JP3173945B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンター等
とされる電子写真方式或は静電記録方式の画像形成装置
に関し、特に多数回同一転写材に異なる色の可視画像を
重ね転写するカラー画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来カラー画像形成装置には、電子写真
方式が多く用いられている。図４に示すように、これら
のカラー画像形成装置は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）等のカラー
現像剤をそれぞれ内包し、像担持体２上に形成された静
電潜像を現像する現像器４１、４２、４３、４４を具備
した現像装置４、供給された転写材１１を転写材保持手
段としてのグリッパーＧにより把持し、転写材１１に像
担持体２上の画像を転写する転写体１、レーザ等の光源
を持つ露光装置１３より発せられた光信号によって書き
込まれた静電潜像と、それが現像器４によって現像され
た可視画像とを共に担持する像担持体２、像担持体２を
一様に帯電する一次帯電器１５、転写材１１に画像を転
写した後の像担持体２上に残った現像剤をクリーニング
するクリーナー１４、転写材１１に転写されたカラー可
視画像を該転写材１１に定着する定着器３等により構成
されている。

【０００３】上記装置における転写体１は、図５に示す
ごとく、中空のドラム筐体２１の側面を転写領域のみ切
り欠き、その切り欠き部にポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）や、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フ
ッ化エチレンプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリカー
ボネイト、ポリウレタン等に代表される可撓性シート２
３を張架した構造を備えている。

【０００４】転写体１の内外には、図４に示すように、
その回転方向に沿って、転写材１１を可撓性シート２３
に静電吸着させる手段としての吸着ローラ５、該吸着ロ
ーラ５に対向して可撓性シート２３を帯電させるための
吸着用帯電器６、像担持体２上に形成された画像を転写
する手段としての転写帯電器７、可撓性シート２３に静
電吸着した転写材１１を分離するための分離帯電器８、
分離を補助し、分離後の転写材１１を定着器３に導くた
めの分離爪１６、並びに可撓性シート２３を初期化する
ためのシート除電帯電器９及び転写体クリーナー１０が
配置されている。

【０００５】次に、上記の装置を具備したカラー画像形
成装置の画像形成プロセスについて説明する。先ず、露
光装置１３からの１色目の画像信号に基づいた露光によ
り像担持体２上に形成された１色目の静電潜像を、例え
ばイエロー（Ｙ）現像剤を内包した現像器４１により可
視化する。この工程に並行して転写体１は、供給された
転写材１１の先端を転写材保持手段としてのグリッパー
Ｇで把持し、続いて回転運動することにより転写材１１
を転写体１表面に巻き付ける。この時、吸着ローラ５と
転写体表面を形成する可撓性シート２３間に挾まれ、同
時に吸着用帯電器６により可撓性シート２３の裏面に付
与された電荷によって転写体表面に保持される。

【０００６】続いて、転写材１１は、転写体１の回転に
より像担持体２と対向する位置にある画像転写部まで搬
送され、像担持体２上に形成された画像を該像担持体２
に対向して配置されている転写帯電器７によって転写さ
れる。この後、像担持体２は、その上に残留する残留現
像剤をクリーナー１４により除去され、再び、露光装置
１３によって像担持体２上に２色目の画像信号に基づい
た静電潜像を形成される。この静電潜像は、２色目の画
像信号に対応する例えばマゼンタ（Ｍ）現像剤を内包す
る現像器４２により現像され、可視画像となる。この２
色目の可視画像は、先に１色目の可視画像を転写された
転写体１上の転写材１１に、再び、転写帯電器７によっ
て転写される。

【０００７】上記の工程を３色目としてシアン（Ｃ）、
４色目としてブラック（ＢＫ）等の現像剤を用いて像担
持体２上に３色目、４色目の可視画像を形成し、２色目
の可視画像と同様な方法にて転写体１上の転写材１１に
重ね転写する。

【０００８】以上のように各色のカラー可視画像を転写
された転写材１１は、転写体１の回転により、該転写体
１の内外に対向して配置された分離帯電器８に搬送さ
れ、該分離帯電器８によって転写材１１と可撓性シート
２３間の静電吸着力が除去され、分離爪１６を介して分
離する。分離した転写材１１は定着器３に導かれ、該定
着器３により転写された可視画像が定着される。転写材
１１分離後の転写体１は、転写体クリーナー１０によっ
て該転写体表面に付着した現像剤を除去され、シート除
電帯電器９により除電されて電気的に初期化される。

【０００９】以上、カラー画像を多重転写方式で画像形
成する場合に用いられる転写体の代表例として切り欠き
構造の転写体１で説明したが、図６に示すように切り欠
き部のない導電性のドラム筐体３２にウレタンフォー
ム、シリコンゴム発泡体等の導電性弾性部材３３を被覆
し、さらにその表面を前述したような可撓性シート２３
で被覆した構造の転写体にバイアスを印加する方法によ
っても、上記切り欠きドラムと同様な多重転写を行うこ
とができる。

【００１０】このタイプの転写体３１では、前述した切
り欠き構造の転写体１より内部が簡略化できるため、コ
ストが低減できる上、可撓性シート２３を内側より支持
しているため、切り欠き構造の転写体１の問題点である
シートの変形や破損を低減できるという利点がある。そ
れ故、現在、上記切り欠き部を持たない導電性ドラム
（以下バイアスドラムとする。）を用いたカラー画像形
成装置が注目されている。このバイアスドラムを用いた
カラー画像形成装置の画像形成方法は上述した切り欠き
ドラムを用いた同装置と非常に類似している。

【００１１】以下、図７を参照にしてバイアスドラムを
採用したカラー画像形成装置による画像形成について説
明するが、同図に示した画像形成手段のうち、先述した
図４のカラー画像形成装置とその配置及び機能が同一な
ものについては、その名称及び符号を同一にすることで
詳細な説明を省略する。

【００１２】まず、搬送路より供給された転写材１１
は、転写体３１に接離する吸着ローラ５によって転写体
３１と該吸着ローラ５間に挾まれる。これと同時にドラ
ム筐体３２及び吸着ローラ５に吸着及び転写バイアスが
印加され、それに誘起された電荷により転写材１１は転
写体３１に静電吸着保持される。続いて、転写体３１に
保持された転写材１１は、転写体３１の回転により画像
転写部まで搬送され、像担持体２に形成された１色目の
可視画像を転写される。次に、２色目の可視画像を転写
する際には、上述の転写バイアス値を変化させ、転写体
３１上の転写材１１が１色目の可視画像を転写したこと
で降下した電位を補正する。このような補正を３色目、
４色目の転写時も同様に行い、転写体１上の転写材１１
に像担持体２上に形成された可視画像を重ね転写する。
転写工程を終了した転写材１１は、分離帯電器８で除電
され、転写体１との間の静電吸着力を除去されたのち、
分離爪１６を介して分離する。

【００１３】可視画像が転写された転写材１１は定着器
３に搬送され、可視画像が定着器３で定着されて永久像
を得る。

【００１４】以上、バイアスドラムを用いるカラー画像
形成装置での転写工程を説明したが、該カラー画像形成
装置での現像工程は、前述した切り欠きドラムを用いる
カラー画像形成装置での現像工程と同じである。

【００１５】以上説明した電子写真方式のカラー画像形
成装置は、一般に使用する環境の変化、プリント枚数等
の諸条件によって画像濃度が変動する場合があり、本来
の正しい色調が得られなくなるという欠点があった。

【００１６】そこで、この欠点を克服するため、各色の
トナーで濃度検知用トナー像（パッチ）を感光ドラム又
は転写ドラム上等に試験的にそれぞれ作成し、それらの
濃度を濃度センサで検知し、これを露光量、現像バイア
ス等にフィードバックする画像濃度制御を行うことによ
り画像を得ることが従来から行なわれていた。濃度セン
サは、一般に、ＬＥＤなどの発光素子、およびフォトダ
イオード、ＣｄＳなどの受光素子からなっている。

【００１７】この画像濃度制御において、図４及び７を
参照して、転写体上で濃度検知を行う場合の工程につい
て説明する。まず、像担持体２上にパッチの潜像を作成
する。この潜像を現像装置４により現像し、像担持体２
上にパッチのトナー像を形成する。この時、パッチは必
要に応じて複数個形成されることがある。この像担持体
２上のトナー像を転写体１、３１上に直接転写し、濃度
センサ１２によって濃度を測定する。測定された濃度の
度合いに応じて、上述したように露光量又は現像バイア
ス等を変化させ、出力される画像の濃度が一定になるよ
うに変更する。測定後の転写体１、３１上のトナーは、
転写体クリーナー１０によって清掃される。以上の工程
で濃度検知が終了する。

【００１８】ところで、上述した濃度検知に用いられる
転写体１、３１は、以下に説明する要因により、図８に
示すように転写体１、３１の表面を発光素子の光の波長
に対して吸収する部分１Ａ、３１Ａと反射する部分１
Ｂ、３１Ｂとに塗分けている。これは、黒トナーが黒色
度を上げるためにトナーの色素にカーボンを用いている
ため、他の色のトナー（以下色トナーとする）と光源に
対する性質が異なるためである。例えば、発光素子とし
て比較的安価な９５０ｎｍのＬＥＤを用いた場合、黒ト
ナーの場合は光を吸収するが、色トナーに対しては反射
する。ゆえに、転写体１、３１上で濃度を測定する場
合、黒トナーは吸収の度合で適正な濃度が出力されてい
るかどうかを判断しなければならない。その為、黒トナ
ーの検知パッチは、発光素子の波長の反射率の良い下地
に形成し、反対に色トナーの検知パッチは吸収率の良い
下地に形成しなければならない。よって、濃度検知を行
う転写体１の表面は、発光素子の波長に対して吸収する
部分１Ａ、３１Ａと反射する部分１Ｂ、３１Ｂを有して
いなければならなくなる。

【００１９】このような性質を転写体１に持たせるため
には、上述した可撓性シート２３の色をそれぞれのトナ
ーの濃度検知が行えるように部分的に２色に色分けする
必要がある。例えば、可撓性シート２３としてＰＶｄＦ
シートを用いた場合、無色透明な可撓性シート２３を色
トナーが濃度検知する部分（吸収する部分１Ａ、３１
Ａ）には吸収率の高い例えば黒色の塗料を塗布し、黒ト
ナーが濃度検知する部分（反射する部分１Ｂ、３１Ｂ）
には反射率の高い例えば白色の塗料を塗布する。

【００２０】図９及び１０の各グラフに色トナー及び黒
トナーのそれぞれの下地上の濃度と濃度センサーの出力
との関係を示す。図９のグラフに示すように、色トナー
はトナー濃度が増大するに伴い、センサ出力も増大す
る。それに対して、図１０に示すように、黒トナーはト
ナー濃度が減少するに伴い、センサ出力が減少する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
転写体上で濃度検知を行う転写体の場合、その表面を形
成する可撓性シートを２色に塗分けなくてはならない。
その塗分けをするためには、塗布工程で可撓性シートを
部分的に複数回マスキングしなくてはならず、加えて塗
布工程が少なくても１回以上は増えてしまうので、該塗
布工程による可撓性シートのコストが大幅に高騰すると
いう欠点があった。

【００２２】さらに、色分けした部分間の電気的特性が
異なると、転写性に大きく影響するので、例えば上述し
た白色塗料の部分は、転写材１１を保持しない（すなわ
ち、実際の画像形成時の転写工程には関係ないがパッチ
の転写が可能）転写体１上に測定部分を形成しなくては
ならず、該測定部分を設けるため必要以上に転写体１の
大きさを大きくしなければならないという問題もあっ
た。

【００２３】従って、本発明の主な目的は、転写体の可
撓性シートに対する、濃度検知のための塗布工程を簡略
化しうるカラー画像形成装置を提供することである。

【００２４】本発明の他の目的は、濃度検知のために転
写体のサイズを大きくする必要ない、小型の転写体を備
えたカラー画像形成装置を提供することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
カラー画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発
明は、像担持体に形成された静電潜像を黒現像剤及び色
現像剤により現像して得た可視画像を、保持した転写材
に複数回転写する転写体と、該転写体上に形成した濃度
検知用画像の濃度を検知する光学センサーとを有し、該
光学センサーの検知結果に基づき画像濃度制御を行うカ
ラー画像形成装置において、前記転写体が、前記光学セ
ンサーの光源波長に対し、前記黒現像剤と色現像剤のベ
タ画像の中間の濃度を有するよう、前記転写体表面を形
成する可撓性シートに塗布した塗料層の濃度を設定する
ことを特徴とするカラー画像形成装置である。

【００２６】本発明の他の態様によれば、像担持体に形
成された静電潜像を黒現像剤及び色現像剤により現像し
て得た可視画像を、保持した転写材に複数回転写する転
写体と、該転写体上に形成した濃度検知用画像の濃度を
検知する光学センサーとを有し、該光学センサーの検知
結果に基づき画像濃度制御を行うカラー画像形成装置に
おいて、前記光学センサーによる前記転写体の検知出力
値が、前記黒現像剤のベタ画像の検知出力値と前記色現
像剤のベタ画像の検知出力値との中間の値となるよう
に、前記転写体表面を形成する可撓性シートに塗布した
塗料層の濃度を設定することを特徴とするカラー画像形
成装置が提供される。

【００２７】前記転写体表面を形成する可撓性シートに
塗布する塗料層は、抵抗値Ｒ＝１０³ Ω・ｃｍ〜１０¹⁴
Ω・ｃｍ、膜厚ｔ＝１０μｍ〜２００μｍをを満たすの
が好ましい。

【００２８】

【００２９】

【実施例】以下、本発明に係るカラー画像形成装置を図
面に則して更に詳しく説明する。尚、次に説明する実施
例では、本発明のカラー画像形成装置は、図７に示すカ
ラー画像形成装置に具現化されるものとする。従って、
カラー画像形成装置の全体的構成、機能についての詳し
い説明は省略し、本発明の特徴部について説明する。

【００３０】図１は、本発明を実施したカラー画像形成
装置の転写体を示す概略断面図である。本図において、
転写体３１はバイアスドラムを用いており、可撓性シー
ト２３と弾性体３３間には中間濃度の導電性塗料層３４
が形成されている。

【００３１】本実施例では、可撓性シート２３として７
５μｍのＰＶｄＦを用い、導電性塗料層３４の基材とし
てはシリコン系樹脂を用いた。又、該シリコン系樹脂に
導電性を加えるためにカーボンを添加し、更に中間濃度
にするために白色度を加えるＴｉＯ₃をそれぞれ添加し
て導電性塗料層３４を作製した。

【００３２】上記のような構成にて濃度検知したときの
各濃度とセンサーの出力電圧の関係を図２のグラフに示
す。同グラフにおいて、下地である転写体１表面の出力
値は、黒トナーのベタ黒（ＦＦＨ）と色トナーのベタ黒
（ＦＦＨ）のセンサー出力値の中間の値を示し、導電性
塗料性３４を塗布した転写体１上ではどこでも色トナー
と黒トナーの濃度が判別できた。導電性塗料層３４の抵
抗値は概略１０³ Ω・ｃｍ〜１０¹⁴Ω・ｃｍ、膜厚は１
０〜２００μｍであった。該抵抗値及び膜厚は、可撓性
シート２３の材質により可変とする必要があり、可撓性
シート２３に塗布した状態でトータルの抵抗を測定して
概略１０¹⁰Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍ程度に収まる用に
するのがよい。例えば、可撓性シート２３として７５μ
ｍのＰＶｄＦを用い、１０³ Ω・ｃｍ〜１０⁵ Ω・ｃｍ
の塗料を用い、１０〜１００μｍの塗膜を形成したとき
に良好な結果が得られた。

【００３３】本実施例では、導電性塗料層の基剤として
シリコン系樹脂を用いたが可撓性シート２３の柔軟性が
損なわれない樹脂ならば公知の材料で構成してもよい。
また、導電性を加えるためにカーボンを分散したが、基
本的に濃度が黒トナーと色トナーの中間になるような導
電材料ならばこれに限定しない。勿論、白色度を加える
添加材も、本実施例ではＴｉＯ₃ を使用したがこの限り
ではなく、更に、転写体１が所定の抵抗値にカーボン等
で制御され、かつ、光学的濃度も黒トナーと色トナーの
中間になるのであれば、あえて加える必要がないことも
言うまでもない。

【００３４】もちろん、光学的濃度は、弾性層３３と可
撓性シート２３を組み合わせた状態で黒トナーのベタ黒
（ＦＦＨ）と色トナーのベタ黒（ＦＦＨ）のセンサー出
力値の中間の値を示さなければならず、例えば弾性層２
３の導電性をカーボンを含有することで得ている場合な
どは、該弾性層２３の色合いが転写体１の濃度に反映す
ることは容易に類推でき、その濃度シフト分だけ導電性
塗料の濃度を調節することは自明である。

【００３５】尚本実施例では、バイアスドラムを使用し
た転写体で説明したが、切り欠きドラムに同様な可撓性
シート２３を用いてもよいことは言うまでもない。

【００３６】次に図３を参照しては、本発明の特徴部分
である転写体の他の実施例について説明する。

【００３７】本図は、バイアスドラムに用いる可撓性シ
ート２３と転写材１１を転写体３１に把持するグリッパ
ーＧ及び導電性の弾性層３３の関係を示した図面であ
る。本図において、グリッパーＧの台座Ｇ１と弾性層３
３の端面の間には、構成上無くすことができない０．１
〜２ｍｍ程度の隙間ｇ₁ 、ｇ₂ があり、その隙間ｇ₁ 、
ｇ₂ を被うように導電性塗料層３４がグリッパーＧとの
連結部まで伸びている。このような構成を用いることに
より、機械的に像担持体２に接触するが、バイアスが印
加されない部分である隙間ｇ₁ 、ｇ₂ にも微弱ながら転
写バイアスが印加できると共に、転写体１に保持された
転写材１１の隙間に対応する部分が機械的に像担持体２
上の反転かぶりを転写してしまうというバイアスドラム
の不具合をも防止できる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、像担持体に形成された静電潜像を黒現像剤及び色現
像剤により現像して得た可視画像を、保持した転写材に
複数回転写する転写体と、転写体上に形成した濃度検知
用画像の濃度を検知する光学センサーとを有し、光学セ
ンサーの検知結果に基づき画像濃度制御を行うカラー画
像形成装置において、 （Ａ）転写体が、光学センサーの光源波長に対し、黒現
像剤と色現像剤のベタ画像の中間の濃度を有するよう、
転写体表面を形成する可撓性シートに塗布した塗料層の
濃度を設定する構成とするか、又は、 （Ｂ）光学センサーによる転写体の検知出力値が、黒現
像剤のベタ画像の検知出力値と色現像剤のベタ画像の検
知出力値との中間の値となるように、転写体表面を形成
する可撓性シートに塗布した塗料層の濃度を設定する構
成とされるので、異なった性質のトナーに対し、同一の
下地でトナーの測定が可能になった。これにより、可撓
性シートを塗分けせずにすみ、塗布工程の簡略化ができ
コストを低減できる上、色分けを行わないため転写体を
不必要に大きくする必要もなく、装置を小型化すること
が可能になった。

【００３９】また、本発明によるカラー画像形成装置で
は、機械的には像担持体に接触するが、バイアスが印加
されない部分である転写材保持手段と弾性層の隙間にも
微弱ながら転写バイアスが印加できる構成となるため、
転写体に保持された転写材の隙間に対応する部分が機械
的に像担持体上の反転かぶりを転写してしまうという不
具合をも防止でき、良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の特徴部分である転写体の一実施例を示
す概略断面図である。

【図２】本発明により得られた濃度−センサ出力の関係
を示すグラフである。

【図３】本発明の特徴部分である転写体の他の実施例を
示す概略断面図である。

【図４】従来の、切欠きドラムを用いたカラー画像形成
装置の概略構成図である。

【図５】切欠きドラムを示す概略斜視図である。

【図６】バイアスドラムを示す概略斜視図である。

【図７】従来の、バイアスドラムを用いたカラー画像形
成装置の概略構成図である。

【図８】従来の可撓性シートを示す展開図である。

【図９】色トナーにおけるトナー濃度−センサ出力の関
係を示すグラフである。

【図１０】黒トナーにおけるトナー濃度−センサ出力の
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１、３１ 転写体 ２ 像担持体 １１ 転写材 １２ 濃度センサ（光学センサ） ２３ 可撓性シート ３２ 導電性基盤 ３３ 弾性層 ３４ 塗料層 Ｇ 転写材保持手段（グリッパー）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 壁谷 信昭 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 健彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 竹内 昭彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−267274（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−61369（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16 G03G 15/01 114

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に形成された静電潜像を黒現像
   剤及び色現像剤により現像して得た可視画像を、保持し
   た転写材に複数回転写する転写体と、該転写体上に形成
   した濃度検知用画像の濃度を検知する光学センサーとを
   有し、該光学センサーの検知結果に基づき画像濃度制御
   を行うカラー画像形成装置において、 前記転写体が、前記光学センサーの光源波長に対し、前
   記黒現像剤と色現像剤のベタ画像の中間の濃度を有する
   よう、前記転写体表面を形成する可撓性シートに塗布し
   た塗料層の濃度を設定することを特徴とするカラー画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 像担持体に形成された静電潜像を黒現像
   剤及び色現像剤により現像して得た可視画像を、保持し
   た転写材に複数回転写する転写体と、該転写体上に形成
   した濃度検知用画像の濃度を検知する光学センサーとを
   有し、該光学センサーの検知結果に基づき画像濃度制御
   を行うカラー画像形成装置において、 前記光学センサーによる前記転写体の検知出力値が、前
   記黒現像剤のベタ画像の検知出力値と前記色現像剤のベ
   タ画像の検知出力値との中間の値となるように、前記転
   写体表面を形成する可撓性シートに塗布した塗料層の濃
   度を設定することを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記塗料層が、 抵抗値Ｒ＝１０³Ω・ｃｍ〜１０¹⁴Ω・ｃｍ 膜厚ｔ＝１０μｍ〜２００μｍ、 を満たすことを特徴とする請求項１又は２のカラー画像
   形成装置。