JP3306667B2

JP3306667B2 - カラー記録装置

Info

Publication number: JP3306667B2
Application number: JP33327391A
Authority: JP
Inventors: 哲郎中嶋; 晃真壁; 元通芝野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 2002-07-24
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: JPH05165319A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真技術を用い、
カラー、モノクロ記録を可能にしたカラー記録装置に関
するものである。

【０００２】近年、情報産業の急速な発展に伴い、各種
の情報システムが開発されており、それに適した出力機
（プリンタ）の要望が高まって、各種のプリンタの製品
化が行われている。

【０００３】

【従来の技術】一般的に、記録方式は、インパクト方式
とノンインパクト方式に分けられる。インパクト方式
は、小型で、低価格，メンテナンスフリー等の利点があ
る反面、騒音の点で問題がある。一方、ノンインパクト
方式では、シリアル方式とページ方式がある。シリアル
方式には、小型で低価格等の利点があるが、熱転写方式
では記録速度が遅く、インクジェットでは目詰まりが生
じる等の問題を抱えている。

【０００４】また、ページ方式については、電子写真方
式が代表として挙げられ、高速印字，高印字品質等の利
点があるが、プロセスが複雑であるため低価格化，装置
の小型化には問題があると言われていた。しかし、最近
の電子写真式のプリンタについては、小型化，低価格化
が進み、インパクトプリンタの領域にまで入り込んでき
つつあるのが現状である。

【０００５】この電子写真式プリンタのプロセスの概要
を説明すると、まず、放電用のワイヤに高圧を印加し、
感光体表面に均一な電荷層を形成する。次に、該表面
に、露光工程により、画像信号に対応した静電潜像を形
成し、該静電潜像を、トナーと呼ばれる帯電着色粒子よ
り成る現像剤で可視像化する。このトナー像は、通常は
転写材（記録紙）に転写され、熱，圧力により定着され
る。

【０００６】上記静電潜像の現像方式は、大別すると、
一成分現像と二成分現像に分けられる。二成分現像は、
トナーとキャリアから成る現像剤を用い、該現像剤を機
械的に撹拌することによりトナーとキャリアに摩擦帯電
を生じさせてトナーに電荷を付与する。しかし、二成分
現像方式では、トナー濃度を常に一定に保つ必要があ
り、その安定した制御が難しいという問題点もある。

【０００７】これに対し、一成分現像方式は、キャリア
と混合することなくトナー単体で現像する方式で、現像
ローラ上の搬送，現像部へのトナー補給のためにトナー
の中に磁性粉を含有するものと、非磁性のトナーとが用
いられるが、最近は、カラー化を考えて、非磁性トナー
を用いたカラープリンタの開発が注目されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】粉体を用いた電子写真
カラー記録プロセスにおいては、色再現性が難しい。こ
れは、フルカラープリンタでは、各色トナー層の重ね合
わせにより色調を表現しているため、各色トナー層を均
一なものとして重ね合わせを行う必要があるからであ
る。この理由を図６により説明すると次の通りである。
図中、○の中にＣを記入したものはシアントナーを示
し、○の中にＹを記入したものはイエロートナーを示
す。

【０００９】図６（Ａ）は理想形である。これに対し、
図６（Ｂ），（Ｃ）に示すようにイエローとシアンを不
均一に重ねた場合、場所によって、例えば図６（Ｂ）の
ａ部とｂ部で色相が異なる。また、同じ層厚でも、重ね
合わせの界面が均一でないと、界面部分で入射光の散乱
が生じ、明度，彩度が低下し、色再現性が低下する。こ
のため、各色トナーで均一なトナー層を形成することが
重要である。さらに、一成分現像では、現像ローラに発
泡性ゴムローラを用いている。このため、現像ローラの
表面には凹凸があり、トナー像を形成したときトナー像
が凹凸になる。従って、上記理由により色再現性が悪く
なる。

【００１０】また、カラー記録装置ではモノクロ印字を
行なう際には高速印字することが望まれている。

【００１１】本発明は、色再現性の良い像を得ることの
できる記録装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明では、移動可能な像担持体上に静電潜像を形
成する潜像形成手段と、前記像担持体の周りに配置され
たイエロー，シアン，マゼンタのフルカラー用各現像器
とブラックのモノクロ用現像器より成り、前記像担持体
上の静電潜像を現像して各色トナー像を形成する現像手
段と、前記像担持体上のトナー像を記録媒体に重ね転写
する転写手段と、前記記録媒体上のトナー像を定着する
定着手段とを少なくとも備え、イエロー，シアン，マゼ
ンタを重ね合わせてフルカラー記録を行い、ブラックで
潜像形成手段により形成された静電潜像を現像して行う
モノクロ記録を、フルカラー記録より高速で行うカラー
記録装置において、前記各現像器の現像ローラを前記像
担持体と非接触にし、かつ、イエロー，シアン，マゼン
タの各現像器の現像ローラの表面粗さは同じにし、さら
に、モノクロ用現像器の現像ローラの表面粗さは、イエ
ロー，シアン，マゼンタの各現像器の現像ローラの表面
粗さより粗くするとともに、前記像担持体と前記各現像
器の間に電圧を印加する電圧印加手段を設けたことを特
徴とする構成とする。

【００１３】

【００１４】

【作用】フルカラープリンタでは、モノクロ印字は高速
で出力し、フルカラー印字では低速で印字を行なうのが
一般的である。また、現像ローラのトナー搬送性につい
ては、表面が凹凸している方が搬送性が良く、一方、画
質すなわちトナー層の均一性については、現像ローラの
表面が均一な方が良い。フルカラー印字の際に利用され
るイエロー，シアン，マゼンタの各現像器の現像ローラ
の表面粗さは同じにし、さらに、モノクロ用現像器の現
像ローラの表面粗さは、イエロー，シアン，マゼンタの
各現像器の現像ローラの表面粗さより粗くするととも
に、前記像担持体と前記各色現像器との間に電圧を印加
する電圧印加手段を設け、各色現像器の現像ローラを像
担持体と非接触としたものである。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【実施例】以下、図１乃至図５に関連して本発明の実施
例を説明する。

【００１８】図１は記録装置の構造概要を示す側面図
で、図中、１は感光ドラム（像担持体）、２はブラシ帯
電器、３は露光器、４Ａ，４Ｂ，４Ｃはフルカラー用の
イエロー，シアン，マゼンタの各現像器、４Ｄはモノク
ロ用のブラックの現像器、５は転写器（転写手段）、６
は定着器（定着手段）、７はクリーナ、８はブラシ帯電
器２に電圧を印加する電源、１００は記録紙である。ブ
ラシ帯電器２は、露光器３とともに潜像形成手段を構成
する。

【００１９】記録紙１００に記録を行う際には、まず感
光ドラム１を矢印で示す時計方向に回転し、該ドラム表
面を、ブラシ帯電器１の回転により均一に帯電させる。
なお、この帯電には、周知の放電を用いたコロトロン等
を用いても良い。次に、ドラム表面に、露光器３によ
り、画像信号に対応した露光を行って静電潜像を形成す
る。

【００２０】次に、この静電潜像は現像されるが、モノ
クロ記録の場合は現像器４Ｄにより印字（現像）を行
う。また、フルカラー記録の場合には、イエロー，シア
ン，マゼンタのカラートナーがそれぞれ収容された現像
器４Ａ，４Ｂ，４Ｃにより現像を行うが、この場合帯
電，露光のプロセスを各色毎に行う。このフルカラー記
録用現像器の構造を、現像器４Ａを例にとり図２により
説明する。なお、モノクロ用現像器４Ｄも同様の構造で
ある。

【００２１】現像器４Ａは、ブレード１０と、現像ロー
ラ１１と、回収ローラ１２とを備え、イエローのトナー
９を収納している。現像ローラ１１は感光ドラム１と非
接触（所定の間隙を介し対向）で、該現像ローラ１１と
感光ドラム１の間には、電圧印加手段１３により電圧が
印加されている。ブレード１０は、現像ローラ１１上
に薄く均一なトナー層を形成する機能と、現像ローラ
１１上のトナーを帯電する機能とを持っている。

【００２２】ところで、従来のモノクロ記録の場合は、
現像ローラに発泡性の弾性ゴムローラを用いていた。こ
の現像ローラは、ポリウレタンゴム，シリコンゴム，エ
チレンプロピレンゴムにカーボンブラック等の導電性付
与剤を添加し、導電性を持たせ発泡させたものである。
そして、かぶりを考慮して、現像ローラの表面粗さを約
５〜１５μｍに設定している。これは、粗さが大き過ぎ
るとトナーがブレードからすり抜け、トナーの均一な帯
電が行われなくなってかぶりが生じ、一方表面粗さを５
μｍ以下に設定しようとすると製造性の面でローラのコ
ストが高くなるためである。

【００２３】さらに、現像ローラの表面粗さが５〜１５
μｍでは、トナーの帯電分布が広くなり、その結果、感
光ドラムに現像されたトナー層の表面は凸凹している。
しかし、モノクロ画像の場合は、画像濃度がある一定以
上であれば問題とならず、多少トナー層の表面が凸凹し
ていても画像濃度は変わらない。ところが、カラーの場
合は、前述のように、ドラム表面に凸凹があると感光ド
ラム上に現像されているトナーの付着量が変わって光の
吸収度合が変わり、色自体も変わってしまう。

【００２４】また、現像ローラが発泡性の弾性体ゴムロ
ーラでは、環境が変わるとゴム硬度自体も変化するた
め、ブレードで規制している現像ローラ上のトナーの量
自体も変ってくる。その実験結果は図３に示す通りで、
その詳細は次の通りである。

【００２５】図３において、現像ローラ表面粗さが３μ
ｍの例は、ソリッドゴムローラによるものである。この
ソリッドゴムローラは、ウレタンゴム，シリコンゴムを
成型し、その後研磨したものである。また、現像ローラ
表面粗さが６μｍ，１０μｍの例は、発泡性ゴムローラ
によるものである。トナー付着量は、現像条件として、
感光ドラム上の表面電位６００Ｖ，潜像部の明部電位１
００Ｖ，現像バイアス３００Ｖに設定したときのもので
ある。

【００２６】次に、図４に、トナー付着量と、色の差を
数値で表した色差ΔＥ_abの関係を示す。カラー記録装置
では、安定した色の再現性が重要で、そのため色の差が
あまり目立たない色差１０以下に抑えることが必要であ
る。このため、図４より、トナー付着量の変動量を６ｇ
／ｍ²に抑える必要がある。

【００２７】これらのことを勘案して、現像器４Ａ，４
Ｂ，４Ｃでは、フルカラーの印字を形成するために、凸
凹面のないゴムローラを現像ローラとして用いる。この
ゴムローラの表面粗さは２〜５μｍ（５μｍ以下）が適
当である。

【００２８】一方、モノクロ印字では、高速印字を行う
ため、搬送性の良いローラ表面が凸凹した発泡性の現像
ローラを用いる。具体的には、現像ローラ４Ｄは、気孔
径が５〜１３μｍ（表面粗さが５〜１３μｍ）のものと
する。

【００２９】これらの現像器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄに
より前記のように印字を行う際には、各現像器と感光ド
ラム１の間に直流電圧６００Ｖを印加して、ドラム上に
各色のトナー像を形成する。このトナー像は、転写器５
により記録紙１００に転写されるが、カラー記録の場合
は、感光ドラム１上に重ね合わされた各色トナー像を一
括して転写する。

【００３０】転写されたトナー像は、その後定着器６に
より定着されて記録紙１００上に固着される。一方、転
写を完了した感光ドラム１の表面は、クリーナ７により
清掃されて初期状態に戻る。

【００３１】上述の説明では中間転写体を用いない記録
装置について述べたが、図５に示す中間転写体を用いた
記録装置にも本発明は適用される。図中、２１は中間転
写体で、カラー記録の場合、各色トナー像はこの中間転
写体に一旦重ね転写され、一括して記録紙１００に転写
される。この場合は、中間転写体２１と転写器５が転写
手段を構成する。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、フ
ルカラー印字の際に利用されるイエロー，シアン，マゼ
ンタの各現像器の現像ローラの表面粗さは同じとし、さ
らに、モノクロ用印字に使用される現像ローラの表面粗
さは、フルカラー印字の際に利用されるイエロー，シア
ン，マゼンタの各現像器の現像ローラの表面粗さより粗
くするとともに、前記像担持体と前記各色現像器の間に
電圧を印加する電圧印加手段を設け、各色現像器の現像
ローラを像担持体と非接触としたことにより、均一なト
ナー層が形成される。従って、各色トナー層を重ね合わ
せることによって、色再現性の良い記録が実現される。
また、トナー搬送性を向上させることができるため、モ
ノクロ印字を高速で行なうことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の記録装置の構造概要を示す側
面図である。

【図２】本発明の実施例の現像器の構造詳細説明図であ
る。

【図３】本発明の実施例の現像ローラの表面粗さとトナ
ー付着量の関係説明図である。

【図４】本発明の実施例のトナー付着量と色差の関係説
明図である。

【図５】本発明の実施例の他の記録装置の構造概要を示
す側面図である。

【図６】電子写真カラー記録プロセスにおけるカラート
ナー層重ね合わせ説明図で、図６（Ａ）は理想形を、図
６（Ｂ），（Ｃ）は不均一重ねの場合を示している。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ現像器５転写器（転写手段）６定着器（定着手段）１１現像ローラ１３電圧印加手段

フロントページの続き (72)発明者芝野元通神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (56)参考文献特開昭61−204658（ＪＰ，Ａ) 特開平１−251048（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−53976（ＪＰ，Ａ) 特開平２−264971（ＪＰ，Ａ) 特開平３−189659（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】移動可能な像担持体上に静電潜像を形成
する潜像形成手段と、前記像担持体の周りに配置されたイエロー，シアン，マ
ゼンタのフルカラー用各現像器とブラックのモノクロ用
現像器より成り、前記像担持体上の静電潜像を現像して
各色トナー像を形成する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を記録媒体に重ね転写する転
写手段と、前記記録媒体上のトナー像を定着する定着手段とを少な
くとも備え、イエロー，シアン，マゼンタを重ね合わせてフルカラー
記録を行い、ブラックで潜像形成手段により形成された
静電潜像を現像して行うモノクロ記録を、フルカラー記
録より高速で行うカラー記録装置において、前記各現像器の現像ローラを前記像担持体と非接触に
し、かつ、イエロー，シアン，マゼンタの各現像器の現
像ローラの表面粗さは同じにし、さらに、モノクロ用現
像器の現像ローラの表面粗さは、イエロー，シアン，マ
ゼンタの各現像器の現像ローラの表面粗さより粗くする
とともに、前記像担持体と前記各現像器の間に電圧を印加する電圧
印加手段を設けたことを特徴とするカラー記録装置。