JP3248047B2 - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被記録画像に対応して像
担持体に形成された静電潜像を、現像剤により現像して
用紙等に記録する画像形成装置に関する。
担持体に形成された静電潜像を、現像剤により現像して
用紙等に記録する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】デジタルカラー複写機の普及に伴い、さ
らなる高速化，高画質化への要望が高まる中で図２に示
すような画像形成装置が考案されている。この画像形成
装置は各々４色の現像剤ごとに画像形成部（画像形成ユ
ニット）を設け、各画像形成部において像担持体として
の感光ドラムに後述する画像形成プロセスにて各色毎の
可視画像を形成し、これら可視画像を外部から供給され
る転写材に順次転写し、一括定着してカラー画像を得る
電子写真方式のデジタルカラー画像形成装置である。こ
の方式の最大の利点は高速化が可能であることである。
らなる高速化，高画質化への要望が高まる中で図２に示
すような画像形成装置が考案されている。この画像形成
装置は各々４色の現像剤ごとに画像形成部（画像形成ユ
ニット）を設け、各画像形成部において像担持体として
の感光ドラムに後述する画像形成プロセスにて各色毎の
可視画像を形成し、これら可視画像を外部から供給され
る転写材に順次転写し、一括定着してカラー画像を得る
電子写真方式のデジタルカラー画像形成装置である。こ
の方式の最大の利点は高速化が可能であることである。
【０００３】このカラー画像形成装置は装置本体内に第
１，第２，第３及び第４の４つの画像形成部ＰM，ＰC，
ＰY及びＰKを備え、また、その一端、即ち図２の右側に
は給紙部７が、その反対側、即ち図２の左側には定着機
８がそれぞれ配設されている。またプリンタ本体内の前
記給紙部７から前記定着器８にいたる経路の下側には、
転写材を搬送する無端状の転写材搬送手段、本従来例で
は搬送ベルト１０が周知の態様で複数のローラー間に架
張されている。
１，第２，第３及び第４の４つの画像形成部ＰM，ＰC，
ＰY及びＰKを備え、また、その一端、即ち図２の右側に
は給紙部７が、その反対側、即ち図２の左側には定着機
８がそれぞれ配設されている。またプリンタ本体内の前
記給紙部７から前記定着器８にいたる経路の下側には、
転写材を搬送する無端状の転写材搬送手段、本従来例で
は搬送ベルト１０が周知の態様で複数のローラー間に架
張されている。
【０００４】この搬送ベルト１０は図示矢印で示す方向
に駆動され、前記給紙部を通じて送給される転写材を担
持して、前述した各画像形成部ＰM，ＰC，ＰY及びＰKへ
と順次搬送する。
に駆動され、前記給紙部を通じて送給される転写材を担
持して、前述した各画像形成部ＰM，ＰC，ＰY及びＰKへ
と順次搬送する。
【０００５】各画像形成部ＰM，ＰC，ＰY及びＰKは実質
的に同一の構成を有し、通常のように図示矢印方向に回
転駆動される像担持体である感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，１
Ｙ及び１Ｋを含み、各感光ドラムの周辺には、感光ドラ
ムを一様帯電する一次帯電器２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ及び２
Ｋ；感光ドラム上に静電潜像を形成する像露光装置３
Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，及び３Ｋ；感光ドラム上に形成された
静電潜像を現像する現像器４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ及び４Ｋ；
現像された可視画像を転写材に転写するコロナ帯電器６
Ｍ，６Ｃ，６Ｙ及び６Ｋ；感光ドラム上に残存するトナ
ーを除去するドラムクリーナー５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ及び５
Ｋ、がドラム回転方向に順次配設されている。
的に同一の構成を有し、通常のように図示矢印方向に回
転駆動される像担持体である感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，１
Ｙ及び１Ｋを含み、各感光ドラムの周辺には、感光ドラ
ムを一様帯電する一次帯電器２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ及び２
Ｋ；感光ドラム上に静電潜像を形成する像露光装置３
Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，及び３Ｋ；感光ドラム上に形成された
静電潜像を現像する現像器４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ及び４Ｋ；
現像された可視画像を転写材に転写するコロナ帯電器６
Ｍ，６Ｃ，６Ｙ及び６Ｋ；感光ドラム上に残存するトナ
ーを除去するドラムクリーナー５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ及び５
Ｋ、がドラム回転方向に順次配設されている。
【０００６】現像器４Ｍにはマゼンタ色のトナーが、現
像器４Ｃにはシアン色のトナーが、現像器４Ｙにはイエ
ロー色のトナーが、現像器４Ｋには黒色のトナーが、そ
れぞれ収容されている。前記像露光装置３Ｍ，３Ｃ，３
Ｙ及び３Ｋは、本例では、ＬＥＤ発光素子をドラムの母
線方向に並べたＬＥＤヘッドであり、カラー用ＣＣＤの
ような撮像素子によって多数の画素に分解されて読みと
られ、デジタル信号に変換されたそれぞれの色の画像に
対するデジタル画素信号の入力を受け、この信号に対応
して前記一次帯電器２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ及び２Ｋと現像器
４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ及び４Ｋとの間でドラム面を露光し
て、対応する色の静電潜像を形成するようになってい
る。像露光装置３Ｍにはカラー画像のマゼンタ成分像に
対応する画素信号が、像露光装置３Ｃにはカラー画像の
シアン成分像に対応する画素信号が、像露光装置３Ｙに
はカラー画像のイエロー成分像に対応する画素信号が、
像露光装置３Ｋにはカラー画像の黒成分像に対応する画
素信号がそれぞれ入力される。また、第一の画像形成部
ＰMと給紙部との間には、転写材を吸着するための一対
の吸着帯電器が搬送ベルト１０を挟んで対向設置されて
いる。一方、第４の画像形成部ＰKと定着器８との間に
は除電用帯電器が設けられており、搬送ベルト１０に吸
着されている転写材を分離するために電源（図示せず）
より交流電圧が印加される。
像器４Ｃにはシアン色のトナーが、現像器４Ｙにはイエ
ロー色のトナーが、現像器４Ｋには黒色のトナーが、そ
れぞれ収容されている。前記像露光装置３Ｍ，３Ｃ，３
Ｙ及び３Ｋは、本例では、ＬＥＤ発光素子をドラムの母
線方向に並べたＬＥＤヘッドであり、カラー用ＣＣＤの
ような撮像素子によって多数の画素に分解されて読みと
られ、デジタル信号に変換されたそれぞれの色の画像に
対するデジタル画素信号の入力を受け、この信号に対応
して前記一次帯電器２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ及び２Ｋと現像器
４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ及び４Ｋとの間でドラム面を露光し
て、対応する色の静電潜像を形成するようになってい
る。像露光装置３Ｍにはカラー画像のマゼンタ成分像に
対応する画素信号が、像露光装置３Ｃにはカラー画像の
シアン成分像に対応する画素信号が、像露光装置３Ｙに
はカラー画像のイエロー成分像に対応する画素信号が、
像露光装置３Ｋにはカラー画像の黒成分像に対応する画
素信号がそれぞれ入力される。また、第一の画像形成部
ＰMと給紙部との間には、転写材を吸着するための一対
の吸着帯電器が搬送ベルト１０を挟んで対向設置されて
いる。一方、第４の画像形成部ＰKと定着器８との間に
は除電用帯電器が設けられており、搬送ベルト１０に吸
着されている転写材を分離するために電源（図示せず）
より交流電圧が印加される。
【０００７】上記構成のカラープリンタにおいて、給紙
カセット７より搬送ベルト１０上に給紙された転写材は
静電吸着され、搬送ベルト１０の図示矢印方向への移動
に伴なって搬送される。転写材の搬送に伴ない、第一の
画像形成部ＰMの感光ドラム１Ｍにはマゼンタのトナー
像が、第２の画像形成部ＰCの感光ドラム１Ｃにはシア
ンのトナー像が、第３の画像形成部ＰYの感光ドラム１
Ｙにはイエローのトナー像が、第４の画像形成部ＰKの
感光ドラム１Ｋには黒のトナー像がそれぞれ分担され、
静電潜像に応じて現像される。
カセット７より搬送ベルト１０上に給紙された転写材は
静電吸着され、搬送ベルト１０の図示矢印方向への移動
に伴なって搬送される。転写材の搬送に伴ない、第一の
画像形成部ＰMの感光ドラム１Ｍにはマゼンタのトナー
像が、第２の画像形成部ＰCの感光ドラム１Ｃにはシア
ンのトナー像が、第３の画像形成部ＰYの感光ドラム１
Ｙにはイエローのトナー像が、第４の画像形成部ＰKの
感光ドラム１Ｋには黒のトナー像がそれぞれ分担され、
静電潜像に応じて現像される。
【０００８】ここで現像工程について説明する。一般的
に現像方法は、非磁性トナーについてはブレード等でス
リーブ上にコーティングし、磁性トナーは磁気力によっ
てコーティングして搬送し感光ドラムに対して非接触状
態で現像する方法（一成分非接触現像）と、上記のよう
にしてコーティングしたトナーを感光ドラムに対して接
触状態で現像する方法（一成分接触現像）と、トナー粒
子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤とし
て用いて磁気力によって搬送し感光ドラムに対して接触
状態で現像する方法（二成分接触現像）と、上記の二成
分現像剤を非接触状態にして現像する方法（二成分非接
触現像）の４種類に大別される。画像の高画質化や高安
定性の面から、二成分接触現像法が多く用いられてい
る。
に現像方法は、非磁性トナーについてはブレード等でス
リーブ上にコーティングし、磁性トナーは磁気力によっ
てコーティングして搬送し感光ドラムに対して非接触状
態で現像する方法（一成分非接触現像）と、上記のよう
にしてコーティングしたトナーを感光ドラムに対して接
触状態で現像する方法（一成分接触現像）と、トナー粒
子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤とし
て用いて磁気力によって搬送し感光ドラムに対して接触
状態で現像する方法（二成分接触現像）と、上記の二成
分現像剤を非接触状態にして現像する方法（二成分非接
触現像）の４種類に大別される。画像の高画質化や高安
定性の面から、二成分接触現像法が多く用いられてい
る。
【０００９】図３は本従来例における二成分磁気ブラシ
現像用の現像装置４の概略図である。図中、１６は現像
スリーブ、１７は現像スリーブ内に固定配置されたマグ
ネットローラー、１８，１９は攪拌スクリュー、２０は
現像剤を現像スリーブ表面に薄層形成するために配置さ
れた規制ブレード、２１は現像容器である。ここで前記
静電潜像を、上記の現像装置を用いて二成分磁気ブラシ
法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系について
以下説明する。
現像用の現像装置４の概略図である。図中、１６は現像
スリーブ、１７は現像スリーブ内に固定配置されたマグ
ネットローラー、１８，１９は攪拌スクリュー、２０は
現像剤を現像スリーブ表面に薄層形成するために配置さ
れた規制ブレード、２１は現像容器である。ここで前記
静電潜像を、上記の現像装置を用いて二成分磁気ブラシ
法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系について
以下説明する。
【００１０】まず、現像スリーブ１６の回転に伴いＮ3
極で汲み上げられた現像剤は、Ｓ2極→Ｎ1極と搬送され
る過程において、現像スリーブ１６に対して垂直に配置
された規制ブレード２０によって規制され、現像スリー
ブ１６上に薄層形成される。ここで薄層形成された現像
剤が、現像主極Ｓ1極に搬送されてくると磁気力によっ
て穂立ちが形成される。この穂状に形成された現像剤に
よって前記静電潜像を現像し、その後Ｎ3極，Ｎ2極の反
発磁界によって現像スリーブ１６上の現像剤は、現像容
器２１内に戻される。
極で汲み上げられた現像剤は、Ｓ2極→Ｎ1極と搬送され
る過程において、現像スリーブ１６に対して垂直に配置
された規制ブレード２０によって規制され、現像スリー
ブ１６上に薄層形成される。ここで薄層形成された現像
剤が、現像主極Ｓ1極に搬送されてくると磁気力によっ
て穂立ちが形成される。この穂状に形成された現像剤に
よって前記静電潜像を現像し、その後Ｎ3極，Ｎ2極の反
発磁界によって現像スリーブ１６上の現像剤は、現像容
器２１内に戻される。
【００１１】現像スリーブ１６には電源（図示せず）か
ら直流バイアス及び交流バイアスが印加される。一般に
二成分現像法においては交流バイアスを印加すると現像
効率が増し、画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生
しやすくなるという危険も生じる。
ら直流バイアス及び交流バイアスが印加される。一般に
二成分現像法においては交流バイアスを印加すると現像
効率が増し、画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生
しやすくなるという危険も生じる。
【００１２】このようにして感光ドラム上に現像された
トナー像は、搬送ベルト１０の移動によって転写材が第
１〜第４の画像形成部ＰM〜ＰKの感光ドラム１Ｍ〜１Ｋ
の下部を順次に通過して定着部の方向へと搬送される間
に、各画像形成部の転写帯電器６Ｍ，６Ｃ，６Ｙ及び６
Ｋにより転写材上に順次重ねて転写されてカラー画像が
合成される。転写材は第４の画像形成部Ｐ K を通過した
後、交流電圧が印加された除電用帯電器により除電さ
れ、搬送ベルト１０から分離される。搬送ベルト１０か
ら分離された転写材は定着器８で転写された画像が定着
された後、転写材排出口からトレイ９へと排出される。
トナー像は、搬送ベルト１０の移動によって転写材が第
１〜第４の画像形成部ＰM〜ＰKの感光ドラム１Ｍ〜１Ｋ
の下部を順次に通過して定着部の方向へと搬送される間
に、各画像形成部の転写帯電器６Ｍ，６Ｃ，６Ｙ及び６
Ｋにより転写材上に順次重ねて転写されてカラー画像が
合成される。転写材は第４の画像形成部Ｐ K を通過した
後、交流電圧が印加された除電用帯電器により除電さ
れ、搬送ベルト１０から分離される。搬送ベルト１０か
ら分離された転写材は定着器８で転写された画像が定着
された後、転写材排出口からトレイ９へと排出される。
【００１３】一方、トナー像転写後の感光ドラムの面に
は転写残トナーが付着しており、これが次の転写工程に
はいると次回の画像形成時に画像汚れとなって現われる
ため、転写残トナーはドラムクリーナー５によってドラ
ム上から除電され、併設された廃トナーボックスに送ら
れる。本従来例では弾性ブレードを感光ドラムに接触さ
せトナーを掻き落とす方法を用いている。
は転写残トナーが付着しており、これが次の転写工程に
はいると次回の画像形成時に画像汚れとなって現われる
ため、転写残トナーはドラムクリーナー５によってドラ
ム上から除電され、併設された廃トナーボックスに送ら
れる。本従来例では弾性ブレードを感光ドラムに接触さ
せトナーを掻き落とす方法を用いている。
【００１４】しかし廃トナーが出てしまうことは環境面
や、メンテナンスの煩わしさを考えるとあまり好ましい
ものではない。また一方で、省スペースの点から複写機
などのＯＡ機器への小型化の要求が高まっている。
や、メンテナンスの煩わしさを考えるとあまり好ましい
ものではない。また一方で、省スペースの点から複写機
などのＯＡ機器への小型化の要求が高まっている。
【００１５】これらの問題を一度に解決する方法の一つ
として現像同時クリーニングがある。この方式を用いた
例を図４に示す。これは露光部にトナーを現像させる反
転現像プロセスにおいて、非画像部の転写残トナーを次
回の画像形成の現像工程において、かぶり取り電位によ
って現像容器内に回収する方法である。回収されたトナ
ーは再びキャリアと混合され、画像形成に用いられるの
で廃トナーを出すことはなくなる。同時にドラムクリー
ナーが不必要となるため小型化が可能となる。とくに本
従来例のように同じ構成の画像形成ユニットを複数持つ
画像形成装置においては、小型化にとくに有効であるこ
とは明らかである。
として現像同時クリーニングがある。この方式を用いた
例を図４に示す。これは露光部にトナーを現像させる反
転現像プロセスにおいて、非画像部の転写残トナーを次
回の画像形成の現像工程において、かぶり取り電位によ
って現像容器内に回収する方法である。回収されたトナ
ーは再びキャリアと混合され、画像形成に用いられるの
で廃トナーを出すことはなくなる。同時にドラムクリー
ナーが不必要となるため小型化が可能となる。とくに本
従来例のように同じ構成の画像形成ユニットを複数持つ
画像形成装置においては、小型化にとくに有効であるこ
とは明らかである。
【００１６】このプロセスについて図５を用いて簡単に
説明する。この図は（１）転写後、（２）帯電後、
（３）露光後、（４）現像後のドラム上の電位とトナー
の配置を模式的に表わしたものである。ＶDはドラム上
の電位、ＶCとＶbはそれぞれ画像部の電位と非画像部の
電位の現像スリーブに対する電位差である。転写残トナ
ーは転写時のコロナ放電の影響を受けるため極性が反転
したいわゆる反転トナーも含まれている［（１）：転写
後］。しかし、感光ドラムが帯電処理されると同時に反
転トナーは正規化される［（２）：帯電後］。新たな潜
像が形成され［（３）：露光後］、非画像部に付着して
いるトナーはかぶり取り電位Ｖbによって現像容器内に
回収される［（４）：現像後］。但し、転写残トナーが
多い場合は帯電時に帯電ムラが生じたり、遮光されて潜
像が乱されたりする可能性がある。このため、現像同時
クリーニングには高転写効率であり、かつ、現像時の回
収効率の高い球形トナーを用いることが必須である。こ
れは、非球形トナーはキャリアと接触機会があるのは突
起部に限られ、その突起部が局所的に高密度に帯電する
ためにドラムとの接触時に静電的な付着力が強く働くの
に対し、球形トナーは表面全体が万偏なくキャリアとの
接触機会を持ち均一に帯電するので、ドラムとの接触時
の静電的な付着力は非球形トナーに対して弱くなるため
である。また球形トナーは非球形トナーに比べ転がり性
が高いことも回収効率の良い一因でもある。
説明する。この図は（１）転写後、（２）帯電後、
（３）露光後、（４）現像後のドラム上の電位とトナー
の配置を模式的に表わしたものである。ＶDはドラム上
の電位、ＶCとＶbはそれぞれ画像部の電位と非画像部の
電位の現像スリーブに対する電位差である。転写残トナ
ーは転写時のコロナ放電の影響を受けるため極性が反転
したいわゆる反転トナーも含まれている［（１）：転写
後］。しかし、感光ドラムが帯電処理されると同時に反
転トナーは正規化される［（２）：帯電後］。新たな潜
像が形成され［（３）：露光後］、非画像部に付着して
いるトナーはかぶり取り電位Ｖbによって現像容器内に
回収される［（４）：現像後］。但し、転写残トナーが
多い場合は帯電時に帯電ムラが生じたり、遮光されて潜
像が乱されたりする可能性がある。このため、現像同時
クリーニングには高転写効率であり、かつ、現像時の回
収効率の高い球形トナーを用いることが必須である。こ
れは、非球形トナーはキャリアと接触機会があるのは突
起部に限られ、その突起部が局所的に高密度に帯電する
ためにドラムとの接触時に静電的な付着力が強く働くの
に対し、球形トナーは表面全体が万偏なくキャリアとの
接触機会を持ち均一に帯電するので、ドラムとの接触時
の静電的な付着力は非球形トナーに対して弱くなるため
である。また球形トナーは非球形トナーに比べ転がり性
が高いことも回収効率の良い一因でもある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】複数の画像形成ユニッ
トを搬送ベルトに沿って列設した画像形成装置にクリー
ナレス方式を用いた場合、再転写による混色という問題
が発生する。これは二色目以降の転写時に、転写材上に
すでに転写されている異なる色のトナーがトナーとドラ
ム間の付着力や、転写帯電器によって極性が反転するた
めに転写材との間に生じる反発力によって、転写上から
ドラム上に付着し異なる色の現像器に回収されてしまう
ために起こる。この混色は画像形成毎に進行し正確な色
調を再現することは困難になってくる。
トを搬送ベルトに沿って列設した画像形成装置にクリー
ナレス方式を用いた場合、再転写による混色という問題
が発生する。これは二色目以降の転写時に、転写材上に
すでに転写されている異なる色のトナーがトナーとドラ
ム間の付着力や、転写帯電器によって極性が反転するた
めに転写材との間に生じる反発力によって、転写上から
ドラム上に付着し異なる色の現像器に回収されてしまう
ために起こる。この混色は画像形成毎に進行し正確な色
調を再現することは困難になってくる。
【００１８】本発明は以上のような事態に鑑みてなされ
たものであり、再転写による混色を防止し、色調の変化
のない画像を維持できる画像形成装置を提供することを
目的とする。
たものであり、再転写による混色を防止し、色調の変化
のない画像を維持できる画像形成装置を提供することを
目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、均一
に帯電処理された像担持体に潜像を形成し、現像剤担持
体に担持された球形トナーとキャリアを含有する現像剤
によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段を
備え、該現像手段がイエロー色のトナー、シアン色のト
ナー、マゼンタ色のトナー及び黒色のトナーからなるグ
ループから選択されるトナーを有し、該現像手段は、該
トナー像を転写材に転写したあとに該像担持体に残留し
た残トナーを現像と同時に回収する現像同時クリーニン
グ手段も兼ねており、 該現像同時クリーニング手段は画
像形成ユニットを形成し、該画像形成ユニットが搬送ベ
ルトに沿って複数個列設され、該搬送ベルトで転写材を
搬送して複数の前記画像形成ユニットを通過させてカラ
ー画像を形成するクリーナーレス方式の画像形成装置に
おいて、該球形トナーの球形トナー粒子に外添される外
添剤によって球形トナー粒子が被覆される面積の割合が
１５％以上５０％以下であり、該球形トナーの形状係数
ＳＦ−１が１００〜１４０であり、ＳＦ−２が１００〜
１２０である範囲であることを特徴とするクリーナーレ
ス方式の画像形成装置に関する。
に帯電処理された像担持体に潜像を形成し、現像剤担持
体に担持された球形トナーとキャリアを含有する現像剤
によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段を
備え、該現像手段がイエロー色のトナー、シアン色のト
ナー、マゼンタ色のトナー及び黒色のトナーからなるグ
ループから選択されるトナーを有し、該現像手段は、該
トナー像を転写材に転写したあとに該像担持体に残留し
た残トナーを現像と同時に回収する現像同時クリーニン
グ手段も兼ねており、 該現像同時クリーニング手段は画
像形成ユニットを形成し、該画像形成ユニットが搬送ベ
ルトに沿って複数個列設され、該搬送ベルトで転写材を
搬送して複数の前記画像形成ユニットを通過させてカラ
ー画像を形成するクリーナーレス方式の画像形成装置に
おいて、該球形トナーの球形トナー粒子に外添される外
添剤によって球形トナー粒子が被覆される面積の割合が
１５％以上５０％以下であり、該球形トナーの形状係数
ＳＦ−１が１００〜１４０であり、ＳＦ−２が１００〜
１２０である範囲であることを特徴とするクリーナーレ
ス方式の画像形成装置に関する。
【００２０】また、本発明は上記画像形成装置における
搬送ベルトに代え、無端状の中間転写体を用い、この中
間転写体に沿って上記画像形成ユニットが列設されてい
る画像形成装置に関する。
搬送ベルトに代え、無端状の中間転写体を用い、この中
間転写体に沿って上記画像形成ユニットが列設されてい
る画像形成装置に関する。
【００２１】本発明装置の詳細な説明は以下の実施例に
おいて行う。
おいて行う。
【００２２】
（実施例１）本発明の実施例１におけるカラー画像形成
装置の基本的構成は従来例における図４と同様であり、
画像形成プロセスは従来例における現像同時クリーニン
グと同様なものを用いたのでそれについての説明はここ
では省略する。
装置の基本的構成は従来例における図４と同様であり、
画像形成プロセスは従来例における現像同時クリーニン
グと同様なものを用いたのでそれについての説明はここ
では省略する。
【００２３】前記、混色の問題点を解決するために再転
写を低減する方法を検討した結果、再転写はトナー粒子
の表面積に対するトナー表面がトナーに添加した外添剤
によって覆われる面積の割合、即ち被覆率に大きく依存
していることが分かった。外添剤の効果としては通常、
現像剤の流動性の向上，帯電付与性の向上，環境変動に
対する帯電量の安定性，ドラムに対する付着力の低減に
よる転写性の向上等があるが、トナーの被覆率が後述す
る範囲になると再転写防止に対しても大変効果的である
ことが分かった。
写を低減する方法を検討した結果、再転写はトナー粒子
の表面積に対するトナー表面がトナーに添加した外添剤
によって覆われる面積の割合、即ち被覆率に大きく依存
していることが分かった。外添剤の効果としては通常、
現像剤の流動性の向上，帯電付与性の向上，環境変動に
対する帯電量の安定性，ドラムに対する付着力の低減に
よる転写性の向上等があるが、トナーの被覆率が後述す
る範囲になると再転写防止に対しても大変効果的である
ことが分かった。
【００２４】本発明においては、トナーの形状係数ＳＦ
−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０であ
るものが好適に用いられ、より好ましくは、ＳＦ−１が
１００〜１３０、ＳＦ−２が１００〜１１５であるもの
が良い。本発明に用いられる形状係数を示すＳＦ−１，
ＳＦ−２とは、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８０
０）を用いトナーを１００個無作為にサンプリングし、
その画像情報はインターフェースを介してニコレ社製画
像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行ない、下
式より算出し得られた値を本発明においては形状係数Ｓ
Ｆ−１，ＳＦ−２と定義した。
−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０であ
るものが好適に用いられ、より好ましくは、ＳＦ−１が
１００〜１３０、ＳＦ−２が１００〜１１５であるもの
が良い。本発明に用いられる形状係数を示すＳＦ−１，
ＳＦ−２とは、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８０
０）を用いトナーを１００個無作為にサンプリングし、
その画像情報はインターフェースを介してニコレ社製画
像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行ない、下
式より算出し得られた値を本発明においては形状係数Ｓ
Ｆ−１，ＳＦ−２と定義した。
【００２５】
【数１】 （ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＭＸＬＮＧ：絶対最大
長、ＰＥＲＩ：周長）
長、ＰＥＲＩ：周長）
【００２６】トナーの形状係数ＳＦ−１は球形度合いを
示し、１４０より大きいと球形から徐々に不定形とな
る。ＳＦ−２は凹凸度合いを示し、１２０より大きいと
トナーの表面積の凹凸が顕著となる。
示し、１４０より大きいと球形から徐々に不定形とな
る。ＳＦ−２は凹凸度合いを示し、１２０より大きいと
トナーの表面積の凹凸が顕著となる。
【００２７】トナー形状の作用効果としては、できるだ
けトナー表面に対する感光体帯電部材の影響を低め、ト
ナー中に反応性低分子量成分の生成を抑えることであ
る。すなわち、トナー表面積のなるべく小さい球形が好
ましい。
けトナー表面に対する感光体帯電部材の影響を低め、ト
ナー中に反応性低分子量成分の生成を抑えることであ
る。すなわち、トナー表面積のなるべく小さい球形が好
ましい。
【００２８】トナーの一部又は全体が重合法により形成
されたトナーを用いることにより本発明の効果を高める
ことができる。特に、トナー表面のかかる部分を重合法
により形成されたトナーについては、分散媒中にプレト
ナー（モノマー組成物）粒子として存在させ必要な部分
を重合反応により生成するため、表面性については、か
なり平滑化されたものを得ることができる。ＳＦ−１が
１４０を超えたり、ＳＦ−２が１２０を超えると、かぶ
りが増えたり、耐久性が若干劣る場合がある。
されたトナーを用いることにより本発明の効果を高める
ことができる。特に、トナー表面のかかる部分を重合法
により形成されたトナーについては、分散媒中にプレト
ナー（モノマー組成物）粒子として存在させ必要な部分
を重合反応により生成するため、表面性については、か
なり平滑化されたものを得ることができる。ＳＦ−１が
１４０を超えたり、ＳＦ−２が１２０を超えると、かぶ
りが増えたり、耐久性が若干劣る場合がある。
【００２９】さらには、トナーのコア／シェル構造をも
たせ、シェル部分を重合により形成されたようなトナー
を用いることで、本発明の画像形成装置に用いられるト
ナーをさらに容易に製造することができる。この意味
で、本発明には、コア／シェル構造を有するトナーが好
ましく用いられる。コア／シェル構造の作用は、トナー
の優れた定着性を損なうことなく耐ブロッキング性を付
与できることは言うまでもない。
たせ、シェル部分を重合により形成されたようなトナー
を用いることで、本発明の画像形成装置に用いられるト
ナーをさらに容易に製造することができる。この意味
で、本発明には、コア／シェル構造を有するトナーが好
ましく用いられる。コア／シェル構造の作用は、トナー
の優れた定着性を損なうことなく耐ブロッキング性を付
与できることは言うまでもない。
【００３０】実施例１の第一実施態様として、懸濁重合
法によって製造した球形トナー（ＳＦ−１が１０８、Ｓ
Ｆ−２が１０８）を用い、外添剤として平均粒径２０ｎ
ｍのシリカ（ＳｉＯ2）を用いたときの、被覆率と最適
転写電流値における再転写量を評価した結果を表１に示
す。感光体には、最外層にテフロン粒子を分散した表面
層を有した非常に離型性に優れたものを用いている。
法によって製造した球形トナー（ＳＦ−１が１０８、Ｓ
Ｆ−２が１０８）を用い、外添剤として平均粒径２０ｎ
ｍのシリカ（ＳｉＯ2）を用いたときの、被覆率と最適
転写電流値における再転写量を評価した結果を表１に示
す。感光体には、最外層にテフロン粒子を分散した表面
層を有した非常に離型性に優れたものを用いている。
【００３１】本発明に用いるようなほぼ球形に近いトナ
ーでは、被覆率は次式によって表すことができる。
ーでは、被覆率は次式によって表すことができる。
【００３２】
【数２】
【００３３】ここでＲはトナー表面の外添剤の被覆率
（％）、Ａは外添率（ｗｔ％）、ｒt，ｄtはそれぞれト
ナーの平均半径（μｍ）と比重（ｇ／ｃｍ）、ｒa，ｄa
はそれぞれ外添剤の平均半径（μｍ）と比重（ｇ／ｃ
ｍ）である。ただし外添剤が凝集塊を形成する場合ｒa
は凝集塊の平均半径となる。
（％）、Ａは外添率（ｗｔ％）、ｒt，ｄtはそれぞれト
ナーの平均半径（μｍ）と比重（ｇ／ｃｍ）、ｒa，ｄa
はそれぞれ外添剤の平均半径（μｍ）と比重（ｇ／ｃ
ｍ）である。ただし外添剤が凝集塊を形成する場合ｒa
は凝集塊の平均半径となる。
【００３４】表１より、トナー表面の外添剤の被覆率が
１５％以上であれば、再転写は発生しなくなることが分
かった。
１５％以上であれば、再転写は発生しなくなることが分
かった。
【００３５】実施例１の第二実施態様として、外添剤と
して平均粒径５０ｎｍの酸化チタン（ＴｉＯ2）を用い
た場合の、被覆率と最適転写電流値における再転写量を
評価した結果を表２に示す。第二の実施例においても外
添剤の被覆率が１５％以上であれば再転写の発生はなく
なった。
して平均粒径５０ｎｍの酸化チタン（ＴｉＯ2）を用い
た場合の、被覆率と最適転写電流値における再転写量を
評価した結果を表２に示す。第二の実施例においても外
添剤の被覆率が１５％以上であれば再転写の発生はなく
なった。
【００３６】以上のことから、懸濁重合法による球形重
合トナーを用いた場合、再転写量は外添剤の材質や粒径
ではなくトナー表面に対する被覆率に最も大きく依存す
ることが分かる。現像剤の耐久性を考えると、外添剤効
果を維持し、安定した再転写率を得るためには外添量が
多いほど有利であるが、外添剤過剰による帯電量の低
下、トナー飛散等の弊害も起こる。これら以外にも本発
明における検討のなかで被覆率が５０％を上回る場合、
低濃度部において現像性が低下する傾向にあり、よって
被覆率は、５０％以下であることが好ましい。この現象
は過剰外添のために外添剤がキャリアに多量に付着する
ようになり、これが現像時に感光体表面に付着，蓄積
し、離型性が極度に上がってしまうために起こる。
合トナーを用いた場合、再転写量は外添剤の材質や粒径
ではなくトナー表面に対する被覆率に最も大きく依存す
ることが分かる。現像剤の耐久性を考えると、外添剤効
果を維持し、安定した再転写率を得るためには外添量が
多いほど有利であるが、外添剤過剰による帯電量の低
下、トナー飛散等の弊害も起こる。これら以外にも本発
明における検討のなかで被覆率が５０％を上回る場合、
低濃度部において現像性が低下する傾向にあり、よって
被覆率は、５０％以下であることが好ましい。この現象
は過剰外添のために外添剤がキャリアに多量に付着する
ようになり、これが現像時に感光体表面に付着，蓄積
し、離型性が極度に上がってしまうために起こる。
【００３７】本実施例の画像形成プロセスはブレードク
リーニングを排しているため感光体表面の付着物は除去
されることがなく、付着物の要因となる過剰な外添は避
けなければならない。従ってトナー表面の外添剤の被覆
率としては、１５％以上であることが好ましく、より好
ましくは、１５％以上５０％以下であることが良い。
リーニングを排しているため感光体表面の付着物は除去
されることがなく、付着物の要因となる過剰な外添は避
けなければならない。従ってトナー表面の外添剤の被覆
率としては、１５％以上であることが好ましく、より好
ましくは、１５％以上５０％以下であることが良い。
【００３８】本実施例では外添剤をそれぞれ単独で用い
たが、これに限ることはなく複数併用してもよいがその
場合被覆率は言うまでもなくそれぞれの外添剤の被覆率
の合計となる。また、外添剤としては表面を疎水化処理
したものの方が環境変動に対する安定性からしてもより
好ましい。本実施例における装置の構成は一例であっ
て、例えば転写帯電器がコロナ帯電器でなくローラー帯
電器であっても同様の効果が得られる。
たが、これに限ることはなく複数併用してもよいがその
場合被覆率は言うまでもなくそれぞれの外添剤の被覆率
の合計となる。また、外添剤としては表面を疎水化処理
したものの方が環境変動に対する安定性からしてもより
好ましい。本実施例における装置の構成は一例であっ
て、例えば転写帯電器がコロナ帯電器でなくローラー帯
電器であっても同様の効果が得られる。
【００３９】以上のように現像同時クリーニングプロセ
スを用い、かつ複数の画像形成ユニットを搬送ベルトに
沿って列設した画像形成装置において、外添剤によるト
ナー表面の被覆率を１５％以上とすることによって再転
写を防止し、長期の使用においても色再現性の低下のな
い正確な色調の出力画像を得ることができた。
スを用い、かつ複数の画像形成ユニットを搬送ベルトに
沿って列設した画像形成装置において、外添剤によるト
ナー表面の被覆率を１５％以上とすることによって再転
写を防止し、長期の使用においても色再現性の低下のな
い正確な色調の出力画像を得ることができた。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】（実施例２）図１は実施例２を示すカラー
画像形成装置の概略側面図である。実施例１では転写材
搬送ベルト１０上に転写材を静電的に固定し順次画像形
成部を通過させることで、転写材上に直接単色トナーを
重畳することによってカラー画像を形成した。これに対
し、本実施例では実施例１の転写材搬送ベルト１０の代
わりに画像保持体である中間転写体ベルト１１を用い
た。中間転写体を除けば装置構成は実施例１と変わると
ころがないのでここでは説明を省略する。但し、転写帯
電器としてはローラー帯電器（図中、６’）を用いてい
る。
画像形成装置の概略側面図である。実施例１では転写材
搬送ベルト１０上に転写材を静電的に固定し順次画像形
成部を通過させることで、転写材上に直接単色トナーを
重畳することによってカラー画像を形成した。これに対
し、本実施例では実施例１の転写材搬送ベルト１０の代
わりに画像保持体である中間転写体ベルト１１を用い
た。中間転写体を除けば装置構成は実施例１と変わると
ころがないのでここでは説明を省略する。但し、転写帯
電器としてはローラー帯電器（図中、６’）を用いてい
る。
【００４３】本実施例における画像形成プロセスについ
て簡単に説明する。それぞれの画像形成ユニットにおい
て形成されたトナー像は、画像保持体である中間転写体
ベルト１１に順次転写することによってカラー画像を形
成し、これを搬送されてきた転写材上に一括転写する。
転写後の中間転写体１１上には転写残トナーが少量残っ
ているためにクリーナー１２によってこれを回収する。
これ以外の画像プロセスの概要は実施例１と同様である
のでここでは説明を省略する。
て簡単に説明する。それぞれの画像形成ユニットにおい
て形成されたトナー像は、画像保持体である中間転写体
ベルト１１に順次転写することによってカラー画像を形
成し、これを搬送されてきた転写材上に一括転写する。
転写後の中間転写体１１上には転写残トナーが少量残っ
ているためにクリーナー１２によってこれを回収する。
これ以外の画像プロセスの概要は実施例１と同様である
のでここでは説明を省略する。
【００４４】本実施例のように中間転写体を用いた画像
形成プロセスの特徴としては転写材として様々な紙種に
対応可能であるほかに、適正な抵抗値に設定した中間転
写体ベルトを使用することで、紙のような転写材への転
写と違い、抵抗ムラ等のない均一な材質への転写となる
ため、高転写効率と再転写の防止が実現できる。従って
混色も実施例１よりもさらに低減される。
形成プロセスの特徴としては転写材として様々な紙種に
対応可能であるほかに、適正な抵抗値に設定した中間転
写体ベルトを使用することで、紙のような転写材への転
写と違い、抵抗ムラ等のない均一な材質への転写となる
ため、高転写効率と再転写の防止が実現できる。従って
混色も実施例１よりもさらに低減される。
【００４５】ここで、上記中間転写体ベルトとしては、
例えば、素材として、ポリウレタン系樹脂，ポリエステ
ル系樹脂，ポリスチレン系樹脂，ポリオレフィン系樹
脂，ポリブタジエン系樹脂，ポリアミド系樹脂，ポリ塩
化ビニル系樹脂，ポリエチレン系樹脂，フッ素系樹脂等
に対して、導電性カーボン粒子や金属粉等を分散混合さ
せたものが用いられる。本実施例においては、ポリウレ
タン系樹脂にカーボン粒子を分散させたものを用いた。
例えば、素材として、ポリウレタン系樹脂，ポリエステ
ル系樹脂，ポリスチレン系樹脂，ポリオレフィン系樹
脂，ポリブタジエン系樹脂，ポリアミド系樹脂，ポリ塩
化ビニル系樹脂，ポリエチレン系樹脂，フッ素系樹脂等
に対して、導電性カーボン粒子や金属粉等を分散混合さ
せたものが用いられる。本実施例においては、ポリウレ
タン系樹脂にカーボン粒子を分散させたものを用いた。
【００４６】以上のように、トナー表面の外添剤による
被覆率を１５〜５０％とすることに加え中間転写体を用
いることで、再転写をさらに確実に防止し、混色による
色味の変化のない出力画像を継続して得ることができ
た。
被覆率を１５〜５０％とすることに加え中間転写体を用
いることで、再転写をさらに確実に防止し、混色による
色味の変化のない出力画像を継続して得ることができ
た。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、上記潜像担持体に残留
した残トナー粒子を回収するクリーニング手段を兼ねる
画像形成ユニットが被転写体に沿って複数個列設した画
像形成装置において、該トナー粒子の表面積に対し、該
トナー粒子に外添される外添剤によって被覆される面積
の割合が１５％以上とすることによって再転写による混
色を防止し、色調の変化のない画像を維持できるように
なった。
した残トナー粒子を回収するクリーニング手段を兼ねる
画像形成ユニットが被転写体に沿って複数個列設した画
像形成装置において、該トナー粒子の表面積に対し、該
トナー粒子に外添される外添剤によって被覆される面積
の割合が１５％以上とすることによって再転写による混
色を防止し、色調の変化のない画像を維持できるように
なった。
【図１】本発明の実施例２を示すカラー画像形成装置の
概略側面図である。
概略側面図である。
【図２】公知のカラー画像形成装置の概略側面図であ
る。
る。
【図３】公知の現像作用を説明する概略側面図である。
【図４】現像同時クリーニング方式をとる公知の又は実
施例１のカラー画像形成装置の概略側面図である。
施例１のカラー画像形成装置の概略側面図である。
【図５】現像同時クリーニングプロセスにおける像担持
体表面電位とトナーの振る舞いを示す転写後の態様の模
式図である。
体表面電位とトナーの振る舞いを示す転写後の態様の模
式図である。
１ 感光ドラム（像担持体） ２ 一次帯電器 ３ 像露光装置 ４ 現像器 ５ ドラムクリーナー ６ コロナ帯電器 ６’ ローラー帯電器 ７ 給紙部 ８ 定着器 ９ トレイ １０ 搬送ベルト １１ 中間転写体ベルト １２ クリーナー Ｐ 画像形成部（画像形成ユニット）
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 政宏 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 (56)参考文献 特開 昭61−160777（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−355461（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−149662（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−88368（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−110580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−279864（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−185654（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−204664（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−333591（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−281782（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 9/08 G03G 15/08
Claims (3)
- 【請求項１】 均一に帯電処理された像担持体に潜像を
形成し、現像剤担持体に担持された球形トナーとキャリ
アを含有する現像剤によって該潜像を現像しトナー像を
形成する現像手段を備え、 該現像手段がイエロー色のトナー、シアン色のトナー、
マゼンタ色のトナー及び黒色のトナーからなるグループ
から選択されるトナーを有し、 該現像手段は、該トナー像を転写材に転写したあとに該
像担持体に残留した残トナーを現像と同時に回収する現
像同時クリーニング手段も兼ねており、 該現像同時クリーニング手段は 画像形成ユニットを形成
し、 該画像形成ユニットが搬送ベルトに沿って複数個列設さ
れ、 該搬送ベルトで転写材を搬送して複数の前記画像形成ユ
ニットを通過させてカラー画像を形成するクリーナーレ
ス方式の画像形成装置において、該 球形トナーの球形トナー粒子に外添される外添剤によ
って球形トナー粒子が被覆される面積の割合が１５％以
上５０％以下であり、 該球形トナーの形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０であ
り、ＳＦ−２が１００〜１２０である範囲であることを
特徴とするクリーナーレス方式の画像形成装置。 - 【請求項２】 該画像形成ユニットが無端状の中間転写
体に沿って列設されていることを特徴とする請求項１に
記載のクリーナーレス方式の画像形成装置。 - 【請求項３】 該球形トナー粒子は重合法によって製造
されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記
載のクリーナーレス方式の画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30709694A JP3248047B2 (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30709694A JP3248047B2 (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08146652A JPH08146652A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3248047B2 true JP3248047B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=17964983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30709694A Expired - Fee Related JP3248047B2 (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3248047B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7239827B2 (en) | 2004-03-31 | 2007-07-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image forming device that prevents reverse transfer and color mixture |
| US7778573B2 (en) | 2006-12-26 | 2010-08-17 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and process cartridge |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3595631B2 (ja) * | 1996-07-31 | 2004-12-02 | キヤノン株式会社 | 静電荷像現像用トナー |
| US6408158B1 (en) | 1997-01-31 | 2002-06-18 | Seiko Epson Corporation | Intermediate transfer unit |
| JPH1152610A (ja) * | 1997-08-08 | 1999-02-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成方法および静電潜像現像剤 |
| JP3492169B2 (ja) * | 1997-11-17 | 2004-02-03 | キヤノン株式会社 | 画像形成方法 |
| JP2003202700A (ja) * | 2001-11-02 | 2003-07-18 | Ricoh Co Ltd | 静電画像現像用トナー、その製造方法及び現像方法 |
| JP3908636B2 (ja) * | 2002-09-19 | 2007-04-25 | 株式会社リコー | 電子写真用トナー及びその製造方法並びにこのトナーを用いた画像形成方法 |
| US7190928B2 (en) | 2003-01-24 | 2007-03-13 | Seiko Epson Corporation | Image-forming apparatus employing work function relationships |
| JP4302553B2 (ja) * | 2004-02-27 | 2009-07-29 | 株式会社リコー | 画像形成装置及び画像形成装置の２次転写出力制御方法 |
| JP4385808B2 (ja) * | 2004-03-19 | 2009-12-16 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法 |
| WO2005119373A1 (ja) | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Zeon Corporation | 画像形成方法 |
| JP2006011137A (ja) | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Seiko Epson Corp | トナーの製造方法 |
-
1994
- 1994-11-17 JP JP30709694A patent/JP3248047B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7239827B2 (en) | 2004-03-31 | 2007-07-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image forming device that prevents reverse transfer and color mixture |
| US7778573B2 (en) | 2006-12-26 | 2010-08-17 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and process cartridge |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08146652A (ja) | 1996-06-07 |
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| JPH02262688A (ja) | 像形成装置 |
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|---|---|---|---|
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