(57)【要約】【課題】複数の色トナーで黒を再現する場合に、各色トナーを大量に消費することなく、装置内の浮遊トナーも少なく、また記録紙転写時の尾引きの可能性の低いカラー画像形成方法を提供する。【解決手段】黒トナーから黒色を再現する第１のモードと、複数の色トナーから黒色を再現する第２のモードとを選択的に実行するカラー画像形成方法において、第２のモードでは、各色トナーの像担持体１１の表面に、トナーが吸着される潜在画像を形成するために照射する照射量を、第１のモードより小さくしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒トナーから黒色を再現する第１のモードと、複数の色トナーから黒色を再現する第２のモードとを選択的に実行するカラー画像形成方法において、
第２のモードでは、各色トナーの像担持体の表面に、トナーが吸着される潜在画像を形成するために照射する照射量を、第１のモードより小さくすることを特徴とするカラー画像形成方法。
【請求項２】
像担持体の表面を均一に帯電させ、その像担持体の表面を部分的に露光して帯電電荷を除去した潜在画像を形成する現像手段を、黒トナーおよび複数の色トナーごとに備え、該各現像手段に所定の電圧を与えて、上記像担持体の表面と同極性に帯電させたトナーを供給して、上記潜在画像の領域に吸着させて現像し、その後、現像したトナー画像を、記録媒体に転写し定着させるカラー画像形成装置において、
黒トナーから黒色を再現する第１のモードと、複数の色トナーから黒色を再現する第２のモードとを選択操作する選択手段と、
各像担持体の表面を露光させるための光を、所望の照射量で照射する照射手段と、
第２モードでは、上記照射量を第１のモードよりも小さくする制御手段とを備えているカラー画像形成装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記照射手段は、上記光を照射する発光素子を備えており、
該発光素子の駆動パルスの幅を上記照射量に応じて設定することを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の色トナーから黒色を再現することを可能としたカラー画像形成方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、黒トナーおよび複数の色トナーを用いて電子写真印刷を行う画像形成装置では、黒トナーの節約を考慮して、黒トナーから黒色を再現する方法に加え、複数の色トナーから黒色を再現する方法を実行可能としたカラー画像形成装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、この種の画像形成装置として、黒トナーの残量が一定以下になったとき、黒プレーンのイメージデータを、シアンプレーン、マゼンダプレーン、イエロープレーンに画像変換して、シアン、マゼンダ、イエローで黒を形成する装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１０６４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このように複数の色トナーで黒を形成する場合、１画素に複数色の多くのトナーが付くため、各色のトナー消費量が増えるばかりでなく、装置内に浮遊トナーが多く発生し装置内を汚し、かつ記録紙に転写して定着器を通すと尾引き（コメット・テイル）が生じる可能性もある。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決すべく提案されたもので、複数の色トナーで黒を再現する場合に、各色トナーを大量に消費することなく、装置内の浮遊トナーも低減でき、また記録紙転写時の尾引きの可能性の低いカラー画像形成方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のカラー画像形成方法は、黒トナーから黒色を再現する第１のモードと、複数の色トナーから黒色を再現する第２のモードとを選択的に実行するカラー画像形成方法において、第２のモードでは、各色トナーの像担持体の表面に、トナーが吸着される潜在画像を形成するために照射する照射量を、第１のモードより小さくしている。
【０００７】
請求項２に記載のカラー画像形成装置は、像担持体の表面を均一に帯電させ、その像担持体の表面を部分的に露光して帯電電荷を除去した潜在画像を形成する現像手段を、黒トナーおよび複数の色トナーごとに備え、該各現像手段に所定の電圧を与えて、像担持体の表面と同極性に帯電させたトナーを供給して、潜在画像の領域に吸着させて現像し、その後、現像したトナー画像を、記録媒体に転写し定着させるカラー画像形成装置において、黒トナーから黒色を再現する第１のモードと、複数の色トナーから黒色を再現する第２のモードとを選択操作する選択手段と、各像担持体の表面を露光させるための光を、所望の照射量で照射する照射手段と、第２モードでは、照射量を第１のモードよりも小さくする制御手段とを備えている。
【０００８】
請求項３に記載の画像形成装置は、照射手段が光を照射する発光素子を備えており、発光素子の駆動パルスの幅を照射量に応じて設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明方法および装置によれば、第２のモードが選択された場合には、各色の照射量を第１のモードよりも小さくしているため、シアン、マゼンダ、イエローの各色トナーを大量に消費することなく、浮遊トナーおよび尾引きの発生をおさえることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面とともに説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一例である電子写真印刷を行うカラー画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１２】
この画像処理装置Ｆは、ファクシミリ機能とコピー機能とを備えたいわゆる複合機として構成したもので、制御手段１、ＮＣＵ（網制御回路）２ａ、ＭＯＤＥＭ２ｂ、スキャナ３、表示部４、操作部５、ＲＯＭ６、ＳＲＡＭ７、画像メモリ８、メモリコントローラ８ａ、ＣＯＤＥＣ９、プリント用画像処理回路１０、ページメモリ１９、照射手段１３、後述するプリンタ機構Ａを制御するプリンタ機構制御部１８を備えている。
【００１３】
制御手段１はＭＰＵなどよりなり、同装置Ｆを構成する各部を制御する機能を有する。ＮＣＵ２ａは、電話回線網（ＰＳＴＮ）との接続を制御するとともに、相手先の電話、ＦＡＸ番号に対応したダイヤル信号を送出する機能および着信を検出するための機能を備えている。ＭＯＤＥＭ２ｂは、ＩＴＵ（国際電気通信連合）−Ｔ勧告Ｔ．３０に従ったファクシミリ伝送制御手順に基づいて、Ｖ．１７、Ｖ．２７ｔｅｒ、Ｖ．２９等に従った送信データの変調及び受信データの復調を行う。あるいは、これらに加えてＶ．３４に従った送信データの変調及び受信データの復調を行う。
【００１４】
スキャナ３は、ＦＡＸ送信するときに原稿の画像データを読み取る。表示部４は、装置からオペレータへの種々の情報を表示する。操作部５は、テンキー、ＦＡＸキー、ＣＯＰＹキー、スタートキー、ワンタッチキー等の操作キースイッチと、後述する第１、第２のモードを選択操作するための選択手段５ａとを有する。
【００１５】
ＲＯＭ６は、同装置Ｆを制御するためのプログラムを記憶する。ＳＲＡＭ７は、データ等を一時的に記憶する。画像メモリ８は、メモリコントローラ８ａにより入出力制御され、受信画像データやスキャナ３で読み取った画像データを一時的に記憶する。ＣＯＤＥＣ９は、読み取ったカラー画像データを送信するため、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）により符号化し、受信したカラー画像データを復号する。また、白黒２値の画像データの符号化、復号のために、ＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲ、ＪＢＩＧ方式のＣＯＤＥＣを備えてもよい。
【００１６】
プリント用画像処理回路１０は、ページメモリ１９に格納された印字すべき画像データを読み出し、画像処理を施して、照射手段１３に印字データ、クロック信号、ストローブ信号等を供給して、照射手段１３を駆動制御する。この照射手段１３は、カラー画像を再現するための黒、シアン、マゼンダ、イエロー各色に対応したＬＥＤプリントヘッド１３ａ（＃１）〜１３ａ（＃４）を備えている。この照射手段１３については、図２で詳述する。
【００１７】
図２は、黒（Ｋ）トナー、色トナー（マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ））ごとに、図１に示した構成のＬＥＤプリントヘッド１３ａ（＃１）〜１３ａ（＃４）を用意したカラー画像形成装置のプリンタ機構制御部１８によって制御されるプリンタ機構Ａの概略構成図である。
【００１８】
このカラー画像形成装置Ｆは、上記各色のそれぞれについて、感光ドラム１１ａ（図４参照）を有した像担持体１１と、この感光ドラム１１ａの回転方向に沿って、コロナチャージャ１２ａ（図４参照）を有した帯電手段１２と、ＬＥＤプリントヘッド１３ａを有した照射手段１３と、現像ローラ１４ａ（図４参照）を有した現像手段１４とを備え、更に転写手段１５と、クリーナを有した清掃手段１６とを配置した基本構成を有している。なお、照射手段１３は、ＬＥＤプリントヘッド１３ａに代えて、レーザープリントヘッドを有していてもよい。
【００１９】
プリンタ機構制御部１８は、これらのプリンタ機構Ａを制御して、感光ドラム１１ａを帯電手段１２によって均一に帯電させる帯電工程と、その感光ドラム１１ａをＬＥＤプリントヘッド１３ａによって部分的に露光して帯電電荷を除去した電気的潜在画像を形成する露光工程と、所定の電圧を与えた現像ローラ１４ａから、感光ドラム１１ａと同極性に帯電させたトナーを供給し、電気的潜在画像の領域に吸着させてトナー画像を形成現像する現像工程と、トナー画像を１次転写ベルト１５ａに転写する転写工程と、転写後、感光ドラム１１ａに残留したトナーを清掃する清掃工程を連続的に実行する。
【００２０】
同装置Ｆは、いわゆるタンデム型のもので、転写手段１５として、感光ドラム１１ａ（＃１）〜１１ａ（＃４）に形成されたそれぞれのトナー画像が１つの画像として重ね合わせて転写される共通の１次転写ベルト１５ａ、複数の１次転写ローラ１５ｂ（＃１）〜１５ｂ（＃４）、ゴム素材等で形成された２次転写ベルト１５ｃ、２次転写ベルト１５ｃの表面を１次転写ベルト１５ａに接触または隣接させるために、２次転写ベルト１５ｃの背面を押圧する２次転写ローラ１５ｄ、記録紙転写ローラ１５ｅと、２次転写ベルト１５ｃに残存した残存トナーなどの付着物を清掃するクリーナ１５ｆを備えている。また、ハロゲンランプ等のヒータ２１ｂを内蔵したヒートローラ２１ａやニップローラ２１ｃは、記録紙Ｐに転写されたカラートナー画像を加熱定着させる定着手段２１を構成している。
【００２１】
ついで、同カラー画像形成装置Ｆの電子写真印刷機能を説明する。
【００２２】
まず、プリント画像データがプリント用画像処理回路１０によって、黒、マゼンタ、シアン、イエローのそれぞれの単色プリント画像データに分解される。そして、プリント用画像処理回路１０が各ＬＥＤプリントヘッド１３ａ（＃１）〜１３ａ（＃４）を駆動制御して、対応した黒または色トナー画像を形成し、それらの黒または色トナー画像が、１次転写ベルト１５ａに転写される際に、１つのカラートナー画像として重ね合わせられる。このカラートナー画像は、１次転写ベルト１５ａへの転写と同様の仕組みで、２次転写ベルト１５ｃに転写され、更に、記録紙Ｐに転写される。このようにしてカラートナー画像が転写された記録紙Ｐは、定着手段２１に搬送され、そこでカラートナー画像が加熱定着される。
【００２３】
なお、このカラー画像形成装置Ｆは、タンデム型であるが、本発明は、４サイクル型にも適用できる。
【００２４】
本発明は、黒トナーから黒色を再現する第１のモードと、複数の色トナーから黒色を再現する第２のモードとを実行可能としており、選択手段５ａによって選択された第２のモードでの実行時には、制御手段１が、第１のモードよりも照射量を小さくするように、プリント用画像処理回路１０を制御して、各照射手段１３（ＬＥＤプリントヘッド１３ａ（＃２）〜１３ａ（＃４））を駆動させている。
【００２５】
以下には、第１、第２のモード実行時の基本動作を、図２および図３に示したタイムチャートを参照しながら説明する。
【００２６】
照射手段１３を構成するＬＥＤプリントヘッド１３ａは、予め用意されたプリント用画像データに基づいて、プリント用画像処理回路１０によって駆動制御され、感光ドラム１１ａの回転に同期して、プリント用画像データのライン毎にパターンを感光ドラム１１ａに照射する。感光ドラム１１ａの感光体膜は露光している間は導電性になるため、露光した部分の帯電電荷が、感光ドラム１１ａの内部に逃げることによりほぼ０電位となり、その部分に見かけ上、逆極性、つまりプラス極性の電気的潜在画像が形成される。なお、電気的潜在画像はプリント用画像の逆像になっている。
【００２７】
このＬＥＤプリントヘッド１３は、多数のＬＥＤ（発光素子）をライン状に配置したＬＥＤアレイブロック（不図示）を複数設けてなり、これらがプリント用画像処理回路１０によって時分割駆動されて、ＬＥＤが発光することによって、感光ドラム１１ａに静電潜在画像が形成される。例えば、４ブロックに分け、４分割して発光するようにしている。
【００２８】
プリント用画像処理回路１０は、ページメモリ１９に格納された印字すべき画像データを読み出し、画像処理を施し、ＬＥＤプリントヘッド１３ａに対し印字データ、クロック信号等を供給する。このストローブ信号は、プリント用画像処理回路１０が備えるストローブ信号発生回路（不図示）より出力される４分割信号で、この信号によってＬＥＤプリントヘッド１３ａが時分割駆動される。
【００２９】
図２（ａ）、（ｂ）は、第１、第２のモードに対応したタイムチャートである。
【００３０】
図２中、ＨＳＹＮＣはＬＥＤアレイの１ラインに対応して生成される１ライン同期信号を示し、１周期が１ライン走査期間に対応する。この１ライン走査期間に対応して画像データ用クロックＤＡＴＡ−Ｃｌｋおよび画像データＶｉｄｅｏ−Ｄａｔａが、シフトレジスタ（不図示）に入力される。画像データ用クロックＤＡＴＡ−Ｃｌｋおよび画像データＶｉｄｅｏ−Ｄａｔａは同期しており、画像データＶｉｄｅｏ−Ｄａｔａは、時分割された４つのストローブ信号ＳＴＲ−１、ＳＴＲ−２、ＳＴＲ−３、ＳＴＲ−４（以下、ＳＴＲと略す）に対応した画像データを含んでいる。
【００３１】
ついで、動作について説明する。
【００３２】
制御手段１は、選択手段５ａによって選択された第１のモードを実行する場合には、図２（ａ）に示すように、黒トナーのＬＥＤプリントヘッド１３ａ（＃１）に対し時分割したストローブ信号ＳＴＲを通常のパルス幅で順次連続的に出力させる一方、第２のモードを実行する場合には、複数の色トナー（シアン、マゼンダ、イエロー）についてのＬＥＤプリントヘッド１３ａ（＃２）〜１３ａ（＃４）を駆動させて、各色トナーの時分割したストローブ信号ＳＴＲのパルス幅が第１のモードのパルス幅よりも小さくするようにプリント用画像処理回路１０を制御する。
【００３３】
複数の色トナーによる黒色の再現は、ページメモリ１９に格納されている黒プレーンのイメージデータを、シアンプレーン、マゼンダプレーン、イエロープレーンに画像変換することによって行われ、その際に、各色のストローブ信号ＳＴＲの駆動パルス幅が小さくなるように制御される。
【００３４】
なお、図２（ａ）は黒色を黒トナーで再現する第１のモードについて示したものであるが、カラー画像を再現する場合のシアン、マゼンダ、イエローの各色トナーの照射についても、ＬＥＤプリントヘッド１３ａ（＃２）〜１３ａ（＃４）は、図２（ａ）と同様の通常のパルス幅のストローブ信号ＳＴＲでもって駆動される。
【００３５】
以上のように、第２のモードが選択された場合には、各色のストローブ信号ＳＴＲのパルス幅が小さくなるため、ＬＥＤプリントヘッド１３ａ（＃２）〜１３ａ（＃４）による照射量を少なくでき、シアン、マゼンダ、イエローの各色トナーを大量に消費することなく、浮遊トナーおよび尾引きの発生をおさえることができる。なお、照射量の減少により画質の低下が懸念されるが、画質低下に影響のない程度の照射量に合わせてパルス幅を設定すれば、画質低下のおそれはほとんどない。
【００３６】
また、上述するように、照射手段１３はＬＥＤプリントヘッド１３ａに代えてレーザープリントヘッドでもよく、その場合には、各ドットの変調幅を小さくすることで照射量を小さくすることができる。
【００３７】
ついで、プリンタ機構Ａの各部について、図４を用いて詳細に説明する。図４は、図２に示した装置Ｆの各手段を詳細に示した図であるが、各色（黒、シアン、マゼンダ、イエロー）については同一の構造であるため、１色のみについて図示している。
【００３８】
感光ドラム１１ａは、導電性を有した回転部材の周面に感光体膜を形成したもので、駆動手段（不図示）によって回転駆動される。感光体膜の素材は、感光ドラム１１ａの帯電極性に応じて選択される。感光体膜は例えばＯＰＣ（有機光導電体）で形成される。
【００３９】
帯電手段１２を構成するコロナチャージャ１２ａは、感光ドラム１１ａの周面を横断する方向に張られた、例えばタングステンを表面処理した放電ワイヤ１２ｂと、その放電ワイヤ１２ｂと感光ドラム１１ａとの間を遮るように配置したグリッド１２ｃとで構成され、帯電用電源手段１７ａに接続されている。放電ワイヤ１２ｂは、マイナス極性の高電圧が加えられるとコロナ放電を発生させ、電子や、放電ワイヤ１２ｂの周囲でマイナスイオン化した空気分子によって、感光ドラム１１ａをマイナス極性に一様に帯電させる。この帯電で生じる電位は、帯電バイアスと呼ばれる。なお、この帯電バイアスは、コロナチャージャ１２ａのグリッド１２ｃに与えた電圧によって制御される。
【００４０】
現像手段１４を構成する現像ローラ１４ａは、駆動手段（不図示）によって回転駆動され、感光ドラム１１ａまでトナーを輸送する。現像は、現像ローラ１４ａによって輸送されてきたトナーを、静電力によって、電気的潜在画像に吸着させ、トナー画像を形成することでなされる。
【００４１】
ここで現像方式について簡単に説明すると、乾式現像法と湿式現像法に大別され、乾式現像法は、更に二成分現像方式と一成分現像方式とに分けられる。二成分現像方式では、トナーと、トナーを帯電させるためのキャリアと呼ばれる磁性粒子が混合された現像剤とを用い、それらの摩擦によってトナーを帯電させる。
【００４２】
一方、一成分方式では、現像剤を用いずに直接的にトナーを帯電させる。これらの方式は、例えば二成分方式は高速性に優れ、一成分方式は低コストというように一長一短があり、画像形成装置の用途によって使い分けられる。しかし、いずれの場合でも、トナーは、現像ローラ１４ａと同極性に帯電させることにより、見かけ上逆極性の電気的潜在画像のみに吸着させる必要がある。
【００４３】
現像ローラ１４ａは、感光ドラム１１ａに形成された電気的潜在画像のみにトナーを吸着させるための現像バイアスとして、現像用電源手段１７ｂから所定の直流電圧が与えられる。
【００４４】
転写手段１５を構成する１次転写ベルト１５ａは、ゴム素材等で形成されており、その裏面側に配設された１次転写ローラ１５ｂには、１次転写用バイアスとして、１次転写用電源手段１７ｃから所定の直流電圧が加えられ、感光ローラ１１ａに形成されたトナー画像は、静電力によって１次転写ベルト１５ａに転写される。
【００４５】
清掃手段１６を構成するクリーナ１６ａは、弾性を有したヘラ状部材で構成され、その弾性力によって感光ドラム１１ａに当接している。転写後、感光ドラム１１ａに残留したトナーは、クリーナ１６ａによって剥ぎ落とされる。このクリーナ１６ａは、感光ドラム１１ａを除電するために導電性を有することが望ましい。なお、１６ｂは、廃トナーを図示しない廃トナーボトルに搬送するためのスクリューローラである。
【００４６】
なお、上記の帯電用電源手段１７ａ、現像用電源手段１７ｂ、１次転写用電源手段１７ｃは、制御手段１９によって制御される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一例であるカラー画像形成装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】同装置のプリンタ機構を説明するための図である。
【図３】（ａ）は同装置による第１モードのタイムチャート、（ｂ）は第２のモードのタイムチャートである。
【図４】同装置のプリンタ機構の詳細を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４８】
１      制御手段
５ａ      選択手段
１１      像担持体
１１ａ      感光ドラム
１２      帯電手段
１３      照射手段
１３ａ      ＬＥＤプリントヘッド
１３ａ（＃１）      ＬＥＤプリントヘッド（黒）
１３ａ（＃２）      ＬＥＤプリントヘッド（シアン）
１３ａ（＃３）      ＬＥＤプリントヘッド（マゼンダ）
１３ａ（＃４）      ＬＥＤプリントヘッド（イエロー）
１４      現像手段
１５      転写手段
【図１】
2008216684.tif 000003
【図２】
2008216684.tif 000004
【図３】
2008216684.tif 000005
【図４】
2008216684.tif 000006