JPH02196266A - トライレベル像の調整方法及びトライレベル像の状態調整装置 - 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】 この発明は、−船釣にトライレベル（ｔｒｉ−ｌｅｖｅ
ｌ）画像生成に関し、より具体的には電荷保持面から一
般紙などの基板へトライレベル像をより有効に転写する
方法及び装置に関する。

従来のゼログラフィにおいては、−船釣方法として、最
初に感光体などの電荷保持面に均等に帯電させることに
よって、ゼログラフ面上に静電潜像を生成する。感光体
の画像生成部だけが均等に帯電する。画像部は感光体の
幅全体に渡っていない。したがって、感光体の縁部分は
帯電しない。

原像に対応する照射パターンに従って帯電部を選択的に
放電させる。電荷の選択的放電によって、非照射部に対
応する潜像電荷パターンが画像生成面に残る。

感光体を単一現像ハウジングに通すことにより、トナー
でこの電荷パターンを現像して可視像とする。トナーと
しては、静電引力によって電荷パターンに付着する着色
粉末トナーが一般的に使用されている。続いて、現像し
た画像を画像生成面に定着させるか、または一般紙など
の受像基材へ転写し、適切な定着法によって定着させる
。

トライレベル・ハイライトカラー画像生成の場合は、従
来のゼログラフィと異なり、２つの画像部と１つの背景
電圧部に対応する３つの電圧レベルが画像部に含まれて
いる。一方の画像部は、感光体の非放電（すなわち帯電
）部に対応しており、他方の画像部は感光体の放電部に
対応している。

トライレベル・ハイライトカラーゼログラフィの基本概
念は、グンドラッハ（Ｇｕｎｄｌａｃｈ　）の米国特許
明細書第４．０７８．９２９号に記述されている。同グ
ンドラッハの米国特許明細書は、単光路ハイライトカラ
ー画像生成を実行する手段としてのトライレベル・ゼロ
グラフィの使用を開示している。

それによれば、第１色と第２色のトナー粒子で電荷パタ
ーンを現像する。一方の色のトナー粒子を正帯電させ、
他方の色のトナー粒子を負帯電させる。１つの実施態様
においては、摩擦電気的に相対的に正のキャリアビード
と相対的に負のキャリアビードの混合体から成る現像剤
でトナー粒子を供給する。キャリアビードは、各々相対
的に負のトナー粒子と相対的に正のトナー粒子を担持し
ている。この現像剤を一般に帯電パターンを担持してい
る画像生成面上に湾状に落下させて帯電パターンに供給
する。別の実施態様においては、一対の磁気ブラシでト
ナー粒子を帯電パターンにもたらす。各ブラシが各々１
つの色、１つの電荷のトナーを供給する。また別の実施
態様においては、現像系に背景電圧前後の電圧を印加す
る。この電圧印加によって現像される画像の色鮮明度が
向上する。

グンドラッハのハイライトカラーゼログラフィにおいて
は、電荷保持面すなわち感光体のゼログラフィツクコン
トラストが、従来のゼログラフィの場合のように２通り
ではなく、３通りに分けられている。典型的には、感光
体を９００ｖに帯電させる。帯電画像部（帯電部現像す
なわちＣＡＤによって現像する）に対応する一方の画像
を、全感光体電位（第１ａ図に示すＶ　ｃａｄまたはＶ
ｄｄｐ）に維持するように画像幅で露光される。他方の
画像を露光し、感光体を放電部現像（ＤＡＤ）　　によ
って現像する放電部画像に対応するその残留電位、すな
わちＶ　ｄａｄ　あるいはＶｅ（典型的には１００　Ｖ
）まで放電し、感光体電位をＶ　ｃａｄ電位とＶｄａｄ
電位との中間の電位（典型的には５００Ｖａ　Ｖｗｈ＋
ｔｅあるいはＶ−と言う）に下げるように、露光背景部
を露光する。ＣＡＤ現像器には一般にＶｗｈｉｔｅ、１
１もＶｃａｄｌ：約１００ｖ寄った電圧（Ｖｂｂ：約６
００ｖ１第１ｂ図参照）　を印加し、ＤＡＤ現像系には
ＶｗｈｉｔｅよりもＶｄａｄに約ｉｏｏ　ｖ寄った電圧
（Ｖｅｂ：約４００Ｖ）、第１ｂ図参照）を印加する。

現像した当初のトライｌ／ベル画像は、正トナーと負ト
ナーとで構成されている。従来のコロナ転写を行うため
にはまず画像全体を同じ極性に変換しなければならない
。これを、すでに転写するだめの正しい極性を有してい
るトナーに過帯電させないように行わなければならない
。トナーを過帯電させると正常な転写が行われず、クー
ロン力によって、現像する画像のトナーの乱れを生じる
。

逆に、極性が切り替わるトナーを十分に帯電させなけれ
ば有効な、転写が行われず、満足のいく転写像が得られ
ない。

コロナ装置によって現像したトナーに帯電させる追加電
荷量は、トナーの粒径、初期電荷量、極性、及びトナー
の近傍部分に供給するａｃ及びｄｃ雷電流量によって決
まる。トナーの過帯電を防止するためには、一般的にｄ
ａ装置よりもバイアスされたａＣコロナ装置を使用する
方がよい。ａＣコロナ放電中に正イオンと負イオンが共
に存在していることにより、トナー粒子周囲の局部静電
界の効果によってトナー粒子間の電荷量が等しくなる。

一般的には、トナー層内に流入する一定量のｄＣＮ流に
対するトナーの電荷量の変化は、ａｃ電流の量によって
も左右される。トナー層の電荷量が大きく、トナー層に
流入するコロナ電流のｄｃ酸成分極性がトナーの極性と
同じであれば、一定量のｄｃ雷電流対するトナーの電荷
量の変化は、ｄｃフロトロンを使用する場合よりもａＣ
コロトロンを使用する場合の方が小さい。

ａｃコロナ電流効果はあるにしても、特定部分において
トナーが受ける正味電荷量を決定する最大の要因は、コ
ロナ電流のｄａ成分である。ｄｃ雷電流（ａｃコロナ装
置の）ａｃ電流設定値、ｄｃ電流設定値、コロナ帯電前
のトナー層表面の電位、及びトナー層と光導電体の誘電
体厚みによって決まる。コロナ装置の諸元が分かれば、
既知の速度で帯電装置を通過する部分に流入する動ｄｃ
電流をモデル化できる。

コロナ装置の挙動は、導電板体の印加電圧の関数として
の導電板体に流入する電流の量を測定することによって
判定することができる（裸板体特性）。−船釣には、ａ
ｃ：Ｊｏ）ロンの裸板体特・性〈第３図）としては、板
体電位の関数としての電流のｄｃ酸成分勾配は負である
。第３図から分かるように、裸板体電圧が負方向に向か
って大きくなれば板体に流入する負ｄｃ電流が減少する
（すなわち正電流が増大する）。この応答は、単にコロ
ナ線と裸板体との間のｄｃ電界の変化に因るものである
。

表面に現像されたトナーが被着している移動中の光導電
体に帯電しているという動的ケースでは、状況は定性的
には裸板体のケースに似ている。

ａＣコロトロンを用いてトライレベル画像の放電現像部
の負トナーの極性を切り替える場合は、合成画像の帯電
部現像部においてずでに正に帯電しているトナーに過剰
正電荷が供給される。これはまさに望むこととは正反対
であり、正帯電画像部を過帯電させることなく負帯電画
像部の極性を切り替えるだけの電荷を追加することが回
能である。

周知のように、いろいろな理由により、画像転写に先立
って電荷保持面上の現像した像をコロナ放電させる。−
例として、米国特許明細書箱３゜４４４．３６９号（１
９６９年５月１３日発行）は、転写したゼログラフコピ
ーの背景を低減する方法及び装置を開示している。光導
電面上の現像したトナー画像を、画像部に被着している
トナー粒子の電荷と逆の極性で低レベルコロナ放電させ
る。画像部の近辺のコロナ放電は、光導電面の、符号が
同じである高帯電部によって押しやられるので、画像部
のトナーは乱れない。光導電面の非画像部の近辺のコロ
ナ放電は押しやられず、このコロナ放電によって非画像
部に被着しているトナーが画像部のトナー粒子の極性と
逆の極性に切り替えられる。

これによって画像部トナーは静電転写されるが、非画像
部トナーの転写は抑止される。

米国特許明細書箱４．５０６．９７１号に開示されてい
るように、画像転写に先立って露光とコロナ放電を行う
ことも公知である。同米国特許に開示されている装置に
おいては、コロナ放電に先立って露光を行う。そこに述
べられているように、転写を行う前のゼログラフ再生工
程において、まず画像の露光を行って画像周囲の背景を
少なくとも実質的に放電させ、画像を保持している感光
体の電荷量を低減することにより、画像のカブリがほと
んど、あるいは完全になくなる。続いて、帯電している
感光体の極性と逆の極性の電荷を、画像と感光体に被着
する。先に述べたように、これにより画像が転写部へ入
る時に画像を所定の箇所に保持するための極めて強力な
保持力が生じるので、転写のための極めて安定度の高い
画像が得られる。

米国特許明細書箱３．７８４．３００号（１９７４年１
月８日発行）は、転写前コロトロンと、転写前コロナ帯
電と同時ではなく、その後で光導電体の露光を行うラン
プとから成る転写前処理部を備えている複写機を開示し
ている。

米国特許明細書箱４．２０５．３２２号（１９８０年５
月２７日発行）は、極性が相異なる少なくとも２種類の
トナー粒子で構成されているトナー画像を有効かつ確実
に普通紙などの記録媒体に転写する静電記録装置を開示
している。極性が異なっているすべてのトナー粒子を、
１つの極性のものに切り替え、続いてトナー画像（２種
類のトナー粒子による）を−度に記録媒体に静電転写す
る。

本発明の橙要を述べれば、現像したトライレベル画像の
帯電部画像と放電部画像を共にバランスさせつつ有効に
コロナ転写する。そのための手段として、選択的転写前
帯電コロナ装置と、転写前放電ランプを使用する。その
目的は、転写するために極性を切り替えなければならな
い複合トライレベル画像部分に、他の画像部分よりも多
くの電荷を加えるように、転写前電流の大きさと分布を
調節することである。

第２図に示すように、本発明を含んだ印刷機においては
、光導電面と、導電透光基板とで構成されており、帯電
部ＡＳ露光部Ｂ、現像部Ｃ５転写部り及びクリーニング
部Ｆを順次通過する光導電ベルト１０の形態の電荷保持
体を使用する。ベルト１０は、矢印１６の方向に向かっ
て進み、その移動路に沿って設けられている各処理部を
順次通過する。

ベルＮＯは複数のローラ１８．２０．２２を周回する。

ローラ１８は駆動ローラであり、ローラ２０．２２は感
光体ベルト１０の張力を適当に調節するために使う。

モータ２３によってローラ１８が駆動されて回転し、そ
れに伴ってベルト１０が矢印１６の方向に向かって進む
。ローラ１８はベルトドライブなどの適切な手段によっ
てモータ２３に連結されている。

第２図を参照して、まずベルト１０の逐次部分が帯電部
へを通ａする。スコロトロン、コロトロン、グイコロト
ロンなどのコロナ放電装置２４がベルト１０全体を選択
的に高圧の均等な正電位または負電位ＶＯに帯電させる
。周知の任意の制御装置でコロナ放電装置２４を制御す
ることができる。

続いて感光体面の帯電部分を露光部Ｂに通す。

露光部已において、均等に帯電している感光体面すなわ
ち電荷保持面１０にレーザベース出力走査装置２５から
レーザ光線が照射され、走査装着の出力に従って電荷保
持面が放電する。好ましくは、走査装置は、３レベルレ
ーザラスター出力スキヤナ−（ＲＯ３）とする。この状
態で感光体には、帯電邦画像、放電細画像及び画像部外
の感光体部分に対応する帯電縁が含まれている。

最初に電圧ＶＯに帯電した感光体が、暗放電によってｖ
ｄｄｐ（約９００Ｖ）になる。感光体は、露光部Ｂにお
いて露光されると放電し、画像のハイライトカラー（す
なわち黒色以外の色）　部分がＶｃ（約１００　Ｖ）に
なる。第１ａ図参照。また感光体の背景（白色）画像部
は、放電して画像幅でＶｗ（Ｖｗｈｉｔｐ）（５００Ｖ
）になる。露光部を通過した後の感光体は、２つの画像
と画像部以外の帯電縁とに対応している帯電部と放電部
とで構成されている。

現像部Ｃにおいて、現像システム３０が現像剤を送り、
静電潜像に接触させる。現像システム３０は、第１現像
器３２と第２現像器３４とで構成されている。

現像器３２のハウジング内に一対の磁気ブラシローラ３
５．３６がある。ローラが現像剤４０を送り、感光体に
接触させ、放電部の画像を現像する。現像剤４０は、−
例として負帯電赤色トナーである。現像器３２は電気的
に接続されている電源４１によって電気バイアスをかけ
られている。電源４１からローラ３５．３６には約４０
０ＶのＤＣバイアス電圧が印加されている。

現像器３４のハウジング内に一対の磁気ブラシローラ３
７．３８がある。ローラが現像剤４２を送り、感光体に
接触させ、帯電邦画像を現像する。現像剤４２は、−例
として帯電邦画像を現像する正帯電黒色トナーである。

現像器３４は電気的に接続されている電源４３によって
適当な電気バイアスをかけられている。バイアス電源４
３からローラ３７．３８には約６００　ＶのＤＣバイア
ス電圧が印加されている。

感光体上の現像された複合画像は、正トナーと負トナー
とで構成されているので、ランプ／反射体集合体４８と
転写前正コロナ放電体５６が用意され、負コロナ放電を
使用して効率的に基板に転写されるようにトナーの状態
調節を行う。好ましくは、転写前コロナ放電体は、ｄｃ
電圧でバイアスされたａＣコロナ装置とし、電界感応モ
ードで動作させ、極性を切り替えなければならない複合
トライレベル画像部分に、他の画像部分よりも多くの（
または少なくとも同じ）電荷を選択的に加えるようにト
ライレベルゼログラフィ転写前帯電を実行させる。転写
前帯電の開始に先立って、複合現像潜像を担持している
感光体を露光して放電することによって、この電荷差を
大きくする。さらに、転写前帯電と同時に感光体に光線
を照射することにより、すでに正しい極性になっている
画像部分の過帯電を防止する。

集合体４８の一部になっている反射体は、好ましくは、
コロナ放電体５６の前方の部分とコロナ放電体５６の真
向かいの部分において感光体１０の透光基板を通して光
を反射するように設計されている。

担持シート５８が移動し、転写部りにおいてトナー画像
に接触する。従来のシート送り装置（図示せず）で担持
シートを転写部りへ送る。好ましくは、シート送り装置
は、積層されたコピーシートの一番上のシートに接触す
る送りロールを含む。

送りロールの回転に伴って一定の時限に従って、積層さ
れたコピーシートの一番上のシートがシュートの中へ進
み、担持シートが移動してベルト１０の光導電面に接触
し、光導電面１０上の現像された粉末トナー画像が転写
部りにおいて担持シートに接触する。

転写部りは、適切な極性のイオンをシート５８の裏面に
吹き付けるコロナ発生袋間６０を含む。それによって帯
電粉末トナー画像がベルト１０からシー・ト５８へ引き
付けられる。転写後、シートが矢印６２の方向に向かっ
て移動し続け、コンベヤ（図示せず）上に載り、定着部
Ｅへ送られる。

定着部Ｅは、転写された粉末画像をシート５８に永久的
に定着する定着装置６４を含む。好ましくは、定着器６
４は、加熱定着ローラ６６とバックアップローラ６８と
で構成する。シート５８が定着ローラ６６とバックアッ
プローラ６８との間を通過し、粉末トナー画像が定着ロ
ーラ６６に接触する。かくして粉末トナー画像が永久的
にシート５８に定着される。定着が完了すれば、シート
５８がシュート（図示せず）によって捕捉トレイ　（図
示せず）へ送られ、オペレータによって印刷機から取り
出される。

担持シートがベルト１０の光導電面から剥離された後、
光導電面の非画像部が担持している残留粉末トナーが除
去される。これらの粒子は、クリーニング部Ｆで除去さ
れる。クリーナ一部Ｆに磁気ブラシクリーナハウジング
がある。クリーナー装置は、従来の磁気ブラシロール構
造であり、クリーナー装置のハウジング内において、キ
＋’）子粒子をロール構造と電荷保持面との関係におい
てブラシ状に配向する。クリーナ一部Ｆにはさらに、ブ
ラシから残留トナーを除去する一対のトナー除去ロール
がある。

クリーニングが完了すれば、放電灯（図示せず）が光導
電面に光を照射し、帯電前に残存している残留静電荷を
完全に放散させ、後続の画像生成サイクルに備える。

本発明をより良く理解するために、第４ａ図〜第５ｂ図
を８照しつつ負帯電光導電体のトライレベルケースにつ
いて説明する。光処理を行う前の電圧状態としては、電
荷保持面１０の正トナー画像７０の下に高負電荷がある
（第４ａ図、第４ｂ図参照）。転写前帯電に先立って転
写前露光を行わない場合、正トナー層の上の電圧は負ト
ナー画像層７２の上の電圧よりも負であり、したがって
転写前コロトロンは負帯電部よりも正帯電トナ一部によ
り正のｄｃ電流を供給する。

転写前帯電に先立って画像を露光することにより、転写
前コロナ帯電前の電圧状態としては、前記高負電荷が実
質的に低下する（第５ａ図、第５ｂ図参照〉。コロトロ
ン放電に先立って高強度転写前露光を行えば、正帯電ト
ナ一部は、負帯電）・ナ一部よりも少ない（または少な
くとも同じ）量の正電流を転写前コロトロンから受ける
。これは望ましい結果である。

転写前帯電と同時に感光体に光を照射することによって
別の利点が提供される。米国特許明細書箱４．２６５．
９９０号に開示されているような負帯電感光体の場合は
、転写前帯電装置が複合トライレベル画像の負トナ一部
分に正電荷を供給し、その極性を切り替えている。感光
体は、光を照射されると導電状態になるので、感光体表
面に到達した電荷はすべて感光体を通過して接地面に達
する。導電表面に付着しているトナーに溜まる電荷の量
は、絶縁表面に付着しているトナーに溜まる電荷の量に
比べて少ない。それはトナー電荷自体が発生する局部電
界による「電荷散乱（ｃｈａｒｇｅ　ｓｃａｔｔｅｒｉ
ｎｇ）　Ｊによるものであると考えられる。トナー電荷
が多くなれば、電荷散乱効果により電荷がトナー層の空
隙部を通過して感光体表面に到達する。もし感光体表面
が導電面でなければ、電荷は感光体表面に溜まり、電荷
をトナー層の空隙部を通過させて感光体表面に到達させ
る局部電界が中和され、これによりファンネル効果がな
くなりトナー電荷が増大する。

電界感応コロナ装置５６がトライレベルゼログラフ転写
前帯電を行うことによって、極性を切り替えなければな
らない複合トライレベル画像部分に他の画像部分よりも
多くの電荷が加えられる。これによって、複合トライレ
ベル画像部分と他の画像部分の画部分が同じ効率で用紙
にコロナ転写される。ｄｃバイアスされたａＣコロトロ
ンを適切に設計し、正しく使用すれば、過帯電に因る如
何なる部分の画像欠陥を生じることなく８０％以上の転
写率を確保することができる。場合によっては、電界感
応装置５６と転写前消去ランプを組み合わせて使用する
ことにより、ある状況では作動ウィンドウを広くするこ
とができろ。また、ｄｃまたはａｃスコロトロンによっ
て、複合トライレベル画像に供給する電荷の量を差動的
に調節することもできる。

トライ１／ベルゼログラフイにおいては、転写前帯電と
同時に感光体を放電することによって画像の過帯電を最
小限度に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、トライレベル静電潜像特性を示す感光体電
位と露光量の関係を示すグラフである。 第１ｂ図は、単光路ハイライトカラー潜像特性を示す感
光体電位グラフである。第２図は、本発明の特徴を含む
印刷機の概略図である。第３図は、バイアスされた＾Ｃ
コロトロンの導７４裸板体特性を示すｄｃｌｉ流と板体
電圧の関係を示すグラフである。 第４ａ図は、転写前露光を行っていない状態の感光体電
位と感光体位置との関係を示すグラフである。第４ｂ図
は、第４ａ図のグラフに従って電荷が分布している感光
体の部分図である。第５ａ図は、転写前露光を行った後
の状態の感光体電位と感光体位置との関係を示すグラフ
である。第５ｂ図は、第４ｂ図のグラフに従って電荷が
分布している感光体の部分図である。 １０：光導電ベルト　　　１６：矢印 １８、２０．２２　：ローラ　　　２３：モータ２４：
コロナ放電装置２５：走査装置 ３０：現像システム　　　３２：第１現像器３４；第２
現像器 ３５〜３８：磁気ブラシローラ ４０．４２＋現像剤　　　　４１．４３：電源４８：ラ
ンプ／反射体集合体 ５６：転写前正コロナ放電体 ５８：担持シート６０：コロナ発生装置６２：矢印　　
　　　　　６４：定着装置６６：加熱定着ローラ　　６
８二バックアップローラ７０：正トナー画像　　　７２
：負トナー画像層Ａ：帯電部　　　　　　Ｂ：露光部 Ｃ：現像部　　　　　　Ｄ：転写部 Ｅ：定着部　　　　　　Ｆ：クリーニング部特許出願人
　　　　ゼロックスコーポレーション化　　理　　人　
　　　　　小　　堀　　　益ＦＩＧ、　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電荷保持面から基板へ転写するトライレベル像の状
   態調整方法であって、 前記トライレベル像を光及びコロナ放電に曝す方法。