JPH0220883A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、帯電、像露光、現像を繰返して感光体などの
像担持体上にカラー画像を形成する電子写真装置に関す
る。

（従来の技術） 電子写真を用いたカラー記録技術の歴史は古く様々な方
式が提案開示されている。これらのうち最近特に注目さ
れている技術に電子写真感光体への書き込み記録方法と
してレーデビーム、　ＩＪＤアレイ、などの発光素子を
用いたもの、あるいは、液晶やファラデー効果を用いた
光スイツチング素子などを用いてデジタル化した光情報
の書き込みを行なう光学系を用いたものがある。これら
の技術がカラー記録に有力であると考えられる根拠は第
１に従来から、カラー電子写真の大きな技術的離間のひ
とつとされている原稿の色分解による各色情報の光強度
と、感光体の分光感度との不一致によって生ずるプロセ
ススピードの制約がなくなる。第２に電気的処理を介す
るために様々なシ乍の改善が可能である。第３に画像情
報の編集をはじめとする電気的画像処理ができる等、コ
ンビλ−ターとの連結による多くの応用処理が考えられ
るからである。これらのデジタル化された画像情報の感
光体への書き込み方式を用いる電子写真装置では一般的
に露光ビームの照射された部分を顕像化するために反転
現像を行なっている。これは、デジタル処理回路と走査
光学系の精度上の負担を軽減することができるためであ
る。カラー電子写真の基本的な方式は帯電−像露光−現
像を必要色の数だけくシかえず事により行なわれるが、
これは円筒状に形成した感光体の回シに１回転で全ての
繰返しが行なわれるように帯電−像露光−現像のための
各装置を必要色の数だけ配置するものと。

現像装置だけを必要色の数だけ配置し、帯電と像露光装
置は、感光体のくりかえし回転によって兼用されるもの
に大別される。前者は装置的に大きくなるが、記録時間
が短かく実用的見地から期待の大きい方式である。

以上述べてきた多色記録装置の最も新しいかつ好ましい
基本概念としては、第１図のようにまとめられる。以下
この装置について第２図をも含めて説明する。原稿台１
におかれた原稿は公知の露光光学系２およびやはシ公知
の三色色分解フィルター３により固体撮像素子あるいは
イメーゾキャナー等の呼称で知られるＣＯＤプレイある
いは、シリコン等の感光材料でプレイ化された光電変換
型の画像読み取シ素子４によシ三色が電気信号化されて
記憶および情報処理部５および出力回路６を介して予じ
め帯電チャージャ２によシ所定の電位ｖ１に荷電された
像担持体としての電子写真用感光体８にレーデ−光２発
光〆イオードアレイ（ＬＥＤ）あるいは、液晶光シャッ
ターアレイ等を用いてなる光像走査装置９，１０．１１
から走査露光が行なわれる。この走査露光は、色分解フ
ィルター３によりて分解された出力によって、例えば本
例のように３色であれば、赤、青、黄の出力をそれぞれ
９ｍ、　、　１０　ｍおよびｌｌｈとして露光し、それ
ぞれの露光毎に同色の電子写真用現像器１２゜１３およ
び１４に露光部の電位ｖ１１よシ高い現像バイアスＶＢ
を印加して反転現像することによシ、三色よシなるカラ
ー複写像の形成が行なわれ、感光体８上に形成された像
は、給紙装置１５から給紙された記録紙Ｐに転写用コロ
ナ１６および剥離装置１７によって転写剥離され、定着
器１８によυ加熱定着されて機外の排紙トレイ１９上に
排紙されて複写が完了される。−芳志光体８上に残留し
た現像剤は消去ランプ２０１１Ｃよシ感光体を除電した
後にクリーナ２１により清掃されて次のサイクフルに備
えられる。一方複写を行なわずに外部の出力機器である
コンビエータやワードプロセッサの出力を本装置の入力
部２２に接続できるようになっており、信号に応じた色
を出力できる多色プリンターとしても用いられるもので
ある。

本発明者は以上説明した装置にニジ様々の検討を行なっ
た結果以下の問題点が残存していることを見い出した。

まず、帯電チャージャ１にニジ荷電された感光体８は３
番目の現像器１４を通過するまで電荷を保持していなけ
ればならないが、実際的にこのような長時間にわたシミ
荷を一定に保つ事のできる感光体８は少なく、あっても
純粋無定形セレンなど感度的に低いか、あるいは、分光
感度的制約などの理由から使用に適さないものが多く、
感度的に適するものはこの電荷の減衰のために画像変動
の問題が大きくなるという問題が生じた。この対策とし
て、各色の露光に先だって再帯電用チャージャ２３−＆
、２３−ｂを現像器１３．１４ＬＤ前段に設けて感光体
８上の電荷の減衰ΔＶを補償する事が考えられておシ、
これにニジ現像に必要な電位の安定条件は満足された。

ところがこの場合、感光体８上の電位分布Ｘは第２図の
ように第１回目に露光９ａを受けて現像された部分Ｅ部
の電位ｖＲ１お工び非露光部の電位ｖ１は、再帯電を受
けた後にはそれぞれｖＲ□およびｖ２になるが、二色目
板後の反転現像にニジ８部に現像剤が付着しないように
するためには、現像のための静電コントラスト（ｖＢ−
ｖＲ２）が現像剤の現像感度よシ小さくならなければな
らず、結果的には感光体８の初期帯電電位Ｖ、を一定に
保つだけでは一度露光を受は九部分の電位は元には戻ら
ないため、現像器１３と１４によシ再現像されてしまい
、不要な色の重なりが発生し、指定色が得られないとい
う混色問題が新たに発生した。このことは、結局従来技
術の代表的な基本プロセスである感光体８上の電荷を露
光によシ全面消去し、次に再帯電するという方法による
しか満足な条件が得られないということに帰着してしま
い、再帯電装置２３−＊、２３−ｂに加えて更に図示し
ない潜偉消去用光源をもうける一必要が生じ、小型な装
置はもはや期待できないところとなってしまった。更に
このように帯電装置２３−＊、２３−ｂに近接させてし
かも再三にわたシ光照射を行なう事は、感光体８の疲労
対策上好ましくなく、特に高感度な感光体である本装置
に用いたセレ／・テルル合金系感光体や、アモルファス
シリコン感光体等では、使用モードによる電位の変動を
増幅させる事も判明した。

又、−色目の現像剤（トナー）あるいは二色目の現像剤
（トナー）は、再帯電の際にコロナによる荷電を受ける
ためコロナ放電を受けていない最後に現像され九三色目
の現像剤（トナー）と大きく荷電量の差が生じ、転写用
コロナ１６によって同一の転写効率が得られず、色によ
っては、はとんど転写抜けを生じてしまうという更に大
きな問題も未解決なままとなっておシ技術的に大きな壁
となった。

（発明が解決しようとする課題） 上記したエラに、従来においては、画像形成に必要な問
題点が解決されておらず１画像情報の編集あるいは色変
換などの電気的画像処理が可能なカラー画像形成用の電
子写真装置が実現されていなかった。

本発明は、上記事情に基づきなされたもので、その目的
とするところは、電気的画像処理が可能なカラー画像形
成用の電子写真装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手Ｒ） 本発明は上記課題を解決するために、原稿画像を色分解
した電気信号に変換する光電変換手段と、この光電変換
手段にニジ色分解した信号に基づいて像露光および露光
信号に対応した色の現像を繰り返しカラー画像を像担持
体上に形成する手段と、２回目以降の露光と現像に先立
って像担持体を再帯電する再帯電手段と、像担持体上に
形成されたカラー画像を一度に転写部材に転写する転写
手段とを具備してなる構成としたものである。

（作用） 上記の構成とすることにニジ、光電変換手段に−よシ原
稿画像を色分解した電気信号に変換し、この色分解した
信号に基づいて像露光および露光信号に対応した色の現
像を繰り返してカラー画像を像担持体上に形成できる。

これにより、カラー画像を形成するに際して画像情報の
編集あるいは色変換などの電気的画像処理も可能となる
。しかも、カラー画像を形成する際に、２回目以降の露
光と現像に先立って像担持体を再帯電手段で再帯電させ
ることができ、各色毎の画像形成条件を均一にするとと
もに複数回に分けて現像され九現像剤の電荷量の差を少
なくして転写抜けを防止し。

崩れの無い鮮明なカラー画像を形成することが可能とな
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に示す一実施例を参照し
て説明する。先づ前記問題点のうち混色を防止する条件
としては、感光体８の帯電電位Ｖ、を一定に保つことと
、露光部分の電位ｖＲ１が現像バイアス電位から露光部
分電位を引いた値、すなわち、（ＶＢ　−ｖｌｌ　）の
値において現像開始電位↓シ小さくなるように復帰させ
るという、２点を同時に満たす事が必要である。この設
問について種々の考察検討を試みた結果、再帯電チャー
ジャに印加する電圧ｖＡが第３図に示すごとき交流電圧
ｖＡＣと直流電圧ｖＤＣとの合成として表わされるよう
な交直重畳タイプの再帯電チャージャ３０−ｈ。

３０−ｂ、３０−ｃを用いて、４００ヘルツの交流成分
■、ｃと直流成分ｖＤＣとを第４図に示した構成をもつ
再帯電チャージャ用高圧電源３１を用いてトランス部Ｔ
への入力制御部（ＲＧＴ　）　Ｊ　２　、オよび直流分
コントロール用ポリニームＶＲのコノトロールによシ、
それぞれ０〜６．５キロゲルトの範囲で組み合わせ実験
を行ない像担持体としての感光体８上の第１の現像器３
４を通過した後の露光されない部分の電位ｖ１と露光さ
れた部分の電位ｖＲ１の再帯電チャージャ３０−凰を通
過した後の電位ｖ２と■１□を調べた。なお３３は４０
０　Ｈｚの発振回路（ＯＳＣ）である。

その結果、本実施例で用いた装置における現像条件であ
る非露光部の必要電位１，０００ボルト、被露光部の現
像開始電圧７５０ｖの範囲すなわち第５図中ハツチング
で示す領域に対して交流成分Ｖ　は、ｖＤＣが４．０キ
ロデルト時において４．６〜ムＣ ５，２キロメルトの範囲で満たされ、好ましくは５、０
キロデルトで十分な値を示す事が判明した。

第５図は直流を固定した時の交流（実効値）を振った値
を示す。

（なお、交流成分を含まない直流成分のみの場合には第
６図に示すように、また、直流成分を含まない又光成分
のみの場合には第７図に示すような値となシ、いずれも
上記条件を満すことができない。） この時の他の条件は、使用感光体として膜厚６０ミクロ
ン・メートルのセレンＯテルル系感光体を周速１３０ｍ
／ｓｅｅで用いた。又、交流成分の周波数についてはい
わゆる交流マークが発生しない周波数が必要である。こ
の時のｖＤＣをパラメーターとした再帯電後の露光され
た部分の電位ｖＲ□と再帯電後の露光されない部分の電
位ｖ２の変化は第８図および第９図に示した。なおこの
場合のｖＡｃは５キロデルト時である。この図は感光体
８の電位は主に直流成分ｖＤｃでコン）ｏ−ルが可能で
ある事を示している。以上のように交流コロナ放電の電
位収束効果と直流成分による収束電位の偏倚効果が働く
結果再帯電において、感光体８上の特定の部分だけを選
択的に帯電させる事が出来る事が判明した。しかも、こ
の放電条件によって最初の現像により現像された未定着
像を乱す等の悪影響は全く発生しなかった。

以上の結果をもとに第１図の装置を発展させた第１０図
の装置による本発明に係る実施例を説明する。

まず、感光体８の周囲には帯電チャーツヤ７、第１の光
走査体３５．第１の現像器Ｊ４．５Ｖ１の再帯電チャー
ジャ３０−ｈ、第２の光走査体３６、第２の現像器３７
．第２の再帯電チャージャ５ｏ−ｂ、第３の光走査体３
８、第３の現像器３９、第３の再帯電チャージャ３０−
ｅ、第４の光走査体４０、および第４の現像装置４１が
順次感光体８０回転方向に沿って順次配設されていて、
感光体８上にカラー画像を形成するようになっている。

さらに、第４の現像装置４１の下流側すなわち帯電チャ
ージャ７までの間には制御チャージャ４２、転写用コロ
ナ１６、剥離装置１７、消去ランプ２０お工びクリーナ
２１が順次配設されていて、感光体８上のカン−画像の
転写紙Ｐへの転写お工び転写後の清掃を行なうようにな
っている。

また、前記第１〜第４の光走査体３５，３６゜３８．４
０は、第１１図および第１２図に示すようにＩＩＩＩｌ
尚）１６個の発光ダイオード４３ａ・・・をアレイ化し
た発光素子（以下ＬＥＤアレイと称す）４３に集束性光
伝導部材（商品名セルホックレンズ）４４を係合させた
構成となっている。また、ＬＥＤアレイ４３はドライブ
用ＩＣ４５，端子ピン４６などと共にセラミック基板４
７に取付けられておシ、集束性光伝導部材４４はホルダ
４８゜４８（一方のみ図示）を介してセラミック基板４
７に取付けられている。

また、第、１〜第４の現像器３４．３７，３９゜４１は
公知の磁気ブラシ型現像器で構成されている。

なお、図中４９は表示装置であ如、５ｏは画像処理用の
操作パネルである。

しかして、帯電チャージャ７により直流正電圧５、６　
ｋＶ印加にニジ感光体８を１．ＯＱＯボルト（Ｖ、＝　
１０００ボルト）に帯電した後、第１の光走査体３５で
、読み取シ素子４又は入力部２２から送られる原稿等の
黒に対応した画信号を走査露光し、黒色現像剤（黒色ト
ナー）を用いた第１の現像器３４で１回目の現像を行な
い、次に再帯電チャーシャ３０−ａに前述したごとく、
ｖＤＣ＝４、ＯｋＶおよびｖＡｃ５．０ｋｖで表わされ
る電圧を印加し、赤の信号に応じた画像露光を第２の光
走査体３６で行ない、赤色現像剤（赤色トナー）を用い
た第２の現像器３７で２回目の現像をする。以下用２．
第３の再帯電チャージャ３０−ｂ、３０−ｃに全く同じ
条件を与えるとともに青色現像剤（青色トナー）を用い
た第３の現像器３９および黄色現像剤（黄色トナー）を
用いた第４の現像器４１を順次作動させ更に再帯電チャ
ージャ３０−＆　。

ｂ−、ｃと同じ構成をもつそれぞれｖ、、＝５．０ｋｖ
。

Ｖ、ｃ＝　１．５　ｋＶが印加されたトナー帯電量制御
チャーシャ４２を通過した後給紙装置１５から送られ九
記録紙ＰＫ転写用負コロナ１６に−５，５ｋＶが印加さ
れて感光体８から転写されて剥離装置１７によシ剥離さ
れ、定着器１８を経て排出される。以上の条件で得られ
たカラー記録プロセスによるコピーは、各色の混色は全
くなく、しかも３０−ａ〜３０−ｃと同様の原理で働く
トナー帯電量制御用チャーツヤ４２の効果により、帯電
量がコロナに爆されて大きく異なった感光体上の各色の
トナーを均一に整えることができるため同一の転写コロ
ナ条件によっても均一な転写効率が得られるため転写む
らのない、完全な４色カラーコピーが得られた。更にこ
の時の感光体ドラム８上の各位置における表面電位ｖｐ
を追跡したものが第１３図に示されている。横軸ｔに示
した数字は、第１０図における各装置の位置を表わして
おり、光走査体３５・３６・３８．４０により露光され
た後の電位ｖＲ１，ｖ□、ｖ８５はいづれも前述した再
帯電チャージャ３０−＊、３０−ｂ、３０−ｃとによシ
現像されない電位７５０ポルト以上に再帯電されておシ
、シかも露光されていない部分の電位ｖ１〜ｖ３につい
て４感光体８の自然放電（暗減衰）による減衰分だけ再
帯電チャージャ３θ−ａ〜３０−Ｃにニジ設定電位１０
００ボルトを４行程にわたル保つことが確認された。又
、４色現像が終了した後の各露光部の電位は矢印Ａに示
すように犬きく異なったままになっておシこのままでは
次の転写行程において、均一な条件が与えられないこと
を裏づけている。しかし、本発明では、更に制御チャー
ジャ４２に前記したごとき放電条件を与える事により、
はぼ同一の電位に収束させることができ転写に好ましい
２００ボルト程度の値を保ち。

転写効率の向上と均一化がはかれることをいづれも孤づ
けている。

以上本発明の実施例に限定してその時の最適条件に即し
て条件を固定して説明してきたが、上記説明の中でも述
べてきたように感光体の周速および放電装置の交流成分
と直流成分との組み合わせに−よシ、所望の感光体電位
の設定が可能であυ。

現像方式に即して、再帯電電位がコントロールされるこ
とは勿論である。このようにして従来達し得なかった高
品質なカラー記録が可能となっ之。

本装置では、更に読み取られた画像を一時記憶させ表示
装ｆ４９に表示しながら画像処理用の操作ノ！ネル５０
上で編集あるいは、色変換などの処理が可能となってお
υ、こののちに再びカラー複写する事ができるようにな
ってお如多機能でかつ信頼性の高い記録装置が実現され
るものである。

感光体上に形成された多色像は、それぞれ第８図Ａに示
すように再帯電コロナを印加された履歴が異なる為コロ
ナ転写あるいはローラー転写などの電圧印加による転写
条件からはずれるものがあられれる。特に−度帯電を受
けると感光体に吸着する力が強くなシ、最後に現像され
た現像剤像（トナー像）よシ転写しにくくなる、このた
め同一の転写条件で複数の異なる帯電をもつ現像剤像を
転与するには、転写装置に印加する電圧と逆極性に現像
剤（トナー）が帯電しかつ、帯電量も極力等しくなるよ
うにする事が要求される。転写用制御チャージャ４２は
その交流成分ｖＡｃが複数トナーの帯電量の均一化にそ
して直流成分ｖＤｃが帯電量の値、または極性を制御す
る事ができ、転写条件を最適に保つことができるもので
ある。

なお、本発明は上記実施例に限るものでない。

すなわち、本実施例では光像照射域に現像剤トナーを付
着させるいわゆる反転現像方式を用いているが１本文の
説明かられかるように感光体上に像露光により発生した
電位差を次の工程のために特定の電位でかつ所望の範囲
で収束させる効果は正規現像に対しても何等変わる事は
なく、同様の作業手順によシ正常動作を与えられるもの
であり、これに制約されるものではない。又、本例は高
速化のために１回転で４色の再生を行なうようにしたが
、クリーナー動作停止条件にして複数回転にわたって作
−をくシかえし、この際に各色のサイクルの前で再帯電
チャージャ（７を含む）に前述したような放電条件を与
える事で、同様な効果が得られる事は、理解されよう、
この場合、転写用コーロナ１６お工び転写前の制御コロ
ナ４２は最終現像終了後に作動させて、転写させるよう
にすればよい。

その他５本発明の要旨を変えない範囲で種々変形実施可
能なことは勿論でおる。

また、上述のように１本発明は、原稿画像を色分解した
電気信号に変換する画像読取多素子（光１に変換手段）
４を設け、この画像読取多素子（光電変換手段、）４に
よシ色分解した信号に基づいて光走査体（ｊｌ光手段）
ｓｓ、ｓｅ、ｓｓ、、ｔｏによる像露光および現像装置
（現像手段）３４゜３７．３９．４１による露光信号に
対応し次色の現像を繰り返すことによシ、カラー画像を
感光体（像担持体）８上に形成することができる。しか
も、Ｗｉ像情報を色分解し主電気信号に変洪して一旦デ
ジタル化するため画像情報の編集あるいは色変換などの
電気的画像処理を行なうことができる。

しかも、カラー画像を形成する際に、２回目以降の露光
と現像に先立って感光体（像担持体）８を再帯電チャー
ジャ（再帯電手段）　３０　ａ　、　３０ｂ。

３０ｃで再帯電させることができ、各現像毎の画像形成
条件を均一に保つとともに、複数回に分けて現像された
現像剤の電荷量の差を少なくして。

転写抜けを防止し、崩れの鮮明なカラー画像を形成する
ことができる。

したがって、この発明の電子写真装置にあっては、鮮明
なカラー画像を、しかも、電気的に補正した状態で得る
こともできる。

［発明の効果コ 以上説明したように１本発明によれば。

電気的画像処理が可能なカラー画像形成用の電子写真装
置を提供できるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

９（： 第１図は従来の先行技術を編集した多色複写装置の概略
的構成図、第２図は従来の問題点を説明するための説明
図、第３図は本発明を実施するに必要な交直重畳タイプ
の再帯電チャージャの波形を示す図、第４図は再帯電チ
ャージャ用高圧電源、を示す回路図、＄５図は再帯電チ
ャージャの直流を固定し死時の交流を振ったときの感光
体表面電位の状態を示す説明図、第６図は直流成分のみ
の場合の感光体表面電位の状態を示す説明図、第７図は
交流成分のみの場合の感光体表面電位の状態を示す説明
図、第８図および第９図は交直重畳タイプの再帯電チャ
ージャを用いた再帯電後の露光された部分と露光されな
い部分の電位の変化状態をそれぞれ示す図、第１０図は
本発明の一実施例を実施し得る多色複写装置の概略的構
成図、第１１図および第１２図は光走査体の側面図およ
び斜視図、ｌＸ１３図は感光体ドラムの各位置における
表面電位の状態を示す説明図である。 ４・・・画像読取多素子（光電変換手段）、８・・・感
光体（像担持体）、１６・・・転写用コロナ（転写手段
）　、３０ｍ、３０ｂ、３θｃ　””再帯電チャージャ
（再帯電手段）、３５，３６．３８．４０・・・光走査
体（露光手段）、５４ｅｓｖ、ｓ９，４ノ・・・現像装
置（現像手段）、Ｐ・・・転写紙（転写部材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿画像を色分解した電気信号に変換する光電変換手段
   と、この光電変換手段により色分解した信号に基づいて
   像露光および露光信号に対応した色の現像を繰り返しカ
   ラー画像を像担持体上に形成する手段と、２回目以降の
   露光と現像に先立って像担持体を再帯電する再帯電手段
   と、像担持体上に形成されたカラー画像を一度に転写部
   材に転写する転写手段とを具備してなることを特徴とす
   る電子写真装置。