JP2968839B2

JP2968839B2 - カラー画像形成方法

Info

Publication number: JP2968839B2
Application number: JP2513973A
Authority: JP
Inventors: 貞夫増渕
Original assignee: SHICHIZUN TOKEI KK
Current assignee: SHICHIZUN TOKEI KK
Priority date: 1989-10-12
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2014-11-02

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は、電子写真方式の画像形成方法に係り、一回
の露光でカラー画像に対応する静電潜像を得るワンショ
ットカラー方式で画像を形成する方法に関する。

［背景技術］コンピューターの情報処理能力の向上に対応して、周
辺機器の機能向上が強く要求されている。処理された情
報を、印刷の形で人間に伝えるプリンターにおいては、
より複雑な情報を的確、直感的に表現するため、プリン
トのカラー化が要求されている。

前記要求に答える方式として、電子写真方式を用いた
カラー画像形成方法が提案されている。マルチプロセス
方式と、ワンショット方式の二種類の方法がある。

マルチプロセス方式の電子写真カラープロセスは以下
の通りである。カラートナーとしてシアン、マゼンタ、
イエロー、ブラックを準備する。まず電子写真感光体の
表面にシアンに対応する静電潜像を形成し、シアントナ
ー像を形成する。電子写真感光体表面のシアントナーを
転写ドラムに転写する。順次、同様の工程でマゼンタ、
イエロー、ブラックのトナー像を転写ドラム上に重ね
る。転写ドラム上に４色のカラートナーの転写が終了し
たら、紙にトナー像を転写し、定着してカラープリント
画像を得る。この通常のカラートナーを用いる方法で
は、１ページ分のカラートナー像を形成後、一括して紙
に転写するので、用紙の長さの周を持つ、直径の大きな
転写ドラムが必要であり、装置が大型になる欠点があ
る。また、転写ドラムがカラートナーの種類の数に対応
した回数、この例では４回、回転するのでプリント速度
が遅い欠点がある。また、カラートナーを転写ドラムに
重ねる時、位置ずれを生じると画像品質が著しく低下す
るので、高精度な機械的な位置合わせ機構が必要なの
で、装置が重い、高価になる欠点がある。

これらの欠点を解決する方法として、電子写真方式を
用いたワンショットカラー方式が提案されている。たと
えば、特公昭55−27341号には、特殊なカラートナーを
用いる方法が開示されている。このワンショットカラー
方式は、以下に述べるカラーフィルターの核を有する特
殊なトナーを用いることに特徴がある。特徴トナーは相
違する機能を有する二つの要素で構成される。一つは、
色を選択的に透過するカラーフィルターであり、もう一
方は、記録用紙の表面に塗布された顕色剤と反応してカ
ラーフィルターの透過色の補色を発色するカラーフォー
マーである。カラーフォーマーは顕色剤と反応する以前
は透明である。各々赤色、緑色、青色を透過するカラー
フィルターと顕色剤と反応して赤色、緑色、青色の補色
であるシアン、マゼンタ、イエローを発色するカラーフ
ォーマーで構成される三種類の特殊トナーである。

まず感光体を帯電し、上記特殊トナーを感光体の表面
に一層付着させ、特殊トナー側から画像データに依存し
て赤光、緑光、青光を組み合わせた光で露光する。露光
を終了すると、露光の色を透過するカラーフィルターを
含む特殊トナーと感光体間の静電引力が低下する。たと
えば赤色の露光の光は、赤色を透過するカラーフィルタ
ーを含む特殊トナーを透過して感光体の表面に到達し、
感光体表面の電荷量を減少させる。一方緑色と青色を透
過するカラーフィルターを含む特殊トナーは、赤色を吸
収するので、赤色の露光の光は感光体の表面に到達せ
ず、感光体の表面の電荷量は減少しない。

つぎに現像工程で静電引力が弱いトナーのみを感光体
から剥離してカラーのトナー像を感光体の表面に形成す
る。感光体上に残った特殊トナーを、顕色剤を塗布した
記録用紙に転写し、定着してカラー画像を得る。上記の
例のように、赤色で露光するとマゼンタ発色とイエロー
発色の特殊トナーが感光体の表面に残るので、この二種
類の特殊トナーが用紙に転写され、記録用紙上に赤色の
像が形成される。異なる波長域の光を組み合わせて露光
することで、白、黒を含めて８色の画像を得る。

前記従来のワンショットカラー方式は、特殊なトナー
を用いることに起因して、以下の問題点を有する。

（ａ）記録用紙の取扱が厄介である。

（ｂ）特殊トナーが高価である。

（ｃ）特殊トナーのかすが発生する。

（ｄ）画像の色濃度が不十分である。

（ａ）は特殊トナーが有するカラーフォーマーを発色
させるために、記録用紙として顕色剤を表面に塗布した
特殊な用紙が必要なことによる。通常の電子写真方式の
画像形成装置で用いる普通紙では、カラーフォーマーは
発色せず画像が得られない。特殊な用紙は入手がめんど
うであり、顕色剤の変質を防ぐため、保持環境の整備が
必要である。

（ｂ）は特殊トナー製造工程は複雑であることに起因
する。すなわち、特殊トナーは透過色を選択するカラー
フィルターの核を形成し、その核にカラーフォーマーを
コートする複雑な工程で製造されるので、高価になる。

（ｃ）は特殊トナーを構成するカラーフィルターの色
はカラーフォーマーの発色する色と補色関係なので、定
着工程でカラーフィルターが用紙に定着されると画像が
黒になるので、定着されずに用紙の表面に残るように設
計されていることに起因する。このかすを除去する処置
が必要である。

（ｄ）は特殊トナーの体積のほとんどをカラーフィルタ
ー部材が占めており、カラーフォーマーの割合が少ない
ことに起因する。

カラーフィルターの核がない、シアン、マゼンタ、イ
エローのカラートナーを用いたワンショット方式が特開
昭63−285566号で開示されているが、得られるプリント
の色は赤、緑、青の３色の組合せのみであり、カラープ
リンターとしては、表現色の数が不足である。また特公
昭40−28497に開示されている、赤、黄、緑のカラート
ナーを用いたワンショット方式でも赤色、黄色、緑色表
現しかできず、表現色の数が不十分である。

本発明は、カラーフィルターの核がない通常のカラー
トナーを用いて、露光方法を工夫することで、上記の問
題点を除いた、簡単な構成で、１回の露光により、カラ
ー画像に対応した静電潜像を得て、表現色の数が多く、
高品質のカラー画像を普通紙の上に得る電子写真方式画
像形成方法を提供することを目的とする。

［発明の開示］本発明は、前記目的を達成するために、１回の露光で
カラー画像を形成する、ワンショットカラー方式におい
て、カラートナーとして、それぞれシアン、マゼンタ、
イエローの各色を透過し、該透過光の色と同じ色を発色
する３種類のカラートナーを用い、露光の光エネルギー
量が可変できる赤、緑、青の光を前記感光体上のカラー
トナーに当て、各色の光の組み合わせと、露光の光エネ
ルギー量を変えることにより前記カラートナーを選択的
感光体から分離することを特徴としている。

［図面の簡単な説明］第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による露光
方法の原理を説明する説明図、第２図は画像の表現色の
色相を説明する色度図、第３図は本発明による電子写真
画像形成装置の構成を示す構成図、第４図はカラートナ
ーの透過ズペクトルと光書き込み波長を説明する説明図
である。

［発明を実施するための最良の形態］以下本発明の実施例を図面を用いて詳述する。

（実施例１）第１図に本発明の露光方法による、カラートナーと電
子写真感光体の間の静電気力の制御方法を述べる。

電子写真感光体は赤光、緑光、青光に感度を有する有
機光半導体層を用いた。電子写真感光体１の表面を帯電
し、青光、緑光を透過し赤光を吸収するシアントナー
Ｃ、青光、赤光を透過し緑光を吸収するマゼンタトナー
M,緑光、赤光を透過し青光を吸収するイエロートナーＹ
を、各色均一に一層付着させる。カラートナーは、トナ
ーの分光透過スペクトルを決定する着色剤、記録用紙へ
の定着を目的とした結着樹脂、トナーの帯電特性を制御
する荷電制御剤を主たる成分として構成される。着色剤
は顔料、染料、昇華性染料等を用いる。従来の問題点の
項で述べた特殊トナーに必要であった、透過色を選択す
るカラーフィルターの核は、本発明では不要である。

光強度I_R、I_G、I_Bは、赤、緑、青の各色の光を用い
て、トナーが形成された電子写真感光体に光書き込みを
した時、電子写真感光体の表面電位を十分に低下させ
て、各色に対応するトナーを剥離するに必要な光強度の
1/2であり、カラートナーの透過率、露光時間、感光体
の感度特性によってかわってくる。

これを式で表現すると次式のようになる。

（２×I_R）×T_R×Δｔ＝E_R、（２×I_G）×T_G×Δｔ＝E_G、（２×I_B）×T_B×Δｔ＝E_B ここでT_R、Ｔ_Ｇ、T_Bは、後に詳述するが、カラートナ
ーの各光に対する透過率であり、Δｔは露光時間、E_R、
E_G、E_Bは、赤、緑、青の各色の光で、カラートナーが付
着していない電子写真感光体を露光した時に、電子写真
感光体の表面電位を十分に低下させるに必要な、各色で
の光エネルギーである。

上記の関係式の意味は、以下の通りである。光強度
I_R,I_G,I_Bの２倍の光強度でカラートナーの側から露光す
ると、光強度I_R,I_G,I_Bの２倍の値にカラートナーの透過
率を掛け合わせた値が電子写真感光体の表面に到達し、
この露光をΔｔの時間続けた時、電子写真感光体はその
表面電位を十分に低下させるに必要な光エネルギーを得
る。

次に赤、緑、青の各書き込み光（露光）の波長と各色
のカラートナーの透過率について第４図を用いて説明す
る。

シアントナーの透過スペクトルを12、マゼンタトナー
のそれを13、イエロートナーのそれを14でそれぞれ示
す。赤色の露光はマゼンタトナーとイエロートナーの透
過率がほぼ等しい640nmを中心波長とする赤色の光で、
緑色の露光はシアントナーとイエロートナーの透過率が
ほぼ等しい530nmを中心波長とする緑色の光で、青色の
露光はシアントナーとマゼンタトナーの透過率がほぼ等
しい415nmを中心波長とする青色で行う。

T_Rはマゼンタトナーとイエロートナーの、上に述べた
赤色の露光の光に対する透過率である。

T_Gはシアントナーとイエロートナーの、緑色の露光の
光に対する透過率である。T_Bはシアントナーとマゼンタ
トナーの、青色の露光の光に対する透過率である。

第１図（ａ）は、光強度I_Rの赤光と光強度I_Gの緑光で
露光をした場合である。シアントナーＣは赤光を吸収
し、緑光のみ透過するので、緑光が電子写真感光体の表
面に到達し、電子写真感光体の表面の電荷を少し低下さ
せ、シアントナーＣと電子写真感光体の間の静電気力を
少し低下させる。しかし、光強度I_Gは現像工程でシアン
トナーを電子写真感光体から剥離するに十分な程度ま
で、静電気力を低下をさせるに必要な露光光量の1/2な
ので、シアントナーは電子写真感光体に強く引かれてお
り、現像工程で剥離されない。マゼンタトナーＭでは緑
光は吸収され、赤光のみ透過する。光強度I_Rは現像工程
でマゼンタトナーを電子写真感光体から剥離するに十分
な静電気力の低下を与えるに必要な露光光量の1/2なの
で、マゼンタトナーは現像工程で電子写真感光体から剥
離されない。

一方イエロートナーＹでは緑光、赤光ともに透過する
ので、イエロートナーＹの下の電子写真感光体の表面
は、緑光と赤光の両方で露光される。イエロートナーを
電子写真感光体から剥離するに十分な静電気力の低下を
与えるに必要な露光光量の1/2の光が２個、電子写真感
光体の表面に到達するので、イエロートナーを電子写真
感光体から剥離するに十分な静電気力の低下を与える。

すなわち、二種類の露光の波長光の一方のみ透過する
カラートナーは、現像工程で電子写真感光体から剥離さ
れず、両方の波長光を透過したカラートナーのみが、現
像工程で電子写真感光体から剥離される。

光強度I_Rの赤光と光強度I_Bの青光で露光すると、マゼ
ンタトナーだけが赤光と青光の両方の光を透過するの
で、電子写真感光体とマゼンタトナーの間の静電気力だ
けが大きく低下し、現像工程でマゼンタトナーだけが、
電子写真感光体の表面から容易に剥離できる。

光強度I_Gの緑光と光強度I_Bの青光で露光すると、シア
ントナーだけが緑光と青光の両方の光を透過するので、
シアントナーだけの静電気力が大きく低下し、現像工程
でシアントナーだけが、電子写真感光体の表面から容易
に剥離できる。

すなわち、単色露光で静電気力の低下を十分に与える
に必要な露光光量の1/2の光量を有する二波長光で露光
すると、露光の二波長光を透過する一種類のカラートナ
ーだけが選択されて現像工程で容易に電子写真感光体か
ら剥離される。

つぎに二種類のカラートナーを選択する方法を述べ
る。第１図（ｂ）に、光強度２×I_Rの赤光でカラートナ
ー側から電子写真感光体を露光する場合を示す。シアン
トナーＣは赤光を吸収するから、シアントナーの下の電
子写真感光体の表面電位はほとんど低下しない。赤光を
透過するマゼンタトナーＭとイエロートナーＹの下の電
子写真感光体の表面電位は大きく低下する。光強度２×
I_Rは、現像工程でトナーを電子写真感光体から剥離する
に十分な静電気力の低下を生じるに十分な光量であるか
ら、現像工程でマゼンタトナーＭとイエロートナーＹを
電子写真感光体から剥離できる。

光強度２×I_Gの緑光で露光すると、緑光を透過するシ
アントナーとイエロートナーの電子写真感光体との静電
気力が低下し、現像工程で電子写真感光体から容易に剥
離でき、緑光を透過しないマゼンタトナーだけが電子写
真感光体の表面に残る。

光強度２×I_BSの青光で露光すると、青光を透過する
シアントナーとマゼンタトナーの電子写真感光体との静
電気力が低下し、現像工程で電子写真感光体から容易に
剥離でき、青色を透過しないイエロートナーだけが電子
写真感光体の表面に残る。

すなわち、単色露光で静電気力の低下を十分に与える
光強度で露光すると、露光の色を透過する二種類のカラ
ートナーが選択されて現像工程で容易に電子写真感光体
から剥離され、露光の色を透過しない一種類のカラート
ナーが電子写真感光体の表面に残る。

つぎに三種類のカラートナーをすべて選択するには、
第１図（ｃ）に示すように、光強度I_Rの赤光、光強度I_G
の緑光、光強度I_Bの青光で露光する。各色の露光の光強
度は、上に述べたように単色では静電気力の低下を十分
に生じないが、少なくも二色で露光すると、現像工程で
トナーを剥離するに十分な静電気力の低下を生じさせる
光強度である。シアントナーＣの下の電子写真感光体
は、青光と緑光が照射されて、現像工程で剥離されるに
十分な静電気力の低下を生じる。マゼンタトナーＭの下
の電子写真感光体は、青光と赤光が照射されて、現像工
程で剥離されるに十分な静電気力の低下を生じる。イエ
ロートナーＹの下の電子写真感光体は、緑光と赤光が照
射されて、現像工程で剥離されるに十分な静電気力の低
下を生じる。すなわち三種類のすべてのカラートナー
を、現像工程で電子写真感光体から容易に剥離できる。

現像工程で電子写真感光体から剥離されたカラートナ
ーは、転写工程で記録用紙に転写され、定着工程で二次
元的に広がり、カラートナーどうしが重なり合って混色
する。

以上をまとめて、：露光する光の種類と光強度、
現像工程で電子写真感光体から剥離されるカラートナー
の種類、：剥離されたカラートナーを転写、定着した
時の画像の色、：電子写真感光体に残るカラートナー
の種類、：電子写真感光体に残ったカラートナーを転
写、定着した時の画像の色を関係を表１に示す。

電子写真感光体から剥離したカラートナーを転写、定
着して得られる画像の色と、電子写真感光体に残ったカ
ラートナーを転写、定着して得られる画像の色は補色関
係にある。いずれの場合も、白、黒を含めると８色の画
像が得られる。

露光の光は、光強度I_R、I_G、I_Bとそれらの２倍の光強
度が必要である。光書き込みの光強度を変化させて得る
方法と、光書き込みする時間を変化させて得る方法があ
る。光書き込みデバイスがレーザーのような自発光型で
点走査の場合は、発光強度自身を変化させるか、レーザ
ーから出た光を光変調器を用いて光強度を変化させる。
発光強度を一定にして、発光時間を変化させても良い。
LED、ファイバーオプチカルチューブのような自発光型
でアレー型の場合は、アレーを構成する発光ドットの発
光強度を変化させる。発光強度を一定にして、発光時間
を変化させても良い。液晶シャッターやPLZT（鉛−ラン
タン−ジルコネート−チタナート）チオシャッターのよ
うな、シャッター型の場合は、シャッターを構成する画
素の透過率を変化させる。シャッターの画素の透過率を
一定にして、光透過を時間を変化させても良い。

（実施例２）青、シアン、緑、イエロー、赤、マゼンタの各色以外
の中間色は、以下に述べる三つの方法で得られる。第一
番目の方法は、画素の分解能は低下するが、複数のドッ
トを利用した面積階調を用いる方法である。複数のドッ
ト、例えば４×４のドットで一つの絵素を構成する。そ
の絵素が表現すべき色に従って、シアン、マゼンタ、イ
エローのカラートナーを、それぞれ独立に４×４のドッ
トに配置する。４×４＝16ドットで一つの絵素を構成す
る場合は、一つの絵素でシアン、マゼンタ、イエローが
それぞれ16階調表現できるから、一つの絵素で4096種類
の色が表現できる。絵素を構成する、この例では４×４
＝16個の各ドットは、シアントナー、マゼンタトナー、
イエロートナーのいずれか一種類有りの三つの場合、い
ずれか二種類有りの三つの場合、すべて有り、すべて無
しの合計八つの場合のいずれかの状態になる。この八つ
の場合は先に述べた８色に対応するから、表２の基本的
な露光方法で中間色が得られることになる。

第二番目の方法は、１ドット内で各色ごとに面積階調
をして、中間色を表現する方法である。上述の第一番目
の方法では、１ドットについては、各カラートナーは１
ドットの全部の面積に付いているか、全然ないかの二つ
の状態しかとらない。第二番目の方法では、その中間の
状態すなわち１ドットの面積のある割合付くという状態
も存在する。この第二番目の方法は、デジタル的手法と
アナログ的手法で具現化できる。デジタル的手法は露光
の光の形状を１ドットより小さくし、感光体が１ドット
分移動する間の時間をさらに細かく分割し、その分割し
た時間を単位として、露光の時間を制御する手法であ
る。選択するトナーの色を決定したら、表１に従って露
光の光を決め、Y,M,Cトナーの割合に従って露光時間を
各露光の色ごとに制御する。例えば１ドットの面積50％
にイエロートナーを選択し、１ドットの面積の30％にマ
ゼンタトナーを選択する場合は、電子写真感光体が１ド
ット移動する時間の30％の時間、表１の（４）の露光に
てY,Mトナーを選択し、20％の時間表１の（１）の露光
にてＹトナーだけを選択すればよい。

アナログ的手法は以下のようである。１ドット内で露
光の光を積分して得た光エネルギーの場所分布は、１ド
ットの中心位置に光エネルギーのピークを有するガウス
分布である。光エネルギー値の適当な値にしきい値を設
定することで、露光の光強度に依存して１ドットごとに
カラートナーの画像面積を変化させることが可能にな
る。たとえば、光強度I_R（I_G,I_B）ではカラートナーの
画像はできず、光強度２×I_R（２×I_G,2×I_B）では、１
ドットのほぼ全部の面積にカラートナーの画像が形成さ
れ、その中間の光強度では光強度に依存して、カラート
ナーの画像が形成される面積が変化するように電子写真
プロセスを設計できる。アナログ式のカラー複写機に用
いられているプロセスである。２種類の波長光で露光
し、二つの波長光の光強度の割合を変化することで、一
方の波長光だけが強い光で露光した時得られる画像の色
と、もう一方の波長光だけが強い光で露光した時得られ
る画像の色の中間の色が得られる。

表２に赤光と緑光で露光した場合の、：露光する光
の強度、各カラートナーの下の電子写真感光体の表面
に到達する光の強度、：の光強度とカラートナーが
画像を形成するに必要な光強度の最小値との比、：電
子写真感光体から剥離されるカラートナーの種類、：
剥離されたカラートナーを転写、定着した時の画像の色
を、赤光と緑光の光強度の代表的な割合の場合について
示す。カラートナーは、の欄の値が１より大きいと
き、電子写真感光体の表面から剥離され、剥離される部
分の面積は、の欄の値に依存し、値が２で１ドットの
ほぼ全面をうめる。の欄で（0.5）は、そのカラート
ナーが１ドットの半分の面積を埋めていることを意味す
る。緑光の光強度の増加に従って、画像の色が赤、橙、
黄、黄緑、緑と変化する。

表３には緑光と青光、青光と赤光を組み合わせて露光
した時の画像の色を、表２と同じ形式で示してある。な
お、表２、表３のの欄の記号（イ）〜（ヘ）は、第２
図のCIE色度図中の位置を示している。

以上述べた露光方法により、二種類のカラートナーで
構成される色が得られる。

さらに画像の色の表現の範囲を広げるには、三種類の
カラートナーで画像を構成すればよい。赤光、緑光およ
び青光を組み合わせた光で露光した時の、画像の色を表
２、表３と同じ形式で表４に示す。ただしここでは表
２、表３における欄は省略してある。表４において、
３波長光の光強度の和を一定にし、赤光と緑光はお互い
等しい光強度にしながら、各光の光強度の割合を変化さ
せた。

中間色を表現する第三番目の方法は、第一番目の方法
と第二番目の方法の組合せである。１ドットで中間色を
出しつつ、複数のドットで絵素を構成するので、より微
妙な色が表現できる。

（実施例３）実施例１は減法混色法で８色を得た。本実施例では、
基本色を３色として、この３色を加法混色してさらに３
色を形成し、白、黒を含めて合計８色を得る方法であ
る。第１図（ｂ）に示したように、一種類の波長域の光
を用いて露光して、基本の３色を得る。結果は表１の
（４）、（５）、（６）である。

現像工程で電子写真感光体から剥離したカラートナー
で画像を形成する場合は、基本の３色として、表１の
の欄にあるように赤、緑、青が得られる。この基本３色
を加法混色してシアン、マゼンタ、イエローを作る。１
ドットを1/2ドットずつに分けて、それらの1/2ドットご
とに相違する基本３色を配置する。または、２ドットで
一つの絵素を構成し、各々のドットに相違する基本３色
を配置する。たとえば、赤と緑を隣接配置し、加法混色
すればイエローになる。イエロートナーだけでイエロー
画像を形成した場合に比較して暗くなるが、十分色の識
別はできる。赤と青を隣接配置すれば、加法混色でマゼ
ンタが、青と緑を隣接配置すればシアンを表現できる。

光強度２×I_Rの赤光、光強度２×I_Gの緑光、光強度２
×I_Bの青光から少なくとも二種類の波長光を選択して露
光するか、第１図（ｃ）に示したように、光強度I_Rの赤
光＋光強度I_Gの緑光＋光強度I_Bの青光の光で露光して、
黒を得る。露光なしで白である。以上の方法でシアン、
マゼンタ、イエロー、赤、緑、青、白、黒の８色を得
る。

現像工程終了後に電子写真感光体に残ったカラートナ
ーを転写、定着して画像を形成する場合の基本の３色
は、表１のの欄にあるように、シアン、マゼンタ、イ
エローの３色である。この基本３色を加法混色して赤、
緑、青を作る。たとえば、シアンとマゼンタを隣接配置
し、加法混色すれば青になる。シアンとマゼンタを重ね
て配置して減法混色して得た青に比較すると、彩度が低
いが十分に色の識別はできる。マゼンタとイエローを隣
接配置すれば加法混色で赤が、シアンとイエローを隣接
配置すれば緑を表現できる。

光強度２×I_Rの赤光、光強度２×I_Gの緑光、光強度２
×I_Bの青光から少なくとも二種類の波長光を選択して露
光するか、第１図（ｃ）に示したように、光強度I_Rの赤
光＋光強度I_Gの緑光＋光強度I_Bの青光の光で露光して、
白を得る。露光なしで黒である。以上の方法でシアン、
マゼンタ、イエロー、赤、緑、青、白、黒の８色を得
る。

（実施例４）上述の露光方法を露光工程とした電子写真方式カラー
プリンターの構成を第３図に示す。パンクロマンチック
な分光感度特性を有するOPC感光ドラム２の表面を、帯
電器３で全面帯電する。

感光ドラムは、本発明の露光方法で良好な静電潜像を
形成するためには、十分急峻な潜像のγ特性を有する必
要がある。実施例１で詳述したように、たとえば光強度
I_Rの赤色と光強度I_Bの青色で露光すると、赤光と青光が
マゼンタトナーを透過してマゼンタトナーの下の感光体
の表面に到達するが、シアントナーの下の感光体には青
光のみが、イエロートナーの下の感光体には赤光のみが
それぞれ到達する。良好な画像を得るためには、マゼン
タトナーの下の感光体の表面電位は十分に低下し、シア
ントナーとイエロートナーの下の感光体の表面電位はほ
とんど低下しないことが望ましい。カラートナーを透過
して電子写真感光体の表面に到達する光強度は、選択さ
れたカラートナーと非選択のカラートナーで光強度の比
で２である。したがって、高品質の画像を得るには、電
子写真感光体の表面に到達する光のコントラスト比が２
の場合に、十分大きな表面電位の差が得られるγ特性を
感光体が有することが望ましい。例えば感光体として、
特開平１−169454号に開示されたデジタル光入力用感光
体は有効である。

次に、帯電した感光体にシアントナー、マゼンタトナ
ー、イエロートナーをカラートナー付着器４で感光ドラ
ム２の表面に一層のトナー層として形成する。カラート
ナーを一層だけ形成するには、カラートナーの表面をヨ
ウ化銅等の導電性膜でコートし、カラートナーの表面を
導体化すると効果的である。

画像データーは画像処理部５でデーター処理され、光
書き込みヘッド６を駆動する信号に変換される。光書き
込みヘッドは液晶シャッターを用いた。液晶シャッター
で赤光、緑光、青光を独立に制御するには、例えば特開
昭59−137930号に開示されているように、赤光、緑光、
青光を透過するカラーフィルターを液晶シャッターを構
成する液晶画素ごとに設けて、液晶画素の光透過率を独
立に制御すればよい。特開昭59−137930号では、赤光、
緑光、青光を透過するカラーフィルターを有する液晶画
素を感光ドラムの移動方向に１個ずつ設けている。本実
施例では、プリント速度を上げるために、赤光、緑光、
青光を透過するカラーフィルターを有する液晶画素を感
光ドラムの移動方向に、それぞれの透過色ごとに２個配
設した。

300dpiのドット分解能でA4用紙にカラープリントする
には、白黒プリンターの光書き込みに必要な2560個の液
晶画素の３倍、7680個の液晶画素が必要である。この液
晶画素をスタティック駆動すると、多くの駆動ICを要す
るので、光書き込みヘッドの体積、コストが増加する。
駆動ICの数を減少するには、液晶画素を時分割駆動する
のが効果的である。光エネルギーを有効利用するには、
時分割駆動された時に光学状態を記憶できる液晶が適し
ている。また液晶画素の応答速度が速いと高速プリント
ができる。このようなことから、高速応答で記憶作用を
有する強誘電性液晶を用いた。

また、強誘電性液晶は特開昭61−52630号に開示され
ているように、アナログ電圧で強誘電性液晶を駆動する
ことで、光透過率を完全透過と非透過の間の中間状態に
アナログ的に制御することができる。本実施例では、液
晶画素を駆動する正のアナログ電圧と負のアナログ電圧
に対応するそれぞれの電荷を、駆動ICの中に出力端子ご
とに設けたコンデンサーに別々に蓄え、駆動タイミング
に同期して切り替えて、駆動ICの中に出力端子ごとに設
けたバッファーアンプに接続し、液晶画素を駆動した。
液晶シャッターヘッドで画像データに従った露光をし、
選択されたカラートナーの下の感光体の電荷を制御し、
選択されたカラートナーと感光体の間の静電気力を制御
した。露光の光強度I_Rは、液晶画素を半開きの状態に
し、露光の光強度２×I_Rは、液晶画素を全開きの状態に
して、露光光量に差を設けた。さらに中間の光強度は液
晶画素に印加するアナログ電圧を変化して得た。また、
時間階調の方法でも光強度の中間値を得た。液晶画素は
全開きにするか閉じるかの二状態のみにして、電子写真
感光体が一ライン分移動する時間の、1/2の時間だけ液
晶画素を光透過状態にし、残りの1/2の時間は液晶画素
を閉じた状態にした。さらに中間の光強度は、液晶画素
を光透過状態にする時間と光透過しない状態にする時間
の比を変化して得た。また、時間階調とアナログ階調を
組み合わせて、さらに微妙に露光光量を制御することが
できる。

静電気力が低下したカラートナーは、帯電した転写ド
ラム７に転写し、転写コロナ器８を用いて記録用紙の紙
９に転写し、熱定着器10で紙に定着した。感光体２から
剥離されないで感光体２の表面に残ったカラートナー
は、クリーナー11でかき落とした。かき落としたカラー
トナーはカラートナー付着器４に送って再利用した。転
写ドラム７を介して記録用紙に転写するかわりに、転写
ドラムを用いず記録用紙に直接転写しても良い。

電子写真感光体との静電気力が低下したカラートナー
を用いて画像を形成したが、現像工程の終了後に電子写
真感光体の表面に残ったカラートナーを用いて画像を形
成しても良い。ただし、露光した光の色の補色が画像と
なるので、光書き込み器を駆動する信号を、電子写真感
光体から剥離されたカラートナーを利用する場合と、液
晶画素の開閉を逆にする必要がある。

三種類のカラートナーの消費量は相違するので、プリ
ント数の増加とともに、カラートナー付着器４の中の各
カラートナーの量の割合が変化する。発光ダイオードと
受光センサーを用いて、カラートナー付着器４の中の各
カラートナーの量を測定して、各カラートナーの間の割
合が一定となるようカラートナーを自動的に補給した。
プリントデータから各カラートナーの消費量を算出し、
補給しても良い。

本実施例の液晶シャッターによる光書き込みは、カラ
ーファイバーオプチカルチューブで光書き込みをしても
良い。また白色ガスレーザーからの出射光を赤、緑、青
に分解し、ポリゴンで走査して書き込む方式でも良い。
また、半導体レーザーと高調波発生器の組合せでも良
い。すなわち、赤色発光の第一の半導体レーザー、半導
体レーザーでYAGレーザーを励起して得た波長1.06μｍ
のレーザー光を、２倍高調波発生器に通して得た緑色発
光の第二の半導体レーザーおよび発光波長0.83μｍの半
導体レーザーの出射光を２倍高調波発生器に通して得た
青色発光の第三の半導体レーザーをそれぞれ走査して露
光しても良い。

本発明によれば、ワンショットの露光で像が形成でき
るので、トナー像を転写する転写ドラムが不要になり、
高精度な機械的位置合せも不要となるため、装置が小型
軽量になる。またカラートナーとして特殊なカラートナ
ーでなく、カラーフィルターの核が不要な通常のカラー
トナーを用いるので、用紙は特殊紙の必要がなく、入手
保存が簡単な普通紙を用いることができる。さらに、可
動部分のない、ドット位置精度が高い光書き込みヘッド
を用い、ワンショット光書き込みをするので、画像の位
置精度が高い、高品質なカラー画像のプリントが可能な
電子写真方式カラープリンターを得ることができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数色の光透過性のカラートナーを電子写
真感光体上に一層塗布し、カラートナーの側から露光
し、現像した後、１回で転写ドラムまたは記録用紙に転
写してカラー画像を得るカラー画像形成方法において、
前記カラートナーとして、それぞれ、シアン、マゼン
タ、イエローの各色を透過し、該透過光の色と同じ色を
発色する３種類のカラートナーを用い、露光の光エネル
ギー量が可変できる赤、緑、青の光を前記感光体上のカ
ラートナーに当て、各色の光の組み合わせと、露光の光
エネルギー量を変えることにより前記カラートナーを選
択的感光体から分離することを特徴とするカラー画像形
成方法。
【請求項２】赤、緑、青の各色の光により、該各色を透
過するシアン、マゼンタまたはイエローの各トナーを露
光したとき、各トナーを感光体から分離するのに必要な
光エネルギー量を与える各光の光強度の1/2を単位とす
る光強度の光を組み合わせて露光の光エネルギー量を変
えることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成
方法。
【請求項３】中心波長をマゼンタトナーとイエロートナ
ーの透過率が等しい波長とする赤色光と、中心波長をシ
アントナーとイエロートナーの透過率が等しい波長とす
る緑色光と、中心波長をシアントナーとマゼンタトナー
の透過率が等しい波長とする青色光とを用いて露光する
ことを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成方
法。