JP3646278B2 - カラー画像形成方法及びこれを用いた装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像形成体上に色分解した静電潜像を形成し、像形成体上に多色のトナー像を重ね合わせた後に記録紙上に転写する画像形成方法（以下、これをＫＮＣと略称する）に関し、特に画像の縁、細線や孤立点の色再現を向上させるカラー画像形成方法及びこの方法を採用するプリンタ装置や複写装置として用いられるカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＫＮＣプロセスは、帯電プロセス、像露光プロセスと、反転現像プロセスを繰り返すことにより像形成体上に多色のトナー像を重ね合わせた後に記録紙上に転写するものである。現像プロセスは各現像スリーブには直流と更に交流のバイアスが印加され、像形成体には非接触で反転現像が行われる。斯かるＫＮＣプロセスにより得られるトナーの付着状態は単純に画像濃度データに基づいて光変調された露光のみで決まらず、像露光手段を像形成体外に配置し、像形成体の外部から像露光を行う外部露光方式を採用した場合に以下の現象が関係する。
【０００３】
その第１の現象は、トナー層電位やトナーが光を透過させにくいという遮蔽性のためにトナー像のベタ部の上に次のトナーを付着させにくくする現象である。これを先の画像の構造による平均的なずれと略称する。その第２の現象は、先に形成したトナー像の構造によって生じる静電潜像（以下、単に潜像と略称する）の変形、つまり色を重ね合わせた時に孤立点、孤立点線、文字、ベタ部の縁で起こるエッジ効果や疑似輪郭現象として現れるハロー効果であり、エッジ効果と同一の原因であるが、重ね合わせによるＫＮＣプロセス特有の現象である。斯かる現象によるずれを画像間の構造による局所的ずれと略称する。その第３の現象は、像形成体上に未だトナー像を形成してない状態下或いは先に形成してあるトナー像の構造によらず画像の種類により生じる潜像の変形、つまり電子写真法特有のエッジ効果現象であり、画像データと再現画像のずれ分であり、以下に画像の構造によるずれと略称する。エッジ効果やハロー効果は現像法や感光層の特性にもよるが、０．５〜２ｍｍ位にも及ぶものもある。斯かる現象を抑えるために、従来は特開平６−２１８９９１号公報等に記載されているように、２値の記録画像データに対し、記録ドット単位で下層と上層にバランスよくトナー像を形成するため、像露光時にパルス幅を変調し、露光ビームを変調する補正を孤立画素や連続画素であるベタ部やその端部画素に対して行うことにより色再現性を向上させている。具体的には、記録ドッドが重なるときは１色目は弱く、２色目は強くという補正を行っていた。
【０００４】
図３は外部露光方式によるＫＮＣ補正を示すグラフである。
【０００５】
グラフは像形成体の感光特性を示したものであり、グラフの縦軸は像形成体の表面電位を示しており、グラフの横軸は露光量を示してある。
【０００６】
曲線ａは像形成体表面にトナー像を担持していない状態での感光特性であり、Ｅ1/2は初期帯電電位Ｖ0を半分まで減衰するのに必要な露光量であり、これを半減露光量という。露光量Ｅcは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量であり、露光量Ｅaは、最大画像濃度を有する二次色を得るための一色目の露光量である。露光量Ｅaは、二次色を得るための一色目と二色目以降のトナー付着量を略同一とするために、露光量Ｅcよりも弱くしてある。
【０００７】
曲線ｂは、二次色を得るために１色目のトナー層を既に像形成体表面上に担持した状態での感光特性である。曲線ｂはトナーの光遮蔽性のために曲線ａに比して減衰の程度が少なくなったカーブになっており、しかも先に形成してあるトナー層電位のために残留電位も上昇している。従って、例えば、二次色を得るための１色目の像露光と２色目の像露光を同一の露光量Ｅaで行えば、グラフに示すように潜像電位は十分低下せず、同一とならない。そのため、２色目のトナー付着量の少ないカラーバランスの崩れたトナー像が得られることになる。斯かるカラーバランスの崩れを補正すべく、二次色を得るための２色目の露光量Ｅb1は二次色を得るための１色目の露光量Ｅaよりも強くなるべく補正する。この露光量Ｅb1はＥaの２倍近い或いはそれ以上のものであり、Ｅcとほぼ同一の大きさ或いはより大きくした程の大きな補正量である。これにより最大濃度を有する二次色を得るための１色目のトナー層の付着量と２色目以降のトナー層の付着量とを同一にしている。これが外部露光方式によるＫＮＣ補正の基本的な原理であり、補正量は大きいことからカラー画像の安定化が困難な理由となっている。
【０００８】
以下に外部露光方式でＫＮＣ補正を加えたＫＮＣプロセスを説明する。
【０００９】
図４は外部露光方式のＫＮＣプロセスにおける像形成体上の表面電位を示した模式図である。
【００１０】
図４（ａ）は初期帯電を示す模式図であり、像形成体の表面電位は一様に帯電電位に設定してあることが分かる。図４（ｂ）は第１色目の潜像を形成するための露光プロセスを示す模式図であり、Ｅcは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量を示したものであり、Ｅaは最大画像濃度を有する二次色を得るための第１色目の露光量を示してある。ＥaはＥcよりも弱いので、潜像電位が高くなっていることが分かる。
【００１１】
図４（ｃ）は第１色目の現像プロセス後を示した模式図であり、潜像電位と現像バイアスとの電位差に応じたトナーが付着していることが分かる。
【００１２】
図４（ｄ）は第２回目の帯電プロセス後における像形成体の表面電位を示した模式図である。トナーの存在に関係なく一様な帯電電位であることが分かる。
【００１３】
図４（ｅ）は第２色目の潜像を形成するための露光プロセスを示す模式図である。Ｅcは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量を示したものであり、Ｅb1は最大画像濃度を有する二次色を得るための第２色目の露光量を示してある。Ｅb1はＥcと同じ或いはより強くすることにより、第１色目のトナー層電位やトナーの光遮蔽性の影響を補正し、１色目のトナー潜像電位と同じになっている。
【００１４】
図４（ｆ）は第２色目の現像プロセス後を示した模式図であり、潜像電位と現像バイアスとの電位差に応じたトナーが付着する。つまり、二次色を得るための１色目のトナー層の付着量と２色目以降のトナー層の付着量とを露光量により補正して同じとしていることが分かる。
【００１５】
又、低濃度から中程度にわたる中間的な画像濃度を有する一次色や二次色の領域も図３、図４の電位特性に従って同様な露光量補正が行われることになる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内側からの像露光を行うＫＮＣプロセスを実行すれば、外部露光方式を採用するＫＮＣプロセスに比較して、先のトナー像の光遮蔽やトナー像による光散乱からくるビーム径の広がりの影響が無くなることになる。具体的に言及すると、前記の点では先のトナー像による影響を受ける事なく像露光が行われることになるが、一方トナー層の電位は残留電位を上昇させる。光吸収や光散乱がなくなるために第１の現象や第２の現象は低下するが、トナー層は存在するために単純に従来の外部露光方式によるＫＮＣ補正を適用できず、内部露光方式特有の補正が必要となる。
【００１７】
また、従来の外部露光方式での提案は、２値画像データに対してであり２色の重ね合わせに限定されており、かつ画像の隣接画素情報に注目したものであり、多値の画像データの場合を含めて縁、細線及び孤立点の色再現の品位を向上できていない。又、３〜４色が重なるフルカラー画像の場合の対応もされていない。これはエッジ効果の及ぶ範囲が１ｍｍ前後に広がったものであることから広範囲の補正が不可欠であり、又、多値のカラー画像データであるために補正レベルが高精度で行われる必要があり、従来行っていた隣接画素情報による補正では不充分であり、画像の構造や広がりに応じた補正が必要になっていることを意味する。
【００１８】
本発明の第１の目的は、上記課題に鑑み、内側からの像露光を行うＫＮＣプロセスで色再現性を向上させるカラー画像形成方法を提供することにある。
【００１９】
本発明の第２の目的は、上記課題に鑑み、多値のカラー画像濃度データに基づきトナー像を重ね合わせる際、画像濃度分布を考慮して画像データの補正を行い、即ち、新たに記録画像データを色毎に作成し、これにより光変調して記録することにより縁、細線及び孤立点の色再現を向上させるカラー画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する手段として以下に掲げるものがある。
【００２１】
（１） 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法であって、最大濃度を有する二次色を形成する際の露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすることを特徴とするカラー画像形成方法。
【００２２】
（２） 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法であって、最大濃度を有する二次色を形成する際の１色目の露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすると共に前記像形成体の半減露光量Ｅ1/2以上でかつその２倍以下であることを特徴とするカラー画像形成方法。
【００２３】
（３） 最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対して５〜５０％多く補正することを特徴とする（１）又は（２）のカラー画像形成方法。
【００２４】
（４） 最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対してベタ部が５〜３０％多く補正することを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項のカラー画像形成方法。
【００２５】
（５） 最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対して孤立点が１０〜５０％多く補正することを特徴とする（１）〜（４）の何れか１項のカラー画像形成方法。
【００２６】
（６） 最大濃度を有する二次色の１色目及び２色目の像露光量は最大濃度を有する一次色よりも弱く設定したことを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項のカラー画像形成方法。
【００２７】
（７） ２色目の像露光量の補正は、像露光量の増加に伴い大きくすることを特徴とする（１）〜（６）の何れか１項のカラー画像形成方法。
【００２８】
（８） 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成装置であって、前記像形成体内部から露光するように露光手段を配置し、最大濃度を有する二次色を形成する際の前記露光手段からの露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００２９】
（９） 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成装置であって、前記像形成体内部から露光するように露光手段を配置し、最大濃度を有する二次色を形成する際の前記露光手段からの１色目の露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすると共に、前記像形成体の半減露光量Ｅ1/2以上でかつその２倍以下であることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００３０】
（１０） 各色毎の像露光は多値の記録画像データに基づき、記録ドット毎に光変調されると共に記録画像データは画像濃度と画像濃度分布データにより補正したものであり、前記記録画像データに基づく前記光変調はパルス幅変調或いは強度変調により行うことを特徴とする（８）又は（９）のカラー画像形成装置。
【００３１】
（１１） 色毎の像露光に用いられる多値の記録画像データを形成する補正部は画像間による平均的ずれを補正する第１の補正部と、画像間の構造による局所的ずれを補正する第２の補正部を有することを特徴とする（１０）のカラー画像形成装置。
【００３２】
（１２） 前記第１の補正部と前記第２の補正部はパルス幅変調又は強度変調の何れか一方に対応していることを特徴とする（１１）のカラー画像形成装置。
【００３３】
（１３） 前記２色目の像露光量の補正は像露光量の増加に伴い大きくする（８）〜（１１）の何れか１項のカラー画像形成装置。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
先ず、本発明の一実施の形態であるカラー画像形成装置４００における機械的な概略構成を説明する。
【００３５】
本発明のカラー画像形成装置の一実施の形態の構成を図１〜図２により説明する。図１はカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は像形成体の支持構造を示す断面図である。
【００３６】
本実施の形態におけるカラー画像形成装置４００は、像形成体１０周面のスペースの不足を解消すべく、像形成体１０の基体を透明体とし、露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを円柱状の支持部材２０に取り付けて像形成体１０の基体内部に収容し、像形成体１０の内側から像露光する構成とし、中間転写ベルト１４を使用することにより転写領域に対して接線方向から搬送される記録紙の搬送面を像形成体１０の周面より離れた位置に設定し、画像形成手段と像形成体１０との間隙を保持するため、現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに設けた突当コロを像形成体１０の端部に突当て、帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの端部に設けたコロ部材を像形成体１０に突当てて間隙を保持してある。以下に帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ、中間転写ベルト１４、転写ローラ１５等の支持構造を説明する。
【００３７】
像形成体１０を始め各帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、各現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ及びクリーニング装置１９はカートリッジ（図示せず）に収容されていて一体で装置本体内に収容されている。
【００３８】
一方、各露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋもまた支持部材２０を共通の支持体として一体化されて、カートリッジに支持収容され、像形成体１０と共に装置本体に対して着脱される。更にカートリッジの上部にはトナー収納容器（図示せず）が収容されていて、トナー補給の対象とする各現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに対しそれぞれトナー補給管（図示せず）を介して接続されている。
【００３９】
露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、図２に示すように回転支持軸３０に固定された前後一対の支持部材２０の両端部に楔状の貼付部材２１を介し感光面に対する距離が所定の位置関係に調節して接着にすることより像形成体１０の基体内部に収容してある。像形成体１０は両端部に備えるフランジ部材１０Ａ及び１０Ｂがそれぞれ軸受Ｂを介して支持部材２０に回動自在に支持して、フランジ部材１０Ｂの備える歯車１０Ｇの駆動により固定状態にある回転支持軸３０を回転中心として回動される。
【００４０】
前述のように像形成体１０ならびに露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを一体として支持した回転支持部材３０は、コの字状に形成して一体に接続された対称形の前後の各ドラムサポート板４０の間に軸受け支持してある。
【００４１】
突当基準部材は、円盤状の形状であり、回転支持軸３０を通して像形成体１０と中心軸を合わせた状態でネジ（図示せず）により左右の支持部材２０に像形成体１０と同心円状に固定される。像形成体１０と同心円状に設けられた突当基準部材の突当面（図示せず）に各現像器１３の突当コロ１３１が突当てられて現像器１３が像形成体１０と同軸に位置決めされる。突当コロ１３１は現像器１３の現像スリーブの両端部のシャフトにベアリング（不図示）を内包した間隙保持部材である。例えば厚み３ｍｍ、外径２０ｍｍの部材が突当コロ１３１として用いられ、突当コロ１３１が現像器１３の回転軸に嵌込まれる不図示のベアリングにより保持され、現像スリーブと個別に回転するように設けられる。突当基準部材に突当てられる突当コロ１３１により、現像スリーブが像形成体１０と所定の間隙、例えば３００〜６００μｍをあけて非接触に保たれて現像器１３が装着される。
【００４２】
突当基準部材は帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、クリーニング装置１６或いは中間転写ベルト１４用の突当面を設け、また、現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの位置決めと同様にそれぞれに間隙保持部材を設け、帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、クリーニング装置１６、中間転写ベルト１４等を装着したのち、突当基準部材に帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、クリーニング装置１６、中間転写ベルト１４等に設けた間隙保持部材を突当てて像形成体１０と同軸に位置決めしてある。斯かる構成により、像形成体１０に対する現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ、帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、クリーニング装置１６、中間転写ベルト１４等の画像形成手段の間隙保持の際に、突当基準部材にこれらの間隙保持部材が位置決めされ、これらの画像形成手段により像形成体１０が直接押圧されず、像形成体１０が変形されたり、損傷されることがない。
【００４３】
ドラムサポート板４０は前後の接続部に吊り下げ手段（図示せず）を装置本体の備えるガイド部材（図示せず）に挿入し係合して吊り下げ状態にすることにより回転支持軸３０に保持してある像形成体１０ならびに露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを略設定位置に配置する。回転支持軸３０が正規の位置まで挿入されると、前述した吊り下げ状態から後方のドラムサポート板４０より突出する軸端部３０Ｂが装置基板としての後側板７１の備える受座７２に嵌合し、前方のドラムサポート板４０より突出する軸端部３０Ａがドラム支持基板８０の備える受座８１に対しテーパー嵌合するネジ部材８２に支持されることにより、像形成体１０を正規の設定位置に正確に規制して歯車１０Ｇを駆動側の歯車に噛合し、一方、各露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが更に軸端部３０Ｂの備える貫通ピンＰ１を受座７２に形成した断面計状Ｖ字型の溝に係合されることにより、装置本体に対する所定の角度位置に正確に規制され固定状態とする。
【００４４】
ドラム支持基板８０は、上下の各基準穴Ｈ１が前方の装置基板としての前側板７０の備える一対の基準ピンＰ２に係合してその取付位置が決定された上で複数個所のネジ止メにより前側板７０に固定されるもので、更に複数の窓８０Ａを開口を形成し、棒状をなす各帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋをドラム支持基板８０の外部より挿入して像形成体１０に対して所定の間隔位置に設定すると共に電極を接続した状態でネジ止メにより固定し支持している。
【００４５】
以上が画像形成部材の支持構造である。次いで各画像形成部材の概略構成を説明する。
【００４６】
像形成体１０は、光学ガラスもしくは透明アクリル樹脂等の透明部材によって形成される円筒状の基体の外周に透明導電層、有機感光体（ＯＰＣ）やα−Ｓｉなどからなる感光層を設けたものである。像形成体１０は、例えば、ガラスや透明アクリル樹脂の透明部材によって形成される円筒状の透明樹脂基体を内側に設け、透明の導電層及び有機感光体層（ＯＰＣ）を該基体の外周に形成したものであり、接地された状態で図１の矢印で示す反時計方向に回転される。
【００４７】
本実施の形態では、像形成体１０の光導電体層において適切なコントラストを付与できる露光量を有していればよい。従って、本実施の形態における像形成体１０の透明樹脂基体の光透過率は、１００％である必要はなく、露光ビームの透過時にある程度の光が吸収されるような特性であっても構わない。透光性基体の素材としては、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエステルモノマーを用い重合したものが、透明性、強度、精度、表面性等において優れており好ましく用いられるが、その他一般光学部材などに使用されるフッ素、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、などの各種透光性樹脂が使用可能である。
【００４８】
また、露光光に対し透光性を有していれば、着色していてもよい。これらの樹脂の屈折率はほぼ１．５である。透光性導電層の成膜法としては、真空蒸着法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種ＣＶＤ法を用いて、インジウム・スズ・酸化物（ＩＴＯ）、アルミナ、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ等からなる透光性を維持した薄膜が用いられたり、浸漬塗工法、スプレー塗布法等を用いて上記金属の微粒子とバインダー樹脂とからなる導電性樹脂等が用いられる。また、光導電体層としては、各種有機感光体層（ＯＰＣ）が使用可能である。
【００４９】
また、プラスチック材料モノマーを合成し、重合させるための触媒を添加した後、円筒状の型に注ぎ、側板にて密封して固定し、これを高速に回転させると共に、適度に加熱することにより均一な重合を促進させる。重合終了後は冷却し、得られた透明な樹脂基体を型より取り出し、切断し、必要ならば仕上げ工程を経て画像形成装置の像形成体用の透明樹脂基体が製造される（遠心重合法）。
【００５０】
遠心重合によって成型される透明なプラスチックの透明樹脂基体の素材としては、上記のごとくメタクリル酸メチルエステルモノマーを用い重合したものが、透明性、強度、精度、表面性等において最も良いが、その他ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリスチレン、ポリイミド、ポリエステル或いはポリ塩化ビニル等、又はこれらの共重合体などが使用され得る。遠心重合法では真円度が成型に用いられる型で決まるので、高精度の基体を得ることができる。また、偏肉は重合時の回転ムラや粘度や重合時の加熱条件で変化する。
【００５１】
上記の製造方法によって造られたプラスチックの円筒状の透明樹脂基体を用いることにより、肉厚が均一で、円筒状の基体の円筒度、真円度に優れた像形成体が提供される。
【００５２】
帯電器１１Ｙ、帯電器１１Ｍ、帯電器１１Ｃ及び帯電器１１Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン及び黒色の各色の画像形成プロセスに用いられる帯電手段であり、像形成体１０の有機感光体層に対し所定の電位に保持されたグリッドとワイヤ状電極によるコロナ放電とによって帯電作用を行い、像形成体１０に対し一様な電位を与える。
【００５３】
露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは像形成体１０の軸方向に配列したＬＥＤ、ＦＬ、ＥＬ、ＰＬ等の発光素子とセルフォックレンズ等の結像素子とから構成される像露光手段で、別体の画像読み取り装置によって読み取られた各色の画像信号がメモリより順次取り出されて露光光学系１２Ｙ、露光光学系１２Ｍ、露光光学系１２Ｃ及び露光光学系１２Ｋにそれぞれ電気信号として入力される。なお、露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは発光素子としてＬＣＤ、ＬＩＳＡ、ＰＬＺＴ等の光シャッタ部材を組み合わせたものとセルフォックレンズ等の結像素子とから構成することもできる。
【００５４】
なお、各露光光学系１２Ｙ〜１２Ｋの発熱による像形成体１０内の温度の安定化及び温度上昇の防止は、支持部材２０に熱伝導性の良好な材料を用い、低温の場合はヒータを用い、高温の場合はヒートパイプを介して外部に放熱する等の措置を講ずることにより支障のない程度迄御制してある。
【００５５】
現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋはイエロー、マゼンタ、シアン及び黒色の各現像剤を収容する現像手段であり、それぞれ像形成体１０の周面に対し所定の間隙を保って同方向に回転する現像スリーブを備えている。現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋはそれぞれ押圧装置（図示せず）を備えていて、現像スリーブ軸端の突当部材を像形成体１０の周面の画像の形成領域外に圧接して、現像スリーブと像形成体１０周面との間に一定量（０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）の間隙量を設定する。
【００５６】
各現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋは、帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、及び１１Ｋによる帯電、露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋによる像露光によって形成される像形成体１０上の静電潜像を現像バイアス電圧の印加下で非接触現象方式により反転現像する。
【００５７】
中間転写ベルト１４は厚さ０．５〜２．０ｍｍの無端状のゴムベルトで、シリコンゴム或いはウレタンゴムの１０8〜１０12Ω・ｃｍの抵抗値をもつ半導電性基体と、ゴムの基体の外側にトナーフィルミング防止層として１０10〜１０16Ω・ｃｍの抵抗値、厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った２層構成としてある。この層も同様な半導電性が好ましい。ゴムベルト基体の代わりに厚さ０．１〜０．５ｍｍの半導電性のポリエステルやポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等を使用することもできる。中間転写ベルト１４がローラ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び１４Ｄの間に張架され、ローラ１４Ｄに伝達される動力により像形成体１０の周速度に同期して時計方向に循環して搬送される。
【００５８】
中間転写ベルト１４はローラ１４Ａとローラ１４Ｂの間のベルト面を像形成体１０の周面に接し、一方、ローラ１４Ｃの外周のベルト面を転写部材である転写ローラ１５に接していてそれぞれの接点においてトナー像の転写域を形成している。
【００５９】
中間転写ベルト１４は、前述した構成を備えることにより、像形成体１０周面に付着した状態にあるカラートナー像を先ず中間転写ベルト１４との間の接点においてローラ１４Ｂへのトナーと反対極性のバイアス電圧の印加により順次中間転写ベルト１４の周面側に転写する。即ち像形成体１０上のカラートナー像が接地したローラ１４Ａの案内によりトナーを散らすことなく転写域へと搬送され、像形成体１０上のカラートナー像がローラ１４Ｂに対する１〜２ｋＶのバイアス電圧の印加によって中間転写ベルト１４側に効率良く転写される。
【００６０】
ここで、内部露光方式におけるＫＮＣ補正を説明する。
【００６１】
図５は内部露光方式によるＫＮＣ補正を示すグラフである。
【００６２】
グラフは像形成体１０の感光特性を示したものであり、グラフの縦軸は像形成体１０の表面電位を示しており、グラフの横軸は露光量を示してある。
【００６３】
曲線ａは像形成体１０表面にトナー像を担持していない状態での感光特性であり、Ｅ1/2は初期帯電電位Ｖ0を半分まで減衰するのに必要な露光量であり、これを半減露光量という。露光量Ｅcは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量であり、露光量Ｅaは最大画像濃度を有する二次色を得るための一色目の露光量である。像形成体１０に帯電し、当該像形成体１０の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法であって、最大濃度を有する二次色を形成する際の露光量は１色目と２色目とを略等しくし、かつ、二次色の露光量は一次色の露光量より小とすることにより、最大画像濃度を有する二次色においても１色目と２色目の付着量を同じにすることができる。本実施の形態において露光量Ｅcは半減露光量Ｅ1/2の２倍よりも大きくしてある。通常この値は２〜３倍が好ましい。露光量Ｅaは図５を参照して説明するが、最大画像濃度を有する二次色を得るためのＥaは、一色目と二色目以降のトナー付着量を略同一とするために、露光量Ｅcよりも弱くしてある。像形成体１０に帯電し、当該像形成体１０の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法であって、最大濃度を有する二次色を形成する際の１色目の露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすると共に像形成体１０の半減露光量Ｅ1/2以上でかつその２倍以下である。
【００６４】
曲線ｃは、二次色を得るためにトナー層を像形成体１０上に担持した状態での感光特性である。曲線ｂは内部露光方式を採用したためにトナーの光遮蔽性の影響を取り除かれてあるために曲線ａと略同様でわずかに減衰が遅くなったカーブになっている。このことから、露光量が少ない領域即ち、２色目のトナー付着が少ない領域では一色目と二色目の露光量は略同じか少し強めに設定すればよい。一方、露光量を増すに従い、光減衰カーブのずれが大きくなり、又、先に形成してあるトナー層電位のために残留電位の影響が大きくなる事が分かる。従って、例えば、低い画像濃度を有する二次色を得るための１色目の像露光の露光量と２色目の像露光の露光量は略同一であるが、最大画像濃度を有する二次色を得るための２色目の露光量は低い画像濃度部より強めに補正することになる。このことから最大画像濃度を有する二次色を形成する場合、１色目の露光量Ｅaに対し２色目の露光量Ｅb2は低濃度部の場合より大きな補正が必要であり、好ましくは５〜５０％の範囲で強めに補正してある。これによりグラフに示すように潜像電位は１色目と同一とすることができ、二次色を得るための１色目のトナー層の付着量と２色目以降のトナー層の付着量とを同一にできる。
【００６５】
又、トナー層電位やエッジ効果により、１色目のトナー像電位の影響や２色目の潜像電位の影響下でも二次色が保証されるように最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対して５〜５０％多く補正する。好ましくは最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対してベタ部が５〜３０％多く補正し、孤立点に対しては、１０〜５０％多く補正することが好ましい。低い濃度に対しては、上記の補正量は少ないものとなる。
【００６６】
像形成体１０に帯電し、当該像形成体１０の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法において、最大濃度を有する二次色を形成する際の露光量は１色目と２色目とを略等しくし、かつ、二次色の露光量は一次色の露光量より小とすることを特徴とする。
【００６７】
二次色を得るための１色目の像露光の露光量Ｅa及び二次色を得るための２色目の像露光の露光量Ｅb2は半減露光量Ｅ1/2以上で半減露光量Ｅ1/2の２倍以下に設定してある。かかる露光量が半減露光量Ｅ1/2未満では十分な画像濃度を得るのが困難であり、又、半減露光量Ｅ1/2の２倍を越えると複数色のトナー層の付着量を等しく制御するのが困難であるからである。
【００６８】
又、露光量補正は裏面露光であることから、二次色の露光量Ｅa、Ｅb2間で少なくとも一次色の露光量Ｅcよりも少なく設定することが好ましい。最大濃度を有する二次色の１色目及び２色目の像露光量は最大濃度を有する一次色の像露光量よりも弱く設定してある。
【００６９】
二次色の画像濃度が低い場合、図５に示したように１色目と２色目の電位特性の差が小さいことから２色目の補正量は小さくする。即ち、画像濃度が高くなるに従い、２色目の補正量を大きくすることが好ましい。又、この補正は一色目の画像濃度が高くなるに従い大きくすることが好ましい。
【００７０】
次に、本実施の形態のカラー画像形成装置におけるカラー画像形成プロセスを図６を参照して説明する。
【００７１】
図６は内部露光方式のＫＮＣプロセスを示した模式図である。
【００７２】
図６（ａ）は初期帯電を示す模式図であり、図６（ｂ）は第１色目の潜像を形成するための露光プロセスを示す模式図であり、図６（ｃ）は第１色目の現像プロセス後を示した模式図であり、図６（ｄ）は第２回目の帯電プロセス後における像形成体１０の表面電位を示した模式図であり、図６（ｅ）は第２色目の潜像を形成するための露光プロセスを示す模式図であり、図６（ｆ）は第２色目の現像プロセス後を示した模式図である。
【００７３】
本実施の形態におけるＫＮＣプロセスは、像形成体１０を一様帯電した後にコンピュータ又はスキャナからの多値のディジタル画像濃度データをＤ／Ａ変換して得られた変調信号に基づいてパルス幅変調したスポット光により像形成体１０上にドット状の静電潜像を形成し、これをトナーにより反転現像してドット状のトナー画像を形成する工程を基本としている。この基本工程である帯電、露光及び反転現像工程を繰り返して行い、像形成体１０上にカラートナー像を重ね合わせて形成し、このカラートナー像を記録紙上に転写後、記録紙を像形成体１０より分離し、定着してカラー画像を得る。
【００７４】
本装置とは別体の画像読み取り装置において、原稿画像を撮像素子により読み取って得られ画像データ或いは、コンピュータで編集された画像データを処理して、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納される。画像記録のスタートにより像形成体駆動モータの始動により像形成体１０を時計方向へと回転し、同時に帯電器１１Ｙの帯電作用により像形成体１０に電位の付与が開始される（図６（ａ）参照）。
【００７５】
露光光学系１２Ｙにおいてイエローデータ（例えば８ｂｉｔのディジタル画像濃度データ）により変調されたスポット光が照射される。図６（ｂ）において、Ｅcは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量を示したものであり、Ｅaは最大画像濃度を有する二次色を得るための第１色目の露光量を示してある。ＥaはＥcよりも弱いので、潜像電位が高くなっていることが分かる。むろん、中間濃度はこれらＥa、Ｅcより少ない露光量となっている。
【００７６】
図６（ｂ）に示す潜像は現像器１３Ｙで現像スリーブに対し直流及び交流を加えた現像バイアス電圧が印加され、現像器の収容する１成分或いは２成分現像剤によるジャンピング現像が行われて、透明電導層を接地する像形成体１０に対して非接触の反転現像が行われて像形成体１０の回転に応じイエローのトナー像が形成される。図６（ｃ）から潜像電位と現像バイアスとの電位差に応じたトナーが付着していることが分かる。
【００７７】
図６（ｄ）は第２回目の帯電プロセス後における像形成体の表面電位を示した模式図である。トナーの存在に関係なく一様な帯電電位であることが分かる。
【００７８】
次いでマゼンタデータ（８ｂｉｔのディジタル濃度データ）により変調されたスポット光が像形成体１０上に照射されて静電潜像が形成される。図６（ｅ）において、ＥCは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量を示したものであり、Ｅb2は最大画像濃度を有する二次色を得るための第２色目の露光量を示してある。図６（ｅ）に示す静電潜像は、現像器１３Ｍによる非接触の反転現像によってイエローのトナー像の上にマゼンタのトナー像が順次重ね合わせて形成される。図６（ｆ）に示すように潜像電位と現像バイアスとの電位差に応じたトナーが付着していることが分かる。つまり、二次色を得るための１色目のトナー層の付着量と２色目以降のトナー層の付着量とを均一にしてある。
【００７９】
図６（ｄ）〜図６（ｆ）を参照して説明したと同様のプロセスで帯電器１１Ｃ、露光光学系１２Ｃ及び現像器１３Ｃによってにして現像器１３Ｃにより順次現像されて、第３のトナー像（シアントナー像）が形成され、像形成体１０上に順次積層された３色トナー像が形成される。
【００８０】
最後に帯電器１１Ｋ、露光光学系１２Ｋ及び現像器１３Ｋによって第４の色信号に対応する黒（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、像形成体１０の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成される。これらの色毎のトナー像は、画像によっては３〜４色の重なったものである。
【００８１】
一方では給紙カセット（図示せず）の給紙ローラ１７の作動により記録紙が搬出されてタイミングローラ１８に給送され、中間転写ベルト１４上のカラートナー像の搬送に同期して転写ローラ１５の転写域へと給紙される。
【００８２】
転写ローラ１５は中間転写ベルト１４の周速度に同期して反時計方向に回動されていて、給紙された記録紙は転写ローラ１５と前記の接地状態にあるローラ１４Ｃの間のニップ部の形成する転写域において中間転写ベルト１４上のカラートナー像に密着され転写ローラ１５への１〜２ｋＶのトナーと反対極性のバイアス電圧の印加により順次カラートナー像は記録紙上に転写される。
【００８３】
カラートナー像の転写を受けた記録紙は除電され、搬送板１９を介して定着装置９１に搬送され、熱ローラ９１Ａと圧着ローラ９１Ｂとの間に挟着搬送して加熱され、トナーを溶着して定着がなされたのち排紙ローラ９２を介して装置外部に排出される。
【００８４】
前述した像形成体１０及び中間転写ベルト１４にはそれぞれクリーニング装置１６及び中間転写ベルトクリーニング装置１８が設置され、それぞれの備えるブレードが常時圧接されていて、残留した付着トナーの除去がなされて周面は常に清浄な状態に保たれている。
【００８５】
上述した露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによる像形成体１０の感光層に対する像露光は像形成体１０の内部より前述した透明の基体を透して行われる。従って第２、第３及び第４の色信号に対応する画像の露光は何れも先に形成されたトナー像を透過することがない状態で行われ、第１の色信号に対応する画像と同等の静電潜像を形成することが可能となる。
【００８６】
本実施の形態におけるカラー画像形成方法は、前述したように露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを像形成体１０内に配置し、透明基体の感光体を用いて、内側からの像露光を行うＫＮＣプロセスに適した色補正により色再現性を向上させることができる。
【００８７】
（実施の形態２）
次に２値記録のプリンタに本発明を適用した実施の形態を説明する。
【００８８】
２値記録は、記録ドットが一次色のＹ，Ｍ，Ｃと二次色のＢ，Ｇ，Ｒと黒とからなる７色でカラー記録を行うものである。
【００８９】
カラートナーの重ね合せ方式で赤（Ｒ）を再現する際、トナーとマゼンタのトナー付着量を同じく調整する必要があり、各色の露光量を変えてカラートナーの重ね合せによる混合比を調整することにより所望のカラー画像を得るようにしている。
【００９０】
更に、画質を向上させるには１色目の上にカラートナー上に帯電、像露光する際、１色目のトナー層の影響を考慮して２色目の露光を行うことが有効である。
【００９１】
本実施の形態のカラー画像形成装置は、１つの像形成体１０の一回転以内に各色の帯電、像露光並びに現像を順次行ってカラー画像を形成するものであり、露光光学系を像形成体内に配置し、透明基体の感光体を用いて、内側からの像露光を行うＫＮＣプロセスを用いることにより、先のトナー像の光遮蔽やトナー像による光散乱からくるビーム径の広がりの影響を無くすことができるので、重ね合わせを向上させることができる。
【００９２】
具体的に言及すると、外部露光方式と異なり、低濃度部では光吸収や光散乱の補正を含まず、高濃度部でトナー層電位の補正を行う色補正が内部露光方式の特徴である。これによりＫＮＣプロセスに伴う補正も外部露光方式とは変更されるが、その程度は低減するのでより安定した色再現を行うことができる。
【００９３】
本実施の形態におけるカラー画像形成装置は、図１及び図２を参照して説明してある機械的構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００９４】
一方、本実施の形態におけるカラー画像形成装置は、複数の露光光学系１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋを使用して、一回転以内で画像を形成して一括転写する方式であるので、各色ごとに使用される露光光学系１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋが異なれば、露光光学系１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの傾き、曲がり、取り付け位置のずれ等が原因となって、色のずれや滲みが生じる。色のずれや滲みは視認され易い（０．０３ｍｍ程度）ので実用上問題となる。
【００９５】
図７は本実施の形態における走査回路３００を示すブロック図である。
【００９６】
走査回路３００は、ＬＥＤアレイを複数のブロックに分割して、各ブロック毎の露光タイミングを通常画像データの転送と像露光のタイミングを主走査方向の上流側からその傾きや曲がりの程度や方向に対応して制御することにより、取り付けられたＬＥＤアレイのもつ傾きや曲がりを矯正して発光制御することにより、主走査ラインにＬＥＤアレイのもつ傾きや曲がりはそのま画像の傾きや曲がりとして現れないようにラスタ走査するものであり、振り分け回路３１０とＬＥＤをアレイ状態に集積したＬＥＤブロック３２１〜３２ｎと、ｍビットのＫ倍の容量をもつ遅延回路３３１〜３３ｎと、デジタルスイッチ３４１〜３４ｎと、ｍビットのシフトレジスタ３５１〜３５ｎと、ＬＥＤブロックの発光開始タイミングを決定する基準時間を調整するカウンタ３６１と、カウンタ３６２と、ＬＥＤブロック３２１〜３２ｎのブロック番号をアドレスとして各ＬＥＤブロック３２１〜３２ｎの発光開始までの遅延時間を記憶するメモリ３６３と、比較器３６４と、マルチプレクサ３６５と、ｍビットのパラレルインパラレルアウト型のメモリ３７１〜３７ｎを備える。
【００９７】
次に本実施における走査回路３００の動作を図８及び図９を参照して説明する。
【００９８】
図８は走査回路３００の動作を示すタイムチャートであり、図９はＬＥＤアレイからの光像が予め所望された主走査方向のドットラインからのずれを示した模式図である。
【００９９】
各ＬＥＤアレイは、図９に示すように像形成体１０の移動方向と直交する方向に直線状をなして配設され、かつ、例えば１７のブロックに分割されていて、ＬＥＤアレイの各ブロックを左側から順次３２１，３２２〜３２ｎとする。
【０１００】
図８（ａ）は記録開始信号Ｓ1を示したものであり、図８（ｂ）はデータ書き込みタイミングを示す信号であり、斯かるタイミングで画像データが振り分け回路３１０に入力されてＬＥＤブロック３２１〜３２ｎの配列に従って出力される。ここで画像データＱは主走査方向に１ライン分のシリアルデータである。振り分け回路３１０から出力されるデータは遅延回路３３１〜３３ｎでｍビットのＫ倍遅延されてデジタルスイッチ３４１〜３４ｎのＮＣ端子に出力される。ここで、Ｋの値は遅延回路３３１〜３３ｎで個別に設定できる。これにより、ＬＥＤブロックの配列方向を主走査方向とし、像形成体１０の回転方向を副走査方向としたとき、例えば副走査方向に５本／ｍｍの分解能を得るには、副走査方向のライン間隔ｙを２００μｍとなる。図９においてＬＥＤブロックの感光面上の光像が予め所望された主走査方向のドットライン（一点鎖線で示してある）から副走査方向にみて、それぞれΔｙ（Δｙ1〜Δｙn）としたとき、Δｙ／ｙの整数部をＬＥＤブロック３２１〜３２ｎのＫの値となる。
【０１０１】
このようにして、各ＬＥＤブロック３２１〜３２ｎ毎のＫの値が決まれば、ＬＥＤブロック３２１〜３２ｎに相当する遅延回路３３１〜３３ｎの容量が決まる。Ｋ＝０であれば、振り分け回路３１０は遅延する事なくシフトレジスタ３５１〜３５ｎに結線する必要があり、これはデジタルスイッチ３４１〜３４ｎをＮＯ端子側にしておけばよい。
【０１０２】
また、Δｙ／ｙの小数点以下については、例えばΔｙ／１２８なる式でＷを求め、メモリ３６３に書き込むことにする。ここで右辺分母の数字１２８は副走査方向のライン間隔ｙを１２８等分することを意味し、カウンタ３６１によって決まる。
【０１０３】
カウンタ３６１はクロックＳ4をカウントして記録時間Ｓwを例えば１２８等分する図８（ｄ）に示すカウント値Ｓ6を出力する。斯かるカウント値Ｓ6はＬＥＤブロックの発光開始時刻を決定する基準時刻を意味する。
【０１０４】
カウンタ３６２はカウンタ３６１の各カウント値Ｓ6毎に“１”にセットされ、クロックＳ4のｎ倍のクロックＳ7をカウントする。このカウント値Ｓ8は、図８（ｅ）に示したものであり、ＬＥＤブロック３２１〜３２ｎ〜２２ｎのブロック番号１〜ｎを意味する。
【０１０５】
メモリ３６３は、図８（ｅ）に示すカウント値Ｓ8に対応して発光開始時間調整量Ｗ（Ｗ1〜Ｗn）を出力する。この発光開始時間調整量Ｗは図８（ｃ）に示す各カウント値Ｓ5毎に一巡して出力される。
【０１０６】
比較器３６４は、発光開始時間調整量Ｗが基準時刻であるカウント値Ｓ5と一致した時に“１”を出力する。此の際、マルチプレクサ３６５はカウント値Ｓ8をデコードし、Ｓ8に対応したメモリ３７１〜３７ｎにデータをセットする。メモリ３７１〜３７ｎに格納してあるデータの“１”，“０”に応じてＬＥＤの発光又は消灯させることで感光面上に光像を一直線に形成するものである。
【０１０７】
このずれ量は、該カラー画像形成装置の組立・調整時には容易に測定可能であって、かかるずれ量を組立時にメモリ３７１〜３７ｎに書き入れることで、ＬＥＤアレイの組立時における取り付け調整は殆ど必要としないこととなり、調整時間は大幅に減縮される。
【０１０８】
上述のようにして、配設される各ＬＥＤアレイの間に直線性や方向性が不揃いであると重ね合わせるトナー像にズレが生じて形成される画像にいわゆる色ズレ或いは色の滲みを防止し、カラー画質の低下を防止してある。
【０１０９】
図１０は本実施の形態における画像形成順をイエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）及び黒（ＢＫ）とした４色のトナーから、７色のマルチカラー画像を実現するプロセスを示したものである。
【０１１０】
１色目 ２色目 重ね合せ色
Ｙ
Ｙ ＋ Ｍ → 赤（Ｒ）
Ｙ ＋ Ｃ → 緑（Ｇ）
Ｍ
Ｍ ＋ Ｃ → 青（Ｂ）
Ｃ
ＢＫ
上記の７色のうち、単色の場合は特に問題ないが、２色のトナーを重ね合せて形成する赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）についてはトナー付着量について問題があり、１色目トナー付着量と２色目のトナー付着量とが等しいことが適正な色合いとなる上で必要である。本実施の形態における２色のトナーを重ね合せて７色のマルチカラー画像を得るカラー画像方式を図６を再掲して説明する。図６（ａ）は帯電器によって背面が接地された像形成体１０周面に対し表面電位Ｖ0の一様帯電を行った状態を示している。図６（ｂ）は像形成体１０への一様帯電ののち露光光学系により画像信号に基づいた像露光が行われて、像露光部分は電荷が消去され低電位となる。図６（ｃ）は１色目の反転現像が行われて、像露光部分に１色目のトナーが付着し現像がなされた状態を示している。図６（ｄ）は帯電器によって２回目の帯電が行われた状態を示している。図６（ｅ）は１色目のトナー上に２回目の像露光が行われた状態を示している。２色目の像露光が行われた部分では、１色目の付着したトナーによるトナー自身のもつトナー層電位が加わった潜像が形成される。図６（ｆ）は２色目の反転現像が行われ、１色目のトナーの上に２色目のトナーが重なった状態を示している。１色目と２色目との像露光量が同じであると、１色目のトナー付着量に較べて２色目のトナー付着量の方がすくなくて、１色目と２色目とのバランスが崩れるため、１色目の像露光パルス幅又はパワーを減らすことが行われる。赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）について、一次色の最大画像濃度を形成する露光パワーを１００とするとき、二次色の露光パワーは例えば次のような値に設定することがバランス上好ましい。この露光パワー１００は半減露光光量Ｅ1/2の２．４倍とした。
【０１１１】
Ｙ（５０）＋Ｍ（７０）→Ｒ
Ｙ（５５）＋Ｃ（７０）→Ｇ
Ｍ（６０）＋Ｃ（７５）→Ｂ
以上のように１色目のパルス幅又は出力パワーを減らすことで、色バランスは大幅に改善される。しかし、なお十分ではない。それは画像パターンによって色バランスの良好と不良の場合が生じ、例えば網点画像で良好な色バランスであると、ベタ画像の場合は不良で、ベタ画像で良好な色バランスであると、網点画像の場合は不良となる。この傾向は画像パターンがベタ画像、細線（文字）、孤立点の順で色相の差異が生じてくる。その理由を図示したのが図１１である。
【０１１２】
図１１は画像パターンによって色相の差異を生じる要因を示した模式図である。
【０１１３】
像露光はスポット露光ではあるが実際は拡がりを持っていて、そのためにベタ画像と網点画像では同じパワーで像露光を行っても像形成体１０上での帯電電位に差異が生じる。このことが画像パターンによって色相の差異が生じる原因となり、トナー色には無関係にこの傾向があらわれる。画像パターンに基づく出力パワーの補正係数をｄｉ1（ｉ1＝１〜５）とするとき例えば次の値が適正値として実験的に求められた。
【０１１４】
Ｙ（５０）×ｄｉ1＋Ｍ（７０）→Ｒ
Ｙ（５５）×ｄｉ1＋Ｃ（７０）→Ｇ
Ｍ（６０）×ｄｉ1＋Ｃ（７５）→Ｂ
【０１１５】
【表１】
【０１１６】
１ページの画像パターンが例えばベタのグラフィックス或いは９ポイントの文字画像といった単一画像パターンである場合には上記の設定条件によって良好な色相のプリント画像が得られたが、実用上は単一画像パターンではなく、例えば一部にベタのグラフィックスがあり、他は９ポイントの文字画像であるといった複合画像パターンのことが多い。１ページ分の画像情報を分析し、ベタのグラフィックスと判定された部分に対してはｄｉ1として１０％の補正を行い、９ポイント文字と判定された部分に対してはｄｉ1として１５％の補正を行って１色目の出力パワーとすることによって、複合画像パターンについても良好な色相のプリント画像を得ることができる。
【０１１７】
また、１ページの画像パターンは更に複雑な複合画像パターンである場合もあるので、ページ内を画像判別によりブロック化し、各ブロックに対し次のような重みつきの平均補正係数ｄｉ2（ｉ2＝１〜５）を設定することによって、ページ内での著しい色相の乱れを防止することができる。
【０１１８】
Ｙ（５０）×ｄｉ2＋Ｍ（７０）→Ｒ
Ｙ（５５）×ｄｉ2＋Ｃ（７０）→Ｇ
Ｍ（６０）×ｄｉ2＋Ｃ（７５）→Ｂ
【０１１９】
【表２】
【０１２０】
重みつき平均補正係数ｄi2は下式（１）によって算出される。
【０１２１】
【数１】
【０１２２】
図１２は上記のマルチカラートナー像を重ね合せる場合、２色の第１の像露光量と第２の像露光量とを画像パターンによって調整処理を行うカラー画像形成装置の回路図を示したものである。
【０１２３】
本実施の形態は、プリンタコントローラ５０３（操作ボード５０４を含む）及び、プリンタ本体５０５から構成されている。
【０１２４】
プリンタコントローラ５０３は、ホストコンピュータ５０２からの画像情報（主にページ記述言語）を解読してビットマップデータに展開し、プリンタ本体５０５内のビデオインタフェース６００に送る働きや、プリンタ本体やホストの準備状態を認識し、ホスト５０２，操作ボード５０４，ビデオインタフェース６００に指令を送る働きをする。構成要素として、高速のＣＰＵ５０６，ビットマップ展開された１ページ分のデータを保持するプレーンメモリ５０９（ａ〜ｃ），ＲＡＭ５１０，ドット条件判定回路５１１等を有している。プレーンメモリ５０９ａ，５０９ｂ，５０９ｃ，はそれぞれ、Ｙ，Ｍ，Ｃの各色のドットデータを格納するもので、この３つのメモリのデータが全部「１」の場合、ＢＫ（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ）を意味する。
【０１２５】
プリンタ本体５０５は、ＣＰＵ，メカコン５１６（帯電，露光，転写，定着等の制御を行う）と、画像データ処理（画像データの読み書きのためのタイミングの発生や画像データの加工，指令データのセレクト等を行う）を担当するビデオインタフェース（ワンチップのゲートアレイ）６００と、タイミング発生回路５１５と、光学制御部５１７と、印字部５１８とからなっている。
【０１２６】
また、画像信号処理を担当するビデオインタフェース６００は、入力変換回路５１２の他に、テストパターン発生器（ＴＰ）５５１と、セレクタ５５２と、単色・複色検出回路５５４と、画像パターン判別回路５５５と、色相補正回路５５６と、補正係数算出回路５５７と、ビデオ制御回路５５８と、平滑化処理制御回路（ＳＯ）５５９と、レジスタ群ＲＧ１〜ＲＧ２８（５１４）と、オア回路５６０と、レーザ制御回路５６２と、これらの回路の動作を制御するコントロール回路（ＣＰＵ，メカコン５１６と情報の授受を行いながら制御回路ＣＬ１〜ＣＬｎを各回路に出力する）５６３とを有している。
【０１２７】
入力変換回路５１２は、プリンタコントローラ５０３からのビデオ信号を、１ドットにつき、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの４ビット信号に変換する。テストパターン発生器（ＴＰ）５５１は、コントローラが無くても固定テストパターンの出力を可能とするためのＲＯＭである。セレクタ５５２は、テストパターンと正規のビデオ入力信号とを選択的に通過させる。
【０１２８】
ビデオインタフェース６００には入力変換回路５１２があって、プレーンメモリ５０９ａ，５０９ｂ，５０９ｃからのデータをビデオ（ドット）データに変換し、セレクタ５５２に入力する。図１３はこのビデオ（ドット）データの入力機構を示している。セレクタ５５２では単色・複色検出回路５５４によって、単色と２色の重ね合せドットデータ（Ｙ＋Ｍ，Ｙ＋Ｃ，Ｍ＋Ｃ）についての検出がなされる。また画像パターン判別回路５５５は画像パターン情報として（１）文字である。（１．１）文字の大きさ（活字ポイント数）。（２）グラフィックスである。（２．１）ベタ、その他（ハーフトーン）（３）上記１，２が１ページ内で占める割合の（１）〜（３）の判別がなされる。補正係数算出回路５５７は画像パターン判別回路５５５の判別結果に基づいて前記の式（１）による重みつきの平均補正係数ｄ０の算出が行われ、色相補正回路５５６に入力される。色相補正回路５５６では単色・複色検出回路５５４と色相補正回路５５６からの入力によって、単色としての〔Ｙ（１００），Ｍ（１００），Ｃ（１００），ＫＢ（１００）〕のドットデータと２色の重ね合せとしての〔Ｙ（５０）×ｄｉ2＋Ｍ（７０），Ｙ（５５）×ｄｉ2＋Ｃ（７０），Ｍ（６０）×ｄｉ2＋Ｃ（７５）〕のドットデータを出力する。
【０１２９】
このデータはビデオ制御回路５５８、平滑化処理制御回路５５９によって色合い補正と平滑化処理がドット毎に判断され、そのドットに対する印字条件を記憶しているレジスタＲＧ１〜ＲＧ２８をアクセスする。アクセスされたレジスタ（ＲＧ１〜ＲＧ２８の内の何れか一つ）から条件データが出力され、光学制御部５１７はそのデータに応じてプリント動作を制御する。全部の動作のタイミングは、印字部５１８から得られるインデックス信号（ビームが感光体上の画像先端近傍の所定位置にきたことを示す信号）ＩＮＤを基準として、ドット単位で行われる。即ち、インデックス信号ＩＮＤはタイミング発生回路５１５に供給され、これを基に、位相が同期したドット単位の高速クロック（５ＭＨＺ）が生成され、この高速クロックはプリンタコントローラ５０３等に送られ、これに同期してドットデータが転送され、リアルタイムで信号処理が行われ、印字が実行される。
【０１３０】
露光光学系１２の光学制御部５１７は、パルス幅変調回路５７１と、ＬＥＤオン／オフ信号発生器５７２と、ＬＥＤドライバ５７３を有している。また、印字部５１８は、図１にも示した像形成体１０と、帯電器１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ）の現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋを有している。像形成体１０の回転はステッピングモータ５８３により制御され、その回転数はエンコーダにより検出されてＣＰＵ，メカコン５１６に送られるようになっている。
【０１３１】
このような回路構成のもとに、２色の重ね合せたカラー画像について、本実施の形態では第１色目の像露光量を画像パターンにより変更していて、ＬＥＤパワーの出力レベルはパルス幅変調回路５７１によりパルス幅変調がなされる。図１４はパルス幅変調回路５７１の説明図である。図１４（ａ）は回路図であり、図１４（ｂ）は動作説明図である。ＬＥＤパワーの出力レベルはＤ／Ａ変換器５７１Ａによってアナログレベルに変換され、一方比較波として三角波発生回路５７１Ｂから出力する三角波は比較回路５７１Ｃによって書込みレベルと比較され、その結果得られた信号がパルス幅変調回路５７１からＰＷＭ信号として出力される。
【０１３２】
多値記録に本発明を適用するために、画像濃度データ、即ちイエロー、マゼンタ、シアン、黒色の多値レベルデータに対して、色補正を行うことになる。そして、この色補正の程度は、図３に示した電位特性に応じて低濃度部で小さく、高濃度部で大きなものとする。
【０１３３】
また像露光量を変えるのにパルス幅を変更する実施の形態について説明したが、パルス幅ではなく、各ドット毎のＬＥＤパワーを変えるようにしてもよい。３色以上が重ね合わされる場合も２色の場合と同様にパターンによって各色の露光条件を設定すれば良い。
【０１３４】
画像パターンの識別はプリンタコントローラで自動的に行う以外にも、ユーザが例えば「グラフィックス」「文字」「ベタ画像」などの手動切替手段によって切替・調整するようにしてもよい。
【０１３５】
本実施の形態のカラー画像形成装置として、中間転写体を用いて像形成体１０上にトナー像を重ね合せるようにした画像形成方式について説明したが、かかる方式以外でも直接転写紙へトナー像を転写する方式のカラー画像形成装置についても本実施の形態は適用される。
【０１３６】
（実施の形態３）
続いて、カラー複写機に代表される多値画像を再現するカラー画像形成装置に本発明を適用した実施の形態を説明する。
【０１３７】
なお、本実施の形態におけるカラー画像形成装置は、図１及び図２を参照して説明してある機械的構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【０１３８】
多値階調を再現する際のＫＮＣプロセスにより得られるトナーの付着状態は単純に画像濃度データに基づいて光変調された露光のみで決まらず、以下の現象が関係する。
【０１３９】
その第１の現象は、トナー層電位のためにトナー像のベタ部の上に次のトナーを付着させにくくする現象である。これの先の画像の構造による平均的なずれと略称する。その第２の現象は、先に形成したトナー像の構造によって生じる潜像の変形、つまり色を重ね合わせた時に孤立点、孤立点線、文字、ベタ部の縁で起こるエッジ効果や疑似輪郭現象として現れるハロー効果であり、エッジ効果と同一の原因であるが、重ね合わせによるＫＮＣプロセス特有の現象である。斯かる現象によるずれを画像間の構造による局所的ずれと略称する。その第３の現象は、像形成体１０上に未だトナー像を形成してない状態下或いは先に形成してあるトナー像の構造によらず画像の種類により生じる潜像の変形、つまり電子写真法特有のエッジ効果現象であり、画像データと再現画像のずれ分であり、以下に画像の構造によるずれと略称する。エッジ効果やハロー効果は現像法や感光体の特性にもよるが、０．５〜２ｍｍ位にも及ぶものもある。
【０１４０】
本実施の形態では、エッジ効果やハロー効果を隣接画素レベルの補正として簡略化して行ってある。
【０１４１】
図３０はＫＮＣプロセスにおけるトナー付着状態を決めるプロセスを示す模式図である。図３０において、Ｖ0は像形成体１０表面における初期帯電電位であり、Ｖsは現像スリーブ表面に印加された直流バイアス電位であり、ＶL1，ＶL21，ＶL22は潜像部の電位である。ＶsとＶL1の電位差のみならず、先に形成した１〜３の画像に起因して、形成される電界が像露光量とずれて、即ち、画像データとずれて像形成体１０上にトナーを引き付けるように作用する。
【０１４２】
図３０（ａ）は第１の色トナーによる現像プロセス直前における電位関係を示したものである。かかる現像プロセスは各色の多値の画像濃度データからトナー像の重なり状態を考慮して多値変調して像露光することになるが、ここでは簡単に説明するために図示する潜像電位は一律にＶL1としている。Ｌaは孤立点若しくは孤立線を示す潜像である。Ｌbは広い面積を有するベタに相当する潜像を示したものである。
【０１４３】
対向電極効果にもよるが、一般的な現像法では程度の差はあれ強い静電的な電場が潜像Ｌa及び潜像Ｌbのエッジ部分に生じ（以下、単にエッジ効果という）、一方潜像Ｌbの中央部における電場は弱くなるので、潜像Ｌbのベタ部はトナーを付着しづらくなっており、一方、線やエッジ部はベタ部中央に比してトナーを付着し易くなっている。これが前述した第３の現象である。
【０１４４】
図３０（ｂ）は図３０（ａ）に示す電位関係下で各潜像を第１の色トナーで顕像化した状態の断面図である。
【０１４５】
Ｐは像形成体１０を示しており、Ｔ1は第１の色トナーにより顕像化した孤立点を形成するトナー像を示している。Ｔ2は第１の色トナーで顕像化した広い面積を有するトナー像を示している。斯かるトナー像Ｔ2は中央部分とその周辺にあるエッジ部とからなる。トナー像Ｔ2は、前述したエッジ効果により、エッジ部分に比して中央部にトナーを少なく付着した凹凸状のトナー像となっていることを示している（これが第３の現象である）。なお、エッジ効果は、孤立点となる潜像や孤立線である細線となる潜像等を強調して顕像化する際にも作用するのみでなく、潜像が小さくなり過ぎると、反対に顕像化が困難になる方向に作用する。
【０１４６】
図３０（ｃ）は再帯電後に２色目の像露光を行った状態即ち第２の色トナーによる現像プロセス直前における電位関係を示したものである。
【０１４７】
ここでの像露光Ｌa1、Ｌb1は第１回目とＬa1は同位置に、Ｌb1のみ位置をずらして露光したものとしている。図においてはＶL1とＶL21，ＶL22とが混在した乱れた電位分布となっている。ＶL21、ＬL22は第１の色トナー像上に形成した潜像部の電位であり、ＶL1に比して高くなっている。他の符号は記述してあるので省略する。
【０１４８】
ここで、図３０（ｃ）に示したＬb1の電位分布及び電場が乱れる理由を以下に述べる。
【０１４９】
２色目以降の現像プロセスは前述したように、先に顕像化したトナー像を像形成体１０に担持した状態下でなされる。従って、既に形成してあるトナー像は第２色目以降の潜像電位と電場を変動させる。詳しく述べれば、Ｔ2は前述したようにエッジ部にトナーを多く付着した状態となっており、中央部付近にトナーを少なめに付着している。これらのトナーは電位上昇となってトナー付着を妨げる効果を有する。これらが前述した第１の現象である。
【０１５０】
図３０（ｄ）は図３０（ｃ）に示す電位関係における各潜像に形成される電場を示した断面図である。
【０１５１】
新たに形成した潜像Ｌa1，Ｌb1における電界の様子を電気力線を矢印で示してある。
【０１５２】
新たな潜像Ｌa1は第１の色トナーにより顕像化した孤立点に相当するトナー像Ｔ1上に形成してある。斯かるトナー像Ｔ1は前述したトナー層電位から潜像Ｌaに形成する電界に影響していることが分かる。具体的にはトナー像Ｔ1中心付近に発生する局所的電界により、トナーを付着させる電界は弱くなっているので、第２の色トナーが付着しづらくなっている様子が伺える。これが前述した第２の現象である。図示していないが、第１の色トナーの周りに第２の色トナーが付着しやすく、条件によっては付着することがある。
【０１５３】
新たに形成した潜像Ｌb1は、凹凸状のトナー像Ｔ2上から同様な画像を位置をずらして像露光することにより形成してある。従って、新たな潜像Ｌb1に形成された電界はトナー像Ｔ2により重なり部分とその近傍は歪んでいると考えられる。
【０１５４】
潜像Ｌb1は先に形成してあるトナー像の付着量の違いから潜像Ｌb11、潜像Ｌb21、潜像Ｌb31の３つの領域に区別する。潜像Ｌb11は１色目のトナーが付着していない像形成体１０部分に形成してあるものである。潜像Ｌb21はトナー像Ｔ2のエッジ部に形成したものであり、トナー付着量の変化の最も多い場所に形成してある。潜像Ｌb31はトナー像Ｔ2の中央部分で、エッジ効果の影響により縁よりは薄くトナーの付着した部分に形成してあるものである。潜像Ｌb11、潜像Ｌb21、潜像Ｌb31は同一の光量を照射したものであってもトナー電位から同一電位とならない。
【０１５５】
更に潜像Ｌb21はハロー効果を発生していることが電気力線の様子から伺える。ここで、ハロー効果とはエッジ効果の一種であり、１色目のトナー像の縁に２色目のトナーが付着しづらく、その周辺に２色目のトナーが付着しやすい現像が発生することを言う。即ち、潜像Ｌb21は１色目のトナーによるエッジ効果を発生している領域である。つまり、縁ではトナー像Ｔ2の中央部側に形成した潜像Ｌb31の電界よりトナーを付着させる電界が弱く、周辺ではトナー像の存在しない場所Ｌb11に形成した電界よりもトナーを付着させる電界が大きくなっていることを示している。
【０１５６】
図３０（ｅ）は図３０（ｃ）に示す電位条件下で顕像化したトナー像の重なり状態を示した断面図である。
【０１５７】
第２の色トナーで形成するトナー像Ｔ3は、図３０（ｄ）に示した電場状況から僅かな付着量である。つまり、トナー像Ｔ1とトナー像Ｔ3との付着量を同一にして得られる二次色でなく、第１の色トナーの色が強く出てカラーバランスが崩れたものとなっている。第２の色トナーで形成するトナー像Ｔ4は、前述した電場の状況から潜像Ｌb11′で第１の色トナーと同じ量だけ付着し、潜像Ｌb21でハロー効果の影響でトナー像Ｔ2のエッジ部に第２の色トナーを少なく付着し、周辺部に第２の色トナーを多く付着し、潜像Ｌb31でトナー像Ｔ2の中央付近よりも少なく付着し、そのエッジ部で僅かに盛り上がっていることが分かる。従って、トナー像Ｔ2のエッジ部とトナー像Ｔ4とが重ね合わさせて形成した部分はハロー効果が強く出て濃度及びカラーバランスの崩れたものとなっていることが分かる。これは第２の現象である。
【０１５８】
一方、トナー像Ｔ2とトナー像Ｔ4のベタ部同志で形成したベタ部は２色目の濃度が低くなる。これは第１の現象である。
【０１５９】
次に本実施の形態の画像形成装置に採用している画像処理回路の全体構成を説明する。
【０１６０】
図１５は本実施の形態における画像処理回路の全体ブロック図である。
【０１６１】
本実施の形態における画像処理回路は、走査光学系の駆動回路を構成する回路であり、図１５に示してあるように画像データ処理回路１００、変調信号生成回路２００、走査回路３００からなる。
【０１６２】
以下に図１５を参照して各部回路の概略構成を説明する。
【０１６３】
画像データ処理回路１００は、フォントデータのエッジ部を補間して出力する回路であり、コンピュータからなる入力回路１１０、フォントデータ発生回路１２０、フォントデータ記憶回路１３０、補間データ生成回路１４０からなり、入力回路１１０からのキャラクタコード信号、サイズコード信号、ポジションコード信号及びカラーコード信号をフォントデータ発生回路１２０に送出する。フォントデータ発生回路１２０は、４種の入力信号からアドレス信号を選択してフォントデータ記憶回路１３０に送出する。フォントデータ記憶回路１３０はアドレス信号に対応する１文字に対応するフォントデータをフォントデータ発生回路１２０に送出する。フォントデータ発生回路１２０はフォントデータを補間データ生成回路１４０に送出する。補間データ生成回路１４０は、フォントデータのエッジ部に生じる画像濃度データのギザギザや飛びを中間濃度を用いて補間して、例えば８ｂｉｔの画像濃度データとして、リニアマスキング回路１５４に送出する。又、リニアマスキング回路１５４はカラーコードに応じて、対応色を各イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（ＢＫ）の濃度データに変換してページメモリからなる画像濃度データ記憶回路２１０に送出する。この様にして各色が同一形状で濃度の割合が異なった状態で多値展開されたフォントが各色毎のページメモリ中に多値のビットマップ展開が行われる。
【０１６４】
画像濃度データ記憶回路２１０は、通常ページメモリ（以降、単にページメモリ２１０という）であり、ページ単位で記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）であり、少なくとも１ページ（１画面分）に相当する多値の画像濃度データを記憶する容量を有する。また、カラープリンタに採用される装置であるならば、複数色、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の色成分に対応する画像濃度信号を記憶するだけのページメモリを備えていることになる。
【０１６５】
変調信号生成回路２００は、読出し回路２２０、ラッチ回路２３０、画像判別回路２３１、ＭＴＦ補正回路２３２、γ補正回路２３３、参照波位相決定回路２４０、セレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ、変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄ、基準クロック発生回路２８０、三角波発生回路２９０、遅延回路群２９１、ＫＮＣプロセスに必要となるトナーの付着状態を補正すべくＫＮＣ補正回路１０００を付加してある。
【０１６６】
本実施の形態の変調信号生成回路２００は、画像濃度データの注目する１画素分をｍ×ｎ（横×縦）の小画素で形成するようにし、該注目画素を含む隣接画素の濃度データの分布を前記１画素内のｍ×ｎの小画素の分布に置き換え、一定の定数Ｐを乗じた注目画素のデータを前記分布に応じて分配することによって得られる小画素の画像濃度データとに基づいて、小画素各行の参照波の位相を変位させることによってｎ行のドットの書込み位置を変位させて潜像を形成することができる。このドットの書込み位置を変位させることを記録位置変調という。また上記注目画素をｍ×ｎに分割した小画素の画像濃度データに変換する処理を、解像力向上処理（ＲＥ処理）という。斯かるＲＥ処理によって高密度記録を行う。
【０１６７】
読出し回路２２０は、インデックス信号をトリガとして基準クロックＤＣＫ0に同期して連続する１走査ライン単位の連続する画像濃度データをページメモリ２１０から読み出し、参照波位相決定回路２４０、画像判別回路２３１及びＫＮＣ補正回路１０００に送出する。
【０１６８】
ラッチ回路２３０は、後述する参照波位相決定回路２４０の処理を実行している時間だけ、画像濃度データをラッチする回路である。
【０１６９】
画像判別回路２３１は、画像が文字領域か中間調領域の何れであるかについて判別を行ってＭＴＦ補正及びγ補正の程度を決定する。なお、ＫＮＣ補正回路１０００はＭＴＦ補正回路２３２、γ補正回路２３３等に対し図１５において前段に設けたが、これらの後段に設けることが好ましい。特にこれらによる画像濃度データの補正値が大きい場合は色相を補償できなくなるからである。
【０１７０】
又、図示していないが、出力画像の倍率を変更する変倍補正回路や色調や色相を変更する色変換回路も同様にＫＮＣ補正回路の前段に配置することが好ましい。
【０１７１】
画像判別回路２３１は、文字や線画の文字領域であると判別された場合は、全色成分について参照波位相決定回路２４０が選択する三角波を変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに出力させる選択信号をセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄに出力し、ＭＴＦ補正回路２３２、γ補正回路２３３は不作動として画像濃度データは無処理のままラッチ回路２３０を介して変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに送出させる。これにより、色調の変化のない鮮明な文字やエッジ部が再現される。一方、画像判別回路２３１は中間調領域と判断した場合は、無彩色成分即ち黒色のデータについてのみ文字領域と同様の選択信号を出力し、他の色成分については参照波位相決定回路２４０が選択した三角波は出力せず、基準三角波φ０のみを出力する選択信号をセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄに送出し、ＭＴＦ補正回路２３２、γ補正回路２３３を作動させる。これにより読出し回路２２０より読出された黒以外の画像濃度データはＭＴＦ補正回路２３２及びγ補正回路２３３によって補正されたのちラッチ回路２３０を介して変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに送出される。これにより中間調領域において、モアレや色飛びのない画像を形成できる一方、黒画像により画像に先鋭さとしまりを与える効果が生まれる。
【０１７２】
ＭＴＦ補正回路２３２はラプラシアンフィルタから構成したものであり、視覚的なシャープさを持たせるものであり、５×５画素位の大きさである。このフィルタの値は現像特性から実験的に決められる。
【０１７３】
変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄは、図１５に示すように参照波位相決定回路２４０で選択した参照波である三角波によりラッチ回路２３０を経て入力される画像濃度データの信号を変調してパルス幅変調した変調信号を生成し、走査回路３００に送出する。
【０１７４】
走査回路３００は前述してあるので説明を省略する。
【０１７５】
一方、基準クロック発生回路２８０はパルス発生回路であり、画素クロックと同一の繰り返し周期のパルス信号を発生し、読出し回路２２０、三角波発生回路２９０、遅延回路群２９１、変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに出力する。便宜上このクロックを基準クロックＤＣＫ0という。
【０１７６】
三角波発生回路２９０は基準クロックＤＣＫ0に基づいて画素クロックと同周期の参照波である基準の三角波φ０の波形成形を行う。また、遅延回路群２９１は基準クロックＤＣＫ0に対し一定周期ずつ（この例で１／６周期ずつ）位相差を有する複数のクロックＤＣＫ１〜ＤＣＫ4を生成しこれに基づいて、位相の異なる参照波である三角波φ１〜φ４（ここでは１／６周期遅れた三角波φ１、２／６周期遅れた三角波φ２、１／６周期進んだ三角波φ３、２／６周期進んだ三角波φ４）を出力する。
【０１７７】
セレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄは上記基準三角波φ０と位相のずれた三角波φ１〜φ４の入力部を有し、後述する参照波位相決定回路２４０からの選択信号により上記三角波の内の１つを選択して変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄの入力端子Ｔに送出する。以上が本実施の形態の画像処理回路の概略構成である。
【０１７８】
以下に本実施の形態における画像処理回路の各部回路を順次詳細に説明する。
【０１７９】
（第１の実施例）
先ず、ＫＮＣ補正回路１０００における各回路構成例を図１５〜図１９、図２２、図２３を参照して説明する。
【０１８０】
図１６及び図１７は、何れも図１５に示したＫＮＣ補正回路１０００の具体的要部構成を示すブロック図である。
【０１８１】
ＫＮＣ補正回路１０００は、各色の画像濃度データと画像濃度分布データより、ＫＮＣプロセスに必要な色毎のトナーの付着状態を補正する機能を有するものであり、具体的には色毎の像露光を各色の画像濃度と画像濃度分布に応じて強度及びパルス幅変調されると共に、トナー像の重なり状態に応じて変更される変調は重なり時に前段の像露光と後段の像露光の露光強度と露光時間を共に変更するものである。ＫＮＣ補正回路１０００は、図１６及び図１７に示すようにリニアマスキングによって得られる多値の画像濃度データであるＤ1即ち色毎にＹ1データ，Ｍ1データ，Ｃ1データ，Ｋ1データを入力とし、補正された記録画像データＤ4即ち色毎にＹ4データ，Ｍ4データ，Ｃ4データ，Ｋ4データを出力する３つの補正回路１３００，１４００，１５００から成っている。
【０１８２】
なお、これらの補正回路は、まとめて同一機能のものを１の回路としてつくることも可能である。この場合は、補正アルゴリズムを簡略化して演算できるものとするか、ルックアップテーブル方式とするか、或いは併用の構成をすることが好ましい。第１の補正回路１３００は各色の画像濃度に応じた補正（第１の現像に対応した平均的なずれを補正するものに相当する）を施すものである。第２の補正回路１４００は第２の現象に対応した画像間の構造によるずれに対する補正を施すものである。第３の補正回路１５００は第３の現象に対応した画像データと再現画像のずれに対する補正を施すものである。この様にＫＮＣ補正を行った記録画像データＤ4をＹ4，Ｍ4，Ｃ4，Ｋ4とすると、この記録画像データは図１６、図１７に示されたように分離されて出力される構成とする。そして記録画像濃度データＤ4がＭＴＦ補正回路２３２に送出され処理される。
【０１８３】
本実施の形態は、露光光学系を像形成体内に配置し、透明基体の像形成体を用いて、内側からの像露光を行うＫＮＣプロセスを用いることにより、先のトナー像の光遮蔽やトナー像による光散乱からくるビーム径の広がりの影響を無くすことができる。更に、第１や第２の現象に対し補正を行うことにより、重ね合わせを向上させることができる。これによりＫＮＣプロセスに伴う上記の補正により安定した色再現を行うことができる。
【０１８４】
具体的に言及すると、外部露光方式と異なり、図５に示した像形成体１０の電位特性に応じた即ち、光吸収や光散乱の補正を含まず、トナー層電位を組み込んだ補正を行う。このため、第１項のマスキング時の補正、第２項の先のトナー像の構造による補正ｆは簡略化して補正係数は近似式１＋αを用いることができる。
【０１８５】
本実施の形態の補正において、演算の都合上第１〜第３の補正の積として表すことを実施例として示したが、裏面露光において、補正程度が低減するので、第１〜第３の補正の積とした近似や更に簡略化した式（１）が有効になる。
【０１８６】
フィルタ１１００はラプラシアンフィルタから構成し、トナー像の構造を検出するものであり、具体的には演算された値から第２の補正係数、第３の補正係数を決定するのに用いられる。第２の補正係数は第２の補正回路１４００における補正量を決定するためのパラメータであり、第３の補正係数は第３の補正回路１５００における補正量を決定するためのパラメータである。フィルタ１１００は、各色の濃度変化に対応した、即ち色毎のエッジ効果に応じて注目画素に対してラプラシアン値ΔＹ、ΔＭ、ΔＣ、ΔＫを求め、これらから各色の画素毎の補正量である補正パラメータを決定する。この補正パラメータをもとに画像濃度データを補正するものである。ラプラシアン値を求めるフィルタの大きさは、１ｍｍ程度に亙るエッジ効果を生じていれば６００ｄｐｉだと２０×２０の画素位の大きさのものである。エッジ効果は現像方式や感光体により異なるから、前述した係数は実験的に決められる。
【０１８７】
遅延回路１２００は第１の補正回路１３００、第２の補正回路１４００の処理時間だけ遅延させる。
【０１８８】
ここで、３つの補正回路の構造を説明するに先立ち、内部露光方式によるＫＮＣ補正における作用を説明する。
【０１８９】
図２２はカラー画像形成プロセスにおけるＫＮＣ補正回路１０００の作用を示した模式図である。
【０１９０】
図２２（ａ）は第１の色トナーによる現像プロセス下における電位関係を示したものである。
【０１９１】
画像間による平均的ずれ補正を行う第１の補正回路１３００は各色の画像濃度からトナー像の重なり状態を考慮して変調するように画像データを修正してある。従って、次の色トナーによる露光プロセスでも潜像を形成することになる潜像Ｌaと潜像Ｌb2を形成した位置は、この回の露光プロセスで形成する潜像電位をＶL2として他の色トナーを重ね合わせない潜像Ｌb1の潜像電位ＶL1よりも高く設定してある事が分かる。第３の補正回路１５００は画像データと再現画像のずれに対する補正を施してある。従って、又、潜像Ｌb1と潜像Ｌb2とでエッジ効果が防止されるべく露光量が制御されて電位が高く設定される事が分かる。
【０１９２】
図２２（ｂ）は図２２（ａ）に示す電位関係下で各潜像を第１の色トナーで顕像化した状態の断面図である。
【０１９３】
トナー像Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3は、図２２（ｂ）に示したよう第３の補正値により何れもエッジ効果を除去して平坦になっている。しかも、第１の補正値によりトナー像Ｔ1，Ｔ3はトナー像Ｔ2よりも薄く形成してある。
【０１９４】
図２２（ｃ）は第２の色トナーによる現像プロセス下における電位関係を示したものである。
【０１９５】
画像間の平均的ずれ補正を行う第１の補正回路１３００は、各色の画像濃度と画像濃度からトナー像の重なり状態を考慮して変調するように画像データを修正してある。従って、潜像Ｌb4は前回と同一電位であるＶL2に設定される。潜像Ｌa1と潜像Ｌb6と潜像Ｌb5のエッジの位置は次の色トナーによる露光プロセスでも潜像を形成することになるので、電位を低下させるために強い像露光を行っている。これにより同程度の電位低下をさせる。この補正は図５、図６において説明したものである。露光量が小さい場合は、像形成体１０の１色目と２色目の光減衰カーブが類似となるが、露光量が多くなるに伴い、２色目の補正量を増やすことが好ましい。
【０１９６】
第２の補正回路１４００は画像間の構造によるずれに対する補正をする。斯かる補正は、先のトナー像が画像データに応じて再現されるとした場合、その上から潜像形成を行ったとしても、矢印で示してあるように先のトナー像によるエッジ効果により潜像が変形している（図３０（ｄ）に示してある）。これにより、潜像Ｌa1と潜像Ｌb5とでエッジ効果を防止すべく、Ｌa1の周辺に弱い像露光をしＬa1上に強い像露光をし、潜像Ｌb5の縁に強く露光し、Ｌb5の周辺に弱く露光するように補正した。これがＬa1，Ｌb5の補正である。
【０１９７】
第３の補正回路１５００は画像データと再現画像のずれに対する補正をするものであり、画像濃度データを補正してエッジ効果のないトナー像Ｔ1〜Ｔ6を形成するための補正処理であり図２２（ａ）で前述したと同様である。
【０１９８】
図２２（ｄ）は潜像Ｌb4〜Ｌb6に形成した電場を電気力線で示したものである。ハロー効果及びエッジ効果による影響がすべて除去されていることが分かる。
【０１９９】
図２２（ｅ）は図２２（ｃ）に示す電位関係下で各潜像を第２の色トナーで顕像化した状態の断面図である。トナー像Ｔ4〜Ｔ6は何れもエッジ効果やハロー効果を除去して平坦になっている。しかも、トナー像Ｔ4〜Ｔ7はＴ1とＴ3と同様にトナー像Ｔ2、Ｔ6よりも薄く形成してある。この様にして、図３０（ｅ）に比較して二次色のカラーバランスが補正されていることが示されている。
【０２００】
続いて以下に３つの補正回路１３００〜１５００の構成例について更に具体的に説明する。
【０２０１】
第１の補正回路１３００は、画像間の平均的ずれ補正をするものであり、以下に掲げるものがある。
【０２０２】
第１の補正回路１３００の第１の例として直接変換法による色修正処理を実行するためのルックアップテーブル方式（以下、単に直接変換法と略称する）や３次元補間法による色修正処理を実行するルックアップテーブル方式（３次元補間法と略称する）が採用できる。
【０２０３】
直接変換法による色修正処理は、一般に色修正処理を単純な色分解信号空間から色修正信号空間への座標変換であるとみなして、各色分解信号座標に対応する色修正信号データをメモリテーブルに記憶しておき、このテーブルを参照することで直接的に座標変換を行うものである。
【０２０４】
３次元補間法を図１８を参照して説明する。
【０２０５】
図１８は３次元補間法による色修正処理を示す模式図である。図１８（ａ）は３次元補間法による色修正処理において色分解信号空間の分割を示した模式図であり、図１８（ｂ）は８点補間法を示した模式図であり、図１８（ｃ）は４面体への分割方法を示した模式図である。
【０２０６】
３次元補間法による色修正処理は、色分解信号座標と色修正信号データとの対応テーブルを限定された色数にとどめておき、テーブルにない座標入力については近傍の既知データを用いて三次元補間するルックアップテーブル方式と、ニューラルネットワークによる色修正を採用することができる。
【０２０７】
３次元補間法は、図１８（ａ）に示すように色分解信号空間を複数の単位立方体に分解し、各単位立方体の頂点座標における最適な色修正信号データを予め求めておき、図１８（ｂ）に示すように所属する単位立方体の８頂点のデータから補間する演算方法が一般的である。これにより、直接変換法で問題となるメモリ容量を削減することができる。また、３次元補間方法は、図１８（ｃ）に示したように単位立方体を更に複数の４面体に分割し、所属する４面体の４頂点のデータから補間する方法もある。斯かる方法によれば、補間演算は線形マスキング法に定数項を付加した形式にできるので、加算器、乗算器の個数を削減してハードウエアの負担を軽くすることができる。
【０２０８】
第１の補正回路１３００の第２の例として画像間の平均的ずれ補正を行う第１の補正回路１３００の要部構成及び機能を図１９〜図２１を参照して説明する。
【０２０９】
図１９は図１６，図１７の第１の補正回路１３００の第２の例を示したブロック図であり、図２０は先の画像による第１の補正回路１３００で色分離可能な７つの色彩を示すグラフであり、図２１は色抽出回路１３３０の処理動作を示す模式図である。
【０２１０】
図１９に示した第１の補正回路１３００は、前述した第１の例と同様に画像間による平均的ずれ補正を行うものであり、通常のマスキングを施したＹ1，Ｍ1，Ｃ1，ＢＫデータで現される画像に応じて１００％ＵＣＲ時の黒Ｋと一次色と二次色に分離して次に一次色と二次色の色補正を行った後に黒を混ぜて補正したＹ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2データを出力するものであり、下色処理回路１３１０、無彩色補正回路１３２０、色抽出回路１３３０、色加算回路１３４０とから構成する。
【０２１１】
下色処理回路１３１０は通常のマスキング処理後のＹ1，Ｍ1，Ｃ1，Ｂ1データから１００％ＵＣＲ値で黒成分ＢＫを抽出して無彩色補正回路１３２０に送出し、ＵＣＲ処理後のＹ11，Ｍ11，Ｃ11データを色抽出回路１３３０に送出する。
【０２１２】
色抽出回路１３３０は、図２１に示すようにＹ11，Ｍ11，Ｃ11データを一次色Ｙ，Ｍ，Ｃと２次色Ｂ，Ｇ，Ｒとに分離して赤、マゼンタ、青、シアン、緑、イエローを再現色と一致させるように補正した後、色加算回路１３４０に送出する。図２０に示すように、一次色とはＹ，Ｍ，Ｃの色トナーの色である。２次色は一次色Ｙ，Ｍ，Ｃを加算して得られる色であり、ＢはＧとＲとを加算して得られる。ＧはＹとＣとを加算して得られる。ＲはＹとＭとを加算して得られる。グレーは一次色Ｙ，Ｍ，Ｃを同一の割合で加算して得られるものであり、１００％ＵＣＲにより下色処理回路１３１０により分離されている。かかる補正は、例えば赤色がＹとＭの重ね合わせで色ずれした場合にＹ2のデータを小さくし、Ｍ2データを大きくする。これにより露光量が補正されることになり、図２２を参照して説明するように重ね合わせる各色トナー層厚を同一にすることができる。
【０２１３】
色加算回路１３４０は、図２０で点線で示した色相の境界、例えば赤色、マゼンタ、青色、シアン、緑色、イエローを再現色と一致するように補正値を選択して一次色Ｙ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2データを送出するものである。
【０２１４】
前述した第１の補正回路１３００の第１の例及び第２の例で説明した補正は、トナー層が重なる。即ち、ベタ領域での補正を行っていることになるが、先に形成してあるトナー像や後に形成するトナー像間の緑や周辺部や孤立点や線等の画像構造に対する補正となっていない。従って、画像の構造による補正として第２の補正回路１４００が必要とされる。
【０２１５】
第２の補正回路１４００は、その機能を関数ｆとして表せば、本来各色の画像濃度データＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの濃度変化から決められるｆY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と一般的に表される関数であるが、先のトナー像のみの影響のみを考慮すればよいことから、トナーの色による差がないと簡略化すると現像順をＹ→Ｍ→Ｃ→Ｋとして、各ｆはｆY＝１、ｆM＝１＋αY、ｆC＝１＋αY+M、ｆK＝１＋αY+M+Cとなる。
【０２１６】
第３の補正回路１５００は、その機能を関数ｇとして表せば、本来各色独立に画像データＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの濃度変化から決められるｇY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と一般的に表される関数である。先のトナー像の影響を考慮しないことから、トナーの色による差がない。この関数を簡略化すると、各ｇは画像データＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋと再現画像の各色のずれ補正をｇY＝（１＋βY）、ｇM＝（１＋βM）、ｇC＝（１＋βC）、ｇK＝（１＋βK）として、第３の補正回路１５００の機能を表現することができる。ここではトナー像間の干渉の補正はないことから各色の画像濃度データから求めたラプラシアン値から決められた補正係数１＋βを用いている。
【０２１７】
更にこの第１〜第３の補正Ｄ4＝Ｄ2×ｆ×ｇを簡略化すると式（１）のようになる。
【０２１８】
式（１）
Ｙ4＝Ｙ2×１×（１＋βY）
Ｍ4＝Ｍ2×（１＋αY）×（１＋βM）
Ｃ4＝Ｃ2×（１＋αY+M）×（１＋βC）
Ｋ4＝Ｋ2×（１＋αY+M+C）×（１＋βK）
本実施例は式（１）に示す記録画像データＹ4，Ｍ4，Ｃ4，Ｋ4を強度変調用データとパルス幅用データに分配することになる。
【０２１９】
前記した式（１）はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順で現像する場合におけるＫＮＣ補正を示したものである。現像する順序をＹ→Ｍ→Ｃ→Ｋに限定した式であるが、これに限定されるものではない。例えば、Ｋ→Ｃ→Ｍ→ＹやＫ→Ｙ→Ｍ→Ｃ等とすることもできる。かかる場合、それに応じて補正係数を変更することになる。
【０２２０】
１列目の記録画像データＹ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2は先に画像間の平均的なずれを補正した画像濃度データである。
【０２２１】
２列目は画像間の構造によるずれを補正するための補正項であり、先の画像の影響のみを考慮して後の画像によるずれは簡略化するために補正してないものである。斯かる第２項は本来ｆY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）である。
【０２２２】
３列目は画像データと再現画像のずれ補正をするための補正項である。αやｆやβは各色トナーの濃度分布を示す変数であり、ラプラシアンフィルタに係数を乗じたものや、実験的に対応テーブルを作成したものからなる。これらは１列〜３列は先に説明した第１〜第３の補正に対応している。
【０２２３】
又第３の補正回路１５００は、画像データと再現画像のずれに対する補正を施すものであることからこの補正回路１５００に代わり、ＭＴＦ補正回路２３２、γ補正回路２３３のみとすることもできる補正回路である。
【０２２４】
又、この他に上記の式をルックアップテーブル方式として画像データを補正することも可能である。
【０２２５】
以下にＫＮＣ補正回路１０００から変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに送出するデータを強度変調とパルス幅変調に分担する方法として第１の補正回路１３００〜第３の補正回路１５００からの出力を組み合わせとして表３のようなものがある。表３に示す実施例１は図１６に示したＫＮＣ補正回路１０００に対応しており、表３に示す実施例２は図１７に示したＫＮＣ補正回路１０００に対応している。
【０２２６】
【表３】
【０２２７】
表３においてパルス幅に対応するデータは露光幅、つまり潜像の面積を変調する意味を有し、表３において強度変調に対応するデータは露光強度つまり、潜像電位を変調する意味を有している。
【０２２８】
表３において、▲１▼は第１の補正回路１３００からの出力データＤ2即ち、Ｙ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2を示しており、▲２▼は第２の補正回路１４００からの補正出力データｆY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を示しており、▲３▼は第３の補正回路１５００からの補正出力データｇY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を示している。
【０２２９】
図１６に示すＫＮＣ補正回路１０００は、表３に示すような組み合わせでパルス幅に対応するデータＤ2即ち、Ｙ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2と強度変調に対応するデータｆY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）×ｇY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）×ｇM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）×ｇC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）×ｇK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に振り分けて変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに送出することになる。
【０２３０】
図１７に示すＫＮＣ補正回路１０００は、表３に示すような組み合わせでパルス幅に対応するデータＤ2×ｆ即ち、Ｙ2×ｆY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、Ｍ2×ｆM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、Ｃ2×ｆC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、Ｋ2×ｆK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と強度変調に対応するデータｇY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に振り分けて変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに送出することになる。
【０２３１】
【表４】
【０２３２】
表４は簡略された式（１）を用いて表３を具体的に示したものであり、ＫＮＣ補正回路１０００は多値の画像濃度データと各色の画像濃度分布に基づきトナー像を重ね合わせる様、各色の記録画像データを作成する。そしてＫＮＣ補正が行われた多値の記録画像データが変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄへと送出される。Ｄ2は式（１）の１列目を示したものであり、表３でいう▲１▼に相当している。（１＋α）は式（１）の２列目を示したものであり、表３でいう▲２▼に相当している。（１＋β）は式（１）の３列目を示したものであり、表３でいう▲３▼に相当している。Ｄ2，α，βは前述してあるので、説明を省略する。
【０２３３】
図２３は本実施の形態の変調回路を示すブロック図である。
【０２３４】
変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄは、図２３に示すよう同一の回路構成であり、Ｄ／Ａ変換回路２６１、コンパレータ２６２と、差動増幅器２６３、Ｄ／Ａ変換回路２６４、前記の基準三角波φ0又は１／６周期ずつ位相をずらした三角波と、パルス幅に対応したデータの入力部Ｔと、強度変調に対応したデータの入力部Ｄと、基準クロックＤＣＫ0の入力部ＣＫを有していて、表３又は表４に示したような強度変調に対応したデータを基準クロックＤＣＫ０に同期してＤ／Ａ変換回路２６４でＤ／Ａ変換される。一方、セレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄから入力された上記の三角波を参照波をコンパレータ２６２の＋端子入力とし、予め決定される参照波を切る閾値を用いて一様なパルス幅信号を発生する。即ち、閾値信号をコンパレータ２６２の−入力端子に印加して前記参照波とコンパレートしてパルス幅変調信号を得る。次にパルス幅変調信号と入力部Ｄからのデータとを差動増幅器２６３で増幅することにより強度変調したパルス幅信号を得る。
【０２３５】
図２４は本実施の形態における参照波位相決定回路を示すブロック図である。
【０２３６】
参照波位相決定回路２４０は、図２４に示すように１ライン遅延回路２４２、１クロック遅延回路２４３、演算処理回路２４１からなり、１ライン遅延回路２４２によって、上記１走査ライン分ずつ送られてくる画像濃度データの３走査ライン分の最初の１走査ライン分の画像濃度データには２ライン走査時間の遅延を、中間の１走査ライン分の画像データには１ライン走査時間の遅延をかける（最後の１走査ライン分の画像データには遅延をかけない）。更に各画像データには、１クロック遅延回路２４３によって２基準クロック分又は１基準クロック分の遅延をかけ、注目画素を含み注目画素に隣接した画素の総ての画像濃度データを同時に演算処理回路２４１に送出する。演算処理回路２４１は各小走査ラインの濃度データを加算して、元の１画素内の濃度データの重心を求める演算を行って、その重心位置によって次のようにそれぞれ異なる選択信号を出力端子Ｏよりセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄに出力する。
【０２３７】
以下に本実施例の画像処理回路における変調動作を参照波位相決定と関係づけて説明する。
【０２３８】
先ず、参照波位相決定回路２４０における動作を説明する。
【０２３９】
図２５は位相の異なる三角波と注目画素の関係の一例を示す図である。図２６（ａ）は上記注目画素をｍ５とし、注目画素ｍ５を３×３に分割する場合の、注目画素ｍ５を含む隣接画素をｍ１〜ｍ９として表した平面図であり、図２６（ｂ）は注目画素ｍ５を３×３の小画素に分割した場合の各小部分をｓ１〜ｓ９で表した場合を示す拡大図である。ここで、ｍ１〜ｍ９及びｓ１〜ｓ９はその部分の濃度を表すものとする。
【０２４０】
演算処理回路２４１は、ＲＥ処理を行って小画素の濃度データを得る。斯かる小画素の濃度データは、主走査方向に図２６（ｂ）のｓ１，ｓ２，ｓ３・・・を含む小走査ラインと、ｓ４，ｓ５，ｓ６・・・を含む小走査ライン及びｓ７，ｓ８，ｓ９・・・を含む小走査ラインに分ける。この小画素の３小走査ライン分で元の１画素に相当することになる。演算処理回路２４１は各小走査ラインの元の１画素内の濃度データの重心を求める演算を行って、その重心位置によって次のようにそれぞれ異なる選択信号を出力端子Ｏよりセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄに出力する。
【０２４１】
即ち、演算処理回路２４１は、画素ｍ５のｓ１，ｓ２，ｓ３（第１の小走査ライン）の濃度を加算し、画素ｍ５のｓ４，ｓ５，ｓ６（第２の小走査ライン）の濃度を加算し、画素ｍ５のｓ７，ｓ８，ｓ９（第３の小走査ライン）の濃度を加算し、これらの加算値から元の画素の重心を検出する。演算処理回路２４１は画素ｍ５の重心が第２の小走査ライン近傍にあることを検出すると、図２５に示した位相変位のない基準三角波φ0を選択して出力する。演算処理回路２４１は、画素ｍ５の重心が第２の小走査ラインと第１の小走査ラインの境界近傍にあることを検出すると、図２５に示した位相が１／６周期遅れた三角波φ１を選択して出力する。演算処理回路２４１は、画素ｍ５の重心が第１の小走査ラインの中央近傍にあるときは位相が２／６周期遅れた三角波φ２を選択して出力する。演算処理回路２４１は、画素ｍ５の重心が第２の小走査ラインと第３の小走査ラインの境界近傍にあるときは位相が１／６周期進んだ三角波φ3を選択して出力する。演算処理回路２４１は、画素ｍ５の重心が第３の小走査ライン近傍にあるときは２／６周期進んだ三角波φ4を選択する信号を出力端子Ｏよりセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄに出力する。
【０２４２】
続いて、ＲＥ処理を図２７を参照して説明する。
【０２４３】
図２７は注目画素ｍ５を３×３に分割し、Ｐ＝０．５とした場合の一例を示す模式図であり、図２７（ａ）は注目画素ｍ５を含む隣接画素の濃度分布の例を示した模式であり、図２７（ｂ）はＰ＝０．５として計算した注目画素ｍ５内の濃度分布を示す模式図である。
【０２４４】
ここでは注目画素ｍ５を３×３の小画素に分割する場合を例にとると、小画素ｓｉの濃度は次の式によって決定される。
【０２４５】
ｓｉ＝（９×ｍ５×Ｐ×ｍｉ／Ａ）＋（１−Ｐ）×ｍ５
ここで、ｉ＝１，２，・・・９ であり、ＰはＲＥ処理の強度ともいうべき定数であり０．１〜０．９の範囲の数値が用いられる。Ａはｍ１〜ｍ９の総和である。
【０２４６】
上式において、（９×ｍ５×Ｐ×ｍｉ／Ａ）の項は注目画素ｍ５の濃度にＰを乗じた分を隣接画素の濃度の割合に応じて振り分けたものであり、（１−Ｐ）×ｍ５の項は注目画素ｍ５の残りの濃度を各小画素に均等に振り分けたものであり、ボケの要素を取り入れたことになる。
【０２４７】
次に変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄにおける像露光動作を図２８及び図２９を参照して説明する。
【０２４８】
図１６に示したように画像濃度データＤ2をパルス幅に対応したデータに含む場合における変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄの動作を図２８を参照して説明する。
【０２４９】
図２８（ａ）〜（ｆ）は記録位置変調される場合の変調信号生成回路の各部信号を示すタイムチャートである。
【０２５０】
図２８において、（ａ）は先の画像によるずれ補正回路１３００からインデックス信号をトリガとして基準クロックＤＣＫ0に基づいて送出された画像濃度データＤ2であるＹ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2データがＤ／Ａ変換回路２６１によりアナログ値に変換されたものの一部を示している。高レベル側ほど淡い濃度を示し、低レベル側ほど濃い濃度を示している。
【０２５１】
図２８（ｂ）はセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄから順次出力され、遅延されたものを含む選択された参照波である三角波を示している。
【０２５２】
図２８（ｃ）はコンパレータ２６２の入力信号を示しており、これは図２８（ａ）と図２８（ｂ）と同じものである。
【０２５３】
図２８（ｄ）は図２８（ｂ）に示した三角波をパルス幅信号にするために内部に基準信号発生器２６１によって発生したＤＣ電圧を発生させ、コンパレータ２６２によりコンパレートされて生成したパルス幅信号を示している。このパルス幅信号が差動増幅器２６３の一方の入力信号となる。
【０２５４】
図２８（ｅ）は注目画素の周辺画素から決定される補正データであり、表３又は表４に示した強度変調に対応したデータｆ×ｇ或いは（１＋α）×（１＋β）であり、斯かる信号が差動増幅器２６３の一方の入力信号となる。
【０２５５】
図２８（ｆ）は図２８（ｄ）、図２８（ｅ）に示した２つの入力信号の差分を増幅した差動増幅器２６３からの強度変調されたパルス幅信号を示している。このようにして得られた変調信号を走査回路３００に送出してＬＥＤアレイを発光する。
【０２５６】
上記変調信号生成結果により、文字領域では元の隣接した画素の濃度データより注目画素内のｎ行の小ドットの位置は元の文字や線画の線方向に沿った位置に移動する記録位置変調が行われる結果、文字や画像が鮮明に再現されることとなる。また上記の記録位置変調は、中間調領域では色調の変化を防止するため黒成分のみ行われ、他の色成分では位相変位のない三角波による変調が行われることになる。
【０２５７】
更に、参照波位相を順次副走査方向にずらしていくことによりスクリーン角度の付いた網点に相当するドットを構成することができる。例えば、スクリーン角をイエロー成分では４５°、マゼンタ成分では２６．６°、シアン成分では−２６．６°、黒成分では０°にして色再現の一様性を向上しモアレ縞の発生を防止することができる。
【０２５８】
特に黒成分を０°にすることにより、上記記録位相変調手段はそのまま変更せず用いることができるという利点を有する。
【０２５９】
図１７に示すように画像濃度データＤ2と補正ｆをパルス幅変調に対応したデータに含む場合における変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄの動作を図２９を参照して説明する。
【０２６０】
図２９（ａ）〜（ｆ）は記録位置変調される場合の変調信号生成回路の各部信号を示すタイムチャートである。
【０２６１】
図２９において、（ａ）はＤ2×ｆを表し、先の画像によるずれ補正回路１３００からインデックス信号をトリガとして基準クロックＤＣＫ0に基づいて送出された画像濃度データＤ2であるＹ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2データにｆを掛け合わせた後Ｄ／Ａ変換回路２６１によりアナログ値に変換されたものの一部を示している。高レベル側ほど淡い濃度を示し、低レベル側ほど濃い濃度を示している。
【０２６２】
即ち、表３又は表４に示したパルス変調に対応して補正された即ちデータＤ2×ｆ或いはＤ2×（１＋α）であり、Ｄ2に先の画像によるずれを補正した結果、この補正は濃度変化の大きいところが大であり、補正された結果として高レベル側ほど低濃度で記録されることを示し、低レベル側ほど高濃度で記録されることを示しており、斯かる信号はコンパレータ２６２の一方の入力信号となる。
【０２６３】
図２９（ｂ）はセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄから順次出力され、遅延されたものを含む選択された参照波である三角波を示している。
【０２６４】
図２９（ｃ）はコンパレータ２６２の入力信号であり、一点鎖線Ｄ2×ｆは図２９（ａ）で示したものであり、実線で示した三角波は図２９（ｃ）に示した信号である。
【０２６５】
図２９（ｄ）はコンパレータ２６２からの出力信号を示したものであり、図２９（ｂ）に示した三角波をパルス幅信号にするために内部にＤ／Ａ変換回路２６１によって発生したＤＣ電圧を発生させ、コンパレータ２６２によりコンパレートされて生成したパルス幅信号を示している。このパルス幅信号が差動増幅器２６３の一方の入力信号となる。
【０２６６】
図２９（ｅ）は画像によるずれ補正回路１３００からインデックス信号をトリガとして基準クロックＤＣＫ0に基づいて送出されたｇ或いは１＋βからなる強度変調データがＤ／Ａ変換回路２６１によりアナログ値に変換されたものの一部を示している。斯かる信号が差動増幅器２６３の一方の入力信号となる。
【０２６７】
図２９（ｆ）は図２９（ｄ）、図２９（ｅ）に示した２つの入力信号の差分を増幅した差動増幅器２６３からの強度変調されたパルス幅信号を示している。このようにして得られた変調信号を走査回路３００に送出してＬＥＤアレイを発光する。
【０２６８】
上述した本実施例のカラー画像形成装置４００によれば、ディジタル信号に基づいてスポット光をトナー像の上から照射するとしてもフリンジのない高鮮鋭度の高いドット状の静電潜像が形成され、その結果、鮮鋭度の高いトナー像を得ることができ、かつ、トナー画像を重ね合わせる際の画像濃度分布を考慮して補正することにより縁、細線及び孤立点等の色再現の品位を向上させることができる。
【０２６９】
なお、本実施例において、ＲＥ処理の係数Ｐの値を種々変更して実験した結果、Ｐの値は０．１〜０．９の範囲で良好な画像が得られた。しかし、Ｐが小さい場合は文字の鮮鋭性が不十分であり、Ｐが大きい場合は文字や線画のエッジ部が強調され過ぎる結果が得られたことから、好ましいＰの値の範囲は０．３〜０．７の範囲であることが判明した。これにより、原稿が文字や線画の場合にはエッジ部分が鮮明に現れるようになり、小さな文字でもその細部まで再現可能となった。しかも写真等の中間調を有する場合にも悪影響が出ることはなかった。これは本方法が中間調画像に対してはＰの値による作用が小さいためである。
【０２７０】
本発明は、Ｐを一定として用いることもできるが、画像（文字領域や中間調領域）に応じてＰを変化させて用いることが好ましい。文字領域の場合の値をＰ１とし、中間調領域の場合をＰ２とすると、
Ｐ１＞Ｐ２
とすることが好ましい。即ち、画像が文字などの場合はＰの値を大きく好ましくは０．９〜０．４とし、中間調の場合はＰの値を小さく０．６〜０．１とする。
【０２７１】
なお、本実施例において、ＲＥ処理の係数Ｐの値を種々変更して実験した結果、Ｐの値は０．１〜０．９の範囲で良好な画像が得られた。しかし、Ｐが小さい場合は文字の鮮鋭性が不十分であり、Ｐが大きい場合は文字や線画のエッジ部が強調され過ぎる結果が得られたことから、好ましいＰの値の範囲は０．３〜０．７の範囲であることが判明した。これにより、原稿が文字や線画の場合にはエッジ部分が鮮明に現れるようになり、小さな文字でもその細部まで再現可能となった。しかも写真等の中間調を有する場合にも悪影響が出ることはなかった。これは本方法が中間調画像に対してはＰの値による作用が小さいためである。
【０２７２】
本発明は、Ｐを一定として用いることもできるが、画像（文字領域や中間調領域）に応じてＰを変化させて用いることが好ましい。文字領域の場合の値をＰ１とし、中間調領域の場合をＰ２とすると、
Ｐ１＞Ｐ２
とすることが好ましい。即ち、画像が文字などの場合はＰの値を大きく好ましくは０．９〜０．４とし、中間調の場合はＰの値を小さく０．６〜０．１とする。
【０２７３】
上述の画像データの流れは一旦ページメモリ２１０に収納したデータを出力するプリンタとして説明したが、これに限定されるものではなく、画像データ処理回路１００に代わりカラースキャナ１５１、Ａ／Ｄ変換回路１５２、濃度変換回路１５３、リニアマスキング回路１５４等から構成する画像データ処理回路１５０に代え、スキャナからの画像濃度データの入力及び画像処理を施す回路とすれば、複写装置等の他の画像形成装置に適用することができる。
【０２７４】
（第２の実施例）
第１の実施例は各補正項をパルス幅変調と強度変調とに分担したが、カラー画像形成装置の概略構成を第１の実施例と略同様としてＫＮＣ補正回路１０００の機能を表４に示すようにパルス幅変調と強度変調との間で混合させて、パルス幅変調と強度変調させることによっても同様の効果が得られる。
【０２７５】
【数２】
【０２７６】
ここで、各γiはγ1，γ2，γ3＞１とすると、第２項の補正量を減らし、この分を第３項に加算した構造を取っている。又、γ1，γ2，γ3＜１とすると第２項の補正量を大きくした構造となる。γi＝０で式（１）と一致する。むろん、第３項の分母に（１＋β）γiをおいて、この数を第２項に掛けることにより違った構造とすることもできる。
【０２７７】
前記した式（４）はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順で現像する場合におけるＫＮＣ補正を示したものである。現像する順序をＹ→Ｍ→Ｃ→Ｋに限定した式であるが、これに限定されるものでない。例えば、Ｋ→Ｃ→Ｍ→ＹやＫ→Ｙ→Ｍ→Ｃ等にすることもできる。
【０２７８】
１列目のＤ2であるＹ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2は先に画像間の平均的なずれを補正した画像濃度データである。
【０２７９】
２列目は画像間の構造によるずれを補正するための補正項であり、先のトナー像が無いときはαY＝０となるために１となり、潜像を補正しないことになり、先のトナー像が有るときにはαY≠０でないので、潜像に対して補正がなされることになる。具体的にはγ＞１では潜像面積を小さくするように補正することになる。なお、斯かる補正分は強度変調に対するデータに反映されることになる。
【０２８０】
３列目は画像データと再現画像のずれ補正をするための補正項であり、先のトナー像が無いときはαY＝０となるため、潜像電位に対して補正がなく、先のトナー像が有るときにはαY≠０でないので、潜像電位に対して補正がなされることになる。αやｆやｇやβは各色トナーの濃度分布の変数であり、ラプラシアンフィルターに係数を乗じたものや、実験的に対応テーブルを作成したものからなる。
【０２８１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜請求項６に記載の発明によれば、上記構成を備えることにより、内部露光方式によるＫＮＣプロセスで色再現性を向上させることができた。
【０２８２】
請求項７〜請求項１３に記載の発明によれば、上記構成を備えることにより、トナー画像を重ね合わせる際の画像濃度分布を考慮して補正することにより記録画像データを作成し、これによる光変調を行うことにより重ね合わせによる影響を補正することができるので縁、細線及び孤立点領域の色再現と品位を向上させることができるカラー画像形成装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー画像形成装置の断面構成図である。
【図２】像形成体の支持構造を示す断面図である。
【図３】外部露光方式におけるＫＮＣ補正を示すグラフである。
【図４】外部露光方式のＫＮＣプロセスにおける像形成体上の表面電位を示した模式図である。
【図５】内部露光方式によるＫＮＣ補正を示すグラフである。
【図６】内部露光方式のＫＮＣプロセスを示した模式図である。
【図７】本実施の形態における走査回路を示すブロック図である。
【図８】走査回路の動作を示すタイムチャートである。
【図９】ＬＥＤアレイからの光像が予め所望された主走査方向のドットラインからのずれを示した模式図である。
【図１０】７色マルチカラー画像を実現するプロセスを示したものである。
【図１１】画像パターンによって色相の差異を生じる要因を示した模式図である。
【図１２】画像パターンによって調整処理を行うカラー画像形成装置の回路図を示したものである。
【図１３】ビデオドットデータの入力機構を示している。
【図１４】パルス幅変調回路の説明図である。
【図１５】本実施の形態における画像処理回路の全体ブロック図である。
【図１６】ＫＮＣ補正回路の具体的要部構成図である。
【図１７】ＫＮＣ補正回路の具体的要部構成図である。
【図１８】３次元補間法による色修正処理を示す模式図である。
【図１９】図１６、図１７の第１の補正回路の第２の例を示したブロック図である。
【図２０】先の画像による第１の補正回路１３００で色分離可能な７つの色彩を示すグラフである。
【図２１】色抽出回路１３３０の処理動作を示す模式図である。
【図２２】カラー画像形成プロセスにおけるＫＮＣ補正回路の作用を示した模式図である。
【図２３】本実施の形態における変調回路を示すブロック図である。
【図２４】本実施の形態における参照波位相決定回路を示すブロック図である。
【図２５】位相の異なる三角波と注目画素との関係の一例を示した図である。
【図２６】注目画素ｍ５を３×３に分割する場合の隣接画素を示した模式図である。
【図２７】注目画素ｍ５を３×３に分割し、Ｐ＝０．５とした場合の一例を示す模式図である。
【図２８】記録位置変調する場合の変調信号生成回路の各部信号を示すタイムチャートである。
【図２９】記録位置変調する場合の変調信号生成回路の各部信号を示すタイムチャートである。
【図３０】ＫＮＣプロセスにおけるトナー付着状態を決めるプロセスを示す模式図である。
【符号の説明】
１００ 画像データ処理回路
２００ 変調信号生成回路
２１０ 画像濃度データ記憶回路（ページメモリ）
２２０ 読出し回路
２３０ ラッチ回路
２３１ 画像判別回路
２３２ ＭＴＦ補正回路
２３３ γ補正回路
２４０ 参照波位相決定回路
２４１ 演算処理回路
２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ セレクト回路
２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄ 変調回路
２８０ 基準クロック発生回路
２９０ 三角波発生回路
２９１ 遅延回路群
３００ 走査回路
４００ カラー画像形成装置
１０００ ＫＮＣ補正回路
１１００ フィルタ
１３００ 第１の補正回路
１４００ 第２の補正回路
１５００ 第３の補正回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、像形成体上に色分解した静電潜像を形成し、像形成体上に多色のトナー像を重ね合わせた後に記録紙上に転写する画像形成方法（以下、これをＫＮＣと略称する）に関し、特に画像の縁、細線や孤立点の色再現を向上させるカラー画像形成方法及びこの方法を採用するプリンタ装置や複写装置として用いられるカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＫＮＣプロセスは、帯電プロセス、像露光プロセスと、反転現像プロセスを繰り返すことにより像形成体上に多色のトナー像を重ね合わせた後に記録紙上に転写するものである。現像プロセスは各現像スリーブには直流と更に交流のバイアスが印加され、像形成体には非接触で反転現像が行われる。斯かるＫＮＣプロセスにより得られるトナーの付着状態は単純に画像濃度データに基づいて光変調された露光のみで決まらず、像露光手段を像形成体外に配置し、像形成体の外部から像露光を行う外部露光方式を採用した場合に以下の現象が関係する。
【０００３】
その第１の現象は、トナー層電位やトナーが光を透過させにくいという遮蔽性のためにトナー像のベタ部の上に次のトナーを付着させにくくする現象である。これを先の画像の構造による平均的なずれと略称する。その第２の現象は、先に形成したトナー像の構造によって生じる静電潜像（以下、単に潜像と略称する）の変形、つまり色を重ね合わせた時に孤立点、孤立点線、文字、ベタ部の縁で起こるエッジ効果や疑似輪郭現象として現れるハロー効果であり、エッジ効果と同一の原因であるが、重ね合わせによるＫＮＣプロセス特有の現象である。斯かる現象によるずれを画像間の構造による局所的ずれと略称する。その第３の現象は、像形成体上に未だトナー像を形成してない状態下或いは先に形成してあるトナー像の構造によらず画像の種類により生じる潜像の変形、つまり電子写真法特有のエッジ効果現象であり、画像データと再現画像のずれ分であり、以下に画像の構造によるずれと略称する。エッジ効果やハロー効果は現像法や感光層の特性にもよるが、０．５〜２ｍｍ位にも及ぶものもある。斯かる現象を抑えるために、従来は特開平６−２１８９９１号公報等に記載されているように、２値の記録画像データに対し、記録ドット単位で下層と上層にバランスよくトナー像を形成するため、像露光時にパルス幅を変調し、露光ビームを変調する補正を孤立画素や連続画素であるベタ部やその端部画素に対して行うことにより色再現性を向上させている。具体的には、記録ドッドが重なるときは１色目は弱く、２色目は強くという補正を行っていた。
【０００４】
図３は外部露光方式によるＫＮＣ補正を示すグラフである。
【０００５】
グラフは像形成体の感光特性を示したものであり、グラフの縦軸は像形成体の表面電位を示しており、グラフの横軸は露光量を示してある。
【０００６】
曲線ａは像形成体表面にトナー像を担持していない状態での感光特性であり、Ｅ1/2は初期帯電電位Ｖ0を半分まで減衰するのに必要な露光量であり、これを半減露光量という。露光量Ｅcは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量であり、露光量Ｅaは、最大画像濃度を有する二次色を得るための一色目の露光量である。露光量Ｅaは、二次色を得るための一色目と二色目以降のトナー付着量を略同一とするために、露光量Ｅcよりも弱くしてある。
【０００７】
曲線ｂは、二次色を得るために１色目のトナー層を既に像形成体表面上に担持した状態での感光特性である。曲線ｂはトナーの光遮蔽性のために曲線ａに比して減衰の程度が少なくなったカーブになっており、しかも先に形成してあるトナー層電位のために残留電位も上昇している。従って、例えば、二次色を得るための１色目の像露光と２色目の像露光を同一の露光量Ｅaで行えば、グラフに示すように潜像電位は十分低下せず、同一とならない。そのため、２色目のトナー付着量の少ないカラーバランスの崩れたトナー像が得られることになる。斯かるカラーバランスの崩れを補正すべく、二次色を得るための２色目の露光量Ｅb1は二次色を得るための１色目の露光量Ｅaよりも強くなるべく補正する。この露光量Ｅb1はＥaの２倍近い或いはそれ以上のものであり、Ｅcとほぼ同一の大きさ或いはより大きくした程の大きな補正量である。これにより最大濃度を有する二次色を得るための１色目のトナー層の付着量と２色目以降のトナー層の付着量とを同一にしている。これが外部露光方式によるＫＮＣ補正の基本的な原理であり、補正量は大きいことからカラー画像の安定化が困難な理由となっている。
【０００８】
以下に外部露光方式でＫＮＣ補正を加えたＫＮＣプロセスを説明する。
【０００９】
図４は外部露光方式のＫＮＣプロセスにおける像形成体上の表面電位を示した模式図である。
【００１０】
図４（ａ）は初期帯電を示す模式図であり、像形成体の表面電位は一様に帯電電位に設定してあることが分かる。図４（ｂ）は第１色目の潜像を形成するための露光プロセスを示す模式図であり、Ｅcは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量を示したものであり、Ｅaは最大画像濃度を有する二次色を得るための第１色目の露光量を示してある。ＥaはＥcよりも弱いので、潜像電位が高くなっていることが分かる。
【００１１】
図４（ｃ）は第１色目の現像プロセス後を示した模式図であり、潜像電位と現像バイアスとの電位差に応じたトナーが付着していることが分かる。
【００１２】
図４（ｄ）は第２回目の帯電プロセス後における像形成体の表面電位を示した模式図である。トナーの存在に関係なく一様な帯電電位であることが分かる。
【００１３】
図４（ｅ）は第２色目の潜像を形成するための露光プロセスを示す模式図である。Ｅcは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量を示したものであり、Ｅb1は最大画像濃度を有する二次色を得るための第２色目の露光量を示してある。Ｅb1はＥcと同じ或いはより強くすることにより、第１色目のトナー層電位やトナーの光遮蔽性の影響を補正し、１色目のトナー潜像電位と同じになっている。
【００１４】
図４（ｆ）は第２色目の現像プロセス後を示した模式図であり、潜像電位と現像バイアスとの電位差に応じたトナーが付着する。つまり、二次色を得るための１色目のトナー層の付着量と２色目以降のトナー層の付着量とを露光量により補正して同じとしていることが分かる。
【００１５】
又、低濃度から中程度にわたる中間的な画像濃度を有する一次色や二次色の領域も図３、図４の電位特性に従って同様な露光量補正が行われることになる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内側からの像露光を行うＫＮＣプロセスを実行すれば、外部露光方式を採用するＫＮＣプロセスに比較して、先のトナー像の光遮蔽やトナー像による光散乱からくるビーム径の広がりの影響が無くなることになる。具体的に言及すると、前記の点では先のトナー像による影響を受ける事なく像露光が行われることになるが、一方トナー層の電位は残留電位を上昇させる。光吸収や光散乱がなくなるために第１の現象や第２の現象は低下するが、トナー層は存在するために単純に従来の外部露光方式によるＫＮＣ補正を適用できず、内部露光方式特有の補正が必要となる。
【００１７】
また、従来の外部露光方式での提案は、２値画像データに対してであり２色の重ね合わせに限定されており、かつ画像の隣接画素情報に注目したものであり、多値の画像データの場合を含めて縁、細線及び孤立点の色再現の品位を向上できていない。又、３〜４色が重なるフルカラー画像の場合の対応もされていない。これはエッジ効果の及ぶ範囲が１ｍｍ前後に広がったものであることから広範囲の補正が不可欠であり、又、多値のカラー画像データであるために補正レベルが高精度で行われる必要があり、従来行っていた隣接画素情報による補正では不充分であり、画像の構造や広がりに応じた補正が必要になっていることを意味する。
【００１８】
本発明の第１の目的は、上記課題に鑑み、内側からの像露光を行うＫＮＣプロセスで色再現性を向上させるカラー画像形成方法を提供することにある。
【００１９】
本発明の第２の目的は、上記課題に鑑み、多値のカラー画像濃度データに基づきトナー像を重ね合わせる際、画像濃度分布を考慮して画像データの補正を行い、即ち、新たに記録画像データを色毎に作成し、これにより光変調して記録することにより縁、細線及び孤立点の色再現を向上させるカラー画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する手段として以下に掲げるものがある。
【００２１】
（１） 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法であって、最大濃度を有する二次色を形成する際の露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすることを特徴とするカラー画像形成方法。
【００２２】
（２） 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法であって、最大濃度を有する二次色を形成する際の１色目の露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすると共に前記像形成体の半減露光量Ｅ1/2以上でかつその２倍以下であることを特徴とするカラー画像形成方法。
【００２３】
（３） 最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対して５〜５０％多く補正することを特徴とする（１）又は（２）のカラー画像形成方法。
【００２４】
（４） 最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対してベタ部が５〜３０％多く補正することを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項のカラー画像形成方法。
【００２５】
（５） 最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対して孤立点が１０〜５０％多く補正することを特徴とする（１）〜（４）の何れか１項のカラー画像形成方法。
【００２６】
（６） 最大濃度を有する二次色の１色目及び２色目の像露光量は最大濃度を有する一次色よりも弱く設定したことを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項のカラー画像形成方法。
【００２７】
（７） ２色目の像露光量の補正は、像露光量の増加に伴い大きくすることを特徴とする（１）〜（６）の何れか１項のカラー画像形成方法。
【００２８】
（８） 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成装置であって、前記像形成体内部から露光するように露光手段を配置し、最大濃度を有する二次色を形成する際の前記露光手段からの露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００２９】
（９） 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成装置であって、前記像形成体内部から露光するように露光手段を配置し、最大濃度を有する二次色を形成する際の前記露光手段からの１色目の露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすると共に、前記像形成体の半減露光量Ｅ1/2以上でかつその２倍以下であることを特徴とするカラー画像形成装置。
【００３０】
（１０） 各色毎の像露光は多値の記録画像データに基づき、記録ドット毎に光変調されると共に記録画像データは画像濃度と画像濃度分布データにより補正したものであり、前記記録画像データに基づく前記光変調はパルス幅変調或いは強度変調により行うことを特徴とする（８）又は（９）のカラー画像形成装置。
【００３１】
（１１） 色毎の像露光に用いられる多値の記録画像データを形成する補正部は画像間による平均的ずれを補正する第１の補正部と、画像間の構造による局所的ずれを補正する第２の補正部を有することを特徴とする（１０）のカラー画像形成装置。
【００３２】
（１２） 前記第１の補正部と前記第２の補正部はパルス幅変調又は強度変調の何れか一方に対応していることを特徴とする（１１）のカラー画像形成装置。
【００３３】
（１３） 前記２色目の像露光量の補正は像露光量の増加に伴い大きくする（８）〜（１１）の何れか１項のカラー画像形成装置。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
先ず、本発明の一実施の形態であるカラー画像形成装置４００における機械的な概略構成を説明する。
【００３５】
本発明のカラー画像形成装置の一実施の形態の構成を図１〜図２により説明する。図１はカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は像形成体の支持構造を示す断面図である。
【００３６】
本実施の形態におけるカラー画像形成装置４００は、像形成体１０周面のスペースの不足を解消すべく、像形成体１０の基体を透明体とし、露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを円柱状の支持部材２０に取り付けて像形成体１０の基体内部に収容し、像形成体１０の内側から像露光する構成とし、中間転写ベルト１４を使用することにより転写領域に対して接線方向から搬送される記録紙の搬送面を像形成体１０の周面より離れた位置に設定し、画像形成手段と像形成体１０との間隙を保持するため、現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに設けた突当コロを像形成体１０の端部に突当て、帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの端部に設けたコロ部材を像形成体１０に突当てて間隙を保持してある。以下に帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ、中間転写ベルト１４、転写ローラ１５等の支持構造を説明する。
【００３７】
像形成体１０を始め各帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、各現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ及びクリーニング装置１９はカートリッジ（図示せず）に収容されていて一体で装置本体内に収容されている。
【００３８】
一方、各露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋもまた支持部材２０を共通の支持体として一体化されて、カートリッジに支持収容され、像形成体１０と共に装置本体に対して着脱される。更にカートリッジの上部にはトナー収納容器（図示せず）が収容されていて、トナー補給の対象とする各現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに対しそれぞれトナー補給管（図示せず）を介して接続されている。
【００３９】
露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、図２に示すように回転支持軸３０に固定された前後一対の支持部材２０の両端部に楔状の貼付部材２１を介し感光面に対する距離が所定の位置関係に調節して接着にすることより像形成体１０の基体内部に収容してある。像形成体１０は両端部に備えるフランジ部材１０Ａ及び１０Ｂがそれぞれ軸受Ｂを介して支持部材２０に回動自在に支持して、フランジ部材１０Ｂの備える歯車１０Ｇの駆動により固定状態にある回転支持軸３０を回転中心として回動される。
【００４０】
前述のように像形成体１０ならびに露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを一体として支持した回転支持部材３０は、コの字状に形成して一体に接続された対称形の前後の各ドラムサポート板４０の間に軸受け支持してある。
【００４１】
突当基準部材は、円盤状の形状であり、回転支持軸３０を通して像形成体１０と中心軸を合わせた状態でネジ（図示せず）により左右の支持部材２０に像形成体１０と同心円状に固定される。像形成体１０と同心円状に設けられた突当基準部材の突当面（図示せず）に各現像器１３の突当コロ１３１が突当てられて現像器１３が像形成体１０と同軸に位置決めされる。突当コロ１３１は現像器１３の現像スリーブの両端部のシャフトにベアリング（不図示）を内包した間隙保持部材である。例えば厚み３ｍｍ、外径２０ｍｍの部材が突当コロ１３１として用いられ、突当コロ１３１が現像器１３の回転軸に嵌込まれる不図示のベアリングにより保持され、現像スリーブと個別に回転するように設けられる。突当基準部材に突当てられる突当コロ１３１により、現像スリーブが像形成体１０と所定の間隙、例えば３００〜６００μｍをあけて非接触に保たれて現像器１３が装着される。
【００４２】
突当基準部材は帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、クリーニング装置１６或いは中間転写ベルト１４用の突当面を設け、また、現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの位置決めと同様にそれぞれに間隙保持部材を設け、帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、クリーニング装置１６、中間転写ベルト１４等を装着したのち、突当基準部材に帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、クリーニング装置１６、中間転写ベルト１４等に設けた間隙保持部材を突当てて像形成体１０と同軸に位置決めしてある。斯かる構成により、像形成体１０に対する現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ、帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、クリーニング装置１６、中間転写ベルト１４等の画像形成手段の間隙保持の際に、突当基準部材にこれらの間隙保持部材が位置決めされ、これらの画像形成手段により像形成体１０が直接押圧されず、像形成体１０が変形されたり、損傷されることがない。
【００４３】
ドラムサポート板４０は前後の接続部に吊り下げ手段（図示せず）を装置本体の備えるガイド部材（図示せず）に挿入し係合して吊り下げ状態にすることにより回転支持軸３０に保持してある像形成体１０ならびに露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを略設定位置に配置する。回転支持軸３０が正規の位置まで挿入されると、前述した吊り下げ状態から後方のドラムサポート板４０より突出する軸端部３０Ｂが装置基板としての後側板７１の備える受座７２に嵌合し、前方のドラムサポート板４０より突出する軸端部３０Ａがドラム支持基板８０の備える受座８１に対しテーパー嵌合するネジ部材８２に支持されることにより、像形成体１０を正規の設定位置に正確に規制して歯車１０Ｇを駆動側の歯車に噛合し、一方、各露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが更に軸端部３０Ｂの備える貫通ピンＰ１を受座７２に形成した断面計状Ｖ字型の溝に係合されることにより、装置本体に対する所定の角度位置に正確に規制され固定状態とする。
【００４４】
ドラム支持基板８０は、上下の各基準穴Ｈ１が前方の装置基板としての前側板７０の備える一対の基準ピンＰ２に係合してその取付位置が決定された上で複数個所のネジ止メにより前側板７０に固定されるもので、更に複数の窓８０Ａを開口を形成し、棒状をなす各帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋをドラム支持基板８０の外部より挿入して像形成体１０に対して所定の間隔位置に設定すると共に電極を接続した状態でネジ止メにより固定し支持している。
【００４５】
以上が画像形成部材の支持構造である。次いで各画像形成部材の概略構成を説明する。
【００４６】
像形成体１０は、光学ガラスもしくは透明アクリル樹脂等の透明部材によって形成される円筒状の基体の外周に透明導電層、有機感光体（ＯＰＣ）やα−Ｓｉなどからなる感光層を設けたものである。像形成体１０は、例えば、ガラスや透明アクリル樹脂の透明部材によって形成される円筒状の透明樹脂基体を内側に設け、透明の導電層及び有機感光体層（ＯＰＣ）を該基体の外周に形成したものであり、接地された状態で図１の矢印で示す反時計方向に回転される。
【００４７】
本実施の形態では、像形成体１０の光導電体層において適切なコントラストを付与できる露光量を有していればよい。従って、本実施の形態における像形成体１０の透明樹脂基体の光透過率は、１００％である必要はなく、露光ビームの透過時にある程度の光が吸収されるような特性であっても構わない。透光性基体の素材としては、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエステルモノマーを用い重合したものが、透明性、強度、精度、表面性等において優れており好ましく用いられるが、その他一般光学部材などに使用されるフッ素、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、などの各種透光性樹脂が使用可能である。
【００４８】
また、露光光に対し透光性を有していれば、着色していてもよい。これらの樹脂の屈折率はほぼ１．５である。透光性導電層の成膜法としては、真空蒸着法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種ＣＶＤ法を用いて、インジウム・スズ・酸化物（ＩＴＯ）、アルミナ、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ等からなる透光性を維持した薄膜が用いられたり、浸漬塗工法、スプレー塗布法等を用いて上記金属の微粒子とバインダー樹脂とからなる導電性樹脂等が用いられる。また、光導電体層としては、各種有機感光体層（ＯＰＣ）が使用可能である。
【００４９】
また、プラスチック材料モノマーを合成し、重合させるための触媒を添加した後、円筒状の型に注ぎ、側板にて密封して固定し、これを高速に回転させると共に、適度に加熱することにより均一な重合を促進させる。重合終了後は冷却し、得られた透明な樹脂基体を型より取り出し、切断し、必要ならば仕上げ工程を経て画像形成装置の像形成体用の透明樹脂基体が製造される（遠心重合法）。
【００５０】
遠心重合によって成型される透明なプラスチックの透明樹脂基体の素材としては、上記のごとくメタクリル酸メチルエステルモノマーを用い重合したものが、透明性、強度、精度、表面性等において最も良いが、その他ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリスチレン、ポリイミド、ポリエステル或いはポリ塩化ビニル等、又はこれらの共重合体などが使用され得る。遠心重合法では真円度が成型に用いられる型で決まるので、高精度の基体を得ることができる。また、偏肉は重合時の回転ムラや粘度や重合時の加熱条件で変化する。
【００５１】
上記の製造方法によって造られたプラスチックの円筒状の透明樹脂基体を用いることにより、肉厚が均一で、円筒状の基体の円筒度、真円度に優れた像形成体が提供される。
【００５２】
帯電器１１Ｙ、帯電器１１Ｍ、帯電器１１Ｃ及び帯電器１１Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン及び黒色の各色の画像形成プロセスに用いられる帯電手段であり、像形成体１０の有機感光体層に対し所定の電位に保持されたグリッドとワイヤ状電極によるコロナ放電とによって帯電作用を行い、像形成体１０に対し一様な電位を与える。
【００５３】
露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは像形成体１０の軸方向に配列したＬＥＤ、ＦＬ、ＥＬ、ＰＬ等の発光素子とセルフォックレンズ等の結像素子とから構成される像露光手段で、別体の画像読み取り装置によって読み取られた各色の画像信号がメモリより順次取り出されて露光光学系１２Ｙ、露光光学系１２Ｍ、露光光学系１２Ｃ及び露光光学系１２Ｋにそれぞれ電気信号として入力される。なお、露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは発光素子としてＬＣＤ、ＬＩＳＡ、ＰＬＺＴ等の光シャッタ部材を組み合わせたものとセルフォックレンズ等の結像素子とから構成することもできる。
【００５４】
なお、各露光光学系１２Ｙ〜１２Ｋの発熱による像形成体１０内の温度の安定化及び温度上昇の防止は、支持部材２０に熱伝導性の良好な材料を用い、低温の場合はヒータを用い、高温の場合はヒートパイプを介して外部に放熱する等の措置を講ずることにより支障のない程度迄御制してある。
【００５５】
現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋはイエロー、マゼンタ、シアン及び黒色の各現像剤を収容する現像手段であり、それぞれ像形成体１０の周面に対し所定の間隙を保って同方向に回転する現像スリーブを備えている。現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋはそれぞれ押圧装置（図示せず）を備えていて、現像スリーブ軸端の突当部材を像形成体１０の周面の画像の形成領域外に圧接して、現像スリーブと像形成体１０周面との間に一定量（０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）の間隙量を設定する。
【００５６】
各現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋは、帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、及び１１Ｋによる帯電、露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋによる像露光によって形成される像形成体１０上の静電潜像を現像バイアス電圧の印加下で非接触現象方式により反転現像する。
【００５７】
中間転写ベルト１４は厚さ０．５〜２．０ｍｍの無端状のゴムベルトで、シリコンゴム或いはウレタンゴムの１０8〜１０12Ω・ｃｍの抵抗値をもつ半導電性基体と、ゴムの基体の外側にトナーフィルミング防止層として１０10〜１０16Ω・ｃｍの抵抗値、厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った２層構成としてある。この層も同様な半導電性が好ましい。ゴムベルト基体の代わりに厚さ０．１〜０．５ｍｍの半導電性のポリエステルやポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等を使用することもできる。中間転写ベルト１４がローラ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び１４Ｄの間に張架され、ローラ１４Ｄに伝達される動力により像形成体１０の周速度に同期して時計方向に循環して搬送される。
【００５８】
中間転写ベルト１４はローラ１４Ａとローラ１４Ｂの間のベルト面を像形成体１０の周面に接し、一方、ローラ１４Ｃの外周のベルト面を転写部材である転写ローラ１５に接していてそれぞれの接点においてトナー像の転写域を形成している。
【００５９】
中間転写ベルト１４は、前述した構成を備えることにより、像形成体１０周面に付着した状態にあるカラートナー像を先ず中間転写ベルト１４との間の接点においてローラ１４Ｂへのトナーと反対極性のバイアス電圧の印加により順次中間転写ベルト１４の周面側に転写する。即ち像形成体１０上のカラートナー像が接地したローラ１４Ａの案内によりトナーを散らすことなく転写域へと搬送され、像形成体１０上のカラートナー像がローラ１４Ｂに対する１〜２ｋＶのバイアス電圧の印加によって中間転写ベルト１４側に効率良く転写される。
【００６０】
ここで、内部露光方式におけるＫＮＣ補正を説明する。
【００６１】
図５は内部露光方式によるＫＮＣ補正を示すグラフである。
【００６２】
グラフは像形成体１０の感光特性を示したものであり、グラフの縦軸は像形成体１０の表面電位を示しており、グラフの横軸は露光量を示してある。
【００６３】
曲線ａは像形成体１０表面にトナー像を担持していない状態での感光特性であり、Ｅ1/2は初期帯電電位Ｖ0を半分まで減衰するのに必要な露光量であり、これを半減露光量という。露光量Ｅcは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量であり、露光量Ｅaは最大画像濃度を有する二次色を得るための一色目の露光量である。像形成体１０に帯電し、当該像形成体１０の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法であって、最大濃度を有する二次色を形成する際の露光量は１色目と２色目とを略等しくし、かつ、二次色の露光量は一次色の露光量より小とすることにより、最大画像濃度を有する二次色においても１色目と２色目の付着量を同じにすることができる。本実施の形態において露光量Ｅcは半減露光量Ｅ1/2の２倍よりも大きくしてある。通常この値は２〜３倍が好ましい。露光量Ｅaは図５を参照して説明するが、最大画像濃度を有する二次色を得るためのＥaは、一色目と二色目以降のトナー付着量を略同一とするために、露光量Ｅcよりも弱くしてある。像形成体１０に帯電し、当該像形成体１０の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法であって、最大濃度を有する二次色を形成する際の１色目の露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすると共に像形成体１０の半減露光量Ｅ1/2以上でかつその２倍以下である。
【００６４】
曲線ｃは、二次色を得るためにトナー層を像形成体１０上に担持した状態での感光特性である。曲線ｂは内部露光方式を採用したためにトナーの光遮蔽性の影響を取り除かれてあるために曲線ａと略同様でわずかに減衰が遅くなったカーブになっている。このことから、露光量が少ない領域即ち、２色目のトナー付着が少ない領域では一色目と二色目の露光量は略同じか少し強めに設定すればよい。一方、露光量を増すに従い、光減衰カーブのずれが大きくなり、又、先に形成してあるトナー層電位のために残留電位の影響が大きくなる事が分かる。従って、例えば、低い画像濃度を有する二次色を得るための１色目の像露光の露光量と２色目の像露光の露光量は略同一であるが、最大画像濃度を有する二次色を得るための２色目の露光量は低い画像濃度部より強めに補正することになる。このことから最大画像濃度を有する二次色を形成する場合、１色目の露光量Ｅaに対し２色目の露光量Ｅb2は低濃度部の場合より大きな補正が必要であり、好ましくは５〜５０％の範囲で強めに補正してある。これによりグラフに示すように潜像電位は１色目と同一とすることができ、二次色を得るための１色目のトナー層の付着量と２色目以降のトナー層の付着量とを同一にできる。
【００６５】
又、トナー層電位やエッジ効果により、１色目のトナー像電位の影響や２色目の潜像電位の影響下でも二次色が保証されるように最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対して５〜５０％多く補正する。好ましくは最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対してベタ部が５〜３０％多く補正し、孤立点に対しては、１０〜５０％多く補正することが好ましい。低い濃度に対しては、上記の補正量は少ないものとなる。
【００６６】
像形成体１０に帯電し、当該像形成体１０の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法において、最大濃度を有する二次色を形成する際の露光量は１色目と２色目とを略等しくし、かつ、二次色の露光量は一次色の露光量より小とすることを特徴とする。
【００６７】
二次色を得るための１色目の像露光の露光量Ｅa及び二次色を得るための２色目の像露光の露光量Ｅb2は半減露光量Ｅ1/2以上で半減露光量Ｅ1/2の２倍以下に設定してある。かかる露光量が半減露光量Ｅ1/2未満では十分な画像濃度を得るのが困難であり、又、半減露光量Ｅ1/2の２倍を越えると複数色のトナー層の付着量を等しく制御するのが困難であるからである。
【００６８】
又、露光量補正は裏面露光であることから、二次色の露光量Ｅa、Ｅb2間で少なくとも一次色の露光量Ｅcよりも少なく設定することが好ましい。最大濃度を有する二次色の１色目及び２色目の像露光量は最大濃度を有する一次色の像露光量よりも弱く設定してある。
【００６９】
二次色の画像濃度が低い場合、図５に示したように１色目と２色目の電位特性の差が小さいことから２色目の補正量は小さくする。即ち、画像濃度が高くなるに従い、２色目の補正量を大きくすることが好ましい。又、この補正は一色目の画像濃度が高くなるに従い大きくすることが好ましい。
【００７０】
次に、本実施の形態のカラー画像形成装置におけるカラー画像形成プロセスを図６を参照して説明する。
【００７１】
図６は内部露光方式のＫＮＣプロセスを示した模式図である。
【００７２】
図６（ａ）は初期帯電を示す模式図であり、図６（ｂ）は第１色目の潜像を形成するための露光プロセスを示す模式図であり、図６（ｃ）は第１色目の現像プロセス後を示した模式図であり、図６（ｄ）は第２回目の帯電プロセス後における像形成体１０の表面電位を示した模式図であり、図６（ｅ）は第２色目の潜像を形成するための露光プロセスを示す模式図であり、図６（ｆ）は第２色目の現像プロセス後を示した模式図である。
【００７３】
本実施の形態におけるＫＮＣプロセスは、像形成体１０を一様帯電した後にコンピュータ又はスキャナからの多値のディジタル画像濃度データをＤ／Ａ変換して得られた変調信号に基づいてパルス幅変調したスポット光により像形成体１０上にドット状の静電潜像を形成し、これをトナーにより反転現像してドット状のトナー画像を形成する工程を基本としている。この基本工程である帯電、露光及び反転現像工程を繰り返して行い、像形成体１０上にカラートナー像を重ね合わせて形成し、このカラートナー像を記録紙上に転写後、記録紙を像形成体１０より分離し、定着してカラー画像を得る。
【００７４】
本装置とは別体の画像読み取り装置において、原稿画像を撮像素子により読み取って得られ画像データ或いは、コンピュータで編集された画像データを処理して、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納される。画像記録のスタートにより像形成体駆動モータの始動により像形成体１０を時計方向へと回転し、同時に帯電器１１Ｙの帯電作用により像形成体１０に電位の付与が開始される（図６（ａ）参照）。
【００７５】
露光光学系１２Ｙにおいてイエローデータ（例えば８ｂｉｔのディジタル画像濃度データ）により変調されたスポット光が照射される。図６（ｂ）において、Ｅcは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量を示したものであり、Ｅaは最大画像濃度を有する二次色を得るための第１色目の露光量を示してある。ＥaはＥcよりも弱いので、潜像電位が高くなっていることが分かる。むろん、中間濃度はこれらＥa、Ｅcより少ない露光量となっている。
【００７６】
図６（ｂ）に示す潜像は現像器１３Ｙで現像スリーブに対し直流及び交流を加えた現像バイアス電圧が印加され、現像器の収容する１成分或いは２成分現像剤によるジャンピング現像が行われて、透明電導層を接地する像形成体１０に対して非接触の反転現像が行われて像形成体１０の回転に応じイエローのトナー像が形成される。図６（ｃ）から潜像電位と現像バイアスとの電位差に応じたトナーが付着していることが分かる。
【００７７】
図６（ｄ）は第２回目の帯電プロセス後における像形成体の表面電位を示した模式図である。トナーの存在に関係なく一様な帯電電位であることが分かる。
【００７８】
次いでマゼンタデータ（８ｂｉｔのディジタル濃度データ）により変調されたスポット光が像形成体１０上に照射されて静電潜像が形成される。図６（ｅ）において、ＥCは最大画像濃度を有する一次色を得るための露光量を示したものであり、Ｅb2は最大画像濃度を有する二次色を得るための第２色目の露光量を示してある。図６（ｅ）に示す静電潜像は、現像器１３Ｍによる非接触の反転現像によってイエローのトナー像の上にマゼンタのトナー像が順次重ね合わせて形成される。図６（ｆ）に示すように潜像電位と現像バイアスとの電位差に応じたトナーが付着していることが分かる。つまり、二次色を得るための１色目のトナー層の付着量と２色目以降のトナー層の付着量とを均一にしてある。
【００７９】
図６（ｄ）〜図６（ｆ）を参照して説明したと同様のプロセスで帯電器１１Ｃ、露光光学系１２Ｃ及び現像器１３Ｃによってにして現像器１３Ｃにより順次現像されて、第３のトナー像（シアントナー像）が形成され、像形成体１０上に順次積層された３色トナー像が形成される。
【００８０】
最後に帯電器１１Ｋ、露光光学系１２Ｋ及び現像器１３Ｋによって第４の色信号に対応する黒（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、像形成体１０の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成される。これらの色毎のトナー像は、画像によっては３〜４色の重なったものである。
【００８１】
一方では給紙カセット（図示せず）の給紙ローラ１７の作動により記録紙が搬出されてタイミングローラ１８に給送され、中間転写ベルト１４上のカラートナー像の搬送に同期して転写ローラ１５の転写域へと給紙される。
【００８２】
転写ローラ１５は中間転写ベルト１４の周速度に同期して反時計方向に回動されていて、給紙された記録紙は転写ローラ１５と前記の接地状態にあるローラ１４Ｃの間のニップ部の形成する転写域において中間転写ベルト１４上のカラートナー像に密着され転写ローラ１５への１〜２ｋＶのトナーと反対極性のバイアス電圧の印加により順次カラートナー像は記録紙上に転写される。
【００８３】
カラートナー像の転写を受けた記録紙は除電され、搬送板１９を介して定着装置９１に搬送され、熱ローラ９１Ａと圧着ローラ９１Ｂとの間に挟着搬送して加熱され、トナーを溶着して定着がなされたのち排紙ローラ９２を介して装置外部に排出される。
【００８４】
前述した像形成体１０及び中間転写ベルト１４にはそれぞれクリーニング装置１６及び中間転写ベルトクリーニング装置１８が設置され、それぞれの備えるブレードが常時圧接されていて、残留した付着トナーの除去がなされて周面は常に清浄な状態に保たれている。
【００８５】
上述した露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによる像形成体１０の感光層に対する像露光は像形成体１０の内部より前述した透明の基体を透して行われる。従って第２、第３及び第４の色信号に対応する画像の露光は何れも先に形成されたトナー像を透過することがない状態で行われ、第１の色信号に対応する画像と同等の静電潜像を形成することが可能となる。
【００８６】
本実施の形態におけるカラー画像形成方法は、前述したように露光光学系１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを像形成体１０内に配置し、透明基体の感光体を用いて、内側からの像露光を行うＫＮＣプロセスに適した色補正により色再現性を向上させることができる。
【００８７】
（実施の形態２）
次に２値記録のプリンタに本発明を適用した実施の形態を説明する。
【００８８】
２値記録は、記録ドットが一次色のＹ，Ｍ，Ｃと二次色のＢ，Ｇ，Ｒと黒とからなる７色でカラー記録を行うものである。
【００８９】
カラートナーの重ね合せ方式で赤（Ｒ）を再現する際、トナーとマゼンタのトナー付着量を同じく調整する必要があり、各色の露光量を変えてカラートナーの重ね合せによる混合比を調整することにより所望のカラー画像を得るようにしている。
【００９０】
更に、画質を向上させるには１色目の上にカラートナー上に帯電、像露光する際、１色目のトナー層の影響を考慮して２色目の露光を行うことが有効である。
【００９１】
本実施の形態のカラー画像形成装置は、１つの像形成体１０の一回転以内に各色の帯電、像露光並びに現像を順次行ってカラー画像を形成するものであり、露光光学系を像形成体内に配置し、透明基体の感光体を用いて、内側からの像露光を行うＫＮＣプロセスを用いることにより、先のトナー像の光遮蔽やトナー像による光散乱からくるビーム径の広がりの影響を無くすことができるので、重ね合わせを向上させることができる。
【００９２】
具体的に言及すると、外部露光方式と異なり、低濃度部では光吸収や光散乱の補正を含まず、高濃度部でトナー層電位の補正を行う色補正が内部露光方式の特徴である。これによりＫＮＣプロセスに伴う補正も外部露光方式とは変更されるが、その程度は低減するのでより安定した色再現を行うことができる。
【００９３】
本実施の形態におけるカラー画像形成装置は、図１及び図２を参照して説明してある機械的構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００９４】
一方、本実施の形態におけるカラー画像形成装置は、複数の露光光学系１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋを使用して、一回転以内で画像を形成して一括転写する方式であるので、各色ごとに使用される露光光学系１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋが異なれば、露光光学系１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの傾き、曲がり、取り付け位置のずれ等が原因となって、色のずれや滲みが生じる。色のずれや滲みは視認され易い（０．０３ｍｍ程度）ので実用上問題となる。
【００９５】
図７は本実施の形態における走査回路３００を示すブロック図である。
【００９６】
走査回路３００は、ＬＥＤアレイを複数のブロックに分割して、各ブロック毎の露光タイミングを通常画像データの転送と像露光のタイミングを主走査方向の上流側からその傾きや曲がりの程度や方向に対応して制御することにより、取り付けられたＬＥＤアレイのもつ傾きや曲がりを矯正して発光制御することにより、主走査ラインにＬＥＤアレイのもつ傾きや曲がりはそのま画像の傾きや曲がりとして現れないようにラスタ走査するものであり、振り分け回路３１０とＬＥＤをアレイ状態に集積したＬＥＤブロック３２１〜３２ｎと、ｍビットのＫ倍の容量をもつ遅延回路３３１〜３３ｎと、デジタルスイッチ３４１〜３４ｎと、ｍビットのシフトレジスタ３５１〜３５ｎと、ＬＥＤブロックの発光開始タイミングを決定する基準時間を調整するカウンタ３６１と、カウンタ３６２と、ＬＥＤブロック３２１〜３２ｎのブロック番号をアドレスとして各ＬＥＤブロック３２１〜３２ｎの発光開始までの遅延時間を記憶するメモリ３６３と、比較器３６４と、マルチプレクサ３６５と、ｍビットのパラレルインパラレルアウト型のメモリ３７１〜３７ｎを備える。
【００９７】
次に本実施における走査回路３００の動作を図８及び図９を参照して説明する。
【００９８】
図８は走査回路３００の動作を示すタイムチャートであり、図９はＬＥＤアレイからの光像が予め所望された主走査方向のドットラインからのずれを示した模式図である。
【００９９】
各ＬＥＤアレイは、図９に示すように像形成体１０の移動方向と直交する方向に直線状をなして配設され、かつ、例えば１７のブロックに分割されていて、ＬＥＤアレイの各ブロックを左側から順次３２１，３２２〜３２ｎとする。
【０１００】
図８（ａ）は記録開始信号Ｓ1を示したものであり、図８（ｂ）はデータ書き込みタイミングを示す信号であり、斯かるタイミングで画像データが振り分け回路３１０に入力されてＬＥＤブロック３２１〜３２ｎの配列に従って出力される。ここで画像データＱは主走査方向に１ライン分のシリアルデータである。振り分け回路３１０から出力されるデータは遅延回路３３１〜３３ｎでｍビットのＫ倍遅延されてデジタルスイッチ３４１〜３４ｎのＮＣ端子に出力される。ここで、Ｋの値は遅延回路３３１〜３３ｎで個別に設定できる。これにより、ＬＥＤブロックの配列方向を主走査方向とし、像形成体１０の回転方向を副走査方向としたとき、例えば副走査方向に５本／ｍｍの分解能を得るには、副走査方向のライン間隔ｙを２００μｍとなる。図９においてＬＥＤブロックの感光面上の光像が予め所望された主走査方向のドットライン（一点鎖線で示してある）から副走査方向にみて、それぞれΔｙ（Δｙ1〜Δｙn）としたとき、Δｙ／ｙの整数部をＬＥＤブロック３２１〜３２ｎのＫの値となる。
【０１０１】
このようにして、各ＬＥＤブロック３２１〜３２ｎ毎のＫの値が決まれば、ＬＥＤブロック３２１〜３２ｎに相当する遅延回路３３１〜３３ｎの容量が決まる。Ｋ＝０であれば、振り分け回路３１０は遅延する事なくシフトレジスタ３５１〜３５ｎに結線する必要があり、これはデジタルスイッチ３４１〜３４ｎをＮＯ端子側にしておけばよい。
【０１０２】
また、Δｙ／ｙの小数点以下については、例えばΔｙ／１２８なる式でＷを求め、メモリ３６３に書き込むことにする。ここで右辺分母の数字１２８は副走査方向のライン間隔ｙを１２８等分することを意味し、カウンタ３６１によって決まる。
【０１０３】
カウンタ３６１はクロックＳ4をカウントして記録時間Ｓwを例えば１２８等分する図８（ｄ）に示すカウント値Ｓ6を出力する。斯かるカウント値Ｓ6はＬＥＤブロックの発光開始時刻を決定する基準時刻を意味する。
【０１０４】
カウンタ３６２はカウンタ３６１の各カウント値Ｓ6毎に“１”にセットされ、クロックＳ4のｎ倍のクロックＳ7をカウントする。このカウント値Ｓ8は、図８（ｅ）に示したものであり、ＬＥＤブロック３２１〜３２ｎ〜２２ｎのブロック番号１〜ｎを意味する。
【０１０５】
メモリ３６３は、図８（ｅ）に示すカウント値Ｓ8に対応して発光開始時間調整量Ｗ（Ｗ1〜Ｗn）を出力する。この発光開始時間調整量Ｗは図８（ｃ）に示す各カウント値Ｓ5毎に一巡して出力される。
【０１０６】
比較器３６４は、発光開始時間調整量Ｗが基準時刻であるカウント値Ｓ5と一致した時に“１”を出力する。此の際、マルチプレクサ３６５はカウント値Ｓ8をデコードし、Ｓ8に対応したメモリ３７１〜３７ｎにデータをセットする。メモリ３７１〜３７ｎに格納してあるデータの“１”，“０”に応じてＬＥＤの発光又は消灯させることで感光面上に光像を一直線に形成するものである。
【０１０７】
このずれ量は、該カラー画像形成装置の組立・調整時には容易に測定可能であって、かかるずれ量を組立時にメモリ３７１〜３７ｎに書き入れることで、ＬＥＤアレイの組立時における取り付け調整は殆ど必要としないこととなり、調整時間は大幅に減縮される。
【０１０８】
上述のようにして、配設される各ＬＥＤアレイの間に直線性や方向性が不揃いであると重ね合わせるトナー像にズレが生じて形成される画像にいわゆる色ズレ或いは色の滲みを防止し、カラー画質の低下を防止してある。
【０１０９】
図１０は本実施の形態における画像形成順をイエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）及び黒（ＢＫ）とした４色のトナーから、７色のマルチカラー画像を実現するプロセスを示したものである。
【０１１０】
１色目 ２色目 重ね合せ色
Ｙ
Ｙ ＋ Ｍ → 赤（Ｒ）
Ｙ ＋ Ｃ → 緑（Ｇ）
Ｍ
Ｍ ＋ Ｃ → 青（Ｂ）
Ｃ
ＢＫ
上記の７色のうち、単色の場合は特に問題ないが、２色のトナーを重ね合せて形成する赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）についてはトナー付着量について問題があり、１色目トナー付着量と２色目のトナー付着量とが等しいことが適正な色合いとなる上で必要である。本実施の形態における２色のトナーを重ね合せて７色のマルチカラー画像を得るカラー画像方式を図６を再掲して説明する。図６（ａ）は帯電器によって背面が接地された像形成体１０周面に対し表面電位Ｖ0の一様帯電を行った状態を示している。図６（ｂ）は像形成体１０への一様帯電ののち露光光学系により画像信号に基づいた像露光が行われて、像露光部分は電荷が消去され低電位となる。図６（ｃ）は１色目の反転現像が行われて、像露光部分に１色目のトナーが付着し現像がなされた状態を示している。図６（ｄ）は帯電器によって２回目の帯電が行われた状態を示している。図６（ｅ）は１色目のトナー上に２回目の像露光が行われた状態を示している。２色目の像露光が行われた部分では、１色目の付着したトナーによるトナー自身のもつトナー層電位が加わった潜像が形成される。図６（ｆ）は２色目の反転現像が行われ、１色目のトナーの上に２色目のトナーが重なった状態を示している。１色目と２色目との像露光量が同じであると、１色目のトナー付着量に較べて２色目のトナー付着量の方がすくなくて、１色目と２色目とのバランスが崩れるため、１色目の像露光パルス幅又はパワーを減らすことが行われる。赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）について、一次色の最大画像濃度を形成する露光パワーを１００とするとき、二次色の露光パワーは例えば次のような値に設定することがバランス上好ましい。この露光パワー１００は半減露光光量Ｅ1/2の２．４倍とした。
【０１１１】
Ｙ（５０）＋Ｍ（７０）→Ｒ
Ｙ（５５）＋Ｃ（７０）→Ｇ
Ｍ（６０）＋Ｃ（７５）→Ｂ
以上のように１色目のパルス幅又は出力パワーを減らすことで、色バランスは大幅に改善される。しかし、なお十分ではない。それは画像パターンによって色バランスの良好と不良の場合が生じ、例えば網点画像で良好な色バランスであると、ベタ画像の場合は不良で、ベタ画像で良好な色バランスであると、網点画像の場合は不良となる。この傾向は画像パターンがベタ画像、細線（文字）、孤立点の順で色相の差異が生じてくる。その理由を図示したのが図１１である。
【０１１２】
図１１は画像パターンによって色相の差異を生じる要因を示した模式図である。
【０１１３】
像露光はスポット露光ではあるが実際は拡がりを持っていて、そのためにベタ画像と網点画像では同じパワーで像露光を行っても像形成体１０上での帯電電位に差異が生じる。このことが画像パターンによって色相の差異が生じる原因となり、トナー色には無関係にこの傾向があらわれる。画像パターンに基づく出力パワーの補正係数をｄｉ1（ｉ1＝１〜５）とするとき例えば次の値が適正値として実験的に求められた。
【０１１４】
Ｙ（５０）×ｄｉ1＋Ｍ（７０）→Ｒ
Ｙ（５５）×ｄｉ1＋Ｃ（７０）→Ｇ
Ｍ（６０）×ｄｉ1＋Ｃ（７５）→Ｂ
【０１１５】
【表１】
１ページの画像パターンが例えばベタのグラフィックス或いは９ポイントの文字画像といった単一画像パターンである場合には上記の設定条件によって良好な色相のプリント画像が得られたが、実用上は単一画像パターンではなく、例えば一部にベタのグラフィックスがあり、他は９ポイントの文字画像であるといった複合画像パターンのことが多い。１ページ分の画像情報を分析し、ベタのグラフィックスと判定された部分に対してはｄｉ1として１０％の補正を行い、９ポイント文字と判定された部分に対してはｄｉ1として１５％の補正を行って１色目の出力パワーとすることによって、複合画像パターンについても良好な色相のプリント画像を得ることができる。
【０１１７】
また、１ページの画像パターンは更に複雑な複合画像パターンである場合もあるので、ページ内を画像判別によりブロック化し、各ブロックに対し次のような重みつきの平均補正係数ｄｉ2（ｉ2＝１〜５）を設定することによって、ページ内での著しい色相の乱れを防止することができる。
【０１１８】
Ｙ（５０）×ｄｉ2＋Ｍ（７０）→Ｒ
Ｙ（５５）×ｄｉ2＋Ｃ（７０）→Ｇ
Ｍ（６０）×ｄｉ2＋Ｃ（７５）→Ｂ
【０１１９】
【表２】
重みつき平均補正係数ｄi2は下式（１）によって算出される。
【０１２１】
【数１】
図１２は上記のマルチカラートナー像を重ね合せる場合、２色の第１の像露光量と第２の像露光量とを画像パターンによって調整処理を行うカラー画像形成装置の回路図を示したものである。
【０１２３】
本実施の形態は、プリンタコントローラ５０３（操作ボード５０４を含む）及び、プリンタ本体５０５から構成されている。
【０１２４】
プリンタコントローラ５０３は、ホストコンピュータ５０２からの画像情報（主にページ記述言語）を解読してビットマップデータに展開し、プリンタ本体５０５内のビデオインタフェース６００に送る働きや、プリンタ本体やホストの準備状態を認識し、ホスト５０２，操作ボード５０４，ビデオインタフェース６００に指令を送る働きをする。構成要素として、高速のＣＰＵ５０６，ビットマップ展開された１ページ分のデータを保持するプレーンメモリ５０９（ａ〜ｃ），ＲＡＭ５１０，ドット条件判定回路５１１等を有している。プレーンメモリ５０９ａ，５０９ｂ，５０９ｃ，はそれぞれ、Ｙ，Ｍ，Ｃの各色のドットデータを格納するもので、この３つのメモリのデータが全部「１」の場合、ＢＫ（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ）を意味する。
【０１２５】
プリンタ本体５０５は、ＣＰＵ，メカコン５１６（帯電，露光，転写，定着等の制御を行う）と、画像データ処理（画像データの読み書きのためのタイミングの発生や画像データの加工，指令データのセレクト等を行う）を担当するビデオインタフェース（ワンチップのゲートアレイ）６００と、タイミング発生回路５１５と、光学制御部５１７と、印字部５１８とからなっている。
【０１２６】
また、画像信号処理を担当するビデオインタフェース６００は、入力変換回路５１２の他に、テストパターン発生器（ＴＰ）５５１と、セレクタ５５２と、単色・複色検出回路５５４と、画像パターン判別回路５５５と、色相補正回路５５６と、補正係数算出回路５５７と、ビデオ制御回路５５８と、平滑化処理制御回路（ＳＯ）５５９と、レジスタ群ＲＧ１〜ＲＧ２８（５１４）と、オア回路５６０と、レーザ制御回路５６２と、これらの回路の動作を制御するコントロール回路（ＣＰＵ，メカコン５１６と情報の授受を行いながら制御回路ＣＬ１〜ＣＬｎを各回路に出力する）５６３とを有している。
【０１２７】
入力変換回路５１２は、プリンタコントローラ５０３からのビデオ信号を、１ドットにつき、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの４ビット信号に変換する。テストパターン発生器（ＴＰ）５５１は、コントローラが無くても固定テストパターンの出力を可能とするためのＲＯＭである。セレクタ５５２は、テストパターンと正規のビデオ入力信号とを選択的に通過させる。
【０１２８】
ビデオインタフェース６００には入力変換回路５１２があって、プレーンメモリ５０９ａ，５０９ｂ，５０９ｃからのデータをビデオ（ドット）データに変換し、セレクタ５５２に入力する。図１３はこのビデオ（ドット）データの入力機構を示している。セレクタ５５２では単色・複色検出回路５５４によって、単色と２色の重ね合せドットデータ（Ｙ＋Ｍ，Ｙ＋Ｃ，Ｍ＋Ｃ）についての検出がなされる。また画像パターン判別回路５５５は画像パターン情報として（１）文字である。（１．１）文字の大きさ（活字ポイント数）。（２）グラフィックスである。（２．１）ベタ、その他（ハーフトーン）（３）上記１，２が１ページ内で占める割合の（１）〜（３）の判別がなされる。補正係数算出回路５５７は画像パターン判別回路５５５の判別結果に基づいて前記の式（１）による重みつきの平均補正係数ｄ０の算出が行われ、色相補正回路５５６に入力される。色相補正回路５５６では単色・複色検出回路５５４と色相補正回路５５６からの入力によって、単色としての〔Ｙ（１００），Ｍ（１００），Ｃ（１００），ＫＢ（１００）〕のドットデータと２色の重ね合せとしての〔Ｙ（５０）×ｄｉ2＋Ｍ（７０），Ｙ（５５）×ｄｉ2＋Ｃ（７０），Ｍ（６０）×ｄｉ2＋Ｃ（７５）〕のドットデータを出力する。
【０１２９】
このデータはビデオ制御回路５５８、平滑化処理制御回路５５９によって色合い補正と平滑化処理がドット毎に判断され、そのドットに対する印字条件を記憶しているレジスタＲＧ１〜ＲＧ２８をアクセスする。アクセスされたレジスタ（ＲＧ１〜ＲＧ２８の内の何れか一つ）から条件データが出力され、光学制御部５１７はそのデータに応じてプリント動作を制御する。全部の動作のタイミングは、印字部５１８から得られるインデックス信号（ビームが感光体上の画像先端近傍の所定位置にきたことを示す信号）ＩＮＤを基準として、ドット単位で行われる。即ち、インデックス信号ＩＮＤはタイミング発生回路５１５に供給され、これを基に、位相が同期したドット単位の高速クロック（５ＭＨＺ）が生成され、この高速クロックはプリンタコントローラ５０３等に送られ、これに同期してドットデータが転送され、リアルタイムで信号処理が行われ、印字が実行される。
【０１３０】
露光光学系１２の光学制御部５１７は、パルス幅変調回路５７１と、ＬＥＤオン／オフ信号発生器５７２と、ＬＥＤドライバ５７３を有している。また、印字部５１８は、図１にも示した像形成体１０と、帯電器１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ）の現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋを有している。像形成体１０の回転はステッピングモータ５８３により制御され、その回転数はエンコーダにより検出されてＣＰＵ，メカコン５１６に送られるようになっている。
【０１３１】
このような回路構成のもとに、２色の重ね合せたカラー画像について、本実施の形態では第１色目の像露光量を画像パターンにより変更していて、ＬＥＤパワーの出力レベルはパルス幅変調回路５７１によりパルス幅変調がなされる。図１４はパルス幅変調回路５７１の説明図である。図１４（ａ）は回路図であり、図１４（ｂ）は動作説明図である。ＬＥＤパワーの出力レベルはＤ／Ａ変換器５７１Ａによってアナログレベルに変換され、一方比較波として三角波発生回路５７１Ｂから出力する三角波は比較回路５７１Ｃによって書込みレベルと比較され、その結果得られた信号がパルス幅変調回路５７１からＰＷＭ信号として出力される。
【０１３２】
多値記録に本発明を適用するために、画像濃度データ、即ちイエロー、マゼンタ、シアン、黒色の多値レベルデータに対して、色補正を行うことになる。そして、この色補正の程度は、図３に示した電位特性に応じて低濃度部で小さく、高濃度部で大きなものとする。
【０１３３】
また像露光量を変えるのにパルス幅を変更する実施の形態について説明したが、パルス幅ではなく、各ドット毎のＬＥＤパワーを変えるようにしてもよい。３色以上が重ね合わされる場合も２色の場合と同様にパターンによって各色の露光条件を設定すれば良い。
【０１３４】
画像パターンの識別はプリンタコントローラで自動的に行う以外にも、ユーザが例えば「グラフィックス」「文字」「ベタ画像」などの手動切替手段によって切替・調整するようにしてもよい。
【０１３５】
本実施の形態のカラー画像形成装置として、中間転写体を用いて像形成体１０上にトナー像を重ね合せるようにした画像形成方式について説明したが、かかる方式以外でも直接転写紙へトナー像を転写する方式のカラー画像形成装置についても本実施の形態は適用される。
【０１３６】
（実施の形態３）
続いて、カラー複写機に代表される多値画像を再現するカラー画像形成装置に本発明を適用した実施の形態を説明する。
【０１３７】
なお、本実施の形態におけるカラー画像形成装置は、図１及び図２を参照して説明してある機械的構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【０１３８】
多値階調を再現する際のＫＮＣプロセスにより得られるトナーの付着状態は単純に画像濃度データに基づいて光変調された露光のみで決まらず、以下の現象が関係する。
【０１３９】
その第１の現象は、トナー層電位のためにトナー像のベタ部の上に次のトナーを付着させにくくする現象である。これの先の画像の構造による平均的なずれと略称する。その第２の現象は、先に形成したトナー像の構造によって生じる潜像の変形、つまり色を重ね合わせた時に孤立点、孤立点線、文字、ベタ部の縁で起こるエッジ効果や疑似輪郭現象として現れるハロー効果であり、エッジ効果と同一の原因であるが、重ね合わせによるＫＮＣプロセス特有の現象である。斯かる現象によるずれを画像間の構造による局所的ずれと略称する。その第３の現象は、像形成体１０上に未だトナー像を形成してない状態下或いは先に形成してあるトナー像の構造によらず画像の種類により生じる潜像の変形、つまり電子写真法特有のエッジ効果現象であり、画像データと再現画像のずれ分であり、以下に画像の構造によるずれと略称する。エッジ効果やハロー効果は現像法や感光体の特性にもよるが、０．５〜２ｍｍ位にも及ぶものもある。
【０１４０】
本実施の形態では、エッジ効果やハロー効果を隣接画素レベルの補正として簡略化して行ってある。
【０１４１】
図３０はＫＮＣプロセスにおけるトナー付着状態を決めるプロセスを示す模式図である。図３０において、Ｖ0は像形成体１０表面における初期帯電電位であり、Ｖsは現像スリーブ表面に印加された直流バイアス電位であり、ＶL1，ＶL21，ＶL22は潜像部の電位である。ＶsとＶL1の電位差のみならず、先に形成した１〜３の画像に起因して、形成される電界が像露光量とずれて、即ち、画像データとずれて像形成体１０上にトナーを引き付けるように作用する。
【０１４２】
図３０（ａ）は第１の色トナーによる現像プロセス直前における電位関係を示したものである。かかる現像プロセスは各色の多値の画像濃度データからトナー像の重なり状態を考慮して多値変調して像露光することになるが、ここでは簡単に説明するために図示する潜像電位は一律にＶL1としている。Ｌaは孤立点若しくは孤立線を示す潜像である。Ｌbは広い面積を有するベタに相当する潜像を示したものである。
【０１４３】
対向電極効果にもよるが、一般的な現像法では程度の差はあれ強い静電的な電場が潜像Ｌa及び潜像Ｌbのエッジ部分に生じ（以下、単にエッジ効果という）、一方潜像Ｌbの中央部における電場は弱くなるので、潜像Ｌbのベタ部はトナーを付着しづらくなっており、一方、線やエッジ部はベタ部中央に比してトナーを付着し易くなっている。これが前述した第３の現象である。
【０１４４】
図３０（ｂ）は図３０（ａ）に示す電位関係下で各潜像を第１の色トナーで顕像化した状態の断面図である。
【０１４５】
Ｐは像形成体１０を示しており、Ｔ1は第１の色トナーにより顕像化した孤立点を形成するトナー像を示している。Ｔ2は第１の色トナーで顕像化した広い面積を有するトナー像を示している。斯かるトナー像Ｔ2は中央部分とその周辺にあるエッジ部とからなる。トナー像Ｔ2は、前述したエッジ効果により、エッジ部分に比して中央部にトナーを少なく付着した凹凸状のトナー像となっていることを示している（これが第３の現象である）。なお、エッジ効果は、孤立点となる潜像や孤立線である細線となる潜像等を強調して顕像化する際にも作用するのみでなく、潜像が小さくなり過ぎると、反対に顕像化が困難になる方向に作用する。
【０１４６】
図３０（ｃ）は再帯電後に２色目の像露光を行った状態即ち第２の色トナーによる現像プロセス直前における電位関係を示したものである。
【０１４７】
ここでの像露光Ｌa1、Ｌb1は第１回目とＬa1は同位置に、Ｌb1のみ位置をずらして露光したものとしている。図においてはＶL1とＶL21，ＶL22とが混在した乱れた電位分布となっている。ＶL21、ＬL22は第１の色トナー像上に形成した潜像部の電位であり、ＶL1に比して高くなっている。他の符号は記述してあるので省略する。
【０１４８】
ここで、図３０（ｃ）に示したＬb1の電位分布及び電場が乱れる理由を以下に述べる。
【０１４９】
２色目以降の現像プロセスは前述したように、先に顕像化したトナー像を像形成体１０に担持した状態下でなされる。従って、既に形成してあるトナー像は第２色目以降の潜像電位と電場を変動させる。詳しく述べれば、Ｔ2は前述したようにエッジ部にトナーを多く付着した状態となっており、中央部付近にトナーを少なめに付着している。これらのトナーは電位上昇となってトナー付着を妨げる効果を有する。これらが前述した第１の現象である。
【０１５０】
図３０（ｄ）は図３０（ｃ）に示す電位関係における各潜像に形成される電場を示した断面図である。
【０１５１】
新たに形成した潜像Ｌa1，Ｌb1における電界の様子を電気力線を矢印で示してある。
【０１５２】
新たな潜像Ｌa1は第１の色トナーにより顕像化した孤立点に相当するトナー像Ｔ1上に形成してある。斯かるトナー像Ｔ1は前述したトナー層電位から潜像Ｌaに形成する電界に影響していることが分かる。具体的にはトナー像Ｔ1中心付近に発生する局所的電界により、トナーを付着させる電界は弱くなっているので、第２の色トナーが付着しづらくなっている様子が伺える。これが前述した第２の現象である。図示していないが、第１の色トナーの周りに第２の色トナーが付着しやすく、条件によっては付着することがある。
【０１５３】
新たに形成した潜像Ｌb1は、凹凸状のトナー像Ｔ2上から同様な画像を位置をずらして像露光することにより形成してある。従って、新たな潜像Ｌb1に形成された電界はトナー像Ｔ2により重なり部分とその近傍は歪んでいると考えられる。
【０１５４】
潜像Ｌb1は先に形成してあるトナー像の付着量の違いから潜像Ｌb11、潜像Ｌb21、潜像Ｌb31の３つの領域に区別する。潜像Ｌb11は１色目のトナーが付着していない像形成体１０部分に形成してあるものである。潜像Ｌb21はトナー像Ｔ2のエッジ部に形成したものであり、トナー付着量の変化の最も多い場所に形成してある。潜像Ｌb31はトナー像Ｔ2の中央部分で、エッジ効果の影響により縁よりは薄くトナーの付着した部分に形成してあるものである。潜像Ｌb11、潜像Ｌb21、潜像Ｌb31は同一の光量を照射したものであってもトナー電位から同一電位とならない。
【０１５５】
更に潜像Ｌb21はハロー効果を発生していることが電気力線の様子から伺える。ここで、ハロー効果とはエッジ効果の一種であり、１色目のトナー像の縁に２色目のトナーが付着しづらく、その周辺に２色目のトナーが付着しやすい現像が発生することを言う。即ち、潜像Ｌb21は１色目のトナーによるエッジ効果を発生している領域である。つまり、縁ではトナー像Ｔ2の中央部側に形成した潜像Ｌb31の電界よりトナーを付着させる電界が弱く、周辺ではトナー像の存在しない場所Ｌb11に形成した電界よりもトナーを付着させる電界が大きくなっていることを示している。
【０１５６】
図３０（ｅ）は図３０（ｃ）に示す電位条件下で顕像化したトナー像の重なり状態を示した断面図である。
【０１５７】
第２の色トナーで形成するトナー像Ｔ3は、図３０（ｄ）に示した電場状況から僅かな付着量である。つまり、トナー像Ｔ1とトナー像Ｔ3との付着量を同一にして得られる二次色でなく、第１の色トナーの色が強く出てカラーバランスが崩れたものとなっている。第２の色トナーで形成するトナー像Ｔ4は、前述した電場の状況から潜像Ｌb11′で第１の色トナーと同じ量だけ付着し、潜像Ｌb21でハロー効果の影響でトナー像Ｔ2のエッジ部に第２の色トナーを少なく付着し、周辺部に第２の色トナーを多く付着し、潜像Ｌb31でトナー像Ｔ2の中央付近よりも少なく付着し、そのエッジ部で僅かに盛り上がっていることが分かる。従って、トナー像Ｔ2のエッジ部とトナー像Ｔ4とが重ね合わさせて形成した部分はハロー効果が強く出て濃度及びカラーバランスの崩れたものとなっていることが分かる。これは第２の現象である。
【０１５８】
一方、トナー像Ｔ2とトナー像Ｔ4のベタ部同志で形成したベタ部は２色目の濃度が低くなる。これは第１の現象である。
【０１５９】
次に本実施の形態の画像形成装置に採用している画像処理回路の全体構成を説明する。
【０１６０】
図１５は本実施の形態における画像処理回路の全体ブロック図である。
【０１６１】
本実施の形態における画像処理回路は、走査光学系の駆動回路を構成する回路であり、図１５に示してあるように画像データ処理回路１００、変調信号生成回路２００、走査回路３００からなる。
【０１６２】
以下に図１５を参照して各部回路の概略構成を説明する。
【０１６３】
画像データ処理回路１００は、フォントデータのエッジ部を補間して出力する回路であり、コンピュータからなる入力回路１１０、フォントデータ発生回路１２０、フォントデータ記憶回路１３０、補間データ生成回路１４０からなり、入力回路１１０からのキャラクタコード信号、サイズコード信号、ポジションコード信号及びカラーコード信号をフォントデータ発生回路１２０に送出する。フォントデータ発生回路１２０は、４種の入力信号からアドレス信号を選択してフォントデータ記憶回路１３０に送出する。フォントデータ記憶回路１３０はアドレス信号に対応する１文字に対応するフォントデータをフォントデータ発生回路１２０に送出する。フォントデータ発生回路１２０はフォントデータを補間データ生成回路１４０に送出する。補間データ生成回路１４０は、フォントデータのエッジ部に生じる画像濃度データのギザギザや飛びを中間濃度を用いて補間して、例えば８ｂｉｔの画像濃度データとして、リニアマスキング回路１５４に送出する。又、リニアマスキング回路１５４はカラーコードに応じて、対応色を各イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（ＢＫ）の濃度データに変換してページメモリからなる画像濃度データ記憶回路２１０に送出する。この様にして各色が同一形状で濃度の割合が異なった状態で多値展開されたフォントが各色毎のページメモリ中に多値のビットマップ展開が行われる。
【０１６４】
画像濃度データ記憶回路２１０は、通常ページメモリ（以降、単にページメモリ２１０という）であり、ページ単位で記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）であり、少なくとも１ページ（１画面分）に相当する多値の画像濃度データを記憶する容量を有する。また、カラープリンタに採用される装置であるならば、複数色、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の色成分に対応する画像濃度信号を記憶するだけのページメモリを備えていることになる。
【０１６５】
変調信号生成回路２００は、読出し回路２２０、ラッチ回路２３０、画像判別回路２３１、ＭＴＦ補正回路２３２、γ補正回路２３３、参照波位相決定回路２４０、セレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ、変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄ、基準クロック発生回路２８０、三角波発生回路２９０、遅延回路群２９１、ＫＮＣプロセスに必要となるトナーの付着状態を補正すべくＫＮＣ補正回路１０００を付加してある。
【０１６６】
本実施の形態の変調信号生成回路２００は、画像濃度データの注目する１画素分をｍ×ｎ（横×縦）の小画素で形成するようにし、該注目画素を含む隣接画素の濃度データの分布を前記１画素内のｍ×ｎの小画素の分布に置き換え、一定の定数Ｐを乗じた注目画素のデータを前記分布に応じて分配することによって得られる小画素の画像濃度データとに基づいて、小画素各行の参照波の位相を変位させることによってｎ行のドットの書込み位置を変位させて潜像を形成することができる。このドットの書込み位置を変位させることを記録位置変調という。また上記注目画素をｍ×ｎに分割した小画素の画像濃度データに変換する処理を、解像力向上処理（ＲＥ処理）という。斯かるＲＥ処理によって高密度記録を行う。
【０１６７】
読出し回路２２０は、インデックス信号をトリガとして基準クロックＤＣＫ0に同期して連続する１走査ライン単位の連続する画像濃度データをページメモリ２１０から読み出し、参照波位相決定回路２４０、画像判別回路２３１及びＫＮＣ補正回路１０００に送出する。
【０１６８】
ラッチ回路２３０は、後述する参照波位相決定回路２４０の処理を実行している時間だけ、画像濃度データをラッチする回路である。
【０１６９】
画像判別回路２３１は、画像が文字領域か中間調領域の何れであるかについて判別を行ってＭＴＦ補正及びγ補正の程度を決定する。なお、ＫＮＣ補正回路１０００はＭＴＦ補正回路２３２、γ補正回路２３３等に対し図１５において前段に設けたが、これらの後段に設けることが好ましい。特にこれらによる画像濃度データの補正値が大きい場合は色相を補償できなくなるからである。
【０１７０】
又、図示していないが、出力画像の倍率を変更する変倍補正回路や色調や色相を変更する色変換回路も同様にＫＮＣ補正回路の前段に配置することが好ましい。
【０１７１】
画像判別回路２３１は、文字や線画の文字領域であると判別された場合は、全色成分について参照波位相決定回路２４０が選択する三角波を変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに出力させる選択信号をセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄに出力し、ＭＴＦ補正回路２３２、γ補正回路２３３は不作動として画像濃度データは無処理のままラッチ回路２３０を介して変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに送出させる。これにより、色調の変化のない鮮明な文字やエッジ部が再現される。一方、画像判別回路２３１は中間調領域と判断した場合は、無彩色成分即ち黒色のデータについてのみ文字領域と同様の選択信号を出力し、他の色成分については参照波位相決定回路２４０が選択した三角波は出力せず、基準三角波φ０のみを出力する選択信号をセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄに送出し、ＭＴＦ補正回路２３２、γ補正回路２３３を作動させる。これにより読出し回路２２０より読出された黒以外の画像濃度データはＭＴＦ補正回路２３２及びγ補正回路２３３によって補正されたのちラッチ回路２３０を介して変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに送出される。これにより中間調領域において、モアレや色飛びのない画像を形成できる一方、黒画像により画像に先鋭さとしまりを与える効果が生まれる。
【０１７２】
ＭＴＦ補正回路２３２はラプラシアンフィルタから構成したものであり、視覚的なシャープさを持たせるものであり、５×５画素位の大きさである。このフィルタの値は現像特性から実験的に決められる。
【０１７３】
変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄは、図１５に示すように参照波位相決定回路２４０で選択した参照波である三角波によりラッチ回路２３０を経て入力される画像濃度データの信号を変調してパルス幅変調した変調信号を生成し、走査回路３００に送出する。
【０１７４】
走査回路３００は前述してあるので説明を省略する。
【０１７５】
一方、基準クロック発生回路２８０はパルス発生回路であり、画素クロックと同一の繰り返し周期のパルス信号を発生し、読出し回路２２０、三角波発生回路２９０、遅延回路群２９１、変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに出力する。便宜上このクロックを基準クロックＤＣＫ0という。
【０１７６】
三角波発生回路２９０は基準クロックＤＣＫ0に基づいて画素クロックと同周期の参照波である基準の三角波φ０の波形成形を行う。また、遅延回路群２９１は基準クロックＤＣＫ0に対し一定周期ずつ（この例で１／６周期ずつ）位相差を有する複数のクロックＤＣＫ１〜ＤＣＫ4を生成しこれに基づいて、位相の異なる参照波である三角波φ１〜φ４（ここでは１／６周期遅れた三角波φ１、２／６周期遅れた三角波φ２、１／６周期進んだ三角波φ３、２／６周期進んだ三角波φ４）を出力する。
【０１７７】
セレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄは上記基準三角波φ０と位相のずれた三角波φ１〜φ４の入力部を有し、後述する参照波位相決定回路２４０からの選択信号により上記三角波の内の１つを選択して変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄの入力端子Ｔに送出する。以上が本実施の形態の画像処理回路の概略構成である。
【０１７８】
以下に本実施の形態における画像処理回路の各部回路を順次詳細に説明する。
【０１７９】
（第１の実施例）
先ず、ＫＮＣ補正回路１０００における各回路構成例を図１５〜図１９、図２２、図２３を参照して説明する。
【０１８０】
図１６及び図１７は、何れも図１５に示したＫＮＣ補正回路１０００の具体的要部構成を示すブロック図である。
【０１８１】
ＫＮＣ補正回路１０００は、各色の画像濃度データと画像濃度分布データより、ＫＮＣプロセスに必要な色毎のトナーの付着状態を補正する機能を有するものであり、具体的には色毎の像露光を各色の画像濃度と画像濃度分布に応じて強度及びパルス幅変調されると共に、トナー像の重なり状態に応じて変更される変調は重なり時に前段の像露光と後段の像露光の露光強度と露光時間を共に変更するものである。ＫＮＣ補正回路１０００は、図１６及び図１７に示すようにリニアマスキングによって得られる多値の画像濃度データであるＤ1即ち色毎にＹ1データ，Ｍ1データ，Ｃ1データ，Ｋ1データを入力とし、補正された記録画像データＤ4即ち色毎にＹ4データ，Ｍ4データ，Ｃ4データ，Ｋ4データを出力する３つの補正回路１３００，１４００，１５００から成っている。
【０１８２】
なお、これらの補正回路は、まとめて同一機能のものを１の回路としてつくることも可能である。この場合は、補正アルゴリズムを簡略化して演算できるものとするか、ルックアップテーブル方式とするか、或いは併用の構成をすることが好ましい。第１の補正回路１３００は各色の画像濃度に応じた補正（第１の現像に対応した平均的なずれを補正するものに相当する）を施すものである。第２の補正回路１４００は第２の現象に対応した画像間の構造によるずれに対する補正を施すものである。第３の補正回路１５００は第３の現象に対応した画像データと再現画像のずれに対する補正を施すものである。この様にＫＮＣ補正を行った記録画像データＤ4をＹ4，Ｍ4，Ｃ4，Ｋ4とすると、この記録画像データは図１６、図１７に示されたように分離されて出力される構成とする。そして記録画像濃度データＤ4がＭＴＦ補正回路２３２に送出され処理される。
【０１８３】
本実施の形態は、露光光学系を像形成体内に配置し、透明基体の像形成体を用いて、内側からの像露光を行うＫＮＣプロセスを用いることにより、先のトナー像の光遮蔽やトナー像による光散乱からくるビーム径の広がりの影響を無くすことができる。更に、第１や第２の現象に対し補正を行うことにより、重ね合わせを向上させることができる。これによりＫＮＣプロセスに伴う上記の補正により安定した色再現を行うことができる。
【０１８４】
具体的に言及すると、外部露光方式と異なり、図５に示した像形成体１０の電位特性に応じた即ち、光吸収や光散乱の補正を含まず、トナー層電位を組み込んだ補正を行う。このため、第１項のマスキング時の補正、第２項の先のトナー像の構造による補正ｆは簡略化して補正係数は近似式１＋αを用いることができる。
【０１８５】
本実施の形態の補正において、演算の都合上第１〜第３の補正の積として表すことを実施例として示したが、裏面露光において、補正程度が低減するので、第１〜第３の補正の積とした近似や更に簡略化した式（１）が有効になる。
【０１８６】
フィルタ１１００はラプラシアンフィルタから構成し、トナー像の構造を検出するものであり、具体的には演算された値から第２の補正係数、第３の補正係数を決定するのに用いられる。第２の補正係数は第２の補正回路１４００における補正量を決定するためのパラメータであり、第３の補正係数は第３の補正回路１５００における補正量を決定するためのパラメータである。フィルタ１１００は、各色の濃度変化に対応した、即ち色毎のエッジ効果に応じて注目画素に対してラプラシアン値ΔＹ、ΔＭ、ΔＣ、ΔＫを求め、これらから各色の画素毎の補正量である補正パラメータを決定する。この補正パラメータをもとに画像濃度データを補正するものである。ラプラシアン値を求めるフィルタの大きさは、１ｍｍ程度に亙るエッジ効果を生じていれば６００ｄｐｉだと２０×２０の画素位の大きさのものである。エッジ効果は現像方式や感光体により異なるから、前述した係数は実験的に決められる。
【０１８７】
遅延回路１２００は第１の補正回路１３００、第２の補正回路１４００の処理時間だけ遅延させる。
【０１８８】
ここで、３つの補正回路の構造を説明するに先立ち、内部露光方式によるＫＮＣ補正における作用を説明する。
【０１８９】
図２２はカラー画像形成プロセスにおけるＫＮＣ補正回路１０００の作用を示した模式図である。
【０１９０】
図２２（ａ）は第１の色トナーによる現像プロセス下における電位関係を示したものである。
【０１９１】
画像間による平均的ずれ補正を行う第１の補正回路１３００は各色の画像濃度からトナー像の重なり状態を考慮して変調するように画像データを修正してある。従って、次の色トナーによる露光プロセスでも潜像を形成することになる潜像Ｌaと潜像Ｌb2を形成した位置は、この回の露光プロセスで形成する潜像電位をＶL2として他の色トナーを重ね合わせない潜像Ｌb1の潜像電位ＶL1よりも高く設定してある事が分かる。第３の補正回路１５００は画像データと再現画像のずれに対する補正を施してある。従って、又、潜像Ｌb1と潜像Ｌb2とでエッジ効果が防止されるべく露光量が制御されて電位が高く設定される事が分かる。
【０１９２】
図２２（ｂ）は図２２（ａ）に示す電位関係下で各潜像を第１の色トナーで顕像化した状態の断面図である。
【０１９３】
トナー像Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3は、図２２（ｂ）に示したよう第３の補正値により何れもエッジ効果を除去して平坦になっている。しかも、第１の補正値によりトナー像Ｔ1，Ｔ3はトナー像Ｔ2よりも薄く形成してある。
【０１９４】
図２２（ｃ）は第２の色トナーによる現像プロセス下における電位関係を示したものである。
【０１９５】
画像間の平均的ずれ補正を行う第１の補正回路１３００は、各色の画像濃度と画像濃度からトナー像の重なり状態を考慮して変調するように画像データを修正してある。従って、潜像Ｌb4は前回と同一電位であるＶL2に設定される。潜像Ｌa1と潜像Ｌb6と潜像Ｌb5のエッジの位置は次の色トナーによる露光プロセスでも潜像を形成することになるので、電位を低下させるために強い像露光を行っている。これにより同程度の電位低下をさせる。この補正は図５、図６において説明したものである。露光量が小さい場合は、像形成体１０の１色目と２色目の光減衰カーブが類似となるが、露光量が多くなるに伴い、２色目の補正量を増やすことが好ましい。
【０１９６】
第２の補正回路１４００は画像間の構造によるずれに対する補正をする。斯かる補正は、先のトナー像が画像データに応じて再現されるとした場合、その上から潜像形成を行ったとしても、矢印で示してあるように先のトナー像によるエッジ効果により潜像が変形している（図３０（ｄ）に示してある）。これにより、潜像Ｌa1と潜像Ｌb5とでエッジ効果を防止すべく、Ｌa1の周辺に弱い像露光をしＬa1上に強い像露光をし、潜像Ｌb5の縁に強く露光し、Ｌb5の周辺に弱く露光するように補正した。これがＬa1，Ｌb5の補正である。
【０１９７】
第３の補正回路１５００は画像データと再現画像のずれに対する補正をするものであり、画像濃度データを補正してエッジ効果のないトナー像Ｔ1〜Ｔ6を形成するための補正処理であり図２２（ａ）で前述したと同様である。
【０１９８】
図２２（ｄ）は潜像Ｌb4〜Ｌb6に形成した電場を電気力線で示したものである。ハロー効果及びエッジ効果による影響がすべて除去されていることが分かる。
【０１９９】
図２２（ｅ）は図２２（ｃ）に示す電位関係下で各潜像を第２の色トナーで顕像化した状態の断面図である。トナー像Ｔ4〜Ｔ6は何れもエッジ効果やハロー効果を除去して平坦になっている。しかも、トナー像Ｔ4〜Ｔ7はＴ1とＴ3と同様にトナー像Ｔ2、Ｔ6よりも薄く形成してある。この様にして、図３０（ｅ）に比較して二次色のカラーバランスが補正されていることが示されている。
【０２００】
続いて以下に３つの補正回路１３００〜１５００の構成例について更に具体的に説明する。
【０２０１】
第１の補正回路１３００は、画像間の平均的ずれ補正をするものであり、以下に掲げるものがある。
【０２０２】
第１の補正回路１３００の第１の例として直接変換法による色修正処理を実行するためのルックアップテーブル方式（以下、単に直接変換法と略称する）や３次元補間法による色修正処理を実行するルックアップテーブル方式（３次元補間法と略称する）が採用できる。
【０２０３】
直接変換法による色修正処理は、一般に色修正処理を単純な色分解信号空間から色修正信号空間への座標変換であるとみなして、各色分解信号座標に対応する色修正信号データをメモリテーブルに記憶しておき、このテーブルを参照することで直接的に座標変換を行うものである。
【０２０４】
３次元補間法を図１８を参照して説明する。
【０２０５】
図１８は３次元補間法による色修正処理を示す模式図である。図１８（ａ）は３次元補間法による色修正処理において色分解信号空間の分割を示した模式図であり、図１８（ｂ）は８点補間法を示した模式図であり、図１８（ｃ）は４面体への分割方法を示した模式図である。
【０２０６】
３次元補間法による色修正処理は、色分解信号座標と色修正信号データとの対応テーブルを限定された色数にとどめておき、テーブルにない座標入力については近傍の既知データを用いて三次元補間するルックアップテーブル方式と、ニューラルネットワークによる色修正を採用することができる。
【０２０７】
３次元補間法は、図１８（ａ）に示すように色分解信号空間を複数の単位立方体に分解し、各単位立方体の頂点座標における最適な色修正信号データを予め求めておき、図１８（ｂ）に示すように所属する単位立方体の８頂点のデータから補間する演算方法が一般的である。これにより、直接変換法で問題となるメモリ容量を削減することができる。また、３次元補間方法は、図１８（ｃ）に示したように単位立方体を更に複数の４面体に分割し、所属する４面体の４頂点のデータから補間する方法もある。斯かる方法によれば、補間演算は線形マスキング法に定数項を付加した形式にできるので、加算器、乗算器の個数を削減してハードウエアの負担を軽くすることができる。
【０２０８】
第１の補正回路１３００の第２の例として画像間の平均的ずれ補正を行う第１の補正回路１３００の要部構成及び機能を図１９〜図２１を参照して説明する。
【０２０９】
図１９は図１６，図１７の第１の補正回路１３００の第２の例を示したブロック図であり、図２０は先の画像による第１の補正回路１３００で色分離可能な７つの色彩を示すグラフであり、図２１は色抽出回路１３３０の処理動作を示す模式図である。
【０２１０】
図１９に示した第１の補正回路１３００は、前述した第１の例と同様に画像間による平均的ずれ補正を行うものであり、通常のマスキングを施したＹ1，Ｍ1，Ｃ1，ＢＫデータで現される画像に応じて１００％ＵＣＲ時の黒Ｋと一次色と二次色に分離して次に一次色と二次色の色補正を行った後に黒を混ぜて補正したＹ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2データを出力するものであり、下色処理回路１３１０、無彩色補正回路１３２０、色抽出回路１３３０、色加算回路１３４０とから構成する。
【０２１１】
下色処理回路１３１０は通常のマスキング処理後のＹ1，Ｍ1，Ｃ1，Ｂ1データから１００％ＵＣＲ値で黒成分ＢＫを抽出して無彩色補正回路１３２０に送出し、ＵＣＲ処理後のＹ11，Ｍ11，Ｃ11データを色抽出回路１３３０に送出する。
【０２１２】
色抽出回路１３３０は、図２１に示すようにＹ11，Ｍ11，Ｃ11データを一次色Ｙ，Ｍ，Ｃと２次色Ｂ，Ｇ，Ｒとに分離して赤、マゼンタ、青、シアン、緑、イエローを再現色と一致させるように補正した後、色加算回路１３４０に送出する。図２０に示すように、一次色とはＹ，Ｍ，Ｃの色トナーの色である。２次色は一次色Ｙ，Ｍ，Ｃを加算して得られる色であり、ＢはＧとＲとを加算して得られる。ＧはＹとＣとを加算して得られる。ＲはＹとＭとを加算して得られる。グレーは一次色Ｙ，Ｍ，Ｃを同一の割合で加算して得られるものであり、１００％ＵＣＲにより下色処理回路１３１０により分離されている。かかる補正は、例えば赤色がＹとＭの重ね合わせで色ずれした場合にＹ2のデータを小さくし、Ｍ2データを大きくする。これにより露光量が補正されることになり、図２２を参照して説明するように重ね合わせる各色トナー層厚を同一にすることができる。
【０２１３】
色加算回路１３４０は、図２０で点線で示した色相の境界、例えば赤色、マゼンタ、青色、シアン、緑色、イエローを再現色と一致するように補正値を選択して一次色Ｙ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2データを送出するものである。
【０２１４】
前述した第１の補正回路１３００の第１の例及び第２の例で説明した補正は、トナー層が重なる。即ち、ベタ領域での補正を行っていることになるが、先に形成してあるトナー像や後に形成するトナー像間の緑や周辺部や孤立点や線等の画像構造に対する補正となっていない。従って、画像の構造による補正として第２の補正回路１４００が必要とされる。
【０２１５】
第２の補正回路１４００は、その機能を関数ｆとして表せば、本来各色の画像濃度データＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの濃度変化から決められるｆY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と一般的に表される関数であるが、先のトナー像のみの影響のみを考慮すればよいことから、トナーの色による差がないと簡略化すると現像順をＹ→Ｍ→Ｃ→Ｋとして、各ｆはｆY＝１、ｆM＝１＋αY、ｆC＝１＋αY+M、ｆK＝１＋αY+M+Cとなる。
【０２１６】
第３の補正回路１５００は、その機能を関数ｇとして表せば、本来各色独立に画像データＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの濃度変化から決められるｇY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と一般的に表される関数である。先のトナー像の影響を考慮しないことから、トナーの色による差がない。この関数を簡略化すると、各ｇは画像データＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋと再現画像の各色のずれ補正をｇY＝（１＋βY）、ｇM＝（１＋βM）、ｇC＝（１＋βC）、ｇK＝（１＋βK）として、第３の補正回路１５００の機能を表現することができる。ここではトナー像間の干渉の補正はないことから各色の画像濃度データから求めたラプラシアン値から決められた補正係数１＋βを用いている。
【０２１７】
更にこの第１〜第３の補正Ｄ4＝Ｄ2×ｆ×ｇを簡略化すると式（１）のようになる。
【０２１８】
式（１）
Ｙ4＝Ｙ2×１×（１＋βY）
Ｍ4＝Ｍ2×（１＋αY）×（１＋βM）
Ｃ4＝Ｃ2×（１＋αY+M）×（１＋βC）
Ｋ4＝Ｋ2×（１＋αY+M+C）×（１＋βK）
本実施例は式（１）に示す記録画像データＹ4，Ｍ4，Ｃ4，Ｋ4を強度変調用データとパルス幅用データに分配することになる。
【０２１９】
前記した式（１）はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順で現像する場合におけるＫＮＣ補正を示したものである。現像する順序をＹ→Ｍ→Ｃ→Ｋに限定した式であるが、これに限定されるものではない。例えば、Ｋ→Ｃ→Ｍ→ＹやＫ→Ｙ→Ｍ→Ｃ等とすることもできる。かかる場合、それに応じて補正係数を変更することになる。
【０２２０】
１列目の記録画像データＹ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2は先に画像間の平均的なずれを補正した画像濃度データである。
【０２２１】
２列目は画像間の構造によるずれを補正するための補正項であり、先の画像の影響のみを考慮して後の画像によるずれは簡略化するために補正してないものである。斯かる第２項は本来ｆY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）である。
【０２２２】
３列目は画像データと再現画像のずれ補正をするための補正項である。αやｆやβは各色トナーの濃度分布を示す変数であり、ラプラシアンフィルタに係数を乗じたものや、実験的に対応テーブルを作成したものからなる。これらは１列〜３列は先に説明した第１〜第３の補正に対応している。
【０２２３】
又第３の補正回路１５００は、画像データと再現画像のずれに対する補正を施すものであることからこの補正回路１５００に代わり、ＭＴＦ補正回路２３２、γ補正回路２３３のみとすることもできる補正回路である。
【０２２４】
又、この他に上記の式をルックアップテーブル方式として画像データを補正することも可能である。
【０２２５】
以下にＫＮＣ補正回路１０００から変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに送出するデータを強度変調とパルス幅変調に分担する方法として第１の補正回路１３００〜第３の補正回路１５００からの出力を組み合わせとして表３のようなものがある。表３に示す実施例１は図１６に示したＫＮＣ補正回路１０００に対応しており、表３に示す実施例２は図１７に示したＫＮＣ補正回路１０００に対応している。
【０２２６】
【表３】
表３においてパルス幅に対応するデータは露光幅、つまり潜像の面積を変調する意味を有し、表３において強度変調に対応するデータは露光強度つまり、潜像電位を変調する意味を有している。
【０２２８】
表３において、▲１▼は第１の補正回路１３００からの出力データＤ2即ち、Ｙ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2を示しており、▲２▼は第２の補正回路１４００からの補正出力データｆY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を示しており、▲３▼は第３の補正回路１５００からの補正出力データｇY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を示している。
【０２２９】
図１６に示すＫＮＣ補正回路１０００は、表３に示すような組み合わせでパルス幅に対応するデータＤ2即ち、Ｙ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2と強度変調に対応するデータｆY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）×ｇY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）×ｇM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）×ｇC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｆK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）×ｇK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に振り分けて変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに送出することになる。
【０２３０】
図１７に示すＫＮＣ補正回路１０００は、表３に示すような組み合わせでパルス幅に対応するデータＤ2×ｆ即ち、Ｙ2×ｆY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、Ｍ2×ｆM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、Ｃ2×ｆC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、Ｋ2×ｆK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と強度変調に対応するデータｇY（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇM（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇC（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、ｇK（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に振り分けて変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄに送出することになる。
【０２３１】
【表４】
表４は簡略された式（１）を用いて表３を具体的に示したものであり、ＫＮＣ補正回路１０００は多値の画像濃度データと各色の画像濃度分布に基づきトナー像を重ね合わせる様、各色の記録画像データを作成する。そしてＫＮＣ補正が行われた多値の記録画像データが変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄへと送出される。Ｄ2は式（１）の１列目を示したものであり、表３でいう▲１▼に相当している。（１＋α）は式（１）の２列目を示したものであり、表３でいう▲２▼に相当している。（１＋β）は式（１）の３列目を示したものであり、表３でいう▲３▼に相当している。Ｄ2，α，βは前述してあるので、説明を省略する。
【０２３３】
図２３は本実施の形態の変調回路を示すブロック図である。
【０２３４】
変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄは、図２３に示すよう同一の回路構成であり、Ｄ／Ａ変換回路２６１、コンパレータ２６２と、差動増幅器２６３、Ｄ／Ａ変換回路２６４、前記の基準三角波φ0又は１／６周期ずつ位相をずらした三角波と、パルス幅に対応したデータの入力部Ｔと、強度変調に対応したデータの入力部Ｄと、基準クロックＤＣＫ0の入力部ＣＫを有していて、表３又は表４に示したような強度変調に対応したデータを基準クロックＤＣＫ０に同期してＤ／Ａ変換回路２６４でＤ／Ａ変換される。一方、セレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄから入力された上記の三角波を参照波をコンパレータ２６２の＋端子入力とし、予め決定される参照波を切る閾値を用いて一様なパルス幅信号を発生する。即ち、閾値信号をコンパレータ２６２の−入力端子に印加して前記参照波とコンパレートしてパルス幅変調信号を得る。次にパルス幅変調信号と入力部Ｄからのデータとを差動増幅器２６３で増幅することにより強度変調したパルス幅信号を得る。
【０２３５】
図２４は本実施の形態における参照波位相決定回路を示すブロック図である。
【０２３６】
参照波位相決定回路２４０は、図２４に示すように１ライン遅延回路２４２、１クロック遅延回路２４３、演算処理回路２４１からなり、１ライン遅延回路２４２によって、上記１走査ライン分ずつ送られてくる画像濃度データの３走査ライン分の最初の１走査ライン分の画像濃度データには２ライン走査時間の遅延を、中間の１走査ライン分の画像データには１ライン走査時間の遅延をかける（最後の１走査ライン分の画像データには遅延をかけない）。更に各画像データには、１クロック遅延回路２４３によって２基準クロック分又は１基準クロック分の遅延をかけ、注目画素を含み注目画素に隣接した画素の総ての画像濃度データを同時に演算処理回路２４１に送出する。演算処理回路２４１は各小走査ラインの濃度データを加算して、元の１画素内の濃度データの重心を求める演算を行って、その重心位置によって次のようにそれぞれ異なる選択信号を出力端子Ｏよりセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄに出力する。
【０２３７】
以下に本実施例の画像処理回路における変調動作を参照波位相決定と関係づけて説明する。
【０２３８】
先ず、参照波位相決定回路２４０における動作を説明する。
【０２３９】
図２５は位相の異なる三角波と注目画素の関係の一例を示す図である。図２６（ａ）は上記注目画素をｍ５とし、注目画素ｍ５を３×３に分割する場合の、注目画素ｍ５を含む隣接画素をｍ１〜ｍ９として表した平面図であり、図２６（ｂ）は注目画素ｍ５を３×３の小画素に分割した場合の各小部分をｓ１〜ｓ９で表した場合を示す拡大図である。ここで、ｍ１〜ｍ９及びｓ１〜ｓ９はその部分の濃度を表すものとする。
【０２４０】
演算処理回路２４１は、ＲＥ処理を行って小画素の濃度データを得る。斯かる小画素の濃度データは、主走査方向に図２６（ｂ）のｓ１，ｓ２，ｓ３・・・を含む小走査ラインと、ｓ４，ｓ５，ｓ６・・・を含む小走査ライン及びｓ７，ｓ８，ｓ９・・・を含む小走査ラインに分ける。この小画素の３小走査ライン分で元の１画素に相当することになる。演算処理回路２４１は各小走査ラインの元の１画素内の濃度データの重心を求める演算を行って、その重心位置によって次のようにそれぞれ異なる選択信号を出力端子Ｏよりセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄに出力する。
【０２４１】
即ち、演算処理回路２４１は、画素ｍ５のｓ１，ｓ２，ｓ３（第１の小走査ライン）の濃度を加算し、画素ｍ５のｓ４，ｓ５，ｓ６（第２の小走査ライン）の濃度を加算し、画素ｍ５のｓ７，ｓ８，ｓ９（第３の小走査ライン）の濃度を加算し、これらの加算値から元の画素の重心を検出する。演算処理回路２４１は画素ｍ５の重心が第２の小走査ライン近傍にあることを検出すると、図２５に示した位相変位のない基準三角波φ0を選択して出力する。演算処理回路２４１は、画素ｍ５の重心が第２の小走査ラインと第１の小走査ラインの境界近傍にあることを検出すると、図２５に示した位相が１／６周期遅れた三角波φ１を選択して出力する。演算処理回路２４１は、画素ｍ５の重心が第１の小走査ラインの中央近傍にあるときは位相が２／６周期遅れた三角波φ２を選択して出力する。演算処理回路２４１は、画素ｍ５の重心が第２の小走査ラインと第３の小走査ラインの境界近傍にあるときは位相が１／６周期進んだ三角波φ3を選択して出力する。演算処理回路２４１は、画素ｍ５の重心が第３の小走査ライン近傍にあるときは２／６周期進んだ三角波φ4を選択する信号を出力端子Ｏよりセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄに出力する。
【０２４２】
続いて、ＲＥ処理を図２７を参照して説明する。
【０２４３】
図２７は注目画素ｍ５を３×３に分割し、Ｐ＝０．５とした場合の一例を示す模式図であり、図２７（ａ）は注目画素ｍ５を含む隣接画素の濃度分布の例を示した模式であり、図２７（ｂ）はＰ＝０．５として計算した注目画素ｍ５内の濃度分布を示す模式図である。
【０２４４】
ここでは注目画素ｍ５を３×３の小画素に分割する場合を例にとると、小画素ｓｉの濃度は次の式によって決定される。
【０２４５】
ｓｉ＝（９×ｍ５×Ｐ×ｍｉ／Ａ）＋（１−Ｐ）×ｍ５
ここで、ｉ＝１，２，・・・９ であり、ＰはＲＥ処理の強度ともいうべき定数であり０．１〜０．９の範囲の数値が用いられる。Ａはｍ１〜ｍ９の総和である。
【０２４６】
上式において、（９×ｍ５×Ｐ×ｍｉ／Ａ）の項は注目画素ｍ５の濃度にＰを乗じた分を隣接画素の濃度の割合に応じて振り分けたものであり、（１−Ｐ）×ｍ５の項は注目画素ｍ５の残りの濃度を各小画素に均等に振り分けたものであり、ボケの要素を取り入れたことになる。
【０２４７】
次に変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄにおける像露光動作を図２８及び図２９を参照して説明する。
【０２４８】
図１６に示したように画像濃度データＤ2をパルス幅に対応したデータに含む場合における変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄの動作を図２８を参照して説明する。
【０２４９】
図２８（ａ）〜（ｆ）は記録位置変調される場合の変調信号生成回路の各部信号を示すタイムチャートである。
【０２５０】
図２８において、（ａ）は先の画像によるずれ補正回路１３００からインデックス信号をトリガとして基準クロックＤＣＫ0に基づいて送出された画像濃度データＤ2であるＹ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2データがＤ／Ａ変換回路２６１によりアナログ値に変換されたものの一部を示している。高レベル側ほど淡い濃度を示し、低レベル側ほど濃い濃度を示している。
【０２５１】
図２８（ｂ）はセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄから順次出力され、遅延されたものを含む選択された参照波である三角波を示している。
【０２５２】
図２８（ｃ）はコンパレータ２６２の入力信号を示しており、これは図２８（ａ）と図２８（ｂ）と同じものである。
【０２５３】
図２８（ｄ）は図２８（ｂ）に示した三角波をパルス幅信号にするために内部に基準信号発生器２６１によって発生したＤＣ電圧を発生させ、コンパレータ２６２によりコンパレートされて生成したパルス幅信号を示している。このパルス幅信号が差動増幅器２６３の一方の入力信号となる。
【０２５４】
図２８（ｅ）は注目画素の周辺画素から決定される補正データであり、表３又は表４に示した強度変調に対応したデータｆ×ｇ或いは（１＋α）×（１＋β）であり、斯かる信号が差動増幅器２６３の一方の入力信号となる。
【０２５５】
図２８（ｆ）は図２８（ｄ）、図２８（ｅ）に示した２つの入力信号の差分を増幅した差動増幅器２６３からの強度変調されたパルス幅信号を示している。このようにして得られた変調信号を走査回路３００に送出してＬＥＤアレイを発光する。
【０２５６】
上記変調信号生成結果により、文字領域では元の隣接した画素の濃度データより注目画素内のｎ行の小ドットの位置は元の文字や線画の線方向に沿った位置に移動する記録位置変調が行われる結果、文字や画像が鮮明に再現されることとなる。また上記の記録位置変調は、中間調領域では色調の変化を防止するため黒成分のみ行われ、他の色成分では位相変位のない三角波による変調が行われることになる。
【０２５７】
更に、参照波位相を順次副走査方向にずらしていくことによりスクリーン角度の付いた網点に相当するドットを構成することができる。例えば、スクリーン角をイエロー成分では４５°、マゼンタ成分では２６．６°、シアン成分では−２６．６°、黒成分では０°にして色再現の一様性を向上しモアレ縞の発生を防止することができる。
【０２５８】
特に黒成分を０°にすることにより、上記記録位相変調手段はそのまま変更せず用いることができるという利点を有する。
【０２５９】
図１７に示すように画像濃度データＤ2と補正ｆをパルス幅変調に対応したデータに含む場合における変調回路２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄの動作を図２９を参照して説明する。
【０２６０】
図２９（ａ）〜（ｆ）は記録位置変調される場合の変調信号生成回路の各部信号を示すタイムチャートである。
【０２６１】
図２９において、（ａ）はＤ2×ｆを表し、先の画像によるずれ補正回路１３００からインデックス信号をトリガとして基準クロックＤＣＫ0に基づいて送出された画像濃度データＤ2であるＹ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2データにｆを掛け合わせた後Ｄ／Ａ変換回路２６１によりアナログ値に変換されたものの一部を示している。高レベル側ほど淡い濃度を示し、低レベル側ほど濃い濃度を示している。
【０２６２】
即ち、表３又は表４に示したパルス変調に対応して補正された即ちデータＤ2×ｆ或いはＤ2×（１＋α）であり、Ｄ2に先の画像によるずれを補正した結果、この補正は濃度変化の大きいところが大であり、補正された結果として高レベル側ほど低濃度で記録されることを示し、低レベル側ほど高濃度で記録されることを示しており、斯かる信号はコンパレータ２６２の一方の入力信号となる。
【０２６３】
図２９（ｂ）はセレクト回路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄから順次出力され、遅延されたものを含む選択された参照波である三角波を示している。
【０２６４】
図２９（ｃ）はコンパレータ２６２の入力信号であり、一点鎖線Ｄ2×ｆは図２９（ａ）で示したものであり、実線で示した三角波は図２９（ｃ）に示した信号である。
【０２６５】
図２９（ｄ）はコンパレータ２６２からの出力信号を示したものであり、図２９（ｂ）に示した三角波をパルス幅信号にするために内部にＤ／Ａ変換回路２６１によって発生したＤＣ電圧を発生させ、コンパレータ２６２によりコンパレートされて生成したパルス幅信号を示している。このパルス幅信号が差動増幅器２６３の一方の入力信号となる。
【０２６６】
図２９（ｅ）は画像によるずれ補正回路１３００からインデックス信号をトリガとして基準クロックＤＣＫ0に基づいて送出されたｇ或いは１＋βからなる強度変調データがＤ／Ａ変換回路２６１によりアナログ値に変換されたものの一部を示している。斯かる信号が差動増幅器２６３の一方の入力信号となる。
【０２６７】
図２９（ｆ）は図２９（ｄ）、図２９（ｅ）に示した２つの入力信号の差分を増幅した差動増幅器２６３からの強度変調されたパルス幅信号を示している。このようにして得られた変調信号を走査回路３００に送出してＬＥＤアレイを発光する。
【０２６８】
上述した本実施例のカラー画像形成装置４００によれば、ディジタル信号に基づいてスポット光をトナー像の上から照射するとしてもフリンジのない高鮮鋭度の高いドット状の静電潜像が形成され、その結果、鮮鋭度の高いトナー像を得ることができ、かつ、トナー画像を重ね合わせる際の画像濃度分布を考慮して補正することにより縁、細線及び孤立点等の色再現の品位を向上させることができる。
【０２６９】
なお、本実施例において、ＲＥ処理の係数Ｐの値を種々変更して実験した結果、Ｐの値は０．１〜０．９の範囲で良好な画像が得られた。しかし、Ｐが小さい場合は文字の鮮鋭性が不十分であり、Ｐが大きい場合は文字や線画のエッジ部が強調され過ぎる結果が得られたことから、好ましいＰの値の範囲は０．３〜０．７の範囲であることが判明した。これにより、原稿が文字や線画の場合にはエッジ部分が鮮明に現れるようになり、小さな文字でもその細部まで再現可能となった。しかも写真等の中間調を有する場合にも悪影響が出ることはなかった。これは本方法が中間調画像に対してはＰの値による作用が小さいためである。
【０２７０】
本発明は、Ｐを一定として用いることもできるが、画像（文字領域や中間調領域）に応じてＰを変化させて用いることが好ましい。文字領域の場合の値をＰ１とし、中間調領域の場合をＰ２とすると、
Ｐ１＞Ｐ２
とすることが好ましい。即ち、画像が文字などの場合はＰの値を大きく好ましくは０．９〜０．４とし、中間調の場合はＰの値を小さく０．６〜０．１とする。
【０２７１】
なお、本実施例において、ＲＥ処理の係数Ｐの値を種々変更して実験した結果、Ｐの値は０．１〜０．９の範囲で良好な画像が得られた。しかし、Ｐが小さい場合は文字の鮮鋭性が不十分であり、Ｐが大きい場合は文字や線画のエッジ部が強調され過ぎる結果が得られたことから、好ましいＰの値の範囲は０．３〜０．７の範囲であることが判明した。これにより、原稿が文字や線画の場合にはエッジ部分が鮮明に現れるようになり、小さな文字でもその細部まで再現可能となった。しかも写真等の中間調を有する場合にも悪影響が出ることはなかった。これは本方法が中間調画像に対してはＰの値による作用が小さいためである。
【０２７２】
本発明は、Ｐを一定として用いることもできるが、画像（文字領域や中間調領域）に応じてＰを変化させて用いることが好ましい。文字領域の場合の値をＰ１とし、中間調領域の場合をＰ２とすると、
Ｐ１＞Ｐ２
とすることが好ましい。即ち、画像が文字などの場合はＰの値を大きく好ましくは０．９〜０．４とし、中間調の場合はＰの値を小さく０．６〜０．１とする。
【０２７３】
上述の画像データの流れは一旦ページメモリ２１０に収納したデータを出力するプリンタとして説明したが、これに限定されるものではなく、画像データ処理回路１００に代わりカラースキャナ１５１、Ａ／Ｄ変換回路１５２、濃度変換回路１５３、リニアマスキング回路１５４等から構成する画像データ処理回路１５０に代え、スキャナからの画像濃度データの入力及び画像処理を施す回路とすれば、複写装置等の他の画像形成装置に適用することができる。
【０２７４】
（第２の実施例）
第１の実施例は各補正項をパルス幅変調と強度変調とに分担したが、カラー画像形成装置の概略構成を第１の実施例と略同様としてＫＮＣ補正回路１０００の機能を表４に示すようにパルス幅変調と強度変調との間で混合させて、パルス幅変調と強度変調させることによっても同様の効果が得られる。
【０２７５】
【数２】
ここで、各γiはγ1，γ2，γ3＞１とすると、第２項の補正量を減らし、この分を第３項に加算した構造を取っている。又、γ1，γ2，γ3＜１とすると第２項の補正量を大きくした構造となる。γi＝０で式（１）と一致する。むろん、第３項の分母に（１＋β）γiをおいて、この数を第２項に掛けることにより違った構造とすることもできる。
【０２７７】
前記した式（４）はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順で現像する場合におけるＫＮＣ補正を示したものである。現像する順序をＹ→Ｍ→Ｃ→Ｋに限定した式であるが、これに限定されるものでない。例えば、Ｋ→Ｃ→Ｍ→ＹやＫ→Ｙ→Ｍ→Ｃ等にすることもできる。
【０２７８】
１列目のＤ2であるＹ2，Ｍ2，Ｃ2，Ｋ2は先に画像間の平均的なずれを補正した画像濃度データである。
【０２７９】
２列目は画像間の構造によるずれを補正するための補正項であり、先のトナー像が無いときはαY＝０となるために１となり、潜像を補正しないことになり、先のトナー像が有るときにはαY≠０でないので、潜像に対して補正がなされることになる。具体的にはγ＞１では潜像面積を小さくするように補正することになる。なお、斯かる補正分は強度変調に対するデータに反映されることになる。
【０２８０】
３列目は画像データと再現画像のずれ補正をするための補正項であり、先のトナー像が無いときはαY＝０となるため、潜像電位に対して補正がなく、先のトナー像が有るときにはαY≠０でないので、潜像電位に対して補正がなされることになる。αやｆやｇやβは各色トナーの濃度分布の変数であり、ラプラシアンフィルターに係数を乗じたものや、実験的に対応テーブルを作成したものからなる。
【０２８１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜請求項６に記載の発明によれば、上記構成を備えることにより、内部露光方式によるＫＮＣプロセスで色再現性を向上させることができた。
【０２８２】
請求項７〜請求項１３に記載の発明によれば、上記構成を備えることにより、トナー画像を重ね合わせる際の画像濃度分布を考慮して補正することにより記録画像データを作成し、これによる光変調を行うことにより重ね合わせによる影響を補正することができるので縁、細線及び孤立点領域の色再現と品位を向上させることができるカラー画像形成装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー画像形成装置の断面構成図である。
【図２】像形成体の支持構造を示す断面図である。
【図３】外部露光方式におけるＫＮＣ補正を示すグラフである。
【図４】外部露光方式のＫＮＣプロセスにおける像形成体上の表面電位を示した模式図である。
【図５】内部露光方式によるＫＮＣ補正を示すグラフである。
【図６】内部露光方式のＫＮＣプロセスを示した模式図である。
【図７】本実施の形態における走査回路を示すブロック図である。
【図８】走査回路の動作を示すタイムチャートである。
【図９】ＬＥＤアレイからの光像が予め所望された主走査方向のドットラインからのずれを示した模式図である。
【図１０】７色マルチカラー画像を実現するプロセスを示したものである。
【図１１】画像パターンによって色相の差異を生じる要因を示した模式図である。
【図１２】画像パターンによって調整処理を行うカラー画像形成装置の回路図を示したものである。
【図１３】ビデオドットデータの入力機構を示している。
【図１４】パルス幅変調回路の説明図である。
【図１５】本実施の形態における画像処理回路の全体ブロック図である。
【図１６】ＫＮＣ補正回路の具体的要部構成図である。
【図１７】ＫＮＣ補正回路の具体的要部構成図である。
【図１８】３次元補間法による色修正処理を示す模式図である。
【図１９】図１６、図１７の第１の補正回路の第２の例を示したブロック図である。
【図２０】先の画像による第１の補正回路１３００で色分離可能な７つの色彩を示すグラフである。
【図２１】色抽出回路１３３０の処理動作を示す模式図である。
【図２２】カラー画像形成プロセスにおけるＫＮＣ補正回路の作用を示した模式図である。
【図２３】本実施の形態における変調回路を示すブロック図である。
【図２４】本実施の形態における参照波位相決定回路を示すブロック図である。
【図２５】位相の異なる三角波と注目画素との関係の一例を示した図である。
【図２６】注目画素ｍ５を３×３に分割する場合の隣接画素を示した模式図である。
【図２７】注目画素ｍ５を３×３に分割し、Ｐ＝０．５とした場合の一例を示す模式図である。
【図２８】記録位置変調する場合の変調信号生成回路の各部信号を示すタイムチャートである。
【図２９】記録位置変調する場合の変調信号生成回路の各部信号を示すタイムチャートである。
【図３０】ＫＮＣプロセスにおけるトナー付着状態を決めるプロセスを示す模式図である。
【符号の説明】
１００ 画像データ処理回路
２００ 変調信号生成回路
２１０ 画像濃度データ記憶回路（ページメモリ）
２２０ 読出し回路
２３０ ラッチ回路
２３１ 画像判別回路
２３２ ＭＴＦ補正回路
２３３ γ補正回路
２４０ 参照波位相決定回路
２４１ 演算処理回路
２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ セレクト回路
２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ，２６０Ｄ 変調回路
２８０ 基準クロック発生回路
２９０ 三角波発生回路
２９１ 遅延回路群
３００ 走査回路
４００ カラー画像形成装置
１０００ ＫＮＣ補正回路
１１００ フィルタ
１３００ 第１の補正回路
１４００ 第２の補正回路
１５００ 第３の補正回路
Claims (13)
- 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法において、最大濃度を有する二次色を形成する際の露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすることを特徴とするカラー画像形成方法。
- 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成方法において、最大濃度を有する二次色を形成する際の１色目の露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすると共に前記像形成体の半減露光量Ｅ１／２以上でかつその２倍以下であることを特徴とするカラー画像形成方法。
- 最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対して５〜５０％多く補正することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のカラー画像形成方法。
- 最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対してベタ部が５〜３０％多く補正することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のカラー画像形成方法。
- 最大濃度を有する二次色の像露光量において２色目は１色目に対して孤立点が１０〜５０％多く補正することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のカラー画像形成方法。
- 最大濃度を有する二次色の１色目及び２色目の像露光量は最大濃度を有する一次色よりも弱く設定したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のカラー画像形成方法。
- ２色目の像露光量の補正は、像露光量の増加に伴い大きくすることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のカラー画像形成方法。
- 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成装置において、前記像形成体内部から露光するように露光手段を配置し、最大濃度を有する二次色を形成する際の前記露光手段からの露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすることを特徴とするカラー画像形成装置。
- 像形成体に帯電し、当該像形成体の裏面より像露光し、反転現像を繰り返してトナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成装置において、前記像形成体内部から露光するように露光手段を配置し、最大濃度を有する二次色を形成する際の前記露光手段からの１色目の露光量は、１色目と２色目とを略等しくし、かつ、最大濃度を有する一次色を形成する際の露光量より小さくすると共に、前記像形成体の半減露光量Ｅ１／２以上でかつその２倍以下であることを特徴とするカラー画像形成装置。
- 各色毎の像露光は多値の記録画像データに基づき、記録ドット毎に光変調されると共に記録画像データは画像濃度と画像濃度分布データにより補正したものであり、前記記録画像データに基づく前記光変調はパルス幅変調或いは強度変調により行うことを特徴とする請求項８又は請求項９記載のカラー画像形成装置。
- 色毎の像露光に用いられる多値の記録画像データを形成する補正部は画像間による平均的ずれを補正する第１の補正部と、画像間の構造による局所的ずれを補正する第２の補正部を有することを特徴とする請求項１０記載のカラー画像形成装置。
- 前記第１の補正部と前記第２の補正部はパルス幅変調又は強度変調の何れか一方に対応していることを特徴とする請求項１１記載のカラー画像形成装置。
- 前記２色目の像露光量の補正は像露光量の増加に伴い大きくする請求項８〜請求項１１の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
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