JPH0330865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、カラー表現可能な画像形成装置に
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ヨン（以下OAと略す。）
の３種の神器の１つに上げられるほど、事務作業
中で、普通紙複写機（Ｐlain Ｐaper Ｃ
opier：以下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
案されている。例えば、電子写真方式、感熱転写
方式、インクジエツト方式等がある。このうち現
在実用化され、最も普及しているのが電子写真方
式である。 一方、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つてきている。例
えば、びつしりと文字が詰まつた書類であつて
も、書類の文章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。 当然、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、カールソンプロセスを複数回、色の異なつた
トナーで行えばよい。しかし、単一色での画像形
成工程を繰り返し、多色表現を得ようとすると () 時間がかかる。 () トナーが混じり合つて、鮮明な色が得られ
ない。 という一般的の問題がある。 この問題は、電子写真方式とレーザービームと
結合したレーザービームプリンタでも、やはり重
要である。特に前述の（）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も克
服しがたい難題であつた。 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、画像形成毎に転写ドラム上
の記録紙に可視像を転写しこれを３回繰返すこと
により３色画像を得ていた。これはいわゆるドラ
ム３回転３回転写方式の画像形成プロセスであ
る。この場合、１色毎の画像形成は従来のレーザ
ー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ためにプリント速度が、従来
のプリンタと比べて1/3となる。さらに転写画像
と記録紙との位置合わせの精度が高いため機構が
複雑になるといつた欠点があつた。 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、導電性基板１１と光
導電層１２とから成る２層感光体１３上に帯電器
１４により、正帯電（感光体がＮ型半導体の場合
は負帯電）を行う。 次に、第１の色による工程を行う。即ち、第１
のレーザー光源１５、第１の変調器１６、第１の
偏向器１７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１３上をを走査す
る。そして、反転現像法を用いて現像器１８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１９、第２の変調器２
０、第２の偏向器２１により、偏向・変調された
第２のレーザ光により２層感光体１３上を走査す
る。その後、現像器２２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２３、第
３の変調器２４、第３の偏向器２５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１３
を走査する。その後、現像器２６により、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１３上に３色画像が形成される。この３色
画像を、帯電器２７に負極性の電圧を印加するこ
とにより記録紙２８上に転写し、図示されていな
い定着器により定着を行い３色の記録画像を得
る。更に、２層感光体１３は除電ステーシヨン２
９、クリーニングステーシヨン３０を通り、繰返
し使用のためクリーニングが行なわれる。 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、
トナーによらず同一である。 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、画像形成速度は単色のレーザ
ビームプリンタの同一である。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３組実装する必要があり、装置
が複雑で、かつ、大きくなつてしまつた。しか
も、高価なものとなつてしまつた。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
ー光学系が複雑となり、更に、欠点を大きくして
しまつた。 レーザービームプリンタは、高品位、高速性等
の諸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にOAの有力機器とはなり得
なかつた。 〔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、簡易な画像形成装置を提供す
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、記録画像に応じた正負の逆極性の静電
像を形成し、負極性の静電潜像に対し正極性のト
ナーで現像後、全面露光によつて零又は正極性の
静電潜像の極性を負極性にし、正極性のトナーで
現像することを特徴とする。 〔発明の効果〕 この発明は、３層感光体表面に零、正負の逆極
性の静電潜像を形成するので、表面電位の差の大
きい複数の領域から成る静電潜像を形成しうる。
又、正極性の静電潜像を記録画像即ち、色に応じ
て、領域毎に表面電位を変化させて於くと、表面
電位が近接してしまうが、この発明では全面露光
によつて特定の表面電位を有する領域のみを選択
的に負極性の静電潜像領域とすることができ、多
色表現が可能となる。 更に、３層感光体表面に形成される零、正負の
逆極性の静電潜像は記録画像に応じているので、
このような静電潜像を一回形成すれば、すぐ現像
段階に移るうことができ記録時間が短縮される。 さらに、本発明では導電性基体上に光導電性層
および透明絶縁層を積層した通常の汎用的な感光
体を用いることができ、例えば導電層上に分光感
度特性の異なる２層の光導電層を積層した感光体
のような特殊なものを必要とせず、設計・製造が
容易である。 〔発明の実施例〕 次に、この発明の実施例を図面に従つて説明す
る。この実施例は、レーザービームプリンタに係
わり、特に赤、青、黒の３色のレーザービームプ
リンタに関する。 このレーザービームプリンタは、第３図に示さ
れるように、静電潜像が形成されるドラム状の３
層感光体３１、この３層感光体３１に、記録画像
に応じた光量を与える像形成光学系３２、静電潜
像形成前に３層感光体３１上の電荷分布を設定す
る第１のランプ３３、第１及び第２の帯電器３
４，３５、静電潜像に対し現像を行う第１乃至第
３の現像器３６，３７，３８、第２の現像器３７
による現像後全面露光を行う第２のランプ３９、
現像後、トナーの極性を揃える第３の帯電器４
０、極性の異なるトナーを記録紙４１に転写する
ための第４の帯電器４２、転写後、３層感光体３
１を繰り返し使用のため、除電及び清掃を行う除
電ステーシヨン４３及びクリーニングステーシヨ
ン４１とから成る。 ３層感光体３１は、アルミニウムから成る導電
性基板３１ａ、この導電性基板３１ａの上に設け
られたSe−Teから成る厚さ50μｍの光導電層３１
ｂ、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３１ｃとから構成さ
れる。 一方、像形成光学系３２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３２
ａからのレーザー光を記録画像に応じた光量に変
換する変調器３２ｂ、この変調器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。 このようにして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。 まずステツプ１として一次帯電と全面露光を行
う。第１の帯電器３４に−7.5KVを印加し、３層
感光体３１表面に−1000Vの電位を与える。即
ち、透明絶縁層３１ｃ表面に負電荷を誘起する。
同時にこの負電荷と釣り合つた正電荷が導電性基
板３１ａに誘起される。このような負電荷と同時
に、第１のランプ３３により全面露光を行う。す
ると、光導電層３１ｂが導電化され、導電性基板
３１ａの正電荷が、この光導電層３１ｂに注入さ
れる。この正電荷は第４図に示されるように透明
絶縁層３１ｃと光導電層３１ｂとの界面に分布す
る。 次にステツプ２として、２次帯電を行う。この
２次帯電は、暗所で、第２の帯電器３５に＋
6KVを印加し行う。この帯電により、３層感光
体３１の表面電位を負から正から反転させ、＋
500Vとする。同時に導電性基板３１ａには、負
電荷が誘起されている。 この帯電は、暗所で行つているので、光導電層
３１ｂの電荷はそのまま保持され、電荷分布は第
４図のステツプ２に示されるようになる。 この状態で、ステツプ３として像露光を行う。
この像露光は、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の出力
は15ｍＷ、出力レーザー光の波長は820mmである。
このレーザー光の光量は記録画像の色に応じて、
変調器３２ｂによつて変化させる。この実施例で
は、赤画像部は15erg／cm²、青画像部は10erg／
cm²、白画像部は5erg／cm²で露光を行う。但し、黒
画像部は像露光を受けない。又、レーザー光のビ
ームは記録画像の画素に相当し、この画素を走査
させることによつて画像を形成している。この走
査は、偏向器３２ｃにより実現される。 このような像露光によつて、３層感光体３１内
部の電荷は第４図のステツプ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３１ｂが導電化され、導電性基板３
１ａの負電荷が、光導電層３１ｂに注入される。
この負電荷は光導電層３１ｂの正電荷と打ち消し
合つてしまう。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、青画像部、白画像部の順序で光量が減少す
るので、この順序で、光導電層３１ｂと導電性基
板３１ａの内部電荷が減少する。但し、透明絶縁
層３１ｃ表面の電荷分布は変化していない。 一般的に３層感光体３１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
接感じるのではなく、電荷分布に基づくベクトル
和を感じる。例えば、第４図ステツプ３に示され
る像露光の場合、黒画像部に相当する領域(a)で
は、透明絶縁層３１ｃの表面にある負電荷及び光
導電層３１ｂにある正電荷との間の電界に対し、
導電性基板３１ａにある負電荷及び光導電層３１
ｂにある正電荷との間の電界の方が大きい。従つ
て外部からみると、３層感光体３１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。 同様に青画像部に相当する領域(b)では、光導電
層３１ｂの正電荷及び導電性基板３１ａの負電荷
が像露光により減少しており、透明絶縁層３１ｃ
に向かう電界が減少している。この実施例では、
光導電層３１ｂに向かう２方向の電界は丁度打ち
消し合つて、表面電位は0V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３１ａ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−250Vである。 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＋
250Vである。 結局、この像露光後、第５図のステツプ３に示
されるように、３層感光体３１の表面電位は４つ
のレベルに分かれ、黒画像部、白画像部、青画像
部、赤画像部、に相当する領域の順に電位が低く
なる。以上が、記録画像に応じた静電潜像形成の
段階である。特許請求の範囲での静電潜像形成手
段とは、第１のランプ３３、第１及び第２の帯電
器３４，３５そして像形成光学系３２である。 次に、ステツプ４として黒画像部に相当する領
域、即ち、最高潜像電位部を、黒色のトナーで現
像する。この現像は第１の現像器３６により、負
極性の黒色のトナーで行う。但し、現像バイアス
電位V_Bを＋270Vとする。この現像バイアス電位
V_Bは、２番目に高い潜像電位部である白画像部
の表面電位250Vよりも高く設定する必要がある。
このようにして、負電荷の黒色のトナーで黒画像
部を形成するが、この時には、他の領域とのレベ
ル差が充分大きくとれ、現像がきれいに行われ
る。 次にステツプ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３７によつ
て正極性の赤のトナーで行う。この時の現像バイ
アス電位V_Bを−50Vとする。これによつて、領
域(c)のみに赤色のトナーが付着し、赤画像部が形
成される。 次にステツプ６として、全面露光を行う。この
全面露光は、第２のランプ３９によつて行われ
る。この第２のランプ３９は白色光源であり、露
光量は3lux・secである。この光は、ステツプ４
及びステツプ５によつて現像された領域(a)、(c)で
は、３層感光体３１内部に達しない。これに反し
領域(b)、(d)では光導電層３１ｂに光が達し、導電
状態となる。従つて、領域(b)、(d)では光導電層３
１ｂ及び導電性基板３１ａ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図のステツプ６に示されるように領域(b)
の表面電位が−250V、領域(d)の表面電位が0Vと
なる。 次にステツプ７として、領域(b)の現象を行う。
この現像は現像器３８によつて正極性の青いトナ
ーで行われる。但し、この時のバイアス電位は−
100Vである。このようにすると、正極性の青い
トナーは、領域(b)のみに付着し、青画像部が形成
される。 以上により赤、青、黒のトナーから成る３色画
像が３層感光体３１に実現される。 次に、第３の帯電器４０により、３色のトナー
の帯電極性をそろえる。第３の帯電器４０では＋
5.5KV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４１により、３層感光体
３１上のトナー像を記録紙４１に転写する。この
第４の帯電器４１は３層感光体３１と、記録紙４
１を介して反対側にあり、−6KVが印加される。
従つて、３層感光体３１から記録紙４１に向かう
電界が発生しトナー像が記録紙４１に転写され
る。 転写後、図示していない定着器により定着を行
い、記録紙４１上に３色画像が実現される。 次に、３層感光体３１を繰り返し使用のため、
３層感光体３１を初期化する。即ち、除電ステー
シヨン４３により内部電荷を除去する。次にクリ
ーニングステーシヨン４４により、３層感光体３
１の表面を清掃し、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
ームプリンタは () 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。 () ドラム１回転１回転写方式なので、記録速
度は単色記録の場合と同一速度である。 () 正負の反対逆性の静電潜像を形成するの
で、各色に相当する領域の表面電位の差が大き
くとれる。 () （）（）に関連して構造及びプロセス
が簡単となり、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〕 次に２色表現でき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。この場合は、前述の
実施例の静電プロセスを示す第４図に於いて領域
(b)がない場合である。 黒画像部に相当する領域(e)、赤画像部に相当す
る領域(f)により画像を形成する。前述の実施例の
ステツプ２迄はこの実施例でも同一である。次
に、像露光に於いて、赤画像部及び白画像部に相
当する領域(f)、(g)にレーザー光を与える。これに
よつて各領域の表面電位は領域(g)、領域(e)、領域
(f)の順序で小さくなり、領域ｇの表面電位は正、
領域(f)の表面電位は負である。領域(e)の表面電位
は正である。 次に、領域(f)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
低下させて負にする。 この状態で、正極性の黒のトナーで現像を行
う。このようにすると、３層感光体上に形成され
た像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。記録速度も単色記録の場合と
等しい。更に、静電潜像形成時に各色に相当する
領域での表面電位差が充分大きくとれる。 以上の２つの実施例について説明したが、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）している色の順序は任意である。
但し、好ましいのは以下の２通りである。 () 記録画像面積の大きい順に画像を形成して
いく。 () 薄い色から順に画像を形成していく。 （）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い
ので記録がより完全に行われる。 （）のようにすると、薄い色の画像の上に濃
い色の画像を形成すると、画像がきれいになる。 又、静電潜像形成手段は、最初の実施例で示し
たように、第１のランプ３３、第１及び第２の帯
電器３４，３５、像形成光学系３２で構成する必
要はない。又、静電潜像の形成プロセスも第２次
帯と像露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はない。像形
成光学系３２もレーザー光学系ではなくLED等
でもよい。 ３層感光体３１の光導電層として、CdS、OPC
等を選択すると、前述の実施例とは逆に、第１次
帯電を正極性とし、第２次帯電を負極性とする必
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、第２図は第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色レーザービームプリンタを示し、第３図は
その構成を示す図、第４図は静電潜像形成のプロ
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。 ３１……３層感光体、３２……像形成光学系、
３３……第１のランプ、３４……第１の帯電器、
３５……第２の帯電器、３７……第２の現像器、
３８……第３の現像器、３９……第２のランプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導電性基板、光導電層及び透明絶縁層から成
   る３層の感光体と、 この感光体に記録画像に応じた正負の逆極性を
   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た負極性
   の静電潜像に対し、正極性を有する第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、前記感光体
   に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いて、前記第
   １の現像手段によつて現像された領域以外を選択
   的に負極性に変換した後、正極性を有する第２の
   トナーで現像を行う第２の現像手段とを有するこ
   とを特徴とする画像形成装置。