JPH08137169A

JPH08137169A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08137169A
Application number: JP6272566A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Yamauchi; 泰樹山内; Nobumasa Furuya; 信正古谷; Takeshi Saikawa; 健済川; Toru Teshigahara; 亨勅使川原; Toshiaki Sagara; 俊明相良; Takuto Tanaka; 拓人田中; Haruyuki Nanba; 治之難波
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-11-07
Filing date: 1994-11-07
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】像形成体上に複数色のトナー像を順次重ね合わ
せて形成した後、それを記録媒体に一括転写する画像形
成装置において、後から形成されるトナー像の濃度が次
第に低下し、カラーバランスが崩れるという問題を改善
する。【構成】複数回繰り返される像形成工程中、後の工程ほ
ど、現像バイアスの直流成分と静電潜像の電位との間の
所定の電位差に対する画像濃度が高くなるように現像バ
イアスの交流成分の周波数、振幅その他の現像条件を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像形成体上にトナー像
を互いに重畳するように複数回形成した後、形成された
複数のトナー像を記録媒体に転写して定着する画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式の複写機、ファクシ
ミリ、レーザプリンタなどの画像形成装置に対するユー
ザーニーズが高まり、これに応えるため画像形成に関す
る数多くの提案がなされている。特に２色以上の複数色
画像の分野における進歩は目ざましいものがある。

【０００３】従来、複数色画像形成装置としては、像形
成体上に形成されるトナー像を順次記録媒体上に転写
し、該記録媒体上で複数色トナー像の重ね合わせを行う
ものがある。しかしながらこのタイプの複数色画像形成
装置においては、記録媒体を保持する径の大きい転写ド
ラムが必要となるため装置が大型化してコスト高になる
とか、複数色トナー像が転写ずれを起こすため鮮明な複
数色画像が得られないなどの問題があった。

【０００４】そこで例えば、特開昭６０−７６７６６号
公報に示されるように、回転する像形成体の周囲に一つ
の潜像形成手段と複数の現像手段とを配備し、像形成体
の一回転毎に一色ずつ潜像形成と現像とを行い、像形成
体の複数回の回転によって像形成体上に複数色の可視像
を形成し、これを一括して記録媒体に転写する方法が提
案されている。

【０００５】この方法では大型の転写ドラムを必要とし
ないので、装置を小型化することが可能である。また、
像形成体上にトナー像を形成した後、記録媒体に一括転
写するために転写ずれを生じることがなく、また、同一
の潜像形成手段を用いるため潜像のレジストレーション
も良好である。ところが、このタイプの複数色画像形成
装置には、先に像形成体上に形成されたトナー像が次の
色の像形成時に悪影響を及ぼすという問題がある。すな
わち、既に形成されたトナー像の上から露光しようとす
ると、露光光がトナー像の表面で反射したり、トナー層
内部で吸収されたりして、実質的な露光光が減衰する現
象が起きる。そのため、潜像を形成する際に像形成体に
一様に露光しようとしても、既にトナー層が形成されて
いる場所とトナー層が未だ形成されていない場所とでは
同等の電位変化が得られず、異なる潜像電位となる。ま
た、像形成体上に形成されたトナー層は電荷を持ってい
るので、像形成体電荷とトナー層電荷とが総合された表
面電位の絶対値が上昇するため、露光を行っても像形成
体の表面電位の絶対値が低下しにくいという現象も見ら
れる。これらの現象の結果、複数回の像形成工程中、前
工程の現像に比べ、後工程の現像ほど現像バイアスと表
面電位との差が小さくなるという問題があった。また、
現像時に、条件の設定次第では、像形成体上に形成され
たトナー像を乱しやすいとか、現像器に他の色のトナー
が混入しやすいという問題もある。

【０００６】これに対して、特開昭６３−６５４６０号
公報には、複数回の像形成工程のうち、前工程の像形成
時に比べ、後工程の像形成時ほど露光光量を強くするこ
とによって、露光光量減少の問題を解決する方法が示さ
れている。また、特開昭６０−１５４２７０号公報及び
特開昭６０−１５４２７１号公報には、トナー混入によ
る混色や像形成体上のトナー像を乱す問題に対する解決
策として、現像バイアスの交流成分の周波数を後工程の
現像ほど高くしてトナー像が掻き取られないようにする
とともに、後工程の現像ほど帯電量の大きいトナーを含
む現像剤を使用するという方法が示されている。また、
特開昭６０−１５９７６５号公報及び特開昭６０−１５
９７６７号公報には、現像時の交流成分の振幅、周波
数、像形成体と現像剤搬送体との間隙との関係を規定
し、かつ交流成分の振幅を後工程の現像ほど小さくして
いく方法が示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、後工程
の潜像形成ほど露光光量を強くするという方法では、画
像の微細な点や細線の再現性において、後工程で作成さ
れた線ほど細線が太くなり、各色間で細線の再現性が異
なって、画像のカラーバランス及び色再現性が損なわれ
る。

【０００８】また、後工程の現像ほど現像バイアスの交
流成分の周波数を高くする方法及び後工程の現像ほど振
幅を小さくする方法は、現像時に像形成体上に既に形成
されているトナー像を掻き取るというスキャベンジング
現象に対しては有効に作用する反面、現像バイアスの直
流成分の電位と画像電位との差（以降、現像コントラス
トと呼ぶ）に対する現像重量が後工程になるに従って低
下するため、カラーバランス及び色再現性に難点があ
る。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
でカラーバランスと色再現性が良好であって、かつ、低
コストで製造できる画像形成装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の画像形成装置は、回転する像形成体と、像形
成体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤
を像形成体に近接した現像領域に搬送するとともに直流
成分と交流成分が重畳された現像バイアスが印加される
ことにより静電潜像を現像し像形成体上に現像像を形成
する、回転する現像ロールを有する現像手段とを備え、
潜像形成手段による静電潜像の形成及び現像手段による
静電潜像の現像から成る像形成工程を複数回繰り返すこ
とにより像形成体上に互いに重畳する複数の現像像を形
成し、形成された複数の現像像を所定の記録媒体上に一
括して転写した後、記録媒体上のトナー像を定着して画
像を形成する画像形成装置において、現像バイアスの直
流成分と静電潜像の電位との間の所定の電位差に対する
画像濃度が、複数回繰り返される像形成工程中、後の像
形成工程ほど高くなるように、現像バイアスを制御する
現像バイアス制御手段を備えたことを特徴とする。

【００１１】なお、上記の現像バイアス制御手段が、複
数回繰り返される像形成工程中、後の像形成工程ほど、
現像バイアスの交流成分の周波数を低い周波数に変更
し、及び／又は、現像バイアスの交流成分の振幅を大き
い振幅に変更するものであることが好ましい。また、本
発明の第２の画像形成装置は、回転する像形成体と、像
形成体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像
剤を像形成体に近接した現像領域に搬送するとともに直
流成分と交流成分が重畳された現像バイアスが印加され
ることにより静電潜像を現像し像形成体上に現像像を形
成する、回転する現像ロールを有する現像手段とを備
え、潜像形成手段による静電潜像の形成及び前記現像手
段による静電潜像の現像から成る像形成工程を複数回繰
り返すことにより像形成体上に互いに重畳する複数の現
像像を形成し、形成された複数の現像像を所定の記録媒
体上に一括して転写した後、記録媒体上のトナー像を定
着して画像を形成する画像形成装置において、上記の現
像ロールの周速度が、複数回繰り返される像形成工程
中、後の像形成工程ほど高くなるように、現像ロールの
周速度を制御する速度制御手段を備えたことを特徴とす
る。

【００１２】さらに、本発明の第３の画像形成装置は、
回転する像形成体と、像形成体表面に静電潜像を形成す
る潜像形成手段と、現像剤を像形成体に近接した現像領
域に搬送するとともに直流成分と交流成分が重畳された
現像バイアスが印加されることにより静電潜像を現像し
像形成体上に現像像を形成する、回転する現像ロールを
有する現像手段とを備え、潜像形成手段による静電潜像
の形成及び現像手段による静電潜像の現像から成る像形
成工程を複数回繰り返すことにより像形成体上に互いに
重畳する複数の現像像を形成し、形成された複数の現像
像を所定の記録媒体上に一括して転写した後、記録媒体
上のトナー像を定着して画像を形成する画像形成装置に
おいて、上記の現像手段が、トナーとキャリアを有する
現像剤を使用するものであって、かつ、現像手段が、複
数回繰り返される像形成工程中、後の像形成工程ほど現
像剤のトナー被覆率が高まるように、トナーとキャリア
の混合比を制御するものであることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明の第１の画像形成装置は、上記のよう
に、複数回繰り返される像形成工程中、後の像形成工程
ほど、同一現像コントラストに対する画像濃度が高くな
るように制御された現像条件で現像を行うよう構成され
ているので、たとえ前の像形成工程で形成されたトナー
像が次の像形成時に露光光の一部を反射、散乱、吸収し
て露光光量を減少させても、現像条件によって画像濃度
が補正され、カラーバランスが適正に保たれる。

【００１４】なお、現像条件を上記のように制御するに
は、例えば、複数回繰り返される像形成工程中、後の像
形成工程ほど、同一現像コントラストに対する画像濃度
が高くなるように、後の像形成工程ほど、現像バイアス
の交流成分の周波数を低い周波数に変更し、及び／又
は、現像バイアスの交流成分の振幅を大きい振幅に変更
することにより行うことができる。

【００１５】また、本発明の第２の画像形成装置は、上
記のように、複数回繰り返される像形成工程中、後の像
形成工程ほど、同一現像コントラストに対する画像濃度
が高くなるように、後の像形成工程ほど、現像ロールの
周速度を高くするように制御するので、上記第１の画像
形成装置と同様、たとえ前の像形成工程で形成されたト
ナー像が次の像形成時に露光光の一部を反射、散乱、吸
収して露光光量を減少させても、現像条件によって画像
濃度が補正され、カラーバランスが適正に保たれる。

【００１６】さらに、本発明の第３の画像形成装置は、
上記のように、複数回繰り返される像形成工程中、後の
像形成工程ほど、同一現像コントラストに対する画像濃
度を高くするために、後の像形成工程ほど、現像剤のト
ナー被覆率が高まるように、トナーとキャリアの混合比
を制御するので、やはり、上記第１の画像形成装置や上
記第２の画像形成装置と同様に、たとえ前の像形成工程
で形成されたトナー像が次の像形成時に露光光の一部を
反射、散乱、吸収して露光光量を減少させても、現像条
件によって画像濃度が補正され、カラーバランスが適正
に保たれる。

【００１７】

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。図１は、本発明をカラー画像形成装置に
適用した第１の実施例の概略構成図である。図１におい
て、ドラム状の像形成体１の周囲に潜像形成用帯電器
２、現像器３、一括転写用帯電器４、クリーナ５および
前露光器６が配置され、さらに記録媒体８の移動方向の
前方に定着器７が配置されている。現像器３にはイエロ
ー用現像ユニット３１、マゼンタ用現像ユニット３２、
シアン用現像ユニット３３、ブラック用現像ユニット３
４の４つのユニットが備えられている。画像情報は、図
示しない原稿載置台上に置かれた原稿を光走査する画像
読取り部９によって色分解信号として画像処理部１０に
送り込まれる。色分解信号は画像処理部１０において画
像データに変換され、潜像形成用露光器１１に送り出さ
れる。

【００１８】像形成体１が所定の回転角位置となった時
を基準位置として像形成プロセスが開始される。基準位
置を決めるために、像形成体１が回転して所定の位置に
達した時にパルス状の信号を送出する、図示しない基準
位置検出センサが設けられている。基準位置検出センサ
は像形成体１と同期して回転するエンコーダと、これを
光学的に検知するフォトセンサとから構成してもよい
し、予め像形成体１に基準位置を印しておき、それを検
出する手段を像形成体１周辺に設けることにより構成し
てもよい。

【００１９】像形成体１は周速度１５０ｍｍ／ｓで矢印
方向に回転する。潜像形成用帯電器２によって像形成体
１の表面は−７００Ｖに均一に帯電される。像形成体１
が基準位置に達した時、すなわち、基準位置検出センサ
からの信号を受けた時から潜像形成用露光器１１によっ
て第１色目の画像データに対応するレーザ光１２が像形
成体１に照射されて露光が開始され、画像部に対応した
領域の電荷が除去されて像形成体１上に潜像が形成され
る。上記の説明において、露光開始のタイミングは基準
位置検出センサから信号が送り出された時としたが、基
準位置検出センサから信号が送り出された一定時間後を
露光開始のタイミングとしてもよい。

【００２０】図２は、上記実施例における現像器３の一
部拡大図である。図２に示すように、現像器３を構成す
る各現像ユニット３１，３２，３３，３４は、トナーと
キャリアとからなる２成分系の現像剤２３を収容するハ
ウジング２４内に、回転する円筒状の現像ロール２５
と、現像ロール２５の表面に付着する現像剤２３の量を
規制する現像剤規制部材２６と、現像剤２３を攪拌しな
がら現像ロール２５に供給するスクリューオーガ２７と
を備えている。

【００２１】現像ロール２５は、円筒形の固定磁石２８
と、その周囲に回転可能に配備された現像スリーブ２９
とを備えている。現像ロール２５は固定磁石の磁力によ
ってスリーブ表面に現像剤２３を吸着し、スリーブの回
転によって現像剤２３を搬送する。本実施例では、固定
磁石２８の直径は１６ｍｍであり、像形成体１に面した
箇所ではＮ極とＳ極とが３ｍｍ間隔で配列されている。
現像スリーブ２９の直径は１８ｍｍ、現像スリーブ２９
と像形成体１との間隔は０．５ｍｍであり、固定磁石２
８の極間での現像スリーブ２９上における現像剤層の厚
さは０．２ｍｍとなるよう設定されている。複数回繰り
返す現像工程で像形成体１上に既に現像されているトナ
ー画像が、後の現像工程で乱されることを防止するた
め、現像スリーブ２９上の現像剤が像形成体１に接触し
ないよう、現像器３と像形成体１との位置関係が設定さ
れている。

【００２２】現像スリーブ２９の周速度は、図示しない
速度制御手段によって、像形成体１の周速度に対して一
定の速度比に制御される。本実施例においては、現像ス
リーブの周速度は、像形成体１の周速度に対する速度比
で２．０、すなわち、３００ｍｍ／ｓに設定された。こ
の回転する現像スリーブに直流成分と交流成分とから成
る現像バイアスを印加して現像が行われる。現像バイア
スの要素のうち、交流成分の周波数及び振幅が、図示し
ない現像バイアス制御手段によって、各像形成工程ごと
に制御される。具体的な現像条件に関しては後述する。
この段階で現像に供されない現像ユニット３２〜３４の
現像スリーブには−６５０Ｖの直流バイアスのみが印加
され、現像スリーブ２９上の現像剤が像形成体１上に現
像されることを防いでいる。

【００２３】次に第２色目のマゼンタの潜像形成の工程
に移り、既に像形成体１上に現像されているイエロート
ナー像の上から潜像形成用帯電器２によって像形成体１
が再帯電される。次いで潜像形成用露光器１１によって
マゼンタの画像データに対応したレーザ光１２による露
光が行われて、像形成体１上にマゼンタの潜像が形成さ
れる。次に、マゼンタ用現像ユニット３２によって潜像
が可視化されてマゼンタトナー像が像形成体１上に形成
される。現像に供されるマゼンタ現像ユニット３２の現
像スリーブには第１色目の現像時と同様に直流成分と交
流成分とを持つ現像バイアスが印加され、それ以外の現
像ユニットの現像スリーブには−６５０Ｖの直流バイア
スのみが印加される。

【００２４】以下、第３色目、第４色目についても同様
な工程が繰り返され、第３色目ではシアントナー像が、
第４色目ではブラックトナー像が形成されて像形成体１
上に４色のトナー像が重ねられる。次いで、それらのト
ナー像は記録媒体８へ一括転写されて定着器７を経由し
てフルカラー画像として出力される。本実施例において
は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順序で像
形成工程が合計４回繰り返されるが、像形成工程の繰り
返し回数及び像形成の順序はこの回数及び順序に限定さ
れるものではない。ただし、潜像形成用露光器１１に赤
外線半導体レーザを用いる場合は、露光損失を最小限に
するため、なるべく吸収の少ない色、すなわち分光透過
率の高いイエローもしくはマゼンタを第１色目及び第２
色目に用いることが望ましい。

【００２５】次に現像剤に関して説明する。本実施例で
用いる現像剤はトナーとキャリアとから成る２成分系の
現像剤であり、トナーの帯電極性は負極性である。現像
剤のキャリアは、トナーを負極性に帯電させるために、
スチレン−アクリル共重合体３０ｗｔ％、マグネタイト
６８ｗｔ％、ニグロシン２ｗｔ％を混練粉砕して、正帯
電のキャリアとしている。キャリアの平均粒径は４０μ
ｍ、比重は２．４ｇ／ｃｍ³ であった。

【００２６】次にトナーについて説明する。図３は、記
録媒体上に形成されたトナー像の現像重量と記録媒体８
上での画像濃度との関係を示すグラフである。図３に示
すとおり、トナー像の現像重量と記録媒体８上での画像
濃度とは、或る範囲内で、ほぼ比例関係が成立する。そ
こで、本実施例では、目標画像濃度を１．８とし、その
時の現像重量が０．７ｍｇ／ｃｍ² となるように、各色
のトナーの顔料含有量を調整した。すなわち、黒トナー
はポリエステル９６ｗｔ％とカーボンブラック４ｗｔ％
を混練粉砕し、着色粒子とした後、この着色粒子に対し
疎水性シリカ５ｗｔ％を添加し負帯電性トナーとした。
イエロートナーはポリエステル９４ｗｔ％、ベンジン誘
導体６ｗｔ％を混練粉砕した着色粒子、マゼンタトナー
はポリエステル９４ｗｔ％とポリタングストリン酸６ｗ
ｔ％を混練粉砕した着色粒子、シアントナーはポリエス
テル９４ｗｔ％と銅フタロシアニン６ｗｔ％を混練粉砕
した着色粒子を用いた。なお、これらのトナーの比重
は、いずれも１．２ｇ／ｃｍ³ である。なお、本実施例
では、各色トナーとも平均粒径は８μｍとしたが、粒径
はこれに限定されるものではなく、高画質の画像を得る
ためには潜像を忠実に現像することが必要であり、トナ
ー粒径は１０μｍ以下、さらには、８μｍ以下であるこ
とが好ましい。

【００２７】また、現像剤中のトナー濃度が、現像剤の
トナー被覆率で３４％、現像剤中のトナー重量比で１
５．７％となるようにトナーとキャリアを混合し、２成
分現像剤とした。ここで、現像剤のトナー被覆率とは、
キャリアとトナーの平均粒径から計算したキャリアとト
ナーの表面積の比率であり、現像剤中のトナー重量比を
α（％）、トナー比重をρt （ｇ／ｃｍ³ ）、キャリア
比重をρc （ｇ／ｃｍ³ ）、トナー半径をｒt （ｍ
ｍ）、キャリア半径をｒc （ｍｍ）とした時に、｛（ρｃ・ｒｃ）／（ρｔ・ｒｔ）｝×｛２５ａ／（１
００−ａ）｝と表わされる。

【００２８】また、これらの現像剤について、トナーの
電荷量Ｑを測定したところ、約−１５μＣ／ｇであっ
た。次に、現像時に現像スリーブに印加する現像バイア
スについて説明する。現像バイアスは前述した通り、直
流成分と交流成分とから成る。直流成分は像形成体１の
帯電電位に応じて決定される。本実施例においては、露
光されていない非画像部分にトナーが付着することによ
って発生するカブリや混色を防止するために、現像バイ
アスの直流成分は−６５０Ｖに設定した。交流成分の振
幅は、１．６ｋＶとした。

【００２９】ところで、第２色目の像形成工程において
は、既に形成されている第１色目のトナー像の上に像形
成を行うため、前述したように第１色目のトナー層の電
位が第２色目の像形成に影響を及ぼす。そのため、同じ
ように露光を行っても後工程の画像電位は前工程で形成
されたトナー像から得られた画像電位と等しくならな
い。そこで、現像条件によってこれを補正する必要があ
る。すなわち、現像バイアスの直流成分と静電潜像の電
位との間の所定の電位差に対する画像濃度が、複数回繰
り返される像形成工程中、後の像形成工程ほど高くなる
ように、各色ごとに現像条件を制御する必要がある。

【００３０】そこで、第１の実施例においては、複数回
繰り返される像形成工程中、後の像形成工程ほど、同一
現像コントラストに対する画像濃度が高くなるように、
すなわち現像重量が大きくなるように、後の工程ほど現
像バイアスの交流成分の周波数を低い周波数に変更す
る。この動作は前述の現像バイアス制御手段によって行
われる。

【００３１】図４は、現像バイアスの交流成分の周波数
と画像濃度との関係を示すグラフである。図４に示すよ
うに、交流成分の周波数が低いほど、現像コントラスト
に対する現像重量が大きくなり、画像濃度も高くなる。
本実施例では、交流成分の周波数を１色目から順に９ｋ
Ｈｚ、８ｋＨｚ、７ｋＨｚ、６ｋＨｚに設定した。な
お、図４に示したように、５ｋＨｚ以下の周波数（領域
Ａ）では、現像剤中のキャリアが像形成体に接触しやす
くなり、露光されていない非画像部分にトナーが付着す
ることによってカブリや像中の混色等が発生しやすくな
る。また、各色の現像ユニットに他色トナーが混入する
混色が発生しやすくなる。また、１０ｋＨｚ以上の周波
数（領域Ｂ）では、現像コントラストに対して現像重量
が少なくなり、所望の画像濃度が得にくくなって、実用
的でない。従って、交流成分の周波数は５ｋＨｚ以上、
１０ｋＨｚ以下であることが望ましい。

【００３２】図５に、イエロー、マゼンタ、シアンの３
色を重ねたプロセスブラックの、数段階の画像カバレッ
ジにおけるａ* −ｂ* 空間における色再現性を示す。図
５に示すように、画像濃度補正を施さなかった場合はイ
エローが強くなってｂ* の方に偏っているが、画像濃度
補正を施した場合は、プロセスブラックの色再現性が大
幅に改善され、カラーバランスが良好で色再現性のよい
フルカラー画像を得ることができる。

【００３３】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。第２の実施例では、複数回繰り返される像形成工
程中、後の像形成工程ほど、同一現像コントラストに対
する現像重量が多くなるように、すなわち画像濃度が高
くなるように、後の工程ほど現像バイアスの交流成分の
振幅を大きくする。また、交流成分の周波数は６ｋＨｚ
の一定値とした。交流成分の振幅、周波数以外の条件
は、第１の実施例と同様である。

【００３４】図６は、現像バイアスの交流成分の振幅と
画像濃度との関係を示すグラフである。第２の実施例で
は、交流成分の振幅を１色目から順に１．５０ｋＶ、
１．５７ｋＶ、１．６４ｋＶ，１．７１ｋＶと設定し
た。図６に示すように、交流成分の振幅が大きくなるに
従って現像コントラストに対する現像重量が多くなり、
それにつれて画像濃度も高くなることがわかる。しかし
ながら、交流成分の振幅が、１．５ｋＶ以下（領域Ａ）
の場合には、現像コントラストに対する現像重量が少な
くなり、所望の画像濃度が得にくくなり実用的でない。
また、交流成分の振幅が、１．８ｋＶ以上（領域Ｂ）の
場合には、キャリアが像形成体に接触して前工程で形成
された像形成体上のトナー像が次の現像時に掻き取られ
て画像を乱すスキャベンジング現象が発生しやすくな
る。従って、交流成分の振幅は、１．５ｋＶ以上、１．
８ｋＶ以下であることが望ましい。このように各色の現
像バイアスの交流成分の振幅を設定することにより、図
５に示した実施例１と同様、カラーバランスが良好で色
再現性のよいフルカラー画像を得ることができる。

【００３５】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。第３の実施例では、複数回繰り返される像形成工
程中、後の像形成工程ほど、同一現像コントラストに対
する現像重量が多くなるように、すなわち画像濃度が高
くなるように、後の工程ほど現像ロールの周速度を高く
する。現像バイアスの交流成分の振幅は１．６ｋＶ、周
波数は６ｋＨｚとした。その他の条件は、第１の実施例
と同様である。

【００３６】図７は、現像ロールの周速度と現像重量と
の関係を示すグラフである。本実施例では、像形成体１
の周速度に対する現像ロールの周速度の速度比が、１色
目から順に２．０倍、２．１５倍、２．３０倍、２．４
５倍となるように設定した。図７に示すように、周速度
が大きいほど現像領域内を通過する現像剤の量が増え、
同一の現像コントラストに対する現像重量が多くなっ
て、その結果、画像濃度も高くなる。しかし、現像ロー
ルの周速度に対する像形成体の周速度の比が３．０以上
（領域Ｂ）になると、トナー飛散が顕著になり機内汚れ
が発生するので好ましくない。また、現像ロールの周速
度にたいする像形成体の周速度の比が１．４以下（領域
Ａ）では現像コントラストに対して得られる現像重量が
少なくなり実用にならない。従って、像形成体の周速度
に対する現像ロールの周速度の比は１．４以上、３．０
以下であることが望ましい。このように現像ロールの周
速度を各色ごとに設定することにより、前述の他の実施
例におけるのと同様の効果を得ることができる。なお、
現像ロールの周速度が高過ぎると、トナー飛散が顕著に
なるので現像ロールの周速度は４５０ｍｍ／ｓ以下が好
ましい。

【００３７】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。第４の実施例においては、複数回繰り返される像
形成工程中、後の工程ほど、同一現像コントラストに対
する現像重量が多くなるように、すなわち画像濃度が高
くなるように、後の工程ほど現像剤のトナー被覆率を制
御する。現像剤のトナー被覆率の制御は、現像手段に含
まれる制御回路（図示しない）が、各像形成工程ごと
に、後の像形成工程ほど、キャリアに対するトナーの混
合比を高めることによって行われる。なお、現像剤のト
ナー被覆率の定義については前記のとおりである。

【００３８】図８は、現像剤のトナー被覆率と現像重量
との関係を示すグラフである。本実施例では、現像剤の
トナー被覆率を１色目から順に３４％、３７．５％、４
１．０％、４４．５％と、後の工程ほど高く設定した。
現像バイアスの交流成分の振幅は１．６ｋＶ、周波数は
６ｋＨｚとし、各色で同一とした。その他の条件は、第
１の実施例と同様である。

【００３９】図８に示すように、現像剤のトナー被覆率
が大きいほど現像領域中に存在するトナーの量が多くな
り、同一現像コントラストに対する現像重量が多くな
り、画像濃度も高くなる。しかし、現像剤のトナー被覆
率が２１％以下（領域Ａ）では、現像コントラストに対
する現像重量が減少して実用的でなくなる。また、現像
剤のトナー被覆率が６３％以上（領域Ｂ）になるとトナ
ーが飛散しやすくなって機内汚れが発生し、好ましくな
い。従って、現像剤のトナー被覆率は２１％以上、６３
％以下であることが望ましい。このように各色ごとに現
像剤のトナー被覆率を設定することにより、前述の他の
実施例と同様の効果を得ることができる。

【００４０】なお、上記の各実施例においては、現像剤
として２成分系の現像剤を用いた例を示したが、本発明
は２成分系の現像剤に限定されるものではない。また、
上記の各実施例においては、それぞれの現像条件を個別
に変更したが、上記の複数の現像条件を適宜組み合わせ
ることによって、本発明の効果をさらに高めることがで
きる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の画
像形成装置によれば、後の像形成工程ほど、現像バイア
スの直流成分と前記静電潜像の電位との間の所定の電位
差に対する画像濃度が高くなるように、現像バイアスを
制御することによって、後工程における現像時の画像濃
度の低下が補正されて、カラーバランスと色再現性の良
好な画像を得ることができる。

【００４２】また、本発明の第２の画像形成装置によれ
ば、後の像形成工程ほど、現像ロールの周速度を高くす
ることによって、後工程における現像時の画像濃度の低
下が補正されて、カラーバランスと色再現性の良好な画
像を得ることができる。また、本発明の第３の画像形成
装置によれば、後の像形成工程ほど、現像剤のトナー被
覆率が高まるように、トナーとキャリアの混合比を制御
することによって、後工程における現像時の画像濃度の
低下が補正されて、カラーバランスと色再現性の良好な
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をカラー画像形成装置に適用した実施例
の概略構成図である。

【図２】上記実施例における現像器の一部拡大図であ
る。

【図３】記録媒体上に形成されたトナー像の現像重量と
記録媒体８上での画像濃度との関係を示すグラフであ
る。

【図４】現像バイアスの交流成分の周波数と画像濃度と
の関係を示すグラフである。

【図５】イエロー、マゼンタ、シアンの３色を重ねたプ
ロセスブラックの、数段階の画像カバレッジにおけるａ
* −ｂ* 空間における色再現性を示すグラフである。

【図６】現像バイアスの交流成分の振幅と画像濃度との
関係を示すグラフである。

【図７】現像ロールの周速度と現像重量との関係を示す
グラフである。

【図８】現像剤のトナー被覆率と現像重量との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１像形成体２潜像形成用帯電器３現像器４一括転写用帯電器５クリーナ６前露光器７定着器８記録媒体９画像読取り部１０画像処理部１１潜像形成用露光器１２レーザ光２３現像剤２４ハウジング２５現像ロール２６現像剤規制部材２７スクリューオーガ２８固定磁石２９現像スリーブ３１イエロー用現像ユニット３２マゼンタ用現像ユニット３３シアン用現像ユニット３４ブラック用現像ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者勅使川原亨神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者相良俊明神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者田中拓人神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者難波治之神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する像形成体と、該像形成体表面に
静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤を前記像形
成体に近接した現像領域に搬送するとともに直流成分と
交流成分が重畳された現像バイアスが印加されることに
より前記静電潜像を現像し前記像形成体上に現像像を形
成する、回転する現像ロールを有する現像手段とを備
え、前記潜像形成手段による静電潜像の形成及び前記現
像手段による該静電潜像の現像から成る像形成工程を複
数回繰り返すことにより前記像形成体上に互いに重畳す
る複数の現像像を形成し、形成された該複数の現像像を
所定の記録媒体上に一括して転写した後、該記録媒体上
のトナー像を定着して画像を形成する画像形成装置にお
いて、前記現像バイアスの直流成分と前記静電潜像の電位との
間の所定の電位差に対する画像濃度が、複数回繰り返さ
れる前記像形成工程中、後の像形成工程ほど高くなるよ
うに、前記現像バイアスを制御する現像バイアス制御手
段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像バイアス制御手段が、複数回繰
り返される前記像形成工程中、後の像形成工程ほど、前
記現像バイアスの交流成分の周波数を低い周波数に変更
し、及び／又は、前記現像バイアスの交流成分の振幅を
大きい振幅に変更するものであることを特徴とする請求
項１記載の画像形成装置。
【請求項３】回転する像形成体と、該像形成体表面に
静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤を前記像形
成体に近接した現像領域に搬送するとともに直流成分と
交流成分が重畳された現像バイアスが印加されることに
より前記静電潜像を現像し前記像形成体上に現像像を形
成する、回転する現像ロールを有する現像手段とを備
え、前記潜像形成手段による静電潜像の形成及び前記現
像手段による該静電潜像の現像から成る像形成工程を複
数回繰り返すことにより前記像形成体上に互いに重畳す
る複数の現像像を形成し、形成された該複数の現像像を
所定の記録媒体上に一括して転写した後、該記録媒体上
のトナー像を定着して画像を形成する画像形成装置にお
いて、前記現像ロールの周速度が、複数回繰り返される前記像
形成工程中、後の像形成工程ほど高くなるように、該現
像ロールの周速度を制御する速度制御手段を備えたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項４】回転する像形成体と、該像形成体表面に
静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤を前記像形
成体に近接した現像領域に搬送するとともに直流成分と
交流成分が重畳された現像バイアスが印加されることに
より前記静電潜像を現像し前記像形成体上に現像像を形
成する、回転する現像ロールを有する現像手段とを備
え、前記潜像形成手段による静電潜像の形成及び前記現
像手段による該静電潜像の現像から成る像形成工程を複
数回繰り返すことにより前記像形成体上に互いに重畳す
る複数の現像像を形成し、形成された該複数の現像像を
所定の記録媒体上に一括して転写した後、該記録媒体上
のトナー像を定着して画像を形成する画像形成装置にお
いて、前記現像手段が、トナーとキャリアを有する現像剤を使
用するものであって、かつ、該現像手段が、複数回繰り
返される前記像形成工程中、後の像形成工程ほど該現像
剤のトナー被覆率が高まるように、トナーとキャリアの
混合比を制御するものであることを特徴とする画像形成
装置。