JP2004145137A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体が複数ある画像形成装置において、安価でそして高速で常に安定なカラーバランスを表現できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】静電像が形成される複数の像担持体１ａ、１ｂと、各々の像担持体に対応する複数の現像装置４１〜４３、４４〜４６と、を備え、少なくとも一つの像担持体には、混色することで無彩色を形成可能な色相の現像剤を収容した現像装置を組み合わせて対応させる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも４個以上の現像装置を具備し、多色画像を形成する電子写真方式、静電記録方式などの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置の最近の進歩とともに、ニーズのレベルも高くなり従来の４色画像形成装置に対して色数を増やす電子写真方式などの画像形成装置が提案され、一部実現されている。
【０００３】
それらは、従来の一般的なシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色に加え、例えば赤、青、緑や金、銀、蛍光色等の特色に対応するものや、インクジェット方式では一般的な淡いシアン、淡いマゼンタなどを加えるものなどさまざまであるが、目的は、それぞれ画質的に差別化することである。
【０００４】
その場合の画像形成装置はさまざまなタイプがあるが、例えば６色の画像形成装置を考えると一般的には、リーダ部１Ｒとプリンタ部１Ｐとを有し、プリンタ部１Ｐは、図６に示すようなタンデム型、或いは、図７に示すような１つの像担持体型、或いは、図８に示すような、２つの像担持体型（例えば、特許文献１参照）、更には、図９に示す２つの像担持体に各々ロータリ切替の現像装置が対応しているタイプ、のものが考えられる。
【０００５】
更に説明すると、図６に示すタンデム型の画像形成装置は、６つの像担持体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆにそれぞれ異なる分光特性の現像剤を装填した現像装置４１、４２、４３、４４、４５、４６を対応させ、それらを直列に配置したものである。この方式であれば、４色の画像形成装置をベースに考えた場合においても、画像の出力速度は同じにすることが可能なため、生産性重視のタイプと言える。
【０００６】
一方で、図７に示す一つの像担持体１に対して６個の現像装置４１、４２、４３、４４、４５、４６を対応させた画像形成装置では、現像装置４１、４２、４３、４４、４５、４６は、これら現像装置４１、４２、４３、４４、４５、４６を担持したロータリ部（回転体）４を回転することにより、現像装置４１、４２、４３、４４、４５、４６を切り替えながら現像を行う。従って、像担持体１に形成された各色毎の画像を中間転写体５に一次転写し、中間転写体５上で多重転写を行い、６色すべて転写し終わった段階で、給紙装置７１、７２、７３などから送給される転写材に二次転写ローラ５６の作用の下に２次転写する構成をとっている。このように構成することで、スペースを最小限にしながら６色画像を出力することが可能になっている。
【０００７】
図８に示すタイプの画像形成装置は、上記図６、図７で示すタイプの折衷案の形である。つまり、このタイプの画像形成装置は、直列に配列された２つの像担持体１ａ、１ｂに対してそれぞれ２個の現像装置４１、４２；４３、４４を対応させた構成とされ、両者の特徴をバランスよく組み合わせた画像形成装置であり、小型、安価、高速のニーズを満たすものである。
【０００８】
図９に示すタイプの画像形成装置は、２つの像担持体１ａ、１ｂに対してそれぞれ、３個の現像装置４１、４２、４３；４４、４５、４６を備えたロータリ（回転体）４ａ、４ｂを配置し、回転体４ａ、４ｂを回転することにより、現像装置を切り替えながら現像を行う。そして、像担持体１ａ、１ｂに形成された各色の画像を中間転写体５に一次転写し、中間転写体５上で多重転写を行い、６色すべて転写し終わった段階で、給紙装置７１、７２、７３などから送給される転写材に二次転写ローラ５６の作用の下に２次転写する構成とされる。このタイプの画像形成装置は、図８に示す画像形成装置の構成にて、更に、露光−現像間の距離を一定にすることで更なる高画質化を図っている。
【０００９】
ここで、現像剤の色と画質に関して述べる。
【００１０】
一般的には、減法混色の場合、色の３原色は、シアン、マゼンタ、イエローといわれており、それらを３色加えるとグレー（無彩色）になる性質がある。
【００１１】
また、すべての色は基本的にはこのシアン、マゼンタ、イエローのバランスを変えて組み合わせることで表現している。
【００１２】
したがって、これらのバランスが崩れないように各色を安定して再現するさまざまな工夫がなされている。
【００１３】
【特許文献１】
特開平４−２０４８７１号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、像担持体を複数もつ画像形成装置においては、そのカラーバランスが崩れやすいという問題がある。
【００１５】
例えば、像担持体の長手方向の中心位置での各色（シアン、マゼンタ、イエロー）の濃度をバランスとったとしても像担持体に感度ムラがあったり、露光装置の光量ムラがあったりすると画像端部での色のバランスは崩れてしまう。
【００１６】
そのために、露光装置の光量を長手方向で均一にする制御や、像担持体の感度に合わせて露光量を補正する制御などを行い均一にする工夫がなされている。
【００１７】
しかし、周方向のムラやその他短期間に変動する潜像要因の補正を行うには補正制御のためのメモリー量の増加や複雑なシステム、頻繁な補正制御の実行など困難な課題が多い。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、像担持体が複数ある画像形成装置において、安価でそして高速で常に安定なカラーバランスを表現できる画像形成装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
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、静電像が形成される複数の像担持体と、前記像担持体の静電像を可視像とするための、各々の像担持体に対応する複数の現像装置と、を備えた画像形成装置において、
少なくとも一つの像担持体には、混色することで無彩色を形成可能な色相の現像剤を収容した現像装置を組み合わせて対応させることを特徴とする画像形成装置である。
【００２０】
本発明の一実施態様によれば、２個の像担持体にそれぞれ３個づつの現像装置を配することができる。
【００２１】
本発明の他の実施態様によれば、少なくとも一つの像担持体には、シアン、マゼンタ、イエローの現像剤を収容した現像装置が対応している。
【００２２】
本発明の他の実施態様によれば、各像担持体の対応づけられる複数の現像装置は、回転体に具備され、回転体が回転することで、現像する現像装置を切り替える。
【００２３】
本発明の他の実施態様によれば、複数の像担持体において静電潜像形成位置から現像位置までの距離が等しくされる。
【００２４】
本発明の他の実施態様によれば、現像装置に収容される現像剤は、同一色相で明度の異なるものの組み合わせが複数ある。
【００２５】
本発明の他の実施態様によれば、同一色相で明度の異なる現像剤のうちそれらの色相として、少なくとも、シアンとマゼンタを含む。
【００２６】
本発明の他の実施態様によれば、３色足して無彩色になる組み合わせが複数ある場合には、その中で相対的に明度の近いものを組み合わせる。この時、少なくとも一つの像担持体には、薄いシアン、薄いマゼンタ及びイエローのトナーをそれぞれ収容した現像装置を対応させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
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。
【００２８】
実施例１
図１に、本発明の画像形成装置の一実施例である電子写真方式のフルカラー画像形成装置の概略断面構成を示す。本実施例のフルカラー画像形成装置は、上部にデジタルカラー画像リーダ部１Ｒを、下部にデジタルカラー画像プリンタ部１Ｐを有する。
【００２９】
リーダ部１Ｒにおいて、原稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査することにより、原稿３０からの反射光像をレンズ３３により、フルカラーＣＣＤセンサ３４に集光しカラー色分解画像信号を得る。カラー色分解画像信号は、不図示の増幅回路を経て、不図示のビデオ処理ユニットにて画像処理を施され不図示の画像メモリを介してプリンタ部１Ｐに送出される。
【００３０】
プリンタ部１Ｐには、リーダ部１Ｒからの信号のほか、コンピュータからの画像信号、ＦＡＸからの画像信号なども同様に送出されてくる。
【００３１】
本実施例では、一例として、リーダ部１Ｒからの信号に基づきプリンタ部１Ｐが動作するものとして説明する。
【００３２】
プリンタ部１Ｐにおいて、像担持体である２つの感光ドラム１ａ、１ｂは、各々図中矢印方向に回転自在に担持され、それぞれの感光ドラム１ａ、１ｂの周りに、前露光ランプ１１ａ、１１ｂ、コロナ一次帯電器２ａ、２ｂ、レーザ露光光学系３ａ、３ｂ、電位センサ１２ａ、１２ｂ、回転式現像装置保持部、即ち、回転体４ａ、４ｂ、及び、各々の回転体４ａ、４ｂに分光特性の異なるトナーを装填された３個の現像装置４１、４２、４３及び４４、４５、４６、転写装置５ａ、５ｂ、クリーニング器６ａ、６ｂを配置する。
【００３３】
現像装置４１〜４６にて、現像装置４１にはシアントナー、現像装置４２にはマゼンタトナー、現像装置４３にはイエロートナー、現像装置４４には特色トナー、４５には特色トナー、４６にはブラックトナーが装填されている。特色トナーとしては、金、銀などのメタリック系トナーや、蛍光剤を含むトナーを装填することが可能である。
【００３４】
また、本実施例にて、現像装置４１〜４６にはトナーとキャリアを混合させて用いる２成分現像剤が装填されているが、トナーのみの１成分現像剤でも問題はない。
【００３５】
また、現像装置の数は本実施例では６個であるが、４個以上であればいくつでも構わない。
【００３６】
レーザ露光光学系３（３ａ、３ｂ）においてリーダ部１Ｒからの画像信号は、不図示のレーザ出力部にて光信号に変換され、光信号に変換されたレーザ光がポリゴンミラーで反射され、レンズ及び各反射ミラーを経て感光ドラム１ａ、１ｂの面に投影される。
【００３７】
プリンタ部画像形成時には感光ドラム１ａ、１ｂを矢印方向に回転させ、前露光ランプ１１ａ、１１ｂ、で除電した後の感光ドラム１ａ、１ｂを一次帯電器２ａ、２ｂ、により一様に帯電させて、それぞれの分解色ごとに露光し、感光ドラム１ａ、１ｂ上に静電像を形成する。
【００３８】
次に、回転体４ａ、４ｂを回転させ、所定の現像装置を感光ドラム１ａ、１ｂ上の現像位置に移動させ、その後に現像装置を作動させて、感光ドラム１ａ、１ｂ上の潜像を現像し、感光ドラム１ａ、１ｂ上に樹脂と顔料を基体とした可視像（トナー像）を形成する。
【００３９】
本実施例の画像形成装置は、このように構成することで、露光部から現像部までの距離を常に色によらず一定にすることが可能となり、色による出力画像特性の差が発生しにくい構成になっている。
【００４０】
また、現像装置内のトナーは、図１に示すようにレーザ露光光学系３ａ、３ｂの間、及び、レーザ露光光学系３ｂの横に配置された各色毎のトナー収容部（ホッパー）６１〜６６から現像装置内のトナー比率（或いは、トナー量）を一定に保つように所望のタイミングにて随時補給される。
【００４１】
感光ドラム１ａ、１ｂ上に形成されたトナー像は、それぞれの転写装置５ａ、５ｂにおいて中間転写体としての中間転写ベルト５に一次転写され、そしてこの中間転写ベルト５上でそれぞれのトナー像が順次重ねられる。
【００４２】
中間転写ベルト５は、駆動ローラ５１、従動ローラ５２、及び、ローラ５３、５４の間に張設され、駆動ローラ５１によって駆動されている。また、中間転写ベルト５を挟んだ対向位置に転写クリーニング装置５０を配置し、駆動ローラ５１に対して接離可能に構成する。
【００４３】
また、従動ローラ５２の対向位置には、それぞれの感光ドラム１ａ、１ｂから転写された画像の位置ズレ及び濃度の検知を行う検知センサ５５が配置されており、随時各画像形成部に画像濃度、トナー補給量、画像書き込みタイミング、及び画像書き込み開始位置等に対して補正を行っている。
【００４４】
転写クリーニング装置５０は、中間転写ベルト５上に必要色だけ画像を重ね終えた後に、駆動ローラ５１に加圧され、転写材に転写した後の中間転写ベルト５上の残トナーをクリーニングする。
【００４５】
一方、転写材は、各収納部７１、７２、７３、或いは、手差し給紙部７４から各々の給紙手段８１、８２、８３或いは８４によって一枚ずつ搬送され、レジストローラ８５にて斜行を補正し、所望のタイミングにて中間転写ベルト５上のトナー像を転写材に転写する二次転写部５６に搬送される。
【００４６】
二次転写部５６にて転写材上にトナー像が転写され、転写材は搬送部８６を通り、熱ローラ定着器９にてトナー像を定着され、排紙トレー或いは後処理装置に排出される。
【００４７】
他方、二次転写後の中間転写ベルト５は、前述のように転写残トナーを転写クリーニング装置５０にてクリーニングされ、再び各画像形成部の一次転写工程に供する。
【００４８】
また、転写材の両面に画像を形成する場合には、定着器９を転写材が通過後すぐに搬送パスガイド９１を駆動し、転写材を搬送パス７５を経て反転パス７６にいったん導いた後、反転ローラ８７の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、両面搬送パス７７へと送られる。その後、両面搬送パス７７を通過し両面搬送ローラ８８にて斜行補正とタイミング取りを行い、所望のタイミングにてレジストローラ８５へと搬送され、再び上述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を転写する。
【００４９】
ここで、カラーバランスについて述べる。
【００５０】
本画像形成装置の場合、色の表現は主には、シアン、マゼンタ、イエローの組み合わせで行う。特色トナーはそれ単体で用いる場合が多い。
【００５１】
そこで、シアン、マゼンタ、イエローの３色が、異なる像担持体に分かれて配置された場合を考える。例えば、上記説明と異なり、今、一つ目の像担持体１ａに対応して、シアントナーとマゼンタトナーをそれぞれ収容した現像装置が配置され、二つ目の像担持体１ｂに対応して、イエロートナーを収容した現像装置が対応して配置されているとする。
【００５２】
この場合に、像担持体１ａ、１ｂの特性や、露光装置の特性などがまったく同じであれば、混色して色表現する際にまったく問題は発生しないが、現実的には何らかの違いが発生することが多い。
【００５３】
例えば、図２に示すような感度特性のムラがおのおのの像担持体１ａ、１ｂにあったとする。図２において、縦軸には１２８レベル（２５６レベルの階調数がある場合）の露光時の像担持体表面電位を示しており、横軸は手前から奥にかけての位置を示している。
【００５４】
このような像担持体１ａ、１ｂを用いてシアン、マゼンタ、イエローの３色でのグレーを画像形成すると、図３に示すようなｂ＊（ＣＩＥ　Ｌ＊ａ＊ｂ＊のうちのｂ＊）特性を示す。つまり、本来のグレーはｂ＊が０であるべきなのに対して、図３のように色づいてしまうのである。
【００５５】
このような現象が発生すると画質劣化となるため、カラーバランスが像担持体や露光装置のばらつきによって変化しないよう、本実施例においては、シアン、マゼンタ、イエローの各トナーを収容した現像装置４１、４２、４３は同一の像担持体１ａに対応させて配置されている。
【００５６】
従って、本実施例では、例え、図２のシアン、マゼンタ用の像担持体１ａの感度特性のムラがあったとしても、３色で形成するグレーのｂ＊成分は図４に示すように一定である。そのかわり、Ｌ＊特性に関しては一定とならないが、色むらがなくなるだけユーザから見た印象はかなり改善することができる。
【００５７】
実際にはグレーだけでなく、シアン、マゼンタ、イエローの混色で表現できる他の色に対しても同様のことが言え、シアン、マゼンタ、イエローを同一像担持体に対応させることで、色むらの発生する可能性を前記３色を複数の像担持体で画像形成する場合に比べ大幅に減らすことが可能となる。
【００５８】
像担持体関連のムラ発生要因としては、ここで記述した像担持体の感度ムラのほかに、像担持体の膜厚ムラや、露光装置の露光量ムラ、スポット径ムラ、帯電器の帯電ムラ、などさまざまなものがあり、今回の対策はその全てに対して有効である。
【００５９】
技術的には電気的に像担持体のシェーディングを行ったりすることで、複数の像担持体間の色むらも補正することは可能であるが、そのためには、部品精度や制御精度アップやメモリーのコストアップ等のさまざまなコストアップ要因が発生してしまう。
【００６０】
このように、本発明は、色むら対策が安価に達成され、コスト対効果の面で優れている。
【００６１】
以上より、２つの像担持体を備えた６色の画像形成装置において、シアン、マゼンタ、イエローを同一の像担持体に組み合わせることにより、色むらのない高画質な画像を安価に、高速で出力可能な画像形成装置を提供することが可能となる。
【００６２】
実施例２
以下、本発明に係る第２実施例の画像形成装置を説明する。
【００６３】
本実施例の画像形成装置は、実施例１にて説明した図１に示す画像形成装置と同じ構成とされるが、ただ、現像装置の配置のみを異ならせる。
【００６４】
つまり、本実施例の画像形成装置においては、現像装置４１にはシアントナー、現像装置４２にはマゼンタトナー、現像装置４３にはブラックトナー、現像装置４４には薄いシアントナー、現像装置４５には薄いマゼンタトナー、現像装置４６にはイエロートナーが装填されている。
【００６５】
ここで、濃淡トナーに関して説明する。
【００６６】
本実施例では、濃淡トナーはシアンとマゼンタに対して用いている。シアン、マゼンタにおいて粒状感を低減することで、画像全体の粒状感を大幅に減らすことが可能である。
【００６７】
シアン、マゼンタの濃淡トナーのそれぞれの濃度は、濃トナーが０．６ｍｇ／ｃｍ^２で１．６、淡トナーが０．６ｍｇ／ｃｍ^２で０．８となるように顔料量を調整している。
【００６８】
これらを上手くつなげながら画像形成することで、低濃度部では粒状感を低減し、高濃度部ではトナー消費量を抑えることが可能となる。基本的な濃淡トナーの入出力特性としては、図５に示すようなものが一般的である。
【００６９】
このように濃淡トナーをつないで画像形成する場合、グレーを形成する場合には淡トナーを用いる比率が高くなる。
【００７０】
また、一般に人間の目は明るい部分での色差に対して敏感であるといわれており、同じ濃度差が発生するとすると明るい色の方での影響が強いことになる。
【００７１】
以上より、本実施例においては、シアン、マゼンタ、イエローを組み合わせる場合に、濃シアン、濃マゼンタと、イエローとを組み合わせるのではなく、淡（薄い）シアン、淡（薄い）マゼンタと、イエローとを組み合わせて、即ち、相対的に明度の近いものを組み合わせて同一の像担持体に対応して配置している。
【００７２】
上述のように、本発明によれば、２つの像担持体を持ち、濃淡を含む６色の画像形成装置において、淡シアン、淡マゼンタ、イエローを、即ち、相対的に明度の近いものを同一の像担持体に対応して組み合わせることにより、色むらのない高画質な画像を安価に、高速で出力可能な画像形成装置を提供することが可能となる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、静電像が形成される複数の像担持体と、像担持体の静電像を可視像とするための、各々の像担持体に対応する複数の現像装置と、を備えた画像形成装置において、少なくとも一つの像担持体には、混色することで無彩色を形成可能な色相の現像剤を収容した現像装置を組み合わせて対応させる構成とされるので、カラーバランスの崩れを最小限に抑え、色むらの少ない高画質な画像を安価に、そして、高速で出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のフルカラー画像形成装置の概略断面構成図である。
【図２】実施例１における像担持体の長手方向の感度ムラを示す図である。
【図３】実施例１において感度ムラのある異なる像担持体で３色グレーを形成した場合の長手方向のｂ＊変化を示す図である。
【図４】実施例１における感度ムラのある同一の像担持体の３色グレーの長手方向のｂ＊変化を示す図である。
【図５】実施例２における濃淡トナーの入出力特性を示す図である。
【図６】６色画像形成装置の構成をタンデム型で実現した画像形成装置の概略断面構成図である。
【図７】６色画像形成装置の構成を１つの感光ドラムで実現した画像形成装置の概略断面構成図である。
【図８】２つの感光ドラムで実現した画像形成装置の概略断面構成図である。
【図９】２つの感光ドラムで実現した回転現像装置が設けられた画像形成装置の概略断面構成図である。
【符号の説明】
１（１ａ〜１ｆ）　　　　感光ドラム（像担持体）
２（２ａ〜２ｆ）　　　　帯電器
３（３ａ〜３ｃ）　　　　露光装置
４（４ａ、４ｂ）　　　　回転体（回転式現像装置保持部）
５　　　　　　　　　　　中間転写ベルト（中間転写体）
４０〜４６　　　　　　　現像装置

Claims (9)

1. 静電像が形成される複数の像担持体と、前記像担持体の静電像を可視像とするための、各々の像担持体に対応する複数の現像装置と、を備えた画像形成装置において、
   少なくとも一つの像担持体には、混色することで無彩色を形成可能な色相の現像剤を収容した現像装置を組み合わせて対応させることを特徴とする画像形成装置。
2. ２個の像担持体にそれぞれ３個づつの現像装置を配していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 少なくとも一つの像担持体には、シアン、マゼンタ、イエローの現像剤を収容した現像装置が対応していることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 各像担持体の対応づけられる複数の現像装置は、回転体に具備され、回転体が回転することで、現像する現像装置を切り替えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像形成装置。
5. 複数の像担持体において静電潜像形成位置から現像位置までの距離が等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 現像装置に収容される現像剤は、同一色相で明度の異なるものの組み合わせが複数あることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 同一色相で明度の異なる現像剤のうちそれらの色相として、少なくとも、シアンとマゼンタを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. ３色足して無彩色になる組み合わせが複数ある場合には、その中で相対的に明度の近いものを組み合わせることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 少なくとも一つの像担持体には、薄いシアン、薄いマゼンタ及びイエローのトナーをそれぞれ収容した現像装置を対応させることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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