JPH08334947A

JPH08334947A - ５サイクルのカラー像印刷方法

Info

Publication number: JPH08334947A
Application number: JP8133213A
Authority: JP
Inventors: Jeffrey J Folkins; ジェイフォーキンズジェフリー
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1996-12-17
Also published as: EP0747778B1; US5576824A; BR9602653B1; EP0747778A3; EP0747778A2; BR9602653A

Abstract

(57)【要約】【課題】５サイクル電子写真印刷装置について開示す
る。【解決手段】第１サイクルにおいて、感光体が、消去
され、帯電され、露光されて第１の静電的潜在表示を作
り、トナーの第１カラーで現像される。第２サイクルに
おいて、感光体が、分割再帯電機構を用いて再帯電さ
れ、露光されて第２の静電的潜在表示を作り、トナーの
第２カラーで現像される。第３のサイクル、および第４
のサイクルにおいても同様の工程をとる。第５のサイク
ルにおいて、感光体および４つのトナー層が、前転写消
去ランプに露光され、転写のために帯電され、コロナ発
生装置を用いて用紙上に転写される。用紙は、感光体か
ら分離され、定着ステーションにいく。その間に、感光
体は、別の像をプリントするために清掃される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真印刷技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真マーキングは、原稿をコピー
し、あるいはプリントする方法として良く知られ、共通
して使用されるものである。電子写真マーキングは、所
望の原稿を表す光像を実質的に均一に帯電された感光体
に露光することによって行われる。その光像に応答し
て、感光体は、所望の原稿の静電潜像を感光体の表面に
作るように放電する。それからトナー粒子が、トナー像
を形成するように潜像上に堆積される。そのトナー像
は、感光体から紙のシートのような用紙に転写される。
転写されたトナー像は、熱及び／又は圧力を利用して、
用紙に定着される。それから感光体の表面は、残存する
現像材を取り除かれ、別の像を作るために再帯電され
る。以上の内容は、一般に白黒の電子写真印刷装置につ
いてのものである。電子写真印刷は、上記工程を、カラ
ー像を作るのに使用されるトナーの各カラーに対して繰
り返すことによって、カラー像を作ることができる。例
えば、帯電された光導電性表面は、第１のカラー、すな
わち黒を表す光像に露光されることができる。その結果
生じる静電潜像は、黒トナー粒子で現像され、続いて用
紙上に転写され定着される黒トナー像を作る。その工程
は、続いて、第２のカラー、すなわちイエロー、それか
ら第３のカラー、すなわちマゼンタ、最後に第４のカラ
ー、すなわちシアンについて繰り返される。トナー粒子
が、重ね合わされたレジストレーションに位置決めされ
る場合、所望の合成カラー像が形成される。この工程
は、ＲＥａＤ工程（再帯電、露光および現像(Recharge,
Expose and Develop)）またはＩＯＩ工程（イメージオ
ンイメージ(Image On Image)）のいずれかとして呼ばれ
る場合がある。

【０００３】電子写真印刷業界が非常に成功してきた一
方で、コンピュータ産業の急速な発展が、デスクトップ
印刷装置、特にカラーデスクトップ印刷装置に対する要
求を大きくしてきた。デスクトップカラー印刷装置の所
望の特性は、高いプリント質、高速プリンティング、低
コストおよびサイズの小さいことを含むものである。従
来技術の電子写真印刷装置の機構を用いて、これらの所
望の特性を同時に達成することは困難である。そのた
め、デスクトップ印刷装置において、高品質で、比較的
高速の印刷を低コストで可能にする新規の電子写真カラ
ー印刷機構が非常に望ましい。

【０００４】

【発明の概要】本発明は、５サイクル電子写真カラー印
刷機構を提供する。第１のサイクル中に、感光体は帯電
され、第１カラー像の第１の静電的な潜在表示を作るよ
うに露光され、第１カラーのトナーを使用して第１トナ
ー層を作るように現像される。第２サイクル中に、第１
トナー層を有する感光体が、好ましくは分割(split) 帯
電ステーションを用いて再帯電され、第２カラー像の第
２の静電的な潜在表示を作るように露光され、それか
ら、第２カラーのトナーを使用して第２トナー層を作る
ように現像される。第３サイクル中に、第１および第２
トナー層を有する感光体が、好ましくは同じ分割帯電ス
テーションを用いて再帯電され、第３カラー像の第３の
静電的な潜在表示を作るように露光され、それから第３
カラーのトナーを使用して第３トナー層を作るように現
像される。第４サイクル中に、第１、第２および第３ト
ナー層を有する感光体が、好ましくは同じ分割帯電ステ
ーションを用いて再帯電され、第４カラー像の第４の静
電的な潜在表示を作るように露光され、それから第４の
カラーのトナーを使用して第４トナー層を作るように現
像される。第５サイクル中に、４つのトナー層が用紙上
に転写される。好ましくは、転写は、前転写消去ランプ
を用いて像領域上のトナー層を露光し、用紙へのトナー
層の転写のために像領域を帯電し、それからイオンを用
紙の裏面にスプレーすることによりトナー像を用紙上に
転写することによって行われる。好ましくは、トナー層
が、転写の後に用紙に定着される。第５サイクルは、転
写後に感光体を清掃するステップを有することが好まし
い。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態は、従
来技術において知られているが、感光性部材の５つのパ
ス、すなわち５サイクルでカラー像を作るように組織化
され使用される複数の別個のサブシステムを含む。５サ
イクルカラー電子写真機構は、４サイクルカラー電子写
真機構と比較すると、２０％の生産性をロスするもので
あるが、サイクルを付加することによって、サイズおよ
びコストをかなり減少することが可能となる。図１は、
本発明の原理を実行するのに適したカラー電子写真印刷
装置８を示す。印刷装置８は、矢印１２の方向に動くア
クティブマトリックス（ＡＭＡＴ）感光体ベルト１０を
含む。ベルトの運動は、ベルトを（図示されていないモ
ータにより駆動される）駆動ローラ１４およびテンショ
ンローラ１６の周りに取りつけることによって生じる。
感光体ベルトが動くと、その各部分が、以下に説明する
処理ステーションの各部を通過する。簡便のため、像領
域と呼ばれる感光体ベルトの単一の部分を識別する。像
領域は、用紙に転写され、定着された後に最終的なカラ
ー像を形成する様々なトナー層を受け取るべき感光体ベ
ルトの部分である。感光体ベルトは多くの像領域を有す
ることが可能であるが、各像領域が同じように進むた
め、１つの像領域の処理について説明すれば、印刷装置
の動作を十分に説明することとなる。

【０００６】前述のように、カラー原稿が、５サイクル
で生成される。最初のサイクルは、像領域が消去ステー
ションＡを通過するところから始まる。消去ステーショ
ンで、消去ランプ１８が、像領域に残っている電荷を放
電させるように像領域を照射する。そのような消去ラン
プおよび消去ステーションでそれらを使用することは良
く知られている。発光ダイオードが、通常、消去ランプ
として用いられる。感光体ベルトがその運動を続ける
と、像領域が第１帯電ステーションＢを通過する。第１
帯電ステーションＢで、有益にはＤＣピンコロトロンで
あるコロナ発生装置２０が、像領域を、比較的高い、例
えば−７００ボルト程度の実質的に均一な電圧に帯電す
る。コロナ発生装置２０を通過した後、像領域が、第２
帯電ステーションＣを通過し、像領域を例えばおよそ−
５００ボルトに部分的に放電する。第２帯電ステーショ
ンＣは、所望のイオンを発生するＡＣスコロトロン２２
を用いる。図２Ａは、像領域が第２帯電ステーションＣ
を通過した後の、像領域の典型的な電圧特性６８を示
す。像領域を過帯電するために第１帯電ステーションを
使用し、続いてその過帯電を中和するために第２帯電ス
テーションを使用することが、分割(split) 帯電と呼ば
れる。分割帯電が、トナー層を既に現像された感光体を
再帯電するのに有益であり、また像領域が最初のサイク
ルでそのようなトナー層を有しないために、分割帯電
は、最初のサイクルでは必要とされない。分割帯電が第
１サイクルにおいて使用されない場合、コロナ発生装置
２０またはスコロトロン２２のいずれかが、−５００ボ
ルトの所望のレベルに像領域を単に帯電するために使用
されることができる。

【０００７】第２帯電ステーションＣを通過した後、そ
のとき帯電している像領域が、露光ステーションＤを通
過する。露光ステーションＤで、帯電された像領域が、
ミラー２８から反射するレーザー出力走査装置２６の出
力２４に露光される。最初のサイクルの間、出力２４
は、第１カラー（すなわち黒）像を表す光で像領域を照
射する。その光の照射は、露光光の静電的な潜在表示を
作るように像領域のある一定の部分を放電する。例え
ば、像領域の照射された部分は、出力２４により、およ
そ−５０ボルトに放電される。従って、露光の後に、像
領域は、比較的高いおよそ−５００ボルトの電圧と、比
較的低いおよそ−５０ボルトの電圧からなる電圧特性を
有する。図２Ｂは、露光後の像領域上に存在する典型的
な電圧特性を示す。（およそ−５００ボルトの）電圧レ
ベル７２が、照射されなかった像領域の部分に存在し、
一方で、（およそ−５０ボルトの）電圧レベル７４が、
照射された部分に存在する。露光ステーションＤを通過
した後、露光された像領域は、像領域上に負に帯電され
たトナー３０の第１カラーである黒を付着する第１現像
ステーションＥを通過する。図２Ｃは、像領域が第１現
像ステーションＥを通過した後の像領域の電圧特性を示
す。照射された像領域に付着するトナー７６は、負の電
圧に帯電される。このことは、照射された領域における
電圧を、実線７８で表されるように、およそ−２００ボ
ルトにする。像領域の照射されなかった部分は、レベル
７２のままである。従って、現像後、像領域のトナー付
着部分は、およそ−２００ボルトに帯電され、一方でト
ナー非付着部分は、およそ−５００ボルトに帯電されて
いる。

【０００８】第１現像ステーションは、磁気ブラシ現像
装置であってよく、スカベンジレス現像装置であるのが
好ましい。スカベンジレス現像装置の１つの利点は、前
に付着したトナー層を乱さないことである。第１サイク
ルにおいては、像領域が前に付着されたトナー層を有し
ないために、現像装置が別のサイクル中に物理的にカム
で離される限り、スカベンジレス現像を利用することは
全く要求されない。しかしながら、（以下に説明する）
別の現像ステーションがスカベンジレス現像を利用する
ために、各現像ステーションでスカベンジレス現像を用
いることが望ましい。第１現像ステーションＥを通過し
た後、像領域は、第１帯電ステーションＢに戻るように
進む。第２サイクルがそれから始まる。第１帯電ステー
ションＢが、そのコロナ発生装置２０を用いて、像領域
および（図２Ｄの８２の）トナー７６を、像領域および
その最初のトナー層が露光されるときにそれらが有する
電圧よりも大きい負の電圧に過帯電する。例えば、図２
Ｄにおいて示されるように、像領域は、およそ−７００
ボルトの電位８０に帯電されることが可能である。第２
帯電ステーションＣで、ＡＣスコロトロン２２が、像領
域を帯電するように正のイオンを与えることによって、
像領域上の負の電荷を減らす。図２Ｅに示されるよう
に、像領域が第２帯電ステーションを通過した後、像領
域の（トナー７６により表される）トナー非付着部とト
ナー付着部の両方が、およそ−５００ボルトの電位８４
となる。

【０００９】第２帯電ステーションを通過した後にトナ
ー層の平均電位が電位８４となるが、トナー層を構成す
る個々のトナー粒子が、幅広く異なる電位を有する。第
２帯電ステーションが、正のイオンをトナー層に与える
ため、トナー粒子のいくつかが正に帯電される。さら
に、トナー層の露光面近くのトナー粒子が、感光体に近
いトナー粒子よりも正に帯電されやすい。第２帯電ステ
ーションでＡＣスコロトロンを使用する利点は、それが
高い動作スロープを有することであり、像領域上の小さ
い電圧変化が、像領域に与えられている大きい帯電電流
を生じさせる。有益には、ＡＣスコロトロン２２の金属
グリッドに印加される電圧が、帯電電流が像領域に供給
される電圧を制御するために用いられることができる。
ＡＣスコロトロンを使用する不利益は、他のＡＣ作動帯
電装置のように、比較用ＤＣ作動帯電装置と比べるとオ
ゾンを多く発生しやすいことである。第２帯電ステーシ
ョンＣを通過した後、第１トナー層を有する目下の実質
的に均一に帯電された像領域が、露光ステーションＤに
進む。露光ステーションＤで、再帯電される像領域が、
レーザー出力走査装置２６の出力に再び露光される。こ
の通過の間に、走査装置２６が、像領域を、第２カラー
（すなわちイエロー）像を表す光で照射する。その光
は、第２の静電的な潜在表示を作るように、像領域のあ
る一定の部分を放電する。例えば、図２Ｆが、２回目に
像領域が露光ステーションＤを通過した後の像領域上の
電位を示す。示されるように、照射されなかった領域
が、レベル８４で示されるおよそ−５００ボルトの電位
を有する。しかしながら、トナー７６で示された、前に
トナー付着した領域とトナー非付着領域の両方である照
射された領域が、電位８８で示されるおよそ−５０ボル
トに放電される。トナー層の平均電位が電位８８である
が、トナー層における個々のトナー粒子が、幅広い電位
を有する。これらのトナー粒子には正に帯電するものも
ある。

【００１０】露光ステーションＤを通過した後、露光さ
れた像領域が、トナー３２の第２のカラー、イエローを
像領域上に付着する第２現像ステーションＦを通過す
る。像領域が第１トナー層を有するために、第２現像ス
テーションＦは、スカベンジレス現像装置であるべきで
ある。第２現像ステーションＦを通過した後、像領域お
よびその２つのトナー層は、第１帯電ステーションＢに
戻る。第３のサイクルが始まる。第１帯電ステーション
Ｂは、そのコロナ発生装置２０を再び使用して、像領域
およびその２つのトナー層を、それらが露光されるとき
にもつ電圧レベルよりも大きい負の電圧レベルに過帯電
する。第２帯電ステーションＣは、像領域電位を、およ
そ−５００ボルトに再び下げる。前述のように、トナー
層の平均電位が電位８４である間、トナー層における個
々のトナー粒子が、幅広い電位を有する。２つのトナー
層を有する、実質的に均一に帯電された像領域が、それ
から再び露光ステーションＤに進む。露光ステーション
Ｄで、像領域が、レーザー出力走査装置２６の出力２４
に再び露光される。ここを通過する間に、走査装置２６
は、第３のカラー（すなわちマゼンタ）像を表す光を用
いて像領域を照射する。その光は、第３の静電的な潜在
表示を作るように、像領域のある一定の部分を放電す
る。

【００１１】露光ステーションＤの３回目の通過の後、
像領域が第３現像ステーションＧを通過する。好適には
スカベンジレス現像装置である第３現像ステーションＧ
は、トナーの第３のカラー３４、マゼンタを像領域に向
かわせる。その結果、像領域上に第３トナー層が生じ
る。３つのトナー層を有する像領域は、それから帯電ス
テーションＢに戻る。第４のサイクルが始まる。第１帯
電ステーションＢは、再びその第１コロナ発生装置２０
を用いて、像領域（およびその３つのトナー層）を、像
領域が露光されるときの電圧レベル（すなわちおよそ−
５００ボルト）より大きい負の電圧に過帯電する。第２
帯電ステーション２２が、像領域の電位をおよそ−５０
０ボルトに下げる。３つのトナー層を有する実質的に均
一に帯電された像領域が、それから露光ステーションＤ
に進む。露光ステーションＤで、再帯電された像領域
が、レーザー出力走査装置２６の出力２４に再び露光さ
れる。このサイクルの間、走査装置２６は、像領域を第
４のカラー（すなわちシアン）像を表す光で照射する。
その光は、第４静電的な潜在表示を作るように、像領域
のある一定の部分を放電する。

【００１２】露光ステーションＤの第４回目の通過の
後、像領域が、第４現像ステーションＨを通過する。ス
カベンジレス現像装置である第４現像ステーションが、
トナーの第４のカラー３６であるシアンを像領域上に向
かわせる。これは、第４サイクルの終了を示す。第４サ
イクルが完了した後、像領域は、合成カラー粉末像を構
成する４つのトナー粉末像を有する。その合成カラー粉
末像は、幅広い帯電電位を有する個々のトナー粒子から
なる。実際に、これらの粒子には、正に帯電するものも
ある。そのような合成トナー層を用紙上に転写すると、
品質の落ちた像が生じる。そのため、トナー層上の電荷
を移動させる準備が必要となる。像領域を消去ステーシ
ョンＡに通過することによって、第５サイクルが始ま
る。消去ステーションＡで、消去ランプ１８が、像領域
を比較的低い電圧レベルに放電する。このことは、合成
カラー粉末像の電位を含んだ像領域の電位を、ほとんど
ゼロ電位に下げる。この合成カラー粉末像を有する像領
域が、それから帯電ステーションＢを通過する。第５サ
イクルの間、帯電ステーションＢは、前転写帯電機能を
行う。第１帯電装置が、像領域に十分な負のイオンを供
給して、前に正に帯電した、ほぼ全てのトナー粒子の極
性が逆転する。重要なことは、以下に説明される転写ス
テーションで用いられる極性のため、転写することが非
常に困難であった正の電荷が、ゼロに近いレベルまで下
げられることである。

【００１３】像領域が、続いてその行程において第１帯
電ステーションＢを越えると、用紙３８が、シートフィ
ーダ（図示せず）を用いて、像領域を覆う位置に進めら
れる。像領域および用紙が動き続けると、それらは帯電
ステーションＣを通過する。重要なことは、以下に説明
される転写ステーションで用いられる極性のため、転写
することが非常に困難であった正の電荷が、ゼロに近い
レベルまで下げられることである。帯電ステーションＣ
で、第２帯電装置２２が、正のイオンを用紙３８の露光
される表面に与える。正のイオンが、像領域上の負に帯
電したトナー粒子を用紙に引き付ける。用紙が続いて動
くとき、その用紙は、バイアス転写ロール４０を通過
し、ここでバイアス転写ロール４０は、トナー粒子を用
紙に引き付け、その合成カラー粉末像をもつ用紙を感光
体ベルト１０から分離する。用紙は、定着ステーション
Ｉに向かい、定着ステーションＩでは、加熱定着ロール
４２および圧力ローラ４４が、用紙の通過するニップを
形成する。ニップでの加圧し、加熱することにより、合
成カラートナー像を用紙３８に定着させる。定着の後、
シュート（図示せず）が、シート３８を、オペレータが
取り除くために、キャッチトレイ（図示せず）にガイド
する。

【００１４】これまで使用してきたように、用語“用
紙”は、単にコピーシートを意味するものと思われてき
た。しかしながら、用紙は、特に中間の転写部材を含む
別のタイプの受容面であってもよい。中間の転写部材が
使用される場合、第２帯電ステーションは、負に帯電し
たトナー粒子を転写するのに使用されない。むしろ中間
転写ステーションは、第１帯電ステーションの後の感光
体に隣接して位置する。一般に、中間転写ステーション
が、中間転写部材上に負に帯電したトナー粒子を引き付
ける、帯電した中間転写部材を含む。しかしながら、中
間転写部材を使用しない印刷装置が、そのような部材を
使用する印刷装置よりも、コストが通常安くすむ。用紙
が感光体ベルト１０から分離された後、像領域は動き続
け、最終的に清掃ステーションＪに入る。清掃ステーシ
ョンで、清掃ブレード４８が像領域と接触する。ブレー
ドが、像領域から、残っているトナー粒子を拭い落と
す。像領域はそれから消去ステーションＡに入り、５サ
イクル印刷工程が再び始まる。様々な上述の装置の機能
が、上述の動作を制御する電気的命令信号を与えるコン
トローラにより、全体として管理され調整される。

【００１５】５サイクル印刷機構は、多くの利点を有し
ている。１つは、転写および清掃の際に生じる種々の機
械のローディングが、第５サイクルでのみ生じることで
ある。その種々の機械のローディングは、４つのトナー
層のレジスタリングを単純にする。次に、用紙の経路が
非常に短くなることである。５サイクル機構が、図１で
示されるように実践された場合、汚れに過敏なステーシ
ョン（露光ステーション、帯電ステーションおよび転写
ステーション）の全てが、汚れを生成するステーション
（現像ステーションおよび清掃ステーション）の前に位
置されているため、印刷システムは、比較的汚染物に対
して影響を受けない。さらに、５サイクル印刷機構は、
様々なステーションの効果的な多数の用途から利益を得
る。例えば、帯電ステーションＢは、帯電、再帯電、お
よび前転写帯電のために用いられる。同様に、帯電ステ
ーションＣは、帯電および再帯電のみならず、転写のた
めにも用いられる。更に、消去ステーションは、主なる
消去、および前転写消去のために用いられる。本発明
は、上述の説明および図面について説明してきたが、こ
れらは単なる例示であることを理解されたい。本発明に
係る当業者である者は、本発明の原理の範囲内で実施の
形態の多くの変更および改良ができることを認識するで
あろう。そのため、本発明は、特許請求の範囲のみに制
限されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理の実践に適した電子写真印刷装置
を図式的に示したものである。

【図２】（Ａ）は、像領域が帯電された後の図１におい
て示される電子写真印刷装置における像領域の電圧特性
を示し、（Ｂ）は、第１サイクルにおいて露光された後
の像領域の電圧特性を示し、（Ｃ）は、第１サイクルに
おいて現像された後の像領域の電圧特性を示し、（Ｄ）
は、第１帯電ステーションにより再帯電された後のトナ
ー層を有する像領域の電圧特性を示し、（Ｅ）は、第２
帯電ステーションにより再帯電された後のトナー層を有
する像領域の電圧特性を示し、（Ｆ）は、再露光された
後の像領域の電圧特性を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続的な感光性部材を備える印刷装置を
使用してカラー像を作る方法であって、(a) 前記感光性
部材上に像領域を識別し、(b) 前記像領域が印刷装置の
中を通る第１サイクルの間に、前記像領域をほぼ一様な
電位に帯電し、第１カラー像の第１の潜在的な表示を作るように、帯電
された像領域を露光し、第１カラーのトナーを用いて、第１の潜在的な表示を現
像して前記像領域上に第１トナー像を作り、(c) 前記像
領域が印刷装置の中を通る第２サイクルの間に、前記像領域をほぼ一様な電位に再帯電し、第２カラー像の第２の潜在的な表示を作るように、再帯
電された像領域を露光し、第２カラーのトナーを用いて、第２の潜在的な表示を現
像して前記像領域上に第２トナー層を作り、(d) 前記像
領域が印刷装置の中を通る第３サイクルの間に、前記像領域をほぼ一様な電位に再帯電し、第３カラー像の第３の潜在的な表示を作るように、再帯
電された像領域を露光し、第３カラーのトナーを用いて、第３の潜在的な表示を現
像して前記像領域上に第３トナー層を作り、(e) 前記像
領域が印刷装置の中を通る第４サイクルの間に、前記像領域をほぼ一様な電位に再帯電し、第４カラー像の第４の潜在的な表示を作るように、再帯
電された像領域を露光し、第４カラーのトナーを用いて、第４の潜在的な表示を現
像して前記像領域上に第４トナー層を作り、(f) 前記像
領域が印刷装置の中を通る第５サイクルの間に、前記像
領域上のトナー層を用紙上に転写するステップを有する
方法。