JPS5930545A - 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、レーザー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ー技術を組合わせたレーザ
ープリンターが実用化されている。レーザープリンター
は、帯電された感光ドラムにレーザービームで画像をか
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。レーザー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、特に重要な部分を特長的
な色でプリントすれば、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、２色で充分であり、３色以上、あ
るいはフルカラーを必要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３色電子写真方法
がいくつか提案されている。

本発明は導電性基体上に第１及び第りの光導電層をこの
順序で設け、第１の光導電層は特定波長域の光で導電化
し、第２の光導電層は該特定波長域の光で導電化しない
ことを利用した新規な電子写真方法を提供することを目
的とする。

以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。

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
めの感光体の帯電状態を示す模式図である。／は感光体
で、金属等の導電性基体１０上に第１光導電層／／、第
一光導電層／２をこの順序に積層してなり、３層構造と
なっている。この感光体／は、ある特定波長域の有彩色
の光（以下、Ａ色光という）によって第１光導電層／／
は導電化し、第２光導電層／−２はこのＡ色光によって
導電化しないよう構成されている。従って、感光体／を
Ａ色光で露光した場合、第１光導電層／／は導電化する
が、第２光導電層／２は導電化しない・勿論特定のＡ色
光以外の光（以下、Ｂ色光という）で感光体／を露光す
れば第１及び第２光導電層／／、／、２は導電化する。

また、説明の便宜上、この感光体りは露光状態により３
つの領域にわけている。７つは領域り、であり、他は領
域Ｌ２１　と領域Ｌｕであり、領域Ｌ！＋と領域Ｌ２２
とは領域Ｌ２　　からなり立っている。

本発明に係わる２色電子写真方法の第１の工程は第１図
（Ｉ）に示されているように、感光体Ｚの領域Ｌ１とり
、’（ｒＡＡ色光均一に全面露光しつつ、／次帯電器、
２によって所定の極性（本実施例においては正極性）に
帯電する。この工程を７次帯電工程と称し、照射するＡ
色光によって第１光導電層／／は導電化し、第２光導電
性７．２は導電化せず、第２光導電層７．２の表面には
／次帯電器コによって一様に正極性に帯電されるので、
第１光導電層／／と第２光導電層／、２．との境界面は
導電性基体１０から負電荷が注入されて負極性に均一に
帯電される。

しかし、第１光導電層／／の種類によっては、その半導
体としての型により暗中においても、これを特定の極性
に帯電しえないものがある。第１光導電層／／として、
このような型の半導体を選択した場合には前述の７次帯
電の極性を前述の特定の極性に選ぶことにより、前述の
７次帯電を暗中にて行なってもよい。

第２の工程は第１図（ＩＩ）に図示されておシ、この工
程を第１像露光工程と称す。感光体／のＬ＋領域ｆ：Ｂ
色光で露光すると、第１光導電層／／と第２光導電層は
導電化し、この両溝電層／／、　／、、ｌ！にありた電
荷は全て導電性基体１０ｔｌ−通して逃げてしまう。一
方、感光体／のＬ２領域は露光されず７次帯電で与えら
れた電荷を保持したままの状態である。次に第１図（ｍ
）　Ｋ図示した第３の工程に移り、ここでは感光体／の
Ｌ１領域とＬ２領域を暗中において、７次帯電と逆極性
、本実施例では負極性の」次帯電を行なう。すると、電
荷のない状態の感光体／のＬ１領域の表面に均一に負電
荷が２次帯電器３によって帯電させられる。一方、感光
体／の表面が均一に正極性帯電されていた感光体ＺのＬ
２領域においては感光体Ｚ上の電荷は第１光導電層／／
と第２光導電性７」のそれぞれの静電容量に従って容量
分割され、−次帯電器３によって一次帯電が行なわれた
この領域の感光体／の表面電位は、正極性から負極性に
反転する。なぜならば、第２光導電層／コの表面にあっ
た正極性の電荷は２次帯電器３から発生する負極性の電
荷と結合して中和され、この表面にはほとんど正極性の
電荷は残らない。一方、２次帯電前に第２光導電層７．
２の表面にあった正極性の電荷に対応する量の第１光導
電層／／と第一光導電層７．２との境界゛にありた負極
性の電荷は、第１又は第２光導電層が導電化しないので
、逃げることなく帯電し続ける。この帯電している負極
性の電荷が感光体／の表面電位に影響するからである。

この第３の工程を２次帯電工程と称する。

次に、第１図（ＩＶ）に示されている第ｑの工程に移り
、感光体／のＬＳＩの領域のみをＢ色光で露光する０８
色光とは前述した通ＤＡ色光以外の光であるが第１像露
光で与える光と必ずしも同一波長の光である必要はない
。この工程を第２像露光工程と称す。Ｂ色光で露光され
た感光体ＺのＬＳＩの領域の第１光導電層／／と第２光
導電層／、２とは導電化するので、Ｌ２１の領域にあっ
た電荷は全て導電性基体／θ全全通て逃げるので、消去
される。

一方、Ｂ色光で露光されない感光体Ｚのり、領域とＬｏ
領領域電荷はそのまま保持されているので、前の第３の
工程後の帯電状態がそのまま保持される。

次に、第７図（Ｖ）に示されている第ｊの工程に移り、
Ａ色光により感光体／の領域Ｌ＋及びＬｔを全面露光す
る。この工程を全面露光工程と称する。

Ｌｎ領域の感光体／では、すでに電荷が消去されている
ので、Ａ色光で露光されても変化はない。

第２光導電層の表面に負極性の電荷が帯電している感光
体／のＬ１領域の第１光導電層／／はＡ色光の露光によ
り導電化するので、導電性基体１０から第１光導電層／
／と第２光導電層７．２との境界に正極性の電荷が注入
される。Ａ色光により露光された感光体／のＬｚｚの領
域においては、第１光導電層／／が導電化するので、第
２導電層／、２の表面に帯電している正極性の電荷の量
に対応する第１導電層／／と第２導電層／２の境界にあ
る負極性の電荷の置板外の余った負極性の電荷は、第１
光導電層／／と導電性基体／θを介して消去される。従
って、Ａ色光により露光された感光体／の領域Ｌ１とＬ
ｌとの表面電位は、／次１，２次帯電時の帯電量及び２
次帯電時の容量分割によって定まる。

次に、この感光体Ｚに帯電する状態を模式的にコンデン
サのモデルを用いて第３図で説明する。

第２図において、Ｃ，、Ｃ，は各々第１図の感光体ノの
各領域の第２光導電層７．２の表面の一定面積をとり、
この一定の表面積に対応する第１及び第２光導電層／４
．／λの体積に相当する静電容量とする。説明の便宜上
、静電容量ＣＩを有する第１光導電層／／の部分をコン
デンサＣＩとよび、静電容量Ｃ２ヲ有する第２光導電層
／２の部分をコンデンサＣ２とよぶ。まず、第１図（Ｉ
）で前述した７次帯電工程により、第１光導電層／／は
導電化するのでコンデンサＣＩは短絡し、第２光導電層
７．２の部分のコンデンサＣ２は７次帯電による電圧ｖ
１がかかり、充電が第２図（１）に示されているように
行なわれる。ここで、Ｖｌは充電電圧である。

次いで、第１図（Ｈ）で前述した、第１像露光工程によ
り、感光体／のり、領域の第１及び第一光導電層／／、
／２ｕＢ色光で露光されるので導電化し、第２図（Ｉｆ
）に示されているように、この領域のコンデンサＣ＋、
Ｃ−は短絡状態となりコンデンサＣ８に充電されていた
電荷は放電される。また、感光体ＺのＬ！領領域露光さ
れないので、この領域のコンデンサＣＩ、Ｃｔの充電状
態は変化せず７次帯電工程と同じ状態が持続されている
〇 次いで、第１図（ｍ）で述べた２次帯電工程により、第
２図（ＩＩＩ）に示されているようにコンデンサｃ、　
、　Ｃｔは逆極性に充電される。感光体／のＬ１領域の
コンデンサＣ，，Ｃ，の電荷は前工程で全て放電されて
いるので、空のコンデンサＣＩ、Ｃ２の直列接続に電圧
Ｖｔがかかり充電が行なわれる。この時、第３光導電層
７．２の部分にあたるコンデンサＣ２にかかつている電
位差ＶＬ＋は次式で示される〇感光体／のＬ２領域にお
いては、前工程で充電済みのコンデンサＣ２と空のコン
デンサＣ１の直列接続に電圧Ｖｚがかかシ、コンデンサ
Ｃ＋　、　Ｃ２に充電が行なわれる。この時、感光体／
のＬ２領域のコンデンサＣ２にかかっている電位差Ｖ′
Ｌ２　は次式で表わされる。

Ｖ′Ｌ・−０１２１１ Ｃ＋　＋　Ｃ２ 次いで、第１図ＯＶ）で前述した第３像露光工程により
、第２図（１■）に示されているように感光体／のＬ２
１領域ｆｌＢ色光で露光されるので、この領域の第１及
び第３の光導電層／／、／、、２は導電化し、コンデン
サＣＩ、Ｃ２は短絡状態となるので、コンデンサＣ，、
Ｃ，に蓄積されていた電荷は全て放電される。これによ
り、コンデンサ口、ｃ・に蓄積された電荷は全て消失し
、ＬＳＩ領域の２感光体乙の表面電位はＯｖとなる。感
光体／の他の領域であるＬ！領領域ＬＨ領領域は露光さ
れないので、これらの領域のコンデンサＣ，，Ｃ２の充
電状態は前の工程後から変化しない。

次いで、第１図（Ｖ）で述べた全面露光工程により、第
２図（Ｖ）に示されているようにＡ色光による全面露光
により第１光導電層／／が導電化するので、各領域の第
１光導電層／／の部分のコンデンサＣＩは短絡状態とな
り、感光体／の表面には第２光導電層／２の表面電位、
即ちコンデンサｃ２が保持していた電位差が表面電位と
なって表われてくる。Ｌ２１領域の感光体／の表面電位
は、Ｌ２１領域の感光体／の電荷がすべて消失してしま
っているのでＯＶのままである。

ここで、例えばＣ＋　：　Ｃ２＝　／　：　／　、　’
Ｖ＋＝７．２０．Ｏｖ、ｖ２＝−，＜ｏｏｖとすれば、
全面露光の工程を終えた後の領域Ｌ１の感光体Ｚの表面
電位をｖｌ、夏とし、領域Ｌ２１の感光体／の表面電位
ｆ　ＶＬ２１とし、領域Ｌ２２の感光体／の表面電位ｋ
ＶＬｚ２とすればＶＬ１＝−３θ０〔Ｖ〕ｖＬ２にｏＣ
Ｖ〕ｖＬ２□二十３ｏｏ〔Ｖ〕となる。

°このようにして感光体／に形成された静電潜像に対し
、現像バイアスをＶＬ２１付近に設定し、異なる色で互
いに逆極性に帯電した粉体で現像することによってＶ　
Ｌ　＋領域とＶ　Ｌ　２２領域に対応した２色の現像粉
体像を感光体／上に作ることができる。この現像粉体像
を転写材に転写し、定着することによって２色のプリン
ト画像をうろことができる。

第３図は本発明に係わる２色電子写真方法において第１
図及び第２図で前述した各工程におけるＬ＋　、Ｌ２１
　＋　Ｌｚｚ領域の感光体表面の電位の変遷を模型的に
示した説明図で、縦軸に感光体の表面電位をと９、横軸
に各工程の時間変化を示している。

ここで、（Ｉ）は７次帯電工程、（１１）は第１像露光
工程、（ｍ）は２次帯電工程、（ＩＶ）は第り像露光工
程、（Ｖ）は全面露光工程を示している。また、たとえ
ば領域Ｌ１の曲線はＬｌが指し示している曲線である。

前述のような実施例では、ｌ　Ｖ＋　ｌ　＞　ｌ　Ｖ２
　ｌとしたが、ｌ　Ｖ＋　ｌ　＜　ｌ　Ｖ２１の場合、
た、とえばＣ＋　：　Ｃ２＝　／：　／　、’ｈ＝＋３
０θＶ　、　Ｖ２　＝　　／　＝２θ０Ｖとすると、前
述のような７次帯電工程から全面露光工程を経た後の感
光体Ｚの各領域の表面電位は ＶＬ＋　　−１＞００　　（Ｖ）　　、　　ＶＬｕ　　
＝　ＯＶ　＋　　ＶＬ２２　＝　　　３００　　Ｖとな
る。この場合、現像バイアスをＶＬ２２付近に定めてや
ることによシ感光体のＬ＋領領域Ｌ２Ｉ領域とをそれぞ
れ異なる色で逆極性に帯電した粉体で現像することによ
って３色プリントした画像全うることができる。このよ
うな場合の２色電子写真方法における前述せる各工程に
おけるＬ＋　＋　ＬＳＩ　＋　ＬＨ各領域の感光体表面
の電位の変遷を第７図に模型的に説明図で示しである。

縦軸及び横軸の関係は第３図とまったく同じであり、た
とえば領域Ｌ＋の曲線はＬ＋が指し示している曲線であ
る。

第５図は本発明に係わる２色電子写真方法を利用してプ
リントする場合の３色電子写真装置の概略構成図である
。／′は前述のような感光体の構成をなし感光体の７例
としての感光ドラムで、図示矢印方向に回動可能に軸支
されている。、２は７次帯電器、／７は露光ランプ、／
とはＡ色光のみを透過するフィルター、３は２次帯電器
、グは第１像露光工程でＢ色光の第１露光を感光ドラム
／′に感光ドラムの回転方向と直角な方向（以下、感光
ドラム／′の母線方向という）に走査して与えるための
第１露光多面鏡、ｊは第２像露光工程においてＢ色光の
第２露光を感光ドラム／′に感光〜ドラム／′の母線方
向に走査して与えるための第２露光多面鏡、乙は全面露
光ランプ、／ｆ’はＡ色光のみを透過するフィルター、
７はａ色用現像器、とはｂ色用現像器、９は感光ドラム
／′上の粉体の極性を等しくするための帯電器、／グは
転写用帯電器、／ｊは転写材に現像粉体像を転写した後
に感光ドラム／′上に残留した粉体を除去するためのク
リーニング装置、／乙は感光ドラム／′の履歴を防止す
るための前露光ランプである。ここでは、第１及び第３
露光多面鏡にＢ色光の光線全入射するための各々のＢ色
光光源及びＢ色光の光線を変調するためのＢ色光変調器
を省略している。

まず初めに、感光ドラム／′が図示矢印方向に回転する
。感光ドラム／′は前露光ランプ／／３によって白色光
で全面露光され感光ドラム／′上の帯電電荷が全て消去
される。次に、前述の７次帯電工程に移り、露光ランプ
／７でフィルター／とを介して感光ドラム／′上ＴｈＡ
色光で全面露光すると同時に、／次帯電器、２により感
光ドラム／′上の表面は一様に帯電される。次に、第１
像露光工程に移り、回転している第１露光多面鏡を介し
て不図示のＢ色光光源からのＢ色光の光線の画像信号に
応じた変調光によシ感光ドラム／′はこの母線方向に走
査される。次に前述の２次帯電工程に移り、感光ドラム
３は２次帯電器３により７次帯電工程とは逆の極性で帯
電される。次に第１像露光工程に移り、回転している第
２露光多面鏡を介して不図示のＢ色光光源からのＢ色光
の光線の画像信号に応じた変調光により感光ドラム／′
はこの母線方向に走査される。ここでは、第３図のよう
に感光ドラム／′の表面電位が変化する場合、第１像露
光工程及び第一像露光工程により感光ドラム／′に光が
照射されてない部分が７つの色の画像となるため、第３
像露光工程で感光ドラム／′ヲ露光する場合、その非画
像域のみが露光される。このようにして、感光ドラム／
′上に形成された静電潜像は、ａ色でプラスに帯電され
た電荷を有する粉体で現像するａ色用現像器７により、
まず第１像露光工程で光照射されて静電潜像が形成され
た感光ドラム／′の部分を現像してａ色の現像粉体像と
する。

次にｂ色でマイナスに帯電された電荷を有する粉体で現
像するｂ色用現像器とにより、第１像露光工程及び第２
像露光工程で光照射されてない領域により静電潜像が形
成された感光ドラム／′の部分を現像してｂ色の現像粉
体像とする。この時、ａ色用現像器及びｂ色用現像器は
ともに現像ノくイアスをかけられているが、この場合は
電ｆｆｆｌＯｃＶ）附近にバイアスされている。次に帯
電器２により感光ドラム／′上のａ色及びｂ色の粉体の
極性が等しくされる。これらの工程と同期して不図示の
送り手段により転写用帯電器／ｑに送られてきた転写材
（不図示）に転写用帯電器／グを介して感光ドラム／′
上のａ色現像粉体像及びｂ色現像粉体像が転写される。

転写された後、転写された不図示の転写材は不図示の定
着器により定着されて、この転写材に２色のプリント画
像が形成される。一方、転写を終えた感光ドラム／′は
クリーニング装置／ｊにより、その上に残っている粉体
を除去されて次の動作に移る。

次に本発明の２色電子写真方法の具体的な実験例を数例
示す。

実施例 感光体の導電性基体としてアルミニウム板を用い、その
上に銅により活性化された硫化カドミウムに塩化ビニル
を加え、更に少量のシンナーを加え混合して得た感光物
質を約３６μの厚さに塗布して第１光導電層とし、その
上にペリレンレッド（Ｃ，１，７／／’１０　）’ｆｒ
分散したポリビニルカルバゾ−ルの厚さ／Ｌ５″μのシ
ートを接着し第２光導電層とした。

このように構成した感光体を本実験例でｌｄＡ色光とし
て、＜ｙｏｗｍ以上の光（以下、赤色光という）を透過
させる赤色フィルター全透過させた赤色光で均一露光し
ながら放電電圧子、！ｊｊｙｙのコロナ放電で７次帯電
し、引き続いて本実験例ではＢ色光としてＨｅ　−（３
ｄ　　レーザーにより第１露光を与えた。

次いで暗中にて放電電圧−１０Ｋｖのコロナ放電で一次
帯電を行ない、引き続いて前述のＨｅ−Ｃ１ｄレーザー
によシ第２露光を与え、次いで前記赤色フィルターを透
過させた赤色光全感光体全面に照射した。

これによって感光体上には第１図においてＬ０領域の感
光体の非露光部、第２像露光工程で露光したＬｔ＋領域
の感光体の第２露光部、第１像露光工程で露光したＬ＋
領領域感光体の第１露光部に対応して＋、２乙θＶ、Ｏ
Ｖ、−２３０Ｖ　　の表面電位が得られた。

実施例 実験例／と同じ感光体を前記赤色フィルターを透過させ
た赤色光で均一露光しながら放電電圧子１ＡＦｙｙのコ
ロナ放電で７次帯電し、引き続いてＨｅ−Ｃｄレーザー
によシ第１露光を与えた。

次いで放電電圧−ｇ３；町のコロナ放電で２次帯電を行
ない同時に前述のＨｅ　−Ｃｄレーザーにより第２露光
を与え、次いで前記赤色フィルターを透過させた赤色光
を感光体全面に照射した。

これによって感光体上には前述の非露光部、第２露光部
、第１露光部に対応して−、２ｊＯＶ、ＯＶ。

−グ２θ■の表面電位が得られた。

以上の実施例では、第１像露光工程及び第２像露光工程
をそれぞれ７次帯電工程及び第２次帯電工程の後に引き
続いて行なったが７次帯電工程と同時に第１像露光工程
を、あるいは２次帯電工程と同時に第２像露光工程を行
なう場合も全く同様だが説明は簡単のため省略する。ま
た、第１露光工程時に用いる露光光源と第２露光工程時
に用いる、露光光源とを前述の実験例のように同一の露
光光源をもちいることができることはいうまでもない。

以上、本発明を前述せるように構成して動作させること
により簡単な装置で新規な３色電子写真方法が提供でき
、しかも、この方法によれば走査時の露光用光源を７つ
の光源で共用して３色の画像情報を与えることができる
のでプリンターに向いている。

【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
ための模式図、第３図は第１図をコンデンサのモデルを
用いて説明するための模型図、第３図及び第７図は、各
々本発明を説明するための説明図、第５図は本発明に係
わる２色電子写真方法を利用した３色電子写真装置の概
略構成図である。 ／：感光体　　　　　２：／次帯電器 ３：２次帯電器　　　グ：第１露光多面鏡ｊ：第２露光
多面鏡　乙：全面露光ランプ７：ａ色用現像器　　と：
ｂ色相現像器２：帯電器　　　　１０：導電性基体 ／／：第１光導電層　　７．２＝第２光導電層／り：転
写用帯電器　／７：露光ランプ／♂／　、！”／　ｅフ
ィルター　　／′：感光ドラム特許出願人　　キャノン
株式会社 第　　２　　図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性基体上に第１光導電層を、該第１光導電層」二に
   第３光導電層を設け、該第１光導電層が特定波長域の光
   に対して導電化し、該第２光導電層が該特定波長域の光
   に対して導電化しないようにした感光体に、暗中にて、
   もしくは該特定波長域の光による均一露光下で７次帯電
   器により所定の極性に帯電し、該第１光導電層と該第２
   光導電層との境界面に該極性と逆極性の電荷を均一に分
   布させる７次帯電工程、これと同時にあるいは引き続い
   て該特定波長域の光以外の光で該感光体を画像情報に応
   じた露光を行ない、該露光された感光体の部位における
   帯電電荷を消失させる第１像露光工程、次に、暗中にて
   該７次帯電の極性と逆極性の電荷で該感光体に帯電させ
   る２次帯電工程、次に該３次帯電工程と同時あるいは引
   き続いて該特定波長域の光以外の光で画像情報に応じた
   露光を該感光体に行なう第２像露光工程、次に該特定波
   長域の光で該感光体の全面を露光する全面露光工程によ
   り該感光体表面に該第１像露光工程により露光された領
   域と該第２像露光工程により露光された領域と該第１及
   び第１像露光工程のいずれにも露光されない領域との３
   つの領域の互いに互なる表面電位を有する静電潜像を形
   成せしめ、互いに異なる色に着色され逆極性に帯電され
   た３種類の粉体により該感光体に形成された該静電潜像
   の該３つの領域の内３つをそれぞれ可視化することを特
   徴とする２色電子写真方法。