JPH09160396A

JPH09160396A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH09160396A
Application number: JP7324455A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sato; 和彦佐藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 1997-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】反転現像後の転写時に、あらゆる環境条件下
においても画像ハジキや濃度不足等の画像欠陥の発生を
防止して、高画質の転写画像を得る。【解決手段】回動される像担持体１０上に形成された
静電潜像を、異なる色の帯電トナーを有する複数の現像
手段により現像して多色トナー像に形成し、この多色ト
ナー像を像担持体１０と転写手段１６が圧接する転写部
において給紙部から給送されて通過する転写材に静電転
写したのち、転写材を分離手段により像担持体１０から
分離し、搬送手段により搬出させるカラー画像形成装置
において、現像手段１３と転写手段１６との間に、１色
目の現像時と２色目以降の現像時との転写部における像
担持体１０上の各表面電位を均一にさせる転写前帯電手
段を設けたカラー画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般に電子写真
方式或いは静電記録方式のカラー画像形成装置に関し、
特に反転現像方式により像担持体上に重ねて形成された
可視像（トナー像）を、転写紙等の転写材上に転写し
て、カラー画像を得る多色電子写真複写機や、カラープ
リンタ等のカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置の現像方式には、通常の電
子写真複写機等に用いられる正規現像方式と、デジタル
プリンタやデジタル電子写真複写機等に用いられる反転
現像方式が知られている。反転現像方式は、一般にレー
ザ、ＬＥＤ等を露光源として用い、帯電、露光により感
光体上に形成された潜像を、感光体の帯電極性と同極性
に帯電したトナーにより現像してトナー像とする方式で
ある。例えば、感光体の帯電極性が負の場合、トナーの
極性も負であり、露光により生じた電位差を利用して現
像し、感光体上にトナー像を形成する方式である。現像
後に、コロナ放電等を用いる転写装置により転写材をト
ナーの極性と逆極性に帯電させ、感光体上のトナー像を
転写材に転写させる。その後、ＡＣコロナまたはＤＣコ
ロナ放電により転写材の電位を下げ、転写材と感光体と
の付着力を低減させたのち、感光体表面から転写材を剥
離し、次のプロセスへ移行する。

【０００３】なお、前記感光体はＯＰＣ感光体ドラムま
たはＯＰＣ感光体ベルトである。また、上記転写材とし
ては、普通紙等の転写紙やＯＨＰシート等の紙質の異な
るもの、転写材のサイズの異なるものが画像形成装置に
使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記感光体上の潜像が
トナーにより現像されるとき、感光体上の、トナーによ
り現像される部分と現像されない部分とで、表面電位が
異なる。また、ドラム上で、２色以上のトナーにより潜
像が現像される場合は、さらに各色のトナー毎に帯電量
がそれぞれ異なるため、表面電位がより一層ばらつく。
これらの表面電位のばらつきは、転写部での転写条件に
差をもたらし、転写性の厳しい条件下では、各色の適正
な転写条件にずれが発生し、濃度不足や転写ハジキをも
たらし、転写画像の品質が低下する。

【０００５】図３は、２色の画像形成をする場合の表面
電位のモデル図である。

【０００６】例えば、２色の画像形成をする場合には、
先ず、帯電器により負に一様帯電された感光体は、レー
ザ光などで電荷を除かれ、表面電位が高電位Ｖ_Hから低
電位Ｖ_Lまで下げられ、井戸型ポテンシャルの潜像を形
成する。電荷の除去された潜像部に非露光部と同極性の
負のトナーを磁気スリーブと感光体面間の電界により付
着させる（図３（ａ）の１色目の現像）。次に、転写、
クリーニングを行わず、再び感光体を一様帯電したの
ち、２色目の現像を行うと、１色目のトナー部は高電位
Ｖ_Hに、２色目のトナー部は低電位Ｖ_Lに帯電される（図
３（ｂ）の２色目の現像）。

【０００７】このように、２色のトナー部の電位が異な
るため、転写部での転写条件にも差が生じる（図３
（ｃ）参照）。

【０００８】良好な適正転写領域は、常温常湿環境ＮＮ
（２０℃、５０％ＲＨ）では広いため、２色のずれをカ
バーすることができるが、高温高湿環境ＨＨ（３０℃、
８０％ＲＨ）や低温低湿環境ＬＬ（１０℃、２０％Ｒ
Ｈ）の転写条件の厳しい環境下では、良好な適正転写領
域が狭く、２色のずれをカバーすることが非常に困難で
ある。すなわち、１色目に転写条件を合わせると、２色
目が濃度不足になり、２色目に転写条件を合わせると、
１色目に画像ハジキが生じる。３色目以上の転写条件で
も同様な濃度不足または画像ハジキが発生する。

【０００９】上記転写部におけるトナー画像の欠陥発生
は、感光体上に単色のトナー像を少なくとも２色以上重
ね合わせることによってカラーのトナー像を形成して転
写材に一括して転写するカラー画像形成装置において特
に顕著に認められる。また、感光体ドラム上で各色のト
ナー像を重ね合わせるカラー画像形成装置にあっては、
画像１枚分のトナー像を感光体ドラム上に形成しなけれ
ばならず、感光体ドラムの一周長さは画像長さよりも長
くなければならない。そのため、感光体ドラムの直径が
必然的に大径化する。このようなカラー画像形成装置で
は、大径の感光体ドラム上に重ね合わされた多色のトナ
ー像を確実に転写させないと、転写材上の多色トナー画
像の色調や色濃度に変化を生じ、画質低下を来す。

【００１０】上記転写材としては、普通紙等の転写紙や
ＯＨＰシート等の紙質の異なるもの、転写材のサイズの
異なるものが画像形成装置に使用される。

【００１１】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであって、上記の問題点を解消し、下
記の目的を達成して、安定して良好な転写性が得られる
高画質の画像形成装置を提供するものである。

【００１２】（１）反転現像後の転写時に画像ハジキや
濃度不足等の画像欠陥の発生を防止して高画質の転写画
像を得る。特に、カラー画像形成装置において、像担持
体或いは中間転写体から転写材に一括転写するときに、
転写不良のない高画質のカラー転写画像を得る。

【００１３】（２）直径８０ｍｍ以上のドラム状感光
体、又は少なくとも転写部位又は分離部位で曲率半径４
０ｍｍ以上のベルト状感光体を用いたカラー画像形成装
置における転写性と分離性を向上させる。

【００１４】（３）転写安定性を確保し、単色と重ね合
わせ色の双方の良好な転写性を確保する。

【００１５】（４）紙質の異なる各種転写材、例えば普
通紙とＯＨＰシート等に対して常に転写安定性を確保
し、高画質の転写画像を得る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の請求項１のカラー画像形成装置は、回動される像
担持体上に形成された静電潜像を、異なる色の帯電トナ
ーを有する複数の現像手段により現像して多色トナー像
に形成し、該多色トナー像を前記像担持体と転写手段と
が圧接する転写部において給紙部から給送されて通過す
る転写材に静電転写したのち、該転写材を分離手段によ
り像担持体から分離し、搬送手段により搬出させるカラ
ー画像形成装置において、前記現像手段と転写手段との
間に、１色目の現像時と２色目以降の現像時との転写部
における像担持体上の各表面電位を均一にさせる転写前
帯電手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１７】また、この発明の請求項２のカラー画像形
成装置は、回動される像担持体上に形成された静電潜像
を、異なる色の帯電トナーを有する複数の現像手段によ
り現像して多色トナー像に形成し、該多色トナー像を前
記像担持体と転写手段とが圧接する転写部において給紙
部から給送されて通過する転写材に静電転写したのち、
該転写材を分離手段により像担持体から分離し、搬送手
段により搬出させるカラー画像形成装置において、前記
現像手段と転写手段との間に、１色目の現像時と２色目
以降の現像時との転写部における像担持体上の各表面電
位を均一にさせる転写前露光手段を設けたことを特徴と
するものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明に先立
って、本発明の画像形成装置の一例であるカラープリン
タの構成とその作用を図１の断面構成図によって説明す
る。

【００１９】このカラープリンタは、像担持体上に順次
形成される各色トナー像を重ね合わせたのち、転写部で
転写紙上に１回で転写してカラー画像を形成し、その
後、分離手段により像担持体面から剥離する方式のカラ
ー画像形成装置である。

【００２０】（帯電、除電）図１において１０は像担持
体である感光体ドラムで、ＯＰＣ感光体（有機感光体）
をドラム基体上に塗布形成したもので、接地されて図示
の時計方向に駆動回転される。１１は帯電器（スコロト
ロン帯電器）で、感光体ドラム１０の周面に対し高電位
Ｖ_Hの一様な帯電をグリッド電位Ｖ_Gに電位保持されたグ
リッドとコロナ放電ワイヤによるコロナ放電によって与
えられる。この帯電器１１による帯電に先だって、前プ
リントまでの感光体の履歴をなくすために発光ダイオー
ド等を用いたＰＣＬ（帯電前除電器）１９による露光を
行って感光体周面の除電をしておく。上記帯電器１１は
高圧電源２６に接続されている。

【００２１】（露光）感光体ドラム１０への一様帯電の
のち、像露光手段１２により画像信号に基づいた像露光
が行われる。像露光手段１２は図示しないレーザダイオ
ードを発光光源とし回転するポリゴンミラー１２１，ｆ
θレンズ１２２，シリンドリカルレンズ１２３を経て反
射ミラー１２４により光路を曲げられ主走査がなされる
もので、感光体ドラム１０の回転（副走査）によって潜
像が形成される。本実施例では文字部に対して露光を行
い、文字部の方が低電位Ｖ_Lとなるような反転潜像を形
成する。

【００２２】（現像）感光体ドラム１０の周辺には、イ
エロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒色
（Ｋ）等のトナーとキャリアとから成る現像剤をそれぞ
れ内蔵した現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋから
成る現像手段１３が設けられていて、先ず１色目のイエ
ローの現像がマグネットを内蔵し現像剤を保持して回転
する現像スリーブ１３１によって行われる。現像剤はフ
ェライトをコアとしてそのまわりに絶縁性樹脂をコーテ
ィングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として色
に応じた顔料と荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加
えたトナーとからなるもので、現像剤は層厚規制部材１
３２によって現像スリーブ１３１上に１００〜６００μ
ｍの層厚（現像剤）に規制されて現像域へと搬送され
る。

【００２３】現像域における現像スリーブ１３１と感光
体ドラム１０との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい
０．２〜１．０ｍｍとして、この間にＶ_ACのＡＣバイア
スとＶ_DCのＤＣバイアスが重畳して印加される。Ｖ_DCと
Ｖ_H、トナーの帯電は同極性であるため、Ｖ_ACによって
キャリアから離脱するきっかけを与えられたトナーはＶ
_DCより電位の高いＶ_Hの部分には付着せず、Ｖ_DCより電
位の低いＶ_L部分に付着し顕像化（反転現像）が行われ
る。

【００２４】１色目の顕像化が終った後２色目のマゼン
タの画像形成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器１
１による一様帯電が行われ、２色目の画像データによる
潜像が像露光手段１２によって形成される。

【００２５】再び感光体ドラム１０周面の全面に亘って
Ｖ_Hの電位となった感光体のうち、１色目の画像のない
部分に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行
われるが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行
う部分では、１色目の付着したトナーにより遮光とトナ
ー自身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ
_DCとＶ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色
目と２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ
_Lの潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバラン
スが崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M＞
Ｖ_Lとなる中間電位とすることもある。

【００２６】３色目のシアン、４色目の黒色についても
２色目のマゼンタと同様の画像形成行程が行われ、感光
体ドラム１０周面上には４色の顕像が形成される。

【００２７】（トナー補給）トナー補給手段１４は、着
脱可能な複数のトナーカートリッジ１４０を備え、該ト
ナーカートリッジ１４０から排出されたトナーは、トナ
ーホッパ部１４１、トナー搬送経路１４２を介して、前
記複数の現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋにそれ
ぞれ対応するトナーを制御して補給する。

【００２８】（転写前処理）前記現像器１３Ｋと転写ロ
ーラ１６との間には、転写前帯電器１５が設置されてお
り、該転写前帯電器１５には高圧電源２６が接続されて
いる（請求項１の実施の形態）。感光体ドラム１０に負
帯電ＯＰＣを用いた場合、感光体ドラム１０の帯電極性
は負であり、現像器１３内のトナーの極性も負である。
現像後の感光体ドラム１０上のトナー像は、転写前帯電
器１５により、帯電器１１と同極性の負の電荷が与えら
れ、感光体ドラム１０上に積層された複数色のトナーの
表面電位をほぼ均一にする負の電荷を与えることができ
る。また、各色トナーごとの電荷量の差があっても、転
写前帯電器１５により負の電荷が与えられることによ
り、帯電量のムラがなくなり、転写条件をほぼ等しくす
ることができる。この結果、濃度不足や転写ハジキのな
い良好なカラー画像を形成することができる。図２は、
本発明の転写前帯電器１５を設けたカラー画像形成装置
による現像、転写プロセスの表面電位を示すモデル図で
ある。

【００２９】前記現像器１３Ｋと転写ローラ１６との間
には、転写前処理手段の他の実施形態として、転写前露
光手段２０が設置されている（請求項２の実施の形
態）。該転写前露光手段２０としては、後述のＬＥＤア
レイやＬＤが使用可能である。現像処理と転写処理との
間で全面露光処理を行うことにより、１色目と２色目と
の転写条件のズレがなくなり、その結果、濃度不足や画
該ハジキのない良好な画像が得られた。同時に、転写後
の感光体ドラム１０の表面電位が下がっているため、分
離バイアスを下げる事ができ、電源コストの低減が可能
となり、また、装置の小型化や省電力にも有効である。

【００３０】（給紙）一方、給紙手段２２の給紙カセッ
ト２２０内に収容された転写材は、半月ローラ２２１に
より送り出されて、中間ローラ２２２を介してレジスト
ローラ２２３で一旦停止し、転写のタイミングの整った
時点でレジストローラ２２３の回転作動により転写域へ
と給紙される。

【００３１】（転写）転写域においては転写のタイミン
グに同期して感光体ドラム１０の周面に転写ローラ１６
が圧接され、給紙された転写材を挟着して多色像が一括
して転写される。上記転写ローラ１６によるローラ転写
は、転写材の背面に直接転写ローラ１６を接触させて、
トナーを圧接し、トナーと逆極性のバイアスを転写ロー
ラ１６に印加して転写を行う。

【００３２】（分離）次いで転写材は、分離手段１７に
よって除電され、感光体ドラム１０の周面より分離し
て、ガイド板又は搬送手段を経て、定着装置２３に搬送
される。なお、前記転写ローラ１６、分離手段１７は転
写材の通過後感光体ドラム１０の周面より退避離間し
て、次なるトナー像の形成に備える。

【００３３】（定着、排紙）定着装置２３に送り込まれ
た転写材は、熱ローラ（上ローラ）２３１と圧着ローラ
（下ローラ）２３２の加熱，加圧によってトナーを溶着
したのち、排紙ローラ２４を介して装置外部の排紙トレ
イ２５に排出される。

【００３４】（クリーニング）一方、転写材を分離した
感光体ドラム１０は、クリーニング装置１８のブレード
１８１の圧接により残留トナーを除去・清掃し、再び前
記ＰＣＬ１９による除電と帯電器１１による帯電を受け
て次なる画像形成のプロセスに入る。なお、前記のブレ
ード１８１は感光体面のクリーニング後、直ちに移動し
て感光体ドラム１０の周面より退避する。

【００３５】以下、前記画像形成装置の画像形成部を構
成する各機材の機能，性能の特徴について図を用いて説
明する。

【００３６】（像担持体１０）感光体ドラム１０は安
定した回転作動により周面のＯＰＣ感光体に前記の帯電
器１１による均一な帯電作用が実現される。帯電に際し
グリッド電位が制御されて帯電電位の安定が図られる。
感光体の仕様ならびにその帯電条件は一例として次のよ
うに設定される。特に、特開昭６４−１７０６６号、特
開平２−１８３２５８号、特開平２−１８３２６５号、
特開平３−１２８９７３号に記載のＹ型チタニルフタロ
シアニン若しくは多結晶型チタニルフタロシアニンを用
いたＯＰＣが好ましい。

【００３７】感光体：ＯＰＣ，直径１２０ｍｍ，線速１００ｍｍ／ｓｅｃ，負帯電帯電条件：帯電ワイヤ：白金線（クラッド又はアロイ）が好ましい。

【００３８】Ｖ_H：−７５０Ｖ，Ｖ_L：−５０Ｖ図１に示すカラー画像形成装置においては、感光体ドラ
ム１０上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナーを重ね合わせ
てカラー画像を形成するものであるから、Ａ４判サイズ
の転写材を使用し、長手（２９７ｍｍ）方向に搬送する
ためには、感光体ドラム１０の半径が４０ｍｍ以上必要
である。この必要最小半径寸法は、像の書き込みや現像
中に転写ローラが圧着または解除すると、像にズレを生
じるため、４０ｍｍ以上を必要とする。

【００３９】（像露光手段１２）感光体ドラム１０周
面のＯＰＣ感光体は帯電器１１により負帯電されたあ
と、像露光手段１２の図示しない半導体レーザユニット
の発光による露光を受けて静電潜像を形成する。

【００４０】プリンターコマンドを解読するフォーマッ
タからの画像データは、レーザダイオード（ＬＤ）変調
回路に送られて、変調された画像信号により半導体レー
ザユニットのＬＤが発光すると、そのビーム光はビーム
インデックスにより各走査線の同期が図られてポリゴン
ミラー１２１に投射される。

【００４１】ポリゴンミラー１２１はその多面体でビー
ム光を反射して走査し、その走査光はfθレンズ１２
２、シリンドリカルレンズ１２３によりビーム径が補正
されたあと反射ミラー１２４を介して感光体を露光して
主走査を行い、静電画像を形成する。

【００４２】レーザ光は光学系により６００ＤＰＩ相当
にビーム径が絞られる。従って高品質画像を得るために
はトナーの粒径も小さくする必要がある。本実施例では
各色とも８μｍのサイズのトナーを使用している。ただ
しユーザにとって最も重要なのは黒色の文字品質であ
り、黒色トナーは小粒径トナー（７〜１１μｍ）が好適
である。

【００４３】像露光の光学系としては例えば次に記す構
成のものが使用される。

【００４４】ポリゴンミラー：６面、回転数２３６００ｒｐｍ，エアーベアリング採用レンズ焦点距離：ｆ＝１４０ｍｍドットクロック：２０ＭＨｚビーム径：約６０×８０μｍ（現像手段１３）トナーカートリッジ１４０より供給
されたトナーは現像器の図１に示す右端部に落下され、
相反する方向に回転する一対の撹拌スクリュ１３３によ
ってキャリアと撹拌混合され、所定の帯電量（Ｑ／Ｍ）
に設定される。一方、トナー濃度は透磁率検知方法（Ｌ
検知方式）により検知され、この出力周波数にもとづい
てトナーの供給量を制御して５ないし７％程度のトナー
濃度値に設定制御される。

【００４５】撹拌された二成分現像剤は供給ローラ１３
４を介して現像スリーブ１３１に搬送され、層厚規制部
材１３２によって薄層とされて感光体ドラム１０の現像
域に搬送され、次に記す現像条件によって静電潜像の反
転現像を行う。この現像方式では現像剤の穂立とドラム
とは非接触状態で現像が行われ、直流成分に交流成分を
重ね合わせた現像電界により非接触二成分反転現像が行
われる。

【００４６】現像間隙：０．５ｍｍトナー搬送量：２０〜３０ｍｇ／ｃｍ² 現像バイアス（ＡＣ）：１．７ｋｖ，８ＫＨｚ（ＤＣ）： −６５０Ｖ現像スリーブ回転方向：感光体ドラムに対し正転画像濃度調整：現像スリーブ回転数制御又は現像バイアス制御（レーザビームにより感光体に標準票板を形成し、現像後反射濃度を測定し画像濃度調整を行う）トナー濃度制御：Ｌ検知方式（転写前帯電器１５）コロトロン型またはスコロトロ
ン型コロナ放電器、鋸歯電極（図５（Ａ）参照）、ブラ
シ電極（図５（Ｂ），（Ｃ）参照）の何れかを現像手段
１３と転写ローラ１６の間に配置した。なお、転写前帯
電器１５を設置する代わりに、感光体ドラム１０をさら
に１回転させ、前記帯電器１１により転写前帯電を行う
ようにしてもよい。

【００４７】（転写前露光手段２０）前記転写前帯電
器１５の代わりに、複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）
を直線配列したＬＥＤアレイを現像手段１３と転写ロー
ラ１６の間に配置した。または、半導体レーザダイオー
ド（ＬＤ）より発光されたビームを回転多面鏡により偏
向して、感光体ドラム１０上に走査露光することも可能
である。

【００４８】（転写手段１６）図４は単層タイプの転
写ローラ１６の斜視図である。図において、転写ローラ
１６は、ステンレス鋼棒から成る軸体（芯金）１６１
と、その外周にポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ス
チレンブタジエン共重合体エラストマー、オレフィン系
エラストマー等の樹脂材を、セルサイズ１０〜３００μ
ｍ程度の発泡タイプ若しくは連泡タイプで形成し、更に
上記樹脂材に導電性付与剤としてカーボンブラック等の
無機物及び／又は有機導電剤を混在させた電荷供給可能
な導電性とした弾性部１６２とから構成されている。な
お、弾性部１６２としてカーボンブラックを含有した発
泡ポリウレタン系樹脂のルビセルローラ（トーヨーポリ
マー（株）製造）を用いた。該転写ローラ１６の電気抵
抗は２×１０⁸Ω、ゴム硬度はアスカーＣスケールで硬
度２５°程度が好ましい。なお、弾性部１６２の外径は
１６ｍｍ、軸体１６１の外径は８ｍｍのものを用いた。

【００４９】転写ローラ１６他の具体例として、イオン
導電性転写スポンジローラ（ブリジストン社製）も使用
可能である。該ローラは、アスカーＣ硬度３５°、電気
抵抗３×１０⁷Ωで、特に量産性に適し、転写ローラと
して好適である。

【００５０】また、転写ローラとしては、住友ゴム社製
のイオン導電性スポンジローラ、アスカーＣ硬度３０
°、電気抵抗７．５×１０⁷Ωも適用可能である。

【００５１】転写ローラ１６の他の具体例として、シリ
コーン系スポンジローラ（発泡タイプ）（信越ポリマー
社製）のうち、アスカーＣ硬度３０°、電気抵抗１０⁶
〜１０⁸Ωのものも転写ローラとして使用可能である。

【００５２】転写ローラ１６の更に他の具体例として、
北辰工業(株)製のエステル系ウレタンスポンジローラ
（発泡タイプ）やエーテル系ウレタンスポンジローラ
（発泡タイプ）で、アスカーＣ硬度３０〜４０°、電気
抵抗１０⁶〜１０⁸Ωのものも使用可能である。

【００５３】なお、上記単層タイプの転写ローラ１６の
弾性部１６２の外周面上に樹脂材料から成る表面被覆層
を設けた被覆タイプの転写ローラや、前記弾性部を２層
構成にした転写ローラも適用可能である。

【００５４】電気抵抗の測定方法は、例えば温度２０
℃、湿度５０％の常温常湿環境下で、転写ローラ１６の
両軸端をそれぞれ３００ｇ／ｃｍ²の押圧力でアルミニ
ウム素管に加重して、線速９０ｍｍ／ｓｅｃで転写ロー
ラ１６の弾性部とアルミニウム素管表面とを圧接回転さ
せながら行った。そして転写ローラ１６に接続した定電
圧電源と、アルミニウム素管に接続した電流計とによ
り、測定された電流値から定電圧値に基づき転写ローラ
１６の電気抵抗を測定した。転写ローラ１６は感光体ド
ラム１０の周面に対する位置が可変であって、単色画像
のプリント時には図１に示す如く好ましくは常に圧接状
態（転写時のみ圧接でも可）に置かれるが、カラー画像
の形成中には退避して離間した位置に保たれ、転写時に
のみ圧接される。この場合の押圧力としては、ローラ単
位長さ当たりの力として５〜５００ｇ／ｃｍ、ローラ単
位面積当たりの力として２５〜２０００ｇ／ｃｍ²であ
ることが望ましく、圧接状態のニップ幅として０．５〜
５ｍｍ程度であることが望ましい。一方、分離手段１７
も転写ローラ１６の位置変動にほぼ同期して感光体ドラ
ム１０の周面に圧接ならびに離間の作動をすることが望
ましい。

【００５５】本実施例の装置には、転写用電源の印加電
圧が＋１．５ないし４ｋＶＤＣ或いは＋５ないし４０μ
ＡＤＣで、又分離手段１７にはＤＣとＡＣを重畳したバ
イアス電圧を印加する分離用電源が使用される。

【００５６】（分離手段１７）ベルト感光体や小径ド
ラム感光体では、分離部の小さな曲率半径を利用して、
転写材Ｓの剛性のみで分離させることができるが、感光
体形状の制約を受ける。又高速機等ではＡＣ除電分離と
併用することで安定した高速の分離を達成している。Ａ
Ｃ除電分離は、転写の直後に記録紙を交流コロナ又は高
電圧交流で除電して記録紙の感光体への静電吸着力を低
減し、紙の剛性や自重を利用して分離するものである。
しかし、ＡＣ除電が強すぎると画像抜けの転写不良が発
生しやすく、弱いと薄く剛性の弱い記録紙ほど分離が難
しくなるため、記録紙種や環境を考慮して除電量をバラ
ンス良く設定する必要がある。除電による分離手段の各
種実施例を図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す。

【００５７】図５（Ａ）は、分離手段１７の一実施例を
示し、尖突型電極板（鋸歯電極）１７Ａの正面図であ
る。該尖突型電極板１７Ａは、板厚０．１〜２．０ｍｍ
のステンレス鋼薄板、銅板、鉄板、アルミニウム合金板
等の導電性金属基板から形成され、一方の端面に図示の
ような複数の尖突状山型が等高状に直列配置されてい
る。その山の高さａは１〜１０ｍｍ、山のピッチｂは１
〜１０ｍｍの範囲に形成されている。

【００５８】図５（Ｂ），（Ｃ）は、ステンレス鋼線又
はアルミニウム線等の金属細線（フィラメント）から成
る導電性細線１７１を保持部材１７２に１列又は複数列
配置した分離手段１７の斜視図であり、図５（Ｂ）は密
集配列型分離ブラシ１７Ｂ、図５（Ｃ）は疎ら配列型分
離ブラシ１７Ｃを示す。上記導電性細線１７１の直径は
０．０１〜０．１ｍｍ、保持部材１７２からの金属線の
突出長さは２〜２０ｍｍである。図５（Ｃ）に示す疎ら
配列型においては、各導電性細線１９１の各束毎に間隔
を０．５〜５ｍｍに配列したものが分離効果として好ま
しい結果が得られた。尚、上記導電性細線１７１とし
て、金属細線の代りに、レーヨン等に導電性付与剤を添
加した導電性繊維を用いた分離ブラシ１７Ｂ，１７Ｃを
形成することも可能である。

【００５９】コロナ放電電極の一例である鋸歯電極１７
Ａは、等長で一定のピッチを有する複数個の電極先端で
ある尖頭部を直線配列したもので、尖頭部は像担持体１
０の円周面に対向するように設置されている。該鋸歯電
極１７Ａは、例えば、厚さ０．１ｍｍのステンレス鋼板
をエッチング加工により作られ、尖頭部のピッチは２ｍ
ｍ、山部の高さは３ｍｍ、山部の頂角は１５°、山部の
先端半径は２０μｍ以下に加工されたものである。

【００６０】上記鋸歯電極１７Ａの各環境条件下の分離
条件を表１に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】なお、周波数を１ｋＨｚに、感光体ドラム
１０の周面と鋸歯電極１７Ａの尖頭部との距離を３．５
ｍｍに設定した。表１に示すように、分離バイアス値が
高いから、鋸歯電極１７Ａの周囲の部材、例えば転写ロ
ーラや他の周辺の金属導体にに放電しないように、鋸歯
電極１７Ａの尖頭部以外を絶縁体で被覆したり、ある程
度距離を離すようにする。

【００６３】次に、本発明による転写前手段を備えた画
像形成装置とを実験結果により比較する。

【００６４】（比較例）図６は、転写前手段を有せず、
１色目の現像と２色目の現像後に転写を行う従来の画像
形成装置における常温常湿条件（ＮＮ）下での転写電流
とトナー濃度の関係を示す特性図であり、折れ線Ａ１は
１色目の現像後のトナー濃度を、折れ線Ａ２は２色目の
現像後のトナー濃度をそれぞれ示す。折れ線Ａ１に示す
１色目の現像時の均一濃度範囲での転写電流値は８〜１
６μＡである。折れ線Ａ２に示す２色目の現像時の均一
濃度範囲での転写電流値は１２〜２４μＡである。した
がって、この２色のトナーにより良好な現像をする転写
電流の適正値は、上記１色目の現像時の均一濃度範囲と
２色目の現像時の均一濃度範囲とが重複する共通領域で
ある転写電流値は１２〜１６μＡの範囲である。すなわ
ち、常温常湿条件（ＮＮ）下での転写電流の共通領域
は、４μＡの狭い幅である。この狭い転写電流の共通領
域を外れると、前述の転写濃度不足や画像ハジキ等の転
写不良を発生する。

【００６５】図７は、上記の従来の転写方式の転写電流
特性図である。図７（ａ）は、常温常湿条件（ＮＮ）下
での適正トナー濃度を得る転写電流の特性図である。こ
の場合の転写電流の共通領域は４μＡである。図７
（ｂ）は、低温低湿条件（ＬＬ）下での適正トナー濃度
を得る転写電流の特性図である。この場合、１色目の現
像時の均一濃度範囲と２色目の現像時の均一濃度範囲と
が重複する共通領域は存在せず、転写電流値４μＡの幅
で離間し、適正な転写電流は得られない。図７（ｃ）
は、高温高湿条件（ＨＨ）下での適正トナー濃度を得る
転写電流の特性図である。この場合も、１色目の現像時
の均一濃度範囲と２色目の現像時の均一濃度範囲とが重
複する共通領域は存在せず、転写電流値２μＡの幅で離
間し、適正な転写電流は得られない。

【００６６】

【表２】

【００６７】表２に上記環境条件と共通領域との関係を
まとめて示した。ここで（＋）共通領域は重複を、
（−）共通領域は非重複を示す。以上述べたように、上
記の従来の転写方式では、常温常湿条件（ＮＮ）下で狭
い範囲の共通転写電流領域が得られるが、低温低湿条件
（ＬＬ）や高温高湿条件（ＨＨ）での厳しい環境下では
共通転写電流領域がなく、適正な転写が困難である。

【００６８】なお、ここで使用した転写ローラ１６は、
住友ゴム（株）製のイオン導電タイプ、電気抵抗７．５
×１０⁷Ω、アスカーＣ硬度３０°の転写ローラ１６Ａ
である。

【００６９】その他の転写ローラを使用した比較例を以
下の表３及び表４に示す。

【００７０】

【表３】

【００７１】表３は、上記転写ローラ１６の代わりに、
下記の転写ローラ１６Ｂを使用して前記と同様に転写電
流特性を実験により求めた結果をまとめたものである。
該転写ローラ１６Ｂは、ブリジストン（株）製のイオン
導電タイプ、電気抵抗３×１０⁷Ω、アスカーＣ硬度３
５°である。

【００７２】

【表４】

【００７３】表４は、上記転写ローラ１６の代わりに、
下記の転写ローラ１６Ｃを使用して前記と同様に転写電
流特性を実験により求めた結果をまとめたものである。
該転写ローラ１６Ｃは、トーヨーポリマー（株）製の電
子導電タイプ、電気抵抗２×１０⁸Ω、アスカーＣ硬度
２５°である。

【００７４】上記表３、表４に示すように、表１と同様
に従来の転写方式では、常温常湿条件（ＮＮ）下で狭い
範囲の共通転写電流領域が得られるが、低温低湿条件
（ＬＬ）や高温高湿条件（ＨＨ）での厳しい環境下では
共通転写電流領域がなく、適正な転写が困難である。

【００７５】（実施例１）現像手段１３と転写手段（転
写ローラ１６）の間に、本発明による転写前帯電器１５
を設けた。なお、転写前帯電器１５として、コロトロン
型またはスコロトロン型コロナ放電器、鋸歯電極、ブラ
シ電極等を試用したが、効果はほぼ同等であった。

【００７６】図８は、転写前帯電器１５を備え、１色目
の現像と２色目の現像とを終了した後に転写前放電を行
う本発明の画像形成装置における常温常湿条件（ＮＮ）
下での転写電流とトナー濃度の関係を示す特性図であ
る。図中で折れ線Ｂ１は１色目の現像後のトナー濃度
を、折れ線Ｂ２は２色目の現像後のトナー濃度をそれぞ
れ示す。折れ線Ｂ１に示す１色目の現像時の均一濃度範
囲での転写電流値１２〜２４μＡである。折れ線Ｂ２に
示す２色目の現像時の均一濃度範囲での転写電流値１２
〜２２μＡである。したがって、この２色のトナーによ
り良好な現像をする転写電流の適正値は、上記１色目の
現像時の均一濃度範囲と２色目の現像時の均一濃度範囲
とが重複する共通領域である転写電流値１２〜２２μＡ
の範囲である。すなわち、常温常湿条件（ＮＮ）下での
転写電流の共通領域は、１０μＡの広い幅である。この
広い転写電流の共通領域内では、前述の転写濃度不足や
画像ハジキ等の転写不良を発生することはない。

【００７７】図９は、上記の本発明による転写前帯電方
式の転写電流特性図である。図９（ａ）は、常温常湿条
件（ＮＮ）下での適正トナー濃度を得る転写電流の特性
図である。この場合の転写電流の共通領域は前述のよう
に１０μＡである。図９（ｂ）は、低温低湿条件（Ｌ
Ｌ）下での適正トナー濃度を得る転写電流の特性図であ
る。この場合、１色目の現像時の均一濃度範囲は６〜１
４μＡ、２色目の現像時の均一濃度範囲は６〜１２μＡ
であり、重複する共通領域は６μＡであり、ＬＬにおけ
る適正転写電流範囲は前記ＮＮの１０μＡに対して少な
くなるが、転写目的は達成される。図９（ｃ）は、高温
高湿条件（ＨＨ）下での適正トナー濃度を得る転写電流
の特性図である。この場合も、１色目の現像時の均一濃
度範囲は１４〜２４μＡ、２色目の現像時の均一濃度範
囲は１４〜２２μＡであり、重複する共通領域は８μＡ
であり、ＨＨにおける適正転写電流範囲は前記ＮＮの１
０μＡに対して若干少なくなるが、転写目的は十分達成
される。

【００７８】

【表５】

【００７９】表５に上記環境条件と共通領域との関係を
まとめて示した。以上述べたように、上記の本発明の転
写前帯電方式では、常温常湿条件（ＮＮ）下は勿論、低
温低湿条件（ＬＬ）下や高温高湿条件（ＨＨ）下での厳
しい環境下でモ共通転写電流領域が広くなり、適正な転
写が達成される。なお、ここで使用した転写ローラ１６
は、前記の住友ゴム（株）製のイオン導電タイプ、電気
抵抗７．５×１０⁷Ω、アスカーＣ硬度３０°の転写ロ
ーラ１６Ａである。

【００８０】その他の転写ローラを使用した比較例を以
下の表６及び表７に示す。

【００８１】

【表６】

【００８２】表６は、前記転写ローラ１６Ｂを使用して
前記と同様に転写電流特性を実験により求めた結果をま
とめたものである。該転写ローラ１６Ｂは、ブリジスト
ン（株）製のイオン導電タイプ、電気抵抗３×１０
⁷Ω、アスカーＣ硬度３５°である。

【００８３】

【表７】

【００８４】表７は、前記転写ローラ１６Ｃを使用して
前記と同様に転写電流特性を実験により求めた結果をま
とめたものである。該転写ローラ１６Ｃは、トーヨーポ
リマー（株）製の電子導電タイプ、電気抵抗２×１０⁸
Ω、アスカーＣ硬度２５°の転写ローラである。

【００８５】上記表６、表７に示すように、表５と同様
に、常温常湿条件（ＮＮ）下は勿論、低温低湿条件（Ｌ
Ｌ）下や高温高湿条件（ＨＨ）下での厳しい環境下でも
共通転写電流領域が広くなり、適正な転写が達成され
る。

【００８６】（実施例２）図１０はこの発明を適用する
画像形成装置の他の実施例を示すカラープリンタの断面
構成図である。なお、図面に使用されている符号につい
て、図１と同じ機能を有する部分には、同符号を付して
いる。また、前記実施例と異なる点を説明する。

【００８７】図１０において、現像器１３Ｋと転写ロー
ラ１６との間には、転写前処理手段の他の実施形態とし
て、転写前露光手段２０が設置されている（請求項２の
実施の形態）。

【００８８】図１１は、転写前露光手段２０を備え、１
色目の現像と２色目の現像とを終了した後に転写前露光
処理を行う本発明の画像形成装置における常温常湿条件
（ＮＮ）下での転写電流とトナー濃度の関係を示す特性
図である。図中で折れ線Ｃ１は１色目の現像後のトナー
濃度を、折れ線Ｃ２は２色目の現像後のトナー濃度をそ
れぞれ示す。折れ線Ｃ１に示す１色目の現像時の均一濃
度範囲での転写電流値１０〜２８μＡである。折れ線Ｃ
２に示す２色目の現像時の均一濃度範囲での転写電流値
１０〜２０μＡである。したがって、この２色のトナー
により良好な現像をする転写電流の適正値は、上記１色
目の現像時の均一濃度範囲と２色目の現像時の均一濃度
範囲とが重複する共通領域である転写電流値１０〜２０
μＡの範囲である。すなわち、常温常湿条件（ＮＮ）下
での転写電流の共通領域は、１０μＡの広い幅である。
この広い転写電流の共通領域内では、前述の転写濃度不
足や画像ハジキ等の転写不良を発生することはない。

【００８９】図１２は、上記の本発明による転写前露光
方式の転写電流特性図である。図１２（ａ）は、常温常
湿条件（ＮＮ）下での適正トナー濃度を得る転写電流の
特性図である。この場合の転写電流の共通領域は前述の
ように１０μＡである。図１２（ｂ）は、低温低湿条件
（ＬＬ）下での適正トナー濃度を得る転写電流の特性図
である。この場合、１色目の現像時の均一濃度範囲は８
〜２０μＡ、２色目の現像時の均一濃度範囲は８〜１６
μＡであり、重複する共通領域は８μＡであり、ＬＬに
おける適正転写電流範囲は前記ＮＮの１０μＡに対して
少なくなるが、転写目的は達成される。図１２（ｃ）
は、高温高湿条件（ＨＨ）下での適正トナー濃度を得る
転写電流の特性図である。この場合も、１色目の現像時
の均一濃度範囲は１０〜２４μＡ、２色目の現像時の均
一濃度範囲は１０〜１８μＡであり、重複する共通領域
は８μＡであり、ＨＨにおける適正転写電流範囲は前記
ＮＮの１０μＡに比して若干少なくなるが、転写目的は
十分達成される。

【００９０】

【表８】

【００９１】表８に上記各環境条件と共通領域との関係
をまとめて示した。ここで使用した転写ローラは、前記
の住友ゴム（株）製のイオン導電タイプ、電気抵抗７．
５×１０⁷Ω、アスカーＣ硬度３０°の転写ローラ１６
Ａ、ブリジストン（株）製のイオン導電タイプ、電気抵
抗３×１０⁷Ω、アスカーＣ硬度３５°の転写ローラ１
６Ｂ、トーヨーポリマー（株）製の電子導電タイプ、電
気抵抗２×１０⁸Ω、アスカーＣ硬度２５°の転写ロー
ラ１６Ｃである。表８に示すように、上記の本発明の転
写前露光方式では、常温常湿条件（ＮＮ）下は勿論、低
温低湿条件（ＬＬ）下や高温高湿条件（ＨＨ）下での厳
しい環境下でも共通転写電流領域が広くなり、適正な転
写が達成される。すなわち、あらゆる環境下で、従来の
方法に比べて共通転写領域が拡大し、画像ハジキや濃度
不足のない安定したカラー画像が得られる。同時に、分
離条件としての分離バイアスの適正値が下がり、安定性
が向上した。

【００９２】転写前露光手段２０を備えた画像形成装置
の各環境条件下の分離条件を表９に示す。

【００９３】

【表９】

【００９４】なお、周波数を１ｋＨｚに、感光体ドラム
１０の周面と鋸歯電極１７Ａの尖頭部との距離を３．５
ｍｍに設定した。表９に示すように、分離バイアス値を
表１に比して低減することが可能であるから、鋸歯電極
１７Ａの周囲の部材、例えば転写ローラや他の周辺の金
属導体への放電が少なくなり、安定化と小型化に有効で
ある。また、電源コストの低減や消費電力の節減や電源
部の小型化にも有効である。さらに、転写前露光手段２
０を設けることにより、長期間の安定した転写画質維持
が達成される。

【００９５】

【発明の効果】本発明の転写前帯電手段または転写前露
光手段を設けることにより、反転現像後の転写時に、あ
らゆる環境条件下で画像ハジキや濃度不足等の画像欠陥
の発生を防止して高画質の転写画像を得られた。特に、
カラー画像形成装置において、像担持体から転写材に一
括転写するときに、転写不良のない高画質のカラー転写
画像を得られる。また、分離バイアスの適正値が下が
り、安定性が向上した。これにより長期間の安定した転
写画質維持が達成される。さらに、電源コストの低減や
消費電力の節減や電源部の小型化にも有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の画像形成装置の一例としてのカラー
プリンタの断面構成図。

【図２】本発明の転写前帯電器を設けたカラー画像形成
装置による現像、転写プロセスの表面電位を示すモデル
図。

【図３】従来の２色の画像形成をする場合の表面電位の
モデル図。

【図４】転写ローラの斜視図。

【図５】分離手段の各種実施例を示す正面図。

【図６】従来の画像形成装置における常温常湿条件下で
の転写電流と画像濃度の関係を示す特性図。

【図７】従来の転写方式の転写電流特性図。

【図８】転写前帯電器を備えた本発明の画像形成装置に
おける常温常湿条件下での転写電流と画像濃度の関係を
示す特性図。

【図９】本発明による転写前帯電方式の転写電流特性
図。

【図１０】この発明を適用するカラープリンタの他の実
施例を示す断面構成図。

【図１１】転写前露光処理を行う本発明の画像形成装置
における常温常湿条件下での転写電流と画像濃度の関係
を示す特性図。

【図１２】上記の本発明による転写前露光方式の転写電
流特性図。

【符号の説明】

１０感光体ドラム（像担持体）１０３感光体ベルト（像担持体）１１帯電器１２像露光手段１３現像手段１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ現像器１５転写前帯電手段（転写前帯電器）１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ転写ローラ（転写手
段）１７分離手段１７Ａ尖突型電極板（鋸歯電極）２０転写前露光手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回動される像担持体上に形成された静電
潜像を、異なる色の帯電トナーを有する複数の現像手段
により現像して多色トナー像に形成し、該多色トナー像
を前記像担持体と転写手段とが圧接する転写部において
給紙部から給送されて通過する転写材に静電転写したの
ち、該転写材を分離手段により像担持体から分離し、搬
送手段により搬出させるカラー画像形成装置において、前記現像手段と転写手段との間に、１色目の現像時と２
色目以降の現像時との転写部における像担持体上の各表
面電位を均一にさせる転写前帯電手段を設けたことを特
徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】回動される像担持体上に形成された静電
潜像を、異なる色の帯電トナーを有する複数の現像手段
により現像して多色トナー像に形成し、該多色トナー像
を前記像担持体と転写手段とが圧接する転写部において
給紙部から給送されて通過する転写材に静電転写したの
ち、該転写材を分離手段により像担持体から分離し、搬
送手段により搬出させるカラー画像形成装置において、前記現像手段と転写手段との間に、１色目の現像時と２
色目以降の現像時との転写部における像担持体上の各表
面電位を均一にさせる転写前露光手段を設けたことを特
徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体上に現像手段により２色以
上の重ね合わせトナー像を形成し、該像担持体と転写手
段とが対向する転写部において転写材に一括転写するこ
とを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形
成装置。
【請求項４】前記転写手段が転写ローラであることを
特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装
置。
【請求項５】前記転写ローラが前記像担持体表面に対
して圧接、離間可能であることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】前記現像手段が、磁性キャリア粒子とト
ナー粒子とから成る二成分現像剤により前記像担持体上
に形成された静電潜像を現像してトナー像に形成する現
像手段であることを特徴とする請求項１または２に記載
のカラー画像形成装置。
【請求項７】前記現像手段が、前記静電潜像を担持す
る像担持体と現像剤を担持する前記現像手段とが対峙す
る現像領域に、直流成分に交流成分を重畳させるバイア
ス電界印加による非接触現像手段であることを特徴とす
る請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項８】前記現像手段が、前記像担持体上に形成
された光ビームスポットによる静電潜像を現像する反転
現像手段であることを特徴とする請求項１または２に記
載のカラー画像形成装置。
【請求項９】前記像担持体が、直径８０ｍｍ以上のド
ラム状の像担持体、又は少なくとも転写又は分離部位で
曲率半径４０ｍｍ以上のベルト状の像担持体であること
を特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成
装置。