JPH0354349B2

JPH0354349B2 -

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Publication number: JPH0354349B2
Application number: JP57233406A
Authority: JP
Priority date: 1982-12-28
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1991-08-19
Also published as: JPS59121348A

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
形成したのち、この画像を１回で転写する電子写
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により所電の電
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を印加して反転現像すること
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１
５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、二色
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に接近させてしか
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。

又、一色目の現像剤（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
後に現像された三色目の現像剤（トナー）と大き
く荷電量の差が生じ、転写用コロナ１６によつて
同一の転写効率が得られず、色によつては、ほと
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つており技術的に大きな壁
となつた。

〔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、複数回に分けて現
像された現像剤の荷電量の差を無くして転写抜け
を防止し、カラー画像等を崩れのない状態で鮮明
に形成すること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
形成した後、この画像を１回で転写する電子写真
法において、転写に先立つて像担持体上の画像に
対して転写装置に印加する電圧極性と逆極性に偏
倚された交流コロナ放電を付与するようにしたも
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。先ず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位
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）３２、
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図に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までの間には制御チヤージ
ヤ４２、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
させ更に再帯電チヤージヤー３０−ａ，ｂ，ｃと
同じ構成をもつそれぞれV_AC＝5.0KV＝，V_DC＝
1.5KVが印加されたトナー帯電量制御チヤージヤ
４２を通過した後給紙装置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く、しかも３０−ａ〜３
０−ｃと同様の原理で働くトナー帯電量制御用チ
ヤージヤー４２の効果により、帯電量がコロナに
爆されて大きく異なつ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
ナ条件によつ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V_R1，V_R3，V_R5はいず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。又、４色現像が終了した後の
各露光部の電位は矢印Ａに示すように大きく異な
つたままになつており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、更に制御チヤー
ジヤー４２に前記したごとき放電条件を与える事
により、ほ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裏
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。

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
らわれる。特に一度帯電を受けると感光体に吸着
する力が強くなり、最後に現像された現像剤像
（トナー像）より転写しにくくなる、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
を転写するには、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
制御チヤージヤ４２はその交流成分V_ACが複数の
トナーの帯電量の均一化にそして直流成分V_DC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、本文の説明からわかるように感光体上に像
露光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およ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。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し
た後、この画像を１回で転写する電子写真法にお
いて、転写に先立つて像担持体上の画像に対して
転写装置に印加する電圧極性と逆極性に偏倚され
た交流コロナ放電を付与するようにしたことを特
徴とする電子写真法である。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、複数
回に分けて現像された現像剤の荷電量の差を無く
して転写抜けを防止し、崩れのない鮮明な画像を
形成す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、４
２……トナー帯電量制御チヤージヤ、３４，３
７，３９，４１……現像器。

Claims

【特許請求の範囲】１帯電後に像露光と現像とを繰返して像担持体
上に画像を形成した後、この画像を１回で転写す
る電子写真法において、転写に先立つて像担持体
上の画像に対して転写装置に印加する電圧極性と
逆極性に偏倚された交流コロナ放電を付与するよ
うにしたことを特徴とする電子写真法。２偏倚された交流コロナ放電が、像担持体上の
画像が実質的に同じ帯電量になるよう制御される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電
子写真法。