(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電手段による帯電、露光手段による露光及び現像手段による現像を行い、トナー像を重ね合わせてカラートナー画像を形成する画像形成装置において、
第１トナー像を形成するため第１潜像を形成する第１像露光手段と、
前記第１像露光手段で形成された第１潜像を現像して第１トナー像を形成する第１現像手段と、
第２トナー像を形成するため第２潜像を形成する第２像露光手段と、
前記第２像露光手段で形成された第２潜像を現像して第２トナー像を形成する第２現像手段と、
孤立またはエッジのドットであるか、否かを検出する検出手段と、
前記検出手段により、前記第１トナー像と前記第２トナー像とが重ね合わされるドットが、孤立またはエッジのドットであると検出された場合の該ドットに対する前記第２露光手段による露光量（Ａ）と前記第１露光手段による露光量（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、孤立またはエッジのドットでないと検出された場合の該ドットに対する前記第２露光手段による露光量（Ｃ）と前記第１露光手段による露光量（Ｄ）との比（Ｃ／Ｄ）より小さくなるように、前記第１露光手段と第２露光手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１露光手段及び第２露光手段の光強度を制御する、または、前記第１露光手段及び第２露光手段による像露光のパルス幅を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１露光手段及び第２露光手段は、レーザ露光系、ＬＥＤアレイ、又は液晶を用いた手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２露光手段による第２潜像の形成は、第１トナー像上から行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１露光手段と前記第２露光手段とは、同じ露光手段であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像形成装置で例えばレーザ光源を用いて像担持体上にパターン状の静電潜像を作成し、カラートナーで現像する工程を複数回繰り返し、カラー画像を形成する装置で、特に複数色のカラートナーを用いて、カラー画像を形成する際に、忠実に希望のカラー画像を得るようにした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来電子写真方式によりカラートナーを重ね合せて希望のカラー画像を得るカラー画像方式について説明する。まず、図１（ａ）はカラートナー画像を形成する像形成体ＭにＶＳの電位を、帯電手段Ｅ１により電荷を付与する。次に画像即ち文字、線像等を形成すべき部分のみ図１（ｂ）に示す如くレーザ光等で露光する。露光が完了した後は露光部のみ電荷が消去されて電位が低下し、他の非画像部の電荷は消去されない。次に図１（ｃ）に示す如く現像装置Ｄ１にて像形成体Ｍを矢印方向に移動して１回目即ち１色目の現像を行なう。前記図１（ｂ）の露光により井戸型ポテンシャルが形成されており、反転現像によって該井戸型ポテンシャル部分に１色目のトナーが付着し、現像される。次に図１（ｄ）に示すように１色目の現像トナー像が形成された部分を含めて帯電手段Ｅ２で２回目の帯電を行ない、次に図１（ｅ）に示すように２回目の露光を前記１色目のトナー像の上に行なうことにより図１（ｂ）と同様に露光部のみで電位が低下した井戸型ポテンシャルが形成される。そして、図１（ｆ）に示すように、現像装置Ｄ２で次の２色目のトナー像を前記１色目のトナー像上に重ね合せて形成する。以上がカラートナーの重ね合せによりカラー画像を形成する基本的なプロセスである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようなカラートナーの重ね合せ方式でカラー画像を得るには露光にはパルス幅制御方法、又は露光光の強度を制御する方法があり、例えばイエローとマゼンタにより赤のカラーを作成する際、イエローを強くしてマゼンタを弱くする場合と逆にイエローを弱くしてマゼンタを強くする場合で微妙に色を調整する必要があり、前記の露光条件を変えてカラートナーの重ね合せによる混合比を調整することにより所望のカラー画像を得るようにしている。上記のカラー画像形成で特に１色目のカラートナー上に帯電露光する際２色目用に露光すると１色目のトナー層の影響が極めて大きくカラー画像の色調の制御が難しいと言う問題がある。
【０００４】
また、以上のようなカラー画像の形成には、以下のような問題がある。この問題は、画像が孤立のドットまたはエッジのドットか、否かによって、トナーの付着量の差がでるという問題である。
【０００５】
次にこの孤立ドットまたはエッジと、べた画像の問題について、図２により説明する。
【０００６】
図２（ａ）はドットの画像信号とべた画像の画像信号を、それぞれデューティ比１００％、５０％の信号でレーザを駆動して露光した場合の光強度分布を示している。
【０００７】
図２（ｂ）はデューティ比１００％、５０％の駆動信号を示している。
【０００８】
図２（ｃ）は図３（ａ）に示した露光を行った場合の像形成体Ｍ上の電位分布を示している。
【０００９】
図２（ｃ）に示されるように、ドットの画像信号の場合のデューティ比１００％からデューティ比５０％に変えた時の電位差ＶＳ１はべた画像の信号の場合のデューティ比１００％からデューティ比５０％に変えた時の電位差ＶＳ２よりも大きな値になる。
【００１０】
即ち、ドット画像の場合の方がべた画像の場合よりもレーザ駆動パルスのデューティ比の低下の効果が大きくなる。
【００１１】
このような電位降下の差は、像形成体上にトナー像を重ね合わせる場合に色調の変化して反映される。この点を図３により説明する。
【００１２】
図３（ａ）は、ドット画像とべた画像をデューティ比５０％のパルスで露光を行い、現像してドット画像と、べた画像を形成した場合の、像形成体Ｍ上の電位分布及びトナー像の濃度を模式的に示している。
【００１３】
図２（ｃ）に示したように、ドット画像とべた画像とでは、電位差が生ずるので、像形成体Ｍ上に付着するトナーの量にも差が出て、図３（ａ）のように、反転現像により像形成体Ｍ上に付着するトナーの量は少なくなって、形成されるトナー像の濃度はドット画像においては低くなる。
【００１４】
２色目のトナー像を形成するために、像形成体Ｍを帯電して、像形成体Ｍ上に一様な電位を形成し〔図３（ｂ）〕、露光を行う〔図３（ｃ）〕。トナー像を像形成体上に重ね合わせる像形成工程においては、２色目のトナー像を形成する場合に、１色目のトナー像を形成するよりも露光強度を上げることによって、１色目のトナー像と同程度の濃度の２色目のトナー像が得られる。即ち、図３（ｃ）、と、図３（ｄ）に示すように、べた画像において、１色目のトナー像形成において、５０％のデューティ比のパルスで露光する一方、２色目で１００％のデューティ比の信号で露光を行うことによって、像形成体Ｍ上に等しい厚さのトナー像が形成された。
【００１５】
ところが、ドット画像の部分は、２色目のトナー像を形成するトナーの量は図３（ｄ）に示すように、べた画像に比較して多くなった。
【００１６】
総体的には、ドット画像においては、１色目のトナー像の濃度が低く、且つ２色目のトナー像の濃度が高いカラー画像となって、色調が大きくくずれた画像ができあがることになる。さらに、画像の中央とエッジ部とでもトナー付着量の差があることがカラー再現に問題である。
【００１７】
本発明は、トナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する場合における前記のような問題を解決して、意図した色調のカラー画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記の本発明の目的は、帯電手段による帯電、露光手段による露光及び現像手段による現像を行い、トナー像を重ね合わせてカラートナー画像を形成する画像形成装置において、第１トナー像を形成するため第１潜像を形成する第１像露光手段と、前記第１像露光手段で形成された第１潜像を現像して第１トナー像を形成する第１現像手段と、第２トナー像を形成するため第２潜像を形成する第２像露光手段と、前記第２像露光手段で形成された第２潜像を現像して第２トナー像を形成する第２現像手段と、孤立またはエッジのドットであるか、否かを検出する検出手段と、前記検出手段により、前記第１トナー像と前記第２トナー像とが重ね合わされるドットが、孤立またはエッジのドットであると検出された場合の該ドットに対する前記第２露光手段による露光量（Ａ）と前記第１露光手段による露光量（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、孤立またはエッジのドットでないと検出された場合の該ドットに対する前記第２露光手段による露光量（Ｃ）と前記第１露光手段による露光量（Ｄ）との比（Ｃ／Ｄ）より小さくなるように、前記第１露光手段と第２露光手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置によって、達成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図４（ａ）は本発明の実施の形態であるレーザプリンタを用いて画像を形成する画像形成系における画像信号の流れを示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）のレーザプリンタの機能を示すブロック図である。
【００２０】
パーソナルコンピュータ１００で形成された画像情報はプリンタコントローラ１０１において、プリンタの属性にマッチした画像情報に変換されてレーザプリンタ１０２に供給される。レーザプリンタ１０２はエッジ検出回路部１０４、カラー記録補正回路部１０５、ガンマ補正部１０６、制御部１０７及びレーザ駆動部１０８を有する。
【００２１】
エッジ検出回路部１０４は、入力された画像情報から画像のエッジを検出するもので、３×３画素のマトリックスで走査して画素毎にエッジ部か非エッジ部かを検出する。カラー記録補正回路部１０５はカラー画像の色調を補正する回路部である。ガンマ補正部１０６は画像のガンマ（階調）を補正する回路である。
【００２２】
図５を用いて、本実施の形態におけるカラー画像形成プロセスを説明する。
【００２３】
１色目のトナー像を形成するために、帯電手段（図示せず）により帯電された像形成体に対して、図５（ａ）に示すパルス信号で露光を行う。即ち、ドット画像に対しては、８０％のデューティ比のパスルで、べた画像に対しては、６０％のデューティ比のパルスでそれぞれ露光を行う。この露光によって、図５（ｂ）に示すように、ドット画像におけると、べた画像におけるとで等しい電位低下を得ることができる。この様にして形成された静電潜像を現像装置Ｄ１で現像して、図５（ｃ）に示すように、等しい厚さのトナー層が像形成体Ｍ上に形成される。
【００２４】
２色目のトナー像を形成するために、帯電手段Ｅ２により帯電して像形成体に一様な電位を形成し〔図５（ｄ）〕、露光を行う。２色目のトナー像を成する工程においては、１色目よりも強い光を照射することによって、１色目と同じ電位降下が得られる、即ち、２色目のトナー像形成工程においては、ドット及びべた画像ともに１００％のデューティ比の信号による露光を行う。この露光によって、図５（ｅ）に示すように、ドット部とべた画像において等しい電位降下が得られる。そして、図５（ｅ）に示す静電潜像を現像装置Ｄ２で現像することによって、図５（ｆ）に示すように、ドット部とべた画像に等しい濃度のトナー像が得られるとともに、１色目と２色目とで等しい厚さのトナー像、言い換えると、１色目と２色目とで等しい濃度のトナー像が得られる。
【００２５】
次に前記画像形成装置のプロセスを使用したプリンター装置の構成を説明する。
【００２６】
図６において１は画像形成装置の下部枠体で、該下部枠体１内には転写体である記録紙Ｐを給紙する半月状の給紙ローラ２を設け、前記記録紙Ｐを複数枚内蔵した給紙カセット３を前記下部枠体１に着脱自在に設けられている。給紙カセット３内にはスプリング５により押上げられる押上板４が設けられており、前記記録紙Ｐを載置し、給紙カセット３の一部に回動自在に設けた分離爪６を記録紙Ｐの先端最上部に係止する。７は記録紙Ｐの両側を案内する案内板で記録紙のサイズにより調整可能に設けられている。以上の構成が給紙カセット３内に設けられている。８は下部枠体１に設けられた記録紙Ｐの搬送ローラで、給紙ローラ２で給紙された記録紙Ｐの先端を案内する案内板９と反転案内板１０の間に設けられている。
【００２７】
１１は記録紙Ｐを反転給紙した後、レジストローラ１２に案内するための案内板で、前記レジストローラ１２に記録紙Ｐを案内する。１３は前記レジストローラ１２の位置で記録紙Ｐを検知するためのセンサーＳ１をＯＮ，ＯＦＦする揺動部材である。１４はレジストローラ１２を通過した記録紙Ｐを転写ベルト１５方向に給紙案内する案内板で、前記転写ベルト１５は転写用ローラ１６とローラ１７及び駆動ローラ１８に懸架されている。１５ａは前記転写ベルト１５の表面をクリーニングするクリーニング手段である。１９は記録紙Ｐ上に転写された像を定着する定着装置で、定着用加熱ローラ２０と圧着ローラ２１よりなり、前記定着用加熱ローラ２０にはクリーニングローラ２０ａを圧接し、回転に応じてクリーニングする。２２は定着装置１９より記録紙Ｐを排出する排紙ローラで、記録紙Ｐの排紙確認するためセンサーＳ２をＯＮ，ＯＦＦする揺動部材２３を排紙時に記録紙により作動させる。排紙された記録紙Ｐは記録紙案内部材２４と、上部枠体１ｃに形成された案内通路２５及び案内搬送ローラ２６，２７により上部枠体１ｃ上部の略全面に設けられた排紙トレイ２８に記録紙Ｐが排紙されるよう構成されている。次に上部枠体１ｃの略中央部には画像形成用の像担持体２９（以下感光体ドラム２９と云う）を設け、該感光体ドラム２９の面に沿って上部より４組の現像装置３０，３１，３２，３３を夫々配設し得るようにした現像装置枠体３０ａがある。３４はポリゴンミラーでレーザ光源３５より発光されたレーザ光を反射ミラー３６，３７，３８で反射し、前記感光体ドラム２９を露光する。３９は前記ポリゴンミラー３４、反射ミラー３６，３７，３８等の光学系を一体に組込んだ光学系枠体で、上部枠体１ｃの最上部に組込まれている。
【００２８】
４０は感光体ドラム２９の全面を帯電するための帯電極で、上部枠体１ｃの一部に設けられている。４１は感光体ドラム２９より記録紙Ｐに画像を転写後、該感光体ドラム２９面に付着している残留現像剤をクリーニングするクリーニングブレードで、クリーニングされた現像剤を受け外部に排出するための搬送装置４３を設け、前記クリーニングブレードで掻落とされた現像剤を搬送装置４３に効率的に送る現像剤受部材４２をクリーニングブレード４１の下部に設ける。搬送装置４３により外部に搬送された現像剤はコンベア４５により容器４４に搬送し、適宜の量迄容器４４内に蓄積し得るようにし、取外して廃棄できるように構成する。４６は前記現像装置３０，３１，３２，３３に夫々現像剤を供給するための現像剤容器で、図示された現像剤容器は一組のみであるが４組並設して設け、前記現像装置３０，３１，３２，３３に例えばシアン、マゼンタ、イエロー、黒のカラー現像剤を供給し、カラー現像を行なうように構成している。４７は記録紙Ｐを手差しにより供給できる手差台である。尚下部枠体１と上部枠１ｃは支軸１ｂを中心に記録紙Ｐの搬送経路を開放できるように組立てられており、記録紙Ｐが給紙搬送中、不良搬送状態となり、記録紙Ｐが少なくとも定着装置１９まで達しない場合には上部枠体１ｃを支軸１ｂを中心に開放し、記録紙Ｐを取り出すことができる。又下部枠体１に設けた記録紙Ｐを他の給紙装置（図示せず）より供給可能にした案内板１ａが設けられている。
【００２９】
尚、感光体ドラム２９はクリーニングブレード４１を設けた枠体４１ａに支軸２９ａを介して設けられており、支軸２９ａが前記上部枠体１ｃに軸支する構成となっている。
【００３０】
４８は現像剤容器４６の上部に設けられ、上部枠体１ｃの一部を構成した開閉蓋で、該開閉蓋４８の一部は前記排紙トレーの面と同一面となるような複排紙トレー面４８ａを形成し、該複排紙トレー面４８ａより突出するように前記開閉蓋４８と一体に記録紙Ｐの落下を防止するための記録紙阻止部４９を設ける。そして開閉蓋４８は支軸５０で上部枠体１ｃに回動自在に枢着する。
【００３１】
上記の画像形成装置においては、図５に示すプロセスが行われるようにレーザ光源３５が発光し、帯電極４０にて１次帯電した感光体ドラム２９面を露光する。この露光は前記のように図１（ｂ）に示す１次露光を行なう。
【００３２】
次に１色目として現像装置３０でイエローのカラートナーの現像を行ない図１（ｄ）のように帯電極４０で２次帯電し、図２（ｅ）に示すように前記レーザ光源３５により２次露光を行なった後、現像装置３１でマゼンタのカラートナーを重ね合せて現像する。
【００３３】
以後同様に３色目としてシアンのカラートナー、４色目としてブラックトナーを順次重ねて帯電露光現像を行なうことにより４色のカラートナー像が感光体ドラム２９面上に形成される。
【００３４】
以上のように回転する感光体ドラム２９面上に順次帯電、露光、現像を行ない、カラートナーを重ね合わせ、露光制御にて正確なカラー画像に形成したトナー像を記録紙Ｐに転写ベルト１５にて転写し定着装置１９にてトナー像を記録紙上に定着する。
【００３５】
図７は他の本発明のカラー画像形成プロセスを利用した実施の形態を示す。本実施の形態は像形成体である感光体ドラム２０１に帯電極２０２、露光手段２０３、現像部２０４を１組とした第１の画像形成手段と帯電極２０５、露光手段２０６、現像部２０７を１組とした第２の画像形成手段と、帯電極２０８、露光手段２０９、現像部２１０を１組とした第３の画像形成手段を夫々設け、第１の画像形成手段の現像部２０４にはイエローのカラートナーを現像部２０７にはマゼンタのカラートナーを、現像部２１０にはシアンのカラートナーを夫々投入する。そして帯電極２０２で感光体ドラム２０１に電荷を付与した後、露光手段２０３で前記画像形成プロセスと同様にデューティによる光制御を行ない、次に現像部２０４でイエローのカラートナーを現像する。次の段階で直ちに感光体ドラム２０１とイエローのカラートナー上に帯電し、露光手段２０９にて前記パルス巾制御による電荷消去制御を行ない、現像部２０７にてマゼンタのカラートナーを現像する。又は第３の画像形成手段のシアンカラートナーを用いて重ね合せて現像する。本方式は感光体ドラム２０１が１回転の画像形成で処理できる方式で、転写極２１１で記録紙Ｐにカラー画像を転写し、熱定着ローラ２１２と圧着ローラ２１３間に搬送したカラートナーを記録紙Ｐに定着する。
【００３６】
次に図８に示す一実施の形態は前記同様本発明のカラー画像形成プロセスを利用した画像形成装置で、像担持体である感光体ドラム３０９に対し帯電極３１０と露光手段３１１及び現像部３１２を設けた第１の画像形成手段と、感光体ドラム３０５に対し帯電極３０６と露光手段３０７及び現像部３０８を設けた第２の画像形成手段と、感光体ドラム３０１に対し帯電極３０２と露光手段３０３及び現像部３０４を設けた第３の画像形成手段を設け、前記第１、第２、第３の画像形成手段の感光体ドラム３０９、３０５、３０１に共通に接触した記録紙搬送ベルト３１３を設け、更に感光体ドラム３０９、３０５、３０１に対向した位置に前記記録紙搬送ベルトを介して転写極３１４、３１５、３１６を設けると共にそして現像部３１２にはイエローを、現像部３０８にはマゼンタを、現像部３０４にはシアンカラートナーを設ける。本装置の本発明のカラー画像形成プロセスを利用し、まず帯電極３１０にて電荷を付与した感光体ドラム３０９にデューティによる光制御を行った露光手段３１１に露光し現像装置３１２にイエローのカラートナーを現像し、現像終了と共に記録紙搬送ベルト３１３にて記録紙Ｐを搬送して転写極３１４にイエロー画像を転写する、次に帯電極３０６で電荷を付与した感光体ドラム３０５に前記２回目のトナーを記録紙Ｐに重ね合せるためにデューティによる光制御を行った露光を行ない、次にマゼンタのカラートナーを現像装置３０８にて現像し、感光体ドラム上に形成したマゼンタのカラートナーを前記記録紙Ｐ上に形成したイエローのカラートナー上に重ね合せるように転写極３１５にて転写する。以上図７、図８共に２色のカラートナーは本発明の画像形成プロセスを利用し、２色重ね合せによるカラートナー量を均等に転写するように構成している。又以上の実施の形態は３原色のカラートナーのみ例示したが黒トナーを用いる現像装置を追加してもよいことは勿論である。
【００３７】
又本実施の形態には図示していないが前記感光体ドラムに３色又は４色のカラートナー像を形成し、次に転写ドラムを介して記録紙にカラー画像を転写する方式を用いてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、前記第１トナー像と前記第２トナー像とが重ね合わされるドットが、孤立またはエッジのドットであると検出された場合の該ドットに対する前記第２露光手段による露光量（Ａ）と前記第１露光手段による露光量（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、孤立またはエッジのドットでないと検出された場合の該ドットに対する前記第２露光手段による露光量（Ｃ）と前記第１露光手段による露光量（Ｄ）との比（Ｃ／Ｄ）より小さくなるように、前記第１露光手段と第２露光手段を制御することにより、所望の色調、特にトナー像が重なるドットにおける孤立またはエッジのドットと、孤立またはエッジのドットでないドットとにおける色調の変化をおこすことなく、鮮明なカラー画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真方式による画像形成プロセスを示す図である。
【図２】従来のカラー画像形成プロセスにおける露光光量、レーザ駆動信号及び像露光により形成される像形成体上の電位分布を示す図である。
【図３】従来のカラー画像形成プロセスにおけるトナー像の形成状況の模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるカラー画像形成プロセスを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の機械的構成を示す図である。
【図７】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図８】本発明の更に他の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１０２  レーザプリンタ
１０４  エッジ検出回路部
Ｅ１，Ｅ２  帯電手段
Ｄ１，Ｄ２  現像装置
Ｍ  像形成体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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