JPH0895337A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー電荷による露光電位の上昇やトナー層
の遮蔽効果を回避しつつ、高画質なカラー画像にとって
重要なトナー多重部分の忠実なグレー再現を可能ならし
める。 【構成】 帯電、露光、現像を複数回繰り返して像担持
体１上に少なくとも一部が重合配置される複数の色成分
トナー像を形成した後に、一括転写手段５にて像受容体
６に一括転写するようにしたカラー画像形成装置におい
て、一括転写手段５には、複数の各色成分トナー像の色
重ねにより形成されたブラックトナー像における各色成
分トナー像の単位面積当たりのトナー重量が略同程度に
転写されるように転写効率を制御する転写効率制御手段
７を付加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ゼログラフィ方式
（電子写真方式）を利用したカラー画像形成装置に係
り、特に、感光媒体を表面に有する像担持体への一様帯
電、光ビームによる走査露光、複数色トナーによる現像
を複数回行ない、所定色数分のトナー像を像担持体上に
形成した後、一括転写手段により所定の像受容体にトナ
ー像を一括転写するようにしたタイプのカラー画像形成
装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、低コストかつ高印字品質を提供
できるカラーゼログラフィ（カラー電子写真）の基本的
な記録方式としては、感光体へ帯電−像露光−現像を必
要色の数だけ繰り返すことにより感光体上に多色のトナ
ー像を形成した後に、感光体上の多色のトナー像を記録
媒体に一括転写するようにしたものが知られている（例
えば特開昭５９−１２１３４８号公報）。

【０００３】しかしながら、このように感光体上に多色
のトナー像を形成する方式のカラー画像形成装置におい
ては、文献『カラー電子写真プロセス−感光体上でのト
ナー像重ね合わせ−』（ＮＩＰ−７，Ｊａｐａｎ Ｈａ
ｒｄｃｏｐｙ’８９論文集）に記されているような、ト
ナーの遮蔽効果及びトナーの電位によって潜像電位が影
響を受ける問題がある。また、同様にトナー電荷による
露光電位の上昇及びトナー層の誘電的性質による解像度
低下については、文献「色重ね現像によるカラー電子写
真プロセス」（電子写真学会誌第３０巻第１号，１９９
１）に指摘されている。

【０００４】これらに対し、感光体の帯電電位を各色に
対応する画像形成サイクル毎に高くしていく方法（例え
ば特開昭６３−８８５７３号公報）がある。この方法
は、例えば表１に示すように、帯電電位、画像部の電
位、現像バイアス電位を各色に対応する画像形成サイク
ル毎に順次大きくしていき、トナー付着部における画像
部と非画像部とのコントラスト電位が各色に対応する画
像形成サイクル毎に低下する事態を回避することを目的
としている。

【０００５】

【表１】

【０００６】また、別の従来例、例えば特開平３−２０
２８６９号公報に開示された技術によれば、現像に必要
な感光体の帯電電位以上に帯電し、その後、感光体の帯
電電位まで除電することで感光体上のトナーの極性を反
転させることにより、色重ねにおけるコントラスト電位
の低下をなくし、トナー飛散を防止することを目的とす
る。

【０００７】一方、トナーの遮蔽効果に対しては、２色
目以降の画像形成時の露光条件をそれ以前の露光条件に
対し変えるという方法がある。具体的には、露光強度や
一画素当たりの露光時間を各色に対応する画像形成サイ
クル毎に後になる程順次強くあるいは長くするという方
法（例えば特開昭６３−６５４６０号公報、特開昭６３
−６６５７９号公報参照）、あるいは、露光走査用のビ
ーム径を各色に対応する画像形成サイクル毎に後になる
程順次大きくしていく方法（例えば特開昭６３−６５４
５９号公報）等がある。

【０００８】

【発明画解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術的手段にあっては以下に示すような技術的
課題が残存してしまう。すなわち、特開昭６３−８８５
７３号公報所載の方法によれば、前述した表１に整理し
たように、画像部と非画像部とのコントラスト電位（潜
像コントラスト電位）は二色目以降も大きくとれる（本
従来例では一色目と同じ７５０Ｖ）が、実際の画像濃度
に対してより影響の大きい現像コントラスト電位が各色
で一定ではなく、合成色の安定した色再現に関して有効
といえない。更に、実際のトナー層電位は単位面積当た
りの現像トナー重量によって大きく変化する。実験によ
れば、高品質のカラー画像に必要な現像トナー重量０．
５〜０．８ｍｇ／ｃｍ²の範囲では６０〜１２０Ｖ（絶
対値）となり、３色目の現像時は画像部と非画像部との
間に最大２４０Ｖの差異が生じ、特にトナー多重部分の
グレー再現を行う上で支障があることが確認された。

【０００９】また、特開平３−２０２８６９号公報所載
の方法では、感光体上の表層部トナーの電荷が反転する
ことにより、次色の現像装置に逆飛翔する（所謂スキャ
ベンジ現象）という技術的課題がある。この現象は、現
像装置としてＡＣバイアス成分を用いた場合に顕著であ
り、特に、非接触現像では、高画質現像としてＡＣバイ
アス成分を欠くことができないことから致命的である。
更に、この従来例では、二つのスコロトロンと２組の高
圧電源とが必要であり、帯電装置の大型化と高コスト化
が避けられないという技術的課題もある。

【００１０】また、各色に対応する画像形成サイクル毎
の露光条件を変える方法（例えば特開昭６３−６５４６
０号公報、特開昭６３−６６５７９号公報等）は、トナ
ーの遮蔽効果に対しては有効な対策となり得るが、トナ
ー多重部分と単色部分との現像トナー重量に差が生じ、
正確な色再現を行う上で支障があるという技術的課題が
残存する。

【００１１】この発明は、以上のような技術的課題を解
決するために為されたものであって、特にトナー電荷に
よる露光電位の上昇やトナー層の遮蔽効果を回避しつ
つ、高画質なカラー画像にとって重要なトナー多重部分
の忠実なグレー再現を可能ならしめるカラー画像形成装
置を企図したものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、感光媒体を表面に有する像担持体１
と、各色成分画像形成サイクル毎に像担持体１を帯電す
る帯電手段２と、各色成分画像形成サイクル毎に像担持
体１上に対し各色成分画像に対応する静電潜像を他の色
成分画像に対応する静電潜像と少なくとも一部が重合す
るように形成する露光手段３と、各色成分画像形成サイ
クル毎に各色成分画像に対応する静電潜像を各色成分ト
ナーで現像する多色現像手段４と、像担持体１上に形成
された少なくとも一部が重合配置された複数の各色成分
トナー像を像受容体６に一括転写する一括転写手段５と
を備えたカラー画像形成装置において、上記一括転写手
段５には、複数の各色成分トナー像の色重ねにより形成
されたブラックトナー像における各色成分トナー像の単
位面積当たりのトナー重量が略同程度に転写されるよう
に転写効率を制御する転写効率制御手段７を付加したこ
とを特徴とする。

【００１３】このような技術的手段において、本願発明
は複数の色成分トナー像の色重ねによりブラックトナー
像を形成するタイプに対して有効であり、この場合の複
数の色成分トナーの代表例としては、イエロ、マゼン
タ、シアンの組み合わせである。

【００１４】また、上記帯電手段２、露光手段３につい
ては、各色に対応する画像形成サイクル数分だけ像担持
体１の周囲に配設するようにしても差し支えないが、装
置の小型化、低廉化という観点からすれば、各色に対応
する画像形成サイクル数分だけ像担持体１を複数回回転
させ、帯電手段２及び露光手段３を各色に対応する画像
形成サイクル毎に全部あるいは一部兼用するようにする
ことが好ましい。更に、多色現像手段４については、像
担持体１の周囲に各色に対応する現像ユニットを個々的
に設けたものでもよいし、各色毎の現像ユニットを回転
可能に設け、像担持体１に対向する現像部位に対応する
色の現像ユニットを選択的に配設するようにしてもよ
い。また、その現像方式についても、湿式、乾式のいず
れでもよいが、高画質を図るという観点からすれば、粒
子径７μｍ以下のトナーを用いることが好ましい。更に
また、一括転写手段５については、像担持体１上の各色
トナー像を静電転写させるものに限られるものではな
く、転写効率を制御できるものであれば、熱転写、加圧
転写方式のものでも差し支えない。

【００１５】また、第１色目の現像ユニットによる現像
トナーは色重ねによるトナー像の最下層になり、もとも
と転写し難いものであるため、第１色目の現像ユニット
による現像トナー重量を第２色目以降の現像トナー重量
に比べて大きく設定することが好ましい。このように現
像トナー重量を可変設定するには、例えば潜像形成時に
露光手段３へ送出する画像データの階調補正を行なうよ
うにしたり、あるいは、多色現像手段４の第一色目の現
像ユニットの現像コントラストを大きくしたり、現像ロ
ールの回転速度を速くしたり、現像剤のトナー密度を大
きくしたり、トナーとキャリア間の付着力を低減させる
ようにする等適宜選択することができる。

【００１６】また、転写効率制御手段７としては、少な
くとも、複数の各色成分トナー像の色重ねにより形成さ
れたブラックトナー像における各色成分トナー像の単位
面積当たりのトナー重量を略同程度に転写するものであ
ればよいが、グレーバランスをより良好に保つという観
点からすれば、上記色重ねによるブラックトナー像の現
像トナー重量が１．５ｍｇ／ｃｍ²以上で前記ブラック
トナー像の最下層色の転写トナー重量を最大とし、か
つ、色重ねによるブラックトナー像の現像トナー重量が
飽和するにつれて色重ねによるブラックトナー像の転写
効率が低くなるように制御することが好ましく、更に
は、上記色重ねによるブラックトナー像の現像トナー重
量の最大値に対し転写効率を７５％以上にするものが好
ましい。

【００１７】

【作用】上述したような技術的手段によれば、転写工程
前に、像担持体１には各色成分トナー像が少なくとも一
部重合配置した状態で形成されている。このような状態
において、上記転写効率制御手段７は、転写手段５によ
るトナー像の転写効率を制御し、複数の各色成分トナー
像の色重ねにより形成されたブラックトナー像における
各色成分トナー像の単位面積当たりのトナー重量を略同
程度に転写するため、転写されたブラックトナー像のグ
レーバランスは良好に保たれる。

【００１８】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。 ◎実施例１ 図２はこの発明が適用された電子写真方式のカラー画像
形成装置の実施例１を示す。同図において、符号２１は
有機感光層等の光導電性薄層（感光媒体）を表面に有
し、矢印方向に回転する感光体、２２は感光体２１を均
一に帯電する帯電器、２３は各色成分（この実施例では
イエロ、マゼンタ、シアン、ブラック）の多階調画像デ
ータに基づいてパルス幅変調されたレーザビームを照射
するレーザ露光装置、２４（具体的には２４ａ〜２４
ｄ）は夫々イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックのカラ
ートナーを装備したカラー現像装置、２５は感光体２１
上の各色成分トナー像を転写する転写装置、２６は感光
体２１上の残留電荷を除去する除電装置、２７は画像形
成時に離間し、清掃時に感光体２１と接触するブレード
を有する清掃装置、２８は感光体２１上の残留電荷を光
除電する除電ランプ、２９は転写装置２５にて記録紙２
０上に転写されたトナー像を溶融固着させる定着装置で
ある。

【００１９】より詳細に述べると、帯電器２１として
は、２色目以降の画像形成時にも安定して均一な帯電が
なされるように、放電ワイアを２本以上用いたスコロト
ロン帯電器が用いられる。

【００２０】また、この実施例で用いられるレーザ露光
装置２２の詳細を図３に示す。同図において、レーザ露
光装置２２は、図示外のレーザ制御回路からの露光デー
タ３６に基づいて変調される半導体レーザ３１と、この
半導体レーザ３１からのビームを平行化するコリメータ
レンズ３２と、このコリメータレンズ３２を通過したビ
ームを感光体２１の軸方向走査ラインに沿って偏向走査
するポリゴンミラー３３と、このポリゴンミラー３３で
偏向走査されたビーム３５を感光体２１の走査ライン位
置に沿って結像させる結像レンズ３４とからなる。

【００２１】また、この実施例では、図２に示すよう
に、レーザ露光装置２２に送出される露光データ３６は
画像処理装置４０にて構成される。この画像処理装置４
０の具体的構成例を図４に示す。同図において、画像読
み取り装置やコンピュータからの画像信号に基づく階調
信号がＲ，Ｇ，Ｂ又はＬ^*ａ^*ｂ^*のそれぞれ８ビットの
階調情報として変換テーブル４１に入力され、この変換
テーブル４１によってＹ，Ｍ，Ｃ画像データに変換され
る。この変換にはテーブルの代わりに変換マトリクスを
使っても良い。そして、これらのデータは下色除去処理
部４２によりＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋへと変換された後、更に、
ＭＴＦ補正処理部４３にてＭＴＦ補正が施される。次
に、各色の画像信号には階調変換テーブル４４にて所定
の階調変換が施される。この実施例における階調変換テ
ーブル４４は図５に示すような濃度特性を有し、シアン
がイエロ及びマゼンタに比べて出力データが大きくなる
ように設定されている。尚、図中、ブラックデータは記
載されていないが、イエロ、マゼンタ、シアンの何れか
の階調変換またはそれ以外の階調変換でも構わない。

【００２２】更に、階調変換の施された各色の画像信号
はスクリーン生成装置４５へ至る。このスクリーン生成
装置４５は、各色の画像信号の階調情報（２５６階調）
に比例したパルス幅で主走査方向に伸長する例えば２０
０線／インチの万線スクリーン（この実施例では８ビッ
トの分解能０〜２５５ステップに相当）を生成し、これ
を露光データとしてレーザ制御回路４６に入力する。
尚、スクリーン生成装置４５の具体的構成については例
えば三角波を用いた公知の手法（例えば特開昭６２−３
９９７２号公報）が採用されており、例えば三角波のピ
ッチを可変設定することにより万線スクリーンの線数を
切換ることも可能である。

【００２３】また、カラー現像装置２４（２４ａ〜２４
ｄ）の詳細を図６に示す。同図において、カラー現像装
置２４は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤２
４３が収容されるハウジング２４４を有し、このハウジ
ング２４４内に、表面に現像剤２４３を吸着して回転す
ることにより現像剤２４３を搬送する現像ロール２４５
と、現像ロール２４５の表面に付着する現像剤２４３の
量を規制する現像剤規制部材２４６と、回転して現像剤
２４３の攪拌及び搬送を行ない現像ロール２４５に現像
剤２４３を供給するスクリュオーガ２４７とを備えてい
る。更に、上記現像ロール２４５は、回転しないように
固定された磁石ロール２４８を内蔵し、その周囲におい
て回転可能に支持された現像スリーブ２４９を備えてい
る。この実施例では、前記現像スリーブ２４９の直径が
１６ｍｍ、現像スリーブ２４９と感光体２１との間隔が
０．５ｍｍ、現像スリーブ２４９上の現像剤２４３層の
厚さが０．３ｍｍ、周速が２００ｍｍ／ｓに夫々設定さ
れ、現像ロール２４５上の現像剤２４３は感光体２１に
非接触状態で現像に供されるようになっており、重ね現
像時に既に感光体２１上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構成を採用して
いる。

【００２４】更に、この実施例では、厚さ０．３ｍｍの
薄層の現像剤２４３層を現像スリーブ４９上に形成する
ために、平均粒径４０μｍ、飽和磁化５０ｅｍｕ／ｇの
磁性粉分散型のポリマキャリアが用いられている。ま
た、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、正帯電
性のキャリアとしている。

【００２５】一方、トナーについては、イエロトナー
は、ポリエステル９０ｗｔ％、ベンジン誘導体１０ｗｔ
％を混練粉砕し、平均粒径７μｍの着色粒子とした。マ
ゼンタトナーは、ポリエステル９０ｗｔ％、ポリタング
ストリン酸１０ｗｔ％を混練粉砕し、平均粒径７μｍの
着色粒子とした。シアントナーは、ポリエステル９０ｗ
ｔ％、銅フタロシアニン１０ｗｔ％を混練粉砕し、平均
粒径７μｍの着色粒子とした。ブラックトナーは、スチ
レン−アクリル共重合体８０ｗｔ％、スチレン−ブタジ
エンゴム１０ｗｔ％、カーボンブラック１０ｗｔ％を混
練粉砕し、平均粒径７μｍの着色粒子とした。また、こ
れらのトナーについては、着色粒子に対し疎水性シリカ
を５ｗｔ％外添して負帯電性トナーとした。尚、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。

【００２６】また、各現像装置２４に印加される現像バ
イアスは、感光体２１上に形成されたトナー像を乱さな
いように、かつ、所望の高画質が得られるように、交流
成分が重畳された直流電圧とし、直流成分（ＶDC）とし
て−６９０Ｖ、交流成分（ＶAC）として周波数６ｋＨ
ｚ、Ｖｐ-ｐ＝１，６ｋＶを印加した。

【００２７】このように構成された各現像装置２４の現
像特性（現像コントラスト電位と現像トナー重量との関
係を示す特性）を図７に示す。尚、図７において、現像
トナー重量の測定条件は、テープ転写法により直接感光
体２１上にトナー像を転写し、転写前後の重量を精密天
秤により測定して求めたものである。

【００２８】また、この実施例では、転写装置２５とし
ては転写コロトロンが用いられており、この転写コロト
ロンのコロナワイヤ２５１には転写全電流を可変設定す
るための電流可変器５０が設けられ、この実施例では、
コロナワイヤ２５１に印加される転写全電流が２００マ
イクロアンペアに設定されている。

【００２９】このときの転写効率特性を図１０に示す。
同図において、横軸はイエロ、マゼンタ、シアンの各色
成分トナー像の色重ねによるブラックトナー像（以下必
要に応じてプロセスブラックという）の現像トナー重量
（ｍｇ／ｃｍ²）であり、縦軸は転写効率であり、図１
０はプロセスブラック現像トナー重量に対する転写効率
をプロットしたものである。転写効率は、図１０に示す
ように、色重ねによるブラックトナー像の現像トナー重
量に伴って変化するが、この実施例では、後述するよう
に、ブラックトナー像の最大現像トナー重量である１．
７ｍｇ／ｃｍ²に対して約９０％の転写効率が得られる
ように前記転写全電流を調整した。

【００３０】次に、この実施例に係るカラー画像形成装
置の画像形成プロセスについて説明する。まず、除電ラ
ンプ２８により充分に光除電されるか、もしくは、初期
状態の感光体２１を帯電器２２で−７５０Ｖに均一帯電
させる。尚、帯電電位や帯電極性そのものは現像効率や
使用する感光体及び他の条件により、この値と異なる電
圧値に設定することは可能である。

【００３１】次に、レーザ露光装置２３が感光体２１上
に第１色目の静電潜像を形成する。すなわち、第１色目
の画像データ００〜ＦＦ（８ビットの分解能０〜２５５
ステップに相当）に従って生成された万線スクリーン
（例えば２００線／インチ）により、レーザ制御回路４
６に接続されたレーザ３１がＯＮになり、レーザ照射さ
れた部分の感光体２１が除電され、非照射部分との間に
電位コントラストが生じる。この感光体２１上に生じた
電位コントラストが静電潜像となる。尚、レーザ光がガ
ウス分布であることやレーザ制御回路４６の周波数応答
の限界などにより、前記静電潜像は滑らかなエッジ形状
になる。以上のようにして第１色目の静電潜像が形成さ
れるが、このようにしてできた静電潜像のエッジを除く
部分の最大入力ガバレッジに相当する電位は−２５０Ｖ
であった。

【００３２】次に、イエロ現像装置２４ａが負に帯電し
た第１色目のイエロトナーにて前記静電潜像を反転現像
した。この結果、上記静電潜像の万線スクリーン形状に
略沿ってイエロトナーの付着が行われた。このとき、イ
エロ現像装置２４ａの現像特性（図７参照）から、現像
コントラスト電位４４０Ｖ［−２５０Ｖ（潜像電位）−
（−６９０Ｖ（現像直流バイアス））］に対して最大現
像トナー重量約０．７ｍｇ／ｃｍ²が得られた。

【００３３】その後、第２色目の画像形成サイクルとし
て、帯電器２２によりイエロトナー層を含む感光体２１
上から−７５０Ｖに帯電に行った。次に、レーザ露光装
置２３によって第２色目（マゼンタ）の静電潜像を形成
した。このとき、マゼンタの画像データの階調変換出力
は図５のようにイエロと同じであるが、イエロトナーの
レーザビームによる透過率は図８の実験データのように
現像トナー重量に応じて減衰することと、図９のトナー
層電位の上昇とにより、マゼンタ画像の潜像電位はイエ
ロ画像の潜像電位よりも大きくなり、結果として、現像
コントラスト電位が小さくなる。このようにしてできた
静電潜像のエッジを除く部分の入力カバレッジ１００％
の電位はイエロトナー層上で−３２０Ｖとなった。

【００３４】この後、マゼンタ現像装置２４ｂは第１色
目と同じ現像パラメータで、マゼンタトナーにて第２色
目の静電潜像を反転現像し、マゼンタトナー像を形成す
る。尚、本実施例では、第１色目にイエロ、第２色目に
マゼンタを用いたが、逆に第１色目にマゼンタ、第２色
目にイエロでも良いし、他の色の組み合わせでも構わな
い。但し、赤外の半導体レーザにより潜像形成を行う場
合、分光透過率から、イエロ若しくはマゼンタを第１色
目及び第２色目に組み合わせて用いることが望ましい。

【００３５】また、マゼンタの現像工程が終了した時点
において、感光体２１上に形成されたトナー像の重なり
の断面模式図を図１１に示す。同図において、２次色領
域（イエロトナー像７１上の色重ね領域）のマゼンタト
ナー像７２はイエロより現像コントラスト電位が３７０
Ｖ［−３２０Ｖ（潜像電位）−（−６９０Ｖ（現像直流
バイアス））］に低減したことによって、少ない現像ト
ナー重量（約０．５ｍｇ／ｃｍ²）となった（図７参
照）。また、単色領域のマゼンタトナー像７２の現像コ
ントラスト電位は４４０Ｖ［−２５０Ｖ（潜像電位）−
（−６９０Ｖ（現像直流バイアス））］となり、イエロ
と同じ現像トナー重量が得られた。

【００３６】その後、第３色目（シアン）の画像形成サ
イクルとして、帯電器２２によりイエロ＋マゼンタトナ
ー層を含む感光体２１上から−７５０Ｖに帯電を行っ
た。次に、レーザ露光装置２３によって３色目の静電潜
像を形成した。このとき、シアンの画像データの階調変
換出力は図５のようにイエロ及びマゼンタより大きいの
で、イエロ及びマゼンタトナーによる透過率の減衰（図
８参照）やトナー層電位による影響（図９参照）を吸収
して、シアン画像の潜像電位はマゼンタの時と略同等に
なった。このようにしてできた静電潜像のエッジを除く
部分の電位は、２次色領域（イエロトナー及びマゼンタ
トナー層上）で−３２０Ｖ、単色領域（感光体２１上）
で−２５０Ｖである。

【００３７】この後、シアン現像装置２４ｃは第１色目
と同じ現像パラメータで、シアントナーにて第３色目の
静電潜像を反転現像し、シアントナー像を形成する。こ
のときの感光体２１上に形成されたトナー像の重なりの
断面模式図を図１２に示す。同図において、３次色領域
（イエロトナー像７１＋マゼンタトナー像７２上の色重
ね領域）のシアントナー像７３は、現像コントラスト電
位が３７０Ｖ［−３２０Ｖ（潜像電位）−（−６９０Ｖ
（現像直流バイアス））］であることにより、第２色目
と略同じ現像トナー重量（約０．５ｍｇ／ｃｍ²）とな
った。また、単色領域のシアントナー像７３の現像コン
トラスト電位は４４０Ｖ［−２５０（潜像電位）−（−
６９０Ｖ（現像直流バイアス））］となり、イエロ及び
マゼンタと同じ現像トナー重量が得られた。

【００３８】尚、この後必要に応じて、異なる色のトナ
ー（この実施例ではブラックトナー）による画像形成サ
イクルを繰り返してもよい。

【００３９】次に、感光体２１上に形成された各色のト
ナー像は転写装置２５により、記録紙２０に一括して転
写される。この実施例では、色重ねによるブラックトナ
ー像（プロセスブラック）の最大トナー重量は１．７
（イエロトナー像０．７，マゼンタトナー像０．５，シ
アントナー像０．５）ｍｇ／ｃｍ²であり、図１０に示
すように、このプロセスブラックの最大トナー重量であ
る１．７ｍｇ／ｃｍ²の約９０％の転写効率が得られる
ように、転写装置２５である転写コロトロンのコロナワ
イヤ２５１に印加する転写全電流（パラメータ）を２０
０マイクロアンペアに調整した。

【００４０】この結果、プロセスブラックの転写トナー
重量は最大１．５３ｍｇ／ｃｍ²［１．７×０．９ｍｇ
／ｃｍ²］として得られた。このとき、イエロトナー像
の上に形成されたマゼンタトナー像及びシアントナー像
は略転写されるため、転写されたプロセスブラックのイ
エロ転写トナー重量は０．５３［１．５３−０．５−
０．５］ｍｇ／ｃｍ²となった。このため、転写された
各色トナー像はイエロ、マゼンタ、シアンで略同等の転
写トナー重量となり、グレーバランスの良好なプロセス
ブラックが得られた。

【００４１】更に、図示されていない用紙剥離のための
剥離器（この実施例では剥離コロトロン）に交流電圧
［１２ｋＶｐ-ｐ、６００Ｈｚ］を印加し、記録紙２０
の感光体２１からの剥離を促進した。剥離された記録紙
２０は定着装置２９を通過し、記録紙２０上の未定着ト
ナー像が定着され、これにより良好な中間調再現をもつ
カラー画像が得られる。

【００４２】感光体２１上に残ったトナー及び帯電の履
歴は、除電装置２６、掃除装置２７及び除電ランプ２８
により引き続き除電されることにより、本画像形成サイ
クルが終了する。

【００４３】このように、本実施例によれば、結果とし
て、疑似輪郭等のディフェクトが発生せずに安定した階
調再現が得られると共に、単色、多重色ともに優れた色
再現が得られる事がわかった。

【００４４】◎実施例２ この実施例に係るカラー画像形成装置の基本的構成は実
施例１と略同様であるが、実施例１と異なり、潜像形成
条件及び現像条件の一部を相違させ、更に、転写装置２
５の転写条件をより細かく調整するようにしたものであ
る。

【００４５】この実施例に係るカラー画像形成装置の画
像形成プロセスについて説明する。まず、除電ランプ２
８により充分に光除電されるか、若しくは、初期状態の
感光体２１を帯電器２２で−７５０Ｖに均一帯電させ
る。次に、レーザ露光装置２３によって第１色目（イエ
ロ）の静電潜像を形成した。このようにしてできた静電
潜像のエッジを除く部分の最大入力ガバレッジに相当す
る電位は−１５０Ｖであった。次に、イエロ現像装置２
４ａが負に帯電した第１色目のイエロトナーにて前記静
電潜像を反転現像した。この結果、上記静電潜像の万線
スクリーン形状に略沿ってイエロトナーの付着が行われ
た。このとき、イエロ現像装置２４ａの現像特性（図７
参照）から、現像コントラスト電位５４０Ｖ［−１５０
Ｖ（潜像電位）−（−６９０Ｖ（現像直流バイア
ス））］に対して最大現像トナー重量約０．７５ｍｇ／
ｃｍ²が得られた。

【００４６】その後、第２色目の画像形成サイクルとし
て、帯電器２２によりイエロトナー層を含む感光体２１
上から−７５０Ｖに帯電に行った。次に、レーザ露光装
置２３によって第２色目（マゼンタ）の静電潜像を形成
した。このとき、マゼンタの画像データの階調変換出力
は図５のようにイエロと同じであるが、イエロトナーの
レーザビームによる透過率は図８の実験データのように
現像トナー重量に応じて減衰することと、図９のトナー
層電位の上昇とにより、マゼンタ画像の潜像電位はイエ
ロ画像の潜像電位よりも大きくなり、結果として、現像
コントラスト電位が小さくなる。このようにしてできた
静電潜像のエッジを除く部分の入力カバレッジ１００％
の電位はイエロトナー層上で−２２０Ｖとなった。

【００４７】この後、マゼンタ現像装置２４ｂは第１色
目と同じ現像パラメータで、マゼンタトナーにて第２色
目の静電潜像を反転現像し、マゼンタトナー像を形成す
る。このとき、感光体２１上に形成されたトナー像の重
なりの断面模式図を図１１に示す。同図において、２次
色領域（イエロトナー像７１上の色重ね領域）のマゼン
タトナー像７２はイエロより現像コントラスト電位が４
７０Ｖ［−２２０Ｖ（潜像電位）−（−６９０Ｖ（現像
直流バイアス））］に低減したことによって、少ない現
像トナー重量（約０．７ｍｇ／ｃｍ²）となった（図７
参照）。また、単色領域のマゼンタトナー像７２の現像
コントラスト電位は５４０Ｖ［−１５０Ｖ（潜像電位）
−（−６９０Ｖ（現像直流バイアス））］となり、イエ
ロと同じ現像トナー重量が得られた。

【００４８】その後、第３色目（シアン）の画像形成サ
イクルとして、帯電器２２によりイエロ＋マゼンタトナ
ー層を含む感光体２１上から−７５０Ｖに帯電を行っ
た。次に、レーザ露光装置２３によって３色目の静電潜
像を形成した。このとき、シアンの画像データの階調変
換出力は図５のようにイエロ及びマゼンタより大きいの
で、イエロ及びマゼンタトナーによる透過率の減衰（図
８参照）やトナー層電位による影響（図９参照）を吸収
して、シアン画像の潜像電位はマゼンタの時と略同等に
なった。このようにしてできた静電潜像のエッジを除く
部分の電位は、２次色領域（イエロトナー及びマゼンタ
トナー層上）で−２２０Ｖ、単色領域（感光体２１上）
で−１５０Ｖである。

【００４９】この後、シアン現像装置２４ｃは第１色目
と同じ現像パラメータで、シアントナーにて第３色目の
静電潜像を反転現像し、シアントナー像を形成する。こ
のときの感光体２１上に形成されたトナー像の重なりの
断面模式図を図１２に示す。同図において、３次色領域
（イエロトナー像７１＋マゼンタトナー像７２上の色重
ね領域）のシアントナー像７３は、現像コントラスト電
位が４７０Ｖ［−２２０Ｖ（潜像電位）−（−６９０Ｖ
（現像直流バイアス））］であることにより、第２色目
と略同じ現像トナー重量（約０．７ｍｇ／ｃｍ²）とな
った。また、単色領域のシアントナー像７３の現像コン
トラスト電位は５４０Ｖ［−１５０Ｖ（潜像電位）−
（−６９０Ｖ（現像直流バイアス））］となり、イエロ
及びマゼンタと同じ現像トナー重量が得られた。

【００５０】尚、この後必要に応じて、異なる色のトナ
ー（この実施例ではブラックトナー）による画像形成サ
イクルを繰り返してもよい。

【００５１】次に、感光体２１上に形成された各トナー
像は転写装置２５により記録紙２０に一括して転写され
る。図１３は転写装置（この実施例では転写コロトロ
ン）のコロナワイヤに印加する転写全電流３条件に対す
るプロセスブラックの現像トナー重量をプロットしたも
のである。条件１、２、３（転写全電流はそれぞれ２５
０、２００、１５０μＡ）の順に転写全電流を低下させ
るにつれて、高現像トナー重量部分の転写効率が低下し
ていくことが理解される。

【００５２】更に、プロセスブラック中のイエロの転写
トナー重量に着目し、イエロの転写トナー重量をプロセ
スブラックの現像トナー重量に対してプロットしたもの
が図１４である。但し、本実施例の場合、感光体２１上
の残存トナー重量の８０％がイエロとしたが、実施例１
のように残留トナー重量の１００％がイエロであるとし
ても大きな差異は生じないし、実験的には感光体２１上
のトナー像の画像構造に応じて変化し得る。

【００５３】図１４によれば、イエロの転写トナー重量
はプロセスブラックの現像トナー重量に伴って増加し、
プロセスブラックの所定現像トナー重量でピークとなる
カーブを有することが理解される。このピークがプロセ
スブラックの最大トナー重量１．５ｍｇ／ｃｍ²以上に
ある時、Ｌ^*の充分小さい（充分に黒に近い）プロセス
ブラックが得られると共に、良好なグレーバランスが得
られる事が確認された。

【００５４】更に、前記ピークに至る手前にプロセスブ
ラックの最大現像トナー重量を略合わせることにより、
ハイライト（低濃度部）からシャドウ（高濃度部）まで
イエロの転写トナー重量をリニアに変化させることが可
能になり、本手法がグレイバランスを確保する上で極め
て有効であることが立証される。例えば、前記条件２に
おいて、プロセスブラックの最大現像トナー重量を１．
７５ｍｇ／ｃｍ²とすると、図１３に示すように、転写
効率が略９０％であることから、最大約１．５８［１．
７５×０．９］ｍｇ／ｃｍ²の転写トナー重量が得られ
た。このとき、転写トナー像中のイエロの転写トナー重
量が０．５２ｍｇ／ｃｍ²（図１４中参照）であること
から、転写トナー像中のマゼンタ及びシアンの合計転写
トナー重量は１．０６［１．５８−０．５２］ｍｇ／ｃ
ｍ²となり、マゼンタ若しくはシアンの転写トナー重量
は略０．５３ｍｇ／ｃｍ²程度になる。その結果、転写
像は、イエロ、マゼンタ、シアンで略同等の転写トナー
重量となり、プロセスブラックのグレーバランスは極め
て良好であった。

【００５５】更に、プロセスブラックの現像トナー重量
の最大値における転写効率とグレーバランスとの関係を
表２に示す。

【００５６】

【表２】

【００５７】この表２によれば、転写効率が７５％より
も小さい場合、充分低いＬ^*（プロセスブラックとして
充分黒に近いこと）及び充分低いＣ^*（√（ａ^*2＋
ｂ^*2））（色差として１０以下が望ましい）が得られ
ず、実験から７５％以上のとき満足できる結果が得られ
た。

【００５８】更に、実施例１と同様な記録紙剥離工程、
定着工程を経ることにより、記録紙２０上には良好な中
間調再現をもつカラー画像が得られ、また、実施例１と
同様な清掃工程、除電工程を経て本画像形成サイクルが
終了する。以上のように、本実施例においても、結果と
して、疑似輪郭等のディフェクトが発生せずに安定した
階調再現が得られると共に、単色、多重色ともに優れた
色再現が得られることが確認された。

【００５９】また、実施例１，２においては、例えば画
像処理装置４０の階調変換テーブル４４を用いて第１色
目の現像装置２４ａによる現像トナー重量を第２色目以
降の現像トナー重量に比べて大きくするようにしている
が、特にこのような階調変換を行なわないタイプに対し
て転写装置２５の転写条件を調整するようにしてもよい
ことは勿論である。

【００６０】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、各色成分トナー像の色重ねにより形成されたブラ
ックトナー像における各色成分トナー像の転写トナー重
量を略等しくなるように制御したので、優れたグレーバ
ランスと安定した多重色再現とを確実に実現することが
可能になり、その結果として、色再現、階調再現共に優
れた高画質の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】 この発明に係るカラー画像形成装置の概略構
成を示す説明図である。

【図２】 実施例１に係るカラー画像形成装置を示す説
明図である。のレーザ露光装置構成図

【図３】 実施例１で用いられるレーザ露光装置の具体
的構成を示す説明図である。

【図４】 実施例１で用いられる画像処理装置を示す説
明図である。

【図５】 実施例１で用いられる階調変換テーブルの内
容を示す説明図である。

【図６】 実施例１で用いられる現像装置の詳細を示す
説明図である。

【図７】 実施例１で用いられる現像装置の現像特性を
示すグラフ図である。

【図８】 実施例１で用いられる各現像トナーの透過率
を示すグラフ図である。

【図９】 実施例１に係る現像トナー重量とトナー層電
位との関係を示すグラフ図である。

【図１０】 実施例１に係る転写装置のプロセスブラッ
ク現像トナー重量と転写効率との関係を示すグラフ図で
ある。

【図１１】 第２色目の現像工程終了時の感光体上に形
成されたトナー像の重なり状態を示す説明図である。

【図１２】 第３色目の現像工程終了時の感光体上に形
成されたトナー像の重なり状態を示す説明図である。

【図１３】 実施例２に係る転写装置のプロセスブラッ
ク現像トナー重量と転写効率との関係を３つの条件毎に
示すグラフ図である。

【図１４】 実施例２に係る転写装置のプロセスブラッ
ク現像トナー重量とイエロ転写トナー重量との関係を３
つの条件毎に示すグラフ図である。

【符号の説明】

１…像担持体，２…帯電手段，３…露光手段，４…多色
現像手段，５…一括転写手段，６…像受容体，７…転写
効率制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 泰樹 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (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 ックス株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光媒体を表面に有する像担持体（１）
   と、各色成分画像形成サイクル毎に像担持体（１）を帯
   電する帯電手段（２）と、各色成分画像形成サイクル毎
   に像担持体（１）上に対し各色成分画像に対応する静電
   潜像を他の色成分画像に対応する静電潜像と少なくとも
   一部が重合するように形成する露光手段（３）と、各色
   成分画像形成サイクル毎に各色成分画像に対応する静電
   潜像を各色成分トナーで現像する多色現像手段（４）
   と、像担持体（１）上に形成された少なくとも一部が重
   合配置された複数の各色成分トナー像を像受容体（６）
   に一括転写する一括転写手段（５）とを備えたカラー画
   像形成装置において、上記一括転写手段（５）には、複
   数の各色成分トナー像の色重ねにより形成されたブラッ
   クトナー像における各色成分トナー像の単位面積当たり
   のトナー重量が略同程度に転写されるように転写効率を
   制御する転写効率制御手段（７）を付加したことを特徴
   とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のカラー画像形成装置にお
   いて、転写効率制御手段（７）は、上記色重ねによるブ
   ラックトナー像の現像トナー重量が１．５ｍｇ／ｃｍ²
   以上で前記ブラックトナー像の最下層色の転写トナー重
   量を最大とし、かつ、色重ねによるブラックトナー像の
   現像トナー重量が飽和するにつれて色重ねによるブラッ
   クトナー像の転写効率が低くなるように制御することを
   特徴とするカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のカラー画像形成装置にお
   いて、転写効率制御手段（７）は、上記色重ねによるブ
   ラックトナー像の現像トナー重量の最大値に対し転写効
   率を７５％以上にするものであることを特徴とするカラ
   ー画像形成装置。