JPH0222947B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、帯電、像露光、および現像を繰返し
て感光体等の像担持体上にたとえばカラー画像を
形成する電子写真法の改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

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ザビーム、LED
アレイ、などの発光素子を用いたもの、あるい
は、液晶、やフアラデー効果を用いた光スチツチ
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
技術的難問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
不一致によつ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S/N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
ンピユー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つている。
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りかえす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りに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
転によつ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およびやはり公知の三色色分解フイル
ター３により固体撮像素子あるいはイメージスキ
ヤナー等の呼称で知られるCCDアレイあるいは、
シリコン等の感光材料でアレイ化された光電変換
型の画像読み取り素子４により三色が電気信号化
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ヤージヤ７により所定の電
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にレーザー光、発光ダイオードアレー
（LED）あるいは、液晶光シヤツターアレー等を
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、色分解フイ
ルター３によつて分解された出力によつて、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９ａ，１０ａおよび１１ａ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V_R1より高
い現像バイアスV_Bを反転現像することにより、
三色より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によつて転写剥離され、定着器１８によ
り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。一方感光体８上に残留
した現像剤は消去ランプ２０により感光体を除電
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ピユータやワードプロセツサ
の出力を本装置の入力部２２に接続できるように
なつており、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。

〔背景技術の問題点〕

本発明者は以上説明した装置により種々の検討
を行なつ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、帯電チヤージヤ７により荷電された感光
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
うな長時間にわたり電荷を一定に保つ事のできる
感光体８は少なく、あつ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、各色の露光に先だつて再帯電用チヤー
ジヤ２３−ａ，２３−ｂを現像器１３，１４の前
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り、これにより現像に必要な
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V_R1および非露光部の電位V₁は、再帯電を受
けた後にはそれぞれV_R2およびV₂になるが、三色
目以後の反転現像によりＥ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（V_B−V_R2）が、現像剤の現像感度より小
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V₁を一定に保つだけでは一度露光
を受けた部分の電位は元には戻らないため、現像
器１３と１４により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
の電荷を露光により全面消去し、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−
ａ，２３−ｂに加えて更に図示しない潜像消去用
光源をもうける必要が生じ、小型な装置はもはや
期待できないところとなつてしまつた。更にこの
ように帯電装置２３−ａ，２３−ｂに近接させて
しかも再三にわたり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ン・テルル合金系感
光体や、アモルフア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。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情にもとづきなされたもの
で、その目的とするところは、装置を大型化する
となく各色の干渉による色の濁りの無い、鮮明な
カラー画像等の形成が可能な画像形成法を提供し
ようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明はかかる目的を達成するために、帯電後
に像露光と現像とを繰返して像担持体上に画像を
形成する電子写真法において、２番目の像露光に
先立つて、像担持体上に像担持体の帯電極性側に
偏倚させた交流電圧を印加したコロナ放電を付与
して再帯電するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

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_Pを一定に保つことと、露光部分の電位V_R1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、（V_B−V_R1）の値において現像開始電圧
より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、再帯電チヤージヤ
に印加する電圧V_Aが、第３図に示すごとき交流
電圧V_ACと直流電圧V_DC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ヤージヤ３０
−ａ，３０−ｂ，３０−ｃを用いて、400ヘルツ
の交流成分V_ACと直流成分V_DCとを第４図に示し
た構成をもつ再帯電チヤージヤ用高圧電源３１を
用いてトランス部Ｔへの入力制御部（RGT）３
２、および直流分コントロール用ボリユームVR
のコントロールにより、それぞれ０〜6.5キロボ
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３４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V_R1の再帯電チヤージヤ３０−ａを通過
した後の電位V₂とV_R2とを調べた。なお３３は
400Hz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1000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_AC
は、V_DCが4.0キロボルト時において4.6〜5.2キロ
ボルトの範囲で満たされ、好ましくは5.0キロボ
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）を振つた値を示
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
ない交流成分のみの場合には第７図に示すような
値となり、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・テルル系感光体を
周速130mm／sec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V_DC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V_R2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V_AC
は５キロボルト時である。この図は感光体８の電
位は主に直流成分V_DCでコントロールが可能であ
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、この放電条件によつて最初
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つた。

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の周囲には帯電チヤージヤ７、
第１の光走査体３５、第１の現像器３４、第１の
再帯電チヤージヤ３０−ａ、第２の光走査体３
６、第２の現像器３７、第２の再帯電チヤージヤ
３０−ｂ、第３の光走査体３８、第３の現像器３
９、第３の再帯電チヤージヤ３０−ｃ、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８の回転方向に沿つ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つて
いる。さらに、第４の現像装置４１の下流側すな
わち帯電チヤージヤ７までの間には転写用コロナ
１６、剥離装置１７、消去ランプ２０およびクリ
ーナ２１が順次配設されていて、感光体８上のカ
ラー画像の転写紙Ｐへの転写および転写後の清掃
を行なうようになつている。

また、前記第１〜第４の光走査体３５，３６，
３８，４０は、第１１図および第１２図に示すよ
うに１mm当り16個の発光ダイオード４３ａ…をア
レー化した発光素子（以下LEDアレーと称す）
４３に集束性光伝導部材（商品名セルホツクレン
ズ）４４を係合させた構成となつている。また、
LEDアレー４３はドライブ用IC４５、端子ピン
４６などと共にセラミツク基板４７に取付けられ
ており、集束性光伝導部材４４はホルダ４８，４
８（一方のみ図示）を介してセラミツク基板４７
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は表示装置であり、５０は画像
処理用の操作パネルである。

しかして、帯電チヤージヤー７により直流正電
圧5.6KV印加により感光体８を1000ボルト（V₁
＝1000ボルト）に帯電した後、第１の光走査体３
５で、読み取り素子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３
４で１回目の現像を行ない、次に再帯電チヤージ
ヤ３０−ａに前述したごとく、V_DC＝4.0KVおよ
びV_AC5.0KV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回目の現像する。以下第２、第３の
再帯電チヤージヤ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
させた後、給紙装置１５から送られた記録紙Ｐに
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により剥離さ
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
色の混色は全くない。

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３
５，３６，３８，４０により露光された後の電位
V_R1，V_R3，V_R5はいづれも前述した再帯電チヤー
ジヤ３０−ａ，３０−ｂ，３０−ｃとにより現像
されない電位750ボルト以上に再帯電されており、
しかも露光されていない部分の電位V₁〜V₃につ
いても感光体８の自然放電（暗減衰）による減衰
分だけ再帯電チヤージヤ３０−ａ〜３０−ｃによ
り設定電位1000ボルトを４行程にわたり保つこと
が確認された。

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
により、所望の感光体電位の設定が可能であり、
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
得なかつた高品質なカラー記録が可能となつた。
本装置では、更に読み取られた画像を一時記憶さ
せ表示装置４９に表示しながら画像処理用の操作
パネル５０上で編集あるいは、色変換などの処理
が可能となつており、こののちに再びカラー複写
する事ができるようになつており多機能でかつ信
頼性の高い記録装置が実現されるものである。

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、本文の説明からわ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
業手順により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、クリーナーを動作停止条件にして複数回転に
わたつて作像をくりかえし、この際に各色のサイ
クルの前で再帯電チヤージヤ（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
コロナ１６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。

また、カラー画像を形成するものについて説明
したが、これに限るものでもない。

その他、本発明は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ある。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、帯電後に像露
光と現像とを繰返して像担持体上に画像を形成す
る電子写真法において、２番目の像露光に先立つ
て、像担持体上に像担持体の帯電極性側に偏倚さ
せた交流電圧を印加したコロナ放電を付与して再
帯電するようにしたことを特徴とする電子写真法
にある。したがつて、たとえばカラー画像を形成
する場合などにおいて、装置を大形化することな
く各色の干渉による色の濁りの無い鮮明な画像を
得ることができるといつた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の先行技術を結集した多色複写装
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ヤージヤの波形
を示す図、第４図は再帯電チヤージヤ用高圧電源
を示す回路図、第５図は再帯電チヤージヤの直流
を固定した時の交流を振つ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
イプの再帯電チヤージヤ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１
１図および第１２図は光走査体の側面図および斜
視図、第１３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。 ７……帯電チヤージヤ、８……像担持体（感光
体）、３５，３６，３８，４０……光走査体、３
０ａ〜３０ｃ……再帯電チヤージヤ、３４，３
７，３９，４１……現像器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帯電後に像露光と現像とを繰返して像担持体
   上に画像を形成する電子写真法において、２番目
   の像露光に先立つて第１の像露光により生じた像
   担持体上の露光部と非露光部のそれぞれの電位が
   コロナ放電装置を用いた再帯電により実質的に等
   しく、かつ像担持体の電位を一時消去することな
   く復帰されるように２番目以降の再帯電が制御さ
   れるようにしたことを特徴とする電子写真法。