JPH0760279B2 - 多色記録装置 - Google Patents

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式や静電記録方式等による多色
記録装置に係り、特に現像部から供給されるトナーの色
の数よりも多い色により高解像度の多色記録を、高速に
行う装置構成に関するものである。

近年情報の多様化に伴って記録情報のカラー化が要求さ
れつつあり、電子写真記録及び静電記録なども例外では
なく、多色記録のための種々の装置及び方法が提案され
ている。

電子写真記録方式や静電記録方式は文字等の情報を複数
の画素の組合せにより表現し記録する。即ち、一つの文
字は横方向にＭ個，縦方向にＮ個の画素を配列したＭ×
Ｎ個のドットマトリックスによって表される。

電子写真記録方式では潜像形成手段としてレーザ光を使
用した露光系が用いられるが、このレーザ光の１ドット
が１画素に対応している。

このような電子写真記録方式によって画像のカラー記録
を行うには、原理的には感光ドラムなどの潜像形成媒体
に第１の色に対応する潜像を形成した後に、該潜像を第
１の色のトナーにより現像してトナー像を得る。このよ
うな像形成工程を必要とする色の回数だけ順次繰り返し
て多色のトナー像を得るもので、高解像度で高速記録が
可能なこと等が要求されている。

〔従来の技術〕

上記した例えば電子写真記録方式による多色記録装置と
しては、実際には更に以下の４方式に大別される。

即ち、第１の方式は潜像形成媒体となる感光ドラムの周
囲に１個の潜像形成手段と、トナーの色が異なる複数個
の現像手段とを配備し、感光ドラムが１回転する間に一
つの色のトナー像を感光ドラム上に形成し、該感光ドラ
ムを複数回回転して多色のトナー像を形成した後、これ
ら多色のトナー像を一括して記録用紙に転写するもので
ある。

又、第２の方式は潜像形成媒体となる感光ドラムの周囲
に、１個の潜像形成手段とトナーの色が異なる複数個の
現像手段とを配置し、該感光ドラムが１回転する間に一
つの色のトナー像を回転ドラム上に形成し、そのトナー
像を記録用紙に転写し、該感光ドラムが複数回回転する
ことにより記録用紙上に順に色の異なるトナー像を転写
して記録用紙上に多色のトナー像を得るものである。

更に、第３の方式は潜像形成媒体である感光ドラムの周
囲に、記録に用いる色の数だけの潜像形成手段と現像手
段とを配置し、感光ドラムが１回転する間に多色のトナ
ー像を該感光ドラム上に形成し、その回転中に該多色の
トナー像を一括して記録用紙に転写するものである。

更に、第４の方式は潜像形成媒体である感光ドラムの周
囲に、複数個の潜像形成手段と現像手段とを配置し、異
なる色に対応する複数のドットを並べて１画素を構成す
ると共に、感光ドラムが１回転する間に、各色に対応し
た潜像形成と現像とを繰り返し感光ドラム上に複数のド
ットによって１画素が構成される多色のトナー像を形成
し、該多色のトナー像を、一括して記録用紙に転写する
ものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記第１の方式及び第２の方式にあって
は、感光ドラムを複数回回転させることにより１枚の記
録用紙に多色記録を行うものであるため、記録に長時間
を必要とし、高速記録が困難である。

特に第２の方式は１枚の記録用紙に複数回、転写を繰り
返して行うためにトナー像間の色ずれを起こし易く、こ
れがために記録用紙の位置合わせに高精度が要求され、
高精度でかつ高価な転写機構を必要とする欠点を有して
いる。

一方第３の方式においては、感光体の回転方向に沿って
記録に用いる色の数と同じ数の潜像形成手段と現像手段
とを配列しなければならないために、装置構成が大型に
なることと、例えば第１のトナー像形成に引続いて第２
のトナー像を形成する際に、余分な第２のトナーが既に
形成された第１のトナー像中の一部の第１のトナーと入
れ変わって混色を招来するという問題がある。

又、第４の方式においては、複数の色ドットを用いて１
画素を構成しているため、記録画像の解像度が低下する
欠点がある。この解像度を上げるためには潜像手段とし
て用いられているレーザビームを、従来よりも数分の一
の細いビームとしなければならず技術的な困難が伴う。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解消した高解像度な多色記録を、
高速に行うことを可能とした多色記録装置を提供するも
ので、その手段は、潜像形成媒体上に形成された潜像に
色の異なるトナーを付着することにより現像する多色記
録装置において、前記潜像形成媒体の１記録周期中の該
潜像形成媒体が移動する工程中に、トナーの色が異なる
複数の現像部、少なくとも一つの帯電手段、及び少なく
とも一つの露光手段を有し、前記露光手段は既にトナー
により現像された領域を含む前記潜像形成媒体上を選択
的に再度露光し、それにより、既にトナーにより現像さ
れた領域の上に異なる色のトナーを付着せしめて多色記
録を行うための制御装置を接続してなるようにした本発
明による多色記録方式によってなされる。

〔作用〕

即ち、本発明においては、潜像形成媒体である感光ドラ
ム上に、該感光ドラムが一回転する間に各色に対応した
潜像形成と現像及び媒体表面への順次高電位な帯電を複
数回繰り返して行うことにより潜像形成媒体上にトナー
像重畳領域からなる本来のトナーの色数よりも多い多色
のトナー像を形成する。

またその多色のトナー像をその回転中に転写手段により
一括して記録用紙に転写することにより色ずれがなく、
単色,2色,3色・・・とトナー像が上下に重畳した色ドッ
トにより１画素が構成された高解像度の多色画像を高速
に記録することが可能となる。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係る多色記録装置の一実施例を示す概
要構成図であり、１は感光ドラム、21〜23は帯電器、31
〜33は露光部、41〜43は現像部、５は転写コロトロン51
を備えた転写部、６は除電コロトロン、７はブラシクリ
ーナ、８は除電ランプ、９は記録用紙である。

潜像形成媒体としての感光ドラム１はその表面に感光層
を有し、矢印の方向に一定速度で回転している。帯電器
21〜23は感光層の表面に均一に電荷を供給するものであ
る。露光部31〜33は潜像を形成するもので、記録すべき
文字などの情報に応じてレーザ光を感光ドラム１上の感
光層に照射する。これら各露光部31〜33からのレーザ光
の１ドットにより文字などの情報の一つの画素を構成す
る。

現像部41〜43はこのようにして形成された感光層上の潜
像に反転現像によりトナー像を形成するもので、例えば
現像部41ではイエローのトナー像を形成し、現像部42で
はマゼンタのトナー像を形成し、現像部43ではシアンの
トナー像を形成する。

即ち、これら帯電器と露光部及び現像部のセットによっ
て感光層上に、ある色のトナー像を形成するわけで、こ
のようなユニットが感光ドラム１の回転方向に沿って３
個併設されている。

転写部５は感光層上に形成されたトナー像を記録用紙９
に転写するものであり、そのために転写コロトロン51を
備えている。又除電コロトロン６は、転写部５で転写さ
れなかった残留トナーと感光層の電荷を静電的に除去
し、ブラシクリーナ７は転写部５で転写されなかった残
留トナーを感光層表面から除去し、除電ランプ８は光学
的に感光層の電荷を除去するものである。

上記の除電、除トナー機構により電荷及び残留トナーが
除去された感光ドラム１は再度トナー像形成プロセスに
供される。

第２図は上記露光部31〜33の制御手段を示すブロック図
であり、200はカラーデコード回路、300は露光位置補正
回路、201〜203はパターンメモリ、204〜206はスキャン
制御部、207〜209は駆動回路、220〜222はクロック回
路、213〜215はレーザダイオード、216〜218は光検出
器、311〜313は回転多面鏡（ポリゴンミラー）である。

しかして、カラーデコード回路200は記録すべき情報に
対応するドットパターン信号Pdと、その信号の記録すべ
き色を指定する色指定信号Cdによってパターンメモリ20
1〜203にドットパターンを供給する。

例えば色指定信号Cdがイエローの時はパターンメモリ20
1に‘1'のドットパターンを、パターンメモリ202〜203
には‘0'のドットパターンを供給する。従ってこの実施
例では白を含めて合計８色の色が指定可能である。

またクロック制御回路220〜222は対応する光検出器216
〜218からの信号入力を契機として、１ドット（１画
素）に対応する印字クロックをつくる。パターンメモリ
201〜203からのドットパターンが‘1'の時は、駆動回路
207〜209がレーザダイオード213〜215を発光させ、ドッ
トパターンが‘0'の時は発光させない。

該レーザダイオード213〜215からのレーザ光は光学系を
介して回転多面鏡311〜313により偏向され、感光ドラム
１上を所定走査方向に走査される。この走査の開始時点
においてレーザ光は光検出器216〜218により検出され
る。

次に第３図乃至第11図の電位分布図及び第12図のタイム
チャートを参照して本発明に係る多色記録方法の一実施
例を説明する。

記録すべき画像の色をイエロー・マゼンタ・シアンの混
合色とすると、パターンメモリ201〜203には全て‘1'の
ドットパターンが記録される。

一方、感光ドラム１のSe,SeTe等からなる感光層には帯
電器21により第３図に示すように電位Vs₁に初期帯電を
行う。

次に回転多面鏡311の回転に伴ってクロック制御回路220
に第12図（ａ）に示すスタート信号が入力される。所定
ｔ時間後、第12図（ｂ）に示すようにクロック制御回路
220より出力したドットに対応したクロック信号によ
り、パターンメモリ201からのドットパターン‘1'が第1
2図（ｃ）に示すように駆動回路207に入力されることに
より露光部31のレーザダイオード213が発光し、イエロ
ーに対応する露光が行われ第４図に示すように電位が略
OVに減衰されたドット潜像DYを形成する。

次に該ドット潜像DYは、感光ドラム１の回転方向にある
イエローの現像器41により反転現像を行って感光ドラム
１上に第５図に示すようにイエローのドットに対応した
トナー像TYを形成する。

しかる後、帯電器22によって感光層の全表面電位を、第
６図に示すように初期帯電電位Vs₁よりも高い電位Vs₂に
再帯電を行う。この時イエローのドットに対応したトナ
ー像TYの形成部分は、直下の感光層の電位の上昇により
再帯電電位Vs₂に近似の電位になる。

次に引続き前記感光層上に、第12図（ｄ）に示す信号入
力による露光部32のレーザダイオード214の発光により
マゼンタに対応する露光を行い、第７図に示すように電
位が略OVに減衰されたドット潜像DMと既にイエローのド
ットが現像された領域の上に選択的にトナー像TY部分の
電位を減衰した潜像DMを形成する。

この時の露光は、既に形成されたイエローのドットに対
応したトナー像TYが該露光部32に到達する時間に露光位
置補正回路300によって遅延制御される。

次に上記ドット潜像DMは感光ドラム１の回転方向にある
マゼンタの現像器42により反転現像が行われ、感光ドラ
ム１上に第８図に示すようにマゼンタのドットに対応し
たトナー像TMをそしてイエローのドットに対応したトナ
ー像TY上に、マゼンタのドットに対応したトナー像TMが
上下に重畳したトナー像を形成する。

その後、上記感光ドラム１上の感光層の全表面電位を帯
電器23によって第９図に示すように電位Vs₂よりも更に
高い電位Vs₃に再帯電を行う。

この時、既に形成されたイエローのドットに対応したト
ナー像TY及びイエローのドットに対応したトナー像TY
に、マゼンタのドットに対応したトナー像TMが上下に重
畳した部分の電位も直下の感光層の電位上昇により、再
帯電電位Vs₃に近い電位になる。

引続き前記感光層上に露光位置補正回路300によって遅
延制御された第12図（ｅ）に示す信号入力による露光部
33のレーザダイオード215の発光によりシアンに対応す
る露光を行い、第10図に示すように電位が略OVに減衰さ
れたドット潜像DCと、既既にイエローのドットを現像さ
れた領域の上に選択的にトナー像TY部分、既にマゼンタ
のドットを現像された領域の上に選択的にトナー像TM部
分、既にイエローのドットに対応したトナー像TYにマゼ
ンタのドットに対応したトナーが重畳して現像された領
域の上に選択的にトナー像TM部分の電位を減衰した潜像
DCを形成する。

次に上記ドット潜像DCは感光ドラム１の回転方向にある
シアンの現像器43により反転現像を行って感光ドラム１
上に第11図に示すようにシアンのドットに対応したトナ
ー像TC及びマゼンタのドットに対応したトナー像TM上に
シアンのドットに対応したトナー像TCが上下に重畳した
トナー像、イエローのドットに対応したトナー像TY上に
マゼンタのドットに対応したトナー像TM、シアンのドッ
トに対応したトナー像TCが上下に重畳したトナー像を形
成する。

このように感光ドラム１が１回転する間にその感光ドラ
ム１の感光層上にイエロー、マゼンタ、シアン及びイエ
ローとマゼンタの混合による赤、イエローとシアンの混
合による縁、マゼンタとシアンの混合による青、イエロ
ー、マゼンタ及びシアンの混合による黒からなる都合７
色のドットトナー像が得られ、このトナー像はその回転
中に転写部５において記録用紙９に一括して静電転写さ
れ、図示しない定着部にて定着されて恒久多色記録がな
される。

従って従来の方法に比べて色ずれが無く、一つの画素が
一つの色ドット、或いは複数の色が重なったドットで構
成されるので、高解像度となると共に、高速に多色記録
を行うことができる。

尚、上記現像部42,43においては、感光ドラム１の感光
層上に既に形成されたイエローのドットに対応したトナ
ー像TY、或いはマゼンタのドットに対応したトナー像TM
を破壊することなくその上に他の色のドットに対応した
トナー像を現像形成する必要がある。

このため、該現像部42,43に用いられる現像剤のキャリ
アの粒径をトナーと同程度の５〜100μｍとしたソフト
現像法、又はその上に両者間に係る周波数が1KHz程度の
交流バイアスを印加することにより、トナーを飛翔する
形で感光ドラム１上の潜像にトナー像を形成させる非接
触現像法を用いることが望ましい。

又、初期帯電後に施す再帯電を繰り返す毎に感光層の表
面電位を高電位にする所以は、既に形成されたトナー像
部分にも十分な潜像強度を得るためであり、これに伴い
現像バイアスも比例して高く設定される。

更に上記実施例において感光層上の既に形成されたトナ
ー像部分に露光を与えてその直下の感光層に潜像を形成
する場合、色トナーの着色剤として染料を用いると、特
定の波長領域の光は吸収されるが、その他の波長領域の
光は減衰するものの透過される。

即ち、イエロートナー像の層に対しては、凡そ500nmよ
り長波長の光が透過する。又、マゼンタトナー像の層に
対しては凡そ600nmより長波長の光が透過する。又、イ
エローとマゼンタのトナー像が重なっている層部分に対
しては、マゼンタトナー像に対する場合と同様に600nm
以上の長波長の光が透過することから、露光用光源とし
ては、発振波長が633nmのHe−Neガスレーザ、或いは発
振波長が740〜780nmの半導体レーザを適用することによ
り各種の色トナー像の層を透過して感光層上に十分な露
光を与え、潜像を形成することができる。

第13図及び第14図は本発明に係る他の実施例を示すもの
で、本実施例においては既に形成されたトナー像部分の
直下の感光層に容易に露光を与え、潜像を形成するため
に、感光ドラムの基材に第14図の部分拡大断面図に示す
ように透明性基材65を用い、その上面に透明電極66を設
け、更にSe,SeTe等からなる感光層67を積層した構成の
感光ドラム61を適用する。

しかして感光層67に対する露光としては、該ドラム61の
内側より露光手段62,63,64によって前記透明性基材65及
び透明電極66を透過させて行うようにする。

このような方法によれば、色トナー像の層が厚くなって
も露光量の減衰を考慮して発振波長が600nm以上の長波
長の露光用光源を選択する必要がなく、又露光光量の制
御も簡単になる。従ってトナー像部分直下の感光層67に
所要の露光を容易に与えることが可能となる。

尚、図示した露光手段62,63,64としては、半導体レーザ
と光学系及び回転多面鏡を組合せた構成、またLEDアレ
イや液晶シャッタアレイ等からなる小型な露光装置を用
いることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明に係る多色記録
装置によれば、潜像形成媒体が１回転する間に、該潜像
形成媒体上に一つの画素が単層の色トナー像及び異なる
複数の色トナー像が上下に重畳した混合色のトナー像で
形成され、その回転中に記録用紙に一括して静電転写さ
れるので、色ずれが無く、トナーの色の数よりも多い色
による高解像度の多色記録を高速に行うことが可能とな
る。

従ってこの種の電子写真記録方式、或いは静電記録方式
等の多色記録に適用して極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多色記録装置の一実施例を示す概
要構成図、 第２図は露光部の制御回路を示すブロック図、 第３図乃至第11図は本発明の多色記録装置による記録方
法の一実施例を説明するための各記録工程における感光
層の電位の変化を示す電位分布図、 第12図は第２図の回路における主要部からの信号波形を
示すタイムチャート、 第13図は本発明に係る多色記録装置の他の実施例を説明
するための概略装置構成図、 第14図は第13図の装置構成の部分拡大断面図である。 図中、1,61は感光ドラム、21〜23は帯電器、31〜33は露
光部、41〜43は現像部、５は転写部、200はカラーデコ
ード回路、300は露光位置補正回路、201〜203はパター
ンメモリ、204〜206はスキャン制御部、207〜209は駆動
回路、220〜222はクロック回路、213〜215はレーザダイ
オード、216〜218は光検出器、311〜313は回転多面鏡、
62,63,64は露光手段、65は透明性基材、66は透明電極、
67は感光層をそれぞれ示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−163961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−191072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−116553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−80653（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−87361（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像形成媒体上に形成された潜像に色の異
   なるトナーを付着することにより現像する多色記録装置
   において、 前記潜像形成媒体の１記録周期中の該潜像形成媒体が移
   動する行程中に、 トナーの色が異なる複数の現像部、 少なくとも一つの帯電手段、及び 少なくとも一つの露光手段 を有し、 前記露光手段は既にトナーにより現像された領域を含む
   前記潜像形成媒体上を選択的に再度露光し、それによ
   り、既にトナーにより現像された領域の上に異なる色の
   トナーを付着せしめて多色記録を行うための制御装置を
   接続してなることを特徴とする多色記録装置。