JP2002055500A

JP2002055500A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002055500A
Application number: JP2000244476A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2002-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】濃、淡トナーを用いて色再現範囲を拡大し、
鮮鋭度と画質の安定性を確保した画像形成装置を提供す
る。【解決手段】像形成体に対し、帯電、像露光、第１の
反転現像、第２の反転現像を行う画像形成装置におい
て、高濃度部に対応して高解像度の潜像を形成し、低濃
度部に対応して低解像度の潜像を形成し、濃、淡トナー
による現像を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法により
トナーを用いて画像形成を行う画像形成装置に係わり、
特に同色について淡色のトナーと濃色のトナーとの２種
類のトナーを用いて現像し、画像形成を行う画像形成装
置及びカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法を用いた画像形成装置にあっ
ては、帯電手段によって像形成体上に一様帯電がなされ
たのち像露光がなされて潜像が形成される。潜像部分は
続く現像手段によって反転現像が行われ、トナー像が形
成される。デジタル方式の画像形成装置にあっては、像
露光は例えばパルス幅変調されたドットによって像露光
が行われ、ドット部分にトナーが付着する反転現像が行
われる。ドット部分に付着するトナー量は、像形成体上
のドット部分の面積や電位の状態とこれに対しての現像
バイアスやトナーの有する電荷の状態等によって定ま
る。

【０００３】像形成体上に像露光手段によって記録され
る高濃度の画像部分は面積当たりのドット数も多く、１
ドットの大きさも大きく電位の低下も大きい。一方、低
濃度の画像部分は面積当たりのドット数も少なく１ドッ
トの大きさも小さく電位の低下も小さい。このことによ
って現像後は像形成体上の高濃度の画像部分にはトナー
付着量は多く、低濃度の画像部分にはトナー付着量は少
ない。記録画像の濃淡の差異は、像形成体上に現像によ
って付着する面積当たりのトナーの付着量の多少によっ
て表現されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一種類のトナ
ーによっては、良好な階調性をもった画像形成を行うこ
とは困難である。特にハイライト部（低濃度部）ではド
ットが小さいことから面積当たり極少量のトナーの付着
は不安定であり、画像のムラが生じ易く、かつ安定した
階調性を求めることは困難である。高濃度部ではトナー
は過剰なトナーの付着状態にあって画像濃度は飽和し易
く、広い領域での階調性が出ない。また、単に濃、淡ト
ナーを併用したとしても中間濃度が不連続となったり、
低濃度部でのトナー付着量は少なく不安定になったりす
る。

【０００５】このようなところから、低濃度部に対して
は淡トナーのみが付着するような現像を行うことによっ
て、低濃度部においてもトナーは従来に較べ多く付着す
る。しかし、淡トナーの像形成体に対する付着力は弱く
安定していない。

【０００６】低濃度部は解像度が低くとも視覚的には影
響が無いことから、低濃度については、周りのドット情
報を集めて粗いドットの潜像とすることもできる。粗い
ドットの潜像部分には濃トナーが付着することもある
が、付着したトナーの付着力も強く、形成されたトナー
画像は安定している。

【０００７】低濃度部に対して淡トナーを用いて現像す
ることによって、従来に較べ階調性において改善がなさ
れるが、本発明は良好な階調性と共に画像品質が安定し
た画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体上
に帯電、像露光を行うことにより形成した潜像を濃トナ
ーによる現像と淡トナーによる現像とを繰り返してトナ
ー像を形成する画像形成装置において、高濃度部に対応
して高解像度の潜像を形成し、低濃度部に対応して低解
像度の潜像を形成し、濃、淡トナーによる現像を行うこ
とを特徴とする画像形成装置によって達成される。

【０００９】なお、上記の解像度の変更は、記録周期に
よる方法、濃度情報の分配による方法、参照波振幅の変
更による方法の何れかによって行われる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置は、何れも
画像データに基づく像露光によって像形成体上に潜像を
形成し、形成された潜像に対し同一色相について濃トナ
ーを収容した現像器（Ｈ）と、淡トナーを収容した現像
器（Ｌ）とによって現像を行い、同一色相について濃、
淡トナーを用いた現像を行うことによって、再現領域を
広め、階調性に優れた画像形成がなされる画像形成装置
であるが、先ず濃、淡トナーを用いてカラー画像を形成
する好ましい小型形状のカラー画像形成装置の構成から
説明する。

【００１１】（１）本実施形態は図１及び図２の断面構
成図に示すように、像形成体上で帯電、像露光と濃、淡
トナーを用いての現像の繰り返しにより濃、淡トナー像
を重ね合わせて画像形成する画像形成装置であって、特
にタンデム方式によりＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色についての
濃、淡トナー像を重ねてカラー画像形成を行うカラー画
像形成装置で、小型形状であることを特徴としている。

【００１２】図１に示すカラー画像形成装置は中間転写
体を用いたタンデム方式のカラー画像形成装置であっ
て、中間転写体である転写ベルト１４ａの周縁部にはイ
エロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒
（Ｋ）から成る４組のプロセスユニット１００が設けら
れていて、各プロセスユニット１００では濃、淡トナー
を用いてのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー像が形成され、トナ
ー像は転写ベルト１４ａの上で重ね合わせて転写され、
転写されたカラートナー像は転写材である記録紙上に一
括転写され、定着されて機外に排出される構成となって
いる。

【００１３】４組のプロセスユニット１００は何れも共
通した構造となっているので、その１組について説明す
る。像形成体である感光体ドラム１０は、円筒状の基体
の外周に、導電層及び有機感光層（ＯＰＣ）の光導電体
層を形成したものである。

【００１４】感光体ドラム１０は、図示しない駆動源か
らの動力により、或いは転写ベルト１４ａに従動し、導
電層を接地された状態で矢印で示す反時計方向に回転さ
れる。

【００１５】１１は帯電手段としてのスコロトロン帯電
器で、感光体ドラム１０の移動方向に対して直交する方
向に感光体ドラム１０と対峙し近接して取り付けられ、
トナーと同極性のコロナ放電によって、感光体ドラム１
０に対し一様な電位を与える。

【００１６】１２は画像データに基づいて像露光を行う
露光光学系で、例えばポリゴンミラー等によって感光体
ドラム１０の回転軸と平行に走査を行う走査光学系であ
る。一様帯電された感光体ドラム１０上に露光光学系１
２によって像露光を行うことによって潜像が形成され
る。

【００１７】１３は現像器で、感光体ドラム１０の回転
方向上流側に濃トナーを収容した現像器１３（Ｈ）が、
その下流側に淡トナーを収容した現像器１３（Ｌ）が配
置されている。現像器１３（Ｈ）には現像スリーブ１３
１（Ｈ）を備えていて、回転する現像スリーブ１３１
（Ｈ）上に保持された濃トナーは感光体ドラム１０の対
向部に搬送される。現像スリーブ１３１（Ｈ）にはトナ
ーと同極性の現像バイアス電位Ｖ_Hが印加され、接触又
は非接触状態で潜像に対して濃トナーによる反転現像が
行われる。同様に現像器１３（Ｌ）の現像スリーブ１３
１（Ｌ）にもトナーと同極性の現像バイアス電位Ｖ_Lが
印加され、濃トナーによるトナー像の上に淡トナーによ
る反転現像が行われる。ソフトな接触現像でも可能であ
るが、ここで印加する現像バイアスには交流成分をも重
畳し非接触現像を行うことが好ましい。ここで印加され
る現像バイアス電位Ｖ_Hは現像バイアス電位Ｖ_Lと同極性
であって、｜（１／２）Ｖ₀｜＜｜Ｖ_H｜＜｜Ｖ_L｜＜｜
Ｖ₀｜の関係に設定されている。このトナー像は転写位
置において後に説明する転写ベルト１４ａ上に転写がな
される。転写を終えてドラム上に残留した転写残トナー
は、静電的に回収を行うクリーニング装置１９によって
清掃が行われる。

【００１８】Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色のプロセスユニット１
００が並列して対向する転写ベルト１４ａは体積抵抗率
１０¹⁰〜１０¹⁵Ω・ｃｍ、表面抵抗率１０¹⁰〜１０¹⁵Ω
／□の無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬
化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合
体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジ
ニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ
０．１〜１．０ｍｍの半導電性フィルム基体の外側に、
好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ５〜５
０μｍのフッ素コーティングを行った、２層構成のシー
ムレスベルトである。転写ベルト１４ａの基体として
は、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導
電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半導電性ゴ
ムベルトを使用することもできる。転写ベルト１４ａ
は、駆動ローラ１４ｄ、従動ローラ１４ｅ、テンション
ローラ１４ｋ及びバックアップローラ１４ｊに外接して
張架され、画像形成時には、不図示の駆動モータよりの
駆動をうけて駆動ローラ１４ｄが回転され、各色毎の転
写位置では１次転写器１４ｃにより感光体ドラム１０に
転写ベルト１４ａが押圧され、転写ベルト１４ａが図の
矢印で示す方向に回転される。

【００１９】各色毎の転写手段である転写ローラからな
る１次転写器１４ｃは、転写ベルト１４ａを挟んで各色
毎の感光体ドラム１０に対向して設けられ、転写ベルト
１４ａと各色毎の感光体ドラム１０との間に各色毎の転
写域（符号なし）を形成する。各色毎の１次転写器１４
ｃにはトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス
極性）の直流電圧を印加し、転写域に転写電界を形成す
ることにより、各色毎の感光体ドラム１０上のトナー像
を転写ベルト１４ａ上に転写する。

【００２０】各色毎の除電手段である除電器１４ｎは、
好ましくはコロナ放電器により構成され、１次転写器１
４ｃにより帯電された転写ベルト１４ａを除電する。

【００２１】画像記録のスタートにより不図示の感光体
駆動モータの始動により黒（Ｋ）のプロセスユニット１
００の感光体ドラム１０が図の矢印で示す方向へ回転さ
れ、同時にＫのスコロトロン帯電器１１の帯電作用によ
りＫの感光体ドラム１０に電位の付与が開始される。

【００２２】Ｋの感光体ドラム１０は電位を付与された
あと、Ｋの露光光学系１２によって第１の色信号すなわ
ちＫの画像データに対応する電気信号による画像書込が
開始され、Ｋの感光体ドラム１０の表面に原稿画像のＫ
の画像に対応する静電潜像が形成される。

【００２３】前記のＫの潜像はＫの濃トナー用の現像器
１３（Ｈ）により非接触状態で反転現像がなされＫの感
光体ドラム１０の回転に応じＫの濃トナーによるトナー
像が形成される。続いて淡トナー用の現像器１３（Ｌ）
によってＫの淡トナーによるトナー像が先に形成された
Ｋの濃トナーによるトナー像の上に重ねて形成される。

【００２４】上記の画像形成プロセスによって像形成体
であるＫの感光体ドラム１０上に形成された濃、淡トナ
ーからなるＫのトナー像が、Ｋの転写域（符号なし）に
おいて、第１の転写手段であるＫの１次転写器１４ｃに
よって、転写ベルト１４ａ上に転写される。

【００２５】次いで転写ベルト１４ａは、Ｃのトナー像
と同期が取られ、シアン（Ｃ）のプロセスユニット１０
０によりＣの感光体ドラム１０上に形成された第２の色
信号によるＣの画像データに対応するＣの濃、淡トナー
からなるトナー像が、Ｃの転写域（符号なし）におい
て、第１の転写手段であるＣの１次転写器１４ｃによっ
て、前記のＫの濃、淡トナーからなるトナー像の上から
Ｃの濃、淡トナーからなるトナー像が重ね合わせて形成
される。

【００２６】同様のプロセスにより、Ｋ、Ｃの重ね合わ
せトナー像と同期が取られ、マゼンタ（Ｍ）のプロセス
ユニット１００によりＭの感光体ドラム１０上に形成さ
れた、第３の色信号によるＭの画像データに対応するＭ
の濃、淡トナーからなるトナー像が、Ｍの転写域（符号
なし）において、第１の転写手段であるＭの１次転写器
１４ｃによって、前記のＫ、Ｃのトナー像の上からＭの
濃、淡トナーからなるトナー像が重ね合わせて形成さ
れ、更にＫ、Ｃ、Ｍの重ね合わせトナー像と同期が取ら
れ、イエロー（Ｙ）のプロセスユニット１００によりＹ
の感光体ドラム１０上に形成された、第４の色信号によ
るＹの画像データに対応するＹの濃、淡トナーからなる
トナー像が、Ｙの転写域（符号なし）において、第１の
転写手段であるＹの１次転写器１４ｃによって、前記の
Ｋ、Ｃ、Ｍのトナー像の上からＹの濃、淡トナーからな
るトナー像が重ね合わせて形成され、転写ベルト１４ａ
上にＫ、Ｃ、Ｍ及びＹの重ね合わせカラートナー像が形
成される。

【００２７】転写後の各色毎の感光体ドラム１０の周面
上に残った転写残トナーは、各色毎の像形成体のクリー
ニング手段であるクリーニング装置１９によりクリーニ
ングされる。

【００２８】転写ベルト１４ａ上の重ね合わせカラート
ナー像形成と同期して転写材収納手段である給紙カセッ
ト１５から、転写材給送手段としてのタイミングローラ
１６を経て記録紙Ｐが第２の転写手段である２次転写器
１４ｇの転写域（符号なし）へと搬送され、トナーと反
対極性の直流電圧が印加される２次転写器１４ｇによ
り、転写ベルト１４ａ上の重ね合わせカラートナー像が
記録紙Ｐ上に一括して転写される。

【００２９】カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、
鋸歯状電極板から成る分離手段である除電電極１６ｂに
より除電され、定着装置１７へと搬送され、定着ローラ
１７ａと圧着ローラ１７ｂとの間で熱と圧力とを加えら
れることにより記録紙Ｐ上のトナー像が定着された後、
装置外部のトレイへ排出される。

【００３０】転写後の転写ベルト１４ａの周面上に残っ
た転写残トナーは、転写ベルト１４ａを挟んで従動ロー
ラ１４ｅに対向して設けられる転写ベルトのクリーニン
グ手段であるクリーニング装置１９ａによりクリーニン
グされる。

【００３１】本実施の形態においては、後に詳しく説明
するように、プロセスユニット１００の感光体ドラム１
０上には像露光がなされて形成された潜像部分に対し
て、先ず濃トナーを収容した現像器１３（Ｈ）によって
潜像の高濃度部に対して選択的な現像を行い、続いて淡
トナーを収容した現像器１３（Ｌ）によって潜像の低濃
度部の現像を行う。かかる濃、淡トナーを用い、低濃度
部に対しては淡トナーを用いての現像が選択的に行われ
ることによって色再現範囲を拡大し、高濃度部に対して
は濃トナーを用いての現像が選択的に行われることによ
ってダイナミック・レンジを拡大することとなり、高画
質の画像が得られることとなる。

【００３２】また本実施の形態においては、Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ，４色について濃、淡トナーによる現像を行って
いるが、Ｙ，Ｍ，Ｃについては濃トナーのみによる現像
を行い、Ｋのみを濃、淡トナーによる現像を行うような
構成としても、優れた効果を奏することができる。この
場合は現像器は５組を設けた画像形成装置となる。

【００３３】以上、濃、淡トナーを用いて再現領域を広
め、小型で色重ねが容易になされる画像形成装置を図１
によって説明した。図２に示すのも同様効果を奏する他
の実施形態を示す画像形成装置の断面構成図である。
濃、淡トナーを用いてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー像を形成
するプロセスユニット１００を並列配置する点において
は図１におけると全く同じであるが、本実施の形態にお
いては中間転写体を介することなく転写材上にトナー像
を重ね合わすようにしている。図１におけると相違点の
みについて説明すれば、画像形成に当たってはプロセス
ユニット１００上でのトナー像形成と同期して、給紙カ
セット１５から排出された記録紙Ｐはタイミングローラ
１６を経て搬送ベルト１４へと搬送される。

【００３４】搬送された記録紙Ｐは紙帯電器１４ｍによ
ってトナーと同極性に帯電され、回転する搬送ベルト１
４に密着して搬送され、記録紙Ｐ上にはプロセスユニッ
ト１００Ｙ上に形成されたＹの濃、淡トナーからなるト
ナー像が１次転写器１４ｃによって転写され、その上に
プロセスユニット１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋ上に形
成された濃、淡トナーからなるＭ，Ｃ，Ｋのトナー像が
重ねて転写され、カラートナー像が形成される。

【００３５】カラートナー像を担持した記録紙Ｐは分離
電極１４ｎによって除電され、搬送ベルト１４から分離
して定着装置１７へと搬送され、記録紙Ｐ上のカラート
ナー像は定着された後、装置外部のトレイへ排出する。

【００３６】図２に示した実施の形態においてもＹ，
Ｍ，Ｃについては濃トナーのみによる現像を行い、Ｋの
みを濃、淡トナーによる現像を行うような構成とするこ
とも、あるいはＹを濃トナーのみで、Ｋ，Ｃ，Ｍを濃、
淡トナーによる現像を行うような構成とすることも可能
であって、本発明による優れた効果を奏することができ
る。又、本発明はＫ単色のモノクロの画像形成装置にも
適用することができる。

【００３７】（２）図３は、静電潜像の高濃度部と低濃
度部の電位状態とトナー付着状態を示す説明図である。
スコロトロン帯電器１１によって通常は５００〜１００
０Ｖの帯電電位Ｖ₀に一様帯電した感光体ドラム１０の
感光層は、露光光学系１２によって像露光が行われ、電
位を異にした高濃度部、中濃度部、低濃度部の潜像が形
成される。最大の高濃度部は残留電位の分が通常数十Ｖ
残るが略０Ｖまで下がる。

【００３８】Ｓｔｅｐ１で、濃トナーを収納し現像バイ
アス電位Ｖ_Hが印加された現像器１３（Ｈ）によって第
１の反転現像が行われる。ここで印加される現像バイア
ス電位Ｖ_Hの絶対値は、Ｖ₀／２以上でかつ低濃度部の潜
像電位より低い電位に設定されているので、現像スリー
ブ１３１（Ｈ）に対向した位置に感光体ドラム１０上の
潜像が移動して来ると、高濃度部と中濃度部においては
現像スリーブ１３１（Ｈ）との間で現像電界が形成さ
れ、高濃度部と中濃度部には濃トナーが静電的に付着し
て第１の現像が行われる。しかし低濃度部では現像スリ
ーブ１３１（Ｈ）との間で現像電界が形成されないので
濃トナーは付着することはない。現像バイアス電位Ｖ_H
は感光体の帯電電位Ｖ₀に対し、（０．５〜０．８）Ｖ₀
であることが望ましい。なおこれに交流バイアスを重畳
してもよい。こうすることにより、中濃度部に濃トナー
を付着させることができるので、淡トナーとの付着境界
を低い濃度迄委ねることができる。これにより淡トナー
による低濃度部から滑らかに濃度変化を有する階調性を
実現することができる。また濃、淡トナーの共存領域が
広いことから安定し、画像ノイズも知覚されずらくな
る。

【００３９】Ｓｔｅｐ２で、高〜中濃度部の潜像部分に
濃トナーが付着した感光体ドラム１０が、淡トナーを収
容し現像バイアス電位Ｖ_Lが印加された現像器１３
（Ｌ）の現像スリーブ１３１（Ｌ）に対向する位置に到
達すると、淡トナーによる第２の現像が行われる。現像
バイアス電位Ｖ_LはＶ₀／２以上でかつ現像バイアス電位
Ｖ _Hと感光体の帯電電位Ｖ₀との間の電位に設定されてい
るので、低濃度部においては現像スリーブ１３１（Ｌ）
との間で現像電界が形成され、低濃度部には淡トナーが
静電的に付着する。また、濃トナーが静電的に付着した
高〜中濃度部では潜像電位の多く（７０〜９０％）は残
っているので、高〜中濃度部にも濃トナーの上に淡トナ
ーが静電的に付着する。現像バイアス電位Ｖ_Lは感光体
の帯電電位Ｖ₀に対しＶ_Hより高く、かつ（０．７〜０．
９）Ｖ₀であることが望ましい。なおこれに交流バイア
スが重畳されていてもよい。

【００４０】（３）本発明においては、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ
各色の画像濃度データは、それぞれ画像処理がなされた
後、露光光学系１２により感光体ドラム１０上への像露
光が行われる。

【００４１】図４には、本実施形態における画像処理シ
ステムのブロック図を示している。ＣＣＤ等の固体撮像
素子を用いた画像読み取り手段によって原稿像の読み取
りが行われる（Ｆ１）。ＣＣＤからの出力増幅したアナ
ログ画像手段は１画素毎に８〜１０ビットのデジタル信
号にＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正と、シェーデ
ィング補正後の輝度情報は２５６レベルの濃度情報に変
換される（Ｆ２）。

【００４２】続いて画像処理（２）ではマスキング、Ｕ
ＣＲ、色補正等の色処理が行われる（Ｆ３）。マスキン
グとしては一般に線形マスキング、或いは高度の色補正
を行う際には非線形マスキングやルックアップテーブル
を用いたマスキングが用いられる。またＵＣＲでは３色
成分からグレー成分を取り除き黒（Ｋ）に置き換える操
作を行い、シャドー部や文字部の再現性が向上する処理
が行われる。

【００４３】続いて得られた画像データは各トナーに対
してのγ補正を行い（Ｆ４）、本発明による解像度の変
更処理が行われた（Ｆ５）のち、ＰＷＭ処理がなされ
（Ｆ６）、露光光学系１２に出力されてプリンタでの画
像形成が行われる（Ｆ７）。

【００４４】本実施形態においては、画像処理（１）で
得られた画像データは、データの濃度分布や隣接するド
ット間での濃度差をチェックすることによって、原稿像
が写真や絵等の中間調画像であるか、文字や線画等の文
字画像であるかの画像判別が行われる（Ｆ１１）。また
出力形態が文字又は写真や絵の画像モードに指示された
ときは、その指示に基づいて濃、淡トナーの使用割合を
決定する（Ｆ１２）。

【００４５】中間調画像と判断されたときは、濃トナー
の使用量を減らし、淡トナーの使用量を増やす方向への
制御を行う。即ち、現像器１３（Ｈ）の現像バイアス電
位Ｖ _Hの絶対値を低く設定し、濃トナーの供給量を減ら
す方向への制御を行い、現像器１３（Ｌ）の現像バイア
ス電位Ｖ_Lの絶対値を高く設定し、淡トナーの供給量を
増やす方向への制御を行う。

【００４６】また、文字画像と判断されたときは、濃ト
ナーの使用量を増やし、淡トナーの使用量を減らす方向
への制御を行う。即ち、現像器１３（Ｈ）の現像バイア
ス電位Ｖ_Hの絶対値を高く設定し、濃トナーの供給量を
増やす方向への制御を行い、現像器１３（Ｌ）の現像バ
イアス電位Ｖ_Lの絶対値を低く設定し、淡トナーの供給
量を減らす方向への制御を行う（Ｆ１３）。

【００４７】上記の現像時における濃、淡トナーの使用
割合の決定と共に、画像処理についてはＵＣＲ、γ補
正、解像度の変更処理を次のように切り換え制御する。

【００４８】・ＵＣＲ量については、中間調画像では低
く１０〜１５％に設定し、文字画像では高く４０〜１０
０％に設定する。

【００４９】・γ補正については、濃、淡トナーの使用
割合に応じて中間調画像では低く、文字画像では高く切
り替え設定を行う。

【００５０】本発明は、解像度の変更処理（Ｆ５）にお
いて、高濃度部に対しては高解像度の潜像形成を行い、
低濃度部に対しては低解像度の潜像形成を行うよう解像
度の変更処理を行う。濃トナーに加えて淡トナーを使用
することによって階調性が向上することとなったが、低
濃度部に対しては解像度を低く設定しても視覚的には影
響はなく、入力情報のコントラストを保持することとな
る。低濃度部は淡トナーの像形成体に対する付着力も小
さく、ドットの安定性も悪いので、注目ドットの周りの
ドットを集めてしっかりしたドットとし、安定したトナ
ーの付着状態としてハイライト部の再現性を向上させて
いる。

【００５１】図５には、潜像電位と潜像電位部分へのト
ナーの付着状態を示す説明図で、図５（ａ）は従来の潜
像部分へのトナー付着状態を示し、図５（ｂ）は本発明
によって低濃度部に対してドット集中を行ったときのト
ナー付着状態を模式的に示している。また図６には図５
に示した潜像部分への濃トナーと淡トナーとの付着状態
を示す断面図と平面図で、図６（ａ）は従来の、図６
（ｂ）は本発明のドット毎のトナー付着状態を示してい
る。

【００５２】高濃度部に対応して高解像度の、低濃度部
に対応して低解像度の潜像を形成するのに次の手段が実
施例として用いられる。

【００５３】本実施例Ａは、画像濃度に応じた解像
度の変更が記録周期の変更によるようにしたものであ
る。図７（ａ）には記録周期変更を用いたパルス幅変調
回路５０Ａを示している。参照波選択回路５１Ａには、
１画素周期の参照波Ａと２画素周期の参照波Ｂとが入力
されていて、入力される画像の濃度情報に応じて出力さ
れる参照波を選択する。即ち、濃度情報が高濃度部であ
ると判断されたときは参照波Ａ（１画素周期）を出力
し、低濃度部であると判断されたときは参照波Ｂ（２画
素周期）を出力する。５２Ａは比較回路で、濃度情報は
参照波選択回路５１Ａから出力される参照波との比較が
なされ、濃度情報はパルス幅変調されて出力される。

【００５４】図７（ｂ）にはパルス幅変調の状態を示し
ている。高濃度部に対しては１画素周期の参照波Ａによ
ってパルス幅変調がなされ、低濃度部に対しては２画素
周期の参照波Ｂによってパルス幅変調がなされる。かか
る回路によりハイライトの低濃度部には記録単位の大き
いドットを形成する。

【００５５】本実施例Ｂは、画像濃度に応じた解像
度の変更が濃度情報の分配によるようにしたもので、Ｈ
ＩＥＳＴ（ＨｉｇｈｌｉｇｈｔＩｍａｇｅＥｎｈａ
ｎｃｅｍｅｎｔＳｃｒｅｅｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ）の技術手段が用いられる。図８（ａ）はＨＩＥＳＴ
を適用した濃度分配回路を用いたパルス幅変調回路５０
Ｂを示している。濃度情報は濃度判別回路５１Ｂに入力
されると、濃度判別回路５１Ｂでは高濃度情報と低濃度
情報とに分別し、高濃度情報は直接Ｄ／Ａコンバータ５
３Ｂに入力される。一方、低濃度情報は画像情報の再配
分を行うデータ処理部５２Ｂを経てＤ／Ａコンバータ５
３Ｂに入力される。高濃度情報と画像情報の再配分処理
がなされた低濃度情報とはＤ／Ａ変換され、比較回路５
４Ｂで参照波との比較がなされ、濃度情報はパルス幅変
調されて出力される。

【００５６】データ処理部５２Ｂで行う画像情報の再配
分処理は、低濃度部の隣接する画素の濃度データを足し
合わせ、そのデータを画像濃度に応じて再配分するもの
で、低濃度については主走査方向のドット数の低数化が
行われる。ハイライト領域について主走査方向のドット
数を低数化し、ドット間距離を広くすることによってハ
イライト領域での潜像のコントラストを向上させ、安定
した階調画像再現が行われる。

【００５７】図８（ｂ）は像形成体上でのドットの濃度
に応じての再配分状態を示す概念図で、例えば画像濃度
の配列（２５，２５，２５，２５）を（３５，１５，３
５，１５）と再配分し、画像濃度の配列（７，７，７，
７）を（１５，０，１５，０）と再配分し、濃度に応じ
た再配分することが行われる。なお実施に当たっては、
図８（ｂ）のハイライト部に示した再配分では縞模様が
認識されることもあるので、副走査毎に或いは２副走査
毎に重み付けを変化させて千鳥格子模様のドット配分と
することが好ましい。

【００５８】本実施例Ｃは、画像濃度に応じた解像
度の変更が参照波振幅の変更によるようにしたものであ
る。図９（ａ）は参照波振幅変更を用いたパルス幅変調
回路５０Ｃを示している。参照波選択回路５１Ｃには同
一振幅の参照波Ａと、大小の振幅から成る参照波Ｃとが
入力されていて、参照波選択回路５１Ｃに入力する濃度
情報が高濃度部と判断されたときは参照波Ａを出力し、
濃度情報が低濃度部と判断されたときは参照波Ｃを出力
する。比較回路５２Ｃでは濃度情報と参照波選択回路５
１Ｃから出力する参照波との比較がなされる。高濃度部
に対しては同一振幅の参照波Ａが、また低濃度部に対し
ては大小振幅から成る参照波Ｃが比較されて、濃度情報
はパルス幅変調されて出力される。

【００５９】図９（ｂ）にはパルス幅変調の状態を示し
ている。高濃度部に対しては同一振幅の参照波Ａによっ
てパルス幅変調がなされ、低濃度部に対しては大小振幅
の参照波Ｂによってパルス幅変調がなされる状態を示し
ている。かかる回路により低濃度部ではドットが寄せ集
まった割合を高くし、先に説明したＨＩＥＳＴ法による
のと近似したドットが形成されることとなる。

【００６０】上記説明した実施例Ａ，Ｂ，Ｃの何れかに
よるときは、高濃度部については情報の欠落を防いで細
部の再現が確保され、低濃度のハイライト領域について
はドットの付着を確実にして階調画像の再現性を高める
こととなる。

【００６１】（４）淡トナーと濃トナーとを用いる画像
形成装置について、本発明による充分な効果を得るため
には淡トナーと濃トナーとの間で例えば図１０に示すト
ナー付着量とプリント画像濃度の関係にあることが望ま
しい。なお、濃、淡トナーの濃度差は、トナー粒子の中
に含まれる顔料の量の差等によって生じる。又、飽和す
る時のトナー付着量はトナー粒径に依存する。例えば濃
トナーについては、白色紙へのトナー付着量が１ｍｇ／
ｃｍ²程度で記録濃度は飽和状態となる。飽和状態での
飽和濃度値Ｄ_max（Ｈ）＝１．７〜２．５であることが
必要である。図１０に示すように、略飽和状態となった
所の濃度値をＤ_max（Ｈ）と定義する。正確には破線で
示すように濃度は更に徐々に増加する。

【００６２】一方、淡トナーについては、例えば白色紙
へのトナー付着量が１ｍｇ／ｃｍ²では濃度は飽和状態
には達しない。濃トナーが飽和濃度値に達するトナー付
着量と同じトナー付着量を淡トナーによって行ったと
き、即ち濃トナーの濃度飽和時の淡トナーの記録濃度Ｄ
（Ｌ）＝０．３〜０．８の間にあることが必要である。
そして白色紙へのトナー付着量が、飽和濃度値に達する
以前の例えばトナー付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ²におけ
る淡トナーを用いたときの記録濃度Ｄ_S（Ｌ）との比、
即ち淡トナーと濃トナーとの記録濃度の傾き比Ｄ
_S（Ｌ）／Ｄ_S（Ｈ）＝０．２〜０．５の間にあることが
必要である。

【００６３】記録濃度については濃トナーと淡トナーと
の間で上記のような関係にあることを必要とするが、ト
ナー粒径や帯電量については、濃、淡トナーについて同
じ状態にあることが好ましい。トナー粒径については、
濃、淡トナーともに画質や現像性を確保する関係から、
体積平均粒径が３〜１０μｍの間にあり、差異があって
も±２０％以下であることが好ましい。また帯電量につ
いては、濃、淡トナーともに５〜３０μＣ／ｇの間にあ
り、特にトナー粒径の小さい場合には高い帯電量である
ことが必要で、差異があっても±２０％以下であること
が好ましい。このような条件を満たすことによって、
濃、淡トナー間では相似したγ特性が得られ、中〜高濃
度部での淡トナーと濃トナーとの付着量の和が略同じで
記録濃度変化をリニアに変化させるように設計すること
が容易になる。

【００６４】なお、図１０に示した階調特性はトナー粒
径や含まれる色材によっても変化する。小粒径トナーの
場合は付着量がより少ない０．５ｍｇ／ｃｍ²でも飽和
することがあるが、各飽和濃度や傾き比が濃、淡トナー
の設計においては重要である。

【００６５】

【発明の効果】本発明の画像形成装置では、濃、淡トナ
ーを用いることによって階調性が向上することとなった
が、更に高濃度部に対応して高解像度の潜像を形成して
現像を行うことにより、高濃度部における情報の欠落を
防いで高濃度部の文字等の細部の再現性が確保される。
また、低濃度部に対応して低解像度の潜像を形成して現
像を行うことにより、ハイライト領域の階調画像の再現
性を高めると共に、画質の安定性が向上することとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の画像形成装置の断面構成図。

【図２】他の実施形態の画像形成装置の断面構成図。

【図３】潜像部分へのトナー付着状態を示す説明図。

【図４】画像処理システムのブロック図。

【図５】潜像電位部分へのトナー付着状態を示す説明
図。

【図６】濃、淡トナーの付着状態を示す説明図。

【図７】実施例Ａのパルス幅変調回路と、画像濃度と参
照波との比較図。

【図８】実施例Ｂのパルス幅変調回路と、ドットの再配
分状態を示す説明図。

【図９】実施例Ｃのパルス幅変調回路と、画像濃度と参
照波との比較図。

【図１０】トナー付着量とプリント画像濃度の関係を示
すグラフ。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１１スコロトロン帯電器１２露光光学系１３（Ｌ），１３（Ｈ）現像器１４搬送ベルト１４ａ転写ベルト１４ｃ１次転写器１４ｇ２次転写器１５給紙カセット１６タイミングローラ１７定着装置１００Ｙ（Ｍ，Ｃ，Ｋ）プロセスユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C362 CA08 CA10 CA14 CA24 CB02 CB05 CB07 CB80 2H027 DB01 EA18 EB01 EC06 ED04 ED08 ZA07 2H030 AA03 AB02 AC07 AD01 AD11 AD16 BB02 BB23 BB41 DD00 DD02 5C074 AA02 AA05 BB02 BB26 CC26 DD04 DD07 DD14 EE11 GG12 GG13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体上に帯電、像露光を行うことに
より形成した潜像を濃トナーによる現像と淡トナーによ
る現像とを繰り返してトナー像を形成する画像形成装置
において、高濃度部に対応して高解像度の潜像を形成
し、低濃度部に対応して低解像度の潜像を形成し、濃、
淡トナーによる現像を行うことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】濃度に応じた解像度の変更が記録周期に
よ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】濃度に応じた解像度の変更が濃度情報の
分配によ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４】濃度に応じた解像度の変更が参照波振幅
の変更によることを特徴とする請求項１に記載の画像形
成装置。