JP2979352B2 - 画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写装置等の
静電記録装置の像形成体上に静電潜像を形成し、形成さ
れた静電潜像を現像して可視像（トナー像）とし、これ
を転写材に転写する画像形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法あるいは静電記録法を用いた
画像形成装置においては、像形成体上に静電潜像を形成
し、それを荷電粒子であるトナーで現像する。カラー画
像や合成画像（複数の原稿や画像情報と原稿の像の重ね
合わせ）を得るため以下のようにして上述の原理が利用
される。すなわち、導電性基板上に光導電層を有する像
形成体上で帯電、像露光、現像を１サイクルとしてこれ
を２回以上繰り返すことにより実現される（例えば特願
昭53-184381号）。

【０００３】この像形成法はいずれも像形成体上でのカ
ラー現像や像の合成を可能とするもので、これらの重ね
合わせたトナー像は１度の転写プロセスで転写材に転写
できるので、単純な構成で、カラー画像や合成像が得ら
れる装置となる。

【０００４】前述の像形成プロセスを実現するための現
像方法としては、例えば非磁性トナーと磁性キャリアと
からなる現像剤を用いて特願昭58-57446号あるいは同60
-192712号に記載された条件下で現像を行うことが必要
である。現像装置内において、現像剤は撹拌されてトナ
ーを例えば負に帯電させ、磁性キャリア表面に静電気力
により前述のように帯電したトナーを付着させ、トナー
をキャリアに静電気的に結合した現像剤は現像スリーブ
表面に磁気的に吸着して担持しながら所定の線速で回転
して現像領域に搬送する。この現像方法は磁気ブラシ現
像法の一種であるが、磁気ブラシを像形成体に接触させ
ず、また直流バイアス又は直流バイアスと交流バイアス
を重畳することによりトナーのみを像形成体の潜像に飛
翔させることを特徴とする。

【０００５】上述のような像形成プロセス及び現像方法
を適用した像形成装置の一例としては潜像形成手段で色
別に潜像を形成し、それぞれの潜像に対応した色のトナ
ーを用いる現像装置で現像するカラー像形成装置があ
る。

【０００６】このような画像形成装置では導電性基板上
に光導電性物質を有する像形成体（以下感光体という）
にレーザなどの光線を照射して静電潜像を形成するもの
が代表的である。また、レーザの代わりにLEDなどの先
を液晶などのシャッターでON／OFFする方法もある。

【０００７】このような像形成装置においては、図３
（ａ）〜図３（ｆ）に示すトナー像形成プロセスでカラ
ートナー像を形成する。

【０００８】図３（ａ）〜図３（ｆ）は感光体上に像露
光及び現像とを繰り返してトナー像を重ね合わせるトナ
ー像形成プロセスを示す説明図である。

【０００９】感光体は図３（ａ）に示すように帯電器で
コロナ放電して一様に帯電されて、その表面電位を一様
な感光体表面電位ＶHにする。

【００１０】レーザ露光装置はレーザ光を照射して感光
体表面に静電潜像を形成する。このとき、静電潜像を形
成した感光体表面は、図３（ｂ）に示すようにその表面
電位ＶHから表面電位ＶL1に低下する。この感光体表面
電位ＶL1は、初回に形成された静電潜像の表面電位であ
り、露光電位ＶL1という。感光体表面に形成される静電
潜像の表面電位はレーザ光量で決まる。これにより、現
像装置の現像バイアス回路から印加されるバイアスの直
流成分による現像スリーブの表面電位ＶDCと露光電位Ｖ
L1との電位差である現像電位ギャップＶG1を生じる。こ
の現像電位ギャップＶG1は次の現像に寄与するものであ
り、この現像電位ギャップＶG1による電界は感光体表面
の潜像表面から現像スリーブ表面に向かうので、負に帯
電した荷電粒子であるトナーは感光体表面の潜像部分に
向かう電気力で引かれることになる。しかし、前述の電
気力は静電的な力で結合する荷電粒子であるトナーを磁
性キャリアから引き離す程の充分な大きな力ではない。
一方、現像スリーブ表面に磁気力で担持された現像剤は
現像バイアス回路より印加されるバイアスの交流成分
が、直流成分と同極性になったときには、現像剤にさら
に大きな力がかかり、現像剤は現像スリーブから感光体
のＶL部分に向って飛翔して静電潜像に静電力で付着す
る。このようにして、感光体表面の潜像は図３（ｃ）に
示すように負に帯電した荷電粒子であるトナーを静電潜
像に静電的に付着して現像することにより、第１のトナ
ー像を得ることになる。このとき、感光体表面の静電潜
像に付着した第１のトナー層の表面電位はトナー層表面
電位ＶT1となる。

【００１１】次に前述の初回の現像でトナー層を形成し
た感光体表面は帯電器でスコロトロン放電することによ
り一様に再帯電して感光体表面電位ＶH にして次回の潜
像形成に備える。このときの、感光体表面の電位分布は
図３（ｄ）に示すようにほぼ一様に帯電されて感光体表
面電位はＶH となっている。

【００１２】レーザ露光装置から２回目の像露光が行わ
れて感光体表面に２回目の潜像を形成する。このときの
感光体表面の電位分布を図３（ｅ）に示しており、初回
の像露光となる感光体表面電位は前述のようにＶH から
露光電位ＶL1に低下しており、２回目の像露光となる感
光体表面電位はＶH から再露光電位ＶL2に低下し、感光
体表面に形成されるトナー層表面電位はＶH 付近からＶ
T2に低下する。ここで、現像スリーブの表面電位ＶDCと
露光電位ＶL1との電位差である現像電位ギャップＶG1を
生じており、また、現像スリーブの表面電位ＶDCと再露
光電位ＶL2との電位差である現像ギャップＶG2を生じて
いる。これら現像電位ギャップＶG1及びＶG2は次の現像
に寄与するものであるが、この現像電位ギャップＶG1及
びＶG2による電界だけでは上述のように電気力は静電的
な力で結合する荷電粒子であるトナーを磁性キャリアか
ら引き離すほど充分な大きさの力ではない。ここでも、
現像バイアス回路から印加されるバイアスの交流成分が
ＶG1及びＶG2による電位ギャップと同極性になったとき
にトナーを感光体へと運ぶ力は十分に大きくなりトナー
は感光体へ飛翔し付着する。これにより、感光体表面の
潜像は図３（ｆ）に示すように負に帯電したトナーを静
電的に付着して現像することにより第２のトナー層が得
られる。

【００１３】以下同様のプロセスを必要回数行って感光
体上にカラートナー像あるいは合成トナー像を得る。こ
れを転写材の背後からトナー帯電とは反対極性の帯電が
転写器によってなされてトナー像は転写材に一括転写
し、さらにこれを加熱又は加圧して定着することにより
合成画像あるいはカラー画像が得られる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記トナー像の転写材
への転写は湿度が高くなると、均一な絶縁性を得ること
が困難な転写材はその絶縁性が部分的に低下して転写材
と感光体との間で、電荷の転移が発生し、転写電荷が失
われる。その結果部分的に転写効率が下がりトナー層を
部分的に剥ぎ取ったような甚だ見苦しい転写ムラが発生
する。この転写ムラを防止するため総ての現像を終了し
たのち転写前に全面を一様に露光する転写前露光法が提
案されているが、この転写前露光を行うと、上記のよう
な転写ムラを防止できることが実験的に確認されている
が図４に示すようにトナー粒子同士が同極性に帯電して
いるため、反発力によってトナー像縁端部のトナーが回
りに飛散して画像が汚れ解像力が低下するという問題が
起こる。これは、現像時には図３（ｃ）や図３（ｆ）に
示すようにポテンシャルの井戸の中にトナー像がつくら
れるため、トナー同志の電荷による反発力を内包したま
まになる。これが囲りの電荷を消されることで逆にトナ
ー像部が突出したポテンシャルとなり、トナーの一部が
トナー像周辺に飛び散ることでトナー同志の反発力を解
放するためである。従って、転写前に全面を一様に露光
する転写前露光法は完全な解決策とはならなかった。

【００１５】このため、高湿時の転写不良を防止するた
め装置内にヒータを設けて転写材や転写ベルトなどの湿
度の上昇を防止する必要があり装置が複雑になるとか、
湿度の影響を受けないよう特別に処理した高価な転写材
を使用しなければならないという問題点があった。

【００１６】本発明の目的は、上記問題点を解決し画像
形成装置において装置を複雑にすることなく高湿時にお
いても転写不良の発生しない画像形成方法を提供するこ
とである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、像形成
体上に帯電、像露光、現像を順次行うサイクルを、２回
以上行ってトナー像を重ねて形成したのち、転写材上に
一括転写を行う画像形成方法において、総ての現像が終
わったのち、前記転写前に前記トナー像部分に対しての
み露光を行うことを特徴とする画像形成方法によって達
成される。また、前記現像は反転現像であることを特徴
とする画像形成方法によって達成される。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の画像形成方法を適用するカ
ラー画像形成装置の１実施例を示す概略構成図である。

【００１９】図１において、１は矢示方向に所定の周速
度で回転するドラム状の導電体からなる基体の周面上に
例えば有機光導電体（ＯＰＣ）からなる感光体層を設け
た像形成体たる感光体ドラム、20は帯電手段たるスコロ
トロン型の帯電極、10は帯電器20と現像器との間の露光
部で露光ビームであるレーザビームＬによって像露光
(書込み）を行うレーザ露光装置、31ないし34はそれぞ
れ異なる色のトナーからなる現像剤を収容した複数の現
像手段たる現像器であって、これ等の画像形成手段は感
光体ドラム１の周縁部に配設される。前記各現像器31,3
2,33,34 は例えばイエロー,マゼンタ,シアン,黒色 の各
現像剤をそれぞれ収容するもので前記感光体ドラム１と
所定の間隙を保つ各現像スリーブ31A,32A,33A,34A を備
え、感光体ドラム１上の潜像を非接触の反転現像法によ
り顕像化する機能を有している。この非接触現像は接触
現像と異なり、感光体上にトナー像があっても、トナー
像を乱すことがない長所を有する。

【００２０】40は給紙カセット、41は転写極、42は転写
ベルト、43は転写ベルトクリーニングブレードであり、
転写ベルト42は通常は感光体ドラム１より離間した状態
で保持され、転写工程にあるときのみ感光体ドラムに当
接される。50は定着装置、60はクリーニング装置で該ク
リーニング装置60のブレード60A は画像形成中には感光
体ドラム１の表面より離れた位置に保持され画像転写後
のクリーニング時のみ図示のように感光体ドラム１の表
面に圧接される。シールドローラ60Bは感光体ドラム１
より離間されて保持される。

【００２１】かかるカラー画像形成装置によるカラー画
像形成のプロセスは次のようにして行われる。

【００２２】即ち、前記カラー画像形成装置とは別体の
画像読取装置画像情報作成装置などから出力される色別
の画像データが前記レーザ露光装置10に入力されると、
レーザ露光装置10においては図示しない書込み光源であ
るレーザダイオードで発生されたレーザビームＬは図示
しないコリメータレンズ等を通過し、回転多面鏡により
回転走査され、ｆθレンズとシリンドリカルレンズ等を
経てその間必要に応じてミラーにより光路を曲げられ
て、予め帯電器20によって一様な電荷を付与された感光
体ドラム１の周面上に投射され主走査がなされて画像情
報に応じた露光を行なう。

【００２３】第１の色の画像データにより変調されたレ
ーザビームＬが前記感光体ドラム１の周面上を走査す
る。従ってレーザビームＬによる主走査と感光体ドラム
１の移動による副走査により感光体ドラム１の周面上に
第１の色に対応する潜像が形成されて行く。この潜像は
現像手段の内イエローのトナー（顕像媒体）の装填され
た現像器31により現像されて、感光体ドラム１周面上に
イエローのトナー像が形成される。得られたトナー像は
ドラム周面に保持されたまま感光体ドラム１の周面より
引き離されている清掃手段たるクリーニング装置60の下
を通過し、次の画像形成サイクルに入る。

【００２４】即ち、前記感光体ドラム１は前記帯電器20
により再び帯電され、次いで画像データ処理部から出力
された第２の色の画像データが前記レーザ露光装置10に
入力され、前述した第１の色の場合と同様にして感光体
ドラム１周面への像露光が行われ潜像が形成される。潜
像は第２の色としてマゼンタのトナーを装填した現像器
32によって現像される。

【００２５】このマゼンタのトナー像はすでに形成され
ている前述のイエローのトナー像の存在下に形成され
る。

【００２６】33はシアンのトナーを有する現像器で、画
像データ処理部で発生される第３の色の画像データが前
記レーザ露光装置10に入力されて像露光を行い潜像を形
成し、前の色と同様に第３の色としてシアンのトナーを
収容した現像器33により現像されてドラム表面にシアン
のトナー像を形成する。

【００２７】さらに34は黒色のトナーを有する現像器で
あって、同様の処理によりドラム表面に黒色のトナー像
を重ね合わせて形成する。これ等各現像器31,32,33及び
34の各スリーブ31A,32A,33A及び34Aには直流あるいはさ
らに交流のバイアスが印加され、顕像手段である２成分
現像剤による非接触現像が行われ、基体が接地された感
光体ドラム１には非接触で現像が行われるようになって
いる。

【００２８】かくして感光体ドラム１の周面上に形成さ
れたカラーのトナー像は、ドラム周面に保持されたまま
感光体ドラム１の周面より引き離されているクリーニン
グ装置60の下を通過したのち、帯電器20によって一様に
再帯電され（図２（ｂ））、レーザ露光装置10によっ
て、今まで潜像を形成してきた総ての画像データに基づ
いて、トナー像の存在する部分のみに転写前露光（これ
をトナー部露光という）を行う（図２（ｃ））。上記プ
ロセスで、総ての現像が終了したのちの再帯電は必ずし
も行う必要はなく、再帯電されていないトナー像に対し
ては、必ずしもトナー部露光を行なう必要はない。この
のち転写部において転写極41によってトナーと反対極性
の高電圧が印加されて、給紙カセット40より給紙ガイド
45を経て送られてきた転写材に転写される。

【００２９】即ち、給紙カセット40に収容された転写材
は，給紙ローラ46の回転によって最上層の一枚が繰り出
されてタイミングローラ47を介し感光体ドラム１上の像
形成部とタイミングを合わせて転写極41へと供給され
る。

【００３０】トナー像の転写を受けた転写材は、定着装
置50に搬送され、定着ローラ50Aによってトナー像を溶
融定着されたのちトレイ70上に排出される。

【００３１】一方、転写材への転写を終えた感光体ドラ
ム１は，さらに移動を続けてブレード60A を圧接状態と
した前記クリーニング装置60において残留したトナーの
除去を行いその終了をまって再び前記ブレード60A を引
き離し、新たな画像形成のプロセスに入る。

【００３２】以上のように本発明においては、転写前に
トナー部露光が行われ、図２（ｃ）に示すようにトナー
周囲の感光体表面電位はＶH に保持されているので、転
写時にトナー飛散が発生しない。しかも転写効率の向上
と転写不良発生率の低下を図ることができ、上記トナー
部露光を行わない場合とトナー部露光を行った場合につ
いて高湿度下で比較実験の結果、トナー部露光を行った
場合は転写不良のない格段に優れた画像を得ることがで
きた。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像形成方
法においては、総ての現像が終了したのちに像形成体上
のトナー像の存在する部分のみに露光を行って転写する
ようにしたので、効率の高い均一な転写が行われトナー
飛散のない優れた画像を得ることができる。従って、装
置内の湿度を下げるための特別な手段を必要とせず装置
が簡単になり、特殊加工を施した転写材を必要としない
などの優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したカラー画像形成装置の一例を
示す概略構成図である。

【図２】本発明の画像形成方法における現像後の再帯電
及びトナー部露光後の感光体表面電位を示す電位分布図
である。

【図３】従来の感光体上に帯電、像露光及び現像を繰り
返してトナー像を重ね合わせるトナー像形成プロセスを
示す電位分布図である。

【図４】従来の転写前に全面露光を行った場合の電位分
布図である

【符号の説明】

１…感光体ドラム 10…レーザ露光装置 20…帯電極 31〜34…現像器 40…給紙カセット 41…転写極 42…転写ベルト 50…定着装置 60…クリーニング装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−56668（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191168（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191169（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191172（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/16 G03G 15/01

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像形成体上に帯電、像露光、現像を順次行
   うサイクルを、２回以上行ってトナー像を重ねて形成し
   たのち、転写材上に一括して転写を行う画像形成方法に
   おいて、総ての現像が終わったのち、前記転写前に前記
   トナー像部分に対してのみ露光を行うことを特徴とする
   画像形成方法。
2. 【請求項２】前記現像は反転現像であることを特徴とす
   る請求項１の画像形成方法。
3. 【請求項３】前記各現像が終わったのち、前記トナー像
   部分に対してのみの露光に先だち全面均一に再帯電を行
   うことを特徴とする請求項１の画像形成方法。
4. 【請求項４】前記現像は反転現像であり、かつ各現像が
   終わったのち、前記トナー像部分に対してのみの露光に
   先だち全面均一に再帯電を行うことを特徴とする請求項
   １の画像形成方法。