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技術 画像形成装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 小野和朗
出願日 1996年9月13日 (22年11ヶ月経過) 出願番号 1996-263829
公開日 1997年5月27日 (22年2ヶ月経過) 公開番号 1997-138537
状態 特許登録済
技術分野 カラー電子写真 電子写真における転写・分離 電子写真における乾式現像 電子写真における帯電・転写・分離 カラー電子写真
主要キーワード 微細カーボン 概略同一 発泡状 ベルト片寄り 離型性材料 転写順序 ベルト体 ローラ体
関連する未来課題
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図面 (6)

課題

転写効率が良好で、且つ画像の飛び散りを防止できる画像形成装置を提供する。

解決手段

体積抵抗率1011Ωcm以上の表層23を有する転写ドラム20を備え、黒トナー磁性トナー、他の色トナー非磁性トナーを使用する画像形成装置において、非磁性色トナーの帯電電荷量磁性黒トナーの帯電電荷量であり、且つ、多重転写時の転写バイアスアップ差電圧Vsが非磁性色トナー転写時のVs>黒トナー転写転写時のVsの関係を有する構成とし、磁性トナーと非磁性トナーの帯電電荷量の差に応じて適正な転写電圧印加する。

概要

背景

従来、カラー画像形成装置の一例として、図4に示すような反転現像系カラー画像形成装置が知られている。このカラー画像形成装置の画像形成プロセスについて説明する。

まず1枚の転写材Pが、カセット7から給紙ローラー6によって取り出され、転写ガイド8を経て、転写ドラム20に巻き付けられて、静電的に転写ドラム20に吸着固定される。転写ドラム20はパイプ芯金21上に弾性層22と、表層体積抵抗率1011Ωcm以上の高抵抗または絶縁層23とを備えている。

また、導電性基材1a上に感光体層1bをもつ感光ドラム1は、矢印方向に回転し、1次帯電ローラ2により一様に帯電され、露光光3により静電潜像が形成された後、第1現像器41により第1色(マゼンタ)のトナーが静電潜像に応じて感光ドラム1に付与される。

この際、第2、第3、及び第4現像器42、43、44は作動オフしており、第1色の顕像は、第2〜第4現像器42〜44の影響を受けることなく、転写ドラム20上に吸着固定された転写材Pと感光ドラム1のなす転写ニップ域に到達し、転写ドラムバイアス電源24より転写ドラム20のパイプ状芯金21に印加されたトナーと逆極性電圧によって転写ニップ域に形成された電界により、感光ドラム1上のトナー像が、転写ドラム20上に吸着固定された転写材P上に転写される。

第1色トナー像の転写を終えた感光ドラム1の表面は、クリーニング装置5により表面を清掃された後、第2色(シアン)の画像形成工程に入る。

第2色目の工程においては、第2現像器42のみが作動し、他の現像器41、43、44は作動オフしており、以下、上述した手順によって第2色のトナー顕像が転写ドラム20上に吸着固定された転写材Pに多重転写される。

以下、第3色(イエロー)、第4色(ブラック)が転写材P上に順次転写され、転写材P上に4色の重ね合わせトナー画像が形成される。

そして、第1色〜第4色が転写材P上に多重転写された後、トナー像を担持した転写材Pは転写ドラム20より分離され、搬送ガイド9により導かれて、定着装置10で加圧加熱され、トナー像は転写材上に永久定着され、カラー画像を得る。

なお、上記ではローラ構成の転写ドラムを用いたが、他にも転写ベルトや、転写ドラム内部にコロナ帯電器を用いて、転写材を吸着固定して、転写材上に多重転写する構成のものもある。

また、近年、上記のような構成の転写材を吸着固定して、感光ドラム上のトナー像を転写材上に多重転写する転写ドラム等の画像形成装置では、厚紙や小サイズ紙封筒等が転写材として使用できない等の制約があるため、通紙可能転写材種が多いカラー画像形成装置として、中間転写体画像形成装置が知られている。

従来の中間転写体を用いるカラー画像形成装置として、図5に示すような反転現像系カラー画像形成装置が知られている。このカラー画像形成装置の画像形成プロセスについて説明する。なお、図4において前述した同部材には同符号を用いている。

感光ドラム1は、矢印方向に回転し、1次帯電ローラ2により一様に帯電され、露光光3により静電潜像が形成された後、第1現像器41により第1色(マゼンタ)のトナーが静電潜像に応じて感光ドラム1に付与される。

この際、第2〜第4現像器42〜44は、作動オフしており、第1色の顕像は第2〜第4現像器42〜44の影響は受けることなく、パイプ状芯金31上に1011Ωcm以上の高抵抗または絶縁層32を設けた中間転写体30と感光ドラム1のなす転写ニップ域に到達し、中間転写体バイアス電源33より中間転写体30のパイプ状芯金31に印加されたトナーと逆極性の電圧によって、転写ニップ域に形成された電界により、感光ドラム1上のトナー像は、中間転写体30上に中間転写(1次転写)される。

第1色のトナー像の転写を終えた感光ドラム1の表面は、クリーニング装置5により表面を清掃された後、第2色(シアン)の画像形成工程に入る。

第2色目の工程においては、第2現像器42のみが作動し、他の現像器41、43、44は作動オフしており、以下、上述した手順によって第2色のトナー顕像が中間転写体30に中間転写(1次転写)される。

以下、第3色(イエロー)、第4色(ブラック)が中間転写体30上に順次中間転写(1次転写)されて、中間転写体30上に4色の重ね合わせトナー画像が形成される。

次に、1枚の転写材Pがカセット7から給紙ローラー6によって取り出され、転写ガイド8を経て、中間転写体30と転写部材45の転写ニップ域に挿通され、転写部材バイアス電源46により印加されたトナーと逆極性の電圧によって、中間転写体30と転写部材45との転写ニップ域に形成された電界により、中間転写体30上のトナー画像が、転写材P上に一括再転写(2次転写)される。

転写部材45は、導電性ローラ41と駆動ローラ42に、転写ベルト40が張架され構成されている。また、導電性ローラ41は、1次転写時に2点鎖線にて示すように中間転写体30より離間して中間転写体30上の1次転写画像を乱さないような構成となっており、2次転写時には実線にて示すように中間転写体30に接触して転写ニップ域を形成して転写材Pが挿通される構成となっている。

2次転写時には、転写部材45に中間転写体印加電圧(1次転写電圧)よりも大きく、かつトナーと逆極性の電圧(2次転写電圧)が転写部材バイアス電源46より導電性ローラ41に印加され、転写材P上に中間転写体30上のトナー像が転写される。

転写ニップ域を出た未定着カラー画像を載せた転写材Pは、搬送ガイド9を経て定着器10に到達し、加熱加圧されて永久定着画像が得られる。

また、中間転写体をローラ体とすることにより、ベルト体である場合におけるような複雑なベルト片寄り防止機構配備を必要とせず、装置構成を簡略化できる。

概要

転写効率が良好で、且つ画像の飛び散りを防止できる画像形成装置を提供する。

体積抵抗率1011Ωcm以上の表層23を有する転写ドラム20を備え、黒トナー磁性トナー、他の色トナー非磁性トナーを使用する画像形成装置において、非磁性色トナーの帯電電荷量磁性黒トナーの帯電電荷量であり、且つ、多重転写時の転写バイアスアップ差電圧Vsが非磁性色トナー転写時のVs>黒トナー転写転写時のVsの関係を有する構成とし、磁性トナーと非磁性トナーの帯電電荷量の差に応じて適正な転写電圧を印加する。

目的

従って、本発明の目的は、磁性トナー及び非磁性トナーを用いる画像形成装置において、転写効率が良好で、且つ画像の飛び散りを防止できる画像形成装置を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

第1の画像担持体上に形成された画像を、体積抵抗率1011Ωcm以上の表層を持つ転写部材上に吸着固定された第2の画像担持体上に、複数回重ねて多重転写してカラー画像を形成する画像形成装置であって、黒トナー磁性トナー、他の色トナー非磁性トナーを使用する画像形成装置において、非磁性色トナーの帯電電荷量磁性黒トナーの帯電電荷量であり、且つ、多重転写時の転写バイアスアップ差電圧Vsが非磁性色トナー転写時のVs>磁性黒トナー転写時のVsの関係を有することを特徴とする画像形成装置。

請求項2

第1の画像担持体上に形成された画像を、体積抵抗率1011Ωcm以上の表層を持つ中間転写体上に複数回重ねて1次転写した後、前記中間転写体上の多重画像を転写部材により一括に第2の画像担持体上に2次転写する画像形成装置であって、黒トナーに磁性トナー、他の色トナーに非磁性トナーを使用する画像形成装置において、非磁性色トナーの帯電電荷量>磁性黒トナーの帯電電荷量であり、且つ、1次転写時の転写バイアスアップの差電圧Vsが非磁性色トナー1次転写時のVs>磁性黒トナー1次転写時のVsの関係を有することを特徴とする画像形成装置。

請求項3

第1の画像担持体上に形成された画像を、体積抵抗率105〜1010Ωcmの表層を持つ中間転写体上に複数回重ねて1次転写した後、前記中間転写体上の多重画像を転写部材により一括に第2の画像担持体上に2次転写するカラー画像形成装置であって、黒トナーに磁性トナー、他の色トナーに非磁性トナーを使用する画像形成装置において、非磁性色トナーの帯電電荷量>磁性黒トナーの帯電電荷量であり、且つ、1次転写時の転写バイアスVtが非磁性色トナー1次転写バイアス|Vt|>磁性黒トナー1次転写バイアス|Vt|の関係を有することを特徴とする画像形成装置。

請求項4

前記黒トナー及び色トナーが、重合法、または粉砕トナー球形化処理により得られた平均粒径8μm以下の微粒子トナーであることを特徴とする請求項1から3のうちいずれかひとつの画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、例えば複写機あるいはプリンター等とされる電子写真法を応用したカラー画像形成装置に関する。

背景技術

0002

従来、カラー画像形成装置の一例として、図4に示すような反転現像系カラー画像形成装置が知られている。このカラー画像形成装置の画像形成プロセスについて説明する。

0003

まず1枚の転写材Pが、カセット7から給紙ローラー6によって取り出され、転写ガイド8を経て、転写ドラム20に巻き付けられて、静電的に転写ドラム20に吸着固定される。転写ドラム20はパイプ芯金21上に弾性層22と、表層体積抵抗率1011Ωcm以上の高抵抗または絶縁層23とを備えている。

0004

また、導電性基材1a上に感光体層1bをもつ感光ドラム1は、矢印方向に回転し、1次帯電ローラ2により一様に帯電され、露光光3により静電潜像が形成された後、第1現像器41により第1色(マゼンタ)のトナーが静電潜像に応じて感光ドラム1に付与される。

0005

この際、第2、第3、及び第4現像器42、43、44は作動オフしており、第1色の顕像は、第2〜第4現像器42〜44の影響を受けることなく、転写ドラム20上に吸着固定された転写材Pと感光ドラム1のなす転写ニップ域に到達し、転写ドラムバイアス電源24より転写ドラム20のパイプ状芯金21に印加されたトナーと逆極性電圧によって転写ニップ域に形成された電界により、感光ドラム1上のトナー像が、転写ドラム20上に吸着固定された転写材P上に転写される。

0006

第1色トナー像の転写を終えた感光ドラム1の表面は、クリーニング装置5により表面を清掃された後、第2色(シアン)の画像形成工程に入る。

0007

第2色目の工程においては、第2現像器42のみが作動し、他の現像器41、43、44は作動オフしており、以下、上述した手順によって第2色のトナー顕像が転写ドラム20上に吸着固定された転写材Pに多重転写される。

0008

以下、第3色(イエロー)、第4色(ブラック)が転写材P上に順次転写され、転写材P上に4色の重ね合わせトナー画像が形成される。

0009

そして、第1色〜第4色が転写材P上に多重転写された後、トナー像を担持した転写材Pは転写ドラム20より分離され、搬送ガイド9により導かれて、定着装置10で加圧加熱され、トナー像は転写材上に永久定着され、カラー画像を得る。

0010

なお、上記ではローラ構成の転写ドラムを用いたが、他にも転写ベルトや、転写ドラム内部にコロナ帯電器を用いて、転写材を吸着固定して、転写材上に多重転写する構成のものもある。

0011

また、近年、上記のような構成の転写材を吸着固定して、感光ドラム上のトナー像を転写材上に多重転写する転写ドラム等の画像形成装置では、厚紙や小サイズ紙封筒等が転写材として使用できない等の制約があるため、通紙可能転写材種が多いカラー画像形成装置として、中間転写体画像形成装置が知られている。

0012

従来の中間転写体を用いるカラー画像形成装置として、図5に示すような反転現像系カラー画像形成装置が知られている。このカラー画像形成装置の画像形成プロセスについて説明する。なお、図4において前述した同部材には同符号を用いている。

0013

感光ドラム1は、矢印方向に回転し、1次帯電ローラ2により一様に帯電され、露光光3により静電潜像が形成された後、第1現像器41により第1色(マゼンタ)のトナーが静電潜像に応じて感光ドラム1に付与される。

0014

この際、第2〜第4現像器42〜44は、作動オフしており、第1色の顕像は第2〜第4現像器42〜44の影響は受けることなく、パイプ状芯金31上に1011Ωcm以上の高抵抗または絶縁層32を設けた中間転写体30と感光ドラム1のなす転写ニップ域に到達し、中間転写体バイアス電源33より中間転写体30のパイプ状芯金31に印加されたトナーと逆極性の電圧によって、転写ニップ域に形成された電界により、感光ドラム1上のトナー像は、中間転写体30上に中間転写(1次転写)される。

0015

第1色のトナー像の転写を終えた感光ドラム1の表面は、クリーニング装置5により表面を清掃された後、第2色(シアン)の画像形成工程に入る。

0016

第2色目の工程においては、第2現像器42のみが作動し、他の現像器41、43、44は作動オフしており、以下、上述した手順によって第2色のトナー顕像が中間転写体30に中間転写(1次転写)される。

0017

以下、第3色(イエロー)、第4色(ブラック)が中間転写体30上に順次中間転写(1次転写)されて、中間転写体30上に4色の重ね合わせトナー画像が形成される。

0018

次に、1枚の転写材Pがカセット7から給紙ローラー6によって取り出され、転写ガイド8を経て、中間転写体30と転写部材45の転写ニップ域に挿通され、転写部材バイアス電源46により印加されたトナーと逆極性の電圧によって、中間転写体30と転写部材45との転写ニップ域に形成された電界により、中間転写体30上のトナー画像が、転写材P上に一括再転写(2次転写)される。

0019

転写部材45は、導電性ローラ41と駆動ローラ42に、転写ベルト40が張架され構成されている。また、導電性ローラ41は、1次転写時に2点鎖線にて示すように中間転写体30より離間して中間転写体30上の1次転写画像を乱さないような構成となっており、2次転写時には実線にて示すように中間転写体30に接触して転写ニップ域を形成して転写材Pが挿通される構成となっている。

0020

2次転写時には、転写部材45に中間転写体印加電圧(1次転写電圧)よりも大きく、かつトナーと逆極性の電圧(2次転写電圧)が転写部材バイアス電源46より導電性ローラ41に印加され、転写材P上に中間転写体30上のトナー像が転写される。

0021

転写ニップ域を出た未定着カラー画像を載せた転写材Pは、搬送ガイド9を経て定着器10に到達し、加熱加圧されて永久定着画像が得られる。

0022

また、中間転写体をローラ体とすることにより、ベルト体である場合におけるような複雑なベルト片寄り防止機構配備を必要とせず、装置構成を簡略化できる。

発明が解決しようとする課題

0023

ところで従来のカラー画像形成装置においては、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色全てが磁性体を含有しない非磁性トナーであった。

0024

非磁性トナーは、トナーの現像スリーブへの保持力が弱いので、トナー漏れトナー飛散が多く、現像スリーブに均一にトナーを塗布するためには、トナーの帯電電荷量を非常に高くする必要があり、帯電電荷量が高いことから剥ぎ取りローラまたは塗布ローラを現像スリーブに当接させる必要がある等、現像装置構成が複雑で、1枚当りコストが非常に高価であった。

0025

そこで、カラー画像形成装置においても、ブラックトナーのみ磁性トナーを使用することで、現像スリーブ内のマグネット磁力により、トナーの現像スリーブへの保持力を強め、トナー漏れやトナー飛散が少なく、かつ簡単な現像装置構成により、ブラック現像装置を安価に提供でき、使用頻度が高い白黒画像の1枚当りのコストも低減することができる。

0026

特に、少なくとも現像装置を備えたプロセスカートリッジにおいて、トナーの色別にプロセスカートリッジが装置本体に着脱可能であるような画像形成装置においては、トナーがなくなるとプロセスカートリッジごとに交換してしまうので、黒白のプロセスカートリッジコストを低減でき、フルカラープリンターであっても、白黒画像が従来の白黒プリンター並のコストで出力することが可能となる。

0027

しかしながら、ブラックのみ磁性トナーで、他の色に非磁性トナーを使用するカラー画像形成装置においては、非磁性トナーは前述したようにトナー帯電電荷量を非常に高くする必要から約−15〜−40μC/mg程度であり、磁性トナーは約−5〜−15μC/mg程度である。

0028

非磁性トナーと磁性トナーの帯電電荷量を、ほぼ同一とすることができれば従来のカラー画像形成装置構成でよいが、磁性トナーの帯電電荷量を大きくするとトナー劣化が増大し、濃度低下等の問題が発生するので、磁性トナーの帯電電荷量増加は困難であり、非磁性トナーは前述したように、帯電電荷量を高く設定する必要から、帯電電荷量を小さくすることは困難である。

0029

そして、磁性黒トナーの帯電電荷量が低く、他の色の非磁性トナーの帯電電荷量が高いような構成のフルカラー画像形成装置において、感光ドラム上画像の転写材への転写時や、感光ドラム上画像の中間転写体への1次転写時での適正転写バイアス設定値が、磁性トナーと非磁性トナーで異なることが検討により判明した。

0030

非磁性トナーの帯電電荷量が高く、磁性トナーの帯電電荷量が低いために、非磁性トナーの適正転写電圧が、磁性トナーの適正転写電圧より高く、そのために非磁性トナーの適正転写電圧で磁性トナーを転写すると転写電圧が高いために、トナーへの電荷注入による再転写現象が発生し転写効率が低減したり、逆に、磁性トナーの適正転写電圧で非磁性トナーを転写すると、転写電圧(転写電流)が低いために、画像が飛び散ってしまう等の問題が発生した。

0031

従って、本発明の目的は、磁性トナー及び非磁性トナーを用いる画像形成装置において、転写効率が良好で、且つ画像の飛び散りを防止できる画像形成装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0032

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、第1の画像担持体上に形成された画像を、体積抵抗率1011Ωcm以上の表層を持つ転写部材上に吸着固定された第2の画像担持体上に、複数回重ねて多重転写してカラー画像を形成する画像形成装置であって、黒トナーに磁性トナー、他の色トナーに非磁性トナーを使用する画像形成装置において、
非磁性色トナーの帯電電荷量>磁性黒トナーの帯電電荷量
であり、且つ、多重転写時の転写バイアスアップ差電圧Vsが
非磁性色トナー転写時のVs>磁性黒トナー転写時のVs
の関係を有することを特徴とする画像形成装置である。

0033

本発明による他の態様によれば、第1の画像担持体上に形成された画像を、体積抵抗率1011Ωcm以上の表層を持つ中間転写体上に複数回重ねて1次転写した後、前記中間転写体上の多重画像を転写部材により一括に第2の画像担持体上に2次転写するカラー画像形成装置であって、黒トナーに磁性トナー、他の色トナーに非磁性トナーを使用する画像形成装置において、
非磁性色トナーの帯電電荷量>磁性黒トナーの帯電電荷量
であり、且つ、1次転写時の転写バイアスアップの差電圧Vsが
非磁性色トナー1次転写時のVs>磁性黒トナー1次転写時のVs
の関係を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

0034

更に、本発明による他の態様によれば、第1の画像担持体上に形成された画像を、体積抵抗率105 〜1010Ωcmの中間転写体上に複数回重ねて1次転写した後、前記中間転写体上の多重画像を転写部材により一括に第2の画像担持体上に2次転写するカラー画像形成装置であって、黒トナーに磁性トナー、他の色トナーに非磁性トナーを使用する画像形成装置において、
非磁性色トナーの帯電電荷量>磁性黒トナーの帯電電荷量
であり、且つ、1次転写時の転写バイアスVtが
非磁性色トナー1次転写バイアス|Vt|>磁性黒トナー1次転写バイアス|Vt|
の関係を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

0035

好ましくは、前記黒トナー及び色トナーは、重合法、または粉砕トナー球形化処理により、平均粒径8μm以下の微粒子トナーである。

発明を実施するための最良の形態

0036

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

0037

実施例1
図1により本発明に係る画像形成装置の実施例1について説明する。なお、本実施例の画像形成装置は、前出の図4の画像形成装置の構成と概略同一であり、したがって全体構成及び機能についての説明は省略し、特徴部分についてのみ説明する。

0038

転写ドラム20に転写材Pを吸着固定し、転写材P上に、感光ドラム上のトナー画像を1色ずつ多重転写して、カラー画像を形成する画像形成装置において、黒トナーに磁性トナーを用いたブラック現像装置50、他の色トナーに非磁性トナーを用いた現像装置41、42、43を使用して、黒トナーを2色目以降に転写し、転写材P上に1色ずつ多重転写するための転写電圧が、例えば1色目のマゼンタ転写電圧V1、2色目シアン転写電圧V2(=V1+Vc)、3色目のイエロー転写電圧V3(=V2+Vy)、4色目のブラック転写電圧V4(=V3+Vb)というように、転写ドラム表層に高抵抗〜絶縁材料(体積抵抗率1011Ωcm以上)を用いているために発生するチャージアップのために、転写電圧を色を重ねる毎に大きくする。(尚、2色目にマゼンタの場合には、2色目のマゼンタ転写電圧V2(=V1+Vm)である。)
また、本実施例の画像形成装置において、転写バイアスアップの差電圧Vs:前色の1次転写電圧−次色の1次転写電圧の絶対値を、Vs=|V2−V1|、|V3−V2|、|V4−V3|とすると、上記の場合には、Vs=|Vm|、|Vc|、|Vy|、|Vb|である。

0039

この場合において、
非磁性色トナーの帯電電荷量>磁性黒トナーの帯電電荷量
であり、且つ、前色の1次転写電圧にプラスする転写バイアスアップの差電圧Vs=|Vm|、|Vc|、|Vy|、|Vb|が、非磁性色トナー転写バイアスアップの差電圧Vs>磁性黒トナー転写バイアスアップの差電圧Vs、すなわち、上記の場合には、|Vm|、|Vc|、|Vy|>|Vb|の関係を有する構成とする。

0040

これにより、磁性トナー、非磁性トナーの帯電電荷量の差に応じて、適正な転写電圧を印加する制御を行ない、トナー再転写現象や画像飛び散り等の画像不良を防止し、良好な画像を得ることができる。

0041

トナーの転写順序は、2色目以降に磁性黒トナーを転写する構成であれば、他の非磁性色トナーの転写順序は任意としてよい。

0042

このとき、非磁性色トナーの帯電電荷量を一定にすることができればVm=Vc=Vyとしてもよいし、非磁性色トナーで個々に帯電電荷量が異なる場合にはVm、Vc、Vyをそれぞれ固有の値としてよい。

0043

具体的には、反転現像系の画像形成装置で、プロセススピード106mm/sec、φ30mmの感光ドラム1、φ150mmの転写ドラム20としてパイプ状の芯金21上に、EPDM等よりなる弾性体微細カーボンまたは金属粉体を均一に分散させて、体積抵抗率101 〜105 Ωcmに調整した低抵抗弾性層22、表層にPVdF等の1011Ωcm以上の高抵抗〜絶縁材料23を被覆したものを用いる。

0044

トナーとして下記の表1に示すような、黒トナーに1成分磁性トナーで、帯電電荷量が−7μC/mg、他の色トナーに1成分非磁性トナーで帯電電荷量が−20μC/mgのものを用いた。最大通紙幅はA4縦サイズである。転写順序は、1色目にマゼンタ、2色目にシアン、3色目にイエロー、4色目にブラックの順序とした。

0045

0046

下記の表2に多重転写時の各色における転写ドラムの印加電圧を示す。

0047

0048

感光ドラム1上の画像を、転写ドラム20上に吸着固定された転写材P上に転写するときに、非磁性の色トナー転写バイアスアップの差電圧Vs=|Vc|=|Vy|=400V、磁性黒トナー転写バイアスのアップの差電圧Vs=|Vb|=200Vから、|Vc|=|Vy|=400V>|Vb|=200Vの関係を有することにより、磁性・非磁性トナーの混在した多重転写の場合でも、鮮明なフルカラー画像を得ることができた。

0049

また、本実施例では、転写ドラムを備えた構成に関して説明したが、転写ベルト等を用いて、転写材を転写部材に吸着固定して転写材上に多重転写する構成でも同様の効果が得られる。

0050

実施例2
次に本発明に係る画像形成装置の実施例2について図2により説明する。尚、本実施例の画像形成装置は、前出の図5の画像形成装置の構成に概略同一であり、したがって全体構成及び機能についての説明は省略し、特徴部分についてのみ説明する。

0051

パイプ状芯金31上に表層として1011Ωcm以上の高抵抗または絶縁層32を設けた中間転写体30と、中間転写体バイアス電源33より中間転写体30のパイプ状芯金31に印加されたトナーと逆極性の電圧によって、感光ドラム1と中間転写体30との転写ニップ域に形成された電界により、中間転写体30上に、感光ドラム1上のトナー画像を1色ずつ多重転写(1次転写)した後、中間転写体30上の多重転写画像を、転写部材45により転写材P上に一括に2次転写して、カラー画像を形成する画像形成装置において、黒トナーに磁性トナーを用いたブラック現像装置50、他の色トナーに非磁性トナーを用いた現像装置41、42、43を使用して、黒トナーを2色目以降に転写し、中間転写体30上に1色ずつ多重転写する1次転写電圧が、例えば1色目のマゼンタ転写電圧V1、2色目のシアン転写電圧V2(=V1+Vc)、3色目のイエロー転写電圧V3(=V2+Vy)、4色目のブラック転写電圧V4(=V3+Vb)というように、中間転写体に高抵抗〜絶縁材料(1011Ωcm以上)を用いているために発生するチャージアップのために、1次転写電圧を色を重ねる毎に大きくする。(2色目にマゼンタの場合には、2色目のマゼンタ転写電圧V2=V1+Vmである。)

0052

又、本実施例の画像形成装置において、1次転写バイアスアップの差電圧Vs:前色の1次転写電圧−次色の1時転写電圧の絶対値を、Vs=|V2−V1|、|V3−V2|、|V4−V3| とすると、上記の場合には、Vs=|Vm|、|Vc|、|Vy|、|Vb| である。この場合において、
非磁性色トナーの帯電電荷量>磁性黒トナーの帯電電荷量
であり、且つ、前色の1次転写電圧にプラスする転写バイアスアップの差電圧Vs=|Vm|、|Vc|、|Vy|、|Vb|が、
非磁性色トナー1次転写時のVs>磁性黒トナー1次転写時のVs
すなわち、上記の場合、|Vm|、|Vc|、|Vy|>|Vb|の関係を有する構成とする。

0053

これにより、磁性トナー、非磁性トナーの帯電電荷量に応じて、適正な1次転写画像を得ることができる。

0054

トナーの転写順序は、2色目以降に磁性黒トナーを転写する構成であれば、他の非磁性色トナーの転写順序は任意としてよい。

0055

このとき、非磁性色トナーの帯電電荷量を一定にすることができればVm=Vc=Vyとしてもよいし、非磁性色トナーで個々に帯電電荷量が異なる場合にはVm、Vc、Vyをそれぞれ固有の値としてもよい。

0056

具体的には、反転現像系の画像形成装置で、プロセススピード106mm/sec、φ30mmの感光ドラム、φ150mmの中間転写体30としてパイプ状の芯金31上に、1011Ωcm以上の高抵抗〜絶縁の弾性層32を被覆したものを用いた。

0057

トナーとして前出の表1に示したような、黒トナーに1成分磁性トナーで、帯電電荷量が−7μC/mg、他の色トナーに1成分非磁性トナーで帯電電荷量が−20μC/mgのものを用いた。最大通紙幅はA4縦サイズである。転写順序は、1色目にマゼンタ、2色目にシアン、3色目にイエロー、4色目にブラックの順序とした。

0058

下記の表3に多重1次転写時の各色における中間転写体印加電圧(1次転写時)を示す。

0059

0060

感光ドラム1上の画像を中間転写体30上に転写するとき、非磁性の色トナー1次転写バイアスアップの差電圧Vs=|Vc|=|Vy|=400V>|Vb|=200Vの関係を有することにより、磁性・非磁性トナーの混在した多重転写の場合でも、鮮明な1次転写画像を得ることができた。

0061

2次転写において転写部材45に約4KV程度の転写電圧を印加することにより、転写材P上に中間転写体30上の多重転写(1次転写)画像を転写し、鮮明な画像不良のないカラー画像を得ることができた。

0062

また、本実施例では、中間転写ドラムを備えた構成に関して説明したが、中間転写ベルト等を用いて多重転写(1次転写)する構成でも同様の効果が得られる。

0063

また、本実施例では中間転写体として、パイプ芯金上に1層の高抵抗〜絶縁層を設けた中間転写体で説明したが、実施例1で用いた転写ドラムのような構成であるパイプ状芯金上に、EPDM等よりなる弾性体に微細カーボンまたは金属粉体を均一に分散させて、体積抵抗率101 〜105 Ωcmに調整した低抵抗弾性層、表層にPVdF等の1011Ωcm以上の高抵抗〜絶縁材料を被覆したものを用いた複層構成の中間転写体を用いた場合にも同様の効果を得ることができる。

0064

実施例3
次に本発明に係る実施例3について図3を参照して説明する。尚、本実施例の画像形成装置は、前出の図5の画像形成装置の構成に概略同一であり、したがって全体構成及び機能についての説明は省略し、特徴部分についてのみ説明する。

0065

パイプ状芯金61上に表層として105 〜1010Ωcmの中抵抗層62を設けた中抵抗中間転写体60と、中間転写体バイアス電源33より中抵抗中間転写体60のパイプ状芯金61に印加されたトナーと逆極性の電圧によって、感光ドラム1と中抵抗中間転写体60との転写ニップ域に形成された電界により、中抵抗中間転写体60上に、感光ドラム1上のトナー画像を1色ずつ多重転写(1次転写)した後、中抵抗中間転写体60上の多重転写画像を、転写部材45により転写材P上に一括に2次転写して、カラー画像を形成する。

0066

又、黒トナーに磁性トナーを用いたブラック現像装置50、他の色トナーに非磁性トナーを用いた現像装置41、42、43を使用して、中抵抗中間転写体60上に1色ずつ多重転写する1次転写電圧Vtが、例えば1色目のマゼンタ転写電圧Vtm、2色目シアン転写電圧Vtc、3色目のイエロー転写電圧Vty、4色目のブラック転写電圧Vtbの場合において、
非磁性色トナーの帯電電荷量>磁性黒トナーの帯電電荷量
であり、且つ、各色の1次転写バイアスVtが
非磁性色トナー1次転写バイアス|Vt|>磁性黒トナー1次転写バイアス|Vt|
すなわち、上記の場合には|Vtm|、|Vtc|、|Vty|>|Vtb|の関係を有する構成とすることにより、磁性トナー、非磁性トナーの帯電電荷量に応じて、適正な1次転写電圧を印加する制御を行ない、トナー再転写現象や画像飛び散り等の画像不良を防止し、中間転写体上に良好な1次転写画像を得ることができる。

0067

前述したように、中間転写体に高抵抗または絶縁性材料を用いている場合には、感光ドラム上画像を中間転写体上に多重転写(1次転写)する際、転写電圧を色を重ねる毎に大きくする必要があったが、中間転写体に中抵抗材料を用いることにより、チャージアップを防止することができるので、転写電圧を大きくしていく必要がなく、低電圧で4色の転写を行なえることができ、さらには2次転写電圧も高抵抗〜絶縁中間転写体に比べて低く設定することができるので、転写バイアス電源低コスト化等の利点を持つ。

0068

また、4色のトナーの1次転写順序は任意としてよい。このとき、非磁性色トナーの帯電電荷量を一定にすることができればVtm=Vtc=Vtyとしてもよいし、非磁性色トナーで個々に帯電電荷量が異なる場合にはVtm、Vtc、Vtyをそれぞれ固有の値としてよい。

0069

具体的には、反転現像系の画像形成装置で、プロセススピード106mm/sec、φ30mmの感光ドラム1、φ150mmの中抵抗中間転写体60としてパイプ状芯金61上に、弾性体に微細カーボンまたは金属粉体を均一に分散させて、体積抵抗率108 Ωcm程度に調整した中抵抗弾性層52を被覆したものを用いた。

0070

トナーとして表1に示したような、黒トナーに1成分磁性トナーで、帯電電荷量が約−7μC/mg、他の色トナーに1成分非磁性トナーで帯電電荷量が約−20μC/mgのものを用いた。最大通紙幅はA4縦サイズである。転写順序は、1色目にマゼンタ、2色目にシアン、3色目シアン、4色目ブラックとした。

0071

下記の表4に1次転写時の各色における中抵抗中間転写体印加電圧(1次転写時)を示す。

0072

0073

感光ドラム1上の画像を中抵抗中間転写体60上に1次転写するときに、非磁性色トナー1次転写バイアスVt:Vm=Vc=Vy=700V、磁性黒トナー1次転写バイアスVt:Vb=500Vから、|Vm|=|Vc|=|Vy|=700V>|Vb|=500Vの関係を有することにより、中抵抗中間転写体において磁性・非磁性トナーの混在した多重転写の場合でも、鮮明な1次転写画像を得ることができた。

0074

また、本実施例では、中間転写ドラムを備えた構成に関して説明したが、中間転写ベルト等を用いて多重転写(1次転写)する構成でも同様の効果が得られる。

0075

また、上述したように、中抵抗弾性中間転写体を用いることで、中間転写体に印加する転写バイアス電圧を、感光ドラムとの転写ニップ部及びその前後の空間に強い電圧を生じさせることなく中間転写を実行することができ、さらに、中間転写体にピンホール等の微小欠陥があっても電流リークを生じさせることのない適度の電圧に設定して、飛び散り等の画像乱れを生じさせることなく、良好に中間転写を実行させることができる。

0076

また、中間転写体を中抵抗とすることで、バイアスによって中間転写体上の転写残りトナーを十分に離脱することが可能となり、中間転写体のクリーニングが容易であるという利点を持つ。

0077

中抵抗弾性中間転写体としては、パイプ状の芯金上に、シリコーンゴムテフロンゴムクロピレンゴム、ウレタンゴム、EPDM等よりなる弾性材ソリッド、あるいは発泡状に形成し、さらに弾性材にカーボンまたは金属粉等を分散させて抵抗調整した中抵抗弾性層を被覆したものであり、弾性層は105 〜1010Ωcmの体積抵抗率をもつ。さらに、中抵抗弾性層の表面を中抵抗の離型性材料で被覆して、2次転写効率を向上させるような複層構成としたものでも同様の効果が得られる。

0078

実施例4
次に本発明に係る実施例4について説明する。本実施例においては、従来、現像剤として用いられてきた粉砕トナーの代わりに、実施例1〜3において、重合法、または粉砕トナー球形化処理により形成され、平均粒径8μm以下の微粒子トナーである非磁性球形トナーおよび磁性球形トナーを用いることを特徴とする。

0079

上記構成による球形トナーは、従来使用されていた粉砕トナーに比較して、トナーの形状および粒径の均一化が可能であり、トナーの帯電電荷量分布シャープになるので、磁性球形トナーと非磁性球形トナーにおいて、転写電圧を実施例1〜3のように制御することによる画質向上の効果は、粉砕トナーに比較して、非常に大きくなる。

0080

また、微粒子トナーを用いることで小ドット再現性が向上し、鮮明な画像を得ることができるとともに、重合法、または粉砕トナー球形化処理によるトナーを用いることにより、転写効率が向上し、転写残トナーが少ないことから、感光体ドラム及び中間転写体の転写残トナークリーニングを容易にすることができる等の利点を持つ。

発明の効果

0081

以上の説明から明らかなように、本発明によるカラー画像形成装置が、非磁性色トナーの帯電電荷量>磁性黒トナーの帯電電荷量であり、且つ、多重転写時の転写バイアスアップの差電圧Vsが、非磁性色トナー転写時のVs>磁性黒トナー転写時のVs又は非磁性色トナー1次転写バイアス|Vt|>磁性黒トナー1次転写バイアス|Vt|の関係を有することにより、トナー再転写現像を防止し、転写効率が良好で、且つ画像の飛び散り等の画像不良を防止でき、高品質画像を得ることができる。

0082

さらに、重合法、または粉砕トナーの球形化処理により平均粒径8μm以下の微粒子トナーを使用することによって、帯電電荷分布をシャープにすることができ、粉砕トナー使用時に比較して、本発明の効果を更に大きいものとすることができる。

図面の簡単な説明

0083

図1本発明に係る画像形成装置の実施例1を示す構成図である。
図2本発明に係る画像形成装置の実施例2を示す構成図である。
図3本発明に係る画像形成装置の実施例3を示す構成図である。
図4従来のカラー画像形成装置の一例を示す構成図である。
図5従来の中間転写体を用いるカラー画像形成装置の一例を示す構成図である。

--

0084

1感光ドラム(第1の画像担持体)
20転写ドラム(転写部材)
23表層
30高抵抗〜絶縁中間転写体
32 高抵抗〜絶縁層(表層)
41色トナー現像装置(マゼンタ)
42 色トナー現像装置(シアン)
43 色トナー現像装置(イエロー)
45転写、分離ベルト(転写部材)
50 黒磁性トナー現像装置
60 中抵抗中間転写体
62中抵抗層(表層)
P転写材(第2の画像担持体)

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