JPH05336331A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単色画像形成モ−ドの画像形成速度の向上，
定着エネルギーの有効活用，モード切り換え時の待機時
間の低減、等。 【構成】 画像信号に応じてレーザー発光素子を制御し
て感光体上に静電潜像を形成し、現像，転写および定着
により転写紙上に画像形成を行なうカラー画像形成装置
において、単色画像形成時にはフルカラ−画像形成時よ
り画像形成プロセス速度を高く切換えると共に、レ−ザ
−光の走査線本数を多くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体を、記録色成分
画像信号で変調したレ−ザ−光で走査して静電潜像を形
成し、該潜像を、イエロ−，マゼンダ，シアン又はブラ
ック等のトナ−で現像するカラ−画像形成装置に関し、
特に、３色又は４色のフルカラ−画像形成モ−ドおよび
単色画像形成モ−ドを選択的に実施するカラ−画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来技術】特開昭６０−２２９０４１号公報には、原
稿画像を感光体に投影するアナログカラー電子写真複写
機が開示されており、これにおいては、フルカラーコピ
ー時と単色コピー時とでプロセス速度が切り換わる。特
開平１−２２４７８０号公報には、レーザー光の走査密
度切り換えに連動して画像形成プロセス速度を切り換え
る単色（白黒）プリンタが開示されている。複数個のレ
−ザ−光線を用いて画像形成を行なう技術が、特公昭５
７−４９９４１号公報，特公昭６０−３３０１９号公
報，特公平１−４５０６５号公報，特公平１−４３２９
４号公報等に開示されている。

【０００３】図２に、画像信号に応じてレーザー発光素
子を制御して感光体上に静電潜像を形成し、現像，転写
および定着により転写紙上に画像形成を行なうカラー画
像形成装置の一形式のものを示す。原稿１００上の画像
情報は、読み取り部２００に設けられたカラーＣＣＤ２
０１にて原稿像に対応した電気信号（画像デ−タ）に変
換される。その後画像処理部４００にて最適な画像処理
および記録色画像信号への変換が行なわれたのち、書き
込み部３００に送られ、感光体ドラム５上への画像形成
に使用される。感光体ドラム５の周囲には周知である電
子写真法（カラーゼログラフィー）に基づく画像形成部
材が設置されている。帯電部５１０にて感光体ドラム５
の表面が均一に帯電された後，書き込み部３００に設け
られた半導体レーザー２が発するレ−ザ−ビ−ム８を記
録色画像信号で変調し、該レ−ザビ−ム８を感光体ドラ
ム５に走査投射することにより、感光体ドラム５の表面
に静電潜像が形成される。レーザービーム８はスキャナ
ーモータ１により回転駆動される回転多面鏡（ポリゴン
ミラー）３に入射し、回転多面鏡３の回転により偏向走
査される。回転多面鏡３で反射したレ−ザビ−ムは周知
のｆθレンズ群４の結像レンズにより感光ドラム５上に
スポット状に結像する。

【０００４】静電潜像は現像部５００にてトナーにて顕
像化される。現像部５００には、イエロー現像器５００
Ｙ，マゼンタ現像器５００Ｍ，シアン現像器５００Ｃ，
黒現像器５００Ｂｋが設けられている。この現像部５０
０の詳細は例えば米国特許第４，９２８，１４４号明細
書に開示されている。クリーナ部５２０は、転写後に感
光体ドラム５上に残留したトナーをクリーニングする。

【０００５】一方、給紙部６００に載置されている転写
紙６０１は給紙ロ−ラ６０２により１枚づつ、中継ロ−
ラ６０４，レジストロ−ラ６０３を経て転写部７００に
移送される。転写部７００の詳細は、例えば、特公昭６
３−３４４６７号公報，特公昭６３−３４４６８号公
報，特公昭６３−５５０６８号公報，米国特許第４，８
３５，５８２号明細書，米国特許第４，８６２，２１４
号明細書，米国特許第４，８６４，３５８号明細書，米
国特許第４，８７２，０３７号明細書等に開示されてい
る。

【０００６】転写ドラム７０１にて転写紙は保持搬送さ
れ、転写帯電器７０２により感光体ドラム５上のトナー
像が転写紙に転写される。単色記録の代表例である白黒
コピー時は、感光体ドラム５上には黒現像により黒トナ
ー像が形成され、これが転写紙に転写される。潜像形
成，現像および転写は各１回のみである。フルカラーコ
ピー（プリント）の場合は、Ｙ，Ｍ，Ｃのそれぞれにつ
き１回で計３回、もしくはＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫのそれぞれ
につき１回で計４回の画像形成工程（潜像形成，現像お
よび転写）を繰り返す（３回又は４回転写を行なう）。
トナー像の転写終了後、転写紙は転写ドラム７０１より
転写紙分離部７０３にて剥離される。その後、定着部８
００にてトナー像は転写紙に定着されて機外に排出され
る。

【０００７】図３に、画像信号に応じてレーザー発光素
子を制御して感光体上に静電潜像を形成し、現像，転写
および定着により転写紙上に画像形成を行なうカラー画
像形成装置のもう１つの形式のものを示す。原稿１００
上の画像は、読み取り部２００に設けられたカラーＣＣ
Ｄ２０１にて原稿像に対応した電気信号（画像デ−タ）
に変換される。その後画像処理部４００にて最適な画像
処理および記録色信号への変換が行なわれたのち、記録
色信号は書き込み部３００に送られ、感光体ドラム５上
への画像形成に使用される。感光体ドラム５の周囲には
周知である電子写真法（カラーゼログラフィー）に基づ
く画像形成部材が設置されている。帯電部５１０にて感
光ドラム５の表面が均一に帯電される。書き込み部３０
０に設けられた半導体レーザー２が記録色信号で変調さ
れたレーザービーム８を発射して、スキャナーモータ１
により回転駆動される回転多面鏡（ポリゴンミラー）３
に当てる。回転多面鏡３で反射されたレ−ザ−ビ−ムは
周知のｆθレンズにより感光体ドラム５上にスポット状
に結像される。レーザービーム８は、回転多面鏡３の回
転により偏向走査される。これにより感光体ドラム５の
表面に静電潜像が形成される。

【０００８】静電潜像は現像部５００にてトナーにて顕
像化される。現像部５００には、イエロー現像器５００
Ｙ，マゼンタ現像器５００Ｍ，シアン現像器５００Ｃ，
黒現像器５００Ｂｋが設けられている。この現像部５０
０の詳細は例えば米国特許第４，９２８，１４４号明細
書に開示されている。クリーナ部５２０は、転写後に感
光体ドラム５上に残留したトナーをクリーニングする。
感光体ドラム５表面のトナ−像は中間転写体７０１に転
写される。

【０００９】一方、給紙部６００に載置されている転写
紙６０１は給紙ローラ６０２により１枚づつ、中継ロー
ラ６０４，レジストローラ６０３，をへて２次転写ロ−
ル７０４に移送される。２次転写ロ−ル７０４は、特開
昭６２−１８２７６６号公報，特開平２−１２８７０号
公報等に詳細に開示されている。

【００１０】白黒コピー（プリント）時は、黒現像され
た黒トナーを中間転写体７０１に転写し、その黒トナ−
を２次転写ロ−ル７０４で転写紙に転写する。すなわち
１回の転写を行なう。フルカラーコピー（プリント）の
場合は，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの３回ないし４回の画像形成
工程（潜像形成，現像および中間転写体７０１への転
写）を繰り返す（３ないし４回転写を行なう）。中間転
写体７０１上のトナー像（３色分又は４色分）は、第２
次転写部の２次転写ロール７０４にて、転写紙６０１に
一括転写される。転写終了後、転写紙上のトナ−像が定
着部８００にて定着され、転写紙は機外に排出される。

【００１１】図４に、画像信号に応じてレーザー発光素
子を制御して感光体上に静電潜像を形成し、現像，転写
および定着により転写紙上に画像形成を行なうカラー画
像形成装置の、更にもう１つの形式のものを示す。パソ
コン，ワークステション等からの画像信号（主に別途ス
キャナで読取った画像デ−タ）は、画像処理部４００に
て最適な画像処理および記録色信号への変換が施こされ
る。記録色信号は書き込み部３００に送られ感光体ドラ
ム５上への画像形成に使用される。感光体ドラム５の周
囲には、周知の電子写真法（カラーゼログラフィー）に
よる画像形成を行なうための要素が設置されている。帯
電部５１０にて感光体ドラム５の表面が均一に帯電され
る。書き込み部３００に設けられた半導体レーザー２の
発振するレ−ザ−ビ−ム８が記録色信号で変調されてス
キャナーモータ１により回転駆動される回転多面鏡（ポ
リゴンミラー）３に入射し、この回転多面鏡３の回転に
より偏向走査され、周知のｆθレンズ群４の結像レンズ
により感光ドラム５上にスポット状に結像される。これ
により感光体ドラム５の表面に静電潜像が形成される。

【００１２】静電潜像は現像部５００にてトナーにて顕
像化される。現像部５００には、イエロー現像器５００
Ｙ，マゼンタ現像器５００Ｍ，シアン現像器５００Ｃ，
黒現像器５００Ｂｋが設けられている。クリーナ部５２
０は、転写後の感光ドラム５表面に残留したトナーをク
リーニングする。

【００１３】一方、給紙部６００に載置されている転写
紙６０１は給紙ローラ６０２により１枚づつ、レジスト
ローラ６０３をへて転写部に移送される。

【００１４】白黒プリント時は、黒現像による黒トナー
像を転写紙に転写する１回の転写を行なう。フルカラー
プリントの場合は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの３回ないし４回
の画像形成工程を繰り返し感光ドラム５上にトナー像を
形成する。感光体上のトナー像は、転写部にて転写ロー
ラ７０２にて転写紙６０１に一括転写する。転写終了後
転写紙は、定着部８００を経て機外に排出される。

【００１５】従来の上記各種方式ならびにその他のカラ
ー電子写真コピア（又はプリンタ）では、露光，現像，
転写等の画像形成プロセス速度は一定に設定されている
ので、黒色現像器を備えた機械で白黒コピー（又はプリ
ント）を、又は三色又はそれと黒色の現像器を備えたコ
ピア（又はプリンタ）でイエロー，マゼンタ，シアンの
単独の色のコピー（又はプリント）を作製する場合は、
露光，現像，転写は１回ですむのでコピー（又はプリン
ト）に要する時間は３色又は４色重ね合わせてフルカラ
ーコピー（又はプリント）を作製する場合の３分の１又
は４分の１ですむことになる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで転写紙上のト
ナー付着量は、同一原稿からのコピー時でフルカラーコ
ピーの方が白黒コピー（単色コピー）に対して３〜４倍
となる。更にカラー原稿は絵柄が多く、その画像占有面
積は白黒原稿（文書が多い）の３倍程度となる。従っ
て、フルカラーコピー時と白黒コピー（又は単色コピ
ー）時とでは、定着エネルギーはフルカラーコピー時の
方が圧倒的に多く必要となる。このために、フルカラー
コピーの定着が可能なように定着速度および定着温度が
設定されている。 従って、白黒（又は単色）コピーの
定着には定着エネルギーは大巾な余剰となり電力が無駄
である。また、通常のカラー複写機の使い方として、フ
ルカラーと白黒（又は単色）の複数混載原稿をコピーす
る頻度が高く、これらの使用条件下では、フルカラーと
白黒（又は単色）の定着条件を満たすための定着温度領
域は非常に狭くなり、高精度な温度制御を必要としてい
た。トナーの熱特性も広範囲の定着温度領域を持つ必要
があり、そのためのトナー樹脂材料の選択幅が限られ、
最適なトナー色特性，帯電特性を同時に満足させること
は、耐久性，環境安定性，経済性面等から非常に困難で
あった。

【００１７】本発明は、画像信号に応じてレーザー発光
素子を制御して感光体上に静電潜像を形成し、現像，転
写および定着により転写紙上に画像形成を行なうカラー
画像形成装置の、１）単色画像形成モ−ドの画像形成速
度の向上、２）定着エネルギーの有効活用、３）画像品
質の確保、４）画像形成モード切り換え時の待機時間の
低減、５）画像信号処理の効率化、を可能とすることを
目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、本発明にあっては、画像信号に応じてレーザー発
光素子を制御して感光体上に静電潜像を形成し、現像，
転写および定着により転写紙上に画像形成を行なうカラ
ー画像形成装置において、フルカラ−画像形成時と単色
画像形成時とで画像形成プロセス速度を切換えると共
に、フルカラ−画像形成時と単色画像形成時とでレ−ザ
−光の走査線本数を切換える。

【００１９】

【作用】フルカラー画像形成時と単色画像形成時とで画
像形成プロセス速度を切換えると共に、フルカラー画像
形成時と単色画像形成時とでレ−ザ−光の走査線本数を
切換えるので、ポリゴンミラ−を回転駆動するスキャナ
モ−タに、速度変更が不要な一定速度を用いることがで
き、電力の切換えが不要な定着器を用いることができ、
また、複数レ−ザビ−ムの画素周波数の切換えが不要な
画像信号処理回路を用いることができる。

【００２０】

【実施例】図１に、本発明の１実施例の主要部を示す。
これは図２，図３および図４に示すフルカラ−複写機又
はその他の、画像信号に応じてレーザー発光素子を制御
して感光体上に静電潜像を形成し、現像，転写および定
着により転写紙上に画像形成を行なうフルカラ−複写
機、もしくはこの種の画像形成を行なうプリンタに用い
る制御系であり、図１において、１０は画像信号処理回
路、１１はＤＣコントローラ、１２は走査線本数切り換
え手段、１３は画像形成モ−ドを指定する選択スイッチ
である。選択スイッチ１３によって、フルカラ−コピ−
モ−ド１（４色）フルカラ−コピ−モ−ド２（３色），
２色コピ−モ−ド（色別：色指定あり）あるいは単色コ
ピ−モ−ド（色別：色指定あり）が指定されると、走査
線本数切換手段１２が、指定モ−ド対応の画像形成プロ
セス速度情報（ドラム駆動モ−タ１６の回転速度，帯電
器電圧，現像バイアス電圧，転写器電圧等を対照テ−ブ
ル（メモリ）より読み出し、ＤＣコントローラ１１に与
える。ＤＣコントローラ１１は、プロセス速度情報をモ
−タドライバ１５，現像バイアス電源２０および高圧電
源２１に与える。すなわち、モ−タドライバ１５には感
光体ドラムの回転速度を変える信号が送られる。また、
感光体ドラム５の回転速度を変えるのと同じく、ＤＣコ
ントローラ１１から現像バイアス電源２０，転写用・帯
電用高圧電源２１へ信号が送出されて、それらの出力が
変更される。図１の１はスキャナーモータ、３は回転多
面鏡、４はｆθレンズ群、５は感光体ドラム、６は水平
同期検知センサ、１８は水平同期信号発生回路、１７は
スキャナーモータードライバである。選択スイッチ１３
は装置本体に設けられた操作部に取り付けられている。
本発明に於いては、フルカラー画像形成時と単色画像形
成時とで画像形成プロセス速度を切り換えると共に、フ
ルカラー画像形成時と単色画像形成時とでレーザー光の
走査線本数を切り換える。これらの切り換えは、複写機
の場合は、図１に示す選択スイッチ１３により、フルカ
ラー，は白黒又は単色等々のいずれかのコピーモ−ドを
指定する信号を出力する。選択スイッチ１３は通常の複
写機本体に設置されている、ユーザーが操作するタッチ
キーや業界衆知の原稿自動識別装置からの信号によって
も良い。プリンタの場合は、パソコン，ワークステイシ
ョン等からフルカラー，白黒又は単色等々の記録モ−ド
を指定する信号を走査線本数切り換え手段１２に受け
る。このモ−ド指定信号に対応して走査線本数切換手段
１２が、ＤＣコントローラ１１を介して、モ−タドライ
バ１５等に指定モ−ド対応の速度等を指示する。即ち画
像形成プロセス速度が所望の速度になるようにドラム駆
動モ−タ１６等を制御し、合わせて、現像バイアス，転
写，帯電といった画像形成プロセス条件の適正化を、現
像バイアス電源２０，高圧電源２１等を介して行なう。
白黒（又は他の単色）の場合は、半導体レ−ザ−２ａ，
２ｂの１つが駆動され、その他は前述の制御手段により
同様な適正化処理が行なわれる。高画質化画像処理とし
て従来より、レ−ザ−ビ−ムスポットの変調が知られて
いる。フルカラ−画像記録では、１ドット多値化、白黒
又は他の単色では２値化処理が多用される。本発明で
は、フルカラ−画像記録では、レ−ザ−ドライバ１４内
に図示しない１ドット多値化／２値化に適応する変調手
段（パワ−変調，パルス幅変調，これらの両者の併用）
が備わっており、１ドット多値化／２値化に対応したレ
−ザ−ビ−ム変調を行なう。白黒又は他の単色の場合
は、１ドット２値化に適応するレ−ザ−ビ−ム変調を行
なう。回転多面鏡３を駆動するスキャナモ−タ１は定速
駆動であり、フルカラ−画像形成モ−ドと単色画像形成
モ−ドで同一の一定速度に回転付勢される。定着装置の
定着電源２２もこれらのモ−ドに対応した電力の切換え
は不要である。フルカラー画像形成モ−ドの走査線本数
と単色画像形成モ−ドの走査線本数をそれぞれｎとＮと
するとき、単色画像形成プロセス速度Ｖは、フルカラ−
画像形成プロセス速度ｖに対して、Ｖ＝（Ｎ／ｎ）ｖに
設定されている。フルカラー画像形成モ−ドの走査線本
数ｎと単色画像形成モ−ドの走査線本数Ｎは、Ｎ＞ｎで
ある限り、任意で良い。

【００２１】

【効果】１）単色コピー（プリント）時のコピー（プリ
ント）速度が向上する。省電力となる。

【００２２】・従来は、画像形成プロセス速度が一定で
あったので、白黒又は単色のコピー速度は、フルカラー
コピー時の３ないし４倍程度しか得られなかったもの
が、 本案によれば、ほぼ同じ消費電力で６倍以上の
コピー速度が得られる。

【００２３】２）コピー（プリント）モード切り換え時
の待ち時間が低減する。

【００２４】・回転多面鏡３は常に一定回転速度を保っ
ていればよいので、フルカラ−から白黒又は他の単色へ
の切換え、またこの逆の切換え時に、目標速度変更がな
く、切換えた目標速度に安定するのを待つ時間がゼロと
なる。すなわち待ち時間が不要である。

【００２５】３）画像品質の確保 ・カラ−画像品質の向上の為には、レ−ザ−ビ−ムのス
ポットに対して１ドット多値化が必須であるが、白黒等
単色画像はそのほとんどが文書，イラスト等の、文字，
数字，線画であるために、１ドット２値が多用される。
１ドット多値化の場合はパワ−変調，パルス幅変調又は
これらの併用でレ−ザ−ビ−ムを変調するので高精度な
制御が必要であってレ−ザ−ビ−ムの走査線本数が増え
るほど制御が難かしくなるが、白黒等単色画像に用いら
れる１ドット２値は走査線本数が増えても高精度な制御
が可能であり、走査線本数を増やして画像品質の向上又
は維持を図ることができる。

【００２６】４）画像信号処理の効率化 回転多面鏡３の回転速度がフルカラ−，白黒等単色にか
かわらず一定であるので、画像信号処理における画素周
波数は一定ですみ、効率的，経済的，高信頼である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の制御系を示すブロック図
である。

【図２】 図１に示す制御系を適用するフルカラ−複写
機の一形式のものを示すブロック図である。

【図３】 図１に示す制御系を適用するフルカラ−複写
機のもう１つの形式のものを示すブロック図である。

【図４】 図１に示す制御系を適用するフルカラ−複写
機の更にもう１つの形式のものを示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１：スキャナモータ ２：半導
体レーザー ３：回転多面鏡 ４：ｆθ
レンズ群 ５：感光体ドラム ６：同期
検知センサ ８：レーザービーム １０：画像
信号処理回路 １１：ＤＣコントローラ（切換える手段） １２：走査線本数切り換え手段（切換える手段） １３：選択スイッチ（入力手段） １４：レ
ーザードライバ １００：原稿 ２００：
読み取り部 ３００：書き込み部 ４００：
画像処理部 ５００：現像部 ６００：
給紙部 ７０１：中間転写体 ８００：
定着部

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/00 １０２ 15/01 Ｒ １１２ Ａ 15/04 １１６ 9122−2Ｈ Ｈ０４Ｎ 1/29 Ｇ 9186−5Ｃ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号に応じてレーザー発光素子を制
   御して感光体上に静電潜像を形成し、現像，転写および
   定着により転写紙上に画像形成を行なうカラー画像形成
   装置において、フルカラー画像形成および単色画像形成
   を含む画像形成モ−ドを指定する入力手段，該入力手段
   で指定されたモ−ドの画像形成プロセスを実行するプロ
   セス制御手段、および、前記入力手段で指定されたモ−
   ドに対応して、フルカラー画像形成モ−ドと単色画像形
   成モ−ドとで画像形成プロセス速度を切換えると共に、
   フルカラー画像形成モ−ドと単色画像形成モ−ドとでレ
   ーザー光の走査線本数を切換える手段、を備えることを
   特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 切換える手段は、フルカラー画像形成モ
   −ドと単色画像形成モ−ドとでは、単色画像形成モ−ド
   の画像形成プロセス速度を速める請求項１記載のカラー
   画像形成装置。
3. 【請求項３】 切換える手段は、フルカラー画像形成モ
   −ドと単色画像形成モ−ドとでは、単色画像形成モ−ド
   のレーザー光の走査線本数を多くする請求項１記載のカ
   ラー画像形成装置。
4. 【請求項４】 切換える手段は、フルカラー画像形成モ
   −ドの走査線本数と単色画像形成モ−ドの走査線本数を
   それぞれｎとＮとするとき、単色画像形成プロセス速度
   Ｖをフルカラ−画像形成プロセス速度ｖに対して、Ｖ＝
   （Ｎ／ｎ）ｖとする請求項１記載のカラ−画像形成装
   置。
5. 【請求項５】 切換える手段は、単色画像形成モ−ドの
   レ−ザ−光のビ−ムスポットの変調をフルカラ画像形成
   モ−ドのものとは異ったものに切換える請求項３記載の
   カラ−画像形成装置。