JPH02293765A - ３レベル画像形成のための白色レベル安定化方法 - 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】 本発明は、３レベル（ｔｒｉ−ｌｅｖｅｌ）　　画像形
成に関し、特に３レベル像の白色放電レベルを所定の電
圧レベルに維持または安定化させる方法および装置に関
するものである。

従来のゼログラフィでは、まず光導電部材などの電荷保
持表面を均一に帯電させることによって電荷保持表面上
に静電潜像を形成することが、般的な手順である。原稿
像に対応した付勢照射パターンに従って、帯電領域を選
択的に消散させる。

電荷を選択的に散逸させることによって、照射で露光さ
れなかった領域に対応した電荷潜像パターンが画像形成
表面上に残る。

この電荷パターンは、感光体が１つの現像剤ハウジング
を通過することによってトナーで現像されて、見えるよ
うになる。トナーは、一般的に静電吸引によって電荷パ
ターンに付着される着色粉末である。現像された像は、
次に画像形成表面に定着されるか、普通紙などの受像基
材に転写されてから、適当な定着方法によって定着され
る。

３レベルハイライトカラー画像形成では、従来のゼログ
ラフィとは異なって、帯電（すなわち未露光）領域がト
ナーで現像されるだけでなく、放電（すなわち完全に露
光された）像も現像される。

このため、電荷保持表面には、２つの画像領域および背
景電圧領域に対応した３つの電圧レベルが含まれる。画
像領域の１つは、従来のゼログラフィの場合と同様に、
感光体の未露光（すなわち帯電）領域に対応するのに対
して、他方の画像領域は感光体の完全に露光された（す
なわち放電）領域に対応している。

３レベルハイライトカラーゼログラフィの概念は、ガン
ドラッチ（Ｇｕｎｄｌａｃｈ　）の米国特許第４，　０
７８，　９２９号に記載されている。ガンドラッチの特
許は、シングルパスハイライトカラー画像形成を得るた
めの手段として３レベルセログラフィを用いることを教
示している。そこに開示されているように、電荷パター
ンは第１および第２色のトナー粒子で現像される。一方
の色のトナー粒子は正に帯電されており、他方の色のト
ナー粒子は負に帯電されている。一実施例では、摩擦電
気的に相対的正および相対的負のキャリアビーズの混合
体を有する現像剤によってトナー粒子が供給される。キ
ャリャビーズは、相対的負および相対的正のトナー粒子
をそれぞれ支持している。その様な現像剤は、一般的に
電荷パターンを支持している画像形成表面を横切るよう
に滝のように流すことによって電荷パターンに供給され
る。別の実施例では、トナー粒子が一対の磁気プランに
よって電荷パターンに供給される。各プランが一方の色
で一方の電荷のトナーを供給する。さらに別の実施例で
は、画像形成装置が略背景電圧にハイアスされる。その
ようにバイアスをかけることにより、色が鮮やかな現像
画像を得ることができる。

ガンドラッチによって教示されたハイライトカラーゼロ
クラフィでは、電荷保持表面すなわち感光体上のゼログ
ラフィックコントラストが、従来のゼログラフィのよう
に２つではなく、３つに分けられる。感光体は、一般的
に９００ｖに帯電されている。それは画像に従って露光
されるので、帯電像領域に対応する（これは、続いて帯
電領域現像（ｃｈａｒｇｅｄ−ａｒｅａ　ｄｅｖｅｌｏ
ｐｍｅｎｔ）すなわちＣＡＤにより現像される）像は、
第１ａ図に示されているＶ　ｃａｄ　またはＶ　ｄｄｐ
で表されている完全に帯電させた感光体電位のままであ
るか、それに近い。他方の像は、感光体をその残留電位
、すなわちＶｄａｄまたはＶｃ　（一般的にＩＣＩＯＶ
）まで放電させて形成され、これは続いて放電領域現像
（ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄａｒｅａ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅ
ｎｔ：　Ｄ　Ａ　Ｄ）　　によって現像される放電領域
像に対応する。背景領域は、ＶｃａｄとＶ＋Ｊａｄの中
間の電位（一般的に５００Ｖで、ＶｗｈｉｔｅまたはＶ
ｗ　と呼ばれる）まで電位が低下するように感光体を放
電させて形成される。一般的に、ＣＡＤ現像剤はＶｗｈ
ｉｔｅ　よりもＶｃａｄ側に約１００Ｖのバイアスがか
けられている（第１ｂ図のＶ　ｂｂ）ので、約６００Ｖ
のｖｂｂとなり、ＤＡＤ現像剤装置はＶｗｈｉｔｅより
もＶｄａｄ側に約１００Ｖのバイアスがかけられテイる
（第１ｂ図のＶ　ｃｂ）　　ので、約４００ＶのＶｃｂ
となる。

現像した時、最初は合成３レベル像が正のトナーおよび
負のトナーの両方で形成されている。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する必
要がある。これは、すでに転写に適した極性を持ってい
るトナーを過帯電しないように実施する必要がある。ト
ナーの電荷量が過剰になると、正常な転写が損なわれて
、クロンカによって現像画像内のトナーに乱れが生じる
。反対に、極性が逆であるトナーの帯電が不十分な場合
、それの転写効率が低下して、転写画像が満足できない
ものになる。

製造誤差によって生じる電荷受容レベルの変動のため、
上記白色レベル電圧Ｖｗ　が感光体の長さ方向に沿って
変動することが確認されている。さらに、感光体が古く
なるのに伴って、その電荷受容レベルが低下する。電荷
受容レベルの低下を補償するため、感光体は高めの電圧
レベルに帯電されており、これが白色レベルの変動の原
因になる。

また、電荷保持表面を帯電させるために使用される部材
が汚染されると、帯電の減少および白色レベルの変動が
発生する。３レベル像を電子的に形成する際に使用され
る露光出力ＲＯＳが変動ずると、白色レベルが変動する
。

感光体の電荷受容レベル、帯電または白色レベル露光の
変動、あるいはそれらを組み合わせたものが原因となっ
て３レベル像の白色レベル電圧Ｖｗが上下動すると、電
圧Ｖ　ｄｄｐ　（　Ｖ　ｃａｄ）で表される帯電領域（
ＣＡＤ）像とＶｃ（Ｖｄａｄ）で表される放電領域（Ｄ
ＡＤ）像との均衡が損なわれる。白色レベルが放電領域
像側へ移動すると、帯電像領域に対するクリーニング電
界が増加し、同時に放電像領域に対するクリーニング電
界が減少する。この結果、放電像領域での背景抑制が低
下し、帯電像領域での細い線の像が薄くなってしまう。

本発明によれば、文書間ゾーンの白色放電レベルを静電
電圧計（ＥＳＶ）で監視し、それによって得られた情報
を利用して、白色放電レベルをある所定の電圧レベルに
維持できるようにラスター出力スキャナ（ＲＯＳ）など
の露光装置を制御することによって、３レベル像におけ
る白色放電レベルを安定化させる。このため、ＥＳＶが
ＲＯＳ露光部の直ぐ後ろに配置されている。これにより
、ＥＳＶで監視されている文書間ゾーンの次の隣接印刷
こまに対する白色レベル露光を直ちに更新することがで
きる。更新は、１つまたは複数の文書間白色レベル測定
値および／または感光体（Ｐ／Ｒ）特性の事前知識に基
づいて行うことができる。

不必要なプリント内背景のむらを避けるため、１つのプ
リントこま内では白色レベル露光の補正を行わない。

第２図に示すように、本発明を含む印刷装置には、帯電
部Ａ１露光部Ｂ１現像部Ｃ１転写部Ｄおよびクリーニン
グ部Ｆを通過するように取り付けられた、光導電表面お
よび導電性かつ光透過性の基材からなる光導電ベルト１
０である電荷保持部材が用いられている。ベルト１０は
、矢印１６の方向へ移動して、その連続部分をその移動
経路の周囲に配置された様々な処理部へ順次前進させる
。ベルト１０は複数のローラ１８、２０および２２に掛
けられており、ローラ１８は駆動ローラとして使用され
、ローラ２０および２２は感光体ベルト１０に適当なテ
ンションを加えるために使用されている。モータ２３が
ローラ１８を回転させることにより、ベルト１０が矢印
１６の方向へ前進する。ローラ１８は、ベルト駆動など
の適当な手段によってモータ２３に連結されている。

第２図に示すように、ベルト１０の連続部分は、まず帯
電部Ａを通過する。帯電部Ａでは、スコロトロン、コロ
トロンまたはグイコロトロンナトノコロナ放電装置２４
が、ベルト１０を選択的に高い均一の正または負の電位
Ｖ。に帯電させる。公知の適当な制御装置を用いて、コ
ロナ放電装置２４を制御することができる。

次に、感光体表面の帯電部分は露光部Ｂを通る。

露光部Ｂでは、均一に帯電させた感光体すなわち電荷保
持表面１０がレーザ式出力走査装置２５で露光されて、
走査装置からの出力に基づいて電荷保持表面１０の放電
が行われる。好ましくは、この走査装置は、３レベルレ
ーザラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）である。このように
して得られた感光体には、第１ａおよびｌｂ図にＶｗで
示されている背景領域とともに、帯電領域（ＣＡＤ）像
および放電領域（ＤＡＤ）像の両者が含まれている。

最初に電圧Ｖ０　に充電されていた感光体は、約９００
ボルトである電圧レベルＶｄｄｐ（Ｖｃａｄ）まで暗減
衰される。露光部Ｂで露光されると、それは画像のハイ
ライト　（すなわち黒色以外の色）のカラ一部分が約−
１００ボルトであるＶｃ（Ｖｄａｄ）まで放電される。

第１ａ図を参照されたい。また感光体は、背景（白色）
像領域および文書間領域では画像に従って−５００ボル
トのＶｗ（Ｖｗｈｉｔｅ）まで放電される。

露光部を通過後の感光体には、それぞれＣＡＤおよびＤ
ＡＤ潜像に対応する帯電領域および放電領域が含まれて
いる。

現像部Ｃでは、現像装置３０が現像剤を前進させて、Ｃ
ＡＤおよびＤＡＤ静電潜像と接触させる。

現像装置３０は、第１および第２現像機３２および３４
を有している。現像機３２には、一対の磁気ブラシロー
ラ３５および３６を収容しているハウジングが設けられ
ている。ローラが前進させた現像剤４ｏが感光体と接触
することにより、帯電領域像が現像される。例えば、現
像剤４０は正に帯電させた黒色トナーを含有している。

現像機３２に電気的に接続した電源４１を介して電気バ
イアスがかけられている。

およそ−６００ボルトの直流バイアスが電源４１を介し
てローラ３５および３６にかけられる。

現像機３４には、一対の磁気ブラシローラ３７および３
８を収容しているハウジングが設けられている。

ローラが前進させた現像剤４２が感光体と接触すること
により、放電領域像が現像される。例えば、現像剤４２
は、放電領域像を現像するだめの負に帯電させた赤色ト
ナーを含有している。現像機３４に電気的に接続した電
源４３を介して適当な電気バイアスがかけられている。

およそ−４００ボルトの適切な直流バイアスが電源４３
を介してローラ３７および３８にかけられる。

感光体上に現像された合成像は正および負の両方のトナ
ーからなるので、正コロナ放電を利用してトナーを基材
に効果的に転写できるようにするため、正転写前コロナ
放電部材（図示せず）が設けられている。この転写前コ
ロナ放電部材は、直流電圧でバイアスされた交流コロナ
装置であることが好ましく、これによって、電界感応モ
ードで作動して、合成３レベル像の、他の部分に比べて
極性を逆にする必要がある部分には、多めの電荷（また
は少なくとも同程度の電荷）を選択的に加えるように３
レベルゼロクラフィ転写前帯電を実施できる。この電荷
識別は、転写前帯電を開始する前に合成現像潜像を担持
している感光体を光で放電させることによって、促進す
ることができる。

さらに、転写前帯電と同時に光を感光体に照射すること
により、すてに正しい極性になっている像の過帯電部分
を最小限に抑えることができる。

支持材用紙５８が転写部Ｄでトナー像と接触するように
送られてくる。支持材用紙は、図示しない従来形給紙装
置によって転写部Ｄへ進められる。

好ましくは、給紙装置に、積み重ねられたコピー用紙の
最上層の用紙に接触する送りローラを設ける。送りロー
ラが回転することにより、積み重ねられたコピー用紙の
最上層の用紙がシュートへ進められ、このシュートが前
進中の支持材用紙をベルト１０の光導電表面とタイミン
クを合わせて順次接触するように送って、その上に現像
されているトナー粉像が転写部Ｄで前進中の支持材用紙
と接触するようにする。

転写部Ｄには、用紙５８の背面上に適当な極性のイオン
を噴射するコロナ発生装置６０が設けられている。これ
により、帯電トナー粉像がベルト１０から用紙５８へ引
き付けられる。転写後、用紙は矢印６２の方向へコンベ
ヤ（図示せず）に載せて送られ、このコンベヤによって
用紙は定着部Ｅへ進められる。

定着部Ｅには定着アセンブリ６４が設けられており、こ
れによって転写粉像が用紙５８に永久的に付着される。

好ましくは、定着アセンブリ６４に加熱定着ローラ６６
およびバックアップローラ６８を設ける。用紙５８は、
トナー粉像が定着ローラ６６と接触するようにして、定
着ローラ６６とバックアップローラ６８との間を通過す
る。この様にして、トナー粉像が用紙５８に永久的に付
着される。定着後、図示しないシュートが前進用紙５８
をやはり図示しない受皿へ案内して、それからオペレー
タが印刷機から取り出す。

支持材用紙がベルト１０の光導電表面から離れてから、
光導電表面上の非画像領域に担持されている残留トナー
粒子をそれから取り除く。これらの粒子はクリーニング
部Ｆで除去される。クリーニング部Ｆには、磁気ブラシ
クリーナハウジングが設けられている。クリーナ装置に
は従来形磁気ブラシローラ構造が設けられており、クリ
ーナハウジング内のキャリャ粒子をローラ構造および帯
電保持表面に対してブラシの様に方向付けることができ
るようにしている。また、残留トナーをブラシから取り
除く一対のトナー落しローラが設けられている。

クリーニングに続いて、放電灯（図示せず）が光を光導
電表面に照射して、次の画像形成サイクルのための帯電
に先だって、残っている残留静電荷をすべて散逸させる
。

白色すなわち背景放電電圧レベルの安定化は、静電電圧
計（ＥＳＶ）７０を利用して感光体の文書間領域の感光
体白色放電レベルを監視することによって達成される。

これによって得られた情報を制御論理回路７２で利用し
て、白色放電レベルを所定レベルに維持できるようにラ
スター出力スキャナの出力を制御する。

制御論理回路７２は、所定の白色電圧レベルを表す基準
電圧を与える公知の部材を有している。制御論理回路は
、Ｅ　Ｓ　Ｖ７０によって感知された電圧値を所定値と
比較して、白色放電レベルを所定レベルに維持できるよ
うにＲＯＳの出力を制御するために使用される信号を発
生する。制御論理回路によってラスター出力スキャナの
白色レベル出力の補正の時間を決めることにより、１つ
の画像こま内では補正が行われないようにして、画像こ
ま内に白色レベルのむらができることを防止している。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は３レベル静電潜像を説明する感光体の電位対
露光のグラフ図、第１ｂ図はシングルパスハイライトカ
ラー潜像の特性を説明する感光体の電位のグラフ図、第
２図は本発明の特徴を含む印刷装置の概略図である。 １０：光導電ベルト　　　１６：矢印 １８．　２０，　２２　：ローラ　　　２３：モータ２
４：コロナ放電装置　　２５：走査装置３０：現像装置 ３４：第２現像機 ３５，　３６，　３７，　３８　：磁気ブラ４０，４２
：現像剤 ５８：支持材用紙 ６２：矢印 ６６：加熱定着ローラ ７０；静電電圧計 Ａ：帯電部 Ｃ：現像部 Ｅ：定着部 ３２：第１現像機 シローラ ４１，４３：電源 ６０：コロナ発生装置 ６４；定着アセンブリ ６８二バックアップローラ ７２：制御論理回路 Ｂ；露光部 Ｄ：転写部 Ｆ：クリーニング部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電荷保持表面上に３レベル像を形成する方法であっ
   て、 前記電荷保持表面を均一に帯電させる段階と、前記均一
   に帯電させた表面を露光して、帯電領域像、放電領域像
   および白色放電領域を形成する段階と、 前記電荷保持表面上の白色放電レベルを表す信号を発生
   する段階と、 前記信号を利用して、前記白色放電レベルを所定レベル
   に維持できるように前記露光段階を制御する段階とを有
   している方法。