JPH01123266A - ２色画像形成装置 - 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、例えばレーザービームプリンタやＬＥＤプリ
ンタ等において２色の画像を形成可能とした２色１ｉＩ
ｆｌ　（ｍ形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、電子写真方式を用いたこの種の２色画像形成
装置としては、例えば「レーザービームプリンタのため
の２色電子写真印刷方法」（７ｗｏ−Ｃｏｌｏｒ　　Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｐＨｏ１ｏｇｒａｐｈｉｃ　　Ｐｒｉｎｔ
ｉｎｇＨｅ抽ｏｄ　　　ｆｏｒ　　Ｌ、Ｂ、Ｐ、”、、
Ｎ、Ｈｏ５ｈｉ　　ｅｔ、ａｌｌ、１ｓｔ　　　Ｉｎｔ
、Ｃｏｎ、ｉｎ　　Ｎｏｎ−１ｎｐａｃｔ　　Ｐｒｉｎ
ｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　　Ｓ、Ｐ、Ｓ、Ｅ
、１９８１．）に開示された方式を採用したものがある
。この装置は＠担持体としての感光体ドラムと、該感光
体ドラム上に一様に帯電を施す帯電手段と、感光体ドラ
ム上に第一露光を施す第一の潜像形成手段と、該第一の
潜像形成手段により形成された静電潜１象を顕画像化す
る第一の現像手段と、上記感光体ドラムに第二露光を施
す第二の潜像形成手段と、該第二の潜１象形成手段によ
り形成された静電潜像を顕画像化する第二の現像手段と
を有するものである。上記第一及び第二の現像手段はそ
れぞれ異なる色の現像剤を備え、且つ現像剤としてトナ
ーと磁性キャリアよりなる２成分現像剤を用いた磁気ブ
ラシ反転現像方式を採用している。ここで、磁気ブラシ
反転現像方式とは、現像手段の現像剤担持体上において
磁気力を用いて現像剤をブラシ状に立たせ、このブラシ
状現１象刑を感光体ドラム上の電位の低下した部分に転
移させる方式である。

第２図（ａ）〜（ｆ）は上記従来例における画Ｃ象形成
プロセスを示す説明図であり、感光体ドラム上の電位及
びトナーの転移プロセスを示している。同図に示すよう
に、従来は感光体ドラム上を電位■　に帯電さぜな後、
第一露光Ｅｘｌを施して静電潜像を形成し、この静電潜
像を第一の現像手段で現像してトナー＠Ｔ１とし、次に
、第二露光Ｅｘｌを施して静電潜像を形成し、この静電
潜１象を第二の現像手段で現１象してトナー像′Ｉ゛２
とし、最後にこれらトナー像′■゛１．１゛２を接触転
写又は静電転写により記録紙Ｐ上に転写して２色の画像
を形成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、斯かる従来例においては、形成されるべ
き画像の色のそれぞれに対応して潜像形成手段を備える
構成を採用しなければならず、２色の画像を形成するた
めには２台の潜像形成手段を必要とするので、構成が複
雑となって、装置が大型且つ高価になるという問題点を
有していた。

そこで本発明は従来技術の上記した問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、構成が
簡略化された小型で安価な２色画像形成装置を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明に係る２色画像形
成装置は、像担持体と、上記像担持体上を一様に帯電さ
せる帯電手段と、２種類の画像信号を得て、これら画像
信号の種類に基づき第一の露光量と該第一の露光量より
小さい第二の露光量で上記像担持体上を照明し、該像担
持体上に第一の露光量と第二の露光量のそれぞれに対応
する異なる電位レベルの第一の静電潜像と第二の静電潜
像とを形成する潜像形成手段と、第一の現像剤と第一の
現像バイアスが印加される現像剤担持体とを備え、この
現像剤担持体に保持された第一の現像剤を第一の現像バ
イアスの作用により上記像担持体上における上記第一の
静電潜像に転移させて第一の罪画像を形成する第一の現
像手段と、第二の現像剤と第二の現像バイアスが印加さ
れる現像剤担持体とを備え、この現像剤担持体に保持さ
れた第二の現像剤を第二の現像バイアスの作用により、
上記第一の顕画像が保持された像担持体上における上記
第二の静電潜像に、転移させて第二の顕画像を形成する
第二の現像手段とを有し、上記像担持体上に形成された
第一の顕画像と第二の顕画像とを記録媒体に転写して画
像を形成することを特徴としている。

〔作　用〕

本発明においては、帯電手段により一様に帯電を施され
な像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段が、画
像信号の種類に基づいた第一の露光量と該第一の露光量
より小さい第二の露光量で上記像担持体上を照明してい
る。像担持体上の帯電電位は照明された露光量に応じて
変化して、ｆ象担持木上に電位レベルの異なる第一の静
電潜像と第二の静電潜像とが形成される。このように形
成された第一の静電潜像には、第一の現像剤を備えた第
一の現１象手段から、その現像剤担持体に印加される第
一の現像バイアスのつくる電界の作用によって第一の現
像剤が転移されて、第一の顕画像が形成される。第二の
静電潜像には、第二の現像剤を備えた第二の現像手段か
ら、その現像剤担持体に印加される第二の現像バイアス
のつくる電界の作用によって第二の現像剤が転移されて
、第二の顕画像が形成される。この後、像担持体上に形
成された第一の顕画像と第二の顕画像が記録媒体に転写
されて２色画像が形成される。

〔実施例〕

以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。第１
図は本発明に係る２色画像形成装置の一実施例を示す概
略構成図であり、同図において、１は像担持体としての
感光体ドラム、２は感光体ドラム１表面を一様に帯電さ
せる帯電手段としての帯電器、３は潜像形成手段として
のＬＥＤアレイ、４は第一の現像手段としての黒現像器
、５は第二の現像手段として淡色系のトナーを有する青
現像器、６は記録媒体としての記録紙、７はコロナ帯電
器よりなる転写帯電器、８はクリーナである。

上記感光体ドラム１はアルミバイブ１ａ外周面に有機系
の感光体ＮＪＩＬ＋を形成したもので、感光体層１ｂは
内側より順にキャリア発生層とキャリア輸送層を塗布し
て形成されている。また、感光体ドラム１は、例えばモ
ータ等のような駆動手段（図示せず）から動力を得て図
中矢印Ｒ方向に一定速度で回転する。尚、感光体層Ｉｔ
）としては有機系感光体の池にＳｅ（セレン）系感光体
、アモルファスシリ：１ン感光体、ＣｄＳ　（［化カド
ミウム）系感光体等を用いてもよい。

上記帯電器２は感光体ドラム１の外周近傍に配置されて
おり、一般にスコロトロン放電器よりなり、感光体ドラ
ム１表面に一様に電荷を付与する働きをする。また、帯
電器２としてはブラシ帯電器を用いることもできる。

上記ＬＥＤアレイ３は波長６６０ｎｍの光を発するＬ　
Ｅ　Ｄ素子を１２本／ｍｍの密度で１列に配列して構成
されており、■、ＥＤアレイ３長手方向を感光体ドラム
１軸方向に一致させるように配置している。尚、ＬＥＤ
アレイ３と感光体ドラム１の間には、結像レンズとして
セルフォックレンズ（商品名：日本板ガラス社製）が配
置されている。

そして、このＬＥＤアレイ３は、図示しない原稿読取部
等からの画＠信号に基づいてそのＬＥＴ）素子を選択的
に発光させて、感光体ドラム１表面の潜像形成位置を照
明し、静電潜像を形成する。尚、潜像形成手段としては
ＬＦ、Ｄアレイ３の他に、レーザービーム発生器からの
光ビームを回転多面鏡で走査するレーザービーム走査装
置を用いてもよい。

上記黒現像器４は第一の現像剤としての黒トナー４ａと
、該黒トナー４ａを収容するトナー収容槽４ｂと、該ト
ナー収容槽４ｂの下部に設けられた現像剤担持体として
の現像ローラ４Ｃと、該現像ローラ４Ｃに近接して配置
された規制ブレード４ｄとを備えている。黒トナー４ａ
としてはスチレン系のものを用い、負極性用帯電制御剤
を添加した。現像ローラ４Ｃは、アルミ製パイプ表面に
化学的に梨地処理を施した後に、その表面に硬質アルマ
イト処理を施し、表面粗さを十点平均粗さで０．２〜３
．２メｚｍＲＺの範囲にしたものを用いた。規制ブレー
ド４ｄは１５０μｍ厚のステンレス板により形成されて
おり、黒トナー４ａを帯電さぜ且つ現像１７−ラ４Ｃ上
にこの黒トナー４ａを均一な厚さに１＆持させる機能を
果たす。尚、規制ブレード４ｄとしとしてはステンレス
板の他に、ゴム製の板や他の金属製板、或いは金属製板
に各種ポリマーをコーティングしたものを用いてもよい
。

Ｌ記青現像器５は第二の現像剤としての青トナー５ａと
、該青トナー５ａを収容するトナー収容槽５ｂと、該１
−ナー双容槽５ｂの下部に設けられた現像剤担持体とし
ての現像１７−ラ５Ｃと、該現１動コーラ５Ｃに圧接し
て配置された規制ブレード５ｄとを備えている。青１〜
ナー５ａとしてはスチレン・アクリル系バインダー樹脂
に青色系染料と負極性用帯電制御剤を添加したのものを
用いた。

現１象ローラ５Ｃは感光体ドラム１表面の長手方向に一
様に接触しており、且つ現像電極として機能させるため
に、導電性の可撓性部材で構成されている。具体的には
金属製シャフトに導電性のゴムをモールドしたものであ
って、この導電性のゴムとしてゴム硬度が２０〜５０＠
　（ＪＩＳ　　Ａ）、抵抗１１αがＪＯ〜１０９Ω・■
のものが好適であり５、二のゴムＧこはクロロブチレン
ゴム、二１ヘリルゴム等がある０本実施例ではゴム硬度
として３０°、抵抗値１０５Ω・（２）のクロロブチレ
ンゴムを用いた。また、現像ローラ５Ｃの表面粗さはト
ナーの搬送性を良くするため、十点平均粗さで０．２〜
３　）ｔ　ｍ　ｎ　ｚの範囲にしたものを用いた。さら
に、現像ローラ５Ｃのゴムの表面に、トナーに対する摩
擦帯電効果を上げ、ゴムの耐摩耗性を増すなめに、各種
ポリマーを塗布することによっても良好な印字特性が得
られた。さらにまた、規制ブレード５ｄとしてはウレタ
ン系のゴム製板を用いたがこの他に、金属製板や金属製
板に各種ポリマーをコーティングしたものを用いてもよ
い。

ところで、感光体の帯電電位と露光による帯電電位の変
化特性、帯電電位と記録光学濃度（０゜Ｄ、）の関係は
、例えば文献「インプレッションディベ１７ツブメント
Ｊ　　（Ｓ、Ｐ、Ｓ、Ｅ、　　５ｅｃｏｎｄＩｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌ　　Ｃｏｎ、ｏｎ　　Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ”ｌｌ１ｐｒｅｓｓｉｏｎ　　
Ｄｅｖｅｌｏｐｎｉｅｎｔ　”　１．、ｓ、ｃｈａｎｇ
　）に既に記載されており、公知のものである。第３図
（ａ）は感光体の帯電電位Ｖ　が照射露光量に応じてど
の程度減衰するかを示すグラフ、同図（ｂ）は本実施例
における感光体ドラム１の静電潜像電位を示す説明図、
同図（ｃ）は感光体ドラム１の帯電電位と記録光学濃度
の関係を示す説明図である。そして、同図（ａ）かられ
かるように、感光体の帯電電位は照射露光量に応じて減
衰する。

このことを利用して、本実施例では１台のＬＥＤアレイ
３の露光量を第一の露光１ＬＥ１と該第一の露光量Ｅ　
より小さい第二の露光量Ｅ２の２つの強度に制御可能に
構成して、同図（ｔ））に示すように電位Ｖ　　の第一
の静電潜像１１と電位Ｖ．２の第二の静電潜像■２とを
形成できるようにしている。加えて、現像方式において
は、黒現像器４の感光体帯電電位に対する記録光学濃度
の特性が同図（Ｃ）の曲線ＯＤ１のようになるよう、即
ち現像バイアス電位■８と静電潜像電位との差の絶対値
であるコントラスト電位■。がある値以上に太くなけれ
ばトナーの転移がおこらないようにしている。このため
、黒現像器４においては１成分非接触式現像方式を採用
している。一方、青現像器５においては記録光学濃度の
特性が同図（Ｃ）の曲線ＯＤ２のようになるよう、即ち
コントラスト電位ＶＣが小さくてもトナーの転移がおこ
るように１成分接触式現倣方式を採用している。

次に、上記の構成を有する本実施例における画像形成プ
ロセスについて、第４図の説明図に基づいて説明する。

まず、最初の帯電プロセスでは、感光体ドラム１表面に
帯電器２によって電荷が付与されて、同図＜ａ＞に示ず
ように表面電位を一様に電位■８とする。

次の露光プロセスでは、ＬＥＤアレイ３によって第一の
露光量Ｅ　と第二の露光量Ｅ２で画１＠露光がなされ、
同図（ｂ）に示ずように第一の露光量Ｅ　に対応した電
位ＶＦ、１の第一　の静電潜像■　と、第二の露光量Ｅ
２に対応した電位■。２の第二の静電潜像１□とが形成
される。

次の第一の現像プロセスでは、同図（、Ｃ）に示ずよう
に黒現１象器４から第一の静電潜像１１部分に第一の現
像バイアス■Ｂｌの作用により黒トナー４ａを付着させ
る。この時、第二の静電潜像１２部分には黒トナー４ａ
は付着しない。

第二の現像プロセスでは、同図（ｄ）に示すように青現
像器５から第二の静電潜像Ｉ２部分に青トナー５ａを付
着させる。この時、第一の静′Ｃ潜（象１１部分にも青
トナー５ａが付着する。

即ち、第一の静電潜像１１部分には黒トナー４ａと青ト
ナー５ａが付着し、第二の静電潜像１２部分には青トナ
ー５ａのみが付着することとなる。

従って、これらトナーを記録紙６に転写すると、同図（
ｅ）に示すように黒トナー４ａと青トナー５ａとからな
る画像部Ａと、青トナー５ａのみからなる画像部Ｂとが
できる。ここで、画像部Ａは２種類のトナーで形成され
るが、青ｌ−ナー５ａとして淡色系のものを用いれば目
視上はほぼ黒色に認識させることかできる。

次に、本実施例の２色画像形成装置の動作についてさら
に具体的に説明する。

まず、感光体ドラム１は定速回転し、帯電器２により、
例えは負電荷が一様に帯電される。ここでの帯電電位Ｖ
ｓは一７００■に設定した。また、感光体としては波長
６６０　ｎｍで約０．４μＪ／−のものを用いた。さら
に、本実施例では画像形成部に光を照射するネカ型露光
とし、現像は反転現像とした。

露光に際して２段階の露光量を得るためには、ＬＥＤア
レイ３のＬＥＤ素子の発光時間を制御するか、またはＬ
ＥＤ素子への′こ流を制御ずれはよいが、本実施例では
時Ｕυ副制御採用しな。即ち、黒画像部分に対しては約
１．６．ｘｚＪ／ｃｄの露光量で照射して、電位Ｖ［１
が一８０Ｖの静電滑（ｆｔｘｌをつくり、青画像部分に
対しては約０．３ｔｔＪｌ−の露光量で照射して、電位
■Ｅ２が一４００■の静＠潜１象Ｉ２を作った。

現像ローラ４Ｃは感光体ドラム１の周速と同じ周速で回
転するように構成され、規制ブレード４ｄにより現像ロ
ーラ４Ｃ−ヒに均一な厚さの黒トナー４ａを保持させ感
光体ドラム１上に搬送する。

ここでは、規制ブレード４ｄの圧接力は現像ローラ４Ｃ
上のトナー塗布量が約０．８ｍｇ／ｃｆｆｌ、厚さにし
て０．０３ｍ＋ｎ程度になるように設定し、現像ローラ
４ｃと感光体ドラム１との間隔は約０．２市に設定して
、現像ローラ４Ｃ上のトナーと感光体ドラム１とを非接
触とした０、ｔな、現像ローラ４Ｃに印加される現像バ
イアス電位■Ｂｌは帯電電位■３よりやや低い一７５０
Ｖ程度に設定した。

このため、画像部Ａにおけるコントラスト電位ＶＣは（
ＶＢｌ−ＶＥ、）＝７５０−８０＝６７０Ｖとなる。非
接触式現像方式ではおおよそ３７０Ｖの＝Ｆントラスト
電位で［・ナーの転移が起こり６２０■のコンｌ−ラス
ト電位で転移量が飽和する特性を持っているので画像部
Ａには０．Ｄ、で１゜２以上のトナーを転移させること
ができた。

現１象ローラ５Ｃは感光体ドラム１の周速のほぼ２倍の
周速で回転するように構成され、規制ブレード５ｄの圧
接により均一・な厚さの青トナー５ａを現像ローラ５Ｃ
上に保持させ感光体ドラム１上に搬送する。、規制ブレ
ード５ｄの圧接力は現像ローラ５ｃ上のトナー塗布量が
約０．３〜１゜２ｒｎＩｒ／−になるように設定するの
が好ましく、ここでは、トナー塗布量が約０．５ｍｇ／
ｃＡになるように設定した。現像ローラ５Ｃと感光体ド
ラム１とは圧接状態に成っており接触幅が周方向に１．
５〜２關になるよう圧接力を設定した。また、現像ロー
ラ５Ｃに印加される現像バイアス電位■Ｂ２は帯電電位
ｖ８よりやや高い一６００Ｖ程度に設定した。このため
、画像部Ｂにおけるコン１−ラス）へ電位■　は（■８
゜−■８゜）＝６００−４００＝２００Ｖとなり、接触
式現１象方式で飽和濃度に必要な１５０Ｖ以上のコン１
−ラス１へ電位を得ることかできて、画像部Ｂに十分な
Ｏ，Ｄ、の青）−す−を付着できた。但し、この場合に
は、青トナーは画像部Ａにも付着する。

以上のようにして、感光体ドラム１上に形成されな画像
部へと画像部Ｂの１〜ナ一画像は、記録紙６の裏面側に
配置された転写帯電器７が記録紙６の裏面側にトナーと
逆極性の電荷を与えることによって、記録紙６上に転写
する０次いで、この転写画１組よ図示しない定着手段に
より定着される。

一方、上記転写に寄与せず感光体ドラム１上に残留した
トナーはクリーナ８によって除去される。

さらに、図示はしないが除電手段によって感光体ドラム
１上の不要となった電荷を除電し全てのプロセスを終え
る。

以上により記録紙６上に２色画像が形成されるが、青色
の画面信号に対応する部分は青色トナーが付着するので
鮮明に青色に形成される。黒色の画像信号に対応する部
分は青色と黒色のトナーが付着するが、目視上はほぼ黒
色に認識される６以上述べたように、本実施例によれは
、高い現像コントラス）・電位によって現像機能を果た
す黒現像器と、低い現像コントラスト電位によって現像
（幾能を果たす青現像器とを備えることによって、２段
階の露光量を照射できるＬＩ？、Ｄアレイを１台（ｍえ
ることで２色の両１象を形成できる。従って、従来例に
示したような冬場（Ｋ１手段に対して１台ずつ潜像形成
手段を備えなくてもよくなり、構成を極めて簡略にする
ことができる。

尚、本実施例では第二の現像剤として青トナーを用いた
が、これには限定されず、淡色系統のトナーであれば他
の色のものを用いてもよい。

また、第一の現像手段では１成分非接触方式を採用した
が、現像開始電位を高く設定すれば１成分若しくは２成
分の磁気ブラシ現１象方式を採用してもよい、さらに、
第二の現像手段では１成分接触方式を採用したが、現像
開始電位を低く設定すれば１成分若しくは２成分の磁気
ブラシ現像方式を採用してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、２段階の露光量
を照射できる潜像形成手段を１台備えることで２色の画
像を形成できる。従って、従来例に示したような各現像
手段に対して１台ずつ潜像形成手段を備えたものより、
構成を簡略にすることができ、ひいては装置の小型化及
び低価格化が達成できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る２色画像形成装置の一実施例を示
す概略構成図、 第２図（ａ）〜（ｆ）は従来の２色画像形成装置の画像
形成プロセスを示す説明図、 第３図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は本実施例の画像形成の
原理を示す説明図、 第４図（ａ）〜（ｅ）は本実施例の画像形成プロセスを
示す説明図である。 １・・・感光体ドラム（像担持体）、 ２・・・帯電器（帯電手段）、 ３・・・ＬＥＤアレイ（潜像形成手段）、４・・・黒現
像器（第一の現像手段）、４ａ・・・黒トナー（第一の
現像剤）、４Ｃ・・・現像ローラ（現像剤担持体）、５
・・・青現像器（第二の現像手段）、５ａ・・・青トナ
ー（第二の現像剤）、５ｃ・・・現像ローラ（現像剤担
持体）、６・・・記録紙（記録媒体）。 帝　電　　　　　　　　　　第ｆ蕗尤 （ａ）　　　　　　　　　　　　（が）（ｄ）　　　　
　　　　　　　（ｅ） イ芝釆イダリσう貌　明　図 争２呂 ＋＋＋＋ ！／ｌａ （ｃ） （ｆ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持体と、 上記像担持体上を一様に帯電させる帯電手段と、２種類
   の画像信号を得て、これら画像信号の種類に基づき第一
   の露光量と該第一の露光量より小さい第二の露光量で上
   記像担持体上を照明し、該像担持体上に第一の露光量と
   第二の露光量のそれぞれに対応する異なる電位レベルの
   第一の静電潜像と第二の静電潜像とを形成する潜像形成
   手段と、第一の現像剤と第一の現像バイアスが印加され
   る現像剤担持体とを備え、この現像剤担持体に保持され
   た第一の現像剤を第一の現像バイアスの作用により上記
   像担持体上における上記第一の静電潜像に転移させて第
   一の顕画像を形成する第一の現像手段と、 第二の現像剤と第二の現像バイアスが印加される現像剤
   担持体とを備え、この現像剤担持体に保持された第二の
   現像剤を第二の現像バイアスの作用により、上記第一の
   顕画像が保持された像担持体上における上記第二の静電
   潜像に、転移させて第二の顕画像を形成する第二の現像
   手段と を有し、 上記像担持体上に形成された第一の顕画像と第二の顕画
   像とを記録媒体に転写して２色画像を形成することを特
   徴とする２色画像形成装置。