JPS61103172A - 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】 イ、発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は静電記録によって２色画像を形成する画像形成
装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、電子計算機の高速化とともに、画像出力装ｗ、（
ＶＴＲ，ＣＲＴ等）のカラー化が進み、ハードコピーの
カラー化の要請が高まってきている。

従来、数多くのカラー画像形成装置について。

提案がなされているが、数多くの問題点のために、製品
化まで達してないのが現状である。

例えば、これまで提案されたものの１例として、特開昭
５９−７２８７０号公報に示された電子写真方式のフル
カラータイプのものがある。その方式の概略は、画像変
調きれたレーザ光をｆ−θレンズで、帯電された感光ド
ラム上にスポット光として結像させて静電潜像を形成さ
せ、現像書転写・定着を行うものである。

従ってカラー画像の場合は、感光ドラムと近接して転写
ドラムを設け、これに沿って送られる転写材に、各色毎
に帯電−露光一現像一転写一クリーニングの５工程をく
り返して、色を重ね合せ転写した後定着させるものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って、ｌコピー当りに要する時間が長く、また帯電器
・露光装置・現像装置がスペースをとり、画像形成装置
自体が大型となるという問題点があった。

この発明は、上記従来装置の問題点を解消して高品位な
２色画像の得られる画像形成装置を提供しようとするも
のである。

口、発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、移動する固体誘電体と、この固体誘電体に、
画像情報に応じた正・負両極性の電荷パターンの潜像を
形成する潜像形成手段と、上記潜像を極性及び色のそれ
ぞれ異なる現像剤によって桿像する現像手段と、を有し
、上記固体誘電体に２色の現像像を形成することを特徴
とするものである。

〔作　用〕

本発明は、固体誘電体表面に、正・負の電荷パターンが
潜像形成手段としての、２つのデジタル帯電器で順次に
、または１つのデジタル帯電器で同時に形成され、その
正・負の電荷パターンが極性の異なる、かつ異なる色の
トナーで現像されて２色のトナー像が形成される。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を図面に示す実施例により説明する
。

第１図は本発明２色画像形成装置の第１実施例の概略構
成図、第２図はそのプロセス工程を表わすもので、第１
図中１は固体誘電体ドラム、２はクリーニング装置、３
はＡＣ除電器、４は第１のデジタル帯電器（後述する）
、５は第１色（例えば赤Ｒ）の現像器、６は第２のデジ
タル帯電器、７は第２色（例えば黒Ｂ文）の現像器、８
は転写前帯電器、９は転写帯電器、１０は定着器である
。

固体誘電体ドラムｌの表面はクリーニング装置２で清掃
された後、ＡＣ除電器３により約Ｏｖにまで除電される
。

（Ｉ）工程　　第１のデージタル帯電器４により、第１
色の色信号に対応する電荷パターンが付　　　　１与さ
れる。この場合第１色（例えば赤Ｒ）の色信号に関して
、誘電体ドラムｌの表面電位は＋２００■、信号を受け
ない地はＯｖである。

（ＩＩ　）工程　　前記第１色の色信号に対応する電荷
パターンの潜像を第１色の現像器５で負極性の赤色トナ
ーで現像する。その現像方法としては２成分磁気ブラシ
現像方法や、図示の１成分絶縁性トナーを現像スリーブ
５１にコートして行う非接触現像方法等によるものがあ
る０例えば、ｌ成分絶縁性トナーを用いた非接触現像方
法として特公昭５Ｂ−３２３７５号公報に記載のものが
適用できる。

この場合、現像スリーブに印加されるバイアス電圧は交
互電圧であるが、交流成分として現像スリーブ上のトナ
ーが固体誘電体上のトナーと接触せずパウダークラウド
を形成でき、固体誘電体の電位に応じてトナーが転移で
きるような高周波であって１例えば周波数ｆが２〜３　
ＫＨｚ、ビーク−ビーク値ＶＰＰが　１．０〜１．５　
ＫＶ程度のものがよく。

これに直流成分として固体誘電体のバックグラウンド電
位より少し高めで、バックグラウンドのカブリを防止で
きる電位、例えば約１０〜１５Ｖが重畳されたバイアス
電圧を印加することが好ましい。

尚、本実施例では非磁性のトナーを使用している。

また、他の現像方法としては特開昭５１３−１１８０８
０号公報等に記載のものも適用できる。

（ＩＩＩ）工程　　第２のデジタル帯電器６で第２色（
例えば黒Ｂｉ）の色信号に対応する電荷パターンが付与
され、誘電体ドラム表面を一２００ｖに捨型する。

（ＩＴ）工程　　前記第２色の色信号に対応する電荷パ
ターンの潜像を第２色の現像器７で正極性の黒色トナー
で現像する。この黒色トナニの場合も前述の赤色トナー
と同様の現像方法が適用できる。また黒色トナーについ
ては必ずしも非磁性トナーでなくてもよく、磁性トナー
であってもよい。

（Ｖ）工程　　以上のプロセスにより固体誘電体ドラム
１上に形成された２色（例えば赤・黒）のトナー像は、
該ドラムｌの回転により転写前帯電器８で一様に負極性
に荷電されトナー全体の極性を負に統一される。なおこ
の転写前帯電は正の極性でもよい。

その後、ドラムｌの回転と同期して送られた転写材Ｐの
裏面から転写帯電器９により、上記帯電されたトナーと
逆極性の電荷を付与されてドラム上のトナー像は転写材
Ｐに転写され、転写材Ｐは引続き搬送されて、定着器１
０で定着される。

第３図・第４図は他の実施例を示すもので、１つのデジ
タル帯電器４１で、（＋）（−）のイオン帯電を同時に
行わせ（第４図（■））、その後順次に第１色の現像器
５．第２色の現像器７で、（ＩＩ）〜（■）工程の現像
を実施するものである。

また１本実施例ではコロナ転写帯電器９を圧力転写ロー
ラ９１に置！！換えて、圧力転写と同時に定着を行うよ
うにしたものである。

なお、前記第１図のコロナ転写の場合は、転写材Ｐの裏
面にはコロナ放電による電荷が、転写材Ｐの表面にはト
ナーの電荷が残存しているので、１　　　例えば定着器
１０のローラに除電機能を持たせて残存電荷を除去する
ことが好ましい。

これに対して、第３図の圧力転写同時定着の場合は、転
写前帯電器（８）は不要であって、特に上述のような除
電機能は必ずしも必要はない。

前記のデジタル帯電器４として適用可能なものは特開昭
５４−７８１３４号公報等で公知であるが、ここで本発
明に必要な制御の基本原理を第５図・第６図に基づいて
略述する。

第５図において１は前記の固体誘電体、４はデジタル帯
電器である。第６図は第５図の１つの電荷ドー２ト打込
素子部分の拡大横断面図である。

先ず第６図において、デジタル帯電器４はセラミックガ
ラス等の第１の誘電体２０ａψドライブ電極１５−コン
トロール電極１６−イオン放出用の７パーチヤ２１を有
するスクリーン電極１７・コントロール電極１６とスク
リーン電極１７との間の第２の誘電体２０ｂを有してい
る。

ドライブ電極１５とコントロール電極１６間には、交流
電源２２によって交流電圧が印加され、またコントロー
ル電極１６およびスクリーン電極１７には直流電源２３
から、さらにスクリーン電極１７と固体誘電体１の導電
体基板２５間には直流電源２４から、それぞれ直流電圧
が印加されている。

高周波の交流電圧がドライブ電極１５とコントロール電
極１６間に印加されると、コントロール電極１６のアパ
ーチャ１９の沿面に発生する電界によって空気が放電破
壊して（◆）（−）のイオンが発生し、そのアパーチャ
１９に（÷）（−）のイオンが広がる。尚、ドライブ電
極１５の近傍の沿面の電界による放電は、ドライブ電極
１５を誘電体によってカバーすることによって防止でき
る。

このコントロール電極１６のアパーチャ１９に発生して
いる（＋）　（−）のイオンは、固体誘電体ｌの方向へ
働く電界によって、固体誘電体１表面に付与される。

固体誘電体１上に付与できるイオンの極性は、電源２３
・２４の極性を変えることによって選択的に変化させる
ことが可能である。

本発明ではその目的のために、スクリーン電極１７とコ
ントロール電極１６間の電界の制御を行っている。その
制御をよりシンプルにするためにスクリーン電極１７を
一定の電圧にして、コントロール電極１６に印加する電
圧を可変にする場合を例示すると、スクリーン電極１７
に、一定の電圧−３５０ｖを印加した状態で、コントロ
ール電極１６に印加する電圧を一３５０Ｖ　ト−７５０
Ｖ　（７）、２値にスイッチングすることによって、こ
の２つの電極間に生じる電界を制御できる。すなわち　
（−）イオンを付与されるドツト（第１実施例の黒色）
に対しては、コントロール電極１６に一７５０Ｖを印加
すると、スクリーン電極１７とコントロール電極１６間
に４００ｖの電位差が生じることにより、アパーチャ１
９中の（−）イオンが引き出され、固体誘電体ｌへ放出
されて誘電体面を帯電する。コントロール電極１６に一
３５０■を印加すると、両電極間に電位差が生じないの
でイオンの放出は行われない。

（＋）のイオン帯電を行う場合には、コントロール電極
１６及びスクリーン電極１７に印加する直流電圧の絶対
値は（−）のイオン帯電の場合と同一で、コントロール
電極１６及びスクリーン電極１７に印加する電圧の極性
を逆転させればよい。

このような構成による帯電器によって、１インチ当り　
２４０ドツトの解像力を有する１画像を得る場合、Ａ４
判紙の横幅をカバーできるドツト数は、２０４８ドフト
は必要である。

この２０４８個ものコントロール電極１６のスイッチン
グを減少させるために、第５図のようにドライブライン
１５−１〜１５−３とコントロールライン１６−１−１
６−３をマトリックス状にして、ドライブラインを固体
誘電体ｌの回動（副走査）にともないマルチプレクサ２
６で同期的にスイッチングしながら、ドツト付与の必要
な点のコントロールライン１６−１〜１６−３のオン・
オフを行い画像潜像の形成を行う、　２０４８個のドツ
トの制御の場合には、１６コのドライブライン１５と　
１２８コのコントロールライン１６の制御によって行う
。

第５図のマトリックスにおいて、ドライブ電極１５に電
源２２から高周波交流電圧が、コントロール電極１６に
電源２３から直流電圧が同時に印加されたとき、その交
点の７パーチヤ１９からイオンが放出される。電源２３
からの直流電圧は、マルチプレクサ２７により選択的に
コントロール電極１６−１−１６−３へ印加される。

第５図のマトリックスでは簡略化のために。

（ドライブライン３）×（コントロールライン３）の９
要素を例示した。ドライブライン１５は、固体誘電体ド
ラムｌの回転方向に対し略垂直方向に配置され、マルチ
プレクサ２６によって高周波交流電圧２２がドライブラ
イン１５−１〜１５−３に次々に、固体誘電体ドラムｌ
の周速に応じて、同期的にスイッチングされている。

第７図は第１色および第２色の色信号に対応する（÷）
（＝）の電荷パターンを第５図のデジタル帯電器により
、同時に固体誘電体ｌに付与するための、デンタル帯電
器のそれぞれの電極に印加する電圧のタイミングチャー
トである０図中の　（イ）（ロ）（ハ）（ニ）の横軸は
、時間軸である。　　　　１（イ）はドライブ電極１５
へ印加する高周波交流電圧Ｖ、（２２）でビーク・ピー
ク値ＶＰＰは２ＫＶである。七〇はこの波形の周期であ
る。このｖＩによってコントロール電極１６のアパーチ
ャ１９近傍に（◆）（＝）のイオンが発生する。

（ロ）・　（ハ）はそれぞれコントロール’？ｔｍ１６
に印加される色信号電圧（２３）である。（ロ）は第１
色の色信号であり（ハ）は第２色の色信号である。この
色信号電圧はパルス状の波形をし、それぞれのパルス幅
はｔ２争ｔ３である。パルス電圧はそれぞれ７５０　Ｖ
と一７５０Ｖである。

（丹）はスクリーン電極１７に印加される交流矩形波電
圧Ｖ４であり、ピーク・ピーク値ＶＰＰは７００　Ｖで
あり、周期はｊａである。

第５図の説明で述べたように、ドライブ電極１５へ印加
される高周波交流電圧Ｖ＋（２２）は、マルチプレクサ
２６によってドライブ電極１５−１から１５−３を次々
と０Ｎ−ＯＦＦさせていく、すなわち、ドライブ電極１
５−１を一定時間ＯＮさせた後、ＯＦＦ　ｌ、て、次に
また一定時間後、ドライブ電極１５−２を一定時間ＯＮ
させた後、ＯＦＦさせ、同様な動作をドライブ電極１５
−３に行ない、またドライブ電極１５−１へもどるとい
うＯＮ・ＯＦＦのスイッチング動作をつづける。一方、
スクリーン電極１７には、交流矩形波電圧■４が常にＯ
Ｎ状態に与えられている。

１つのドライブ電極がＯＮされている時間は、第７図に
示すように少なくとも、スクリーン電極１７に印加され
ている交流矩形波電圧ｖ４の１周期分、すなわちｔ４で
ある。

例えば、ドライブ電極１５−１がＯＮのときに。

コントロール電極１ｓ−ｉへ（ロ）、コントロール電極
１６−２へ（ハ）のように色信号電圧が、第７図のタイ
ミングで送られた場合、１つのドライブ電極１５−１に
関してコントロール電極１６−１のアパーチャから（÷
）イオン、コントロール電極１６−２のアパーチャから
（−）イオンがそれぞれ同時に固体誘電体ｌ上へ付与さ
れ、コントロール電極１６−３からはイオンは付与され
ない。同様にして、ドライブ電極１５−２に関して、コ
ントロール電極に、外部機器より入力された画像信号が
送られ、誘電体に電荷が付与される。

このようにして、　（＋）（−）各／（のイオンがコン
トロール電極１６のアパーチャ１９から、第６図で説明
した基本原理に従って回転誘電体１上に付与される。

なお、固体誘電体上に形成された電荷パターンの表面電
位は、パターンのドツト単位ごとに測定することは、電
位計のプローブの解像力の問題から不可能である。した
がって、電位計によって測定される電位は、潜像の電荷
パターンの平均値である。プローブの解像力より広い面
積にすべてのドツトパターンの電荷を付与した場合、電
位は略±２００ｖとなりドツトパターンの電荷のない場
合は、約ＯＶとなる。

ハ、発明の効果 本発明は上述のように、固体誘電体表面に、正ψ負の電
荷パターンを形成後、該電荷パターンを゛　　　極性の
それぞれ異なるトナーによって現像し、２色のトナー像
を形成するものであるから、従来の電子写真方式の場合
のように、各色毎にプロセス工程をくり返すものに比べ
て高速化され、かつトナーの混色のない安定した高画質
の２色画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図・第３図は本発明装置の構成概要図、第２図・第
４図は本発明に基づく固体誘電体上の表面電位Ｖｓとト
ナー像の状態を示す模式図、第５図は本発明のデジタル
帯電器の概略図、第６図はその一部の拡大横断面図、第
７図はデジタル帯電器のそれぞれの電極に印加する電圧
のタイミングチャート図。 １は固体誘電体、４・６・４１はデジタル帯電器、５・
７は現像器、Ｐは転写材。 第１図 第６図 第５図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動する固体誘電体と、この固体誘電体に、画像
   情報に応じた正・負両極性の電荷パターンの潜像を形成
   する潜像形成手段と、上記潜像を極性及び色のそれぞれ
   異なる現像剤によって現像する現像手段と、を有し、上
   記固体誘電体に２色の現像像を形成することを特徴とす
   る２色画像形成装置。