JPH07261497A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はカラー画像形成装置に関し、カラー画
像一括形成方式のカラー画像形成装置における現像性能
を向上させることができるカラー画像形成装置を提供す
ることを目的としている。 【構成】 感光体上に１つの色の現像剤を付着させる工
程を複数回繰り返して、感光体上に複数種類の色の顕像
を形成せしめて、記録紙に多色像を一括転写する構成の
カラー画像形成装置において、前記各色毎の現像器に印
加する現像ＡＣバイアス値を順次異ならしめて構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりカラー画像形成装置は知られて
おり、カラー画像の形成方式には、種々の方法が用いら
れている。例えば、１色毎にトナー像の転写プロセスを
繰り返す方法，感光体ドラムを色の種類毎に用意し、そ
れぞれの感光体ドラムを記録紙が通過する間に各色が記
録紙に転写されてカラー画像が形成される方法，色の種
類毎のトナー像を１個の感光体ドラム上に積層形成せし
めて、記録紙にこれら多色像を一括転写する方法等が知
られている。本発明で用いる方法は、前記した多色像一
括転写方式のカラー画像形成装置に関するものである。
以下、多色像一括転写方式のカラー画像形成装置の動作
について説明する。

【０００３】図２は多色像一括転写方式カラー画像形成
装置の構成例を示す図である。図において、１は像担持
体である感光体ドラムで、ＯＰＣ感光体をドラム上に塗
布したもので、電位的に接地されており、時計方向に駆
動回転される。２はスコロトロン帯電器で、感光体ドラ
ム１の周面に対し、電位ＶH の一様な帯電を、電位ＶG
に保持されたグリッドとコロナ放電ワイヤによるコロナ
放電によって与える。このスコロトロン帯電器２による
帯電に先立って、前プリントまでの感光体の履歴をなく
すために、発光ダイオード等を用いた露光器（例えばＰ
ＣＬ）３による露光を行って感光体周面の除電をしてお
く。

【０００４】感光体への一様帯電の後、像露光手段１０
により画像信号に基づいた像露光が行われる。像露光手
段１０は、図示しないレーザダイオードを発光光源と
し、回転するポリゴンミラー１１，ｆθレンズ等を経て
反射ミラー１２により光路を曲げられ走査を行なうもの
で、感光体ドラム１の回転（副走査）によって静電潜像
が形成される。ここでは、文字部に対して露光を行な
い、文字部の方が低電位ＶL となるような反転潜像を形
成する。

【０００５】感光体ドラム１の周縁にはイエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒色（Ｋ）等
のトナーとキャリアとからなる現像剤をそれぞれ内蔵し
た現像器２０が設けられていて、先ず１色目の現像がマ
グネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリー
ブ２１によって行われる。現像剤は、フェライトをコア
としてその周囲に絶縁性樹脂をコーティングしたキャリ
アと、ポリエステルを主材料として色に応じた顔料と荷
電制御剤，シリカ，酸化チタン等を加えたトナーとから
なるもので、現像剤は層形成手段によって現像スリーブ
２１上に１００μｍ〜６００μｍの層厚（現像剤）に規
制されて現像域へと搬送される。

【０００６】現像域における現像スリーブ２１と感光体
ドラム１との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい０．２
ｍｍ〜１．０ｍｍとして、この間に電圧値ＶACのＡＣバ
イアスと、電圧値ＶDCのＤＣバイアスが重畳して印加さ
れる。ＶDCとＶH ，トナーの帯電は同極性であるため、
ＶACによってキャリアから離脱する契機を与えられたト
ナーは、ＶDCより電位の高いＶH の部分には付着せず、
ＶDCより電位の低いＶL 部分に付着し、顕像化（反転現
像）が行われる。

【０００７】１色目の顕像化が終わった後、２色目の画
像形成工程に入り、再びスコロトロン帯電器２による一
様帯電が行われ、２色目の画像データによる静電潜像が
像露光手段１０によって形成される。この時、１色目の
画像形成工程で行われた露光器３による除電は、１色目
の画像部に付着したトナーが周囲の電位の急激な低下に
より飛び散るため行わない。

【０００８】再び、感光体ドラム１周面の全面にわたっ
てＶH の電位となった感光体のうち、１色目の画像のな
い部分に対しては１色目と同様の静電潜像が作られ、現
像が行われるが、１色目の画像がある部分に対して再び
現像を行なう部分では、１色目の付着したトナーにより
遮光とトナー自身のもつ電荷によって電位ＶM の静電潜
像が形成され、ＶDCとＶM の電位差に応じた現像が行わ
れる。この１色目と２色目の画像の重なりの部分では、
１色目の現像をＶL の静電潜像を作って行なうと、１色
目と２色目とのバランスが崩れるため、１色目の露光量
を減らしてＶH ＞ＶM ＞ＶL となる中間電位とすること
もある。

【０００９】３色目，４色目についても２色目と同様の
画像形成工程が行われ、感光体ドラム１周面上には４色
の顕像が形成される。一方、給紙カセット１５より半月
ローラ１６を介して搬出された記録紙Ｐは、一旦停止
し、転写のタイミングの整った時点で、給紙ローラ１７
の回転作動により転写域へと給紙される。

【００１０】転写域においては、転写のタイミングに同
期して感光体ドラム１の周面に転写ローラ１８が圧接さ
れ、給紙された記録紙Ｐを挟着して多色像が一括して転
写される。

【００１１】次いで、記録紙Ｐはほぼ同時に圧接状態と
された分離ブラシ１９によって除電され、感光体ドラム
１の周面により分離して定着装置３０に搬送され、熱ロ
ーラ３１と圧着ローラ３２の加熱，加圧によってトナー
を溶着した後、排紙ローラ４１を介して装置外部に排出
される。なお、前記の転写ローラ１８及び分離ブラシ１
９は、記録紙Ｐの通過後、感光体ドラム１の周面より待
避離間して次なるトナー像の形成に備える。

【００１２】一方、記録紙Ｐを分離した感光体ドラム１
は、クリーニング装置５０のブレード５１の圧接により
残留トナーを除去，清掃し、再び露光器３による除電と
スコロトロン帯電器２による帯電を受けて、次の画像形
成のプロセスに入る。なお、前記ブレード５１は感光体
面のクリーニング後直ちに移動して感光体ドラム１の周
面より待避する。

【００１３】なお、図に示す画像形成装置は自動給紙機
構による給紙の他に、手差しによる給紙もできるように
なっている。手差し給紙台６０により手差しされた記録
紙Ｐはピックアップローラ６１の回転により搬送され、
前述した給紙カセット１５からの給紙と同様のプロセス
を経て転写域に給紙される。

【００１４】上述したようなプロセスをとるカラー画像
形成装置において、プロセスの補正としては、以下のよ
うな方法が採られる。 図３に示すように、感光体ドラム１に照射されるレ
ーザ光源７０から出射されるビームのＰＷＭの比率（デ
ューティ）を変化させる。この方法は一括画像形成プロ
セスにおける色補正の基本的なものである。しかしなが
ら、これだけでは色補正が十分でないので、以下に示す
ような方法が用いられる。

【００１５】 各色毎に現像剤搬送担持体（現像スリ
ーブ）２１の回転数を変えるもの。この方法によれば、
現像スリーブ２１の回転が速くなれば、それだけトナー
量が増えることになる。

【００１６】 各色毎にレーザ光源７０のパワーの設
定値を変えるようにする。これにより、感光体ドラム１
上の電位が変化する。 各色毎に帯電電位を変えるようにする。図４に帯電
電位の関係を示す。ＶH は感光体ドラム１のＤＣ電位
（高レベル）、ＶDCは現像器２０側のＤＣバイアス電
位、ＶL は感光体ドラム１のＤＣ電位（低レベル）、０
Ｖは接地電位である。今、（ａ）の状態で第１のトナー
層を形成したとすると、第２のトナー層を形成する場合
に今度は（ｂ）に示すようにＶH ，ＶDC，ＶL を変化さ
せて、ＶH ’，ＶDC’，ＶL ’とする。このように電位
を変化させることにより、次のトナーが第１のトナー層
に付着しやすくなる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方法では、カラー画像形成プロセスにおける色の補正
が必ずしも十分ではなかった。

【００１８】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、カラー画像一括形成方式のカラー画像形
成装置における現像性能を向上させることができるカラ
ー画像形成装置を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
本発明は、感光体上に１つの色の現像剤を付着させる工
程を複数回繰り返して、感光体上に複数種類の色の顕像
を形成せしめて、記録紙に多色像を一括転写する構成の
カラー画像形成装置において、前記各色毎の現像器に印
加する現像ＡＣバイアス値を順次異ならしめたことを特
徴としている。

【００２０】

【作用】現像器には、ＤＣバイアスＶDCの他に一般にト
ナーの付着特性を向上させるためのＡＣバイアスＶACが
付加される場合がある。そこで、第１の現像器から順次
このＡＣバイアスＶACを異ならしめる（順次ＡＣバイア
スを上げていく）ことにより、電位的にあるトナー層に
対する次のトナー層の付着がしやすくなり（前と同一条
件では次のトナー層の前のトナー層に対する乗りが悪
い）、現像を容易にすることができる。これにより、色
再現領域を広くすることができる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の原理ブロック図である。図
２，図３と同一のものは、同一の符号を付して示す。図
において、１は感光体ドラム、２は帯電器である。帯電
器２により帯電された感光体ドラム表面に、図に示すよ
うにレーザビームが照射され、静電潜像が形成される。

【００２２】２０ａはイエロー（Ｙ）の帯電器、２０ｂ
はマゼンタ（Ｍ）の帯電器、２０ｃはシアン（Ｃ）の帯
電器、２０ｄは黒（Ｋ）の帯電器である。それぞれの帯
電器には、感光体ドラム１表面にトナーを供給する回転
型の現像スリーブ２１ａ〜２１ｄが設けられている。

【００２３】また、それぞれの帯電器２０ａ〜２０ｄの
現像スリーブ２１ａ〜２１ｄには共通にＤＣバイアスＶ
DCが印加され、更にこのＤＣバイアスの上にＡＣバイア
スＶACが重畳されている。そして、それぞれのＡＣバイ
アスＶACの値は、帯電器２０ａのそれをＶACａ，帯電器
２０ｂのそれをＶACｂ，帯電器２０ｃのそれをＶACｃ，
帯電器２０ｄのそれをＶACｄとすると、ＶACａ＜ＶACｂ
＜ＶACｃ＜ＶACｄとなるように順次ＡＣバイアスを異な
らしめている。

【００２４】具体的には、感光体ドラム１表面と、現像
スリーブ２１ａ〜２１ｄ間の距離を０．５ｍｍ程度に設
定する。現像剤搬送量を２０ｍｇ／ｃｍ² 〜２４ｍｇ／
ｃｍ ² に制御する。そして、各現像器２０ａ〜２０ｄの
現像スリーブ２１ａ〜２１ｄと感光体ドラム１との速度
比が３〜４になるようにする。ＤＣバイアス値ＶDCは−
６５０Ｖ、ＡＣバイアスの周波数として８ｋＨｚを用
い、それぞれのＡＣバイアス値（ピーク・ピーク値）
は、それぞれ以下のように設定する。 ＶACａは１．０ｋＶ ＶACｂは１．４ｋＶ ＶACｃは１．５ｋＶ ＶACｄは１．６ｋＶ とする。また、感光体ドラム１の帯電電位ＶL として−
７５０Ｖとする。

【００２５】なお、この実施例では、多色像一括転写方
式に関係する部分、即ちレーザ光源のパワー設定、感光
体ドラム表面の電位ＶH 、現像スリーブ２１ａ〜２１ｄ
の回転数等は固定されている。また、ＡＣバイアスの設
定について、色の重ね合わせを考慮して混色しない範囲
の中で順次ＡＣバイアスを上げていくようにする（混色
する範囲に設定すると、先に現像された感光体ドラム上
のトナーが再び飛散するので画像上の混色のみならず現
像器内の汚染を引き起こす）。このように構成された装
置の動作を説明すれば、以下のとおりである。

【００２６】レーザビームにより感光体ドラム１上に静
電潜像（電位ＶL ）が形成された状態で、イエローの現
像器２０ａから現像剤トナーが感光体ドラム１の表面に
塗布される。次に、レーザビームにより次の静電潜像が
感光体ドラム１上に形成された状態でマゼンタの現像器
２０ｂから現像剤トナーが感光体ドラム１の表面に塗布
される。ここで、マゼンタの現像器２０ｂの現像スリー
ブ２１ｂはＡＣバイアスがイエローの現像器２０ａの現
像スリーブ２１ａよりも深いので、トナー重ね合わせ時
の現像性能を向上させることができ、前色（イエロー）
のトナーが感光体ドラム１面に現像されている画像の上
に重ね合わせる場合でも、現像を容易にし、色再現領域
を広くとることが可能である。

【００２７】次に、レーザビームにより次の静電潜像が
感光体ドラム１上に形成された状態でシアンの現像器２
０ｃから現像剤トナーが感光体ドラム１の表面に塗布さ
れる。ここで、シアンの現像器２０ｃの現像スリーブ２
１ｃはＡＣバイアスがマゼンタの現像器２０ｂの現像ス
リーブ２１ｂよりも深いので、トナー重ね合わせ時の現
像性能を向上させることができ、前色（マゼンタ）のト
ナーが感光体ドラム１面に現像されている画像の上に重
ね合わせる場合でも、現像を容易にし、色再現領域を広
くとることが可能である。

【００２８】次に、レーザビームにより次の静電潜像が
感光体ドラム１上に形成された状態でブラック（黒）の
現像器２０ｄから現像剤トナーが感光体ドラム１の表面
に塗布される。ここで、ブラックの現像器２０ｄの現像
スリーブ２１ｄはＡＣバイアスがシアンの現像器２０ｃ
の現像スリーブ２１ｃよりも深いので、トナー重ね合わ
せ時の現像性能を向上させることができ、前色（シア
ン）のトナーが感光体ドラム１面に現像されている画像
の上に重ね合わせる場合でも、現像を容易にし、色再現
領域を広くとることが可能である。

【００２９】ここで、重ね合わせを行なわない領域で
は、最大トナー付着量が異なるので、ＰＷＭ等で補正を
行ない、単色の付着量については、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが等
しくなるようにする。

【００３０】次に、各色設定時の単色の付着量を実験で
調べたら、以下のようになった。 Ｙ １．０ｋＶ→０．８ｍｇ Ｍ １．４ｋＶ→１．０ｍｇ Ｃ １．５ｋＶ→１．１ｍｇ Ｋ １．６ｋＶ→１．２ｍｇ 下の段の現像器ほどトナー付着量が増えていることが分
かる。このような、トナー量制御により最適な色補正が
可能になる。

【００３１】なお、ＡＣバイアスを上げすぎると、帯電
したトナーが像のない領域まで飛散し、混色が生じる。
実験的に混色が生じる最大のＡＣバイアス値は１．６ｋ
Ｖが限度であった。

【００３２】上述の実施例では、各現像器に与えるＤＣ
電子ＶDCは−６５０Ｖ、各現像器の現像スリーブ２１ａ
〜２１ｄまでに与えるＡＣバイアス値ＶACはそれぞれ
１．０ｋＶ，１．４ｋＶ，１．５ｋＶ，１．６ｋＶであ
ったが、本発明は必ずしもこれに限るのものではなく、
トナーの混色を起こさない範囲で任意の値に設定するこ
とができる。また、上述の実施例では、感光体として感
光体ドラムを用いた場合を例にとったが、本発明は限る
ものではない。その他にベルト状，シート状のもの等を
用いることもできる。

【００３３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、感光体上に１つの色の現像剤を付着させる工程
を複数回繰り返して、感光体上に複数種類の色の顕像を
形成せしめて、記録紙に多色像を一括転写する構成のカ
ラー画像形成装置において、前記各色毎の現像器に印加
する現像ＡＣバイアス値を順次異ならしめる構成とする
ことにより、カラー画像一括形成方式のカラー画像形成
装置における現像性能を向上させることができるカラー
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】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】カラー画像形成装置の構成例を示す図である。

【図３】ＰＷＭ変調の説明図である。

【図４】帯電電位の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電器 ２０ａ〜２０ｄ 現像器 ２１ａ〜２１ｄ 現像スリーブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上に１つの色の現像剤を付着させ
   る工程を複数回繰り返して、感光体上に複数種類の色の
   顕像を形成せしめて、記録紙に多色像を一括転写する構
   成のカラー画像形成装置において、 前記各色毎の現像器に印加する現像ＡＣバイアス値を順
   次異ならしめたことを特徴とするカラー画像形成装置。