JPH04335377A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般には画像形成装置
に関するものであり、特に電子写真方式或いは静電記録
方式等を利用して像担持体上に形成された各色のトナー
像を、転写材担持部材上に担持された転写材上に転写電
界を付与して転写することにより、転写材上に複数色画
像を得る画像形成装置に関するものである。このような
画像形成装置としては、マルチカラー或いはフルカラー
の電子写真複写機、プリンター、その他種々の記録機器
などがある。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば多色（フルカラー）の画像
形成装置は種々提案されている。一例として、所謂回転
式現像装置と称される現像装置を具備した多色電子写真
複写装置における画像形成プロセスを簡単に説明すると
、次のようである。

【０００３】図１に示すように、感光ドラム３に一次帯
電器４により均一な帯電を行ない、露光手段８で画像情
報に応じた光像Ｅを感光ドラム３上に照射し、感光ドラ
ム３上に静電潜像を形成する。

【０００４】回転式現像装置１は、回転自在に軸支され
た略円柱状の筺体１ａと、筺体１ａに保持された、イエ
ロー色現像剤、マゼンタ色現像剤、シアン色現像剤、ブ
ラック色現像剤の４色の現像剤を各別に収納した４個の
現像器１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂとからなっている。回転
式現像装置１は、筺体１ａが回転することにより、感光
ドラム３と対向した位置に所望の現像器を移動して、感
光ドラム３上の潜像を対応する色の現像剤で現像し、潜
像をトナー像として可視化する。

【０００５】感光ドラム３上に形成されたトナー像は、
転写ドラム９表面の誘電体シート９３上に保持された転
写材Ｐ上に、画像転写位置で転写帯電器２１により誘電
体シート９３の背面からトナーと逆極性のコロナ放電を
付与することにより転写される。

【０００６】以上のようにして、潜像の形成、潜像の現
像及びトナー像の転写を複数色分行なって、転写材Ｐ上
に第１色目の例えばイエロートナー像、第２色目のマゼ
ンタトナー像、第３色目のシアントナー像、第４色目の
ブラックトナー像を重ねて転写した多色画像が得られる
と、次いで転写材Ｐは、図示しない複数個の除電帯電器
により除電を受けつつ分離爪１５の作用により転写ドラ
ム９から分離され、搬送ベルト１６により定着器１７に
搬送されて、そこで４色のトナー像の熱による定着及び
混色が行なわれ、画像をフルカラーの永久像とされた後
、複写装置の機外へ排出される。

【０００７】他方、感光ドラム３は、表面の残留トナー
をクリーニング装置１２で清掃された後、再度画像形成
プロセスに供せられる。又転写ドラム９の誘電体シート
９３表面も同様にファーブラシ等からなるクリーニング
装置５及びクリーニング補助手段２８の作用により清掃
された後、再度画像形成プロセスに供せられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の画像
形成装置では、転写帯電器２１を用いて帯電により感光
ドラム３上のトナー像を転写材Ｐ上に転写しているため
に、次のような欠点があった。

【０００９】即ち、転写を行なわせるためには、転写帯
電器２１の放電ワイヤに通常６〜８ｋＶもの高電圧を印
加する必要があり、更に発生した転写電流（コロナ電流
）の一部しか感光ドラム３方向へ流れず、転写電流の残
りはアースされて転写帯電器２１のシールドへ流れてし
まうために、実際に転写に寄与する転写電流以上の総転
写電流が必要となる。このため転写帯電器２１の電源の
コスト上昇の原因となっていた。

【００１０】又以下のような欠点もあった。即ち、感光
ドラム３上から第１色目のトナー像の転写を受けた後の
転写材Ｐは、感光ドラム３との接触から離れるに際し、
近傍の空気を電離する。このとき、例えば現像剤のトナ
ーがマイナスの極性で帯電され、又転写帯電器２１に印
加されるバイアスの極性がプラスに設定されていれば、
前述の電離した空気のうちのマイナスの電荷を帯びたも
のが転写材Ｐの表面に、プラスの電荷を帯びたものが感
光ドラム３の外周面に付着することになる。転写材Ｐ上
に付着したマイナスの電荷は、誘電体シート９３の裏面
に接触している転写帯電器２１に印加のバイアス電圧に
よる転写電界を弱めるように作用する。

【００１１】一方、感光ドラム３から転写材Ｐ上に転写
されたトナー自身もマイナスに帯電されているので、前
述の現象と同様に、転写電界を弱める作用をなす。その
結果、転写帯電器２１の電源から転写帯電器２１を通じ
て流れる電流も低下し、第２色目以降、特に最終色の第
４色目のトナー像の転写効率が低下してしまう。

【００１２】従来、このような場合、転写ドラム６の内
側或いは外側に誘電体シート９３に近接して交流コロナ
放電器を、場合によっては直流成分を重畳した交流コロ
ナ放電器を配設して除電したり、或いは除電ブラシ等を
用いて誘電体シート９３を除電するという措置が取られ
ていた。

【００１３】ところが、この場合にも除電能力が十分で
ないため、転写電流を順次大きくさせると言った方策を
とっているが、総転写電流の他、最大転写電流値が不足
し、このため転写効率の低下による画質の劣化が生じた
り、或いはこれを電源的に補うとすると、転写帯電器２
１の電源コストの上昇を招いてしまったりしていた。

【００１４】本発明の目的は、各色のトナー像に対する
総転写電流を小さくしても良好に各色のトナー像を転写
材上に重ねて転写して、転写材上に高品質な複数色画像
を得ることができ、又総転写電流の最大値を引き下げ、
転写帯電器の電源のコストダウン化をも可能とした画像
形成装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば本発明は、像
担持体上に順次形成された各色の潜像を対応する色の各
色の現像剤で現像して各色のトナー像を形成し、前記各
色のトナー像が得られる度にそのトナー像を転写材上に
重ねて転写して、前記転写材上に複数色画像を得る画像
形成装置において、前記各色の現像剤のうちの少なくと
も１色の現像剤のトナーの摩擦帯電電荷量を、他の色の
現像剤のトナーよりも小さくしたことを特徴とする画像
形成装置である。好ましくは、前記少なくとも１色の現
像剤のトナーの摩擦帯電電荷量が１５μＣ／ｇ以下であ
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳述する。

【００１７】実施例１ 図１は、本発明の画像形成装置の一実施例の全体構成図
である。本実施例は、所謂回転式現像装置を備えた多色
電子写真複写装置に適用したものである。

【００１８】多色電子写真複写装置は、回転自在に軸支
された矢印方向に回転する像担持体、即ち感光ドラム３
が配置され、その周囲に画像形成手段が配置される。画
像形成手段は任意の手段とし得るが、本例では、感光ド
ラム３を均一に帯電する一次帯電器４と、色分解された
光像又はこれに相当する光像を照射して感光ドラム３上
に静電潜像を形成する、例えばレーザビーム露光装置な
どからなる露光手段８と、感光ドラム３上に形成された
静電潜像を現像して可視化する回転式現像装置１とを具
備する。

【００１９】回転式現像装置１は、回転自在に軸支され
た略円柱状の筺体１ａと、筺体１ａに保持された、イエ
ロー色現像剤、マゼンタ色現像剤、シアン色現像剤、ブ
ラック色現像剤の４色の現像剤を各別に収納した４個の
現像器１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂとからなっている。回転
式現像装置１は、筺体１ａの回転によって所望の現像器
を感光ドラム３の外周面と対向する現像位置に搬送し、
感光ドラム３上の静電潜像をこれに対応する色の現像剤
で順次現像させることにより、４色のフルカラー現像が
可能に構成されている。

【００２０】感光ドラム３上の潜像を現像することによ
って得られた画像、即ちトナー像は、転写装置９Ａの転
写材担持体９に担持されて感光ドラム３と対向した画像
転写部へ搬送されて来る転写材Ｐ上に転写されるように
なっている。本例においては、転写材担持体９は回転自
在に軸支された転写ドラムとされ、該転写ドラム９は、
図２に示すように、両端に配置されたシリンダ９ａ、９
ｂを連結部材９ｃで連結した枠体の外周面の空域に転写
材担持部材９３を張設してなっている。転写材担持シー
ト９３は、通常、例えばポリエチレンテレフタレートや
ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のフィルム状の誘
電体シートが使用される。上記の連結部９ｃには、給紙
装置から送給された転写材Ｐを把持する転写材グリッパ
ー７を有する。

【００２１】更に転写ドラム９の感光ドラム３と対向し
た画像転写位置には、図３に示すように、転写ドラム９
の内側に転写電界形成手段としてコロナ帯電器からなる
転写帯電器２１が配設され、この転写帯電器２１には電
源（図示せず）に接続されている。

【００２２】上記構成の多色電子写真複写装置によるフ
ルカラー画像の形成工程を簡単に説明すると、以下のよ
うである。

【００２３】感光ドラム３に一次帯電器４により均一な
帯電を行ない、露光手段８で画像情報に応じた光像Ｅを
感光ドラム３上に照射し、感光ドラム３上に静電潜像が
形成される。この静電潜像は、回転式現像装置１により
現像され、潜像に対応した色のトナー像が感光ドラム３
上に得られる。

【００２４】一方、転写材Ｐは、レジストローラ６によ
り感光ドラム３上の画像と同期してガイド１８を通って
転写ドラム９へ搬送され、グリッパー７等によりその先
端部を把持され、図中矢印方向の転写ドラム９の回転に
伴い回転して、感光ドラム３と対向した画像転写位置へ
搬送される。そしてそこで転写帯電器２１により誘電体
シート９３の背面からトナーと逆極性のコロナ放電を受
けることにより、転写材Ｐ上に感光ドラム３上のトナー
像が転写される。

【００２５】以上のようにして画像転写位置で第１色目
の例えばイエロートナー像、第２色目のマゼンタトナー
像、第３色目のシアントナー像、第４色目のブラックト
ナー像の転写が行なわれ、転写工程が全て終了すると、
転写材Ｐは、図示しない複数個の除電帯電器により除電
を受けつつ分離爪１５の作用により転写ドラム９から分
離され、搬送ベルト１６により定着器１７に搬送される
。転写材Ｐはそこで４色のトナー像が熱による定着及び
混色を受けて、フルカラーの永久像とされた後、複写装
置の機外へ排出される。

【００２６】他方、感光ドラム３は、表面の残留トナー
をクリーニング装置１２で清掃された後、再度画像形成
プロセスに供せられる。又転写ドラム９の誘電体シート
９３表面も同様にファーブラシ等からなるクリーニング
装置５及びクリーニング補助手段２８の作用により清掃
された後、再度画像形成プロセスに供せられる。

【００２７】さて、本発明では、上記の現像で使用する
複数色の現像剤のトナーのうちの少なくとも一色のトナ
ーを、残りの他の色のトナーよりも摩擦帯電電荷量が小
さいトナーとしたことが特徴である。

【００２８】本実施例では、回転現像装置１の現像器１
Ｙ〜１Ｂに２成分現像剤を使用し、その現像剤のトナー
のうちの現像器１Ｍの現像剤のマゼンタトナーの摩擦帯
電電荷量を残りの現像器１Ｙ、１Ｃ、１Ｂの現像剤のイ
エロートナー、シアントナー、ブラックトナーよりも小
とした。具体的には、体積平均粒径が０．２〜０．３μ
ｍの酸化チタンをポリエステルの結着樹脂に５重量部添
加した平均粒径８〜１０μｍのイエロートナー、シアン
トナー、ブラックトナーに対し、同じ酸化チタンを結着
樹脂に３０重量部添加した平均粒径８〜１０μｍのマゼ
ンタトナーを使用した。このときトナーの摩擦帯電電荷
量は、イエロートナー、シアントナー、ブラックトナー
が２０μＣ／ｇであるのに対し、マゼンタトナーは１５
μＣ／ｇであった。

【００２９】このように各色の２成分現像剤のトナーの
うちマゼンタトナーの帯電電荷量を他の色のトナーに比
べて小さくしたが、そうするとトナー像を重ねずに１つ
ずつ別々に転写する単色転写時に必要な転写電流（以下
、単色転写電流という）は、複数色のトナー像の多重転
写時の総転写電流の推移を示す図４に書き込んだように
、マゼンタトナー像では他の色のトナー像よりも半分近
くに小さくて済む。図４でＭ、Ｙ、Ｃ、Ｂはマゼンタ、
イエロ、シアン、ブラックを示す。

【００３０】さて、本実施例では、２成分現像剤のトナ
ーにこのようなマゼンタトナー、イエロートナー、シア
ントナー、ブラックトナーを使用し、感光ドラム３上に
順次形成した潜像を対応する色の現像剤で現像すること
により、感光ドラム３上にマゼンタトナー像、イエロー
トナー像、シアントナー像、ブラックトナー像を順々に
形成し、得られたトナー像を転写材Ｐ上にこの順に、つ
まりトナーの帯電電荷量が最も小さいマゼンタトナー像
から次々に重ねて転写した。

【００３１】その結果、図４に示すように、第１色目の
マゼンタトナー像の総転写電流（単色転写電流）が小さ
いので、これに重ねて第２色目のイエロートナー像以降
最終色の第４色目のマゼンタトナー像を転写する際の転
写総電流を小さく抑えることができ、又トナー像の全色
とも転写が良好なカラー画像を得ることができた。

【００３２】これに対し比較例として、マゼンタトナー
の摩擦帯電電荷量を小さくせず、他の色のイエロートナ
ー等と同様にした場合には、図５に示すように、第１色
目のマゼンタトナー像の転写総電流（単色転写電流）が
小さくないので、これに重ねて第２色目以降のトナー像
を転写する際の転写総電流も大きくなり、第４色目のブ
ラックトナー像まで転写していくと総転写電流が著しく
増大する結果となった。

【００３３】以上では、２成分現像剤のトナーとしてポ
リエステルを結着樹脂に用いたものを使用したが、カラ
ー画像の良好な色再現性を確保できる種類のものならば
よく、ポリエステル以外に、例えばポリエチレン、ポリ
アミド、スチレンーアクリル共重合体等を結着樹脂とし
て使用して、これに色材の染料、顔料、更に荷電制御剤
等を混練したトナーを好適に用いることができる。

【００３４】又摩擦帯電電荷量を小さくしたトナーとし
て、酸化チタンを結着樹脂に３０重量部添加して摩擦帯
電電荷量を所望値に規定したマゼンタトナーを示したが
、トナーの摩擦帯電電荷量を小さくするには、体積抵抗
率が１０１２Ωｃｍ以下の低抵抗物質、例えば酸化第二
鉄、マグネタイト、酸化スズ等の酸化物或いはアルミニ
ウム、銅、鉄等に代表される金属、カーボンを、トナー
が３０重量％以上含有していればよい。望ましくは、上
記の低抵抗物質の含有量は３０〜７０重量％である。含
有量が３０重量％未満では、トナー表面がほぼ樹脂で覆
われるために必要とする転写電流値が多くなってしまう
。７０重量％を超えると、トナー自体に必要な摩擦帯電
電荷量が得られなくなる。

【００３５】これらのトナーが適用可能な現像法は、上
記の２成分現像法に限らず、１成分現像法も可能である
。その際、現像法に合わせて、トナーにシリカ、研摩剤
等を添加しても何ら問題ない。

【００３６】実施例２ 本発明は、例えばブラックの現像剤としてジャンピング
現像用の磁性一成分現像剤（磁性トナー）を使用したと
きに特に有効である。

【００３７】本実施例では、ブラックの磁性一成分現像
剤に摩擦帯電電荷量が５μＣ／ｇの磁性トナーを使用し
、イエロー、シアンの２成分現像剤は先の実施例のもの
、即ち帯電電荷量が２０μＣ／ｇのイエロートナー、２
０μＣ／ｇのシアントナーをそれそれぞれ配合の２成分
現像剤を使用した。又マゼンタの２成分現像剤も、摩擦
帯電電荷量が２０μＣ／ｇのマゼンタトナーを配合のも
のを用いた。

【００３８】以上の磁性一成分現像剤を用いた現像（ジ
ャンピング現像）によりベタ画像のブラックトナー像を
形成し、又２成分現像剤を用いた現像によりベタ画像の
イエロートナー像、シアントナー像及びマゼンタトナー
像を形成して、得られた各色のトナー像を別々に転写材
Ｐ上へ転写し、その際それぞれのトナー像の転写総電流
（単色転写電流である）を複数段に変化しながら転写を
行なって、そのときの転写画像の反射濃度と転写総電流
との関係を調べた。図６にブラックトナー像及びその他
の色のトナー像の転写画像の反射濃度と総転写電流（単
色転写電流）との関係を示す。

【００３９】図６から明らかなように、２成分現像剤に
よる現像で得られたイエロー、シアン及びマゼンタトナ
ー像の場合は、反射濃度約１．３を得るのに３００μＡ
程度以上の総転写電流が必要であるのに対し、１成分磁
性現像剤による現像で得られたブラックトナー像の場合
、その１成分磁性現像剤である磁性トナーの摩擦帯電電
荷量を５μＣ／ｇというように他の色の２成分現像剤の
トナーよりも極めて小さくしているので、総転写電流が
上記の約６分の１の５０μＡ程度で反射濃度約１．４５
以上が得られている。

【００４０】従って本実施例によれば、以上のような４
色のトナー像を転写材Ｐ上に重ねて転写する際の総転写
電流を、先の実施例のときよりも更に抑えることができ
る。

【００４１】実施例３ 本実施例では、実施例２で使用した現像剤を用いて感光
ドラム３上の潜像を現像することにより、感光ドラム３
上にマゼンタトナー像、シアントナー像、イエロートナ
ー像及びブラックトナー像の順でトナー像を形成して、
この順で転写材Ｐ上にトナー像を重ねて転写した。

【００４２】その結果、摩擦帯電電荷量が最も小さく、
従って単色転写電流も最も小さい磁性トナーからなるブ
ラックトナー像を一番最後に転写しているので、通常で
あると先の図５に示すように、一番最後のトナー像の総
転写電流が最大総転写電流になるところを、図７に示す
ように、ブラックトナー像の総転写電流を第２色目のイ
エロートナー像に対する総転写電流と同程度に小さくし
て、最大総転写電流を第３色目のシアントナー像の総転
写電流に抑えることができた。又トナー像の全色とも転
写が良好なカラー画像を得ることができた。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置では、像担持体上の潜像の現像に使用する各色の現
像剤のうちの少なくとも１色の現像剤のトナーを、他の
色の現像剤のトナーよりも摩擦帯電電荷量が小さくなる
ようにしたので、得られた各色のトナー像に対する総転
写電流を小さくしても良好に各色のトナー像を良好に転
写材上に重ねて転写することができ、転写材上に高品質
な複数色画像を得ることができる。又総転写電流の最大
値も小さくなり、転写帯電器の電源のコストダウン化も
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の実施例１を示す全体構
成図である。

【図２】図１の画像形成装置に設けられた転写装置の転
写ドラムを示す斜視図である。

【図３】同じく転写装置を示す概略構成図である。

【図４】実施例１における複数色トナー像の多重転写時
の総転写電流の推移を示す説明図である。

【図５】比較例における複数色トナー像の多重転写時の
総転写電流の推移を示す説明図である。

【図６】本発明の画像形成装置の実施例２おける総転写
電流と転写濃度との関係を示すグラフである。

【図７】本発明の画像形成装置の実施例３における複数
色トナー像の多重転写時の総転写電流の推移を示す説明
図である。

【符号の説明】

１　　　　現像装置 ３　　　　感光ドラム ９　　　　転写ドラム ９Ａ　　転写装置 ２１　　転写帯電器 ９３　　誘電体シート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　像担持体上に順次形成された各色の潜
   像を対応する色の各色の現像剤で現像して各色のトナー
   像を形成し、前記各色のトナー像が得られる度にそのト
   ナー像を転写材上に重ねて転写して、前記転写材上に複
   数色画像を得る画像形成装置において、前記各色の現像
   剤のうちの少なくとも１色の現像剤のトナーの摩擦帯電
   電荷量を、他の色の現像剤のトナーよりも小さくしたこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】　　前記少なくとも１色の現像剤のトナー
   の摩擦帯電電荷量が１５μＣ／ｇ以下である請求項１の
   画像形成装置。