JPH07301968A - カラー画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成方法及び画像形成装置

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JPH07301968A
JPH07301968A JP5291958A JP29195893A JPH07301968A JP H07301968 A JPH07301968 A JP H07301968A JP 5291958 A JP5291958 A JP 5291958A JP 29195893 A JP29195893 A JP 29195893A JP H07301968 A JPH07301968 A JP H07301968A
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photoreceptor
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ros
color
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JP5291958A
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Donald C Vonhoene
シー.ボンホーン ドナルド
Richard L Post
エル.ポスト リチャード
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Xerox Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の正確に見当合わせされていると共に完
全なコントラスト画像を形成する。 【構成】 高解像度ROS32での像様露光とACスコ
ロトロン36でのACシャンティングを同時に行い、4
つの静電平衡(現像不能)画像42、44、46、48
を形成する。次に、低解像度ROS50で画像42を不
平衡(現像可能)画像とし、現像剤装置52で現像す
る。同様に、画像44は、低解像度ROS64及び現像
剤装置66で、画像46は、低解像度ROS80及び現
像剤装置82で、画像48は、低解像度ROS90及び
現像剤装置88で順次現像される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子複写機の正投影カ
ラー画像形成(イメージング)システムに有用なゼログ
ラフィック処理方法及び装置に関し、カラーコーディン
グでハイライトカラー、グラフィック、そしてデータプ
ロットをつくり出すことのできる画像形成システムであ
る。
【0002】
【従来の技術】本発明は、ゼログラフィーの技術におい
て、あるいは印刷の技術において使用される。従来のゼ
ログラフィーの実施では、最初に均一に受光体(例え
ば、感光体)を帯電することによって、ゼログラフィー
表面上に静電潜像を形成することが通常の手順である。
受光体は電荷保持面を具備する。電荷は、原画像に対応
する活性放射線のパターンに従って選択的に消散させら
れる。電荷を選択的に消散させることにより、放射線に
よって露光されない領域に対応する画像形成面上の潜電
荷パターンが残される。受光体上で消散させられた電荷
の領域は、残留の、あるいはバックグラウンド電圧レベ
ルに一致する。このように、受光体は2値ディジタルシ
ステムの場合には、2つの電圧レベルを有する。光/レ
ンズシステムの場合には、電圧レベルの全てのアレイが
受光体上に現れる。
【0003】この潜電荷パターンは、トナーでそれを現
像することによって可視化される。トナーは一般的に、
静電吸着によって、電荷パターンに付着する着色の粉末
である。
【0004】現像された画像は、次に画像形成面に定着
されるか、あるいは、普通紙のような受像基体(支持
体)に転写され、適当なフュージング(定着や溶融等
の)技術によって定着される。
【0005】単色画像形成に向けられていた従来のゼロ
グラフィーの画像形成技術は、ハイライトカラー画像を
含むカラー画像の形成にまで進展させられた。ハイライ
トカラー画像形成の1つの方法では、画像は、3レベル
の画像を形成するラスタ出力スキャナ(ROS)を使用
してつくられる。
【0006】3レベルハイライトカラーゼログラフィー
のコンセプトは、米国特許第4,078,929号にお
いて述べられている。前記特許は、シングルパスハイラ
イトカラー画像形成を達成する手段として、3レベルゼ
ログラフィーの使用を開示している。その中で開示され
ているように、電荷パターンは第1と第2のカラートナ
ー粒子で現像される。一方のカラートナー粒子は、正に
帯電され、他方のカラーのトナー粒子は負に帯電され
る。ある実施例では、トナー粒子は摩擦電気による相対
的正のキャリヤビーズと相対的負のキャリヤビーズの混
合物から成る現像剤によって供給される。キャリヤビー
ズは、相対的負のトナー粒子と相対的正のトナー粒子を
それぞれ支持する。このような現像剤は、電荷パターン
を支持する画像形成面を横切るように流し込まれること
によって一般的に電荷パターンに供給される。別の実施
例では、トナー粒子は1組の磁気ブラシによって電荷パ
ターンに与えられる。各々のブラシは1つのカラーと1
つの電荷を持つトナーを供給する。さらに別の実施例で
は、現像システムはバックグラウンド電圧と同じくらい
の電圧までバイアスされる。このようなバイアス印加に
より、カラー鮮明度が向上された現像画像となる。
【0007】この特許によって開示されたハイライトカ
ラーゼログラフィーにおいては、電荷保持面あるいは受
光体上におけるゼログラフィックのコントラストは、従
来のゼログラフィーの場合におけるような2つのレベル
にではなく、3つのレベルに分けられる。受光体は典型
的には−900ボルトに帯電される。帯電された画像領
域(帯電領域現像、つまりCADによって次に現像され
る)に対応する1つの画像が、完全な受光体電位(V
CAD あるいはVddp )にとどまるように、像様に露光が
行われる。受光体は、光のない場合は帯電されたままで
あるが、Vddp は、電圧のロス(言い換えれば暗減衰と
して知られる)に起因する受光体上の電圧である。他の
画像は、放電領域現像(DAD)によって連続的に現像
される放電領域画像に対応する残留電位、つまりVDAD
あるいはVC (典型的には−100ボルト)にまで受光
体を放電するよう露光され、背景領域は、VCAD 電位と
DA D 電位との中間(典型的には−500ボルト)にま
で受光体電位を低下するように露光される。この中間の
電位は、Vwhite あるいはVw とされる。CAD現像剤
は、典型的にはVwhite よりも約100ボルトVCAD
近い状態(約−600ボルト)にバイアスされ、DAD
現像剤システムはVwhite より約100ボルトVDAD
近い状態(約−400ボルト)にバイアスされる。理解
されるように、ハイライトカラーは異なるカラーである
必要はないが、他の区別する特性を持った方がよい。例
えば、あるトナーは磁気であるが、別のトナーは磁気で
はないという具合である。
【0008】上記のことからわかるように、従来のゼロ
グラフィーにおいては、受光体は2つの電圧レベルを有
するが、3レベルゼログラフィーにおいては、3つの電
圧レベルが存在する。このように、3レベルの画像形成
においては、画像コントラスト電圧は、従来のゼログラ
フィーの電圧より実質的に低下している。このことは、
3レベル画像形成のコンセプトを全域カラー画像形成に
まで広げることに対する大きな制限を示す。なぜなら、
従来のゼログラフィーに比べてカラー画像を作り出すた
めのすでに小さな現像フィールドが、各々の作り出され
る色に対してさらに縮小されなければならないからであ
る。
【0009】3レベルゼログラフィーにおいて使用され
るようなROSを用いた多レベルの画像形成は、理解さ
れるように、完全な画像見当合わせ(位置合わせ)が行
われるので、非常に好ましいものである。
【0010】コントラストが減少された画像であること
の制限を克服できないので、3レベルゼログラフィーを
使用してカラー域の範囲を広げることにおいていくつか
の試みがなされた。例えば、米国特許第4,731,6
34号は、画像形成装置の処理ステーションを通しての
画像形成面のシングルパスで黒及び少なくとも1つのハ
イライトカラーで、画像をプリントする方法及び装置を
開示した。このために、ラスタ出力スキャナ(ROS)
である露光装置が、3画像レベルと1つのバックグラウ
ンドレベルからなる4つの電圧レベルを形成するように
操作されている。より低いコントラスト電圧でさえ、付
加的なハイライトカラー画像を作り出すのに有効なので
ある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、正投影
(orthographic)カラー画像を形成する方
法及び装置が提供される。上述の3レベルプロセスの中
で使用されているものと類似する、比較的高い解像度
(分解能)のROSは、複数の完全なコントラスト帯電
領域画像を同時に形成するために使用され、それにより
上述されたように従来のゼログラフィーの完全なコント
ラスト画像を供給すると共に、3レベル画像形成におい
て有効な見当合わせの精度を生み出す。
【0012】
【課題を解決するための手段と作用】特別な受光体構成
と、シャンティング(短絡)と露光ステップを同時に含
む一連の画像形成ステップと、を使用することによっ
て、受光体構造体を通って平衡潜像が形成される。平衡
ということは、潜像が、受光体のオーバーコート層と受
光体の残りの部分との両方を横切るように存在するとい
うことを意味し、たとえ受光体が現像システムを通過さ
せられたとしても、オーバーコート層を横切る画像の現
像を防ぐのである。表面電位を読み取るために使用され
る静電電圧器は、0あるいは0ボルトに近い電圧を読み
取るであろう。
【0013】高解像度のROSを使用する、複数の完全
に見当合わせされた画像形成に続いて、平衡画像の各々
は、該当の現像システムを通過する動きに先立って一度
に一つ不平衡状態にさせられる。そのような不平衡は、
低解像度ROSや、あるいは他の適切な露光装置を使用
することによって生じる。低解像度ROSや他の適切な
露光装置は、オーバーコティング層だけを横切る関係の
ある潜像電位の部分を残して受光体を放電させるのに十
分な完全な露光を提供し、それにより現像を可能にす
る。
【0014】カラー画像を形成する方法であって、a.
受像体に現像不能な画像を形成するステップと、b.前
記複数の画像の1つを現像可能にするステップと、c.
前記画像の前記1つを現像するステップと、d.前記画
像の各々に対してb及びcのステップを繰り返すステッ
プと、を含む。
【0015】画像を形成する装置であって、画像形成部
材と、前記画像形成部材上に複数の現像不能な画像を形
成する手段と、前記複数の画像の各々を順次現像可能に
する手段と、前記現像可能にされた複数の画像の各々を
現像する手段と、からなる。
【0016】
【実施例】図1に見られるように、ハイカラー印刷シス
テム10は、受光体ベルト構造体12(図2乃至図1
2)を含む。図2乃至図12において示されるように、
前記ベルトは、マクロロン(Makrolon)(商
標)のようなポリカーボネート樹脂から作られる比較的
厚い(すなわち10ミクロンまで)のオーバーコーティ
ング層20(図2乃至図12)を含む。接着剤を裏面に
有する層、あるいは熱接着層が使用される。オーバーコ
ーティング層20は、トリゴナル(三方晶)セレニウム
(tSe)のような光導電性粒子をポリマー形成フィル
ム又はポリビニルカルバゾール(PVK)のようなバイ
ンダ(結合剤)の中に分散させることによって作られる
バインダ電荷生成(発電)層(BGL)22を保護する
働きをする。BGLは、2ミクロンまでの厚さを有す
る。輸送層(transport layer)24は
適当なインターフェイスを有し、Makrolon(マ
クロロン)(商標)のようなポリカーボネートバインダ
樹脂に分子分散されたポリフェニルジアミンという活性
小分子から作られており、受光体構造体12のもう1つ
の層を形成する。厚いオーバーコート層20によって与
えられる保護のために、電荷発生層22は輸送層24上
に置かれる。ベルトは、複数のゼログラフィック処理ス
テーションを連続的に移動するように複数のローラ26
の周りに巻かれている。ローラ26の1つは、モータ2
7、及びベルト12を時計回り方向に移動するモータに
関連する駆動機構、に動作的に接続されている。
【0017】受光体12は、DCスコロトロン(sco
rotron)30のようなコロナ放電装置を使用して
均一に負極になるようにまず帯電される。輸送層24に
正孔注入接触を行うと、受光体を通って電場をつぶす電
荷の貯蔵部となる。結果として、キャノン(Cano
n)NP方式処理の第2のステップの場合と同じように
フラッディング(溢汪)は必要とされない。正孔注入の
ために、第1の帯電ステップでは、図3において示され
るように、オーバーコート層だけを横切る電圧が残され
る。米国特許第4,467,023号において開示され
るような正孔注入接触が考慮される。
【0018】次に、高解像度ラスタ出力スキャナ(RO
S)32での像様露光と、ACスコロトロン36で受光
体表面電位を0ボルトにするACシャンティング(短
絡)とが同時に実施される。ROS32は、40ミクロ
ン(ドット間の間隔)、あるいは1インチ当たりおよそ
600ドット(600DPI)の解像度を持つ。より低
い解像度で作動するラスタ出力スキャナが使用されうる
ことが理解されるであろう。
【0019】印刷装置10の他の構成装置及びROS3
2の動作はROSに動作的に接続されているエレクトロ
ニックサブシステム(ESS)38の制御の下で行われ
る。ラスタ入力スキャナ(RIS)40は、原稿のスキ
ャン画像のビットストリーム表示を作るための原稿イン
フォメーションをディジタル化するために使用される。
ROSは複数の完全に見当合わせされた帯電領域画像を
形成するために作動される。
【0020】像様露光とACシャンティングが同時に行
われた結果、例として42、44、46、48の4つの
画像が形成される。図4に示されるように、画像は静電
的に平衡にされ、たとえ画像がトナー現像システムを通
ったとしても、現像は起こらないということを意味して
いる。しかし、画像42、44、46、48のうちの1
つを低解像度ROSでフラッド(高)露光すると、画像
は不平衡となり現像可能となる。
【0021】露光とシャンティングステップが同時に起
こった後、受光体は低解像度のROS50を通過し、R
OS50の照射は、原稿の現像剤ハウジング装置52で
現像されるべき部分を高照射する。高解像度ROS32
とは違い、ROS50は生成されるべき画像に対応する
画定された領域内で受光体を完全に放電させるように働
く。このように、パルス(つまり、”ON(オン)”
−”OFF(オフ)”)モード動作するのではなく、画
定された領域の限界を定める境界線でオフになる場合を
除き、持続的にオンモードで動作されるのである。この
ために、ROS50は前述の境界線の±0.01から
0.1インチ以内でオン・オフするように動作しなけれ
ばならない。
【0022】不平衡画像42は図5で示されている。図
5からわかるように、画像44、46、48はこの時点
では平衡のままである。例として、現像剤ハウジング装
置52は、キャリヤ粒子とトナー粒子の現像剤混合物5
4を含む磁気ブラシ現像剤装置を含む。トナー粒子は黒
色顔料からなる。このように、画像42を含む受光体の
部分が現像剤装置52を通過すると、図6で示されるよ
うに、黒色トナー粒子が付着されるが、この付着は磁気
ブラシローラ56と57によって行われる。これらのト
ナー粒子は受光体上の画像42の電荷とは逆極性に帯電
されている。このように、トナー粒子は正に帯電され
る。現像剤ハウジング装置52は、DCバイアス源60
でおよそ−200ボルトの負のバイアス電圧に印加され
る。
【0023】黒色トナーでの画像42の現像に続いて、
受光体は原稿画像の領域を高照射する低解像度ROS6
4を通過させられ、相互作用のない現像剤装置66によ
って現像されるべき画像44を形成する。このことによ
り、図7で示されるように、画像44は不平衡になる。
現像剤装置66は、好ましくは米国特許第5,010,
367号の中で開示されているような相互作用のない現
像システムである。画像44上にカラートナー68が付
着させられる。特定の色については重要ではない。付加
的な色である赤、緑、青の中の一つであればよい。その
電荷の極性はトナー55と同じである。現像剤装置の電
気的なバイアスは、AC及びDC組み合わせ電圧70
を、受光体12とドナーロール76の中間の現像領域7
4に配置された電極72に印加することからなる。第2
のAC及びDC組み合わせバイアス配列78は、ワイヤ
あるいは電極72にAC及びDC組み合わせ電圧70を
印加した結果として形成されるトナー雲の位置を制御す
るために、ドナーロール76と受光体の間に適切な電圧
を印加するために供給される。例えば、図8は赤色トナ
ーが付着された画像44を示す。現像された画像42の
極性は正あるいは現像剤バイアスより下の弱い負である
ので、正の赤色トナー粒子は画像42には付着しない。
【0024】同じ方法で、第2のハイライトカラー画像
46は、受光体が低解像度ROS80を通過するときに
形成され、図9で示されているように、画像46はそこ
で不平衡とさせられる。相互作用のない現像剤装置82
を画像46が通過すると、現像剤装置82のドナーロー
ル76によって青色のトナー粒子84が付着させられ画
像46が現像される。現像剤装置82の全ての他の部材
は現像剤装置66の該当する部材と同じものである。
【0025】最後の画像48は、相互作用のない現像剤
装置88によって現像されるべき原稿の領域を高照射す
る低解像度のROS90で生成される。相互作用のない
現像剤装置88で緑色トナー粒子96が画像48に付着
される。
【0026】計量と帯電を兼ね備えた装置94により、
特定のトナー物質がドナーロール76に付着される。前
記装置94に関する詳細については、米国特許4,87
6,575号で述べられている。
【0027】画像の現像に続いて、1枚の支持材料10
2(図1)が転写領域でトナー画像に接触する。支持材
料のシートは従来のシート供給装置(図示されない)に
よって転写領域に進められる。好ましくも、シート供給
装置は集積コピーシートの最上のシートに接触するフィ
ードロールを含む。フィードロールは、最上のシートを
スタックからシュートに前進させるように回転し、シュ
ートは支持材料であるシートを前進させて連時限シーケ
ンスで(タイミングをはかって)ベルト12の光導電面
に接触させ、現像されたトナー粒子画像が、前進させら
れている支持材料であるシートに接触する。
【0028】転写領域は、シート102の裏面に正イオ
ンを噴射する転写ディコロトロン104を含む。転写デ
ィコロトロン104は、正帯電されたトナーパウダ画像
をベルト12からシート102に引きつける。分離ディ
コロトロン106はベルト12からシートを容易に引き
離すために設けられる。
【0029】転写後、シートは移動し続け、コンベヤ
(図示せず)上でフューザーアセンブリ120に進めら
れ、そこでシート102に転写されたパウダ画像が永久
に固着される。好ましくも、フューザー(定着や融着)
アセンブリ120は、加熱フューザーローラ122とバ
ックアップローラ124からなる。シート102は、フ
ューザーローラ122とバックアップローラ124の間
を通り、トナーパウダ画像をフューザーローラ122に
接触させる。この方法で、トナーパウダ画像は冷却され
た後、シート102に永久に固着される。定着後、シュ
ート(図示されず)は、キャッチトレイ(図示されず)
にシート102を進め、その後オペレータによって印刷
機から取り出される。
【0030】支持材料であるシートがベルト12の光導
電面から離された後、光導電面の画像のない領域によっ
て運ばれた残留トナー粒子は除去される。クリーニング
ハウジング130は、2つのクリーニングブラシ132
と134を支持し、クリーニングブラシ132と134
は、お互いに逆方向に回転し、ブラシの各々は、受光体
ベルト12とクリーニングの関係に支持されている。ブ
ラシ132とブラシ134の各々は、一般的には円筒状
の形状で受光体ベルト12とほぼ平行で受光体の移動方
向16の方向に略直角に配置される長軸を有する。ブラ
シ132、134はそれぞれベース(基部)に取り付け
られた多数の絶縁ファイバを有し、各々のベースはそれ
ぞれ回転のためのジャーナル(駆動要素は図示されず)
となっている。ブラシは、典型的にはフリッカーバーを
使用してトナー除去され、除去されたトナーは、バキュ
ーム源(図示されず)によって動かされる空気でハウジ
ングと受光体ベルト12の間の間隙を通り、絶縁ファイ
バを通り、チャネルを通って排出されるが図示されな
い。典型的なブラシの回転速度は毎秒1300回転であ
り、ブラシと受光体の間隙は通常約2mmである。ブラシ
132、134は、ブラシによって運ばれたトナーを解
放するために、そしてブラシのファイバの適当な摩擦帯
電を行うためにフリッカーバー(図示されず)にぶつか
る。
【0031】クリーニングに続いて、放電ランプ140
はベルト光導電ベルト12を光で照射し、次の画像形成
サイクルのための帯電に先立って、残留する負のあらゆ
る静電荷も消散させる。このために、光パイプ142が
供給される。オーバーコート層に残されているいかなる
不均一な電圧も、主DC帯電スコロトロン30によって
均一な初期電荷の電位にされる。
【0032】作用において、均一に帯電された受光体1
2を高解像度ROS32で露光し、同時にスコロトロン
36で0ボルトにシャンティングするステップにより、
4つの完全なコントラスト画像、42、44、46及び
48が形成される。ROS32は、これらの画像が帯電
領域(CAD)画像であるということを意味する”ホワ
イト(white)”モードで機能する。ROS32の
出力は、RIS40によって供給されるインフォメーシ
ョンに従って決定され、RIS40は、ROS32を作
動するためにESS38を介して操作される。上記で指
摘されたように、4つの画像は静電的に平衡で現像不能
である。4つの画像の各々は、画像を露光によって不平
衡にする低解像度のラスタ出力スキャナの1つに露光さ
れることによって順次現像可能にされる。このように、
静電的に不平衡でない画像が現像剤装置を通っても画像
は現像されない。画素の全ては、従来のゼログラフィー
で達成された完全なコントラスト画像のために提供する
のと実質的に同じ電圧レベルにある。また、トナーの全
ては同じ極性に帯電されるので、前置転写帯電ステップ
を使用する必要はない。現像剤パッケージ(すなわちト
ナーとキャリヤ)は、異なった極性にされることができ
る。
【0033】本発明はスポット毎のカラー画像の生成に
ついて述べたが、現像剤と、同じ色ではあるが異なる物
理的な特性を有するさらに特別なトナーと、を使用する
ことが望ましいということが理解されるであろう。例え
ば、異なる画像を現像するために磁気トナーと磁気でな
いトナーが使用されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明を表す画像形成装置の略図である。
【図2】均一に帯電された受光体の形態における帯電保
持面を示す。
【図3】照射しない状態で、本発明の受光体を均一に帯
電させた結果を示す。
【図4】図3の均一に帯電された受光体の、高解像度の
ROSを使用する露光と、シャンティングと、を同時に
行った後の図3の受光体を示す。
【図5】低解像度のROSと、黒色現像剤を含む現像シ
ステムとを使用し、最初の画像を形成した後の図4の受
光体の状態を表す。
【図6】低解像度のROSと、黒色現像剤を含む現像シ
ステムとを使用し、最初の画像を形成した後の図4の受
光体の状態を表す。
【図7】第2の低解像度ROSと、最初のカラー現像シ
ステムとを使用し、第1のカラ画像を形成した後の図6
の受光体の状態を表す。
【図8】第2の低解像度ROSと、最初のカラー現像シ
ステムとを使用し、第1のカラ画像を形成した後の図6
の受光体の状態を表す。
【図9】第3の低解像度のROSと、第2のカラー現像
システムとを使用し、第2のカラー画像を形成した後の
図8の受光体の状態を表す。
【図10】第3の低解像度のROSと、第2のカラー現
像システムとを使用し、第2のカラー画像を形成した後
の図8の受光体の状態を表す。
【図11】第4の低解像度のROSと、第3のカラー現
像システムとを使用し、第3のカラー画像を形成した後
の図10の受光体の状態を表す。
【図12】第4の低解像度のROSと、第3のカラー現
像システムとを使用し、第3のカラー画像を形成した後
の図10の受光体の状態を表す。
【符号の説明】
10 ハイカラー印刷システム 12 受光体ベルト構造体 20 オーバーコーティング層 22 電荷生成層 24 輸送層 26 ローラ 30 DCスコロトロン 32 高解像度ラスタ出力スキャナ(ROS) 36 ACスコロトロン 38 エレクトリックサブシステム(ESS) 40 ラスタ入力スキャナ(RIS) 42、44、46、48 不平衡画像 50、64、80 90 低解像度ラスタ出力スキャ
ナ(ROS) 52 現像剤ハウジング装置 60 DCバイアス源 66、82、88 現像剤装置 68、84、96 カラートナー 74 現像領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード エル.ポスト アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14526 ペンフィールド ゴルフストリーム ド ライブ 29

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カラー画像を形成する方法であって、 a.受像体に現像不能な画像を形成するステップと、 b.前記複数の画像の1つを現像可能にするステップ
    と、 c.前記画像の前記1つを現像するステップと、 d.前記画像の各々に対してb及びcのステップを繰り
    返すステップと、 を含むカラー画像形成方法。
  2. 【請求項2】 画像を形成する装置であって、 画像形成部材と、 前記画像形成部材上に複数の現像不能な画像を形成する
    手段と、 前記複数の画像の各々を順次現像可能にする手段と、 前記現像可能にされた複数の画像の各々を現像する手段
    と、 からなる画像形成装置。
JP5291958A 1992-12-07 1993-11-22 カラー画像形成方法及び画像形成装置 Pending JPH07301968A (ja)

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