JP3266939B2 - トナー画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトナー画像記録装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを用いて感光体などの
像担持体上に２種のトナー像を得る技術として、例えば
３レベル露光方式による技術が知られている。３レベル
露光方式にあっては、はじめに感光体表面を所定電位
（V0）に均一帯電し、帯電した感光体に像露光を行な
い、電位V0よりも小さい値の電位(V1)を有する領域と、
さらに電位V1よりも小さい値の電位(V2)を有する領域と
を形成することで、V0、V1およびV2からなる３レベル潜
像を得る。ここで、３レベル潜像の内、電位V0とV2の間
に存在する中間電位V1は、印刷物の地の部分、すなわち
背景部をなす領域であり、通常、この領域には現像剤は
付着しない。上記のようにして感光体に形成された潜像
の内、電位V0とV2の領域は、それぞれの現像装置によっ
て現像され、感光体上に２種のトナー像が形成されるこ
とになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な３レベル露光方式、あるいはこれに類する方式を用い
て感光体上にトナー像を得るトナー画像記録装置におい
ては、電位差｜V0-V2｜を中間電位V1で略二分し、電位
差｜V0-V1｜を第１トナー像を得るための電位として用
い、電位差｜V1-V2｜を第２トナー像を得るための電位
として用いている。従って、このようなトナー画像記録
装置において単色印刷を行なう場合には、２色印刷時の
略半分の帯電電位で足りることになる。しかしながら、
従来においては、単色印刷／２色印刷にかかわらず、感
光体表面を電位V0まで帯電させた上で像露光が行なわれ
ていたため、単色印刷時において感光体が過剰に帯電さ
れる状態となり、感光体寿命を短くしてしまうという欠
点があった。

【０００４】本発明の目的は、単色印刷時と多色印刷時
とで帯電手段による帯電電圧を切り替えるようにし、像
担持体の過剰帯電を低減し、像担持体の長寿命化を図る
ことが可能なトナー画像記録装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像担持体表
面を均一に帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体に
像露光を行ない、第１色用の潜像と第２色用の潜像を形
成する潜像形成手段と、第１色用潜像と第２色用潜像を
現像し、前記像担持体上に第１トナー像と第２トナー像
を形成する現像手段とを備えたトナー画像記録装置にお
いて、前記像担持体上に第１色用潜像または第２色用潜
像のいずれか一方の潜像を形成し、前記像担持体上に単
色トナー像を得る単色モードと、前記像担持体上に第１
色用潜像および第２色用潜像を形成し、前記像担持体上
に多色トナー像を得る多色モードとが選択可能であると
ともに、前記単色モード時における像担持体表面電圧
が、前記多色モード時における像担持体表面電圧の略１
／２となるように前記帯電手段を制御する制御手段を備
えることにより達成される。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、単色印刷時と多色印刷時と
で像担持体の表面電圧が切り替えられるため、像担持体
の過剰帯電が低減され、像担持体の長寿命化を図ること
ができるようになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。本発明によるトナー像の記録は、電子写真法、静電
記録法或いはこれに類似の記録法を利用できるものであ
るが、以下では電子写真記録法とレーザ走査露光方式を
組合せたレーザプリンタに適用した場合を例示して説明
する。

【０００８】（実施例１） 図１には本発明の一実施例が示されている。本実施例は
像担持体として光導電感光体を、トナー像を形成する現
像方式として帯電極性が異なる２種類のトナー像（例え
ば２色のトナー）を有する現像剤により同時に２種類の
トナー像を現像する方式を用いて、単色、２色、多色、
フルカラーのプリントが可能な装置の構成を示すもので
ある。ここで本実施例では２種類のトナーとしては２種
類の色とした場合で述べるが、色に限定されず、性質の
異なるもの例えば、磁性、電気抵抗等の違いでもよく、
この場合これらの単一もしくは多種の性質が合成された
トナー画像を得ることになる。

【０００９】まず、単色もしくは２色のトナー像を記録
材（例えば記録用紙）の片面あるいは両面に記録するこ
とについて述べる。

【００１０】像担持体はドラム基体１にベルト状感光体
２が巻回されたもので、感光体２は一定量使用するとド
ラム基体１内から繰り出され、使用後は再びドラム基体
１内に巻き込み収納するようになっている。ドラム基体
１上の感光体２の表面は回転につれ帯電器３にて一様に
コロナ帯電される。帯電器３には帯電電圧をコントロー
ルするグリット４が設置されており、帯電器３のコロナ
ワイヤには高圧電源５が、グリット４にはグリット電源
６が接続されている。本実施例では感光体２は負に帯電
されるものとして記してある。続いてレーザ光源７から
出射されたレーザ光８を照射して感光体２上に記録すべ
き情報に対応した電荷潜像を形成する。このとき記録情
報源９からの信号でレーザ光源７をドライブする。

【００１１】レーザ光８の照射により、２種類のトナー
像（例えば２色）を形成するための２種類の電荷潜像を
形成する（後述図２参照）ので、２種類の電荷潜像が正
しく、一定範囲の大きさに作られるように、帯電器３に
より帯電する表面電圧とレーザ光８での光量を制御す
る。感光体２の表面電圧を電位センサ１０を用いて、レ
ーザ光を照射しない非露光部の表面電圧Ｖ₀₁、第１の情
報源で露光した部位の表面電圧Ｖ_1R、第２の情報源で露
光した部位の表面電圧（残留電圧）Ｖ_2Rのうち少なくと
も２つを測定しＶ₀₁−Ｖ_1RならびにＶ_1R−Ｖ_2Rが一定範
囲内になるようにコントローラ１１にてグリット電源
６、レーザ光源７をドライブして制御するのである。

【００１２】各々の表面電圧は後続の現像特性によって
も変わるが、Ｖ₀₁−Ｖ_1RとＶ_1R−Ｖ_2Rは略等しく、各々
はＶ₀₁の略１／２で３００〜５００Ｖ程度であるのが好
ましい。感光体２として有機光導電体を用いる場合、Ｖ
_2Rは５０〜１５０Ｖで、使用温度や使用時間に伴い変
化、変動するために上述のように表面電圧を検出し、Ｖ
₀₁−Ｖ_1RおよびＶ_1R−Ｖ_2Rの値を制御することにより、
安定した２種類の画像が得られるのである。

【００１３】次に、このようにして形成された２つの電
荷潜像を、２種のトナーを用いて現像する。例えば黒色
トナーと有彩色カラートナーを用いて２色のトナー像を
形成する。黒色と有彩色カラートナーを用いる場合、混
色による画像汚れの防止ならびに黒色によるシャープな
像をうるために第１の現像をカラートナーによる正規現
像、第２の現像を黒色トナーによる反転現像が好まし
い。

【００１４】第１現像器１２ａにはバイアス電源１３ａ
がスイッチ１４ａを介し接続してありバイアス電圧とし
て周波数２００〜５ｋＨｚ、実効電圧０〜５００Ｖの交
流電圧を直流電圧約Ｖ_1Rに重畳して印加し、トナーとし
ては正極性に帯電したトナーイエロ（Ｙ）色トナーと、
負極性に帯電したマゼンタ（Ｍ）色トナーを混合したも
のが用いられる。正に帯電したＹ色トナーはＶ_1Rより大
きい負の表面電圧をもつ所に付着し、負に帯電したＭ色
トナーはＶ_1Rより小さい負の表面電圧をもつ所に付着
し、Ｙ色とＭ色の２色のトナー像が現像される。一方、
第２の現像器１２ｂには、第１の現像器１２ａと同様の
バイアス電源１３ｂがスイッチ１４ｂを介して接続され
ており、トナーとしては正に帯電したシアン（Ｃ）色ト
ナーと負に帯電したブラック（Ｋ）色トナーを混合した
ものが用いられる。

【００１５】バイアス電源１３ａと１３ｂは用いるトナ
ーの性質により電圧、周波数が若干異なる方が良い場合
もあるが、通常同一仕様とすることも可能でこの場合、
共通電源とし、スイッチ１４ａ、１４ｂで各々の現像器
１２ａ、１２ｂに接続するようにすれば、装置を簡易化
できる。第２の現像器１２ｂを選択した場合、前述の第
１の現像器１２ａで現像した場合と同様にしてＣ色とＫ
色の２色のトナー像が形成される。

【００１６】上記の現像に際し現像剤として磁性キャリ
アとトナーとから成る２成分現像剤を用いる場合、潜像
の周辺効果に基づく異なった色同志の混色を防ぎ、かつ
均一性の良いトナー像を得るためには、その動的（動作
状態での）な現像剤の電気抵抗は１０⁶〜１０¹¹Ωｃ
ｍ、望ましくは１０⁸〜１０¹⁰Ωｃｍであって、その現
像ギャップを０．５〜２ｍｍ、望ましくは０．７〜１．
５ｍｍとすると良い。また、バイアス直流電圧に重畳し
た交流電圧は、凝集した異色間もしくは同色間トナー同
志を分離させ混色を防ぎ、さらには、かぶり現像を抑止
させるものであって、現像剤の性質によっては省略する
ことも可能である。なお上記説明で色と帯電極性の関係
は一実施例であってこれに限定されるものではない。

【００１７】以上の現像操作により感光体２上に形成さ
れた２色のトナー像は互に帯電極性が異なるものであ
る。従って転写前に両者の帯電極性を揃えるために帯電
器１６にスイッチ１５を介して高圧電源１７を接続しコ
ロナ帯電する。その帯電極性は正又は負のどちらでも良
いが、ここでは、負の高圧電源１７による負帯電の場合
で示してある。このようにして帯電極性を揃えられたト
ナー像を、まず中間転写体である誘電体ベルト１９に転
写せしめて第１面トナー像２５とする。続いて同様にし
て感光体２上に第２面トナー像１８を作る。第１面トナ
ー像２５は転写器２０にて転写用の高圧電源２１ｂ、２
１ｃの作用の下で誘電体ベルト１９に転移された後、帯
電器２２にて帯電極性を正に反転される。このとき、帯
電器２２にて帯電極性を正に反転される。このとき、帯
電器２２にはスイッチ２３にて高圧電源２４が接続され
る。このようにして第１面トナー像２５が得られる。

【００１８】次に記録紙２６がイメージセンサ２７の下
を通過した後レジストローラ２８にて整姿、搬送され転
写部に繰り出される。転写部では、記録紙２６は感光体
２を巻回したドラムと誘電体ベルト１９に挟まれた形で
３者は同期速度で移動する。誘電体ベルト１９は用紙搬
送の役割を兼務している。感光体２上には第２面トナー
像１８が形成されており、その帯電極性は負であり、一
方誘電体ベルト１９上には第１面トナー像２５が形成さ
れており、その帯電極性は正である。また転写器２０に
印加する電圧をスイッチ２１ａで正の高圧電源２１ｃを
選ぶと、このコロナ帯電の極性は正である。従って転写
部においては、第１面トナー像２５と第２面トナー像１
８とは各々記録紙２６表裏に同時に転移する。このよう
にして最終記録体の両面に第１、第２のトナー像１８、
２５が転写された転写後、記録紙２９はヒートロール３
０、ヒートロール３１にて両面に熱が加えられ同時に定
着される。

【００１９】記録紙２９の両面への転写後、誘電体ベル
ト１９に残留する電荷ならびにトナーは除電器３２にス
イッチ３３を動作せしめ交流電源３４を印加して電荷を
除電、中和した後、クリーナ３５を接触させ残留トナー
を除去する。このようにして誘電体ベルト１９は、次の
第１面トナー像２５を転移形成のために備えられる。ま
た感光体２に残留する電荷ならびにトナーはイレーザ３
６（ＡＣコロナもしくは一様露光の単独または両者の組
合せ）を作用させた後、クリーナ３７にて除去され、次
の作像に供される。

【００２０】以上のようにして、連続的に記録紙に２色
のトナー像を両面に記録することが可能となる。本装置
によれば、記録紙２６の任意の片面に記録することも可
能である。すなわち、上述した第１面トナー像２５もし
くは第２面トナー像１８の一方を形成し、記録紙２６に
転写すれば良いのである。さらに、記録紙２６の一方に
既に他の情報もしくは不要のプリントがあるとき（例え
ば裏紙にプリントする場合）にはイメージセンサ２７に
てその有無を検出し、必要な面にのみ記録させることも
できる。上記では各面に２色で記録する場合で述べた
が、片面に２色もしくは単色、片面に単色のみ、両面に
単色、各面に異なる色など色々な組合せで記録できる。

【００２１】感光体２の表面電圧を制御するために電位
センサ１０を用いることを述べたが、センサ１０の感度
の経時変化の影響を防ぐには、基準電圧にて随時比較、
調整するのが望ましい。本実施例においては、感光体の
継目を塞ぐドラムキャップ３８を導体でつくり、これを
一定の電圧に保つことで達成できる。この電圧を電位セ
ンサ１０で検出し、比較するのである。ドラムキャップ
３８に定電圧素子、コンデンサを接続すれば、一定の電
圧を得ることができる。

【００２２】なお、本実施例で転写器２０はコロナ帯電
器を用いているが、この代りに電圧を印加したロールを
用いることもできる。この場合、感光体２のドラムと接
する誘電体ベルト１９の曲率半径を小さく出来るので、
記録紙の転写部からの分離が円滑にできる利点、高圧電
源の電圧が低くても良いこと、感光体２と記録紙２６と
の密着性を良くできるなどの利点がある。

【００２３】また、第１、２の記録媒体の形状は本実施
例以外にドラム−ドラム状、ベルト−ベルト状、ベルト
−ドラム状のいずれの組合せでも良く、第２の記録媒体
（誘電体ベルト）は誘電体である必要は必ずしもなく、
半導電体、導体であっても良い。導体の場合には、転写
時のバイアス電源をこれに直接接続する。

【００２４】以上述べた図１の構成は本発明の基本形で
ある。次にこの基本形を用いて単色、２色、マルチカラ
ー、フルカラー記録することを説明する。第１、２現像
器１２ａ、１２ｂのトナーの色と帯電極性が前述のもの
であるとき、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の単色は露光による
潜像形成、現像器の選択により感光体上にトナー像を形
成しこれを記録紙２６の表面に記録できる。このときト
ナーの帯電極性に応じて転写器２０に印加する高圧電圧
をスイッチ２１ａにて負極性の高圧電源２１ｂ、正極性
の高圧電源２１ｃのどちらか選択すれば、帯電器１６を
動作させずにトナー像を記録紙２６に転写できる。例え
ば負極性のＫ色トナーの場合、負極性の高圧電源２１ｂ
を選択する。このようにすると、帯電器１６のトナー像
に対する帯電により発生する若干のトナー像の乱れを防
止できること、異極性トナーにより混色トナーの転写を
防止できること、かぶりトナーの転写を防止もしくは軽
減できること、感光体への再帯電によるストレスを軽減
できること、コロナ帯電器より発生するオゾンの量を総
合的に減少させることができることなどの利点を持つ。

【００２５】次に、ＹＭ、ＣＫの２色記録は前述したよ
うに第１、第２現像器１２ａ、１２ｂの選択のみで１回
の現像、１回の転写で記録紙２６表面に記録できる。勿
論この色の組合せは、第１、２現像器１２ａ、１２ｂが
各々もつトナーの色の組合せを変えれば、ＭＣ、ＹＫも
しくはＹＣ、ＭＫのように選定することも可能である。

【００２６】任意の２色、マルチカラー、フルカラー像
をプリントする場合には、誘電体ベルト１９にまず１も
しくは２色のトナー像を１回の転写で形成し、続いて他
の１もしくは２色トナー像を位置合せして転写し、さら
に合成されたカラートナー像を記録紙２６の裏面に転写
する。例えば、フルカラー像を得る場合第１現像器１２
ａでＹ、Ｍトナー像を現像しこれを誘電体ベルト１９上
に転写し、続いて第２現像器１２ｂでＣ、Ｋトナー像を
形成しこれを誘電体ベルト１９上に位置合せして合成す
るのである。

【００２７】このとき、色の組合せ、色順序としては
（Ｙ、Ｍ）の次に（Ｃ、Ｋ）を作像するのが最も望まし
い。これは、フルカラーでの発色を考えるにトナーは重
なった形となることが望ましいが、この色の組合せであ
るとＹとＣ、ＭとＣの重ねが可能であり色再現範囲が拡
がる、ＹとＭの重ねはできないがＭ色はもともとＹとＭ
の重ね色である赤色に近くＹとＭの並置でも赤色の再現
が可能だからである。色順序は明度の大きい色を先に現
像すると記録紙上では、上層にくるので望ましい。この
点から通常（Ｙ、Ｍ）、（Ｃ、Ｋ）の組合せ及び色順序
が良い。

【００２８】一方位置合せ精度上から（Ｍ、Ｃ）と
（Ｙ、Ｋ）の組合せとし画像処理でカラーと黒色とを分
離する手法をとり入れると、位置合せ精度を緩くでき
る。即ちＭ、ＣはＫと重なることはないし、ＭとＣは１
回で書き込むので２回の転写による位置ずれはないし、
Ｍ、ＣとＹとの重ねは視覚的にＹが目立たないので実用
上それ程問題にならない。

【００２９】このようにして本実施例によれば、感光体
２からの１回の転写で単色および特定の２色を記録紙２
６の表面、裏面もしくは両面に、感光体２からの２回の
転写で記録紙２６の裏面に任意の２色、マルチカラー、
フルカラーの記録が可能となり、これらを選定できる。

【００３０】次に図１の構成によりマルチカラー、フル
カラーを形成する更に他の場合について述べる。これ
は、感光体２上に単色のトナー像を形成し、１色毎に誘
電体ベルト１９に位置合せして転写し、合成したカラー
トナー像を記録紙２６の裏面に転写するものである。例
えば明度の大きいＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に４回の転写で誘
電体ベルト１９上にカラー像を形成する。これでは各色
カラートナーは重ねて形成できるので色再現範囲の広い
カラー像を得ることができる。この作像プロセスにおい
ては、帯電器１６による転写前の帯電は、各色トナー４
色について行っても良いが、転写器２０に印加する電圧
と同極性のトナーで作像するときのみ動作させた方が、
感光体２へのストレス軽減、画質低下を防ぐ上で望まし
い。

【００３１】次に図１構成の装置を用いてカラー画像を
形成する更に他の場合を説明する。前述までは、感光体
２上に形成するトナー像は１回の潜像形成で２色までの
トナー像を得るものであるが、図１の構成によれば２〜
４回の潜像形成で感光体上にフルカラー像を形成し、そ
れを記録紙２６あるいは誘電体ベルト１９に転写でき、
両面へのフルカラー像のプリントが可能となる。

【００３２】まず２回の潜像形成でフルカラー像を作る
ことを説明する。前述のように、感光体２に２つの情報
で変調したレーザビーム露光で２色に対応する電荷潜像
を形成し、第１の現像器１２ａを動作せしめ、Ｙ、Ｍ色
のトナー像をつくる。帯電器１６、誘電体ベルト１９、
クリーナ３７を動作させない（誘電体ベルト１９、クリ
ーナ３７は感光体２と非接触）で、再び帯電器３を動作
させ感光体２を帯電し、他の２つの情報でレーザビーム
を変調し、露光により他の２色に対応する電荷潜像を形
成し、第２の現像器１２ｂを動作せしめ、Ｃ、Ｋ色のト
ナー像を先きのＹ、Ｍトナー像に位置合せして現像す
る。従って、この第２の現像では、感光体２表面とソフ
ト現像もしくは非接触であるのが望ましい。このように
してフルカラー像が感光体上に形成される。このフルカ
ラー像を帯電器１６を動作させ、トナーの帯電極性を揃
えた後、記録紙２６又は誘電体ベルト１９に転写するの
である。この作像法にあっては第２回目の潜像形成では
感光体２上にトナーがある状態で露光するために作像の
色順序は明度並びに透明性の良い（Ｙ、Ｍ）につづき
（Ｃ、Ｋ）とするのが望ましい。

【００３３】次に、３〜４回の潜像形成、現像で感光体
２上にフルカラートナー像を形成することを述べる。前
述の感光体ドラムを２回転で感光体２上にトナー像を重
ねていくのと同様であるが、この場合は１回転毎に１色
づつ位置合せして重ねていくものである。例えば、第１
回転目では、Ｙ色に対応する潜像を作り第１現像器１２
ａでＹ色トナー像を形成する。第２回転目ではＭ色に対
応する潜像を形成し第１現像器１２ａでＭ色トナー像を
位置合せして形成する。以下同様にして第３回転目で第
２現像器１２ｂでＣ色トナー像を、必要に応じ第４回転
目でＫ色トナー像を形成する。このようにしてフルカラ
ートナー像を感光体２上に作り、これを記録紙２６また
は誘電体ベルト１９上に転写するものである。これは前
述の１回転で２色つづトナー像を形成し重ねていくもの
に比し、１色つづ重ねるものであるためより広い色再現
範囲を得ることができる。色順序は前述と同様に露光時
のトナーの遮蔽効果軽減、現像器内への不用異色トナー
の混入の影響軽減の点から明度、透明度の大きい順が望
ましい。また第２回目からの現像では感光体２と現像剤
とはソフトタッチ或いは非接触であるのが望ましい。

【００３４】以上図１の構成で、単色からフルカラー像
を得る幾つかを説明したが、これらのうち任意の数だけ
組合せて選択できる装置とすれば、必要な記録内容（単
色、特定の色、任意の２色、マルチカラー、フルカラ
ー、片面、両面など）、画質を持つプリント像を適正な
プリント速度で得ることができる。

【００３５】図２は感光体に形成される潜像の電位分布
を示すものである。同図（ａ）は図１で説明した基本形
に対するものであり、感光体の表面はまず表面電圧Ｖ₀₁
に帯電され、次に露光により、このＶ₀₁を略２分するよ
うに第１の潜像イと第２の潜像ロとを同時に形成する。
中間露光領域の表面電圧がＶ_1Rであり、全露光強度領域
がＶ_2Rで、感光体が持つ残留電圧レベルはほぼＶ_2Rであ
る。このようにして形成された二つの潜像イ、ロを異な
る色のトナー、異なる帯電極性を持つトナー像で現像し
て２色のトナー像を得るのである。現像器に略Ｖ_1Rに等
しいバイアス電圧を印加することで、感光体と同極性の
帯電極性を持つトナーは口部に、反対極性を持つトナー
はイ部に付着する。

【００３６】同図（ｂ）、（ｃ）は、図１構成の装置
で、単色を記録する場合の望ましい潜像形成を示すもの
で（ｂ）は感光体の帯電極性と反対極性を持つトナーで
単色現像するとき（正規現像）、（ｃ）は同極性を持つ
トナーで単色現像するとき（反転現像）である。（ｂ）
では、感光体表面をＶ₀₁´に帯電し、露光によりＶ_2Rま
で電圧を下げ潜像イを形成し、現像時の直流成分をバイ
アス電圧として略Ｖ_2Rを印加し、イ部にトナーを付着さ
せる。（ｃ）では露光により潜像ロを形成し、現像時の
直流成分をバイアス電圧として略Ｖ₀₁´を印加して、ロ
部にトナーを付着させる。このようにすることで感光体
への帯電による負荷を軽減するとともに現像時の混色や
かぶりを軽減することができる。

【００３７】〔実施例 ２〕図３は本発明の他の実施例
が示されている。この実施例の構成は図１の構成と基本
的には同じであるが現像器が各色のトナー毎に１個づつ
用意し、選択して順次使う点のみ異なる。例えば、図１
でのトナーの色とトナーの帯電極性をもつＹ、Ｍ、Ｃ、
Ｋ色に対応する４ヶ所に現像器１２ｃ、１２ｄ、１２
ｅ、１２ｆを設け、スイッチ１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、
１４ｆでバイアス電源１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ
（これらは、共通の電源から抵抗分配器で必要なバイア
ス電圧を発生させても良い）に接続する。第１の潜像形
成（第１回転目）でＹ、Ｍに対応する潜像を形成した
後、Ｙ、Ｍの２つの現像器１２ｃ、１２ｄを同時に動作
せしめ、Ｙ、Ｍ色のトナー像を感光体２上に現像する。
このときの電荷潜像と現像バイアス電圧の関係は後述の
図４で述べる。

【００３８】同様にして、Ｃ、Ｋの組合せ、Ｍ、Ｃの組
合せ、Ｙ、Ｋの組合せでもできる。そのために、図１の
構成に比し特定２色（位置ずれの発生しない組合せ、１
回の潜像形成で作像できる２色、本実施例ではＭＹ、Ｃ
Ｋ、ＹＫ、ＭＣ）の数が多くなること、色順序の組合せ
の選択範囲が広がること、各色の現像特性の調整がしや
すく不都合な混色やかぶりの発生を抑止できる（後述の
図４での説明参照）ことなどの利点があるが、機能は前
述の図１での構成と同様にもたすことができる。従っ
て、プリント内容、画質の選定については前述の図１で
の場合と同様の効果を得ることができる。

【００３９】図４は、図３構成の実施例装置を用いて記
録する場合における感光体２上に形成される潜像と現像
時に現像器に印加するバイアス電圧（直流成分）との関
係を示したものである。同図で、感光体は負帯電である
ので電圧の極性は負である。同図（ａ）は、１回の潜像
形成で２色のトナー像を形成する場合で２ヶの現像器例
えばＹ色現像器１２ｃ、Ｍ色現像器１２ｄ（共に図３参
照）を用いる。Ｙ色、Ｍ色トナーの帯電極性は図１での
場合と同様各々正、負極性とする。Ｙ色現像器には潜像
の中間露光レベル域Ｖ_1Rより大きいバイアス電圧Ｖ
_b1を、Ｍ色現像器にはＶ_1Rより小さいバイアス電圧Ｖ_b2
を印加するとイ部にはＹ色、ロ部にはＭ色トナーが付着
する。現像時には単色であるからどれか一つを動作させ
れば良い。各々の直流バイアス電圧には図１で述べたと
同様の交流バイアス電圧を重畳すると現像効率の向上、
不用トナーの混色防止、かぶり低減に効果がある。

【００４０】現像剤として磁性キャリアとトナーとから
成る２成分現像剤を用いる場合には、図１でも例示し
た、キャリアとして平均粒径５０〜１５０μｍのフェラ
イト、マグネタイト、鉄粉を用い、現像剤としての動的
電気抵抗が１０⁶〜１０¹¹Ωｍ、望ましくは１０⁸〜１０
¹⁰Ωｃｍであって、その現像ギャップを０．５〜２ｍ
ｍ、望ましくは０．７〜１．５ｍｍとすると良い。同図
（ｂ）、（ｃ）は、図３構成で単色記録する場合の望ま
しい潜像形態と現像器に印加するバイアス電圧（直流成
分）の関係を示したものである。（ａ）での例と対応さ
せると（ｂ）はＹ色現像器、（ｃ）はＭ色現像器の場合
に相当し各々バイアス電圧Ｖ_BN、Ｖ_BRを印加する。勿論
交流電圧を重畳しても良い。感光体２を帯電器４（共に
図３参照）で帯電する電圧は（ａ）の場合のＶ₀に対
し、（ｂ）、（ｃ）では約その１／２で良く、感光体へ
の負荷を軽減でき、感光体を長寿命化できる。

【００４１】本実施例によれば、図１の構成に比し、現
像器に印加するバイアス電圧の設定値を各色毎に設定で
きるので使える現像剤や感光体の範囲も広く、画質も制
御しやすい利点がある。例えば感光体では、図４
（ｂ）、（ｃ）のようにして使う場合、図２（ｂ）、
（ｃ）と比較して残留電圧Ｖ_2Rが高い感光体を用いるこ
とができる。また、単色で記録する場合、図４（ｂ）、
（ｃ）以外に図４（ａ）で一方の露光情報なしで露光す
れば単色記録できるが、いづれの場合でも単色記録時に
は帯電器１６を動作させないで転写器２０（いずれも図
３参照）に印加する電圧の極性をトナーの帯電極性に対
応させたものとすることが可能である。

【００４２】この場合図１の構成のときに述べた利点の
他、各々の現像器に混入した異色異極性のトナーを現像
時に感光体に付着せしめることにより分離することがで
きる。この付着トナーは極性が異なるので転写されず最
終画像には影響しない。例えば、図４（ｂ）でＹ色現像
器に混入したＭ色トナーがあるとすると、Ｍ色トナーは
Ｖ_BNより低い部分Ｖ_2Rに付着し、Ｙ色トナーはＶ₀₂イ部
に付着し転写部ではＹ色トナーのみ記録紙に転移させる
のである。混入異色トナーは感光体に付着したままクリ
ーナ３７で除去される。

【００４３】〔実施例 ３〕図５は本発明のトナー画像
記録装置の帯電器の他の実施例が示されている。トナー
の極性ならびに帯電量を揃えるための帯電器１６やトナ
ークリーニング前にトナーの帯電量を一定にするための
帯電器或いは感光体上に残留電圧やトナーが付着した状
態（例えば感光体上にカラートナー像を重ねて形成する
プロセス）での帯電器３として適した帯電器の構造例で
ある。

【００４４】同図（イ）において、帯電器はシールド電
極３９、コロナワイヤ４０、スクリーングリッド４２か
ら構成され、シールド電極３９とコロナワイヤ４０間に
コロナ放電をさせるための直流電源４１が接続され、ス
クリーングリッドには交流電源４３と電圧制御電源４４
とが直列に接続されている。かかる構成の帯電器におい
ては被帯電物体表面電圧は電圧制御電源４４の電圧に略
等しい電圧まで帯電され飽和特性を有するが交流電圧が
重畳されているため、被帯電物体表面電圧が予め帯電さ
れていて不均一であっても、短時間に均一性良く帯電す
ることができる。通常コロナワイヤ４０には４〜７ｋ
Ｖ、スクリーングリッド４２には１００〜５０００Ｈ
ｚ、実効電圧１００〜８００Ｖの交流電圧を２００〜１
０００Ｖの直流電圧に重畳した電圧を印加する。

【００４５】同図（ロ）ではコロナワイヤ４０に実効電
圧３〜６ｋＶ、１００〜５０００Ｈｚの交流電圧を印加
し、スクリーングリッド４２には２００〜１０００Ｖの
直流電圧を印加する。かかる構成の帯電器でも、電圧制
御電源４４の電圧に略等しい電圧まで帯電できるが、コ
ロナワイヤ４０部で発生するコロナは交流であるため
に、被帯電物体表面電圧の帯電前の値が部分的に制御電
圧以上の部位があっても均一に帯電できる。

【００４６】同図（ハ）では、シールド電極３９の開放
端部に補助電極４５を設け、これに同図（イ）と同様の
交流電圧を印加する。かかる構造によっても、被帯電物
体表面の過帯電防止や均一帯電の促進が可能となる。

【００４７】同図（ニ）では、シールド電極３９内に２
本のコロナワイヤ４０ａ、４０ｂを設け、帯電器入口側
のコロナワイヤ４０ａに実効電圧３〜６ｋＶ、１００〜
５０００Ｈｚの交流電圧を、出口側のコロナワイヤ４０
ｂには４〜７ｋＶの直流電圧を印加する。かかる構成の
帯電器によれば、入口側の交流コロナで被帯電物体の表
面電圧を低いレベルに落した後出口側の直流コロナで所
望する電圧に帯電できるので、被帯電物体表面電圧の帯
電前の値が部分的に所要電圧より高い所があっても均一
に帯電できる。

【００４８】感光体表面に異極性トナーが存在し、これ
らトナーの帯電極性と帯電量を揃えるには、これら図５
のような交流成分をもたせる構成が良く、特に（ロ）、
（ニ）が効果的である。

【００４９】図１、図３構成の記録装置では、感光体を
くり返し使用するので、感光体の疲労現象に伴う残留電
圧の増大を抑えることが安定したカラー画像を連続して
得る上で重要である。感光体が２〜３層構造の積層型感
光体の場合、残留電圧の発生蓄積が電荷搬送層や表面保
護層で起こることが多い。このような場合、図１、図３
で用いるイレーザ３６の消去光は、電荷発生層に吸収さ
れる光だけでなく、電荷搬送層や表面保護層にも吸収さ
れ、それらの層内で光励起キャリアを発生するものであ
ることが望ましい。この光励起キャリアの発生により残
留電圧の増大を防ぐことができる。

【００５０】〔実施例 ４〕図６には本発明のトナー画
像記録装置の感光体の他の実施例が示されている。感光
体として、導体基板４６上に電荷発生層４７、電荷搬送
層４８を積層した２層型の有機光導電感光体を用いたも
のである。イレーズ（消去）光４９の光成分は、電荷搬
送層４８を大部分が透過し電荷発生層４７に達し、この
層４７内で光励起電荷キャリアを発生する光（例えば波
長６５０ｎｍ）と、電荷搬送層４８にその一部が吸収さ
れ、この層４８内で光励起電荷キャリアを発生する光
（例えば波長５５０ｎｍ）とから成る。消去光４９とし
てこのような２波長型のもの或いは５５０〜６５０ｎｍ
（黄色）光を用いる。このようにすると、電荷搬送層内
に電荷が蓄積し残留電圧が上昇する現象や残像発生現象
を防ぐことができる。このように、図１、図３実施例に
示したような情報記録光源として波長６００〜９００ｎ
ｍのレーザやＬＥＤ光源を、記録体としてこの波長領域
近傍に主感度をもつ積層型感光体を用いる場合、消去光
４９としてこの情報記録光源の波長より短い波長成分を
含むのが良い。

【００５１】以上の実施例で説明した様に、これら実施
例は第１の記録媒体上に単一もしくは多種のトナー画像
を形成し、これを記録紙に直接転写する工程と、第１の
記録媒体上に形成したトナー画像を第２の記録媒体上に
転写合成する工程とを持ち、各種のトナー画像を選択記
録できる装置である。従って用いるトナーの種類は、実
施例で示した、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラック色
の組合せのみならず、レッド、グリーン、ブルー、ブラ
ック色の組合せ、或いは目的に応じ任意の色や他の物性
を組合せてもよいことは無論である。さらに実施例で
は、１回の潜像形成に際し２種類の情報で変調し、これ
を帯電極性が異なる２種類のトナーで現像することを基
本とする作像プロセスを用いているが、１回の潜像形成
に際しひとつの情報で変調し、これを単一極性のトナー
を用いて現像する工程（正規現像または反転現像）をく
り返し第１の記録媒体上もしくは第２の記録媒体上に１
種或いは数種のトナー像を形成するようにしても良い。

【００５２】このように本実施例によれば、第１の記録
媒体上に多種のトナー像を選択形成する手段と、第２の
記録媒体上に該トナー像を転移せしめる手段と、第１、
第２の記録媒体間に最終記録媒体を通過せしめる手段
と、該最終記録媒体の表面もしくは裏面にトナー像を選
択転移せしめる手段とを設けたので、目的に応じた多種
類のトナー画像を最も短い時間で連続的に得ることがで
きる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、像担持体表面を均一に
帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体に像露光を行
ない、第１色用の潜像と第２色用の潜像を形成する潜像
形成手段と、第１色用潜像と第２色用潜像を現像し、前
記像担持体上に第１トナー像と第２トナー像を形成する
現像手段とを備えたトナー画像記録装置において、前記
像担持体上に第１色用潜像または第２色用潜像のいずれ
か一方の潜像を形成し、前記像担持体上に単色トナー像
を得る単色モードと、前記像担持体上に第１色用潜像お
よび第２色用潜像を形成し、前記像担持体上に多色トナ
ー像を得る多色モードとが選択可能であるとともに、前
記単色モード時における像担持体表面電圧が、前記多色
モード時における像担持体表面電圧の略１／２となるよ
うに前記帯電手段を制御する制御手段を備えたので、単
色印刷時における像担持体の過剰帯電が解消され、像担
持体の長寿命化を図ることが可能なトナー画像記録装置
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナー画像記録装置の一実施例の説明
図である。

【図２】図１での潜像状態を説明する感光体に形成され
る潜像の電位分布を示すもので、（ａ）は２色のトナー
像を得る場合、（ｂ）は感光体の帯電極性と反対極性を
持つトナーで単色現像する場合、（ｃ）は同極性を持つ
トナーで単色現像する場合の電位分布図である。

【図３】本発明のトナー画像記録装置の他の実施例の説
明図である。

【図４】図３での潜像状態を説明する電荷濳像と現像バ
イアス電圧との関係を示すもので、（ａ）は１回の潜像
形成で２色のトナー像を形成する場合、（ｂ）は単色記
録する場合でＹ色現像器の場合、（ｃ）は単色記録する
場合でＭ色現像器の場合の電圧特性図である。

【図５】本発明のトナー画像記録装置の帯電器の他の実
施例を示すもので（イ）はシールド電極、コロナワイ
ヤ、スクリーングリッドから構成されシールド電極とコ
ロナワイヤ間に直流電源が接続された場合、（ロ）は
（イ）と同じ構成でスクリーングリッドに直流電源、シ
ールド電極とコロナワイヤ間に交流電源が接続された場
合、（ハ）はシールド電極の開放端部に補助電極を設
け、これに（イ）と同様に交流電源を接続した場合、
（ニ）はシールド電極内に２本のコロナワイヤを設け、
一方のコロナワイヤに交流電源、他方のコロナワイヤに
直流電源を接続した場合の説明図である。

【図６】本発明のトナー画像記録装置の感光体の他の実
施例の２層型の有機光導電感光体の説明図である。

【符号の説明】

１…ドラム基体、２…ベルト状感光体、３…帯電器、７
…レーザ光源、１２ａ…第１現像器、１２ｂ…第２現像
器、１６…帯電器、１９…誘電体ベルト、２０…転写
器、２２…帯電器、２６…記録紙、３０、３１…ヒート
ローラ。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体表面を均一に帯電させる帯電手段
   と、帯電した像担持体に像露光を行ない、第１色用の潜
   像と第２色用の潜像を形成する潜像形成手段と、第１色
   用潜像と第２色用潜像を現像し、前記像担持体上に第１
   トナー像と第２トナー像を形成する現像手段とを備えた
   トナー画像記録装置において、 前記像担持体上に第１色用潜像または第２色用潜像のい
   ずれか一方の潜像を形成し、前記像担持体上に単色トナ
   ー像を得る単色モードと、前記像担持体上に第１色用潜
   像および第２色用潜像を形成し、前記像担持体上に多色
   トナー像を得る多色モードとが選択可能であるととも
   に、前記単色モード時における像担持体表面電圧が、前
   記多色モード時における像担持体表面電圧の略１／２と
   なるように前記帯電手段を制御する制御手段を備えたこ
   とを特徴とするトナー画像記録装置。
2. 【請求項２】像担持体表面を均一に帯電させる帯電手段
   と、帯電した像担持体に像露光を行ない、正規現像によ
   って可視化される第１潜像と、反転現像によって可視化
   される第２潜像とを形成する潜像形成手段と、第１潜像
   と第２潜像を現像し、前記像担持体上に第１トナー像と
   第２トナー像を形成する現像手段とを備えたトナー画像
   記録装置において、 前記像担持体上に第１潜像または第２潜像のいずれか一
   方の潜像を形成し、前記像担持体上に単色トナー像を得
   る単色モードと、前記像担持体上に第１潜像および第２
   潜像を形成し、前記像担持体上に多色トナー像を得る多
   色モードとが選択可能であるとともに、前記単色モード
   時における像担持体表面電圧が、前記多色モード時にお
   ける像担持体表面電圧の略１／２となるように前記帯電
   手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とするトナ
   ー画像記録装置。
3. 【請求項３】 像担持体表面を均一に帯電させる帯電手段
   と、 帯電した像担持体に像露光を行ない、第１色用の潜像と
   第２色用の潜像を形成する潜像形成手段と、 第１色用潜像と第２色用潜像を現像し、前記像担持体上
   に第１トナー像と第２トナー像を形成する現像手段と、 前記像担持体上に保持された第１トナー像および第２ト
   ナー像のいずれか一方のトナー像の極性を他方のトナー
   像の極性に揃える転写前帯電手段と、 前記像担持体に対向し、無端移動可能に設けられた中間
   転写体と、 第１トナー像と第２トナー像を前記中間転写体側へ静電
   吸着させる転写手段と、 前記像担持体と中間転写体との間から送り出された記録
   材の表裏両側に設けられた加熱手段を有し、前記記録材
   に保持されたトナー像を当該記録材に定着させる定着手
   段と、 前記像担持体上に形成された第１トナー像および／また
   は第２トナー像を前記像担持体から前記記録材の表側の
   面に直接転写する第１モードと、前記像担持体上に形成
   された第１トナー像および／または第２トナー像を一時
   的に前記中間転写体上に転写し、中間転写体上のトナー
   像を、送り込まれてきた記録材の裏側の面に転写する第
   ２モードとを選択可能とし、前記記録材への片面／両面
   印刷を切り替える制御手段とを備えたトナー画像記録装
   置であって、 前記像担持体上に単色トナー像を形成する場合の像担持
   体表面電圧が、多色トナー像を形成する場合の像担持体
   表面電圧の略１／２となるように前記帯電手段を制御す
   る手段を備えたことを特徴とするトナー画像記録装置。
4. 【請求項４】 像担持体表面を均一に帯電させる帯電手段
   と、 帯電した像担持体に像露光を行ない、正規現像によって
   可視化される第１潜像と、反転現像によって可視化され
   る第２潜像とを形成する潜像形成手段と、 第１潜像と第２潜像を現像し前記像担持体上に第１トナ
   ー像と第２トナー像を形成する現像手段と、 前記像担持体上に保持された第１トナー像および第２ト
   ナー像のいずれか一方のトナー像の極性を他方のトナー
   像の極性に揃える転写前帯電手段と、 前記像担持体に対向し、無端移動可能に設けられた中間
   転写体と、 第１トナー像と第２トナー像を前記中間転写体側へ静電
   吸着させる転写手段と、 前記像担持体と中間転写体との間から送り出された記録
   材の表裏両側に設けられた加熱手段を有し、前記記録材
   に保持されたトナー像を当該記録材に定着させる定着手
   段と、 前記像担持体上に形成された第１トナー像および／また
   は第２トナー像を前記像担持体から前記記録材の表側の
   面に直接転写する第１モードと、前記像担持体上に形成
   された第１トナー像および／または第２トナー像を一時
   的に前記中間転写体上に転写し、中間転写体上のトナー
   像を、送り込まれてきた記録材の裏側の面に転写する第
   ２モードとを選択可能とし、前記記録材への片面／両面
   印刷を切り替える制御手段とを備えたトナー画像記録装
   置であって、 前記像担持体上に単色トナー像を形成する場合の像担持
   体表面電圧が、多色トナー像を形成する場合の像担持体
   表面電圧の略１／２となるように前記帯電手段を制御す
   る手段を備えたことを特徴とするトナー画像記録装置。
5. 【請求項５】 前記像担持体上に単色のトナー像記録を行
   なう時は、前記転写前帯電手段によるトナー像の極性制
   御を禁止するとともに、前記転写手段の極性を、前記像
   担持体上に保持されたトナーの帯電極性と反対極性に設
   定する手段を備えたことを特徴とする請求項３または４
   記載のトナー画像記録装置。