JPH06337566A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像形成装置の画質を向上する。 【構成】色成分別の画像信号に基づいてパルス幅変調回
路61により変調されたパルス幅が所定値未満の低パルス
幅のときはパルス幅調整回路62が一定の低パルス幅に調
整してレーザー駆動回路63に出力すると共に感光体ドラ
ム10表面への帯電電位Ｖ_H に対して現像スリーブ14へ印
加されるＤＣバイアス電圧Ｖ_DCとの電位差を大きく設定
して前記低パルス幅に調整されたレーザー光で露光され
た感光体ドラム10表面部分の現像を禁止する。この結
果、細線 (文字) や中間調以下の階調の再現性を安定化
でき、画質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やレーザープリ
ンタ等の画像形成装置に関し、特に細線 (文字) や中間
調以下の階調の再現性を改善した現像技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記の画像形成装置における現像制御と
しては、次のような方式のものが広く採用されている。
即ち、現像剤としてトナーとキャリアとの２成分を混合
したものを用い、周方向にＮ極とＳ極とを交互に備えた
環状磁石の外周を軸回りに回転しつつ現像剤担持体とし
ての現像スリーブと、パルス幅変調されたレーザー光の
露光走査により外表面に静電潜像が形成されつつ現像ス
リーブの外周面に近接して移動する像担持体としての感
光体ドラムとを備え、前記現像スリーブの外周面に内側
の環状磁石の磁力でトナーを付着して回転方向に搬送し
つつ、前記現像スリーブと感光体ドラムとが近接する領
域において、現像スリーブに付着する現像剤中のトナー
を感光体ドラムの静電潜像に飛翔付着させて現像を行う
ものである(特開昭６２−１５７０７０号公報等参照)
。

【０００３】ここで、前記現像スリーブから感光体ドラ
ムへのトナーの付着は静電気力で行われ、感光体ドラム
表面の露光されていない部分は現像スリーブの表面より
電位(絶対値) を高くしておくことによりトナーが付着
せず、露光された部分の電位が現像スリーブの電位より
低下することによりトナーが付着する。そのため、前記
感光体ドラムを帯電させる一方で、現像スリーブに同極
の直流バイアス電圧を印加し、また、トナーを振動させ
てキャリアから離脱するきっかけを与えるため交流バイ
アス電圧を印加させている。例えば、従来の各部の印加
電圧の設定は次のように行われている。

【０００４】 感光体ドラムの帯電電位 −８５０Ｖ 現像スリーブの直流バイアス電圧 −７５０Ｖ 現像スリーブの交流バイアス電圧 1.6KV(Y,M,C)，1.
8KV(K) ８KHz

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザー光
で露光された部分は前記したようにトナーを付着させる
静電吸引力を発生するのであるが、レーザー光のパルス
幅がある程度以下まで減少してくると、露光面積 (幅)
の減少に伴い静電吸引力が小さく、周りの静電反発力の
影響が大きくなってトナーが付着せず現像が行われな
い。

【０００６】しかしながら、前記のような従来の現像制
御における各部の電位設定においては、感光体ドラムと
現像スリーブとの電位差が１００Ｖ程度と小さく設定さ
れているため非露光領域の静電反発力が小さく、所定以
下のパルス幅の小さいレーザー光で露光走査された部分
に対しては現像されたり、されなかったりして現像の有
無の境界が不安定である上、パルス幅の小さいレーザー
光は、発光しはじめる領域を使うため露光が不安定とな
り、細線 (文字) や中間調以下の階調の再現に安定性を
欠いていた。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、現像が行われる領域と行われない領域
との境界を明確にして、細線や中間調以下の階調の再現
の安定性を確保できるようにした画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため本発明にかかる
画像形成装置は、色成分別の画像信号に基づいてパルス
幅変調されたレーザー光を帯電された感光体の表面に露
光走査して静電潜像を形成し、現像剤担持体の表面に担
持される現像剤を前記静電潜像に付着させて色成分別に
重ねて現像を行う画像形成装置において、前記変調され
たパルス幅が所定以下の領域では一定のパルス幅に調整
されたレーザー光で走査するパルス幅調整手段を設ける
一方、前記現像剤担持体に印加される直流バイアス電圧
を前記低パルス幅のレーザー光の走査によって形成され
た静電潜像に対しては現像を禁止する値に設定したこと
を特徴とする。

【０００９】

【作用】変調されたパルス幅が現像の有無が不安定な領
域では、直流バイアス電圧を該露光の静電潜像に対して
は現像を禁止する値に設定したことにより、該領域での
現像が防止される。その結果、細線や中間調以下の階調
の再現性が安定化する。

【００１０】また現像に寄与しない領域では一定の低パ
ルス幅による露光走査を行うことで、トナーとキャリア
とを混合した現像剤を使用する場合のキャリアの感光体
の非現像領域への付着を防止できると共に２色目以降の
重ねて現像される現像剤のはぎ取り現象の発生を防止で
きる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例に係る画像形成装置とし
てカラーレーザープリンタの概要構成を示す。まず、従
来同様の基本的な構成と一連の作動の概要を説明する。
ＯＰＣ感光体層を表面に塗布した像担持体としての感光
体ドラム10は一方向 (図では時計回り方向) に駆動回転
され、除電器11による除電を行って前回プリント時の帯
電を除去された後、帯電器12により後述するように設定
された電位で周面に対し一様に帯電され、新たなプリン
トに備える。

【００１２】かかる一様帯電の後、像露光手段13により
画像信号に基づいた像露光が行われる。像露光手段13は
後述するレーザー光源から発光されるレーザー光をポリ
ゴンミラー131 により回転走査され、ｆθレンズ132 等
を経て反射ミラー133 により光路を曲げられ、予め前記
帯電がなされた感光体ドラム10の周面上に投射されドラ
ム表面に潜像が形成される感光体ドラム10の周縁にはイ
エロー (Ｙ) 、マゼンタ (Ｍ) 、シアン (Ｃ) 、黒色
(Ｋ) 等のトナー (塗料) とキャリア (磁性体) との混
合剤で構成される現像剤を夫々充填した現像器14 (14
Ａ, 14Ｂ, 14Ｃ, 14Ｄ) が設けられていて、まず、１色
目の現像がマグネットを内蔵し現像剤を保持しつつ回転
する現像スリーブ141 によって行われる。現像剤は、層
形成棒によって現像スリーブ141 上に所定の厚さに規制
されて現像域へと搬送される。現像スリーブ141 表面に
は後述するように設定されたＡＣバイアス電圧Ｖ_ACとＤ
Ｃバイアス電圧Ｖ_DCとが重畳して印加され、ＡＣバイア
ス電圧Ｖ_ACによりキャリアから離脱するきっかけを与え
られたトナーは前記露光された潜像部分に付着し、顕像
化され現像される。

【００１３】このようにして１色目の現像が終わった
後、２色目 (例えばマゼンタ) の画像形成行程に入り、
再び感光体ドラム10が一様帯電され、２色目の画像デー
タによる潜像が像露光手段13によって形成される。３色
目 (シアン) 、４色目 (黒色)についても２色目と同様
の画像形成行程が行われ、感光体ドラム10周面上には計
４色の現像が重ねて行われる。

【００１４】一方、給紙カセット21により給紙機構22に
よって給送された記録紙Ｐは、転写ベルト31を張架した
転写ベルト装置30によって感光体ドラム10と転写ベルト
31との間に形成されるニップ部 (転写域) 35へと給送さ
れ、感光体ドラム10周面上の多色像が一括して記録紙に
移される。ここで、転写ベルト31の上流側保持ローラ32
の軸32ａに対して高電圧が印加され、この軸32ａに転写
ベルト31を挟んで対向する位置に設置された導電性ブラ
シ34は接地されており、給送されてきた記録紙はブラシ
34と転写ベルト31との間に進入し、ブラシ34より記録紙
に注入される電荷により転写ベルト31に吸引されつつ転
写域へ進入する。感光体ドラム10より分離した記録紙
は、転写ベルト31を張架する下流側の保持ローラ32の軸
32ｂを対向電極として除電されながら転写ベルト31から
分離する。転写ベルト31に付着したトナーはクリーニン
グブレード37により除去する。尚、転写ベルト31は多色
像形成中は下流側の保持ローラ33の軸33ａを回動中心と
して感光体ドラム10より離間されている。

【００１５】転写ベルト装置30から分離した記録紙は、
少なくとも一方のローラ内部にヒータを有する２本の圧
着ローラで構成される定着装置23へと搬送され、該２本
の圧着ローラ間で熱と圧力とを加えられることにより付
着トナーは溶融し、記録紙上に定着された後、装置外へ
搬出される。転写後の感光体ドラム10周面上に残ったト
ナーは除電器15により除電を受けた後、クリーニング装
置16に至り、感光体ドラム10に当接したクリーニングブ
レード16ａによってクリーニング装置16内に掻き落とさ
れ、スクリュー等により搬出後、回収ボックスへ貯留さ
れる。クリーニング装置16により残留トナーを除去され
た感光体ドラム10は除電器11による露光を受けた後、帯
電器12によって一様帯電を受け、次の画像形成サイクル
に入る。また、前記転写ベルト31から分離されず感光体
ドラム10に巻きついて除電器15より上方に進入すると前
記クリーニングブレード16ａや電極ワイヤの破損させた
りすることがあるため、該記録紙の巻きつきを検出する
ＪＡＭセンサ36が前記除電器15の近傍に装着されてい
る。。

【００１６】次に、本発明に係る構成部分の詳細を図２
に基づいて説明する。半導体レーザー51から出射された
画像信号によって変調された光信号は、コリメータレン
ズ52で所定ビーム径の平行ビーム化され、シリンダーレ
ンズ53を通った後、回転するポリゴンミラー131 で走査
され、Ｆθレンズ (結像走査レンズ)132 と反射ミラー1
33 を経て感光体ドラム10上に結像走査される。

【００１７】ここで、シリンダーレンズ53はＦθレンズ
132 と協働してポリゴンミラー131の各面のポリゴンモ
ーター軸方向の角度誤差によって生じる感光体ドラム10
上での副走査方向の結像位置ズレを防止してより正確な
記録位置制御ができるように機能するもので、倒れ角補
正技術として公知の技術である。Ｆθレンズ132 はコリ
メータレンズ52で所定ビーム径にされたビームを感光体
ドラム10上で微小ビーム径として結像する機能を有する
と共に、感光体ドラム10の副走査方向には前記のシリン
ダーレンズ53と協働して倒れ角補正を行うような結像特
性を有する。

【００１８】ポリゴンミラー131 は、ポリゴンモーター
ドライバー55によって一定の回転速度で図示矢印方向に
ポリゴンミラー131 を回転させるもので、通常は機械の
電源の通電により、回転を開始するように構成されてい
る。そして、かかる静電潜像形成部の本発明にかかる構
成として、画像信号を入力してパルス幅変調を行うパル
ス幅変調回路61からのパルス幅変調信号が、パルス幅調
整回路62に入力される。該パルス幅調整回路62は、変調
されたパルス幅が所定値以上であるときには、そのまま
パルス幅変調信号を出力するが、前記所定値未満の低パ
ルス幅であるときには、前記一定の低パルス幅に調整し
た信号を出力する。

【００１９】前記パルス幅調整回路62からの信号は、レ
ーザー駆動回路63に出力され、該駆動回路63からの駆動
信号によって半導体レーザー51が駆動され変調かつ調整
されたレーザー光が出力される。一方、前記現像部の本
発明にかかる構成として、前記感光体ドラム10表面の帯
電電位Ｖ_H と、現像スリーブ141 表面へ印加されるＤＣ
バイアス電圧Ｖ_DC, ＡＣバイアス電圧Ｖ_AC及びその周波
数とを、以下のように設定する。

【００２０】帯電電位Ｖ_H ＝−８５０Ｖ ＤＣバイアス電圧Ｖ_DC＝−６５０Ｖ ＡＣバイアス電圧Ｖ_AC＝２．０ＫＶ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ)
_, 周波数ｆ_AC＝８ＫＨ_Z 次にこのようにしてレーザー光のパルス幅の調整を行
い、現像部各部の電位を設定したことによる作用を説明
する。

【００２１】変調されたパルス幅が所定値未満の低パル
ス幅であるときには、一定の低パルス幅に調整されたレ
ーザー光によって露光が行われる。この露光面積 (幅)
は小さく (狭く) 、かつ、感光体ドラム10の帯電電位Ｖ
_H とＤＣバイアス電圧Ｖ_DCとの電位差が２００Ｖに拡げ
られて露光部外側のトナーの付着を妨げる方向の電界が
強められる結果、当該露光部分の現像は行われない。換
言すれば、かかる低パルス幅変調領域を、現像に使用し
ないように制御する。

【００２２】一方、前記所定値以上のパルス幅変調領域
では、充分な露光面積 (幅) が確保されると共に、Ｖ_H
とＶ_DCとの電位差の拡大による現像性の低下をＡＣバイ
アス電圧Ｖ_AC及び周波数ｆ_ACの増大による現像性の向上
によって補うことができ、確実な現像を行える。その結
果、細線 (文字) や中間調以下の階調の再現を安定して
行うことができ画質が向上する。

【００２３】また、このように感光体ドラム10の帯電電
位Ｖ_H と現像スリーブ141 へのＤＣバイアス電圧Ｖ_DCと
の電位差が拡げられると、感光体ドラム10の非現像領域
においてトナーとは逆の極性を持ったキャリアが付着し
やすくなるが、非現像領域に前記低パルス幅のレーザー
光が露光走査されることにより、電位差の大きい非露光
部分の面積が減少してキャリアの付着を抑制できる。

【００２４】また、感光体ドラム10表面に直接付着する
一番下側のトナーの現像に対しては前記各部の電位の設
定のままでよいが、２番目以降のトナーを重ねて現像を
行う際には、上側のトナーの付着力が感光体ドラムに付
着する場合に比較して低下するためはぎ取り現象を発生
するおそれがある。そのため、前記低パルス幅での露光
走査によって前記非露光部分つまり前記電界を発生する
領域の面積を減少させることによりトナーのはぎ取り現
象を良好に防止できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、現像剤担持体への直流バイアス電圧の設定値を変更
し、レーザー光の変調パルス幅を調整するだけの簡単な
構成でありながら、不安定な現像を回避でき細線や中間
調以下の階調の再現性を安定化させて画質を改善するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラーレーザープリンタの全体構
成を示す図。

【図２】同上プリンタの本発明に関係する部分を示す制
御ブロック図。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 14 現像 61 パルス幅変調回路 62 パルス幅調整回路 51 半導体レーザー 141 現像スリーブ

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 Ｂ４１Ｊ 2/44

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】色成分別の画像信号に基づいてパルス幅変
   調されたレーザー光を帯電された感光体の表面に露光走
   査して静電潜像を形成し、現像剤担持体の表面に担持さ
   れる現像剤を前記静電潜像に付着させて色成分別に重ね
   て現像を行う画像形成装置において、 前記変調されたパルス幅が所定以下の領域では一定の低
   パルス幅に調整されたレーザー光で露光走査するパルス
   幅調整手段を設ける一方、前記現像剤担持体に印加され
   る直流バイアス電圧を前記低パルス幅のレーザー光の走
   査によって形成された静電潜像に対しては現像を禁止す
   る値に設定したことを特徴とする画像形成装置。