JPH08314228A - トライレベル現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】中間電位の変動と２色目の現像時のキャリア引
きないトライレベル現像方法を提供する。 【構成】導電性基体上に、２色目の静電潜像を形成する
第２光導電体層，偏光板、１色目の静電潜像を形成する
第１光導電体層を順に積層した構造の複合感光体を用
い、前記複合感光体を帯電後、偏光方向の切り換えが可
能な露光装置を用いて、１色目の画像情報が入力された
場合は、偏光板により第２光導電体層への光が遮断され
る偏光方向の光をポジ露光して、第１光導電体層に１色
目の静電潜像を形成し、２色目の画像情報が入力された
場合は、第２光導電体層へ光が透過する偏光方向の光を
ネガ露光して、第２光導電体層に２色目の静電潜像を形
成してトライレベルを形成する。また１色目の現像終了
後、第２光導電体層への光が遮断される偏光方向の光を
感光体に全面照射し、その後２色目の現像を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機，プリンタ，フ
ァクシミリ等の電子写真装置に係り、特に複合感光体を
用いたトライレベル現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーの電子写真プロセスにはいくつか
の方法が提案され実用化されているが、その主流となる
ものは、帯電，露光，現像などの単色の印刷プロセスを
複数回繰り返し、形成された単色トナー像を、特開平2
−139598 号公報に開示されているように感光体上、あ
るいは、特開平2−141778 号公報に記載のように用紙
上、あるいは特開平5−188789 号公報に記載のように中
間記録媒体上で重ね合わせてカラー画像を得る方式であ
る。しかしながらこの方式は、１枚のカラー画像印刷に
つき単色の印刷プロセスを複数回行うため、印刷速度が
遅くなる欠点が生じる。その点において、特開昭48−57
637 号公報や、USP4078929号公報に記載されたトライレ
ベル現像方式は１回の帯電・露光・現像で２色を印刷す
ることができ、高速化に有効な現像方法である。このト
ライレベル現像方式は、まず感光体を帯電して高電位レ
ベルを形成した後、入力された第１色と第２色の画像信
号に対し、一方をレーザパワーを弱めたポジ弱露光によ
って白地に対応する中間電位レベルを形成し、他方をレ
ーザパワーを強めたネガ強露光を行って低電位レベルを
形成して、図６に示すような３値の電位レベルを形成す
る。次に高電位レベルを正規現像、低電位レベルを反転
現像によって感光体上に２色のトナー像を形成し、この
極性の異なる２色のトナーを帯電器を用いてどちらか一
方の極性に合わせ、転写器によって用紙に転写し、定着
器で用紙に溶融定着し２色画像を得る方法である。

【０００３】また、トライレベルを形成する他の方式と
して、特開平2−113246 号公報に記載されている複合感
光体を用いる方式がある。この方式では、分光感度の異
なる２種類の感光層を積層した複合感光体を用い、それ
ぞれの感光体層を異なる極性で帯電した後に、２色を波
長の異なる光で露光し、トライレベルを形成するもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】レーザ露光量を制御し
てトライレベルを形成する方式では、ポジ弱露光時に形
成される中間電位レベルが背景(白地)部となる。しか
し、図７に示す露光強度(レーザパワー)と感光体電位の
関係において、強露光時には感光体の電位は感光体の残
留電位で飽和し安定するのに対し、弱露光時は感光体の
電位が露光強度に大きく依存する領域を使用するため、
露光強度のふらつきにより感光体の電位が不安定とな
る。これにより背景部に部分的にかぶりが生じる等の問
題が起こりやすい。

【０００５】また図６に示すように３値の電位レベルを
設定し、正規現像，反転現像ともに十分な現像バイアス
電圧を設定するためには、通常の２レベル方式に比べ初
期帯電の電位が高くする必要があり、正規現像バイアス
電位と低電位レベルの電位差ΔＶ₁ 、反転現像バイアス
電位と高電位レベルの電位差ΔＶ₂ が大きくなる。従っ
て二成分現像剤を用いる場合、これらの電位が大きいと
キャリア引きを起こしやすい。特にこの現象は、２色目
の現像において１色目のトナー像のかき取りを防ぐソフ
トタッチ現像を行う目的で、現像ローラへの吸着力が小
さい低飽和磁気キャリアなどを用いた場合に顕著にな
る。

【０００６】また波長感度の異なる複合感光体を用いる
方式では、中間の電位レベルが不安定となる問題は解決
できるものの、異なる帯電極性の帯電器，異なる波長の
露光装置，異なる帯電極性ならびに波長感度領域を持つ
感光体層が複数必要となるため、露光装置や感光体材料
の選択の幅が非常に狭くなり、また部品点数も増えるた
め装置全体の大型化，複雑化などの問題が生じる。

【０００７】本発明の目的は、この様な問題に対処すべ
くなされたもので、従来のトライレベル現像方式で問題
であった中間電位の変動と２色目の現像時のキャリア引
きを、簡単な構成で解決できるトライレベル現像方式を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】導電性基体上に、２色目
の静電潜像を形成する第２光導電体層，偏光板，１色目
の静電潜像を形成する第１光導電体層を順に積層した構
造の複合感光体を用いると共に、前記複合感光体を帯電
後、偏光方向の切り換えが可能な露光装置を用いて、１
色目の画像情報が入力された場合は、偏光板により第２
光導電体層への光が遮断される偏光方向の光をポジ露光
して、第１光導電体層に１色目の静電潜像を形成し、２
色目の画像情報が入力された場合は、第２光導電体層へ
光が透過する偏光方向の光をネガ露光して、第２光導電
体層に２色目の静電潜像を形成してトライレベルを形成
する。

【０００９】また、１色目の現像終了後、偏光板により
第２光導電体層への光が遮断される偏光方向の光を感光
体に全面照射し、その後２色目の現像を行う。

【００１０】

【作用】第１光導電体層と第２光導電体層の間に偏光板
を挟むことにより、第１光導電体層から光を照射した場
合、ある偏光方向の光のみ第２光導電体層へ透過が可能
な複合感光体を構成することができる。この複合感光体
を帯電した場合、第１光導電体層と第２光導電体層の静
電容量に応じて第２光導電体層表面の電位が決まり、後
述する方法により前記トライレベル現像方式の中間電位
レベルとして用いることができる。１色目のポジ露光の
際、第２光導電体層への光が遮断される偏光方向の光に
よる十分な強度の露光を行えば、第１光導電体層は残留
電位まで電位が減少して飽和すると共に、第２光導電体
層表面の電位は露光の影響を受けずに保持されるため、
前記第２光導電体層表面の電位（正確には第２光導電体
層表面の電位に第１光導電体層残留電位を加えた電位）
は露光量の変動に影響されない安定な中間電位レベルと
して用いることができる。

【００１１】また、１色目の現像終了後、偏光板によっ
て第２光導電体層への光が遮断される偏光方向の光を感
光体に全面照射することにより、中間電位レベルに影響
を及ぼすことなく１色目の画像部に対応する高電位レベ
ルのみを低下させることができ、２色目現像時における
反転現像バイアス電位と高電位レベルとの電位差を小さ
くできることから、キャリア引きを防止できる。

【００１２】

【実施例】

(実施例１)図１に本実施例で用いた２色画像形成装置を
示す。この２色画像形成装置による２色画像形成のプロ
セスについて、主走査方向の直線偏光をＨ偏光，副走査
方向の直線偏光をＶ偏光として以下説明する。まず図２
に示すようにドラム状の導電性基体２４上に第２光導電
体層２３，Ｈ偏光透過の偏光板２２，第１光導電体層２
１を順に積層した複合感光体１を、感光体の周辺に設置
された帯電器２によって負極に帯電し、図３（ａ）に示
すような高電位レベルを形成する。次にＶ偏光，Ｈ偏光
を切り換えて露光することが可能なレーザ露光装置３を
用いて、図３（ｂ）に示すように第１色目の画像信号が
入力された場合は、Ｖ偏光によるポジ露光を行って中間
電位レベルを形成し、第２色目の画像信号が入力された
場合は、Ｈ偏光によるネガ露光を行って低電位レベルを
形成し、感光体上に３値の電位レベルを形成する。次に
図３（ｃ）に示すように、高電位レベルを正極のトナー
を用いた第１現像装置４によって正規現像し、低電位レ
ベルを負極のトナーを用いた第２現像装置５によって反
転現像を行って感光体上に２色のトナー像を形成する。
その後、感光体上の極性の異なる２色のトナーを再帯電
器６を用いて負の極性に合わせ、転写器８によって用紙
７に転写し、定着器９で用紙７に転写されたトナー増を
溶融定着し２色画像を得る。なお、転写されずに感光体
上に残留したトナーはクリーナ１０によって除去され
る。

【００１３】第１色目のＶ偏光露光部がトライレベルの
中間電位となるが、複合感光体１のＨ偏光透過の偏光板
２２が第２光導電体層２３への露光を防ぐため、露光強
度にかかわらず第２光導電体層表面の電位を保持でき
る。また、第２光導電体層表面の電位に上乗せされる第
１光導電体層２１の電位は、Ｖ偏光の強度が十分であれ
ばわずかな残留電位で飽和し安定するため、従来の方法
で問題となった露光強度のふらつきによる中間電位レベ
ルの変動を抑えることができる。

【００１４】次に、本実施例で用いた複合感光体１の詳
細について図２を用いて説明する。感光体は、アルミで
形成されたドラム状の導電性基体２４に、第２光導電体
層２３となる負帯電型のＯＰＣ感光体層，Ｈ偏光透過の
偏光板２２，第２光導電体層２３と同様の材質の第１光
導電体層２１を順に積層した構造となっている。この複
合感光体１を帯電した場合、中間電位レベルとなる第２
光導電体層２３の表面電位は、偏光板２２の静電容量が
無視できる場合には第１光導電体層２１と第２光導電体
層２３の静電容量の比によって決定される。従って、こ
れらの静電容量を層厚を調整するなどの方法によって中
間電位レベルを適正化することができる。本実施例にお
いては、第１光導電体層２１，第２光導電体層２３とも
層厚２０μｍに設定している。

【００１５】偏光板２２の厚さは１００μｍであり、Ｈ
偏光が透過する方向に設置している。光学的な特性とし
ては、Ｈ偏光の透過損失はできるだけ小さく、消光比
（Ｈ偏光とＶ偏光の透過光の比）はできるだけ大きいこ
とが望ましい。また、偏光板２２の静電容量が小さい場
合、偏光板２２に印加される電圧が大きくなり、実効的
な感光体の帯電電位が減少するため、静電容量をできる
だけ大きくする必要がある。

【００１６】次に、レーザ露光装置３の詳細について図
４を用いて説明する。プリンタコントローラ３７からの
画像信号情報を基に半導体レーザ３１より発振されたレ
ーザ光は、コリメータレンズ３２で平行光束にされた
後、前記プリンタコントローラ３７により制御される偏
光スイッチ３３によってＶ偏光，Ｈ偏光のいずれかに選
択された後、スキャナモータ３４により高速で回転する
ポリゴンミラー３５によって感光体上を走査するように
反射され、ｆθレンズ３６を透過した後、感光体に照射
され静電潜像を形成する。

【００１７】半導体レーザ３１の出射口での光は直線偏
光となっており、ファラデー効果を用いた偏光スイッチ
３３がオフの状態では感光体上にＶ偏光で到達するが、
偏光スイッチ３３に磁場を印加したオン状態では偏光方
向が９０°回転し、感光体上においてＨ偏光となる。こ
の偏光スイッチ３３はプリンタコントローラ３７によっ
て制御され、第１色を反転現像する場合にはオフ状態と
なってＶ偏光を選択し、第２色を正規現像する場合には
オン状態となってＨ偏光を選択する。

【００１８】この２色現像装置を用いて、第１色目を
赤，第２色目を黒とした２色画像を印字したところ、中
間電位レベルが安定したことにより、従来のトライレベ
ル現像装置による印字で部分的に見られた背景部のかぶ
りが大幅に減少した。なお、本実施例で示したＶ偏光，
Ｈ偏光の関係を交換した場合でも同様な効果が得られる
ことは明らかである。

【００１９】なお、この実施例では感光体をドラム状の
ものを用いて説明したが、当然のことながらベルト状の
感光体としても同様の効果が得られる。

【００２０】（実施例２）実施例１では、２色目の黒現
像器による感光体上の１色目の赤トナー像のかき取り現
象が見られたため、磁気ブラシの感光体への接触圧を下
げる目的で、低飽和磁気キャリアに変更した。これによ
りかき取りによるトナーの混入が減少したが、低飽和磁
気キャリアは現像ローラへの吸着力が弱く、反転現像バ
イアス電位と高電位レベルとの電位差が図５（ａ）に示
すように大きいため、静電力によって感光体にキャリア
が付着するキャリア引き現象がみられた。そこで、高電
位レベル電位を下げる目的で、実施例１の２色画像形成
装置の第１現像装置４と第２現像装置５の間にＶ偏光透
過の偏光板を取り付けたＬＥＤからなる照射ランプ１１
を設置し、図５（ｂ）に示すようにＶ偏光の全面照射を
行った。その結果図５（ｃ）に示すように、中間電位レ
ベルに影響を及ぼすことなく高電位レベルのみを下げる
ことができ、キャリア引きを防止することができた。

【００２１】

【発明の効果】偏光板を光導電体層の間に挟んだ構造を
有する複合感光体と、偏光方向の切り換えが可能な露光
装置を用いることにより、従来のトライレベル現像方式
で問題であった中間電位の変動と２色目の現像時のキャ
リア引きを解決することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例で用いた２色画像形成装置の構成を示
す表す図である。

【図２】複合感光体の構成を示す図である。

【図３】複合感光体におけるトライレベルの形成過程を
説明するための図である。

【図４】レーザ露光系の構成を示す図である。

【図５】２色目現像前のＶ偏光照射の効果を説明するた
めの図である。

【図６】従来のトライレベル形成法を示す図である

【図７】レーザパワーと感光体電位の関係について示す
図である。

【符号の説明】

１…複合感光体、２…帯電器、３…レーザ露光装置、４
…第１現像装置、５…第２現像装置、６…再帯電器、７
…用紙、８…転写器、９…定着器、１０…クリーナ、１
１…照射ランプ、２１…第１光導電体層、２２…偏光
板、２３…第２光導電体層、２４…導電性基体、３１…
半導体レーザ、３２…コリメータレンズ、３３…偏光ス
イッチ、３４…スキャナモータ、３５…ポリゴンミラ
ー、３６…ｆθレンズ、３７…プリンタコントローラ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯電，露光プロセスにより感光体上に３値
   の電位レベルを形成し、極性の異なる２種類のトナーを
   用いて、高電位レベルを正規現像にて現像し、低電位レ
   ベルを反転現像にて現像するトライレベル現像方式にお
   いて、 ある特定の偏光方向の光に対してのみ導電体化される光
   導電体層を含む複数の光導電体層が積層された複合感光
   体を用いるとともに、印字する色によって偏光方向を切
   り換えて露光が可能な露光手段により露光を行うことを
   特徴とするトライレベル現像方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記複合感光体は、積
   層される光導電体層の間に偏光板を挟んだ構造であるこ
   とを特徴とするトライレベル現像方法。
3. 【請求項３】請求項１において、前記トライレベル現像
   方式において、１色目の現像終了後、ある特定の偏光方
   向の光を前記複合感光体に全面照射し、その後２色目の
   現像を行うことを特徴とするトライレベル現像方法。