JPS6015653A - 電子写真法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、像露光、および現像を繰返して感光体等の像
担持体上にたとえばカラー画像を形成する電子写真法の
改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

電子写真を用いたカラー記録技術の歴史は古く様々な方
式が提案開示されている。これらのうち最近特に注目さ
れている技術に電子写真感光体への書き込み記録方法と
してレーデビーム、ＩＪＤアレイ、などの発光素子を用
いたもの、あるいは、液晶、やノア２−デー効果を用い
た光スチツチング素子などを用いてデジタル化した光情
報の書き込みを行なう光学系を用いたものがある。とれ
らの技術がカラー記鎌忙有力であると考えられる根拠は
第１に従来から、カラー電子写真の大きな技術的離間の
ひとつとされている原稿の色分解による各色情報の光強
度と、感光体の分光感度との不一致によって生ずるプロ
セススピードの制約がなくなる。第２に電気的処理を介
するために様々なＳ／１’Ｊの改善が可能である。第３
に画像情報の編集をはじめとする電気的画像処理ができ
る等、コンピューターとの連結による多くの応用処理が
考えられるからである。これらのデジタル化された画像
情報の感光体への書き込み方式を用いる電子写真装置で
は一般的露光ビームの照射された部分を顕像化するため
に反転現像を行なっている。これは、デノタル処理回路
と走査光学系の精度上の負担を軽減することができるた
めである。カラー電子写真の基本的な方式は帯電−像露
光−現像を必要色の数だけくシかえず事によシ行なわれ
るが、これは円筒状に形成した感光体の回シに１回転で
全ての繰返しが行なわれるように帯電−像露光−現像の
ための各装置を必要色の数だけ配置するものと、現像装
置だけを必要色の数だけ配置し、帯電と像露光装置は、
感光体のくりかえし回転によって兼用されるものに大別
される。前者は装置的に大きくなるが、記録時間が短か
く実用的見地から期待の大きい方式である。

以上述べてきた多色記録装置の最も新しいかつ好ましい
基本概念としては、第１図のようにまとめられる。以下
この装置について第２図をも含めて説明する。原稿台１
におかれた原稿は公知の露光光学系２およびゃはシ公知
の三色色分解フィルター３により固体撮像素子あるいは
イメージスキャナー等の呼称で知られるｃｃＤアレイあ
るいは、シリコン等の感光材料で７レイ化された光電変
換型の画像読み取り素子４にょ）三色が電気信号化され
て記憶および情報処理部５および出力回路６を介して予
じめ帯電チャーシャ７によシ所電の電位Ｖｌに荷電され
た像担持体としての電子写真用感光体８にレーデ−光２
発光ダイオードアレー（ＬＥＤ）あるいハ、液晶光シャ
ッターアレー等を用いてなる光像走査装置９，１０，１
１から走査露光が行なわれる。

この走査露光は、色分解フィルター３によって分解され
た出力によって、例えば本例のように三色であれば、赤
、青、黄の出方をそれぞれ９ａ、１０ａおよび１１＆と
して露光し、それぞれの露光毎に同色の電子写真用現像
器１２゜１３および１４にＨ先部の電位Ｖ旧よシ高い現
像バイアスＶｎを印加して反転現像することにょシ、三
色よシなるカラー複写像の形成が行なゎれ、感光体８上
に形成された像は、給紙装置１５から給紙された記録紙
Ｐに転写用コロナ１６および剥離装置１７によって転写
剥離され、定着器１８によシ加熱定着されて機外の排紙
トレイ１９上に排紙されて複写が完了される。−力感光
体８上に残留した現像剤は消去ランプ２０によシ感光体
を除電した後にクリーナ２１によシ清掃されて次のサイ
クルに備えられる。

一方複写を行なわずに外部の出力機器であるコンピュー
ターやワードプロセッサの出力を本装置の入力部２２に
接続できるようになっておシ、信号に応じた色を出力で
きる多色プリンターとしても用いられるものである。

〔背景技術の問題点〕

本発明者はμ上説明した装置によシ種々の検討を行なっ
た結果以下の問題点が残存していることを見い出した。

まず、帯電チャーシャ７によシ荷電された感光体８は３
番目の現像器１４を通過するまで電荷を保持していなけ
ればならないが、実際的にこのような長時間にわたり電
荷を一定に保つ事のできる感光体８は少なく、あっても
純粋無定形セレンなど感度的に低いか、あるいは、分光
感度的制約などの理由から使用に適さないものが多く、
感度的に適するものはこの電荷の減衰のために画像変動
の問題が大きくなるという問題が生じた。この対策とし
て、各色の露光に先だって再帯電用チャージャ２３−ａ
、２３−ｂを現像器１３．１４の前段に設けて感光体８
上の電荷の減衰ΔＶを補償する事が考えられており、こ
れによシ現像に必要な電位の安定条件は満足された。と
ころがこの場合、感光体８上の電位分布Ｘは第２図のよ
うに第１回目に露光９ａを受けて現像された部分Ｅ部の
電位ＶＲＩおよび非露光部の電位ｖ１は、再帯電を受け
た後にはそれぞれＶｎ２およびｖ２になるが、三色間以
後の反転現像によシＥ部に現像剤が付着しないようにす
るためには、現像のための静電コントラス）　（Ｖｎ　
−Ｖａｔ）が、現像剤の現像感度よシ小さくならなけれ
ばならず、結果的には感光体８の初期帯電電位ｖｌを一
定に保つだけでは一度露光を受けた部分の電位は元には
戻らないため、現像器１３と１４にょシ再現像されてし
まい、不要な色の重なシが発生し、指定色が得られない
という混色問題力；新たに発生した。このことは、結局
従来技術の代表的な基本プロセスである感光体８上の電
荷を露光にょシ全面消去し、次に再帯電するという方法
によるしか満足な条件が得られないということに帰着し
てしまい、再帯電装置２３−ａ、２３−ｂＫ加えて更に
図示しない潜像消去用光源をもうける必要が生じ、小型
な装置はもはや期待できないととるとなってしまった。

更にこのように帯電装置２３−ａ。

２３−ｂに近接させてしかも再三にゎたシ光照射を行な
う事は、感光体８の疲労対策上好ましくなく、特に高感
度な感光体である本装置に用いたセレン・テルル合金系
感光体や、アモルファスシリコン感光体等では、使用モ
ードによる電位の変動を増幅させる事も判明した。

また、−色目のトナーあるいは二色目のトナーは、再帯
電の際にコロナによる荷電を受けるため、コロナ放電を
受けていない最後に現像された三色目のトナーと大きく
荷電量の差が生じ、転写用コロナ１６によって同一の転
写効率が得られず、色によってはほとんど転写抜けを生
じてしまうという更に大きな問題も未解決なままとなっ
ておシ、技術的に大きな障害メなっている。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情にもとづきなされたもので、その目
的とするところは、装置を大型化することなく各色の干
渉による色の濁シの無い鮮明なカラー画像等の形成が可
能で、しかも転写抜けを防止し得る電子写真法を提供し
ようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、かかる目的を達成するために、像露光、およ
び現像を繰返して像担持体上に画像を形成する電子写真
法において、繰返し段階における像露光に先立って、バ
イアスを印加したグリッドを放電開口部に設けたコロナ
放電装置によって像担持体を帯電するよう圧したもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第３図ないし第８図を参照して説明する
。まず、前記問題点のうち、混色を防止する条件として
は、感光体の各現像位置における帯電電位ｖｐを一定に
保つことと現像位置で被露光部の電位Ｖｌｌｌが現像開
始電位よ）高くなるよう処するという２項目を同時に満
たす事が必要である。この問題について、種々の考察検
討を試みた結果、再帯電チャージャをバイアス印加可能
なグリッド部材を持つコロナ放電装置（スコロトロン・
チャージャ）とすることが有効であることがわかった。

第３図はこのバイアス印加可能なグリッド部材を持つコ
四す放電装置（以下スコロトロン・チャージャという）
を再帯電チャーシャとして採用した画像形成装置を示す
。

まず、感光体８の周囲には帯電チャージャ７、第１の光
走査体３５、第１の現像器３４、第１の再帯電チャージ
ャ３０−、、第２の光走査体３６、第２の現像器３７、
第２の再帯電チャージャＪ　Ｏ−１）、第３の光走査体
３８、第３の現像器３９、第３の再帯電チャージャ３０
−　ｃ。

第４の光走査体４０１および第４の現像装置４ノが順次
感光体８の回転方向に沿って順次配設されていて、感光
体８上にカシ−画像を形成するよりになっている。さら
に、第４の現像装置４１の下流側すなわち帯電チャージ
ャ７までの間には現像剤帯電量制御チャージャ４２、転
写用コロナ１６、剥離装置１７、消去２ンノ２０および
クリーナ２１が順次配設されていて、感光体８上のカラ
ー画像の転写紙Ｐへの転写および転写後の清掃を行なう
ようになっている。

また、前記第１〜第４の光走査体３５，３６゜３８．４
０は、１■当クシ１６の発光ダイオードをアレー化した
発光素子（以下ＬＥＤアレーと称す）に集束性光伝導部
材（商品名セルポックレンズ）を係合させた構成となっ
ている。また、ＬＥＤアレーはドライゾ用ＩＣ，端子ピ
ンなどと共にセラミック基板に取付けられておル、集束
性光伝導部材はホルダを介してセラミック基板４７に取
付けられている。

また、第１〜第４の現像器３４．３１−３９＋４１は公
知の磁気ブラシ型現像器で構成されている。

なお、図中４３は表示装置であシ、４４は画像処理用の
操作ノやネルである。

また、再帯電チャージャ３０−１１．３０−ｂ。

３０−ｃは、第４図に示すようにグリッドとしてのグリ
ッドワイヤ４５を開口部に設けたスコロトロン・チャー
シャ４６から構成され、コロナワイヤ４７には第１の電
源４８が接続され、グリッドワイヤ４５には第２の電源
４９が接続された状態となっている。

そして、このように構成されたスコロトロン・チャージ
ャについて、コロナワイヤ４°７に直流電圧ＶＤＣＩ　
を、また、グリッドワイヤ４５に直流電圧ＶＤＣ２をそ
れぞれ印加して種々の実験を行なった結果をつぎに述べ
る。第５図は、帯電前の感光体８の電位が約１００ｖの
場合のグリッドワイヤ４５への印加電圧ｖｎｃ２　を７
やラメータトシたコロナワイヤ４７への印加電圧ｖｏｃ
　１と感光体８の表面電位の関係を表わしたものであシ
、また、第６図は帯電前の感光体８の電位が約９５０Ｖ
の場合のグリッドワイヤ４５への印加電圧ＶＤＣ！　＝
１０００Ｖにおけるコロナワイヤ４７への印加電圧ＶＤ
ＣＩと感光体８の表面電位の関係を表わしたものである
。

これらの結果よシコロナワイヤ４７への印加電圧ＶＤＣ
Ｉ　＝７０００Ｖ、　クリッドワイヤ４５への印加電圧
Ｖｏｃｚ　＝１０００Ｖの場合、被露光部の電位（第５
図のグラフに相当する）を１００ＯＶ。

非露光部の電位（第６図のグラフに相当）も１０５０Ｖ
Ｋ補正できることがわかった。

そこで、本実施例の装置において、感光体８上の第１の
現像器３４を通過後の電位ｖｌと露光部の電位ＶＲＩの
再帯電チャージャ３０−＊（ｓｏ−ｂ、５ｏ−ｅ）を通
過した後の電位ｖ２とＶＢ２を調べた結果、本実施例で
用いた装置における現像条件である非露光部の必要電位
１０００Ｖ、被露光部の現像開始電圧が７５０ｖである
ために被露光部の７５０ｖの再ｆ電電位を得るため忙は
、再帯電チャージャｓ　ｏ　−＊（３ｏ−ｂ　。

３Ｏ−ｃ）のコロナワイヤ４２への印加電圧を７０００
Ｖ、グリッドワイヤ４５へめ印加電圧を１０００Ｖにす
れば良いことが確認された。この時の使用感光体として
膜厚６０μｍのセレン・テルル系感光体を使用し、周速
１３０＋ｍ／ｓｅｅとした。

この時の感光体表面電位との関係を第７図に示す。

この図よシスフロトロン・チャーツヤ４６のグリッドワ
イヤ４５による収束効果によシ、再帯電において感光体
８上の特定の部分だけ選択的に帯電させることができる
ことが判明した。

しかもこの放電条件によって最初の現像によシ現像され
た未定着像を乱す等の悪影響は全く発生しなかった。

以上の結果をもとに構成した第３図に示す画像形成装置
の作用について説明する。

まず、帯電チャージャ７によシ直流正電圧５、６　ｋＶ
印加により感光体８を１．０００＋ｆルト（Ｖｌ＝１０
００ゲルト）に帯電した後、第１の光走査体３５で、読
み取シ素子４又は入力部２２から送られる原稿等の黒に
対応した画信号を走査露光し、黒色現像剤（黒色トナー
）を用いた第１の現像器３４で１回目の現像を行ない、
次に再帯電チャージャ３０−１に前述したごとく、Ｖｎ
ｃｓ　＝７．ＯＯＯＶ、およびＶｎｃｔ＝７０００Ｖの
電圧を印加し、赤の信号に応じた画像露光を第２の光走
査体３６で行ない、赤色現像剤（赤色トナー）を用いた
第２の現像器３７で２回目の現像する。以下用２、第３
の再帯電チャージャ３０−ｂ、３０−ｃに全く同じ条件
を与えるとともに青色現像剤（青色トナー）を用いた第
３の現住器３９および黄色現像剤（黄色トナー）を用い
た第４の現像器４１を順次作動させ、更に周波数４００
Ｈｚ、電圧５０００Ｖの交流に電圧１５００Ｖの直流を
重畳させた偏寄電圧を印加した現像剤帯電量制御チャー
ジャ４２を通過した後、給紙装置１５から送られた記録
紙Ｐに転写用負コロナ１６に−５，５ｋＶが印加されて
感光体８から転写されて剥離装置１７によシ剥離され、
定着器１８を経て排出される。以上の条件で得られたカ
ラー記録プ四セスによるコピーハ、各色の混色は全くな
い口しかも、現像剤帯電量制御用チャージャ４２の効果
によシ、現像剤の帯電量がコロナに爆されて大きく異な
ってしまうところを均一に整えることができるため同一
の転写コロナ条件によっても均一な転写効率が得られる
ため転写むらのない４色カラープリントが得られた。

更にこの時の感光体ドラム８上の各位置における表面電
位ｖｐを追跡したものが第８図に示されている。横軸ｔ
に示した数字は、第３図における各装置の位置を表わし
ておシ、光走査体３５．３６．３８．４０によシ露光さ
れた後の電位ｖＩＩ　ｌ　＊　ｖＲ３ｒ　ｖＲ５はいづ
れも前述した再帯電チ’ｒ　’）’ｒ３０−ａ、３Ｏ−
Ｐｂ、３０−ｃとによシ現像されない電位７５　Ｑ　ｓ
ｒシルト上に再帯電されておシ、シかも露光されてぃな
り部分の電位ｖ１〜Ｖｓについても感光体８の自然数′
ｅ（暗減衰）による減衰分だけ再帯電チャーシャＪ　（
１−ａ　〜３０−　ｅにより設定電位１０００ｉ？ルト
を４行程にわたシ保つことが確認された。又、４色現像
が終了した後の各露光部の電位は矢印Ａに示すように大
きく異なったままになっておシ、このままでは次の転写
行程において、均一な条件が与えられないことを裏づけ
てｈる。しかし、本発明では、更に現像剤帯′ｒｔ量制
御チャージャ４２に前記したごとき放電条件を与える事
によシ、はぼ同一の電位に収束させることができ転写に
好ましい２００ｄＰルト程度の値を保ち、転写効率の向
上と均一化がはかれることをいづれも裏づけている。

以上本発明の実施例に限定してその時の最適条件に即し
て条件を固定して説明してきたが、上記説明の中でも述
べてきたように感光体の周速および放電装置の交流成分
と直流成分との組み合わせによシ、所望の感光体電位の
設定が可能であシ、現像方式に即して、再帯ｉ！電位が
コントロールされることは勿論である。

本実施例では光像照射域に現像剤トナーを付着させるい
わゆる反転現像方式を用いているが、本文の説明かられ
かるように感光体上に像露光によ多発生した電位差を次
の工程のために特定の電位でかつ所望の範囲で収束させ
る効果は正規現像に対しても何等変わる事はなく、同様
の作業手順によシ正常動作を与えられるものであシこれ
に制約されるものではない。又、本例は高速化のために
１回転で４色の再生を行なうようにしたが、クリーナー
２１を動作停止条件にして複数回転にわたって作像を繰
返し、この際に各色のティクルの前に再帯電チャーシャ
３０−ａ。

３０−ｂ、３Ｏ−ｃ（帯電チャーシャ７を含む）に前述
したような放電条件を与えることで同様な効果が得られ
る事は勿論である。この場合、転写チャージャ１６およ
び転写前の現像剤帯電量制御チャージャ４２は最終現像
終了後に作動させて転写させるようにすればよい。

さらに、再帯電チャージャ３０−＊、３Ｏ−ｂｅ３０−
Ｃとしては、第４図に示した給電方法のみならず、たと
えば第９図に示すようにコーナワイヤ４７に交流電源５
０を接続して交流電圧を印加するよう処してもよく、マ
た、第１０図に示すようにコロナワイヤ４２に直流電源
４８と交流源５０とを接続して交流電圧に直流電圧を重
畳させた偶奇電圧をコロナワイヤ４７に印加させても同
様な効果が得られる。

さらに、グリッドワイヤ４５の数も限定されるものでは
ないし、グリッドとしてはワイヤでなくとも多孔のメツ
シュ形状であっても同様の効果が得られるものである。

を九、力２−画像を形成するものについて説明したが、
これに限るものでもない。

その他、本発明は本発明の要旨を変えない範囲で種々変
形実施可能なことは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、像露光、および現像を
繰返して像担持体上に画像を形成する電子写真法におい
て、繰返し段階における像露光に先立って、バイアスを
印加したグリッド部材を放電開口部に設けたコロナ放電
装置によって像担持体を帯電するようにしたものである
。

したがって、装置を大型化することなく各色の干渉によ
る色の濁シの無い鮮明なカラー画像等の形成が可能で、
しかも転写抜けを防止し得る電子写真法を提供できると
いった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の先行技術を結集した多色複写装置の概略
的構成図、第２図は従来の問題点を説明するための説明
図、第３図ないし第８図は本発明について示すもので第
３図は本発明の一実施例を実施し得る多色複写装置の概
略的構成図、第４図は再帯電チャージャの構成説明図、
第５図および第６図は再帯電チャージャとして用いられ
るグリッド付チャージャの特性をそれぞれ示す説明図、
第７図はグリッド付チャージャを用層た再帯電後の露光
された部分と露光されない部分の電位の変化状態を示す
説明図、第８図は感光体ドラムの各位置における表面電
位の状態を示す説明図、第９図および第１θ図は再帯電
チャージャのそれぞれ異なる電圧印加状態を示す構成説
明図である。 ７・・・Ｗ電チャージャ、８・・・像担持体（感光体）
、３５．３６．３８．４０・・・光走査体、３０ｔ１〜
３０ａ・・・再帯電チャージャ、３４．３１゜３９．４
１・・・現偉器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１像露光、および現像を繰返して像担持体上に画像
   を形成する電子写真法において、繰返し段階における像
   露光に先立って、バイアスを印加したグリッド部材を放
   電開口部に設けたコロナ放電装置によって像担持体を帯
   電するようにしたことを特徴とする電子写真法。 （２）　グリッド部材をワイヤとしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の電子写真装置０ （３）　グリッド部材をメツシュとしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電子写真装置。