４により一様に帯
電された感光ドラム１０１は画像信号に対応して変調さ
れたレーザビーム１０５に曝され、静電潜像がドラム１
０１上に形成される。続いて、ドラム１０１は現像器１
０６による現像工程を経て潜像は顕像化される。

その後、転写ガイド１１１によってガイドされてきた転
写紙（本図に於いて省略）上に転写帯電器１１２により
顕像は転写される。転写されたトナー顕像は不図示の定
着装置によって転写紙に定着され、機外に排出されハー
ドコピーを得る。一方、ドラム１０１上に残留する転写
されなかった現像トナーがクリーニング装置１１３で清
掃され、残留電荷が前露光光源１１０の照射で短絡消滅
させられた後、ドラム１０１は最初のステップである一
次帯電工程に送られ繰返し使用される。

形成された画像の一例を第３図に示す。転写紙１１７上
に顕像１１８が転写される。像露光光であるレーザビー
ム１０５が照射される工程においては顕像１１８に相当
する部分の感光ドラムにレーザが照射され０、背景部分
にはレーザ照射をしないイメージスキャン方式が採用さ
れている。この方式の方が背景をレーザ照射し、顕像１
１８に相当する部分だけをレーザ照射しない背景スキャ
ン方式に比べて背景画像にスキャン跡が生じないことや
顕像の再現性に優れているためである。

第４図は潜像形成の際のドラム１０１の表面電位の挙動
を示す。感光ドラム１０１の感光層１０２としてフタロ
シアニン系有機半導体を用いた例で、−次帯電はマイナ
ス極性で行われる場合を示した。

−成帯電器１０４により得られる表面電位は暗減衰とレ
ーザ照射による明減衰の差ＩＶｄ−ｖ１１、つまりコン
トラストで５５０ｖ程度の潜像電位に変換される。

現像工程で、現像トナーＴは、極性−成分現像剤が用い
られる。現像器１０６内のトナーＴは相互の摩擦、現像
スリーブ１０９やドクターブレード１０７等との接触摩
擦により帯電される。そしてドクターブレード１０７に
よってスリーブ１０９の上に均一な厚さに乗せられ、マ
グネットローラ１０８の回転に連れて、搬送される。現
像手段であるスリーブ１０９には、交流電源１１５と直
流電源１１６とがシリーズに接続されていて、偏倚した
交流バイアス電圧が印加されている。スリーブ１０９が
回転し、ドラム１０１との最近接部にきたときスリーブ
１０９の電位と静電潜像電位との間の電界による電気的
吸引力で、トナーＴが現像すべき潜像部分へ飛び移る。

第４図に示した潜像の明部電位Ｖｔに相当する部分が現
像され、いわゆる反転現像がされる。トナーは相対的に
正方向に高い電位Ｖｌを現像するような帯電電極（この
場合はマイナス）に帯電されている。第５図には背景で
ある暗部電位Ｖｄのマイナス電位部分にはトナーが付着
せず、接地電位近傍のレーザ照射部Ｖｚにマイナスに帯
電したトナーが付着する様子を模式的に示しである。

従来このような現像系に於いて、顕画像の線幅調整をす
るには、明部電位ｖｉと暗部電位Ｖｄの間で電源１１６
の電圧を変化させ、現像バイアス電位ｖ８を変化させて
いた。第５図に示すように、画像濃度を高くしたい時は
現像バイアス電位をｖＢφからｖ８１へ変化させ、トナ
ーが現像スリーブ１０９からドラム上のＶＺ部分へ飛び
易くする。逆に画像濃度を低くしたい時は、現像バイア
ス電位をｖＢφからＶＢ□へ変化させて、トナーが飛び
にくくする。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
このような方法では静電潜像の暗部電位Ｖｄと明部電位
ＶＺの差が一定であるため以下に述べる欠点がある。現
像バイアス電位をｖＢφからＶＢＩに変化させた場合は
、暗部電位Ｖｄとの差１ＶａＶｅ＋ｌが小さくなる。そ
のため画像の白地（暗部）上にトナーが付着する現象、
いわゆるカブリが発生してしまう。逆に現像バイアス電
位をｖＢφからｖ８□に変化させた場合は電位差１ｖ、
　−ｖ８゜ｌが大きくなる。そのため、トナー中に含ま
れ、帯電電極が通常の極性のトナー（本例では一１以下
「標準極性トナー」という）と異なる一部のトナー（本
例では＋、以下「逆極性トナー」）が白地部（暗部電位
Ｖ　ａ　）に付着してしまい、カブリ、ラインの太りゃ
はみ出しが生じる。

上記のような問題を生じないために明部電位Ｖｌを変化
させて画像の線幅を調整することも可能である。この方
法では、明部電位１Ｖｌｌを高くして線幅を細くするこ
とは容易である。しかし感光体の感度限界やレーザなど
の像露光光源の出力限界によって、線幅を太くするため
に明部と現像バイアス電位との差ｌＶｚ　　Ｖｓｌを大
きくすることは必ずしも容易でない。特にＶｌを下げる
ために像露光の光量を増すことは感光体のメモリ（感光
体に電荷がトラップされたままになること）の増加、感
光体の劣化を早めることになる。同時に光源の寿命を短
（する欠点がある。

〔問題点を解決するための手段（及び作用）〕本発明は
この様な従来方法の欠点を除去し、適正な線幅に調整が
可能な電子写真装置を提供することを目的とするもので
ある。

この目的を達成するための第１の発明は、帯電した像担
持体に像露光して静電潜像を形成し、該静電潜像をバイ
アス電圧を印加した現像手段で反転現像して顕画像を形
成する電子写真装置において出力画像の線幅を調整する
に際し、前記帯電により形成される暗部電位Ｖｄを変化
させるための可変手段と、これと同極性方向に変化し、
′かつその変化幅は暗部電位Ｖｄの変化の変化幅よりも
太き（なる様に設定した前記バイアス電圧ＶＢの可変手
段とを連動手段により連結動作させて適正な線幅調整を
行なうものである。

また、この目的を達成するための第２の発明は、前記第
１の発明の具体的構成に関するもので、前記帯電により
形成される暗部電位ｖ４を変化させるための手段として
、開口部にグリッドを有し、グリッドとシールドの全部
または一部を短絡させた帯電器と、グリッドとアースの
間に直列に配置された定電圧素子と可変抵抗から成る電
位可変手段を用い、これと現像バイアスｖ８の可変手段
とを、グリッド電位の変化量よりも現像バイアスＶＢの
変化量が大きくなる様に連結動作させるという簡単な構
成の調整手段により適正な線幅調整を行うものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の詳細な説明するための図で、−吹寄電
器４にグリッド１７を取り付けである。

また、感光体としては長波長側を増感したＯＰＣ有機感
光体を用いた。−吹寄電を前記従来例のように負帯電に
した場合、グリッドバイアスは負電圧にする。現像スリ
ーブ９に対するバイアス電圧とグリッド１７に対するバ
イアス電圧は連動手段１８を用い、現像バイアス電源２
５及びグリッドバイアス電源２６を可変することで調整
可能となっている。

第７図に示すように本実施例では、連像手段として軸２
３を共有し、軸２３の回転によって連動可変抵抗２１・
２２の抵抗値を変えることができるものを用いた。可変
抵抗２１は現像バイアス電源２５の出力電圧を調整する
ものである。電源２５の電圧出力端子ＤＢは現像スリー
ブ９に接続される。可変抵抗２２はグリッドバイアス電
源２６の出力電圧を調整するものである。電源２６の電
圧出力端子ＧＢはグリッド１７に接続される。その他の
構成は第２図に示した構成と同一であるから再度の説明
を省略する。。

この構成の装置で、画像濃度を上げる場合は軸２３を時
計方向に回転させる。すると現像バイアス電源２５から
の負の出力電圧及びグリッドバイアス電源２６からの負
の出力電圧が上昇する。グリッドバイアスの負電圧が上
昇すれば、−吹寄電電圧が負に高くなる。従って、暗部
電位ｌＶｄ１が高くなる。

さて、ここで、暗部電位Ｖｄ１明部電位Ｖｊ、現像バイ
アスＶＢと画質との関係を第８図〜第１０図を用いて説
明する。

第８図でＡは明部電位ｖ１と現像バイアスＶＢの差、す
なわち現像コントラストに相当し、Ｂの暗部電位Ｖｄと
現像バイアスＶＢの差、すなわち白地部のカブリに関係
する因子である。つまりＡが大きいほど濃度が上がり、
Ｂは小さすぎると正カブリ、大きすぎると反転カブリを
生じることになる。

第９図は暗部電位ｖ、ｌを様々に変化させたときの関係
を示す図である。ここで、第９図（Ｉ）〜（ＩＩＩ）に
おいて、Ｖｄの変化に比べてＶｊの変化が小さいのは、
Ｖｔ電位が残留電位レベルに近いためである。

つまり、本実施例で用いたＯＰＣ有機感光体では、レー
ザ走査光では、光量を強めていった際に約−５０Ｖ程度
の残留電位が生じるので、第９図の様にＶＺ電位を一１
００ｖ近辺とすると、Ｖｄの変化に対してＶｔの変化幅
が小さくなる。

次に第１０図（ａ）〜（ｄ）に、暗部電位Ｖｄと現像バ
イアス電位ｖ８を、様々に変化させた場合を示す。第１
０図（ａ）は、現像バイアス電位ＶＢだけを変化させる
従来方式である。この方式によれば第８図で説明した様
に、現像コントラストＡと共にカブリマージンＢも変化
してしまい、反転カブリ等の不都合を生じる。一方、第
１Ｏ図（ｂ）は暗部電位Ｖｄと現像バイアス電位Ｖを同
量ずつ変化させた場合で、（ｂ）の（ｎ）を（ａ）　（
ＩＩ）と比較すると現像コントラストＡは殆んど変わら
ないために濃度は第１０図（ａ）と同程度であるが、ラ
イン幅は第ｉｏ図（ａ）　（ＴＩ）よりも（ｂ）　（Ｔ
Ｉ）の方が大幅に太くなる。これは、カブリマージンＢ
が異なるためで、潜像のいわゆる根元部を現像する（ｂ
）　（ｒＩ）の方がライン幅が太くなるのである。これ
は、第１０図（ｂ）の系では、線幅はあまり変化しない
ことを意味する。このことを第１１図を用いて説明する
。第１１図は静止時におけるレーザスポット径がピーク
の１／ｅ”にて、主走査、副走査方向ともに１００μｍ
の円形スポットのレーザビームを４００ドツト／インチ
の走査密度で走査させたときに１ドツト分だけ点燈させ
た場合の、感光体上の主走査方向の電位分布を示すもの
である。なお、走査時における動的スポット径は、この
例の様な設定時は主走査方向に長い、いわゆるヨコ長の
だ円となっている。これは静止スポットの光量分布がＧ
ａｕｓｓ分布をなしているのに対し、走査時におけるス
ポット径は、これを主走査方向に積分した形状となるた
めである。なお、光量分布の電位への変換は、本検討に
用いたＯＰＣ感光体の光量電位特性を用いて行った。

第１１図でａはＶｄが約−７００ＶＳｂはＶｄが約−６
００Ｖの場合の電位分布で、Ｖｉ　１　、　Ｖｚ　２は
各々の場合における、レーザ連続ＯＮ状態での電位であ
る。また、第１１図ａ、　ｂでレーザ出力は同じにしで
ある。このとき、Ｖｚｌ、Ｖｉ２に対して、現像コント
ラストが等しくなる様に、即ち、 Ｖｔ、　−Ｖ　１＝Ｖ１２−Ｖ　２ となる様に現像バイアス電位Ｖ　Ｉ　＋　ｖ２を設定し
てやると、第１１図から明らかな様にＬｌ＜Ｌ２となる
。

このことは、副走査方向のドツト幅や、タテ・ヨコ線幅
についても同様である。

一方、第１０図（Ｃ）は暗部電位Ｖｄよりも現像バイア
ス電位ｖ８の変化を大きくしたもので、第１Ｏ図（ｂ）
よりも線幅を細くすることが可能である。つまり、第１
０図（Ｃ）によ九ば、反転カブリなどの不都合を生じな
い範囲に、カブリマージンＢの変化をおさえながら線幅
を調節することが出来る。逆に、第１０図（ｄ）は暗部
電位Ｖｄよりも、現像バイアス電位ｖ８の変化を小さ（
したものであるが、これによれば、現像コントラストＡ
が変化しても線幅はほぼ不変である。

次に、暗部電位Ｖｄと現像バイアスｖ８を同期変化させ
るための簡易な方法について第１２図を用いて説明する
。第１２図において、１７はエツジング製法により作ら
れたグリッドで、グリッド方向へのコロナ電流を安定化
させるために、グリッド１７とシールド２０は同電位に
保たれている。そして、グリッド１７及びシールド２０
は、定電圧素子２７、可変抵抗２８．補正用抵抗２９を
介して接地しである。この可変抵抗２８を第７図２２の
部分に適用してやることで、グリッドバイアス電源２６
を用いることなくグリッドにバイアス電位を印加するこ
とが可能である。なお、グリッド１７とシールド２０を
同電位とすることで、コロナワイヤー３２から可変抵抗
２８に十分な電流を流すことが可能となるが、環境変動
等も考慮して、定電圧素子２７を直列に配し、グリッド
バイアス電位の大半は定電圧素子２７で発生させるのが
望ましい。また、可変抵抗２８の代わりに、複数の定電
圧素子を切り換えて使用することでグリッドバイアス電
位を変更するように構成してもかまわないのはもちろん
である。

なお、定電圧素子２７はグリッド側すなわち高圧電位側
に、また可変手段である可変抵抗２８はこれより低電位
側（第１２図でアースに近い側）に設けるのが望ましい
。これは、線幅調節手段は直接ユーザー等により触れる
ため、これに連結する可変抵抗２８も低電位に保つのが
望ましいためである。

また、シールド２０は必ずしもその全面をグリッド１７
を短絡させる必要はな（、また、例えばコロナワイヤー
３２に面した部分の一部を絶縁部材で覆うなどしたもの
でも良い。つまり、可変抵抗２８に十分な電流量が得ら
れる程度にコロナワイヤー３２からの電流が流れ込めば
良い。

〔他の実施例〕

第１３図にグリッドバイアス電圧Ｖ。と現像バイアス電
位ＶＢの変化方法についての様々な例を示す。なお、本
実施例では一次帯電グリッドに流れるコロナ電流を安定
化させ、十分な電位制御性を与えるために、前述のシー
ルド部材とエツチングによるグリッドを同電位としたも
のを用い、これに十分なコロナ電流を与えて使用した。

この結果、感光体の暗部電位Ｖよは、はぼグリッドバイ
アス電圧ｖ０に等しくなっている。

第１３図で（ａ）〜（Ｃ）は既に説明したタイプのもの
で、このうち（ｂ）が本発明に関するものである。一方
、（ｄ）〜（ｈ）はグリッドバイアス電位ｖ０又は現像
バイアス電位ＶＢを、画像調節ダイヤルの変位量に対し
て非線形となる様に設定したときの一例で、Ｆ１〜Ｆ９
は絞り値になぞられた調節目盛りである。この様にする
と、例えば、第１３図（ｄ）の例では、Ｆ１〜Ｆ５位ま
での画質変化を大きくすることが出来、Ｆ５〜Ｆ９まで
の変化はゆるやかに出来る。一般に、濃度は線幅を太く
する領域では変化が少ないのに対し、線幅を細（する方
向に変化させてゆくと、変化が急峻になり易い。この場
合、第１３図（ｄ）〜（ｆ）の様に線幅を細（する方向
に変化させるときには、Ｖ８とＶｄの両方、又はｖ８の
変化率を次第に小さくしたり、Ｖｄの変化率を次第に大
きくしてやることで、線幅制御を容易にできる。

これに対しくｇ）、　　（ｈ）の様な例は線幅変化が不
規則となり、あまり好ましくない。

以上、本発明の詳細な説明してきたが、この他にも例え
ば、濃度調節を目的とするモードや線幅調整を目的とす
るモードなど、複数のモードを設定しておいて、目的に
応じてグリッドバイアス電圧ｖＧと現像バイアス電位Ｖ
Ｂの変化のさせ方を、例えば第１３図（ｂ）から（ａ）
に変更することでモード切換えを行うことも有効な方法
である。

なお。グリッドバイアス電位ｖ０や現像バイアス電位Ｖ
Ｂを非線形に変化させる手段としては、−般に、非線形
増幅器を用いて簡単に実現可能であるが、例えば、第１
４図に示す様に定電圧素子２７と固定抵抗３０、可変抵
抗３１を用いるという簡単な構成でグリッドバイアス電
位ｖＧを非線形に変化させることも出来る。なお。第１
４図において、補正用抵抗２９は、定電圧素子２７や抵
抗３０．３１等のばらつきを吸収するための微調整に用
いており、画像調整は可変抵抗３１を用いる。

以上、ＶＧとｖ８を変化させることで線幅を調整する例
を述べてきたが、これと併用して、レーザビームの強度
を微量変化させてやることで、出力画像の線幅は一層効
果的に変化させることが出来る。もちろんレーザビーム
強度の変化だけで線幅調整を行うことも可能であるが、
前述のごと（、レーザ出力値の上・下限に制限がある。

しかし、ｖ。或いはｖＦ３の変化に併用してレーザ出力
値を変更させてやれば微量の光量変化でも十分な効果が
得られる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、現像バイアス電位ｖ８と感光体の暗
部電位ｖ４を、出力画像の線幅調節時に同期させて変化
させ、かつ、前記現像バイアス電位ＶＢの変化量の変化
幅は前記暗部電位Ｖｄの変化量の変化幅よりも太き（す
る様に変化させてやることで、反転カブリや正カブリ等
のへい害を生じることなくライン巾を調整することが可
能となった。

また帯電工程において、開口部にグリッドを有し、グリ
ッドとシールドの全部または一部を短絡させた帯電器を
用い、グリッドを定電圧素子と可変抵抗を介して接地す
るという簡単な構成を用いることで、きわめて安価でか
つ簡易に上記目的を達成することが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図。 第２図は従来例。 第３図乃至第５図は画像形成の原理図。 第６図乃至第１１図は第１の発明の説明図。 第１２図は第２の発明の説明図。 第１３図、第１４図はその他の実施例。 ｌ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・感光体４．１０４・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・１次帯電器５．１０５・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・レーザ露光９
．１０９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・現像手段１２．１１２・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転写帯電
器１３．１１３・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・クリーナー１７・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・１次帯電器グリッド２５．１１６・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・現像バイア
ス電源２６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・グリッドバイアス
電源１８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・連動手段２０・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・１次帯電器シールド２７・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・定電圧素子２８．２９．３１・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・可変抵抗３０・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・固定抵抗第　？　口 男３図 第　４　図 第　５　図 ｄ 第　６　図 第　７　区 屯位 第　１０　図 イ在　這

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）均一に帯電を施した像担持体に像露光を行って静
   電潜像を形成し、該静電潜像をバイアス電圧を印加した
   現像手段で反転現像して顕画像を形成する画像形成装置
   において、少なくとも前記帯電により形成する暗部電位
   Ｖ＿ｄを変化させる可変手段と、これと同極性方向に変
   化する前記現像バイアス電圧Ｖ＿Ｂの可変手段と、前記
   ２つの可変手段を連動させるための連動手段により構成
   された線幅調節機構を有し、かつ、その動作は前記暗部
   電位Ｖ＿ｄの変化の変化幅をΔＶ＿ｄ、前記現像バイア
   ス電圧Ｖ＿Ｂの変化の変化幅をΔＶ＿Ｂとするとき、Δ
   Ｖ＿ｄがΔＶ＿Ｂより小となる様に設定したことを特徴
   とする画像形成装置。
2. （２）均一に帯電を施した像担持体に像露光を行って静
   電潜像を形成し、該静電潜像をバイアス電圧を印加した
   現像手段で反転現像して顕画像を形成する画像形成装置
   において、少なくとも前記帯電により形成する暗部電位
   Ｖ＿ｄを変化させる可変手段と、これと同極性方向に変
   化する前記現像バイアス電位Ｖ＿Ｂの可変手段と、開口
   部にグリッドを有し、グリッドとシールド部材の全部ま
   たは一部を短絡させた帯電手段と、前記グリッドとアー
   スの間に直列に配置された、少なくとも定電圧素子と可
   変抵抗を持つ電位可変手段と、前記３つの可変手段を連
   動させる連動手段とを有し、前記暗部電位Ｖ＿ｄの変化
   の変化幅をΔＶ＿ｄ、前記現像バイアス電圧Ｖ＿Ｂの変
   化の変化幅をΔＶ＿Ｂ、前記グリッド電位の変化の変化
   幅をΔＶ＿Ｇとするとき、ΔＶ＿ｄがΔＶ＿Ｂより小と
   なり、ΔＶ＿ＧがΔＶ＿Ｂより小となるように設定した
   ことを特徴とする画像形成装置。