JPH04175776A - カラー画像形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式の画像形成方法に係り、−回の
露光でカラー画像に対応する静電潜像な得るワンショッ
トカラ一方式で画像を形成する方法に関する。

〔従来の技術〕

コンピー−ターの情報処理能力の向上に対応して、周辺
機器の機能向上が強く要求されている。

処理された情報を、印刷の形で人間に伝えるプリンター
においては、より複雑な情報を的確、直感的に表現する
ため、プリントのカラー化が要求されている。

前記要求に答える方式として、電子写真方式を用いたカ
ラー画像形成方法が提案されている。マルチプロセス方
式と、ワンショット方式の二種類の方法がある。

マルチプロセス方式の電子写真カラープロセスは以下の
通りである。カラートナーとしてシアン、マゼンタ、イ
エロー、ブラックを準備する。まず電子写真感光体の表
面にシアンに対応する静電潜像な形成し、シアントナー
像を形成する。電子写真感光体表面のシアントナーを転
写ドラムに転写する。順次、同様の工程でマゼンタ、イ
エロー、ブラックのトナー像を転写ドラム士に重ねる。

転写ドラム上に４色のカラートナーの転写が終了しブ、
−ら、紙にトナー像な転写Ｉ２、定着ｔ、てカラープリ
ント画像な得る。この通常のカラートナーを用いて）方
法では、１ペ一ジ′分のカラートナー像を形成後、−括
して紙（て転写するので、用紙の長さの周を持つ、直径
の大きな転写ドラムが必要であり、装置２）１犬型にな
る欠点がキ・る。また、転写ドラムがカラートナ・−の
種類の数に対応した回数、この例では４回、回転−する
のでプリント速度が遅い欠点がある。また、カラートナ
ーな転写ドラムに重ねる時、位置ずれを生じると画像品
質が著しく低下するので、高精度な機械的な位置合わせ
機構が必要なので、装置が１い、高価になる欠点がある
。

これらの欠点を解決する方法として、電子写真方式を用
いたワンショットカラ一方式が提案されている。たとえ
ば、特公昭５５−２７３４．１号公報には、特殊なカラ
ートナーを用いる方法が開示すしている。このワンショ
ットカラ一方式は、以下に述べるカラーフィルターの核
を有する特殊なトナーを用いることに釉徴がある。特殊
トナーは相違する機能を有する二つの要素で構成される
。

一つは、色を選択的に透過するカラーフィルターであり
、もう一方は、記録用紙の表面に塗布された顕色剤と反
応してカラーフィルターの透過色の補色を発色するカラ
ーフォーマ−である。カラーツメ−マーは顕色剤と反応
する以前は透明でキ）る。

各々赤色、緑色、青色を透過するカラーフィルターと顕
色剤と反応して赤色、緑色、青色の補色であるシアン、
マゼンタ、イエローな発色するカラーフォーマ−で構成
される三種類の特殊トナーである。

まず感光体を帯電し、上記特殊トナーを感光体の表面に
一層付着させ、特殊トナー側から画像データに依存して
赤光、緑光、青光を組み合わせた光で露光する。露光を
終了すると、露光の色を透過するカラーフィルターを含
む特殊トナーと感光体間の静電引力が低下する。たとえ
ば赤色の露光の光は、赤色を透過するカラーフィルター
を含む特殊トナーを透過して感光体の表面に到達し１、
感光体表面の電荷量を減少させる。一方縁色と青色を透
過するカシ−フィルターを含む特殊トナーは、赤色な吸
収するので、赤色の露光の光は感光体の表面に到達せず
、感光体の表面の電荷量は減少しない。

つぎに現像工程で静電引力が弱いトナーのみを感光体か
ら剥離し２でカラーのトナー像を感光体の表面に形成す
る。感光体上に残った特殊トナーを、顕色剤を塗布し、
た記録用紙に転写１−１定着し、てカラー画像を得て）
。上記の例のように、赤色で露光するとマゼンタ発色と
イエロー発色の特殊トナーが感光体の表面に残るので、
この二種類の特殊トナーが用紙に転写され、記録用紙上
に赤色の像が形成される。異なる波長域の光を組み合わ
せて露光することで、白、黒を含めて８色の画像を得る
。

〔発明が解決シ１１．ようとする課題〕前記従来のワン
ショットカラ一方式は、特殊なトナーな用いることに起
因（〜で、以下の問題点を有′１′ろ。

（ａ、）　　記録用紙の取扱が厄介である。

（ｂ）　　特殊トナーが高価である。

ＦＣ）　　特殊トナーのかすが発生する。

（ｄ）　　画像の色濃度が不十分である。

（ａ）は特殊トナーが有するカラーフォーマ−を発色さ
せるために、記録用紙として顕色剤を表面に塗布した特
殊な用紙が必要なことによる。通常の電子写真方式の画
像形成装置で用いる普通紙では、カラーフォ・−マーは
発色せず画像が得られない。

特殊な用紙は入手がめんどうであり、顕色剤の変質を防
ぐため、保存環境の整備が必要である。

（ｂ）は特殊トナー製造工程が複雑であることに起因す
る。すなわち、特殊トナーは透過色を選択するカラーフ
ィルターの核を形成し、その核にカラーフォーマ−をコ
ー　トする複雑な工程で製造されるので、萬価になる。

（Ｃ）は特殊トナーを構成するカラーフィルターの色は
カラーフォーマ−の発色する色と補色関係なので、定着
工程でカラーフィルターが用紙に定着されると画像が黒
になるので、定着されずに用紙の表面に残るよう設計さ
れていることに起因する。

このかすを除去する処置が必要である。

（ｄ）は特殊トナーの体積のほとんどをカラーフィルタ
一部材が占めており、カラーフォーマ−の割合が少ない
ことに起因する。

カラーフィルターの核がない、シアン、マゼンタ、イエ
ローのカラートナーを用いたワンショット方式が特開昭
６３−２８５５６６号公報で開示されているが、得られ
るプリントの色は赤、緑、青もしくはシアン、マゼンタ
、イエローのトチラかの３色の組合せのみであり、カラ
ープリンターとしては、表現色の数が不足である。また
特公昭４０−２８４９７号公報忙開示されている、赤、
黄、緑のカラートナーを用いたワンショット方式でも赤
色、黄色、緑色の色表現しかできず、表現色の数が不十
分である。

本発明は、カラーフィルターの核がない通常のカラート
ナーを用いて、露光方法を工夫することで、上記の問題
点を除いた、簡単な構成で、１回の露光により、カラー
画像に対応した静電潜像を得て、表現色の数が多く、高
品質のカラー画像を普通紙の上に得る電子写真方式画像
形成方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成するために、カラートナーを
感光体の表面に一層に形成し、１回のカラー露光でカラ
ー画像を形成する、ワンショットカラ一方式において、
出力用紙上に出力されるカラー画像に対応して、前記カ
ラートナーから成り、前記カラー画像より少なくとも一
方向に拡大したカラートナー像を前記感光体上に形成し
た後、転写工程で前記カラートナー像を縮小しながら転
写し、前記出力用紙上に、前記カラートナーの色と、該
カラートナーの混色による色から成る前記カラー画像を
得ることを特徴としている。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用いて詳述する。

第１図に本発明の露光方法による、カラートナーと電子
写真感光体の間の静電気力の制御方法を述べる。

電子写真感光体は赤光、緑光、青光に感度な有する有機
光半導体層を用いた。電子写真感光体１の表面を帯電し
、青光、緑光を透過し赤光を吸収するシアントナーＣ１
青光、赤光を透過し緑光を吸収するマゼンタトナーＭ、
緑光、赤光を透過し青光を吸収するイエロートナーＹを
、各色均一に一層付着させる。カラートナーは、トナー
の分光透過スペクトルを決定する着色剤、出力用紙への
定着を目的とした結着樹脂、トナーの帯電特性を制御す
る荷電制御剤を主たる成分として構成される。着色剤は
顔料、染料、昇華性染料等を用いる。

従来の問題点の項で述べた特殊トナーに必要であった、
透過色を選択するカラーフィルターの核は、本発明では
不要である。

光強度１．．１．、Ｉ、は、赤、緑、青の各色の光を用
いて、トナーが形成された電子写真感光体に光書き込み
をした時、電子写真感光体の表面電位を十分に低下させ
て、各色に対応するトナーを剥離するに必要な光強度で
あり、カラートナーの透過率、露光時間、感光体の感度
特性によってかわって（る。

これな式で表現すると次式のようになる。

Ｉｎ　ｘ’ｆ、ｘΔｔ＝Ｅ、、 ＩｏｘＴ、ｘΔｔ−Ｅ、。

Ｉ、ｘＴ、ｘΔｔ−＝Ｅ。

ここでＴ、、Ｔ、、Ｔ、は、後に詳述するが、カラート
ナーの各党に対する透過率であり、Δｔは露光時間、Ｅ
８、Ｅ、、Ｅ、は、赤、緑、青の各色の光で、カラート
ナーが付着していない電子写真感光体を露光した時に、
電子写真感光体の表面電位を十分に低下させるに必要な
、各色での光エネルギーである。

上記の関係式の意味は、以下の通りである。光強度１．
．１．．１．の光強度でカラートナーの側から露光する
と、光強度■８、■。、■農の値にカラートナーの透過
率を掛は合わせた値が電子写真感光体の表面に到達し、
この露光なΔｔの時間続けた時、電子写真感光体はその
表面電位を十分に低下させるに必要な光エネルギーな得
る。

次に赤、緑、青の各書き込み光（露光）の波長と各色の
カラートナーの透過率について第４図を用いて説明する
。

シアントナーの透過スペクトルを１５、マゼンタトナー
のそれを１６、イエロートナーのそれを１７でそれぞれ
示す。赤色の露光はマゼンタトナーとイエロートナーの
透過率がほぼ等しい６４０ｎ田な中心波長とする赤色の
光で、緑色の露光はシアントナーとイエロートナーの透
過率がほぼ等しい５３Ｑｎｍを中心波長とする緑色の光
で、青色の露光はシアントナーとマゼンタトナーの透過
率がほぼ等しい４１５ｎｍを中心波長とする青色で行う
。

Ｔ、はマゼンタトナーとイエロートナーの、上に述べた
赤色の露光の光に対する透過率である。

Ｔ、はシアントナーとイエロートナーの、緑色の露光の
光に対する透過率である。Ｔ１はシアントナーとマゼン
タトナーの、青色の露光の光に対する透過率である。

第１図ｆａ）に、光強度Ｉ、の赤光でカラートナー側か
ら電子写真感光体な露光する場合を示す。

シアントナーＣは赤光を吸収するから、シアントナーの
下の電子写真感光体の表面電位はほとんど低下しない。

赤光を透過するマゼンタトナーＭとイエロートナーＹの
下の電子写真感光体の表面電位は大きく低下する。光強
度ＩＲは、現像工程でトナーを電子写真感光体から剥離
するに寸分な静電気力の低下を生じる光量であるから、
現像工程でマゼンタトナーＮ１とイエロートナーＹを電
子写真感光体から剥離し、電子写真感光体の表面には、
シアントナーＣのみを残すことができる。この残ったト
ナーを出力用紙に転写して、シアン色の画像を得る。

光強度■。の緑光で露光すると、緑光を透過するシアン
トナーとイエロートナーの電子写真感光体との静電気力
が低下し、現像工程で電子写真感光体から容易に剥離で
き、緑光を透過しないマゼンタトナーだけを電子写真感
光体の表面に残すことができる。出力用紙の上にはマゼ
ンタ色の画像を得ることができる。

光強度１．の青光で露光すると、青光を透過するシアン
トナーとマゼ〉・タトナーの電子写真感光体との静電気
力が低下し、現像工程で電子写真感光体から容易に剥離
でき、青色を透過しないイエロートナーだけを電子写真
感光体の表面に残すことができる。出力用紙の上には、
イエロー色の画像を得る。

すなわち、露光色を透過しない一種類のカラートナーの
みを電子写真感光体の表面に選択的に残し、これを出力
用紙に転写することで、露光色の補色のカラー画像を出
力用紙の上に形成することができる。

出力用紙の上に黒の画像を形成するには、露光せずに電
子写真感光体の表面にシアン、マゼンタ、イエローのす
べてのトナーを残し７ておけば良い。

出力用紙の上に白の画像な形成するには、電子写真感光
体の表面のトナーをすべて取り去れば良（・。この目的
には、光強度Ｔ８の赤光、光強度１ｏの緑光、光強度工
、の青光の少なくも二色の光で露光する。第１図（ｂ）
は、赤光と緑光で露光する場合である。シアントナーＣ
は緑光を透過し、マゼンタトナーＭは赤光を透過し、イ
エロートナーＹは赤光と緑光の両方を透過する。いずれ
のカラートナーの下の電子写真感光体も、十分な光エネ
ルギーで露光されるから、現像工程でトナーが剥離され
るに十分な静電気力の低下を生じる。

また、カラートナーを透過した違った色の光強度の和で
あっても、その結果、感光体の表面電位を十分に低下さ
せれば良いのであるから、例えば光強度１．１．、Ｉ、
の、それぞれ１／２の光強度の三色の露光でも良い。た
とえば、シアントナーの下の感光体は、シアントナーを
透過した青色と緑光が到達するので、（ＩＧ　＋Ｎａ　
）　Ｘ　１／　２の光強度で露光され、シアントナーを
感光体から剥離するに十分な、表面電位の低下を得る。

以上の方法で、出力用紙の上にシアン、マゼンタ、イエ
ロー、白、黒の５色の画像を得られる。

しかし画像形成装置としては、これら５色では不十分で
ある。そこで、本発明では、相違する色のカラートナー
を混色させる方法で、表現可能な色の数を増やす。たと
えば、シアンとマゼンタを隣接配置し、混色すれば青に
なる。マゼンタとイ二〇−を隣接配置すれば混色で赤が
、シアンとイエローを隣接配置すれば緑を表現できる。

さらに中間色は、シアン、マゼンタ、イエロートナーの
面積の割合を変化して得ることができる。

しかし、画像の濃度が低いことが問題である。

赤を表現する場合を例として理由を述べる。赤色はマゼ
ンタとイエローを同時に電子写真感光体の表面に残せば
得られるのであるが、本発明では、前述したよ５に、電
子写真感光体の表面には一つの色のカラートナーしか残
すことができない。すなわちマゼンタとイエローを同時
に電子写真感光体の表面に残すことはできない。そこで
、隣接する領域の一方にマゼンタを選択し、他の一方で
イエローを選択して電子写真感光体の表面に残す。

するとマゼンタな残した領域にあるイエローは画像形成
に寄与せず、イエローを残した領域にあるマゼンタは画
像形成に寄与しない。二種類のカラートナーを電子写真
感光体の表面に残せる場合に比較して、画像の濃度が低
い。

画像濃度を向上させるために、感光体の表面のカラート
ナー像？圧縮して、出力用紙上に画像として形成する工
夫をする。すると、出力用紙の上では、カラートナーの
密度が増加するので、画像の濃度を向上させることがで
きる。像のゆがみを防止するため、感光体の表面のカラ
ートナー像は、あらかじめ像の圧縮方向に、圧縮率の逆
数の割合で拡大して形成する。出力用紙には、圧縮率に
従って圧縮して転写して画像な形成するから、画像デー
タに従った正しい形状の画像を得る。

第２図に例として、隣接する二つの領域に残しタイエロ
ーとマゼンタトナーを混色して色を表現する場合を示す
。圧縮率が６の場合である。出力用紙３と電子写真感光
体２は、４の方向に移動する。圧縮率が６であるから、
出力用紙の移動速度は、感光体の移動速度の１／６であ
る。感光体上の長さＬ１＋Ｌ２（Ｌ１＝Ｌ２＝３ＸＬ）
の部分のカラートナーを、出力用紙上の長さＬに圧縮転
写する。感光体上では、長さＬｌの部分を光強度工、の
青光で露光して、マゼンタとシアンのカラートナーの下
の感光体の表面電位な低下させ、現像してマゼンタとシ
アンのカラートナーを感光体表面から剥離し、感光体に
は斜線で示したイエロートナーのみを残した。長さＬ２
の部分を光強度１ｏの緑光で露光して、シアンとイエロ
ーのカラートナーの下の感光体の表面電位を低下させ、
現像してシアンとイエローのカラートナーを感光体表面
から剥離し、感光体には斜線で示したマゼンタトナーの
みを残した。出力用紙上には、Ｌの長さにイエローとマ
ゼンタトナーが圧縮転写される。

出力用紙上のカラートナーの密度は、感光体上でのカラ
ートナーの密度より６倍高いので、カラー画像の濃度が
高い。出力用紙上では、イエロートナーとマゼンタトナ
ーが混色して見えるので、赤色の画像を得られたことに
なる。また、イエロートナーを残した長さＬｌと、マゼ
ンタトナーを残した長さＬ２の割合を変えることで、多
数の中間色を得ることが出来る。また、シアントナーの
領域も設け、シアントナーを混色させることで、さらに
多数の中間色を表現できる。

上述の露光方法を露光工程とした電子写真方式カラープ
リンターの構成を第３図に示す。パンクロマチックな分
光感度特性を有するＯＰＣ感光ドラム５の表面を、帯電
器６で全面帯電する。

次に、帯電した感光体にシアントナー、マゼンタトナー
、イエロートナーなカラートナー付着器７で感光ドラム
５０表面に一層のトナー層として形成する。カラートナ
ーを一層だけ形成するには、カラートナーの表面をヨウ
化銅等の導電性膜でコートし、カラートナーの表面を導
体化すると効果的である。

画像データーは画像処理部８でデーター処理され、光書
き込みヘッド９を駆動する信号に変換される。光書き込
みヘッドは液晶シャッターを用いた。液晶シャッターで
赤光、緑光、青光を独立に制御するには、例えば特開昭
５９−１３７９３０号公報に開示されているように、赤
光、緑光、青光を透過するカラーフィルターを液晶シャ
ッターを構成する液晶画素ごとに設けて、液晶画素の光
透過率を独立に制御すればよい。特開昭５９−１３７９
３０号公報では、赤光、緑光、青光を透過するカラーフ
ィルターを有する液晶画素を感光ドラムの移動方向に１
個ずつ設けている。本実施例では、プリント速度を上げ
るために、赤光、緑光、青光を透過”するカラーフィル
ターな有す石）液晶画素を感光ドラムの移動力向に、そ
れぞれの透過色ごとに２個配設した。

３００ｄｐｉのドツト分解能でＡ４用紙にカラープリン
トするには、白黒プリンターの光書き込みに必要な２５
６０個の液晶画素の３倍、７６８０個の液晶画素が必要
である。この液晶画素なスタティック駆動すると、多く
の駆動ｉｃを要するので、光書き込みヘッドの体積、コ
ストが増加する。

駆動ｉｃの数を減少するには、液晶画素を時分割駆動す
るのが効果的である。光エネルギーを有効利用するには
、時分割駆動された時に光学状態を記憶できる液晶が適
している。また液晶画素の応答速度が速いと高速プリン
トができる。このようなことから、高速応答で記憶作用
を有する強誘電性液晶を用いた。

を用いて感光ドラムから剥離、回収しカラー　トナー付
着器７に送って再利用する。除電器１１により、感光体
５かも剥離されないで、感光体の表面に残ったカラード
ノー−と感光体の間の静電引力を低下させた後、このカ
ラートナーを出力用紙１２に転写し、熱定着器１３で出
力用紙に定着した。

出力用紙が移動する方向の配録用紙の移動速度は、感光
体の周速より遅くし、感光体表面のカラートナーの像を
移動方向に圧縮して、出力用紙に転写し、高い画像濃度
と多数の色表現を得た。

出力用紙に転写されずに、感光体表面に残ったカラート
ナーは、クリーナー１４でかき落とした。

三種類のカラートナーの消費量は相違するので、プリン
ト数の増加とともに、カラートナー付着器７の中の各カ
ラートナーの量の割合が変化する。

発光ダイオードと受光センサーを用いて、カラートナー
付着器７の中の各カラートナーの箪を測定して、各カラ
ートナーの間の割合が一定となるようカラートナーを自
動的に補給した。プリントデータから各カラートナーの
消費量を算出し、補給しても良い。

本実施例の液晶シャッターによる光書き込みは、カラー
ファイバーオプチカルチューブで光書き込みをしても良
い。また白色ガスレーザーからの出　。

射光を赤、緑、青に分解し、ポリゴンで走査して書ぎ込
む方式でも良い。また、半導体レーザーと高調波発生器
の組合せでも良い。すなわち、赤色発光の第一の半導体
レーザー、半導体し・・−ザーでＹ　Ａ、　Ｇレーザー
を励起して得た波長１．０６１ｔｒｎのレーザー光を、
２倍高調波発生器に通して得た緑色発光の第二の半導体
レーザーおよび発光波長０．８３μｍの半導体レーザー
の出射光を２倍高調波発生器に通して得た青色発光の第
三の半導体レー９′−をそれぞれ走査して露光し、ても
良い。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によればワンショ
ットの露光でカラー画像を得るカラープリンターにおい
て、カラートナーとし、て、カラーフィルターの核が不
要な通常のカラートナーを用＋＋−１、＋ｒ　　フ＝、
、ｇｚ　　Ｍ／Ｆ＋ｌｆｉがｑ　ｒ−ｈ　貴−Ｌキーの
混色による色をも利用できるので、普通紙を用いること
ができ、しかも表現色の多（・ワンショット方式のカラ
ープリンターを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、本発明による露光方法の原理
の説明図、第２図は本発明の圧縮転写の説明図、第３図
は本発明の方法に基づく電子写真画像形成装置の構成図
、第４図はカラートナーの透過スペクトルと光書き込み
波長の説明図である。 Ｃ・・・・・・シアントナー、 Ｍ・・・・・・マゼンタトナー、 Ｙ・・・・・・イエロートナー、 １．２・・・・・・電子写真感光体、 ５・・・・・・感光ドラム、 ７・・・・・・カラートナー付着器、 ９・・・・・・光書き込みヘッド、 ６．１２・・・・・・出力用紙。 電■妻４先昧 第２Ｗｉ 第３図 第４図 波長（ｎｍ　）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数色の光透過性のカラートナーを電子写真感光体上
   に一層に形成し、カラートナーの側からカラー露光し、
   現像した後、出力用紙に転写してカラー画像を形成する
   、カラー画像形成方法において、前記出力用紙に出力さ
   れるカラー画像に対応して、前記カラートナーから成り
   、前記カラー画像より少なくとも一方向に拡大したカラ
   ートナー像を前記感光体上に形成した後、転写工程で前
   記カラートナー像を縮小しながら転写し、前記出力用紙
   上に、前記カラートナーの色と、該カラートナーの混色
   による色から成る前記カラー画像を得ることを特徴とす
   るカラー画像形成方法。