JPH0545957A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不利を伴う特別な現像条件の設定なしに、充
分で均一な濃度の画像を高精度に安定して形成すること
ができる画像形成装置を提供することを目的とする。 【構成】 副走査移動する感光体の表面に、副走査方向
に伸びた静電潜像を形成する手段と、この静電潜像を粉
体現像して顕像化する手段と、感光体上に形成された前
記伸びた顕像を副走査方向に縮めて転写シート上に転写
させる手段とを備えたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機やファクシミリ、
レーザ・ビーム・プリンタ等の電子写真方式で画像を形
成する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置は、例えば特開昭
６１−２７９８７０号公報等に開示されている。

【０００３】従来知られる画像形成装置のうち、一成分
非磁性現像剤を用いるものでは、現像剤を現像ローラの
表面に担持して感光体との対向部に向け搬送し、感光体
とは接触または非接触な状態で感光体上の静電潜像を現
像する方式を採用している。

【０００４】非接触現像では現像剤の安定した供給のた
めに、現像剤の層厚を接触現像の場合よりも大きく設定
している。また接触現像では層厚を抑えて画像の太い、
細いと云った変化の高再現性を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、現像ローラ
や感光体は偏心していることがある。非接触現像の場合
は特に、前記偏心は現像ローラと感光体との間に設定さ
れる現像ギャップに変動をもたらす。

【０００６】図５に示すように、感光ドラムａの静電潜
像が形成されている表面の電荷と、現像ローラｂの表面
に持っているバイアス電荷とによる電位差にて、感光ド
ラムａ側と現像ローラｂ側との間に電界ｃが発生する。

【０００７】この電界ｃは図５に示すように波紋状に拡
がっていくが、現像ギャップがｇ₁ からｇ₂ と大きくな
るほど電界はまわりに拡がり、その分だけ現像剤の現像
ローラｂから感光ドラムａへの現像剤の吸引力が弱ま
る。

【０００８】したがって、前記のように現像ギャップが
変動すると現像特性が変動する。この現像特性の変動は
前記偏心によって生じている場合は波状的に現れ、形成
する画像に縞状の濃度ムラが生じる。

【０００９】現像ローラの表面に担持する現像剤の層厚
を大きくしても、前記現像ギャップの変動による縞状の
濃度ムラは解消されない。

【００１０】さらに現像剤の層厚が大きいと、図６に示
すように現像剤ｄの層表面に大きな凹凸を持った層ムラ
が生じやすく、これがかえって濃度ムラ、あるいは画像
のエッジ部の乱れや飛び散りの原因ともなるし、図６に
示すように細線状の静電潜像に対して現像剤ｄが過剰に
付着してしまって、画像の太りの原因にもなる。

【００１１】また現像剤が接触現像にて薄層である場
合、現像ローラが感光ドラムに接触することにより、現
像ローラの材質的な影響、例えばゴム製の現像ローラで
あれば可塑剤やその他の添加剤等が出、これが感光ドラ
ムａの表面を汚染して画質を損ない、また感光ドラムａ
の寿命を短くすることがある。

【００１２】そこで本発明は、簡単な改良によって前記
のような問題を解消することができる画像形成装置を提
供することを課題とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、副走
査移動する感光体の表面に、副走査方向に伸びた静電潜
像を形成する手段と、この静電潜像を粉体現像して顕像
化する手段と、感光体上に形成された前記伸びた顕像を
副走査方向に縮めて転写させる手段とを備えたことを特
徴とするものである。

【００１４】本願第２の発明は、第１の発明においてさ
らに、静電潜像形成手段は感光体の副走査移動の速度を
等倍時よりも大きくするものであり、転写手段は転写シ
ートを感光体の副走査移動速度よりも低速で前記転写を
行うものであることを特徴とするものである。

【００１５】本願第３の発明は、第２の発明においてさ
らに、副走査移動速度：転写シート搬送速度＝副走査方
向画像伸び率：主走査速度の関係を満足することを特徴
とするものである。

【００１６】本願第４の発明は、第３の発明においてさ
らに、転写手段は転写シートを静電担持して転写に供す
ると共に感光体上の顕像を転写シート上に静電転写させ
るものであることを特徴とするものである。

【００１７】本願第５の発明は、第４の発明においてさ
らに、静電潜像形成手段は一成分非磁性現像剤を用い、
これを感光体と非接触に直流バイアスのもとに現像に供
することを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】本願第１の発明の上記構成によれば、副走査移
動する感光体の表面には静電潜像形成手段によって副走
査方向に伸びた静電潜像を形成してこれを現像手段によ
り粉体現像して顕像化するので、この顕像をそれが走査
方向に伸びているのには関係なく各部が前記現像手段に
より等しく粉体現像されて全体に通常濃度を持った画像
として形成することができる。

【００１９】そしてこの感光体上の画像を、転写手段に
よって転写シート上に副走査方向に縮めて転写するの
で、転写シート上には通常サイズの画像そして、また副
走査方向の縮みによる現像粉体の濃縮によって濃度をア
ップし、さらに転写前の顕像に濃度ムラがあってもこれ
を平均化して形成することができる。

【００２０】本願第２の発明の上記構成によれば、第１
の発明においてさらに、感光体上での副走査方向に伸び
た静電潜像の形成を、静電潜像形成手段による感光体の
副走査移動を等倍時よりも速くして行い、またこれを現
像手段により粉体現像した顕像の転写シートへの副走査
方向に縮めての転写を、転写手段により転写シートを感
光体の副走査速度よりも低速で転写に供すると云う速度
制御のみで必要な画像の形成および転写を達成すること
ができる。

【００２１】本願第３の発明の上記構成によれば、第１
または第２の発明においてさらに、副走査移動速度：転
写シート搬送速度＝副走査方向画像伸び率：主走査速度
の関係を満足すればよく、必要な画像の形成および転写
を、感光体の副走査移動速度のみの増速設定にて達成す
ることができる。

【００２２】本願第４の発明によれば、第１〜第３の発
明の何れかにおいてさらに、転写手段が転写シートを静
電担持して転写に供すると共に、感光体上の顕像を転写
させるので、部品点数を増大することなく転写シートを
感光体の副走査速度とは異なった速度にて転写に供し、
また転写を行うことができる。

【００２３】本願第５の発明によれば、第１〜第４の発
明の何れかにおいてさらに、画像形成手段が一成分非磁
性現像剤を用い、これを感光体と非接触に直流バイアス
のもとに現像に供するものであるから、感光体や画像形
成手段に備える現像剤担持体の偏心に起因した濃度むら
や画像エッジ部の乱れや現像剤の飛び散りを防止するこ
とができる。

【００２４】

【実施例】以下本発明が適用された一実施例としての画
像形成装置について説明する。

【００２５】図１は前記画像形成装置の概略構成を示
し、一成分非磁性現像剤を使用するものである。

【００２６】現像器ケーシング２と廃トナーケーシング
３とが感光ドラム４の両側に配されている。感光ドラム
４はアルミニウム等の金属基台の表面にセレンや有機光
導電性材料等の光導電層を形成したもので、上部にある
帯電チャージャ５によって表面を一様に帯電され、矢印
６で示すように画像露光を受けることによって静電潜像
を形成する。

【００２７】この静電潜像は現像器ケーシング２から供
給される現像剤によって現像され、顕像となる。

【００２８】現像器ケーシング２の感光ドラム４と対向
するトナー供給口２ａには、感光ドラム４上に形成され
ている静電潜像を現像する現像ローラ１１が設けられ、
現像器ケーシング２の側壁に軸支されている。

【００２９】現像ローラ１１と感光ドラム４との間には
一成分非磁性現像剤による非接触現像のための現像ギャ
ップが設けられている。

【００３０】現像器ケーシング２内には現像器ケーシン
グ２内の現像剤をファーブラシ１３に供給しながら撹拌
する現像剤供給パドル１５が設けられ、これにはトナー
のブロック化を防止する撹拌翼１７が取付けられてい
る。

【００３１】現像器ケーシング２のトナー供給口２ａの
上部口縁には現像ローラ１１の周面にまで延びてそれに
圧接する現像ブレード２１が設けられている。

【００３２】現像ブレード２１は現像ローラ１１上にフ
ァーブラシ１３によって供給された現像剤を所定厚の薄
層にするものであり、ウレタンゴム、シリコーンゴム等
のゴムブレードが好適である。場合によってはばね用り
ん青銅、ばね鋼等の金属ブレードも有用である。

【００３３】現像ブレード２１は現像器ケーシング２の
側壁間に架け渡された金属製の支持部材２２に上端が接
着等によって取付けられ、下端が現像ローラ１１の表面
に圧接されている。

【００３４】現像器ケーシング２のトナー供給口２ａの
下部口縁にはシール片２５が設けられ、現像ローラ１１
上に延びて圧接している。このシール片２５はポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなり、現像ローラ
１１上に担持され感光ドラム４での現像に供された後の
残留トナーについてはトナー供給口２ａ内に通り抜けさ
せるが、トナー供給口２ａからの現像剤の抜け出しを防
止する。

【００３５】ところで現像ローラ１１はアルミニウムや
ステンレス鋼よりなり、トナー供給口２ａに対向する長
手方向中央側の現像剤担持領域の部分をサンドブラスト
加工等による梨地面に形成され、現像剤を担持し搬送す
るのに有利なようにされている。

【００３６】上記した作像機構は装置本体に着脱される
作像カートリッジ１をなしている。

【００３７】この作像カートリッジ１が装着される部分
の上部には、前記画像露光を行うレーザ・スキャン・ユ
ニット３１が設けられている。レーザ・スキャン・ユニ
ット３１は画像信号に応じて変調されたレーザ光をポリ
ゴンミラー等の偏向器により反射して偏向し、感光ドラ
ム４上を矢印６で示すように画像露光を行い軸線方向に
主走査する。一方感光ドラム４は回転が副走査移動とな
って、前記主走査とで画像信号通りの静電潜像とが形成
される。

【００３８】また作像カートリッジ１が装着される部分
の下部には、転写シート３２を転写に供するための通紙
パス３３が設けられている。

【００３９】この通紙パス３３は、同じく装置本体に着
脱可能に装着される給紙カセット３４からピックアップ
ローラ３５によって１枚づつ送り出される転写シート３
２を、吸着搬送する搬送ベルト３６と、前記感光ドラム
４との間に形成されている。

【００４０】搬送ベルト３６は例えば誘電体よりなり、
３つのローラ３７〜３９によって張設され、裏面側に設
けられた帯電チャージャ４１による帯電にて所定の電荷
を与えられ転写シート３２を図１のように吸着搬送す
る。また搬送ベルト３６は前記電荷によって、感光ドラ
ム４上に形成された顕像を転写シート３２の側に吸引し
て搬送ベルト３６に吸着され搬送されている転写シート
３２上に転写させる。この転写が転写シート３２の領域
に適正に行われるには、搬送ベルト３６は転写シート３
２を担持している領域以上に帯電されている必要があ
る。

【００４１】搬送ベルト３６を張設する１つのローラ３
８は、搬送ベルト３６を山形に引き上げて湾曲した状態
にて感光ドラム４と対向し、搬送ベルト３６の表面に吸
着され担持されている転写シート３２が感光ドラム４に
線接触するようにしてある。

【００４２】これは後述するように感光ドラム４と搬送
ベルト３６との周速に差があっても画像を損なうことな
く転写されるようにするためである。

【００４３】搬送ベルト３６のローラ３７によって支持
された搬送始端部にタイミングローラ４２を圧接させて
ある。そして給送されてくる転写シート３２を、停止状
態にあるタイミングローラ４２および搬送ベルト３６間
に受け止めて先端を整合させることにより、転写シート
３２のスキューを矯正する。またその後の搬送ベルト３
６およびタイミングローラ４２の駆動開始タイミングに
よって、前記転写シート３２と感光ドラム４上に形成さ
れている顕像との先端合わせを行って転写シート３２を
搬送し転写に供する。

【００４４】搬送ベルト３６のローラ３９で支持されて
いる搬送終端部の近くの内側に除電チャージャ４３が設
けられ、搬送ベルト３６の電荷をＡＣ電荷によって中和
し除去する。

【００４５】除電チャージャ４３部に達した転写シート
３２は前記除電によって搬送ベルト３６への静電保持を
解除され、搬送ベルト３６の搬送終端部に達したとき転
写シート３２は分離爪４４によって搬送ベルト３６から
難なく分離され、定着ローラ４５に送られる。

【００４６】ところで感光ドラム４上に形成される静電
潜像は副走査方向に延びた画像としておき、これを現像
ローラ１１によって粉体現像した顕像を転写シート３２
上に副走査方向に適正サイズまで縮めて転写させるよう
にする。

【００４７】これによて感光ドラム４上の顕像を形成し
ている現像剤は、転写シート３２上に転写される際副走
査方向に濃縮されていき、画像濃度が向上する。したが
って感光ドラム４上での現像は、必要濃度以下に行われ
ればよい。

【００４８】しかも感光ドラム４上で現像された副走査
方向に伸びた顕像の濃度に若干のムラがあっても、顕像
が転写シート３２上に転写されるときの副走査方向への
現像剤の濃縮によって平均化される。

【００４９】この結果要求される画質に対応して必要と
される現像特性は従来の場合よりも低くすることがで
き、現像ローラ１１上に形成する現像剤の層厚は、現像
に有利な厚層と薄層との中間の層厚に設定して、厚層で
の非接触現像および薄層での接触現像の場合のような問
題なしに必要濃度を均一に得て、高画質の画像を形成す
ることができる。

【００５０】前記副走査方向に伸びた静電潜像の形成
と、感光ドラム４上の顕像の転写シート３２上への副走
査方向に縮めた転写とは、本実施例の場合感光ドラム４
を等倍時の副走査速度を上回る速度に設定して達成す
る。

【００５１】レーザ・スキャン・ユニット３１による画
像露光が、等倍画像を形成するのに必要な走査速度ｖ₁
（図２）にて行われるのに対し、感光ドラム４はそれよ
り画像の伸び倍率ｘ分だけ速いｖ₂ （図２）の速度で回
転駆動される。

【００５２】これによって感光ドラム４上には通常の画
像露光にて副走査方向にだけｘ倍伸びた静電潜像が形成
される。

【００５３】この副走査方向に伸びた静電潜像を現像す
る現像ローラ１１の周速ｖ₃ （図２）は感光ドラム４の
周速ｖ₂ と同速に設定される。

【００５４】これによって副走査方向に伸びた静電潜像
は、その各部分につきそれと同速で搬送される現像ロー
ラ１１上の現像剤によって従来の場合と同じ程度の現像
を受けることができる。

【００５５】したがって感光ドラム４上には特別な現像
条件を設定しなくても、副走査方向に伸びた顕像が通常
濃度を持った状態で形成される。

【００５６】感光ドラム４上のこの顕像を転写する転写
シート３２の搬送速度ｖ₄ （図２）は、等倍時の走査速
度ｖ₁ に等しく設定される。これはちょうど感光ドラム
４の周速度ｖ₂ を前記画像の伸び倍率ｘで除した値であ
る。

【００５７】これによって感光ドラム４上の副走査方向
に伸びた顕像は、速度がｖ₂ ／ｘと遅い転写シート３２
上へ副走査方向に縮まって転写されていき、等倍画像と
なる。

【００５８】そして顕像が副走査方向に縮まって転写さ
れるとき、副走査方向に伸びた顕像を形成していた現像
剤は等倍サイズにまで寄せ集められて濃縮される。した
がって画像濃度が向上するし、感光ドラム４上の副走査
方向に伸びた顕像に濃度ムラがあったとしてもこれが平
均化される。

【００５９】以上の速度関係を見ると、 ｖ₁ ＝ｖ₄ 、ｖ₂ ＝ｖ₃ ＝ｖ₁ｘ……（１） である。

【００６０】ここで画像形成が縮小または拡大して行わ
れるときの倍率Ｍを考慮すると、 ｖ₁ Ｍ＝ｖ₄ Ｍ、ｖ₂ ＝ｖ₃ ＝ｖ₁ ｘ…（２） である。

【００６１】さらに前記副走査方向に伸びた顕像を副走
査方向に縮めて転写することにより画像濃度が増大する
のを利用して画像濃度を調整することができる。

【００６２】具体的には前記式（２）におけるｘを濃度
補正係数ｍで補正するとよい。この場合の速度関係は ｖ₁ Ｍ＝ｖ₄ Ｍ、ｖ₂ ＝ｖ₃ ＝ｖ₁ ｘｍ…（３） となる。

【００６３】以上のような画像形成を行うために、それ
ぞれに必要な変速機構がメインモータ等との間に設けら
れている。

【００６４】また上記のような画像形成動作の制御に
は、図３に示す画像形成装置に備える動作制御用のマイ
クロコンピュータ１００が用いられる。

【００６５】このマイクロコンピュータ１００の入力側
にはプリント信号１０１、倍率設定信号１０２、濃度設
定信号１０３およびその他の入力が接続される。

【００６６】倍率Ｍは例えば０．５〜２の範囲で設定さ
れ、濃度補正係数ｍは例えば０．５〜１．５の範囲で設
定されるようにする。

【００６７】またマイクロコンピュータ１００の出力側
には、メインモータ駆動信号２０１、スキャン速度信号
２０２、感光ドラム・現像ローラ速度信号２０３、搬送
ベルト速度信号２０４およびその他の出力が接続されて
いる。

【００６８】具体的な作像処理は、例えば図４に示すフ
ローチャートによって行われる。これにつき説明する
と、倍率設定キーが操作されると、その操作に応じた倍
率Ｍが読み込まれ、倍率情報としてメモリされる。倍率
設定キーの操作がなければＭ＝１に設定する。これは初
期設定にて行っておくこともできる。

【００６９】次に濃度設定キーが操作されると、その操
作に応じた濃度補正係数ｍが読み込まれ、濃度補正情報
としてメモリされる。倍率設定キーの操作がなければｍ
＝１に設定する。これは初期設定にて行っておくことも
できる。

【００７０】続いてこれら倍率情報および濃度補正情報
から、必要な速度設定が式３に基き行われる。

【００７１】次いでプリントキーの操作があると前記設
定した速度関係での作像動作が行われ、所定倍率の画像
が所定濃度にて形成される。

【００７２】最後にその他の必要な処理を行い図示しな
い動作制御のメインルーチンに戻る。

【００７３】

【発明の効果】本願第１の発明によれば、副走査移動す
る感光体の表面には静電潜像形成手段によって副走査方
向に伸びた静電潜像を形成してこれを現像手段により粉
体現像して顕像化することにより、この顕像をそれが走
査方向に伸びているのには関係なく各部が前記現像手段
により等しく粉体現像されて全体に通常濃度を持った画
像として形成することができ、この感光体上の画像を、
転写手段によって転写シート上に副走査方向に縮めて転
写することにより、転写シート上には通常サイズの画像
そして、また副走査方向の縮みによる現像粉体の濃縮に
よって濃度をアップし、さらに転写前の顕像に濃度ムラ
があってもこれを平均化して形成することができるの
で、不利を伴う現像条件を設定することなしに、充分で
かつ均一な濃度の高画質の画像を形成することができ
る。

【００７４】本願第２の発明の上記構成によれば、第１
の発明においてさらに、感光体上での副走査方向に伸び
た静電潜像の形成を、静電潜像形成手段による感光体の
副走査移動を等倍時よりも速くして行い、またこれを現
像手段により粉体現像した顕像の転写シートへの副走査
方向に縮めての転写を、転写手段により転写シートを感
光体の副走査速度よりも低速で転写に供すると云う速度
制御のみで必要な画像の形成および転写を簡単に達成す
ることができる。

【００７５】本願第３の発明の上記構成によれば、第１
または第２の発明においてさらに、副走査移動速度：転
写シート搬送速度＝副走査方向画像伸び率：主走査速度
の関係を満足すればよく、必要な画像の形成および転写
を、感光体の副走査移動速度のみの増速設定にてさらに
簡単に達成することができる。

【００７６】本願第４の発明によれば、第１〜第３の発
明の何れかにおいてさらに、転写手段が転写シートを静
電担持して転写に供すると共に、感光体上の顕像を転写
させるので、部品点数を増大することなく転写シートを
感光体の副走査速度とは異なった速度にて転写に供し、
また転写を行うことができ、構成が簡略化する。

【００７７】本願第５の発明によれば、第１〜第４の発
明の何れかにおいてさらに、画像形成手段が一成分非磁
性現像剤を用い、これを感光体と非接触に直流バイアス
のもとに現像に供するものであるから、感光体や画像形
成手段に備える現像剤担持体の偏心に起因した濃度むら
や画像エッジ部の乱れや現像剤の飛び散りを防止するこ
とができ、薄層での接触現像のような不利もなくさらに
高画質の画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された一実施例としての画像形成
装置の主要部の概略構成図である。

【図２】図１の装置の画像の形成状態を示す一部斜視図
である。

【図３】図１の装置の制御回路のブロック図である。

【図４】図３の制御回路による作像処理サブルーチンを
示すフローチャートである。

【図５】一成分非磁性現像剤による非接触現像の状態を
示す説明図である。

【図６】厚層に設定された現像剤による現像状態を示す
説明図である。

【符号の説明】

２ 現像器ケーシング ４ 感光ドラム １１ 現像ローラ ３１ レーザ・スキャン・ユニット ３２ 転写シート ３６ 搬送ベルト ４１ チャージャ １００ マイクロコンピュータ ２０２ スキャン速度信号 ２０３ 感光ドラム・現像ローラ速度信号 ２０４ 搬送ベルト速度信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/16 7818−2Ｈ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 副走査移動する感光体の表面に、副走査
   方向に伸びた静電潜像を形成する手段と、この静電潜像
   を粉体現像して顕像化する手段と、感光体上に形成され
   た前記伸びた顕像を副走査方向に縮めて転写させる手段
   とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 静電潜像形成手段は感光体の副走査移動
   の速度を等倍時よりも大きくするものであり、転写手段
   は転写シートを感光体の副走査移動速度よりも低速で前
   記転写を行うものである。
3. 【請求項３】 副走査移動速度：転写シート搬送速度＝
   副走査方向画像伸び率：主走査速度の関係を満足する請
   求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 転写手段は転写シートを静電担持して転
   写に供すると共に感光体上の顕像を転写シート上に静電
   転写させるものである請求項１〜３の何れかに記載の画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 静電潜像形成手段は一成分非磁性現像剤
   を用い、これを感光体と非接触に直流バイアスのもとに
   現像に供する請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装
   置。