JPH022583A

JPH022583A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH022583A
Application number: JP63149163A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Nakao; 英之中尾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1990-01-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、色別に現像されたトナー像を転写電圧の印加
によって一枚の転写材に重ねて転写するカラー画像形成
装置に係り、特に転写電圧の制御に関する。

（従来の技術）カラー複写機のような電子写真方式の静電転写式カラー
画像形成装置において、色別のトナー像を転写材に転写
してカラー画像を再生する方式は今までに種々提案され
ている。これらを大別すると、中間媒体を使用して中間
媒体上に複数色のトナー像を重ねて転写し、その後トナ
ー像を転写材へ再転写させる方法と、ローラ、ベルトな
どの転写材支持体を使用して転写材の上に順次色別のト
ナー層を転写する方法とに分けられるが、いずれの方法
においても転写の際にトナー像を多数回重ねる点は変わ
らない。このようにトナー層をＩＭ数回重ねて転写する
ときに問題となることは、ｌ回目以降の転写効率が悪く
なる点である。以下、この点について説明する。

第７図は、カラーレーザープリンタの転写領域を拡大し
て示した図で、図中１１はドラム状、ベルト状等の感光
体の一部、１２は転写材となる紙の一部を示している。

カラー画像は、感光体１１上に各色のトナー像を順次形
成し、１色ずつ紙１２の上に重ね合せて転写していくこ
とにより形成される。同図（ａ）は、既に１色目のトナ
ー像１３が転写された紙１２の上に、感光体１１上に形
成された２色目のトナー像１４を転写している様子を、
また、同図（ｂ）は、既に１色目のトナー１象１３及び
２色目のトナー像１４が転写された紙１２の上に、感光
体１１上に形成された３色目のトナーｃ蒙１５を転写し
ている様子をそれぞれ示している。この図から明らかな
ように、２色目のトナー像１４の転写の際には、既に紙
］２の上に形成されている１色目のトナー像１３がスペ
ーサとなってトナー像１４と紙１２との間にトナー層１
層分の隙間が生じてしまう。この結果、紙１２への転写
トナー量を決定する電界が弱まり、転写効率が低下し、
濃度が薄（なるという問題がある。

これは第７図（ｂ）の３色目のトナー像１５の転写の際
には更に顕著な問題となる。この問題を理解するため第
８図に転写電圧と転写効率との関係を示す。図中１６．
１７□　１８は、それぞれ１層目、２層目、３層目のト
ナー像の転写効率曲線を示している。転写電圧が例えば
■１で一定であるとすると、２層目、３層目のトナーの
転写効率は低下する。

そこで、この問題を解決するため、各層で転写効率か最
大になるように、１層目の転写電圧をＶｌ、２層目の転
写電圧をＶ２．３層目の転写電圧をＶ３というように、
各層形成毎に順次転写電圧を高めていく方法も考えられ
ている。

しかしながら、この方法によると、例えば第９図に示す
ように、１色目のトナー像１３が１氏１２の上に疎に形
成されている場合、次に転写されるトナー酸１４と紙１
３との間にはそれほど大きな転写ギャップは生じないた
め、電界も弱まらない。

この状態で必要以上の転写電圧を与えると、紙１２から
トナーに電荷が注入され、転写されたトナーが感光体１
１側へ逆転写されてしまう。即ち、第８図において２色
目の転写電圧をＶ２．３色目の転写電圧をＶ３とする、
２回目、３回目の転写時に１層目のところの転写効率が
それぞれη２゜η３とそれぞれ低下し、カラーバランス
のくずれた出力画像が得られてしまう。

（発明が解決しようとする課題）このように、トナー像の転写回数に応じて順次転写電圧
を上昇させる従来のカラー画像形成装置では、転写され
たトナー像の密度によって転写効率が低下し、カラーバ
ランスの悪化をもたらすという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、常
に最適な転写効率が得られカラーバランスの良好なカラ
ー画像が得られるカラー画像形成装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するだめの手段）本発明は、各色の画像データに従って感光体上に各色の
潜像を順次形成し、この潜像を現像手段によって現像し
て前記感光体上に各色のトナー像を順次形成した後、感
光体と転写材支持手段Ｊの間に転写電圧を印加して前記
感光体上に形成された各色のトナー像を順次転写材に転
写させるようにしたカラー画像形成装置において、前記
画像データに基づいて既に形成されたトナー像と新たに
形成されるトナー像との重なり具合から上記新たに転写
されるトナー像の転写キャップを推定し、その推定結果
に応じて上記新たに形成されるトナー像の転写電圧を制
御する転写電圧制御手段を備えたことを特徴としている
。

（作用）本発明によれば、画像データに基づいて既に形成された
トナー像と新たに形成されるトナー像との重なり具合か
ら新たに転写されるトナー像の転写キャップを推定し、
その推定結果に応じて１記新たに形成されるトナー像の
転写電圧を制御し。

ているので、常に転写効率の良好な状態での転写が行わ
れる。この結果、カラーバランスの良好なカラー画像を
得ることができる。

（実施例）以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明をカラーレーザプリンタに応用した一実
施例を示す図である。

図示しない信号源から供給される各色ごとの画像データ
は、レーザ装置２１に入力されている。

レーザ装置２１から発せられる画像データに対応したレ
ーザ光２２は、ミラー２３を介して感光ドラム２４に照
射される。感光ドラム２４の上記レーザ光照射位置に対
し、図中矢印で示す回転方向の上流側に除電ランプ２５
及び放電器２６が配置されている。除電ランプ２５は感
光ドラム２４の表面を除電し、放電器２６は除電された
上記感光ドラム２４の表面を均一に帯電させる。帯電後
の感光ドラム２４の表面には上述したレーザ光２２の照
射によって静電潜像が形成される。感光ドラム２４の上
記静電潜像が形成される位置と対向する位置には現像器
２７が配置されている。この現。

像型２７は、回転軸２８を中心として回転し、周方向に
配設された４つの現像スリーブ２９から各色°のトナー
を順次感光ドラム２４の表面に供給するものとなってい
る。感光ドラム２４のトナー像の形成される位置と対向
する位置には、転写ローラ３０が感光ドラム２４に所定
の圧力で接するように配置されている。転写ローラ３０
は、アルミニウム製の円筒３１の外周に導電ゴム３２を
外装してなり、紙搬送ローラ３３を介して搬送された紙
をその周面で保持するとともに、グリッパ３４にて固定
し、保持した紙を感光ドラム２４に押しっけながら、感
光ドラム２４に同期して図中矢印で示す方向に回転する
。円筒３１には、高電圧電源３５から転写電圧が印加さ
れている。この転写電圧の印加によって感光ドラム２４
から転写ローラ３０上の紙へ各色のトナー像が転写され
る。全ての色のトナー像が転写されると、放電器３６に
て紙表面の電荷が取除かれ、分離爪３７にて転写ローラ
３０から紙が分離される。そして、分離された紙は紙搬
送用ベルト３８を介して図示しない定着器に導かれる。

トナー像の転写が終了した感光ドラム２４の表面に残留
するトナーは、残留トナー回収装置３９によって除去さ
れる。

一方、画像データは、転写電圧制御回路４０にも与えら
れている。転写電圧制御回路４０は、入力された画像デ
ータに基づいて高電圧電源３５の転写電圧の電圧値を制
御する。第２図にこの転写電圧制御回路４０の詳細ブロ
ック図を示す。１色目の画像データは、画像信号記憶部
５１及び層数判別部５３に入力される。２色目の画像デ
ータは、画像信号記憶部５２及び層数判別部５３に入力
される。３色目の画像データは、層数判別部５３に入力
される。層数判別部５３は、１色目〜３色目の画像デー
タに基づいて、２色目及び３色目のトナー像の転写の際
の、各画点でのトナー層数を判別する。層数判別部５３
からはトナー層がそれぞれ１層分、２層分、３層分であ
る画素を示す信号が出力される。この信号は接触推定回
路５４゜５５．５６にそれぞれ与えられ、ここで層数に
応した感光ドラム２４と転写ローラ３０との接触範囲が
推定される。これらの推定値は、転写ギャップ判定部５
７に人力されている。転写ギャップ判定部５７は、接触
推定回路５４〜５６からの推定値に基づいて、転写ギャ
ップがそれぞれ１層分、２層分、３層分である画素を示
す信号を出力する。これらの信号はそれぞれカウンタ５
８，５９゜６０に与えられ、１主走査期間中の１層分、
２層分、３層分の各転写キャップの画素数が計数される
。転写電圧設定回路６１は、これらカウンタ５８〜６０
のカウント値に基づいて転写電圧を決定する。決定され
た転写電圧値は、Ｄ／Ａコンバタ６２にて水平同期信号
に同期してＤ／Ａ変換され、高電圧電源３５へ与えられ
る。なお、タイミング部６３は基準クロックに基づいて
各部の動作タイミングを決定する。

次に以上のように構成された転写電圧制御回路４０の動
作を第３図及び第４図のタイミングチャートに基づいて
説明する。

まず、１色目のトナー像の転写は、従来と同様に最も転
写効率の高い転写電圧Ｖｌ　　（第８図）にて行われる
。この１色ｌ］の転写プロセスにおいて画像記憶部５１
に１色日の画像データが格納される。

２色日のトナー像の転写の際には次のような転写電圧制
御が行われる。この２色目の転写プロセスにおける各部
の波形を第３図に示す。基桑クロック（ア）に従って、
人力される２色目の画像ブタと、基党クロック（ア）に
従って画像信号記憶部５１から読出される１色１」の画
像データとが第３図（イ）に示すようなデータであると
すると、Ｉｔ　数判別部５３は、両データを加算して、
同図（つ）に示すように、トナー層が１層であることを
示す信号と、トナー層が２層であることを示す信号とを
出力する。紙か感光ドラムと接触しない範囲は、第５図
に示すように、トナー層の層数か増える程広がることが
予想されるので、トナー層１層分を示す信号には接触推
定回路５４で２画素分たけ信号の幅を広げ、トナー層２
居分を示す信号には接触推定回路５５で４画素分だけ信
号の幅を広げる。これにより、接触推定回路５４．５５
からは、同図（１）に示すような信号が出力される。転
写ギャップ判定部５７では、接触推定回路５５の出力が
“１”である画素については転写ギャップが２層分であ
ることを示す信号を“１″にし、接触推定回路５５の出
力が“０”で、且つ接触推定回路５４の出力が“１″で
ある画素については転写ギャップが１層分であることを
示す信号を“１“にする（同図（オ））。この信号を基
準クロック（ア）に同期したサンプリング信号（力）に
よってサンプリングし、１主走査期間内の転写ギャップ
が１層分である画素数Ｎ【と同２層分である画素数Ｎ２
とをそれぞれカウンタ５８，５９にて計数する。そして
、転写電圧設定回路６１は、２色目の当該主走査期間内
の転写電圧Ｖｔｒ２を、例えば、Ｖｔｒ２−Ｖｌ　＋　（Ｖ２−Ｖｌ　）　ｘＮ２　／Ｎ
（但し、Ｎは１主走査中の全画素数）によって決定する。なお、この２色目の転写プロセスに
おいて画像記憶部５２に２色目の画像デ夕が格納される
。

同様に３色１４のトナー像の転写の際には第４図に示す
ような転写電圧制御が行われる。基準クロック（ア）に
従って、入力される３色目の画像ブタと、基やクロック
（ア）に従って画像信号記憶部５１５２からそれぞれ読
出される２色目及び３色目の画像データとが第４図（イ
）に示すようなデータであるとすると、層数判別部５３
は、これらデータを加算して、同図（つ）に示すように
、トナー層が１層、２層及び３層であることをそれぞれ
示す信号を出力する。上記の２色目のプロセスではトナ
ー層１層分を示す信号には接触推定回路５４て２画素分
だけ信号の幅を広げ、トナ層２層分を示す信号には接触
推定回路５５で４画素分たけ信号の幅を広げたが、３色
目のプロセスでは、更にトナー層３層分を示す信号に接
触推定回路５６で６画素分たけず５号の幅を広げる。こ
れにより、接触推定回路５４．５５．５６からは、同図
（１）に示すような信号が出力される。転写ギャップ判
定部５７では、接触推定回路５６の出力か１″である画
素については転写ギャップか３層分であることを示す信
号を“１″にし、接触推定回路５６の出力が“０”で、
且つ接触推定回路５５の出力が“１“である画素につい
ては転写ギャップが２層分であることを示す信号を“１
”にし、更に接触推定回路５６．５５の出力が共に“０
”で、且つ接触推定回路５４の出力が“１”である画素
については転写ギャップが１層分であることを示す信号
を“１″ににする（同図（オ））。この信号を基準クロ
ック（ア）に同期したサンプリング信号（力）によって
サンプリングし、１主走査期間内の転写ギャップが１層
分である画素数Ｎｌと同２層分である画素数Ｎ２と同３
層分である画素数Ｎ３とをそれぞれカウンタ５８．５９
．６０にて計数する。そして、転写電圧設定回路６１は
、３色目の当該主走査期間内の転写電圧ＶＬｒ３を、例
えば、ＶＬｒ３−Ｖｌ　＋　（Ｖ２−Ｖｌ　）　ｘＮ２　／Ｎ
＋　（Ｖ３−■＋　）ｘＮ３　／Ｎによって決定する。

これら各プロセスにおいて、転写電圧設定回路６１から
出力されるディジタル値は水平同明信号に同期してＤ／
Ａコンバータ６２で１主走査期間ごとにディジタル値に
変換される。このため、第６図に示すように、２色１］
及び３色［１の転写電圧は、１主走査明間ごとに更新さ
れ変更される。

このようにして過去の画像データをもとにして２色目、
３色目の転写電圧を１電子写真プロセスの中で細かく変
動させることにより、２回目、３回１］の転写時の転写
効率低下を抑制し、カラーバランスの良い画像を得るこ
とができる。従って、このカラープリンタによれば、例
えばイエローマセンダ、シアンの各トナー像を３層に重
ねて黒を表現するような場合でも、転写電圧をトナー画
像形成状態に応じて適応的に制御することにより、逆転
写現象を防止して鮮明な黒を表現できる。

なお、以上の実施例では、トナー層を計算或は推定する
のに全ての画像データを用いたが、隣接画素間や隣接走
査線間の相関は一般に高いので、適宜画像データを間引
いても本発明の効果は十分に得られる。例えば、転写領
域のニップ幅が１扉で、解像度が６００　ｄｐｉである
とすると、８〜１６主走査線ごとに転写電圧を変えても
十分に本発明の効果は得られる。もし、ニップ幅がこれ
よりも広い場合には、転写電圧をさらに粗く変動させる
ようにしても良い。また、１主走査線の中で２〜４ドツ
ト程度間引いても殆ど性能上の低下はない。

また、上記実施例ではレーザプリンタを例に挙げたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、カラーレーザ
プリンタ、カラー液晶プリンタ等、画像データによりト
ナー像を形成する電子写真方式の全てのプリンタに適用
可能であることはいうまでもない。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、画像ブタに基づ
いてトナー像の転写時の転写ギャップを推定し、その結
果に応じて転写電圧を適応的に制御するようにしている
ので、２色目、３色目等のトナー像転写プロセスにおい
ても転写効率が最大になるように転写電圧が制御され、
カラーバランスの良好なカラー画像を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るカラーレーザプリンタ
の要部構成図、第２図は同プリンタにおける転写電圧制
御回路の詳細ブロック図、第３図は同プリンタにおける
２色目の転写プロセス時の各部の波形図、第４図は同プ
リンタにおける３色目の転写プロセス時の各部の波形図
、第５図は同プリンタにおける紙と感光ドラムとか接触
しない範囲とトナーの層数との関係を示す図、第６図は
同プリンタにおける高電圧電源の転写電圧を示す図、第
７図は転写領域で紙に各色のトナー像が転写される様子
を示す図、第８図は各層における転写電圧と転写効率と
の関係を示す特性図、第９図は従来の問題点を説明する
ための図である。１１・・・感光体、１２・・・紙、１３．１４　１５・
・・トナー（象、２１・・・レーザ装置、２４・・・感
光ドラム、２７・・・現像器、３０・・・転写ローラ、
３５・・・高電圧電源、４０・・・転写電圧制御回路。（ａ）第図】１窟光卦転］迦（Ｖ）第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

感光体と、転写材を支持する転写材支持手段と、各色の
画像データに従って前記感光体上に各色の潜像を順次形
成する潜像形成手段と、この潜像形成手段によって前記
感光体上に形成された各色の潜像を現像して前記感光体
上に各色のトナー像を順次形成する現像手段と、前記感
光体と前記転写材支持手段との間に転写電圧を印加して
前記感光体上に形成された各色のトナー像を順次転写材
に転写させる転写電圧印加手段と、前記画像データに基
づいて既に形成されたトナー像と新たに形成されるトナ
ー像との重なり具合から上記新たに転写されるトナー像
の転写キャップを推定し、その推定結果に応じて上記新
たに形成されるトナー像の転写電圧を制御する転写電圧
制御手段とを具備したことを特徴とするカラー画像形成
装置。