JPH06171154A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中間転写体を使用した場合でも、ハイライト
画像部のトナー像の転写性を充分に確保でき、もって、
転写不良のない良好な濃度階調カラー画像を得る。 【構成】 ビーム変調手段３からのビーム変調信号に基
づいてビーム照射手段３から画像信号に対応したパルス
幅の光ビームを照射させ、この光ビームにて感光体１上
に形成された各色成分静電潜像を各色成分トナー毎に多
色現像手段６で現像し、各色成分トナー像を順次中間転
写体７上に一旦転写した後に記録媒体９に一括転写する
カラー画像形成装置において、上記ビーム変調手段３
に、各色成分現像像の中間転写体７への転写率に対応
し、ビーム変調信号のパルス幅が可変補正される階調補
正手段１０を具備させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディジタル電子写真
方式のカラー画像形成装置に係り、特に、感光体へ帯
電、露光、現像を複数回行い、順次中間転写体上に転写
して複数色トナーによるカラー画像を形成した後に、一
括して記録媒体上に転写する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】高速かつ高印字品質を提供できる電子写
真方式を採用したカラー画像形成装置として、感光体へ
帯電、露光、現像を複数回行い、順次中間転写体に転写
して複数色トナーによるカラー画像を形成した後に、一
括して用紙等の記録媒体上に転写しカラー画像を形成す
るものが知られている（例えば特開昭５９−１２５７６
５号公報，特開昭６２−２０６５６７号公報参照）。こ
のタイプによれば、用紙等の記録媒体の保持状態、記録
媒体の厚さや腰の強さ、記録媒体の表面性等の多くの要
因による多重転写不良やカラーレジストレーションのズ
レの発生を抑えることができる点で、中間転写体を用い
ないタイプに比べてより高印字品質を得ることが可能で
あるばかりか、機械サイズの縮小化、用紙搬送経路の簡
易化、用紙種類の拡大等の利点を有する。

【０００３】また、この種のカラー画像形成装置にて中
間調画像を再現するための画像構造としては、例えば印
刷技術で一般的に知られている万線スクリーン構造が用
いられている。多くの場合、この万線スクリーンは、通
常イエロ、マゼンダ、シアン（及びブラック）の全ての
色が同じスクリーン角度をもつ「同角万線スクリーン」
である。より具体的に述べると、この種のカラー画像形
成装置では、レーザ光をパルス幅変調することで画像情
報の濃度階調レベルを表し、レーザ光のラスタ走査によ
る書き込みを行ない、毎回のラスタ走査で書き込んだ画
像情報を副走査方向に連続することで万線スクリーン構
造を実現しているため、そのスクリーン角度は主走査方
向を０゜にとった座標系で９０゜となり、所謂「９０゜
同角万線スクリーン」構造の静電潜像が感光体上に形成
されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中間転
写体を用いてカラー画像を得るカラー画像形成装置にあ
っては、感光体上から中間転写体への転写、更に中間転
写体から記録媒体への転写と二回の転写工程を経るた
め、記録媒体上の画質は本来的に劣化し易いという技術
的課題があった。特に、電子写真方式においてパルス幅
変調を用いた同角万線スクリーンの場合、ハイライト画
像部（低濃度画像部）では、シャドウ画像部（高濃度画
像部）に比べトナーの密度が低くなるため、転写条件、
環境条件等の内的及び外的要因により安定して転写を行
うことが難しく、転写後のハイライト画像部の画質の劣
化は否めなかった。

【０００５】この発明は、以上の技術的課題を解決する
ために為されたものであって、中間転写体を使用した場
合でも、ハイライト画像部のトナー像の転写性を充分に
確保でき、もって、転写不良のない良好な濃度階調カラ
ー画像を得ることができるカラー画像形成装置を提供す
る。

【０００６】

【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、各色成分画像形成サイクル毎に帯電
手段２に帯電されて回転する感光体１と、各色成分画像
信号毎に濃度階調レベルに応じたパルス幅のビーム変調
信号を生成するビーム変調手段３と、このビーム変調信
号に応じたパルス幅の光ビームを照射するビーム照射手
段４と、このビーム照射手段４からの光ビームを所定の
画素ピッチでラスタ走査することにより帯電された感光
体１上に静電潜像を形成する走査光学系５と、上記感光
体１上に形成された静電潜像を各色成分毎に順次現像す
る多色現像手段６と、この多色現像手段６にて順次現像
された各色成分現像像を順次多重転写する中間転写体７
と、この中間転写体７上に形成されたカラー画像を記録
媒体９へ一括転写する一括転写手段８とを備えたカラー
画像形成装置において、上記ビーム変調手段３に、各色
成分現像像の中間転写体７及び記録媒体９への転写率に
対応し、ビーム変調信号のパルス幅が可変補正される階
調補正手段１０を具備させたことを特徴とする。

【０００７】このような技術的手段において、上記感光
体１としては、表面に感光層が形成されたドラムあるい
はベルトであってもよいし、感光性シートをドラム若し
くはベルト状の搬送手段にて搬送するようにしたもので
もよい。また、ビーム照射手段４としては、ビーム変調
手段３からのビーム変調信号に基づいたパルス幅の光ビ
ームを照射できるものであれば、半導体レーザ、ガスレ
ーザ、固定レーザ等適宜選定して差し支えない。更に、
多色現像手段６としては、各色成分トナーを用いたもの
であれば任意の現像方式を採用して差し支えなく、各色
成分毎の現像ユニットについても並列選択方式あるいは
ロータリ選択方式等適宜設計変更して差し支えない。こ
の場合において、粒状性のよいカラー画像を得るには、
粒子径７μｍ以下のトナーで現像するようにすればよ
い。更にまた、中間転写体７についても、感光体１上の
各色成分トナー像を一旦転写保持し得るものであれば、
ベルト状、ドラム状等の形態は問わず、また、転写方式
についても加圧転写、静電転写等適宜選定することが可
能である。また、一括転写手段８についても、中間転写
体７上のカラートナー像を記録媒体９側へ転写し得るも
のであれば適宜選定して差し支えない。

【０００８】また、上記ビーム変調手段３に設けられた
階調補正手段１０としては、各色成分現像像の中間転写
体７及び記録媒体９への転写率に対応して、転写不足分
のトナー量が補正されるように画像信号の濃度階調レベ
ルを補正するものであれば、予め補正データが格納され
た補正テーブルから対応する補正データを読み出すよう
にしたり、所定の特性演算式に基づいて補正データを演
算するようにする等適宜設計変更して差し支えない。こ
の場合において、補正テーブルとして用いられるメモリ
形式については特に問わないが、書換可能なメモリ形式
を使用すれば、補正データを容易に変更することができ
る点で好ましい。

【０００９】また、一般に、階調補正手段１０による階
調補正が必要なのはハイライト画像部（低濃度画像部）
であるため、補正処理時間の短縮化を図るという観点か
らすれば、階調補正手段１０としては、各色成分画像信
号の濃度階調レベルがハイライト画像部であるか否かを
判別する濃度階調レベル判別手段１１を有し、この濃度
階調レベル判別手段１１にて判別されたハイライト画像
部の各色成分画像信号に対して補正処理を施すようにす
ることが好ましい。

【００１０】更に、各色成分現像像の中間転写体７及び
記録媒体９への転写率は周囲環境によって変化するもの
であるため、周囲環境の変動の影響を抑えて最適な階調
補正を行なうという観点からすれば、階調補正手段１０
としては、周囲環境の変化に伴う各色成分現像像の中間
転写体７及び記録媒体９への転写率の変化状態を検知す
る転写率検知手段１２を有し、この転写率検知手段１２
からの検知信号に応じたレベルの補正処理を施すように
することが好ましい。

【００１１】更にまた、濃度階調カラー画像を再現する
上で、対象画像がほとんどシャドウ画像部のみからなる
高濃度画像であるような場合には、転写不足分を補うよ
うな階調補正処理は必要ない。従って、最適な階調補正
を行なうという観点からすれば、階調補正手段１０とし
ては、例えば、対象画像が主としてハイライト画像部を
含む標準画像モードか、あるいは、主としてシャドウ画
像部を含む高濃度画像モードかをモード選択し、標準画
像モードに対しては転写不足分を補うような階調補正処
理を行い、一方、高濃度画像モードに対しては色バラン
スかつトナー層厚が最適になるように考慮した階調補正
処理を行なうようにすることが好ましい。

【００１２】

【作用】上述したような技術的手段によれば、ビーム変
調手段３の階調補正手段１０は、各色成分現像像の中間
転写体７及び記録媒体９への転写率に対応し、ビーム変
調信号のパルス幅を可変補正する。すなわち、ビーム変
調手段３は、転写率の悪い色成分現像像については転写
不足分が補われるようにビーム変調信号のパルス幅を予
め増加した状態で出力するため、ビーム照射手段４から
感光体１側へ照射される光ビームのパルス幅がその分増
加する。このような状態において、多色現像手段６にて
対応する色成分トナーにて現像すると、対応する画像部
画素では、転写不足分が補われたトナー量が付着するこ
とになる。従って、感光体１上に形成された各色成分現
像像は中間転写体７及び記録媒体９側へ所定の転写率で
転写されるが、転写率に応じたトナーの転写不足分が予
め補正されているため、記録媒体９上に転写された画像
部が仮にハイライト画像部であったとしても、転写不良
状態にはならず、良好な転写状態が維持される。

【００１３】

【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カラー画像形成装置の実施
例１の概略構成を示す。同図において、符号２１は矢印
方向に回転する感光ドラム、２２は感光ドラム２１を各
画像形成サイクル毎に帯電する帯電スコロトロン、２３
は感光ドラム２１上へ画像信号に応じた光ビームを照射
するレーザＲＯＳ(Raster Output Scanner)、２４はシ
アン、マゼンタ、イエロ、ブラックの各色トナーの現像
ユニット２４ａ〜２４ｄがステップ回転毎に切換設定さ
れるロータリ現像器、２５は感光ドラム２１上の各色成
分トナー像を転写保持するための中間転写ベルト、２６
は感光ドラム２１上の各色成分トナー像を中間転写ベル
ト２５側へ転写させる転写コロトロン、２７は感光ドラ
ム２１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ、２８
は感光ドラム２１上の残留電荷を除去する除電ランプで
ある。

【００１４】また、符号３０〜３２は中間転写ベルト２
５を掛け渡して回転駆動する駆動ロール及び従動ロー
ル、３３は中間転写ベルト２５上の残留トナーを除去す
るベルトクリーナ、３４は中間転写ベルト２５の一つの
従動ロール３２をバックアップロールとし、中間転写ベ
ルト２５上に多重転写された各色成分トナー像を記録用
紙３５側へ転写させるバイアス印加転写ロール、３６は
記録用紙３５が収容される給紙カセット、３７は給紙カ
セット３６からの記録用紙３５をバイアス印加転写ロー
ル３４部位へ案内する用紙ガイド、３８は用紙ガイド３
７の途中に設けられる用紙搬送ロール、３９はバイアス
印加転写ロール３４への記録用紙３５の突入タイミング
を調整するレジストロール、４０は中間転写ベルト２５
から転写された各色成分トナー像を記録用紙３５に定着
させる定着器である。

【００１５】更に、符号４１はプラテン４２上の原稿４
３を読取るスキャナ、４４はスキャナ４１で読取った画
像情報を各色成分毎に分離したディジタル画像信号に変
換し、レーザＲＯＳ２３へ送出する画像処理ユニットで
ある。尚、コンピュータからの画像情報を直接画像処理
ユニット４３へ供給する態様もある。

【００１６】この実施例において、上記レーザＲＯＳ２
３は、例えば図３に示すように、光源としての半導体レ
ーザ５１と、半導体レーザ５１からの光ビームを平行化
するコリメータレンズ５２と、コリメータレンズ５２か
らの光ビームを感光ドラム２１の軸方向走査ラインに沿
ってラスタ走査するポリゴンミラー５３と、ポリゴンミ
ラー５３にてラスタ走査されたビームを感光ドラム２１
の走査ラインに沿って結像させるｆθレンズ５４とを備
えたものである。そして、半導体レーザ５１は、レーザ
駆動回路５５により変調されてオンオフされるものであ
るが、このレーザ駆動回路５５は、画像処理ユニット４
４からのシアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの各色成
分印字信号に基づく階調信号に応じて半導体レーザ５１
のビーム照射時間を制御し、感光ドラム２１を露光する
ものである。

【００１７】また、この実施例において、画像処理ユニ
ット４４は、スキャナ４１にて読み込んだ各色成分印字
信号に基づくディジタル階調信号（この実施例では２５
６濃度階調）を所定の閾値（この実施例では、２００）
にて振り分ける濃度セレクタ６１と、この濃度セレクタ
６１にて振り分けられた閾値未満の階調信号に対して所
定の階調補正を施す階調補正回路６２とを備え、濃度セ
レクタ６１にて振り分けられた階調信号をそのままある
いは階調補正回路６２を介してレーザ駆動回路５５へ送
出するようになっている。

【００１８】この実施例において、上記階調補正回路６
２は、各色成分（シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエ
ロ（Ｙ），ブラック（Ｋ））毎に入力データ（入力階調
信号）に対する補正濃度データを予め格納した補正テー
ブルであり、スキャナ４１からの色情報ＣＲ（画像処理
ユニット４４側へ送出している階調信号が何色成分のも
のかを示す情報）を受けて、入力データに対応する補正
濃度データを読み出すようになっている。ここで、上記
補正濃度データは、図４に示すような校正曲線に沿った
ものであり、各濃度レベルの色成分トナー像の中間転写
ベルト２５及び記録用紙３５への転写率を考慮し、転写
不良がなく且つ入力データに対応する濃度階調が得られ
るように、見た目の良さが最適になるような補正レベル
（図５参照）で入力データを校正したものである。

【００１９】次に、この実施例に係るカラー画像形成装
置の作動について説明する。スキャナ４１にて原稿４３
を読み取ると、読み取られた各色成分印字信号に基づく
階調信号が画像処理ユニット４４に送られる。すると、
画像処理ユニット４４内では、取り込まれた階調信号が
濃度セレクタ６１にて振り分けられ、閾値未満の階調信
号は階調補正回路６２を経てレーザ駆動回路５５に送ら
れ、一方、閾値以上の階調信号はそのままレーザ駆動回
路５５へと送られる。そして、レーザ駆動回路５５は、
補正された階調信号に基づくパルス幅のビーム変調信号
を生成し、半導体レーザ５１の照射時間を制御する。こ
のようにして、感光体２１上には各色成分印字信号に対
応する静電潜像が順次形成され、各色成分静電潜像は、
シアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの各色トナーにて
順次現像され、中間転写ベルト２５へ転写されていく。
更に、中間転写ベルト２５で各色成分トナー像が四色分
重ねられた後、一括して記録用紙３５へ再び転写され
る。そして、転写された各色成分トナー像は定着器４０
にて記録用紙３５に定着される。

【００２０】このときの階調再現曲線を図６に示す。補
正をかけない場合（比較例）の階調再現曲線（図７参
照）に比べ理想の階調再現性（破線）に近づいているの
が理解される。

【００２１】尚、上記実施例では、濃度階調２００以上
の高濃度画像部領域を除く範囲で階調補正を行なうよう
にしているが、濃度セレクタ６１の閾値を変更すること
により、階調補正範囲を変更することが可能である。こ
の場合において、少なくとも濃度階調１２８（入力画像
の面積率５０％）以下のハイライト画像部に対して上述
した階調補正を施せば、転写不良のない大体において良
好な濃度階調カラー画像が得られることが確認された。

【００２２】◎実施例２ 図８は実施例２に係るカラー画像形成装置で用いられる
画像処理ユニット４４を示す。尚、実施例１と同様な構
成要素については実施例１と同様な符号を付してここで
はその詳細な説明を省略する。同図において、符号６３
は周囲環境条件、例えば温度センサからの温度情報、湿
度センサからの湿度情報、現像順序等の現像条件に応じ
て複数の環境条件区分を選択する条件セレクタ、６２ａ
〜６２ｃは各環境条件区分に対する最適な階調補正が行
なわれるような濃度補正データを読み出し可能に格納し
た階調補正回路（実施例１と同様な構成）である。

【００２３】従って、この実施例によれば、画像処理ユ
ニット４４内に取り込まれた各色成分印字信号に基づく
階調信号は濃度セレクタ６１にて振り分けられ、濃度セ
レクタ６１の閾値未満の階調信号は条件セレクタ６３で
選択された例えば階調補正回路６２ａによる補正処理を
経てレーザ駆動回路５５へ送られ、実施例１と同様な作
用を奏するほか、例えば周囲環境が変動して各色成分ト
ナー像の中間転写ベルト２５及び記録用紙３５への転写
率が変化したとしても、条件セレクタ６３にて最適な階
調補正回路６２ａ〜６２ｃのいずれかが選択されること
から、周囲環境の変動に影響されることなく、カラー画
像品質は常時良好なものに保たれる。

【００２４】◎実施例３ 図９は実施例３に係るカラー画像形成装置で用いられる
画像処理ユニット４４を示す。尚、実施例１と同様な構
成要素については実施例１と同様な符号を付してここで
はその詳細な説明を省略する。同図において、符号７１
は主としてハイライト画像部（低濃度画像部）が含まれ
る標準画像モードか、主としてシャドウ画像部（高濃度
画像部）が含まれる高濃度画像モードかを選択するモー
ドセレクタ、７２はモードセレクタ７１にて標準画像モ
ードが選択された際に、各色成分印字信号に基づく階調
信号（この実施例では、０〜２５５濃度階調入力データ
の全てが対象）を図４に示すような校正曲線（転写不足
分を補うように設定された校正曲線）にて補正する標準
階調補正回路、７３はモードセレクタ７１にて高濃度画
像モードが選択された際に、各色成分印字信号に基づく
階調信号（この実施例では、０〜２５５濃度階調入力デ
ータの全てが対象）を図１０に示すような校正曲線（色
バランスかつトナー層厚が最適になるように設定された
校正曲線）にて補正する高濃度階調補正回路である。

【００２５】従って、この実施例によれば、読み込むべ
き原稿が標準画像か、高濃度画像かに応じてモードセレ
クタ７１にてモード選択を行うようにすれば、スキャナ
４１にて読み取られた各色成分印字信号に基づく階調信
号には夫々のモードに応じて最適な階調補正が施され、
夫々の画像特性に応じた良好なカラー画像が得られる。
尚、この実施例においても、実施例１，２と同様な濃度
セレクタを設け、階調補正範囲を狭めるように設計して
も差し支えない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１記載
の発明によれば、中間転写体を用い且つパルス幅変調を
用いて濃度階調カラー画像を形成するカラー画像形成装
置を前提とし、予め転写による画像劣化を予測しそれを
補正する手段を備えるようにしたので、中間転写体のメ
リットを生かしながら、デメリットである転写不良によ
る画質の劣化を防ぎ、良好な濃度階調カラー画像を容易
に得ることができる。

【００２７】また、請求項２記載の発明によれば、転写
不良の起こり易いハイライト画像部のみを判別し、積極
的に階調補正を施すようにしたので、階調補正処理をよ
り迅速に行なうことができる。更に、請求項３記載の発
明によれば、周囲環境の変化に伴う各色成分現像像の中
間転写体及び記録媒体への転写率の変化を検知し、この
検知信号のレベルに応じた補正処理を施すようにしたの
で、周囲環境の変化の影響をほとんど受けることなく、
常時最適な階調補正を施すことができる。

【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の全体構
成を示す説明図である。

【図３】 実施例１に係る画像処理ユニット及びレーザ
ＲＯＳの詳細を示す説明図である。

【図４】 実施例１の階調補正回路で用いられる校正曲
線を示す説明図である。

【図５】 図４に示す校正曲線を作成する際の評価例を
示す説明図である。

【図６】 実施例１に係るカラー画像形成装置による階
調再現性を示すグラフ図である。

【図７】 比較例に係るカラー画像形成装置による階調
再現性を示すグラフ図である。

【図８】 実施例２に係るカラー画像形成装置で用いら
れる画像処理ユニットを示す説明図である。

【図９】 実施例３に係るカラー画像形成装置で用いら
れる画像処理ユニットを示す説明図である。

【図１０】 実施例３に係る高濃度階調補正回路で用い
られる校正曲線を示す説明図である。

【符号の説明】

１…感光体，２…帯電手段，３…ビーム変調手段，４…
ビーム照射手段，５…走査光学系，６…多色現像手段，
７…中間転写体，８…一括転写手段，９…記録媒体，１
０…階調補正手段，１１…濃度階調レベル判別手段，１
２…転写率検知手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/01 １１２ Ａ (72)発明者 新井 和彦 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 久保 昌彦 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 勅使川原 亨 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (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 町田 義則 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 重廣 清 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】 各色成分画像形成サイクル毎に帯電手段
   （２）に帯電されて回転する感光体（１）と、各色成分
   画像信号毎に濃度階調レベルに応じたパルス幅のビーム
   変調信号を生成するビーム変調手段（３）と、このビー
   ム変調信号に応じたパルス幅の光ビームを照射するビー
   ム照射手段（４）と、このビーム照射手段（４）からの
   光ビームを所定の画素ピッチでラスタ走査することによ
   り帯電された感光体（１）上に静電潜像を形成する走査
   光学系（５）と、上記感光体（１）上に形成された静電
   潜像を各色成分毎に順次現像する多色現像手段（６）
   と、この多色現像手段（６）にて順次現像された各色成
   分現像像を順次多重転写する中間転写体（７）と、この
   中間転写体（７）上に形成されたカラー画像を記録媒体
   （９）へ一括転写する一括転写手段（８）とを備えたカ
   ラー画像形成装置において、上記ビーム変調手段（３）
   は、各色成分現像像の中間転写体（７）及び記録媒体
   （９）への転写率に対応し、ビーム変調信号のパルス幅
   が可変補正される階調補正手段（１０）を備えたことを
   特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、階調補正
   手段（１０）は、各色成分画像信号の濃度階調レベルが
   ハイライト画像部であるか否かを判別する濃度階調レベ
   ル判別手段（１１）を有し、この濃度階調レベル判別手
   段（１１）にて判別されたハイライト画像部の各色成分
   画像信号に対して補正処理を施すものであることを特徴
   とするカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のものにおいて、階調補正
   手段（１０）は、周囲環境の変化に伴う各色成分現像像
   の中間転写体（７）及び記録媒体（９）への転写率の変
   化状態を検知する転写率検知手段（１２）を有し、この
   転写率検知手段（１２）からの検知信号に応じたレベル
   の補正処理を施すものであることを特徴とするカラー画
   像形成装置。