JPS60230669A - ２色画像形成装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は電子写真複写機或いは、電子写真技術を用いた
プリンタ等の画像形成装置に関し、特に両極性感光体を
用いた２色画像形成装置に関する。

〔従来技術〕

第１図は９両極性の感光体上に１次帯電を行い画像露光
、現像等により所定極性の第１潜像或いは第１顕像を担
持したままの感光体上に、１次帯電とは逆極性の２次帯
電を行う際に用いられていた従来のコロナ放電器の一例
を示す構成図である。

コロナ放電器はコロナワイヤ３１とシールド３２とコロ
ナイオン流制御スクリーン３３とからなり。

該コロナワイヤ３１には高圧電源３４が接続され。

コロナイオン流制御スクリーン３３には、パイアスミ源
３５が接続されている。

また、第２図にその細部を示す如く、コロナイオン流制
御スクリーン３３は、絶縁体部３７と導体部３８とから
構成されており、該導体部３８がバイアス電源３５と接
続されている。

以上のように構成されたコロナイオン流制御スクリーン
３３は、コロナワイヤ３１に高圧電源３４から例えば６
０００Ｖ前後の電圧が印加されると。

これにより発生されるコロナイオンによってコロナイオ
ン流制御スクリーン３３のコロナワイヤ３１側すなわち
絶縁体部３７の表面は正に帯電する。

このとき、コロナイオン流制御スクリーン３３の導体部
３３は、バイアス電源３５を介して接地されているので
、前記コロナイオン流制御スクリーン３３の間隙部には
、第２図の破線矢印で示す電気力線が生じる。

そして第３図に示す如く、後続のコロナイオン３６は１
発生した電気力線の方向に沿って加速され、感光体１に
向かってその法線方向から高速で進む。

しかし２画像形成を繰り返すと、コロナイオン３６がコ
ロナイオン流制御スクリーン３３の絶縁体部３７に次第
に蓄積して過剰付着することによる帯電効率の低下が生
じる。

〔従来技術の問題点〕

コロナワイヤへの印加電圧を変えずに画像形成を繰り返
して行くと、２次帯電時の帯電効率が下がり、第４図破
線で示す如く、逆極性の２次帯電後の表面電位が次第に
一下がってしまい、これを防止するためには、印加電圧
を表面電位に応じて上昇させなければならず、装置が複
雑となっていた。

前記現象の原因としては、コロナワイヤより発生するコ
ロナイオンがコロナイオン流制御スクリーンの絶縁体部
に過剰に付着し、後続のコロナイオンがコロナイオン流
制御スクリーンを通過するのを妨げているためである。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の欠点に鑑み、なされたもので２画
像形成を繰り返しても逆極性の２次帯電の帯電効率の低
下、ひいては第２色目の画像濃度の低下を長期にわたっ
て防ぎ、安定した２色画像を得ることができる・２色画
像形成装置を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明は、上記目的を達成するため、所定極性の１次帯
電を行い画像露光、現像等により第１潜像或いは、第１
顕像を形成したままの感光体上に１次帯電とは逆極性の
２次帯電を行うに当って。

コロナイオン照射用開口部もしくは、その近傍にコロナ
イオン流制御スクリーンを配置した交流コロナ放電器を
用い、該交流コロナ放電器のシールドはバイアス電源を
介して接地することを特徴とする。

（発明の実施例〕 以下１図面に従って本発明の一実施例について説明する
。

第５図は１本発明に用いられる２次帯電器を備えた２色
画像形成装置の構成図である。

２色画像形成装置は、感光体１の周囲に１次帯電器２．
２次帯電器６．赤フィルタ４．シアンフィルタ７、第１
現像器５．第２現像器８．転写器９、分ｍ器１１．クリ
ーナ１２．イレーサ１３等が配設されている。

また、第６図に示す如く、２次帯電器６は、シールド１
４とコロナワイヤ１５とコロナイオン流制御スクリーン
１６と交流電源１７とシールドバイアス電源１８とスク
リーンバイアス電源１９とから構成されている。シール
ド１４の開口部は２０〜３０ｍｍの開口幅を有し、コロ
ナワイヤ１５としては、線径５０〜８０　ｐ　ｍのタン
グステンワイヤ或いは。

金メッキを施したタングステンワイヤを使用しいる。ま
た、コロナワイヤ１５には交流電源１７から所定の交流
電圧が印加されている。シールド１４には、シールドバ
イアス電源１８から所定の直流バイアス電圧が印加され
ている。コロナイオン流制御スクリーン１６はシールド
１４の開口部或いは、その近傍に配設され、スクリーン
バイアス電源１９から所定の直流バイアス電圧が印加さ
れている。

また、第７図に示す如く、コロナイオン流制御スクリー
ン１６は、導体部２０と絶縁体部２１とからなり、絶縁
体部２１は導体部２０の表面のうち、コロナワイヤ１５
側を覆うように積層構成されており、放電が行われると
、コロナイオン流制御スクリーン１６の間隙部には、破
線矢印で示す電気力線が生じる。

そして、さらに放電が行われ続けると、コロナイオンは
発生した電気力線の方向に沿って加速され、第８図に示
す如く感光体１に向かってその法線方向から高速で進む
。従って、感光体１上に既に形成されている第１静電潜
像によって生じている感光体１表面の電位の大小によら
ず、コロナイオンは直進するため、第１静電潜像によっ
て形成されている電位のコントラストを保ったまま、全
体を均一に第１静電潜像とは逆極性側にシフトできる。

本発明の２次帯電器の機能を第９図を用いて詳細に説明
する。交流電圧を印加するとコロナワイヤより正、負両
方のコロナイオンが発生するわけであるが、説明を簡単
にするためにコロナワイヤより発生する正、負各々のコ
ロナイオンは同量とする。シールド１４への印加電圧が
ＯＶＯ際は。

同図＋ａ＋の如く、コロナワイヤ１５より発生した正。

負のコロナイオンは同じ割合でシールド１４側に流れ、
開口部にも同じ割合の正、負のコロナイオンが到達する
。シールド１４に正または負のバイアス電圧を印加して
いくと、コロナワイヤ１５に発生したコロナイオンは負
または正のイオンが選択的にシールド１４側に流れ、開
口部には正または負のいずれかのコロナイオンが多い状
態で到達し、始めのうちはコロナイオン流制御スクリー
ン１６を帯電させ１次第に感光体を帯電させる。例えば
、シールド１４に正のバイアス電圧を印加した場合は、
同図（ｂｌの如く、コロナワイヤ１５より発生した正及
び負のコロナイオンのうち負のコロナイオンが選択的に
シールド１４に流れ、コロナイオン流制御スクリーン１
６に到達するのは、正のコロナイオンが多い状態となる
。始めは、コロナイオン流制御スクリーン１６の絶縁体
部を荷電し、それによって生じる導体部間との電場の働
きで開口部を正イオンが通過し感光体を帯電させる。

そして１画像形成が繰り返され、帯電が繰り返し行われ
るにつれてコロナイオン流制御スクリーン１６の絶縁体
部には、正コロナイオンが必要以上に付着し始めると、
同図ｆｃ）の如く、コロナイオン流制御スクリーン１６
自体の電荷が上昇するために自動的に絶縁体部に到達す
る負のコロナイオンが多くなり絶縁体部上の過剰の正の
コロナイオンを中和する。

従って、常に絶縁体部上に付着している正コロナイオン
の量は一定に保たれ、帯電効率は一定のものとなる。

次に本発明の２次帯電器を用いた２色複写プロセスの具
体例を実際に示す。

まず両極性の感光体１表面に−６，５ＫＶの直流電源に
接続された１次帯電器２により均一に負帯電を施すと、
感光体表面電位−５５０Ｖを得る（第１０図ｆａ）参照
）。

次いで原稿ＯＲ（白地部Ｗ上に赤色部Ｒと黒色部Ｂを有
する）の光像を赤フィルタ４を介して。

或いは、介さずに画像露光すると感光体１上の赤色対応
部と白地対応部は光減衰により表面電位が−５５０Ｖか
ら一５０Ｖへと大きく低下するが、黒色対応部は、光減
衰せず表面電位はその初期レヘルを維持したままの状態
で第１静電潜像が形成される（第１０図（ｂ）参照）。

次いで、この第１静電潜像を黒色トナーを保持した第１
現像器５にバイアス−２００ｖを印加しつつ現像すると
、正帯電された黒色トナーが感光体１の黒色対応部にの
み付着する（第１０図（Ｃ））。ここで、黒色現像後の
黒色対応部の電位は現像前（第１０図（ｂ））とほとん
ど変らないようにし、黒色対応部と、赤色対応部乃至白
地対応部との電位差を適当な大きさに保持することが後
の赤色現像時に感光体１の黒色対応部にも赤色トナーが
付着してしまうのを防止する上で非常に重要である。

そのためには第１色目の現像時の現像剤の抵抗が十分に
高いものであることが必要である。すなわち黒色現像時
の現像剤の抵抗が低いと、黒色対応部の電位が現像剤を
通してリークして低下するし。

逆に白地対応部乃至赤色対応部には現像側から電荷が注
入されて電位が増加するので、黒色対応部と白地乃至赤
色対応部との電位差が縮まってしまい９次に何ら工夫せ
ずに２次帯電すると黒色対応部と白地対応部乃至赤色対
応部との電位差が更に少なくなってしまう。このような
理由で現像剤の抵抗が１０９Ωｃｍ以上であると黒色対
応部の電位のリークによる低下がほとんどなく、白地対
応部乃至赤色対応部の電位の変動も生じない。

本発明の交流コロナ放電を用いた２次帯電器６としてコ
ロナワイヤに６．２　ＫＶ、周波数３００Ｈｚの交流電
圧を印加し、シールドに＋３．５　ＫＶの直流電圧を印
加しコロナイオン流制御スクリーンの導体部に＋２．５
ＫＶの直流電圧を印加したものを用い正極性の２次帯電
を感光体１表面に施すと、白地対応部と赤色対応部の電
位極性は反転して＋４５０ｖの正極性に帯電されるが、
黒色対応部はもともと負極性の高電位に保持されている
ため正極性帯電により、その表面電位は低下して零■レ
ベルになる（第１０図ｆｄｌ参照）。すなわち、この２
次帯電の工程で、光減衰により低下した白地対応部と、
赤色対応部の電位を反転してより正に高い電位にして現
像可能にしつつ、かつ、黒色対応部の電位を現像可能な
電位よりも十分低い電位レベルまで低下させることがで
きる。

この２次帯電終了後、続いて赤色光成分を遮断するシア
ンフィルタ７を介して第１静電潜像形成時と同期をとり
ながら再度原稿ＯＲの画像露光を行うと白地対応部の電
位は光減衰によって大きく低下し、＋５０Ｖとなるが、
赤色対応部には光が当らないので、赤色対応部の電位は
光減衰せず２次帯電時の＋４５０Ｖレベルを維持するの
で、赤色対応部にのみ電荷が残る形で第２静電潜像が形
成される（第１０図（ｅ））。

次いでこの第２静電潜像を赤色現像器にて現像すると負
帯電された赤色トナーが赤色対応部のみに付着する（第
１θ図（ｆ））。

従って感光体１上では、黒色対応部が、正に帯電された
黒色トナーで現像され、赤色対応部が負に帯電された赤
色トナーで現像されることになり。

２色トナー画像がいずれも鮮明に、しかも十分な濃度で
形成される。

この感光体１上の２色のトナー画像を転写器９により転
写紙上に転写し、定着することによって最終的な２色画
像が得られる。この際、転写方法として静電的転写法、
圧力転写法及び熱転写などを採用することができるが、
静電的転写法の場合には、感光体１上の２色画像は上記
のように正と負の電荷をそれぞれ帯びた２色のトナーで
形成されているので、転写に先立って一方のトナーの電
荷をトナー極性合せ用帯電器によって反転させる必要が
ある。例えば、赤色対応部の負帯電トナーをコロナ放電
器によって正の極性に反転させる場合は、転写時に転写
紙裏面から負極性の帯電を施すことにより、トナー像を
一括して転写させることができる。

前記工程を繰り返して行ったところ１０，０００回繰り
返しても初期の帯電効率が変化せず黒、赤、双方とも濃
度の高い安定な２色画像が得られた。

なお、他の適用プロセスとして１両極性を有する感光体
表面を負に均一帯電させた後、赤フィルタを介して画像
露光し第１静電潜像を形成して。

次いで前記感光体表面の第１静電潜像形成部分以外の他
の部分を正極性に帯電させた後、シアンフィルタを介し
て再度画像露光して第２静電潜像を形成し、前記第１静
電潜像及び第２静電潜像をそれぞれ逆極性に帯電された
黒色、赤色といった各色トナーをそれぞれ有する現像器
により順次現像して可視化する２色画像形成装置におい
ても２本発明による２次帯電を行うと同様の効果を持つ
。

また１画像露光を液晶光マイクロシャンタアレイ或いは
ＬＥＤアレイを用いて行う２色画像形成装置においても
同様の効果を持つ。

さらに、前述の各実施例ではスクリーンバイアス用とし
て、電圧印加電源を用いたが、抵抗等を介してコロナイ
オン流制御スクリーンの導体部を接地してもよい。この
場合、コロナイオンが導体部に流れ込むことにより抵抗
に応じた電圧が生じる。また、介在させる抵抗の抵抗値
はスクリーンの形状や帯電電圧設定などにより任意に選
ぶことができる。

また、導体部単独でスクリーンを構成してもよいし、或
いは上層から順に、絶縁体部、導体部。

絶縁体部の順に積層した３層構造のスクリーンを用いて
もよい。

〔発明の効果〕

以上のように構成された本発明の２色画像形成装置によ
れば２画像形成を繰り返して行っても。

第４図実線で示す如く表面電位の低下がほとんどみられ
ない。

従って、従来のように帯電効率の低下のない安定した２
次帯電を行うことができ５画質の優れた２色画像を長期
にわたって得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコロナ放電器を示す構成図、第２図はそ
のワイヤ部拡大断面図、第３図は従来のコロナイオン流
を示す拡大断面図、第４図は表面電位と帯電回数の関係
を示す関係図、第５図は本発明を実施するための２色画
像形成装置の構成図。 第６図は本発明の一実施例を示すコロナ放電器。 第７図はコロナイオンスクリーンを示す断面図。 第８図はコロナイオンスクリーンを示す断面図。 第９図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ１は２次帯電器の作動
状態を示す説明図、第１０図（ａ）、　（ｂｌ、　（ｃ
ｌ、　（ｄｌ、　ｔｅｌ、　（ｆ）は画像形成時におけ
る感光体表面の電位状態を示す説明図である。 ’　１−−−−−−一感光体、　２−−−−−１次帯電
器。 ３−−ｍ−−−−−−露光、　４−−−−−−−赤フィ
ルタ。 ５−−−−−−一第１現像器、　６−−−−−−２次帯
電器。 ７−−−−−−−−シアンフィルタ、　８−−−−−−
−一第２現像器、　９−−−−−一転写器、　１（１−
−−−−−転写紙、　１１−・−一−−−分離器、　１
２−−一−−−−クリーナ、　１３−−−−−−−イレ
ーザ。 １４−−−−−−−−−シールド、　１５−−−−−−
−−コロナワイヤ、　１６−−−−−−−−−コロナイ
オン流制御スクリーン、　１７−−−−−−交流電源、
１８−−一一一−−・−シールドバイアス電源、　１９
−−−一・−スクリーンバイアス電源、　２０−−−−
−−一導体部、　２１−−−−−−−−一絶縁体部。 第２図 ７ 第３図 第４図 ｖＰｔＩｉ］数 第６図 第７図 第９図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第１０ デ迫 ５０ ＋４５ｏｖ　” ＋４５０ｖ ＤＣ−６，５にＶ 　５５０ｖ ■ ）’（ｓ　７４ルり露オレ Ｖ　、ｗ、色見橡 ムイ了又−２００Ｖ 尚１ｑル現Ａ象寄ｊ ｊＪｒ：色、１し１Ｌ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定極性の１次帯電を行い画像露光、現像等によ
   り第１潜像或いは、第１顕像を形成したままの感光体上
   に１次帯電とは逆極性の２次帯電を行うに当って、コロ
   ナイオン照射用開口部もしくは、その近傍にコロナイオ
   ン流制御スクリーンを配置した交流コロナ放電器を用い
   、該交流コロナ放電器のシールドはバイアス電源を介し
   て接地することを特徴とする２色画像形成装置。
2. （２）コロナイオン流制御スクリーンは、導電性部材と
   絶縁性部材とからなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の２色画像形成装置。
3. （３）絶縁部材は、導電性部材のコロナイオン流発生部
   側の面に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の２色画像形成装置。
4. （４）絶縁性部材は、導電性部材のコロナイオン発生部
   側の面及び感光体側の面に設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の２色画像形成装置。
5. （５）導電性部材はバイアス電源を介して接地したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項乃至第４項のいずれ
   かに記載の２色画像形成装置。