JPH01209459A - 多色電子写真装置 - 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−−−の■１　　） 本発明は、′電子写真プロセスを利用し、レーザービー
ムプリンタ等を用いて多色の記録像を得る多色電子写真
装置に関し、特に帯電、画像情報に応じた露光、現像の
各工程を複数回繰り返して潜像担持体上に複数色の顕画
像を形成した後、記録材上に転写して多色印字が可能な
多色電子写真装置に関する。

え叉藍遣 現在、電子写真方式を用いたプリンタはコンピュータ、
ファクシミリ、ＣＡＤ等の出力装置として広く用いられ
てきている。

これらの装置は１画像情報をレーザー、ＬＥＤ、ＬＣＤ
等により静″ｉｔ！ＷＪ像相持体上に潜像として形成し
、それを現像装置により可視画像化し。

その後、可視画像を記録材上に転写し、足前する工程に
より記録像を得るが、従来のプリンターでは記録像は例
えば黒色だけの１色であった。しかしながら、最近では
、記録像がより明瞭となり且つ情ｔｔＸの理解がより容
易となる等の理由から、例えばフォーマットの色と計算
値やデータの値の色とが異なる色で表現されたり、ＣＡ
Ｄにより出力された図面の一部が他の色で出力される等
、２色量りで区別して、記録像を得ることが望まれてい
る。

このような多色記録を可能とする電子写真装置の一例と
して、２色プリンターを例にとって説明すると、例えば
第４図に示したような画像形成装置による画像形成プロ
セスが知られている（特開昭５２−１０６．７４３号公
報参照）、この画像形成装置の画像形成プロセスにおい
ては、例えば潜像相持体である感光体ドラムｌの表面、
Ｌは、第１帯電器２により均一に帯電され、第１の画像
情報に応じて変調されたレーザー光３が照射されること
により静電潜像が形成され、その後、第１現像器４によ
り第１色目のトナーで静電潜像が現像され、顕画像化さ
れる０次いで、再帯電器５により、第１の画像部電位及
び非画像部電位をそれぞれレベル争アップ、すなわち持
ち合げてやり、その後、第２の画像情報に応じて変調さ
れたレーザー光６が照射され、現像されるべき第２色目
の静７１ｔ潜像が形成される。この静電潜像は第２現像
器７により第２色目のトナーで静’１ｌｌｔ像が現像さ
れ、ＷＪｉｉｌｉ像化される。

以」―のようにして感光体ドラムｌ上に形成された２色
のトナー像は転写帯電器８により供給される記録材Ｐ上
に転写される。この記録材Ｐは分離除電器９により感光
体ドラム１から分離され定着器（不図示）に搬送され、
トナー像の定着が行なわれる。また、感光体ドラム１上
の残留トナーはクリーナーｌＯによってかき落され、再
び同じ画像形成工程が繰り返される。

上記した画像形成プロセスにおける感光体ドラムｌ上の
表面電位の推移を表わしたものが第５図に示されており
、この画像形成プロセスにおける感光体ドラム１上の表
面電位の推移を第５図を参照して述べると、Ｍ初に第１
帯電器２及び画像露光用レーザ光３により、第１暗部電
位Ｖｄｌ及び第１露光部電位Ｖ見ｌが形成される（第５
図（ａ））、次いで、第１現像器４により第１露光部゛
准位Ｖ文１に第１色目のトナー像が現像される。このと
きトナー層の電荷により、現像部、すなわち画像部の電
位は多少持上り、第１画像部電位Ｖ交１１となる（第５
図（ｂ））、次に再帯電器５により、再帯電をうけた感
光ドラム１上の電位は、それまでの電位ＶｄｌはＶｄ２
に、電位Ｖｕｉ、ｖｕｔｔはＶｄ２１、Ｖｄ２ｉｔにそ
ｈぞれ上昇する（第５図（ｃ））、その後、第２画像露
光用レーザ６が照射されることによって、第２露光部電
位Ｖ交２が形成され（第５図（ｄ））。

そして該露光部に第２色目のトナー像が現像される。こ
の結果、第１のトナーｆｌ電位ＶｄＺ交ｔは、第２露光
部電位Ｖ交２に比べて十分高くすることが可能となり、
第２現像器の現像バイアスＶｄｃ２をＶｄ２１　ｔより
低く設定することができ、第１のトナー像へ第２色目の
トナーが付着する。ような混色現象は防Ｉヒされ得る。

しかしながら、−Ｆ述した従来例のような構成では、第
２現像時に１例えば磁気ブラシ等による接触現像を行な
った場合には、第２現像器のブラシにより第１色目のト
ナー像がこすりとられてしまうという問題点を生じる。

また、第２現像時に非接触現像を行なった場合でも、第
２現像器に印加される現像バイアスのカブリ取り成分に
より、感光ドラム上の第１色目のトナーが第２現像器側
へ飛翔し、第２現像器内へ混入してしまうという問題が
生じる。

このような問題を解決するための有効な手段として、第
１色目のトナーの帯電電荷量を充分大きくする必要があ
る。そのために、再帯電時に、感光体ドラムに′電荷を
付与すると同時に感光体ドラム上の第１色目トナーに電
荷を付与させることが有効であるが、現状では、再帯電
時に第１色目のトナーに与えられる電荷量が、すぐに飽
和してしまい、第２現像器での第１色目トナーのこすり
とり、あるいは第２現像器内への第１色目トナーの混入
の問題を解決するのには不充分であった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものである。

仝１が　　しよう　　る したがって、本発明の目的は、多色の記録像を形成する
際、再帯電時に、それ以前に潜像担持体上で現像された
トナーに充分な電荷徴を付与することができ、第２現像
器以降の現像器で、それ以前に潜像担持体上で現像され
たトナーをこすり落すのを防止、あるいは該トナーが第
２現像以降の現像器に混入するのを防止することができ
る多色電子写真？＜１を提供することである。

：１　　　　るための 上記目的は、本発明に係わる多色電子写真装置によって
達成される。要約すれば本発明は、帯電、画像情報に応
じた露光、現像の各工程を複数回繰り返して潜像担持体
上に複数色の顕画像を形成した後、その顕画像を記録材
上に転写する多色電子写真装置において、該複数色の顕
画像を形成するのに用いられる再帯電用の放電電極と該
潜像担持体との距離を４ｍｍ以下としたことを特徴とす
る多色電子写真装置である。

これにより、再帯電時に、それ以前にＰ像担持体上で現
像されたトナーに充分な電荷臓を付与することができ、
第２現像器以降の現像器で、それ以前に潜像担持体上で
現像されたトナーをこすり落したり、あるいは該トナー
が第２現像以降の現像器に混入・するのを防止すること
ができ、長期にわたり安定した画像を維持することが可
能となる。

災」１カ 以下、本発明を、その実施例に基づき添付図面を参照し
て説明する。

第１図には、本発明による多色電子写真装置の一実施例
として２色プリンタが示されており、第１図を参照する
と、潜像担持体としての感光体トラム１１の周囲には、
多色画像を形成するために必要な所定の各種装置、例え
ば、第１帯電器１２、第１のレーザ光源１３、第１現像
器１４、再帯電器１５、第２のレーザ光源１６、第２現
像器１７、転写帯電器１８、分離除電器１９及びクリー
ナ２０が、それぞれ配置される。

そして、所定のプロセス、すなわち第１帯電器１２によ
り感光ドラム１１の表面上を均一に帯電し、第１の画像
情報に応じて変調されたレーザ光１３ａが第１のレーザ
光源１３から照射されることにより、静電潜像を形成す
る０次いで第１現像器１４により第１色目のトナーを第
１の光照射がなされた部分に付着させることにより静電
潜像が現像される。その後、第２帯電器としての再帯電
器１５により第１の画像部電位及び非画像部電位をそれ
ぞれ持ち上げてやり、次いで、第２の画像情報に応じて
変調されたレーザ光１６ａが第２のレーザ光ｌ！ｔ１Ｂ
から照射され、２色目の静電潜像が形成される。この静
１！潜像は、第２の現像器１７により第２色目のトナー
を第２の光照射がなされた部分に付着させることにより
現像される。このようにして感光体ドラム１１上に形成
された２色のトナー像は、転写帯電器１８により記録材
Ｐｌ上に転写され、この記録材Ｐｉは、分離除電器１９
により感光ドラム１１から分離され、定着器（図示せず
）に搬送され、トナー像の足前が行なわれる。

その後、感光ドラムｌｌ上の残留トナーは、クリーナ２
０によって、かき落され、再び、同じ画像形成工程が繰
り返される。

ここで、上記した再帯電工程について述べると、上記し
た再帯電器１５を用い、この再帯′？を器１５により感
光ドラム１１を再帯電するが、その工程について、さら
に詳細に説明する。

第１図に示されるように、感光ドラム１１の周囲に配設
される再帯電器１５は、例えば、直径２０４ｍのタング
ステン線を導線１５ｃとして使用し、この導線１５ｃを
、例えば、４０ルｍの等間隔で感光ドラム１１軸と略平
行に記録幅いっばいに配置し、これをセメダインスーパ
等のような２液混合エポキシ樹脂等の樹脂１５ｄで固着
して構成される。

そして、再ｍ電３１５は、樹脂に固着された導線１５ｃ
の一方側である端面１５ａを感光ドラム１１と対峙させ
、かつ、その対峙距離を８０μｍに保つと共に、導線１
５ｃの他方側である端面１５ｂには電源２１より直流社
圧８４０Ｖが印加されるように配設されており、導線１
５ｃを用いて針端状態による放電を可使にしている。

このような構成で、以下のような実験を行なった。すな
わち、有機光導電体（ＯＰＣ）を用いて形成された感光
体ドラム１１を、例えば、画像形成速度を毎秒８８ｍｍ
で矢印方向に移送させ、そして、第１帯電器１２による
１次帯電後の暗部電位Ｖ″ｄｌを一６００Ｖ、レーザ光
１３ａの画像露光による１次露光後の明部電位Ｖ立１を
一１００Ｖとし、再帯電後の暗部電位Ｖｄ２を一７００
Ｖとするように゛准源２１から直流電圧を印加した。

そして、このとき、第１′Ａ光部に周知の２成分磁気ブ
ラシ現像器により負帯電した赤色トナーを反転現像し、
再帯電後の感光体ドラムｌｌ上のトナーの帯電電荷量と
して、再帯電後に赤色トナーが受けた後の赤色トナーの
帯電電荷量を測定した。また、比較例として再ｍ電を行
なわない場合の赤色トナーの帯電電荷量及び再帯電器と
して、従来のコロナ帯電器を用いたときの赤色トナーの
帯電電荷りを測定した。

なお、上記した再帯電器として用いられる従来のコロナ
帯電器は１代表的には、第６図に示すように構成される
もので、例えば、直径６０ＪＬｍのタングステンコロナ
ワイヤ５１の三方を導電性シールド板５２で囲み、そし
て、それぞれの距離を１２ｍｍ、コロナワイヤ５１と感
光体ドラム１１との距離りを１０ｍｍの距離に設定し、
さらにコロナワイヤ５１への印加電圧を６．５ＫＶで再
帯電を行なった。

このようにして、本発明による再帯電器を用いた実験及
び従来の再帯電器を用いた実験により得られるトナーの
帯電電荷量を以下の表１に示す。

表１ この表１かられかるように、再帯’ｒｔ器１５に用いら
れる導線１５ｃのような放電電極と感光体ドラムとを近
接対峙させることによって、従来使用されたコロナ放電
と比べて、再帯電によってトナーに付与される電荷量も
非常に大きくなった。

本発明者の検討によると、従来用いられているコロナ帯
電では、コロナ帯電器で感光体ドラム上のトナーに付与
できる電荷量は、せいぜい２０〜２５ルｃ／ｇ程度で限
界が生じ、例えば本実験例のように、再帯電をうける前
のトナーの電荷量が−１６ｇ　ｃ　／　ｇ程度のときに
は、再帯１！後のトナーの電荷量は、せいぜい−３６〜
−４１μｃ／ｇ程度までしか上昇しない。

一方、感光体ドラム上の第１色目のトナー像が第２現像
器でこすり取られる条件、あるいは第２現像器内へ混入
していかないための条件は、第２現像器の構成、現像条
件によっても異なるが、例えば第２現像器に１成分磁性
トナーを用い、該トナーをトナー担持体上に薄層コート
し、交番電界を印加し、非接触現像する方法では、感光
体ドラム上の第１色目のトナーの電荷量は、本発明者の
検討によると、少なくとも４ｏｐｃ／ｇ（極性はどちら
でも同じ）以上必要で、それ以下だと感光体ドラム上の
第１色目のトナーが第２現像器中に混入してしまう、ま
た、第２現像器として１成分磁気ブラシによるソフトな
摺擦現像法では、感光体ドラム上の第１色目のトナーが
こすり取られるのを防ぐためには、少なくとも６０ｇｃ
／ｇ以上必要である。このように感光体ドラム上のトナ
ーには、高い電荷量を付与する必要があり、それに対し
て従来のコロナ帯電器では、再帯電工程でトナーに十分
な電荷付与ができない（前述のように２０〜２５　ｈ　
Ｃ／　ｇまでしか電荷量の上乗せができない）ため、第
２現像器での第１色目トナーのこすり取り、第２現像器
内への第１色目トナーの混入を十分に防止することが難
かしい。

一方、導線１５ｃの放電電極を感光体ドラム１１に近接
させた本発明による再帯電器を用いた場合には、感光体
ドラム１１上の第１色目トナーに、上述の実験例で示し
たように、約５０ｇｃ／ｇ程度の電荷量を付与すること
が可使である。このため上述の問題点の解決を容易にす
ることができる。

このように、従来のコロナ帯電では、せいぜい２０〜２
５鉢ｃ／ｇの帯Ｔｊ、電荷量しか感光体ドラム上のトナ
ーに付与することができないのに対し、導線１５ｃの放
電電極と感光体ドラムとの距離を近接させる本発明によ
る帯電では、約５０μｃ／ｇの帯電電荷量を感光体ドラ
ムｌｌ」−のトナーに付与することができることに対し
ては、以下に述べるような理由によるものと考えられる
。

すなわち、感光体ドラム１１上のトナーは、−層ではな
く、複数層（多くは３層以上）のっている、そのため従
来のコロナ帯゛屯では、表層のトナー層のみ電荷が付与
され、下層のトナー層には電荷が付与されていない、し
たがって、このような従来のコロナ帯電方式による帯電
電荷量を測定する場合、全体のトナーの帯Ｔｌｔ電荷量
を測定するため、平均的な電荷量しか測定できず、その
結果、帯電電荷量はあまり大きくならないものと考えら
れる。この時、従来のコロナ帯電で、表層のみしか電荷
が付与されないのは不平等電界下の放電のため、トナー
ｅｈでの電界強度が弱く、コロナイオンがトナー層内部
にはいっていかないためと考えられる。一方、放電電極
と感光体ドラムとを近接させた本発明による帯電方式で
は、放電時の電界強度が極めて強く、かつイオン電流密
度が高いため、電荷がトナー層内部まで浸透して帯電電
荷量は、各々のトナーの飽和帯電電荷量に近い値まで付
与することができるものと考えられる。

次に、本発明による多色電子写真装置の他の実施例を、
第２図及び第６図を参照して述べる。

なお、この実施例においても、前述実施例の第１図に示
した多色電子写真装置の概略構成及び画像形成工程は同
じであるので、その説明は省略して前述実施例と異なる
再帯電器の部分について、説明を加える。

本発明者らは、第６図に示す従来の再帯電器の構成にて
コロナワイヤ５１と感光体ドラム１との間の距＃ｈをｈ
＝１０ｍｍとして、再帯電を行なうと、感光体ドラム上
のトナーへのトリポ電荷付与量は２０〜２５４　ｃ　／
　ｇ程度と低い値を示すが、コロナワイヤ５１と感光体
ドラムｌとの間の距ａｈを少なくして再帯電を行なうこ
とによって、トナーへのトリポ電荷付与量は増大するこ
とを見い出した。

第２図に示されるグラフ図は、再帯電器として第６図に
示す従来のコロナ帯電器を用いて、コロナワイヤと感光
体ドラムとの間の距離を変化させつつ、再帯電を行なっ
た場合に、感光体ドラム上のトナーの帯電電荷量を表し
たものである。

この第２図においては、感光体ドラム１の表面とコロナ
ワイヤ５１との距離（ここでは、１．５ｍｍ−１０ｍｍ
）を横軸とし、再帯電が行なわれることにより感光体ド
ラム上のトナーが得る電荷量Ｑ／Ｍ　（クーロン／ｇ）
を縦軸として表わしている。

この第２図かられかるように、コロナワイヤ５１と感光
体ドラムｌとの間の距離ｈ　ｔｔ　ｈ　＝　４　ｍ　ｍ
以下にすると、第１現像で得たトナーは再帯電後３０〜
３５　ＪＬ　Ｃ／　ｇのトリポ電荷が付与され、この数
値を有するトナーは、第２現像器への混入が認められな
い、このことは、上記したようにトナー層とコロナワイ
ヤーを近接させることによって、被帯電体（感光体ドラ
ム及び感光体ドラム上のトナー）へ流れ込む電流密度、
すなわちイオン°屯流密度が中心部で増大されたためと
考えられ、第１図の実施例で説明したと同様に、放電時
の電界強度が極めて強く、かつ、イオン電流密度が高い
ためにトリポ電荷がトナー層内部まで浸透して、多くの
帯電電荷量を各々のトナーに充分付与することが可俺に
なったためと考えられる。なお、電流密度とコロナワイ
ヤの距離の関係は特公昭５７−１０１８６３号公報に詳
述されているためここでは述べない、かくして、トナー
へのトリポ電荷量が増大することにより、第１色目のト
ナーが、第２現像器へ混入することを防止することがで
きる。

次に、本発明による多色電子写真装置の他の実施例を、
第３図を参照して述べる。

なお、この実施例においても、前述実施例の第１図に示
した多色電子写真装置の概略構成及び画像形成工程は同
じであるので、その説明は省略して、前述実施例と異な
る再帯電器の部分について説明を加える。また、この第
３図において、第１図と同一部分には同一の参照番号を
付して説明する。

第３図を参照すると、この第３図には、第１図の再帯電
器の部分に相ちする部分が示されており、そして第１図
の実施例で述べたと同一の電圧を与えるようにされてい
る。第３図に示されているように、第１図に示すような
導線１５ｃの針端と感光体ドラム１１の近傍に、一般的
によ〈知られている例えばＸ線、コロナ放電、または紫
外光等を照射し、空気中のイオンを活性化するように、
イオン活性源２２が配設されており、このイオン活性ｒ
Ａ２２によるＸ線、コロナ放電または紫外光等の照射に
より、導線１５ｃの針端と感光体ドラム間の気体をイオ
ン化させ、導線１５ｃの針端と感光体ドラム間での放電
を均一、かつ安定して行なわせることができ、−層放電
状態を安定化させることができる。また、上記したイオ
ン活性源２２による照射、つまり紫外光やｘｍを与える
と感光体ドラム表面の電位が減衰する場合には、イオン
活性源２２を感光体ドラム１１の進行方向上板側に配置
することにより、導線１５ｃの針端放電による感光体ド
ラム１１の表面電位を均一に所望の電位にさせることが
可能である。さらに、充分な表面電位に達しない場合に
は、通常のコロナ放電装置によって均一帯電を行なって
もよい。

また、前述した導線１５ｃを有する放電装置に、パルス
電圧を印加することにより、感光体ドラム上面にあるト
ナーが、導線１５ｃの針端やコロナワイヤーに付着する
のを少なくさせることができる。この場合のパルス周波
数は、感光体ドラムの移動速度をＮｍｍ／ｓｅｅ、副走
査画像記録密度をＤ木／　ｍ　ｍとすると、ＮＸＤ以上
または整数倍以上のパルスを与えることで画像ムラのな
い記録画像が得られた。

先匹立亘」 以」二説明したように本発明によれば１．帯電。

画像情報に応じた露光、現像の各工程を複数回繰返して
潜像担持体１に複数色の顕画像を形成する多色電子写真
において、少なくとも第２帯電以降に用いられる帯電用
の放電電極と潜像担持体としての感光体ドラム間を近接
ないしは４ｍｍ以下に押えることで、それ以前の画像形
成工程で現像されたトナー像に充分な帯電電荷量を付与
することが可能となり、これによって、第２現像器での
トナー像のこすりとりを防止することができ、また、第
２現像器内あるいは３種類以上の現像器を備える画像形
成装置の場合には第２現像器以降への上記トナー像の混
入を防止することができ、長期に渡って安定した画像を
維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による多色′重子写真装置の一実施例
としての２色プリンタの概略断面構成図である。 第２図は、本発明の他の実施例による、再帯電器におけ
る放電電極の放電位置を変化した時に得られる。それ以
前の画像形成工程で現像された感光体ドラム上のトナー
の帯″ｆｒｔ″Ｒ，荷量を表したグラフ図である。 第３図は１本発明の他の実施例による再帯電器と感光体
ドラムの部分の概略構成説明図である。 第４図は、従来の多色電子写真装置の一例としての２色
プリンタの概略断面構成図である。 第５図は、第４図に示す従来の２色プリンタを用いて画
像形成を行なう際の画像形成工程における潜像担持体の
表面電位の推移を表す図である。 第６図は、従来の再帯電器と感光体ドラムの部分の概略
構成説明図である。 ｌｌ：感光体ドラム １２．１５：帯電器 １３．１６：レーザ光源 １４．１７：現像層 １５ｃ：導線 １５ｄ：樹脂 １８：転写帯電器 １９：分離除電器 ２０：クリーナ ２１：電源 ２２：イオン源 ５１：コロナワイヤ Ｐ：記録材 第１図 ■■　１−Ｐ ＋９’　　　＋’８ ΔＣｌｊ ・／ｑ１ ｏｉ ｈｒＶ′ｍ 第３図 と 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）帯電、画像情報に応じた露光、現像の各工程を複数
   回繰り返して潜像担持体上に複数色の顕画像を形成した
   後、その顕画像を記録材上に転写する多色電子写真装置
   において、該複数色の顕画像を形成するのに用いられる
   再帯電用の放電電極と該潜像担持体との距離を４ｍｍ以
   下としたことを特徴とする多色電子写真装置。 ２）前記再帯電用の放電電極近傍にイオン発生源を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の多色
   電子写真装置。