JPH04245262A - カラー複写装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真技術を応用した
複写機，プリンタなど静止画像をハードコピーとして可
視化するカラー複写機に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真技術、特にカールソン法はその
特長である乾式，迅速処理性の故に複写技術の分野では
確立された技術となっている。カールソン電子写真装置
の基本構成要素は感光体ドラム，帯電器，露光器，現像
器，転写器，定着器，除電器，クリーナであって、その
複写プロセスは次のステップから成る。すなわち、（１
）導電性基体に光半導体を薄層に形成した感光体の表面
にコロナ放電によって均一な静電荷を与える。 （２）入力画像の露光によって露光部の電荷を消失させ
て静電潜像を作る。（３）静電潜像に電荷を持ったトナ
ーを付着させ現像する。（４）複写用紙とトナーとの間
に強い電場を形成してトナーを用紙に付着させトナー像
を転写する。（５）トナーを熱や圧力を加えて用紙に定
着する。（６）感光体表面の残留トナーをブレードまた
はブラシによって清掃する。（７）感光体を一様に露光
して放電し静電潜像を完全に消去する。

【０００３】このような電子写真技術を用いたカラー複
写機はたとえば前田他著ディジタルカラー複写機ＦＰ−
Ｃ１Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏ
ｒｔ　Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．５，ｐｐ．５９０〜５９６
（Ｏｃｔ．１９９０）に開示されたものがある。図６は
その構成図である。図において、１０１は感光体ドラム
、１０２は帯電器、１０３は露光光源の半導体レーザ、
１０４はコリメータレンズ，ポリゴンミラー，ｆθレン
ズ，各種のミラーから成るレーザビーム水平走査光学系
、１０５はレーザビームによる感光体ドラム１０１の露
光部、１０６はカラー現像装置、１０６ａはイエロー（
以下Ｙとよぶ）現像器、１０６ｂはマゼンタ（以下Ｍと
よぶ）現像器、１０６ｃはシアン（以下Ｃとよぶ）現像
器、１０６ｄはブラック（以下Ｂｋとよぶ）現像器、１
０７は複写用紙の給紙ユニット、１０８は感光体ドラム
１０１表面に形成されたトナー像を複写用紙に転写し定
着部へ搬送する搬送ユニット、１０９はトナーを用紙に
定着する定着ユニット、１１０は定着された複写用紙を
外部受皿に送り出す排出ユニット、１１１はクリーナで
ある。

【０００４】本複写機の現像方式は各トナーごとに帯電
，露光，現像の記録サイクルを繰り返し、感光体に直接
各トナー像を現像する単機能型直接法によっている。 すなわち、まず、感光体ドラム１０１を帯電器１０２で
均一に帯電した後、Ｂｋの信号をレーザ光で露光部１０
５において露光し、感光体ドラム１０１上にＢｋの静電
潜像を形成する。これを接触方式であるＢｋ現像器１０
６ｄで現像し感光体ドラム１０１上にＢｋトナー像を形
成する。次に帯電器１０２によってトナーの上から感光
体ドラム１０１を再帯電し、Ｙの信号を露光、非接触方
式であるＹ現像器１０６ａで現像、感光体ドラム１０１
上にＹトナー像を形成する。これを繰り返し、感光体ド
ラム１０１上にＢｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色のトナー像を形
成するのである。こうして形成された４色トナー像は搬
送ユニット１０８上の複写用紙上に一括して転写され、
定着ユニット１０９において定着される。

【０００５】このような電子写真技術を用いたカラー複
写機における重要な課題の一つは異なる現像方式に起因
する現像特性の差による階調再現性の劣化である。本例
においてはドット配列方法を工夫した８×８（４×４サ
ブマトリックス）マトリックスドット集中型組織ディザ
方式を用いて疑似中間処理を行ない、階調再現性を改善
している。このディザ方式は階調再現性は優れるものの
、解像度が低下し、写真など中間調の多い原稿では画像
が粗くなる欠点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のカラ
ー複写装置では、ドット配列方法を工夫した組織ディザ
方式を用いて疑似中間処理を行ない、階調再現性の改善
を図っているが解像力の低下による、画質の低下が課題
となる。

【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、簡単
な装置構成で優れた階調特性と解像力の画像が得られる
カラー複写装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電荷保持体としての感光体と、感光体表面
に静電荷を与える帯電手段と、感光体表面に静電潜像を
形成する露光手段と、静電潜像を現像するための少なく
とも２種類の異なる方式の現像手段と、現像画像の転写
手段と、感光体のクリーニング手段を含んでなり、露光
線密度は現像手段の切換と連動してその現像手段に適し
たものに変えるように配したものである。本実施例では
忠実な色再現のために黒用の現像器と複数の色用現像器
を現像器群として備え、露光線密度を黒用よりも色用の
密度をブロードにし、好ましくは、色用露光線密度を８
０〜１４０ｄｐｉの範囲に、黒用露光線密度を１６０〜
２３０ｄｐｉの範囲に設定してなるものである。

【０００９】

【作用】本発明は上記した構成により、レーザ光を多値
変調し、さらに線密度をカラー画像に対しては黒画像に
おけるよりもブロードにし、そしてその密度を忠実な階
調再現特性が得られる値に設定して露光するように配し
てあるので、プリント画像の色再現性を大幅に改善する
。

【００１０】

【実施例】以下、本発明のカラー複写装置の一実施例に
ついて図１〜図５を参照しながら説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例のカラー複写装置
の主要部の構成図である。同図について、まず構成要素
を説明する。１は感光体ドラムでアルミニウムなど導電
金属製の円筒体２の表面に酸化亜鉛，セレンなどの光半
導体３を薄層した電荷保持体である。４は帯電器で直流
高圧電源５によって感光体ドラム１上に薄層された光半
導体３に応じて酸化亜鉛のようなＮ型半導体の場合は負
，セレンのようなＰ型半導体の場合は正電圧を与え、コ
ロナ放電によって光半導体３の全面を均一に帯電させる
。６は複写原稿からイメージセンサ（図示せず）によっ
て得た画像データの入力端子である。７は入力画像デー
タに対応して後記するレーザ光の線密度を選択し、そし
てレーザ光を多値変調する線密度切換・変調制御部であ
る。８は変調部の出力信号によってレーザの発光をＯＮ
・ＯＦＦ制御するレーザ駆動部である。９は半導体レー
ザであってレーザ駆動部９によって発光が制御される。 １０はコリメータレンズ１０ａ，ポリゴンミラー１０ｂ
，ｆθレンズ１０ｃなどで構成されているレーザ光の水
平走査光学系である。１１は感光体ドラム１にレーザー
光が照射される露光部である。１２はカラー現像器群で
あってＹ現像器１２ａ，Ｍ現像器１２ｂ，Ｃ現像器１２
ｃ，Ｂｋ現像器１２ｄから成る。Ｙ，Ｍ，Ｃの各現像器
１２ａ，１２ｂ，１２ｃは一成分絶縁性トナーを用い、
感光体ドラム１に対向する現像ローラから感光体ドラム
１上の静電潜像の電気力線に従ってトナーを飛翔させト
ナー像を現像する現像器である。Ｂｋ現像器１２ｄはト
ナー粒子とキャリヤ粒子を接触，摩擦によって帯電させ
、キャリヤにトナーを付着させて潜像面に搬送し現像す
る二成分磁気ブラン現像器である。Ｂｋ現像器１２ｄに
二成分磁気ブラン現像器を用いた理由は、文字あるいは
画像輪郭の分解能を重視したからである。１３は複写用
紙を転写工程部へ供給する給紙ユニットである。１４は
感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を複写用紙に
転写し定着部へ搬送する搬送ユニットである。１５は転
写されたトナー像を複写用紙に定着する定着ユニットで
ある。１６はトナー像の定着された用紙を外部受皿に送
り出す排出ユニットである。そして、１７はクリーナで
ある。

【００１２】次に動作を説明する。感光体ドラム１上の
光半導体３はＮ型半導体であり、帯電器４に直流高圧電
源５から−６ｋＶの電圧を与えコロナ放電により感光体
ドラム１の全面を約−８００Ｖに帯電する。最初にＢｋ
信号を露光部１１にレーザー光で照射し露光して感光体
ドラム１上にＢｋ静電潜像を形成する。これをＢｋ現像
器１２ｄで磁気ブラン現像し感光体ドラム１面上にＢｋ
トナー像を形成する。クリーナ１７によって感光体ドラ
ム１上の静電潜像を消去し、再び帯電器４によって感光
体ドラム１表面を一様に帯電する。そして今度はＹ信号
をレーザ光で露光しＹ現像器１２ａで現像して感光体ド
ラム１上にＹトナー像を形成する。この工程を繰り返し
、感光体ドラム１上にＢｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色のトナー
像を形成する。感光体ドラム１上の４色トナー像は給紙
ユニット１３から供給された搬送ユニット１４上の複写
用紙に一括転写され、定着ユニット１５によって定着さ
れて排紙ユニット１６から外部の用紙受皿に送出され、
カラー画像の複写が完了する。

【００１３】カラー複写装置において重要な因子の一つ
は現像画像の階調再現性である。すなわち、カラー画像
の色数は階調数に依存する。単純に考えると、たとえば
マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ）のそれ
ぞれ１色について２階調のみであったとすると３色の組
合せから２×２×２＝８の８色の色数が発色されるにす
ぎない。もし１色についてそれぞれ１６階調があるとす
ると１６×１６×１６＝４０９６種の色数ができるので
ある。

【００１４】本発明における上述階調再現の方法を以下
に説明する。入力端子６に与えられた画像データはＢｋ
，Ｙ，Ｍ，Ｃの順の順次信号である。まずＢｋ信号の場
合、線密度切換・変調制御部７において露光部１１にお
けるレーザ光の線密度が２００ｄｐｉ（ドット／インチ
）になるように選択され、そして８ビット（２５６階調
）に多値変調、この場合ＰＷＭ（パルス幅変調）されて
レーザ駆動部８に送られる。レーザ駆動部８はこのＰＷ
Ｍ波に従ってレーザ９の発光をＯＮ・ＯＦＦ制御する。 このようにＰＷＭされたレーザ光が水平走査光学系１０
によって感光体ドラム１を露光部１１において照射し、
感光体ドラム１表面にＢｋ信号の静電潜像を形成する。 この潜像はＢｋ現像器１２ｄで現像される。次にＹ画像
データが入力端子６に与えられる。線密度切換・変調制
御部７において露光部１１におけるレーザ光の線密度は
１００ｄｐｉとＢｋ信号に比べブロードになるように選
択され、そして８ビット（２５６階調）にＰＷＭされて
レーザ駆動部８に送られる。レーザ駆動部８はこのＰＷ
Ｍ波に従ってレーザ９の発光をＯＮ・ＯＦＦ制御し感光
体ドラム１を照射してＹ信号の静電潜像を形成し、これ
をＹ現像器１２ａで現像する。続いて順次にＭ画像デー
タ，Ｃ画像データのトナー像を形成する。Ｍ，Ｃ画像の
現像過程はＹ画像と同じく線密度１００ｄｐｉ，８ビッ
トの処理を受ける。

【００１５】上記したように本発明では線密度をＢｋ信
号に対しては、２００ｄｐｉ、Ｙ，Ｍ，Ｃ各信号に対し
ては１００ｄｐｉとしている。このように線密度を変え
た理由は下記するような意図と実験の結果にもとづく。 Ｂｋ信号の高線密度２００ｄｐｉは、Ｂｋ信号の持つ役
割が黒画像，文字画像の現像にも使用することと、カラ
ー画像の輪郭の鮮鋭度を重視したことと、Ｂｋ現像器１
２ｄに用いた二成分磁気ブラン現像器の階調再現性は高
線密度露光においても良好であるからである。今、階調
再現性と線密度の関係に触れたが発明者は次のような興
味ある事実を見出した。それは線密度をブロードにする
と現像されたトナー像の階調再現性が向上するという事
実である。図２のグラフはオリジナル濃度（露光ビーム
の階調）に対するプリント濃度（現像されたトナー像の
濃度）特性の実測例である。明らかに線密度２００ｄｐ
ｉに比べ線密度１００ｄｐｉの方が直線的、すなわち忠
実な階調再現特性を示している。このことは２００ｄｐ
ｉの線密度の場合ＰＷＭパルスの短いパルス幅において
感光体ドラム１の表面電位が飽和値に達することができ
ず、表面電位はＰＷＭ波パルス幅に正確に比例しなくな
るためと考えられる。図３はこの様子を模式的に表わし
た図である。パルス幅が長い場合、曲線（ａ）のように
表面電位は飽和値に達しているが曲線（ｃ），（ｄ）の
ように短くなると飽和させることができなくなる。この
図から線密度をブロードにすればＰＷＭ波の最小のパル
ス幅においても曲線（ｂ）程度であり表面電位は飽和し
、したがってレーザで照射されたドットの表面電位はＰ
ＷＭ波のパルス幅に比例し良好な階調再現性が得られる
ことが分かる。実験によれば図２に示すような良好な階
調特性は１００ｄｐｉの線密度のみで得られるのではな
く、約８０〜１４０ｄｐｉの範囲にあれば実用上十分な
階調特性が得られた。またＢｋ現像器においては１６０
〜２３０ｄｐｉの範囲の線密度で良好な分解能とともに
階調再現性が得られた。

【００１６】このように線密度を選択することによって
、ＰＷＭ波による多値変調が効果を発揮する。ＰＷＭは
変調信号（階調を表わす信号）に直角三角波を重畳し定
レベルでスライスすることによってパルス片縁のみ、二
等辺三角波を重畳し同様にスライスすることによってパ
ルス両縁が変調できることは古くから知られている。 半導体集積回路が安価に入手できる現在では図４に示す
比較回路を用いた変調方法が一般的である。図５は図４
の回路の要部波型図である。線密度切換・変調制御部７
はディジタル画像データをアナログ信号に変換するＤ／
Ａ変換器４１、三角波発生器（２００ｄｐｉ用）４２、
三角波発生器（１００ｄｐｉ用）４３、両三角波のいず
れかを選択する選択器４４、選択信号を発生する線密度
切換制御部４５、三角波とアナログ画像信号を比較し両
者の一致点を立上がり縁および立下がり縁とするパルス
を発生する比較器４６のブロックを構成要素としている
。Ｂｋ信号を露光するときは線密度切換制御部４５は選
択器４４が三角波発生器（２００ｄｐｉ用）４２の出力
を選択する信号を選択器４４に送る。Ｙ．Ｍ．Ｃ信号の
露光時は、三角波発生器（１００ｄｐｉ用）４３の出力
を選択して比較器に送る。（それぞれの線密度に相当す
るレーザ発光時間は本実施例の場合、２００ｄｐｉでは
約１０５ｎｓ，１００ｄｐｉでは約２１０ｎｓに設定し
た。）イメージセンサ（図示せず）から送られた画像デ
ータは入力端子６よりＤ／Ａ変換器４１に加えられアナ
ログ信号（図５（ａ））に変換され比較器４６の一入力
端子に印加される。一方、選択器４４で選択された三角
波（図５（ｂ））は比較器４６の今一つの入力端子に印
加される。比較器４６は図５（ｃ）に模式的に示したよ
うに両入力を比較し、両者の一致点を縁とする出力パル
ス波形（図５（ｄ））が出力に現われる。この出力パル
スがＰＷＭ波であって、レーザ駆動部８に供給され、レ
ーザ駆動部８は半導体レーザ９の発光を図５（ｅ）に示
すようにＯＮ・ＯＦＦ制御する。このように制御された
レーザ光によって感光体ドラム１は露光部１１において
露光されるのである。この露光は２００ｄｐｉの線密度
によるＢｋ信号露光、１００ｄｐｉ線密度によるＹ，Ｍ
そしてＣ信号の露光の順で繰り返される。

【００１７】このように本発明の実施例のカラー複写装
置によれば、レーザ光を多値変調し、さらに線密度をカ
ラー画像に対しては黒画像におけるよりもブロードにし
、そしてその線密度を忠実な階調再現性が得られる値に
設定して露光するよう配してあるので、優れた色再現性
が得られる。

【００１８】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、レーザ光を多値変調し、さらに線密度をカ
ラー画像に対しては黒画像におけるよりもブロードにし
、そして、その密度を忠実な階調再現特性が得られる値
に設定して露光するよう配してあるので、優れた色再現
性が得られ、その特性がディザ法によるよりも低コスト
で小規模回路で実現できるカラー複写装置を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のカラー複写装置の主要部の
構成図

【図２】同装置におけるオリジナル濃度とプリント濃度
の関係を示すグラフ

【図３】同装置における線密度の効果の説明図

【図４】
同装置露光手段の回路構成を示すブロック図

【図５】同
４回路主要部波形図

【図６】従来のカラー複写装置のブロック図

【符号の説明】

１　　感光体ドラム ４　　帯電器 ７　　線密度切換・変調制御部 ８　　レーザー駆動部 ９　　半導体レーザ １０　　水平走査光学系 １１　　露光部 １２ａ　　Ｙ現像器 １２ｂ　　Ｍ現像器 １２ｃ　　Ｃ現像器 １２ｄ　　Ｂｋ現像器 １４　　搬送ユニット １７　　クリーナ ４１　　Ｄ／Ａ変換器 ４２　　三角波発生器（２００ｄｐｉ用）４３　　三角
波発生器（１００ｄｐｉ用）４４　　選択器 ４５　　線密度切換制御部 ４６　　比較器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電荷保持体としての感光体と、前記感光体
   表面に静電荷を与える帯電手段と、前記感光体表面に静
   電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像する
   少なくとも２種類の異なる方式の現像手段と、前記現像
   手段によって現像された画像を転写する転写手段と、前
   記感光体のクリーニング手段とを含んでなり、前記露光
   手段の露光線密度を前記現像手段と連動して変えるよう
   に配してなるカラー複写装置。
2. 【請求項２】現像手段は接触方式現像器と複数の非接触
   方式現像器からなり、前記非接触方式現像器に対応する
   前記露光線密度は前記接触方式現像器に対応する前記露
   光線密度よりもブロードである請求項１記載のカラー複
   写装置。
3. 【請求項３】非接触方式現像器に対応する前記露光線密
   度は８０〜１４０ｄｐｉの範囲であり、前記接触方式現
   像器に対応する前記露光線密度は１６０〜２３０ｄｐｉ
   の範囲である請求項２記載のカラー複写装置。
4. 【請求項４】接触方式現像器を黒，非接触方式現像器を
   カラー現像器とした請求項２または３記載のカラー複写
   装置。
5. 【請求項５】露光手段は多値変調された光ビームによる
   請求項１，２，３，４のいずれかに記載のカラー複写装
   置。