JPH0588498A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電潜像の記録／現像の工程で用紙上に残留
する残留電荷による色カブリの発生を防止して、カラー
画像の高品位，高画質化を計る。 【構成】 それぞれ除電装置６を構成する電源部５か
ら、スコロトロンチャージャ４のスクリーン電極１５
に、そのコロナ放電電極１４に印加する（正の）コロナ
放電電圧と異なる極性の（負の）電圧を印加する。この
除電装置６によって、静電潜像の記録／現像の各工程間
で、用紙１上の残留電荷を打消すことにより、色カブリ
の発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、紙，フィルム等の記
録媒体上に静電潜像を記録して現像する工程を複数回繰
返して重ねる直接法により画像を形成する画像形成装
置、特にカラー画像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＤシステム，ファクシミリ，ビデオ
画像プリンタ等の出力装置として、例えば２色，３色又
は黒を含む４色のモノカラー画像を重ねてカラー画像を
形成する画像形成装置がある。用途別には、グラフや図
表のような識別容易のために色分け表示が出来ればよい
ものと、プロセスカラーによる階調の表現が厳しく要求
されるフルカラー画像を再現するものとがある。

【０００３】方式別には、感光体を中間媒体として静電
潜像を記録，現像し普通紙等の記録媒体上に転写，定着
する工程を繰返す間接法と、記録媒体上に静電潜像を記
録して現像する工程を繰返す直接法とがある。一般に、
乾式現像を行なう間接法は、記録媒体として普通紙も使
用出来る等の長所がある。

【０００４】一方、湿式現像を行なう直接法は装置が簡
単で、トナー粒度が細かいため解像度が高く、濃度階調
の表現に優れ、転写，定着が不要で豊富な色を表現出来
るからフルカラー画像形成に適している。

【０００５】この直接法に使用される湿式（カラー）現
像については、例えば特開昭６１−１７９４７７号公報
に示されたように、記録媒体に選択的に近接／離間され
るユニット化された複数の現像器と、記録媒体に付着し
た過剰の現像液を拭いとる手段とを設ける提案、または
特開平２−５２３７９号公報に示されたように、スリッ
ト状の開口部を有する吸取ヘッドと対向する押え部とで
記録媒体を挾むようにする提案があった。あるいは特開
平２−１６７５６９号公報に示されたように、記録媒体
の一側線に沿って規則的に形成されたレジストマーク間
の伸縮量を検出し、記録媒体位置と記録位置とを同期さ
せて色ズレを補正する提案もあったが、除電工程は省か
れていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、帯電し
たトナーにより静電潜像を現像する場合に、現像時間を
充分にかければ静電潜像が完全にトナー像に変換されて
それ以上現像が進行しない飽和現像に達するが、トータ
ル処理時間が長くなりすぎて実用にならないから、予め
設定した規定時間で現像して良い結果が得られるように
調整を行なっている。

【０００７】そのため、静電潜像の電荷がすべてトナー
像に変換されず、濃度やトナーによっても異なるが現像
前の潜像電位の１〜４割程度が現像後にも残留電荷によ
る残留電位として記録媒体上に残っていた。その結果、
次の色のための静電潜像に重畳されて現像されるから、
余計な色カブリ又は混色現象が発生して正しい色再現が
不可能になり、画質の低下を招く。この現象は微妙な中
間色や、前の色濃度が高く、次の色濃度が低い原色系の
色の場合に、色相の変化や色濁り（彩度低下）として特
に目立ち易い。

【０００８】この問題は、従来、トナーによって残留電
荷によるカブリの出易い（目立つ）ものと出難い（比較
的目立たない）ものとがあり、出易いトナーを先にし、
出難いトナーを後にすることにより解決していたから、
色重ね順序を変えると混色現象が発生することは避けら
れなかった。

【０００９】しかしながら、色再現に優れたカラー画像
を得るためには、通常のカラー印刷におけるインクと同
様に、トナーの分光特性，透明度，拡散反射率を考慮し
て色重ね順序を決定する必要があることは分っていて
も、実際問題として上記のカブリ特性を重視した色重ね
順序と一致させることは困難であり、色再現性を向上さ
せる上での大きな障害となっていた。

【００１０】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、色カブリの発生を防止して色再現性を向上し、
カラー画像の高品位，高画質化を可能にすることを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、記録媒体上に静電潜像を記録して現像す
る工程を複数回繰返して重ねることにより画像を形成す
る画像形成装置において、静電潜像を記録して現像する
各工程の間で現像後に記録媒体上に残留する残留電荷を
除去する除電装置をスコロトロンチャージャにより構成
し、そのスコロトロンチャージャのスクリーン電極には
そのコロナ放電電極に印加する直流放電電圧と異なる極
性の直流電圧を印加するようにしたものである。

【００１２】そのスコロトロンチャージャのコロナ放電
電極に印加する直流放電電圧に交流電圧を重畳するとよ
い。あるいは、スコロトロンチャージャのスクリーン電
極に印加する直流電圧に交流電圧を重畳してもよい。

【００１３】

【作用】上記のように構成した画像形成装置は、静電潜
像を記録して現像する各工程の間で、除電装置が前の工
程で現像後に記録媒体上に残留する残留電荷を除去する
から、次の工程で記録される静電潜像に何等の悪影響を
及ぼすことがなく、色カブリの発生を防止して色再現性
が向上する。

【００１４】一般に残留電荷の電荷量自体は小さいもの
であるから、除電装置をスコロトロンチャージャにより
構成し、そのスクリーン電極にコロナ放電電極と逆極性
の直流電圧を印加すれば、コロナ放電電流を抑制して残
留電荷を殆んど０にすることができる。

【００１５】そのスコロトロンチャージャのコロナ放電
電極に印加する直流放電電圧、或いはスクリーン電極に
印加する逆極性の直流電圧に交流電圧を重畳すれば、残
留電荷をさらに０に近づけることが容易になる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
具体的に説明する。図２は、この発明の一実施例である
湿式現像を行なう直接法によるカラープリンタの内部機
構を示す概略構成図である。

【００１７】このカラープリンタは、記録媒体である用
紙１上に静電潜像を記録する記録ヘッド２と、記録され
た静電潜像を例えばイエロー，マゼンダ，シアン，黒
（以下それぞれ「Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ」という）のトナーを
含む現像液で各色にそれぞれ現像する現像ヘッド３ｙ，
３ｍ，３ｃ，３ｋからなる現像ユニット３と、スコロト
ロンチャージャ４，電源部５からなる除電装置６と、記
録ヘッド２及びスコロトロンチャージャ４に対向して用
紙１のアースと共に上下位置を規制する対向電極７と、
帯状の用紙１を連続して供給する供給ロール８と、プリ
ント終了後に用紙１の画像形成部分を切断するカッタ９
と、供給ロール８と共に用紙１の搬送並びに排出を行な
う搬送ローラ１０，排出ローラ１１とから構成されてい
る。

【００１８】ベース上に導電層と記録面である誘電層と
を重ねてなる用紙１は、供給ロール８から記録面を下向
きにして供給され、給紙ロール８と搬送ローラ１０，排
出ローラ１１とが連動して実線および破線でそれぞれ矢
示した正（右）方向および逆（左）方向に搬送される。

【００１９】用紙１の下向きの記録面には、左から右へ
それぞれ、僅かに離れたスコロトロンチャージャ４と、
ヘッド部が密接または僅かに離れた記録ヘッド２と、４
個の現像ヘッド３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋのうちの１個が
交互に選択的に密接する現像ユニット３とが順に配設さ
れ、上向きのベース側には対向電極７が接触して導電層
をアースに落している。

【００２０】記録ヘッド２は、用紙の搬送方向と直角に
多数配設した帯電素子、例えば針先を用紙１に接触させ
たピンにそれぞれ各画素の帯電電荷量に応じた電位を印
加するマルチピンヘッド、あるいはコロナ放電により発
生したイオンを帯電電荷量に応じた電位を印加した電極
の細孔を通して記録面に当てるイオンフローヘッド等に
より構成されている。

【００２１】一般に、色分解によってブルー，グリー
ン，レッド（以下それぞれ「Ｂ，Ｇ，Ｒ」という）の加
色法三原色の画像に分解されたカラー画像の情報は、プ
リントする場合にマトリックス演算により補色関係にあ
るＹ，Ｍ，Ｃの減色法三原色に変換し、さらに豊富な階
調を再現するために、ＢＰ処理（スミ版起し）によって
Ｋを加えると共に、ＵＣＲ（下色除去）処理によって
Ｙ，Ｍ，Ｃの画像をそれぞれ修正する。

【００２２】これらのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，の４色を記録す
る順序は、除電装置６によって残留電荷による色カブリ
が生じないから、既に説明したようにトナーの分光特
性，透明度，拡散反射率を考慮して、最も優れた色再現
性が得られるように決定することが出来る。この例では
仮りにＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に処理するものとして説明す
る。

【００２３】プリントスタートすると、先ず現像ヘッド
３ｙを選択し、用紙１を正方向に搬送（副走査）しなが
ら、記録ヘッド２により負電位のＹの静電潜像を記録
し、直ちに現像ヘッド３ｙによりＹのトナー像に変換す
る。全画面のＹ現像が終了すると現像ヘッド３ｙを退避
し、次に用紙１を逆方向に搬送すると共にスコロトロン
チャージャ４によって残留電荷を除電する。

【００２４】全画面の除電が終了すると、現像ヘッド３
ｍを選択し、再び用紙１を正方向に搬送しながら、Ｙ画
像との色ズレがないようにタイミングをとってＭの静電
潜像を記録し、直ちにＭのトナー像に変換する。次に、
同様に現像ヘッド３ｍを退避して逆方向に搬送しながら
除電を行なう。

【００２５】以下同様に、Ｃ画像形成，除電，Ｋ画像形
成を行なって４色の画像を重ね終ったら、全画面をカッ
タ９の右側まで搬送してからカッタ９を作動させて用紙
１を切断し、排出ローラ１１によりカラー画像の完成し
た用紙を排出する。

【００２６】なお、用紙１を正方向に搬送する時だけ現
像する例について説明したが、除電終了後に現像ヘッド
を退避させることにより、正方向，逆方向で２回現像す
るようにすれば、同一所要時間でより飽和現像に近づい
た現像処理を行なうことが出来る。また、ラストのＫ画
像を重ね終った後、用紙１の（画面外の）リーダ部を切
断し、さらに、カラー画像後端部がカッタ９に到達した
時点でトレーラ部を切断してもよい。

【００２７】図１は、図２に示した除電装置６の部分を
拡大して示す構成図である。スコロトロンチャージャ４
は、コロナ放電電極１４とスクリーン電極１５と遮蔽電
極１６とにより構成され、コロナ放電電極１４には正の
直流放電電圧が、スクリーン電極１５には負の直流電圧
がそれぞれ電源部５から印加され、遮蔽電極１６はアー
スに接続されている。

【００２８】電源部５は、例えばスイッチングコンバー
タからなり、入力端子２０から入力する直流電力はスイ
ッチング回路２１により高周波でオン／オフされてトラ
ンス２２の１次側に流れ、その２次側に誘起された交流
電力は倍圧整流された後、コンデンサＣを充電して平滑
化直流電力になる。その直流電力は、抵抗Ｒと可変抵抗
ＶＲとからなる分圧器を介して３個の出力端子２３，２
４，２５に接続され、それぞれ正のコロナ放電電圧，グ
ランド，負のスクリーン電圧として、スコロトロンチャ
ージャ４のコロナ放電電極１４，遮蔽電極１６，スクリ
ーン電極１５に供給される。可変抵抗ＶＲは、主として
スクリーン電圧調整用である。

【００２９】なお、従来例として示した特開平２−１６
７５６９号公報の第１図及び第５図にそれぞれ除電バー
６，５６という名の部材が掲げられているが、明細書中
に関係する記載がない。これらは静電記録紙１のベース
側（裏面）に接する部材で、静電記録紙１のアースをと
る目的であり、この発明でいう除電装置とは異なる。

【００３０】以下、スクリーン電極１５にコロナ放電電
極１４と異なる極性の直流電圧を印加する効果について
説明する。

【００３１】湿式現像を行なう直接法による画像形成装
置の除電装置が、中間媒体として感光体を使用し乾式現
像を行なう間接法による場合と大きく異なる点は、次の
通りである。即ち、 （１）被除電体の静電容量が、記録媒体では２０００〜
５０００ ｐＦ／ｃｍ²程度と感光体に比べて５〜２０倍
位大きい。 （２）静電潜像の記録電位は、記録媒体では１００Ｖ程
度であり、感光体の５００Ｖ程度に比べて約１／５と低
い。 （３）したがって、現像後の残留電位も約４０Ｖ以下と
低いが、記録電位自体が低いから、相対的に画像に及ぼ
す影響が大きい。 （４）感光体では光照射による除電が可能であるが、記
録媒体では光照射除電が出来ない。 （５）そのため、放電によって残留電荷を打消さなけれ
ばならない。

【００３２】しかしながら、放電による方法は過度にな
れば逆極性の残留電荷を発生し、次の画像の明部が失わ
れる結果を招く。したがって、制御された微弱な放電を
行なって、注意深く残留電荷を打消すことが必要にな
る。

【００３３】図３は、用紙１上の残留電位Ｖｒとスコロ
トロンチャージャ４（のコロナ放電電極１４）から用紙
１に流れる放電電流Ｉｃとの関係特性の一例を示す線図
である。実際上では、用紙の誘電層上の低い静電位や、
導電層に流れる微弱な放電電流の測定は困難であるか
ら、用紙１の代りに電極板を置き、その電極板に残留電
位に相当する電圧Ｖｒを印加した状態で放電電流Ｉｃを
測定したデータであり、放電条件は例えばコロナ放電電
圧６５００Ｖ，放電電流約４００μＡ，スクリーン電圧
−１０Ｖである。スクリーン電圧はスクリーンのメッシ
ュ形状，開口率によって異なるから、−５Ｖ乃至−２０
Ｖ程度に調整可能としている。

【００３４】図３に示したＡ特性は、従来のスコロトロ
ンチャージャを用い、従来通りスクリーン電極にコロナ
放電電圧と同極性の電圧を印加して得られたものであ
り、電極板電圧すなわち残留電位Ｖｒが０Ｖの時でも大
きな電流が流れ、残留電位を変化させた時の勾配がゆる
やかである。すなわち、比較的大きな放電電流を精度よ
く制御しないと残留電荷を０にすることが難かしい。

【００３５】一方、図３に示したＢ特性は、スコロトロ
ンチャージャの放電ワイヤ（電極）の位置設定を変え、
スクリーン電極にコロナ放電電圧と異なる極性の電圧を
印加して得られたものであり、残留電位Ｖｒが０Ｖの時
の放電電流が１／２以下に減少し、勾配が立ってきてい
るから、高い残留電位を効果的に除電することが出来、
残留電位の調整が遥かに容易であることが分る。

【００３６】除電効果を実験的に比較すると、記録媒体
に０Ｖ乃至−３０Ｖ与えた階調電位（記録電位）が、Ａ
特性の条件では±５Ｖ程度に除電されるが、Ｂ特性の条
件では−１．５Ｖ〜＋０．５Ｖ程度まで除電することが
出来た。

【００３７】図４及び図５は、それぞれスコロトロンチ
ャージャ４のコロナ放電電極１４及びスクリーン電極１
５に印加する直流電圧に交流電圧を重畳した例を示す回
路図である。

【００３８】図４に示した直流電源２８によるコロナ放
電電圧に交流電源３０による交流電圧を重畳する場合
は、比較的大きなコロナ放電電流が流れるから、交流電
源３０のインピーダンスを低くする必要があり、それに
比べて、図５に示した直流電源２９によるスクリーン電
圧に交流電源３１による交流電圧を重畳する場合は、電
位のみが問題であって余り電流は流れないから、交流電
源３１はインピーダンスの高いもので済むという長所が
ある。何れの場合もその効果は同じである。

【００３９】このように交流電圧を重畳することによ
り、実験的に残留電位は−１．５Ｖ〜０Ｖ程度まで除電
することが出来、直流電圧のみ印加した場合より良い除
電効果が得られた。

【００４０】以上説明したように、この発明によれば、
除電装置を設けて静電潜像を記録して現像する各工程の
間で残留電荷を除電することにより、各モノカラー画像
の如何なる部分においても前のモノカラー画像の影響を
受けることがない。すなわち、前のモノカラー画像の濃
度が高く、次のモノカラー画像の濃度が低いような場合
でも、残量電位による色カブリや混色による色相の変化
が認められなかった。

【００４１】したがって、色重ね順序は最も優れた色再
現性が得られるように設定することが可能になり、自由
度が大きくなって高品位，高画質なカラー画像が得られ
るようになった。白黒画像についても、明部と暗部をそ
れぞれ濃度の異なるトナー像によって形成するダブルト
ーン印刷が容易になり、画質が向上することはいうまで
もない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による画
像形成装置は、色カブリの発生を防止して色再現性を向
上し、カラー画像の高品位，高画質化を計ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による除電装置の一実施例の構成を示
す回路図である。

【図２】図１に示した除電装置を用いたカラープリンタ
の内部機構の一例を示す概略構成図である。

【図３】用紙上の残留電位とそこに流れるコロナ放電電
流との関係特性の一例を示す線図である。

【図４】スコロトロンチャージャのコロナ放電電圧に交
流電圧を重畳した一例を示す回路図である。

【図５】スコロトロンチャージャのスクリーン電圧に交
流電圧を重畳した一例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 用紙（記録媒体） ２ 記録ヘッド
３ 現像ユニット ４ スコロトロンチャージャ ５ 電源部（直流電源）
６ 除電装置 １４ コロナ放電電極 １５ スクリ−ン電極 ２８，２９ 直流電源 ３０，３１ 交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大嶋 清 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 田宮 義弓 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 清水 研一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体上に静電潜像を記録して現像す
   る工程を複数回繰返して重ねることにより画像を形成す
   る画像形成装置において、 静電潜像を記録して現像する前記各工程の間で、現像後
   に前記記録媒体上に残留する残留電荷を除去する除電装
   置をスコロトロンチャージャにより構成し、 そのスコロトロンチャージャのスクリーン電極には、そ
   のコロナ放電電極に印加する直流放電電圧と異なる極性
   の直流電圧を印加するようにしたことを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 前記スコロトロンチャージャのコロナ放
   電電極に印加する直流放電電圧に交流電圧を重畳した請
   求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記スコロトロンチャージャのスクリー
   ン電極に印加する直流電圧に交流電圧を重畳した請求項
   １又は２記載の画像形成装置。