JPH03107977A - 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】 の１ 本発明は、電子写真式或は静電記録式にて像担持体に潜
像を形成し、該潜像を現像手段にて可視画像とし、該可
視画像を転写装置にて転写材に転写することにより画像
を得る画像形成装置に関するものであり、特に、複数の
現像器を有し、像担持体上に形成した潜像を現像し、そ
のトナー像を転写装置により順次転写材に重ね転写して
画像を得る多色画像形成装置に好適に具現化し得るもの
である。

差速」と支止 従来、種々の多色画像形成装置が提案され、又市販され
ているが、第２図には代表的なカラー電子写真複写機の
一例が図示される。

第２図において、カラー電子写真複写機は、詳しくは後
述するが、本例では電子写真感光ドラムとされる像担持
体３に潜像を形成し、該潜像を複数の、例えばマゼンタ
、シアン、イエロー　ブラックの４種類の樹脂を基材と
した平均粒径１２μｍのトナーを含む４個の現像器ＩＭ
、ＩＣ１ＩＹ、ＩＢＫを備えた回転現像装置１にて色ト
ナー像となし、これらトナー像を、感光ドラム３表面に
近接配置したドラム形状の転写装置９に取着した紙など
のシート状転写材に重畳転写してカラー画像を得る構成
とされている。

このようなカラー電子写真複写機に使用される転写装置
９としては、第３図に略示するように、一対の環状部材
、本例では円筒状の部材９ａ、９ｂを同心的に配して両
者を連結部材９ｃによって一体的に結合し、更に、全周
にわたって誘電体材料で形成される転写材支持体、即ち
、誘電体シート９３で被覆して円筒状に形成した転写ド
ラムが使用されている。

更に、転写ドラム９の連結部材９ｃの外表面にはグリッ
パ９１を配し、感光ドラム３上のトナー像とタイミング
を合わせて供給される転写材Ｐを把持してこれを搬送し
、転写帯電器１０が配置された転写位置にて感光ドラム
３に近接する毎に各色のトナー像を転写材に転写してカ
ラー画像を形成したのち、グリッパ９１を解放して分離
手段１５により転写材を転写ドラムから分離する。

分離された転写材は搬送手段１６にて定着手段１７へと
送給される。

更に、近年、カラー電子写真複写機などの画像形成装置
が広く普及するに従い、その用途も多種多用に広がり、
その画像品質への要求も激しくなってきている。一般の
写真、カタログ、地図の如き画像の複写では、微細な部
分に至るまで、つぶれたり、とぎれたりすることな（、
極めて微細且つ忠実に再現することが求められている。

又、最近、デジタルな画像信号を使用しているカラー電
子写真複写機のような画像形成装置では、潜像は一定電
位のドツトが集まって形成されており、ベタ部、ハーフ
トーン部及びライト部はドツト密度を変えることによっ
て表現されている。

ところが、このような画像形成装置では、ドツトに忠実
にトナー粒子がのらず、ドツトからトナー粒子がはみ出
した状態では、デジタル潜像の黒部と白部のドツト密度
の比に対応するトナー画像）階調性が得られないという
問題がある。

更に、画質を向上させるために、ドツトサイズを小さく
して解像度を向上させる場合には、微少なドツトから形
成される潜像の再現性がさらに困難になり、解像度、及
び、特にハイライト部の階調性の悪い、シャープネスさ
に欠けた画像となる傾向がある。

これまでに、画質をよ（するという目的のために、い（
っかの現像剤が提供されている。トナーの小形化も、そ
の−環であり、例えば、特開昭６２−１５７０５１号公
報には、体積平均粒径が１〜９μｍのカラートナーを使
用することを提案している。

しかしながら、トナーの体積平均粒径を小さくするとフ
ァンデルワールス力などによる付着力が太き（なり、像
担持体である感光ドラムへの付着性が増す。

この傾向は、像保持体として表面に電荷移動層を有する
有機重合体を含有するような表面自由工ネルギーの大き
い像担持体を使用した場合に、より増長されてしまうの
で、この付着性を十分考慮して画像形成、特に転写工程
を行なわなくてはならな（なってきている。

が　　しよ　と　　る このようなカラー電子写真複写機においては、原稿画像
をマゼンタ像、シアン像、イエロー像、ブラック像と４
色に色分解して１色毎に感光ドラム上に潜像形成を行な
い、現像工程を経て転写材に転写されるため転写ドラム
は最低４回回転を行なう必要がある。

しかしながら、転写ドラム上に保持される転写材の大き
さによっては、転写ドラムが１回転することによって１
色分転写した後次の回転時に、例えば現像器の移動が終
了できなかったり、原稿読取光学手段がそのスタート位
置に戻ることができない等の理由で、次色の画像形成工
程のための準備が終了しておらず、この場合には、転写
ドラムは更に１回転して次色の画像形成Ｃための準備工
程が終了するのを待つ必要がある。このような次色）画
像形成のための準備工程が終了するのを待機するための
転写ドラムの回転、所謂・　「空回報時」には既に転写
材に転写されたトナー像が再び感光ドラムと接触するこ
とになる。

このときトナー及び感光ドラムの持つ付着力のために転
写材上のトナー像から逆に感光ドラム表面にトナーがオ
フセットしたり、或は転写材上にてトナーが移動させら
れて画像が流れたりして。

転写画像が乱れるという問題が発生した。

又、転写ドラム９において、第４図に図示するように、
誘電体シート９３を均一にならすことと、転写ニップを
かせぎ転写効率を上げ鮮明な転写像を得るために、誘電
体シート９３を押圧するべくバックアップ部材１８を用
いた場合には、上述した問題が顕著に発生した。

従って、本発明の目的は、一連の転写工程中に、転写装
置に転写材を保持し搬送する状態で、転写を行わない回
動時には、転写材に対し再び電界を印加することにより
、転写材上のトナーが像担持体の方へとオフセットした
り、転写材上のトナーが移動させられて画像が流れたり
することがなく、常に高品質の画像を得ることのできる
画像形成装置を提供することである。

るための 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、トナー像が形成される像担持体と
、転写材を支持し搬送する転写材支持部材を備え、前記
像担持体上のトナー像を該転写材支持部材に支持した転
写材に対して転写電界により転写を行ない、該一連の転
写工程中、転写材を転写材支持体上に保持した状態で像
担持体よりトナー像を転写材に転写しない工程を含む転
写装置とを有する画像形成装置において、前記転写材を
転写材支持体上に保持した状態で像担持体よりトナー像
を転写材に転写しない工程中、転写材に対して電界印加
手段により電界を印加することを特徴とする画像形成装
置である。

電界印加手段は、像担持体上のトナー像を転写材に転写
するときに用いる転写電界印加手段又は該転写電界印加
手段とは異なる電界印加手段とされ、又、電界印加手段
の印加される電界は転写時の電界と同極性とされる。

更に、必要に応じて、装置内部の温度及び／又は湿度を
検知する温／湿検知手段を有し、前記電界印加手段によ
り印加する電界は前記温／湿度検知手段により得られた
信号に従い可変とされる。

１五１ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。尚、本実施例では、−例としてカールソンプロセ
スを応用したフルカラー電子写真複写機について説明す
るが、マルチカラー記録装置、コンピュータ出力部のカ
ラー記録装置などの画像形成装置にも適用できることは
勿論であり、プロセスとしても、静電潜像プロセス、例
えばＮＰプロセスなども利用できることは勿論である。

本発明は、前に第２図に関連して説明したフルカラー電
子写真複写機に好適に具現化されるものであり、その構
成及び作用を簡単に°説明する。

本実施例にて、像担持体としての感光ドラム３は、矢印
Ｘ方向（反時計方向）に回転自在に担持されており、感
光ドラム３の略直上の位置に１次帯電器４が、又、左側
に回転ドラム式の現像装置１が、略直下の位置に転写装
置である転写ドラム９が矢印Ｙ方向（時計方向）に回転
駆動される状態で配置されている。更に、右側にクリー
ニング装置１２が配置される。

上記１次帯電器４及び現像装置１との間には、露光部が
設けられていて、上方に配置した、ポリゴンミラーユニ
ット８及びレーザ反射ミラー７がら、光信号が感光ドラ
ム３に照射される。

又、フルカラー電子写真複写装置はその右側に定着装置
１７及び給紙装置２３が配置されており、更に、転写ド
ラム９と、定着装置１７及び給紙装置２３との間にはそ
れぞれ転写紙搬送系１６．２０などが配設されている。

更に詳述すると、本実施例では、像担持体である感光ド
ラム３は表面に電荷移動層を有する有機重合体を含有し
たＯＰＣ感光ドラムを用いた。この感光ドラム３は直径
８０ｍｍとし、矢印Ｘ方向に１６０ｍｍ／ｓｅｃの早さ
で回転させた。

−成帯電器４により、感光ドラム３の表面を−５００〜
−８ｏｏ■に帯電した後、露光部上方に配置したポリゴ
ンミラーユニット８及びレーザ反射ミラー７から成るレ
ーザ光学系にて、不図示の画像読取装置及び画像処理装
置により色分解された画像情報信号が照射され、潜像が
形成される。

現像装置は、回転支持体に対して、その回転角方向に９
０度の間隔で４つの現像器ＬＭ（マゼンタ現像）、ＩＣ
（シアン現像）ＩＹ（イエロー現像）及びＩＢＫ（ブラ
ック現像）をそれぞれ着脱自在に装着しており、感光ド
ラム３の周面に形成された各色毎の潜像を対応する現像
器を使って顕像化する。このため、制御手順に従って、
回転支持体は９０度づつ回動される。

尚、第１図の状態は、感光ドラム３に対して現像器ＩＭ
が対応している状態を示す。

本実施例にて、４つの現像器には、それぞれトナーとキ
ャリアの混合剤を有する現像剤が収容されたが、トナー
は以下の方法で調製された。

プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を結合して得ら
れたポリエステル樹脂と、ジ−ターシャリ−ブチルサリ
チル酸のクロム鎖酸と、各色に応じた染顔料とを適当部
ずつヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行なった
後、３本ロールミルで少なくとも２回以上溶融混練し、
冷却後ハンマーミルな用いて粒径約１〜２ｍｍ程度に粗
粉砕した。次いで、エアージェット方式による微粉砕機
で粉砕した。更に、得られた微粉砕物を多分割分給装置
で分給して体積平均粒径が略８μｍである樹脂粒子を製
造した。

このようにして得た着色剤含有樹脂粒子１００部に、Ｂ
ＥＴ法による比表面積が１ｏｏｒｄ”７ｇであるアルミ
ナ微粉体０．３部と、ＢＥＴ法による比表面積が２５０
ｒｒｒ／ｇであり、ヘキサメチルジシラザンで疎水化処
理した帯電量８０μｃ／ｇのシリカ微粉体０．５部とを
合わせて外添して各色トナーを得た。

又、キャリア粒子としては、スチレン−メタクリル酸メ
チル−アクリル酸スチルヘキシル共重合体で表面被覆し
たＣｕ−Ｚｎ−Ｆｅ系フェライト粒子を用いた。

従って、本実施例では、感光ドラム３上の潜像は、上記
トナー　キャリヤを含有した現像剤を有する現像装置１
によって、マイナス帯電したトナーを反転現像方式を用
いて可視像化される。

又、転写装置９は、前に第３図に関連して説明したと同
じ構成の転写ドラムとされ、一対の環状部材、本実施例
では、直径が１６０ｍｍからなる円筒状の部材９ａ、９
ｂを同心的に配して両者を連結部材９Ｃによって一体的
に結合して構成され、更に全周にわたって、例えば厚さ
が１００〜１７５μｍ、体積抵抗が略ＩＱＩＩΩ・ｃｍ
のポリフッカビニリデン樹脂（ＰＶｄＦ）のような誘電
体材料で形成される転写材支持体、即ち誘電体シート９
３をその端部を円筒状の部材９ａ、９ｂ及び連結部材９
ｃ上に粘着材等を用いて張り付け、円筒状の転写ドラム
９を形成した。

転写ドラム９は感光ドラム３と同期して回転し、その回
転速度は１６０ｍｍ／ｓｅｃとした。

又、転写ドラム９の連結部材９Ｃの外表面に転写材を把
持するためのグリッパ９１を設けた。

更に、転写ドラム９の内側には転写位置に対応して誘電
体シート９３の感光ドラム３とは反対側に転写帯電器１
０を設けた。該転写帯電器１０はコロナ帯電器を用い、
例えば＋３Ｋｖ〜＋９Ｋｖの電圧を印加し、転写電流は
＋２５μＡ〜＋５００μＡとした。更に転写位置の転写
ドラム９の回転方向下流側に転写材、誘電体シート９３
を除電する内側除電器１３及び外側除電器１１を設けた
。これらの除電器は直流、交流及び交流に直流をバイア
ス印加できる構成のコロナ帯電器を用いた。

これら除電器の転写ドラム回転方向下流で、転写ドラム
９から転写材を分離する位置には、分離用帯電器１４を
設けた。

更に、本実施例においては、第４図に図示するように、
転写ドラム９の内側には誘電体シート９３を均一になら
すこと、転写ニップをかせぎ転写効率を上げ、鮮明な転
写像を得るために、転写帯電器１０の近傍で、転写ドラ
ム９の内側から感光ドラム３の方向へと誘電体シート９
３を押し上げるためにバックアップ部材１８を設けた。

このバックアップ部材１８はポリエチレンテレフタレー
トフィルムなどの弾性体で形成され、適当な圧力を誘電
体シート９３に与えている。

一方、転写材Ｐは、給紙装置２３の転写材カセットより
転写材搬送系を経由して転写装置９へと給紙されグリッ
パ９１により転写材Ｐの先端を把持し、転写材支持体９
３に巻き付は転写位置にて各色のトナー画像を順次転写
し、４色目の転写が終了すると排出部位において除電用
帯電器１１．１３及び分離帯電器１４による除電を受け
ながら分離爪１５にて転写ドラム９から外され、転写材
搬送系１６によって定着装置１７へと送られ画像を定着
した後トレーへと放出される。

第１図に示すタイミングチャートの一例を用いて転写工
程を更に詳しく説明する。

第１図は、転写ドラム９上に支持された転写紙のサイズ
が、回転方向に長い場合、例えばＡ３サイズなどで転写
ドラム１回転の周期内で次色の画像形成のための準備が
できない場合、即ち、転写ドラム９が転写を行なわない
回転である「空回転」を行なう場合のタイミングチャー
ト例である。

最初に、１色目のマゼンタ（Ｍ）像を形成するために、
１次帯電器４により紙サイズに応じた時間コロナ放電を
行ない、感光ドラム３表面を一様に帯電し、そして画像
情報に応じてレーザ光が照射され、Ｍ像が形成される。

一方、Ｍ像の潜像が感光ドラム３上に形成される現像位
置には前もって移動が完了したＭ現像器が待機しており
現像駆動を開始し、Ｍ像を顕像化する。現像駆動は、現
像器内に装着され現像器内の現像剤を担持し感光ドラム
の方へと搬送する現像剤担持体、即ち、現像スリーブが
一定回転数に立上がる時間ｔを見込んで現像位置におけ
る画像先端よりも時間ｔだけ早く駆動を開始している。

転写ドラムは、この時２回転目に入っている。

転写位置では転写ドラム９上ｌこ保士寺された転写材の
移動タイミング及び転写ドラム９の連結部材９Ｃの移動
にあわせて転写帯電器１０が作動し、転写帯電を行なう
。この状態で転写ドラムが略１回転してＭ像が転写材に
転写される「Ｍ像の転写」が終了すると、回転現像装置
が回転し、シアン（Ｃ）像の現像に備えてＣ現像器を現
像位置に移動させる。このとき転写ドラム９は３回転目
に入いる。

本発明に従えば、この転写ドラム９の３回転目のような
、所謂、空回転時に、感光ドラム３上にはトナー像が形
成されてはいないが、転写帯電を通常の転写のときと同
−時間待なう。空回転時に行なう転写帯電器に印加する
電流は転写時と同極性でその大きさは２５〜４００μＡ
、好ましくは２５〜１００μＡとされる。又、次の転写
工程（本実施例ではシアン（Ｃ）像の転写工程）で印加
する転写電流と同等かそれより少ない電流を印加した方
が良好な結果が得られた。これらは次に述べる理由によ
る。

つまり、転写ドラムの空回転時に転写位置において、す
でに転写が終了した転写材を保持している転写材支持体
、即ち、誘電体シートの背面から転写時と同極性の電界
を印加することで転写材上に転写されたトナー像を電界
の力で転写材にしつかり保持することが可能となる。こ
れにより空回転時に転写材上のトナー像から逆に感光ド
ラム表面にトナーがオフセットしたり、或は、転写材上
のトナーが移動させられて画像が流れたりして転写画像
が乱れることを防止できる。

又、この空回転時には、転写材上の転写トナー像を保持
できる程度の電界を印加すれば良いので、更に次色の転
写を考慮すると誘電体シートのチャージアップをできる
だけ少な（できるように電界を印加した方が良好な転写
が行なえる。従って空回転時に印加する転写電流は小さ
い値、即ち２５〜１００μ八程度とすることが好ましい
。

同時に、本実施例では、転写材上のトナー像が感光ドラ
ムに電気的にオフセットしないように画像露光は停止し
ているが、１次帯電器４による帯電は引きつずき行なう
こととした。

この空回転が終了し転写ドラムが４回転目に入いると前
記と同様のプロセスを繰り返し、Ｃ像を転写材に転写す
る。

以上の工程をイエロー（Ｙ）像、ブラック（Ｂ　Ｋ）像
についても同様に行なうことによって４色の転写画像が
得られる。

本発明は、画質向上のためにトナーの体積平均粒径を１
０μｍ以下として感光ドラムへの付着力が増加したとき
更に大きな効果を発揮した。又、感光体として、表面に
電荷移動層を有する有機重合体を含有する感光体を用い
、付着力が増加したとき、上記より更に大きな効果が得
られた。

又、本実施例においては、空回転時に電界を印加する帯
電器として転写帯電器を用いたが、これは転写帯電器に
限定されるものではなく、転写領域近傍にある帯電器、
例えば本実施例における内側除電器を用いても良く、又
、転写位置の転写ドラム回転方向上流側に設けた他の帯
電器により、空回転時、予め電界を与えておくことによ
っても同等の効果が得られる。

本実施例においては、誘電体シート９３の端部な全て転
写ドラム９を構成する枠体に粘着材等により固定する構
成のものとしたが、誘電体、シート９３の先後端部のみ
を連結部材９Ｃに固定し、両端部をフリーにして構成さ
れた転写ドラムにおいても同様の、或は、より一層の画
像不良防止効果が得られる。

本発明者らは、更なる研究実験の結果、前述の実施例に
示した画像形成装置に温湿度等の機内環境を検出する手
段を設け、検出された温湿度等の環境データに基づき空
回転時に印加する電流量を変化させることによって、更
に良好な結果が得られることが判明した。以下に詳細な
構成説明を行なうとともに、その原理について説明する
。

本実施例においては、前述実施例に示した画像形成装置
を用い、その装置内に不図示の機内環境を検出する部材
を設けた。この機内環境を検出する部材により得られた
温湿度データを本体内の演算回路に取込みこの演算回路
で処理した後、例えば温度２５℃、相対湿度８０％、と
大略向等の絶対水分量を越える絶対水分量が機内に存在
すると判断したとき、前述の転写ドラム空回転時に転写
帯電器により２５〜１００ｕＡの電流を転写材に対して
印加したところ、全ての環境において空回転時に転写材
上のトナー像から逆に感光ドラム表面にトナーがオフセ
ットしたり、或は、転写材上のトナーが移動させられて
画像が流れたりして転写画像が乱れることを防止するこ
とができた。

これは以下に述べる理由によると考えられる。

転写材として通常用いられる紙は、その雰囲気環境によ
り、抵抗値が変化する。一般に低湿環境においては紙の
抵抗値が大となり、高温環境では反対に小となる０紙の
抵抗値が大きいと、転写時に転写帯電器により与えられ
た電荷は大きな抵抗値のためなかなか減衰せず、長時間
にわたって転写材上にトナーを保持することができ、逆
に、紙の抵抗値が小さいと転写時に転写帯電器により与
えられた電荷は速やかに減衰してしまうので、転写材上
のトナーを長時間保持することができないことが判明し
た。

一方、多重転写を行なう場合には、２色目以後の転写を
行なうに先立ち前色までの転写等の帯電による誘電体シ
ート９３のチャージアップを極力少な（しておくことが
２色目以後の良好な転写には不可欠である。

そこで、本発明者らは、上述したように高温環境におい
ては、誘電体シートのチャージアップの影響はほとんど
ないので空回転時にも転写材に対して電界を印加するこ
とにより空回転時の転写オフセットを防止し、良好な画
像形成が行なえることを見出した。又、低湿環境におい
てはチャージアップの影響が大きく、そのための画像劣
化が激しいことと、前述したように空回転時にもその前
の回転の時の転写帯電による電荷がまだ転写材の裏面に
残っているので、空回転時に、再び電荷を与えないか、
或は、与えても高温環境おけるものよりも小さくするこ
とによってオフセットのない良好な画像形成が行なえる
こと、を見出した。

又、本実施例においては、高温低湿といったように環境
を２分して空回転時における帯電の切り代えを行なうこ
ととしたが、環境の分割は３分割以上でももちろん良く
、連続的に分割し、空回転時の帯電の切り替えも連続的
に行なうことで、更に、良好な結果が得られることは言
うまでもない。

又、上記実施例で転写装置は、転写ドラムであるとして
説明したが、本発明はこれに限定されるものではな（、
例えばベルト状とされ、循環移動する転写材担持体を用
いた転写装置をも使用し得ることは明白である。

及ｊ」と肱呈 以上説明したように１本発明に係る画像形成装置によれ
ば、一連の転写工程中、転写材を転写材支持体である転
写ドラムのような転写装置に保持した状態で、転写を行
なわない回転、即ち、空回転時に転写材に対し再び電界
を印加することによりトナーが転写材がら像担持体の方
にオフセットしたり、転写材上のトナーが移動させられ
て画像が流れたりすることによる画像不良を防止でき。

常に高品質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像形成装置の作動を説明する
タイミングチャートである。 第２図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略
構成図である。 第３図は、転写装置の一実施例の斜視図である。 第４図は、転写位置における装置の拡大詳細図である。 第２図 １：現像装置 ３：像担持体 ９：転写装置 １０：転写帯電器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）トナー像が形成される像担持体と、転写材を支持し
   搬送する転写材支持部材を備え、前記像担持体上のトナ
   ー像を該転写材支持部材に支持した転写材に対して転写
   電界により転写を行ない、該一連の転写工程中、転写材
   を転写材支持体上に保持した状態で像担持体よりトナー
   像を転写材に転写しない工程を含む転写装置とを有する
   画像形成装置において、前記転写材を転写材支持体上に
   保持した状態で像担持体よりトナー像を転写材に転写し
   ない工程中、転写材に対して電界印加手段により電界を
   印加することを特徴とする画像形成装置。 ２）電界印加手段は、像担持体上のトナー像を転写材に
   転写するときに用いる転写電界印加手段又は該転写電界
   印加手段とは異なる電界印加手段であることを特徴とす
   る請求項１記載の画像形成装置。 ３）電界印加手段の印加される電界は転写時の電界と同
   極性であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像
   形成装置。 ４）更に、装置内部の温度及び／又は湿度を検知する温
   ／湿検知手段を有し、前記電界印加手段にょり印加する
   電界を前記温／湿度検知手段により得られた信号に従い
   可変とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか
   の項に記載の画像形成装置。 ５）前記像担持体に形成されるトナー像は平均粒径１０
   μｍ以下のトナー粒子を有することを特徴とする請求項
   １から４のいずれかの項に記載の画像形成装置。 ６）前記像担持体が、表面に電荷移動層を有する有機重
   合体を含有することを特徴とする請求項１から５のいず
   れかの項に記載の画像形成装置。