JPH07319258A

JPH07319258A - 多色画像記録装置

Info

Publication number: JPH07319258A
Application number: JP6110714A
Authority: JP
Inventors: Toru Miyasaka; 徹宮坂; Kunio Sato; 国雄佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-05-25
Filing date: 1994-05-25
Publication date: 1995-12-08

Abstract

(57)【要約】【構成】感光体周囲に、一様帯電を行う帯電器と、１色
目の画像露光を行う第１露光，１色目を正規現像する為
の第１現像機，１色目の露光量よりも強い２色目の露光
を行う第２露光，２色目を反転現像する第２現像機およ
び現像後のトナーの極性を同一化するコロナ帯電機，画
像を用紙に転写する転写機を配置する。また、１色目と
２色目のトナーに帯電特性の異なるトナーを使用した。【効果】第２現像機に第１色目のトナーが混入しても簡
単に分離でき、２色目の現像トナーを１色目の現像領域
に重ねて現像でき、混合色を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセスを用
いて、感光体上に多色画像を重ね合わせることによって
多色画像を形成する画像記録装置に関わる。特に、感光
体が１回転で、２色およびその重ね合わせ色の記録を行
う印写プロセスを用いた画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを用いた多色画像の記
録方法としては、例えば特開平1−179172号公報等に記
載されている感光体を複数用いて複数色の画像を独立に
形成し用紙上に重ね合わせる方式や例えば特開平2−186
371 号公報等に記載されている一つの感光体を複数回回
転させ、一回転ごとに各色の画像を形成し、記録用紙や
中間転写体に転写をすることで多色画像を記録する方式
が知られている。前者の方式は、装置が大型化するとい
う欠点を有し、後者の方式は記録速度が遅いという欠点
を有している。これらの欠点を補う方式として、特開昭
59−116763号公報では帯電・露光・現像により第一色の
画像を形成した後、再び帯電・露光・現像を行うことに
よって一つの感光体に２色の画像を形成する方法が開示
されている。さらに、USP4,078,929の公報等では一つの
露光系で３レベルの電位レベルを形成し、正規現像と反
転現像を組み合わせることによって、一つの感光体上に
二色の画像を形成する手法が開示されている。これらの
手法を用いると比較的小型で記録速度の速い多色画像記
録装置を実現することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来発明の特開昭
59−116763号公報の印写プロセスを図９に示す。この印
写方式においては、１色目の現像と２色目の現像を同極
の現像特性で現像を行うとともに、１色目の現像部電位
と２色目の現像部電位の間の現像バイアスを用いて２色
目の現像を行うことから、２色目の現像の際に１色目単
色部のトナーが現像機に引き寄せられる力が発生するこ
とになる。この為、１色目単色部の画像が２色目現像時
に掻き取られ、１色目単色部の画像に欠陥が生じるとい
う問題点がある。また、２色目の現像機に混入した１色
目のトナーは、２色目で用いるトナーと帯電極性が同一
のために分離するのが困難であるという欠点を有する。

【０００４】さらに、上記従来発明の特開昭59−116763
号公報においては、感光体は一つになるが感光体の周囲
には、１色記録時の帯電器・露光系・現像機・転写系・
クリーニング機構に加えて、２色目記録のための帯電器
・露光系・現像機を配置しなければならない。特に、２
色目の帯電器は、１色目の記録画像を乱すこと無く一定
の電位に帯電させなければならず、大きさの大きいスコ
ロトロン帯電器を用いる必要がある。これら多くのプロ
セスを感光体の周囲には位置するために、感光体の直径
は大きくなってしまう。この為、感光体は一つになる
が、装置はそれほど小型化することはできないという欠
点を有する。

【０００５】上記従来発明のUSP4,078,929号公報等の印
写プロセスを図１０に示す。この印写方式においては、
感光体の周囲には、１色記録時の帯電器・露光系・現像
機・転写系・クリーニング機構に加えて、２色目記録の
ための現像機のみを配置すれば良く小型化には有効であ
る。しかしながら、この方式では正規現像と反転現像と
いう現像極性の異なる２つの現像方式で１色目と２色目
を現像するために、１色目と２色目を重ねることができ
ない。この為、１色目と２色目の混合色を表現できず、
フルカラー画像の記録方式に適用することができない。

【０００６】本発明の目的は、１つの感光体上に２つの
現像機による２色の画像を重ね合わせる方式における上
記問題点を解決し、２色の混合色の表現が可能であると
ともに、単色部の画像劣化が生じることない高画質な多
色記録方式を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、帯電後の１色目の露光を行い、正規現像を行った
後、２色目の露光を１色目の露光量よりも強く露光し、
２色目の現像を反転現像で行う。

【０００８】

【作用】上記手段では、１色目が正規現像で２色目が反
転現像であるので、１色目単色部のトナーが２色目の現
像機に混入しにくい。また、上記手段では１色目のトナ
ーと２色目のトナーの帯電特性が異なるために、２色目
の現像機内に１色目のトナーが混入しても、１色目のト
ナーと２色目のトナーを電気的に分離する事ができる。
さらに、上記方法では、１色目の現像の後に２色目の露
光を行うために、１色目の現像されたがトナー上から再
露光することで、２色目の現像トナーを１色目の現像領
域に重ねて現像することが可能となり、１色目のトナー
色と２色目のトナー色の混合色を表現することができ
る。さらに、上記方法では１色目の現像の後に再帯電を
必要としないために、比較的外周の短いつまり直径の小
さい感光体上で、２色記録を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、図１から図７を用いて本発明のいくつ
かの実施例を説明する。図１は、本発明の一実施例であ
る多色画像記録装置の構成を示す図であり、図２は図１
に示した本発明の一実施例である多色画像記録装置にお
ける印写プロセスの手順と感光体の電位や現像バイアス
等の関係を説明するための図である。図１において、感
光体１は帯電器２によって均一に帯電される。その後、
第１露光３によって第１色目の記録情報に従った静電潜
像が形成され、第１現像機４で感光体上に１色目の画像
を形成する。この時の第１現像機４では正規現像で現像
しているので、非露光部分が現像される。図２のＶ_E1は
第１露光３により形成される電位レベルを、Ｖ_D1は第１
現像の現像バイアスレベルを示す。続いて、第２露光５
で２色目の記録情報に従った静電潜像を感光体上に形成
する。２色目の露光強度は１色目のそれに比較して強く
することによって、２色目の静電潜像の露光部電位Ｖ_E2
は、１色目のそれよりも深い電位井戸を形成させる。２
色目の現像は、反転現像で第２露光が行われた電位の低
い領域のみ現像可能な現像バイアス条件Ｖ_D2で第２現像
機６により現像する。この時、正規現像である第１現像
機４で現像されたトナー上から第２露光５を行うことに
よって、第１現像機４で形成されたトナーと第２現像機
６で形成されたトナーを重ねることができ、混合色を表
現することが可能となる。このようにして、感光体１上
に形成された画像は、正と負の両極トナーで形成されて
いることから、極性同一化のためのコロナ照射をコロナ
帯電器１３を用いて行った後に、コロナ転写装置７など
の静電転写装置を用いて、用紙カセットから給紙された
用紙上１２に転写される。多色画像転写後の用紙は、除
電器８で除電された後、定着機１１に搬送され、加熱定
着が行われる。この時の定着機は、フラッシュ定着など
の光を利用したものよりも、ヒートロールや加熱ベルト
等の高温物体を直接、トナーに接触させるものを利用す
ることが望ましい。これは、カラー画像では光の熱への
変換がされ難いことと色によって変換効率が異なってし
まうためである。定着後の用紙は排紙トレーに排出され
る。

【００１０】なお、転写後の感光体１はイレーズランプ
９で除電され、クリーナ１０により残留トナーが除去さ
れる。

【００１１】この方式では、第１現像が正規現像である
ことから、１色目のトナーに第２現像機６の現像バイア
スによって第２現像機６に引き込まれる力は働かない。
このため、第２の現像によって１色目の単色部分のトナ
ー像を乱すことはない。しかしながら、図３に示すよう
に、２色目と１色目を重ね合わせる領域では、１色目の
上から２色目の露光を行う領域すなわち第２露光領域
（狭い）１５のために１色目のトナー１４が電位の高い
画像領域外に飛び散りやすくなる。本方式では、飛び散
る可能性のある領域は第１色と第２色のトナーを重ね合
わせる領域であるので、大量な飛散が発生しなければ実
際上はそれほど画質上問題とならない。しかし、このト
ナーの飛散は少ないほうが望ましいのは言うまでもな
い。これに対する対策を図４に示す。図では、２色目の
露光のうち、１色目の露光領域と重なる領域は、１色目
の露光領域より若干広く露光する領域すなわち第２露光
領域（広い）１６を露光することによってこれを容易に
抑制することができる。

【００１２】本プロセスでは、２色目の現像時に１色目
の露光部トナーには静電的に現像機の現像ロール側に引
っ張られる力が発生する。しかし、第２現像機６で用い
られるキャリアは１色目の現像剤と同極性であるので、
１色目のトナーは第２現像機６のキャリアには付着せ
ず、第２現像機６を２成分現像剤を用いたソフト現像を
用いることなどで、１色目トナーの第２現像機６への混
入はかなり押さえることができる。さらに、これを抑制
できる他の方法として、１色目のトナーに光導電性材料
などを用いる方法が考えられる。光導電性材料を１色目
の現像剤として用いることで、第２露光によって露光さ
れたトナーの帯電量が低下し、静電的に現像ロールに引
きつけられる力を抑制することができる。図５はトナー
の帯電を説明するための図である。図に示すように、ト
ナー１７は個々の粒子上に、正帯電領域１８と負帯電領
域１９が存在する。これらの帯電領域のうち、正帯電の
領域が多いと正帯電トナーとなる。このことから、この
帯電領域を選択的に光導電化すれば、帯電極性を反転す
ることも可能である。第２露光により帯電極性を反転す
れば、第２現像機６への第１現像機４にて現像したトナ
ーの混入を完全に無くすことも可能である。

【００１３】また、第１色目のトナーが第２現像機６に
混入した場合でも、１色目と２色目とのトナー帯電極性
が逆であるので、これを容易に静電的に分離・回収する
ことができる。図６は、第２現像機６構成の一例を説明
するための図である。トナーホッパー２０から供給され
た２色目トナーは、撹拌パドル２１でキャリアと撹拌さ
れ、摩擦帯電した後、内部に磁気ロールを有する現像ロ
ール２２に引きつけられる。図中で現像ロール２２は左
に回転しドクターブレード２３によって層厚を規制され
た後、現像位置に搬送される。トナーの一部は、撹拌室
に戻される途中に配置されたトナー濃度センサ２４で、
トナーの濃度を検出し、規定の濃度になるようにトナー
ホッパー２０からのトナー供給量が制御されている。前
記したようなソフトな現像を行うために現像剤は、樹脂
キャリアを用いた二成分現像剤を用いるのが有効であ
る。図の構成では、さらにソフトな現像を行うために、
現像位置には同極性の磁極２５を配置している。図では
Ｓ極を隣接配置している。現像点を通過後の現像剤は、
１色目のトナー含んでいる場合がある。対向ロール２６
は２色目トナーの帯電極性と逆極性のトナーを引きつけ
るような電圧が印加されており、対向ロール２６によっ
て静電的に極性の異なる前段現像機から混入する逆帯電
トナー２７のみを選択分離することが可能である。対向
ロール２６にはクリーニングブレードが配置されてお
り、分離された一色目のトナーは回収されてスクリュウ
搬送機構２８で排トナーボックスに搬送される。

【００１４】上記の各種方策を施すことで、１色目，２
色目の単色画像領域も１色目，２色目の混色画像領域も
より安定に良好な画質を実現することができる。

【００１５】また本方式では、１色目と２色目の画像に
対する少なくとも３段階の電位が必要となるとともに、
２色目の現像は１色目の画像を乱さないためにソフトな
現像を行わなくてはならないことから、現像に必要な電
位差を小さくすることが難しい。しかし、１色目の現像
方式には制約条件がないことから、１色目の現像方式と
して、現像ロールと感光体の距離を近接することで低バ
イアス現像が可能な非磁性一成分現像方式などの方式を
採用することが有効である。

【００１６】図７は、本発明の記録方式を用いたフルカ
ラー記録装置構成の一実施例を説明するための図であ
る。本発明の構成では、一行程つまり感光体一回転で２
色画像を形成することができる。そこで、図に示すよう
に本発明の記録方式を２式搭載することで、４色の記録
が可能となりイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックを
用いればフルカラー画像記録を達成することができる。
図では用紙トレーから搬送された用紙に、第１感光体１
−１で形成された２色画像を転写し、続いて第２感光体
１−２の２色画像を重ねて転写した後、定着機で加熱定
着を行い、排紙トレーにフルカラー画像が記録された用
紙が排紙される。この構成では、感光体の回転速度と同
一のプロセス速度でフルカラーの画像記録が可能であ
り、高速フルカラー記録装置の構成として適している。
しかしながら、感光体を２つ用いることから装置が若干
大型になるとともに複雑になるという欠点を有してい
る。

【００１７】図８に本発明の記録方式を用いたフルカラ
ー記録装置の他の実施例を示す。図の構成は、一つの感
光体の回りに４種類の現像機を配置し、感光体１回転目
に２色画像を形成し、２回転目に次の２色画像を重ねて
形成することで、フルカラー画像を感光体上に形成し、
用紙トレーから搬送された用紙上に一括転写し、フルカ
ラー画像を得るものである。この構成では、１回転目に
クリーナ１０を待避させるなどの２回転プロセスを達成
するための印写プロセスの制御が必要となるが、現像機
以外は、２色プロセスと同一となり、部品点数を少なく
することができ、装置サイズが比較的小型のフルカラー
画像記録装置を達成することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多色画像
記録方法では正規現像と反転現像を組み合わせた感光体
上２色形成プロセスであるので、１色目と２色目のトナ
ーの混入がなく、２色目の現像による１色目画像の掻き
取りなどの発生しない良好な単色画像を形成できるとと
もに、第一現像の上からの第２露光を行うことで、２色
の混合色を表現することができる。さらに本構成では、
１色目と２色目のトナーの極性が異なる為に、もし１色
目のトナーが２色目現像機内に混入しても、容易に１色
目のトナーを２色目のトナーから分離回収することが静
電力を利用してできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多色画像記録装置の構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の多色画像記録装置の印写プロセスを示
す図である。

【図３】色重ね領域の問題点を説明するための図であ
る。

【図４】色重ね領域における問題点に対する対策を説明
する為の図である。

【図５】トナーの帯電形態について説明するための図で
ある。

【図６】本発明の第２現像の現像機構成の一例を示す図
である。

【図７】本発明を用いたフルカラー記録装置構成を示す
図である。

【図８】本発明を用いたフルカラー記録装置の他の構成
を示す図である。

【図９】従来の印写プロセスの一例を示す図である。

【図１０】従来の印写プロセスの他の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…感光体、２…帯電器、３…第１露光、４…第１現像
機、５…第２露光、６…第２現像機、７…コロナ転写装
置、８…除電器、９…イレーズランプ、１０…クリー
ナ、１１…定着機、１２…用紙、１３…コロナ帯電器、
１４…１色目のトナー、１５…第２露光領域(狭い)、１
６…第２露光領域(広い)、１７…トナー粒子、１８…正
帯電領域、１９…負帯電領域、２０…トナーホッパー、
２１…撹拌パドル、２２…現像ロール、２３…ドクター
ブレード、２４…トナー濃度センサ、２５…同極性の磁
極、２６…対向ロール、２７…逆帯電トナー、２８…ス
クリュ搬送機構。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電・露光行程によって感光体上に形成さ
れた静電潜像を現像することによって可視画像を形成す
る電子写真方式を用い、異なった色による画像を感光体
上に重ね合わせることによって、多色画像を形成する多
色画像記録装置において、第１露光，第１現像，第２露
光，第２現像を順番に行うことで、感光体上に２色画像
を形成するとともに、第１現像と第２現像の現像極性が
一方が正規現像で他方が反転現像であることを特徴とす
る多色画像記録装置。
【請求項２】帯電・露光行程によって感光体上に形成さ
れた静電潜像を現像することによって可視画像を形成す
る電子写真方式を用い、異なった色による画像を感光体
上に重ね合わせることによって、多色画像を形成する多
色画像記録装置において、第１色目の露光・現像の後
に、第２色画像に従った露光を行うとともに、第１色目
の現像と現像極性が異なる現像方式で２色目の現像を行
うことを特徴とした多色画像記録装置。
【請求項３】請求項１，２において、１色目を正規現像
で２色目を反転現像で感光体を現像することを特徴とす
る多色画像記録装置。
【請求項４】請求項１，２において、２色を重ねる画像
領域では、１色目の露光領域よりも２色目の露光領域が
１ドット以下の幅で大きく露光されることを特徴とした
多色画像記録装置。
【請求項５】請求項１，２において、１色目の現像装置
として非磁性一成分現像材を用いた接触式現像装置を用
いる事を特徴とした多色画像記録装置。
【請求項６】請求項１，２において、２色目の現像機の
現像機内部に、１色目の極性のトナーを２色目の極性の
トナーから分離する機構が備えられていることを特徴と
する多色画像記録装置。
【請求項７】請求項１，２において、１色目の露光強度
が２色目の露光強度よりも小さく設定されていることを
特徴とする多色画像記録装置。
【請求項８】請求項１，２において、１色目の現像に用
いる現像剤が光が当たると導体となるまたは、帯電極性
が反転する材料などからなることを特徴とする多色画像
記録装置。
【請求項９】感光体１回転２色印写プロセスを２回繰り
返すかまたは、２組用いることで、イエロー，マゼン
タ，シアン，ブラックの４色の画像を重ね合わせ、フル
カラー画像記録を行う多色画像記録装置において、少な
くとも１つの２色印写プロセスに請求項１，２記載の画
像形成工程を用いることを特徴とする多色画像記録装
置。