JP2538663B2 - 複写機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は階調特性制御用スクリーンを選択的に用い
る場合の画像濃度制御に特徴を有する複写機に関する。

（ｂ）従来の技術 一般に電子写真式複写機はプリンタや印刷機械などの
他の画像形成装置と同様に、中間濃度の画像再生が困難
である。

原稿画像に対する複写画像の階調再現性を改善するた
めに、感光体に対する露光光路中に線状、網目状または
網点状の透明部と不透明部からなるスクリーンを入れる
方法が知られている。第８図は階調特性制御用スクリー
ンを用いた場合と用いない場合との階調特性を示してい
る。ａがスクリーンを用いた場合、ｂが用いない場合で
ある。このように階調特性制御用スクリーンを用いるこ
とにより、低濃度域での階調特性が改善される。

しかし、階調特性制御用スクリーンを用いる場合、露
光光路中に不透明部が介在されることになるため、感光
体に対する露光光量が大幅に低下してしまう。また、ス
クリーンは感光体表面の近傍に感光体と平行に配置する
ことにより大きな効果が得られるが、線状パターンを有
するスクリーンの場合、文字や線画を複写した場合に、
複写画像に切れ目の入った余り好ましくない画像とな
る。第９図（Ａ）は原稿画像、（Ｂ）は複写画像の例を
示している。

そのため、原稿の種類や目的に応じて階調特性制御用
スクリーンを用いる階調表出モードと、スクリーンを用
いない標準モードとに切り換え可能としなければならな
い。

（ｃ）発明が解決しようとする課題 ところが、上記モードの切り換えよって複写プロセス
条件が変化するため、次に述べる問題点および課題が生
じる。

（１）前述のようにスクリーンを用いる場合と用いない
場合とで感光体に対する露光光量が大きく変化するた
め、光源ランプの光源を広範囲にわたって調整でき、し
かも外部入力電圧の変動に対してランプ光量を一定にす
る安定化回路の動作範囲幅を非常に広くする必要があ
る。

（２）また、このような階調特性制御用スクリーンは、
階調性を重要とするカラー複写機で特に有効であるが、
カラー複写機では原稿を色分解するための赤，緑，青の
フィルタが露光光路中に挿入される。従って階調特性制
御用スクリーンの作用とともに感光体に対する露光光量
が更に大幅に低下するため、感度の低い感光体を用いる
ことができない。

（３）通常複写機においては、原稿の濃度に応じて適正
な、あるいは所望のコピー濃度が得られるように画像濃
度調整ボリュームや調整用キースイッチが設けられる
が、階調表出モードと標準モードの何れにおいても同一
の変化幅で画像濃度を調整することは上記（１）で述べ
た理由により困難である。

この発明の目的は、階調特性制御用スクリーンを用い
る階調表出モードとそのスクリーンを用いない標準モー
ドの何れのモードでも広範囲にわたって画像濃度を調節
できるようにし、しかも前記モードに拘らず同様の感覚
で画像濃度の調整操作をできるようにした複写機を提供
することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明は、色成分毎に色分解フィルタを挿入して感
光体を露光し、形成されたそれぞれの潜像を該当する色
成分のトナーにて現像し、これらのトナー像を重ねた複
写画像を作成する複写機において、 感光体に対する露光光路中に階調特性制御用スクリー
ンを入れて露光する階調表出モードと、前記スクリーン
を用いないで露光する標準モードと、複写画像全体の濃
度および色成分毎の濃度を調整する画像濃度調整指示手
段と、色成分毎に前記画像濃度調整指示手段の指示に基
づき露光量を制御する露光量制御手段と、色成分毎に前
記画像濃度調整指示手段の指示に基づき現像バイアスに
対する感光体の表面電位の差を制御する現像電位制御手
段と、を備え、 標準モード時には、前記露光量制御手段を用いて複写
画像の濃度を制御し、 階調表出モード時には、前記現像電位制御手段を用い
て複写画像の濃度を制御することを特徴とする。

（ｅ）作用 この発明の複写機においては、感光体に対する露光光
路中に階調特性制御用スクリーンを入れない標準モード
では、画像濃度調整指示手段の指示に応じて露光量が制
御される。感光体に対する露光光路中に階調特性制御用
スクリーンを入れて露光する階調表出モードでは、前記
画像濃度調整指示手段の指示に応じて現像バイアスに対
する感光体の表面電位の差が制御される。したがって操
作者は同一の画像濃度調整指示手段を用いるが、標準モ
ードでは露光量の制御により画像濃度が制御され、階調
表出モードでは現像電位によって画像濃度が制御され
る。

このように階調表出モードにて現像バイアスに対する
感光体の表面電位の差を制御するようにしたため、階調
表出モードにおける光源ランプの光量を特に増大させる
必要がなくなり、略同様の変化幅で画像濃度の調整が可
能となる。また、比較的低感度の感光体を用いるカラー
複写機においても、階調特性制御用スクリーンの選択的
使用が可能となる。

第１図はこの発明の構成を表すブロック図である。こ
こでモードスイッチ20は階調特性制御用スクリーンを用
いる階調表出モードとこのスクリーンを用いない標準モ
ードを切り換えるスイッチであり、スクリーン挿入制御
機構21は階調表出モードのときスクリーンを感光体に対
する露光光路中に挿入する。画像濃度調整指示手段22は
例えばキースイッチまたはボリュームからなり、操作者
の操作により画像濃度調整用の指示が行われる。露光量
制御手段29は、この例では光源ランプ25の光量を制御す
ることによって露光量を制御している。光源ランプ駆動
回路24はランプ供給電力制御回路23の出力信号に応じて
光源ランプ25を駆動する。ランプ供給電力制御回路23は
標準モードのとき画像濃度調整指示手段22の指示に応じ
てランプ供給電力を制御する。現像電位制御手段30は、
この例では感光体を帯電させる帯電器28の印加電圧によ
って感光体の表面電位を制御する。高電圧発生回路27は
帯電電圧制御回路26からの信号に従って帯電器28への印
加電圧を制御する。帯電電圧制御回路26は階調表出モー
ドのとき画像濃度調整指示手段22の指示に応じて帯電電
圧を制御する。

また、画像濃度調整指示手段22では複写画像全体の濃
度および色成分毎の濃度を指示することができるので、
特定の色を強調した画像を形成することもできる。

（ｆ）実施例 第２図はこの発明の実施例であるカラー複写機の構成
を示している。同図において、１は原稿載置台、２は露
光光学系、３はシート状の感光体、4a〜4cは各色成分別
の現像槽、５はシート状の転写中間体、6a,6bはサイズ
別の給紙カセット、７は帯電器、8a,8bは転写ローラ、1
0は定着器をそれぞれ示している。

露光光学系２は、原稿載置台１上に載置される原稿11
を照明する光源ランプ2aと、原稿11からの反射光を例え
ば１点鎖線で示すように感光体３上に導く複数のミラー
2bと、光路上に配された結像レンズ2cおよび三原色
（赤，緑，青）の色フィルタを有する色分解フィルタ2d
とを備えている。

感光体３は２つのローラ12a,12bで回転駆動されるも
のであって、この感光体３の上面中央付近には現像槽4a
〜4cが非接触状態で配されている。感光体３における第
１ローラ12a側には帯電器７などが配され、この第１ロ
ーラ12a側において感光体３の下面にはこの感光体３上
に残留するトナーを除去するクリーニング機構13が配設
されている。

転写中間体５は、３つのローラ14a〜14cで回転駆動さ
れるものであって、感光体３の第２ローラ12b側に配設
されている。この転写中間体５の一側面には感光体３の
第２ローラ12bが圧接されており、感光体３が圧接され
る部位における転写中間体５の背面側には、感光体３表
面に形成されたトナー像を転写中間体５側に転写する転
写ローラ8aが配され、さらに、この転写中間体５の下面
には、転写中間体５に転写されたトナー像をさらに用紙
などの被記録体側に転写する転写ローラ8bが配されてい
る。

上記構成のカラー複写機の動作は次のとおりである。

まず、原稿載置台１上に載置された原稿11を光源ラン
プ2aが照明し、スキャンを数回行い、ミラー2bにて結像
レンズ2Cおよび色分解フィルタ2dを介して、光学像を色
成分別に分解する。

数回に分けたスキャンで色分解フィルタ2dの各色フィ
ルタを透過した色成分別の光学像は、順番に、帯電器７
にて均一に帯電された感光体３に像露光される。ここで
順番に作成された各色成分別の潜像は前記色分解フィル
タ2dの各色フィルタの補色（イエロー，マゼンタ，シア
ン）の現像剤を有する現像槽4a〜4cの各現像剤でそれぞ
れ現像されてトナー像が形成された後、転写ローラ8aに
て転写中間体５へ順番に転写される。このように、転写
中間体５上で各色成分別のトナー像を重ねることによ
り、完成した１つのカラートナー像を作成する。

このカラートナー像が給紙カセット6a,6bのうち何れ
か一方から取り出され、転写中間体５の下面に密着させ
られた被記録体15に対して転写ローラ8bで転写される。
こののち、転写中間体５から被記録体15が分離されると
ともに、搬送路16を経て定着器10へ導入されて、被記録
体15に転写されたカラー画像が定着される。

ところで上述した機構を有するカラー複写機において
は、種々の原稿に対応できるように、感光体に対する露
光量を変化させて得られる複写画像のγカーブ（原稿濃
度に対するコピー濃度の関係をプロットしたカーブ）を
調整できるようにする必要がある。

感光体に対する露光量を変化させれば、第７図に示す
ように、γカーブの傾斜部がシフトする。この傾斜部す
なわち階調のでる領域を原稿の濃度が多く分布している
領域（図中の矢印で示す範囲）に入れるように使用者は
調整する。

ここで使用している感光体の分光感度は400〜500nmで
感度が低く、イエロートナーすなわち青フィルタを使用
するプロセスで最も多量の光量を必要とする。

現像電位（感光体の表面電位−現像バイアス）を300V
として、スクリーンを用いないときにγカーブの立ち上
がりポイントが濃度0.1〜0.4となる調整幅を得ようとし
た場合、青フィルタを用いる際のランプ入力電圧（実効
電圧）は60〜70Vである。

いま、このようなカラー複写機の光路中（第２図にお
けるＨ部）に階調特性制御用スクリーンを入れて階調特
性を改善する実験を行った。その結果次に示す条件下で
最もよい複写画像が得られた。

スクリーン:133〜100ライン／インチの線状パターン スクリーンの不透明部:20〜40％ スクリーンと感光体表面との距離:2.0〜0.7mm 感光体:OPC このように階調特性制御用スクリーンを用いることに
より、第８図に示したように低濃度域での階調特性が改
善され理想に近いものとなる。ところが、スクリーンを
用いない場合と同様にγカーブの立ち上がりポイントの
濃度が0.1〜0.4に変化するような調整幅を得るためには
ランプ入力電圧が約85〜95Vとなる。この値はランプ寿
命、消費電力および装置の上昇温度から考えて非常に無
理な値である。

ここで、スクリーンを使用して複写される原稿につい
て考えると、その原稿は写真原稿など階調性が特に必要
であり、文字などが少ない原稿であると考えられる。一
般に写真原稿であると、ID値が1.0以下の場合が多い。
（人の顔は通常ID0.5以下である。）従ってスクリーン
を用いるモードでは、最大ID（飽和濃度）が1.0程度で
充分となるはずである。

上記プロセスにて複写画像の最大IDを1.0とするに
は、現像電位が200V程度で充分となる。現像電位を200V
として上述の場合と同じ画像濃度調整幅を得るには、青
フィルタ使用時のランプ入力電圧は約75〜85Vとなり実
用的なレベルとなる。

この実施例では、階調特性制御用スクリーンを用いる
モードで光源ランプの入力電圧を実用的な範囲にしたま
ま現像電位を変化させることによって画像濃度を調整し
ている。以下具体的制御例を示す。

第３図はこの発明の実施例であるカラー複写機の制御
部のブロック図である。

同図においてCPU31は制御部全体を統括するCPUであ
り、ROM32に予め書き込まれているプログラムを実行す
る。RAM33はそのプログラムの実行に際して後述する各
種フラグやプロセス条件設定データなどを記憶するメモ
リとして用いられる。キースイッチ34は階調表出モード
と標準モードを切り換えるスイッチ、画像全体の濃度を
調整するキースイッチ、およびイエロー，マゼンタ，シ
アンの各色毎に濃度を調整するキースイッチなどを備え
ている。CPU31はI/Oポート35を介してキースイッチの操
作内容を読み込む。表示パネル36は現在のモード状態や
画像濃度調整指示状態などを表示する表示体を備えてい
て、表示制御回路37によって制御される。表示制御回路
37は表示用メモリを備えていて、CPU31がそのメモリに
表示データを書き込むことによって表示が行われる。

高電圧発生回路40は与えられた制御信号に基づいて所
定電圧を帯電器７へ供給する。CPU31がI/Oポート38にデ
ータをセットすることによってＤ−Ａコンバータ39がこ
れをアナログ信号に変換して高電圧発生回路40へ供給す
る。ランプ駆動回路44は指示された制御信号に応じて光
源ランプ2aを駆動する。CPU31がI/Oポート42を介してラ
ンプ制御データを出力することにより、Ｄ−Ａコンバー
タ43がこれをアナログ信号に変換してランプ駆動回路44
へ供給する。

第４図は操作者が画像濃度調整指示を行う場合の上記
CPUの処理手順を示している。まずキー入力を行い、操
作されたキーに応じた処理を行う。モードキーが操作さ
れたなら、モードを記憶するフラグFMの状態を反転し、
その状態を表示する（n1→n2→n3→n4）。ここでFMがセ
ット状態なら階調表出モード、リセット状態なら標準モ
ードである。＋Ｄキーが操作されたならＤの値を増大さ
せてその値を表示する（n5→n6→n7）。−Ｄキーが操作
されたなら、Ｄの値を減算し、これを表示する（n8→n9
→n7）。ここでＤの値は画像全体の濃度を表す値であ
り、＋Ｄキーの操作により画像全体の濃度が上昇し、−
Ｄキーの操作により画像全体の濃度が低下する。＋Ｙキ
ーが操作されたなら、Ｙの値を増大させ、その値を表示
する（n10→n11→n12）。−Ｙキーが操作されたなら、
Ｙの値を減少させてその値を表示する（n13→n14→n1
2）。ここでＹの値はイエローの濃度調整値であり、＋
Ｙキーの操作によりイエロー濃度が上昇し、−Ｙキーの
操作によりイエロー濃度が低下する。同様に＋Ｍキーの
操作によりマゼンタ濃度が増大し−Ｍキーの操作により
マゼンタ濃度が減少し、＋Ｃキーの操作によりシアン濃
度が増大し、−Ｃキーの操作によりシアン濃度が減少す
る（n15〜n24）。このようにしてモードの指定および画
像濃度の調整指示がおこなわれる。なお、画像濃度調整
指示用データD,Y,M,Cはそれぞれ数段階で表され、n6,n
9,n11,n14,n16,n19,n21,n24ではその上限値または下限
値を超えない範囲で増減される。

第５図は設定された各種条件に応じて複写プロセス条
件を設定するCPUの処理手順を示すフローチャートであ
る。同図に示すようにフラグFMがリセット状態のときす
なわち通常モードにおいて、青露光時には前記Ｄ値およ
びＹ値をパラメータとして予め定めた関数演算を行うこ
とによってランプ制御データを求め、これを出力する
（n30→n31→n32→n33）。通常モードで緑露光時にはＤ
値およびＭ値をパラメータとして予め定められた関数演
算を行うことによりランプ制御データを求め、これを出
力する（n34→n35→n33）。赤露光時には同様にしてＤ
値およびＣ値をパラメータとして予め定めた関数演算を
行い、ランプ制御データを出力する（n34→n36→n3
3）。

フラグFMがセット状態すなわち階調表出モードにおい
て、青露光時にはＤ値およびＹ値をパラメータとして予
め定めた関数演算を行うことにより帯電制御データを求
め、これを出力する（n37→n38→n39）。緑露光時には
Ｄ値およびＭ値をパラメータとして予め定めた関数演算
を行うことにより帯電制御データを求め、これを出力す
る（n40→n41→n39）。同様にして赤露光時にはＤ値お
よびＣ値をパラメータとして予め定めた関数演算を行
い、帯電制御データを出力する（n40→n42→n39）。

このように通常モードでは画像全体の濃度調整を指示
するデータＤと各色ごとの濃度調整指示データに基づい
て光源ランプの光量を制御することによって画像濃度を
制御し、階調表出モードでは、画像全体の濃度調整指示
データおよび各色の濃度調整指示データに基づいて帯電
器７への供給電圧を調整することによって画像濃度を制
御する。したがって、例えば画像濃度の調整指示をおこ
なう時に特定の色の濃度を高く調整指示しておくことに
より該色が強調された画像を得ることができる。

階調表出モードでは前記D,Y,M,Cの値が中間値である
ときγカーブの立ち上がりポイントが0.2〜0.3となるよ
うに光源ランプの光量を固定し、D,Y,M,Cの値に応じて
感光体の表面電位を変化させることによって第６図に示
すようにγカーブが変化する。図中ｂは画像濃度変化幅
の中間値を指示したときの特性、ａはｂより表面電位を
＋50Vしたとき、ｃは−50Vしたときの特性を示してい
る。このように飽和濃度が多少変化するが、第７図に示
した露光量の変化による画像濃度の制御の場合と同様に
画像濃度を制御することができる。

（ｇ）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、階調特性制御用スク
リーンを用いない通常のモードでは従来どおり露光量に
より画像濃度調整を行い、スクリーンを用いたモードで
は現像バイアスに対する感光体の表面電位の差を制御す
ることによって画像濃度調整を行うようにしたため、光
源ランプの入力電圧を大幅に変化させる必要がなく、し
かもいずれのモードであっても同様の画像濃度調整幅が
得られる。さらに同一の画像濃度調整指示手段を用いて
画像濃度を調整できるようにしたため、モードに応じて
調整用キースイッチやボリュームが増大することなく、
両モードにおいて同一の操作感で画像濃度調整を行うこ
とが可能となる。また、画像濃度の調整指示において複
写画像全体の濃度および色成分毎の濃度を調整指示する
ことができるので、特定の色の濃度を高く指示すること
により該色を強調した画像を得ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示すブロック図である。第２
図はこの発明の実施例であるカラー複写機の構成を示す
図、第３図はその制御部のブロック図である。第４図お
よび第５図は同カラー複写機の処理手順を示すフローチ
ャートである。第６図は階調表出モードにおけるγカー
ブの変化を示す図、第７図は露光制御によるγカーブの
変化を示す図である。第８図は階調特性制御用スクリー
ンによる階調特性の改善効果を示す図である。第９図
（Ａ），（Ｂ）は階調特性制御用スクリーンを用いた場
合の複写画像の例を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 英幸 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−280868（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−68535（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−131270（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】色成分毎に色分解フィルタを挿入して感光
   体を露光し、形成されたそれぞれの潜像を該当する色成
   分のトナーにて現像し、これらのトナー像を重ねた複写
   画像を作成する複写機において、 感光体に対する露光光路中に階調特性制御用スクリーン
   を入れて露光する階調表出モードと、前記スクリーンを
   用いないで露光する標準モードと、複写画像全体の濃度
   および色成分毎の濃度を調整する画像濃度調整指示手段
   と、色成分毎に前記画像濃度調整指示手段の指示に基づ
   き露光量を制御する露光量制御手段と、色成分毎に前記
   画像濃度調整指示手段の指示に基づき現像バイアスに対
   する感光体の表面電位の差を制御する現像電位制御手段
   と、を備え、 標準モード時には、前記露光量制御手段を用いて複写画
   像の濃度を制御し、 階調表出モード時には、前記現像電位制御手段を用いて
   複写画像の濃度を制御することを特徴とする複写機。