JPS5940652A - ２色電子写真方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 感光体を用い、レーザビーム等によって画像のかきこみ
をおこなう２色電子写真方法に関するものである。

近年、電子写真技術とレーザ技術を組合わせたレーザプ
リンターが実用化されている。レーザプリンターは、帯
電′された感光ドラムにレーザビームで画像をかきこみ
潜像を形成して、次にこれをトナーで現像して転写紙上
に転写し、ハードコピーを得るものである。ノンインパ
クトプリンターであるため、騒音が少なく、高速化が容
易であり、他のノンインパクトプリンターと比較しても
、印字品質が高く、普通紙が使えるという長所がある。

レーザプリンターの用途は、帳票作成、文書作成等広範
囲にわたっているが、これらの用途では、２色プリント
ができれば非常に便利である。たとえば、帳票上の数字
や、文書の中で、特に重要な部分を赤でプリントすれば
、見落としも少なくなり見やすいプリントができる。ま
た、一般に、帳票や文書作成に必要とされる色の数は、
３色で部分てあり、３色以上、あるいはフルカラーを必
衰とする場合は極めて少ない。

このため、２色のハードコピーを得る２色電子写真方法
がいくつか提案されているが、これらの多くは特殊な感
光体を必要としたり、複雑な潜像形成プロセスを必要と
するため、実用化が困難であり、装置化したとしても、
工程が複雑で信頼性の低いものになってしまうおそれが
あった。

本発明は、上述の事情に鑑み、従来の感光体を用いて、
２色プリントの可能な電子写真方法を提供することを目
的としている。すなわち、３層構成の感光ドラムを用い
て画像形成をおこなう電子写真装置の電子写真方法にお
いて、３次帯電同時露光時光入射位置の異なる２本のレ
ーザ等の細径光ビームで画像のかきこみをおこない、電
位の異なる３つの潜像レベル全形成し、電位が最も高い
レベルと最も低いレベルに、それぞれ色の異なるトナー
を付着させることによって３色のハードコピーを得る２
色電子写真方法を提供することにある。

以下、本発明の実施例２図面に従って詳細に説明する。

第１図は本発明に係わる３色電子写真方法を説明するた
めの３色電子写真装置の概略正面図である。／は感光体
の７例としての感光ドラムで、金属等の導電性基体上Ｉ
ｃｃｄｓ（Ｎ型半導体）感光体等の光導電層を有し、更
にこの上に絶縁層を有する３層構造となってお９、図中
矢印方向に回転可能に軸支されている。この感光ドラム
／の周辺に、これの回転方向に従って、７次帯電器（光
導電層がＮ型半導体の場合は正、Ｐ型の場合は負のＤＣ
コロナ放電器）２．２次帯電器（７次帯電器とは逆極性
のＤＣ１又ｔａＡｃ：ｙｏすｋＮｎ）３、全面露光ラン
プと、Ａ色に着色されたトナーを用いるＡ色現像器／３
、Ｂ色に着色されたトナーを用いるＢ色現像器／グ、現
像して形成されたトナー像のＡ色、８色トナーの極性を
同一極性そろえるための帯電器／ｊ、タイミングローラ
ソ、トナー像を転写材７．２に転写するための転写帯電
器／乙（帯電器／ｊとは逆極性の帯電器）、クリーニン
グ器／７が配設されている。なお、ここでＡ色現像器／
３に用いるトナーの極性とＢ色現像器／グに用いるトナ
ーの極性とは互に逆極性で、たとえばここではＡ色現像
器／３に用いるトナーの極性全マイナスとし、８色現像
器／４ｔに用いるトナーの極性全プラスとする。７は半
導体レーザで、Ｂ色によって記録されるべき画像信号に
よって変調されたレーザビームを発振し、これからのレ
ーザビームＬｂは回転多面鏡等からなるビーム走査装置
Ｓｆ介して２次帯電器３の有効帯電領域内の位置で感光
ドラム／を走査露光する。この時、半導体レーザ７から
のレーザビームの２次帯電器３の有効帯電領域内での入
射位置は、後に全面露光源とで全面露光した時の感光ド
ラム／の表面電位のコントラスト（全く露光されなかっ
た部分おビームＬｂで露光された部分との間の）が最大
となる位置であるこ♂が好ましい。乙は同じく半導体レ
ーザで、Ａ色によって記録されるべき画像信号によって
変調されたレーザビームを発振し、これがらのレーーｖ
’ビームＬａ１ｊ回転多面鏡等からなるビーム走査装置
Ｓと光路変更用のミラー／とを介して、２次帯電器３の
有効帯電領域内に於いて、し〜ザビームＬｂの感光ドラ
ム／への入射位置から数喘〜／θｍｍＭれた前方の位置
に入射し感光体全走査露光している。また、半導体レー
ザ７は画像にしたい部分（トナーを付着させたい部分）
では通電状態となり画像にしたくない部分（トナーを付
着させない部分）では非通電状態となって感光ドラム／
をネガ露光し、牛導体し−／乙は画像にしたい部分では
非通電状態とな９画像にしたぐ々い部分では通電状態と
なって感光ドラム／をポジ露光するものとする。

７．２はカセットに収納された転写材で、ピックアップ
ローラ／／によって転写材／、２がカセットラム／に供
給される。なお、本図では前除電露光装置及び転写材／
、２にトナー像が転写された後、転写材７．２を感光ド
ラム／がら分離する分ＩＩＩ手段及びこの転写材７．２
を搬送する搬送ベルト、搬送ベルトで搬送されてきた転
写材の転写像を定着する定着器は簡単のため省略しであ
る。

第２図は、全面露光源とによって全面露光された際の感
光ドラム／の、レーザビームによる露光部と非露光部と
の表面電位差による電位コントラストと、２次帯電器の
有効帯電領域内でのビーム露光位置との関係をグラフで
示してしる。ここで、第１図の半導体レーザ７のレーザ
ビームＬｂは電位コントラストが最大となる像露光位置
、すなわち第」図における０の位置に入射させ、この位
置からドラム回転方向について」三原側の位置、即ち一
数朋〜−１０祁ずれた適当な像露光位置に第１図の半導
体レーザ乙のレーザビームＬａを入射させるのが好まし
い。本発明は、このようにレーザビームのρ成帯電器３
の有効帯電領域内での感光ドラム／への露光位置が変化
すると、感光ドラム／の像露光前帯電状態と像露光後帯
型状態のバランスが変化するため電位コントラストも像
露光位置によって変化する３次帯電同時露光の特殊な性
質を利用したものである。更に、具体的に説明すれば、
第１露光位置の時の最大電位コントラストをａＶとし、
第１露光位置からドラム経路に沿った方向にずれた第２
露光位置で像露光した時の電位コントラストをｂｙとす
る。第７露光位置の時の露光部と非露光部の感光ドラム
／の表面電位を夫々Ｖ′Ｌとｖ′Ｄとし、第ρ露光位置
の時の露光部の感光ドラム／の表面電位を夫々Ｖ’　Ｌ
Ｄとｖ′Ｄとすれば ａ：＝ｖ’ＤＶ′Ｌ＋　ｂ＝：ｖ’ｎ　　Ｖ′ＬＤ　ｌ
　ａ＞　ｂがら−（ａ−ｂ）−■′Ｌ−ｖ′ＬＤ〈０．
ｂ−ｖ′Ｄ−Ｖ′■、Ｄ〉０♂なり、現像バイアスをＶ
’ＬＤ又はこれに略等しくとれば、第１露光位置でレー
ザビームで感光ドラム／を露光した部位の表面電位は、
上記現像バイアスを基準としてマイナスの電位となり、
感光ドラム／の非露光部の表面電位はプラスの電位とな
り、これら表面電位が逆極性となることを利用して３色
複写を可能にした。

第３図は、第１図の３色電子写真装置の各工程における
感光ドラム／の夫々の帯電状態を示した模式図である。

／ａは導電性基体、／ｂは光導電層で、ここではたとえ
ばｎ型Ｃｄ　Ｓを用いている。

／Ｃは絶縁層で、士、−はプラス及びマイナスの電荷が
帯電している状態を示している。この感光ドラム／は３
つの領域にわけられており、領域りは感光ドラム／が第
１図の半導体レーザ７によって露光される領域を示し、
領域ＬＤは感光ドラム／が第１図の半導体レーザ乙によ
って露光される領域を示し、領域りは感光ドラム／が露
光されない領域を示している。

第７図は、第３図の感光ドラム／の夫々の各帯電状態の
時の表面電位の変化を示している。ここで、ＶＬは第３
図の感光ドラム／の領域りの表面電位を示し、ＶＬＤは
同じく領域ＬＤの表面電位を、ＶＤは同じく領域りの表
面電位を夫々示している。

また、図中（ａ）〜（ｅ）は第３図の（ａ）〜（ｅ）に
示されている感光ドラム／の帯電状態に夫々対応してい
る。

次に、第１図〜第グ図を参照して本発明に係わる３色電
子写真方法の工程を説明をする。感光ドラム／は、図中
矢印方向に回転し、これと同時に不図示の前除電露光装
置によってマイナスコロナで除電すると同時に前露光を
行なって感光ドラム／の表面上の残留電荷を消去すると
共に光導電層／ｂ内部の抵抗をさげ、次の７次帯電で導
電性基体／ａからのマ・［ナスの電荷注入作用をスムー
ズに行なう。次に、７次帯電器−２によりプラスコロナ
放電を行ない感光ドラム／の表面を均一にプラスに％を
電させ、／次電位を確保する。この感光ドラム／への帯
電状態は第３図（ａ）に示されている如く、絶縁層／Ｃ
の表面上にプラス電荷が均一に帯電され、絶縁層／Ｃと
光導電層／ｂとの境界に導電性基体／ａから注入された
マイナス電荷がプラス電荷に対応しである。感光ドラム
／は７次帯電をうけた後、２次帯電器３によってマイナ
スコロナ放電をうけ、これと共に半導体レーザ乙からの
レーザビームＬａによりビーム走査装置ｑとミラー／と
ヲ介して帯電同時露光をうける。さらに、感光ドラム／
は半導体レーザ７からのレーザビームＬｂによりビーム
走査装置ｊを介して帯電同時露光をうける。これらレー
ザビームの像露光を感光ドラム／はうけた後、更に２次
帯電器３によりマイナスコロナ放電をうける。この時の
半導体レーザに、７は夫々画像信号に応じて変調されて
おり、前述せるように半導体レーザ乙は感光ドラム／を
ポジ露光し、半導体レーザ７は感光ドラム／をネガ露光
する。また、ビーム走査装置グ、ｊはレーザビームを感
光ドラム／の母線方向、即ち感光ドラム／の回転軸と平
行な方向に走査させる。

この２次帯電同時露光の時の感光ドラム／の帯電状態は
第３図（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）に示されている
。第３図（ｂ）は半導体レーザ乙、７により像露光され
る直前の感光ドラム／の帯電状態を示している。従って
この図では領域り、ＬＤＴｈ並べて描いであるが、時間
的には領域りの方がＬＤよりも後である。領域りでは、
２次帯電開始から、レーザビーム入射までの時間が十分
あり２次帯電器３により十分マイナスコロナ放電されて
絶縁層／Ｃ上のプラス電荷の殆んどは中和されて消去さ
れてる。しかし、絶縁層／Ｃ上に残りのプラス電荷が残
留帯電している。また、絶縁層／Ｃと光導電層／ｂとの
境界にあるマイナス電荷は光導電層／ｂＫまだ光が照射
されてなく光導電層／ｂが絶縁状態にあるのでそのまま
保持されている。このマイナス電荷ト絶縁層／Ｃ上のプ
ラス電荷とが電気的につりあっている以外のマイナス電
荷の電荷針に対応して導電性基体／ａからプラス電荷が
誘起され、このプラス電荷は導電性基体／ａと光導電層
／ｂとの境界に保持される。領域ＬＤについても２次帯
電器３によりマイナスコロナ放電されて絶縁層／Ｃ上の
プラス電荷の一部分は中和されて消去されるが、３次帯
電開始からレーザビーム入射までの時間が領域りのとき
よりも短いためその中和量は領域りに比べて少ない。従
って領域ＬＤでは絶縁層／Ｃ上に領域りよりは多いプラ
ス電荷が残留帯電し、光導電層／ｂと絶縁層／Ｃとの境
界にマイナス電荷が保持され、導電性基体／ａと光導電
層／ｂとの境界にプラス電荷が保持されている。領域Ｄ
Ｋついては後述する〇 第３図（ｃ）は帯電同時露光をうけた時の感光ドラム／
の帯電状態を示している。この図でも領域り。

ＬＤを並べて描いであるが、時間的には領域ＬＤの露光
の方が領域りの露光よりも先である。ここで、領域ＬＤ
、Ｌは夫々第１図の半導体レーザ乙。

７により露光されると同時に２次帯電器３のマイナスコ
ロナ放電をうける。この時、絶縁層／Ｃと光導電層／ｂ
との境界にあるマイナス電荷の内、絶縁層／Ｃ上に帯電
しているプラス電荷と電気的つりあい金とっているマイ
ナス電荷以外の余分なマイナス電荷は半導体レーザ乙、
７によるレーザビームの露光によって光導電層／ｂが低
抵抗化した時に導電性基体／ａと光導電層／ｂとの境界
にあるプラス電荷に引きよせられて中和して消去してし
まう。領域りについては後述する。

第３図（ｄ）は露光後、３次帯電器３により更にマイナ
スコロナ放電をうけた後の感光ドラム／の帯電状態を示
している。領域りは、２次帯電器３により更にマイナス
コロナ放電をうけて、プラス電荷が全て消去された絶縁
層ｌＣ上にマイナス電荷が帯電する。領域ＬＤも更に２
次帯電器３ＶＣよりマイナスコロナ放電音うけて絶縁層
／Ｃ上に帯電していたプラス電荷がほとんど中和されて
消去される。絶縁層ｌＣ上にわずかにプラス電荷が帯電
し、この電荷とつりおいをとっている絶縁層／Ｃと光導
電層／ｂとの境界にあるマイナス電荷以外のマイナス電
荷の量に対応して光導電層／ｂと導電性基体／ａとの境
界に導電性基体／ａからプラス電荷が誘起される。領域
ＤＨ第３図（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）に示されて
いる如く、２次帯電器３によりマイナスコロナ放電をう
けて感光ドラム／上に７次帯電により絶縁層／Ｃ上に帯
電していたプラス電荷は時間を追って次々と中和されて
消去される。しかし、２次帯電器３による除電が終った
後でも、絶縁層／Ｃ上に相当量のプラス電荷は残留帯電
している。一方、絶縁層／Ｃと光導電層／ｂとの境界に
あるマイナス電荷は露光されないのでそのまま保持され
ている。絶縁層ｌＣ上に帯電しているプラス電荷に対応
してつりあいをとっているマイナス電荷以外のマイナス
電荷の量に対応して導電性基体／ａからプラス電荷が誘
起されて導電性基体／ａと光導電層／ｂとの境界に存在
する。

従って、２次帯電を終えた後の感光ドラム／の表面の帯
電状態は第３図（ｄ）のようになる。

次に、感光ドラム／は全面露光源とによって全面露光さ
れて、感光ドラム／に静電潜像が形成される。この時の
感光ドラム／の帯電状態Ｖｉ第３図（ｅ）に示されてい
る。領域りは全面露光されて光導電層／ｂが低抵抗化し
ても絶縁層／Ｃ上のマイナス電荷はそのまま変化なく帯
電している。領域ＬＤ及びＤの絶縁層／Ｃ上に帯電して
いるプラス電荷と電気的つりあいをとっている絶縁層／
Ｃと光導電層／ｂとの境界にあるマイナス電荷以外の余
分なマイナス電荷は、全面露光されて光導電層／ｂが低
抵抗化すると同時に導電性基体／ａと光導電層／ｂとの
境界にあるプラス電荷に引きよせられて中和し消去する
。従って、全面露光を終えた後、領域ＬＫＩｄマイナス
の電荷が絶縁層／Ｃ表面上に帯電して第９図の如くマイ
ナスの表面電位となり、領域ＬＤＫは絶縁層／Ｃ表面上
にほとんど帯電していなくて電位は０に近く、また、領
域りの絶縁層／Ｃ上にプラス電荷が残留帯電し、これに
つりあって絶縁層／Ｃお光導電層／ｂとの境界にマイナ
ス電荷か保持されているが、絶縁層／Ｃ上のプラス電荷
の電位の影響が強くプラスの表面電位♂なる。

全面露光後、感光ドラム／に形成された静電潜像ＦｉＡ
色現像器／３によってマイナスに帯電したＡ色のトナー
を用いて現像されて感光ドラム／の領域りの部分がＡ色
にトナー像として顕像化され、更ＫＢ色現像器／りによ
ってプラスに帯電したＢ色のトナーを用いて現像されて
感光ドラム／の領域りの部分がＢ色にトナー像として顕
像化される。

現像器／３．／グの現像バイアスは領域ＬＤの表面電位
とほとんど同じ０とするので領域ＬＤにはトナーは晴着
しない。この現像された感光ドラム／の状態は第３図（
ｆ）、（ｇ）に示されている。更に、これらＡ色及び８
色現像器／３．／ｌによって現像されて形成された感光
ドラム／のトナー像のトナーは帯電器／ｊによって同一
極性にされる。さらに、カセットがらピックアップロー
ラ／／により送り出され、ローラ１０及びタイミングロ
ーラ９を経て感光ドラム／に送り込まれた転写材／２に
転写帯電器／乙により感光ドラム／上のＡ色及びＢ色の
トナー像が転写される。この転写像を有する転写材７．
２には不図示の分離手段により感光ドラム／から分離さ
れ、不図示の搬送ベルトで搬送されて後不図示の定着器
により定着されて転写材７．２にＡ色及びＢ色の１色の
プリント画像が形成される。一方、転写の工程をおえた
感光ドラム／はクリーニング器／７によってクリーニン
グされて次の動作に移る。これらの動作によって２色プ
リントが可能となる。

第９図は、領域り、ＬＤ、Ｄの表面電位をあられしてい
るが、７次帯電によってＶＬＩ　ＶＬＤＩ　ＶＤはプラ
ス側に上昇する。２次帯電同時露光が終るとｖ’Ｌ＋　
ＶＬＤＩ　ＶＤはマイナス側に下降する。この一番マイ
ナス・側の表面電位になった感光ドラム／の帯電状態は
第３図（ｄ）に示されている。ここで、領域ＬＤ、Ｄは
絶縁層／Ｃ上に帯電しているプラス電荷よシ絶縁層／Ｃ
と光導電層／ｂの境界に保持されているマイナス電荷の
電荷量がはるかに大きく、この影響が表面電位に出てい
るため表面電位はマイナスとなる。更に全面露光後はＶ
　ｔ、はマイナス側で変化せず、ＶＬＤ　は０〔ｖ〕附
近にあり、ＶＤはプラス側に反転する。このことは前述
したとおりであり、好まｌ、　＜　ｔｒｉ　ＶＬＤ＝Ｃ
ＶＬ＋Ｖｎ　）／、、？となるのが良く、現像バイアス
はＶＬ、Ｄ又はＶＬＤに略等しく設定するのが望ましい
。

以上の実施例において、像露光光源として牛導体レーザ
を用いた装置をあげて説明してきたが、本発明はこれに
限定されるものではなく、像露光光源がガスレーザや発
光ダイオードであってもよいし、インコヒーレントな光
を光ファイバー等で感光ドラム上に導くものであっても
よい。また、２次帯電器として交流による除電器を用い
てもよい。

以上述べたように、本発明の２色電子写真方法の工程に
よシ、通常の電子写真装置に用いている３層構造の感光
ドラムを用いた電子写真複写装置の電子写真方法におい
て、２次帯電同時露光時、光入射位置の異なる２本の光
信号によって感光ドラムンζ画像のかきこみを行なうと
いう簡単な工程で２色のプリント画像をうるもので、感
光ドラムのような感光体の構成も従来どおりでよく、電
子写真装置も従来から用いている装置において、光信号
入射位置のみを改良（〜たもので良いから、簡単で、信
頼性の高い３色電子写真方法が得られる効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる２色電子写真方法を説明するた
めのρ色電子写真装置の概略正面図、第β図は２次帯電
同時露光時の像露光位置と電位コントラストの関係を示
した説明図、第３図！ｒｉ、２色電子写真方法の各工程
時における感光ドラム上の帯電状態を示した模式図、第
７図は同じく感光ドラム上の表面電位の変化を示した説
明図である。 ／：感光ドラム　　　、２：／広帯電器３：、、２次帯
電器　　グ９．５：ビーム走査装置乙、７：半導体レー
ザ　　ざ：全面露光源２：タイミングローラ　７．２：
転写材／３二八色現像器　　　／ダニ゛Ｂ色現像器／ｊ
：帯電器　　　　　／乙：転写帯電器／　ａ　ａ導電性
基体　　　／ｂ二光導電層／ｃ：絶縁層 Ｌ：　（半導体レーザ７のレーザビームによって露光す
れる）領域 ＬＤ：（半導体レーザ乙のレーザビームによって露光さ
れる）領域 Ｄ：（非露光の）領域 特許出願人　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性基体上に、光導電層と絶縁層とをこの順序に積層
   した感光体を、所定の極性に７次帯電し、次いで交流も
   しくは、上記７次帯電と逆極性で２次帯電をおこない、
   上記２次帯電の有効帯電領域内の第１の位置で、第１の
   色で画像化する部分のみに光を照射するネガ露光をおこ
   ない、さらに上記有効帯電領域内で上記第１の位置から
   偏位した第２の位置で、第２の色で画像化しない部分の
   みに光を照射するポジ露光をおこない、次いで全面露光
   をおこなって、第１の色で画像化する像に対応する静電
   潜像と第２の色で画像化する像に対応する静電潜像を形
   成し、次いでこれらの静電潜像を、それぞれ互いに逆極
   性に帯電された、第１の色のトナーと第２の色のトナー
   により可視化することを特徴とする２色電子写真方法。