JPS6180166A - カラ−画像形成方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、複写機等に使用されるカラー画像形成方法に
関し、更に詳しくは静ｉｉ潜像の形成と現像を異なる色
について順次行なうことにより潜像保持体上に多色のト
ナー像を形成し、そのトナー像をトナー像担持体上に一
度に転写してカラー画像を得るカラー画像形成方法に関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来より間接型電子写真技術を応用して普通紙上にカラ
ー画像を形成する方法についての考案が種々なされてい
るが、現在実用化されている例は数少ない。実用化に成
功した方法のうち、フルカラー記録の可能な方法はいず
れも転写ドラムに紙を巻付け、これに各色毎に順次トナ
ー像を転写する方法を用いているため、単色の電子写真
装置に比べて装置全体の大型化、複雑化、高価格化が不
可避の問題となっている。また、多層構造の特殊な感光
体を用いた２色カラープロセス（特公昭５５−７７９８
号公報）や、レーザービームを用いた２色プリンタ（保
志他：“２色印刷半導体レーザプリンタ”１画像電子学
会予稿集 ８１．０２，２．１９８１　）等の試作もなされている
が、前者は感光体の構成の複雑さに伴う製造上の問題や
信頼性に係わる問題を、後者は記録速度が遅い等の問題
をそれぞれ抱えており、さらにいずれの方法もフルカラ
ー記録への応用は容易でないという欠点がある。

これに対し、感光ドラムの全面帯電９色フィルタを介し
ての画像露光および現像の各工程からなる一連の作像プ
ロセスを各色について順次行ない、感光ドラム上に多色
のトナー像を形成した後、これを一度に普通紙に転写す
る方法が考案されている〈特開昭５５−６９１６７号公
報等）。この方法によれば転写ドラムが不要となるため
、前述の種々の問題を解決することが可能であり、また
フルカラー記録への応用も容易である。

しかしながら、この方法では感光ドラム上に形成された
トナー像が、それ以降の別の色についての作像プロセス
において乱されてしまうという重大な問題がある。実際
、発明者がこの方法について実験を試みたところ、先に
形成された色のトナー像は後の作像プロセスにおける画
像露光工程。

現像工程および除電工程において特に著しく撹乱される
ことが確認された。現像工程における撹乱は磁気ブラシ
等を感光ドラムに摺接せしめる。いわゆる接触型の現像
法を用いた場合に生じるもので、この問題は例えば特公
昭４１−９４７５号公報等に記載されたいわゆる非接触
型の現像法を適用することにより回避することができる
。

一方、画像露光工程および除電工程におけるトナー像の
撹乱は、線画像や、画像部の縁端かにじむといった現象
、さらにはトナーが感光ドラム表面より飛散し画像が消
失してしまうといった現象となって現われる。除電工程
では強力な光照射がなされるため、特にこの問題が顕著
である。除電工程におけるこの問題は ■　トナー像を構成しているトナー粒子が、後の帯電工
程において過大な電荷を帯びること。

■　除電工程においてトナー粒子が照射光を吸収し、感
光ドラム表面に到達する光ｉを減少させること。

の２点に起因しているものと思われる。

この問題をさらに詳しく説明すると、次の通りである。

前述した特開昭５５−６９１６７号公報等に記載された
カラー画像形成方法においては、コロナ帯電器による感
光体の全面帯電１色フィルタを介しての画像露光および
色トナーによる現像という一連の作像プロセスによって
第１の色のトナー像を感光体上に形成し、以下同様の作
像プロセスを残りの色についても行なうことにより、多
色のトナー像を形成した後、普通紙上に一度に転写し、
それを定着してカラー画像を博る。

ここで、２色目以降の作像プロセスにおいて、先に感光
体上に形成されているトナー像はコロナ帯電器による一
様な帯電を受け、極めて大きな静電荷を帯びる。コロナ
帯電器を通過した直後には、トナー像の付着している領
域の表面電位はトナー像の付着していない領域の表面電
位をＶｏ　として、Ｖａ　＋Δ■と表わされる。ΔＶは
トナーが獲得した静電荷に由来する表面電位の増加分で
ある。感光体およびトナー像はこの帯電後に画像露光を
受け、さらに現像工程を経て除電工程に至る。

第４図は除電位置における感光体上の電荷分布の変化を
模式的に示したものである。第４図（ａ）に示すように
、先の作像プロセスにおいて感光体４１上にｔｆ着した
トナー４２は、その次の作（象プロセスにおける帯電工
程で大きな電荷を帯びており、除電工程の直前において
は図のごとく電荷が分布している。感光体４１の表面電
荷は画像露光工程において既に減衰しているが、一般に
表面電位で数十ボルトに相当する残留電荷が存在する。

この第４図（ａ）の状態で上方より除電光４３を照射す
ると、第４図（ｂ）示すようにトナー４２の存在してい
ないｉ１１域では感光体４１の表面電位が消失し、他方
、トナー４２の存在する領域ではトナー４２の遮光効果
により感光体４１の表面電荷が残留するため、図中に破
線で示しごとく電気力線４４が発生する。

第４図（ａ＞の状態から第４図（ｂ）の状態への移行は
除電光の下で極めて短時間に行なわれる。

このため、トナー４２には電気力１１４４の発生と共に
Ｆなるクーロン力が急激に作用し、その結果トナー４２
は感光体４１の表面から外側の空間に向って放り出され
ることになる。

このように、従来の方法では除電工程においてトナー像
が大きく乱されてしまうという問題があり、その解決策
が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、静電潜像形成工程と現像工程とを少な
くとも含む一連の作像プロセスを各色について順次行な
って多色のトナー像を形成する場合、各作像プロセスの
最後に行なわれる除電工程でトナー像が乱されるのを防
止して、良好なカラー画像の形成を可能とするカラー画
像形成方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明によれば上記目的は、少なくとも光導電体を含ん
で構成された潜像保持体上に帯電および画像露光により
静電潜像を形成する工程と、この静電潜像を色トナーに
よって現像する工程を含む一連の作像プロセスを各色に
ついて行なうことにより前記潜像保持体上に多色のトナ
ー像を形成し、このトナー像をトナー像担持体上に一度
に転写してカラー画像を得るカラー画像形成方法におい
て、前記現像工程より次の作像プロセスにおける前記静
電潜像形成工程に至る間に、コロナイオンを前記潜像保
持体上に照射することにより前記潜像保持体上の潜像電
荷とトナーの保持電荷を除電する工程を設けることで達
成される。除電工程で使用するコロナイオンとしては、
特に交流コロナ放電によって発生するコロナイオンが好
適である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、除電工程をコロナイオンを用いて電気
的に行なうことにより、潜像電荷のみならずトナーの保
持電荷も同時に除電することができる。従って、光の照
射のみによる除電工程の場合のように除電時に電荷を保
持したままのトナーに大きなり−ロン力が作用して、ト
ナー像が乱されるということがなく、画像にじみのない
良好なカラー画像を形成することが可能となる。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明によるカラー画像形成方法を適用した画
像形成装置の概略的な構成を示す図である。図において
、表面にセレン系光導電体層が設けられている潜像保持
体としての感光ドラム１は、矢印２の方向に回転する。

コロナ帯電器３はこの実施例ではコロナワイヤ４と、そ
の両側に配置された金属側板５からなり、帯電と同時に
上方から図示しないフルカラーオリジナルよりの反射光
６を導入して画陳露光を行なうことができる慴造となっ
ている。反射光６は、矢印１０方向に移動して順次選択
される異なる色の色フィルタ７．８゜９のいずれかを介
してコロナ帯電器３に導入される。これにより感光体１
上に各色に対応した静電潜像が形成される。

本実施例においてはコロナ帯電器３における金属側板５
間の距離を１８＃、コロナワイヤ４と感光ドラム１間の
距離を１１ｍｍ、コロナワイヤ４の径を８０μｍ、感光
ドラム１の回転周速を１ｏＯＪＩＩＩ／ｓｅｃとし、ま
たコロナワイヤ４に対しては帯電時に画像露光を同時に
行なう関係から、従来技術における印加電圧（通常、＋
６ｋＶ程度）より若干高い＋８ｋＶのＤＣ電圧を印加し
た。なお、コロナ帯電器２の感光ドラム１側の開口幅は
１２調であり、露光幅はこの開口幅に一致している。

なお、コロナ帯電器３の開口幅、露光幅とは、それぞれ
感光ドラム１の回転方向２における開口および露光領域
の寸法をいう。

第１の作像プロセスにおいては、フルカラーオリジナル
からの反射光６は青色のフィルタ７によって色分解され
、コロナ帯電器３を介して感光ドラム１の表面に照射さ
れる。このようにして感光ドラム１の表面に形成された
静電潜像は、第１の現像装置１１によって青色の補色で
ある黄色のトナーにより現像され可視化される。このト
ナー像のトナーは電荷を帯びているが、このトナーの保
持電荷は感光ドラム１上の潜像電荷と共に、除電チャー
ジャ１８の交流コロナ放電によって発生されるコロナイ
オンの照射により除電される。こうして第１の作像プロ
セスを終了する。なお、この第１の作像プロセスにおい
て他の現像袋＠１２゜１３は例えば現像ローラを停止さ
せるか、または現像ローラに潜像の現像が不可能な電圧
のバイアスを印加するか、あるいは現像装置全体を感光
ドラム１から離しておく等の手段により、実質的に現ｍ
　機能を持たない状態に維持されているものとする。

以下、第２の作像プロセスにおいてはコロナ帯電器３に
よる帯電と緑色のフィルタ８を介しての画像露光により
静電潜像が形成された後、第２の現像装置１２によって
マゼンタトナーにより現像され、また第３の作像プロセ
スにおいてはコロナ帯Ｎ器３による帯電と赤色のフィル
タ９を介しての画像露光により静電潜像が形成された後
、第３の現像装置１３によってシアントナーにより現像
が行なわれる。なお、現像装置１１〜１３としては特開
昭５９−４５４６８号報に開示されている一成分非磁性
型の現像装置を用いることができる。

これら第２．第３の作像プロセスにおいても、現像後に
おけるトナーの保持電荷および感光ドラム１上の潜像電
荷は、除電チャージャ１８からの交流コロナ放電による
コロナイオンの照射により除電される。

このようにして感光ドラム１上に形成されたフルカラー
のトナー画像は転写チャージャ１４によって一度にトナ
ー担持体としての普通紙１５上に転写され、さらに定着
器１６により定着されされて全作像プロセスを終了する
。この後、感光ドラム１上の残留トナーはクリーニング
装置１１７により除去される。

なお、本実施例においては除電チャージャ１８のコロナ
ワイヤ１９には、実効１１１１６　ｋ　Ｖ　、周波数５
０Ｈｚの交流電圧を容量０．０３μＦの高耐圧コンデン
サを介して印加した。交流コロナ放電によって発生する
コロナイオンは一般に負イオンが過剰であるが、上記の
ようにコンデンサを介して給電を行なえば正負のイオン
をほぼ等量にすることができる。従って、被除電体（ト
ナー、感光体ドラム）の電荷はその極性にかかわらず実
質上完全に消去される。

この方法によって得られたフルカラー画像は画像にじみ
の少ない高品質なものであり、特に除電工程におけるト
ナー飛散はほとんど見られなかった。画像にじみが解消
される理由は次のように説明できる。

すなわち、従来技術における画像にじみは第３図を用い
て説明したように、除電工程においてトナー像に光照射
を行なった時、感光体上のトナー付着部と非トナー付着
部との間、すなわちトナー像を構成しているトナーと感
光体ドラム表面との間に大きな電界が発生し、クーロン
力によってトナーが飛散することに原因があった。これ
に対し、本発明のようにコロナイオンの照射によって電
気的に除雪を行なうと、トナーの付着していない感光体
ドラム表面の電荷（潜像電荷）のみならず、トナーの保
持電荷も良く除電されるため、除電時にトナーに作用す
るクーロン力は小さく、その飛散が抑制されるのである
。

従来技術における光照射のみにょる除電と、本発明にお
けるコロナイオンの照射にょる除電を行なった後の感光
ドラム各部の表面電位を測定した結果を次表に示す。

この結果から、従来のように光照射のみによる除電を行
なった場合は、トナー付置部と非トナー付着部との間に
８０Ｖの電位差が生じ、これがトナー飛散の原因となっ
ているのに対し、本発明に基づくコロナイオンの照射に
よる除電を行なった場合は、非トナー付着部は勿論、特
にトナー付着部の電荷が従来よりもはるかに良く除電さ
れるため、両者の電位差は僅か５Ｖに抑えられており、
それによってトナーの飛散が抑制されることがわかる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。第２図に示す実
施例は除電チャージャ１８の後に除電ランプ２０を配置
し、コロナイオンの照射による除電後、さらに従来技術
と同様の光照射による除電を行なうようにしたものであ
る。この実施例によれば除電、特に潜像電荷の除電をよ
り確実に行なうことができる。なお、この実施例におい
て除電ランプ２０が除電チャージャ１８の後に配置され
ていることは、本発明において橘めで重要である。

両者の配置を逆にすると、従来と全く同様に除電ランプ
による除電によってトナーの飛散が発生してしまうから
である。

第３図に示す実施例は除霜チャージャ１８の上方を開口
し、この開口を通して除霜ランプ２０からの光を感光ド
ラム１上に照射するようにしたものであり、このように
コロナイオンの照射による除電と光の照射による除電と
を同時に行なっても、第２図の実施例と同等の除電効果
が得られる。

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例
えば上記実施例ではカラー複写機への適用を考えてオリ
ジナルからの反射光で画＠ｎ光を行なうと説明したが、
画像露光をレーザビーム等の光学走査系によって行なう
ことにより、いわゆるプリンタを構成することもできる
。その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形実
施が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るカラー画像形成方法を
説明するための画像形成装置の概略的構成図、第２図お
よび第３図は本発明の他の実施例の係る画像形成方法を
説明するための画像形成装置の概略構成図、第４図（ａ
）（ｂ）は従来のカラー画像形成方法の除電工程におけ
る問題点を説明するための感光体上の電荷分布の変化を
模式的に示す図である。 １・・・感光ドラム（潜像保持体）、３・・・コロナ帯
電器、４・・・コロナワイヤ、５・・・金属側板、６・
・・フルカラーオリジナルからの反射光、７．８．９・
・・フィルタ、１１．１２．１３・・・現像装置、１４
・・・転写チャージャ、　１５・・・普通紙（トナー像
担持体）、１６・・・定着器、１７・・・クリーニング
装置、１８・・・除電チャージャ、１９・・・コロナワ
イヤ、２０・・・除電ランプ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも光導電体を含んで構成された潜像保持
   体上に帯電および画像露光により静電潜像を形成する工
   程と、この静電潜像を色トナーによって現像する工程を
   含む一連の作像プロセスを各色について行なうことによ
   り前記潜像保持体上に多色のトナー像を形成し、このト
   ナー像をトナー像担持体上に一度に転写してカラー画像
   を得るカラー画像形成方法において、前記現像工程より
   次の作像プロセスにおける前記静電潜像形成工程に至る
   間に、コロナイオンを前記潜像保持体上に照射すること
   により前記潜像保持体上の潜像電荷とトナーの保持電荷
   を除電する工程を設けたことを特徴とするカラー画像形
   成方法。
2. （２）前記除電工程は交流コロナ放電によって発生する
   コロナイオンを潜像保持体上に照射することにより潜像
   電荷とトナーの保持電荷とを除電するものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー画像形成
   方法。
3. （３）前記除電工程はコロナイオンの照射に加え、さら
   にこのコロナイオンの照射後またはコロナイオンの照射
   と同時に前記潜像保持体上に光を照射することにより潜
   像電荷とトナー保持電荷とを除電するものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のカ
   ラー画像形成方法。