JP4016944B2 - カラー画像形成方法及びカラー画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真プロセスによってカラー画像を形成するカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置に関し、特に、複数色のトナー画像を中間転写体に転写して、重ね合せた後に、最終的に出力媒体上に転写する中間転写プロセスを備えたカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置に関する。
背景技術
近年のカラー画像処理技術の進展に伴い、カラー画像を出力する装置が利用されている。特に、電子写真プロセスを用いて、シートにカラー画像を形成するプリンタ等の画像形成装置が利用されている。このカラー画像形成装置には、シートに直接各色のトナー像を形成する方法と、中間転写体に、各色のトナー像を形成した後、中間転写体のトナー像をシートに転写する方法がある。後者は、シートの搬送が容易であり、高速印刷に適している。
かかる中間転写体を使用したカラー画像形成装置は、大きく分けて、4パス型とシングルパス型(タンデム型)の2つに大別される。これらのカラー画像形成装置は、特開平9−34269号公報、特開平10−228188号公報、特開2000−147920号公報、特開2000−187403号公報等で開示されている。
図21及び図22により、従来の中間転写体型カラー画像形成方法を、シングルパス型のもので説明する。図21に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)の各色毎に画像形成ユニット112−1〜112−3が設けられている。尚、ブラック(K)の画像形成ユニットも設けられているが、説明の簡単のため、省略している。この画像形成ユニット112−1〜112−3は、感光体ドラムを備え、その周囲にクリーニングブレード、帯電器、LED露光ユニット、現像器を配置し構成される。
画像形成ユニット112−1〜112−3では、周知の電子写真プロセスにより、感光体ドラムに各色のトナー像を形成する。各色の感光体ドラムのトナー像は、移動する中間転写ベルト116上に、転写電圧の印加により、順次重ねて静電的に転写される(一次転写という)。次に、中間転写ベルト116のトナー像は、2次転写器で、出力用紙120に転写される(2次転写という)。用紙120のトナー像は、定着器で定着され、出力される。
即ち、1次転写時には、この中間転写ベルト116には、イエロー(Y)色のトナー像130が転写され、次に、マゼンダ(M)色のトナー像132が転写され、最後に、シアン(C)色のトナー像134が転写される。1次色の場合は、いずれか1色であり、2次色の場合は、いずれか2色であり、3次色の場合は、3色のトナー像が転写される。
そして、この中間転写体116の1次転写像が、一括して、媒体120に転写される。この2次転写部での転写効率は、1次色の場合には、トナーの付着量が少ないため、トナーの帯電量にかかわらずほとんど問題はない。
しかし、2次色の場合には、中間転写体には、1次色の2倍のトナーが存在し、中間転写体への付着量が多くなり、2次転写効率は、低下する。例えば、同じ帯電量のトナーの付着量が2倍になると、トナー層電位は、トナー層の厚さの二乗に比例するため、4倍になる。転写動作は、基本的に,トナー層の電位Vtと逆極性の電位が加われば,理論的な転写効率は,100%となる。このためには、転写電圧を上げればよいが,放電による影響が出るため、上限は制限されてくる。
従って、上限以下の転写電圧を使用する場合には、ベルト116の二次色のトナー像のうち、ベルト116に直接接しているトナー130は、転写されにくくなる。即ち、ベルト116に直接接しているトナー130は、ベルト116との付着力が強く、その上部にあるトナー132は、ベルト116との付着力が弱い。
図22に示すように、従来は、各色のトナー130、132、134の帯電量を同じにしていたため,二色の重ね合わせの時も、ベルト116でのトナー層電位と、付着量とも、同じ割合で重ねあわせが行われていた。このため、例えば、2次転写効率が75%の転写電界を印加すると、2色のトナーの上層から75%分のトナーが2次転写される。
このため、2次転写効率を向上するのが困難であり、又、2色のトナーの比率も変化するという問題が生じる。2次転写効率とは別の1次転写効率を各色で均一とする提案は、各種なされている。例えば、特公平1−32981号公報では、ベルトの上流側から下流側に向かい、各色の帯電量を大きくする方法が、特開平7−146597号公報では、最下流側の転写前の表面電位やトナーの帯電量、トナー層の厚さを規定する方法が提案されている。
しかし、これらは、1次転写効率を均一にする方法であり、2次転写の効率を考慮したものではない。例えば、1次転写時に、上流側で形成された中間転写体上のトナーの電荷により、次の色の転写時に一次転写電界が弱められ、次の色の転写効率が低下することから、中間転写体の上流側ほど、トナー帯電量を小さすることが提案されている。
しかし、この方法では、一次転写効率は、各色で均一となるが、2次転写では、中間転写体の下層のトナーほど、帯電量(電荷量)が小さいため、ますます、下層のトナーが2次転写しにくくなるという問題が生じる。
発明の開示
従って、本発明の目的は、2次色の2次転写効率を向上するためのカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供するにある。
又、本発明の他の目的は、2次転写電圧を低減しても、2次転写効率を向上するためのカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供するにある。
更に、本発明の他の目的は、2次転写効率を向上し、2次色を正確に再現するカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供するにある。
この目的の達成のため、本発明のカラー画像形成方法は、各々異なる色のトナーを収容する複数の現像器により少なくとも1つの像担持体に前記複数色のトナー像を形成するステップと、中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写するステップと、前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写するステップからなる。そして、前記トナー像形成ステップは、前記中間転写体に転写されるトナー層電位が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなることを特徴とする。
本発明では、中間転写体での2次色(2層)のトナー層の内、転写体に直接付着しているトナー層の電位を高く、重ね合わせで付着している上のトナー層の電位を低くするように、重ね合わせを行う。このため、中間転写体に直接付着しているトナー層の電位が高いため、この直接付着しているトナー層が2次転写し易くなり、従来と同一の2次転写電圧で、2次転写効率を向上できる。
又、本発明では、好ましくは、前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、帯電量の制御により、容易に2次転写効率を向上できる。
又、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記各色の現像器の電気的現像条件を変えて、前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を大幅に変更することなく、容易に2次転写効率を向上できる。
又、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧を変えて、前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を殆ど変更することなく、容易に2次転写効率を向上できる。
又、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧を変えて、前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を殆ど変更することなく、容易に2次転写効率を向上できる。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記中間転写体に転写されるトナー付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、各転写工程で逆転写が生じても、2次転写前の各色のトナーの付着量を均一にでき、高品位のカラー画像形成に寄与する。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記各色の現像器の電気的現像条件を変えて、前記各色のトナー像の付着量が、前記複数色の転写順に小さくように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を大幅に変更することなく、容易に2次転写前の付着量を均一にできる。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧を変えて、前記各色のトナー像の付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を殆ど変更することなく、容易に2次転写前の付着量を均一にできる。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧を変えて、前記各色のトナー像の付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を殆ど変更することなく、容易に2次転写前の付着量を均一にできる。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、前記現像器の現像ローラに供給する現像バイアス電圧を変えて、前記各色のトナー像の付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなる。これにより、機構及びプロセス条件を殆ど変更することなく、容易に2次転写前の付着量を均一にできる。
更に、本発明では、好ましくは、前記トナー像形成ステップは、複数色の各々に対応した複数の像担持体に、対応する色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色の各色のトナー像を形成するステップからなる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例をカラー画像形成装置、第1のカラー画像形成方法、第2のカラー画像形成方法、他の実施の形態の順で説明する。
[カラー画像形成装置]
図1は、本発明の一実施の形態のカラー画像形成装置の構成図、図2は、図1の要部構成図である。
図1は、カラー画像形成装置として、シングルパス(タンデム)型カラーページプリンタの装置構造を示す。カラープリンタ10内には、中間転写部材として使用される中間転写ベルト24が配置される。中間転写ベルト24は、駆動ローラ26、テンションローラ35、従動ローラとして機能するバックアップローラ32の周りに掛け渡される。そして、中間転写ベルト24は、図示しないモータによる駆動ローラ26の回転で、図示の場合には左周りに回転する。
中間転写ベルト24の上部には、上流側(右側)から下流側(左側)に向けて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の順番に画像形成ユニット12−1,12−2,12−3及び12−4が配置されている。画像形成ユニット12−1〜12−4には、像担持体としての感光体ドラム14−1,14−2,14−3,14−4が設けられている。
感光体ドラム14−1〜14−4の周囲には、帯電器16−1〜16−4、LEDアレイ18−1〜18−4、トナーカートリッジ20−1〜20−4を備えた現像器22−1〜22−4が配置される。更に,帯電器16−1〜16−4の手前側には,クリーニングブレードや除電器などが配置される。
画像形成ユニット12−1〜12−4に設けた感光体ドラム14−1〜14−4は、中間転写ベルト24に、下端部で接触している。このベルト接触点に対し、中間転写ベルト24を介して反対側の位置に、1次転写電圧を印加する中間転写電極部材として使用する中間転写ローラ38−1,38−2,38−3,38−4を配置している。
この実施の形態にあっては、感光体ドラム14−1〜14−4の中間転写ベルト24に対する接触点、いわゆる転写ニップに対し、中間転写ローラ38−1〜38−4を、ベルト表面方向に離間して、接触配置している。図2にも示すように、この実施形態にあっては、感光体ドラム14−1〜14−4のベルト接触点となる転写ニップに対し、中間転写ローラ38−1〜38−4のそれぞれをベルト下流側に離して配置している。
この中間転写ローラ38−1〜38−4に対しては、電源40より+500V〜+1000Vの範囲内で個々に設定した所定の電圧が、1次転写のタイミングで印加される。
中間転写ベルト24の駆動ローラ26の反対側となるベルト上流側に設けられたバックアップローラ32に対しては、中間転写ベルト24を介して2次転写電圧を印加する用紙転写(2次転写)ローラ45が配置される。用紙転写ローラ45には定電流電源46が接続され、2次転写のタイミングで規定のバイアス電圧を加える。
これにより、ホッパー48からピックアップローラ52により送り出された用紙50上に、中間転写ベルト24に重ね形成されたトナー画像の用紙への転写を行う。用紙転写ローラ45で、画像転写が行われた用紙は、定着器54で加熱定着された後、スタッカ60に排出される。定着器54にはヒートローラ56とバックアップローラ58が設けられている。
また、中間転写ベルト24における上流側のバックアップローラ32とイエロートナーを使用する最初の画像形成ユニット12−1との間には、クリーニングブレード42が配置され、このクリーニングブレード42に対し中間転写ベルト24を挟んで反対側の位置にアースローラ44を配置している。
アースローラ44は、電気的に接地接続されたローラである。また、駆動ローラ26とバックアップローラ32の中間に配置したテンションローラ35は、中間転写ベルト24に規定の張力を与えており、このテンションローラ35も電気的に接地接続されている。このアースローラ44及びテンションローラ35の電気的な接地接続に対し、駆動ローラ26及びバックアップローラ32は電気的にフローティング状態に置かれている。
更に、カラープリンタ10における各部の詳細を説明する。画像形成ユニット12−1〜12−4に設けた感光体ドラム14−1〜14−4は、例えば,外径30mmのアルミ素管に,電荷発生層及び電荷輸送層からなる層厚約25μmの感光層を塗布して形成されている。画像形成の際には、帯電器16−1〜16−4によって、ドラム表面を均一に帯電する。
帯電器16−1〜16−4としては、導電性ブラシを使用し、感光体ドラム14−1〜14−4の表面に接触させ、例えば,周波数800Hz、P−P電圧1100V、オフセット電圧−650Vの帯電バイアスを印加し、感光体ドラム表面を約−650Vに帯電する。帯電のプロセスとしては、これ以外に,コロナ帯電器やソリッドローラ帯電器などを用いることができる。
感光体ドラム14−1〜14−4の帯電が済むと、次に配置されたLEDアレイ18−1〜18−4を用いて,各色の画像に応じた露光を行い、ドラムの感光体表面に静電的な潜像を形成する。なお,LEDアレイ18−1〜18−4の代わりに,レーザスキャニング露光装置を用いることもできる。
感光体ドラム14−1〜14−4の感光体上に対する静電潜像の形成が済むと、現像器22−1〜22−4により各色のトナーを用いて現像を行い、感光体上の静電潜像を可視化した画像とする。この実施形態にあっては、現像方法として,マイナス帯電された非磁性一成分トナーを使用した非磁性一成分接触現像を用いている。もちろん現像方法としては非磁性一成分接触現像に限定されない。またトナーの帯電極性はマイナスに限定されない。
次に、画像形成ユニット12−1〜12−4によって,感光体ドラム14−1〜14−4上に各色のトナー画像が形成された後に、中間転写ベルト24に対する1次転写を行う。画像形成ユニット12−1〜12−4で形成されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各モノクロ画像は,中間転写ベルト24上に順番に転写され、各色の画像を重ね合わせることにより,カラー画像を形成する。
各色のトナー画像の重ね合わせのタイミングは、LEDアレイ18−1〜18−4の書き出しタイミングを調整することにより,各色のトナー画像の正確な位置合わせを行う。感光体ドラム14−1〜14−4から中間転写ベルト24への転写は、中間転写ローラ38−1〜38−4に+500V〜+1000Vの範囲で定めた所定の1次転写電圧を、印加することによって静電的に転写する。
ここで、中間転写ベルト24は、カーボンで抵抗調整された厚さ150μmのポリカーボネート樹脂部材であり、その抵抗値は、後述するように、ベルト厚さ方向における体積抵抗率と、ベルト表面の表面抵抗率とが、一次転写を効率良く行うため、所定の範囲で規定される。
又、中間転写ローラ38−1〜38−4と,感光体ドラム14−1〜14−4のベルト接触点となる転写ニップとの離間距離で決まる中間転写ベルト24の抵抗値によって、中間転写ローラ38−1〜38−4に対する印加電圧を調整する。この中間転写ベルト24の材料は、ポリカーボネート樹脂に限定されることはなく、ポリイミド系、ナイロン系、フッ素系などの樹脂材料を使用することができる。
次に、2次転写の詳細を説明する。中間転写ベルト24上に形成されたカラー画像は、用紙転写ローラ45を使用して、2次転写により一括して、記録媒体である例えば用紙50上に転写される。2次転写ローラとして機能する用紙転写ローラ45は、中心軸とローラ表面間が1E+5〜1E+8Ω程度の抵抗値に調整されたスポンジローラを使用し、中間転写ベルト24を挟んでバックアップローラ32に0.5〜3kg程度の圧力で押し当てるように配置してある。
このスポンジローラ45の硬度は、アスカーCで40〜60度としている。2次転写は、中間転写ベルト24上の画像位置に対しタイミングを合わせてピックアップローラ52により送り出されて搬送される用紙50上に、用紙転写ローラ45に、定電流電源46によって規定のバイアス電圧を印加することで、静電的に中間転写ベルト24上のカラー画像を転写する。
用紙50上に転写されたカラー画像は、ヒートローラ56とバックアップローラ58で構成される定着器54に通され、現像剤を熱的に用紙50上に定着して固定画像を得た後、スタッカ60に排出される。
このようなカラープリンタ10における一連のカラー印刷プロセスにおける印刷速度、即ち中間転写ベルト24の速度で決まる用紙の搬送速度は、例えば91mm/sとしている。もちろん用紙の搬送速度はこれに限定されず、その半分の45mm/sにおいても同様な結果を得ており、印刷速度はこれに限定されず、更にこれ以上の速度であっても同様である。
1次転写に使用する各色の転写電圧は、同じような転写効率が得られる同じ電圧特性とすることが望ましい。図1及び図2の実施形態にあっては、各色の中間転写ローラ38−1〜38−4は感光体ドラム14−1〜14−4の転写ニップに対し、下流側の同じ位置に配置したので、各色の転写効率の電圧特性はほぼ同じ傾向を示す。本質的には各色の転写ニップの部分における実行電圧のばらつきが転写効率の電圧マージン内であり、各色の電圧マージンが重なっていればよい。
次に、図1のカラープリンタ10における中間転写ベルト24における1次転写部と2次転写部の電気的な分離構造を説明する。まず、抵抗体としての中間転写ベルト24は、駆動ローラ26とバックアップローラ32により張られた構造であり、駆動ローラ26及びバックアップローラ32は電気的にフローティング状態となっている。
このため、中間転写ローラ38−1〜38−4に,電源40より1次転写電圧を印加した際に流れる電流が,駆動ローラ26及びバックアップローラ32から漏れ出すことを防ぎ、漏れ電流を低減して無駄な電流消費を防いでいる。
また,中間転写ベルト24には,中間転写ローラ38−1〜38−4と2次転写のための用紙転写ローラ45が接触しており、用紙転写ローラ45により2次転写電圧を加えるタイミングが,1次転写電圧を加えるタイミングに重複する場合がある。
そこで、2次転写電圧が印加される用紙転写ローラ45と1次転写電圧が印加される最上流側に位置する中間転写ローラ38−1との間に電気的に接地接続されたアースローラ44を配置し、且つ駆動ローラ26とバックアップローラ32の間にあるテンションローラ35を電気的に接地接続している。
これによって、中間転写ベルト24の中間転写ローラ38−1〜38−4の1次転写電圧が加わるベルト領域と,用紙転写ローラ45によって2次転写電圧が加わるベルト領域を電気的に分離し、1次転写電圧と2次転写電圧の電気的な影響を抑えている。
次に,図1のカラープリンタ10における1次転写及び中間転写体について詳細に説明する。図3は、1次転写の説明図、図4は、その等価回路図である。
図3において、1次転写ローラとして機能する中間転写ローラ38−1〜38−4は、ステンレス製で、例えば外径8mmの回転可能な金属ローラを使用している。図3は、図1の最上流側に位置する画像形成ユニット12−1に設けている感光体ドラム14−1と、これに対応して設けた中間転写ローラ38−1を取り出して、中間転写ベルト24に対する配置関係を表している。
尚、説明の都合上、感光体ドラム14−1の上流側に、中間転写ローラ38−1を配置した図を示すが、図1のように、感光体ドラム14−1の下流側に、中間転写ローラ38−1を配置した場合も同様である。
図3では、感光体ドラム14−1の中心から鉛直下方に延ばした中心線Cに対し、中間転写ローラ38−1における同じく中心から鉛直下方に延ばした中心線との距離L1を、例えば、L1=10mmとし、感光体ドラム14−1と中間転写ベルト24の接触する部分、即ち転写ニップに対し、ベルト進行方向に対する上流側に中間転写ローラ38−1を配置している。
また、中間転写ローラ38−1の鉛直方向の位置は、感光体ドラム14−1の中心線の最下部から引かれる接線に対し、中間転写ローラ38−1の中心線の最上部が上に位置するように、配置することもできる。このような中間転写ローラ38−1の配置により、感光体ドラム14−1に対し、中間転写ベルト24が巻値角を持って接触でき、転写ニップの幅を1mm程度とれるようにしている。
この感光体ドラム14−1に対する中間転写ローラ38−1の位置関係は、図1の残りの感光体ドラム14−2〜14−4と中間転写ローラ38−2〜38−4についても同様である。
又、図3には、感光体ドラム14−1と中間転写ベルト24を介して反対側にずらして配置した中間転写ローラ38−1に,1次転写電圧40を印加した際の転写ニップに対する電流の流れ方を表している。例えば,中間転写ローラ38−1を例にとると、ここに規定の直流電圧、例えば、800Vを印加すると、この印加電圧による電流が、中間転写ベルト24の表面方向の抵抗に依存して矢印62のように、対応する感光体ドラム14−1のベルト接触点である転写ニップの位置まで流れる。
即ち、転写ローラ38−1から転写ニップの位置に向けて、中間転写ベルト24の横方向に電流が流れる。一部は、その後に厚さ方向即ち体積抵抗がきく方向に流れるが、殆どは、中間転写ベルト24の表面の抵抗に依存して、横方向に流れる。
同時に、中間転写ローラ38−1から他の感光体ドラム14−2に電流が流れるが、電流は中間転写ローラ38−1のベルト接触点と感光体ドラム14−1,14−2の転写ニップまでの距離に依存し、近いほど流れる電流が多くなる。
このように、この1次転写にあっては、中間転写ローラに電圧を加えて感光体ドラムの転写ニップに流れる電流は、主にベルト表面方向の電流であることから、転写電圧は、ベルト表面方向の表面抵抗に依存することが分かる。
即ち、等価回路で示すと、図4に示すように、一次転写電流は、電源40から転写ローラ38−1を介し、中間転写ベルト24の横方向の抵抗Rを通過し、感光ドラム14−1の転写ニップに流れる。
この面方向の抵抗を利用した転写方法では、図3に示すように、転写ポイント(転写ニップ)の近傍から転写手段38−1を介して転写電圧を加えると、図3の矢印のように電流62が流れるため、体積抵抗率が影響する部分は、厚さ方向に流れる部分であるため、表面部を流れる部分よりも、転写電流に対する影響少ない。何故なら、転写ベルト24の厚さは,100〜150μmであるのに対して,転写ポイントから転写手段38−1までの距離は2〜20mm離れているため,圧倒的に表面抵抗率に依存して転写電流が決まる。
従来の体積抵抗を利用した転写方式では、薄い転写ベルト24の厚み方向に電圧を印加するため、高い転写電圧を印加すると、転写ベルト24が薄いため、高電界により劣化しやすい。これに対し、本発明に使用する面方向の抵抗を利用する転写方式では、転写ニップ位置(転写ポイント)と転写手段38−1との距離をとれるため、転写電圧印加点と転写ニップ位置間の抵抗値Rは、転写電圧が変化しても、安定である。このため、高い転写電圧を印加しても、抵抗値が変化しないため、転写ベルトの電気的特性(抵抗値)が劣化しにくい。このため、高速印刷しても、転写ベルトの劣化を低減し、安定な転写が可能となる。
又、感光ドラムからずれた位置に、転写ローラを配置できるため、転写ローラとして、前述の金属ローラを使用できる。金属ローラは、スポンジ導電ローラに比し、耐久性が優れ、コストも安価であり、スポンジのかす等の発生もないため、安価に耐久性の優れた高速プリンタを提供できる。
次に、面方向の抵抗を利用した転写方式における中間転写体(ベルト)24の表面抵抗率と体積抵抗率について、説明する。従来の体積抵抗(厚み方向の抵抗)を利用した中間転写方式を用いたカラー画像形成装置では、中間転写体(ベルト形状、ドラム形状)の電気抵抗を体積抵抗率(Ω・cm)≦表面抵抗率(Ω/□)のように設定していた。例えば、特開平10−228188号公報、特開2000−147920号公報等に記載されている。
上記の体積抵抗率と表面抵抗率の関係は、転写時のチリ(トナーが散って画像を劣化させる)を抑制することを主な目的としている。即ち、中間転写体の表面抵抗率を高く設定することによって、転写ニップ前後での不要な電界の広がりを抑えることによって、トナーが電気的に散ることを抑制する。
1次転写(トナーを感光体から中間転写体に転写)、2次転写(中間転写体から記録媒体に転写)によらず、転写電圧の印加を中間転写体の膜厚方向ではなく、面方向に印加する転写方法(中間転写体の面方向の抵抗を利用する方法)において、前述のように、転写効率は中間転写体の表面抵抗に大きく依存する。即ち、十分な転写効率を得るため、所定の転写電流を流すためには、中間転写体の表面抵抗が高いほど、より高い転写電圧を必要とする。
一方、転写時のチリは、中間転写体の抵抗(表面抵抗、体積抵抗)が高いほど少なくなり、転写電圧が高いほど増大する。
従って、中間転写体の面方向の抵抗を利用する方法では、従来の厚み方向の抵抗を利用した転写方式で提案されている体積抵抗より表面抵抗の高い中間転写体を用いた場合、チリの抑制のため要件と転写効率の向上のための要件は、トレードオフの関係にあり、両立し難い。
このため、本発明者等は、中間転写体の面方向の抵抗を用いる転写方法において、中間転写体の体積抵抗率と表面抵抗率を種々検討した結果、面方向の抵抗を利用する転写方法では、次の関係が、チリの抑制と転写効率の向上のため、有効であることを見出した。
体積抵抗率(Ω・cm) > 表面抵抗率(Ω/□)
即ち、図3で説明したように、表面抵抗率が低いほうが、転写電圧は低くてすむことになる。このため、低い転写電圧による転写を可能とし、転写効率を向上でき、転写電圧が低いため、チリの発生を抑制する。これとともに、高く設定された体積抵抗率によって、ベルトの電荷保持能力を確保し、トナーのベルトへの電気的吸着力(鏡像力)を高め、チリを低減する。
換言すれば、表面抵抗率の低いほうが、転写ベルトの表面を流れる電流が多くなり、転写しやすくなる。即ち、転写効率が向上し、転写電圧は低くてすむことになる。図1のタンデム型装置では、表面抵抗率を低くして、ドラム間距離を短くする場合には、例えば、転写ローラ38−1の電流が、感光ドラム16−1の他に、隣の感光ドラム16−2にも流れ、転写に影響を与えることになる。しかし、図1及び図2に示すように、転写ローラ38−1〜38−4の一次転写電圧を共通電圧にしているため、電流が流れても、転写動作に悪影響がない。
一方、転写後のトナーは転写ベルト24に静電的に付着させて搬送する必要があり,転写ベルト24に電荷が多く蓄積されているほうが安定に搬送できる。このため、体積抵抗率は大きい方が、転写ニップを通過したベルトでの電荷の減衰が少なく、チリを抑制できる。
この体積抵抗率の範囲については、体積抵抗率が大きすぎると、電荷が蓄積し過ぎて、次の転写の時に転写電圧が上がってしまう。特に、図1で示したタンデム型の中間転写型装置では、感光体ドラム間が狭く(例えば、50mm以下であり),各色での転写電圧を低くするには、電荷の早い減衰が望まれる。
転写ベルトの減衰は、体積抵抗率と誘電率で表される緩和時間で決まるため,体積抵抗率には上限がある。また、体積抵抗率が低すぎると、電荷のリークが発生して転写できなくなってしまう。従って、体積抵抗率には、ある好ましい範囲がある。
以上を考慮して、実験した結果,体積抵抗率は、印加電圧500V,印加時間10秒の測定条件で、1×10^9Ω・cm〜1×10^12Ω・cmの範囲で良好な結果を得た。この時,表面抵抗率は体積抵抗率より小さい方が転写効率がよく、より低い電圧で転写できた.
二次転写の場合も、同様に、面方向の抵抗を利用した転写方式を使用でき、同様の条件を適用できる。但し、2次転写は基本的に体積抵抗率は影響しないため,上記の体積抵抗率の数値範囲であれば、何ら問題ない。何故なら、二次転写ニップ部で、媒体50にトナーが転写されてしまうため、その後のトナーの挙動は媒体に依存し、転写ベルトには関係しない。
このように、中間転写体の体積抵抗率が高いほど、転写でのチリが少なく,表面抵抗率が小さいほど、転写効率がよくなる。つまり,低電圧で、転写可能となる。
即ち、体積抵抗率が大きいと、転写ニップでの電界が立ち上がりにくく,転写前でのチリが少なくなる。これとと同時に,転写ニップ通過後の帯電の減衰が緩慢になるため、トナーを転写ベルトに保持する力が強くなる。また,表面抵抗率が低いほうが図3で説明したように,転写ベルトの表面を流れる電流が多くなり、転写しやすくなる。
従って、体積抵抗率が大きく、表面抵抗率が小さい転写ベルトが有効である。又、体積抵抗率が低すぎると、リークが発生し、高すぎると、表面抵抗率のほか体積抵抗率も転写効率に効き,転写効率を落とす。このため、体積抵抗率は、10^9〜10^12Ω・cmの範囲が好ましい。
更に、現実に、転写ベルトの体積抵抗率と表面抵抗率は独立に自由に変えて作成するのは、困難であり,自ずと制限がある。このため,少なくとも、表面抵抗率は、体積抵抗率より小さくすることで効果が得られる。実際には,表面抵抗率の作成可能な範囲は,体積抵抗率を一定とすると,0.5〜1桁程度の差であり、本発明の場合には、表面抵抗率は、10^8〜10^11Ω/□の範囲が好ましい。尚、表面抵抗率は、単位面積あたりの抵抗率であり、幅が広くなれば抵抗は上がる。但し,リニアな関係ではない。
図2に戻り、現像器22−1〜22−4を説明する。現像器22−1〜22−4は、各々トナーカートリッジ20−1〜20−4から投入された一成分現像剤(トナー)を攪拌し、感光ドラム16−1〜16−4に搬送する。即ち、各現像器22−1〜22−4は、現像剤を感光ドラム16−1〜16−4に搬送する現像ローラ71と、内部の現像剤を攪拌し、且つ現像剤を現像ローラ71に供給するリセットローラ73と、現像ローラ71上の現像剤層の厚みを規制するブレード72で構成される。
この現像器22−1〜22−4には、現像バイアス電源70から現像バイアス電圧が供給される。この実施の形態では、現像バイアス電源70から、ブレードバイアス電圧、現像バイアス電圧、リセットバイアス電圧が供給される。後述するように、各色のトナーの帯電量を個別に制御するように、現像バイアス電源70は、各現像器22−1〜22−4に、個別のバイアス電圧Y,M,C,Kを供給する。
[第1のカラー画像形成方法]
図5は、本発明の第1の実施の形態の各色のトナー帯電量の特性図、図6は、図5の帯電量による2次転写動作の説明図、図7は、図6の2次転写の効果の説明図である。
まず、転写は、基本的にトナー層の電位Vtと逆極性の電位が加われば、理論的な転写効率は、100%となる。転写効率の向上のためには、転写電圧を上げればよいが、放電による影響が出るため、上限は制限される。2次転写において、転写電圧の上限以下で使用する場合には、中間ベルト24に2次色(2層)のトナー層の内、ベルトに直接接しているトナーは、転写されずらくなる。例えば、転写効率50%とすると,2色重ねの上部にあるトナーは100%転写しているが,ベルトに直接乗っているトナーは0%、即ち転写しない。
そこで、本発明では、ベルトに直接乗っているトナーが、2次転写時に転写されやすくする工夫を施す。1次転写については、基本的に単色のトナーの転写であり、転写効率のマージンは広い。このため、トナーの帯電量は、−5〜−35μC/gとひろくとれる。本発明は、この点を利用して、二次転写の効率を上げるものである。
図5に示すように、中間転写ベルト24の上流側の色ほどトナー帯電量を大きく(高く)、下流側の色ほどトナー帯電量を小さく(低く)する。図1、図2の実施の形態では、上流側のイエロー(Y)ほど、帯電量を大きく、下流側のシアン(C)ほど、帯電量を小さくする。
そして、図6に示すように、中間転写ベルト24での2次色(2層)のトナー層の内、ベルト24に直接付着しているトナー層(Y)の電位を高く、重ね合わせで付着している上のトナー層(M)の電位を低くするように、重ね合わせを行う。即ち、帯電量の大きい順に、中間転写ベルト24に各色のトナーを重ね合わせる。
例えば、図6に示すように、ベルト24に直接付着しているトナー層(Y)電位と、重ね合わせた上のトナー層(M)電位を3:1にした場合に、上層のトナー層(M)は、従来と同様に、媒体に100%転写する。ベルトに直接付着しているトナー層(Y)は、従来の1.5倍の電荷量を持つため、2次転写量は、従来の1.5倍となる。例えば、中間転写ベルト24の付着量Wを同一とし、従来の転写効率75%の2次転写電圧を印加した条件では、ベルトに付着しているトナー層(Y)が、1.5倍転写するため、転写効率は、(50+25*1.5=)87.5%に向上する。
このように、ベルト24に直接付着しているトナー層(Y)の電位を高く、重ね合わせで付着している上のトナー層(M)の電位を低くするように、重ね合わせを行うことにより、従来と同一の2次転写電圧で、転写効率を向上できる。
図7は、マゼンダ色トナー(M)とイエロー色トナー(Y)との帯電量を変え、トナー層電位を変えた場合の重ね合わせにおける2次転写効率の実験例の説明図である。実施例として,トナーの外添剤(シリカ粉末)を変えて、帯電量を調節した2種類のトナー(Y,M)を準備する。
ここでは,Y(イエロー)を外添剤により帯電量を高くし、M(マゼンダ)を外添剤により帯電量を低くした。このトナーの現像ローラ上のトナー層電位は、Y(イエロー)が−48Vであり,M(マゼンダ)は−23Vである。この時の一次転写後のトナー層電位は、Y単色で−71V,M単色では−32V,重ねあわせ後のトナー層電位は−98Vであった。トナー層電位が上がるのは,現像ローラとOPCドラムの速度比が1.25であり,ドラム上のトナー層(トナー量)が、現像ローラ上より多いためである。
この2種類のトナーで、YとMの重ね合わせ順を変えた時の二次転写効率を実験した結果を図7に示す。ベルト上に、トナー層電位の低いMに、トナー層電位の高いYを重ねた場合(Y on M)より、ベルト上に、トナー層電位の高いYに、トナー層電位の低いMを重ねた場合(M on Y)の方が、はるかに転写効率が良い。特に、2次転写電圧が低い(500V〜2000V)において、転写効率が向上することは、明らかである。このように、2次色の2次転写において、最初に、トナー層電位の高いYをベルトに形成したときの方が、転写効率が良いことがわかる。
以上説明したように,帯電量の高いトナー順に、中間転写体に転写することにより、2次転写効率を向上できる。更に、2次色の再現度も向上し、高品位なカラー画像を形成できる。
次に、前述の各色のトナー層電位を変える方法を、図8の現像器の構成図、図9のトナー比電荷特性図により説明する。図8に示すように、一成分現像器22−1〜22−4は、感光体ドラムに接触する現像ローラ71と、トナー層形成ブレード72と、リセットローラ73とから成る。トナー層形成ブレード72には、ブレードバイアス電圧Vblが供給され、リセットローラ73には、リセットバイアス電圧Vrが供給され、ブレード72、リセットローラ73には、各色独立に電圧が制御できる。又、現像ローラ71には、現像バイアス電圧Vbが印加される。
トナー層電位を変えるためには、トナーの電荷量かトナーの付着量を変えることが必要となるが、トナーの電荷量(比電荷)を変える方が有効である。トナーの電荷量を変える方法として、本発明では、現像器の電気的現像条件を変更している。図7は、ブレードバイアス電位Vbl,リセットバイアス電位Vrを変化した場合のトナー比電荷(−μC/g)の測定結果である。
ブレードバイアス電位Vblを変化した場合(図の点線)も,リセットバイアス電位Vrを変化した場合(図の実線)でも、トナーの比電荷は変化する。従って、ブレードバイアス電位Vblとリセットバイアス電位Vrのいずれかを又は両方を、各色(少なくとも、Y,M,Cの3色)で変え、各色のトナー比電荷(−μC/g)を変える。この場合に、Y,M,Cの順で、トナー比電荷が小さくなるように、トナー比電荷を変える。このように、現像器の電気的制御により、トナー比電荷を変更することは、現像剤の成分を変更することなく、比電荷を変更できる。
図10は、本発明の実施例の2次転写効率の特性図である。図10は、図1、図2の構成のカラープリンタにおいて、2次転写ローラ45に供給する2次転写電圧Vを変化した時の2次色(Y+M)の転写効率(媒体に転写した付着量/中間転写ベルトの付着量)の特性図である。この実施例の実験条件を以下に示す。トナー:負帯電トナー(平均粒子径 7.6μm)
現像ローラ71の抵抗: 10^6Ω・cm
リセットローラ73の抵抗: 10^5Ω・cm
トナー層形成ブレード72: 厚さ0.1mm
現像バイアス電位Vb:−300V
トナー層形成ブレードバイアス電位Vbl
Yellow Vbly:−500V
Magenta Vblm:−450V
Cyan Vblc:−430V
Black Vblb:−400V
リセットバイアス電位Vr:−500V
帯電ブラシ電圧
オフセット Vdoffset:−650V
AC Peak to Peak Vp−p:1100V
中間転写ベルト24: 体積抵抗 2E+9Ω・cm、厚さ 150μm
一次転写ローラ38−1〜38−4の抵抗 : 5E+5Ω・cm
二次転写ローラ45の抵抗 : 5E+6Ω・cm
一次転写電圧:
Yellow Vty:−800V
Magenta Vtm:−950V
Cyan Vtc:−1050V
Black Vtb:−1200V
図10に示すように、本発明のトナー比電荷を変え、比電荷を大きい順に重ね合わせる実験例(図の実線)では、比電荷が各色で同一の場合(図の点線)に比し、大幅に転写効率が向上していることが判る。特に、低い2次転写電圧(500V〜2000V)でその傾向は顕著であり、低転写電圧で高転写効率を実現できる。
図10の例では、各色でリセットバイアスを共通にし、ブレードバイアスを変えているが、図9で説明したように、リセットバイアスを各色変化させても、トナー帯電量を変えることができる。
[第2のカラー画像形成方法]
次に、本発明の他の実施の形態として、中間転写ベルト24での各色のトナー付着量を均一とする方法を説明する。図11は、本発明の他の実施の形態の各感光ドラムのトナー付着量の説明図、図12は、本発明の基となる付着量減少の原因を説明するモデル図、図13は、マゼンダ色トナー転写時の特性図、図14は、図12の現象による中間ベルトでの各色のトナー付着量の説明図である。
中間転写体を使用するカラー画像形成方式では、一次転写部で各色トナーが順次転写されるとき、各1次転写部で、すでに転写ベルト24上に形成されたトナーの内、その転写部でトナーの重ね合わせのない部分は、その転写部のドラムを通過するのみである。
図12に示すように、この時、転写ベルト24上に形成されたトナーYは、無帯電トナー又は逆帯電トナーも含んでいる。このため、マゼンダ(M)のトナーの転写時に、マゼンダの転写電圧により、中間転写ベルト24からマゼンダの感光ドラム14−2に、中間転写ベルト24のイエロートナーが転写(逆転写という)する現象が生じる。このため、イエローのトナーの中間転写ベルト24での付着量が、減少する。
例えば、YMCKの順に一次転写が行われるとすると、Yトナーは、MCKの転写時に、少しずつ逆転写により、付着量が減少していくことになる。従って、図14に示すように、同一の現像条件ではYMCKの順に、二次転写前の転写ベルト24上のトナー付着量は多くなる。図13は、M(マゼンダ)トナーの転写時における、Mトナーの転写効率とYトナーの逆転写量を表したものである。転写電圧を高くするに従い、Mトナーの転写効率は高くなるが、一方ではYトナーの逆転写量も増大していく。
このため、二次転写後の付着量に、そのまま差が出て、カラー印刷品質に影響を及ぼしていた。すなわち、Y(イエロー)は薄く、以下MCKの順に濃度が濃くなるという問題が発生していた。
本発明のこの実施の形態では、上記課題を解決し、二次転写部での各色トナー付着量が一定になるように、あらかじめドラム上へのトナー付着量を制御する。つまり、図11に示すように、上流から下流に向かい、YMCKの順にトナー付着量を少なくして、2次転写部における各色の付着量を一定にする。
このためには、現像器の電気的現像条件を変える方法が有効である。即ち、図8に示したように、一成分現像器22−1〜22−4は、感光体ドラムに接触する現像ローラ71と、トナー層形成ブレード72と、リセットローラ73とから成る。トナー層形成ブレード72には、ブレードバイアス電圧Vblが供給され、リセットローラ73には、リセットバイアス電圧Vrが供給され、ブレード72、リセットローラ73には、各色独立に電圧が制御できる。又、現像ローラ71には、現像バイアス電圧Vbが印加され、各色に独立に電圧制御できる。
図15は、1成分現像器における現像バイアス電圧と、感光ドラムに付着するトナー付着量(g/m^2)の関係図である。現像バイアス電圧を大きくすると、付着量も増大し、現像バイアス電圧を小さくすると、付着量は減少する。
このことから、各色の現像バイアス電圧を、それぞれの色に独立に可変するようにして、YMCKの順にドラム上のトナー付着量を少なくする。即ち、図2で示す構成において、YMCKの順で現像バイアス電圧が小さくなる現像バイアス電圧を、現像バイアス電源70から各色の現像器22−1〜22−4に供給する。
このドラム上のトナー付着量を変化する方法は、現像バイアス電圧を変える方法以外にも、トナー層形成ブレード72へのブレードバイアス電圧を変える方法、トナー層形成ブレード72の現像ローラへの圧力を変える方法、リセットローラ73へのリセットバイアス電圧を変える方法がある。
図16は、1成分現像器におけるブレードバイアス電圧と、感光ドラムに付着するトナー付着量(g/m^2)の関係図である。ブレードバイアス電圧を大きくすると、付着量も増大し、ブレードバイアス電圧を小さくすると、付着量は減少する。
図17は、1成分現像器におけるブレード突き出し量によるブレード圧力と、感光ドラムに付着するトナー付着量(g/m^2)の関係図である。ブレード突き出し量を大きくして、圧力を小さくすると、現像ローラ上のトナー層厚は、増加し、付着量も増大し、ブレード突き出し量を小さくして、圧力を大きくすると、付着量は減少する。
図18は、1成分現像器におけるリセットバイアス電圧と、感光ドラムに付着するトナー付着量(g/m^2)の関係図である。リセットバイアス電圧を大きくすると、付着量も増大し、リセットバイアス電圧を小さくすると、付着量は減少する。
以上のパラメータ(バイアス電圧、ブレード圧力)は単独で適用しても良く、又、複数のパラメータを組み合わせても同様な結果が得られる。このようにして、2次転写前の各色トナー付着量を均一にすることで、高品位のカラー画像が得られる。
前述の図1、図2のカラープリンタを使用し、実験した時の実験条件(標準設定)を以下に示す。
トナー:負帯電トナー(平均粒子径 7.6μm)
現像ローラ71の抵抗: 10^6Ω・cm
リセットローラ73の抵抗: 10^5Ω・cm
トナー層形成ブレード72: 厚さ0.1mm
突き出し量 0.1mm
現像バイアス電圧 Vb: −300V
リセットバイアス電圧 Vr:Vb−100V
帯電ブラシ電圧
オフセット電圧 Vdoffset:−650V
AC Peak to Peak Vp−p:1100V
転写ベルト24 : 体積抵抗 2E+9Ω・cm、厚さ 150μm
一次転写ローラ38−1〜38−4の抵抗 : 5E+5Ω・cm
二次転写ローラ45の抵抗 : 5E+6Ω・cm
一次転写電圧 : 1100V
そして、図15の現像バイアス電圧とドラム上のトナー付着量の関係に従い、イエローを大きく、ブラックを小さくする下記の現像バイアス電圧を各色印加した。この結果、2次転写前の転写ベルト24上のトナー付着量は6.8g/m^2と各色均一になった。
Yellow Vby:−350V
Magenta Vbm:−330V
Cyan Vbc:−300V
Black Vbk:−275V
図5の第1の実施の形態における帯電量の制御において、ブレードバイアス電圧、リセットバイアス電圧を各色で変えることにより、帯電量と付着量の両方を制御できる。又、ブレードバイアス電圧、リセットバイアス電圧の少なくとも一方と、現像バイアス電圧を各色で変えることにより、帯電量と付着量の両方を制御できる。このような方法は、現像器の電気的現像条件を変更するのみで済むため、実現が容易である。
[他の実施の形態]
図19は、本発明の画像形成装置が適用されたカラープリンタの他の実施形態である。図19において、図1及び図2で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。
先ず、図1のカラープリンタ10にあっては、中間転写ベルト24を、駆動ローラ26、バックアップローラ32及びテンションローラ35の3点で張るように配置し、ベルトスペースを小型化しているが、この例では、一対のテンションローラ28、30を設けて、ベルトテンションの変動を防止している。
また、画像形成ユニット12−1〜12−4の感光体ドラム14−1〜14−4に対応して,中間転写ベルト24を挟んで反対側にずらして設置される1次転写のための中間転写ローラ38−1〜38−4の配置を、図1と変えている。即ち、中間転写ローラ38−1〜38−4は、感光体ドラム14−1〜14−4の転写ニップに設置している。
この例においても、前述のトナーの帯電量、付着量の各色毎の制御方法を適用できる。又、中間転写ローラの位置は、図1のように、転写ニップの下流だけではなく、上流であってもよく、更に、下流側と上流側に分けて配置する組み合わせであってもよい。
図20は、本発明の更に他の実施の形態の画像形成装置の構成図であり、本発明による帯電量、付着量制御方法を、従来の4パス型のカラー電子写真機構に適用した例を示すものである。
図20に示すように、4パス型は、単一の感光体ドラム100とイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色の画像を形成するための現像ユニット106を有する。感光体ドラム100は、クリーニングブレード101に続いて設けられた帯電器102により、表面を均一に帯電した後に露光ユニット104のレーザスキャンにより静電潜像が形成される。次に、現像ユニット106のイエロートナーにより現像して画像を形成し、感光体ドラム100と接触した中間転写ベルト108上に、転写ローラ110による転写電圧の印加で、静電的にトナー画像を転写する。続いてマゼンタ、シアン及びブラックの順に同じ処理を繰り返して、転写ベルト108上に色を重ね、最終的に転写ローラ111によって4色の現像剤を用紙上に一括転写し、定着器130で定着する。
このように4パス型では、感光体ドラム100、クリーニングブレード101、帯電器102、露光ユニット104及び転写ローラ110が1セットあればよいので、コスト的に優位である。一方、1枚のカラー画像を形成するためには、中間転写ベルト108を4回転させる必要があり、カラー印刷のスピードはモノクロ印刷の1/4と遅くなる。
この例にも、前述の図2の現像バイアス電源70による各色の帯電量、付着量の制御機構を適用できる。
上述の実施の形態は,画像形成装置を、ページプリンタで説明したが、複写機、ファクシミリ等にも適用できる。又、中間転写体は、ベルト状のものに限られず、ドラム状のものも使用でき、更に、単層のものに限られず、機能分担のため、多層のものを利用できる。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明の技術的趣旨の範囲内において、本発明は種々の変形が可能であり、これらを本発明の技術的範囲から排除するものではない。
産業上の利用可能性
中間転写型カラー画像形成装置において、中間転写体に転写されるトナー層電位が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成し、中間転写体での2次色(2層)のトナー層の内、転写体に直接付着しているトナー層の電位を高く、重ね合わせで付着している上のトナー層の電位を低くするように、重ね合わせを行う。このため、中間転写体に直接付着しているトナー層の電位が高いため、この直接付着しているトナー層が2次転写し易くなり、従来と同一の2次転写電圧で、2次転写効率を向上できる。中間転写体に直接付着しているトナー層が2次転写し易くなるため、2次色の再現性が向上し、高品位のカラー画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の一実施の形態の画像形成装置の構成図である。
図2は、図1の要部の構成図である。
図3は、図1の装置に適用される面方向の抵抗を利用した一次転写方式の説明図である。
図4は、図3の転写方式の等価回路図である。
図5は、本発明の一実施の形態の各色のトナーの帯電量の説明図である。
図6は、本発明の一実施の形態の2次転写原理の説明図である。
図7は、本発明の一実施の形態の2次転写の効果を説明する説明図である。
図8は、図1の現像器の構成図である。
図9は、図8の現像器のバイアス電位とトナー比電荷の特性図である。
図10は、図6の2次転写方式の転写効率の特性図である。
図11は、本発明の他の実施の形態のトナー付着量の関係図である。
図12は、図11の本発明の他の実施の形態の課題を説明するための逆転写動作の説明図である。
図13は、図12の転写効率と逆転写効率の関係図である。
図14は、図12の逆転写による2次転写前の各色のトナー付着量の説明図である。
図15は、図11の実現のための現像バイアスとドラム上トナー付着量の関係図である。
図16は、図11の実現のためのブレードバイアスとドラム上トナー付着量の関係図である。
図17は、図11の実現のためのブレード突き出し量とドラム上トナー付着量の関係図である。
図18は、図11の実現のためのリセットバイアスとドラム上トナー付着量の関係図である。
図19は、本発明の他の実施の形態の画像形成装置の構成図である。
図20は、本発明の別の実施の形態の画像形成装置の構成図である。
図21は、従来の中間転写型カラー画像形成装置の構成図である。
図22は、従来のカラー画像形成装置の2次転写動作の説明図である。
Claims (8)
- 媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成方法において、
各々異なる色のトナーを収容する複数の現像器により少なくとも1つの像担持体に前記複数色のトナー像を形成するステップと、
中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写するステップと、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写するステップからなり、
前記トナー像形成ステップは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧の少なくとも一方を変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなることを
特徴とするカラー画像形成方法。 - 媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成方法において、
各々異なる色のトナーを収容する複数の現像器により少なくとも1つの像担持体に前記複数色のトナー像を形成するステップと、
中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写するステップと、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写するステップからなり、
前記トナー像形成ステップは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラに供給する現像バイアス電圧の少なくとも1つを変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなることを
特徴とするカラー画像形成方法。 - 媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成方法において、
複数色の各々に対応した複数の像担持体に、対応する色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色の各色のトナー像を形成するステップと、
中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写するステップと、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写するステップからなり、
前記トナー像形成ステップは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧の少なくとも一方を変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなることを
特徴とするカラー画像形成方法。 - 媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成方法において、
複数色の各々に対応した複数の像担持体に、対応する色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色の各色のトナー像を形成するステップと、
中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写するステップと、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写するステップからなり、
前記トナー像形成ステップは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラに供給する現像バイアス電圧の少なくとも1つを 変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成するステップからなることを
特徴とするカラー画像形成方法。 - 媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成装置において、
各々異なる色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色のトナー像を少なくとも1つの像担持体に形成する画像形成ユニットと、
中間転写体と、
前記中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写する1次転写手段と、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写する2次転写手段とを有し、
前記画像形成ユニットは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧の少なくとも一方を変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成することを
特徴とするカラー画像形成装置。 - 媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成装置において、
各々異なる色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色のトナー像を少なくとも1つの像担持体に形成する画像形成ユニットと、
中間転写体と、
前記中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写する1次転写手段と、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写する2次転写手段とを有し、
前記画像形成ユニットは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラに供給する現像バイアス電圧の少なくとも1つを変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成することを
特徴とするカラー画像形成装置。 - 媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成装置において、
複数色の各々に対応した複数の像担持体に、対応する色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色の各色のトナー像を形成する画像形成ユニットと、
中間転写体と、
前記中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写する1次転写手段と、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写する2次転写手段とを有し、
前記画像形成ユニットは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧の少なくとも一方を変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー像の帯電量が、前記複数色の転写順に低くなるように前記各色のトナー像を形成することを
特徴とするカラー画像形成装置。 - 媒体上に複数色のトナー像を形成するカラー画像形成装置において、
複数色の各々に対応した複数の像担持体に、対応する色のトナーを収容する複数の現像器により前記複数色の各色のトナー像を形成する画像形成ユニットと、
中間転写体と、
前記中間転写体に、前記複数色のトナー像を各色毎に順次一次転写する1次転写手段と、
前記中間転写体の複数色のトナー像を前記媒体に二次転写する2次転写手段とを有し、
前記画像形成ユニットは、
前記現像器の現像ローラのトナー層厚を規制するブレードに供給するブレードバイアス電圧、前記現像器の現像ローラにトナーを供給するリセットローラに供給するリセットバイアス電圧、及び前記現像器の現像ローラに供給する現像バイアス電圧の少なくとも1つを変えて、前記中間転写体に転写される前記各色のトナー付着量が、前記複数色の転写順に小さくなるように前記各色のトナー像を形成することを
特徴とするカラー画像形成装置。
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