JPH04110959A - 複数色画像形成装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数色の画像を形成する複数色画像形成装置に
関する。

〔従来の技術〕

複数色画像形成装置は、静電潜像担体（感光体）表面上
に形成された画像信号に対応する静電潜像に、可視像を
得るために黒色あるいはその他の色のトナーを静電付着
させ、さらにこれを紙等の転写媒体に転写後に圧力や熱
等によって定着することによって目的の画像を得る装置
である。

−船釣に、この複数色画像形成装置において２色画像を
得る場合の基本構成としては、（１）帯電−露光一現像
一帯電一露光→現像−転写一定着、という構成が考えら
れ、この場合の概略構成図を第７図に示す。第７図に示
される如く、このプロセスは単色印画のプロセスを２回
繰り返すことによって２色印画を実現しようと言うもの
である。つまり、第１の帯電器７０．第１の露光手段７
２、第１の現像器７４で、例えば黒色トナー像を得て、
第２の帯電器７６、第２の露光手段７８、第２の現像器
８０で２有彩色、例えば赤色トナー像を得、これらの２
色のトナー像を転写チャージャ８２によって、用紙８４
に転写することによって２色画像を得ている。

なお、第７図の符号８５は静電潜像担体を示し、符号８
Ｇは転写前チャージャを示し、符号８８はクリナーを示
し、符号９０はイレースランプを示し、矢印Ａは用紙８
４の搬送方向を示し、矢印Ｂは静電潜像担体の回転方向
を示している。

しかしながら、この２色電子写真画像形成装置において
は、第２のトナー像（例えば、赤色トナー像）形成過程
において、先に形成された第１のトナー像（例えば、黒
色トナー像）をかき落とすと言う不具合や、２色のトナ
ーの混色が生じると言う不具合がある。さらに帯電、露
光、現像８分が各２個ずつ同一静電潜像担体く感光ドラ
ム）上に配置されることから、装置が大型化するという
不具合もある。

これらの不具合を改善する２色電子写真画像形成装置と
して、感光ドラム２回転で２色を得る２色電子写真画像
形成装置が知られている。

この２色電子写真画像形成装置においては、（２）帯電
−露光一現像一転写一（クリーニング）−帯電一露光一
現像一転写＝（クリーニング）−転写（転写ドラム又は
転写ベルトから用紙へ）→定着、と言う構成とされてい
る。

この場合には感光ドラム１回転で従来プロセスによるト
ナー像を得、これを−旦転写ドラムあるいは転写ベルト
上に転写し、２回転目に第２のトナー像を転写ドラムあ
るいは転写ベルト上に転写し、転写ドラムあるいは転写
ベルト上に形成された２色画像を用紙に一括転写する方
式である。この方法は、２色に限らず多色印画への展開
が可能であること、また（１）の装置に比べ装置の小型
化が狙えると言う利点がある。

しかしながら、この２色電子写真画像形成装置において
は、複写スピードが遅いこと、転写プロセスが２凹入る
ため画質の劣化がその分多くなること、用紙に対する２
色の位置がズレ易い等の不具合がある。

これらの不具合点を解決し、より簡単な機構を実現する
ための２色電子写真画像形成装置の多くが特開昭６０−
１１７２６６号公報等で開示されており、その代表例の
基本的な構造が第８図に示されている。

この２色電子写真画像形成装置においては、第８図に示
される如く、帯電器９４の静電潜像担体（感光ドラム）
９６の回転方向く矢印Ｂ方向）の下流側に第１の光源９
８と第２の光源９９とが設けられており、 （３）帯電→第１露光→第２露光→混合現像−転写前帯
電−転写→定着、と言う構成とされている。

即ち、−様に正または負に帯電された静電潜像担体（感
光ドラム）９６上にポジ露光、ネガ露光をし、第９図に
示すような３値の異る電位レベルを形成し、これにほぼ
ＶＯ／２なるバイアス電位を印加してポジ現像ならびに
ネガ現像を行う。これにより２色の同時現像を可能にし
ている。

この２色電子写真画像形成装置においては、２色混合現
像のだ約混色が生じるという不具合はあるが、上記２つ
の装置に比べ装置の小型化、プロセスの簡略化が実現で
きる。

しかしながら、この２色電子写真画像形成装置において
も、従来の単色画像形成装置に対し露光機構（光源）が
１つ増え、静電潜像担体上に光源が２つ配置されており
、装置の小型化の点からはマイナスの要素となっている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記事実を考慮し、複数色からなる画像を形成
することができ、かつ装置の小型化を可能とする複数色
画像形成装置を得ることが目的である。

〔課題を解決するための手段〕

請求項（１）記載の本発明は、静電潜像担体表面を一様
に帯電させる第１の帯電手段と、この第１の帯電手段で
帯電された静電潜像担体表面に複数の電位レベルからな
る静電潜像を形成するための１つの光源と、この光源に
よって形成された静電潜像を異なる極性に帯電された異
色トナーを付着させて現像する現像手段と、この現像手
段によって付着された静電潜像担体上の異色トナーを同
一極性に帯電させる第２の帯電手段と、第２の帯電手段
によって同一極性に帯電された静電潜像担体上の異色ト
ナー像を受像材料に転写する転写手段と、を含むことを
特徴としている。

また、（２）記載の本発明は、静電潜像担体表面を一様
に帯電させる第１の帯電手段と、第１の色及び第２の色
の２色信号を含む画像情報を第１の色、第２の色及び背
景に区別できる信号に変換して出力する信号処理手段と
、この信号処理手段の出力に基づいて第１の帯電手段で
帯電された静電潜像担体表面に第１の色、第２の色及び
背景に対応した３つの電位レベルを備えた静電潜像を形
成するための１つの光源と、この光源によって形成され
た静電潜像を異なる極性に帯電された２色のトナーを付
着させて現像する現像手段と、この現像手段によって付
着された静電潜像担体上の２色のトナーを同一極性に帯
電させる第２の帯電手段と、第２の帯電手段によって同
−極性に帯電された静電潜像担体上の２色のトナー像を
受像材料に転写する転写手段と、を含むことを特徴とし
ている。

また、（３）記載の本発明は、前記背景の電位レベルを
変更する背景電位レベル制御手段を含むことを特徴とし
ている。

〔作用〕

請求項（１）記載の本発明では、第１の帯電手段によっ
て静電潜像担体表面を一様に帯電し、この静電潜像担体
表面に、１つの光源によって、光源の露光量を変えるこ
とによって、複数の電位レベルからなる静電潜像を形成
する。この露光量を変えるには、露光時間又は光の強さ
を変化させればよい。次いで、この静電潜像を現像手段
において異なる極性に帯電された異色トナーを付着させ
て現像し、第２の帯電手段によって静電潜像担体上の異
色トナーを同一極性に帯電させる。その後、転写手段に
よって、第２の帯電手段によって同一極性に帯電された
静電潜像担体上の異色トナー像を受像材料に転写する。

従って、１つの光源によって、複数色からなる画像を形
成することができ、かつ、光源が１つであるために、装
置の小型化を可能とすることができる。

また、請求項（２）記載の本発明では、第１の帯電手段
によって静電潜像担体表面を一様に帯電する。一方、信
号処理手段によって第１の色及び第２の色の２色信号を
含む画像情報を第１の色、第２の色及び背景に区別でき
る信号に変換して１つの光源へ出力する。１つの光源は
静電潜像担体表面に、光源の露光量を変えることによっ
て、第１の色、第２の色及び背景に対応した３つの電位
レベルを備えた静電潜像を形成する。この露光量を変え
るには、露光時間又は光の強さを変化させればよい。次
いで、この静電潜像を現像手段において異な・る極性に
帯電された２色のトナーを付着させて現像し、第２の帯
電手段によって静電潜像担体上の２色のトナーを同一極
性に帯電させる。

その後、転写手段によって、第２の帯電手段によって同
一極性に帯電された静電潜像担体上の２色のトナー像を
受像材料に転写する。

従って、１つの光源によって、２色からなる画像を形成
することができ、かつ、光源が１つであるために、装置
の小型化を可能とすることができる。

また、請求項（３）記載の本発明では、背景電位レベル
制御手段によって背景の電位レベルを変更することによ
ってかぶり等の画像不良を防止でき、鮮明な２色からな
る画像を形成することがでる。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の第１実施例、即ち静電潜像担体の光電特
性と光量の関係を考慮することによって１つの光源で２
色画像の形成を実現する複数色画像形成装置について説
明する。

第１図に示される如く、本実施例の複数色画像形成装置
１０の基本構成は、静電潜像担体く感光体）１２の表面
１２Ａを一様に帯電させる第１の帯電手段としての帯電
器１４を備えている。この帯電器１４の静電潜像担体１
２の回転方向（第１図の矢印Ｂ方向）下流側には、表面
電位センサー１５が設けられており、−様帯電後の静電
潜像担体表面１２Ａの電位を検出するようになっている
。

この表面電位センサー１５の静電潜像担体１２の回転方
向下流側には、光源１・６が設けられており、−様帯電
後の静電潜像担体表面１２Ａに背景部電位、第１画像電
位及び第２画像電位を形成するようになっている。

第２図に示される如く、光源１６は静電潜像担体１２の
幅方向に一列に配列された複数個のＬＥＤ　（Ｌ、〜Ｌ
ｎ　）で構成されている。

第３図に示される如く、光源１６の各ＬＥＤ（Ｌ、〜Ｌ
ｎ　）は夫々信号処理手段としての駆動回路３０に接続
されている。この駆動回路３０１＝は第１のＡＮＤ回路
３４と第２のＡＮＤ回路３６とが設けられており、第１
のＡＮＤ回路３４の８力側には、人力信号をＴ１特開点
灯させる第１のタイマー回路３８が接続され、第２のＡ
　Ｎ　Ｄ回路３６の出力側には、人力信号をＴｌ＋Ｔ２
時間点灯させる第２のタイマー回路４０が接続されてい
る。また第１のタイマー回路３８の出力側と第２のタイ
マー回路４０の出力側とは、夫々ＯＲ回路４２に接続さ
れており、ＯＲ回路４２の出力が光源１６の各ＬＥＤに
人力されるよになっている。

駆動回路３０は画像情報を出力する印字信号発生器３２
に接続されており、印字信号Ａの反転信号及び印字信号
Ｂの反転信号が第１のＡＮＤ回路３４に人力されるよに
なっている。また印字信号Ａの反転信号及び印字信号Ｂ
が第２のＡＮＤ回路３６に人力されるよになっている。

印字信号発生器３２は図示を省略した、スキャナー、コ
ンピュータ等の画像情報出力手段に接続されている。

第１図に示される如く、光源１６の静電潜像担体１２の
回転方向下流側には、現像手段としての現像器１８が設
けられており、光源１６によって形成された静電潜像を
異なる極性に帯電された異色トナーを付着させて現像す
るようになっている。

また、現像器１８には背景電位レベル制御手段としての
バイアス電圧変化回路１９が接続されている。このバイ
アス電圧変化回路１９は表面電位センサー１５に接続さ
れており、表面電位センサー１５から入力される、−様
帯電後の静電潜像担体表面１２Ａの表面電位に基づいて
、バイアス電圧を変えるようになっている。

現像器１８の静電潜像担体゛１２の回転方向下流側には
、第２の帯電手段としての転写前チャージャ２０が設け
られており、現像器１８によって付着された静電潜像担
体表面１２Ａ上の異色トナーを同一極性に帯電させるよ
うになっている。転写前チャージャ２０の静電潜像担体
１２の回転方向下流側には、転写手段としての転写チャ
ージャ２２が設けられており、転写前チャージャ２０に
よって同一極性に帯電された静電潜像担体表面１２Ａ上
の異色トナーを受像材料としての用紙２４に転写するよ
うになっている。

異色トナーが転写された用紙２４の、搬送方向く第１図
の矢印入方向）下流側には、図示を省略した定着器が設
けられており、熱あるいは圧力によりトナーを用紙２４
に定着するようになっている。

また、転写前チャージャ２０の静電潜像担体１２の回転
方向下流側には、クリーニング部２６が設けられており
、転写完了後の静電潜像担体表面１２Ａのトナーを除去
するようになっている。クリーニング部２６の静電潜像
担体１２の回転方向下流側には、露光器（イレースラン
プ）２８が設けらており、クリーニング後の静電潜像担
体１２の残留電荷を中和するようになっている。

次に本実施例の作用について説明する。

静電潜像担体１２は第１図の時計方向（第１図の矢印Ａ
の方向）に回転する。この静電潜像担体１２の表面１２
Ａは帯電器１４により一様に正又は負に帯電される。本
実施例では正に帯電されると仮定して以下に説明する。

正に一様に帯電された静電潜像担体１２の表面１２Ａは
、光源１６によりポジ露光ならびにネガ露光され、ポジ
ならびにネガの静電潜像を形成する。

即ち、第９図に示される如く、静電潜像担体表面１２Ａ
がＶＯに相当する電圧に帯電されており、この静電潜像
担体１２の光電特性（特定波長の光を照射すると光導電
性を帯び表面の帯電電荷を融和する現象）が第１０図の
ように指数関数的に減少している場合、第４図に示され
る如く、印字発生器の画像信号Ａ（例えば黒色信号）及
び画像信号Ｂ（例えば赤色信号）によって各駆動回路３
０が作動し、光源１６の各ＬＥＤ　（Ｌ、　〜Ｌｎ　）
をオンオフさせる。

即ち印字信号発生器３２からの画像信号Ａ（例えば黒色
信号）と画像信号Ｂ（例えば赤色信号）との双方がＬ（
ロー）レベルの場合（背景の場合）には、第１のＡＮＤ
回路３４からＨ（）１イ）レベルの信号が出力されて、
表面電位がＶＯ／２になる時間Ｔ１だけＬＥＤがオンし
、静電潜像担体表面１２Ａをポジ露光する。

また印字信号発生器３２からの画像信号Ａ（例えば黒色
信号）がＨレベルの場合には、第１のＡＮＤ回路３４と
第２のＡＮＤ回路３６との双方からＬレベルの信号が出
力されて、ＬＥＤはオンされず表面電位はＶＯから変化
しない。

また印字信号発生器３２からの画像信号Ｂ（例えば赤色
信号）がＨレベルの場合には、第２のＡＮＤ回路３６か
らＨレベルの信号が出力されて、表面電位がほぼ０にな
る時間Ｔ１＋Ｔ２だけＬＥＤがオンし、静電潜像担体表
面１２Ａをネガ露光する。

これにより画像信号Ａの部分は表面電位がＶＯのままで
あり、背景部分は表面電位がＶＯ／２となり、さらに画
像信号Ｂの部分は表面電位がほぼ０になる。

このように、１つの光源１を用いて露光時間を制御する
ことにより第９図に示す異る３値の電位レベルが実現で
きる。

この３値の表面電位レベルに対し、現像器１８にて正負
のトナーで現像される。この場合、現像時のバイアス電
圧は第９図の３値の電位レベルの内、背景部分の電位レ
ベルに相当する■０／２なる電位が印加されている。ま
た、負に帯電したトナーは表面電位０の領域に反転現像
される。これにより異る色のトナーが同時に現像可能に
なる。

ただし、この正負のトナーの現像に当たっては各々別々
の現像器１８を用いて現像しても良く、特に本発明は同
時現像に係わるものではない。

次に静電潜像担体表面１８上に形成された異極性のトナ
ーは転写前チャージャ２０により同一の帯電極性にされ
、転写チャージャ２２により用紙２４に転写される。用
紙２４上のトナーは図示を省略した熱あるいは圧力定着
器にて用紙２４に定着され、目的の２色画像が得られる
。

一方、静電潜像担体１２は残留トナーがクリーナー２６
で除去された後、イレースランプ２８にて残留電荷が消
去され、再び次の画像形成プロセスへと移行する。

従って、１つの光源１６で３値の異る表面電位が実現で
き、装置の小型化、プロセスの簡略化が達成されコスト
面でも大きな効果が得られる。

また、本実施例においては、現像器１８にバイアス電圧
変化回路１９が接続されており、このバイアス電圧変化
回路１９によって、表面電位センサー１５から入力され
る、−様帯電後の静電潜像担体表面１２Ａの表面電位に
基づいて、現像のバイアス電圧が制御される。これによ
り、現像のバイアス電圧を背景部分の表面電位と常に等
しくなるように制御するこが可能となり、溝境変化、使
用条件が異なっても地かぶりのない画像形成が可能とな
る。

また、例えば、正帯電トナーの帯電量ｑ（＋）が負帯電
トナーの帯電量ｑ　（−）　に比べ２倍であったとする
と、バイアス電圧変化回路１９によって予めバイアス電
圧変化回路１９に記憶されたｑ（す／ｑ（−）＝２の関
係に基づいて、第１１図に示すように背景部の電位レベ
ルとバイアス電圧がＶＱ／２ではなくＶＯ／３になるよ
うに設定されるようになっている。従って、トナー粒子
に働く静電潜像担体方向の力Ｆは次式となり、正負トナ
ーに働く力は等しくなる。

Ｆ（＋）ｌ＝１２ｑ　　（＋）Ｘα・ＶＯ／３＝　ｌ　
２／３Ｘｑ（＋）ｘα・ＶＯ Ｆ（−）ｌ＝ｌｑ（−）Ｘα−Ｖｏ　　・２／３＝ｌ　
２／３ｘｑ（−）ｘα・Ｖ。

ここで、αは電位差から電界を求める場合の係数で、通
常は静電潜像担体と現像器のスリーブとの距離に依存す
る係数である。

このようにバイアス電圧の設定は良好な２色画像を得る
ためにも有効である。

なお、このように２色印字の場合にはバイアス電圧の変
化と共に、背景の電位レベルを変化させる必要があり、
この時の制御が光源を１本にすることによって容易とな
る。

次に、本発明の第２実施例について第５図及び第６図に
従って説明する。

第５図に示される如く、本実施例は光源１６の各ＬＥＤ
　（Ｌ、〜Ｌｎ　）の点灯をマイクロコンピュータを使
用した信号処理手段としての制御回路４４で制御する構
成となっており、制御回路４４には図示を省略した、ス
キャナー、コンピュータ等の画像情報出力手段が接続さ
れている。

また、制御回路４４内のメモリーには、予め光源１６の
各ＬＥＤ　（Ｌ、〜Ｌｎ　）の点灯を制御するプログラ
ムが記憶されており、画像情報出力手段からの画像情報
と記憶されたプログラムに基づいて、光源１６の各ＬＥ
Ｄ　（Ｌ、　〜ｔ、ｎ　）が点灯するようになっている
。

次に、第６図のフローチャートに従って、同期パルスの
立上がりによる割込みルーチンによって行われる、光源
１６の各ＬＥＤ　（Ｌ、　〜Ｌｎ　）の点灯制御につい
て説明する。

まず、カウンターＮをインクリメントする（ステップ１
００）。次に、画像情報出力手段からの画像情報が、画
像信号Ａ（例えば黒色信号）又は画像信号Ｂ（例えば赤
色信号）で無い場合には、即ち、背景である場合には、
表面電位がｖＯ／２になる時間Ｔ１だけ光源１６のＮ番
目のＬＥＤをオンさせ、静電潜像担体表面１２Ａをポジ
露光する（ステップ１０２．１０４）。

次に、画像情報出力手段からの画像情報が、背景でない
場合には、画像情報出力手段からの画像情報が、画像信
号Ｂ（例えば赤色信号）の場合に、表面電位がほぼ０に
なる時間Ｔ１＋Ｔ２だけ光源１６のＮ番目のＬＥＤをオ
ンさせ、静電潜像担体表面１２Ａをネガ露光する（ステ
ップ１０６．１０８）。

また、画像情報出力手段からの画像情報が、画像信号Ｂ
でない場合、即ち画像信号Ａの場合には、ＬＥＤは点灯
されず表面電位はＶＯから変化しない。

上記制御をＮ個のＬＥＤについて行い（ステップ１１０
．１１２）　、静電潜像担体１２の回転に同期して、次
の画素ラインの露光制御に移行する。

これにより静電潜像担体表面１２Ａの画像信号Ａの部分
は表面電位がＶＯのままであり、背景部分は表面電位が
ＶＯ／２となり、さらに画像信号Ｂの部分は表面電位が
ほぼ０になる。

このように、本実施例においても、第１実施例と同様に
、光源１つを用いて露光時間を制御することによりミ２
色からなる画像を形成することができ、かつ装置の小型
化を可能にできる。

〔発明の効果〕

本発明は上記の構成としたので、複数色からなる画像を
形成することができ、かつ装置を小型化できるという優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による複数色画像形成装置
の主要部分を示す概略図、第２図は本発明の第１実施例
による複数色画像形成装置の光源を示す概略平面図、第
３図は本発明の第１実施例による複数色画像形成装置の
光源の駆動回路を示すブロック図、第４図は本発明の第
１実施例による複数色画像形成装置の光源の点灯制御を
示す出力信号図、第５図は本発明の第２実施例による複
数色画像形成装置の光源の駆動回路を示すブロック図、
第６図は本発明の第２実施例による複数色画像形成装置
の光源の点灯制御を示すフローチャート、第７図は従来
の複数色画像形成装置の主要部分を示す概略図、第８図
は他の従来の複数色画像形成装置の主要部分を示す概略
図、第９図は印字信号と電位との関係を示すグラフ、第
１０図は静電潜像担体の露光時間電位との関係を示すグ
ラフ、第１１図は印字信号と電位との関係を示すグラフ
である。 １０・・・複数色画像形成装置、 １２・・・静電潜像担体、 １４・・・帯電器、 １６・・・光源、 １８・・・現像器、 １９・・・バイアス電圧変化回路、 ２０・・・転写前チャージャ、 ２２・・・転写チャージャ、 ２４・・・用紙、 ３０・・・駆動回路、 ３２・・・印字信号発生器、 ４４・・・制御回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像担体表面を一様に帯電させる第１の帯電
   手段と、この第１の帯電手段で帯電された静電潜像担体
   表面に複数の電位レベルからなる静電潜像を形成するた
   めの１つの光源と、この光源によって形成された静電潜
   像を異なる極性に帯電された異色トナーを付着させて現
   像する現像手段と、この現像手段によって付着された静
   電潜像担体上の異色トナーを同一極性に帯電させる第２
   の帯電手段と、第２の帯電手段によって同一極性に帯電
   された静電潜像担体上の異色トナー像を受像材料に転写
   する転写手段と、を含むことを特徴とする複数色画像形
   成装置。
2. （２）静電潜像担体表面を一様に帯電させる第１の帯電
   手段と、第１の色及び第２の色の２色信号を含む画像情
   報を第１の色、第２の色及び背景に区別できる信号に変
   換して出力する信号処理手段と、この信号処理手段の出
   力に基づいて第１の帯電手段で帯電された静電潜像担体
   表面に第１の色、第２の色及び背景に対応した３つの電
   位レベルを備えた静電潜像を形成するための１つの光源
   と、この光源によって形成された静電潜像を異なる極性
   に帯電された２色のトナーを付着させて現像する現像手
   段と、この現像手段によって付着された静電潜像担体上
   の２色のトナーを同一極性に帯電させる第２の帯電手段
   と、第２の帯電手段によって同一極性に帯電された静電
   潜像担体上の２色のトナー像を受像材料に転写する転写
   手段と、を含むことを特徴とする複数色画像形成装置。
3. （３）前記背景の電位レベルを変更する背景電位レベル
   制御手段を含むことを特徴とする請求項（２）記載の複
   数色画像形成装置。