(57)【要約】【課題】ＩＯＩ方式でのカラー画像形成時、複数の発光素子から出力される露光光の波長とトナーの分光透過率との組み合わせにより感光体に形成される潜像の電位にバラツキが生じることを抑止する。【解決手段】既に現像されているトナーの分光透過率と画像露光に用いられる露光装置１３（−１〜−４）の出力波長とが感光体ドラム１０の感光層に形成される静電像の強度に影響を及ぼす場合、その色のトナーを透過すべき光量を、予めそのトナーと同色のフィルタ１３Ｆを使用して、複数の露光素子から照射されて感光層に到達する光量が一定になるように、露光素子の露光時間あるいは露光強度を調整できる。【選択図】  図１
2006098802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに応じて所定の光量で、所定の色の像が形成された感光層に露光して潜像を形成する露光装置であって、
定格波長に対する所定の誤差範囲内にピークを有する波長分布の光を、前記感光層にそれぞれ露光する複数の露光素子を備え、
前記露光素子のそれぞれは、前記所定の色のフィルタを介したときに前記所定の光量で前記定格波長の光を露光することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
所定濃度を表す画像データを出力する画像信号出力手段と、
前記所定濃度を表す前記画像データに応じて前記露光素子が露光する光を所定の色のフィルタを介して受光する受光手段の出力が所定の値となるよう前記露光素子を制御する制御信号を出力する制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記画像データと前記制御信号との対応を表す対応データを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
画像信号出力手段が出力する画像データと露光素子を制御する制御信号との対応を表す対応データを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項５】
第１の潜像が形成される感光層を有する像担持体と、
前記第１の潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、
前記現像器により形成された前記トナー像の上から前記感光層に露光して第２の潜像を形成する露光する露光装置と、
を備え、
前記露光装置は、定格波長に対する所定の誤差範囲内にピークを有する波長分布の光をそれぞれ露光する複数の露光素子を有し、前記露光素子のそれぞれは、所定の色のフィルタを介したときに所定の光量で前記定格波長の光を露光する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
画像データを出力する画像信号出力手段と、
前記感光層の前記トナー像が形成された部分を前記露光素子が露光する場合に、所定の色のフィルタを介して受光手段が受光した場合に前記受光手段の出力が所定の値となるような光量の光を前記露光素子が出力するよう前記露光素子を制御する制御信号を出力する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
感光層に画像データに応じて所定の光量で露光して潜像を形成する露光方法において、
第１色目のトナーを透過して前記感光層に露光される第２色目の潜像を形成する露光光の露光量を、予め第１色目のトナーと同色のフィルタを介して前記所定の光量となるよう補正しておくことを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体現像剤を用いる画像形成装置に係り、特に複数色のトナー画像を重ね合わせてカラー画像を作成するカラー画像形成装置および画像形成方法ならびに露光装置および露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置にあっては、その装置の小型化、プロセス速度の高速化あるいは高精度の色重ねを達成するために種々の方式が採用されている。例えば電子写真装置にあっては１つの感光体ドラム上に、現像剤であるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の４色のトナーによるトナー画像を色重ねしてフルカラー画像を得る画像形成装置がある。
【０００３】
この画像形成装置は、トナーの色毎に、１つの感光体上に順次帯電工程、露光工程、現像工程を繰り返して感光体ドラム上で色重ねして、得られたカラートナー画像をその後一括して転写体に転写するプロセス（Ｉｍａｇｅ  ｏｎ  Ｉｍａｇｅプロセス、以下ＩＯＩ方式と呼ぶ）によりフルカラー画像を得ている。
【０００４】
ＩＯＩ方式のカラー画像形成装置は、カラープリンタやカラー複写機、また印刷分野では、オンデマンドプリンティングやカラープルーファなどに利用される。
【０００５】
ＩＯＩ方式のカラー画像形成装置では、第１色目の画像形成プロセスにあっては、直接感光体ドラム上に像露光することから、正確な露光量による良好な潜像を得られる。
【０００６】
しかしながら、第２色目以降の画像形成プロセスにあっては、既に形成された１色目のトナー画像の上から像露光しなければならないので、既にトナーが存在する部分とトナーの無い部分とでは感光層に到達する露光量に差異を生じ、正確な露光量での潜像形成を実施できない。
【０００７】
このため、既にトナー像がある部分に静電像を形成するために露光する場合に、感光体上のトナー像がない部分に静電像を形成するために露光する場合と比較して、感光体上に既にあるトナー像のトナー透過率およびトナーのもつ電荷により生じる電位に応じて露光装置の光強度または露光時間を補正することが提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許３１４３６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
今日、露光装置として、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）のような複数の発光素子を一方向に配列したＬＥＤアレイを用い、任意のＬＥＤ素子の発光の有無（ＬＥＤ素子のオン／オフ）により静電像を形成する方法が広く普及している。
【０００９】
ＬＥＤアレイを用いた露光装置においては、個々のＬＥＤ素子から出力される光の強度すなわち個々のＬＥＤ素子の発光強度が不均一であることに起因して、出力される画像の濃度にバラツキが発生し、著しく画像が劣化することが知られている。このため、個々の素子に供給する電流の大きさを制御して発光量を均一化することが既に実施されている。
【００１０】
しかしながら、出力される画像の濃度のバラツキは、ＬＥＤアレイの個々のＬＥＤ素子の発光強度のバラツキによるもの以外に、ＩＯＩプロセスに特有の既に形成されたトナー像を透過して次の画像が露光されること、およびトナー像の光透過率がトナーの色により異なること等に起因して感光層に到達する光の強度が所定の強度からずれることも要因であることが、近年、確認されている。
【００１１】
このように、トナー像の光透過率がトナーの色により異なることに起因する出力画像の濃度のバラツキは、上述した特許文献１に記載されているような露光装置の光強度または露光時間を補正する方法を用いても、解決されない。
【００１２】
この発明の目的は、ＩＯＩ方式によりカラー画像を得る場合に、トナーの色毎の光透過率の差に起因して、画像濃度が変動することのないカラー画像形成装置およびカラー画像形成方法ならびに露光装置および露光方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明は、画像データに応じて所定の光量で、所定の色の像が形成された感光層に露光して潜像を形成する露光装置であって、定格波長に対する所定の誤差範囲内にピークを有する波長分布の光を、前記感光層にそれぞれ露光する複数の露光素子を備え、前記露光素子のそれぞれは、前記所定の色のフィルタを介したときに前記所定の光量で前記定格波長の光を露光することを特徴とする露光装置を提供するものである。
【００１４】
また、この発明は、第１の潜像が形成される感光層を有する像担持体と、前記第１の潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、前記現像器により形成された前記トナー像の上から前記感光層に露光して第２の潜像を形成する露光する露光装置と、を備え、
前記露光装置は、定格波長に対する所定の誤差範囲内にピークを有する波長分布の光をそれぞれ露光する複数の露光素子を有し、前記露光素子のそれぞれは、所定の色のフィルタを介したときに所定の光量で前記定格波長の光を露光することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１５】
また、この発明は、感光層に画像データに応じて所定の光量で露光して潜像を形成する露光方法において、第１色目のトナーを透過して前記感光層に露光される第２色目の潜像を形成する露光光の露光量を、予め第１色目のトナーと同色のフィルタを介して前記所定の光量となるよう補正しておくことを特徴とする露光方法を提供するものである。
【００１６】
本発明は上記課題を解決するための手段として、定格波長に対する所定の誤差範囲内の波長の光をそれぞれ露光する複数の露光素子を備え、前記露光素子それぞれは、所定の色のフィルタを介すと前記複数の露光素子それぞれに対して共通である所定の値となるような光量の光を照射する、露光装置を設けるものである。
【００１７】
本発明は上記課題を解決するための手段として、制御信号により規定される光量で、定格波長に対する所定の誤差範囲内の波長の光をそれぞれ露光する複数の露光素子と、画像データを出力する画像信号出力手段と、前記画像データと前記制御信号との対応を表す対応データを記憶する記憶手段と、前記画像データと前記対応データとに基づいて前記制御信号を出力する制御手段と、を備え、前記対応データは、所定濃度を表す画像データと、前記所定濃度を表す前記画像データが入力されたときに前記露光素子が露光する光を所定の色のフィルタを介して受光する受光手段の出力が前記複数の露光素子それぞれに対して共通な所定の値となるような光量を規定する前記制御信号と、の対応を表すことを特徴とする画像形成装置を設けるものである。
【００１８】
本発明は上記課題を解決するための手段として、定格波長に対する所定の誤差範囲内の波長の光を制御信号に基づいて露光する工程を実施し、前記露光した光を所定の色のフィルタを介して受光し、受光する光量が所定の値となるよう前記制御信号を調整する工程とを実施するものである。
【００１９】
本発明は上記課題を解決するための手段として、定格波長に対する所定の誤差範囲内の波長の光を制御信号に基づいて露光する工程と、前記露光した光を所定の色のフィルタを介して受光し、受光する光量が所定の値となるよう前記制御信号を調整する工程と、調整した前記制御信号を記憶し、記憶した前記制御信号を用いて画像データに基づき露光して像を形成する工程とを実施するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＩＯＩ電子写真方式において、既に現像されているトナーの分光透過率が急峻な波長域に露光波長を設定する場合、予めトナーの分光透過率と同様のフィルタを使用して、複数の露光素子から照射されて感光層に到達する露光量を一定になるように調整し、露光素子の補正を既にトナー層があるか否かに基づいて、切り替えることにより高画質の画像を出力できる画像露光装置あるいは画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明が適用されるカラー画像形成装置の一例を示す概略図である。
【００２３】
画像形成部１は、例えばアルミニウムなどの導電性基体上に、有機系もしくは無機系、例えばアモルファスシリコン系等の感光層が形成された像保持体１０を有する。像担持体１０は、例えば円筒状に形成されることから、以下感光体ドラムと呼称する。
【００２４】
感光体ドラム（像保持体）１０の周囲には、感光体ドラム１０の矢印方向（ＣＷ）の回転に沿って、第１〜第４の画像形成ユニット１１（−１〜４）が配列されている。
【００２５】
それぞれの画像形成ユニットには、帯電装置１２（−１〜−４）、露光装置１３（−１〜−４）、現像装置１４（−１〜−４）が設けられている。
【００２６】
帯電装置１２（−１〜−４）は、周知のコロナ帯電装置もしくはスコロトロン帯電装置などであり、感光体ドラム１０の感光層に所定の電位を与える。すなわち、感光体ドラム１０の感光層は、各画像形成ユニット１１（−１〜４）において、その都度、所定の表面電位に帯電される。
【００２７】
露光装置１３（−１〜−４）は、例えば所定数のＬＥＤ素子が感光体ドラム１０の軸線方向に沿って配列された固体ヘッドである。なお、本発明においては、個々のＬＥＤ素子は、所定の定格波長に出力光の強度分布のピークを有し、このピークが所定の誤差範囲内にあるとする。パルス幅変調（露光時間変調）あるいは強度変調等により複数段の階調出力が可能である。従って、各素子が画像信号に対応して選択的に動作されることで、予め所定の電位に帯電された感光体ドラム１０の感光層に、静電像が形成される。
【００２８】
現像装置１４（−１〜−４）は、少なくとも２本のローラと、所定の色のトナーが分散された現像液すなわち液体トナーを収容するハウジングを含む。少なくとも１本のローラは、感光体ドラム１０の感光体層に液体トナーを供給するための、導電性の現像ローラである。少なくとも１本のローラは、感光層に形成された画像である液体トナー像から余剰液を除去するための、導電性のスクイーズローラである。
【００２９】
感光体ドラム１０の周囲にはまた、接触絞り装置１５、乾燥ユニット１６、転写装置１７、感光体クリーナ１８および消去ランプ１９が設けられている。
【００３０】
接触絞り装置１５は、例えばポリウレタンスポンジ等の弾性を示す多孔質部材を含み、感光体ドラム１０の感光層に所定の圧力で接触されることで、感光体ドラム１０の感光層および感光層に形成されたトナー像から余剰のキャリア液を回収する。
【００３１】
乾燥ユニット１６は、図示しないブロワ（送風機）とブロワからの気流を感光体ドラム１０の感光体層に供給する図示しないノズル部を含み、接触絞り装置１５によりキャリア液の所定量が除去された状態のトナー像を、後段の転写装置により記録媒体Ｓに転写可能に、残りのキャリア液を乾燥する。なお、乾燥ユニット１６は、ブロワに加えて加熱機構（ヒータ）を伴ってもよい。
【００３２】
転写装置１７は、例えばシリコンゴム等の弾性層が表面に設けられた円筒状または円柱状に形成された中間転写ローラ１７ａと、中間転写ローラ１７ａに所定の圧力で接触可能に設けられ、中間転写ローラ１７ａと両ローラ間に供給される記録媒体Ｓに圧力を与えるバックアップローラ１７ｂを含む。両ローラ間には、図示しないシート供給機構ならびにシート搬送機構により、例えばシート状の用紙や樹脂フィルムＳが搬送される。従って、感光体ドラム１０上のトナー像は、用紙または樹脂フィルムＳに転写される。なお、必要に応じて記録媒体に転写されたトナーに熱と圧力を加え、記録媒体に付着しているトナーを溶融させて、記録媒体に固定する定着装置（図示しない）が設けられてもよい。
【００３３】
感光体クリーナ１８は、例えば多孔質材料で弾性を示す吸着材がローラ状に形成され、感光体ドラム１０と接触されることにより、感光体ドラム１０の感光層に残存するトナーやゴミ等を除去する。
【００３４】
消去ランプ１９は、所定の波長の光を出力する放電灯あるいはＬＥＤアレイ等を含み、感光体ドラム１１の感光層の電位分布を初期状態に戻す。
【００３５】
上述の画像形成部１０のそれぞれの画像形成ユニット１１（−１〜−４）においては、減法混色に基づいてカラー画像を再現するためのイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の色成分に対応する潜像および黒を強調するためのブラック（Ｂｋ）に対応する潜像が感光体ドラム１０の感光層に形成される。また、それぞれの画像形成ユニット１１（−１〜−４）においては、形成された潜像が対応する色のトナーを含む液体現像剤により可視化される。なお、図１に示す画像形成部１０においては、感光体ドラム１０の回転方向の上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の配列されているものとする。また、以降、識別のために、必要に応じて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを添え字に付加する。
【００３６】
上述した画像形成部１においては、第１の画像形成ユニット１１Ｙの帯電装置１２Ｙにより帯電された感光体ドラム１０の感光層に、露光装置１３Ｙにより、Ｙ画像に対応するＹ潜像が形成される。このＹ潜像は、現像装置１４Ｙにより現像され、Ｙトナー像が形成される。
【００３７】
詳細には、第１の露光装置１３Ｙにより、感光体ドラム１０の感光層に、画像データに応じて選択的に光が照射されることで、（感光層に）図示しない（第１の）Ｙ潜像が形成される。なお、第１の露光装置１３Ｙから出力される露光光は、画像処理部２０で生成され、画像メモリ部２１０を介して露光装置制御部２１１に供給された画像データに対応して出力される。また、感光層上で、画像データに基づいて露光光が照射された領域である露光部を画像部、未露光部を背景部とする。
【００３８】
このとき、露光されるパターンは、２値画像であるが、実際に照射される露光量は、２レベル以上である。すなわち、引き続く第２〜第４の画像形成において、第１の画像に、第２ないし第４の画像の少なくとも１つが重ねて形成される（重なりあう）場合と、全く重ねりが発生しない（重ねて形成しない）場合とに応じて、異なる露光量を設定する必要がある。なお、露光量のレベルや設定については後述する。
【００３９】
次に、第２の画像形成ユニット１１Ｍにおいて、帯電装置１２Ｍにより既にＹトナー像が形成されている感光体ドラム１０の感光層が再び帯電され、露光装置１３Ｍにより、Ｍ画像に対応するＭ潜像が形成される。このＭ潜像は、現像装置１４Ｍにより現像され、Ｍトナー像が形成される。
【００４０】
詳細には、第２の露光装置１３Ｍにより、画像データに応じて選択的に光が照射されることで、感光層に（第２の）Ｍ潜像が形成される。このとき、第２の露光装置１３Ｍにより感光体ドラム１０の感光層に照射される第２の色の（Ｍ）画像に対応する露光量は、既に感光層に形成されているＹトナー像との間の画像の重なりを考慮して設定された露光量である。なお、露光光は、画像処理部２０で生成され、画像メモリ部２１０を介して露光装置制御部２１１に供給された画像データに対応して出力される。
【００４１】
以下、第３の画像形成ユニット１１Ｃにおいて、帯電装置１２Ｃにより既にＹトナー像およびＭトナー像が形成されている感光体ドラム１０の感光層が再び帯電され、露光装置１３Ｃにより、Ｃ画像に対応するＣ潜像が形成される。Ｃ潜像は、同様にして、現像装置１４Ｃにより現像され、Ｃトナー像が形成される。続いて、第４の画像形成ユニット１１Ｂｋにおいて、帯電装置１２Ｂｋにより既にＹトナー像とＭトナー像とＣトナー像が形成されている感光体ドラム１０の感光層が、もう一度帯電され、露光装置１３Ｂｋにより、Ｂｋ画像に対応するＢｋ潜像が形成される。
【００４２】
なお、少なくとも、黒（Ｂｋ）画像を露光する露光装置１３Ｂｋ（１３−４）には、後段に説明するが、シアントナーの分光透過率に合わせて露光装置１３Ｃから出力される露光量（露光時間または駆動電流の大きさあるいはその両方）を変更するために利用されるフィルタ１３Ｆが着脱可能である。また、フィルタ１３Ｆは、画像形成部１０における露光量調整時（決定時）に用いられるが、通常の画像形成時には、取り除かれる。なお、露光装置の交換時等においては、露光量調整のために再びセットされる。フィルタがセットされるべき露光装置は、各色のトナーの分光透過率と感光体ドラム１０の感光層の吸収および露光装置から出力される露光光の波長に基づいて、任意の１以上の露光装置である。
【００４３】
このようにして、感光体ドラム１０の感光層に、任意の色のトナーが重なりあうことにより規定されるトナー単体の色以外の色を含むフルカラーのカラー画像が形成される。
【００４４】
フルカラーのトナー像は、感光体ドラム１０が回転されることにより乾燥ユニット１６と対向される乾燥工程に移動され、乾燥される。
【００４５】
乾燥されたトナー像は、感光体ドラム１０の引き続く回転により、転写装置１７の中間転写ローラ１７ａと接触される１次転写工程に搬送され、中間転写ローラ１７ａの表面に転写される。
【００４６】
中間転写ローラ１７ａに転写されたトナー像は、中間転写ローラ１７ａの回転に伴い、中間転写ローラ１７ａとバックアップローラ１７ｂとが接する二次転写位置に搬送され、二次転写位置で記録媒体にオフセット転写される。
【００４７】
ところで、上述したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの順に、感光体ドラム１０の感光層にトナー像を形成する場合、Ｍ潜像を形成するためのＭ画像に対応する露光光は、Ｙトナー像が既に形成されている部分に関しては、Ｙトナーを透過することが要求される。同様に、Ｃ潜像の形成のためのＣ画像の露光光は、Ｙトナー像、Ｍトナー像またはＹトナー像とＭトナー像が重なり合っている状態のそれぞれのトナーの層を、透過する必要がある。さらに、Ｂｋ潜像のためのＢｋ画像の露光光は、Ｙトナー像、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｙトナー像とＭトナー像とが重なりあったトナーの層、Ｙトナー像とＣトナー像とが重なりあったトナーの層、Ｍトナー像とＣトナー像とが重なりあったトナーの層、および全てのトナー像が重なりあったトナー層のいずれかのトナー層を、透過しなければならない。
【００４８】
これに対し、感光体ドラム１０の感光層の特性（吸収）ならびにＬＥＤアレイから出力される露光光の波長は、感光層に用いられる感光体の種類（有機／無機）や材質、および各色のトナーに用いられる色素の吸収により、特定の波長に関して露光量を変える必要がある。
【００４９】
例えば、感光体ドラム１０の感光層の材質が有機感光体（ＯＰＣ）である場合、図２に示すように、その吸収（分光感度）は、５００〜８５０ｎｍ程度であるものの、大きな幅（波長依存性）を有する（縦軸は、最大値を「１」として正規化してある）。このため、露光装置１３（−１〜−４）に用いるＬＥＤアレイが出力すべき露光光の波長は、好ましくは、６００〜８００ｎｍ、より好ましくは７００〜８００ｎｍである。
【００５０】
また、図３に示すように、Ｙ（点線の曲線）、Ｍ（実線の曲線）およびＣ（一点鎖線の曲線）のそれぞれの色を提供可能なトナーの分光透過率は、色毎に、大きく異なる（縦軸は、最大値を「１」として正規化してある）。
【００５１】
このため、例えば露光装置１３（−１〜−４）に用いられるＬＥＤアレイの個々の素子が出力する光のピーク波長の誤差の許容値が、基準（定格）値±１０ｎｍである場合、「−」側にピーク波長がずれている光が出力されるＬＥＤ素子と「＋」側にピーク波長がずれている光が出力されるＬＥＤ素子とが１つのＬＥＤアレイ中に混在することを前提に、個々の露光装置１３（−１〜−４）から出力される露光量を設定する必要がある。
【００５２】
このように、露光光の波長は、感光体ドラム１０の感光層の分光感度と各色のトナーの分光透過率の両方を鑑みて決定される。なお、トナーの透過率の高い波長の光は、感光層に到達した際の光量の減衰が少ないことはいうまでもない。従って、露光装置１３（−１〜−４）を共通化するような場合には、いずれの色のトナーに対しても透過率が不所望に低下することのない波長の光を出力可能なＬＥＤ素子を用いることが望ましい。
【００５３】
しかしながら、例えば感光体ドラム１０の感光層がＯＰＣ（有機感光体）であって、図２に示すように、７８０ｎｍ付近よりも長い波長の光に対する吸収が大きい場合は、露光装置１３（−１〜−４）に用いるＬＥＤアレイの個々の素子が出力する光の波長の中心値が７９０ｎｍ程度であると、許容値の「−」側の下限の７８０ｎｍの光が出力される素子により提供される露光光は、シアン（Ｃ）トナー像が既に形成されている部分をほとんど透過できない。このため、Ｃトナーに重ねて露光されるＢｋ画像に、部分的に画像濃度が低くなるスジ状の不良画像が発生する問題がある。
【００５４】
このことから、特に任意のＬＥＤ素子からの光の波長の基準値（基準波長）が、特定の色のトナーの分光透過率が急峻に変化する範囲にある波長である場合には、既にトナー層がある部分とない部分（トナー像が形成されているか否か）に基づいて、露光量の補正が必要となる。
【００５５】
図４は、上述した露光量を補正する画像形成装置の一例を示している。
【００５６】
画像入力部２００に入力される画像データは、例えば各色８ビットのレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）もしくはプリンタでの色再現に用いられるシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）データである。
【００５７】
入力された画像データは、画像処理部２０１により、画像形成装置（特に現像装置１４（−１〜−４）に固有の出力特性に基づいて各色の色信号の「γ特性」が補正され、色再現性に応じた色修正や各種フィルタ処理、および２値化処理等を経て、各色、１ビットデータに変換される。
【００５８】
露光用画像データは、画像メモリ２１０に一旦格納され、所定タイミングで露光装置制御部２１１により読み出される。
【００５９】
露光装置制御部２１１では、色の重ね合わせを判断し、露光信号にて信号を変換せずに発光素子を発光させるか、補正テーブルにて発光素子を発光させる信号を変換するかを決定して、露光装置１３（−１〜−４）に信号をおくる。
【００６０】
上述した画像形成部１０で用いる露光装置１３（−１〜−４）は、それぞれ、ＬＥＤプリントヘッドのような複数の発光素子が一列または複数列に配列されたライン状の発光素子２１２を有する。露光装置１３（−１〜−４）は、発光素子２１２とドライバＩＣが実装された配線基板と、ロッドレンズアレイによりなる。ロッドレンズアレイは、屈折率分布型ファイバがアレイ状に配置固体化されたレンズであり、その結像特性は１対１に結像される正立実像である。このドライバＩＣは露光制御部２１１が出力する信号を受けて、それに応じた電力を発光素子２１２に供給する。
【００６１】
ＬＥＤプリントヘッドは、発光素子２１２と共に、後述する補正テーブルを１ユニットとして構成してもよい。
【００６２】
ＬＥＤプリントヘッドは、画像印字幅を満たすように、複数の発光素子２１２が配線基板上に、例えばダイボンド実装されている。個々の発光素子は、ドライバＩＣの駆動素子と金属ワイヤなどにより電気的に接続され、画像出力信号に応じて、任意の位置の発光素子が点灯（オン）／消灯（オフ）される。
【００６３】
それぞれの発光素子から出力された光は、ロッドレンズアレイにより、感光体ドラム１０の感光層に結像される。
【００６４】
ＬＥＤプリントヘッドは、独立した多数の発光素子で構成されているため、ＬＥＤアレイ方式に固有の各発光素子間での発光量のバラツキが問題となる。各素子は、±１０ｎｍの精度で出力光の波長が調整されている。また、光量補正技術により、±１％以内に発光量のバラツキが抑えられている。
【００６５】
しかしながら、ＩＯＩ方式では、既に感光体ドラム１０の感光層に形成されたトナー像（トナー）の上から次の画像が露光される。このため、既に形成されているトナーの上から次の画像を露光することを考慮していない通常のＬＥＤプリントヘッドを用いる場合、特に、露光光の波長の近傍の波長に対して分光透過率が急峻に変化する色のトナーが組み合わせられることで、ＬＥＤアレイの個々の露光素子の露光波長の許容波長内の光が照射されたとしても、感光体ドラム１０の感光層に形成される潜像に大きな影響が生じる。
【００６６】
図３の各トナーの分光透過率で、例えば、シアントナーは７８０ｎｍの光は４０％透過するのに対し、８００ｎｍの光は５０％以上透過する。仕様範囲内の波長のバラツキで、同じ露光量でも、感光体の感光層に到達する光量には約２割の差が出ることになり、現像後のトナー層の厚みに影響し、筋状の印刷濃淡バラツキを生じさせる。
【００６７】
そこで、本実施の形態では、ＬＥＤプリントヘッドをＩＯＩ方式に適用させるため、ＬＥＤプリントヘッドで２値以上の光量補正値を出力することができる露光装置を用い、光量補正値の一方は、感光体上にトナー層がまったくない場合に均一に露光するための値であり、他方は、感光体上にトナー層がある場合にトナー層を感光層にトナー層を通過して感光体に到達する光量が均一になるよう、露光量を調整した光量補正値が格納された補正テーブル（記憶手段）をもつものとする。
【００６８】
次に、トナー層を通過して感光体に到達する光量が均一になるように調整する方法について説明する。
【００６９】
調整の際には、露光装置と図示しない光量計の間にトナー層と分光的に同色のフィルタを挟み、フィルタを通過する光量が一定になるように、露光量を調整する。なお、トナー層と分光的に同色のフィルタは、ＬＥＤアレイの個々の発光素子からの光の波長の仕様範囲内で光を均一に透過し、透過性に優れたいわゆる透明の基板にトナーを均一に薄く塗布することで、容易に作製できる。
【００７０】
例えば、シアントナー層の上から露光するＬＥＤアレイの個々の発光素子の出力を調整すると仮定する。透明の基板に、例えばシアントナーを均一に薄く塗布したフィルタ１３Ｆを用意し、フィルタ１３Ｆを通過する光量を、光量計を用いて測定する。このとき、光量が一定になるように、各露光素子に供給する電流を制御した値を、シアントナーの上から露光する際の光量補正値とする。
【００７１】
図５は、実際に露光する際のフローチャートである。
【００７２】
図５に示す例では、ステップＳ１で受信した画像出力信号から「Ｃ」と「Ｂｋ」とが重なるか否かを判断し（Ｓ２）、図６を用いて以下に説明する方法により、トナー相互の重なりがあることが検知された場合（Ｓ２−Ｙｅｓ）、補正テーブルを参照して、各ＬＥＤの発光素子に供給される駆動電流（オン信号に対応して供給される電流値）が補正される（Ｓ３）。
【００７３】
以下、補正により特定された電流値で、ＬＥＤアレイの個々の発光素子がオン／オフされ、画像が露光される（Ｓ４）。なお、ステップＳ２において、トナー層の重なりがないことが検知された場合（Ｓ２−Ｎｏ）、ステップＳ１で受信した画像出力信号に従って、ＬＥＤアレイの個々の発光素子には通常の電流値が供給される（Ｓ４）。
【００７４】
すなわち、図５に示す実施の形態においては、入力された画像出力信号に従ってＬＥＤアレイの個々の発光素子がオンされる際には、オン（点灯）の際には、電流値を補正するか否かを判断し、選択された電流値により画像が露光される。
【００７５】
図６は、シアン（Ｃ）と黒（Ｂｋ）の色の重なりを判断し、黒の露光装置で露光する際の信号変換を示している。
【００７６】
シアンと黒の重なりは、シアンと黒の信号が「０」か「０でないか」に従い、「０」の場合には、感光体ドラム１０の感光層上にトナー層がないと判断し、通常の電流値で画像が露光される。それ以外の値、すなわち感光体ドラム１０の感光層上に既にシアントナー層がある部分を露光する際は、フィルタで調整した光量補正値に対応する露光強度を達成可能な電流値により画像が露光される。すなわち、２値の状態で「０」をオフ、「１」をオンとし、「１（オン）」の時に画素が形成されることとし、「Ｃ」と「Ｂｋ」のそれぞれが「１」となる場合に、「画像が重なりあう」と判断する。
【００７７】
図６の「０１」の行には、シアンと黒の「画像が重なり合わない」ときの、つまり通常出力される電流値が設定されている。図６の「１１」の行は、補正テーブル２１３に記述されている値で、通常出力される電流値ではなく、「画像が重なり合う」ときに出力される、あらかじめ発光素子ごとにフィルタで調整された電流値が設定される。
【００７８】
例えば、１番目の発光素子の信号であれば、シアンと重ならない部分を露光するときは通常通り「０ｘ８０」の電流値で、シアンと重なる部分を露光するときは補正テーブル２１３から読み込まれた「０ｘ８８」の電流値を使用して露光するように、信号を変換する。変換された信号で素子を発光させ、露光することにより、トナー層を通過して感光体に到達する光量が均一になり、筋状の印刷濃淡バラツキを防ぐことができる。
【００７９】
図７は、図５および図６に示した実施形態とは異なる別の実施形態を示している。
【００８０】
図５および図６に示した実施形態では、露光強度を、ＬＥＤの個々の発光素子に供給する電流値の大きさにより制御したが、トナー層のあるなしで、個々の露光素子が露光光を発光する時間（露光時間）を変化させることによっても同様の結果が得られる。
【００８１】
各発光素子に供給する電流は、通常は、光量を均一にするよう制御されていて、補正後の光量の不均一が±１％以下である。
【００８２】
感光体ドラム１０の感光層上に、既にトナー層がある際には、露光時間を調整するテーブルで、対応する発光素子を点灯（オン）する時間を変化させる。露光時間を調整するテーブルは、ＬＥＤアレイと感光体ドラム１０の感光層との間に、トナーと分光的に同色のフィルタをはさみ、光量計で測定した光量から、露光時間を計算する。
【００８３】
ここで、    
露光量＝露光時間×露光強度・・・（１）    
である。
【００８４】
詳細には、ステップＳ１１で受信した画像出力信号から「Ｃ」と「Ｂｋ」とが重なるか否かを判断し（Ｓ１２）、図６により前に説明したと同様のトナーの重なりの検出方法により、トナー相互の重なりがあることが検知された場合（Ｓ１２−Ｙｅｓ）、トナー層の重なりがある際の光量補正値が選択されて、個々の発光素子に駆動電流が供給される時間が補正される（Ｓ１３）。ステップＳ１２において、トナー相互の重なりがないことが検知された場合（Ｓ１２−Ｎｏ）、（トナー層の重なりがない場合の）通常の光量補正値が選択されて、個々の発光素子に、所定の時間、駆動電流が供給される（Ｓ１４）。
【００８５】
以下、補正により特定された露光時間もしくは通常の露光時間で、ＬＥＤアレイの個々の発光素子がオン／オフされ、画像が露光される（Ｓ１５）。
【００８６】
すなわち、図７に示す実施の形態においては、シアン（Ｃ）と黒（Ｂｋ）との重なりの有無がシアンと黒の信号が「０」か「０でないか」に基づいて判断され、「０」の場合には、感光体ドラム１０の感光層上にトナー層がないと判断されて、通常の露光時間で画像が露光される。それ以外の値、すなわち感光体ドラム１０の感光層上に既にシアントナー層がある部分を露光する際は、フィルタで調整した光量補正値に対応する露光強度を達成可能な露光時間が選択されて、画像が露光される。
【００８７】
図８は、図５および図７により説明した色の重ねあわせの有無と露光装置に供給される画像出力信号との関係を、全ての色の組み合わせに適用する例を示す。
【００８８】
例えば、ステップＳ２１で受信した画像出力信号から、図９により以下に説明する方法により、任意の色の重なりすなわち「色の組み合わせ」を特定し（Ｓ２２）、特定されたトナーの重なりすなわち「色の組み合わせ」に対応する露光量（変換された結果）を補正テーブルから読み込み（Ｓ２３）、その結果を画像メモリ２１０に書き込む（Ｓ２４）。
【００８９】
なお、露光量は、露光時間または発光強度のいづれかもしくはその両方が制御されて、設定される。
【００９０】
図９は、図８に示した「色の組み合わせ」から露光量を特定する方法で、例えば黒（Ｂｋ）の一例を示す。
【００９１】
図９に示す、露光量を特定する方法においては、予め記憶されている露光時間あるいは露光強度が、画像出力信号として供給される露光信号の「色の重なり」の有無に基づいて、補正される。この場合、色毎に露光時間あるいは露光強度が設定される。なお、補正された露光時間あるいは露光強度は、図１０を用いて以下に説明するコントローラの組み合わせ判定部において特定された「色の重なり」に基づいて、補正テーブルから選択される補正値により、データ変換部で変換される。
【００９２】
図１０は、図８および図９に説明した「色の組み合わせ」から露光量を特定するために利用されるコントローラと画像形成装置の一例を示す。
【００９３】
図１０に示されるコントローラは、画像出力信号が入力される画像入力部２００、画像形成装置（特に現像装置１４（−１〜−４）に固有の出力特性に基づいて各色の色信号の「γ特性」が補正され、色再現性に応じた色修正や各種フィルタ処理、および２値化処理等を経て、各色、１ビットデータに変換される画像処理部２０１、入力された画像出力信号に基づいて「色の重なり」を判定する組み合わせ判定部３０１、組み合わせ判定部３０１により特定された「色の重なり」に基づいて、最終的に出力すべき補正された画像信号である露光用画像データを出力するデータ変換部３０２を有する。データ変換部３０２には、補正テーブル３０３を参照して得られた補正データが供給される。
【００９４】
コントローラにおいては、予め用意されているＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ４色の色の重なりに応じた色重ねパターンを基に、任意の色の重なりの状態に対応して最適な露光量となるよう、露光強度に関するデータが与えられた露光用画像データが形成される。
【００９５】
また、露光用画像データは、トナーの色の違いに基づく、図３に示したような光透過率に対応する情報を含む。従って、露光装置１３（−１〜−４）の露光量は、トナー相互の重なり合いに起因して光量補正される。
【００９６】
このようなコントローラにおいて、画像入力部２００に入力される画像データは、例えば各色８ビットのレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）もしくはプリンタでの色再現に用いられるシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）データである。
【００９７】
入力された画像データは、画像処理部２０１により、画像形成装置（特に現像装置１４（−１〜−４）に固有の出力特性に基づいて各色の色信号の「γ特性」が補正され、色再現性に応じた色修正や各種フィルタ処理、および２値化処理等を経て、各色、１ビットデータに変換され、組み合わせ判定部３０１により「色の重なり」が判定される。なお、組み合わせ判定部３０１では、図９に示したような予め用意されているＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ４色の色の重なりに応じた色重ねパターンを基に、任意の色の重なりの状態に対応して最適な露光量となるよう、露光強度に関するデータが与えられた露光用画像データが形成される。この場合、個々の色の重なり合いは、任意の色の信号が「０」か「０でないか」に従い、「０」の場合には、感光体ドラム１０の感光層上にトナー層がないと判断される。それ以外の値、すなわち、２値の状態で「０」をオフ「１」をオンとし、「１（オン）」の信号が２つ以上存在する画素においては、「画像が重なりあう」と判断する。
【００９８】
また、露光用画像データは、トナーの色の違いに基づく、図３に示したような光透過率に対応する情報を含む。従って、露光装置１３（−１〜−４）の露光量は、トナー相互の重なり合いに起因して光量補正される。
【００９９】
組み合わせ判定部３０１から出力された露光用画像データは、データ変換部３０２で、入力されたパターンに応じて露光量が４ビットで指定される。この４ビットのデータは、２値の状態で「０」をオフ、「１」をオンとし、「１（オン）」の時に画素が形成されることとする．また、４ビットのデータ表示において、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋの順で個々の色の画像の有無を示すものとする。なお、データ変換部３０２で、４ビットで指定される露光強度（または露光時間）は、補正テーブル３０３で設定される補正量に変換される。
【０１００】
データ変換部３０２で補正された露光用画像データは、画像メモリ３１０に、一旦格納され、所定タイミングで露光装置制御部３１１により読み出される。
【０１０１】
露光装置制御部３１１では、画像メモリ３１０により展開された露光用データに基づいて、露光装置１３（−１〜−４）の各発光素子を選択的にオンさせる画像信号を生成し、露光装置１３（−１〜−４）に供給する。
【０１０２】
以上説明したさまざまな本発明の実施の形態は、その趣旨を変えない範囲で、その変更が可能であって、露光装置やカラー画像形成装置の構造等に限定されない。例えば、露光装置は、ＬＥＤアレイである必要はなく、独立に動作される複数の露光素子を含むものであればよい。また、複数のレーザビームの強度を、露光用画像信号で強度変調して用いる場合も、個々の露光位置に案内されるレーザビームの強度が変更可能である場合に、適用可能である。もちろん、カラー画像形成装置についても、液体トナーを使用する装置に限らず、トナー層上から露光する必要のある装置すべてを含む。
【０１０３】
また、前述したように、露光量は露光時間と露光強度により演算されるので、この関係を満たすのならば、変換する値は、露光時間でも露光強度でもよい。
【０１０４】
さらに、任意の２色のトナーの重なりで記述した露光装置あるいはカラー画像形成装置についても、すべての重なりを判断して出力する２値以上の露光強度補正値あるいは露光時間補正テーブルを具備する装置としても使用できる。
【０１０５】
なお、各実施の形態は、可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合は、組み合わせによる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明が適用されるカラー画像形成装置の一例を示す概略図。
【図２】本発明で使用する感光体ドラムの感光層の分光感度の一例を示す概略図。
【図３】本発明で使用するトナーの分光透過率の一例を示す概略図。
【図４】図１に示した画像形成装置の一例を示す概略図。
【図５】図４に示した画像形成装置のコントローラによる動作の一例を示す概略図。
【図６】図４に示した画像形成装置のコントローラによる「Ｃ」と「Ｂｋ」の重なりを判定する方法の一例を説明する概略図。
【図７】図５に示した画像形成装置のコントローラによる動作の別の一例を示す概略図。
【図８】図５に示した画像形成装置のコントローラによる動作のさらに別の一例を示す概略図。
【図９】図８に示した任意の色の重なりを判定する方法の一例を説明する概略図。
【図１０】図８および図９に示した任意の色の重なりを判定する画像形成装置の一例を示す概略図。
【符号の説明】
【０１０７】
１…画像形成部、１０…感光体ドラム、１１Ｙ（−１），１１Ｍ（−２），１１Ｃ（−３），１１Ｂｋ（−４）…画像形成ユニット、１２Ｙ（−１），１２Ｍ（−２），１２Ｃ（−３），１２Ｂｋ（−４）…帯電装置、１３Ｙ（−１），１３Ｍ（−２），１３Ｃ（−３），１３Ｂｋ（−４）…露光装置、１３Ｆ…フィルタ、１４Ｙ（−１），１４Ｍ（−２），１４Ｃ（−３），１４Ｂｋ（−４）…現像装置、１５…接触絞り装置、１６…乾燥装置、１７…転写装置、１８…感光体クリーナ、２０…画像処理ユニット、２００…画像入力部、２０１…画像処理部、２１０…画像メモリ、２１１…露光装置制御部、２１２…発光素子、２１３…補正テーブル、３０１…組み合わせ判定部、３０２…データ変換部、３０３…補正テーブル、３１０…画像メモリ、３１１…露光装置制御部。
【図１】
2006098802.tif 000003
【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】
2006098802.tif 000009
【図８】
2006098802.tif 000010
【図９】
2006098802.tif 000011
【図１０】
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