JP2682058B2

JP2682058B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2682058B2
Application number: JP63234710A
Authority: JP
Inventors: 健済川; 恒雄野網; 康二足立; 信正古谷; 和雄丸山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1988-09-21
Publication date: 1997-11-26
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: JPH0283558A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、所謂重ね現像法を利用して複数のトナー
像を形成し、転写媒体に各トナー像を一括転写するタイ
プの複写機やプリンタ等の画像形成装置に係り、特に、
潜像担持体上の残留トナー除去用のクリーニング手段に
おけるクリーニング効率を良好に保つようにした画像形
成装置の改良に関する。

［従来の技術］従来この種の重ね現像法を利用した画像形成装置とし
ては例えば特開昭55-73063号公報所載のものがある。

これは、一つの潜像担持体に、二つの色に対する潜像
を区別する上で潜像電位が三段階になる三値の静電潜像
を形成し、これら三値の潜像を有する潜像担持体の第一
の潜像を第一の現像器でトナー現像した後、引続いて潜
像担持体上の第二の潜像を第二の現像器で現像し、転写
手段によって、転写媒体に対し最終的に形成されたトナ
ー像を一度に転写させて二色カラー画像を得るもので、
装置の小型化及び画像形成速度の高速化を図るものであ
る。

このような画像形成装置においては、画像形成サイク
ルを繰返し行う上で潜像担持体上の残留トナーを除去す
る必要があるため、通常運転手段の後段に残留トナー除
去用のクリーニング手段を配設する構造が採用される。
そして、この種のクリーニング手段のクリーニング効果
を上げるために、上記各現像器の各現像剤として、通常
クリーニング助剤が外添されたトナーを用いることが行
われている（特開昭62-280755号）。

［発明が解決しようとする課題］ところで、この種の画像形成装置にあっては、各現像
剤のトナーにクリーニング助剤が外添されているため、
クリーニング手段のクリーニング性能は良好に保たれる
が一方、上記クリーニング助剤は必然的にキャリアに付
着し易いため、各現像剤の帯電性を不安定にすると共に
各現像剤の寿命を低下させる原因になってしまうほか、
各現像部位において夫々クリーニング助剤が潜像担持体
に付着してしまうため、潜像担持体上にクリーニング助
剤が過剰に付着することになり、その分、潜像担持体上
の帯電性能をより悪化させる原因になってしまう。特
に、黒色トナー以外の色トナーにクリーニング助剤を外
添したものにあっては、その現像剤の寿命を極端に低下
させるという問題があった。

この発明は、以上の観点に立って為されたものであっ
て、クリーニング手段のクリーニング性能を損うことな
く、使用現像剤の帯電性、寿命、潜像担持体の帯電性能
を有効に改善するようにした画像形成装置を提供するも
のである。

［課題を解決するための手段］すなわち、この発明は、潜像担持体と、この潜像担持
体上に複数の潜像を形成する潜像形成手段と、形成され
た潜像を異なるトナーにより顕在化する複数の現像手段
と、各現像手段で顕像化された複数のトナー像を転写媒
体に同時に転写する転写手段と、潜像担持体上の残留ト
ナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装
置を前提とし、複数の現像手段の一つのみにクリーニン
グ助剤が外添されたトナーを担持させたことを特徴とす
るものである。

このような技術的手段において、上記潜像担持体とし
ては、潜像形成手段によって潜像を形成し得るものであ
れば感光体、誘電体等適宜選択して差支えなく、その具
体的構成についてもドラム状、ベルト状を問わない。

また、潜像形成手段については、潜像担持体上に所定
レベルの電位からなる潜像を形成し得るものであれば、
潜像担持体を予め帯電し、画像部あるいは非画像部を光
書込み手段にて除電するようにしたり、放電ヘッドから
のイオンにて潜像を形成する等適宜設計変更することが
できる。

更に、各現像手段の現像方式については、潜像担持体
上の潜像に対応して現像するものであれば、磁気ブラシ
現像法、カスケード現像法等の二成分現像法や一成分現
像法等適宜選択して差支えない。また、使用する現像剤
の組成についても適宜選択して差支えないが、少なくと
も、いずれか一つの現像手段で用いられる現像剤につい
てクリーニング助剤が外添されたトナーを用いるように
することが必要である。

この場合において、クリーニング助剤としては、例え
ばステアリン酸等の長鎖脂肪酸及びそのエステル並びに
それらの金属塩、ポリテトラフルオロエチレン、ポリト
リフルオロエチレン、フッ化ポリビニリデン、フッ化ポ
リスチレン等のフッ素系樹脂、アクリル酸エステルある
いはメタクリル酸エステルの単独重合体又はスチレンモ
ノマとのスチレン／アクリル（メタクリル）系共重合体
等のアクリル系樹脂の微粉末が挙げられる。また、黒色
トナーと黒色以外の色トナーとが用いられる場合におい
ては、黒色以外の色トナーにクリーニング助剤を外添す
る場合の現像剤の寿命がかなり短くなるため、黒色トナ
ー側にクリーニング助剤を外添することが好ましい。

更にまた、後段の現像手段については、前段の現像手
段で既に形成されたトナー像を乱さないように設計する
ことが好ましく、例えば、磁気ブラシ現像法を用いるも
のであれば、現像能力を損わない範囲で潜像担持体への
磁気ブラシの摺察力を弱めるように設計することが必要
である。

また、上記転写手段としては、静電転写方式や加熱転
写方式等適宜選択することができ、クリーニング手段に
ついても、ブレードを用いたもの、ブラシを用いたもの
等適宜選択することができる。

［作用］上述したような技術的手段によれば、一つの現像手段
が担持する現像剤はクリーニング助剤が外添されたトナ
ーを包含しているので、このクリーニング助剤がクリー
ニング手段のクリーニング効果を促進させる。

また、クリーニング助剤は一つの現像部位から潜像担
持体に付着するため、複数の現像部位から付着する場合
に比べて潜像担持体に付着するクリーニング助剤量は少
なくなる。

更に、一つの現像手段以外の現像手段が担持する現像
剤はクリーニング助剤が外添されていないトナーを包含
するので、この種の現像剤の帯電性や寿命がクリーニン
グ助剤によって影響されることはない。

［実施例］以下、添附図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳
細に説明する。

第１図はこの発明を適用した二色カラープリンタを示
す説明図である。

同図において、１は周囲が光導電層1aからなる潜像担
持体としての正帯電型感光ドラム（この実施例ではSe
系）、２は感光ドラム１の表面を予め帯電する帯電コロ
トロン、３は感光ドラム１の表面に第一の潜像を形成す
るための第一のLEDアレイ、４は正極性の黒色トナーが
用いられる磁気ブラシ方式の第一の現像器、５は第二の
潜像を形成するための第二のLEDアレイ、６は負極性の
赤色トナーが用いられる磁気ブラシ方式の第二の現像
器、７は感光ドラム１の表面部を一様に露光する転写前
露光ランプ、８は感光ドラム１上に形成された両トナー
像の極性を揃える転写前帯電コロトロン、９はロール状
の記録シート、10は記録シート９のガイドロール、11は
記録シート９に感光ドラム１上の両トナー像を転写させ
る転写コロトロン、12はクリーニング工程前に感光ドラ
ム１上の残留電荷を除去する除電コロトロン、13は感光
ドラム１上の残留トナーを除去するブレードクリーナ、
14は次の画像形成サイクル前において感光ドラム１上の
残留電荷を完全に除去する除電ランプである。

また、この実施例において用いられる各現像剤は以下
の通りである。

☆第一の現像剤・キャリア平均粒径100μｍ程度のフェライト系キャリア・トナー（正帯電性黒色トナー）スチレン／アクリル共重合体85重量％，カーボンブラッ
ク10重量％，正帯電制御剤としてニグロシン染料５重量
％を溶融混練粉砕後分級してなる平均粒径10μｍ程度の
トナー・主な外添剤エアロゾル（Aerozol,商品名）0.4重量部（流動性向上剤）ステアリン酸亜鉛0.4重量部（クリーニング助剤） ☆第二の現像剤・キャリアスチレン/n−ブチルメタクリレート共重合体30重量％，
マグネタイト70重量％を溶融混練粉砕後分級してなる平
均粒径100μｍ程度のキャリア・トナー（負帯電性赤色トナー）スチレン/n−ブチルメタクリレート共重合体90重量％，
赤色染料リソールスカルト（BASF社製）10重量％を溶融
混練粉砕後分級してなる平均粒径12μｍ程度のトナー・主な外添剤エアロゾル（Aerozol,商品名）0.4重量部次に、この実施例に係る二色カラープリンタの作動につ
いて説明する。

先ず、帯電コロトロン２により、感光ドラム１の光導
電層1aを＋1000（ｖ）に一様帯電する（第２図
（ａ））。

次いで、第一のLEDアレイ３により第一の画像に対応
した光照射（ネガ露光）を行い、光導電層1a上に第一の
画像に対応した第一のネガ潜像Z1を形成する（第２図
（ｂ））。露光後の第一のネガ潜像Z1の電位V Z1は＋25
0（ｖ）であり、背景部H1の電位V H1は＋900（ｖ）であ
った。

この後、第一の現像器４により正極性の黒色トナーを
用いて、現像バイアスV B1＋750（ｖ）の下で反転現像
を行い、第一のトナー像T1を形成する（第２図
（ｂ））。

続いて、第二のLEDアレイ５により第二の画像に対応
した光照射（ポジ露光）を行い、第二の画像に対応する
第二のポジ潜像Z2を形成する（第２図（ｃ））。露光後
の第二のポジ潜像Z2の電位V Z2は＋800（ｖ）、背景部H
2の電位V H2は＋300（ｖ）、第一のトナー像T1の表面部
電位V T1は＋200（ｖ）であった。

この後、第二の現像器６により負極性の赤色トナーを
用いて、現像バイアスV B2＋450（ｖ）の下で正規現像
を行い、第二のトナー像T2を形成する（第２図
（ｃ））。

次に、転写前露光ランプ７にて光導電層1aを一様露光
しながら、転写前帯電コロトロン８にて光導電層1aに対
して放電処理を施した。この場合、一様露光によりトナ
ー像T1,T2のない背景部の光導電層1aは導電化される
が、トナー像T1,T2部分においてはトナーによって光が
遮断されるため、光導電層1aが導電化されず、トナー像
T1,T2部分の表面部電位は背景部電位に比べて高い状態
に保持される（第２図（ｄ））。この状態において、放
電処理として、光導電層1aの帯電極性と同極性である正
極性の直流電圧が重畳された所定レベルの交流電圧を印
加することによって行ったところ、画像部である第一、
第二のトナー像T1,T2は負極性に帯電し、背景部のかぶ
りトナーT1',T2'は正極性に帯電するようになった（第
２図（ｄ））。

次いで、画像部トナーと逆極性の直流電圧が印加され
た転写コロトロン11により転写を行った。この結果、負
極性に揃えられたトナー像T1,T2のみが記録シート９に
転写され、かぶりのない良好な赤黒二色の画像が得られ
た。

このような二色カラープリンタの性能を評価するに当
って、第二の現像剤中のトナーにクリーニング助剤であ
るステアリング酸亜鉛を0.2重量％外添させたものを比
較例とし、ランニングテストを行った。

テストを行うに当って、 ☆プロセス速度:200mm/sec ☆第一の現像器のパラメータ・トリミングギャップ0.9mm ・ドラムロールスペース1.0mm ［感光ドラムと現像ロールとの間のスペース］・マグネットセットアングル０゜・現像ロール径及び回転速度 40mm,感光ドラム速度の３倍・主極のタイプ及び磁力搬送磁極,800ガウス ☆第二の現像パラメータ・トリミングギャップ0.9mm ・ドラムロールスペース1.0mm ・マグネットセットアングル０゜・現像ロール径及び回転速度 40mm,感光ドラム速度の1.2倍・主極のタイプ及び磁力反発磁極,1200ガウス ☆転写前帯電コロトロンへの印加電圧 AC400（Hz）Vp_-p5（KV） DC-1.5（KV） ☆転写コロトロンへの印加電圧 DC5（KV）を共通条件とした。

上記テストを行い、画像形成サイクル数と第二の赤色
トナー像の背景部へのかぶり量をグレード付けしたもの
との関係を第３図に示す。尚、第３図においては、グレ
ード１に相当する符号Ａのラインを許容値とし、このＡ
以内を良好範囲としている。

同図によれば、比較例にあっては、第３図に白丸及び
仮想線で示すように、15KC/V（KC/V:10³ copy volume＝
1000回の画像形成サイクル）にて、第二の赤色トナーに
よる背景部のかぶりが発生し、更に、25KC/Vにて感光ド
ラム表面へのステアリン酸亜鉛のフィルミングによる像
抜けが生じた。

一方、上記実施例にあっては、第３図に黒丸及び実線
で示すように、40KC/Vにおいても背景部のかぶりの発生
は見られなかった。また、ブレードクリーナ13のクリー
ニング性についても特に問題は見られなかった。このこ
とは、第一の現像剤におけるトナーに外添されたクリー
ニング助剤が充分に機能していることを裏付けている。

また、実施例と比較例との第二の現像剤特性を調べた
ところ、第４図に示すような結果が得られた。尚、第４
図において、符号Ｂのラインは現像剤の帯電許容下限値
を示す。

同図によれば、実施例（第４図に黒丸及び実線で示
す）にあっては、第二の現像剤の帯電性がほとんど低下
せず、比較例（第４図に白丸及び点線で示す）に見られ
るように、クリーニング助剤であるステアリン酸亜鉛が
キャリアにフィルム状に付着することによって現像剤の
帯電性が低下するという現象を回避することができた。

［発明の効果］以上説明してきたように、請求項１及び２記載の画像
形成装置によれば、複数の現像手段における各現像剤の
一つにのみクリーニング助剤が外添されたトナーを用い
るようにしたので、以下のような効果を奏する。

クリーニング手段にクリーニング助剤を確実に供給で
き、クリーニング手段のクリーニング効果を充分に発揮
させることができる。

潜像担持体に付着するクリーニング助剤量を少なくす
ることができるため、クリーニング助剤による潜像担持
体の帯電性能の悪化程度を少なく抑えることができる。

一つの現像手段以外の現像手段においては、使用現像
剤としてクリーニング助剤を含まないものを使用できる
ので、その現像剤については、クリーニング助剤による
悪影響を排除して、帯電性を良好に保つことができると
共に寿命を伸すことができる。

更に、請求項２記載の画像形成装置によれば、もとも
と寿命の短い黒色以外のカラー現像剤の寿命を確実に伸
すことができ、その分、現像剤の交換作業サイクルその
ものを伸すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る画像形成装置の一実施例を示す
説明図、第２図はその動作工程を示す説明図、第３図は
画像形成サイクル数と第二トナーの背景部のかぶりグレ
ードとの関係を示すグラフ図、第４図は画像形成サイク
ル数と第二トナーの帯電量との関係を示すグラフ図であ
る。［符号の説明］１……感光ドラム（潜像担持体）２……帯電コロトロン（潜像形成手段）３……第一のLEDアレイ（潜像形成手段）４……第一の現像器（現像手段）５……第二のLEDアレイ（潜像形成手段）６……第二の現像器（現像手段）９……記録シート（転写媒体） 11……転写コロトロン（転写手段） 13……ブレードクリーナ（クリーニング手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古谷信正神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者丸山和雄神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献特開昭61−100769（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−209539（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−96664（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−180566（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体（１）と、この潜像担持体
（１）上に複数の潜像を形成する潜像形成手段（2,3,
5）と、形成された潜像を異なるトナーにより顕在化す
る複数の現像手段（4,6）と、各現像手段（4,6）で顕像
化された複数のトナー像を転写媒体（９）に同時に転写
する転写手段（11）と、潜像担持体（１）上の残留トナ
ーを除去するクリーニング手段（13）とを備えた画像形
成装置において、複数の現像手段（4,6）の一つのみにクリーニング助剤
が外添されたトナーを担持させたことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】請求項１記載のものにおいて、クリーニン
グ助剤が外添されたトナー黒色トナーであることを特徴
とする画像形成装置。