JP2002341617A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録材上のブラック部とカラー部とのグロス
差を生じることのない良好な画像を形成することができ
るとともに、フルカラー画像形成時において良好な転写
性を確保することができる画像形成装置を提供するこ
と。 【構成】 感光ドラム（像担持体）１と、帯電ローラ
（帯電手段）２と、露光手段（画像情報書き込み手段）
３と、複数の現像器と、転写ローラ（転写帯電手段）１
３と、定着手段１４を備える画像形成装置において、前
記複数の現像器の１つを磁性ブラックトナーを収納する
ブラックトナー現像器６Ｂで構成し、それ以外はブラッ
ク以外の非磁性カラートナーを収納するカラートナー現
像器（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）で構成するととも
に、ブラックトナー以外の少なくとも２色以上のカラー
トナーを用いてフルカラー画像形成を行うモードを設け
る。

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
を採用する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
レの無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５４を用いたものが提案され
ている。

【０００３】この種の画像形成装置は、電子写真感光体
５０の周囲に帯電手段５１、露光手段５２及び現像手段
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、各トナー像を中間転写体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】ところで、前記現像手段５３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５３
ｍ、シアン現像器５３ｃの３色トナーを含む回転現像手
段５３ａと、固定式のブラック現像器を有する固定現像
手段５３ｂとによって構成されている。

【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、又、色
トナー現像器５３ｙ，５３ｍ，５３ｃを回転切り替え可
能とすることによって装置の小型化が可能となる利点を
有している。

【０００６】又、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することができ
るという利点を有している。

【０００７】又、現像方式の最も優れたものの１つとし
て、１成分磁性トナーを用いて非接触で交番電界を印加
して現像する１成分ジャンピング現像法が既に提案され
ている。この１成分ジャンピング現像法は、２成分現像
法のように現像剤のトナーとキャリアの混合比を制御す
る煩わしさがなく、キャリアの劣化という問題もなく、
長期に亘って安定して画像が得られる等の大きな利点を
有している。更に、その１成分磁性トナー中に配合する
磁性体の色が一般的に黒色のため、１成分ジャンピング
現像法は、１成分磁性トナーとしてブラックトナーを使
用する場合には非常に好適に適用できる。

【０００８】しかし、マゼンタトナー、シアントナー、
イエロートナーのような着色トナーを使用する場合に
は、１成分ジャンピング現像法は現在のところ適用が難
しい。従って、マゼンタ、シアン、イエロー等の現像に
は、非磁性トナーとキャリアを混合した２成分現像剤を
用い、現像スリーブ上にその現像剤薄層の磁気ブラシを
形成して感光ドラムに接触させ、交番電界を印加して現
像する現像法（ジャンピング＆ブラシ現像法）の方が適
している。

【０００９】又、フルカラー複写機であっても、白黒複
写機を兼用して使用する場合は、ブラック現像器の使用
頻度が非常に高くなることから、ブラックのステーショ
ンに１成分ジャンピング現像法を用いることが特に有効
になるため、従来からマゼンタ、シアン、イエロー等の
現像には非磁性２成分現像、ブラックには磁性１成分ジ
ャンピング現像を用いる画像形成装置が提案されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブラッ
クの画像形成ステーションに１成分磁性トナーを用いた
場合には以下のような問題が生じる。 （１）磁性トナー（ブラック）は、非磁性トナー（マゼ
ンタ、シアン、イエロートナー）と比較して磁性粉が入
っているために融点が高くなるため、同一条件で定着工
程を行った場合、磁性トナーのブラックトナーだけ画像
の光沢度（グロス）が劣ってしまう。 （２）磁性トナーは一般的にトリボが非磁性トナーに比
べて低いため、特に中間体から記録材に２次転写する際
にブラックトナーと他のトナーとの転写性の違いから２
次転写効率が著しく低下してしまう。

【００１１】上記（１），（２）の問題は、画像形成中
の非磁性トナーの画像比率が少ない場合や、単色文字、
グラフ等の所謂ビジネスカラー文書を作成する場合には
大きな問題とはならないが、写真画像のように中間調濃
度を多用し、色合い等を重要視する画像を形成する場合
にブラック部とその他の部分とのグロス差が生じること
により不自然な画像となってしまい、問題となる場合が
ある。

【００１２】（１）に示す問題に対し、フルカラープリ
ント時の色順を考慮し、記録材上でブラックトナーが最
下層となるようにしても、ブラック単色で画像形成され
る部分はやはり他の画像に対して光沢を失って不自然な
画像となる。

【００１３】更に、特開平９−０１５９２５号公報に
は、モノクロ画像用とフルカラー画像用とに２種類のブ
ラックトナーを使用するため、ブラック現像器も２種類
用意するという提案がなされている。

【００１４】しかし、この場合においても現像器を１つ
多く装置本体に組み込む必要があるため、装置の大型化
やコストアップ等を招いてしまう。

【００１５】又、（２）に示す問題に対し、コロナ帯電
器等を用いて感光ドラム上に現像されたブラックトナー
像を再帯電する手法も考えられるが、コロナ帯電の場
合、トナー層上層を集中的に帯電してしまい、トナー層
全体のトナートリボを均一に上昇させ或は下降させるこ
とが困難であるため、根本的な解決とはならない。

【００１６】更に、現像器内で磁性トナーの帯電電荷量
を大きくしようとすると、トナー劣化が激しくなり、濃
度低下等の問題が発生する。

【００１７】又、ブラック以外のトナーのトリボを下げ
る手法も考えられるが、非磁性トナーの場合、トナート
リボが下がるとトナー飛散が生じ易くなるという弊害が
生じてしまう。

【００１８】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、記録材上のブラック部とカラ
ー部とのグロス差を生じることのない良好な画像を形成
することができるとともに、フルカラー画像形成時にお
いて良好な転写性を確保することができる画像形成装置
を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、像担持体と、帯電バイアス
を印加することによって前記像担持体の帯電を行う帯電
手段と、前記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手段と、前記静電潜像を現像剤によ
り顕像化する複数の現像器と、前記像担持体表面の現像
剤像を記録材又は中間転写体に転写させる転写帯電手段
と、記録材上に転写された該現像剤像を加熱することに
よってこれを記録材上に定着するための定着手段を備え
る画像形成装置において、前記複数の現像器の１つを磁
性ブラックトナーを収納するブラックトナー現像器で構
成し、それ以外はブラック以外の非磁性カラートナーを
収納するカラートナー現像器で構成するとともに、ブラ
ックトナー以外の少なくとも２色以上のカラートナーを
用いてフルカラー画像形成を行うモードを設けたことを
特徴とする。

【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明は、前記非磁性カラートナーを非磁性トナーとキャリ
アから成る２成分現像剤で構成したことを特徴とする。

【００２１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記ブラックトナー現像器を固定現
像手段とし、前記カラートナー現像器を回転現像手段と
して構成したことを特徴とする。

【００２２】従って、本発明によれば、ブラックトナー
として磁性トナーを用い、カラートナーとして非磁性ト
ナーを用いた場合においても、ブラックトナー以外の少
なくとも２色以上のカラートナーを用いてフルカラー画
像形成を行うモードを設けたため、記録材上のブラック
部とカラー部とのグロス差を生じることのない良好な画
像を形成することができる。

【００２３】又、フルカラー画像形成時においてトリボ
の違うトナーが混在する状況が発生しないため、良好な
転写性を確保することができる。を用いることで、磁性
トナーと非磁性トナーとの光沢の違いによる画像の不自
然さが解消される。また、磁性トナーと非磁性トナーと
のトリボの違いによる転写性ダウンも発生せず、良好な
転写性を確保することができた。

【００２４】

【発明の実施の形態】＜実施の形態１＞先ず、本発明の
実施の形態１に係る画像形成装置を図１及び図２に基づ
いて説明する。尚、図１は画像形成装置全体の断面図、
図２は同画像形成装置の現像手段部分の断面図である。

【００２５】本実施の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や
アモルファスシリコン感光体から成る感光層を形成した
電子写真感光体である感光ドラム１が矢印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、
本実施の形態では、外径５０ｍｍのアルミニウム製シリ
ンダー上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、且つ、感光層の削れ防止のた
めの表面保護層を設けて感光ドラム１を構成している。

【００２６】上記感光ドラム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、その帯電面に露光手段３から出力されるレーザ
ー光４による走査露光がなされることによって画像情報
の静電潜像が形成される。尚、レーザー光４は、不図示
の画像読取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（ＯＮ／ＯＦ
Ｆ変換）されて出力される。

【００２７】又、５はレーザー光反射ミラーであり、こ
れは露光手段３からの出力レーザー光４を感光ドラム１
に対して偏向する。

【００２８】６は現像手段であり、これはイエロートナ
ー現像器６Ｙとマゼンタトナー現像器６Ｍ及びシアント
ナー現像器６Ｃの切り替え式の回転現像手段６ａと、ブ
ラック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 、現像器６Ｙ，６
Ｍ，６Ｃにはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアンの非
磁性カラートナーが収納されており、この非磁性カラー
トナーは非磁性トナーとキャリアを混合して成る２成分
現像剤で構成されている。又、ブラックトナー現像器６
Ｂには磁性ブラックトナーが収容されている。

【００２９】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
記カラートナー現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃが順次感光ドラ
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
が無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。

【００３０】一方、固定現像手段６ｂは消費量の多い磁
性ブラックトナーを収納したブラックトナー現像器６Ｂ
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７に対し
て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
光ドラム１と微小間隙（本実施の形態では５０μｍ〜５
００μｍ）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。

【００３１】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へのトナーの安定供給と均一な
トナー塗布を達成するために、ポリウレタン、シリコー
ン等のゴム発泡材料で構成されている。又、前記供給ロ
ーラ６ｂ４を現像スリーブ６ｂ１に当接させるととも
に、周速差をも持たせながら図２の矢印Ｃ方向へ回転さ
せることが好ましい。

【００３２】又、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、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。

【００３３】以上の現像手段６の構成において、感光ド
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
（本実施の形態では約−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（本実施形態では約−１００Ｖ）が感光ド
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によって現像されて第１のトナー像として可視像
化される。そして、この可視像化された第１のトナー像
は、中間転写ドラム８とのニップ部において、該中間転
写ドラム８の表面に転写される。尚、中間転写ドラム８
は、感光ドラム１に所定の押圧力をもって圧接され、感
光ドラム１の周速度と略等速の速度（本実施の形態では
１００ｍｍ／ｓ）をもって矢印Ｄ方向へ回転駆動されて
いる。

【００３４】本実施の形態は、不図示の画像読取手段に
より原稿が読み込まれたフルカラー画像情報をイエロ
ー、マゼンタ、シアンの減法混色の３原色に分解し、ブ
ラックトナーを使うことなく、ブラック以外の３色でフ
ルカラー画像形成を行なうモードを有することを特徴と
する。これにより転写材Ｐ上のブラック部とカラー部と
のグロス差が無くなり、良好な画像形成を行うことがで
きる。又、フルカラー画像形成時に使用するトナーのト
リボが揃うため、各トナーの転写性も一様となり、良好
な２次転写を行うことができる。

【００３５】本実施の形態におけるモードは、色分解さ
れた画像情報から得られるブラックトナーとブラック以
外のトナーの消費量の概算値から本実施の形態のモード
を採用するか否かを画像形成装置本体７が判断しても良
く、ユーザーが本実施の形態のモードを使用するか否か
を判断しても良い。その際は、本実施例のモードを選択
できるスイッチ等を画像形成装置本体７の操作部上に設
けても良い。

【００３６】尚、本実施の形態では、前記中間転写ドラ
ム８として、アルミニウム製シリンダー上にＮＢＲゴム
等から成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成る離型性を有する表層を
形成し、抵抗値を約１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍとし、外径
１５３ｍｍのものを使用している。

【００３７】前記中間転写ドラム８への転写の際、該中
間転写ドラム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（本実施の形態では＋
１００Ｖ）が印加される。この転写の際に中間転写ドラ
ム８に転写されないで感光ドラム１上に残ったトナー
は、感光ドラム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。

【００３８】そして、上記転写工程を他のトナー（マゼ
ンタ、シアン）についても同様に繰り返し、その都度各
々の現像器６Ｍ，６Ｃ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。

【００３９】９は中間転写ドラム８に対するトナー像転
写後の感光ドラム１の面を清掃する前記クリーニング手
段であり、これはクリーニングブレード９ａを感光ドラ
ム１面に当接させ、該感光ドラム１面に残留したトナー
を掻き取るものである。

【００４０】又、図１において、１０は中間転写ドラム
８から転写材Ｐに転写されないで残ったトナーを中間転
写ドラム８から除去するためのクリーナーである。

【００４１】前記中間転写ドラム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１
２ａ及び搬送ローラ１２ｂにより１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（本実施の形態では＋１０００Ｖ）を印加することに
よって転写材Ｐに対して中間転写ドラム８側のフルカラ
ートナー像が転写される。

【００４２】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。

【００４３】而して、本実施の形態では、ブラックトナ
ーとして磁性トナーを用い、更にイエロー、マゼンタ、
シアントナーに非磁性トナーを用いた場合においても、
ブラック以外のトナーでフルカラー画像を形成するモー
ドを設けることにより、転写材Ｐ上のブラックとカラー
部とのグロス差を生じることのない良好な画像を形成す
ることができた。更に、その場合にはフルカラー画像形
成時においてトリボの違うトナーが混在する状況が発生
しないため、良好な転写性を確保することができた。

【００４４】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２について説明する。

【００４５】本実施の形態に係る画像形成装置は、感光
ドラム１から直接転写材Ｐに多重転写するものであっ
て、その構成は図３に示される。尚、図３は本実施の形
態に係る画像形成装置の断面図であり、本図において
は、図１に示したと同一要素には同一符号を付してお
り、以下、それらについての説明は省略する。

【００４６】本実施の形態に係る画像形成装置は、転写
材Ｐ上に直接トナー像を順次転写してトナー飛び散りの
少ないカラー画像を形成するものである。そのための転
写部分の構成について説明すると、転写ドラム１７は、
金属シリンダーに数ｍｍの発泡ウレタンから成る弾性層
を巻き付け、更に上層には厚さ１００μｍのＰＶｄＦ
（ポリフッ化ビニリデン）を巻き付けて構成され、その
外径は１５３ｍｍに設定されている。そして、転写材Ｐ
はグリッパー１８により先端が保持され、次いで電圧印
加した吸着ローラ１９によって転写ドラム１７に静電吸
着される。

【００４７】感光ドラム１上のトナー像は、不図示の電
源から転写ドラム１７に印加された電圧によって転写ド
ラム１７に吸着された転写材Ｐ上に転写される。

【００４８】上記行程をイエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックのトナー像についてそれぞれ行うことによっ
て、転写材Ｐ上に複数色のトナー像が形成される。そし
て、最終色の転写工程終了後、転写材Ｐは分離爪２０に
よって転写ドラム１７から剥がされ、定着手段１４によ
ってトナー像が溶融固着されて永久像が得られ、転写材
Ｐは排出トレー１５上に排出される。尚、転写ドラム１
７上に付着してしまったトナーは、ファーブラシ、ウェ
ブ等の転写ドラムクリーニング手段２１によって除去さ
れ、更に転写ドラム１７は不図示の電源から除電ローラ
２２に印加された電圧によって除電されて初期化され
る。

【００４９】以上のような構成においても、不図示の画
像読取手段により原稿が読み込まれたフルカラー画像情
報をイエロー、マゼンタ、シアンの減法混色の３原色に
分解し、ブラックトナーを使うことなく、ブラック以外
の３色でフルカラー画像形成を行うモードを設けること
により、転写材Ｐ上のブラック部とカラー部とのグロス
差がなくなり、良好な画像形成を行うことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、像担持体と、帯電バイアスを印加することによ
って前記像担持体の帯電を行う帯電手段と、前記像担持
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
手段と、前記静電潜像を現像剤により顕像化する複数の
現像器と、前記像担持体表面の現像剤像を記録材又は中
間転写体に転写させる転写帯電手段と、記録材上に転写
された該現像剤像を加熱することによってこれを記録材
上に定着するための定着手段を備える画像形成装置にお
いて、前記複数の現像器の１つを磁性ブラックトナーを
収納するブラックトナー現像器で構成し、それ以外はブ
ラック以外の非磁性カラートナーを収納するカラートナ
ー現像器で構成するとともに、ブラックトナー以外の少
なくとも２色以上のカラートナーを用いてフルカラー画
像形成を行うモードを設けたため、記録材上のブラック
部とカラー部とのグロス差を生じることのない良好な画
像を形成することができるとともに、フルカラー画像形
成時において良好な転写性を確保することができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断
面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の現
像手段部分の断面図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の断
面図である。

【図４】従来の画像形成装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ２ 帯電ローラ（帯電手段） ３ 露光手段（画像情報書き込み手段） ６ 現像手段 ６Ｂ ブラックトナー現像器 ６Ｃ シアントナー現像器 ６Ｍ マゼンタトナー現像器 ６Ｙ イエロートナー現像器 ６ａ 回転現像手段 ６ｂ 固定現像手段 ８ 中間転写ドラム（中間転写体） １３ 転写ローラ（転写帯電手段） Ｐ 転写材（記録材）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、帯電バイアスを印加するこ
   とによって前記像担持体の帯電を行う帯電手段と、前記
   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
   き込み手段と、前記静電潜像を現像剤により顕像化する
   複数の現像器と、前記像担持体表面の現像剤像を記録材
   又は中間転写体に転写させる転写帯電手段と、記録材上
   に転写された該現像剤像を加熱することによってこれを
   記録材上に定着するための定着手段を備える画像形成装
   置において、 前記複数の現像器の１つを磁性ブラックトナーを収納す
   るブラックトナー現像器で構成し、それ以外はブラック
   以外の非磁性カラートナーを収納するカラートナー現像
   器で構成するとともに、ブラックトナー以外の少なくと
   も２色以上のカラートナーを用いてフルカラー画像形成
   を行うモードを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記非磁性カラートナーを非磁性トナー
   とキャリアから成る２成分現像剤で構成したことを特徴
   とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記ブラックトナー現像器を固定現像手
   段とし、前記カラートナー現像器を回転現像手段として
   構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形
   成装置。