JP2003295571A

JP2003295571A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003295571A
Application number: JP2002100001A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Ishida; 祐介石田; Yuuji Betsushiyo; 勇爾別所; Tsuneji Masuda; 恒司桝田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】飛散トナーによる混色防止。【解決手段】ブラック固定現像器＋三色ロータリー現
像器の構成において、ブラック現像動作中、ロータリー
が一定の間隔で回転動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真記録方式
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数色のトナー像を重ね合わせてカラー
画像を形成する画像形成装置においては、従来から色ズ
レのないカラー画像を得ることを目的として、例えば図
４に示すような中間転写体を用いた画像形成装置が提案
されている。

【０００３】この画像形成装置は、電子写真感光体５０
の周囲に帯電手段５１、露光手段５２、現像手段５３を
配置し、各色に分解した画像情報により順次各色につい
て、帯電、露光、現像工程を行ってトナー像を形成し、
それを中間転写体５４上に重ね合わせて搬送ローラ５５
によって搬送される紙等の転写材５６にカラー画像を形
成するものである。

【０００４】前記現像手段５３としては、回転切り替え
方式のイエロー現像器５３ｙ、マゼンタ現像器５３ｍ、
シアン現像器５３ｃの３色トナーを含む回転現像手段５
３ａと、固定式のブラック現像器を有する固定現像手段
５３ｂとによって構成するようにしている。

【０００５】上記回転切り替え式の回転現像手段５３ａ
は、電子写真感光体５０の周囲に順番に配置したときに
生ずる現像器形状を各々異ならせる必要がなく、また色
トナー現像器を回転切り替え可能とすることで、装置の
小型化が可能となる利点がある。

【０００６】また、固定現像手段５３ｂは一般的に消費
量が多いブラックトナーの容量を大きくできる利点を有
する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成をとる画像形成装置において、以下に述べるような問
題が発生する場合があった。

【０００８】一般に、現像装置中のトナーは、劣化によ
るトナートリボの低下などによって飛散が発生し、他の
現像装置の現像剤担持体表面に飛散トナーが堆積するこ
とによって、混色による色味変動が発生し、問題になっ
ている。特に上記構成のように固定現像器が他の現像装
置より上流に配置されている場合、上流の固定現像器か
ら飛散したトナーが下流の現像装置に多量に堆積すると
いう問題が発生する場合があった。

【０００９】そこで上記問題の対策として特開平４−５
１０２６号公報などによって、現像装置の現像剤規制部
材にバイアスを印加することによって、トナー飛散を防
止できることが知られている。また、特開平０７−０２
０７５３号公報などによって現像装置近傍にファンを設
置することによって飛散トナーを回収できることが知ら
れている。更に特開平０９−２６９６５５号公報によっ
て回転現像手段表面をカバーで覆うことによって、飛散
トナーによる汚染を防止することが知られているが、い
ずれの方法もコストがかかり、実用的ではない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明にか
かる画像形成装置において解決される。すなわち、像担
持体と、帯電バイアスを印加することで該像担持体の帯
電を行う帯電装置と、該像担持体の帯電処理面に静電潜
像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像を現
像剤により顕像化する固定現像手段と、少なくとも２個
以上の現像手段を回転可能に支持した回転現像手段によ
って現像する現像装置を備えた画像形成装置において、
前記固定現像手段が現像動作を行っている間、前記回転
現像手段が現像動作を行うことなく回転することによっ
て、現像剤の混色による色味変動を軽減し、高品質なカ
ラー画像を形成することができる。

【００１１】

【作用】固定現像手段が現像動作を行っている間、回転
現像手段が現像動作を行うことなく回転することによっ
て、飛散したトナーが固定現像手段下流に位置する特定
の現像装置に堆積することを防止し、回転現像手段の全
ての現像装置に均等に堆積させることによって、現像剤
の混色による色味変動を軽減し、高品質なカラー画像を
形成することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）まず、図１、
図２を参照して本発明の第１実施形態に係る電子写真画
像形成装置について説明する。尚、図１は電子写真画像
形成装置の全体模式説明図であり、図２は現像手段の構
成模式説明図である。

【００１３】本実施形態に係る電子写真画像形成装置
は、図１に示すように、円筒状の基体上に有機感光体で
できた感光層を形成した電子写真感光体である感光体ド
ラム１が図１の矢印Ａ方向に所定の周速度をもって回転
可能に取り付けられている。尚、本実施形態では外径５
０ｍｍのアルミ製シリンダー状に有機感光材料による感
光層を形成し、更にトナーの離型性を向上させ、感光層
の削れ防止のための表面保護層を設けている。

【００１４】前記感光体ドラム１は帯電手段である帯電
ローラ２によりその周面が所定の極性・電位に一様に帯
電される。そしてその帯電面に、露光手段３から出力さ
れる、図示しない画像読み取り装置やパーソナルコンピ
ュータ等の画像信号発生装置等からプリントインターフ
ェースを介して入力された画像情報の画素信号に対応し
て変調（オン／オフ変換）されたレーザー光４による走
査露光がなされることで、画像情報の静電潜像が形成さ
れる。５はレーザー光反射ミラーであり、露光手段３か
らの出力レーザー光４を感光体ドラム１に対して偏向す
る。

【００１５】６は現像手段であり、イエロートナー現像
器６Ｙ、マゼンタトナー現像器６Ｍ、シアントナー現像
器６Ｃの切り替え式の回転現像手段６ａと、黒用のブラ
ックトナー現像器６Ｂを有する固定現像手段６ｂから構
成されている。尚、本実施形態においては、ブラックは
磁性一成分トナー、他の３色は磁性キャリアと非磁性ト
ナーとを含む二成分現像剤を採用している。

【００１６】前記回転現像手段６ａは、回転支持装置６
ｃによって図１の矢印Ｂ方向へ回転可能に支持され、前
述したカラートナー現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃが順次感光
体ドラム１に対向して各色トナーによる現像が行われる
ようになっている。前記回転現像手段６ａは装置本体７
に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成さ
れており、各カラートナー現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ内の
トナーがなくなったときに回転現像手段６ａを交換する
ことによって再び画像形成が可能になる。また、前記回
転手段６ａはコピー動作時以外においては、常に一定の
位置（ホームポジション）に存在している（図９）。更
に、前記回転手段６ａは前述したカラートナー現像が終
了した時点においても前記ホームポジションになる構成
を有している。本実施形態におけるホームポジション位
置は、感光ドラムと現像スリーブが現像動作時での対抗
位置を０°とした場合、６０°上流位置にイエロー現像
器６Ｙが存在し、６０°下流位置にマゼンタ現像器６Ｍ
が存在し、１８０°上流位置にシアン現像器６Ｃが存在
している。

【００１７】一方、固定現像手段６ｂは消費量の多いブ
ラックトナーを収納した現像器を有するものであり、前
記回転現像手段６ａと同様にプロセスカートリッジとし
て構成され、装置本体に着脱可能に構成されている。こ
の固定現像手段６ｂは装置本体７に装着された状態で
は、図２に示すように、回転可能なトナー担持体である
現像スリーブ６ｂ１が感光体ドラム１と微少間隙（本実
施形態では５０μｍ〜５００μｍ）をもって保持され、
現像スリーブ６ｂ１に担持されているトナーを感光体ド
ラム１に向けて供給するための現像領域が形成されてい
る。

【００１８】更に、トナー容器６ｂ２内にはトナーを前
記現像スリーブ６ｂ１側へ送り出す送り手段６ｂ３が設
けられており、この送り手段６ｂ３によって送り出され
たトナーを現像スリーブ６ｂ１に供給するための供給ロ
ーラ６ｂ４が収容されている。この供給ローラ６ｂ４は
現像スリーブ６ｂ１への安定供給、均一なトナー塗布を
達成するために、ポリウレタン、シリコーン等のゴム発
泡材質が好ましく用いられる。更には前記供給ローラ６
ｂ４を現像スリーブ６ｂ１に当接させると共に、周速差
をもたせながら図２の矢印Ｃ方向へ回転させることが好
ましい。また、現像スリーブ６ｂ１の上方には、現像ス
リーブ６ｂ１に担持されているトナーの層厚を規制する
規制部材としての現像ブレード６ｂ５が設けられ、且つ
現像スリーブ６ｂ１の下方にはトナー容器６ｂ２の下部
から外部へのトナーの吹き出しを防止するための吹出防
止シート６ｂ６が設けられている。

【００１９】上記現像手段の構成において、感光体ドラ
ム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される
（本実施形態では約−６００Ｖ）。次に、第１色目（例
えばイエロー）の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御
された露光手段３による露光走査がなされ、第１色目の
静電潜像（本実施形態にあっては約−１００Ｖ）が感光
体ドラム１に形成される。この第１色目の静電潜像は第
１色目のイエロートナー（−極性）を内包したイエロー
現像器６Ｙによって現像、可視像化される。そして、こ
の可視像化された第１のトナー像は、感光体ドラム１に
所定の押圧力を持って圧接され、感光体ドラム１の周速
度と略等速の速度（本実施形態にあっては１００ｍｍ／
ｓ）をもって矢印Ｄ方向へ回転駆動される中間転写体ド
ラム８とのニップ部において、該中間転写体ドラム８表
面に転写される。

【００２０】尚、本実施形態では前記中間転写体ドラム
８として、アルミ製シリンダー上に、ＮＢＲゴム等から
なる導電弾性層の表面に、カーボン、フッ素樹脂等を分
散したウレタン樹脂からなる離型性を有する表層を形成
し、抵抗値を約１０^５〜１０ ^１０Ω．ｃｍとし、外径１
５３ｍｍのものを使用している。

【００２１】前記中間転写体ドラム８への転写の際、該
ドラム８に対しては、トナーの帯電極性（−）とは逆極
性で、予め設定された電圧（本実施形態では＋１００
Ｖ）が印加される。この転写の際に中間転写体ドラム８
に転写されずに感光体ドラム１上に残ったトナーは、感
光体ドラム１に圧接されたクリーニング手段９であるク
リーニングブレード９ａにより掻き取られ、廃トナー容
器９ｂに回収される。

【００２２】そして、上記転写工程を他のトナー（マゼ
ンタ、シアン、ブラック）についても同様に繰り返し、
その都度各々の現像器に内包された色の異なるトナーに
よるトナー像を中間転写体ドラム８に順次転写、積層す
ることによりカラー画像が合成形成される。

【００２３】また、図１において、１０は中間転写体ド
ラム８から転写材Ｐに転写されずに残ったトナーを中間
転写体ドラム８から除去するためのクリーナーである。

【００２４】前記中間転写体ドラム８に対して、給送カ
セット１１から被記録材としての転写材Ｐが給送ローラ
１２ａ及び搬送ローラ１２ｂにより一枚ずつ給送され、
転写ローラ１３へ転写材Ｐの背面からトナーと逆極性の
電圧（本実施形態にあっては＋１０００Ｖ）を印加する
ことによって転写材Ｐに対して中間転写体ドラム８側の
フルカラートナー像が転写形成される。

【００２５】そして、前記フルカラートナー像の転写を
受けた転写材Ｐは中間転写体ドラム８から分離されて定
着手段１４へ導入され、トナー像の加熱定着を受けて排
出トレー１５へ排出されるように構成されている。

【００２６】ここで、上記構成において現像手段６ｂに
よって黒単色連続コピーを行った場合、現像装置６ｂ中
の現像スリーブ６ｂ１からブラックトナーの飛散が生
じ、回転現像手段６ｃのホームポジションにおいて現像
装置６ｂ下流に存在する６Ｙに飛散トナーが堆積し、そ
の結果、現像スリーブ６ａＹを汚染し、その後、現像装
置６Ｙが現像動作を行う、つまり現像スリーブ６ａＹが
回転した場合、イエロートナーと飛散によるブラックト
ナーが混合し、混色による色味変動が発生した。

【００２７】そこで上記問題を解決するために、本実施
形態では黒単色で１００枚以上連続コピーを行う場合、
３０枚ごとに回転現像手段６ａをホームポジション位置
から１２０°ずつ回転させる動作を行っている。そして
ブラックのコピー動作終了後、回転現像手段６ａは再び
ホームポジションに戻る。

【００２８】図３に、ブラック単色連続コピー（Ａ４用
紙サイズ、画像デューティー７％の主走査方向横帯））
動作中、上記回転現像手段の上記動作を行わなかった場
合と、図５に、上記回転現像手段の上記動作を行った場
合におけるカラー単色画像（マゼンタ、イエロー、シア
ン）の色味変動の差、つまり色差を示した。それぞれの
初期カラー単色画像（Ａ４用紙サイズ、画像デューティ
ー７％の主走査方向横帯）をイニシャルとして、黒単色
連続３０枚コピーごとにイニシャルと同様の画像を形成
しながら１０００枚通紙（３０枚間欠）し、イニシャル
画像と３０枚毎通紙後の画像との色差ΔＥをＸ−Ｒｉｔ
ｅＳＰ６８を用いて測定した。図３、図５の横軸は黒単
色連続コピー時におけるコピー枚数を表し、縦軸はそれ
ぞれのカラー単色の初期との色差を示している。一般的
に許容色差ΔＥは６．５以下といわれているが、図３、
図５において、上記動作を行わなかった場合はブラック
単色コピー連続３００枚で、その時のイエロー単色の色
差ΔＥは６．５になっているのに対し、上記動作を行っ
た場合はブラック単色連続１０００枚の場合においても
色差ΔＥは全色に関して許容色差（ΔＥ＝６．５）以下
で維持することができた。

【００２９】以上より、現像スリーブに堆積した飛散ト
ナーによる混色を軽減することができ、色味変動のない
高品質なカラー画像を形成することができる。

【００３０】尚、上記実施形態に関して、様々な実験上
の数値を例にとって該動作を行っているが、これらの数
値はそれぞれ限定されるものでないことは言うまでもな
い。また、単色連続コピー中に該動作を行っているが、
これに限定されるものではなく、連続コピー以外におい
て該動作を行うことにおいても有効である。

【００３１】（第２の実施形態）次に第２の実施形態を
以下に説明する。尚、本実施形態における画像形成プロ
セスとしては、前述した第１の実施形態とほぼ同一であ
るため、重複する説明は省略する。

【００３２】第１の実施形態において、黒単色連続コピ
ーを行った場合、黒単色現像動作中に回転現像手段が回
転動作を行うことによってカラー現像器の色味変動を軽
減できることを示した。しかし、黒単色連続コピーを更
に長期にわたって行った場合、回転現像手段が、第１の
実施形態における該動作を行った場合においても、イエ
ロー、シアン、マゼンタ全てのカラー単色画像で許容色
差（ΔＥ＝６．５）を超えてしまい、色味変動が発生し
た。

【００３３】そこで、本実施形態では黒単色連続コピー
を長期にわたって行った場合、現像剤担持体６ａＭ、６
ａＣ、６ａＹに堆積した黒トナーを像担持体上に吐き出
す動作を行った。

【００３４】本実施形態では、黒単色５００枚以上連続
コピーを行う場合、第１の実施形態における、３０枚ご
とに回転現像手段６ａをホームポジション位置から１２
０°ずつ回転させる動作を行うとともに、５００枚ごと
に以下に示す飛散トナー吐き出し動作を行う。

【００３５】黒単色５００枚連続コピー終了時、図６に
おいて、現像装置６Ｍは回転現像手段６ａによって感光
ドラム１表面に近接する現像位置に移動されて、一次帯
電器２によって主走査方向横帯（本実施形態においては
副走査方向１０ｍｍ）で、一様に−１００Ｖに帯電され
た静電潜像１００を形成し、図７において、感光ドラム
１の回転に伴い、現像スリーブ６ａＭに−３００Ｖのバ
イアスを印加し、感光ドラム１と現像スリーブ６ａＭと
の間に電位差を発生させ（本実施形態においては２００
Ｖ）、現像スリーブ６ａＭ表面の飛散トナーを感光ドラ
ム１上の上記静電潜像１００に現像する。この間、現像
スリーブ６ａＭは回転しないことは言うまでもない。図
８において、感光ドラム１上に現像された該トナーは中
間転写ドラム８上転写されることなく（本実施形態にお
いて該動作における転写電流は０μＡ）、クリーニング
器９により回収される。同様の動作を６Ｃ、６Ｙに関し
ても順次行う。

【００３６】図１０に、ブラック単色連続コピー（Ａ４
用紙サイズ、画像デューティー７％の主走査方向横
帯））動作中、回転現像手段の上記回転動作を行わず、
且つ上記飛散トナー吐き出し動作を行わなかった場合
の、図１１に回転現像手段の上記回転動作を行い、上記
飛散トナー吐き出し動作を行わなかった場合の、そして
図１２に、回転現像手段の上記回転動作を行い、且つ上
記飛散トナー吐き出し動作を行った場合におけるカラー
単色画像（マゼンタ、イエロー、シアン）の色味変動の
差、つまり色差を示した。それぞれの初期カラー単色画
像画像（Ａ４用紙サイズ、画像デューティー７％の主走
査方向横帯）をイニシャルとして、黒単色連続３０枚コ
ピーごとにイニシャルと同様の画像を形成しながら１０
０００枚通紙（３０枚間欠）し、イニシャル画像と３０
枚毎通紙後の画像との色差ΔＥをＸ−ＲｉｔｅＳＰ６８
を用いて測定した。図１０、図１１、図１２の横軸は黒
単色連続コピー時におけるコピー枚数を表し、縦軸はそ
れぞれのカラー単色の初期との色差を示している。一般
的に許容色差ΔＥは６．５以下といわれているが、図１
０、図１１、図１２において、図１０の場合はブラック
単色コピー連続３００枚で、イエロー単色の色差ΔＥは
６．５になり、シアン、イエローに関しても１００００
枚終了時における色差は許容色差（ΔＥ＝６．５）以下
ではあるものの、顕著になりつつある。また図１１の場
合は、ブラック単色連続１００００枚の場合において色
差ΔＥは全色に関して約８０００〜９０００枚付近で許
容色差（ΔＥ＝６．５）を超えてしまった。一方、図１
２の場合はブラック単色連続１００００枚の場合におい
て色差ΔＥは全色に関して許容色差（ΔＥ＝６．５）以
下に維持でき、かつΔＥを低い数値で維持することがで
きた。

【００３７】以上より、現像スリーブに堆積した飛散ト
ナーによる混色を軽減することができ、色味変動のない
高品質なカラー画像を形成することができる。

【００３８】尚、上記実施形態に関して、様々な実験上
の数値を例にとって該動作を行っているが、これらの数
値はそれぞれ限定されるものでないことは言うまでもな
い。また、単色連続コピー終了後に該トナー吐き出し動
作を行っているが、これに限定されるものではなく、単
色連続コピー中に非画像部（紙間）において該動作を行
う、または連続コピー以外において該動作を行うことに
おいても有効である

【００３９】

【発明の効果】本発明において、像担持体と、帯電バイ
アスを印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置
と、該像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像
情報書き込み装置と、該静電潜像を現像剤により顕像化
する固定現像手段と、少なくとも２個以上の現像手段を
回転可能に支持した回転現像手段によって現像する現像
装置を備えた画像形成装置において、前記固定現像手段
が現像動作を行っている間、前記回転現像手段が現像動
作を行うことなく回転することによって、現像剤の混色
による色味変動を軽減し、高品質なカラー画像を形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態を説明するための図。

【図２】第１の実施形態を説明するための図。

【図３】第１の実施形態における黒単色コピー枚数と、
イエロー、マゼンタ、シアンそれぞれの単色画像の色差
の関係を表した図。

【図４】従来例を説明するための図。

【図５】第１の実施形態における黒単色コピー枚数と、
イエロー、マゼンタ、シアンそれぞれの単色画像の色差
の関係を表した図。

【図６】第２の実施形態を説明するための図。

【図７】第２の実施形態を説明するための図。

【図８】第２の実施形態を説明するための図。

【図９】第１の実施形態を説明するための図。

【図１０】第２の実施形態における黒単色コピー枚数
と、イエロー、マゼンタ、シアンそれぞれの単色画像の
色差の関係を表した図。

【図１１】第２の実施形態における黒単色コピー枚数
と、イエロー、マゼンタ、シアンそれぞれの単色画像の
色差の関係を表した図。

【図１２】第２の実施形態における黒単色コピー枚数
と、イエロー、マゼンタ、シアンそれぞれの単色画像の
色差の関係を表した図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桝田恒司東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H300 EA06 EA08 EA10 EB02 EB09 EB12 EB18 EB24 EC02 EC04 EF03 EF08 EG01 EH11 EJ02 EJ09 EJ15 EJ40 EJ45 EJ47 EJ50 EJ52 FF05 GG02 GG29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、帯電バイアスを印加するこ
とで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、該像担持体の
帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置
と、該静電潜像を現像剤により顕像化する固定現像手段
と、少なくとも２個以上の現像手段を回転可能に支持し
た回転現像手段によって現像する現像装置を備えた画像
形成装置において、前記固定現像手段が現像動作を行っ
ている間、前記回転現像手段が現像動作を行うことなく
回転する機構を有することを特徴とした画像形成装置。
【請求項２】前記回転現像手段は前記現像手段が任意
の位置に移動するように回転動作を行わせることを特徴
とした請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記固定現像器は前記回転現像器よりも
上記像担持体の回転方向上流側に配置されていることを
特徴とした、請求項１、２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記回転現像手段は、前記固定現像手段
が現像動作を行っている間、あらかじめ設定された前記
固定現像手段の現像動作回数ごとに、現像動作を行うこ
となく回転する機構を有することを特徴とした請求項１
〜３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記固定現像装置はブラックの現像剤を
内包していて、ブラックは磁性１成分現像剤であり、そ
れ以外は非磁性トナーと磁性粒子とを混合してなる２成
分現像剤を内包していることを特徴とする請求項１〜４
記載の画像形成装置。
【請求項６】前記回転現像手段は、前記固定現像手段
の現像動作終了後、前記回転現像手段の前記現像剤担持
体が回転動作を行うことなく、前記像担持体上の非画像
部にトナーを吐き出す動作を行う機構を有することを特
徴とした、請求項１〜４記載の画像形成装置。
【請求項７】上記像担持体が、非結晶の珪素を有する
表面層からなる感光体で構成されていることを特徴とし
た、請求項１〜６記載の画像形成装置。