JP2000267382A - 画像形成装置のための同時２色現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つの感光体ドラムにおいて同時に、つま
り、感光体ドラムが一回転する間に、２色を現像可能と
することを課題とする。 【解決手段】 本発明の画像形成装置のための同時２色
現像方法は、感光体ドラムを帯電させる帯電工程と、感
光体ドラムを感光体ドラムの軸方向又はその直角方向に
沿って交互に、特定の露光量から互いに逆方向に偏倚さ
せて露光する露光工程と、上記特定の露光量に相当する
バイアス電位をかけた第１の現像装置により正の電荷を
有するトナーにより現像する第１現像工程と、上記特定
の露光量に相当するバイアス電位をかけた第２の現像装
置により負の電荷を有するトナーにより現像する第２現
像工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル式複写
機、レーザープリンター等の画像形成装置の技術の分野
に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル式複写機、レーザープリンター
等の画像形成装置には電子写真プロセスが使用される。

【０００３】電子写真プロセスは、光導電現象を利用し
て感光体ドラム表面に静電気的な像（潜像）を形成し、
静電気力により逆極性に帯電した粒子（トナー）を潜像
に吸着させて可視的な像を形成（現像）するプロセスで
ある。

【０００４】トナーとして従来は黒鉛等の黒色の粒子の
みを用い、トナーと紙の色によって画像形成する、いわ
ゆるモノクロ画像を形成するものが主流であったが、近
年色の３原色及び黒の４原色によってカラー画像を形成
するものが主流になりつつある。

【０００５】通常、カラー画像は、上記４原色に対応す
るそれぞれ別の４つの感光体ドラムを使用し、各色を用
紙の上に重ね合わせることにより形成される（タンデム
方式）。

【０００６】４原色の重ね合わせにより色を形成するの
であるから、色のずれが生じると、意図したものとは全
く異なった色となって現れる、しかも、わずかな変化で
あっても人の目はこのことをきわめて敏感に感知する。

【０００７】このため、色ずれを生じないようにするた
め、きわめて精密な紙送りを行い、しかも４つの感光体
ドラムを極めて高い精度で同期をとる必要がある。

【０００８】また、上記４つの感光体ドラムの同期の
他、同様の理由で感光体ドラムの回転むらも発色に大き
く影響を及ぼす。

【０００９】このため、カラー画像形成装置は、トナー
の色の異なるモノクロ画像形成装置を単に４台並べれば
すむというものではないので、カラー画像形成装置はき
わめて高価であるのが現状である。

【００１０】また、４サイクル方式のカラー画像形成装
置においては、感光体ドラムが一つではあるが、ある一
つの色を出すために感光体ドラムは４回転しなければな
らないので、一回のプリント又は複写に時間がかかると
いう欠点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、一つの感光
体ドラムにおいて同時に（つまり、感光体ドラムが一回
転する間に）２色を現像可能とするものであり、単一の
感光体により２色の画像形成するのみとすることも、ま
た、これを２つ設けることにより、従来のカラー画像形
成装置において４つの感光体ドラムが必要とされていた
ものを、感光体ドラムの数を２に減らすことも可能とす
る現像方法を提供することを課題とする。

【００１２】また、４サイクル方式にあっては、感光体
ドラムを２回転する間に任意の一つの色を出すことがで
き（つまり、２サイクルにすることができる）、複写又
はプリント時間を実質的に半分に減らすことができる現
像方法を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題は下記の現像方
法をとることによって達成される。

【００１４】「第１番目の発明の解決手段」感光体ドラ
ムを帯電させる帯電工程と、感光体ドラムを感光体ドラ
ムの軸方向又はその直角方向に沿って交互に、特定の露
光量から互いに逆方向に偏倚させて露光する露光工程
と、上記特定の露光量に相当するバイアス電位をかけた
第１の現像装置により正の電荷を有するトナーにより現
像する第１現像工程と、上記特定の露光量に相当するバ
イアス電位をかけた第２の現像装置により負の電荷を有
するトナーにより現像する第２現像工程とからなること
を特徴とする画像形成装置のための同時２色現像方法。

【００１５】「第２番目の発明の解決手段」感光体ドラ
ムを帯電させる帯電工程と、感光体ドラムを感光体ドラ
ムの軸方向及びその直角方向に沿って交互に、特定の露
光量から互いに逆方向に偏倚させて露光する露光工程
と、上記特定の露光量に相当するバイアス電位をかけた
第１の現像装置により正の電荷を有するトナーにより現
像する第１現像工程と、上記特定の露光量に相当するバ
イアス電位をかけた第２の現像装置により負の電荷を有
するトナーにより現像する第２現像工程とからなること
を特徴とする画像形成装置のための同時２色現像方法。

【００１６】「第３番目の発明の解決手段」第１番目又
は第２番目画像形成装置のための同時２色現像方法にお
いて、上記第１現像工程と上記第２現像工程とは、上記
感光体ドラムが１回転する間に行われるものであること
を特徴とする画像形成装置のための同時２色現像方法。

【００１７】「第４番目の発明の解決手段」第１番目、
第２番目又は第３番目の画像形成装置のための同時２色
現像方法において、上記トナーの色はそれぞれマゼンタ
とシアンであることを特徴とする画像形成装置のための
同時２色現像方法。

【００１８】「第５番目の発明の解決手段」第１番目、
第２番目、第３番目又は、第４番目の画像形成装置のた
めの同時２色現像方法において、上記バイアス電位に関
して、上記正の電荷を有するトナーのためのバイアス電
位が、上記負の電荷を有するトナーのためのバイアス電
位より低いことを特徴とする画像形成装置のための同時
２色現像方法。

【００１９】

【実施例】図１は感光体ドラム周辺の概略的構成を示す
ことによって本発明を説明するための説明図である。

【００２０】図２は、感光体ドラムの表面を軸方向の線
と円周周りの線によって区画した様子を示す図である。

【００２１】本発明明細書及び図面において、図２に示
すように感光体の軸線方向をＸ方向、円筒面円周の方向
をＹ方向とする。したがって、上記区画のそれぞれはＸ
方向とＹ方向に整列しており、区画がＸ方向に沿った整
列をラインＸ、区画がＹ方向の整列をラインＹという。

【００２２】本発明において、相互に隣り合うラインＸ
又はラインＹは異なる色のトナーで現像される。

【００２３】以下に示す実施例では、図２に示されるよ
うにＹ方向に進むにつれて、異なる色が交互に配置され
る例、つまり、第Ｎ番目及び第Ｎ＋２番目のラインＸと
第Ｎ＋１番目のラインＸの色が異なるような規則に従う
例について説明する。

【００２４】感光体ドラム１は、主として、表面の光導
電性材料の感光体層、及び、その下部の導電性の材料か
らなるベース部からなる。

【００２５】光導電性材料は、光が照射されないとき
は、非導電性の性質を、また、光が照射されるときは電
気導電性を発現する材料である。

【００２６】今、導電性材料でできたベース上に光導電
性材料の層を形成し、光が当たらない場所にこれを置
き、光導電性材料の表面を任意の手段で帯電させる。帯
電した光導電性材料の表面の一部に光を照射すると、光
導電性材料は導電性を発現するので、その部分の表面の
電荷は電位の低い、例えば０ボルトの、ベースに向かっ
て移動する。

【００２７】この結果、光の照射を受けたところだけが
電荷が失われた状態になり、光の照射を受けないところ
は帯電したままの状態で残される。

【００２８】この状態で、感光体ドラムの表面に感光体
と逆の極性の粒子（トナー）を０電位にバイアイスをと
った現像器からふりかければ電荷の残っている表面にこ
の粒子が吸引される。

【００２９】一方、同極性の粒子を感光体と同電位にあ
る現像装置から供給すると、この粒子は光照射を受けた
ところ、すなわち、電荷のないところに移動する。

【００３０】つまり、現像器上の粒子は、感光体表面と
現像器の電位とが等しくなる方向に移動し、電位分布の
均一化を図ろうとする。

【００３１】図１において、感光体ドラム１は通常一定
速度で回転している。帯電器２、例えばコロナ帯電器、
内の電極と感光体ドラム１のベースとの間には比較的高
い電圧（５Ｋｖないし１０Ｋｖ）の電圧がかけられ、コ
ロナ放電が発生する。

【００３２】コロナ放電によって生じたコロナイオンは
帯電器２の解放された窓から放出され、その前にある感
光体ドラム１の表面へ移動する。この結果、感光体ドラ
ム１の表面が帯電する。なお、感光体ドラム１及びこれ
を囲む装置は外界から光が照射されないように遮蔽され
ているので、このとき感光体ドラム１表面の感光体層は
非導電性である。

【００３３】図１の矢印方向に感光体ドラム１が回転
し、帯電した部分は露光装置３の前に移動する。

【００３４】露光装置３は、レーザビームスキャン装
置、又は、ＬＥＤアレイユニットなどから構成され、感
光体ドラム１の円筒面の直線状の領域（ラインＸ）をそ
のＸ軸方向に沿って露光する。なお、ラインＸを露光す
る光の強さは形成されようとする画像に依存してＸ方向
でそれぞれ異なって（変調されて）おり、特定の露光量
からＹ方向の隣同士が互いに逆方向に偏倚して露光され
る。

【００３５】図３、図４及び図５は、Ｎ番目のラインＸ
次のＮ＋１番目のラインＸの電位状態の変遷を順に示し
たものである。

【００３６】帯電器２の前を通過した領域は一様に初期
電位（例えば、１０Ｋｖ）に帯電している。

【００３７】この領域のラインＸが感光体ドラム１の回
転により露光器３の前に来ると、露光器からラインＸに
沿って形成しようとする画像に応じた各点毎の露光量の
光が照射される。露光量は照射光の強弱、デューティに
よって操作される。

【００３８】露光によって、感光体ドラム１の光導電性
材料の層は導電性となるので、感光体１の表面の電荷は
感光体ドラム１のベースへと移動する。電荷がベースの
方へ抜けてしまうと、その領域の帯電電位は図３のｅで
示すように、露光量に応じて降下する。

【００３９】ラインＸ（Ｎ番目、図３のａ）は、Ｎ番目
のラインＸのＸ方向の露光程度の分布である。

【００４０】次のラインＸ（Ｎ＋１番目、図３のｂ）
は、Ｎ＋１番目のラインＸのＸ方向の露光の程度の分布
である。

【００４１】図３から判るように、Ｎ番目のラインＸは
全体的に浅く露光されており、Ｎ＋１番目のラインＸは
全体的に深く露光されている。

【００４２】現像器４は負の電荷を帯びたトナーを供給
するものであり、現像器４には第１バイアス電位（例え
ば、５．５Ｋｖ）が与えられている。

【００４３】露光された感光体ドラム１表面の領域（第
Ｎ番目のラインＸ）が現像器４の前に来ると、第１バイ
アス電位より高い電位の領域の電位を現像器４の電位と
等しくするように、引き合う力が働くので、この力によ
り負の電荷を帯びたトナーは感光体ドラム１の表面に移
動する。

【００４４】第１バイアス電位より低い領域には、逆の
力が働くので負の電荷を帯びたトナーは移動しない。ま
た、隣のラインＸ（Ｎ＋１番目のラインＸ）の帯電状態
は第１バイアス電位より低いので、このラインにはトナ
ーが移動しない。

【００４５】結局、図４に模式的に示すように、電位的
にみたとき、第Ｎ番目のラインＸに沿って、帯電電位と
第１バイアス電位との差の部分（図３のｆ）は負の電荷
を持つ粒子（トナー、１０）によってあたかも埋められ
たようになる。

【００４６】現像器５は、現像器４とは反対に、正の電
荷を帯びたトナーを供給するものであり、現像器５には
第２バイアス電位（例えば、４．５Ｋｖ）が与えられて
いる。

【００４７】露光された感光体ドラム１表面の領域（第
Ｎ＋１番目のラインＸ）が現像器５の前に来ると、第２
バイアス電位より低い電位の領域の電位を現像器５の電
位と等しくするように、引き合う力が働くので、この力
により正の電荷を帯びたトナーは感光体ドラム１の表面
に移動する。

【００４８】第２バイアス電位より高い領域には、逆の
力が働くので正の電荷を帯びたトナーは移動しない。ま
た、隣のラインＸ（Ｎ番目又はＮ＋２番目のラインＸ）
の帯電状態は第１バイアス電位より低いので、このライ
ンにはトナーが移動しない。

【００４９】結局、図５に模式的に示すように、電位的
にみたとき、第Ｎ番目のラインＸに沿って、帯電電位と
第１バイアス電位との差の部分（図３のｇ）は負の電荷
を持つ粒子（トナー）によって電気的に補われ、結果と
して、トナーがそこに吸着される。

【００５０】上記２つの現像過程を経ることにより、感
光体ドラム１の表面には、Ｙ方向に沿って交互に、正及
び負の電荷を持つトナーの線が並ぶことになる。

【００５１】現像器４と現像器５とに異なる色のトナー
（例えば、マジェンタとシアン）を使用すれば、一つの
感光体ドラム上で同時に、つまり、感光体ドラムが１回
転する間に、２色を現像することができる。

【００５２】以上の実施例は、Ｙ方向に沿って隣り合う
Ｘ方向のラインが異なる色のトナーで現像される例を示
したが、これ他は逆の関係、つまり、Ｘ方向に沿って、
隣り合うＹ方向のラインが異なるトナーで現像されるよ
うにすることもできる。

【００５３】また、これらを組み合わせることにより、
Ｘ方向及びＹ方向の両方の方向において、隣り合う領域
が異なる色のトナーにより現像されるようにすることも
できる。

【００５４】現像された画像は従来の転写方法、例え
ば、圧力転写法、粘着転写法等の適宜の方式により、転
写し、更に定着することができる。

【００５５】フルカラーの場合、同時に現像されるトナ
ーの色、つまり隣り合う領域のトナーの色は、マゼンタ
とシアンとを組み合わせ、残りの黒とイエローを組み合
わせる方がよい。こうすることの理由は、他の組み合わ
せよりもマゼンタとシアンの組み合わせが少しの色ずれ
でも大きく発色が異なるからである。

【００５６】本同時２色現像方法において、中間色は、
複数の領域をまとめて一つの領域とみたとき、各原色の
面積の比率によって再現される。また、フルカラー時に
は、この同時２色現像方法によって作られた色が更に重
ね合わせられて色の再現が行われる。

【００５７】本実施例では、第１バイアス電位と第２バ
イアス電位を異ならせているが、これは単に露光量が制
御しやすいという理由だけからであり、２つの電位を実
質的に同じにすることができる。

【００５８】

【発明の効果】本発明は、一つの感光体ドラムにおいて
同時に（つまり、感光体ドラムが一回転する間に）２色
を現像可能であり、単一の感光体により２色の画像形成
をすることができる。

【００５９】本発明では、別の感光体ドラムを使用した
ときのような２色の領域にずれが生じないので、少なく
ともこの２色の間を考える限りは、別の感光体ドラムを
使用したときのように、回転の同期をとる必要がない。

【００６０】また、これを２つつなげることことによ
り、従来のタンデム式カラー画像形成装置においては、
４つの感光体ドラムが必要とされていたものを、感光体
ドラムの数を２に減らすことが可能である。

【００６１】これにより、同期を考慮すべき感光体ドラ
ムの数が２つですみ、これに伴う周辺の装置の数も減ら
すことができるので、画像形成装置の設計、製造、等が
容易となり、価格も低く抑えることができる。

【００６２】また、４サイクル方式画像形成装置に適用
されたとき、感光体ドラムを２回転する間に任意の一つ
の色を出すことができ（つまり、２サイクルにすること
ができる）、複写又はプリント時間を実質的に半分に減
らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】感光体ドラム周辺の概略的構成を示すことによ
って本発明を説明するための説明図である。

【図２】感光体ドラムの表面を軸方向の線と円周周りの
線によって区画した様子を示す図である。

【図３】図４及び図５とともに、Ｎ番目のラインＸ次の
Ｎ＋１番目のラインＸの電位状態の変遷を順に示したも
のである。

【図４】図３及び図５とともに、Ｎ番目のラインＸ次の
Ｎ＋１番目のラインＸの電位状態の変遷を順に示したも
のである。

【図５】図３及び図４とともに、Ｎ番目のラインＸ次の
Ｎ＋１番目のラインＸの電位状態の変遷を順に示したも
のである。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電器 ３ 露光装置 ４ 現像装置 ５ 現像装置 ６ 転写装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体ドラムを帯電させる帯電工程と、 感光体ドラムを感光体ドラムの軸方向又はその直角方向
   に沿って交互に、特定の露光量から互いに逆方向に偏倚
   させて露光する露光工程と、 上記特定の露光量に相当するバイアス電位をかけた第１
   の現像装置により正の電荷を有するトナーにより現像す
   る第１現像工程と、 上記特定の露光量に相当するバイアス電位をかけた第２
   の現像装置により負の電荷を有するトナーにより現像す
   る第２現像工程とからなることを特徴とする画像形成装
   置のための同時２色現像方法。
2. 【請求項２】 感光体ドラムを帯電させる帯電工程と、 感光体ドラムを感光体ドラムの軸方向及びその直角方向
   に沿って交互に、特定の露光量から互いに逆方向に偏倚
   させて露光する露光工程と、 上記特定の露光量に相当するバイアス電位をかけた第１
   の現像装置により正の電荷を有するトナーにより現像す
   る第１現像工程と、 上記特定の露光量に相当するバイアス電位をかけた第２
   の現像装置により負の電荷を有するトナーにより現像す
   る第２現像工程とからなることを特徴とする画像形成装
   置のための同時２色現像方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載された画像
   形成装置のための同時２色現像方法において、 上記第１現像工程と上記第２現像工程とは、上記感光体
   ドラムが１回転する間に行われるものであることを特徴
   とする画像形成装置のための同時２色現像方法。
4. 【請求項４】 請求項１、請求項２又は請求項３に記載
   された画像形成装置のための同時２色現像方法におい
   て、 上記トナーの色はそれぞれマゼンタとシアンであること
   を特徴とする画像形成装置のための同時２色現像方法。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項２、請求項３又は請求
   項４に記載された画像形成装置のための同時２色現像方
   法において、 上記バイアス電位に関して、上記正の電荷を有するトナ
   ーのためのバイアス電位が、上記負の電荷を有するトナ
   ーのためのバイアス電位より低いことを特徴とする画像
   形成装置のための同時２色現像方法。