JPH1172985A

JPH1172985A - カラー印刷装置

Info

Publication number: JPH1172985A
Application number: JP10185823A
Authority: JP
Inventors: Jeffrey J Folkins; ジェイ．フォーキンズジェフリー
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 1999-03-16
Also published as: US5794106A

Abstract

(57)【要約】【課題】 "ブラックインイエロー" 汚染、又はその他
のカラーの相互汚染の減少を助けるのに有用な方法を提
供する。【解決手段】カラーＲＥａＤＩＯＩシステムに
おいて、第１のトナー層の現像後であるが、次のカラー
画像の露光のために行う受光体１０の次の再帯電前に、
帯電前消去ランプ１８が受光体１０を照射し、その受光
体１０の電荷を除去する。

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、特に受光体（例えば、感光体）の帯電及び再帯
電に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真マーキングはよく知られてい
て、原稿（ドキュメント）の複写又は印刷に一般的に用
いられる方法である。電子写真マーキングは、所望の原
稿の光画像表現を、実質的に均一に帯電させた受光体上
に露光させることによって行われる。その光画像に応答
して、受光体は放電し、受光体の表面に所望の原稿の静
電潜像を生成する。次に、トナー粒子をその潜像上に付
着させて、トナー画像を形成する。次に、そのトナー画
像は、受光体から例えば紙のような基体上に転写され
る。次に、転写されたトナー画像は、通常熱及び／又は
圧力を使用して、基体に定着される。次に、受光体の表
面は残留現像材料が取り除かれ、さらなる画像の生成に
備えて再帯電される。

【０００３】上記は、白黒の電子写真印刷装置の原型に
ついて大まかに述べたものである。電子写真マーキング
はまた、合成カラー画像を作るのに使用されるトナーの
各カラーごとに一度、上記のプロセスを繰り返すことに
よって、カラー画像を生成することもできる。例えば、
１つのカラーのプロセスにおいて、ここではＲＥａＤＩ
ＯＩプロセス（再帯電、露光、及び現像、イメージオ
ンイメージ（画像重ね））と呼ぶが、帯電した受光体の
表面は、第１のカラー、即ちブラックを表現する光画像
で露光される。次に、得られた静電潜像は、ブラックト
ナー粒子を用いて現像され、ブラックトナー画像を生成
する。帯電、露光及び現像のプロセスは、第２のカラー
即ちイエロー、次に第３のカラー即ちマゼンタ、そして
最後に第４のカラー即ちシアンと繰り返される。様々な
カラートナー粒子は、重畳して位置合わせされ、所望の
合成カラー画像が得られる。次に、その合成カラー画像
は基体上に転写され定着される。

【０００４】ＲＥａＤＩＯＩプロセスは様々な方法
で実行できる。例えば、単一パスプリンタにおいては、
合成最終画像は、装置を通る受光体の単一パスで生成さ
れる。第２の方法は、４パスプリンタにおいて実施さ
れ、４パスプリンタでは、受光体は装置の各パスの間
に、１つのカラートナー画像のみが生成され、合成カラ
ー画像は第４パスの間に転写され定着される。ＲＥａＤ
ＩＯＩプロセスはまた、５サイクルプリンタでも実
行することができ、受光体は装置の各パスの間に、１つ
のカラートナー画像のみが生成されるが、合成カラー画
像は装置の第５パスの間に転写され定着される。

【０００５】単一パスプリントはとても速いが、４つの
帯電ステーションと４つの露光ステーションが必要なた
め、高価である。４パスプリントは、受光体表面の４回
のパスが必要なため、より遅いが、１つの帯電ステーシ
ョンと１つの露光ステーションしか必要としないため、
かなり安価である。５サイクルプリントは、受光体表面
の５回のパスが必要なため、さらに遅いが、様々なステ
ーションを多様に使用できる（例えば、帯電ステーショ
ンを転写に使用する）という利点がある。さらに、５サ
イクルプリントはまた、フットプリントがより小さいと
いう利点もある。最後に、５サイクルプリントは、機械
負荷が駆動システム上に置かれているときは、カラー画
像は転写、定着及びクリーニングと同じサイクルでは生
成されない、という決定的な利点がある。

【０００６】ＲＥａＤＩＯＩプロセスでは、受光体
をまず初めに最初の露光のために帯電させ、それから次
の露光のために再帯電させる。受光体は、受光体上のど
こかに０から３つのトナー層を有しているので、再帯電
は比較的困難である。再帯電は、１つのＡＣ帯電デバイ
スを使用するか、又は、ＤＣ帯電デバイスとＡＣ帯電デ
バイスの両方を使用する "分割帯電（split charging)"
を使用して、行うことができる。分割帯電では、第１帯
電ステーションが画像領域を過剰帯電し、次の第２帯電
ステーションがその過剰帯電を中和する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＡＣ
（交流）のみの帯電又は分割帯電を使用して再帯電する
ＲＥａＤＩＯＩシステムでは、通常最初に現像され
るブラックトナーが時として受光体からはがれ落ちて、
通常２番目に使用される現像剤であるイエロー現像剤の
中に析出することがある、ということがわかった。これ
は、不都合な "ブラックインイエロー" 汚染を生じさせ
る。システムを最適化して、より細かい現像ライン及び
／又はドットを作るようにする際に、その "ブラックイ
ンイエロー"汚染はより不都合なものとなる、というこ
ともわかった。従って従来技術では、"ブラックインイ
エロー" 汚染の増加を代価としてより細かいラインを得
る、という取引がなされなければならなかった。 "ブラ
ックインイエロー" 汚染は最も不都合なものであるが、
それは主にカラーが通常付着する順序と、使用されてい
るトナーが原因であって、このカラー相互汚染は特定の
カラーに限定されない。

【０００８】従って、 "ブラックインイエロー" 汚染、
又はその他のカラーの組み合わせによる相互汚染を減少
させる方法は、有益であると思われる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、 "ブラックイ
ンイエロー" 汚染、又はその他のカラーの相互汚染の減
少を助けるのに有用な方法を提供する。本発明の原理は
カラーＲＥａＤＩＯＩシステムを提供することで
あり、このシステムでは、第１のトナー層の現像後であ
るが次のカラー画像の露光のために行う受光体の次の再
帯電前に、ランプが受光体を照射し、その受光体の電荷
を除去する。他の目的にも使用される消去デバイス（例
えば、転写前又は帯電前消去デバイス）を使用してこの
ような照射を行う場合に、有益である。都合がよいこと
には、ＤＣ（直流）のみの再帯電がその照射に続いて行
われる。

【００１０】本発明の請求項１の態様は、カラー印刷装
置であって、第１の大きさの電荷を伴った未現像領域
と、第１のトナー層を有する現像領域とを有する受光体
を含み、前記受光体を放電させるように、前記受光体を
照射し、前記未現像領域の電荷を第２の大きさまで低下
させる消去ランプを含み、前記受光体を第１の極性のイ
オンで帯電させ、前記未現像領域の電荷を前記第１の大
きさより低い第３の大きさまで増加させる第１の帯電デ
バイスを含み、前記受光体に潜像を生成するように、前
記受光体を露光する露光ステーションを含み、前記潜像
上に帯電した第２のトナー層を付着させる現像ステーシ
ョンを含み、前記受光体、前記第１のトナー層及び前記
第２のトナー層を、予め決定したレベルまで帯電させる
第２の帯電デバイスを含む。

【００１１】本発明の別の態様は、下記の記載ならびに
図１を参照して、明らかになるであろう。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明の好適
な実施の形態は、ブラックトナーの現像と次のカラー画
像の露光のために行う受光体の再帯電との間に、受光体
の電荷を除去する電子写真印刷装置８である。好適な実
施の形態は、複数の個々のサブシステムを含んでいて、
そのサブシステムは従来技術で知られているが、受光体
部材が４パス又は４サイクルで１つのカラー画像を生成
するように、構成され使用されている。

【００１３】印刷装置８は、矢印１２で示された方向へ
移動するアクティブマトリックス（ＡＭＡＴ；Active M
atrix)受光体ベルト１０を含む。ベルトの移動は、駆動
ローラ１４（図示されていないモータで動く）とテンシ
ョンローラ１５・１６の周りに受光体ベルトを取り付け
ることにより、回転される。

【００１４】受光体ベルトが移動すると、その各部分は
次に述べる各処理ステーションを通過する。便宜上、画
像領域と呼ばれる受光体ベルトの単一セクションが特定
される。画像領域は受光体ベルトの部分であり、そこで
様々なトナー層を受け取り、基体に転写され定着された
後、最終のカラー画像を生成する。受光体ベルトは多数
の画像領域を有し得るが、各画像領域は同じ方法で処理
されるので、１つの画像領域の処理について記述するだ
けで、印刷装置の動作を説明するのに十分である。

【００１５】前述のように、カラー原稿の生成は４サイ
クルで行う。第１のサイクルは "帯電前" 消去ランプ１
８を通過する画像領域で始まり、その "帯電前" 消去ラ
ンプ１８は画像領域を照射して、画像領域に存在し得る
残留電荷を放電させる。このような消去ランプは高品質
のシステムでは一般的であり、最初の電荷の除去に使用
することはよく知られている。

【００１６】受光体ベルトが移動を続けると、画像領域
は、ＤＣスコロトロン２０とＡＣスコロトロン２２から
成る帯電ステーションを通過する。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画像領域を帯電させ
るために、ＤＣスコロトロンは画像領域を実質的に均一
な電位、例えば約−５００Ｖに帯電させる。最初の帯電
の間は、必ずしも必要ではないＡＣスコロトロン２２は
使用されない。しかし、ＤＣスコロトロン２０とＡＣス
コロトロン２２の両方を使用すれば、通常より均一な帯
電をすることができる。ブラックトナーのために受光体
に与えられる実際の電荷は、多くの変化する要因、例え
ばブラックトナーの量やブラック現像ステーション（下
記参照）の設定などに依存することを理解する必要があ
る。

【００１７】帯電ステーションを通過後、画像領域は露
光ステーション２４に到達するまで進む。露光ステーシ
ョンでは、帯電された画像領域は変調レーザビーム２６
で露光され、変調レーザビーム２６は、ブラック画像を
表す静電潜像を作るように、画像領域をラスタ走査す
る。例えば、画像領域の照射されたセクションは、ビー
ム２６によって約−５０Ｖにまで放電され得る。従って
露光後、画像領域は、約−５００Ｖの比較的高い電圧領
域と約−５０Ｖの比較的低い電圧領域とから成る電圧プ
ロファイルを有する。

【００１８】露光ステーション２４を通過後、露光され
た画像領域は、負に帯電したブラックトナー粒子を画像
領域上に付着させるブラック現像ステーション２８を通
過する。帯電したブラックトナーは画像領域の照射され
た領域に付着し、それによって画像領域の照射された部
分の電圧は約−２００Ｖになる。画像領域の照射されな
かった部分は−５００Ｖのままである。

【００１９】ブラック現像ステーション２８は磁気ブラ
シ現像剤であってもよいが、スカベンジレス現像剤の方
が多少良いかもしれない。スカベンジレス現像の１つの
利点は、前に付着したトナー層を妨げないことである。
第１のサイクルの間は、画像領域には前に現像されたト
ナー層がないので、現像剤が他のサイクルの間に物理的
にカムで離れている限りは、スカベンジレス現像の使用
は全く必要としない。しかし、他の現像ステーション
（下記）ではスカベンジレス現像を使用するので、各現
像ステーションでスカベンジレス現像を使用した方が良
いかもしれない。

【００２０】ブラック現像ステーションを通過後、画像
領域は、多くの他のステーション（この目的については
次に述べる）を通り過ぎて進み、帯電前消去ランプ１８
に戻る。次に第２のサイクルが始まる。

【００２１】前述のように、第２のサイクルにおいて、
ＡＣ再帯電か分割再帯電のいずれかを使用して画像領域
を再帯電させたとすると、ブラックトナー粒子が時とし
て受光体からはがれ落ちてイエロー現像剤の中に入るこ
とがあり、それによって "ブラックインイエロー" 汚染
が生じる。この汚染の１つの原因は、多くの変化する要
因に依存するが、イエロー画像を作る際に（ブラックト
ナー粒子と共に）受光体上に与えられる電荷は通常、ブ
ラック画像のために受光体に与えられる電荷よりも小さ
いということである。ＡＣ再帯電か分割再帯電のいずれ
かを使用すると、結果的に受光体上の電荷レベルは適切
なレベルになるが、ＡＣ再帯電器からの陽イオンによ
り、個々のトナー粒子は低い電荷レベルになり得るし、
又は電荷が逆の極性になることさえあり得る。ブラック
トナー粒子は、電荷レベルと関係する画像の引き付け力
によって、大部分は受光体に付着する。従って、低い電
荷を帯びたブラックトナー粒子は、しっかりとは受光体
に付着せず不安定になりやすく、イエロー現像剤によっ
て受光体からとれて、 "ブラックインイエロー" 汚染が
生じる。ＤＣのみの再帯電は陽イオンを除去し、従って
ブラックトナー電荷を中和しないが、イエロー受光体電
位は通常、画像領域の非露光領域の電位よりも低いの
で、ＤＣのみの再帯電は受光体上の電荷を一様にするこ
とはできない。（負に帯電した非露光領域を中和するに
は、受光体は陽イオンを必要とする。）

【００２２】しかし、再帯電の前に画像領域の非露光領
域の電荷を低下させるように、受光体を露光することに
よって、ＤＣのみの再帯電をうまく行うことができる、
ということがわかった。電子写真印刷装置８では、画像
領域を露光するために、これは帯電前消去ランプ１８を
使用して行われる。従って、画像領域が帯電前消去ラン
プ１８を通り過ぎて進む際に、そのランプが点灯され
る。

【００２３】帯電前消去ランプを通過後、ＤＣスコロト
ロン２０は、イエロー画像の露光及び現像に望ましい電
荷レベルまで画像領域を再帯電する。ここでは、ＡＣス
コロトロン２２は使用されない。

【００２４】次に、ブラックトナー層を有する再帯電さ
れた画像領域は、露光ステーション２４に進む。イエロ
ー画像を表す静電潜像を生成するように、その露光ステ
ーションは画像領域をビーム２６で露光する。画像領域
の電荷の例としては、画像領域の非照射部分は約−４５
０Ｖの電位を有し、それに対して照射領域は約−５０Ｖ
まで放電される。

【００２５】露光ステーション２４を通過後、今露光さ
れた画像領域は、イエロートナーを画像領域上に付着さ
せるイエロー現像ステーション３０を通り過ぎて進む。
画像領域はすでにブラックトナー層を有しているので、
イエロー現像ステーションではスカベンジレス現像剤を
使用するべきである。

【００２６】イエロー現像ステーションを通過後、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消
去ランプを通り過ぎ、帯電ステーションへ進む。第３の
サイクルが始まる。

【００２７】第３及び第４のサイクルの間、帯電ステー
ションは分割再帯電を用いる。次の現像剤におけるカラ
ー汚染の問題は残っているが、分割再帯電の利点の方が
カラー汚染の問題よりも勝っている。分割再帯電は特
に、１つのトナー層をもう１つのトナー層の上に重ねる
ときに有用である。ブラックトナーの上には他のトナー
は重ねない（重ねてもカラーはブラックのままで、トナ
ーの浪費になる）ので、ブラックトナー層の現像とイエ
ロートナー層の現像の間では、分割再帯電の利点はあま
りない。さらに、実際 "ブラックインイエロー" 汚染
は、シアントナー又はマゼンタトナーにおいてよりも、
イエロートナーにおいて、より不都合である。この原因
は、イエロートナーの性質と、シアンのための受光体の
電荷はイエローの電荷よりも大きいことが多く、またマ
ゼンタのための受光体の電荷はシアンの電荷よりも大き
いことが多い、という両方にある。これは、受光体の電
荷を減少させるのに必要なＡＣスコロトロンから陽イオ
ンの量を減少させ、従って、トナーが受光体からはがれ
落ちる傾向になる。

【００２８】分割再帯電では、ＤＣスコロトロン２０
は、次に露光されるときに画像領域とそのトナー層が有
するであろう電位よりも、より負の電位になるように、
画像領域とそのトナー層を過剰帯電させる。例えば、画
像領域は約−７００Ｖの電位まで帯電されてもよい。次
に、ＡＣスコロトロン２２は、画像領域を次の露光に望
ましい電位に再帯電させるように、陽イオンを付加する
ことによって、画像領域の負の電荷を減少させる。ＡＣ
スコロトロンは陽イオンをトナー層に供給するので、若
干のトナー粒子は正の電荷を帯びるか又はその負の電荷
を中和する。

【００２９】ＡＣスコロトロンを最終帯電デバイスとし
て使用する利点は、ＡＣスコロトロンが高い動作勾配
（high operating slope) を有することである。つま
り、画像領域のわずかな電圧変動が、大きな荷電電流を
生ずる結果となる。都合がよいことには、ＡＣスコロト
ロン２２の金属グリッドに印加される電圧は、電圧を制
御するのに使用することができ、その電圧で荷電電流が
画像領域に供給される。ＡＣスコロトロンを使用する欠
点は、他のほとんどのＡＣで作動する帯電デバイスのよ
うに、相当するＤＣで作動する帯電デバイスよりオゾン
をより多く発生させる傾向にあることである。

【００３０】ＡＣスコロトロンを通過後、２つのトナー
層を有する実質的に均一に帯電した画像領域は、もう一
度露光ステーション２４へ進む。露光ステーションで
は、再び画像領域をビーム２６で露光する。このとき露
光ステーションは、画像領域のある部分を放電する光に
よって、マゼンタ画像で表す静電潜像を生成する。

【００３１】次に、画像領域はマゼンタ現像ステーショ
ン３２を通って進む。マゼンタ現像ステーション、好ま
しくはスカベンジレス現像剤は、マゼンタトナーを画像
領域上へ進める。その結果、第３のトナー層が画像領域
上に位置される。

【００３２】次に、３つのトナー層を有する画像領域
は、帯電前消去ランプを通り過ぎて帯電ステーションへ
進む。このパスの間、帯電前消去ランプは点灯されな
い。次に第４のサイクルが始まる。

【００３３】ＤＣスコロトロン２０とＡＣスコロトロン
２２は、（今３つのトナー層を有している）画像領域を
再び分割再帯電させ、受光体上に所望の電荷を生成す
る。次に、３つのトナー層を有する実質的に均一に帯電
した画像領域は、もう一度露光ステーション２４へ進
む。露光ステーションでは再び画像領域を露光し、この
とき露光ステーションは、画像領域のある部分を放電す
る光によって、シアン画像を表す静電潜像を生成する。
露光ステーションを通過後、画像領域はシアン現像ステ
ーション３４を通過する。シアン現像ステーションは
（スカベンジレス現像剤も同様に）、シアントナーを画
像領域上へ進める。

【００３４】シアン現像ステーションを通過後、画像領
域は４つのトナー層を有し、その４つのトナー層は合わ
せた合成カラートナー画像からできている。その合成カ
ラートナー画像は、大きく変動する帯電電位を有する個
々のトナー粒子から成る。実際は、それらの粒子の若干
のものは正の電荷を帯びる。このような合成トナー画像
を基体上に転写すると、結果的に質の低い最終画像とな
る。従って転写のために、合成カラートナー画像を用意
すると有益である。

【００３５】転写に備えて、転写前消去ランプ３９は画
像領域を放電させ、受光体上に比較的低い電荷レベルを
生成する。次に、画像領域はスコロトロン４０を通過
し、スコロトロン４０は、十分な陰イオンを画像領域に
供給することにより転写前帯電機能を果たし、前に正に
帯電したトナー粒子はほとんど全て逆の極性になる。

【００３６】画像領域は、駆動ローラ１４を通り過ぎて
方向１２へ進行を続ける。次に、基体４１は、シートフ
ィーダ（給紙装置）（図示せず）を使用して、画像領域
の上に配置される。画像領域と基体が移動を続けると、
それらは転写コロトロン４２を通過する。そのコロトロ
ンは、陽イオンを基体４１の裏側に付与する。その陽イ
オンは、負に帯電したトナー粒子を基体上に引き付け
る。

【００３７】基体が移動を続けると、分離(detack)コロ
トロン４３を通過する。そのコロトロンは、基体の若干
の電荷を中和し、受光体１０からの基体の分離を助け
る。基体の縁がテンションローラ１６の周りを移動する
と、その縁は受光体から離れる。次に、基体はフューザ
の中へ向かい、フューザでは加熱されたフューザローラ
４６と加圧ローラ４８とが、基体４１が通過するニップ
を形成する。ニップでの圧力と熱の組み合わせが、合成
カラートナー画像を基体に定着させる。定着後、シュー
ト（図示せず）は基体をキャッチトレイ（同様に図示せ
ず）に案内し、基体はオペレータによって取り除かれ
る。

【００３８】基体が受光体ベルト１０から分離された
後、画像領域は移動を続け、クリーニング前消去ランプ
５０を通過する。そのランプは、受光体ベルトに残って
いる電荷のほとんどを中和する。クリーニング前消去ラ
ンプを通過後、受光体上の残留トナー及び／又は残留物
は、クリーニングステーション５４で取り除かれる。ク
リーニングステーションでは、クリーニングブラシが残
留トナー粒子を画像領域から拭き取る。これが、第４の
サイクルの終了を示す。次に画像領域は、もう一度帯電
前消去ランプを通過し、さらに次の４サイクルが始ま
る。

【００３９】よく知られている技術を使用しているが、
上記に記載した様々な装置の機能は、一般的にコントロ
ーラにより管理及び調整され、コントローラは上記に記
載した動作を制御するための電気的コマンド信号を与え
る。

【００４０】理解されるように、図面及び上記の記載は
本発明を説明したものであるが、それらは単なる例示に
すぎない。例えば、帯電前消去ランプ１８を使用する代
わりに、クリーニング前消去ランプを使用して、ブラッ
クトナーの現像とイエロー潜像の露光に備えての再帯電
との間に、受光体を放電させることもできる。さらに、
帯電前消去機能が行われない場合には、ＤＣのみの再帯
電に備えて、ただクリーニング前消去ランプのみに頼る
ことによって、帯電前消去ランプを完全に除去すること
ができる。当業者は、本発明の原理の範囲内で、ここに
説明した実施の形態を、多数修正及び適用することを認
めるであろう。従って本発明は、ここに記載した特許請
求の範囲にのみ限定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を組み込んだ電子写真印刷装置を
模式的に示す。

【符号の説明】

８印刷装置１０受光体ベルト１８帯電前消去ランプ２０ＤＣスコロトロン２２ＡＣスコロトロン２４露光ステーション２８、３０、３２、３４現像ステーション３９転写前消去ランプ４０スコロトロン５０クリーニング前消去ランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー印刷装置であって、第１の大きさの電荷を有する未現像領域と、第１のトナ
ー層を有する現像領域とを有する受光体を含み、前記受光体を放電させるように、前記受光体を照射し、
前記未現像領域上の電荷を第２の大きさまで低下させる
消去ランプを含み、前記受光体を第１の極性のイオンで帯電させ、前記未現
像領域上の電荷を前記第１の大きさより低い第３の大き
さまで増加させる第１の帯電デバイスを含み、前記受光体上に潜像を生成するように、前記受光体を露
光する露光ステーションを含み、前記潜像上に帯電した第２のトナー層を付着させる現像
ステーションを含み、前記受光体、前記第１のトナー層及び前記第２のトナー
層を、予め決定したレベルまで帯電させる第２の帯電デ
バイスを含む、カラー印刷装置。