JPH0664389B2 - 多色像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、導電性基板上に光導電層を設けた像形成体に
一様帯電を施し、特定の色の画像信号に基づく像露光を
行って潜像を形成し、該潜像を前記特定の色に対応する
色トナーにより現像する工程を予め設定された複数の色
の各色毎に所定の順序で繰り返し、像形成体上に多色ト
ナー像を形成し、これを転写材に転写して多色像を形成
する多色像形成装置の多色トナー像形成方法に改良に関
する。

（従来の技術） 本発明による改良の対象である上記の多色像形成方法を
行う装置では、先に像形成体上に形成されたトナー像が
後の異なる色の現像の際に破壊されたり、トナー像を構
成しているトナーが、異なる色のトナーが収納されてい
る現像装置の中へ混入されないことが必要である。

このため、現像方法としては、例えば非磁性トナーと磁
性キャリアの混合物からなる現像剤を用い磁気ブラシ現
像法で磁気ブラシを像形成体に接触させず、交流バイア
スによりトナーだけを潜像面へ飛翔させる方法（例えば
特願昭58-57446、同60-192712）を用いる。

また、像露光の光源としてはレーザを用いレーザ光線を
照射して静電潜像を形成するものが代表的である。

第５図は、このような装置において多色像が形成される
過程の像形成体表面電位の変化を示す図である。ＰＨは
像形成体の露光部、ＤＡは像形成体の非露光部、ＤＵＰ
は露光部ＰＨに第１の現像でトナーＴ₁が付着したため
生じた電位の上昇分を示す。説明のため潜像の極性を正
とする。

以下、順次説明する。

像形成体は帯電器により一様な帯電が施されて、一定
の正の表面電位Ｅとなる。

レーザ、陰極線管、ＬＥＤなどを露光源とする第１の
像露光が与えられ、露光部ＰＨの電位はその光量に応じ
て低下する。

このようにして形成された静電潜像を、未露光部の表
面電位Ｅにほぼ等しい正のバイアスを印加された現像装
置が現像する。その結果、正帯電トナーＴ₁が相対的に
電位の低い露光部ＰＨに付着し、第１のトナー像が形成
される。

このトナー像が形成された領域は、正帯電トナーＴ₁が
付着したことにより電位がＤＵＰだけ上昇するが、通常
は未露光部ＤＡと同電位にはならない。

次に第１のトナー像が形成された像形成体表面は帯電
器により２回目の帯電が施され、その結果、トナーＴ₁
の有無にかかわらず、均一な表面電位Ｅとなる。

この像形成体の表面に、第２の像露光が施されて静電
潜像が形成される。

前記と同様にしてトナーＴ₁とは異なる色の正帯電
トナーＴ₂の現像が行われ第２のトナー像が得られる。

以下同様のプロセスを必要回数行って像形成体上に多色
トナー像を得る。これを転写材に転写し、さらにこれを
加熱または加圧して定着することにより多色記録画像が
得られる。転写後は像形成体の表面に残留するトナー及
び電荷をクリーニングして次の多色像形成に用いられ
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の多色像形成方法において、画像上の微細な点ある
いは細線が潜像より細くなる傾向が見られる。この原因
を第６図により説明する。

図中矢印は電気力線を示す。正電荷をもつトナーは矢印
と同じ方向に静電気力を受ける。

図から明らかなように、感光体表面の露光部の縁辺では
電気力線が横向きになり、スリーブ（現像電極）から飛
翔してくるトナーが付着しない。

このためベタ部の濃度が充分であっても細線などは著し
く細くなる傾向になる。この現像されるトナーが潜像面
から離れているために起こるものである。上記の現像は
現像電極（スリーブ）と像形成体間にＡＣ電界を生じさ
せることによりある程度回復される。これはスリーブに
対し正の大きな電圧が印加されて電気力線が像形成体の
全面に向かって立つ位相とスリーブに負の電圧が印加さ
れて、像形成体の非露光部からスリーブに電気力線が向
かうようになる位相とが繰り返し現われることによる。

ところで色文字などは着色部の面積が狭いので、大面積
部分（ベタ部分）のように濃度パターンの重ね合わせで
色を表現することが困難で、同位置に同じパターンで重
ね合わさざるをえない。

しかし、微細な部分に現像された上にさらに別のトナー
を現像しようとするとき、上述の細線が著しく細くなる
現像に加えて、前の現像で付着したトナーが持つ電荷に
よりその部分の電位が充分低くならず、重ね合せを充分
に行えない。

例えば、今、赤色の画像を形成するにはイエロートナー
像とマゼンタトナー像を重畳させなければならない。従
っていずれか一方のトナー像、例えばイエロートナー像
の上に他方のマゼンタトナー像を形成しなければならな
い。そのためには、イエロートナー像が形成されている
像形成体の表面を帯電器により帯電して均一な表面電位
にしたうえ、イエロートナーが付着している部位をイエ
ロートナー像の上からマゼンタ像に対応する像露光を行
いその部分に潜像を形成し、次いでマゼンタトナー現像
装置によりイエロートナーの上にマゼンタトナーを付着
させることになる。

しかしながら、すでにイエロートナーが付着している部
分を露光した場合、光の一部がトナーに吸収され像形成
体表面に達する光の強度が弱められ露光が不充分にな
り、加えてイエロートナーが持っている電荷（像形成体
の帯電が正であれば正電荷、負であれば負電荷）のため
に、トナーが付着していない部分を露光した場合に較べ
て充分な電位変化（正帯電であれば低下、負帯電であれ
ば上昇でいずれにしても露光部分がゼロ電位に近付こう
とする変化）が得られない。

その結果、露光部分とスリーブ（現像電極）との間に充
分な電極差が得られず電界強度が充分でないためスリー
ブから露光部分に向かって飛翔するトナーの量が少なく
なる。

その結果、微細な点や細線部分ではトナー像の充分な重
ね合せが得られずベタ部と微細部分との色が異なってし
まうという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決し、画像の文字や点などの
微細な部分の色を片寄らせずに表現でき、ベタ部の色と
同一の色にすることの可能な方法を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために次の手段構成を有
する。即ち、本発明の多色像形成方法は導電性基板上に
光導電層を設けた像形成体上に、一様帯電を施し、特定
の色の画像信号に基づき１画素毎の像露光を行って潜像
を形成し、該潜像を前記特定の色に対応する色トナーに
より反転現像するという工程を複数の色の各色について
繰り返し、像形成体上に多色トナー像を形成後、これを
転写材に転写して多色像を形成する多色像形成方法にお
いて、像形成体上に潜像を形成する像露光の１画素当り
の露光時間を先の色のトナーが付着している画素部分に
ついてのみ次の色の露光時間を長くすることを特徴とす
る多色像形成方法である。

（作用） 本発明の多色像形成方法においては、像形成体上に潜像
を形成する像露光の１画素当りの露光時間を、各色に対
応する工程毎に、後になる程順次長くしている。

即ち、第２色目に対応する像露光時の露光時間は第１色
目に対応する像露光時間よりも長くし、第３色目に対応
する像露光時の露光時間は第２色目に対応する露光時間
よりも長くしている。

第４色目の工程がある場合には第３色目に対応する露光
時間よりも長くしている。

今、説明の便宜上、像形成体に対する帯電が正であると
する。一様に帯電している像形成体を露光すると、露光
部分の光導電層が導電性となり、像形成体表面に保持さ
れていた電荷が導電性基板の方へ流れ、露光部分の電位
は低くなる。

反転現像ではこの部分にトナーが付着してトナー像が形
成される。この場合トナーは正電荷を有している。第１
色目のトナー像が形成された後、像形成体を再び一様帯
電し、第１色目のトナー像が形成されている部分に第２
色目に対応する像露光を行う際、１画素当りの露光時間
が同じであれば、像露光の走査方向における１画素当り
の露光距離も当然第１色目の時と同じであるから、第１
色目のトナーが付着していればそのトナーの上から露光
することになる。このような場合には付着トナーの正電
荷による影響とトナーによる光吸収のためトナーが付着
していない部分を露光した場合に較べ電位の低下が少な
くなり第２色目のトナーの付着量が少なくなる。

しかし、本発明方法においては、第１色目、第２色目、
第３色目、第４色目と後になるにつれて、１画素当たり
の露光時間を長くしているので、像露光の走査方向にお
ける１画素当たりの露光距離も長くなる。この場合の像
露光時間と像形成体上の電位の変化の様子を示すと第１
図のようになる。

図（ａ）は縦軸が露光強度Ｉであり、横軸が時間であ
り、、、、は露光の開始時点を揃えて、それぞ
れ１色目、２色目、３色目、４色目と、１画素時間内で
の露光時間が長くなることを示している。図（ｂ）は、
図（ａ）の露光時間に対応する像形成体上の電位変化を
示しており、縦軸は正電位Ｖ_sであり横軸は露光走査方
向の距離である。、、、は図（ａ）のそれと対
応する。各色のトナーは像形成体上、図（ｂ）の電位が
低下してしいる部分に付着している。

従って、次の色に対応する像露光は必ず、トナーが付着
している範囲より、走査方向に広く、即ち、トナーの付
着していない部分をも露光し、この部分は露光により電
位が充分低下しトナーが付着し易くなり、先の工程です
でにトナーが付着しているために、次のトナーが付着し
にくい分を補って、全体として、各色のトナー付着量が
バランスのとれたものとなる。

その結果、従来、トナーの多色重ね合わせが充分に行わ
れにくかった微細な点や細線についても各色のトナーの
重畳付着が充分に行われ、ベタ部の色調と同様にバラン
スのとれた像が得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第２
図は本発明方法を実施する多色像形成装置の構成例を示
す図である。

この多色像形成装置は、画像データ形成装置、画像記憶
装置、画像読取装置、画像処理装置、画像表示装置など
さまざまな形態の画像データ出力装置から転送される画
像データに基づいてハードコピーを作成するプリンター
である。

図中１は矢印方向に回転する像形成体、２１はコロナ帯
電器、Ｌは像露光装置２６より照射される像露光、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒
のトナーを有する現像装置、３２は転写前露光ランプ、
３３は転写電極、３４は分離電極、Ｐは転写紙、３５は
クリーニング用除電電極、３６はクリーニング装置でク
リーニングブレード３６ａ、バイアスローラ３６ｂおよ
びクリーニングローラー３６ｃを有する。

像形成体１はコロナ帯電器２１により表面が均一に帯電
される。続いて像露光装置２６から記録データに従って
像露光Ｌが像形成体１上に照射される。このようにして
静電潜像が形成される。

この静電潜像はイエロートナーが収容されている現像装
置Ａにより現像される。

トナー像を形成された像形成体は、再びコロナ帯電器２
１により均一に帯電され、別の色成分の記録データに従
った像露光Ｌを受ける。形成された静電潜像はマゼンタ
トナーが収納されている現像装置Ｂにより現像される。
この結果、像形成体１上にイエロートナーとマゼンタト
ナーによる２色トナー像が形成される。以下同様にして
シアントナー、黒トナーが重ねて現像され、像形成体１
上に４色トナー像が形成される。

このようにして得られた多色トナー像は、露光ランプ３
２により除電されて転写され易くされた後、転写電極３
３により記録紙Ｐに転写される。

記録紙Ｐは分離電極３４により像形成体１から分離さ
れ、定着器３１で定着される。一方、像形成体１はクリ
ーニング用除電電極３５とクリーニング装置３６により
清掃される。

クリーニング装置３６はクリーニングブレード３６ａと
クリーニングローラ３６ｃを有する。

これらは像形成中は像形成体１とは非接触に保たれてい
て、像形成体１に多色像が形成されるとその転写後に像
形成体１と接触し、転写残トナーを掻き取る。その後、
クリーニングブレード３６ａが像形成体１から離れ、少
し遅れてクリーニングローラ３６ｃが像形成体１から離
れる。

クリーニングローラ３６ｃはクリーニングブレード３６
ａが像形成体１から離れる際、像形成体１上に残るトナ
ーを除去する働きをする。

３６ｂはクリーニングブレード３６ａで掻き取られたト
ナーを補集する金属ローラ（バイアスローラともいう）
で、適当なバイアスを印加することにより、トナーが落
下するのを防止する。

第３図は像露光装置２６のブロック図と像形成体１を示
す図である。像露光源としては半導体レーザ発振器を用
いている。

像形成プロセスは、像形成体１が所定の回転角度位置に
なった時を基準として開始される。

このために、像形成体１と同期して回転するエンコーダ
を設けこれを光学的に検知するフォトセンサ２が設けら
れている。

フォトセンサ２は像形成体１が回転して所定の位置に達
した時にパルス状の信号をパルス幅変更信号発生器２３
へ送出する。パルス幅変更信号発生器２３はフォトセン
サ２からの信号が像形成プロセスが開始されてから何回
目のものであるかを識別してその順番に対応したパルス
幅変更信号をパルス変調器４０へ送出する。パルス変調
器４０はレーザ駆動器２４から半導体レーザ発振器３７
へ供給される駆動電流を画像信号によってパルス状に変
調する。

その際、１画素に対応するパルス幅をいかなる値に設定
するかがパルス幅変更信号発生器２３からのパルス幅変
更信号によって決定される。

パルス状に変調されて半導体レーザ発振器３７から出力
されたレーザ光は回転多面鏡３８で反射され、ｆ−θレ
ンズを経て像形成体１の表面を露光走査する。

第４図は、後の色に対応する１画素当たりの駆動信号パ
ルス幅が先の色に対応する駆動信号パルス幅より広くな
っていることを示す図である。

図（ａ）は図示されていないバッファ回路から１走査線
分に対応する画像信号をパルス変調器４０へ転送するた
めの画像データ転送制御信号である。図（ｂ）は第１色
目の画像信号である。図中ｔ₁は１画素を走査する時間
である。図（ｃ）は第１色目の半導体レーザ発振器３７
への駆動信号波形である。図（ｄ）は第２色目の画像信
号である。図（ｅ）は図（ｄ）の画像信号に対応する駆
動信号波形である。

図（ｃ）αｔ₁は第１色目に対応する１画素当たりの像
露光時間に相当し、図（ｅ）のβｔ₁は第２色目に対応
する１画素当たりの像露光時間に相当する。同様にし
て、図示されていない第３色目、第４色目の駆動信号波
形の１画素当たりの時間をそれぞれγｔ₁、εｔ₁とした
場合、α，β，γ，εの間には ０＜α＜β＜γ＜ε≦１…………（１） なる関係が設定されている。

従って、順序が後の色の像露光になるにつれて１画素当
たりの露光時間が長くなり、像形成体上のより広い範囲
にわたって露光することになり、先の色に対応するトナ
ーが付着していても次の色のトナーが充分付着し得るだ
けの潜像が形成される。なお、以上の説明は、工程が１
色目、２色目、…と進むにつれて一律に即ち、先の色の
トナーが付着している部分である否かにかかわりなく像
露光時間を長くして行く場合について述べたものである
が、先の色のトナーが付着している部分についてのみ次
の色の像露光時間を長くして行くように設定してもよ
い。

更にまた、先の色のトナーが微小な点や細線のように孤
立して付着している部分についてのみ次の色の像露光時
間を長くしていくように設定してもよい。

本発明方法の実施例として、第２図の多色像形 成装置を用い、第１表に示す如き３つのケースにつき像
露光時間の設定を行い多色像を形成させた結果、いずれ
のケースにおいても１ドットライン 等の画像の微細な点や細線の色が良好に表現できた。ケ
ースＩは一律に露光時間を長くして行く場合であり、ケ
ースIIは先の色のトナーが付着している部分についての
み次の色の露光時間を長くして行く場合であり、ケース
IIIは先の色のトナーが孤立的に付着している部分につ
いてのみ露光時間を長くして行く場合である。

また、多色像形成装置の他の設定条件は第２表に示す通
りである。

なお、ここで挙げた実施例では、像露光装置として半導
体レーザ光学系を用いているが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、公知の各種露光手段を用いることが
可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の多色像形成方法は、像形
成体上に潜像を形成する像露光の１画素当たりの露光時
間を各色に対応する工程毎に後になる程順次長くし先に
トナーが付着している部分の他にトナーの付着していな
い部分をも露光するので、先のトナーの電荷やトナーの
露光吸収の影響にもかかわらず光導電層を充分導電性に
し充分な電位変化が得られ、第２色目、第３色目、第４
色目のトナーを充分に付着させることができ、微細な点
や細線の像であってもベタ部の色調と同じ色調の像が得
られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法における１画素の露光時間説明図、
第２図は本発明方法を実施する多色像形成装置の構成例
を示す図、第３図は第２図の装置における像露光装置の
構成例を示す図、第４図は１画素当りの駆動信号パルス
幅が後の色になるにつれて広くなることを示す図、第５
図は像形成過程における像形成体表面電位の変化を示す
図、第６図は現像の際のエッジ効果の説明図である。 １……像形成体、２……フォトセンサ、 ２１……コロナ帯電器、２３……パルス幅変更信号発生
器、２４……レーザ駆動器、 ２６……像露光装置、３１……定着器、 ３２……転写前露光ランプ、３３……転写電極、 ３４……分離電極、３５……クリーニング用除電電極、
３６……クリーニング装置、 ３６ａ……クリーニングブレード、３６ｂ……バイアス
ローラ、３６ｃ……クリーニングローラ、３７……半導
体レーザ発振器、３８……回転多面鏡（ポリゴン）、３
９……ｆ−θレンズ、４０……パルス変調器、Ｌ……像
露光（レーザ光ビーム）、Ａ……イエロートナーを有す
る現像装置、Ｂ……マゼンタトナーを有する現像装置、
Ｃ……シアントナーを有する現像装置、Ｄ……黒トナー
を有する現像装置、Ｐ……転写紙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性基板上に光導電層を設けた像形成体
   上に、一様帯電を施し、特定の色の画像信号に基づき１
   画素毎の像露光を行って潜像を形成し、該潜像を前記特
   定の色に対応する色トナーにより反転現像するという工
   程を複数の色の各色について繰り返し、像形成体上に多
   色トナー像を形成後、これを転写材に転写して多色像を
   形成する多色像形成方法において、 像形成体上に潜像を形成する像露光の１画素当りの露光
   時間を先の色のトナーが付着している画素部分について
   のみ次の色の露光時間を長くすることを特徴とする多色
   像形成方法。