JPS5931070B2 - 電子写真法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は感光体上に光情報に応じた静電潜像を形成する
技術に関し、さらに詳細には、同一感光体上に異なる表
面電位を有した潜像形成を行ない、該潜像を異色現像材
により顕画化することで二色現像をも可能とする電子写
真法に関する。

電子写真法を用いての従来における一般的な多色複写技
術を以下例示すると、１つの感光体に潜像形成及び現像
工程を色数に応じて繰返す方法を用いたものがある。

該方法では、毎回作成した現像々をその都度転写材に転
写して色を重ねたり、又は感光体をその都度現像し、該
感光体上で色を重ねるものである。上記方法以外の方法
としては、色数に応じた複数個の感光体を有し、各色の
光像を同時に各感光体に露光し、各感光体の潜像を現像
した後に転写材に転写するものがある。これら従来の方
法では所望する色数に応じ、感光体が１つであるときは
複数回に渡り潜像形成及び現像工程を繰返さねばならず
、高速化を目的とするとき密書となる方法である。また
同時に複数個の感光体に対し各色に応じた潜像を形成す
る方法においては、高速化を可能でも感光体及びその周
囲に配置した潜像形成手段や現像手段により、装置が大
型化してしまい小型化を狙う装置に適用する場合、これ
も不都合である。本発明はこれら従来の多色複写及びプ
リント法における問題を除去し、簡易な構成で高速度で
の複写及びプリントをも可能ならしめることを目的とす
る。本発明は表面絶縁層、光導電層、導電基板を有する
感光体を一様に帯電する１次帯電工程と、次いで行なう
前記帯電とは逆極性の帯電で前記帯電を中和する除電を
行ない、この逆極性帯電又は除電と同時又はその後に第
１色の光像を照射し、その後全面露光を行ない、該全面
露光の影響下で第２色の光像を照射することにより、第
１色及び第２色の光像を異なる表面電位で形成する。

なお上記逆極性の帯電はそれに替えて１次帯電を中和す
る除電を行なうことも可能である。またさらに本発明は
、上記の如くして形成した静電潜像の背景部（書類等に
おいては文字部ではなく白い部分）の表面電位を検出し
、該背景部を一定の表面電位に保つ様に上記全面露光量
をランプへの印加電圧を調整したりして制御する。そし
て互いに異なる第１、及び第２色の光像による静電潜像
を現像する手段である第１、及び第２現像手段に対し、
上記潜像の背景部の表面電位の値を印加し、これにより
第１、及び第２色の光像による静電潜像を現像する。勿
論上記現像手段に異なる色彩の現像剤が用いられている
ならば、第１及び第２の光像による潜像を黒色と赤色の
如く異色にて現像することが可能となる。なお本発明で
は第１原稿による光像を第１色光像、第２原稿による光
像を第２色光像と称し、該原稿とは本や書類は勿論のこ
とレーザ光ＣＲＴチユーブ等の光線による画像も含みま
た第１現像手段とは上記第１色光像による潜像を現像し
、第２現像手段とは第２色光像のものを現像する。とこ
ろで上記第１及び第２原稿は必ずしも異色関係にあると
は限らず、同色の文字と図形との組合せの様なものでも
良く、以下実施例及びその説明図に従つて本発明を詳細
に説明する。第１図は本発明の適用可能な感光体構成の
一例を示す拡大断面図、第２図から第４図は静電潜像の
形成工程説明図、そして第５図は上記第２図から第４図
の潜像形成工程による感光体の表面電位の変化を示すグ
ラフである。先づ第１図に抽いて、１は導電支持体、２
は該支持体１上に設けた光導電層、３は該光導電層２上
に一様に密着形成した絶縁層である。上記導電支持体１
はアルミニウム合金、銅、錫、吸湿性の紙等が使用可能
である。また光導電層２はＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＯ，
ＺｎＳ，Ｓｅ，ＴｌＯ２，ＳｅＴｅ及びＰｂＯ等もしく
はこれら混合体等の光導電性物質のいづれも使用可能で
ある。これら光導電物質は上記導電支持体１上にスプレ
ーやコーター フヤーラ一等を使用して塗布するもので
あり、必要に応じて他層との結着を良好にするために、
主として樹脂等の少量のバインダーを加えても良い。絶
縁層３を構成する材料は耐摩耗強度の大きく、高抵抗で
静電荷を保持でき、透明であることが好ましく、例えば
弗素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、
酢酸セルローズ樹脂、ポリエステル樹脂等の被膜が可能
である。なお感光体の製作技術に関しては本件出願人に
よる特公昭４２−２３９１０号公報に詳細な記載がある
が、感光体特性はこれに限定されるものではない。第２
図から４図は上記の如く構成した感光体に静電潜像を形
成するプロセス及び感光板の電荷模様を例示するもので
ある。

図において光導電層２を構成する物質にＣｄＳ等のＮ型
半導体を用いているので、１次帯電で正（ト）に帯電す
る。なおＳｅ等のＰ型半導体を用いた場合は１次帯電で
負（へ）に帯電することが好ましい。第２図は光導電層
２にＮ型半導体特性を示すＣｄＳを用いた場合の１次帯
電工程を示し、絶縁層３表面のコロナ放電器４による正
（ト）の帯電により、支持体１側より負（へ）の電荷が
注入され、光導電層２と絶縁層３の界面もしくは絶縁層
３に近い光導電層２内の部分に捕獲されるものと考えら
れる。この工程によつて絶縁層３の表面電位は帯電時間
に従つて増大してゆく。次に第３図によりＡＣコロナ放
電による感光体面の電荷の中和及び第１色目の光像照射
工程を説明する。図の如く矢印で示した光による光像照
射とＡＣコロナ放電による上記中和を行なうと、第１原
稿５の明部では前記１次帯電の正（ト）電荷がＡＣコロ
ナ放電器６からのコロナ放電により、全部又は大部分が
放電される（ｂ）。一方、第１原稿の暗部においては１
次帯電により形成した絶縁層３上に形成した正…の電荷
は、ＡＣコロナ放電を受けることによつて一部は放電さ
れるが、その度合は明部におけるよりも少ない。なぜな
らば光導電層２内等に捕獲されている負（へ）の電荷は
、暗中では光導電層２の抵抗が高く、ＡＣコロナを当て
ても放出されずに存在し、これら負電荷により絶縁層３
表面の正（ト）の電荷が拘束されているからである。こ
れより感光体の表面電位は明部及び暗部ともＯ電位に近
付いて行く。ところで図中、第１原稿５は透過式のもの
を用いたがその他反射式のものでも良く、またＣＲＴチ
ユーブやレーザ光線を用いての画像照射も勿論可能で、
さらに放電器６は光像照射と同時に放電を行なう必要か
ら、感光体と反対側のシールド板は光学的に開放されて
いる必要がある。第４図は全面露光と第２色目の光像照
射工程を示し、図中感光体のＡ２部は全面露光及び第２
色目の光像照射により光導電層２が十分に導電化され、
その結果該光導電層２内等に捕獲されていた電荷は全部
放出され表面電位が高くなる（Ａ２）。これに対し全面
露光のみで光像照射を受けない部分は光導電層２内部に
多少捕獲された負（へ）の電荷が残り上記Ａ２側ほど表
面電位は土昇しない（背景電位：ａｌ）。図中７は第２
原稿を示し、上記第１原稿と同様に透過式のものに限る
必要はなく、ＣＲＴチユーブやレーザ光による画像照射
も可能である。第５図は上記潜像形成工程における感光
体上の表面電位の変化を示すものであり、各曲線に付し
た記号は第３図と第４図の感光体の下に付した記号と対
応している。

上記の如く形成した第１色目の光像照射による潜像（第
１潜像）ｂ及び第２色目の光像照射による潜像（第２潜
像）Ａ２を背景電位ａｌを利用して各異なる色で現像す
る方法を以下述べる。上記２つの潜像ｂ及びＡ２の現像
において、正極性を有する第１現像剤及び負極性を有す
る第２現像剤を用い、各現像剤を収納する第１現像手段
及び第２現像手段の電極には、画像の背景となる背景電
位ａ１（第５図）を印加する。

これにより上記正極性を有する現像剤は第５図の潜像ｂ
に付着しこれを現像し、負極性を有する現像剤は潜像Ａ
２に付着しこれを現像する。例えばこのとき第１現像剤
に赤色荷電粒子を用い、一方、第２現像剤に従来のトナ
ー等の黒色荷電粒子を用いれば、上記潜像ｂは赤色にま
た潜像２ａは黒色に現像される。勿論第１及び第２現像
剤が同色であるならば、両潜像ｂ・２ａは同色に現像さ
れるものである。ところで上記背景電位ａ１は、光導電
層２内部に捕獲されていた電荷の一部が放出される過程
の現象を利用しているため、その値が不安定な領域に成
立つている。

これより例えば現像手段の現像電極の電位を一定値に設
定した場合、実際の背景電位が変動すると現像により得
た顕画像に現像剤のかぶり現象が生じ易くなる。なお上
記第５図の潜像ｂ及び潜像Ａ２は光導電層２内に捕獲さ
れた電荷がほぼ完全に放出された状態のもとに形成され
ているため安定している。上記かぶり現象を防止する策
として背景電位ａｌを検出し、該検出電位と同電位を各
現像手段の現像電極へ印加する方式が考え得るが、この
場合、背景電位ａ１の変動により画像濃度に変化を生じ
るという好ましくない結果が予想される。

この難点を克服するための解決策を以下例示する。すな
わち全面露光後の背景電位を検出して、該検出した電位
が一定の値となるように全面露光用の光源の光量を制御
することが最も有効な解決策であろう。光量制御の具体
的な方法として、光源であるランプへの印加電圧を変化
させて光量を制御したり、又は遮へい板をサーボ機構に
より作動させる方法等を用い得る。この様にして一定状
態にした背景電位ａｌを、上記現像電極へ印加すること
により先の難点は解決出来る。次に第６図により本発明
を適用した２色複写機の実施例を模式図により説明する
。

図中複写機８は上記第１図で説明した感光体９が、外側
に絶縁層が存在する状態にドラム状に構成され、図示し
ない１駆動手段により矢印方向に回転する様に設けてあ
る。該感光体９の周囲に配置した１０は１次帯電用のコ
ロナ放電器、１１は像照射と同時に放電を行なうコロナ
放電器、１２は全面露光用ランプ、１３は表面電位測定
部材、１４と１５は乾式現像手段で１４が第１現像手段
また１５が第２現像手段、１６はポスト帯電用のコロナ
放電器、１７は転写材、１８は転写用コロナ放電器、１
９は転写材１７を搬送するローラ、２０は定着手段、２
１はクリーニング手段、２２は現像剤溜め手段でクリー
ニング手段２１により感光体表面から除去された現像剤
を収容するものである。次に像照射系について述べると
、２３は第１原稿、２４は原稿照明ランプ、２５・２６
は反射鏡、２７はレンズ系であり、一方、２８は第２原
稿、２９は原稿照明ランプ、３０はレンズ系である。次
に上記複写機８による画像形成過程を図面に従つて説明
する。上記感光体９は第２図から第４図で説明した如き
Ｎ型特性を示すＣｄＳ等の光導電層を有しており、先づ
コロナ放電器１０により正（ト）に一様な帯電を受ける
。その後感光体９はコロナ放電器１１によりＡＣコロナ
放電を受け、これと同時に第１フ原稿２３の第１色目の
像照射が行なわれる。

なお原稿２３の画像は第７図に示す如き、黒い背景３１
に白い枠３２を描いたものであり矢印方向に感光体９に
同期して移動する。上記画像はランプ２４に照明され反
射鏡２５・２６及びレンズ系２７と放電器１１を介して
感光体９上に照射され、このとき感光体９には第３図に
示した如き電荷模様が構成される。さらに感光体９は全
面露光用ランプ１２から暫定的に定められた光量で全面
露光を受け、これと同時に第２原稿２８の第２色目の像
照射が行なわれる。上記原稿２８の画像は第８図に示す
如き、黒，い背景３３に白い文字［Ａ」３４を描いたも
ので、感光体９の回転に同期して矢印方向に移動する。
上記画像はランプ２９及びレンズ系３０を介して感光体
９上に全面照射と同時に照射され、このとき感光体９に
は上記第４図にて示した如き電荷模様が構成される。上
記の如くして構成された静電潜像は、画像の背景部に当
る位置に設置された表面電位測定部材（例えば振動容量
型電位計の振動ヘツド等）１３により、画像の背景部の
表面電位を検知する。そして該検知による電気信号はフ
イードバツク機構を有した現像手段１４・１５用のバイ
アス電源部Ｅ１において増巾され、予め定められた設定
電位との比較を受ける。このとき検知した背景電位が上
記設定電位を越えている場合は、全面露光用の光量が強
すぎることを意味するものであるから、該全面露光の光
量を減らす様な信号をランプ１２の電源Ｅ２に送り、全
面露光の光量を制御する。上記フイードバツク機構によ
り背景電位は一定に保たれ、また上記電源Ｅ２により一
定に保たれた背景電位と同一電位を上記第１現像手段と
第２現像手段の各極へ印加する。なお第１現像手段１４
の現像剤としては正極性で赤色の荷電粒子が用いられ、
また第２現像手段にはトナー等の負極性で黒色の荷電粒
子が用いられている。

このため上記感光体９上の静電潜像が現像手段位置に達
すると、上記背景電位が印加された現像電極上の荷電粒
子により第１原稿像及第２原稿による潜像は、前者が赤
色また後者が黒色に現像される。すなわち現像による顕
画像は第９図に示す様に、感光体９上に赤色の枠３６と
黒色字３７となる。その後感光体１０はさらに矢印方向
に回転し、現像像を転写材へクリーニング手段２１によ
り余分なトナーを除去し次の画像形成工程に備える。ま
た現像像の転写を受けた転写材１７は、定着器２０によ
り定着され利用をされる。ところで上記第６図の実施例
装置では磁気ブラシ現像法による現像手段を適用したが
、勿論液体現像法も適用可能である。また実施例では現
像剤の色を２種類に限つたが、実際には複数の現像手段
を配夕１ル、所望する色を選択して用いることも可能で
ある。次に原稿について述べると利用法の一例として、
第１原稿には書類などで予め定められている枠体が描い
てあるものを用い、一方、第２原稿には上記枠体中の変
り得る事項（例えば数字・文字や記号等）を用い得るし
その利用方法については本実施例に限定されるものでは
なく、ＣＲＴチユーブやレーザ光を用いての重ね合せに
よる画像形成も勿論可能である。なお第１０図は作成し
た潜像の現像原理を説明する模式図である。次に上記複
写機による画像形成の実施例を述べる。銅により活性化
されたＣｄＳ９Ｏ９に１０９の塩化ビニルを加え、さら
に小量のシンナ一を加え混合して得た感光物質を厚さ約
１ｍｍのアルミ板上に約１００μの厚さにスプレー法に
より塗布する。次にこの光導電層に厚さ約１５μのマイ
ラ一のフイルムを接着剤により密着層合し感光体を得る
。上記感光体の絶縁層側へ先ず１次帯電とし、＋６ｋＶ
のコロナ放電を当て正（ト）電荷を一様に帯電する。次
に約０．１〜０．３秒間に渡り帯電した感光体に約１０
Ｌｕｘ／秒のタングステンランプにより第１原稿の照射
を行ない、これと同時にＡＣ６ｋＶの交流コロナを当て
る。その後、１０Ｗのタングステンランプにより約０．
８Ｌｕｘ／秒で上記感光体を全面照射しながら約１０Ｌ
ｕｘ／秒のタングステンランプにより第２原稿の照射を
行なつた。これにより感光体上には第１原稿の潜像（ネ
ガ潜像）と第２原稿の潜像（ネガ潜像）そして暫定的な
背景電位を得た。上記背景電位は振動容量型電位計の振
動ヘツドを用い測定した。そして該背景電位は現像電極
に印加され、上記潜像の現像を行なう。このとき第１現
像手段には正極性の特性を示す現像剤を用い、これに対
し第２現像手段には負極性の特性を示す現像剤を用いる
が、現像剤としては従来の電子写真法で用いていたもの
等の周知の現像剤も用い得、これにより感光体上の潜像
はかぶり現象を生じることなく、画像濃度の高い良質な
顕画像を得る。以上の如く本発明は１回の潜像形成工程
で第１及び第２原稿の静電潜像の形成が可能となる。

また画像の背景電位をフイードバツク機構により全面露
光の光量を制御することにより安定化し、現像電極への
印加電圧の自動制御と合せ、常に安定したかぶりを生じ
ることのない画像を形成することが可能となつた。また
従来の潜像形成過程で２種類の潜像を形成することが可
能となつたため、装置の大型化や画像の完成速度の低下
等の問題を生じることがない。すなわち本発明は２色現
像を高速度にまた簡易な装置により形成することが可能
であり、新規でまた進歩的な発明でありその利用価値が
高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する感光体の構成を説明するもの
で拡大断面図、第２図から第４図は本発明による潜像形
成説明図、第５図は本発明による潜像形成工程における
感光体の表面電位変化を示すグラフ、第６図は本発明を
適用した装置例で２色の複写画像を得る複写機の構成説
明図、第７図は第１原稿の画像模様を示す説明図、第８
図は第２原稿の画像模様を示す説明図、第９図は上記第
６図の複写機により得る画像模様を示す説明図、第１０
図は本発明により作成した同一感光体上の２つの潜像を
２種類の現像剤により現像する原理を説明する模式図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導電層、光導電層、表面絶縁層を有する感光体表面
   を一様に帯電する工程と、第１の光像を照射する工程と
   、 その後、前記照射工程と同時又はその後に前記一様帯電
   と逆極性成分を有する放電を感光体表面に施す工程と、
   第２の光像を照射する工程と、 第１及び第２の光像を受けない感光体表面領域の電位を
   、前記第１の光像照射領域の電位と前記第２の光像照射
   領域の電位との間の値とする一様な光照射工程とを有す
   ることを特徴とする電子写真法。 ２ 導電層、光導電層、表面絶縁層を有する感光体と、
   この感光体を一様に帯電する手段と、 第１の光像を照射する手段と、 前記一様な帯電と逆極性成分を有する放電を感光体表面
   に施す手段と、第２の光像を照射する手段と、 第１及び第２の光像の照射を受けない感光体表面領域の
   電位を、前記第１と第２の光像照射領域第１の光像によ
   る潜像を現像する第１の現像手段と、第２の光像による
   潜像を現像する第１の現像手段の色とは異なる色の第２
   の色現像手段と、を有することを特徴とする電子写真装
   置。