JPS58147760A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分骨〕 この発明は、カラー表現可能な画倫形成装置に関する。

〔発明の従来技術及びその問題点〕

オフイスオートメーシラン（以下ＯＡ　Ｊ略す。）の３
種の神器の１つに上げられるほど、事務作置ノ中テ、普
通紙複写機（Ｐｌａｉｎ　Ｐａｐ、ｅｒ　Ｃｏｐｉｅｒ
　：以１−雫■１１■１■―−―喝−−訃 丁ｐｐｃと略す。）の重要性は高い。

このＰＰＣ’として、現在、いくつかの方式が提案書れ
ている。例えば、電子写真方式、感熱転写方式、インク
ジェット方式等がある。このうち現在実用化され、最４
普及しているのが礪子写鳥方式一方１画像表示に於いて
、情報の識別の為に。

多色表示できることが重要となってきている。例えば、
びっしりと文字が詰まった書類でち）ても。

書類の文書中に赤線が施されていると、そこの箇所が重
要なポイントであることが容易にわかる。

轟然、電子写真方式に於いても、多色表現できることが
要求されており、現実に幾つかの試みがある。基本的に
は、単一色での画像形成工程、即ち、カールノンプロセ
スを複数回、色の異なったトナーで行えばよい。しかし
、単一色での自惚形成１糧を繰り返し、多色表現を得よ
うとすると（：）時間がかかる〇 （−）トナーが混じり合って、鮮明な色が得られない。

という一般的な問題がある。

この問題は、電子写真方式とレーザービームとをｍ合し
たレーザービームプリンタで４、やはり重要である。特
に前述の（１）に関しては、高速性をその特徴とするレ
ーザービームプリンタで４１ｉしか丸い難題であった。

例えば、従来のレーザービームプリンタでは。

転写ドラムを用いて１画僚形成毎に転写ドラム上の記録
紙九可視儂を転写しこれを３回繰返すことにより３色自
惚を得てい九〇これはいわゆるドラム３回転３回転写方
式の＠傷形成プロセスである。

この場合、１色毎の画像形成は従来のレーザプリンタと
全く同じであるが、ドラム３回転で画像形成が行われる
九めにプリント速度が、従来のプリンタと比べて１／３
になる。さらに転写自惚と記録紙との位置合わせの精度
が高いため機構が複Ｊ１ｍＫなるといった欠点があった
。

この欠点を解消する目的でドラム１回転１回転写方式の
画像形成プロセスが考えられた。この従来例を図面を用
いて説明する。

第１図に示されるように、導電性１１ｉｗａｎと光導電
層Ｉとから成る２層感光体（１３上に帯電器７３４によ
り、正帯電（感光体がＮ型半導体の場合は負帯１１Ｅ）
を行う。

次に、第１の色による工場を行う。即ち、第１のレーザ
ー光＋１１（＋！９、＄１の変調ａａ・、第１の偏向Ｓ
αηにより、偏向及び変調された第１のレーザー光によ
り、２層感光体ａ３上を走査する。そして、反転ｆＡｇ
ＩＩ法を用いて現ｓ′ａ特内の第１の色のトナーで現像
する。

次に第２のレーザ光源（１１，第２の変調！Ｉ（２１）
、鍋２の偏向ａＱＤにより偏向・変調されｅｌ１２のレ
ーザ光によ）２層感光体ｕ３上を走査する。その後。

現像器＠により第２のトナーで反転現像を行う。

さらに第３のレーザ光源（至）、第３の変調ｓｃＪ、第
３の偏向ＩＩ＠により偏向・変調された第３のレーザ光
により２層感光体（袋を走査する。その後、現像器＠に
よ）、第３のトナーで反転現像を行う。

このようにして、２層感光体θｊ上に３色自惚が形成さ
れろ。この３色自惚を、帯電器＠に負極性の覗圧を印加
することによシ記鎌紙（至）上に転写し、図示されてい
ない定着Ｓによ）定着を行い３色の配録画像を得る。更
に、２１１感光体ａ箇は除電ステーション翰、クリーエ
／グステーシ３ノ（至）を通り、繰返し使用のためクリ
ーニングが行われる。

以上のプロセスの表面電位の時間推移を示したのが第２
図である。ここで、現像の際の電位は、ト岬益よらず同
一である。

以上のプロセスでは、ドラム１回転で、画像形成が行わ
れるため１画像形成速度は単色のレーザビームプリンタ
と同一である。しかし、レーザー光源、レーザー光学系
、変調器、偏向器から成るレーザー走査系を３１１！実
装する必要があシ、装置が複雑で、かつ、大きくなって
しまった。しかも、高価なものとなってしまった。又、
たとえレーザー光源、偏向器を兼用したとしても、レー
ザー光学系り監複雑となり、更に、欠点を大きくしてし
まつ九。

レーザービームプリンタ１は、高品位、高速性岬の請特
徴を有しているにもかかわらず、このような欠点を有す
るためＶＣＯＡの有力機器とはなり得なかった。

〔発明の目的〕 この発明は、以上の欠点を除去し、複数の色表現が可能
で、かつ、簡易な画像形成！Ｉｌ［を樺供することを目
的とする。

〔発明の概要〕

この発明は３層感光体を用い、同一の３層感光体表面に
、記録自惚に応じた正負の逆極性の静電することを特徴
とする特 静電潜儂を形成するので、表面電位の差の大きい複数の
領域から成る静電潜傷を形成しうる。又、正極性の静電
Ｓ俸を記録自惚即ち、色に応じて、領域毎に表面電位を
変化させて於くと、表面電位が近情してしオうが、この
発明では全面露光によって特定の表面電位を有する領埴
のみを選択的に負極性の靜電潜偉領域とすることができ
、多色要件の静電潜傷は記曇画ｇＩＩに応じているので
、このような静電潜傷を一回形成すれば、すぐ具備段階
に移ることができ記録時間が短縮される。

〔発明の実施例〕

次に、この発明の実施例を図面に従って説明する。この
実施例は、レーザービームプリンタに係わヤ、特に赤、
青、黒の３色のレーザービームプリンタに関する・ このレーダービームプリンタは、第３図に示されるよう
に、静置潜像が形成されるドラム状の３層感光体Ｃ旬、
この３層感光体ＧυＫ、記録画俺に応じた光重を与える
傷形成光学系（至）、静置潜像形成前に３層感光体Ｈ上
の電荷分布を設定する第１のランプ（至）、第１及び第
２の帯電ｎ（ロ）、Ｃ慢、靜鑞潜備に対し具備を行う第
１乃至第３の現偉Ｓ（至）、（ロ）。

（至）、第２の現ｙＪ＃　（’ｌ？）による現俸後全面
露光を行う′＠２のランプＣ」、′ｆＡｙＪ後、トナー
の極性を揃える第３の帯電４顛、鴫性の異なるトナーを
記録紙部に転写するための＠４の帯電ｇｓＩ４２、転写
後、３層感光体Ｇカを繰り返し使用のため、除電及び清
攪を行う除電ステーシコン卿及びクリーニングステージ
ロン−とから成る。

３層感光体１３ｍ）は、アルミニウムから成る導電性基
板（３１Ｊｌ）　、この導電性基板（３１ｍ＞の上に設
けらＡ７’ｊ８＊−Ｔｅから成る厚さ５０μｍの先導４
Ｅ　＋＠　（３ｘｂ）　。

この光導電層（３１ｂ）の上に設けられた厚さ２０μｍ
のマイラ（ポリエチレンテレフタレートの商品名）から
成る透明絶縁層（３１Ｇ）とから構成される。

一方、像形成光学系（至）はレーザー光源である半導体
レーザー（３２ａ）　、この半導体レーザー（３２ａ　
）からのレーザー光を記鍮自惚に応じた光量に変換する
変調器（３２ｂ）　、この変調ＩＩ　（３２ｂ）からの
光を偏向させ、３層感光体（３１）を走査させる偏向器
（３２ｃ）とから成る。

このように構成されるレーザービームプリンタの動作に
ついて説明する。

まず、ステップｌとして一次帯電と全面露光を行う。第
１の帯電器（ロ）に−７，５ＫＶを印加し、３層感光体
θＤ表面に一１０００Ｖの電位を与える。即ち、透明絶
縁層（３１０）表面に負電荷を誘起する。同時にこの負
電荷と釣り合した正電荷が導電性基板（３ｔａ）　ｉｃ
　ＩＩ起される。このような負帯電と同時に、第１のう
／グ＠によ）全面露光を行う。すると、光導電層（３１
ｂ）が導電化され、導電性基板（３１ａ）の正電荷が、
この光導電層（３１ｂ）　６’Ｃ注入される。

この正電荷は８４図に示されるように透明絶縁層（３１
ｃ）と光導＠＋１（３１ｂ）との界面に分布する。

次にステップ２として、２次帯電を行う。この２次帯峨
は、暗所で、第２の帯電ａ）ｆｉＫ＋６ＫＶｌ印加し行
う。この帯電により、３層感、を体３υの表面′磁位を
負から正から反転させ、＋５００Ｖとする７、同時に導
電性基板（３１ａ）　Ｉｃは、負電荷が誘起されている
。

この帯電は、暗所で行っているので、光導電層（３１ｂ
）の電荷はそのまま保持され、電荷分布Ｖ！、第４図の
ステップ２に示されるようになる。

この状態で、ステップ３として偉露光を行う。

この偉露光は、半導体レーザー（３２ａ）からのレーザ
ー光で行う。この半導体レーザー（３２ａ）の出カバ１
５ｍＷ、出力し−ザー光の波長は８２０ｎｍである。

このレーザー光の光量は記録自惚の色に応じて、変調＠
（３２ｂ）によって変化させる。この実施例では、赤自
惚部は１５　ｅｒｇ／ａｎ’　、育画俸部は１０ｅｒｇ
／ｉ、白画偉部は５ｅｒｇ／ｄで露光を行う０但し、黒
画儂部は僚露光を受けない。父、レーザー光のビームは
記録自惚の画素に相当し、この画素を走査させ為ことに
よって自惚を形成している。この走査は、偏向１ｌＩ（
３２ｃ）によ〕実現される。

このような儂露光によりて、３層感光体彎内部の電荷は
第４図のステップ３に示されるようになる。即ち、レー
ザー光による像露光を受けた部分では、光導電層（３１
ｂ）が導電化され、導電性基板（３１ｉ）の負電荷が、
光導電層（３１ｂ）　ｉ（注入される。

この負電荷は光導電層（３１ｂ）の正電荷と打ち消し合
ってしまう。この打ち消し合いの程度は、レーザー光の
光量に依存している。前述のように赤画像部、實画侭部
、自自惚部の順序で光量が減少すゐので、この順序で、
光導電層（３１ｂ）と導電性基［（３１ｍ）の内部電荷
が減少する。但し、透明絶縁層（３１ｅ）表面の電荷分
布は変化していない。

一般的に３層感光体ｃ３Ｄの内部電荷はある分布を有し
ている。しかし、外部からはその分布を直接感じるＯで
はなく、電荷分布に基づくベクトル和を感じる。例えば
、第４図のステップ３に示される像露光の場合、黒画像
部に相当する領域−）では。

透明絶縁層（３１ｃ）の表面にある負電荷及び光コ導電
層（３１ｂ）　Ｋある正電荷との間の電界に対、シ２．
導電性基板（３１１）　Ｋある負電荷及び光導電Ｉｌ！
　（（３；ｉ＆）ｌにある正電荷との間の電界の方が大
きい１（１１１！：′）１て外部からみると、３層感光
体＋３υの表面には正電位を感じる・この実施例では＋
５００ｖの表面゛電位である・ 同様に、青自惚部に相当する領域（ｂ）では、光導電層
（３１ｂ）の正電荷及び導電性基板（３１ｍ）の負荷電
が像露光により減少してｊＰ）、透明絶＊　Ｉｌｌ　（
３１ｃ）に向かう電界が減少している。どの実施例では
、光導電層（３１ｂ）に向かう２方向の電界は丁度打ち
消し合って、表面電位はＯｖである。

赤画像部に相当する領域（Ｃ）では％像露光による、受
光量が最も多く、光導電層（３１ｂ）及び導電性基板（
３１ｍ）での電荷は更に減少している。この実施例では
、表面電位は一２５０ｖである〇白画像部に相当する領
域（ｄ）では像露光による受光、量が最も少なく、この
実施例では表面電位は＋２５０）マである。

緒局、この倫露光後、第５図のステップ３に示されるよ
うに、３層感光体ｃ１１）の表面電位は４つのレベルに
分かれ、黒画像部、白ｉＩｉ偉部、實自惚部。

赤画像部、に相当する領域の順１に電位が低くなる。

以上が、記録１ｉ＊に応じた静電瀧・像春虞０段階であ
る。特許請求の範囲での静・′＠滌像廖虞手段とは、１
１１１０９ｙプ（至）、＠１及び５ａＯｔｉ’電１１Ｈ
，ＣＩｌそしてＩＩ形成光学系（ロ）である、。

次に、ステップ４としてＪＪｌｌｉ像部に相当する領域
、即ち、最高潜偉′Ｉ＠位菖、を、黒色のトナーで現像
する。この現像橡簾１１０現像器（至）によ〕、負極性
の黒色のトナー、で行う。但し、現像バイアス電位ｖ塾
を＋２７Ｑ１とする。この現像バイアス電位ｖｌは、　
２；１１＠に高ｉ潜会電位部である白画像部の表ｆｉ＝
電愉６　ａｓｓマよ）も高く設定する必要がある。

ζ＆１５にして、負電荷の黒色のトナーで黒画像Ｓｔ・
膠處するが、この時には、他の領域とのレペに差が充分
大きくとれ、現像がきれいに行われる。

次にステップ５として、赤画像部に相当する領域（ｃ）
の現像を行う。この現像を現像器■によって正極性の赤
のトナーで行う０この時の現像バイアス電位ｖｌを一５
０Ｖとする。これＫよって、領域（ｅ）Ｏ与に赤色のト
ナーが付着し、赤画像部が形成される・ 次にステップ６として、全面露光を行う。この　゛全面
露光は、第２のランプ（至）によって行われる。

この第２のランプ（至）は白色光源であプ、露光量は３
ｊｕｘ−ｓｅｃである。この光は、ステップ４及びステ
ップ５によって現像された領域（ａ）　、　ｌｃｌでは
、３層感光体０１）内部に達しない。これに反し領域（
ｂ）。

（ｄ）では光導電層（３１ｂ）　Ｋ光が達し、導電状部
となる。従って、領域（ｂ）　、　（ｄｉでは光導電層
（３１ｂ）及び導電性基板（３１ｍ）の電荷が打ち消し
合い外に表われる電位は更に低下する。この実施例では
、第６図のステップ６に示されるように領域（ｂ）の表
面電位が一２５０Ｖ、領域（ｄ）の表面電位が０マとな
る。

次にステップフとして、領域（ｂｌの現像を行う・。。

この現像は現像ａｃｌｌＩＫよって正捲性の′＃ｌ、ｑ
、）：十〜で行われる。但し、この時のバイアス１１４
：位は−１ｏＯＶである。このよう圧すると、正極ｉｌ
ｌの青いトナーは、領域（ｂ）のみに付着し％ｔｉｒｉ
！像部が形成される・ 以上によ〕赤、背、黒Ｊ）ナーから成る３色画像が３層
感光体轡ＫＩＩＩＬｓれる。

次に、第３の帯電器！４０によシ、３色のトナーの帯電
極性をそろえる。第３の帯電器−では＋５．ＳＫＶを印
加し、トナーを全て正帯電にそろえる。

この後、第４の帯電器（４ａＫよシ、３層感光体Ｃ３υ
トのトナー儂を記像紙（２）上に転写する。この第４の
帯電ＩＩ（４１は３層感光体Ｇηと、記録紙（財）を介
して反対側にあり、−６ＫＶが印加される。従って、３
層感光体Ｇ１）力島ら記録紙（４１に向かう電界が発生
しトナー僚が記録紙に１に転写される。

転写後、図示していない宇着器忙より定着を行い、記１
！ｌＩ／ａ（４１上に３色閣僚が実現される。

次に、３層感光体ｃ１１）を繰）返し使用のため、３１
感光体りυを初期化する。即ち、除電ステージ目／四に
よ）内部電荷を除去する。次にクリーニングステーショ
ン■により、３層感光体ＧＤの表面を清帰し、次の静電
潜像形成に備える。

以上説明したようにこの実施例でのレーザービームプリ
／りは （ｌｌ　　レーザー露光が１回であるため、レーザー光
学系の実装が１組でよい。

＋１１　　ドラム１回転１回転写方式なので、記録速度
は単色１鎌の場合と同一速度である。

（冊　正負の反対逆性の静電ａｇ１を形成するので、各
色に相当する領域の表面電位の差が大きくとれるＯ Ｎ）　　（１）（１）に関連して構造及びプロセスが簡
単とな〕、より小型な装置である。

という利点を有する。

〔発明の変形例〕

次［２色表現で舞るレーザービームプリンタについての
実施例を説明する。この場合性、前述の実施例の静電プ
ロセスを示すｖＩ４図に於いて領唆（ｂ）がない場合で
ある。

黒画俸部に相当する領域（ｅｌ、赤自惚部に相当する領
域（ｆ）　Ｋよシ自惚を形成する。前述の実施例のステ
ップ２迄はこの実施例でも同一である。次に、偉露光に
於いて、赤画曹部及び白画像部に相当する領域げ）、（
ｇ）Ｉ／ｃレーザー光を与える。これによって各領域の
表面電位は領域（ｇ）、領域（ｅ）、領域１ｆ）の順序
で小さくな〕、領域（ｇ）の表面゛鑞付は正、領域（ｆ
）の表面電位は負でちる。領域（ｅ）の表面電位は正で
ある。

次に、領域げ）の現像を正極性の赤のトナーで行う。現
像後、全面露光を行い領域（ｇ）の表面電位を１氏下さ
せて負にする。

この状部で、正極性の黒のトナーで現像を行う。

このよう忙すると、３層感光体上に形成された備は、同
一極性のトナーで形成されており、混色することがない
。更に、このレーザービームプリンタもレーザー露光が
１回で、ドラム１回転１回転写方式なので、レーザー光
学系が１組でよく、装置も簡単になる。記録速度も単色
配録の場合と等しい。！！に、静電潜傷形成時に各色忙
相当す底領域での表面電位差が充分大きくとれる。

以上２つの実権例について説明し九が、この発明はこれ
らの実施例に何ら拘束されるものではない・例えば、多
色表現、又はカラー表現する際に記録（現像）していく
色の順序は任意である。但し、好ましいのは以下の２通
シである・（１）紀鎌画像面積の大舞い順に画像を形成
していく。

ＩＩＩ）　　薄い色から順４Ｃ画儂を形成しでいく。

（：）のようにすると、最初の現像に於いて、各色に相
当する領域の表面電位の差が充分大き１へので記録がよ
）完全に行われる。

（■）のようにすると、薄い色のＩｉ儂の上１１Ｃａい
色の画像を形成すると、１ｉｌｉｉ備がきれ１ハになる
。

又、静電潜像形成手段は、最初の実権例で示［またよう
に、第１のランプ（至）、！１及び第２の帯電器（ロ）
、（至）、倭形成光学系１′１３で構成する必要はない
。

又、静電潜傷の形成プロセスも第２次帯と像璽光とを同
時に行うなどの変形をしてもよく、何ら実施例に特定さ
れるものでｒ、１６い。僧形成光学系（至）もレーザー
光学系ではな（ＬＢＤ等でもより０３層感光体Ｃ３１）
の光導電層として、　Ｃｄ８．ＯＰＣ等を選択すると、
前述の実施例とは逆に、８１次帯電を正極性とし、第２
次帯電を魚種性とする必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の３色レーザービームプリンタの構成を示
す図、ｍ２１ａは第１図に示される３色レーザービーム
プリンタに於ける感光体の表面電位の推移を示す図、第
３図乃至第５図は実施例に係る３色レーザーと一ムプリ
ンタを示し、第３図はその構成を示す図、第４図は静電
潜偉形成のプロセスを示す図、第５図は感光体の表面電
位の推移を示す図である。 すＤ・・・３層感光体　　　　ｐ２　　像形成光学系（
至）・・第１のランプ　　　（ロ）・・・第１の帯電器
（ト）・・第２の帯電器　　　Ｇ？）・第２の現俸器（
至）・第３の現儂器　　　（至）・・・第２のライブ（
７３１７）　　代理人　弁還士　則　近　憲　佑　（ほ
か１名）第　　１　　Ｎ 第　　３　　図 第　　５　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導電性４榎、光導電層及び透明絶縁層から成る３層感光
   体と。 この３層感光体く負の極性を有する静電潜像を形成する
   静電潜像形成手段と、 この静電潜像形成手段により形成され良質極性の静電潜
   像く対し、上場性を有する第１のトナーで現像を行う第
   １の現像手段と、 この第１の現像手段による現像後、前記３層感光体く全
   面露光を施す光学手段と。 この光学手段による全面露光に於−て、前記第１の現像
   手段によって現像された領域以外を選択的に負極性に変
   換し九徒、工種性を有すｂ第２のトナーで現像を行う第
   ２の現像手段とを有することを特徴とする 画＊Ｓ＊＊ｔ。