JPH09190035A

JPH09190035A - 多色画像形成装置

Info

Publication number: JPH09190035A
Application number: JP8017045A
Authority: JP
Inventors: Takashi Osawa; 敬士大沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-08
Filing date: 1996-01-08
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】２色目の現像時に先に現像形成した像を乱し
たり、２色目の所望の潜像以外に現像することのない多
色画像形成装置を提供することにある。【解決手段】像担持体１上に複数の帯電手段及び複数
の現像手段で順次帯電と現像を行い、多色のトナー像を
形成し、転写材９上に一括転写する多色画像形成装置に
おいて、少なくとも、第２番目以降の帯電手段として、
像担持体に軽圧接触する帯電弾性体５を用いることを特
徴とする多色画像形成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ・ビームプリ
ンター、静電記録装置等の画像形成装置、特に多色印字
が可能な多色画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の画像には、異なる色の顕像像や、
異なる情報を一紙面上に合成形成したものが多く見ら
れ、複数現像装置を予め収納した画像形成装置が市場に
出ている。

【０００３】中でも、潜像担持体が１回転する間に２個
以上の現像装置で多色顕像し、同時に紙面へ転写する技
術を開示するものが多く見られる。例えば、２個の現像
装置とも直流バイアスで電界を一定にして現像を行う米
国特許第４，５７２，６５１号及び第４，４１６，５３
３号がある。これらは潜像の形成方法を主としているも
ので現像時の問題について示唆がない。一方、米国特許
第４，３４９，２６８号やこれより先に日本国で公開さ
れた特開昭５６−１４４４５２号公報は、２色目の現像
に非接触現像で交流現像バイアスを使用し、特開昭５６
−１２６５０号公報は非接触現像で直流バイアスを使用
し、１色目の現像像を２色目の現像剤で摺擦して乱すこ
とを防止する技術を開示するものが知られている。なお
特開昭５６−１４４４５２号公報は、１色目の現像像の
電位については全く記載がない。

【０００４】この様に、従来の多数現像像形成装置で
は、先に現像形成した像を乱さないように次の現像を行
う技術が知られていたのである。

【０００５】この意味と同様に、先に現像した像の潜像
電位をレベルアップする技術を開示するものとして米国
特許第４，６６０，９６１号が知られており、１色目の
現像像形成後に現像剤と同極性の帯電を潜像担持体全面
に均一に施すことで、１色目の現像像の潜像電位を非現
像部と略同電位にでき２色目の現像時に飛躍的に先に現
像形成した像を乱さないようにできた。これが、１パス
多色印字画像形成装置で特にネガ、ネガ再帯電方式と呼
ばれる方法で近年盛んに検討されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では以下のような問題点が生じる。

【０００７】１色目の現像像形成後現像剤と同極性の帯
電時、潜像担持体上の現像剤が再帯電器のシールド及び
グリッド部に飛散付着する問題が生じ、複写工程を繰り
返すほど汚れが蓄積し再帯電器汚れによる帯電ムラが発
生し、再帯電後の潜像電位が略同電位にならないため、
２色目の現像時に先に現像形成した像を乱したり、２色
目の所望の潜像以外に現像してしまう問題が発生した。
更に、２色目の現像器内に１色目の現像剤が混入して後
々の現像時に、後方の現像装置で１色目の現像剤が使わ
れることになり、不明瞭な画像形成となってしまう問題
も生じた。

【０００８】本発明の目的は、多色画像形成に係る上記
問題を解決し得る多色画像形成装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的は本発
明に係る多色画像形成装置にて達成される。すなわち本
発明は、像担持体上に複数の帯電手段及び複数の現像手
段で順次帯電と現像を行い、多色のトナー像を形成し、
転写材上に一括転写する多色画像形成装置において、少
なくとも、第２番目以降の帯電手段として、像担持体に
軽圧接触する帯電弾性体を用いることを特徴とする多色
画像形成装置に関する。

【００１０】本発明によれば、第２番目以降の帯電器を
帯電ローラを像担持体に軽圧当接させ、所望の電圧を印
加することで像担持体と現像トナーを再帯電し、かつ像
担持体上の現像トナー像を感光体表面に圧接させること
ができ、従来問題となった再帯電器のシールドまたはグ
リッドヘのトナー付着を防止し、そして、複写工程を何
回も繰り返すことで生じる再帯電器のワイヤ汚れを防止
できる。

【００１１】その結果として、再帯電後の潜像電位が略
同電位にならないため、２色目の現像時に先に現像形成
した像を乱したり、２色目の所望の潜像以外に現像して
しまうこともなく、更に、２色目の現像器内に１色目の
現像剤が混入して後々の現像時に、不明瞭な画像形成と
なってしまう問題も発生しない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面に
基づいて説明する。

【００１３】（実施例１）図１は、本発明に係わる電子
写真装置の概略構成図であり、図において、１は静電潜
像を形成する感光体（像担持体）、２は感光体１の表面
を約−６００Ｖの負の電位に帯電させる一次帯電器、３
は感光体１を照射して該感光体１に第１静電潜像を形成
する第１レーザビームで、このレーザビーム３に照射さ
れる該感光体１の表面は約−１００Ｖになる。４は第１
静電潜像を負に帯電した赤色トナーとフェライトキャリ
ア等の磁性粒子からなる二成分現像剤で現像して第１ト
ナー像を形成する第１現像装置、５は第１トナー像が形
成された感光体１を再度負に帯電させる帯電ローラで、
この帯電により第１トナー像の電位が−１００Ｖから−
７００Ｖに上昇する。

【００１４】６は感光体１を照射して該感光体１に第２
静電潜像を形成する第２レーザビームで、このレーザビ
ーム６に照射される該感光体１の表面は約−１００Ｖに
なる。７は現像スリーブ７ａと感光体１との間に交流電
圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加して、負に帯電
した黒色の一成分磁性トナーで第２静電潜像を反転現像
して第２トナー像を形成するジャンピング現像装置（第
２現像装置）、８は感光体１に形成された第１，第２ト
ナー像を転写材９に転写させる転写帯電器、１１は感光
体１に残留付着しているトナーを取り除くクリーニング
装置、１２，１３は第１，第２画像信号により変調され
た第１，第２レーザビーム３，６を照射する半導体レー
ザで、この第１，第２レーザビーム３，６は回転多面鏡
１４により偏光されて結像レンズ１６を介して感光体１
をラスタ走査する。１７は反射鏡である。

【００１５】次に、上記電子写真装置の作用について説
明する。一次帯電器により感光体１が図２の（１）に示
すように−６００Ｖに均一帯電され、第１レーザビーム
３の照射によって図２の（２）に示すように−１００Ｖ
の第１静電潜像が形成される。そして、第１現像装置４
によって第１静電潜像が現像されて図２の（３）に示す
ように第１トナー像が形成された後、帯電ローラ５によ
って感光体１が再度負に帯電され、これにより図２の
（４）に示すように第１トナー像の電位が−７００Ｖに
なる。

【００１６】次いで、第２レーザビーム６の照射により
図２の（５）に示すように−１００Ｖの第２静電潜像が
形成され、第２現像装置７によって第２静電潜像が現像
されて図２の（６）に示すように第１トナー像が形成さ
れる。そして、転写帯電器８によって第１及び第２トナ
ー像が転写材９に一括転写される。

【００１７】ここで、従来例でも述べた再帯電器の汚れ
発生の概略を図３を用いて、詳細に説明する。

【００１８】感光体１の第１潜像及び第１現像後に発生
している感光層と基板中の電荷分布の模式図であり、感
光体表面の電荷の少ない部分に選択的に第１現像器によ
り反転現像された負のトナー２０が顕像化している。感
光体表面上の負のトナー２０は反転現像のため、クーロ
ン力等の静電気力が非常に弱い状態で付着している。こ
の状態で、感光体１が図３矢印方向に回動して再帯電器
６０の帯電領域に達する。

【００１９】再帯電器６０は、コロナワイヤに高圧電源
１９により定電流で約−７００μＡ流れるように高圧が
印加され、感光体上にコロナ帯電する。その時の再帯電
器５と感光体１によって発生する電界の向きの概略分布
図を図３中に示す。再帯電器６０のシールドは接地して
いるため、感光体１に近い部分では感光体１の第１潜像
によリコロナワイヤにより生じる電界と逆向きの電界が
生じる。静電気力が非常に弱い状態で付着している感光
体表面上の負のトナー２０は、この逆向きの電界により
再帯電器６０のシールドに逆飛翔してシールド汚れを発
生させてしまう。次に、再帯電器６０のコロナ帯電を受
け感光体１の基板上に正電荷が発生し、この電荷により
感光体表面上の負のトナー２０にクーロン力が生じ、感
光体１との付着力が急激に増大し、上述の逆電界の剥ぎ
取り力に打ち勝つため、感光体表面上の負のトナー２０
全てが再帯電器６０のシールドに逆飛翔するわけではな
い。また、図３矢印方向上流側の再帯電器６０のシール
ドのトナー付着は、かなり軽減される。以上の複写工程
を何回も繰り返すことで再帯電器６０のワイヤ汚れが顕
著に発生した。

【００２０】そのため、本実施例１では再帯電器のコロ
ナ帯電器の代わりに帯電ローラ５を用いることで、ワイ
ヤ汚れを防止した。

【００２１】本実施例１の模式図を図４に示す。本実施
例の再帯電ローラ５の構成は芯金、弾性抵抗層５ｂ、表
面保護層５ａから成っている。

【００２２】弾性抵抗層５ｂは、感光体１と再帯電ロー
ラ５との確実な接触を保ち、かつ感光体１へ向かう電流
の制御をする層である。また表面保護層５ａは、内部か
らの染みだし防止と感光体１上のトナー等の付着による
汚れを防止するため、潤滑性の優れたフッ素を含有する
樹脂層か、ＰＴＦＥ又はＰＦＡ等の薄層〜数μｍで構成
した。さらに清掃手段、ブレード５ｃを帯電ローラに当
接することで、帯電ローラの汚れ防止可能となった。

【００２３】第１静電潜像が形成時の感光体１の表面電
位は、第１レーザ非照射部で最大−６００Ｖ、第１レー
ザ照射部で最小−１００Ｖになり、第１レーザ照射部の
み現像されて第１現像後のトナー層電位は略最小−２０
０Ｖになる。

【００２４】この状態で再帯電ローラ５に印加電圧−１
５５０Ｖ印加すると、感光体１に近い部分で沿面放電帯
電し、再帯電後は第１レーザ非照射部で最大−９５０Ｖ
となり、第１現像後のトナー層電位は略最小−７００Ｖ
になる。かつトナー層電位及び再帯電後の感光体１の第
１潜像と第１現像後のトナー層電位に対して再帯電ロー
ラにより生じる電界と同じ向きの電界が生じることとな
る。これにより感光体１上の負のトナー層は図４に示す
ごとく、再帯電ローラの表層に発生した電界により感光
体１に押し付ける力が働き、再帯電ローラ５に逆飛翔す
るのを防止できる。再帯電を受けた負のトナー層は上述
の様にローラ帯電によるクーロン力と再帯電ローラ表層
の電位により生じる電界により再帯電ローラ５に逆飛翔
するのを防止できた。つまり、第１現像後のトナー層電
位より再帯電ローラ表層の電位を高く保つことで電界効
果を発生させ、再帯電ローラ５のトナー汚れを防止でき
た。

【００２５】次に本実施例の帯電ローラ５の帯電特性を
図５に示す。黒丸が第１静電潜像の第１レーザ照射現像
後の第一トナー部（ベタ黒）の感光体表面電位であり、
白丸が第１静電潜像の第１レーザ非照射／非トナー部の
感光体表面電位である。帯電ローラ５の印加電圧が高い
ほど、第１トナー有／無部での電位差が減少するが、感
光体表面電位が−１０００Ｖを超えると第２レーザ照射
による感光体の電位が減衰しづらくなり、潜像コントラ
ストが小さくなるため、再帯電の感光体表面電位が−１
０００Ｖ以下が望ましい。

【００２６】さらに、帯電ローラにより感光体１上のト
ナー像を圧接させ、感光体１との吸着力を増加させるこ
とができ、２色目の現像器内に感光体１上の１色目のト
ナーが混入するのを防止することも可能となる。

【００２７】ちなみに、再帯電ローラ５に−１５５０Ｖ
印加し、通常原稿で複写工程を５万枚実施したが、再帯
電ローラ汚れによる帯電ムラは発生せず、再帯電後の潜
像電位が略同電位にならないため、２色目の現像時に先
に現像形成した像を乱したり、２色目の所望の潜像以外
に現像してしまう問題も発生しなかった。更に、２色目
の現像器内に１色目の現像剤が混入して後々の現像時
に、不明瞭な画像形成となってしまう問題も生じなかっ
た。

【００２８】ただし、実施例１では再帯電のみに帯電ロ
ーラを使用したが、第１潜像用第１帯電にも帯電ローラ
を用いても良い。

【００２９】（実施例２）実施例１においては、帯電ロ
ーラを再帯電器に用いることで、第１現像後のトナー層
を感光体１に押し付ける帯電ローラ表層の電界力によ
り、帯電ローラに逆飛翔するのを防止し、かつ帯電ロー
ラを清掃するクリーニングブレードにより、複写工程を
何回も繰り返すことで生じる従来例の再帯電器のワイヤ
汚れを防止できた。

【００３０】しかし感光体にａ−Ｓｉを用い、正帯電極
性トナーの場合、実施例１と同材質の帯電ローラを用い
通常原稿で複写工程を５万枚実施すると、帯電ローラヘ
の逆飛翔によるトナー汚れが若干発生し、帯電ムラが発
生する場合が生じた。これはローラ帯電により正帯電ト
ナーは更に強く正帯電するが、帯電ローラ表層にフッ素
系樹脂を用いるとトナーとの摩擦帯電によリフッ素系樹
脂も強く負帯電し、正帯電トナーがクーロン力で強く帯
電ローラ表層に付着するため、ブレードでクリーニング
しずらくなり、以上の複写工程を何回も繰り返すことで
帯電ローラ表層汚れが発生すると考えられる。

【００３１】そこで、実施例２では帯電ローラ表層にト
ナーと同極性帯電でかつ潤滑性の優れたナイロン樹脂を
含有させたポリイミドアミド樹脂で構成させた。これに
より、ローラ帯電特性は変わらずに帯電ローラ表層の摩
擦帯電でポリイミドアミド樹脂も強く正帯電し、正帯電
トナーはクーロン力の斥力が働き帯電ローラ表層への付
着を防止することが可能となった。

【００３２】つまり、帯電ローラ表層の材質又はその含
有樹脂の摩擦帯電系列がトナーと同極性帯電でかつ潤滑
性の優れた材質を用いることでトナーとのクーロン斥力
を強く働かせ、トナーの帯電ローラ表層への付着を防止
する。

【００３３】摩擦帯電系列の負帯電する材質としては、
フッ素系樹脂（ＰＦＡ，ＰＴＦＥ）が代表的で潤滑性に
も非常に優れている。またポリプロピレン、ポリエチレ
ン等が知られている。そして摩擦帯電系列の正帯電する
材質としては、ポリイミド、ポリアミド樹脂やアクリル
等が知られている。

【００３４】またさらに、上述の材質を両方適当な分量
配合することで、帯電ローラ表層にトナーの付着を防止
し、かつ帯電ローラ表層の滑り性を向上させることも可
能である。

【００３５】ちなみに、感光体にａ−Ｓｉを用い、帯電
ローラ表層にトナーと同極性帯電でかつ潤滑性の優れた
ナイロン樹脂を含有させたポリイミドアミド樹脂で構成
させることで、通常原稿で複写工程を２０万枚実施した
が、再帯電器５のワイヤ汚れによる帯電ムラは発生せ
ず、再帯電後の潜像電位が略同電位にならないため、２
色目の現像時に先に現像形成した像を乱したり、２色目
の所望の潜像以外に現像してしまう問題も発生しなかっ
た。更に、２色目の現像器内に１色目の現像剤が混入し
て後々の現像時に、不明瞭な画像形成となってしまう問
題も生じなかった。

【００３６】（実施例３）次に、順次帯電，露光，現像
を繰り返し、感光体に多色画像を作り、一括転写する
と、感光体上に違うトナーが多層に現像されているため
に各々のトナーの転写効率が異なるために、転写紙上で
爆発飛び散りを発生させたり、色ムラが発生し、ひどい
ときは特定の色だけが転写抜けを引き起こした。

【００３７】そこで実施例３では、図６に示すように順
次帯電，露光，現像を繰り返し、感光体１に多色画像を
作り、一括転写する前に転写前帯電ローラ５５を軽圧接
触させ、感光体１上の多色トナーを同一極性に均一帯電
してトナーヘの電荷を付与することで転写効率を向上さ
せることができる。

【００３８】図７に転写前帯電ローラ５５の印加電圧に
対する転写効率の関係を示す。転写前帯電ローラ５５に
約−３０００Ｖ印加することでほは２色とも９５％の転
写効率を示し、良好な画像を得ることができた。

【００３９】但し、転写前帯電ローラ５５の印加電圧を
高くし過ぎると、感光体１とトナーのクーロン力が強く
なり過ぎ、転写効率が減少する。

【００４０】更に、感光体１に付着したカブリトナーや
反転トナー（逆帯電したトナーで画像劣化を招く）をこ
の転写前帯電ローラ５５が弱く電気的に吸着させ、感光
体１上のカブリトナーや反転トナーを除去し、帯電ロー
ラの潤滑性によりブレードで容易に分離することも確認
できた。これは他の帯電ローラでも同様の効果が認めら
れた。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、２色目の現像時に先に
現像形成した像を乱したり、２色目の所望の潜像以外に
現像してしまう問題が発生しない。更に、２色目の現像
器内に１色目の現像剤が混入して後々の現像時に、不明
瞭な画像形成となってしまう問題等、１パス多色印字画
像形成装置で特にネガ、ネガ再帯電方式を用いる時に生
じる問題を解決できた。

【００４２】また、一括転写する前に転写前帯電ローラ
を軽圧接触させ、感光体上の他色トナーを同一極性に均
一帯電してトナーヘの電荷を付与することで転写効率を
向上させることもできる。

【００４３】さらに、帯電ローラで使用する〜２ｋＶ程
度の印加電圧ですみ、〜１０ｋＶ程度の高圧を発生させ
る再コロナ帯電器を用いる場合より高圧発生装置も安
価、小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す１パス多色印字画像形
成装置で特にネガ、ネガ再帯電方式の概略図を示す。

【図２】本発明の実施例１を示すネガ、ネガ再帯電方式
の感光体１の表面電位推移の模式図を示す。

【図３】本発明の従来例の再帯電器汚れのメカニズムを
示す概略図である。

【図４】本発明の実施例１の再帯電ローラの概略図を示
す。

【図５】本発明の実施例１の再帯電ローラ帯電特性概略
図を示す。

【図６】本発明の実施例３の転写前帯電ローラの概略図
を示す。

【図７】本発明の実施例３の転写前帯電ローラ印加電圧
に対する転写効率特性の概略図を示す。

【符号の説明】

１感光体（像担持体）２第１潜像形成用一次帯電器３第１潜像形成用第１レーザビーム４第１現像器５第２潜像形成用再帯電ローラ６第２潜像形成用第２レーザビーム７第２現像器８第１／第２トナー像を一括転写する転写帯電器９転写材１１クリーナ１２第２潜像形成用第２半導体レーザ１３第１潜像形成用第１半導体レーザ１４回転多面鏡１６決像レンズ１７反射鏡１９再帯電用高圧電源２０第１現像後トナー５５転写前帯電ローラ６０再帯電用コロナ帯電器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に複数の帯電手段及び複数の
現像手段で順次帯電と現像を行い、多色のトナー像を形
成し、転写材上に一括転写する多色画像形成装置におい
て、少なくとも、第２番目以降の帯電手段として、像担持体
に軽圧接触する帯電弾性体を用いることを特徴とする多
色画像形成装置。
【請求項２】軽圧接触する帯電弾性体に印加する電圧
は、像担持体上にすでに現像されたトナーと同極性でか
つトナー層電位より大きいことを特徴とする請求項１に
記載の多色画像形成装置。
【請求項３】軽圧接触する帯電弾性体は円筒ローラ形
状であり、表層にトナーと同極性の摩擦帯電系列を示す
樹脂で形成するか、表層にその樹脂と別の潤滑剤を含有
させるか、または潤滑剤としてフッ素系の樹脂を合有さ
せることを特徴とする請求項１又は２に記載の多色画像
形成装置。
【請求項４】像担持体上に複数の帯電手段及び複数の
現像手段で順次帯電と現像を行い、多色のトナー像を形
成し、転写材上に一括転写する多色画像形成装置におい
て、少なくとも、転写手段の像担持体回転方向上流側に像担
持体に軽圧接触する帯電弾性体を配置することを特徴と
する多色画像形成装置。
【請求項５】軽圧接触する転写前帯電弾性体に印加す
る電圧は、像担持体上にすでに現像されたトナーと同極
性でかつトナー層電位より大きいことを特徴とする請求
項４に記載の多色画像形成装置。
【請求項６】軽圧接触する転写前帯電弾性体は円筒ロ
ーラ形状であり、表層にトナーと同極性の摩擦帯電系列
を示す樹脂で形成するか、表層にその樹脂と別の潤滑剤
を含有させるか、または潤滑剤としてフッ素系の樹脂を
含有させることを特徴とする請求項４に記載の多色画像
形成装置。