JPH043871B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、現像粉を用いて像を形成する静電記
録装置に係り、特に、文字、記号、画像の色を必
要に応じて変化させて像を形成することが可能な
多色像形成装置に関するものである。

電子計算機の高速化に伴いラインプリンタ等の
出力装置に要求される条件には、高速印写が出来
ること、安価な普通紙の使用が出来ること、装置
が小型かつ簡便で保守が容易で騒音が小さいこと
等があり、かかる要求に応えるため、ノンインパ
クト化が進められている。

また、出力装置の印写物は従来のように単に情
報処理結果の確認用だけでなく、その結果を処理
し、編集し、作表等をし、印写物が公式な書類と
して扱われる傾向にある。

従つて、印写出力された印写物の文字、記号、
図等（以下、被記録像または単に文字と呼ぶ）の
色を必要に応じて変えて出力可能であることが要
求される。

従来、この種の出力装置は、第１図〜第３図に
示す構成を有する。

第１図は、静電潜像が形成され、この静電潜像
を保持し得る感光紙あるいは静電記録紙（以下記
録紙と称する）１の走行路に沿つて複数の作像工
程部P₁〜P₄を配設した従来の多色像形成装置を
示す図である。

図において、その多色像の形成プロセスは、ま
ず、第１の作像工程部P₁の潜像形成部ａで既知
の電気−光学的手段や純電気的手段で記録紙１に
文字の第１の色の部分の静電潜像を形成する。

その後、現像部ｂで既知の現像法により第１の
色を有する現像剤トナー（以下トナーと称する）
で現像し、第１の色の可視像（以下トナー像と称
する）を得る。

そして、上記と同じように第２、第３……（図
では第４まで）の作像工程部P₂，P₃……で文字
の第２、第３……の色の部分のトナー像を得、最
終の第４作像工程部P₄の現像終了後、定着乾燥
部P₅において既知の定着法でトナー像を記録紙
面に定着し、多色プリントを得る方法である。

しかし、この方法は、記録紙として感光紙ある
いは静電記録紙を使用するので安価な普通紙の使
用という目的には合致しない。

尚、第１図に示す方法の現像法としては湿式現
像が多用されているが、乾式現像法を取るならば
第１と第２の作像工程部、第２と第３の作像工程
部……の間にそれぞれ定着工程が必要となる場合
がある。

第２図に示す方法は、記録紙として安価な普通
紙を使用する場合の多色像形成装置を示す図であ
る。

この装置では図から明らかなように、各作像工
程部（図では第１〜第４工程まで）P₁〜P₄毎に
専用の記録ドラムｄを持ち、その周辺に専用の潜
像形成部（帯電部も含む）ａ、現像部ｂ、転写部
ｃ、クリーニング部ｅが配置されている。

第２図に示される装置では、まず、第１の作像
工程部P₁の潜像形成部ａでは既知の方法で記録
ドラムｄの面に文字の第１の色の部分の静電潜像
を形成した後、現像部ｂで第１の色を有する第１
の現像剤により潜像をトナー像化し、転写部ｃで
第１のトナー像を普通紙２に転写する。

この場合、粉体トナーを使用する方式では第１
定着部P₆で定着を行なう。

第１トナー像が定着されている間に、第２の作
像工程部P₂では、文字の第２の色の部分の潜像
が形成され、第２の色のトナーによる第２のトナ
ー像を得、第１の作像が終了した普通紙２が第２
の作像工程部P₂の第２の転写部ｃに搬入される
と、普通紙上所定の位置に第２のトナー像が転写
される。

以下同様な方法で第１〜第ｎ（図では第１〜第
４）の作像が終了すると、定着乾燥部P₉で最終
的に定着（あるいは乾燥）され、普通紙２上に文
字の多色プリントが得られ、一方各記録ドラムｄ
はクリーニング部ｅで残留トナーが除去され、次
の記録に備える。

しかし、この方法は、各作像工程毎に記録ドラ
ム、潜像形成部、現像部、転写部、クリーニング
部、また、場合によつては定着部を備え、必然的
に装置が大型化し、高コストになり、保守が困難
となる等の欠点を有し、更に、各作像工程におい
てトナー像の普通紙への転写位置ずれを防止する
ための位置制御が複雑かつ困難になり、保守の容
易性、低コスト化を阻害する。

これら第１図及び第２図に示した装置は現在の
多色像形成装置の代表的な形式であるが、これら
の方式の持つ欠点を除去する方式も提案されてお
り、第３図にその例を示す。

この方式では、一つの記録ドラムD₁の周辺に
第１、第２……第ｎの作像工程図（図では第１〜
第４工程部P₁〜P₄）を配置する。

そして、まず、第１作像工程部P₁の潜像形成
部ａ（潜像形成法によつては帯電部ｆが必要とな
る）で前記既知の方法でドラム面に文字の第１の
色の部分の潜像を形成し、第１の作像工程の現像
部ｂで第１の色のトナーで現像し、記録ドラム面
に第１のトナー像を作る。

その後、記録ドラムD₁は図示する矢印方向に
回転し、第２、第３、第４工程部P₂，P₃，P₄を
通過し、記録ドラム面の第１の色のトナー像を転
写ドラムD₂の面に転写する。

この際、第２作像工程部P₂以降は不動作のま
まとし、ドラムD₂はD₁と同期させる。また、こ
の場合の転写は静電引力を利用した方法が多用さ
れている。

その後、記録ドラム面の残留トナーはクリーニ
ング部e₁で除去され、第１作像工程部P₁は単に通
過し（第１作像工程部は作動させない）、第２の
作像工程部P₂に来ると文字の第２の色の部分の
第２の潜像を形成し、第２のトナー像を記録ドラ
ムD₁の面に作り、その後、第３、第４工程部P₃，
P₄を通過し（これらの工程部は作動させない）、
記録ドラムD₁の第２のトナー像を転写ドラムD₂
の所定位置に転写する。

以後、同じように第３、第４のトナー像を記録
ドラムD₁に作り、これを転写ドラムD₂の所定の
位置に転写し、必要なトナー像がすべて転写ドラ
ム面に転写されると、転写部ｃが作動して転写ド
ラム面上の全てのトナー像を普通紙２に転写す
る。

その後、普通紙２は定着部P₉に搬入され、定
着される。

尚、第３図に示すプリント方式においては第１
作像工程部P₁の潜像形成部ａ（場合によつては帯
電部ｆも含むものとする）を共用し、第２作像工
程部P₂以降では潜像形成部を取り除くこともあ
り、またトナー像を転写ドラムへ転写している間
に次の作像工程では潜像形成を行なう場合もあ
る。

第３図の多色像形成装置は、第２図の装置に比
べて記録ドラム数が少ない等構成が簡単化され、
小型化の点では改善されているが、転写ドラムが
必要であるなど、なお十分とはいえない。また同
期、つまり位置合わせの問題もあり、転写を何度
もすることは色ずれを生じ易く、更に記録ドラム
D₁が必要な作像工程部と同数の回転（第３図で
は４回転）をすることはプリントの高速化で大き
な欠点となる。

本発明は、上記の如き従来方式の欠点を除去
し、構造が簡単で従つて低廉に製作でき、しかも
高速化を図ることができる多色像形成装置を提供
しようとするものである。

本発明の多色像形成装置は、無端状の像担持体
と、該像担持体を所定の電位に均一に全面帯電す
る帯電手段、形成すべき画情報に応じて前記像担
持体の電荷を除去することで該像担持体上に静電
潜像を形成する静電潜像形成手段、現像バイアス
電圧を印加することで前記所定の電位の帯電極性
と同極性の現像粉を前記電荷の除去された部分に
付着せしめることにより現像する現像手段、を含
む第１と第２の像形成部と、を備え、 前記第１と第２の像形成部の現像手段は、各々
異なる色の現像粉を用いて前記静電潜像の現像を
行う複数の現像器で構成されるとともに、各現像
手段の現像電圧は、前記像担持体表面の潜像形成
部分以外の部分への現像粉の付着を防止するため
に前記像担持体表面の帯電電位より低い電圧に設
定されており、前記第１と第２の像形成部の静電
潜像形成手段は、前記各色に対応した静電潜像を
形成するように構成されて成ると共に、前記第１
と第２の像形成部は前記像担持体の移動方向に沿
つて配設されて成り、前記像担持体の移動方向に
関して後段側に配置された像形成部に設けられる
帯電手段は、前記像担持体の移動方向に関して前
段側に配置された前記現像手段により低下された
前記像担持体の表面電位を低下前の電位に上昇さ
せるための帯電手段であり、前記無端状の像担持
体の１回転動作中に該各現像器が対応する色の静
電潜像の現像を行なうことを特徴とするが、次に
実施例につきこれを詳細に説明する。

第４図は本発明の多色像形成装置の構成を示す
図であり、導電性ドラム面に誘電層あるいは感光
層を設けた記録ドラムＤの周辺に必要な作像工程
部（第４図では第１〜第４工程部P₁〜P₄）とク
リーニング部ｅ、転写部ｃを配置してなる。

記録紙には普通紙を使用し、従つて、第１図と
比べれば高価な感光紙または静電記録紙を使用し
なくても済むという利点を持ち、また、第２図及
び第３図の装置と比べれば高価な記録ドラムを多
数使用する必要がなく、１個で済むという利点が
ある。

この装置では、まず、第１作像工程部P₁の帯
電部ｆでコロナ帯電器等により記録ドラムＤの面
を一様に規定電位、規定極性（正あるいは負）に
帯電する。

次に、第１の作像工程の潜像形成部ａで、記録
ドラム面が誘電体であれば、純電気的手段（例え
ば、ピン電極アレイ、ピン電極チユーブ等）、感
光体であれば、電気−光学手段あるいは光学手段
（例えば、OFT、レーザビーム光）で、文字（文
字、記号、画像）の第１の色の部分を点あるいは
線に分解して点像や線像にし該像に対応させて、
記録ドラム表面の帯電電荷を除去し、電荷を除去
した部分を文字の第１の色の部分の潜像とする。

ここで、潜像形成形態は電荷除去方式であり、
この潜像形成形態は本発明の多色像形成装置を実
現させるのに非常に有利である。

この電荷除去潜像（以下単に潜像という）を第
１作像工程部P₁の現像部ｂで、記録ドラム表面
の帯電電荷の極性と同極性の第１のトナーにより
現像し、第１の色のトナー像を得る。

第５図〜第７図を参照しながら、この現像工程
を説明するに、記録ドラムＤには帯電部ｆにおい
てコロナ帯電器１１により、本例では、正の電荷
１２が一様に帯電され、ドラム表面は＋Vs₀の電
位にある。

かかるドラム面に対して潜像形成部において光
像投射またはピン電極への信号電圧印加を行なう
と文字像対応部分の正電荷１２が消失し、第７図
の第１作像工程P₁の符号１３で示すように電位
のくぼみが生じる。

これが文字の第１の色の部分の点または線で表
した潜像である。

ドラムＤの回転につれて潜像１３は現像部ｂに
至り、磁気ブラシ１４によりドラム表面の正電荷
１２と同極性の第１の色のトナーが供給される。

磁気ブラシ１４には電源１５により正電圧Vs₁
が印加されており、この電圧Vs₁はドラム表面電
位Vs₀とほぼ同じであるが若干低くしてある。す
なわち、Vs₀＞Vs₁である。

潜像部１３は正電荷１２を除去されてほぼ零電
位まで下がつており、その背面のドラム本体はア
ースされているので、第６図に示すように電界が
作用し、正に帯電した第１の色のトナー１６は、
第７図の第１作像工程部P₁の現像部ｂに示すよ
うに潜像部１３に吸着し、その周囲には同極性の
ため反発されて付着しない。こうして現像が行な
われる。

なお、磁気ブラシ１４は記録ドラムＤと密接配
置され、従つて、実際上はドラム表面との機械的
接触を起こす。

磁気ブラシ１４がドラム表面と機械的に接触す
ると、同極性ではあつてもトナー１６が潜像以外
のドラム面に付着する傾向がある。

電圧Vs₁をVs₀より小にしたのはこれを避ける
ためで、Vs₀＞Vs₁なら逆電界が作用し、上記の
問題を回避できる。

第１のトナー像の形成が終わると記録ドラムＤ
は、図示する如く回転するので、第２作像工程部
P₂に入り、前記と同様にして文字の第２のトナ
ー像を得る。

以下同様にして第３、第４作像工程で第３、第
４の潜像形成およびその現像が行なわれるが、こ
の際前の作像工程のトナー像に次の作像工程は何
等影響を与えない。

この点を、第７図に示す作像と記録ドラム表面
電位の関係から説明する。

第１作像工程P₁での潜像１３は電荷が除去さ
れている部分なので、一様帯電部分の電位Vs₀よ
り低い（第７図では帯電が正極性のため低くなる
が、負極性であれば逆に高くなる）が、現像で第
１の潜像部分１３にトナー１６が付着するとトナ
ーの持つ電荷（本例では正極性）により潜像部分
１３の電位はほぼ現像バイアス電位（Vs₁）にな
る。

ここで、電位Vs₀にならないのは、磁気ブラシ
１４の接触で当該部分のドラム表面電位がVs₀か
らVs₁に下がるためである。

その後、第２作像工程部P₂で第１のトナー像
とは異なる部分に第２の潜像形成が行なわれ、こ
の結果生じた潜像１３ａに対し現像部ｂにおい
て、バイアス電圧Vs₂（Vs₁＞Vs₂）を加えられた
磁気ブラシにより第２の色の正極性トナー１６ａ
を吸着させて現像が行なわれる。

以下同様で第３、第４の色のトナーにより現像
が逐次行なわれ、この際、第３、第４作像工程部
P₂，P₃での現像バイアス電圧Vs₃，Vs₄にVs₁＞
Vs₂＞Vs₃＞Vs₄の関係を保持するならば第１のト
ナー像が第２の作像工程の第２の現像部を、また
第１、第２のトナー像が第３の作像工程の第３の
現像部を（以下同様）通過する場合にも、第１の
トナー像が第２の磁気ブラシ側に、第１、第２の
トナー像が第３の磁気ブラシに再付着することは
ない。

すなわち、トナー像が後続の作像工程を通過す
る際に乱されるようなことはなく、第３図の装置
のように作像工程を作動させたり、作動させなか
つたりする複雑な制御は必要としない。

以上のプロセスを経て全ての色のトナー像が記
録ドラムＤ面に形成されると、該トナー像は転写
部ｃに移る。

転写部ｃでは、第８図に一例を示すように、該
トナー像１６上に普通紙２を重ね、背面に設けら
れたコロナ帯電器１７により、該トナー像とは逆
極性の電荷１８を普通紙２に与え、該普通紙上の
電荷１８により、帯電トナー像１６を静電的に普
通紙に吸着させ転写する。

その後、転写されたトナー像は定着部P₉で定
着される。

なお、第８図では、コロナ転写の場合について
示したが、コロナ放電器の代わりに導電ゴムロー
ラを設け、該ローラを普通紙２を介してトナー像
１６上に圧接し、さらにトナーと逆極性の電圧を
該ローラに印加することにより、静電的にトナー
像を転写することも可能である。

さらに、転写効率を改善するために、シリコン
ゴム等で構成された中間転写媒体を記録ドラムＤ
に圧接し、シリコン樹脂の粘着性を利用し、該記
録ドラムから中間転写媒体にトナー像を粘着転写
すると共に、該中間転写媒体に普通紙２を重ねて
置き、その背後に熱ローラを圧接すると構成と
し、該熱ローラの熱により、中間転写媒体上のト
ナー像を溶融し、ほぼ100％のトナー像を普通紙
２に転写することも可能である。

以上説明したように、本発明では、記録ドラム
Ｄが１回転する間に全ての色の作像工程が終了
し、全ての色のトナー像が普通紙２に同時に転写
できるので、記録は高速である。

更に、転写ドラム等が介在しないので、装置が
簡便化し小型にできる。更に、必然的に保守が容
易で低コスト化が実現できる。

なお、記録ドラムが１回転する間に全ての色の
作像が鮮明に行なうことができるのは、前述のよ
うに本発明が電荷除去による潜像形成、および該
潜像部への周囲と同極性のトナー吸着による現像
を行なうことに起因する。

すなわち、従来方式のように、例えばドラム表
面の誘電体層に電荷をのせて潜像形成を行ない、
該電荷と逆極性のトナーを吸着させて現像する方
式では、ドラム表面の電荷とトナー像の電荷とが
中和され、ドラム表面への付着力が減少し、後続
の現像時にこのトナー像が破壊されてしまい、ま
た、後続工程のトナーが該トナー像に吸着して変
色、色ずれを生じ易いが、本発明にあつては、こ
のような問題は一切生じない。

また、前述の本発明の方式では、作像工程を１
つ経る毎にドラム表面電位は、Vs₀からVs₁，Vs₂
…へと順次低下する。

従つて、作像工程が増える毎に潜像強度（潜像
部分と他の部分の電位差）が低下し、そのことが
性能を低下させるので、さらに本発明では各作像
工程の潜像部の前に帯電部ｆを設け、第７図の第
２作像工程P₂における一点鎖線で示すレベルVs₀
まで再帯電で表面電位を一様にあげるようにして
いる。

このように、本発明によれば、記録装置を可及
的に簡素化でき、位置ずれの恐れが少なく、多色
静電印刷を行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来の多色像形成装置の説明
図、第４図は本発明に係る多色像形成装置の説明
図、第５図及び第６図はその現像部の機構の説明
図、第７図は潜像形成と現像の動作説明図、第８
図は転写工程の説明図である。 図面でＤは記録ドラム、P₁〜P₄は第１〜第４
の作像工程部、ａは潜像形成部、ｂは現像部、ｃ
は転写部、ｅはクリーニング部、ｆは帯電部、２
は普通紙、１３は潜像、１６はトナーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無端状の像担持体と、 該像担持体を所定の電位に均一に全面帯電する
   帯電手段、形成すべき画情報に応じて前記像担持
   体の電荷を除去することで該像担持体上に静電潜
   像を形成する静電潜像形成手段、現像バイアス電
   圧を印加することで前記所定の電位の帯電極性と
   同極性の現像粉を前記電荷の除去された部分に付
   着せしめることにより現像する現像手段、を含む
   第１と第２の像形成部と、 を備え、 前記第１と第２の像形成部の現像手段は、各々
   異なる色の現像粉を用いて前記静電潜像の現像を
   行う複数の現像器で構成されるとともに、各現像
   手段の現像電圧は、前記像担持体表面の潜像形成
   部分以外の部分への現像粉の付着を防止するため
   に前記像担持体表面の帯電電位より低い電圧に設
   定されており、 前記第１と第２の像形成部の静電潜像形成手段
   は、前記各色に対応した静電潜像を形成するよう
   に構成されて成ると共に、 前記第１と第２の像形成部は前記像担持体の移
   動方向に沿つて配設されて成り、 前記像担持体の移動方向に関して後段側に配置
   された像形成部に設けられる帯電手段は、前記像
   担持体の移動方向に関して前段側に配置された前
   記現像手段により低下された前記像担持体の表面
   電位を低下前の電位に上昇させるための帯電手段
   であり、 前記無端状の像担持体の１回転動作中に該各現
   像器が対応する色の静電潜像の現像を行なうこと
   を特徴とする多色像形成装置。