JPH0675484A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 機能的な信頼性も高く、かつ逆転写現象が確
実に防止（解消）される、カラー画像形成装置を提供す
る。 【構成】 潜像保持体 6a,7a,8a,9a表面に静電潜像を形
成する静電潜像形成手段 6c,7c,8c,9cと、トナー像を形
成する現像器 6d,7d,8d,9dと、転写手段 6f,7f，8f，9f
とを有するクリーナレス画像形成ユニット6,7,8,9 複数
個を連続的に配置し、形成されたトナー像を順次転写し
てカラー画像を形成するカラー画像形成装置であって、
転写手段 6f,7f，8f，9fは転写ベルト 10aおよび転写電
界を形成する転写用帯電ローラ 6e,7e,8e,9eで構成さ
れ、かつ転写ベルト 10a面上に吸着保持された被記録媒
体面に、転写手段 7f,によってトナー像を潜像保持体 7
a,面から転写するとき、既に被記録媒体面に転写されて
いるトナー像が潜像保持体 7a,面側へ逆転写されること
を防止する逆転写防止手段 7i,を付設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー画像形成装置に係
り、特に良好な画質のカラー画像の形成に適するカラー
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以前より、複数個の画像形成ユニットを
連続的に配置し、画像形成ユニットごとに形成されたト
ナー像を、たとえば転写ベルトによって搬送されて来る
被記録媒体面に、転写手段によって、順次転写（積層転
写）してカラー画像を形成するカラー画像形成装置が知
られている。図９はこの種のカラー画像形成装置の構成
の主要部である。つまり、カラー画像形成装置本体内に
配設されている原稿読取りのためのスキャナー部と、こ
のスキャナー部からデジタル信号として出力される画像
信号を電気的に処理する画像処理部と、この画像処理部
による各色の画像情報に基づいて所要の画像を複写・記
録するカラー画像形成部とのうち、カラー画像形成部の
構成を断面的に示したものである。そして、このカラー
画像形成部は、たとえばブラック用の画像形成ユニット
１、イエロー用の画像形成ユニット２、マゼンタ用の画
像形成ユニット３およびシアン用の画像形成ユニット４
で構成されている。

【０００３】また、これらの各画像形成ユニット１，
２，３，４の構成は、いずれも潜像保持体（たとえば感
光体ドラム）1a,2a,3a,4a 、前記潜像保持体1a,2a,3a,4
a 面を一様に帯電させる帯電手段（たとえばコロナ帯電
器）1b,2b,3b,4b 、前記画像処理部からの画像情報に基
づいて一様に帯電された潜像保持体1a,2a,3a,4a 面に所
要の静電潜像を形成する静電潜像形成手段1c,2c,3c,4c
、前記潜像保持体1a,2a,3a,4a の静電潜像面にトナー
を供給して静電潜像をトナー像化する現像器（現像手
段）1d,2d,3d,4d 、前記トナー像を転写ベルト５によっ
て搬送されて来る被記録媒体面に転写させる転写用帯電
器1e,2e,3e,4e 、および前記転写後に残留した転写残り
トナーを潜像保持体1a,2a,3a,4a 面から除去するクリー
ニング手段1f，2f，3f，4fを具備した構成を成してい
る。つまり、使用する着色トナーを異ならせているが、
いわゆるクリーニング手段付きの一般的な画像形成装置
（ユニット）を、転写ベルト５に沿わせて連続的に配設
した構成を採っている（特開平 1-112267 号公報な
ど）。

【０００４】前記カラー画像形成装置によれば、先ず画
像形成ユニット１において、ブラック成分色の静電潜像
が潜像保持体1a面に形成され、ブラックのトナー像に現
像されて被記録媒体面に転写される。そして、画像形成
ユニット２においては、イエロー成分色の静電潜像が潜
像保持体2a面に形成され、イエローのトナー像に現像さ
れた後、搬送されて来る被記録媒体面に積層的に転写さ
れる。以下順次同様な過程を経て所要のカラー画像が複
写・記録された後、その被記録媒体は転写ベルト５面か
ら図示されていない分離装置で分離され、同じく図示さ
れていない定着ユニット（定着装置）に移行してカラー
画像が定着されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のカラー画像形成装置の場合は、実用上次のような問
題がある。先ず、被記録媒体に転写されたトナー像が、
その後の画像形成ユニットにおける転写工程で画像が乱
されたり、潜像保持体面に転写されてしまうという逆転
写現象がある。この逆転写現象は、複数個の画像形成ユ
ニットを連続的に配置し、画像形成ユニットごとに形成
されたトナー像を転写手段によって、被記録媒体面に順
次積層的に転写してカラー画像を形成するカラー画像形
成装置特有の問題である。つまり、図９に主要部を示し
たカラー画像形成装置では、画像形成ユニット２，３，
４において、被記録媒体面にトナー像を転写するとき
に、その被記録媒体面に既に転写されていたトナー像
が、逆に潜像保持体2a，3a，4a面に転写されてしまうこ
とが往々ある。

【０００６】前記の逆転写現象が発生すると、転写・形
成される画像の色バランスが崩れたり、解像力低下の原
因となる。特に、各ユニットに現像・同時クリーニング
方式の画像形成装置を用いた場合には、潜像保持体2a，
3a，4a面に逆転写されたトナー像が現像器（現像手段）
2d，3d，4dに回収されると、トナーの混色が現像器2d，
3d，4d内で起こり、以後形成される画像に重大な欠陥を
与え、正確な色再現が不可能となる。しかも、画像形成
ユニット１，２，３，４の現像器1d，2d，3d，4dは、そ
の現像器1d，2d，3d，4dごとに用いるトナーの特性に合
わせて帯電量や現像バイアスが調整されているため、他
のユニットで用いるトナーが混入すると現像特性の変化
を招来し、画像カブリやトナー飛散を発生する。つま
り、形成される画像の均一性が損なわれ易く、良質な画
像が得られないことがしばしば起こる。 本発明者ら
は、上記トナー像の潜像保持体面への逆転写現象につい
て鋭意検討・研究を進めた結果、その発生は次のような
事項を原因としていることを見出した。

【０００７】先ず一つには、潜像保持体1a，2a，3a，4a
面と被記録媒体を保持・搬送する転写ベルト５との接触
圧力である。つまり、トナー像が転写された被記録媒体
が、潜像保持体2a，3a，4a面と転写ベルト５面との間を
通過するとき、過剰な圧力が加わると被記録媒体面に物
理的に転写されているトナー像は、潜像保持体2a，3a，
4a面側に逆転写されることになる。

【０００８】第２には、被記録媒体面に転写されたトナ
ー像のトナー帯電量である。つまり、前述したような逆
転写現象は、前記トナーの帯電量が非常に小さい場合や
転写バイアスと同極性である場合などトナー帯電量が不
安定となると、顕著に発生する傾向が認められた。すな
わち、第１の画像形成ユニット１で被記録媒体面にトナ
ー像を転写した後、第２の画像形成ユニット２，第３の
画像形成ユニット３，第４の画像形成ユニット４で、順
次被記録媒体面にトナー像を転写・積層するときには、
トナーと逆極性の電荷を転写ベルト５もしくは被記録媒
体に与え、静電気的にトナー像を潜像保持体2a，3a，4a
面から被記録媒体面に転写している。この転写工程で、
転写ベルト５もしくは被記録媒体に与えられたトナーと
逆極性の電荷は、被記録媒体を通過して転写されたトナ
ー像に達し、トナーを逆極性に帯電するため、次の理由
によって潜像保持体2a，3a，4a面へのトナー像の逆転写
現象が起こる。

【０００９】図10(a) ，(b) はトナー像の転写機構を模
式的に示したもので、先ず図10(a)に示すごとく、被記
録媒体 Aは転写ベルト５面に吸着・保持されて矢印方向
に搬送されており、被記録媒体 Aが潜像保持体1aの位置
に達すると潜像保持体1a面に形成されているトナー像を
転写用帯電器1eにより転写する。このとき、被記録媒体
Aに与えられる転写電荷はトナーと逆極性であり、トナ
ーをある程度の確率で逆帯電させてしまう。したがっ
て、被記録媒体 A面に転写されたトナー像には、転写電
荷と同極性の逆帯電トナーが存在（混在）することにな
る。次に、図10(b) に示すごとく、前記トナー像が転写
された被記録媒体 Aは転写ベルト５により搬送され、そ
の被記録媒体 Aが潜像保持体2aの位置に達すると、潜像
保持体2a面に形成されているトナー像が転写用帯電器2e
により転写されることになる。このとき、前述したよう
に被記録媒体 Aに既に転写されているトナー像に転写電
荷と同極性の逆帯電トナーが存在（混在）していると、
潜像保持体2a面に形成されている静電潜像の非画像部が
転写電荷と逆極性に帯電しているので、前記逆帯電トナ
ーは、被記録媒体 A面から潜像保持体2a面に転写（逆転
写）されることになる。そして、このような逆転写現象
は、順次他の潜像保持体3a，4aの領域でも同様に起こ
る。

【００１０】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、機能的な信頼性も高く、常に高品質の画像を形成し
得ることが可能なカラー画像形成装置の提供を目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るカラー画像
形成装置は、潜像保持体と、前記潜像保持体表面に静電
潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像面に
トナーを付着させトナー像を形成する現像手段と、前記
トナー像を被記録媒体面に転写する転写手段とを有する
画像形成ユニット複数個を連続的に配置し、前記画像形
成ユニットごとに形成されたトナー像を被記録媒体面に
転写手段によって順次転写してカラー画像を形成するカ
ラー画像形成装置であって、前記転写手段によってトナ
ー像を潜像保持体面から被記録媒体面に転写するとき、
既に被記録媒体面に転写されているトナー像が前記潜像
保持体面側へ逆転写されることを防止する逆転写防止手
段を付設したことを特徴とする。

【００１２】本発明のカラー画像形成装置においては、
逆転写防止手段として、被記録媒体面に転写されたトナ
ー像を仮定着するプレヒート手段や加圧手段、もしくは
前記トナー像に転写電荷と逆極性の電荷を注入する電荷
付与手段などが用いられている。また、被記録媒体とし
ては、所要のカラー画像が最終的に複写・記録される紙
などの記録体に限定されず、各画像形成ユニットの潜像
保持体面に形成されたトナー像を一時的に順次積層転写
し、得られたカラー像を紙などの最終的な記録体に再転
写するまで保持するベルトなどの中間媒体であってもよ
い。

【００１３】

【作用】上記のような本発明のカラー画像形成装置は、
前記したように逆転写現象が防止されるため、この逆転
写現象に起因する画質の低下が押さえられ、かつ正確な
色再現も可能となり、高品質な画像形成用のカラー画像
形成装置として機能する。

【００１４】

【実施例】以下図１および図２を参照して本発明の実施
例を説明する。

【００１５】図１は、本実施例に係るカラー画像形成装
置の画像形成部を断面的に、また図２は画像形成部の一
部を構成するクリーナレス画像形成ユニットを拡大して
断面的にそれぞれ示すものである。この画像形成部は、
たとえばイエロー用のクリーナレス画像形成ユニット
６、マゼンタ用のクリーナレス画像形成ユニット７、シ
アン用のクリーナレス画像形成ユニット８、およびブラ
ック用のクリーナレス画像形成ユニット９で構成されて
いる。また、これらの各クリーナレス画像形成ユニット
６，７，８，９の構成は、いずれも潜像保持体（たとえ
ば感光体ドラム）6a,7a,8a,9a 、前記潜像保持体6a,7a,
8a,9a 面を一様に帯電させる帯電手段（たとえばコロナ
帯電器）6b,7b,8b,9b 、別設されている画像処理部（図
示せず）からの画像情報に基づいて一様に帯電された潜
像保持体6a,7a,8a,9a 面に所要の静電潜像を形成する静
電潜像形成手段（プリントヘッド）6c,7c,8c,9c 、前記
静電潜像面にたとえば一成分非磁性トナーを供給して静
電潜像をトナー像化する現像器（現像手段）6d,7d,8d,9
d 、前記トナー像を被記録媒体面に転写させる転写用帯
電ローラ（電界手段）6e,7e,8e,9e を含む転写手段6f,7
f,8f,9f 、トナー像を被記録媒体面に転写した後、潜像
保持体6a,7a,8a,9a 面に残留する電荷を消去する除電ラ
ンプ（発光体）6g，7g，8g、9g、前記転写後に残留した
転写残りトナーを潜像保持体6a,7a,8a,9a 面において分
散化して、前記帯電手段6b,7b,8b,9b による帯電の一様
化に寄与するとともに、現像器6d,7d,8d,9d でのクリー
ニング作用を助長する転写残りトナーの分散化手段6h,7
h,8h,9h 、および前記転写手段6f,7f,8fにより被記録媒
体面に転写されたトナー像が、次段の画像形成ユニット
７，８，９で逆転写されることを防止する逆転写防止手
段7i，8i，9iを具備した構成を成している。つまり、使
用する着色トナーを異ならせているが、いわゆるクリー
ナレス画像形成装置（ユニット）６，７，８，９を、被
記録媒体の搬送手段10の一部を成す、たとえば透光性の
誘電体もしくは半導電性の抵抗体で形成されたエンドレ
スフィルム状の転写ベルト 10aに沿って連続的に配設し
た構成を採っている。

【００１６】なお、前記被記録媒体を搬送する転写ベル
ト 10aは、前記転写用帯電ローラ6e,7e,8e,9e と共働し
て転写手段6f,7f,8f,9f を構成し、また前記搬送手段10
は、転写ベルト 10a、この転写ベルト 10aをエンドレス
に走行させる駆動ローラ 10bと従動ローラ 10c、走行す
る転写ベルト 10a面をクリーニングするベルトクリーナ
10dなどで構成している。そして、前記被記録媒体の搬
送手段10の一部を成すエンドレスフイルム状の転写ベル
ト 10aは、たとえば給紙ローラ11などから、前記画像形
成に連動して供給される被記録媒体を順次搬送しなが
ら、転写用帯電ローラ6e,7e,8e,9e によって、その転写
領域で所要の転写電界を形成して転写を行う構成と成っ
ている。ここで、転写用帯電ローラ6e,7e,8e,9e は、所
要の電圧が印加される弾性体と導電性を有する接触部と
で構成されていることが好ましいが、本発明ではこれに
限定されず、転写電界を形成する電界手段としてローラ
状以外の形状、たとえば導電性ブラシや非接触型の帯電
器も許容される。

【００１７】このような構成を採りながら、本発明にお
いては被記録媒体の搬送手段10の一部を成す転写ベルト
10aの走行する内側に、図１および図２に示すごとく除
電ランプ（発光体）6g，7g，8g，9gを配置している。こ
のように、転写ベルト 10aの内側に、前記潜像保持体6
a,7a,8a,9a 面の転写後の電荷を消去する除電ランプ6
g，7g，8g，9gを配置したことにより、コンパクト化を
助長しながら電荷の消去が図られる。すなわち、搬送手
段10領域の空間を巧に利用することにより、潜像保持体
5a,6a,7a,8a 面を電荷的に清浄化して、引き続く画像形
成の高品質化への寄与も図られる。なお、図１において
10eは走行する転写ベルト 10aを帯電するベルト帯電
器、12は前記被記録媒体に転写されたトナー像を、被記
録媒体面に定着する定着ユニット、13は各クリーナレス
画像形成ユニット６，７，８，９間の仕切体である。

【００１８】さらに、前記クリーナレス画像形成ユニッ
ト６，７，８，９における現像器6d,7d,8d,9d の構成お
よび機能について説明する。先ず、現像器6d,7d,8d,9d
の構成は、潜像保持体6a,7a,8a,9a 面に対峙させて配置
され、かつ周面にトナー層を担持するローラ型のトナー
担持体6d₁ 、7d₁ 、8d₁ 、9d₁ 、このトナー担持体6
d₁ 、7d₁ 、8d₁ 、9d₁ 面にトナーを供給するトナー供
給体6d₂ 、7d₂ 、8d₂ 、9d₂ 、前記トナー担持体6d₁ 、
7d₁ 、8d₁ 、9d₁ 面に担持されるトナー層の厚さを規制
するトナー層規制ブレード6d₃ 、7d₃ 、8d₃ 、9d₃ 、上
記の潜像保持体6a,7a,8a,9a 表面の静電潜像面へトナー
を供給した後のトナー担持体6d₁ 、7d₁ 、8d₁ 、9d₁ 面
のトナーを回収するトナー回収ブレード6d₄ 、7d₄ 、8d
₄ 、9d₄ およびこれらを装着しながらトナーを貯留する
トナー貯槽6d₅ 、7d₅ 、8d₅ 、9d₅ を具備している。

【００１９】次に、このクリーナレス画像形成ユニット
６，７，８，９における現像・同時クリーニングについ
て概略を説明する。静電潜像形成手段6c,7c,8c,9c によ
って、潜像保持体6a,7a,8a,9a 表面に静電潜像を形成し
たとき、帯電部分（すなわち未露光部もしくは非画像
部）に存在する転写残りトナーは、帯電手段6b,7b,8b,9
b によって確実に帯電されているため、トナー担持体6d
₁ 、7d₁ 、8d₁ 、9d₁ から潜像保持体6a,7a,8a,9a 面へ
トナーが転移することを抑制する電界、すなわち帯電部
分の電位とトナー担持体6d₁ 、7d₁ 、8d₁ 、9d₁ の電位
との電位差による電界によってトナー担持体6d₁ 、7
d₁ 、8d₁ 、9d₁ 側へ転移する。同時に非帯電部分、す
なわち露光部もしくは画像部に存在する転写残りトナー
は、トナー担持体6d₁ 、7d₁ 、8d₁ 、9d₁ から潜像保持
体6a,7a,8a,9a へ向かう力を受け潜像保持体（感光体）
6a,7a,8a,9a 面上に残留する。この非帯電部分には、ト
ナー担持体6a₁ 、7a₁ 、8a₁ 、9a₁ から新たなトナーが
転移し、現像と同時にクリーニングが行われる。

【００２０】一方、前記転写手段6f,7f,8f,9f において
は、この転写手段6f,7f,8f,9f を構成する転写用帯電ロ
ーラ6e,7e,8e,9e および転写ベルト 10aを形成する誘電
体もしくは半導電性の抵抗体との協奏的な作用によっ
て、その転写領域で所要の転写電界を容易にかつ確実に
形成し、転写が効率よく行われる。つまり、潜像保持体
6a,7a,8a,9a 面に形成されたトナー像は、このトナー像
を成すトナー粒子が潜像保持体6a,7a,8a,9a 面に大量に
残存されることなく、全面的に被記録媒体面へ転写され
る。したがって、転写後の転写残りトナーも大幅に低減
されるので、前記現像器6d,7d,8d,9d における現像・同
時クリーニングによるポジ像発生の抑制と相俟って、鮮
明な高品質のカラー画像を形成することが可能となる。

【００２１】しかも、前記被記録媒体面へのトナー像転
写後、潜像保持体6a,7a,8a,9a 面は、転写ベルト 10aを
介して除電ランプ（発光体）6g,7g,8g,9g により照射さ
れるので、滞留している電荷も容易に消去される。つま
り、潜像保持体6a,7a,8a,9a面は電荷的に清浄化され、
次の画像を形成するための帯電手段6b,7b,8b,9b による
電荷付与（帯電）に供される。したがって、前回の画像
形成において付与された電荷の影響も全面的に除かれ、
ポジ像などを発生するおそれも解消して常に高品質な画
像形成が繰り返されることになる。

【００２２】上記構成のカラー画像形成装置によれば、
先ずイエロー画像に対応する情報によって、潜像保持体
（感光体）6a面に所要の静電潜像パターンが形成され、
次段の現像器6dにて、前記したような作用原理によって
現像・同時クリーニングが行われ、潜像保持体6a面に
は、前記の静電潜像パターンに対応したトナー像が形成
される。このようにして形成されたトナー像は、転写手
段6fにより潜像保持体6a面から、同期的に搬送されて来
る被記録媒体面に転写される。この転写後、潜像保持体
6a面は、除電ランプ6gによって照射され帯電が除去され
てから、転写残りトナーの分散化手段6hにより、転写残
りトナーがほぼ均一に分散され、潜像保持体5a面の一様
化が図られて再度イエロー画像に対応する静電潜像パタ
ーンの形成、現像・同時クリーニングなどが繰り返され
る。

【００２３】一方、イエローのトナー画像が転写された
被記録媒体は、次のマゼンタ用のクリーナレス画像形成
ユニット７側へ搬送され、イエロー用のクリーナレス画
像形成ユニット６における場合に準じた操作ないし動作
によって、前記のイエローのトナー画像が転写された被
記録媒体面上に、積層的に所要のマゼンタのトナー画像
が転写される。以下順次シアン用のクリーナレス画像形
成ユニット８、ブラック用のクリーナレス画像形成ユニ
ット９において、対応する色画像のトナー像化、転写を
行った後、定着ユニット12にて定着されて、所要のカラ
ー画像が得られる。 本発明に係るカラー画像形成装置
では、クリーナレス画像形成ユニット７，８，９におけ
る被記録媒体へのトナー像の転写に先立って、既に転写
されたトナー像を被記録媒体面に熱的あるいは圧力的に
仮定着（仮固定）し、潜像保持体7a,8a,9a 面への逆転
写を防止するプレヒート手段やトナーを圧力（加圧）で
付着させる手段、もしくは既に転写されたトナー像を被
記録媒体面に静電的に保持させ、潜像保持体7a,8a,9a面
への逆転写を防止する電荷付与手段などを逆転写防止手
段（装置）7i，8i，9iとして特に具備している。ここ
で、図３ (a), (b) 、図４ (a), (b) 、図５ (a)，
(b)、図６ (a), (b) 、図８ (a)， (b)は、前記カラー
画像形成装置を構成するクリーナレス画像形成ユニット
６，７，８の転写用帯電ローラ6e，7e，8eの後段側近傍
に付設された逆転写防止手段7i，8i，9iの構成例を拡大
して示したものである。以下、このような逆転写防止手
段（装置）7i，8i，9iによるトナー像の逆転写防止につ
いて、詳細に説明する。

【００２４】先ず、図３ (a), (b) はたとえば赤外線ラ
ンプ（赤外線ヒーター），フラッシュランプ，マイクロ
波などのプレヒート手段7j(8j,9j) を、転写ベルト 10a
に沿わせ、かつ前記転写用帯電ローラ6e，7e，8eの後段
側近傍に配置して、転写ベルト 10aによって搬送されて
来る被記録媒体 Aに転写されているトナー像 Bを、最終
的な定着温度よりも低温度で被記録媒体 A面に、仮定着
するように加熱する構成と成っている。ここで、図３
(a) においては、前記トナー像 Bに定着温度よりも低い
温度の熱エネルギーを与えるプレヒート手段7j，8j，9j
は、たとえば赤外線ヒーターより成る熱源7j₁ ，8j₁ ，
9j₁ と、反射板7j₂ ，8j₂ ，9j₂ と、前記熱源7j₁ ，8j
₁ ，9j₁ および反射板7j₂ ，8j₂ ，9j₂ を収納する筐体
7j₃ ，8j₃，9j₃ とで構成されており、前記被記録媒体
Aの搬送に同期して熱エネルギーの付与が制御される。
さらに、具体的には、被記録媒体 Aの先端が、仮定着位
置に到達したときに、前記赤外線ヒーターが動作（発
熱）するように制御し、また被記録媒体 Aが仮定着位置
を離れたときに、前記赤外線ヒーターが停止（発熱停
止）するように制御することで、効率的に仮定着を行う
一方、不用意な転写ベルト10aの加熱などの回避も可能
となる。たとえば、外径10mm、ヒーター電力 150 Wの赤
外線ヒーターを用い、転写ベルト 10aの移動速度（被記
録媒体 Aが搬送される速度） 100mm/secのとき、前記仮
定着位置での被記録媒体 Aの表面温度を約 120℃に制御
したところ、転写工程での逆転写は全く認められず、ま
た、最終定着後のカラー画像も光沢度が大幅に向上する
ことが確認された。

【００２５】さらに、図３(b) は、既に転写されたトナ
ー像 Bに定着温度よりも低い温度の熱エネルギーを与え
るプレヒート手段7j，8j，9jにおいて、熱源7j₁ ，8
j₁ ，9j₁ としてフラッシュランプを用いた構成例を模
式的に示したもので、前記赤外線ヒーターを用いた場合
と同様な作用・効果が認められた。

【００２６】一方、図４ (a), (b) は、前記プレヒート
手段の代わりに、電荷付与手段としてのコロナ帯電器を
配置した例であり、前記電荷付与手段として、細長い金
属製のシールド7k₁ （8k₁ ，9k₁ ）と帯電ワイヤー7k₂
（8k₂ ，9k₂ ）とで形成されたコロナ帯電器7k，8k，9k
を付設した構成とし、前段で被記録媒体 A面に転写され
たトナー像 Bが、潜像保持体7a,8a,9a面へ逆転写するこ
とを防止するため、被記録媒体 Aおよび既に転写された
トナー像 Bに所要の静電電荷を付与するものである。こ
こで図４ (a)は半導電性抵抗体で形成された転写ベルト
10aで被記録媒体 Aを搬送する構成の場合であり、また
図４(b) は誘電体で形成された転写ベルト 10aで被記録
媒体 Aを搬送する構成の場合であって、いずれの場合
も、前記帯電ワイヤー7k₂ （8k₂ ，9k₂ ）に高電圧を印
加すると、空気をイオン化してコロナ放電を発生して、
被記録媒体 Aおよび転写されたトナー像 Bに所要の静電
電荷を付与する。なお、前記図４(b) 図示のときは、コ
ロナ帯電器7k，8k，9kに対向した位置に対向電極7k
₃ （8k₃ ，9k₃ ）が電荷付与手段として別設される。

【００２７】ここで、負帯電性トナーが用いられるクリ
ーナレス画像形成ユニット６，７，８，９が配設されて
成るカラー画像形成装置について例示すると、前記コロ
ナ帯電器7k，8k，9kの帯電ワイヤー7k₂ （8k₂ ，9k₂ ）
に、-4.5kVの電圧が印加されるように制御して、所要の
コロナ放電を行ったところ、転写工程での逆転写は全く
認められず、転写時におけるトナーの飛散を押さえ得る
ことも確認された。さらにこのとき、クリーナレス画像
形成ユニット７，８，９において、それぞれ帯電ワイヤ
ー7k₂ （8k₂ ，9k₂ ）ごとに、異なる電圧を印加してよ
り良好に逆転写現象を防止することができた。

【００２８】また、図５(a) ，(b) は、電荷付与手段と
して、細長い金属製のシールド7m₁（8m₁ ，9m₁ ）、帯
電ワイヤー7m₂ （8m₂ ，9m₂ ）および電位制御グリット
7m₃（8m₃ ，9m₃ ）で形成されたスコロトロン帯電器7
m，8m，9mを付設した構成とし、前段で被記録媒体 A面
に転写されたトナー像 Bが、潜像保持体7a,8a,9a面へ逆
転写するのを防止するため、電位制御グリット7m₃ （8m
₃ ，9m₃ ）の電位を制御し、発生電荷量を制御して被記
録媒体 A面に転写されたトナー像 Bに、所要の静電電荷
を付与するものである。なお、図５ (a)は半導電性の抵
抗体で形成された転写ベルト 10aで被記録媒体 Aを搬送
する構成の場合であり、また図５(b) は誘電体で形成さ
れた転写ベルト 10aで被記録媒体 Aを搬送する構成の場
合であって、いずれの場合も、前記帯電ワイヤー7m
₂ （8m₂ ，9m₂ ）に高電圧を印加すると、空気をイオン
化してコロナ放電を発生して、被記録媒体 A面の転写さ
れたトナー像 Bに所要の静電電荷を付与する。なお、前
記図５(b) 図示のときは、スコロトロン帯電器7m，8m，
9mに対向した位置に対向電極7m₄ （8m₄ ，9m₄ ）が電荷
付与手段として別設される。

【００２９】ここで、負帯電性トナーが用いられるクリ
ーナレス画像形成ユニット６，７，８，９が配設されて
成るカラー画像形成装置について例示すると、前記帯電
ワイヤー7m₂ （8m₂ ，9m₂ ）に-4.5kVの電圧、電位制御
グリット7m₃ （8m₃ ，9m₃ ）に-500V の電圧が印加され
るように制御して、所要のコロナ放電を行ったところ、
転写工程での逆転写は全く認められず、転写時における
トナーの飛散を押さえ得ることも確認された。さらにこ
のとき、クリーナレス画像形成ユニット７，８，９にお
いて、それぞれ帯電ワイヤー7m₂ （8m₂ ，9m₂ ）および
電位制御グリット7m₃ （8m₃ ，9m₃ ）ごとに、異なる電
圧を印加してより良好に逆転写現象を防止することがで
きた。

【００３０】さらに、図６(a) ，(b) は、前記電荷付与
手段として、固体イオン発生装置7n，8n，9nを付設した
構成とし、前段で被記録媒体 A面に転写されたトナー像
Bが、潜像保持体7a,8a,9a面へ逆転写されることを防止
するため、所要のイオンを発生させて、被記録媒体 A面
に既に転写されたトナー像 Bに所要の静電電荷を付与す
るものである。なお、図６ (a)は半導電性の抵抗体で形
成された転写ベルト 10aで被記録媒体 Aを搬送する構成
の場合を、また図６(b) は誘電体で形成された転写ベル
ト 10aで被記録媒体 10aを搬送する構成の場合をそれぞ
れ示したものである。ここで用いた固体イオン発生装置
7n，8n，9nは、たとえば特開昭64-15768号公報，特開昭
64-7071号公報，特開昭 64-2075号公報，特開昭64-157
67号公報などに開示されているように、誘電体層を挟ん
で誘導電極とイオン発生電極を設けた構成を成してい
る。図７はこの固体イオン発生装置7n，8n，9nの構成を
模式的に示したもので、固体イオン発生装置7n，8n，9n
は、ガラス板もしくはセラミック板など基板7n₁ （8
n₁ ，9n₁ ）の一主面に誘導電極7n₂ （8n₂ ，9n₂ ）
が、また他主面に厚さ20μm 程度の厚膜ガラス層7n
₃ （8n₃ ，9n₃ ）を介し、かつ 100μm 程度のスリット
7n₄ （8n₄ ，9n₄ ）を置いてイオン発生電極7n₅ （8
n₅ ，9n₅ ）がそれぞれ設けられた構成を成しており、
両電極間に電界を印加することにより、多量のイオンを
発生して対象物を帯電させる機能を有している。

【００３１】すなわち、このような固体イオン発生装置
7n，8n，9nによれば、各誘導電極7n₂ （8n₂ ，9n₂ ）と
イオン発生電極7n₅ （8n₅ ，9n₅ ）間に印加される交流
電圧により、正負両極性のイオンが発生し、図７の図示
のときは、正極性のイオンがバイアス電圧により対向電
極7n₆ （8n₆ ，9n₆ ）に移動してイオン電流を生じる。
そして、発生したイオン電流中を被記録媒体を通過させ
ることにより、被記録媒体面に既に転写されているトナ
ー像に静電電荷を与え帯電させる。なお、このとき、前
記図６(a) に図示したように、転写ベルト 10aを半導電
性の抵抗体で形成すれば、電荷付与手段として対向電極
7n₆ （8n₆ ，9n₆ ）を別設することなく、前記バイアス
電圧を転写ベルト 10aに直接印加することが可能とな
る。

【００３２】この方式の場合、正帯電性トナーを用いる
クリーナレス画像形成ユニット６，７，８，９を配設し
たときは、正極性の静電電荷を被記録媒体面に既に転写
されているトナー像に与えることによって、逆に負帯電
性トナーを用いるクリーナレス画像形成ユニット６，
７，８，９を配設したときは、負極性の静電電荷を被記
録媒体面に既に転写されているトナー像に与えることに
より、被記録媒体面に対するトナー像の密着性を上げる
ことが可能となる。つまり、転写されたトナー像は被記
録媒体面にさらに強く吸着されるので、潜像保持体7a,8
a,9a面への逆転写現象が効果的に防止・解消される。

【００３３】ここで、負帯電性トナーが用いられるクリ
ーナレス画像形成ユニット６，７，８，９が配設されて
成るカラー画像形成装置について例示すると、前記誘導
電極7n₂ （8n₂ ，9n₂ ）とイオン発生電極7n₅ （8n₅ ，
9n₅ ）間に印加される交流電圧 2.5 kV_p-p 、周波数 1
50 kHz、対向電極7n₆ （8n₆ ，9n₆ ）に印加されるバイ
アス電圧 280V に制御して、被記録媒体面に転写される
トナー像に負極性の静電電荷を付与した。この結果、転
写工程での逆転写は全く認められず、転写時におけるト
ナーの飛散を押さえ得ることも確認された。

【００３４】なお、前記ではコロナ帯電器、スコロトロ
ン帯電器、固体イオン発生装置などを電荷付与手段とし
て付設して、既に転写されたトナー像の逆転写を防止す
る構成を例示したが、電荷付与手段としては、非接触で
対象物に所要の静電電荷を与える機能を有すれば他のも
のでもよい。

【００３５】さらに図８ (a)， (b)は、たとえば回転可
能な一対のローラ7l₁ ，7l₂ 間に圧力が働く加圧手段7l
（8l，9l）が転写ベルト 10aを挟み、かつ前記転写用帯
電ローラ6e，7e，8eの後段側近傍に配置され、転写ベル
ト 10aによって搬送されて来る被記録媒体 Aに転写され
ているトナー像 Bを、所要の圧力で被記録媒体 A面に、
仮定着する構成と成っている。ここで、図８(a) におい
ては、前記トナー像 Bに圧力を与える加圧手段7l（8l，
9l）を成す上記一対のローラ7l₁ （8l₁ ，9l₁），7l₂
（8l₂ ，9l₂ ）は、たとえば金属の芯材周面に弾性ゴム
層を設けた２層構造ローラであり、転写ベルト 10aによ
って搬送されて来る被記録媒体 Aを、たとえば15kg／cm
² 程度の圧力で挟圧したところ、転写工程での逆転写は
全く認められず、また最終定着後のカラー画像も光沢度
が大幅に向上することが確認された。 一方、図８ (b)
においては、前記トナー像 Bに圧力を与える加圧手段7l
（8l，9l）を成す上記一対のローラ7l₁ （8l₁ ，9
l₁ ），7l₂ （8l₂ ，9l₂ ）が、たとえばステンレスや
真鍮などの金属製ローラであり、転写ベルト 10aによっ
て搬送されて来る被記録媒体 Aを、たとえば10kg／cm²
程度の圧力で挟圧したところ、転写工程での逆転写はや
はり全く認められず、良好に逆転写現象を防止し得た。
ここで、前記ローラ7l₁ （8l₁ ，9l₁ ），7l₂ （8l₂ ，
9l₂ ）を、金属製ローラと表面に弾性のゴム層を設けた
の２層構造ローラとの組み合わせとしても、同様な作用
効果が認められた。さらに付言すると、この加圧手段7l
（8l，9l）によって、被記録媒体 A面上のトナー像を圧
力的に仮定着する場合、現像器内でのトナーのブロッキ
ングやオゾン生成などの問題を招来することなく、簡単
な装置構成で、前記プレヒート手段や電荷付与手段など
によるときと同様、転写工程での逆転写を確実に防止し
得た。

【００３６】なお、前記カラー画像形成装置では、紙な
どの記録体を被記録媒体として、各クリーナレス画像形
成ユニット６，７，８，９の転写手段6f，7f，8f，9fで
それぞれ各色のトナー像が直接前記記録体に転写されて
いるが、前記記録体の代わりに、仮もしくは一時的な中
間媒体を被記録媒体として用い、各トナー像をこの中間
媒体に積層・転写した後、保存用の記録体に再度転写し
て定着する構成としてもよいし、あるいは前記転写ベル
ト 10aを中間媒体となる被記録媒体として、各クリーナ
レス画像形成ユニット６，７，８，９の転写手段6f，7
f，8f，9fでそれぞれ各色のトナー像を転写ベルト 10a
面に積層・転写した後、保存用の記録体に再度転写して
定着する構成としてもよい。つまり、本発明では各トナ
ー像を直接一般的ないわゆる記録体に積層・転写する方
式以外に、一時的な記録媒体（中間体）や転写ベルトを
中間媒体として利用する再転写方式の場合にも、本発明
を同様に適用することにより、同様な作用・効果を得る
ことが可能である。また、いずれの場合も、クリーナレ
ス画像形成ユニット６の転写手段6fによるトナー像の転
写に先立って，前処理として被記録媒体面にトナー帯電
量とは逆極性の電位、すなわち、逆転写防止手段とし
て、前記プレヒート手段を用いた場合、転写されたトナ
ー像を被記録媒体面に熱的に仮定着する際、熱可塑性を
有するトナーのブロッキングが現像器内で生じたり、潜
像保持体やトナー担持体にトナーが固着するなどの恐れ
があり、しかも、電源を動作させるための新たな電力が
必要なことから、装置全体の消費電力が増える傾向にあ
る。また、逆転写防止手段として、前記電荷付与手段を
用いた場合は、イオン発生に伴うオゾン生成の問題があ
り、かつ電界印加のための新たな装置の別設も必要とな
ることから、カラー画像形成装置のコンパクト化が困難
である。しかるに上述したような加圧手段を逆転写防止
手段として採用したカラー画像形成装置においては、一
対のローラを転写ベルトに沿わせて配置しただけの簡単
な装置構成で、良好に逆転写現象を防止することが可能
となる。しかもこのとき、トナー像の被記録媒体面上へ
の安定な固定は、定着ユニットによる最終定着時に行わ
れればよく、逆転写防止手段による仮定着時には、転写
工程での逆転写を防止し得る程度にトナー像を被記録媒
体面に仮固定できれば十分であるので、本発明では圧力
定着用トナー、熱定着用トナーのいずれが用いられた場
合も、前記加圧手段を適用することができる。

【００３７】本実施例において、前記各クリーナレス画
像形成ユニット６，７，８，９での画像形成工程では、
いわゆるクリーニング手段を別設していないが、前記現
像器6d,7d,8d,9d による現像・同時クリーニングによっ
て、潜像保持体6a,7a,8a,9a面の転写残りトナーが容易
に、かつ確実に排除されるため、各色のトナー像の混色
化や画像ズレなども解消して、鮮明（鮮鋭）で高品質な
カラー画像が常に形成される。

【００３８】なお、上記構成のカラー画像形成装置にお
いては、各画像形成ユニットの全てをクリーナレス画像
形成ユニット６，７，８，９としたが、本発明ではこれ
らを専用のクリーニング手段付きの画像形成ユニットと
してもよい。たとえば被記録媒体の搬送方向に沿って最
も上流側に位置する画像形成ユニットを、イエロー用の
クリーナレス画像形成ユニット６とし、他は専用のクリ
ーニング手段付きの画像形成ユニットとしてもよく、こ
の場合は混色化の影響をより効果的に回避し得る。ある
いは、被記録媒体の搬送方向に沿って最も下流側に位置
する画像形成ユニットを、ブラック用のクリーナレス画
像形成ユニット９とし、他は専用のクリーニング手段付
きの画像形成ユニット（もしくは専用のクリーニング手
段付きの画像形成ユニットとクリーナレス画像形成ユニ
ット）としてもよく、この構成でブラック用のクリーナ
レス画像形成ユニット９のトナー貯槽9d₅ の容量を比較
的大きくしておくことによって、単色画像の形成に使用
し得る。また、被記録媒体の搬送方向に沿って最も下流
側に位置する画像形成ユニットを、イエロー用のクリー
ニング手段付き画像形成ユニットもしくはシアン用のク
リーニング手段付き画像形成ユニットとし、他はクリー
ナレス画像形成ユニットとしてもよく、この構成の場合
も混色化の影響をより効果的に回避し得る。

【００３９】いずれにせよ、本発明に係るカラー画像形
成装置においては、使い分け（単色かカラーかなど）あ
るいは使用するトナーの特性など考慮して各画像形成ユ
ニットの配置・位置が適宜選択・設定されるが、上述し
たようなカラー画像形成装置のコンパクト化の観点か
ら、少なくとも１個のクリーナレス画像形成ユニットを
配設すること、あるいは搬送手段領域部の空間を利用し
て除電ランプを配置することが好ましい。

【００４０】さらに、上記構成例では、転写電界を形成
する電界手段として転写用帯電ローラを用いたが、本発
明はこれに限定されるものでなく、また潜像保持体面の
残留電荷を消去する除電ランプの配置位置も転写ベルト
の内側に限定されるものではない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るカラー
画像形成装置によれば、次段の画像形成ユニットにおい
て、既に転写されているトナー像上に潜像保持体面に形
成されているトナー像を転写積層するとき、このトナー
像の転写に先立って、既に転写されているトナー像が熱
的ある意は圧力的な仮定着、もしくは静電的な吸着によ
って被記録媒体面に保持されている。つまり、潜像保持
体面から被記録媒体面に積層的に転写されるトナー像
は、次段の画像形成ユニットでの転写工程の前に、被記
録媒体面に容易かつ確実に仮固定（仮定着）されるた
め、潜像保持体面側への逆転写現象が防止ないし解消さ
れる。したがって、トナーの混色も全面的に防止・回避
され、正確な色再現も可能となり、常に、再現性良好に
高画質のカラー画像の得られるカラー画像形成装置とい
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るカラー画像形成装置の画像形成部
を示す断面図。

【図２】実施例に係るカラー画像形成装置の画像形成部
におけるクリーナレス画像形成ユニットを拡大して示す
断面図。

【図３】(a) および(b) は本発明に係るカラー画像形成
装置が具備する逆転写防止手段の付設態様例を拡大して
示す模式図。

【図４】(a) および(b) は本発明に係るカラー画像形成
装置が具備する逆転写防止手段の他の付設態様例を拡大
して示す模式図。

【図５】(a) および(b) は本発明に係るカラー画像形成
装置が具備する逆転写防止手段の別の付設態様例を拡大
して示す模式図。

【図６】(a) および(b) は本発明に係るカラー画像形成
装置が具備する逆転写防止手段のさらに別の付設態様例
を拡大して示す模式図。

【図７】本発明に係るカラー画像形成装置が具備する逆
転写防止手段として用いられる固体イオン発生装置を示
す模式図。

【図８】(a) および(b) は本発明に係るカラー画像形成
装置が具備する逆転写防止手段のさらに他の付設態様例
を拡大して示す模式図。

【図９】従来のカラー画像形成装置の要部構成を示す断
面図。

【図１０】(a) および(b) はカラー画像形成装置におけ
る逆転写現象を模式的に示す説明図。

【符号の説明】

１，２，３，４…画像形成ユニット ５…転写ベルト
1a,2a,3a,4a,6a,7a,8a,9a …潜像保持体 1b,2b,
3b,4b,6b,7b,8b,9b …帯電手段 1c,2c,3c,4c,6c,7c,
8c,9c …静電潜像形成手段 1d,2d,3d,4d,6d,7d,8d,9
d …現像器（現像手段） 1e,2e,3e,4e …転写用帯電
器 1f,2f,3f,4f …クリーニング手段 6e,7e,8e,9e …転写用帯電ローラ 6f,7f,8f,9f …転
写手段 6g,7g,8g,9g …除電ランプ 6h,7h,8h,9h
…転写残りトナーの分散化手段 7i，8i，9i…逆転写
防止手段 7j，8j，9j…プレヒート手段 7k，8k，
9k…コロナ帯電器 7m，8m，9m…スコロトロン帯電器
7n，8n，9n…固体イオン発生装置 7l₁ ，7l₂ …加圧ローラ ６，７，８，９…クリーナ
レス画像形成ユニット 6d₁ , 7d₁ , 8d₁ ，9d₁ …ト
ナー担持体 6d₂ , 7d₂ , 8d₂ ，9d₂ …トナー供給体
6d₃ , 7d₃ , 8d₃ ，9d₃ …トナー層規制ブレード
6d₄ . 7d₄, 8d₄ ，9d₄ …トナー回収ブレード 6d
₅ , 7d₅ , 8d₅ ，9d₅ …トナー貯槽 7j₁ ，8j₁ ，9j₁ …熱源 7j₂ , 8j₂ ，9j₂ …反射板
7j₃ , 8j₃ ，9j₃…筐体 10…搬送手段 10a
…転写ベルト 10b…駆動ローラ 10c…従動ロー
ラ 10d…ベルトクリーナ 10e…ベルト帯電器
11…給紙ローラ 12…定着ユニット 13…クリー
ナレス画像形成ユニット間の仕切体 A…被記録媒体 B…トナー像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 健一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 斉藤 三長 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 大杉 之弘 静岡県三島市南町６−78 東京電気株式会 社技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像保持体と、前記潜像保持体表面に静
   電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像面
   にトナーを付着させトナー像を形成する現像手段と、前
   記トナー像を被記録媒体に転写する転写手段とを有する
   画像形成ユニット複数個を連続的に配置し、前記画像形
   成ユニットごとに形成されたトナー像を搬送されて来る
   被記録媒体面に転写手段によって順次転写してカラー画
   像を形成するカラー画像形成装置であって、 前記転写手段によって潜像保持体面から被記録媒体面に
   トナー像を転写するときに、被記録媒体面に既に転写さ
   れているトナー像が前記潜像保持体面側へ逆転写される
   ことを防止する逆転写防止手段を付設したことを特徴と
   するカラー画像形成装置。