JP3546572B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に関し、特に、複数種類のトナーによって静電潜像を現像する際の、先行トナー像の乱れを抑制するのに好適な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像信号で変調されたレーザ光で感光体上に形成した静電潜像をトナーで現像し、その後、このトナー像を記録媒体に転写して所望の画像を得る画像形成装置が知られている。さらに、近年では、静電潜像形成手段と現像手段とを感光体に沿って多段に配し、それぞれの現像手段では、赤と黒等の互いに異なる種類のトナーで現像をして多色画像を得るようにした画像形成装置も知られるようになった。
【０００３】
ところで、前記画像形成装置の現像手段は、トナーおよび極性キャリアからなる２成分現像剤と感光体との間に形成される磁気ブラシで現像を行う。したがって、先行する現像手段で現像されたトナー像が、後段の磁気ブラシで乱されるという不具合がある。
【０００４】
図８は前記磁気ブラシによって乱されたトナー像を示す模式図である。同図において、トナー像１００は２段階の現像工程を含む画像形成装置において、第１段階の現像を終えた後の像であり、プロセス方向に１ドット幅を有し、スキャン方向に延びる直線の像である。この図のように、第１段階で現像されたトナー像１００は、その前後つまりプロセス方向にトナーが拡散して像がぼやけてしまう。このような欠点を改善するために工夫された画像形成装置が特開平３−１０９５８４号公報に提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載された画像形成装置では、磁気ブラシによるトナー像の乱れが小さくなるように先行トナー像の濃度をコントロールしている。しかしながら、この画像形成装置では、全体的に記録画像が薄めになるという点で不十分であり、特に、濃度の濃い画像を得ようとした場合には、前記トナー像の乱れを招くおそれがあるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解消し、先行トナー像の乱れを低減しつつ、記録画像全体の濃度が低下しないようにできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するための本発明は、感光体に静電潜像を形成する露光手段と該静電潜像を現像する現像手段とを複数段配設し、前記感光体上で多重現像を行うようにした画像形成装置において、少なくとも１つの露光手段に先行する露光手段に供給する画像データを、スキャン方向の予定ビット数毎に白データに置き換えるデータ変更手段を具備し、前記データ変更手段が、一部が前記白データに置き換えられた画像データを含む画像データの列をプロセス方向にコピーする手段をさらに具備している点に第１の特徴がある。
【０００８】
第１の特徴によれば、小さい寸法のトナー像を形成することができ、その周囲は空白であるため、感光体の電場が該トナー像に強力に働く。したがって、すでに形成されているトナー像が次段の現像によって影響されにくい。
【０００９】
また、本発明は、周囲が空白となるトナー像を、次段での現像によって影響されにくいプロセス方向に拡大できる。したがって、前記白データへの置換による濃度低下を補うことができる。
【００１０】
また、本発明は、前記露光手段に供給する画像データが、プロセス方向に１ビット幅を有し、かつスキャン方向に伸びている直線の画像データであることを判別する判別手段をさらに具備し、前記判別手段で直線の画像データであると認識された場合にのみ、前記データ変更手段を付勢するように構成した点に第２の特徴がある。第２の特徴によれば、後続の現像手段によってより影響を受けやすい画像のみについて像の乱れを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図２は本発明の一実施形態例に係るプリンタ装置の概略構成を示す図である。プリンタ装置１には像担持体としての感光体ドラム２が配置され、該感光体ドラム２は図中の矢印３の方向つまりプロセス方向に回転する。感光体ドラム２の表面電位はチャージコロトロン４で一方の極性に一様に帯電される。第１露光器５は、プリントしようとする画像の第１画像データに対応したネガティブ潜像を感光体ドラム２の表面に形成する。第１現像器６ではプラス極性のトナーで前記ネガティブ潜像を現像する。前記現像に続いて、第２露光器７は、プリントしようとする画像の第２画像データに対応したポジティブ潜像を感光体ドラム２の表面に形成する。第２現像器８ではマイナス極性のトナーで前記ポジティブ潜像を現像する。
【００１２】
前記２種類のトナー像の極性を一方に揃えるために第２現像器８の下流に転写前コロトロン９が設けられる。極性が揃えられたトナー像は、転写コロトロン１０によって記録紙Ｐに転写される。さらに、転写コロトロン１０の下流には剥離コロトロン１１が設けられ、感光体ドラム２から記録紙Ｐが容易に剥離するようにしている。感光体ドラム２に残存したトナーはクリーナ１２で落とされ、さらに、感光体ドラム２の表面電位はイレーズランプ１３でクリアされる。
【００１３】
画像が記録された記録紙Ｐは定着ローラ対１４，１４を通過して熱定着された後、図示しないトレイに送り出される。なお、前記第１および第２露光器５，７は、具体的にはレーザ光走査装置で構成できる。
【００１４】
以上の構成によるプリンタ装置の第１露光器５で形成された潜像の例を図３に示す。同図（ａ）の潜像Ａは、スキャン方向に延びた１ドット幅の直線の像であり、後述する像乱れ防止処理を行わない従来の手順で形成された像である。このような直線の像Ａに基づいて現像されたトナー像は、第２現像器８において乱され、図８のように像がぼやけてしまう。そこで、該実施形態では、直線の像Ａを図３（ｂ）の像Ｂのように変形させることにした。すなわち、前記直線を形成する画像データを１ビットずつ間引いてデータ「０」つまり白データに置き換え、プロセス方向にはビット数を増やして２ビットとした。このように１ビット毎にデータ「０」に置換して空白をつくることによる効果を図４および図９を参照して説明する。
【００１５】
まず、図９は、感光体ドラム２の表面と第１現像器６のマグネットロールとの電位の関係を示す模式図である。同図に示す例では、感光体ドラム２の表面は１００Ｖの正電位に帯電されていて、そこに前記第１露光器５でレーザ光が照射されて０Ｖ電位の潜像が形成されている。一方、第１現像器６のマグネットロール６ａは５００Ｖにバイアスされていてマグネットロール６ａと感光体ドラム２との電位差により矢印のような電場が形成されている。このとき、マグネットロール６ａによって、正帯電されたトナーＴＮが感光体ドラム２に供給されると、正帯電されたトナーＴＮはマグネットロール６ａよりも電位の低い０Ｖ電位の潜像部に引きつけられて付着する。１０００Ｖ電位の部分にはトナーＴＮは吸着されない。図示のように、潜像部に付着したトナーＴＮは１０００Ｖの電位差によって付着、換言すれば押さえられている。この電位差は、第２露光器７による露光によってポジティブ潜像が形成されると１０００Ｖから３００Ｖ程度に低下する。
【００１６】
前記３００Ｖの電位差はトナー像を囲んで四方に形成され、該トナー像を感光体ドラム２の表面に拘束する力となる。そこで、本実施形態では、前記電位差が四方に形成されているトナー像の大きさを小さくして各トナー像あたりの拘束力を増大させるようにした。
【００１７】
図４（ａ）はドットがつながったままのトナー像つまり大きいトナー像に作用する電場を示す模式図、図４（ｂ）はドット間を間引いた小さいトナー像に作用する電場を示す模式図である。図４（ｂ）に示すように、ドット間を間引いたトナー像１５にはプロセス方向およびスキャン方向から電場（矢印）が働き、トナー像１５を四方から感光体ドラム２に押さえている。これに対して、図４（ａ）に示したトナー像１００には、主としてプロセス方向からの電場が作用していて、スキャン方向から作用する電場は小さくなるため、全体としてトナー像１００を感光体ドラム２に拘束しようとする電場は弱いことが理解される。したがって、トナー像１５は第２現像器８による乱れを少なくすることができる。なお、直線のトナー像を間引くだけでなくプロセス方向にドットを付加しているのは、単にドットの間引きを行うだけでは、記録画像の濃度低下が生じるためである。また、ドット間の間引きによってとぎれた線は定着ローラ対１４，１４でやや広げられるので、この線のとぎれは人の目では無視できる程度である。
【００１８】
次に、前記トナー像１５を作成するための、プリンタ装置１の制御装置について説明する。図１は、プリンタ装置１の制御装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、第１画像蓄積装置１６には２色画像のうちの第１画像データが蓄積される。この第１画像データは第１露光器５に供給され、第１露光器５は該第１画像データに従って変調されたレーザ光を感光体ドラム２に出力する。同様に、第２画像蓄積装置１７には２色画像のうちの第２画像データが蓄積される。この第２画像データは第２露光器７に供給され、第２露光器７は該第２画像データに従って変調されたレーザ光を感光体ドラム２に出力する。
【００１９】
ここで、前記第１画像データつまり先行して潜像形成・現像がなされる画像のデータを処理して前記トナー像１５を得るための画像データを生成する。この画像データ処理は像乱れ防止処理部１８で実行される。２色画像蓄積装置１９はコンピュータ等のデータ処理装置から供給された２色画像データを蓄積している。この２色画像データは、画像分配処理部２０に読み出され、例えば赤色の画像を代表する第１画像データと黒色の画像を代表する第２画像データとに分配される。２色画像蓄積装置１９は、第１および第２画像データのそれぞれに対応して記憶領域が予め決定されていて、画像分配処理部２０では、どの領域から読み出されたデータかによって第１画像データおよび第２画像データの判別を行う。なお、画像データに識別情報（タグ）を付加し、このタグによって画像データが第１画像データか第２画像データかを判別しても良い。
【００２０】
画像分配処理部２０では、入力された画像データが第１画像データか第２画像データかを判別し、第２画像データならばそのまま前記第２画像蓄積装置１７に出力する。一方、入力された画像データが第１画像データならば像乱れ防止処理部１８に出力する。像乱れ防止処理部１８は次に説明するアルゴリズムに従って入力データを処理して第１露光器５に出力する。
【００２１】
像乱れ防止処理部１８の処理を図５のフローチャートを参照して説明する。同図において、ステップＳ１では、画像データが供給されたか否かを判断する。画像データが供給されたならば、ステップＳ２に進み、その画像データはスキャン方向に延びる１ドット幅の直線を示すデータか否かを判断する。この判断は、次のように行う。例えば、少なくとも３ライン分の画像データを格納できるバッファを準備し、このバッファに入力された画像データを判別する。すなわち、空白ラインに挟まれた１ラインのデータが、スキャン方向にデータ「１」が連続しているものかどうかによって１ドット幅の直線か否かを判断する。
【００２２】
スキャン方向の１ドット幅の直線でなければステップＳ５に進み、供給された画像データを第１画像蓄積装置１６に出力する。スキャン方向の１ドット幅の直線であればステップＳ３に進み、その直線のデータの１ビットおきにデータ「０」への置換をする処理を行う。ステップＳ４では、１ビットおきにデータを置換して変形した直線のデータをプロセス方向にコピーして２ビット幅の画像データを生成する。ステップＳ５では、前記２ビット幅の画像データを第１画像蓄積装置１６に出力する。
【００２３】
上記アルゴリズムは、マイクロコンピュータによって構成することができ、該マイクロコンピュータには、少なくとも次の機能を設ける。図６は像乱れ防止装置に必要な要部機能を示すブロック図である。図６において、バッファ２１は画像分配処理部２０から入力された画像データを格納する。直線判別部２２はバッファ２１の画像データに基づき、直線のデータか否かを判断する。直線のデータでなければ、バッファ２１から第１画像蓄積装置１６に画像データを出力させる。直線のデータならばデータ変更部２３に画像データを出力させる。データ変更部２３は、入力された画像データに対するデータ「０」への置換機能と、プロセス方向へのデータコピー機能とを有する。変更が施された画像データは第１画像蓄積装置１６に出力される。
【００２４】
なお、該機能を有するマイクロンピュータは、周知のように、プログラムやシステムデータを格納したＲＯＭやワークエリアとしてのＲＡＭを有することができるのはもちろんである。
【００２５】
図７は、該実施形態によって変更された画像データによって得られたトナー像を示す模式図である。同図に示すように、トナー像１５は第２現像器８の影響によるトナーの広がり部分１５ａ，１５ｂが小さいので、最終的に記録紙に記録された画像は、にじみが少ない、つまりぼやけていない鮮明な画像となる。
【００２６】
なお、該実施形態では１ドット幅の直線のデータを対象とし、１ビットおきに白データへの置換を行い、かつプロセス方向の幅は２ドットに拡大するようにした。しかし、白データへの置換は１ビットおきに限らず、それ以上であってもよいし、プロセス方向の幅も２ビットに限ることはない。また、対象となる画像データは１ドット幅の直線のデータとしたが、これは、特に、このような画像において後続の現像の影響を受けやすいことに鑑みたものであり、他の種類の画像に適用することもできる。また、若干の濃度低下が許容できる画像の種類によっては、必ずしもドット幅の拡大をしなくてもよい。
【００２７】
さらに、２色多重現像に限らず、さらに多くの種類の画像を重ねる場合も適用でき、その場合は、データの変更を行うのは最先の露光器へ供給する画像データに限らない。最終段の露光器を除いて、その他の露光器へ供給する画像データに関してもデータの変更を行うようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１または請求項２の発明によれば、トナー像の周囲を空白にしたので、該トナー像を感光体に拘束しようとする電場がより強く働く。したがって、先行する現像器ですでに形成されているトナー像が次段での現像に影響されて乱れるのを防止できる。
【００２９】
特に、請求項１の発明によれば、周囲が空白となるトナー像を、次段での現像に影響されにくいようにプロセス方向に拡大できる。したがって、前記白データへの置換による濃度低下を補うことができる。また、請求項２の発明によれば、後続の現像手段によってより影響を受けやすい画像のみについて像の乱れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図３】静電潜像の一例を示す模式図である。
【図４】トナー像に作用する電場を示す模式図である。
【図５】像乱れ防止処理部の動作を示すフローチャートである。
【図６】像乱れ防止処理部の要部機能ブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態によるトナー像を示す模式図である。
【図８】従来技術によるトナー像を示す模式図である。
【図９】感光体と現像器の電位を示す模式図である。
【符号の説明】
１…プリンタ装置、 ２…感光体ドラム、 ５…第１露光器、 ６…第１現像器、 ７…第２露光器、 ８…第２現像器、 １６…第１画像蓄積装置、 １７…第２画像蓄積装置、 １８…像乱れ防止装置、 １９…２色画像蓄積装置、 ２０…画像分配処理部、 ２１…バッファ、 ２２…直線判別部、 ２３…データ変更部

Claims (2)

1. 感光体に静電潜像を形成する露光手段と該静電潜像を現像する現像手段とを複数段配設し、前記感光体上で多重現像を行うようにした画像形成装置において、
   少なくとも１つの露光手段に先行する露光手段に供給する画像データを、スキャン方向の予定ビット数毎に白データに置き換えるデータ変更手段を具備し、
   前記データ変更手段が、一部が前記白データに置き換えられた画像データを含む画像データの列をプロセス方向にコピーする手段をさらに具備していることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記露光手段に供給する画像データが、プロセス方向に１ビット幅を有し、かつスキャン方向に伸びている直線の画像データであることを判別する判別手段をさらに具備し、
   前記判別手段で直線の画像データであると認識された場合にのみ、前記データ変更手段を付勢するように構成したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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