JPH0342685A - ハイライトカラー像形成方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ハイライトカラー像形成方法、より詳細には
１黒色像＋２カラー像を形成する方法に関するものであ
る。

発明が解決しようとする課題 通常のゼログラフィーを実施する場合は、−船釣な手順
として、最初に光導電性部材などの電荷保持表面の上に
静電潜像を形成するため、電荷保持表面が一様に帯電さ
れる。次に、この帯電した領域の電荷が原像に対応する
活性放射パターンに従って選択的に消去される。この選
択的電荷消去により、放射にさらされなかった領域に対
応する潜像の電荷パターンが電荷保持表面上に残る。

この電荷パターンは、電荷保持表面を現像ハウジングに
通すことによってトナーで現像され、可視化される。ト
ナーは、一般に静電気の引力によって電荷パターンへ引
き付けられる着色粉末である。現像された像は、そのま
ま電荷保持表面上に定着されるか、普通紙などのトナー
像支持体へ転写された後、適当な定着方法で定着される
。

通常のゼログラフィーと異なり、３レベルハイライトカ
ラーゼログラフイーの場合は、帯電領域（非露光領域）
ばかりでなく、放電された（完全に露光された）領域も
トナーで現像される。したがって、電荷保持表面は２つ
の像領域と１つの背景領域に対応する３つの電圧レベル
を有する。

方の像領域は、通常のゼログラフィーの場合のように、
電荷保持表面の非露光領域（帯電領域）に対応し、他方
の像領域は、電荷保持表面の完全に露光した領域（放電
領域）に対応する。

３レベルハイライトカラーゼログラフイーの概念は米国
特許第４　、０７８　、９２９号に記載されている。

この米国特許は１バスハイライトカラー像形成を達成す
る手段として３レベルゼログラフイーを使用することを
提案している。前記米国特許に記載されているように、
電荷パターンは第１および第２カラートナー粒子で現像
される。一方のカラートナー粒子は正に荷電され、他方
のカラートナー粒子は負に荷電されている。一実施例で
は、トナー粒子は、摩擦電気作用で相対的に正に帯電し
たキャリヤ粒子と負に帯電したキャリヤ粒子から成る混
合現像剤によって供給される。２種類のキャリヤ粒子は
、相対的に負に帯電したトナー粒子と正に帯電したトナ
ー粒子をそれぞれ担っている。

一般に、この種の現像剤は電荷パターンを支えている電
荷保持表面を横切るように流下させて電荷パターンへ供
給される。別の実施例では、トナー粒子は、一対の磁気
ブラシによって電荷パターンへ提供される。各磁気ブラ
シはそれぞれ異なる色の異なる符号の電荷を有するトナ
ーを供給する。

さらに別の実施例では、現像装置が背景電圧に近い電位
にバイアスされる。このバイアスにより、色の鮮明度の
高い現像された像が得られる。

上記米国特許に開示されたハイライトカラーゼログラフ
ィーの場合は、電荷保持表面すなわち感光体上の電子写
真のコントラストが、通常のゼログラフィーの場合のよ
うな２レベルではなく、３レベルに分けられる。感光体
は、一般に、９００Ｖに帯電される。帯電した感光体は
像の形状に露光される。すなわち、帯電した像領域（後
で帯電領域現像（Ｃｈａｒｇｅｄ　Ａｒｅａ　Ｄｅｖｅ
ｌｏｐｍｅｎｔ：　ＣＡ　Ｄ　）によって現像される）
に対応する−の像は、第１ａ図に示したＶ　ＣＡＤすな
わちｙ　、、ｐで表した完全に帯電した感光体の電位ま
たはそれに近い電位のままである。他の像は、感光体を
残留電位ＶＤＡ１１すなわちＶｃ　　（一般に、１００
Ｖ）まで放電させることによって形成される。この放電
領域像は、後で放電領域現像（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ　
Ａｒｅａ　ＤｅｖｅＩｏｐｍｅｎＬ：ＤＡＤ）によって
現像される。背景領域は、Ｖ　ＣＡＤ　とＶＤＡＤ　ノ
中間の電位ＶＷＨＩＴＥ　（一般に、５００Ｖ）まで感
光体を放電させることによって形成される。ＣＡＤ現像
装置は、一般に、■い□。。

より約１００ＶだけＶ　ＣＡＤに近い電位（第１ｂ図の
Ｖｂｂ、約６００Ｖ）にバイアスされる。ＤＡＤ現像装
置は、■いＨＩＴＥより約１００ＶだけＶ　［ｌＡｌ＋
に近い電位（第１ｂ図のＶｃｂ、約４００Ｖ）にバイア
スされる。

現像されたとき、最初、複合３レベル像は正のトナーと
負のトナーから戒っている。通常のコロナ転写を可能に
するには、まず像全体を同し極性に変換する必要がある
。これは、転写のための正しい極性を既に有しているト
ナーを過大に帯電させずに行わなくてはならない。トナ
ーの電荷量が過大になれば、正常な転写が妨げられる上
、クーロン力によって現像された像のトナーが乱される
可能性がある。他方、極性が逆のトナーを十分に帯電さ
せなければ、転写効率が低下する上、転写された像は不
満足なものになる。

通常の３レベル像の非像領域（ホワイト領域すなわち背
景領域）の電位は、本発明が意図している複数レベル像
形成にとって極めて重要である。

たとえば、この電位を用いて第２のＤＡＤ像を形成する
ことができる。本発明によるＤＡＤモードで第２カラー
像を加える露光工程は、ＬＥＤアレイ、真空蛍光アレイ
、あるいは液晶アレイを用いて行われる。これらのアレ
イは、一般に、レーザースキャナに比べてコンパクトで
あるが、それらの露光特性はレーザースキャナに比べて
均一でないという短所がある。したがって、上記の露光
装置を使用すると、背景電位に大きな差異が生しるので
、背景の現像を抑制するために大きな清掃電場が必要に
なる。潜像の現像に利用できる全電位は感光体の特性に
よって定まるので、大きな清掃電場が必要となれば、潜
像に利用できる電位が低くなる。

露光工程を１回以上用いることによるもう１つの問題は
、同じプリント像中の−の像と他の像との整合である。

各カラーごとに露光を行う像形成装置においては、−の
露光工程と次の露光工程の間の感光体速度の変動のため
に、像が理論的位置からずれてしまうことが起きる。複
数の露光工程を用いる像形成装置の例が、米国特許第４
，４０３，８４８号（１９８３年９月１３日発行）に開
示されている。

この米国特許に記載されているように、用紙へ転写する
前に複数のＤＡＤ像を露光し、続いて現像することによ
って複数カラー像が形成される。各カラー像について露
光工程が１回必要である。

各カラー像について露光工程が１回必要である像形成装
置の別の例が、米国特許第４，５６２，１３０号（１９
８５年１２月３１日発行）に開示されている。この米国
特許の像形成装置は、陽画の光学的像と電子的像から得
られる２色像を形成する。最初の露光後、背景電位が不
均一になるので、第２の電子的像形成ソースによる露光
の前に感光体の非像領域の電位を平滑化するために、精
密再帯電機構が必要である。前記米国特許第４，４０３
，８４８号の装置の場合と同様に、印刷されたページの
各カラーについて露光工程が１回必要である。この点は
重要なことであり、露光工程を多数回使用すればするほ
ど、許容できる像の整合を得ることが難しくなる。

上記の像の整合の問題に加えて、露光工程を多数回用い
る像形成装置では、各露光部間の距離と感光体の速度に
よっ決まる時間間隔だけ、電子的像を遅延させる必要が
ある。１ページごとに異なる情報を有する電子印刷装置
の場合は、上・記の遅延の精密な調整および各露光工程
間の電子情報のバッファリングが極めて難しい作業であ
る。

各像ごとに露光をしなくてもよい複数カラー像形成装置
が知られている。たとえば、米国特許第４．７３１．．
６３４号（１９８８年３月１５日発行）に記載されてい
るハイライトカラー像形威力法は、１回の露光で４レベ
ルの複合潜像を形成する。露光は１回のみであるから、
潜像の複合部分はぴったり整合している。この方法では
、４レベルラスタ出力スキヤナを使用して像を形成して
いる。この４レベル像形威方法の欠点は、各カラーに利
用できる現像コントラストが■。／４　以下になること
である。

さらに、４つの像のうち２つの像は、対のＣＡＤまたは
ＤＡＤカラーで重ねて印刷されるＣＡＤ像の一方とＤＡ
Ｄ像の一方で形成される。

課題を解決するための手段 本発明は、上に述べた従来の像形成装置と異なり、黒色
像と少なくとも１つのカラー像がぴったり整合した１つ
の黒色像と２つのカラー像を含む像を形成することがで
きるように、前記米国特許第４，０７８，９２９号の３
レベル像形戒方法を拡張したものである。また、本発明
の像は、前記米国特許第４　、０７８　、９２９号、そ
の他の米国特許に記載されている３　１／ベル像形成方
法に関連する全■。／２コントラスト電圧を用いて形成
される。

本発明に従って、電荷保持表面（これは感光体が好まし
い）は電圧■。に一様に帯電される。続いて、レーザー
ラスク出力スキャナ（ＲＯ３）によって、第１カラーす
なわち電圧レベルＶＣ＋　（第３ａ図）で表されるＤＡ
Ｄ像と、電圧レベルＶｂｋで表される帯電領域像とから
成る通常の３レベル潜像が形成される。第１カラー像は
放電領域現像（ＤＡＤ）を用いて現像される（第３ｂ図
）。次に、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイを用いて第
２カラーを表す第２ＤＡＤ像（第３ｃ図）が元の３レベ
ル潜像の上に重ねられる。この像は、その後、第２カラ
ー現像装置を用いてＤＡＤ現像で現像される（第３ｄ図
）。この第２ＤＡＤ像は、真空蛍光アレイまたは液晶ア
レイを用いて形成することもできる。

この工程の後、第３　（ＣＡＤ）現像装置が電荷保持表
面の帯電領域を黒色トナーで現像する（第３ｅ図）。現
像された複合像は、像全体を共通の極性に変換するため
転写前に荷電され、続いて用０ 紙へ転写される。

この結果、３レベル潜像の帯電領域Ｖ、は像の黒色部分
を表し、後で帯電領域現像（ＣＡＤ）で現像される。放
電領域Ｖ　ｒｅｓｉｄｕａｌ　（ＶＣＩとＶｃ２）は第
１および第２カラーを表し、後で放電領域現像（ＤＡＤ
）で現像される。「ホワイト」すなわち背景基準電位■
。、は■。／２であり、現像されない。

実施例 第２図に示すように、本発明を組み入れたプリンタは、
光導電性表面と導電性光透過性基層から成り、帯電部Ａ
、第１露光部Ｂ、第１現像部Ｃ１第２露光部Ｄ、第２現
像部Ｅ、第３現像部Ｆ、転写前帯電部Ｇ、転写部Ｈおよ
び清掃部Ｉを順次通過するように取り付けられた光導電
性ヘルド１０形式の電荷保持部材を使用している。ヘル
ド１０は矢印１６の方向に移動して、その連続する部分
を進め、ベルト移動通路のまわりに配置された前記種々
の処理部を順次通過さセる。ベルト１０は複数のローラ
ー１Ｂ、２０．２２のまわりに架け渡されている。ロー
ラー１８は駆動ローラーとして使用することができ、ロ
ーラー２２はベルト１０に適当な張力を付与するように
使用することができる。モーター２３はローラー１８を
回転させてベルト１０を矢印１６の方向に進める。ロー
ラー１８は適当な手段たとえばヘルド伝動装置でモータ
ー２３に結合されている。

最初に、ヘル）１０の一部分が帯電部Ａを通過する。帯
電部Ａでは、コロナ発生装置２４たとえばスコロトロン
、コロトロンまたはジコロトロンがヘルド１０を比較的
高い正または負の電位Ｖ。

に帯電させる。コロナ発生装置２４を制御するため、こ
の分野で周知の適当な任意の制御装置を使用することが
できる。次に光導電性表面の帯電した部分は露光部Ｂを
通過する。露光部Ｂでは、レーザーベース出力走査装置
２５によって、一様に帯電した光導電性表面が露光され
る。この露光により、電荷保持表面は走査装置からのレ
ーザー光線に従って放電されたり、あるいは帯電したま
まである。走査装置は３レベルレーザーラスク出力スキ
ャナ（ＲＯＳ　）が好ましい。電子サブシステム（ＥＳ
Ｓ）２６は前に格納されたイメージを、ＲＯ３のため適
切な像信号に変える。得られた電荷保持表面は、背景領
域のほかに、帯電領域（ＣＡＤ）像と放電領域（ＤＡＤ
）像の２つの像を含んでいる。

最初に電圧ＶＱに帯電された光導電性表面は約９００■
の電位Ｖｂｋまで暗減衰される。露光部Ｂで露光される
と、光導電性表面の像の第１ハイライトカラ一部分（黒
色以外のカラ一部分）がＶｃ（約−１００Ｖ）まで放電
される（第３ａ図参照）。

また、光導電性表面の背景領域および原稿量領域はＶ、
、ｈｔ　　（−５００Ｖ）まで放電される。露光部Ｂを
通過した光導電性表面は、ＣＡＤ潜像とＤＡＤ潜像に対
応する帯電領域と放電領域を含んでいる。

現像部Ｃでは、現像装置ｆ　３０が現像剤を運んで光導
電性表面上のＤＡＤ潜像（ｖｃｌ）に接触させる。現像
装置３０は一対の磁気ブラシ現像ローラー３４．３６が
入っている現像ハウジング３２を有する。現像ローラー
は現像剤３８を光導電性表３ 面に接触させて放電領域像を現像する。この現像剤３８
は負の極性を有し、たとえば赤色トナーとキャリヤ粒子
から成るものが好ましい。現像装置３０に接続された電
源４０によって電気的バイアスが与えられる。電源４０
は約−４００■の直流バイアスを現像ローラー３４．３
６に印加する。

第２露光部りには、第２ＤＡＤ像を形成するＬＥＤアレ
イ４２が設置されている。第２　ＤＡＤ像は第１露光の
とき形成された背景領域■ｗｈｔをＬＥＤアレイで放電
させることによって得られる。

ＬＥＤアレイ４２の代わりに、真空蛍光アレイまたは液
晶アレイを用いてもよい。

現像部Ｅに配置された第２現像装置４４は一対の磁気ブ
ラシ現像ローラー４８．５０が入っている現像ハウジン
グ４６を有する。現像ローラーは現像剤５２を光導電性
表面に接触させて、ＬＥＤアレイ４２で形成された放電
領域像を現像する。

この現像剤５２は負の極性を有し、たとえば緑色トナー
とキャリヤ粒子から成るものが好ましい。

現像装置４４に接続された電源５４によって電気４ 的バイアスが与えられる。電源５４は約−４００Ｖの直
流バイアスを現像ローラー４８，５０に印加する。２つ
のＤＡＤ像を現像するため赤色！・ナーと緑色トナーが
使用されると述べたが、青色、褐色など他の色を適当に
任意に組み合わせて使用してもよい。この現像装置４４
に印加されるバイアス電圧は、上に述べた一４００■で
なく、第１ＤＡＤ像の中立電位に設定される。

現像部Ｆに配置された第３現像装置５４は一対の磁気ブ
ラシ現像ローラー５８．６０が入っている現像ハウジン
グ５６を有する。現像ローラーは現像剤６２を光導電性
表面に接触させて、第１露光部Ｂで形成された帯電領域
像を現像する。この現像剤６２は正の極性を有し、黒色
トナーとキャリヤ粒子から成るものが好ましい。現像装
置５４に接続された電源６４によって電気的バイアスが
与えられる。電源６４は約−６００■の直流バイアスを
現像ローラー５８．６０に印加する。

次に第３ａ図〜第３ｅ図を参照して本発明の像形成過程
を説明する。第３ｅ図に示すように、最■ 終像は黒色＋２色で構成される。第３ａ図は、レーザー
ＲＯ３２５によって形成された伝統的な３レベルＤＡＤ
／ＣＡＤ像を示す。露光部Ｂで実施される像形成のとき
光導電性表面をホワイトすなわち背景電位Ｖｗｈｔにす
るため、ＲＯ５の正確さが用いられる。レーザーＲＯ３
２５は同時に２つの像（ＣＡＤ、Ｖｂｋ像とＤＡＤ、Ｖ
ｃｌ像）を書き込むので、ＣＡＤ像と最初のＤＡＤ像の
整合は、光導電性表面の速度変動に起因する整合誤差に
対し免疫を有する。電圧レベルＶｂｋで表される３レベ
ル像のＣＡＤ部分は黒色像を構成する。

３レベル像の形成後、Ｖｃｌで表されるＤＡＤ像は、電
圧レベルＶｂｌにバイアスされた現像ハウジング３２に
入っている第１カラー（赤色）を使用して現像される（
第３ｂ図）。第１カラー像の現像の後に、第２露光部り
における第２露光工程（第３ｃ図）が続く。ＬＥＤアレ
イ４２を使用してＶｗｈｔすなわち背景電位が残留感光
体電位まで放電され、電圧レベルＶｃ２で表される第２
　ＤＡＤ像が形成される。ＬＥＤアレイ４２の代わりに
、真空蛍光アレイまたは液晶アレイを使用してもよい。

次に、Ｖｃ２で表される第２ＤＡＤ像が、適当な電圧レ
ベルＶｂ２にバイアスされた現像ハウジング４６に入っ
ている第２カラー（緑色）で現像される（第３ｄ図）。

最後に、ＣＡＤ像（Ｖｂｋ）が、適当な電圧レベルＶｂ
３でバイアスされた現像ハウジング５６に入っている黒
色トナーで現像される（第３ｅ図）。

第３ａ〜第３ｅ図に示した像形成順序を逆にすることは
、本発明の精神から逸脱するものではなく、本発明の範
囲に含まれる。たとえば、ＣＡＤ現像、ＤＡＤ現像、第
２ＤＡＤ像を生成するための第２露光、最後の第２　Ｄ
ＡＤ現像の順序で３レベル潜像を形成することもできる
。原理的には、相前後するＤＡＤ露光とＤＡＤ現像工程
によって２つ以上のＤＡＤ像を形成し、１回の転写で、
ページ上に複数カラー像を実現することが可能である。

理解されるであろうが、本方法を用いて２サイクル１転
写方式で黒色＋２カラーの印刷物を作成７ することができる。この場合には、第１サイクルでは、
レーザーＲＯ３を使用してＣＡＤ／ＤＡＤ３レベル像が
生成され、そしてＤＡＤ像が現像される。第２サイクル
では、同じレーザーＲＯ３を用いて第２ＤＡＤ像が形成
され、現像される、その後ＣＡＤ現像、転写前荷電、お
よび用紙への転写が行われる。

光導電性表面上に現像された複合像は、正のトナー負の
トナーから戒っているので、これらを用紙へ有効に転写
するために、正のコロナ放電でトナーを調整する転写前
コロナ放電部材６６が転写前帯電部Ｇに設置されている
。転写前コロナ放電部材は直流電圧でバイアスされた交
流コロナ装置が好ましい。この交流コロナ装置は、電場
感知モードで動作し、他の場合に比べて極性を逆にしな
ければならない複合３レベル像部分に多くの電荷（少な
くとも匹敵する電荷）を選択的に加えるやり方で３レベ
ルゼログラフイー転写前荷電を行う。

この電荷の区別は、転写前帯電の開始前に現像された複
合像を支持している感光体を投光照明で放８ 電させることで強められる。さらに、転写前帯電と同時
の感光体の投光照明は、既に正しい極性である像の部分
が過大に帯電される傾向を少なくする。

転写部Ｈでは、運ばれてきた用紙６日がトナー像と接触
する。用紙６８は通常の給紙装置（図示せず）から転写
部Ｈ−１供給される。給紙装置は用紙スタックの一番上
の用紙に接触している給送ロールを備えていることが好
ましい。給送ロールが回転すると、用紙スタックの一番
上の用紙がシュートへ送り込まれる。シヱートは進行す
る用紙を案内し、転写部Ｈにおいてトナー粉末像と接触
するように調時してベル）１０の光導電性表面に接触さ
せる。

転写部Ｈに設置されたコロナ発生装置７０は用紙６８の
裏面に適当な極性のイオンを散布する。

このイオンの散布により、ベルト１ｏから用紙６８へ帯
電したトナー粉末像が引き付けられる。

転写後、用紙６８は矢印７２の方向に動き続けてコンベ
ヤ（図示せず）の上に載り、定着部Ｊへ運ばれる。

定着部Ｊには、転写された粉末像を用紙６８へ永久的に
定着するための定着装置７４が設置されている。定着装
置７４は、加熱された定着ローラー７Ｇとハックアップ
ローラー７８から成るものが好ましい。用紙６８は、ト
ナー粉末像が定着ロラー７６に接触した状態で、定着ロ
ーラー７６とバックアップローラー７８の間を通過する
。このようにして、トナー粉末像が用紙６８へ永久的に
定着される。定着後、用紙６８はシュート（図示せず）
によって出力）・レイへ案内され、あとでオペレータに
よってプリンタから取り出される。

用紙かヘルド１０の光導電性表面から分離された後、光
導電性表面上の非像領域によって保持された残留トナー
粒子は清掃部Ｉにおいて除去される。清掃部Ｉには、磁
気ブラシ清掃装置が設置されている。清掃装置は、清掃
装置ハウジング内のキャリヤ粒子を光導電性表面に向け
てブラシ状に整列させる通常の磁気ブラシロール構造を
備えている。清掃装置は、そのほかに、前記磁気ブラシ
から残留トナーを除去する一対の脱トナーロールを備え
ている。柔毛ブラシまたはプレートなどの他の清掃装置
を使用することもできる。

清掃後、連続する像形成サイクルの次の帯電処理に先立
って、残っているすべての残留静電荷を消去するため、
放電ランプ（図示せず）が光導電性表面を投光照明する
。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、３レベル静電潜像を明らかにする露光−感
光体電位のグラフ、 第１ｂ図は、■パスハイライトカラー潜像の特性を明ら
かにする感光体電位のグラフ、第２図は、本発明の像形
成方法を実施できるプリンタの構成図、 第３ａ図は、第１露光工程後の電荷保持表面の電位を示
す図、 第３ｂ図は、第１ＤＡＤ像の現像後の電荷保持表面の電
位を示す図、 第３ｃ図は、第２露光工程後の電荷保持表面の電位を示
す図、 １ 第３ｄ図は、第２ＤＡＤ像の現像後の電荷保持表面の電
位を示す図、および 第３ｅ図は、ＣＡＤ像の現像後の電荷保持表面の電位を
示す図である。 符号の説明 Ａ・・・帯電部、Ｂ・・・第１露光部、Ｃ・・・第１現
像部、Ｄ・・・第２露光部、Ｅ・・・第２現像部、Ｆ・
・・第３現像部、Ｇ・・・転写前帯電部、Ｈ・・・転写
部、Ｉ・・・清掃部、Ｊ・・・定着部、１０・・・ベル
ト、１６・・・移動方向、１８．２０．２２・・・ロー
ラー、２３・・・モーター２４・・・コロナ放電装置、
２５・・・レーザーＲＯ３，２６・・・電子サブシステ
ム、３０・・・第１現像装置、３２・・・現像ハウジン
グ、３４．３６・・・磁気ブラシローラー　３８・・・
現像剤、４０・・・電源、４２・・・ＬＥＤアレイ、４
４・・・第２現像装置、４６・・・現像ハウジング、４
８．５０・・・磁気ブラシローラー、５２・・・現像剤
、５３・・・電源、５４・・・第３現像装置、５６・・
・現像ハウジング、５８．６０・・・磁気ブラシ現像ロ
ーラー　６２・・・現像剤、６４・・・電源、６６・・
・転写前コロナ放電部材、・６８・・・用紙、７０２ ・・・コロナ発生装置、 ７ ２・・・移動方向、 ４・・・定着袋 置、 ６・・・定着ローラー ８・・・ハックアップ口 １ −１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電荷保持表面の上にトナー像を形成する方法であ
   って、 前記電荷保持表面を一様に帯電させること、前記一様に
   帯電した表面を露光して、帯電領域像、放電領域像およ
   び背景領域から成る３レベル静電潜像を形成すること、 トナー粒子で前記一方の像を現像すること、前記背景領
   域を修正して、別の像を形成すること、 トナー粒子で前記別の像を現像すること、 前記他方の像を現像すること、 の諸ステップから成る像形成方法。