JPH07219301A

JPH07219301A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07219301A
Application number: JP7010195A
Authority: JP
Inventors: Joseph E Guth; エドワード・グースジョゼフ
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1994-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 1995-08-18
Also published as: GB2285874B; US5506668A; DE19501477A1; GB2285874A; GB9501245D0

Abstract

(57)【要約】【目的】第１トナー画像中のトナー粒子が第２トナー
供給ステーションに吸い寄せられる現象を防止する。【構成】画像部材１と、第１トナー画像を画像部材１
上に形成する第１トナーステーション１５と、第１トナ
ー画像と同一のフレームまたはエリアに第２静電画像を
形成するための第２露光ステーション１７と、第１トナ
ー画像を転写または定着することなしに、第２トナーを
静電画像に供給して第２トナー画像を形成する第２トナ
ーステーション２５と、第１トナーステーション１５と
第２トナーステーション２５との間に設けられ、画像部
材に弱く付着した第１トナー粒子を除去するためのロー
ラークリーナー４０とを具備する。ローラー４２にはバ
イアス電圧が印可され、付着力の弱いトナー粒子を吸着
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２以上のトナー画像を
画像部材の同一のフレームまたはエリアに形成できる画
像形成装置に関するものであり、特に、例えば強調色を
有する画像を画像部材上の単一フレームに形成できる装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】モーズハウアー(Mosehauer) 等に付与さ
れた米国特許５，００１，０２８号を始めとする多数の
文献には、光導電性の画像部材を均一に帯電させ、さら
にそれを画像的に露光することにより、静電画像を形成
する方法が開示されている。静電画像にはトナーが供給
され、トナー画像が形成される。通常、このプロセスに
おいては、電荷除去されたエリアを現像する手段が使用
されている。そのため、供給されるトナーは、静電画像
と同じ極性の電荷を有する。トナーは、最も低い電荷を
有するエリア（すなわち電荷が除去されたエリア）に付
着し、トナー画像を形成する。このトナー画像の濃度
は、画像の露光量が最大となる部分で最大となる。

【０００３】このプロセスにおいて、必ずしも必須では
ないが、画像部材が最初の帯電と同じ極性となるように
再び均一に帯電される場合もある。この帯電箇所は再び
画像的に露光され、通常は第１トナー画像で覆われてい
ない部分に、第２の静電画像がさらに形成される。第２
静電画像には、前記電荷と同じ極性を有するトナーが供
給され、第２トナー画像が形成される。同様のプロセス
を繰り返せば、第３静電画像を形成し、第３トナー画像
を形成することもできる。３種のトナーを互いに異なら
せれば、３色またはそれ以上の画像を形成することが可
能である。こうして形成された２色以上の画像は、被転
写シートに対して１工程で転写され、１工程で溶融定着
される。

【０００４】この種のプロセスでは、カラープリントま
たはカラーコピーを行うために、一般にレーザー光また
はＬＥＤプリントヘッドを用いて現像が行われる。市販
の装置では、通常、電気的露光法および非帯電エリア現
像（帯電していない部分にトナーを付着させる方法）が
採用されている。

【０００５】このようなプロセスでは、多色画像形成に
おいて多数の利点を有する。画像転写時に通常使用され
ていた、問題が多くかつコストのかかる工程が省けるの
である。このため、分離されている複数の露光ステーシ
ョンを設けた場合には、単１色の画像を出力する速度と
同じ速度で、多色印刷が可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、第２段以降
のトナー現像工程では、第１トナー画像を乱さないよう
にすることが重要である。さもないと、第１トナー画像
のトナーが第２現像ステーションに付着し（吸い寄せ(s
cavenging)と称する）、さらに第２現像ステーションか
らのトナーが第１トナー画像に付着する（過現像(overt
oning)と称する）。画像間で電荷付与を行うと、過現像
を低減できる。

【０００７】タカシマ等に１９８８年１０月１８日に付
与された米国特許４，７７８，７４０号は、このような
システムで観察された問題点を指摘している。第２静電
画像が、第１トナー画像に隣接する非帯電エリアを含む
場合には、第１トナー画像のトナーが第２画像へ移動す
る傾向を有するのである。

【０００８】この不具合を解決する手段として、第１ト
ナー画像と第２画像露光部との間に１ピクセル（画素）
分の間隙を形成することが挙げられる。このような間隙
の形成は、２つの露光部の相対位置が極めて正確に維持
できる場合には、静電露光システムによって実施可能で
ある。しかし、それには極めて高精度な位置決めが必要
であるし、２つの画像の境に白い筋または「ハロー(hal
o)」が生じる問題がある。

【０００９】グース(Guth)等による１９９３年５月２０
付けの米国特許出願０８／０６５，４２６号：「同一の
フレーム内に２つのトナー画像を形成する方法」には、
第１トナー画像が第２静電画像へ移動する問題を改善で
きる他の方法が提案されている。そのひとつは、第２静
電画像を形成する際に、第１トナー画像の下の画像部材
の部分を電荷除去する方法である。また、第１トナー形
成用に粒度の細かいトナーを使用すると、画像部材への
トナー付着力が増し、吸い寄せの問題が低減できること
も提案されている。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、画像部材上に第１トナー画像を形成したのち、それ
を定着または転写せずに、２番目以降のトナー画像がそ
れと同一のフレームまたはエリアに形成される形式の画
像形成装置において、第１トナー画像が第２トナー画像
へ移動する問題、および／または第１トナーの吸い寄せ
の問題が改善できる画像形成装置を提供することを課題
としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置は、上記課題を解決するためのものであり、画像部材
と、この画像部材上の同一のフレームまたはエリアに、
第１トナー画像を転写または定着することなしに、第１
および第２トナー画像を形成する手段とを具備する。第
２画像形成手段は、第２トナーを静電画像に供給して第
２トナー画像を形成するための第２トナー供給手段を有
する。さらに、画像部材に弱く付着した第１トナー画像
に結合している第１トナー粒子の少なくとも一部を除去
するための除去手段が、第１トナー画像形成手段と、静
電画像にトナーを供給する第２トナー供給手段との間に
設けられている。

【００１２】本発明の好ましい具体例では、不完全に保
持されたトナーを除去するための除去手段として、第１
画像を構成する第１トナーの除去量が少ないという条件
付きで、従来より使用されている多数種のトナークリー
ニング機構のいずれかを採用してもよい。

【００１３】好ましい例としては、バイアス電圧が印可
されたクリーニングローラーを第１画像から僅かに離間
させて設け、前記バイアスを調整することにより、画像
部材に強く付着したトナーには影響を与えずに、画像部
材に弱く付着したトナー粒子のみを選択的に前記クリー
ニングローラーへ吸着する構成が挙げられる。あるいは
その代わりに、真空吸引式トナークリーニング機構を設
け、第１トナー画像には影響を与えずに、吸い寄せまた
は移動の問題を生じやすい付着力の弱いトナー粒子のみ
を吸引除去する構成としてもよい。

【００１４】一般に、静電画像が有する電圧にはばらつ
きがあり、トナー粒子の帯電量も様々に異なるため（他
の粒子とは逆の極性を有するトナー粒子さえ存在す
る）、一部のトナー粒子は画像部材へ相対的に弱く付着
することが避けられない。これらの弱く付着したトナー
粒子は、第２トナーステーション（第２トナー供給機
構）に吸い寄せられる傾向が強いことになる。本発明に
よれば、これら付着力の弱い粒子の多くを第２トナース
テーションに至る前に除去することが可能である。

【００１５】また、本発明によれば、トナー粒子の移動
を防ぐことにより、第１画像のトナー粒子が第２画像に
混入することを低減できるから、画像の鮮明度を向上で
きるという利点も有する。これは特に、第１画像の色が
第２画像の色よりも濃い場合に有利な効果である。

【００１６】

【実施例】図１および図２は、本発明に係る画像形成装
置の好適な実施例を示している。図１および図２におい
て、符号１は無端状の光導電性ベルトなどの画像部材で
あり、この画像部材１は、ローラー１６，１８，２４を
含む一連のローラーの周囲に形成された循環路に沿って
走行されるようになっている。そして複数のステーショ
ンを通る過程で、画像部材１には、周知の静電記録法に
より複数のトナー画像が重複形成される。

【００１７】詳細に説明すると、画像部材１は第１チャ
ージステーション１０により帯電させられ、第１ＬＥＤ
プリントヘッド７により露光されて、第１静電画像が形
成される。静電画像を形成するには、他の露光手段、例
えば画像的電荷付与などの非静電記録的手段も使用可能
である。第１静電画像は、乾燥した第１色のトナーを保
持するトナーステーション１５により現像され、画像部
材１上には乾燥した第１色の第１トナー画像が形成され
る。

【００１８】必須構成ではないが、良好な結果を得るた
めに、画像部材１は第２チャージステーション２０で再
び帯電させられ、画像部材１の全面に亙って電荷が均一
化される。第２チャージステーション２０に至る前に、
消去ランプ１９により画像部材１を照射することによ
り、画像部材１の電荷を消去して、吸い寄せ(scavengin
g)の問題を低減することができる。その後、画像部材１
は再び、第２露光ステーション１７により露光され、第
２の静電画像が形成される。第２静電画像は、乾いた第
２色の第２トナーを保持している第２トナーステーショ
ン２５によって現像され、第１トナー画像と同じエリア
に第２トナー画像が形成される。第１色と第２色が異な
る色であれば、前記エリアには２色の画像が形成され
る。さらに、第３色を有する第３トナー画像を形成する
ステーション組を設け、上記プロセスを繰り返せば、３
色の画像が形成できる。それ以上の色についても同様で
ある。

【００１９】形成された２色画像は転写ステーション３
１に運ばれ、この転写ステーション３１において、シー
ト供給機構２９により搬入される被転写シートへ２色画
像が転写される。被転写シートは、ローラー２４のとこ
ろで画像部材１から分離され、搬送機構３３により溶着
機構３５に運ばれる。溶着機構３５において２色画像は
被転写シートに定着され、最後に被転写シートは出口ト
レー３７上に排出される。一方、画像部材１はクリーニ
ングステーション３９で清浄化され、再び以上のプロセ
スが繰り返される。

【００２０】この装置では、帯電したエリアを現像し、
周知の光学的露光手段で露光する構成も採用することが
できるが、商業的な装置では、従来より非帯電エリアを
現像し、電気的に露光する構成が使用されており、その
方が好ましい。例えば、チャージステーション１０，２
０により付与される電荷がマイナスで、トナーステーシ
ョン１５，２５により供給されるトナーがマイナスに帯
電している場合には、トナーは画像の露光箇所に付着す
る。

【００２１】ここで、グース(Guth)等による米国特許出
願０８／０６５，４２６号を参照として引用する。この
特許出願では、非帯電エリアを現像する方が、前述した
トナーの移動問題を引き起こすと説明されている。本発
明者らは、第１静電画像中の非帯電エリアのエッジに付
着したトナーが、隣接する第２静電画像が現像される前
に、この第２静電画像中の非帯電エリアに移動すると考
えている。これは、そのエリアの電圧レベルと、他の近
接した帯電エリアの電圧レベルとの差に起因するものと
考えられる。このようなトナー移動は、第２露光ステー
ション１７における露光と同時、または露光の直後に起
きる。

【００２２】本発明者らはまた、画像部材１上の電荷
を、トナーステーション１５を通過した後で、第２チャ
ージステーション２０に到達する前に、消去ランプ１９
で電荷を消去することにより、吸い寄せ(scavenging)の
発生を低減できることを見いだした。この効果は顕著で
はないが、これにより、非帯電エリア現像法における第
１トナー画像と画像部材１との静電的な結合を、より良
くすることが可能である。

【００２３】吸い寄せはまた、第２トナーステーション
２５により行われる第２トナー現像工程において、画像
から僅かに離間されたブラシを使用することにより低減
できる。非帯電エリアの現像のために、第２トナーステ
ーション２５に対して、画像のバックグラウンド部分よ
りも低いＤＣバイアスが加えられる。また、プロジェク
ショントナー現像(projection toning)の場合には、Ａ
Ｃバイアスが第２トナーステーション２５と画像部材１
との間に加えられる。

【００２４】トナーの移動および吸い寄せの問題をさら
に低減するために、図１および図２の画像形成装置で
は、画像部材１に弱く付着して第１トナー画像に結合し
たトナー粒子を除去する機構を有している。第１トナー
画像全体を画像部材１から除去しないという条件付き
で、周知の静電画像用クリーニング機構が使用できる。

【００２５】図１において、除去機構はローラークリー
ナー４０である。このローラークリーナー４０は一つの
ローラー４２を具備し、このローラー４２はモーター９
１により画像部材１と同方向へ同速で回転される。ロー
ラー４２は電源４４に接続され、トナーを弱く引き寄せ
るようにバイアスがかけられている。ローラー４２に引
きつけられたトナーは、掻き取りブレード４６によりロ
ーラー４２から掻き落とされ、トナー受け４８内に落ち
る。

【００２６】好ましくは、ローラー４２は画像部材１を
支持する背面ローラー８９と結合され、これにより、ロ
ーラー４２が画像部材１から僅かに離間して画像に機械
的に触れないように構成される。好適な離間量は０．５
〜１ｍｍであるが、それ以上離間させたとしても効果は
得られる。掻き取られたトナーは、トナーステーション
１５で再使用されるか、あるいは保守員または操作員に
より取り除かれる。ローラー４２は、電界を形成できれ
ばいかなる材質でもよいが、具体的にはシリコンゴムや
アルミニウムが例示できる。

【００２７】ローラー４２に印可するバイアスは、トナ
ー吸い寄せ、画像の鮮明さ、および画像濃度を観察する
ことにより、実験的に決定されなければならない。第１
静電画像および第１トナー画像の粒子がマイナスに帯電
している場合には、ローラー４２のバイアスは、マイナ
スのＤＣ成分を有することが好ましい。こうすることに
より、第１トナー画像の濃度を実質的に低減せずに済
む。例えば、静電画像のバックグラウンドに対する画像
部分の電荷が−１００〜−６００Ｖである場合には、ロ
ーラー４２はアース電位〜−４５０Ｖであることが望ま
しい。

【００２８】ローラー４２によるトナー吸引力は、第２
トナーステーション２５によるトナー吸引力よりも若干
大きいことが好ましい。したがって、第２トナーステー
ション２５におけるバイアスが−５００Ｖであれば、ロ
ーラー４２のＤＣバイアスは−４５０Ｖであることが好
ましい。ＡＣ成分をバイアスに加えれば、より低いＤＣ
バイアスによってトナー除去が行える。ローラー４２と
画像との間隙が１ｍｍ、画像のバックグラウンドが−６
００Ｖである場合には、ローラー４２へ以下のバイアス
を加えることにより、良好な結果が得られた。ＤＣ成分：−４５０Ｖの時、ＡＣ成分（１．５ｋＨ
ｚ）：３ｋＶＤＣ成分：−２００Ｖの時、ＡＣ成分（０．８ｋＨ
ｚ）：３ｋＶ

【００２９】図２に示すように、トナー粒子除去手段と
しては、真空クリーナー５０を使用することもできる。
この真空クリーナー５０は、第２露光ステーション１７
の後（下流側）で第２トナーステーション２５の前（上
流側）に配置され、画像部材１上のトナー画像領域に対
して弱い真空吸引力を及ぼすものである。真空クリーナ
ー５０により除去回収されたトナーは、トナーステーシ
ョン１５で再使用されるか、または取り除かれて廃棄さ
れる。

【００３０】カシスキ(Kasiske)等に対して１９８９年
１月１０日に付与された米国特許４，７９７，７０８号
には、転写前のトナー画像が形成された画像部材から、
それに凝集したトナーを除去するための、この種の真空
クリーナーが開示されている。ここで、この文献を参照
のため本出願中に引用する。この場合にも、真空クリー
ナー５０による吸引力は、第２トナーステーション２５
へのトナー吸い寄せの程度、画像の鮮明さ、および画像
濃度を観察することにより、実験的に決定されなければ
ならない。

【００３１】図１および図２の装置のいずれにおいて
も、これらが組み込まれる画像形成装置の特性に合わせ
て、調整されなければならない。調整がなされることに
より、第２トナーステーション２５へ吸い寄せられる可
能性があるトナー粒子の量が低減でき、第２トナーステ
ーション２５への吸い寄せを低減することができる。移
動する傾向のあるトナー粒子、さらには周囲に移動した
トナー粒子の量を減らすことにより、トナー粒子の移動
の問題も改善される。

【００３２】これら効果はいずれも、効果の程度は低下
するが、トナー除去ステーションを配列順序のより上流
側へ設けた場合にも得ることができる。例えば、第２チ
ャージステーション２０と第２露光ステーション１７の
間、あるいはトナーステーション１５と第２チャージス
テーション２０との間に、トナー除去ステーションを設
けてもよい。しかし、最良の結果を得るためには、トナ
ー除去機構は第２露光ステーション１７の後で、第２ト
ナーステーション２５の前に配置されることが好まし
い。なお、トナー除去機構により、第２トナーステーシ
ョン２５への吸い寄せのおそれがない、第１トナー画像
を構成するトナー粒子の一部が除去されることもある
が、それは画像濃度を若干低下させるに過ぎず、第２ト
ナーステーション２５への吸い寄せや画像エッジの毛羽
立ちを防止できる利益に比べれば、無視できるものであ
る。

【００３３】第３色を追加するために第３組目のステー
ション群が設けられた場合には、この第３組目のトナー
現像ステーションの前に、前記同様のトナー除去機構を
設ければよい。

【００３４】以上、好ましい実施例を挙げて本発明を説
明したが、本発明は上記各実施例のみに限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更
を加えてよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す側
面図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の他の実施例を示す
側面図である。

【符号の説明】

１画像部材７第１ＬＥＤプリントヘッド１０第１チャージステーション１５第１トナーステーション（第１トナー画像形成手
段の一部）１９消去ランプ２０第２チャージステーション１７第２露光ステーション（第２静電画像形成手段）４０ローラークリーナー（除去手段）４２ローラー２５第２トナーステーション（第２トナー供給手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】循環路を通じて回転可能な画像部材と、前記画像部材に静電的に保持されるとともに相対的に付
着力の弱いトナー粒子を含む第１トナー画像を、前記画
像部材上に形成するための第１トナー画像形成手段と、第１トナー画像を含む画像部材上の同一のフレームまた
はエリアに静電画像を形成するための静電画像形成手段
と、前記第１トナー画像を転写または定着することなしに、
第２トナーを前記静電画像に供給して第２トナー画像を
形成するための第２トナー供給手段と、前記第１トナー画像形成手段と、前記第２トナー供給手
段との間に設けられ、第１トナー画像に含まれる前記付
着力の弱いトナー粒子の少なくとも一部を除去するため
の除去手段とを具備することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】前記第１トナー画像形成手段は、第１静電画像を前記画像部材上に形成する手段と、第１トナーを前記第１静電画像に供給して前記画像部材
上に第１トナー画像を形成するための第１トナー供給手
段とを具備することを特徴とする請求項１記載の画像形
成装置。
【請求項３】前記第１トナー画像形成手段は、前記画像部材に第１極性の電荷を与える第１電荷付与手
段と、前記画像部材を画像的に露光して第１極性の第１静電画
像を形成する露光手段と、前記第１静電画像に、第１色および第１極性を有するト
ナーを供給し、第１トナー画像を形成するための第１ト
ナー供給手段とを具備し、前記第１トナー画像を含む画像部材の同一のフレームま
たはエリアに静電画像を形成するための前記静電画像形
成手段は、前記画像部材に第１極性の電荷を与える第２
電荷付与手段と、前記画像部材を画像的に露光して、前
記第１極性の第２静電画像を形成するための第２露光手
段を有し、前記第２トナーを供給するための第２トナー供給手段
は、前記第２静電画像に第１トナーとは異なる第２色を
有する第２トナーを供給し、第２色の画像を形成するた
めの手段を有し、前記トナー粒子の少なくとも一部を除去するための前記
除去手段は、前記画像部材を画像的に露光する前記第２
露光手段の後に設けられていることを特徴とする請求項
１記載の画像形成装置。
【請求項４】前記除去手段は、前記第１トナー画像から
若干離間して配置された一基のローラーを有し、このロ
ーラーは、このローラーに対向する画像中のトナーを吸
引する電界を形成するようにバイアスがかけられている
ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記バイアスは、ＡＣ成分を含むことを特
徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記第２トナー供給手段は、この第２トナ
ー供給手段にバイアスを付与するためのバイアス供給手
段を有し、このバイアスは、前記第２静電画像のバック
グラウンド部位から画像部位へ向けてトナーを付勢する
ＤＣ成分を有する一方、前記ローラー上のバイアスはＤＣ成分を有し、このＤＣ
成分は、前記第２トナー供給手段上のバイアスのＤＣ成
分よりも、前記第１トナーに対して強力な吸引力を及ぼ
すことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項７】前記除去手段は、前記画像部材に対して吸
引力を及ぼす減圧吸引手段を有し、この減圧吸引手段に
より、前記画像部材に対して静電気力により実質的に固
定されていないトナーを除去する構成にされていること
を特徴とする請求項３記載の画像形成装置。