JPH0764366A

JPH0764366A - 多色画像形成方法及び装置

Info

Publication number: JPH0764366A
Application number: JP5213021A
Authority: JP
Inventors: Hisafumi Shoji; 尚史庄司
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】像担持体に静電潜像を形成して乾式トナーで現
像する工程を色ごとに行い、転写体に各カラートナー像
を順次転写する多色画像形成方法において、色濁りを解
消することのできる多色画像形成方法、装置を提供する
こと。【構成】転写後に、転写体の両面からトナーと転写体と
の付着力を高め得る圧力を印加する工程を行うため、加
圧ローラ（ＹＭ，ＭＣ，ＣＢ）を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真や静電記録方式
による多色画像形成方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーコピーなど多色画像記録の高まり
に対応して、電子写真方式でさまざまなカラー複写機や
カラープリンター等が開発されている。

【０００３】その中でも、特開平５−６６６９５号公報
に記載されているような、色の数の作像ユニットを有す
るものは、現像までは各色成分の画像を並行して作成で
きるので、装置構成が複雑になるという問題点を有する
ものの、モノクロ画像とほとんど変わらない速度で記録
できる点が優れている。

【０００４】一般に、多色画像記録における問題の一つ
は色の濁りである。上記のような構成の装置では、トナ
ー像が一つの転写体に次々に転写されていくため、転写
体上の未定着トナーが他の作像ユニットの感光体に逆付
着し、その現像装置の中に混入してしまうことがある。

【０００５】図４に示した多色画像形成装置において、
使用するトナーの色がそれぞれ異なる４個の作像ユニッ
ト２０、２１、２２、２３が転写体の搬送経路である搬
送ベルト２４に沿って設置されている。各作像ユニット
は、感光体２５、帯電装置２６、像露光装置２７、転写
装置２８、クリーニング装置２９等からなる。

【０００６】普通紙などの転写体は、搬送ベルト２４に
より矢印方向に搬送され、各作像ユニットの転写装置２
８によってトナー像が順次転写される。４色のトナー像
が転写された後、定着装置３０によってトナー像が転写
体に定着される。

【０００７】２色目以降の転写が行われるとき、すでに
転写体にはトナーが付着している。トナーは転写体に静
電的に保持されているが、特に転写体に直接接触してい
ないトナーは保持力が弱く、次の転写工程でそれらのト
ナーの一部が感光体に付着してしまう。以下、このよう
な現象を逆転写と呼ぶ。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】逆転写トナーは、クリ
ーニング装置によって回収されるため、装置が通常の動
作をしている限りは大きな問題とはならないように思え
るが、何らかの原因でクリーニング装置の動作不良が起
こると、異なった色のトナーが現像装置に混入して色が
濁ってしまい、影響が広い範囲に及ぶ。

【０００９】また、通常では故障とはいえないようなわ
ずかのクリーニング不良があった場合でも、非回収トナ
ーの蓄積が色濁りの原因となる。これについては、従
来、クリーニング装置の信頼性を向上させる以外の対策
はなかった。

【００１０】また、このような理由により、多色画像形
成装置においては、トナーのリサイクルは不可能であっ
た。さらに、装置構成の簡略化の要請がある。

【００１１】従って、本発明の目的は、色濁りを解消
し、トナーのリサイクルを可能とし、装置の構成を簡略
化することのできる多色画像形成装置を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、次のように構成した。

【００１３】（１）．色ごとに行われる転写体に対する
転写工程後に、前記転写体の両面からトナーと前記転写
体との付着力を高め得る圧力を印加する工程を有するこ
ととした（請求項１）。

【００１４】（２）．（１）において、トナーは芯材を
穀材で被覆したカプセルトナーとした（請求項２）。

【００１５】（３）．転写体の搬送方向上、色ごとに設
けられた画像形成にかかる各ユニットの転写装置よりも
それぞれ下流位置に、トナー像と前記転写体との付着力
を高めるように転写体の両面から圧力を印加する一対の
ローラをそれぞれ設けた（請求項３）。

【００１６】（４）．現像装置は感光体を清掃する機能
を兼ね備えたものであり、転写体の搬送方向上、画像形
成のために色ごとに設けられた各ユニットの転写装置よ
りもそれぞれ下流位置には、トナー像と前記転写体との
付着力を高めるように転写体の両面から圧力を印加する
一対のローラをそれぞれ有することとした（請求項
４）。

【００１７】（５）．転写体の搬送方向上、画像形成の
ために色ごとに設けられた各ユニットの転写装置よりも
それぞれ下流位置には、トナー像と転写体との付着力を
高めるように転写体の両面から圧力を印加する一対のロ
ーラをそれぞれ有することとした（請求項５）。

【００１８】

【作用】各作像ユニットからトナー像が転写された直後
に、トナー像は転写体上で圧力によって変形させられト
ナー像と転写体との付着力が強められる。

【００１９】

【実施例】

〔実施例１〕本例は請求項１〜請求項３に対応する。

【００２０】図１に本発明による多色画像形成装置の概
略断面を示す。同図において、間隔をおいて対向配置さ
れた２つの支持ローラ間に掛けまわされた搬送ベルト１
の上面に対向して、ブラックトナーによる作像ユニット
ＵＮ−Ｂ，シアントナーによる作像ユニットＵＮ−Ｃ，
マゼンタトナーによる作像ユニットＵＮ−Ｍ，イエロー
トナーによる作像ユニットＵＮ−Ｙが並んで配置されて
いる。

【００２１】各作像ユニットには、それぞれ、感光体
２、帯電装置３、像露光装置４、現像装置５、転写装置
６、クリーニング装置７等が配置されている。

【００２２】画像形成に際し、搬送ベルト１は半時計ま
わりの向きに回動され、転写体は該ベルトの右端部にあ
るレジストローラ８より送り出されて搬送ベルト上に乗
り、水平に矢印方向に搬送され、各作像ユニットの転写
装置６でそれぞれ形成されたトナー像が転写される。

【００２３】感光体２は、通常Ｓｅ，ＯＰＣ，ａ−Ｓｉ
などが使用されるが、ここでは特性の安定性、コスト、
廃棄の容易性、安全性などからＯＰＣドラムを用いる。

【００２４】帯電装置３は、スコロトロンによるコロナ
チャージャが多いが、ここでは、オゾン軽減の要請から
帯電ローラを用いている。

【００２５】像露光装置４は、半導体レーザーとポリゴ
ンミラーの組み合わせが多いが、装置の小型化につなが
るＬＥＤアレイなどの固定走査素子の採用も増加してい
る。ここではＬＥＤアレイを使用している。

【００２６】現像装置４は、使用する現像剤に適合した
ものが用いられる。磁性キャリアとトナーからなる二成
分現像剤や磁性トナーを使う場合は、内部にマグネット
ローラーを内蔵する現像スリーブが現像剤を保持し、回
転することによって現像剤を感光体表面へ搬送する。

【００２７】非磁性一成分トナーを用いる場合は、金属
やゴムなどで作製された弾性スリーブ上にトナー層を形
成し、現像領域に搬送する例が多い。磁性・非磁性のい
ずれの場合も、搬送した現像剤を感光体に接触させて現
像する方法のほか、感光体とトナーとを非接触状態にし
たまま、トナーを飛翔させて現像する方法もある。この
実施例では、二成分接触現像を行う。

【００２８】転写装置６は、コロトロンによるコロナチ
ャージャが多いが、ここでは、オゾン発生を抑えるため
転写ローラーにバイアスを印加する方式を用いる。

【００２９】クリーニング装置７は、ゴムブレード、フ
ァーブラシ、磁気ブラシなどから構成されるものである
が、ここでは、ブレードとファーブラシを組み合わせた
ものを用いる。

【００３０】搬送ベルト１は転写体搬送手段であり、電
気抵抗の高い材質でできていて、静電的に転写体を吸着
して搬送する。転写体は、搬送の過程で４色のトナー像
が重ね転写された後、搬送ベルトは除電装置９により除
電され、転写体が剥離爪１０で分離され、定着装置１１
に搬入される。

【００３１】定着装置１１としては、熱ローラー方式、
圧力方式等があるが、ここでは、熱ローラー方式を採用
する。

【００３２】搬送ベルト１上、各作像ユニットの間に
は、一対の加圧ローラーが該搬送ベルトを挾むようにし
て設けられている。作像ユニットＵＮ−Ｙと作像ユニッ
トＵＮ−Ｍ間の加圧ローラーを符号ＹＭ，作像ユニット
ＵＮ−Ｍと作像ユニットＵＮ−Ｃ間の加圧ローラーを符
号ＭＣ，作像ユニットＵＮ−Ｃと作像ユニットＵＮ−Ｂ
間の加圧ローラーを符号ＣＢでそれぞれ示す。

【００３３】これら加圧ローラーは、転写体にトナー像
が転写された後、転写体と搬送ベルトとを挾み、圧力を
印加する工程を行い、転写体の両面からトナーと転写体
との付着力を高める。

【００３４】各作像ユニットでは、それぞれの色成分の
画像データに従ってトナー像を形成し、それを転写体に
転写する。すなわち、感光体２を−８００Ｖ程度に均一
帯電し、像露光によって静電潜像を担持させ、それを粒
径５〜１０μ程度の負帯電したトナーで現像し、転写体
に静電転写する。その後、加圧ローラーにて転写体の両
面から圧力を印加し、トナーと転写体との付着力を増加
させるのである。

【００３５】トナーは、比較的小さい圧力で転写体との
付着力が増すという特性を持つものが必要である。ま
た、加圧ローラーに対してオフセットを起こさないこと
も重要である。

【００３６】そのためには、（１）表面張力が比較的小
さい（２）低温で軟化し、溶融粘度が低い（３）低温で
軟化し、溶融粘度が低い（３）所定の圧力で塑性変形を
起こす、等の性質を有する軟質物質を芯材とし、（１）
適度な硬度を持つ（２）摩擦帯電性がよい（３）粉体流
動性がよい、等の性質を持った硬質物質を穀材とするカ
プセルトナーが好ましい。

【００３７】カプセルトナーの具体例としては、特公平
１−４５９１２号公報、特公平１−４０３５４号公報、
特開平２−６１６４７号公報、特開平１−１８３６６７
号公報などに記載されているものを用いる。

【００３８】すなわち、芯材としては、ワックス系化合
物、エチレンアクリル系共重合体、エチレン酢酸ビニル
共重合体、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン
アクリル系樹脂、スチレンジエン系樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、高級脂肪酸お
よびその誘導体、ポリオレフィン、塩素化ポロエチレン
樹脂などがあり、これらを単独あるいは組み合わせて用
いる。

【００３９】また、穀材としては、スチレン系樹脂、ア
クリル系樹脂、スチレンアクリル系樹脂、スチレンジエ
ン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミ
ド樹脂などがあり、これらを単独あるいは組み合わせて
用いる。

【００４０】カプセルトナーの製造方法としては、県濁
重合などの各種重合法、相分離法、スプレードライ法な
どがある。

【００４１】このようにして製造された粒径が５〜１０
μｍ程度のトナーと、粒径３０〜７０μｍ程度のフェラ
イト粒子にトナーとの接触帯電や耐久性を考慮した適当
な樹脂でコーティングを施したキャリアとを混合して現
像剤とする。これを十分に撹拌すると、トナーの帯電量
が−１０〜−４０μｃ／ｇ程度となる。

【００４２】加圧ローラーＹＭ，ＭＣ，ＣＢは、（１）
効率的に圧力が発生する（２）トナーに対して離型性を
有する（３）画像に光沢が出すぎない、などの条件が必
要である。

【００４３】このため、弾性ローラーと剛性ローラーあ
るいは弾性ローラーの組み合わせ、表面に微細な凹凸を
設けたローラー、またはスチレン系モノマー、アクリル
系モノマーの重合体あるいは共重合体、ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの単独あるいは
共重合体もしくは混合物で被覆したローラーなどが用い
られる。

【００４４】上記のような加圧ローラーによって、転写
体は１０〜２００ｋｇ／ｃｍ²程度の圧力を受ける。そ
の結果、トナーの外穀が破壊されて芯材が転写体と強く
付着する。このとき、加圧ローラーはトナーに体して離
型性を有するので、オフセットの発生は防止される。

【００４５】以上のようにすると、転写されたトナーと
転写体との間で強い付着力が発生するので、次の転写時
に逆転写を起こすことはなくなる。したがって、現像装
置の中に異なる色のトナーが混入して画像の色が濁るこ
とは防止される。

【００４６】加圧ローラーに対して補助的に熱を加えて
もよい。そうすることによって、トナーへの転写体への
付着力は向上する。ただし、温度が高すぎると、機内温
度を上昇させることになり、また消費電力が増加するの
で、１００゜Ｃ以下にすることが望ましい。

【００４７】４色目のトナー像、つまりブラックのトナ
ー像が転写された転写体は、搬送ベルトから分離された
後、定着装置によって定着される。この定着装置は、熱
ローラー方式でも圧力ローラー方式でもよい。最終的な
画像は各トナーの粒状性が失われて溶融物または塑性変
形物が積層されるようになる。そのため、カラートナー
の光透過性が向上し、色再現性が良好になる。

【００４８】〔実施例２〕本例は請求項５に対応する。

【００４９】前記実施例１において、各作像ユニットに
おけるクリーニング装置で回収したトナーを同じ作像ユ
ニットの現像装置に補給トナーとして再供給することが
できる。

【００５０】クリーニング装置７で回収したトナーを現
像装置５へ回収する手段は、図示しないスクリュー管を
前記両装置間に連通したものを使用する。このスクリュ
ー管は、両装置管を結ぶ関係で曲折部分を有するが、回
転を可能とするべく、この管の内部にフレキシブルな軸
材の周囲に螺旋状にスクリューコンベアの刃を植設した
ものを内蔵させておき、軸端部に回転駆動モータの出力
軸を連結して回転自在とする。

【００５１】かかる回収手段により、クリーニング装置
７で回収されたトナーは前記スクリュー管を経て現像装
置５に回収される。

【００５２】加圧ローラーの作用により、転写時に前の
工程で転写されたトナー像は、十分な付着力で転写体に
付着しているため、逆転写は発生しない。

【００５３】従って、クリーニング装置７で回収される
トナーは同じ作像ユニット内で現像されたトナーの未転
写のものに限られる。

【００５４】そのため、従来は画質の点で不可能であっ
た多色画像形成装置でのトナーリサイクルが可能にな
る。

【００５５】〔実施例３〕本例は、請求項４に対応す
る。図２に本例にかかる多色画像形成装置の概略構成を
示す。図２において、図１におけると共通的機能を有す
る部材については同一の符号を付して説明する。

【００５６】図２において、色ごとの作像ユニットＵＮ
−Ｙ，ＵＮ−Ｍ，ＵＮ−Ｃ，ＵＮ−Ｂが全部で４個、搬
送ベルト１上に並んで設置されている。各作像ユニット
は感光体２、帯電装置３、像露光装置４、現像装置
５’、転写装置６を有している。

【００５７】転写体はレジストローラ８より水平に矢印
方向に送り出され、各作像ユニットの転写装置６でそれ
ぞれ形成されたトナー像が転写される。各作像ユニット
間には一対の加圧ローラＹＭ，ＭＣ，ＣＢが搬送ベルト
１を挾むようにして設けられている。これら加圧ローラ
は、転写体を挾んで、圧力を印加する。

【００５８】以下実施例１と対応して説明する。感光体
２、像露光装置４、転写装置６は図１におけると同様で
ある。

【００５９】帯電装置３は、感光体２と非接触状態を保
ったまま、均一帯電できるスコロトロンによるコロナチ
ャージャを用いている。

【００６０】現像装置５’は、二成分磁気ブラシ現像方
式を採用している。この実施例においては、現像装置
５’は感光体を清掃する機能を備え、現像同時クリーニ
ングを実行する。

【００６１】現像装置５’の一部を構成し、感光体２に
対向して配置された現像ローラ５ａに形成される磁気ブ
ラシは、感光体２に摺擦するため、他の方式に比べてク
リーニング効果が大きい。用いられる現像剤（トナーと
キャリア）は実施例１と同じである。

【００６２】各作像ユニットでは、それぞれの色成分の
画像データに従ってトナー像を形成する。すなわち、感
光体を−８００Ｖ程度に均一帯電し、像露光によって静
電潜像を形成し、例えば背景部の電位は−６００〜−８
００Ｖ、画像部（トナー付着部分）の電位は、−１００
〜−５００Ｖ程度になる。以下、現像と転写が行われ
る。

【００６３】現像装置５’では、現像スリーブ５ａに−
５００〜−７００Ｖ程度のバイアスを印加し、現像スリ
ーブ５ａを回転させながら現像剤を現像領域に供給し、
現像する。

【００６４】転写装置６では、転写体が転写領域に搬送
されてくると、感光体２と転写装置６を構成する転写ロ
ーラーの間に挾み込んで、転写ローラーに＋０．５〜３
ＫＶ程度のバイアスを印加し、感光体上のトナー像を転
写体に転写する。

【００６５】その後、転写体は感光体から分離し、加圧
ローラーに挾まれる。そこでは、１０〜２００ｋｇ／ｃ
ｍ²程度の圧力がトナーに加わり、トナーの外穀が破壊
されて芯材が転写体と強く付着する。このとき、加圧ロ
ーラーはトナーに対して離型性を有するので、オフセッ
トの発生は防止される。

【００６６】次に、現像同時クリーニングのメカニズム
について、図３を参照しながら説明する。図３は、縦軸
に電位（負）をとって、トナーがバイアスにより受ける
力を示したものである。

【００６７】転写されずに感光体２上に残ったトナー
は、帯電装置３によって感光体２とともに負に帯電され
る。続いて、像露光により、静電潜像が担持される。こ
こで、感光体上に残った負帯電のトナーのうち、露光部
１３に付着しているトナーＴ１は、現像バイアスと感光
体表面電位によって矢印１４で示すように感光体方向の
力を受けるので、そのまま感光体上に残り、現像スリー
ブ５ａ上からの新たなトナーＴ２とともに現像に供さ
れ、画像を形成する。

【００６８】他方、非露光部つまり地肌部に付着してい
るトナーＴ３は、現像バイアスと感光体２の表面電位か
ら、現像スリーブ５ａ方向の、矢印１５で示す向きの力
を受けて、現像装置５’の中に回収される。つまり、ク
リーニング機能が果たされる。なお、符号Ｔ４は、現像
スリーブ５ａ上のトナーを示す。

【００６９】このように、感光体上の露光部の電位と非
露光部の電位との中間の電位となるように現像スリーブ
にバイアスを印加し、かつ、このバイアスは、感光体の
非露光部に付着しているトナーを現像スリーブ上に静電
的に引きつけ得るような大きさの電位とし、かかるバイ
アスを、図示省略のバイアス電圧印加手段より、現像ス
リーブ５ａに印加するのである。

【００７０】以上のようにして、現像同時クリーニング
が行われ、その結果としてクリーニング装置の不要な多
色画像形成装置を構成することができる。

【００７１】以上各実施例において、各作像ユニットか
らトナー像が転写された直後に、トナー像を転写体上で
圧力によって変形させることにより、トナー像と転写体
との付着力を強め、逆転写をなくすことができる。

【００７２】さらに、これを利用して多色画像形成装置
で実施例２で説明したように、トナーのリサイクルが可
能となり、さらには、実施例３で説明したように、現像
同時クリーニングを行って現像装置を同時にクリーニン
グ装置としても機能させ、以って独立のクリーニング装
置を不要として装置構成を簡略化した多色画像形成装置
を構成することができる。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、色濁りを解消するとと
もに、トナーのリサイクルを可能とし、或は装置の構成
を簡略化した多色画像形成装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる、多色画像形成装置
の構成を説明した図である。

【図２】本発明の他の実施例にかかる、多色画像形成装
置の構成を説明した図である。

【図３】本発明の実施例にかかる、現像スリーブに印加
するバイアス電圧の大きさについて説明した図である。

【図４】従来の多色画像形成装置の説明図である。

【符号の説明】

５’ （クリーニング機能を兼ね備えた）現像装置ＹＮ加圧ローラＭＣ加圧ローラＣＢ加圧ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に静電潜像を形成して乾式トナー
で現像する工程を色ごとに行い、転写体に各カラートナ
ー像を順次転写する多色画像形成方法において、前記各工程ごとのそれぞれの転写後に、前記転写体の両
面からトナーと前記転写体との付着力を高め得る圧力を
印加する工程を有する多色画像形成方法。
【請求項２】請求項１において、トナーは芯材を穀材で
被覆したカプセルトナーである多色画像形成方法。
【請求項３】ドラム又はベルト状の感光体と、この感光
体を均一帯電する帯電装置と、前記感光体に対して光書
き込みを行って静電潜像を形成する潜像形成装置と、前
記感光体上の静電潜像を乾式トナーで現像する現像装置
と、搬送される転写体に前記感光体上のトナー像を転写
する転写装置と、転写後に感光体表面を清掃するクリー
ニング装置からなるユニットが色ごとに備えられ、前記
搬送に従い前記転写体に順次トナー像を転写する多色画
像形成装置において、前記転写体の搬送方向上、前記各ユニットの転写装置よ
りもそれぞれ下流位置に、トナー像と前記転写体との付
着力を高めるように転写体の両面から圧力を印加する一
対のローラをそれぞれ有する多色画像形成装置。
【請求項４】ドラム又はベルト状の感光体と、この感光
体を均一帯電する帯電装置と、前記感光体に対して光書
き込みを行って静電潜像を形成する潜像形成装置と、前
記感光体上の静電潜像を乾式トナーで現像する現像装置
と、搬送される転写体に前記感光体上のトナー像を転写
する転写装置とならなるユニットが色ごとに備えられ、
前記搬送に従い前記転写体に順次トナー像を転写する多
色画像形成装置において、前記現像装置は前記感光体を清掃する機能を兼ね備えた
ものであり、前記転写体の搬送方向上、前記各ユニット
の転写装置よりもそれぞれ下流位置には、トナー像と前
記転写体との付着力を高めるように転写体の両面から圧
力を印加する一対のローラをそれぞれ有する多色画像形
成装置。
【請求項５】ドラム又はベルト状の感光体と、この感光
体を均一帯電する帯電装置と、前記感光体に対して光書
き込みを行って静電潜像を形成する潜像形成装置と、前
記感光体上の静電潜像を乾式トナーで現像する現像装置
と、搬送される転写体に前記感光体上のトナー像を転写
する転写装置と、転写後に前記感光体表面を清掃するク
リーニング装置とからなるユニットが色ごとに備えら
れ、前記搬送に従い前記転写体に順次トナー像を転写す
る多色画像形成装置において、前記クリーニング装置で回収したトナーを前記現像装置
に搬送する手段と、前記転写体の搬送方向上、前記各ユニットの転写装置よ
りもそれぞれ下流位置には、トナー像と前記転写体との
付着力を高めるように転写体の両面から圧力を印加する
一対のローラをそれぞれ有する多色画像形成装置。有す
る多色画像形成装置。