JP3341460B2 - 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】本発明は画像形成装置に係り、特
に現像電界を制御することにより色再現性を向上させた
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真を利用したフルカラー画像形成
装置においては、感光体に形成された単色現像剤の像
（トナー像）を紙等の転写材上に順次重ねて転写するこ
とによってフルカラー画像を得ている。このフルカラー
転写を行なう場合、転写回数が増すに従って必要とする
転写電圧が大きくなり、転写電界が高くなって、形成し
た画像の色再現性が低下するという問題がある。

【０００３】複数の現像剤像の転写する順に従って、転
写電圧が高くなることによる上記の問題の発生を避ける
ために、例えば特開昭６４−４０９５８号公報や特開平
２−２６９３７３号公報に開示されているように、複数
の現像剤像を転写する順に従い、現像剤中の平均帯電量
を小さくして、必要とする上記の転写電圧を低く抑えた
ものが知られている。

【０００４】図８は上記従来技術における感光体上の各
色の電位を説明する模式図、図９は各色の設定電位値と
現像電界の値の一例の説明図であって、Ｋは黒色、Ｙは
イエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｖ_H は非画像部
電位、Ｖ_DCは現像バイアス直流成分、Ｖ_L は画像部電
位、Ｖ_d は現像電界である。同各図に示したように、従
来は各色共、その非画像部電位Ｖ_H 、現像バイアス直流
成分Ｖ_DC、画像部電位Ｖ_L は同電位に設定されており、
したがって現像電界Ｖ_d も同電位となっている。

【０００５】図１０は上記の各設定値により形成した画
像の各色の濃度を記録画像面積比（％）で示した説明図
である。同図に示されたように、シアン濃度が最大で、
以下マゼンタ、イエローの順で低下し、黒色濃度が最小
となっている。各色間の濃度差は最大で０．３と大き
く、転写される順に濃度が高くなっていることがわか
る。また、コピーの原稿との色差も大きく、全体的に紫
がかったような色合いになってしまった。

【０００６】このように、各色毎の濃度は記録画像の面
積比に係わらずに大きくばらついていることが分り、各
色の階調表現に差が生じてしまい、色再現性が低下して
しまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年フルカラー複写機
等で知られる画像形成装置の普及にともない、このフル
カラー複写機等の画像形成装置にも印刷並の色再現性が
要求され、上記従来技術の如く、単に転写される現像剤
像の順に当該現像剤の帯電量を小さくするだけの方法で
は、１色目よりも２色目、２色目よりも３色目という具
合に、転写順の後の色になる程、画像濃度が各階調部分
で高くなってしまい、良好な色再現性を得られないとい
う問題がある。

【０００８】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
消し、複数色の全てで良好な階調表現を有する画像を得
ることができる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】上記目的を達成するため
に、本発明は、現像剤像の転写する順に従い、各色現像
剤の平均帯電量を小さくすることにより生ずる各階調部
分での画像濃度が後の色になるほど高くなってしまい、
良好な色再現性が得られないという欠点を、各色の現像
電界、すなわち、感光体上の画像電位と現像バイアスの
直流成分電位との差を転写される順に従って小さくなる
ように制御することを特徴とする。

【００１０】本発明は、各色毎に一様に帯電された感光
体に、画像信号に基づく光ビームを照射して形成された
静電潜像を、転写される順に従い平均帯電量を小さくな
るように制御されたトナーとキャリアからなる複数色の
二成分現像剤、あるいはトナーのみの一成分現像剤によ
り複数回可視像化し、感光体上のトナー像を各色毎に転
写材上に順次転写するフルカラー画像形成装置におい
て、現像電界、すなわち、感光体上の画像部電位と現像
バイアスの直流成分電位との差を転写される順に従い小
さくなるように制御することを特徴とする。

【００１１】すなわち、図１は本発明の画像形成装置の
基本構成を説明するブロック図であって、１は画像形成
手段、２は転写順検知手段、３は現像電界算出手段、４
は現像電界制御手段である。この構成において、請求項
１に記載の発明は、各色毎に一様に帯電された感光体に
画像信号に従って形成した静電潜像を現像剤により現像
して転写材上に順次転写することにより画像を形成する
画像形成装置において、複数色の現像剤を用いて複数回
の転写を繰り返すことによりフルカラーの画像を形成す
る画像形成手段１と、上記画像形成手段の現像剤転写順
を検知する転写順検知手段２と、上記転写順検知手段の
検知出力に応じて現像電界の大きさを算出する現像電界
算出手段３と、上記現像電界算出手段で算出された現像
電界値に上記画像形成手段の現像電界を制御する現像電
界制御手段４とを備え、前記感光体上の画像部電位と現
像バイアスの直流成分電位との差を、転写される順に従
い順次小さく制御することを特徴とする。

【００１２】また、請求項２に記載の発明は、各色毎に
一様に帯電された感光体に画像信号で変調した光ビーム
を照射して形成した静電潜像を現像剤により現像して転
写材上に順次転写することにより画像を形成する画像形
成装置であって、転写順に従って平均帯電量が小さくな
るように制御した複数色のトナーにより現像して順次ト
ナー像として可視化し、感光体上の上記トナー像を各色
毎に転写材上に順次転写する画像形成装置において、前
記感光体に形成された静電潜像をトナーを用いて現像す
ることにより顕像化する現像ユニットと、上記顕像化さ
れたトナー像を転写材上に転写する転写ドラムとを有
し、複数色のトナーを用いて複数回の転写を順次繰り返
すことによりフルカラーの画像を形成する画像形成手段
と、上記転写ドラムの回転を検知する転写ドラム回転セ
ンサと、上記転写材の給送を検知する転写材給送センサ
とを有し、上記画像形成手段のトナー像転写順を検知す
る転写順検知手段と、上記転写順検知手段の検知出力に
応じて前記画像形成手段を構成する感光体上の画像部電
位と現像バイアスの直流成分との差が順次低減する如く
算出する現像電界算出手段と、上記現像電界算出手段の
算出結果に従って前記画像形成手段を構成する光ビーム
の強度を制御するレーザー出力制御手段とを備え、前記
感光体上の画像部電位と現像バイアスの直流成分電位と
の差を、転写される順に従い順次小さく制御することを
特徴とする。

【００１３】なお、上記請求項１，２における現像剤
は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤、あるい
はトナーのみからなる一成分現像剤の何れでもよい。

【００１４】

【作用】上記請求項１に記載の発明の構成において、画
像形成手段１は、複数色の現像剤を用いて各色毎に複数
回の転写を繰り返すことによりフルカラーの画像を形成
する。転写順検知手段２は、上記画像形成手段の現像剤
転写順を検知する。現像電界算出手段３は、上記転写順
検知手段の検知出力に応じて現像電界の大きさを算出す
る。

【００１５】現像電界制御手段４は、上記現像電界算出
手段で算出された現像電界値に上記画像形成手段の現像
電界を前記感光体上の画像部電位と現像バイアスの直流
成分電位との差を、転写される順に従い順次小さく制御
する。また、上記請求項２に記載の発明の構成におい
て、画像形成手段は、各色毎に前記感光体に形成された
静電潜像をトナーを用いて現像することにより顕像化す
る現像ユニットと、上記顕像化されたトナー像を転写材
上に転写する転写ドラムとを有し、複数色のトナーを用
いて複数回の転写を順次繰り返すことによりフルカラー
の画像を形成する。

【００１６】転写順検知手段は、上記転写ドラムの回転
を検知する転写ドラム回転センサと、上記転写材の給送
を検知する転写材給送センサとを有し、上記画像形成手
段のトナー像転写順を検知する。現像電界算出手段は、
上記転写順検知手段の検知出力に応じて前記画像形成手
段を構成する感光体上の画像部電位と現像バイアスの直
流成分との差が順次低減する如く算出する。

【００１７】レーザー出力制御手段は、上記現像電界算
出手段で算出結果に従って前記画像形成手段を構成する
光ビームの強度を前記感光体上の画像部電位と現像バイ
アスの直流成分電位との差を、転写される順に従い順次
小さく制御する。これにより、転写される順に従って現
像電界が小さくなるように制御することにより、現像剤
の平均帯電量を転写される順に従い小さくしたことによ
り生ずる、各階調部分での画像濃度が後の色になるほど
高くなることが抑止できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図２は本発明による画像形成装置を
適用した１実施例であるフルカラー複写機の構成説明図
である。全体を符号１で示すフルカラー複写機は、複写
機の原稿台上の原稿を光学的に読みとり、これを色成分
に分解してレーザー書き込み装置１０へ送る画像処理手
段（図示せず）を備える。

【００１９】レーザー書き込み装置１０は、レーザー光
源１１、ポリゴンミラー１２、レンズ１３、ミラー１４
等を備え、画像情報で変調したレーザー光を感光体２０
に照射して当該画像情報を感光体ドラム２０上に静電潜
像として形成する。感光体ドラム２０に対向して配設さ
れる帯電器（コロトロン）２２は、予め感光体ドラム２
０を一様に帯電させ、例えば供給された画像情報がイエ
ロー成分であれば、感光体ドラム２０はイエローに対応
しない領域が露光され、静電潜像はカラー画像のイエロ
ーに対応したものとなる。

【００２０】感光体ドラム２０に対応して配設されるロ
ータリー現像ユニット４０は、旋回装置４２により互い
に９０度の間隔で支持されるイエロー現像器４５ｙ、マ
ゼンダ現像器４５ｍ、シアン現像器４５ｃ、黒（以下、
ブラックとも言う）現像器４５ｋを備える。この現像ユ
ニット４５は、感光体ドラム２０に形成された静電潜像
の色成分に対応する現像器が感光体ドラム２０に対向す
る現像位置にセットされるように回転駆動され、セット
された現像器によってトナー像が形成される。

【００２１】ここでは、まずブラック現像器４５ｋが現
像位置にセットされてブラックトナー像が感光体ドラム
２０上に顕像として形成される。一方、転写材（紙等の
転写シート）５は、矢印Ａ方向へ供給され、レジストレ
ーション（以下、単にレジとも言う）ロール６３、レジ
ピンチロール６２、吸着用対向ロール（デフレクタロー
ル）６４を介して転写ドラム６０へ送られる。

【００２２】転写ドラム６０は、誘電体シートを円筒状
に形成したもので、転写ドラム６０の内側及び外側には
複数の帯電器（コロトロン）が配設される。デフレクタ
ロール６４に対向して転写ドラム６０の内側に配設され
る吸着コロトロン６６は、その放電に伴い生じた静電誘
引力により、転写ドラム６０の誘電体シート上の所定の
位置に転写材５を吸着させる。

【００２３】このようにして、転写ドラム６０に保持さ
れた転写材５は上記感光体ドラム２０との対向位置すな
わち転写装置部へと送りこまれ、転写コロトロン７０の
放電に伴って感光体ドラム２０からブラックトナー像が
転写される。次に、上記感光体ドラム２０は、転写材５
に転写されなかった残留トナーをクリーニング装置２４
で除去された後に再度帯電器２２で一様に帯電され、ブ
ラックのトナー像と同様の工程を経てイエローのトナー
像が感光体ドラム２０上に形成される。

【００２４】このとき、転写ドラム６０は、ブラックト
ナー像の転写がなされた転写材５を保持したまま回動を
続けており、再度転写部に送りこまれた転写材５にはブ
ラックトナー像に重ねてイエロートナー像が転写され
る。そして、同様の工程を残りの色について繰り返すこ
とで、転写材５上には上記４色のトナー像が多重転写さ
れたカラー画像が完成する。

【００２５】シアントナー像の転写が終了した転写材５
は、剥離コロトロン７２によって転写ドラム６０との間
に作用していた静電誘引力を消去され、剥離爪７４と剥
離爪７４に連動する内押しロール７６によって転写ドラ
ム６０から解放される。転写材５が剥離された転写ドラ
ム６０は、除電コロトロン８０によって誘電体シートの
除電が行なわれ、また、ブラシクリーナ８２によって紙
粉等の清掃が行なわれて次の記録シート（転写材）の吸
着が準備される。

【００２６】また、解放された転写材５は定着器９０で
トナー像の定着が施され、排出ローラ９２、９４によっ
て排出トレイ９５上に排出される。これでカラー画像を
形成する一連の記録動作が終了する。上記した画像形成
の制御装置として、転写ドラム６０には、その回転を検
知するための転写ドラム回転センサ３１と、転写材の給
送を検知する転写材給送センサ３２が設置され、これら
のセンサ出力を入力として上記トナー像転写順を検知す
る転写順検知回路３３および上記転写順検知回路３３の
検知出力に応じて上記感光体２０上の画像部電位と現像
バイアスの直流成分との差が順次低減する如く算出する
現像電界算出回路３４と上記現像電界算出回路３４の算
出結果に従って光ビームの強度を制御するレーザー出力
制御回路３５とを備えている。

【００２７】転写順検知回路３３は、転写ドラム回転セ
ンサ３１と転写材給送センサ３２の検知出力に基づいて
複数トナー像の転写順を検知する。このトナー像の転写
順に応じて、現像電界算出回路３４は感光体２０上の画
像部電位と現像バイアスの直流成分との差が順次低減す
る如く算出し、その算出結果でレーザー出力制御回路３
５を制御し、レーザー光源１１の強度を転写順に低減さ
せる。

【００２８】図３は転写順検知回路の動作説明図であっ
て、（ａ）は複写スタート信号、（ｂ）は転写ドラム回
転センサ３１の検出出力、（ｃ）は転写材給送センサ３
２の検出出力、（ｄ）は転写順検出出力である。同図に
おいて、まず複写機がその複写動作をスタートすると、
その複写スタート信号（ａ）が立ち上がる。この状態で
転写ドラム回転センサ３１が転写ドラム６０の回転を検
知して検知信号（ｂ）を出力する。この転写ドラム６０
の回転検知と前後して、転写材給送センサ３２から転写
材給送信号（ｃ）が出力される。

【００２９】転写順検知回路３３は、転写ドラム回転セ
ンサ３１の出力（ｂ）の最初の出力Ｔ₀ を基準としてタ
イマーを動作させる。また、転写材給送信号（ｃ）の出
力ｔ ₀ に基づいて転写材給送タイミングの制御が開始
し、転写材５を転写コロトロン７０の位置に給送する。
転写順検知回路３３は、転写ドラム回転センサ３１の出
力Ｔ₀ の発生と転写材給送信号の出力ｔ₀ の発生で第１
色の転写を検知し、転写ドラム回転センサ３１の出力Ｔ
₁ の発生と転写材給送信号の出力ｔ₁ の発生で第２色の
転写を検知し、転写ドラム回転センサ３１の出力Ｔ₂ の
発生と転写材給送信号の出力ｔ₂ の発生で第３色の転写
を検知し、転写ドラム回転センサ３１の出力Ｔ₃ の発生
と転写材給送信号の出力ｔ₃ の発生で第４色の転写を検
知する。すなわち、各色の転写順が検出される。

【００３０】現像電界算出回路３４は、上記の転写順の
検出出力に基づいて感光体２０上の画像部電位と現像バ
イアスの直流成分との差が転写順に従って順次低減する
如く当該転写電位値を算出し、その算出結果をレーザー
出力制御回路３５に与えてレーザー光源１１の強度を転
写順に低減させるように制御する。図４は本発明の実施
例における各色の電位を説明する模式図、図５は各色の
設定電位値と現像電界の値の一例の説明図、また図６は
トナー濃度とその平均帯電量の説明図であって、Ｋは黒
色、Ｙはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｖ _H は
非画像部電位、Ｖ_DCは現像バイアス直流成分（Ｖ）、Ｖ
_L は画像部電位（Ｖ）、Ｖ_d は現像電界（Ｖ）、ＴＣは
トナー濃度（％）、Ｔ_riboはトナー平均帯電量（μＣ／
ｇ）である。

【００３１】現像剤は図６に示したように、転写される
順にトナーの平均帯電量が小さくなるようにトナー濃度
を制御される。この実施例では、トナーとキャリアとか
らなる二成分現像剤を使用し、各色の現像剤に使用した
キャリアは同一のもので、平均粒径５０μｍ、コア材は
フェライトで表面を樹脂コートしたものを用いた。各色
トナーは色材だけが異なり、平均粒径７μｍのポリエス
テル系樹脂にシリコン系および酸化チタン化合物の微粉
末を外流したものを用いた。

【００３２】なお、現像剤は本実施例のような二成分現
像剤に限るものではなく、一成分現像剤を用いてた場合
でも同様の効果があることは言うまでもない。図７は本
実施例における各階調部分の画像濃度再現結果の説明図
であって、図示した如く各色間の濃度差は最大でも０．
１と良好な結果が得られた。また、コピーと原稿の色差
も小さく、良好な色再現性を示した。

【００３３】本実施例では、各色の電位設定を変えるた
めにレーザー光源の出力値を各色毎に異なるように設定
し、また、現像バイアスは１．５ｋＶp-p、６ｋＨｚの
交流を重量したものを使用したが、これに限るものでは
ない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写順に従って各色現像剤中のトナーの平均帯電量を小
さくすることにより各階調部分での画像濃度が後に転写
される色になる程高くなってしまい、良好な色再現性が
得られないという欠点を、各色の現像電界、すなわち、
感光体上の画像電位と現像バイアスの直流成分電位との
差を転写される色トナーの順に従って小さくなるように
制御することで抑制し、高品質なフルカラー画像を形成
可能とした画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置の基本構成を説明する
ブロック図である。

【図２】 本発明による画像形成装置を適用した１実施
例であるフルカラー複写機の構成説明図である。

【図３】 転写順検知回路の動作説明図である。

【図４】 本発明の実施例における各色の電位を説明す
る模式図である。

【図５】 各色の設定電位値と現像電界の値の一例の説
明図である。

【図６】 トナー濃度とその平均帯電量の説明図であ
る。

【図７】 本実施例における各階調部分の画像濃度再現
結果の説明図である。

【図８】 従来技術における感光体上の各色の電位を説
明する模式図である。

【図９】 、図９は各色の設定電位値と現像電界の値の
一例の説明図である。

【図１０】 各設定値により形成した画像の各色の濃度
を記録画像面積比（％）で示した説明図である。

【符号の説明】

１・・・・画像形成手段、２・・・・転写順検知手段、
３・・・・現像電界算出手段、４・・・・現像電界制御
手段、５・・・・転写材（紙等の転写シート）、１０・
・・・レーザー書き込み装置、１１・・・・レーザー光
源、１２・・・・ポリゴンミラー、１３・・・・レン
ズ、１４・・・・ミラー、２０・・・・感光体、２２・
・・・帯電器（コロトロン）、４０・・・・ロータリー
現像ユニット、４２・・・・旋回装置、４５ｙ・・・・
イエロー現像器、４５ｍ・・・・マゼンダ現像器、４５
ｃ・・・・シアン現像器、４５ｋ・・・・黒（ブラッ
ク）現像器、６３・・・・レジストレーション（レジ）
ロール、６２・・・・レジピンチロール、６４・・・・
吸着用対向ロール（デフレクタロール）、６０・・・・
転写ドラム６０、６６・・・・吸着コロトロン、７０・
・・・転写コロトロン、２４・・・・クリーニング装
置。７２・・・・剥離コロトロン、７４・・・・剥離
爪、７６・・・・内押しロール、８０・・・・除電コロ
トロン、８２・・・・ブラシクリーナ、９０・・・・定
着器、９２，９４・・・・排出ローラ、９５・・・・排
出トレイ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−171165（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−119374（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−118765（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−194961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−76075（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−333868（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−75455（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/01 - 15/01 117

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各色毎に一様に帯電された感光体に画像
   信号に従って形成した静電潜像を現像剤により現像して
   転写材上に順次転写することにより画像を形成する画像
   形成装置において、 複数色の現像剤を用いて複数回の転写を繰り返すことに
   よりフルカラーの画像を形成する画像形成手段と、 上記画像形成手段の現像剤転写順を検知する転写順検知
   手段と、 上記転写順検知手段の検知出力に応じて現像電界の大き
   さを算出する現像電界算出手段と、 上記現像電界算出手段で算出された現像電界値に上記画
   像形成手段の現像電界を制御する現像電界制御手段とを
   備え、 前記感光体上の画像部電位と現像バイアスの直流成分電
   位との差を、転写される順に従い順次小さく制御するこ
   とを特徴とするフルカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 各色毎に一様に帯電された感光体に画像
   信号で変調した光ビームを照射して形成した静電潜像を
   現像剤により現像して転写材上に順次転写することによ
   り画像を形成する画像形成装置であって、転写順に従っ
   て平均帯電量が小さくなるように制御した複数色のトナ
   ーにより現像して順次トナー像として可視化し、感光体
   上の上記トナー像を各色毎に転写材上に順次転写する画
   像形成装置において、 前記感光体に形成された静電潜像をトナーを用いて現像
   することにより顕像化する現像ユニットと、上記顕像化
   されたトナー像を転写材上に転写する転写ドラムとを有
   し、複数色のトナーを用いて複数回の転写を順次繰り返
   すことによりフルカラーの画像を形成する画像形成手段
   と、 上記転写ドラムの回転を検知する転写ドラム回転センサ
   と、上記転写材の給送を検知する転写材給送センサとを
   有し、上記画像形成手段のトナー像転写順を検知する転
   写順検知手段と、 上記転写順検知手段の検知出力に応じて前記画像形成手
   段を構成する感光体上の画像部電位と現像バイアスの直
   流成分との差が順次低減する如く算出する現像電界算出
   手段と、 上記現像電界算出手段の算出結果に従って前記画像形成
   手段を構成する光ビームの強度を制御するレーザー出力
   制御手段とを備え、 前記感光体上の画像部電位と現像バイアスの直流成分電
   位との差を、転写される順に従い順次小さく制御するこ
   とを特徴とする画像形成装置。