JPH11143256A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁力と熱を用いて高い転写効率を実現するこ
とができる電子写真装置を提供する。 【解決手段】 転写ローラ１２は、画像記録媒体１１を
挾んで感光体２に当接し、電界を発生して、感光体２上
のトナー画像を形成するトナー５ａを画像記録媒体１１
上に転写する。転写ローラ１２は、ヒータ１４と電磁磁
石１５とを内蔵している。トナー５ａが転写ローラ１２
の真上位置に近づくと、ヒータ１４の発する熱により加
熱溶融され、粉体状から塊状になる。この後、塊状のト
ナー５ａが転写ローラ１２の真上位置にくると、電磁磁
石１５が発生する磁界１７により吸引される。このよう
な転写プロセスが行なわれる転写プロセス部７には温度
センサ、湿度センサが配置され、その検出温度、湿度に
基づいて、電源回路１６を制御し、ヒータ１４の温度や
電磁磁石１５の磁界の強さを調節する。

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、プリンタ、複写
機、ファクシミリなど、電子写真方式の画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真方式の画像形成装置で
は、感光体表面に形成した静電潜像をトナーで現像し、
トナー画像を形成する。そして、その後の転写プロセス
においては、画像記録媒体を挾んで、転写印加電圧を印
加した転写ローラを感光体表面に当接し、転写印加電圧
により感光体と転写ローラとの間に発生させた電界を利
用して、静電効果によりトナー画像を画像記録媒体に転
写するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術では、感光体表面の帯電を実現するために導電
性のトナーを使用しているため、転写プロセスでの記録
解像度の低下や記録画像濃度の低下という不具合があ
る。すなわち、これは、感光体に付着したトナー画像
は、画像記録媒体に接近すると転写印加電圧に応じたク
ーロン力により画像記録媒体に付着するが、その直後に
トナーの極性が反転し、再び、感光体側に移動する、そ
してまた、画像記録媒体に付着する、……という繰り返
し現象（いわゆるジャンピング現象）が生じるためであ
る。

【０００４】そこで、絶縁性のトナーを用いる、いわゆ
る２成分現像も検討されているが、トナーの混合比率の
制御などの問題で装置が複雑化し、１成分トナーを用い
た画像形成装置の特徴を活かしきれないという不具合が
ある。

【０００５】また、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラ
ックなどの導電性のトナーを画像記録媒体上に積層して
カラー画像を形成する技術では、そのトナーの積層プロ
セスで２層目以上のトナーは前記と同様にトナーの極性
の反転によりジャンピング現象を生じ、画像記録媒体上
に積層し難いという不具合がある。

【０００６】さらに、カールソン方式の電子写真技術に
おいても、導電性磁性トナーを使用する場合には、前記
のような不具合が生じていた。

【０００７】特開平５−２６５２６１号公報において
は、上記のような不具合を解決するため、コロナ転写器
に磁性部材を配した技術が開示されている。

【０００８】しかし、この技術ではコロナ方式を用いて
いるため、前記のようなカラー画像を形成する場合に
は、トナーを積層するに際して、先に画像記録媒体に付
着していたトナーの電荷のリークが解決できないという
不具合がある。

【０００９】このように、従来は、導電性磁性トナーを
使用する電子写真方式の画像形成装置において、ジャン
ピング現象を適切に解決することができないために、高
記録密度、高画像濃度を実現できず、また、複数色のト
ナーを積層してカラー画像を形成することができなかっ
た。

【００１０】この発明の目的は、磁力と熱を用いて高い
転写効率を実現することができる画像形成装置を提供す
ることにある。

【００１１】この発明の別の目的は、磁力と熱を適切に
用いて、さらに高い転写効率を実現することができる画
像形成装置を提供することにある。

【００１２】この発明の別の目的は、転写効率を常に一
定にすることができる画像形成装置を提供することにあ
る。

【００１３】この発明の別の目的は、複数色のトナーを
重ね合わせて画像を形成するのに際して、高精度で高効
率の転写プロセスを実現することができる画像形成装置
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、感光体と、この感光体上を露光して静電潜像を形成
する露光装置と、この静電潜像を磁性を有するトナーで
現像する現像装置と、この現像後のトナー画像を画像記
録媒体に転写する転写装置と、前記トナー画像を形成す
るトナーを加熱する加熱装置と、磁界を発生して前記ト
ナー画像を前記画像記録媒体に引き付ける磁界発生装置
と、を備えている。

【００１５】従って、感光体上のトナー画像を加熱し、
磁界の発生により画像記録媒体に引き付けることによ
り、ジャンピング現象を克服することが可能となる。

【００１６】請求項２に記載の発明は、加熱装置は、ト
ナー画像を形成するトナーを加熱溶融し、磁界発生装置
は、前記加熱溶融後のトナーを前記画像記録媒体に引き
付けるものである。

【００１７】従って、感光体上のトナー画像をまず加熱
溶融して粉体状態から溶融固体塊状態にし、その後、こ
のトナーを磁界の発生により画像記録媒体に引き付ける
ことで、ジャンピング現象を克服することが可能とな
る。

【００１８】請求項３に記載の発明は、加熱装置により
発生する熱と磁界発生装置により発生する磁界とのうち
少なくとも一方の発生量を調節する調節手段と、トナー
の付着能力に影響を与える物理量を転写を行なう空間で
検出するセンサと、この検知した物理量に基づいて前記
調節手段を制御する制御手段と、を備えているものであ
る。

【００１９】従って、温度、湿度などトナーの付着能力
に影響を与える物理量を転写を行なう空間で観測し、こ
の検知した物理量に基づいて、加熱装置により発生する
熱と磁界発生装置により発生する磁界とのうち少なくと
も一方の発生量を調節することができる。

【００２０】請求項４に記載の発明は、感光体は、複数
色のトナーの各々に対応して複数設けられ、転写装置
は、画像記録媒体を各感光体の近傍に順次移送し前記各
感光体に形成された各トナー画像を画像記録媒体に転写
して前記複数色のトナーが重ね合わされた画像を形成す
るものであり、加熱装置及び磁界発生装置は、前記複数
の感光体のうちの少なくともひとつについてトナー画像
を加熱し磁界で画像記録媒体に引き付けるものであっ
て、調節手段は、この加熱され引き付けられるトナー画
像を形成する感光体のうち少なくともひとつについて、
加熱装置により発生する熱と磁界発生装置により発生す
る磁界とのうち少なくとも一方の発生量を調節するもの
である。

【００２１】従って、少なくとも１色のトナーについて
は、温度、湿度などトナーの付着能力に影響を与える物
理量を転写を行なう空間で観測し、この検知した物理量
に基づいて、加熱装置により発生する熱と磁界発生装置
により発生する磁界とのうち少なくとも一方の発生量を
調節することができるようにして、トナーの積層条件に
適応した一定の転写力を確保し、下層のトナー画像に対
して位置ずれすることなく上層のトナーを積層して記録
媒体に転写することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】〔発明の第１の実施の形態〕図１
は、この発明の第１の実施の形態にかかる電子写真装置
１の機器構成の概略を示す概念図である。同図に示すよ
うに、この電子写真装置１は、感光体２と、この感光体
２の近傍に配置された現像ローラ３（この発明の現像装
置の一例である）とを備えている。この現像ローラ３は
磁気ローラと現像スリーブを備え、電源回路４により現
像印加電圧が印加されて、磁性を有するトナー５を帯電
する。トナー５は現像ローラ３の回転により図１におい
て反時計方向に搬送され、同時に図１において時計方向
に回転する感光体２と接触し、トナー５により感光体２
の表面を均一に帯電する。

【００２３】露光装置６は、均一に帯電された感光体２
の表面を露光する。そして、この感光体２の露光と同時
にまたは露光の直後にトナー５は感光体２の表面に吸着
されてトナー画像が形成される。この感光体２上のトナ
ー画像は、図１において時計方向への感光体２の回転に
より転写プロセス部７に移動する。なお、電子写真装置
１は、図示しないクリーニング装置や定着装置なども備
えているが、これらは従来より周知のものであるため、
詳細な説明は省略する。

【００２４】図２は、転写プロセス部７（この発明の転
写装置の一例である）の機器構成の概念図である。この
転写プロセス部７は画像記録媒体１１を挾んで感光体２
の表面に当接する転写ローラ１２を備えている。この転
写ローラ１２は、加熱ローラ１３、ヒータ１４（この発
明の加熱装置の一例である）、電磁磁石１５（この発明
の磁界発生装置の一例である）から構成されている。加
熱ローラ１３はシリコンゴムなどを材料としており、ヒ
ータ１４と電磁磁石１５は加熱ローラ１３内に配設され
ている。電源回路１６は転写ローラ１２に電力を供給す
る。そして、転写ローラ１２には転写印加電圧が印加さ
れて転写ローラ１２と感光体２との間に電界を発生さ
せ、この電界によりトナー画像を形成するトナー５ａが
画像記録媒体１１に転写される。また、ヒータ１４は加
熱ローラ１３を加熱してトナー５ａを加熱溶融し、電磁
磁石１５は磁界を発生してトナー５ａを画像記録媒体１
１に吸引する。

【００２５】図３は、この電子写真装置１の制御系の電
気的な接続を示すブロック図である。同図に示すよう
に、この制御系は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２
３、Ｉ／Ｏ装置２４が、バス２５により接続されてい
る。Ｉ／Ｏ装置２４には、前記電源回路４、前記電源回
路１６、光学系制御回路２８、温度センサ２６、湿度セ
ンサ２７が接続されている。ＲＯＭ２２には、電子写真
装置１の各部を制御する各種制御プログラムや固定デー
タが格納されている。光学系制御回路２８は前記露光装
置６の光学系を制御する回路である。温度センサ２６、
湿度センサ２７は、転写プロセス部７に設けられ、感光
体２から画像記録媒体１１へのトナー５ａの転写を行な
う空間領域での温度、湿度を検出する。Ｉ／Ｏ装置２４
には、図１に図示したもののほか、電子写真装置１で用
いる各種センサ、アクチュエータが接続されているが、
これらは従来より周知のものであるため、図示や詳細な
説明は省略する。

【００２６】以上のような機器構成の電子写真装置１に
おける転写プロセスについて、以下に説明する。すなわ
ち、ＲＯＭ２２内に格納されているプログラムによりＣ
ＰＵ２１は次のような制御を行なう。すなわち、図４に
示すように、感光体２の回転により転写ローラ１２の真
上位置に感光体２上のトナー画像を形成しているトナー
５ａが達する前からヒータ１４の発する熱を受けて溶融
して粉体状態から粉体が互いに溶融結合し、転写ローラ
１２の真上位置に達するまでにトナー塊となっている。
そして、電磁磁石１５から発する磁界１７は、図４に示
すように、主に転写ローラ１２の真上の所定位置に作用
し、トナー塊となったトナー５ａを吸引することでジャ
ンピング現象を克服し、高い転写効率を実現することが
できる。

【００２７】また、トナー５ａの感光体２に対する付着
条件は、感光体２から画像記録媒体１１へのトナー５ａ
の転写を行なう空間領域での温度、湿度により変化する
ので、この温度、湿度を温度センサ２６、湿度センサ２
７により検出し、この湿度や温度の高低に応じて電源回
路１６を制御して、ヒータ１４の温度や、磁界１７の強
さを調節し、トナー５ａの感光体２に対する付着条件を
常に最適なものとすることができる。すなわち、この実
施の形態の例では、図３の制御系と、電源回路１６を用
いて、この発明の調節手段と制御手段とを実現してい
る。

【００２８】さらに、電磁磁石１５により、転写プロセ
ス実行時以外のときに感光体２の残存トナーを吸着し
て、トナー飛散などの不具合を回避することも可能とな
る。

【００２９】〔発明の第２の実施の形態〕図５は、この
発明の第２の実施の形態にかかる電子写真装置３０の機
器構成の概略を示す概念図である。図５において、図１
〜図４と同一符号の部材などは、前記第１の実施の形態
と同様のものであるため、詳細な説明は省略する。

【００３０】この実施の形態の電子写真装置３０は、イ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの複数色のト
ナーを重ねてカラー画像を形成する場合の例である。こ
の電子写真装置３０は、第１、第２、第３、第４の色の
画像形成部３１、３２、３３、３４を備えている。この
第１、第２、第３、第４の色の画像形成部３１、３２、
３３、３４は、各々、感光体２、現像ローラ３、転写ロ
ーラ１２などを個別に備え、各々、感光体２に静電潜像
を形成して異なる色のトナーで現像したトナー画像を形
成する。そして、画像記録媒体１１が各感光体２の近傍
に順次移動して、各転写ローラ１２により各色のトナー
画像のトナー５ａが次々と転写され、各色のトナー画像
が重ねられたカラー画像が形成される。定着器３５は、
定着ローラ３６と加圧ローラ３７を備えていて、すべて
のトナー画像が画像記録媒体１１に転写された後、この
トナー画像を画像記録媒体１１上に定着する。

【００３１】この電子写真装置３０は、前記第１の実施
の形態の電子写真装置１を各色のトナーに対応して複数
台並べたような機器構成であり、第１、第２、第３、第
４の色の画像形成部３１、３２、３３、３４には、各々
前記転写ローラ１２を備え、各色のトナーを転写するに
あたり、前記ヒータ１４と電磁磁石１５の作用により、
トナー５ａを加熱溶融してトナー塊とした後、磁界の発
生により画像記録媒体１１に吸引することで、ジャンピ
ング現象を克服し、高い転写効率を実現することができ
る。

【００３２】また、第１、第２、第３、第４の色の画像
形成部３１、３２、３３、３４の各々で、感光体２から
画像記録媒体１１へのトナー５ａの転写を行なう空間領
域の温度、湿度を温度センサ２６、湿度センサ２７によ
り検出し、この湿度や温度の高低に応じて電源回路１６
を制御して、ヒータ１４の温度や、磁界１７の強さを調
節し、トナー５ａの感光体２に対する付着条件を常に最
適なものとすることができる。また、トナー５ａの積層
条件に適応した一定の転写力を確保し、下層のトナー画
像に対して位置ずれすることなく上層のトナーを積層し
て画像記録媒体１１に転写することができるので、複数
色のトナーを重ね合わせて画像を形成するについて、高
精度で高効率の転写プロセスを実現することができる。

【００３３】なお、いうまでもなく、前記各実施の形態
は、この発明を限定するものではない。例えば、前記電
磁磁石１５に代えて永久磁石を用いてもよい。また、前
記各実施の形態では、感光体２から画像記録媒体１１へ
のトナー５ａの転写を行なう空間領域の温度、湿度を、
温度センサ２６、湿度センサ２７により検出し、これに
基づいてヒータ１４の温度や、磁界１７の強さを調節し
ているが、温度や湿度のみならずトナーの付着能力に影
響を与える各種の物理量（ほかには、例えばトナー５の
磁性特性の変化など）を検出し、その検出結果に基づい
てヒータ１４の温度や、磁界１７の強さを調節するよう
にしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、感光体上のト
ナー画像を加熱し、磁界の発生により画像記録媒体に引
き付けることにより、ジャンピング現象を克服すること
が可能となるので、高い転写効率を実現することができ
る画像形成装置を提供することができる。

【００３５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、感光体上のトナー画像をまず加熱溶融
して粉体状態から溶融固体塊状態にし、その後、このト
ナーを磁界の発生により画像記録媒体に引き付けること
で、ジャンピング現象を克服することが可能となるの
で、さらに高い転写効率を実現することができる画像形
成装置を提供することができる。

【００３６】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、温度、湿度などトナーの付着
能力に影響を与える物理量を転写を行なう空間で観測
し、この検知した物理量に基づいて、加熱装置により発
生する熱と磁界発生装置により発生する磁界とのうち少
なくとも一方の発生量を調節することができるので、転
写効率を常に一定にすることができる画像形成装置を提
供することができる。

【００３７】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、少なくとも１色のトナーについては、
温度、湿度などトナーの付着能力に影響を与える物理量
を転写を行なう空間で観測し、この検知した物理量に基
づいて、加熱装置により発生する熱と磁界発生装置によ
り発生する磁界とのうち少なくとも一方の発生量を調節
することができるようにして、トナーの積層条件に適応
した一定の転写力を確保し、下層のトナー画像に対して
位置ずれすることなく上層のトナーを積層して記録媒体
に転写することができるので、複数色のトナーを重ね合
わせて画像を形成するのに際して、高精度で高効率の転
写プロセスを実現することができる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】この発明の第１の実施の形態にかかる電子写真
装置の概略の機器構成を示す概念図である。

【図２】前記電子写真装置の転写プロセス部の概念図で
ある。

【図３】前記電子写真装置の制御系の電気的接続を示す
ブロック図である。

【図４】前記転写プロセス部の動作を説明する概念図で
ある。

【図５】この発明の第２の実施の形態にかかる電子写真
装置の概略の機器構成を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ６ 露光装置 ７ 転写装置 １４ 加熱装置 １５ 磁界発生装置 ２６ センサ ２７ センサ ３０ 画像形成装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と、 この感光体上を露光して静電潜像を形成する露光装置
   と、 この静電潜像を磁性を有するトナーで現像する現像装置
   と、 この現像後のトナー画像を画像記録媒体に転写する転写
   装置と、 前記トナー画像を形成するトナーを加熱する加熱装置
   と、 磁界を発生して前記トナー画像を前記画像記録媒体に引
   き付ける磁界発生装置と、を備えている画像形成装置。
2. 【請求項２】 加熱装置は、トナー画像を形成するトナ
   ーを加熱溶融し、 磁界発生装置は、前記加熱溶融後のトナーを前記画像記
   録媒体に引き付けるものである請求項１に記載の画像形
   成装置。
3. 【請求項３】 加熱装置により発生する熱と磁界発生装
   置により発生する磁界とのうち少なくとも一方の発生量
   を調節する調節手段と、 トナーの付着能力に影響を与える物理量を転写を行なう
   空間で検出するセンサと、 この検知した物理量に基づいて前記調節手段を制御する
   制御手段と、を備えている請求項１または２に記載の画
   像形成装置。
4. 【請求項４】 感光体は、複数色のトナーの各々に対応
   して複数設けられ、 転写装置は、画像記録媒体を各感光体の近傍に順次移送
   し前記各感光体に形成された各トナー画像を画像記録媒
   体に転写して前記複数色のトナーが重ね合わされた画像
   を形成するものであり、 加熱装置及び磁界発生装置は、前記複数の感光体のうち
   の少なくともひとつについてトナー画像を加熱し磁界で
   画像記録媒体に引き付けるものであって、 調節手段は、この加熱され引き付けられるトナー画像を
   形成する感光体のうち少なくともひとつについて、加熱
   装置により発生する熱と磁界発生装置により発生する磁
   界とのうち少なくとも一方の発生量を調節するものであ
   る請求項１、２、３のいずれかに記載の画像形成装置。