JPH06100865B2

JPH06100865B2 - カラー記録方法

Info

Publication number: JPH06100865B2
Application number: JP62106270A
Authority: JP
Inventors: 恒雄野網; 和雄丸山; 健済川; 康二足立; 敏郎山本; 信正古谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPS63273886A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、電子写真記録方法を使用して、記録用紙上に
カラー画像の記録を行うカラー記録方法に関する。

「従来の技術」従来一般によく知られている電子写真記録方法において
は、感光体を一様に帯電させ、その上に光像を結像させ
て露光を行い、これにより静電潜像を形成した後、その
静電潜像を現像して、これに対応するトナー像を形成
し、そのトナー像を記録用紙に転写するようにしてい
る。

このような電子写真記録方法を用いてカラー画像の記録
を行う方法も、以下のように種々開発されているがそれ
ぞれ固有の問題点がある。

「発明が解決しようとする問題点」まず第５図に、いわゆる重ね転写法の概略構成図を示し
た。

この方法は、感光体の帯電と露光と現像および転写とを
複数回繰り返す方法で、例えば１回目は黒画像、２回目
は赤画像、３回目は青画像というように、感光体上に毎
回異なる色の画像に対応する静電潜像を形成し、これに
対応する色のトナーを用いてその現像と転写を繰り返し
行うものである（特開昭61−48871号公報）。

この装置は、感光体１の外周に、プリクリーンコロトロ
ン２、クリーニング装置３、帯電器４、第１の現像器
５、第２の現像器６、第３の現像器７と転写器８とを配
置したものである。また、帯電器４と第１の現像器５の
間には、露光部10が設けられている。さらに、感光体１
には、中空の転写ドラム９が、転写部11の部分で外接す
るように配置されている。記録用紙12は、この転写ドラ
ム９に巻き付けられ、転写ドラム９の回転により繰り返
し転写部11を通過する。

この装置においては、まず、黒画像の露光が行われる
と、その静電潜像を黒トナーを収容した現像器５により
現像する。そのトナー像は、転写部11で記録用紙12に転
写される。次に、赤画像の露光が行われ、その静電潜像
を赤トナーを収容した現像器６により現像する。そのト
ナー像は、転写部11で、転写ドラム９に巻き付けられて
一周した記録用紙12上に転写される。同様にして、青ト
ナー像がこの記録用紙12上に転写されると、記録用紙12
は転写ドラム９から解放されて定着器13に向かう。こう
して、合計３色のカラー画像の記録を行うことができ
る。

しかし、このような構成の装置は、転写ドラム９を設け
るスペースが比較的大きく、装置の大型化を招き、ま
た、使用する色の数だけ、露光から転写までの工程を繰
り返すため、複写速度が遅くなってしまうという難点が
ある。

第６図に、これとは別の順次転写法を採用した装置の概
略構成図を示した。

この方法は、各色ごとに別々の感光体を用意し、感光体
の帯電と露光と現像および転写とをそれぞれ別工程で行
う方法で、例えば１工程目は黒画像、２工程目は赤画像
を記録用紙12に順次転写する方法である（特開昭61−36
767号公報）。

この装置には、各感光体１の外周には、プリクリーンコ
ロトロン２、クリーニング装置３、帯電器４、および黒
トナー現像器５、あるいは赤トナー現像器６が配置され
ている。また、帯電器４と現像器５あるいは現像器６の
間には、それぞれ露光部10および20が設けられている。
さらに、各感光体１の下側に転写器８が配置されてい
る。

記録用紙12は、図の矢印方向の２つの転写部11a、11bを
通過して定着器13に向かう。こうして、合計２色のカラ
ー画像の記録を行うことができる。

このような構成の装置は、複写速度が遅くなるという欠
点は無いが、感光体１等の色の数だけ複数設けることに
なるため、装置の大型化を招く難点がある。

さらに、上記２種の方法は、いずれも、色の違うトナー
像を記録用紙上で重ね合わせるため、２回目以降の転写
時にその転写位置を正確に合わせなければ色ずれが生
じ、いわゆる高精度のレジストレーションを要求される
という欠点もある。

さて、第７図には、いわゆる重ね現像法を採用する装置
の概略構成図を示した（特開昭59−124354号公報）。

この装置には、感光体１の外周に、プリクリーンコロト
ロン２、クリーニング装置３、帯電器４、第１の現像器
５、第２の現像器６、転写前コロトロン14と転写器８と
が配置されている。また、帯電器４と第１の現像器５の
間には第１の露光部10が設けられ、第１の現像器５と第
２の現像器６の間には第２の露光部20が設けられてい
る。

この装置においては、感光体１を一様帯電した後、その
帯電電位を基準として、第１の露光部10で正極性に静電
潜像を形成し、第２の露光部20で負極性に静電潜像を形
成して、それぞれ異なる極性の異色トナーで現像する。
こうして、感光体１の上に２色のトナー像が形成され、
これらのトナー像が一挙に記録用紙12に転写される。

この方法は、いわゆる３値潜像の形成により２色画像の
現像を行うので、複写速度の低下がなく、また、高精度
のレジストレーションも必要としない。

しかし、感光体の帯電電位には上限があり、その電位を
２分して正負逆極性に帯電を行う場合、第１の静電潜像
も第２の静電潜像もともに、その電位コントラストが通
常の半分になってしまうという難点があった。さらに、
このような露光を行うには、特殊な感光体を使用するこ
とになり、また、光のエネルギ変調も必要とする欠点も
あった。

一方、第８図には、同様の重ね現像法であるが、別の方
式で潜像形成を行うカラー記録方法を採用した装置の概
略構成図を示す。

この装置には、感光体１の外周に、プリクリーンコロト
ロン２、クリーニング装置３、第１の帯電器４、第１の
現像器５、第２の帯電器15、第２の現像器６、転写前コ
ロトロン14と転写器８とが配置されている。また、第１
の帯電器４と第１の現像器５の間には、第１の露光部10
が設けられ、第２の帯電器15と第２の現像器６の間に
は、第２の露光部20が設けられている。

この装置においては、第１の帯電器４により感光体を一
様帯電した後、第１の露光部10で静電潜像を形成し、第
１の現像器５で例えば黒色のトナーを用いて現像する。
次に第２の帯電器15により感光体１を再度一様帯電した
後、第２の露光部20で静電潜像を形成し、第２の現像器
６で例えば赤色のトナーを用いて現像する。こうして、
感光体１の上に２色のトナー像が形成され、これらのト
ナー像が一挙に記録用紙12に転写される。

この方法も、複写速度の低下がなく、また、高精度のレ
ジストレーションも必要としない。

しかし、第２の現像器６において、すでに感光体１上に
形成されたトナー像を乱し、その現像濃度を低下させた
り、そのトナーを第２の現像器６内に混入させ、第２の
現像剤の寿命低下等の問題を引き起こすという難点があ
った。特に、第１の露光部10で形成された静電潜像のう
ち潜像電位が背景部電位に近いものは、感光体１へのト
ナー吸着力が弱く、第２の現像器６においてそのトナー
が現像ブラシによりかきとられ易い。従って、画像情報
の欠落が生じてしまう欠点もあった。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、重ね現像
法を使用して、小型でかつ高速の複写を可能とし、さら
に画像の欠落や濃度低下等を防止して、画質を向上させ
たカラー記録方法を提供することを目的とするものであ
る。

「問題点を解決するための手段」本発明のカラー記録方法は、感光体上に第１の帯電処理
を行い、その上にポジ露光により画像部においては画像
濃度に応じて複数レベルの電位を保持し非画像部は所定
電位を保持するよう第１の静電潜像を形成し、その静電
潜像を現像して第１のトナー像を形成し、そのトナー像
のうち最も低い現像濃度の部分の電位よりもさらに背景
電位に近い電位を基準電位として第１の帯電処理での帯
電極性と同極性で第２の帯電処理を行い、第２の帯電処
理により基準電位程度に帯電した感光体に対しネガ露光
による第２の静電潜像を形成して、その静電潜像を上記
第１のトナーと異なる色のトナーを用いて現像すること
を特徴とするものである。

ここで、第２の帯電処理には、グリッドに上記基準電位
を印加したスコロトロンを使用することが好ましい。

「作用」以上の方法においては、感光体上に第１の帯電処理を行
い、その上にポジ露光により画像部においては画像濃度
に応じて複数レベルの電位を保持し非画像部は所定電位
を保持するよう第１の静電潜像を形成し、その静電潜像
を現像してまず第１のトナー像を形成する。そして、そ
のトナー像のうち最も低い現像濃度の部分の電位よりも
さらに背景電位に近い電位を基準電位として第１の帯電
処理での帯電極性と同極性で第２の帯電処理を行う。こ
れにより、この帯電処理において、第１の現像器により
現像されたトナー像の極性が同極性のまま反転すること
がない。

その後に第２の帯電処理により基準電位程度に帯電した
感光体に対しネガ露光による第２の静電潜像を形成す
る。このときの第２の現像器の現像バイアスを適当に選
び反対極性のトナーで現像すれば、第１のトナー像の乱
れは確実に防止できる。

なお、第２の帯電器として、グリッドに上記基準電位を
印加したスコロトロンを使用すれば、適切な第２の帯電
処理を行うことができる。

「実施例」第２図は本発明のカラー記録方法の実施に適する装置の
概略構成図を示したものである。

この装置には、感光体１の外周に、プリクリーンコロト
ロン２、クリーニング装置３、第１の帯電器４、第１の
現像器５、第２の帯電器15、第２の現像器６、転写前コ
ロトロン14と転写器８とが配置されている。また、第１
の帯電器４と第１の現像器５の間には、第１の露光部10
が設けられ、第２の帯電器15と第２の現像器６の間に
は、第２の露光部20が設けられている。記録用紙12は、
給紙トレイ16から送り出されて、転写器８と感光体１の
間を通過し、定着器13を経て排出される構成となってい
る。

なお、この装置の第１の露光部10には、ミラーやレンズ
系を使用したいわゆる結像光学系を使用し、第２の露光
部20には、レーザーダイオードアレイや、発光ダイオー
ドアレイ、液晶シャッタアレイ、蛍光表示素子アレイ等
のいわゆる光書き込み装置を使用する。

この実施例において、結像光学系（第１の露光部10）
は、感光体１を記録画像の濃度にリニアに対応するアナ
ログレベルで露光する。これに対して、光書き込み装置
（第２の露光部20）は、感光体１をディジタルレベルす
なわち２値レベルで露光する。

さて、ここで本発明のカラー記録方法の実施例を第１図
を用いて説明する。

この図において、図のa1からa6までは、本発明の方法に
よる感光体各部の電位の変化を示し、図のb1から図のb6
までは、従来技術を第２図に示したものと同一の装置に
適用した場合の感光体各部の電位の変化を示す比較例を
表わしている。また、記録画像は図の上方に示したよう
に、白地（Ｗ）に、黒（Ｂ）の低濃度部（Ｌ）と、黒
（Ｂ）の高濃度部（Ｈ）と、赤部（Ｒ）とを有するもの
である。

まずはじめに、第１の帯電器４により、感光体１は一様
帯電される（第１図a1）。

次に、第１の露光部10において、赤フィルタを介して感
光体１が結像光学系により露光される。これにより感光
体１は、黒部BLあるいは黒部BHの濃度に応じたレベルの
電位21、22に除電される。赤部Ｒについては、背景電位
23に近い電位24に除電される（第１図a2）。

次に、黒部BLの静電潜像電位21と背景電位23との間に現
像バイアス25を設定して、第１の現像器５で負帯電の黒
色のトナーを用いて現像を行う。この現像により、静電
潜像電位の高い部分（黒部BHに対応する部分）は、トナ
ーが多く付着し、静電潜像電位の低い部分（黒部BLに対
応する部分）は、トナーが少なく付着して、記録画像の
濃度に比例した現像が行われる（第１図a3）。

なお、一般に感光体の相対露光量と、表面電位との関係
は、第３図のグラフに示すとおりになる。この相対露光
量は、背景部の最も明るい画像を露光した場合に対する
実際の露光量の割合を示している。

すなわち相対露光量が大きい程、感光体の表面電位は第
３図の実線のように低下していく。一方、この感光体を
現像した場合の表面電位を一点鎖線で示した。このよう
に現像後はトナーの電荷によって感光体の表面電位が数
十〜百ボルト程度低下する。相対露光量が大きい程、こ
の低下量が小さくなっている。トナーの付着量が少ない
（低濃度になる）ためである。

さて、第１の現像終了後、第２の帯電器15により感光体
１を再度一様帯電する。この場合、第２の帯電器15にス
コロトロンを使用する。このスコロトロンのグリッド電
位を、黒のトナー像のうち最も低い現像濃度の部分、す
なわち黒部BLの部分の電位21とほぼ等しい電位に設定す
る。

第４図に、従来一般に知られているスコロトロンの概略
構成図を示した。

この装置は、シールドケース31内に、直径50〜150μｍ
程度のコロトロンワイヤ32を張り、感光体１に面した側
に直径50〜150μｍ、配列ピッチ１〜3mm程度のグリッド
33を配置した構成のものである。このシールドケース31
を接地し、グリッド33に所定電圧を印加して、コロトロ
ンワイヤ32に直流高電圧（７〜9kV）を印加すると、コ
ロトロンワイヤ32から発生したイオンは、感光体１がグ
リッド33よりも高電位の時のみ感光体１に照射される。
すなわち、第１図の実施例についていえば、帯電器４で
正帯電した感光体１を露光して現像し、これらのトナー
像の形成された部分の電位よりも低い電位をグリッド33
に与えて、このスコロトロンのコロトロンワイヤ32に直
流高電圧を印加すると、感光体１のそのグリッド33と等
しいか、それよりも低い電位の部分にのみ正イオンが照
射される。これにより、感光体１の表面電位は、すべて
そのグリッド33と等しいかそれよりも高い電位になる
（第１図a4）。なお、コロトロンワイヤ32に直流重畳交
流高電圧を印加する方式もある。この場合、感光体面は
均一にグリッド電位に等しく再帯電される。

その後、第２の露光部20で赤部Ｒに対応する第２の静電
潜像を形成する。この静電潜像は先に説明したように、
２値レベルで書き込まれる。従って、第２の静電潜像の
電位は背景電位23と赤部電位26との２種しかない（第１
図a5）。これを、第２の現像器６で正帯電の例えば赤色
トナーを用いて現像する（第１図a6）。このとき現像バ
イアス電位27は、背景電位23と赤部の静電潜像電位26の
中間に設定する。こうして、感光体１の上に２色のトナ
ー像が形成され、これらのトナー像が一挙に記録用紙12
に転写される。なお、この転写前に、黒トナーと赤トナ
ーとは共に、転写前コロトロン14により同一極性に帯電
される。

この方法は、複写速度の低下がなく、また、高精度のレ
ジストレーションも必要としないことはいうまでもな
い。

以上の本発明の方法に対比させて、従来技術を適用した
比較例を簡単に説明し、本発明の特徴を述べる。

まず、第１の帯電器４により、感光体１は一様帯電され
る（第１図b1）。次に、第１の露光部10において、赤フ
ィルタを介して感光体１が結像光学系により露光され
る。これにより感光体１は、黒部BLと黒部BHの濃度に応
じたレベルの電位21、22に除電される。赤部Ｒについて
は、背景電位23に近い電位24に除電される（第１図b
2）。なお、このとき、従来技術と本発明とを比較する
と、その除電後の背景電位23が本発明の場合、やや高く
設定されている。これは、第１の現像後の黒部BLの電位
をある程度高めに設定し、第２の帯電時のトナーの極性
反転を防止しながら、十分なコントラストの第２の帯電
を行うためである。

次に、黒部BLの静電潜像電位21と背景電位23との間に現
像バイアス25を設定して、第１の現像器５で負帯電の黒
色のトナーを用いて現像を行う（第１図b3）。この現像
により、静電潜像電位の高い部分（黒部BHに対応する部
分）は、トナーが多く付着し、静電潜像電位の低い部分
（黒部BLに対応する部分）は、トナーが少なく付着す
る。これは、本発明の場合と同様である。

こんどは、第２の帯電器15により感光体１を再度一様帯
電する（第１図b4）。この場合、第２の帯電器15に、ス
コロトロンを使用するものとすれば、このスコロトロン
のグリッド電位は、次の第２の露光時に充分なコントラ
ストを得るために十分高い電圧、例えば黒部BLと同BHの
中間付近の電位に設定する。

ところが、この第２の帯電時に、静電潜像電位の低い黒
部BLの部分では、トナーが極性反転してしまう（第１図
b4）。その後、第２の露光部20で赤部Ｒに対応する静電
潜像を形成する。この静電潜像は本発明との比較上、２
値レベルで書き込まれるものとする（第１図b5）。

さらに、第２の現像器６で、例えば正帯電の赤色のトナ
ーを用いて現像する（第１図b6）。このとき現像バイア
ス電位27は、背景電位23と赤部の静電潜像電位26の中間
に設定する。ところが、ここで、先に第２の帯電時極性
反転したトナーの一部が、この第２の現像器６に引き込
まれ、いわゆる混入を生じる。これに対して、本発明の
場合、トナーの極性反転がないため、混入を生じるおそ
れがない。

なお、以上の実施例において、その各部の具体的な構成
およびその設定電位等は、以下のように選定した。

〈実施例の場合〉 ☆感光体・Se（セレン）系感光体・ドラム直径 200mm ☆第１の現像剤・２成分系（負帯電の黒トナー）・キャリア平均粒径100μｍのフエライトキャリア・黒トナースチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体92部とカ
ーボンブラックは♯4000（三菱化成社製）８部と、帯電
制御剤（ボントロンＳ−34、オリエント化学社製）２部
とを混合し溶融混練後、平均粒径12μｍに微粉砕したも
の。キャリアに対し負極性に帯電する。

☆第２の現像剤・２成分系（正帯電の赤トナー）・キャリアスチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体35部とマ
グネタイト65部を混合し溶融混練後、微粉砕した磁性粉
分散型のもの。平均粒径は30μｍ、密度は2.2g/cm³。

・赤トナースチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体92部と赤
色顔料リソールスカルト（BASF）８部と、４級アンモニ
ウム帯電制御剤２部とを混合し溶融混練後、平均粒径12
μｍに微粉砕したもの。キャリアに対し正極性に帯電す
る。

☆プロセス速度 150mm/秒 ☆現像パラメータ（第１の現像器） TG（トリミングギャップ） 0.9mm DRS（ドラム・ロール・スペース） 1.0mm MSA（磁極の傾き）＋５° Vd（現像ロール回転速度） 450mm/秒磁極の主極 650G 現像ロールの回転 WITH（感光体と順方向） ☆現像パラメータ（第２の現像器） TG（トリミングギャップ） 0.9mm DRS（ドラム・ロール・スペース） 1.0mm MSA（磁極の傾き）０° Vd（現像ロール回転速度） 200mm/秒磁極の主極 1300G反発型現像ロールの回転 WITH（感光体と順方向） ☆感光体各部の電位なお、これらの電位は、第２図のからの位置でそれ
ぞれ測定したものである。また、白地部は感光体表面の
電位をそのまま測定し、黒部は第１の現像後はすべてト
ナー像表面の電位を測定した値である。

☆記録画像の濃度測定結果 ☆評価第２の現像によっても濃度の低下が少ない。

〈比較例の場合〉 ☆装置の各部は実施例と同一 ☆感光体各部の電位電位測定位置と測定条件は、実施例と同一である。

☆記録画像の濃度測定結果 ☆評価第２の現像による黒部の濃度の低下が大きい。

「変形例」以上の実施例は、各帯電器において感光体を正帯電する
例を示したが、感光体を負帯電するようにしても同様の
効果を得る。

また、各現像器の現像方式は、それぞれ自由に選定して
さしつかえない。

「発明の効果」以上説明した本発明のカラー記録方法によれば、第２の
帯電処理においてトナーの極性反転が無いので、第２の
現像器へのトナーの混入、記録画像の一部の欠落等が生
じない。

従って、高速高画質のカラー記録を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー記録方法の実施例を示す感光体
各部の電位の説明図、第２図は本発明のカラー記録方法
の実施に適する記録装置の概略構成図、第３図は感光体
の相対露光量と表面電位との関係を表わグラフ、第４図
はこれに使用するスコロトロンの概略構成図、第５図か
ら第８図までは従来のカラー記録方法を採用する装置の
概略構成図である。１……感光体、 21、22……トナー像の電位、 23……背景電位。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者足立康二神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者山本敏郎神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者古谷信正神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献特開昭61−219964（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−149033（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−32035（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−158467（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上に第１の帯電処理を行い、その上にポジ露光により画像部においては画像濃度に応
じて複数レベルの電位を保持し非画像部は所定電位を保
持するよう第１の静電潜像を形成し、その静電潜像を現像して第１のトナー像を形成し、そのトナー像のうち最も低い現像濃度の部分の電位より
もさらに背景電位に近い電位を基準電位として前記第１
の帯電処理での帯電極性と同極性で第２の帯電処理を行
い、前記第２の帯電処理により基準電位程度に帯電した感光
体に対しネガ露光による第２の静電潜像を形成して、その静電潜像を前記第１のトナーと異なる色のトナーを
用いて現像することを特徴とするカラー記録方法。
【請求項２】第２の帯電処理において、グリッドに前記
基準電位を印加したスコロトロンを使用したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のカラー記録方法。