JPH11219047A - カラーマーキング装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーマーキング装置における転写性能を改
善し、画質を改善する。 【解決手段】 カラーマーキング装置（８）に、フォト
レセプタ（１０）の第１の側に配置された転写前帯電装
置（４０）とフォトレセプタ（１０）の第１側と対向す
る第２の側に配置された転写前消去ランプ（３９）とを
含む、転写前部（３５）を配置し、転写前帯電装置（４
０）がフォトレセプタ（１０）上に形成された画像領域
にイオンを印加すると同時に転写前消去ランプ（３５）
がフォトレセプタ（１０）上に形成された画像領域を照
射することにより、カラーマーキング装置（８）におけ
る転写性能を改善し、画質を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真カラープ
リンタや複写機等のカラーマーキング装置及び方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式マーキング法は、広く利用さ
れ周知のドキュメントプリント、複写方法である。電子
写真マーキング法は、所望のドキュメントの光像表現を
略均一に帯電したフォトレセプタ上に露光することによ
って行われる。フォトレセプタはその光像に反応して放
電し、フォトレセプタ上に所望のドキュメントの静電潜
像が生成される。その後、その潜像にトナー粒子を付着
させることによって、トナー画像が形成される。次い
で、トナー画像はフォトレセプタから紙のような基材に
転写される。次に、転写されたトナー画像は、通常熱及
び（または）圧力を用いて基材に定着されることによ
り、所望の画像のコピーが生成される。その後、フォト
レセプタの表面が次の画像の生成に備えてクリーニング
され、再帯電（リチャージ）される。

【０００３】以上の説明は、白黒電子写真プリント装置
について概括的に述べたものである。電子写真マーキン
グ法は、合成カラー画像を形成するために使用される各
色トナー毎に上記のプロセスを繰り返すことによって、
カラー画像を作り出すこともできる。つまり、所望の合
成カラー画像が得られるように、各カラートナーの転写
位置を合わせ、積層させ、基材に転写し、定着すること
によってパーマネント画像を得ることができる。

【０００４】カラー電子写真プリント及び複写は、様々
な形で実施することができる。例えば、本願でREaD IOI
(Recharge, Expose, and Develop, Image On Image）プ
ロセスと称するプロセスでは、帯電した受光面をまず第
１の色、例えばブラックを表す光像で露光する。次に、
その結果得られた静電潜像はブラックのトナー粒子で現
像され、ブラックのトナー画像が生成される。次いで、
そのブラックのトナー層を有する同じ画像領域を再帯
電、露光、現像して第２の色、例えばイエローのトナー
層が形成された後、第３の色、例えばマゼンタ、そして
最後に第４の色、例えばシアントナー層が形成される。
これらの種々のカラートナー層は基材に転写され、定着
される。

【０００５】このREaD IOIプロセス自体、種々の態様で
実施することができる。例えば、シングルパスプリンタ
では、（フォトレセプタの）１パスで最終画像が生成さ
れる。４パスプリンタによる別の態様では、各パスにお
いて各色（１色）のトナー画像が形成され、合成カラー
画像は４回目のパスにおいて転写され、定着される。RE
aD IOIは５サイクルプリンタでも実施することができ、
この場合、各パスにおい各色（１色）のトナー画像しか
形成されない点は４パスプリンタの場合と同様である
が、合成カラー画像は５回目のパスにおいて転写され、
定着される。

【０００６】シングルパスプリントのプリント速度は高
速であるが、４つの帯電部と４つの露光部とが必要なた
め、高価である。４パスプリントは、受光面のパスが４
回必要なため、シングルパスプリントの場合よりプリン
ト速度は低速であるが、帯電部と露光部とがそれぞれ１
つだけ必要なため、より安価である。５サイクルプリン
トは、受光面のパスが５回必要なため、さらにプリント
速度が低速であるが、種々のプロセス部の多重利用（例
えば帯電部を転写に利用する）ができるという利点があ
る。

【０００７】前述したように、REaD IOIプロセスでは、
フォトレセプタはまず１回目の露光のために帯電された
後、その後の各露光の前に再帯電される。０〜３層のト
ナー層を有する画像領域において、再帯電は比較的困難
である。未知量のトナーを所定レベルに再帯電し、同時
にベア（bare）のフォトレセプタを再帯電することは容
易ではない。しかしながら、REaD IOIプロセスでフォト
レセプタを再帯電させるための努力の結果、いくつかの
再帯電方式が開発されるに至った。中でも、特に有用な
一つの方式が分割再帯電方式（split recharging）であ
る。分割再帯電方式は、第１の帯電部によって画像領域
とそのトナー層とをその後の露光時に必要な電位より高
い電位に過帯電する一方、第２の帯電部によってその過
電荷を適切なレベルに中和する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】不都合なことには、分
割再帯電方式では、正負の両方のイオンがフォトレセプ
タに印加されることになる。その結果、フォトレセプタ
に「誤サイン（wrong sign）」トナー粒子（すなわち、
負帯電フォトレセプタの場合の正帯電トナー）が生じ
る。誤サイントナーを基材に転写することは困難であ
る。この転写作用を改善するために、転写前帯電部（pr
etransfer charging station）がしばしば用いられる。
転写前帯電部は、誤サイントナーが正サイン（correct
sign）トナーに変換される（負帯電フォトレセプタを用
いる場合、正帯電トナー粒子を負帯電トナー粒子に変換
する）ように、「正サイン」イオンをトナー層に印加す
る。しかし不都合なことに、この正サインイオンの印加
は、既に正サインになっているトナー粒子の一部を過帯
電するように作用する。過帯電されたトナー粒子を転写
することは困難である。この過帯電は、フォトレセプタ
に最も近いトナー粒子で最も起こり易い。

【０００９】従って、REaD IOIプロセスにおける転写を
改善するための技術が開発されるならば、有益なものと
なり得る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、REaD IOIプリ
ントプロセスにおけるトナー転写の改善に有用な技術を
提供するものである。本発明の原理によれば、転写のた
めに転写前部によってフォトレセプタに電荷が与えられ
る。転写前部は、「誤サイン」トナーが実質的に「正サ
イン」トナーに変換されるようにフォトレセプタ上のト
ナー層にイオンを印加する帯電部を具備する。転写前部
は、さらに、転写前帯電処理の間にフォトレセプタの導
電性を保つためにフォトレセプタを同時に露光する転写
前消去ランプを具備する。導電性が保たれたフォトレセ
プタを流れる電流ドレインの増加によって帯電電流が増
加し、フォトレセプタ表面近傍における電荷滞積（buil
dup）を防ぐことができる。このようにして、トナー層
の最上部にある誤サイントナーがより効率的に変換され
る一方で、最下部のトナーは過帯電されない。転写前帯
電は、直流帯電装置を用いて実施されることが好まし
い。また、転写前帯電は約３０マイクロアンペア以上の
電荷を発生する直流帯電装置を用いて実施されることが
好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１において、本発明の一実施形
態としての電子写真プリント装置８は、転写前部を具備
し、この転写前部は、「誤サイン」トナー粒子を「正サ
イン」トナー粒子に変換するように画像領域上のトナー
を帯電させ、同時に該画像領域を露光して、トナー粒子
の過剰な電荷滞積、特にフォトレセプタに最も近いトナ
ー粒子上の電荷滞積を防ぐ。

【００１２】プリント装置８は、矢印１２によって示す
方向に移動するアクティブマトリクス（AMAT）フォトレ
セプタベルト１０を有する。ベルトの移動は、フォトレ
セプタベルトを駆動ローラ１４（図示省略したモータに
よって駆動される）とテンションローラ１５及び１６の
回りに張ることによって生じる。

【００１３】フォトレセプタベルトの移動に伴って、そ
の各部は後述の各プロセス部を通過する。説明の便宜
上、画像領域と称されるフォトレセプタベルトの一部分
について説明する。画像領域とは、基材に転写、定着さ
れて、最終カラー画像を生成する種々のトナー層を受け
るフォトレセプタベルトの一部分である。フォトレセプ
タベルトは多数の画像領域を持つことができるが、それ
らの各画像領域が同様に処理されるので、１つの画像領
域の処理の説明だけでプリント装置の動作は十分に明ら
かになる。

【００１４】プリント装置８は４サイクル装置である。
すなわち、プリント装置８は装置中で画像領域を４サイ
クルあるいは４パスさせることにより最終画像を生成す
る。しかしながら、本発明は４サイクル装置に限定され
るものではないということは自明である。本発明は、シ
ングルパス及び５サイクル装置を含め他のREaD IOIプリ
ント装置においても有益である。

【００１５】第１サイクルは、画像領域に存在し得る残
留電荷を放電させるために画像領域を照出する「帯電前
（precharge ）」消去ランプ１８を画像領域が通過する
ことから始まる。このような消去ランプは高品質のシス
テムにおいて通常使用されており、初期消去用としての
その利用は周知である。

【００１６】フォトレセプタベルトが移動し続けること
により、画像領域は直流スコロトロン（scorotron ）２
０及び交流スコロトロン２２より成る帯電部を通過す
る。ブラックトナー用の潜像を生成するための露光に備
えて、直流スコロトロンは画像領域を例えば約−５００
ボルトの略均一な電位に帯電する。この初期帯電時に
は、交流スコロトロンは使う必要がない。しかしなが
ら、直流スコロトロンと交流スコロトロンとを両方使用
することにより更に優れた帯電均一性が通常得られる。
ここで、第１の（ブラック）トナーのためにフォトレセ
プタに帯電される実際の電荷は、所望のトナー量や第１
の（ブラック）現像部の設定のような多くの変数に依存
することは理解されよう（下記参照）。

【００１７】帯電部を通過した後、画像領域は露光部２
４に達するまで更に移動する。露光部においては、帯電
した画像領域は、ブラック画像の静電潜像表現が生成さ
れるように画像領域をラスタ走査する変調レーザビーム
２６によって露光される。例えば、画像領域の照明部分
はビーム２６によって約−５０ボルトまで放電される。
このようにして、露光後、画像領域は約−５００ボルト
の比較的高い電圧領域と約−５０ボルトの比較的低い電
圧領域からなる電圧プロファイルを持つ。ここで、露光
部は発光プリントバー（light emitting printbar ）を
用いることもできるということは理解されよう。

【００１８】露光部２４を通過した後、露光された画像
領域はその画像領域に負帯電したブラックトナー粒子を
付着させるブラック現像部２８へ移動する。帯電したブ
ラックトナーは、画像領域の照明部分に固着することに
よって、画像領域のその照明部分の電圧を約−２００ボ
ルトにする。画像領域の非照明部分は、−５００ボルト
に保たれる。この例では、いわゆる放電領域現像と呼ば
れる現像が行われる。しかしながら、本発明の原理は、
帯電領域現像が行われる場合においても全く同様に通用
する。

【００１９】ブラック現像部２８は、磁気ブラシ現像装
置を用いてもよいが、スカベンジレス（scavengeless）
型現像装置を用いたほうが幾分良い結果が得られる。ス
カベンジレス現像の利点は、以前に付着したトナー層が
乱されないということである。第１サイクルの間は画像
領域には以前の現像によるトナー層がなく、また、この
現像部（装置）が他のサイクルとは物理的に分離してい
る限り、スカベンジレス現像の利用は必ずしも必要と言
うわけではない。しかしながら、他の現像部（下記に説
明）はスカベンジレス現像を用いるので、各現像部とも
スカベンジレス現像方式を用いることが望ましい。

【００２０】ブラック現像部を通過した後、画像領域
は、他のいくつかのプロセス部（その目的は後述）を通
過し、点灯していない帯電前消去ランプ１８に戻る。そ
して、第２サイクルが始まる。

【００２１】帯電前消去ランプ１８を通過した後、画像
領域は帯電部へ進む。そして、直流スコロトロン２０及
び交流スコロトロン２２が画像領域とそのブラックトナ
ー層とを分割再帯電方式を用いて再帯電する。簡単に言
うと、直流スコロトロン２０は、画像領域をその画像領
域が再帯電される場合の望ましいレベルより高い電圧レ
ベルに過帯電するのに対し、交流スコロトロンはその画
像領域に正のイオンを印加してその電圧レベルを望まし
いレベルまで下げる。分割再帯電は、トナー付着部分と
トナー無付着部分との間の電圧差をほとんどなくす。こ
れは、後続の異なるトナーによる現像において有益であ
る。

【００２２】しかしながら、分割再帯電は大量の「誤サ
イン」トナー粒子、すなわち、正しくない電荷極性を有
するトナー粒子を生じさせる。プリント装置８において
は、画像領域は負なので、「誤サイン」トナー粒子は正
電荷である。そのため、フォトレセプタとそのブラック
トナー層は分割再帯電によって正しい電位に帯電される
が、個々のトナー粒子上の電荷は大きく異なる。特に、
誤サイントナーはトナー層の上部に最も生じ易い。

【００２３】ブラックトナー層と共に再帯電された画像
領域は次に露光部２４へ進む。露光部は、イエロー画像
の静電潜像表現を生成するように画像領域をビーム２６
で露光する。例えば、画像領域の非照明部分は約−４５
０ボルトの電位を持ち得るのに対し、照明部分は約−５
０ボルトまで放電される。

【００２４】露光部２４を通過した後、今回露光された
画像領域は、画像領域にイエロートナーを付着させるイ
エロー現像部３０へ移動する。画像領域には既にブラッ
クトナー層があり、イエロー現像部はスカベンジレス型
像装置を使用することが望ましい。

【００２５】イエロー現像部を通過した後、画像領域と
その２つのトナー層は点灯していない帯電前露光ランプ
１８を通って帯電部へ進む。そして第３サイクルが始ま
る。

【００２６】ここでは、やはり直流スコロトロン２０と
交流スコロトロン２２とが画像領域とその（２つの）ト
ナー層を再帯電する。次に、画像領域は再び露光部２４
へ進む。露光部はビーム２６で再び画像領域を露光する
が、この際、マゼンタ画像の静電潜像表現を生成するよ
う画像領域の一部を放電させる光像表現が用いられる。
画像領域はその後マゼンタ現像部３２へ進む。スカベン
ジレス型現像装置であることが望ましいマゼンタ現像部
は、画像領域にマゼンタトナーを付着させる。その結
果、画像領域上に第３のトナー層が生じる。

【００２７】次に、画像領域はその３つのトナー層と共
に帯電前消去ランプを通って帯電部に進み、第４サイク
ルが始まる。帯電部では、再度直流スコロトロン２０と
交流スコロトロン２２とが分割再帯電によって画像領域
（今回は３つのトナー層を有する）を再帯電して、フォ
トレセプタ上に所望の電荷を生じさせる。次いで、その
３つのトナー層と共に略均一に帯電した画像領域は再度
露光部２４へ進む。露光部は画像領域を再度露光する
が、今回はシアン画像の静電潜像表現を生成するように
画像領域の一部を放電させる光像表現が用いられる。露
光部を通過した後、画像領域はシアン現像部３４へ進
む。シアン現像部は、同様にスカベンジレス型現像装置
で、画像領域にシアントナーを付着させる。

【００２８】シアン現像部を通過した後、画像領域は４
つのトナー層を有し、これらのトナー層は、全体で合成
カラートナー画像を構成する。その合成カラートナー画
像は大きく異なる帯電電位を有する個別トナー粒子で構
成されている。前述したように、それらのトナー粒子の
一部は誤サイン（正極性）を持つ。基材にこのような合
成トナー画像を転写すると最終画像の品質が低下するこ
とがある。

【００２９】合成カラートナー画像の転写を調整するた
めに、プリント装置８には転写前部３５が具備されてい
る。この転写前部は、フォトレセプタベルト１０の内側
にある転写前消去ランプ３９と、該ベルトの外側にある
帯電装置４０とで構成されている。図示のように、帯電
装置と転写前消去ランプは互いに近接して配置されてい
る。転写前部の動作について説明すると、合成トナー画
像が転写前部３５を進むのに伴って、転写前消去ランプ
は裏側から画像領域（及びそのトナー層）を照射し、同
時に帯電装置４０は正サイン（負）イオンを前面に印加
する。その結果、導電性のフォトレセプタを流れる電流
ドレインが増加すると共に、帯電電流が増加する。これ
は、「誤サイン」トナー粒子のほとんど全てを正サイン
トナー粒子に反転させる一方、フォトレセプタに最も近
いトナー粒子が転写困難になるほど高電荷を受けること
を防止するように、フォトレセプタベルト近傍における
電荷滞積を妨げる効果がある。

【００３０】実際は、帯電装置４０としては交流帯電器
より直流帯電器を用いる方が幾分好ましい。これは、直
流帯電器は交流帯電器よりオゾンの発生量が少ない傾向
があり、また交流帯電器は直流帯電器に比べて最下部の
トナーを過帯電する傾向があるためである。しかしなが
ら、直流帯電電流が約３０マイクロアンペア以下である
と、画像領域のトーン領域とアントーン（untoned ）領
域との間における電荷の不均等性の問題が生じる場合が
あるということが実験により確かめられている。それ故
に、所与のアプリケーションや所与の転写前露光ランプ
毎に実験によって適正な帯電電流を求めることが必要な
場合もある。

【００３１】図１に示すように、転写前消去ランプと帯
電装置４０互いに対向させて配置することは、他の消去
／帯電の組み合わせを用いた転写前部と比較して、フォ
トレセプタ周りの貴重なスペースが節約されるという点
で有利である。

【００３２】転写前部３５を通過した後、画像領域はロ
ーラ１４を通過して矢印１２の向きに進み続ける。次
に、シートフィーダ（図示省略）を用いて画像領域の上
方に基材４１がセットされる。画像領域と基材は、移動
し続け転写コロトロン（corotron）４２を通過する。こ
のコロトロンは基材４１の裏側に正イオンを印加する。
それらのイオンは負に帯電したトナー粒子を基材へ引き
付ける。

【００３３】基材は、移動し続けるにつれて、デタック
（detack）コロトロン４３を通過する。このコロトロン
は、基材上の電荷の一部を中和して、フォトレセプタ１
０からの基材の分離を容易にする。基材の前縁がテンシ
ョンローラ１６付近を移動する際、該前縁はフォトレセ
プタから引き離される。そして、基材は定着ローラ４６
と圧力ローラ４８によって基材４１を通過するニップが
形成されている定着部へ向かう。このニップにおける圧
力と熱との組合せによって、合成カラートナー画像は基
材に定着される。定着後、基材はシュート（図示省略）
によってキャッチトレー（図示省略）へ導かれ、オペレ
ータによって取り出される。

【００３４】基材がフォトレセプタベルト１０から分離
された後、画像領域は移動し続け、プリクリーン消去ラ
ンプ５０を通過する。その消去ランプはフォトレセプタ
ベルト上に残ってる大部分の電荷を中和する。プリクリ
ーン消去ランプを通過した後、フォトレセプタ上の残留
トナー及び／またはその他の残留物がクリーニング部５
２において除去される。クリーニング部では、クリーニ
ングブレードが画像領域から残留トナー粒子を掃去す
る。これによって第４のサイクルが完了する。その後、
画像領域は再度帯電前消去ランプに進み、次の４サイク
ルの開始点に移動する。

【００３５】上述の種々の装置機能は、周知の技術を用
いて、上述の動作を制御するための電気指令信号を供給
するコントローラによって全体的に管理、統制される。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、カラー電子写真プリン
タや複写機における転写性能が改善され、プリントや複
写の画質が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を実装した電子写真プリント装置
の構成を概略的に示した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ アール．ビーチナー アメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州 ウェブスター インディペンデンス ド ライブ 864

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成トナー層を含む帯電画像領域を有す
   るフォトレセプタであり、該合成トナー層は反対極性の
   電荷を有するトナー粒子を含む、フォトレセプターと、 該フォトレセプタの第１の側に転写前帯電装置と、該フ
   ォトレセプタの第２の側に該転写前帯電装置に対向して
   配置された転写前消去ランプとを有する転写前部で、該
   転写前帯電装置が該トナー粒子の電荷が同じ極性となる
   ように該合成トナー層にイオンを印加し、同時に該転写
   前消去ランプが該画像領域を照射し該フォトレセプタ上
   の電位を低下させる、転写前部と、を具備したカラーマ
   ーキング装置。
2. 【請求項２】 第１のトナー層を含む画像領域を有する
   移動するフォトレセプタと、 該画像領域と第１のトナー層とを所定の電位より高い電
   位に帯電するための直流帯電装置を有する帯電部で、該
   画像領域と第１のトナー層との電位を該所定電位まで低
   下させるための交流帯電装置をさらに有する帯電部と、 該画像領域を露光して潜像を生成するための露光部と、 該潜像上に第２の帯電トナー層を付着させるための現像
   部と、 該フォトレセプタの第１の側に転写前帯電装置を有し、
   該フォトレセプタの第２の側に該転写前帯電装置に対向
   状に配置された転写前消去ランプを有する転写前部で、
   該転写前帯電装置が、該トナー層の電荷が同じ極性とな
   るように該トナー層にイオンを印加し、同時に該転写前
   消去ランプが該画像領域を照射し該フォトレセプタ上の
   電位を低下させる、転写前部と、を具備したカラーマー
   キング装置。
3. 【請求項３】 誤サイントナー粒子を含む合成トナー画
   像を基材に転写するための調整方法であって、該合成ト
   ナー画像を誤サイントナー粒子を正サイントナー粒子に
   変換するような極性のイオンで帯電し、同時にフォトレ
   セプタを照射して合成トナー画像の下部近傍における電
   荷滞積を減少させるステップを具備した方法。