JPH0816001A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH0816001A
JPH0816001A JP6168729A JP16872994A JPH0816001A JP H0816001 A JPH0816001 A JP H0816001A JP 6168729 A JP6168729 A JP 6168729A JP 16872994 A JP16872994 A JP 16872994A JP H0816001 A JPH0816001 A JP H0816001A
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JP
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transfer
color
image
toner
toner image
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JP6168729A
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English (en)
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徹 ▲葛▼見
Tooru Kuzumi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 像担持体上に形成した2色以上の各色のトナ
ー像を転写材上に1回に転写するに際し、各色のトナー
像毎の最適な転写電流又は転写電圧を容易に実現した転
写を行なって、転写抜けや転写ムラを防止した高品質な
多色画像を得ることである。 【構成】 転写手段からの転写電流又は転写手段への印
加電圧である転写バイアスにつき、2色画像の1色目の
トナー像の転写効率が実質上最大となる転写バイアスを
1 、2色目のトナー像の転写効率が実質上最大となる
転写バイアスであって、転写バイアスx1 の種類に対応
する転写バイアスをx2 とするとき、該転写バイアスx
1 とx2 とを周期的に切換えながら、転写手段による各
色のトナー像の転写を行なわせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式により、
感光ドラム上に色の異なるトナーを用いて各色のトナー
像を形成し、その各色のトナー像を転写材上に1回に転
写して多色画像を得る、複写機やプリンタなどの画像形
成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】多色の画像を得る方法として、帯電手
段、露光手段及び現像手段を、使用するトナーの色数と
同数だけ感光ドラムの周囲に配置し、これらを用いた画
像形成により、感光ドラム上に各色のトナー像を形成
し、これを一括して転写材上に1回に転写する方法が知
られている。この方法によれば、感光ドラムの1回転の
間に多色画像が得られるので、単色画像の場合と同じ速
さで多色画像の複写ができるという利点がある。
【0003】上記方法において、各色のトナー像を形成
する際に、周知の反転現像方式を繰り返す手法を用いた
場合、前の色のトナー像の形成後、次の色のトナー像の
形成のために、当該前の色のトナー像が形成された感光
ドラム面に対し、その前のトナーと同極性の帯電を再度
行なうので、前の色のトナー像を構成するトナーの帯電
量が増加する。これに対し、感光ドラム上に形成された
最終色のトナー像は再帯電を受けないので、そのトナー
は帯電量が小さいまま転写工程へと進む。このため転写
工程では、トナーの帯電量が異なる複数のトナー像を同
時に転写しなければならない。
【0004】しかし、トナーの帯電量が異なると、転写
を良好に行なうための最適な転写電界が異なるので、転
写電界が単一の設定値に固定された1回の転写工程で
は、トナー帯電量の異なるトナー像の全てを良好に転写
できるという分けには行かず、転写されにくいトナー像
にいわゆる部分的な転写抜けや転写ムラが生じる。
【0005】一例として、上述した方法により2色画像
を形成したときの、1色目及び2色目のトナー像の転写
効率と転写電界の関係を測定した結果を図6に示す。転
写手段には周知のコロナ帯電器を用いた。この帯電器
は、転写材の背面からトナーと逆極性の電荷を付与して
トナーを転写材上に引き付け、トナー像を転写材上に転
写するものである。
【0006】図6の横軸には、コロナ帯電器に流す転写
電流をとってある。図6中の曲線Aは1色目のトナー像
の転写効率を示し、曲線Bは2色目のトナー像の転写効
率を示す。トナー像の望ましい転写効率は90%以上で
ある。1色目のトナー像は再帯電を受けてトナー帯電量
qが大きくなり、感光ドラム表面とトナーの間に働く静
電吸着力である鏡映力(q2 に比例する)が大きくなる
ため、高い転写電流I1 =+360μAを流さないと転
写が良好に行なわれない。一方、2色目のトナー像は再
帯電を受けないので、最適な転写電流は1色目よりも小
さいI2 =+225μAである。このように、両トナー
像を良好に転写するための単一の転写電流を設定し得な
い。
【0007】このため、従来から、最終色の現像手段と
転写帯電器との間に帯電量制御手段を設置して、感光ド
ラム上の各色のトナー像の帯電量を均一に揃えることが
行なわれている。帯電量制御手段はコロナ帯電器からな
り、これに交流電圧と直流電圧を重畳した高電圧を印加
して交流コロナ放電を行なわせ、発生した正負のイオン
をトナー像に付与して、各色のトナー像の帯電量を所望
値に収束し、均一化する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トナー
像の転写効率は単にトナーの帯電量だけで決まるもので
はない。トナー中に含まれる添加剤の種類や量が変れ
ば、トナーの感光ドラム表面との親和力が変り、転写効
率も変わる。複数色のトナーを使用する場合、当然、各
色のトナーに含まれる顔料等の添加剤が異なるので、ト
ナー像の転写効率が異なる。
【0009】このため各色のトナーの帯電量を揃えるだ
けでは最適な転写電界が一致しないのが現状であり、依
然として転写抜けや転写ムラの原因となる。又転写帯電
器の近くに別の帯電器を追加することは、装置の機器配
置が複雑になる上、異臭のもとになるオゾンの発生量を
増やすことになる。
【0010】本発明の目的は、像担持体上に形成した2
色以上の各色のトナー像を転写材上に1回に転写するに
際し、各色のトナー像毎の最適な転写電流又は転写電圧
を容易に実現した転写を行なって、転写抜けや転写ムラ
を防止した高品質な多色画像を得ることを可能とした画
像形成装置を提供することである。
【0011】
【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、感
光体に対する帯電、露光、及び露光により得られた潜像
の現像手段による現像からなるサイクルを、感光体の周
囲に配置された互に色の異なるトナーを保有した2個の
現像手段の各々毎に繰り返して、感光体上に各色のトナ
ー像を形成し、その各色のトナー像を転写手段により転
写材上に1回に転写して、多色画像を得る画像形成装置
において、前記転写手段からの転写電流又は転写手段へ
の印加電圧である転写バイアスにつき、1回目のサイク
ルで形成したトナー像の転写効率が実質上最大となる転
写バイアスをx1 、2回目のサイクルで形成したトナー
像の転写効率が実質上最大となる転写バイアスであっ
て、前記転写バイアスx1 の種類に対応する転写バイア
スをx2 とするとき、該転写バイアスx1 とx2 とを周
期的に切換えながら、前記転写手段による前記各色のト
ナー像の転写を行なわせることを特徴とする画像形成装
置である。
【0012】本発明の一態様によれば、前記各色のトナ
ー像は互に重ならずに独立に形成され、前記転写バイア
スx1 とx2 の出力時間が同一長さである。他の態様に
よれば、前記各色のトナー像は互に重なって形成され、
前記転写バイアスx1 の出力時間が転写バイアスx2
出力時間よりも長い。前記転写バイアスx1 とx2 との
間の立ち上がり及び立ち下がり過程を傾斜させることが
できる。
【0013】
【実施例】
実施例1 図2は、本発明の一実施例に係る画像形成装置を示す概
略構成図である。本実施例の装置は、2色の画像形成装
置である。
【0014】図2において、符号1で示される感光ドラ
ムは、円筒状の導電基体上に光導電層を設けてなってお
り、図中の矢印方向に回転駆動される。この感光ドラム
1は、周知のスコロトロン帯電器2により所定の電位レ
ベルに一様に帯電された後、第1色目の画像信号に応じ
て変調されたレーザ露光3を受け、感光ドラム1上に1
色目の静電潜像が形成される。次いでこの静電潜像に応
じた色のトナーを保有する第1色目の現像器4により現
像を行ない、感光ドラム1上に1色目のトナー像が形成
される。続いて1色目のトナー像を担持した感光ドラム
1にスコトロン帯電器5により再帯電を行ない、感光ド
ラム1の電位を均一化すると同時に所定の電位レベルに
帯電した後、1色目のトナー像の付着部(1色目潜像形
成時の露光部)と異なる場所に第2色目の画像信号に応
じて変調されたレーザ露光6を受け、感光ドラム1上に
2色目の静電潜像が形成される。次いでこの潜像に対応
した色のトナーを保有する2色目の現像器7により現像
して2色目のトナー像が形成され、感光ドラム1上に互
に重ならずに独立に設けられた1色目と2色目のトナー
像が得られる。
【0015】2色のトナー像は、搬送路12に沿って搬
送された転写紙上に転写コロナ帯電器8を用いて転写さ
れ、トナー像を転写した転写紙は剥離コロナ帯電器11
により感光ドラム1から剥離された後、定着装置13へ
送られてそこでトナー像が転写紙に永久定着され、2色
画像のプリント画像が得られる。
【0016】転写工程を終えた後、感光ドラム1はその
まま回転し、クリーニング装置14により感光ドラム1
の表面上の残留トナーが除去され、その後ランプ15に
より導電層中の残留電荷が除電され、再び次の回の画像
形成が繰り返される。
【0017】次に、図3を用いて2色画像の画像形成プ
ロセスについて説明する。図3は、2色の画像形成を行
なう過程での感光ドラム1の電位を示したものである。
感光ドラム1はスコロトロン帯電器2により負極性に−
700Vに帯電された後、第1色目の画像信号に応じた
ネガ露光を受けて、1色目の静電潜像が形成される。こ
のとき感光ドラム1の露光部の電位は−100Vになっ
ている。次いで現像器4に保有される明彩色の負極性の
非磁性トナーを用いて反転現像を行ない、露光部にトナ
ーが付着して1色目のトナー像が形成される(図3
(a))。
【0018】次に、スコロトロン帯電器5により1色目
のトナー像が形成された感光ドラム1を再帯電する。再
帯電の結果、感光ドラム1の1色目のトナーの非付着部
(1色目潜像形成時の未露光部)の電位は−800Vと
なり、1色目のトナー像の付着部(1色目潜像形成時の
露光部)の電位は−700Vになる(図3(b))。こ
のように再帯電により1色目トナー像の非付着部と付着
部の電位がほぼ同レベルに均一化される理由は、再帯電
前のトナーの付着部の電位が非付着部の電位よりも正極
側に高いために負電流が流れ込み易いことと、スコロト
ロン帯電器5に使われているグリッドによる電位収束効
果があるためである。スコロトロン帯電器5のグッリド
電位は−820Vに設定した。
【0019】次に第2色目の画像信号に応じたネガ露光
を行ない、感光ドラム1上に2色目の静電潜像を形成す
る。このとき感光ドラム1の露光部の電位は−100V
となり、次いで現像器7に保有される黒色の負極性の磁
性トナーを用いて非接触の反転現像を行ない、感光ドラ
ム1上に2色目のトナー像が1色目のトナー像と独立に
形成される(図3(c))。2色目の現像は、現像器7
のトナー担持体上の磁性トナーと感光ドラム1とが非接
触のため、感光ドラム1上に形成された1色目のトナー
像を乱すことなく2色目のトナー像を形成できる。
【0020】次に転写工程について説明する。図1
(a)は、転写コロナ帯電器8に流す転写電流の時間変
化を示したものである。転写電流はI1 (+360μ
A)とI2(+225μA)で周期的に切り替わり、切
換え周波数は高周波数の2kHzに設定してある。又図
1(b)は、転写電流I1 及びI2 を流すために必要な
印加電圧を示したものである。印加電圧V1 =+7.2
kV及びV2 =+4.5kVであり、印加電圧V1 とV
2 は周波数2kVで切り替わるように設定してある。電
圧の切換えは、図2に示すように、転写コロナ帯電器8
の電源に交流電源10aと直流電源10bの重畳電源を
使用することにより行なうことができる。交流電源10
aで発生する交流電圧は、周波数が2kHz、ピーク間
電圧Vpp(=V1 −V2 )が2.7kVに設定された
矩形波で、直流電源10bで発生する直流電圧はVdc
=+4.5kVに設定してある。従って重畳電源から転
写コロナ帯電器5に印加される電圧は図1(b)に示す
ようになる。図2の符号9は転写電流を上記の所定値に
制御する定電流回路を示し、この定電流回路9は、雰囲
気の温湿度変化や転写コロナ帯電器5の汚れにともない
電流値が変化した場合に、直流電圧Vdcを調節して電
流値を所定値に戻す。
【0021】前述したように、1色目及び2色目のトナ
ー像の転写効率は転写電流I1 及びI2 において最大と
なるので(図6)、上記重畳電源及び定電流回路9によ
ってI1 とI2 を高周波で切換えることにより、実質的
に1色目、2色目の両トナー像を90〜99%というほ
ぼ最大の転写効率で同時に転写できる効果が得られ、転
写抜け、転写ムラを防止することができた。
【0022】実施例2 2色画像の種類には、文書等に見られるように強調した
い箇所を明彩色で表現した、いわゆるアクセントカラー
画像の他に、絵情報を含んだ画像において1色目画像の
濃度と2色目画像の濃度を変えながら両色を混色させ、
中間調トーンを表現するようにした混色画像がある。前
者では1色目画像と2色画像が転写紙上の別々の箇所に
重ならずに独立して形成されるのに対し、後者では1色
目画像を形成した場所と同一場所に2色目画像を重ねる
ことになる。実施例1では、前者の2色画像を形成する
場合を示したが、本実施例では、後者の2色画像を形成
する場合について示す。
【0023】さて、この後者の場合には、感光ドラム上
で1色目トナー像が付着した上に2色目トナー像が付着
しており、2色目トナー像は感光ドラムに直接、接して
いないため、感光ドラム表面との間に働く鏡映力が弱
く、2色目トナーは転写し易い。一方、1色目トナー像
は鏡映力が大きい上に2色目トナー像による遮蔽効果の
ため転写電界が弱められ転写しにくくなる。従って混色
画像においては、2色目トナー像の転写よりも1色目ト
ナー像の転写を優先し、1色目トナー像が転写し易い条
件に設定する必要がある。
【0024】図4は、混色画像の転写を行なうときの転
写電流の時間変化を示したもので、本実施例では、1色
目トナー像の転写電流I1 の出力時間T1 を、2色目ト
ナー像の転写電流I2 の出力時間T2 の2倍に設定し
た。このように1色目トナー像の最適な転写電界を長く
維持したので、1色目トナー像も良好に転写できた。2
色目トナー像は鏡映力が弱いので、2色目トナー像の最
適な転写電界のかかる時間が短くてもよく、これで良好
に転写できた。
【0025】実施例3 転写電流を周期的に切換えることは、転写効率が周期的
に切り替わることに相当する。切換え周波数が低いと、
画像上、転写効率の切り替わりが周期的な濃度ムラとな
って現れる。このため周波数を高くして濃度ムラのピッ
チ幅を細かくし、見掛け上、均一濃度にする必要があ
る。周波数が高いほど濃度はより均一になるが、電源回
路が複雑になり高価となってしまう。本実施例では、図
5に示すようにして、周波数を余り高くせず安価に濃度
ムラが目立たないようにした。
【0026】図5は、転写電流をI1 からI2 、又I2
からI1 に切換える際に、そのI1とI2 間の立ち上が
り及び立ち下がり過程に勾配を持たせて傾斜させ、切替
わりを滑らかにしたものである。これによれば、切換わ
りが急峻な場合に比べて転写効率が滑らかに変化するの
で、濃度ムラを目立ちにくくする効果がある。
【0027】従って本実施例では、比較的低い周波数1
kHzでも均一濃度の画像を得ることができた。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体上に2色以上のトナー像を重ね合わせて又は重
ね合わせずに形成し、その各色のトナー像を転写材上に
1回に転写して多色画像を得るに際し、各色のトナー像
毎の最適な転写電流又は転写電圧を容易に実現した転写
を行なって、転写抜けや転写ムラを防止した高品質な多
色画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における転写電流の時間変化
及び印加電圧の時間変化を示す図である。
【図2】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略構
成図である。
【図3】図2の装置での2色画像形成プロセスにおける
感光ドラム電位を示す図である。
【図4】本発明の他の実施例における転写電流の時間変
化を示す図である。
【図5】本発明の更に他の実施例における転写電流の時
間変化を示す図である。
【図6】2色画像の1色目及び2色目トナー像の転写効
率と転写電流の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 感光ドラム 4 1色目現像器 5 最帯電器 7 2色目現像器 8 転写コロナ帯電器 9 定電流制御回路 10a 交流電源 10b 直流電源

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光体に対する帯電、露光、及び露光に
    より得られた潜像の現像手段による現像からなるサイク
    ルを、感光体の周囲に配置された互に色の異なるトナー
    を保有した2個の現像手段の各々毎に繰り返して、感光
    体上に各色のトナー像を形成し、その各色のトナー像を
    転写手段により転写材上に1回に転写して、多色画像を
    得る画像形成装置において、前記転写手段からの転写電
    流又は転写手段への印加電圧である転写バイアスにつ
    き、1回目のサイクルで形成したトナー像の転写効率が
    実質上最大となる転写バイアスをx1 、2回目のサイク
    ルで形成したトナー像の転写効率が実質上最大となる転
    写バイアスであって、前記転写バイアスx1 の種類に対
    応する転写バイアスをx2 とするとき、該転写バイアス
    1 とx2 とを周期的に切換えながら、前記転写手段に
    よる前記各色のトナー像の転写を行なわせることを特徴
    とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記各色のトナー像は互に重ならずに独
    立に形成され、前記転写バイアスx1 とx2 の出力時間
    が同一長さである請求項1の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記各色のトナー像は互に重なって形成
    され、前記転写バイアスx1 の出力時間が転写バイアス
    2 の出力時間よりも長い請求項1の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記転写バイアスx1 とx2 との間の立
    ち上がり及び立ち下がり過程が傾斜した請求項1、2又
    は3の画像形成装置。
JP6168729A 1994-06-28 1994-06-28 画像形成装置 Pending JPH0816001A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5784668A (en) * 1996-02-16 1998-07-21 Fuji Xerox Co., Ltd. Image forming apparatus
JP2012198500A (ja) * 2011-03-09 2012-10-18 Ricoh Co Ltd 転写装置、画像形成装置
JP2013120236A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Ricoh Co Ltd 転写装置及びこれを用いる画像形成装置

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