JP3914645B2 - Image forming apparatus and method, and copying machine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式でカラー画像を形成する画像形成装置および方法ならびに複写機に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真技術では、高精細な画像を得るために感光体に静電潜像を光書込みするビームの小径化が行われている。この光書込ビームの小径化は、特にハイライト部の階調性を上げるのに効果的である。
【0003】
また、一般的に、光書込ビームを小径化すると、高精細な画像が得られることは知られている。特にブラック画像は文字を出力することが多いために高精細な画像を要求される機会が多い。しかし、2値的な光書込み手段を持つ画像形成装置においては、光書込密度および1ドット当たりの露光エネルギを一定のままとして光書込ビーム径だけを小径化していくと、感光体上の1ドット面積が光書込密度で決まる1画素以下になってくると、ベタ画像時にドットとドットとの間の露光後電位が落ちきらずに所望のベタ濃度(または、感光体上のトナー付着量)が得られないという不具合がある。
【0004】
この点に関し、特開平5−150607号公報に開示の技術では、ブラック画像に関して、文字用の光書込ユニットと、ピクチャー用の光書込ユニットの2つの露光装置を装備して、ブラック画像に関して高精細画像は文字用の光書込ユニットを使用し、高濃度画像にはピクチャー用の光書込ユニットを使用することで不具合を解決せんとしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特開平5−150607号公報に開示の技術では、光書込ユニットを2つ装備するので、製造コストが高くなり、装置が大型化するという不具合がある。
【0006】
この発明の目的は、ブラック画像に関して高精細な文字の現像を可能にし、ハイライト部の階調性を向上させつつも、装置の製造コストを低減し、装置を小型化することができる画像形成装置および方法ならびに複写機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色に対応した静電潜像を各々感光体上に光書きこみする複数の露光装置と、この各露光装置で形成した各静電潜像を前記4色に対応したカラートナーで各々現像する複数の現像装置とを備え、前記4色のカラートナーを重ね合わせたカラー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、前記単色のブラックに対応している露光装置は、その静止ビームにより得られる光量分布のピーク値の1/eの楕円面積で定義するビームスポット面積が他の色に対応している露光装置の前記ビームスポット面積より狭く、その主走査方向の光書込密度が前記他の色に対応している露光装置の主走査方向の光書込密度より高く、かつ、4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うことを特徴とする画像形成装置である。
【0008】
したがって、単色のブラックに対応している露光装置は、その主走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置の主走査方向の光書込密度より高いので、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。しかも、ブラック画像用に複数の露光装置を装備する必要がないので、装置の製造コストを低減し、装置を小型化することができる。
また、4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うので、単色ブラック画像だけでは濃度不足のときは、混色ブラック画像により濃度不足を補うことができる。
【0011】
請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、単色のブラックに対応している露光装置は、光書込みをLEDアレイヘッドで行うことを特徴とする。
【0012】
したがって、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用いることにより、レーザダイオードを用いた場合に比べて、ビームスポット面積を容易に小さくすることができる。
【0013】
請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、単色のブラック以外の色に対応している各露光装置は、光書込みをレーザダイオードで行うことを特徴とする。
【0014】
したがって、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用い、他の色を形成する露光装置にLEDアレイヘッドよりコストの低いレーザダイオードを用いることで、コストバランスに優れた画像形成装置を提供することができる。
【0015】
請求項に記載の発明は、請求項1〜のいずれかの一に記載の発明において、単色のブラック以外の色に対応している各露光装置は、その副走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置の副走査方向の光書込密度より高いことを特徴とする。
【0016】
したがって、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【0017】
請求項に記載の発明は、請求項1〜のいずれかの一に記載の発明において、単色のブラックに対応している露光装置は、前記ビームスポット面積および感光体上の1ドット面積を光書込密度で決まる1画素面積より小さくすることを特徴とする。
【0018】
したがって、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【0021】
請求項に記載の発明は、原稿の画像を複数の色分解光ごとに読み取り、この読み取った色分解光ごとの各画像信号を色変換処理してイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色に各々対応した複数のカラー画像データを得る画像読取装置と、この複数のカラー画像データに基づき電子写真方式でカラー画像を形成する画像形成装置とを備え、前記画像形成装置は、前記4色に対応した各カラー画像データに基づく静電潜像を各々感光体上に光書きこみする複数の露光装置と、この各露光装置で形成した各静電潜像を前記4色に対応したカラートナーで各々現像する複数の現像装置とを備えていて、前記各カラートナーを重ね合わせて前記カラー画像を形成するものであり、前記単色のブラックに対応している露光装置は、その静止ビームにより得られる光量分布のピーク値の1/eの楕円面積で定義するビームスポット面積が他の色に対応している露光装置の前記ビームスポット面積より狭く、その主走査方向の光書込密度が前記他の色に対応している露光装置の主走査方向の光書込密度より高く、かつ、4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うことを特徴とする複写機である。
【0022】
したがって、単色のブラックに対応している露光装置は、その主走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置の主走査方向の光書込密度より高いので、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。しかも、ブラック画像用に複数の露光装置を装備する必要がないので、装置の製造コストを低減し、装置を小型化することができる。
また、4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うので、単色ブラック画像だけでは濃度不足のときは、混色ブラック画像により濃度不足を補うことができる。
【0025】
請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、単色のブラックに対応している露光装置は、光書込みをLEDアレイヘッドで行うことを特徴とする。
【0026】
したがって、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用いることにより、レーザダイオードを用いた場合に比べて、ビームスポット面積を容易に小さくすることができる。
【0027】
請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、単色のブラック以外の色に対応している各露光装置は、光書込みをレーザダイオードで行うことを特徴とする。
【0028】
したがって、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用い、他の色を形成する露光装置にLEDアレイヘッドよりコストの低いレーザダイオードを用いることで、コストバランスに優れた複写機を提供することができる。
【0029】
請求項に記載の発明は、請求項のいずれかの一に記載の発明において、単色のブラック以外の色に対応している各露光装置は、その副走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置の副走査方向の光書込密度より高いことを特徴とする。
【0030】
したがって、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【0031】
請求項1に記載の発明は、請求項のいずれかの一に記載の発明において、単色のブラックに対応している露光装置は、前記ビームスポット面積および感光体上の1ドット面積を光書込密度で決まる1画素面積より小さくすることを特徴とする。
【0032】
したがって、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【0035】
請求項1に記載の発明は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色に各々対応した複数の露光装置を用い前記4色に対応した静電潜像を各々感光体上に光書きこみする工程と、この各静電潜像を前記4色に対応したカラートナーで各々現像する工程とを含んでなり、前記4色のカラートナーを重ね合わせたカラー画像を形成する電子写真方式の画像形成方法において、前記単色のブラックに対応している露光装置による露光は、その静止ビームにより得られる光量分布のピーク値の1/eの楕円面積で定義するビームスポット面積が他の色に対応している露光装置の前記ビームスポット面積より狭く、その主走査方向の光書込密度が前記他の色に対応している露光装置による露光の主走査方向の光書込密度より高く、かつ、4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置による露光は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うことを特徴とする画像形成方法である。
【0036】
したがって、単色のブラックに対応している露光装置は、その主走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置の主走査方向の光書込密度より高いので、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。しかも、ブラック画像用に複数の露光装置を装備する必要がないので、装置の製造コストを低減し、装置を小型化することができる。
また、4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置による露光は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うので、単色ブラック画像だけでは濃度不足のときは、混色ブラック画像により濃度不足を補うことができる。
【0039】
請求項1に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、単色のブラックに対応している露光装置による露光は、光書込みをLEDアレイヘッドで行うことを特徴とする。
【0040】
したがって、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用いることにより、レーザダイオードを用いた場合に比べて、ビームスポット面積を容易に小さくすることができる。
【0041】
請求項1に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、単色のブラック以外の色に対応している各露光装置による露光は、光書込みをレーザダイオードで行うことを特徴とする。
【0042】
したがって、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用い、他の色を形成する露光装置にLEDアレイヘッドよりコストの低いレーザダイオードを用いることで、コストバランスに優れた画像形成方法を提供することができる。
【0043】
請求項1に記載の発明は、請求項1〜1のいずれかの一に記載の発明において、単色のブラック以外の色に対応している各露光装置による露光は、
その副走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置による露光の副走査方向の光書込密度より高いことを特徴とする。
【0044】
したがって、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【0045】
請求項1に記載の発明は、請求項1〜1のいずれかの一に記載の発明において、単色のブラックに対応している露光装置による露光は、前記ビームスポット面積および感光体上の1ドット面積を光書込密度で決まる1画素面積より小さくすることを特徴とする。
【0046】
したがって、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【0049】
【発明の実施の形態】
[発明の実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1にかかるタンデム型のカラー画像形成装置1の装置全体の概略構成を示す正面図である。図1に示すように、カラー画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)用の4つの画像プロセス部2Y,2M,2C,2Kが設けられている。
【0050】
各画像プロセス部2Y,2M,2C,2Kは、いずれも、感光体3と、感光体3を帯電する帯電装置4と、感光体3に静電潜像を光書込みする露光装置5(5a)と、感光体3上の静電潜像をそれぞれY、M、C、Kのトナーで現像して、Y、M、C、Kのトナー画像を形成する現像装置6Y,6M,6C,6Kと、Y、M、C、Kのトナー画像を転写紙Pに転写する転写装置7と、感光体3上の残存トナーを除去する図1において図示しないクリーニング装置とを備えている。
【0051】
転写ベルト11は、図示しない駆動源により回転駆動する駆動ローラ12と従動ローラ13との間に掛け渡され、転写紙Pを各画像プロセス部2Y,2M,2Cおよび2Kに順次搬送する。転写ベルト11で搬送される転写紙Pに対して、各画像プロセス部2Y,2M,2Cおよび2Kは同期的に動作し、転写紙P上にはY、M、C、Kのトナー画像が重ね合わされて形成され、もってフルカラー画像が作られる。Y、M、C、Kのトナー画像が形成された転写紙Pは定着装置14でトナーの定着がなされる。カラー画像形成装置1の各部はマイクロコンピュータ構成の図示しないコントローラにより駆動制御される。
【0052】
次に、露光装置5、5aについて詳細に説明する。
【0053】
各画像プロセス部2Y,2M,2C,2Kのうち、画像プロセス部2Kの露光装置5は、光書込みにLEDアレイヘッドを用いており、画像プロセス部2Y,2M,2Cの各露光装置5aは光書込みにレーザダイオードを用いている。
【0054】
図2は、感光体3の像面位置での静止ビームにより得られる光量分布状態を示すグラフである。すなわち、露光装置5、5aから照射された光によって一様に帯電後の感光体3には静電潜像が形成されているが、この静電潜像を形成する際のビームスポットを静止ビームとして把握した場合の光量分布を示すのが図2のグラフである。図2中、dは、光量分布のピーク値の1/e2における主走査方向幅を示している。この場合の主走査方向幅というのは、露光装置5の場合であればLEDアレイへッドのLED発光素子の配列方向である。そして、以下に説明する1ドットのビームスポット面積は、主走査方向幅dと副走査方向(主走査方向と直交する方向)幅とにより想定される楕円の面積として計算により求める。また、以下に説明する光書込密度で決まる1画素面積は、例えば600dpiの光書込密度の場合なら42.3×42.3μm2と、4角形の面積として算出した。さらに、以下に説明する感光体3上の1ドット面積は、感光体3上の1ドット面積を実際に測定することで求めた。
【0055】
ここで、本実施の形態では、感光体3を露光するビームスポットのうち、単色ブラックの画像を形成するためのビームスポットの面積が、単色ブラック以外の画像を形成するためのビームスポットの面積より小さくなるように設計されている。すなわち、ブラックの画像プロセス部2Kにおける露光装置5は、ほかの色の画像プロセス部2Y,2M,2Cの露光装置5aと比較して、LEDアレイヘッドにより感光体3に集光されるビームスポットの面積が小さくなるように設定されている。より詳細には、露光装置5のLEDアレイヘッドを構成する各発光素子の発光部分の面積が、露光装置5aのレーザダイオードの発光部分の面積より小さく形成されている。これにより、図2に例示する静止ビームの光量分布において、露光装置5ではピーク値の1/e2の値における主走査方向幅である幅dが狭まり、主走査方向幅dと副走査方向幅とにより想定されるビームスポット面積が狭くなる。
【0056】
本実施の形態においては、ブラックの画像プロセス部2Kにおける露光装置5は、ほかの色の画像プロセス部2Y,2M,2Cの露光装置5aと比較して、主走査方向にも、副走査方向にも、光書込密度が高いように設計されている。また、露光装置5により感光体3に形成されるビームスポットの面積は、光書込密度により決定される1画素の面積よりも小さく設定されている。例えば、露光装置5の光書込密度が1200dpiだとすると、1画素面積は21×21μm2ということになるが、本実施の形態では、露光装置5によって感光体3に形成されるビームスポットの面積はそのような1画素面積以下の100πμm2である。そのときの感光体3上の1ドット面積も約350μm2である。また、ほかの色の画像プロセス部2Y,2M,2Cにおける露光装置5aは、光書込密度が600dpi、1ドットあたりのビームスポット面積は2000πμm2である。そのため、図4に示す感光体3に形成されるブラック画像のドットの模式図のように(図3は、ベタ黒画像を形成する際の露光エネルギ分布を示す模式図であり、図4は、図3に例示する露光エネルギをもったビームスポットにより感光体3に形成されるブラック画像のドットを示している。)、画像プロセス部2Kの露光装置5により形成される静電潜像が現像されて得られる現像ドットはきわめて高精細なものになり、よってブラック画像に関しては高精細な画像形成が行われる。しかも、面積階調法による階調表現を用いたとしても、より高いハイライト部の階調表現が得られる。
【0057】
一方、高精細な画像形成や高いハイライト部の階調表現が得られる反面、図4に明らかなように、ブラック画像の光書込位置間には隙間が生じてしまう。このため、高濃度の画像表現には適さない。そこで、本実施の形態では、高濃度の画像を得たい場合には、ブラック以外の色の画像プロセス部2Y,2M,2Cにおける露光装置5による露光、そして現像を行い、イエロー,マゼンタ,シアンの色のトナー画像が重ね合わされた画像が発色するブラック(さらに単色のブラックを重ね合わせてもよい)、つまり混色ブラックを用いる。ここで、ブラック以外の色の画像プロセス部2Y,2M,2Cの露光装置5は、そのビームスポット径が単色ブラック用のビームスポット径より大径であるため、形成されるドットは混色ブラックのほうが単色ブラックより大径になる。
【0058】
図5は、単色ブラック画像と混色ブラック画像とにおける画像濃度と原稿濃度との関係を示すグラフである。図5に示すように、単色ブラックにおける画像濃度に対するγ曲線(点線▲1▼)は、混色ブラック(点線▲2▼)ではID1.0の位置で急激に上昇している。これにより、本実施の形態では、混色ブラック用のビームスポット径として、50×50μm程度のビームスポット径が得られている。この場合、露光装置5aの発光素子の点灯時間は40μsec、このときの静止ビームパワーは2mWである。
【0059】
図6は、カラー画像形成装置1で前記のような混色ブラックの画像を形成するか単色ブラックの画像を形成するかを決定する処理の流れを説明するフローチャートである。図6に示すように、画像データが入力された場合(ステップS1)、カラー画像形成装置1においては演算処理が行われ、図示しないコントローラのRAMに各色の画像階調情報を格納する(ステップS2)。ここで、単色ブラックに対応した露光装置5の光書込密度は1200dpi、他の色に対応した露光装置5aの光書込密度は600dpiであるので、1200dpiの4×4のマトリクスは、600dpiの2×2のマトリクスに相当する。この場合の階調表現は、1200dpiでいう4×4のマトリクスで階調を表現する面積階調法が用いられ、具体的な手法としてはディザ法や誤差拡散法が用いられる。そして、階調数としては、1200dpiの4×4のマトリクスで階調を表現するという前提の下、ブラックには単色ブラックと混色ブラックの2種類があるため、4×4+2×2+1=21階調の表現が可能である。このため、ブラックに関しては、ベタ黒画像は階調数21/21ということになる。これに対し、図5に例示したように、単色ブラックと混色ブラックとを比較すると、原稿濃度に対するγ曲線は、ID1.0の位置で急激に変化している。そこで、ID1.0、つまり、階調数17/21を閾値として(ステップS3)、階調数がそれ未満の場合には単色ブラックでブラック画像を形成し(ステップS4)、階調数がそれ以上になると混色ブラックでブラック画像を形成するようにする(ステップS5)。
【0060】
このような制御をすることにより、高精細なブラック画像形成が必要な場合は、図7中の左側に示すような単色ブラック画像の形成がされ、高濃度のブラック画像の形成が必要な場合には、図7中の右側に示すような混色ブラック画像の形成がなされる。また、ブラック画像に関し、1200dpi4×4マトリクス(600dpi2×2マトリクスに相当する)の面積階調表現であったとしても、階調数が21と多いため、例えばハイライト部での良好な階調表現が可能となる。このように、本実施の形態によれば、高精細な画像形成と高濃度の画像形成とを両立しうる。
【0061】
なお、前記のように、各画像プロセス部2Y,2M,2C,2Kのうち、画像プロセス部2Kの露光装置5は、光書込みにLEDアレイヘッドを用いているので、レーザダイオードを用いた場合に比べて、ビームスポット面積を容易に小さくすることができる。
【0062】
また、画像プロセス部2Kの露光装置5にLEDアレイヘッドを用いる一方で、画像プロセス部2Y,2M,2Cの各露光装置5aは光書込みにレーザダイオードを用いているので、コストバランスに優れた画像形成装置を提供することができる。
【0063】
[発明の実施の形態2]
図8は、この発明の実施の形態2にかかるデジタルカラー複写機50の概要を示す縦断面図である。このデジタルカラー複写機50には、前記のカラー画像形成装置1を搭載しており、図8において、図1と同一符号の部材は前記のカラー画像形成装置1と同様の部材等であり、詳細な説明は省略する。
【0064】
図8に示すように、デジタルカラー複写機50は、スキャナ部51とプリンタ部52とに大別される。
【0065】
スキャナ部51は、この発明の画像読取装置を実施するもので、原稿の画像をレッド、グリーン、ブルーの色分解光ごとに読み取る。この原稿を読み取った画像信号は、図示しない画像処理部により色変換処理がなされて、Y,M,C,Kの4色の画像信号に変換される。
【0066】
プリンタ部52において、給紙コロ53は、いずれかの給紙カセット54から転写紙Pを給紙し、レジストローラ55は転写紙Pを画像先端に揃うタイミングで転写ベルト11に送り出す。また、定着装置14でトナーが定着された転写紙Pは排紙ローラ56により排紙される。
【0067】
以上のような構成のデジタルカラー複写機50によれば、前記したカラー画像形成装置1を備えているので、カラー画像形成装置1と同様の作用、効果を奏することができる。
【0068】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明は、単色のブラックに対応している露光装置は、その主走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置の主走査方向の光書込密度より高いので、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。しかも、ブラック画像用に複数の露光装置を装備する必要がないので、装置の製造コストを低減し、装置を小型化することができる。
また、4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うので、単色ブラック画像だけでは濃度不足のときは、混色ブラック画像により濃度不足を補うことができる。
【0070】
請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用いることにより、レーザダイオードを用いた場合に比べて、ビームスポット面積を容易に小さくすることができる。
【0071】
請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用い、他の色を形成する露光装置にLEDアレイヘッドよりコストの低いレーザダイオードを用いることで、コストバランスに優れた画像形成装置を提供することができる。
【0072】
請求項に記載の発明は、請求項1〜のいずれかの一に記載の発明において、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【0073】
請求項に記載の発明は、請求項1〜のいずれかの一に記載の発明において、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【0075】
請求項に記載の発明は、単色のブラックに対応している露光装置は、その主走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置の主走査方向の光書込密度より高いので、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。しかも、ブラック画像用に複数の露光装置を装備する必要がないので、装置の製造コストを低減し、装置を小型化することができる。
また、4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うので、単色ブラック画像だけでは濃度不足のときは、混色ブラック画像により濃度不足を補うことができる。
【0077】
請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用いることにより、レーザダイオードを用いた場合に比べて、ビームスポット面積を容易に小さくすることができる。
【0078】
請求項に記載の発明は、請求項に記載の発明において、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用い、他の色を形成する露光装置にLEDアレイヘッドよりコストの低いレーザダイオードを用いることで、コストバランスに優れた複写機を提供することができる。
【0079】
請求項に記載の発明は、請求項のいずれかの一に記載の発明において、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【0080】
請求項1に記載の発明は、請求項のいずれかの一に記載の発明において、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【0082】
請求項1に記載の発明は、単色のブラックに対応している露光装置は、その主走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置の主走査方向の光書込密度より高いので、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。しかも、ブラック画像用に複数の露光装置を装備する必要がないので、装置の製造コストを低減し、装置を小型化することができる。
また、4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置による露光は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うので、単色ブラック画像だけでは濃度不足のときは、混色ブラック画像により濃度不足を補うことができる。
【0084】
請求項1に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用いることにより、レーザダイオードを用いた場合に比べて、ビームスポット面積を容易に小さくすることができる。
【0085】
請求項1に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、ブラック画像を形成する露光装置にLEDアレイヘッドを用い、他の色を形成する露光装置にLEDアレイヘッドよりコストの低いレーザダイオードを用いることで、コストバランスに優れた画像形成方法を提供することができる。
【0086】
請求項1に記載の発明は、請求項1〜1のいずれかの一に記載の発明において、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【0087】
請求項1に記載の発明は、請求項1〜1のいずれかの一に記載の発明において、ブラック画像に関して高精細な文字の現像が可能になり、ハイライト部の階調性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1にかかるカラー画像形成装置の概略を示す正面図である。
【図2】感光体像面位置での静止ビームにより得られる光量分布状態を示すグラフである。
【図3】ベタ黒画像形成の際の露光エネルギ分布を示す模式図である。
【図4】図3に例示する露光エネルギを持ったビームスポットによって感光体に形成されるドットを示す模式図である。
【図5】単色ブラック画像と混色ブラック画像とにおける画像濃度と原稿濃度との関係を示すグラフである。
【図6】前記カラー画像形成装置で、単色ブラック画像を形成するか混色ブラック画像を形成するか決定する処理のフローチャートである。
【図7】単色ブラック画像と混色ブラック画像とを対比して示す模式図である。
【図8】この発明の実施の形態2にかかるデジタルカラー複写機の概要を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 画像形成装置
5 露光装置
5a 露光装置
6Y 現像装置
6M 現像装置
6C 現像装置
6K 現像装置
50 複写機
51 画像読取装置
P 転写紙
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus and method for forming a color image by electrophotography and a copying machine.
[0002]
[Prior art]
In electrophotographic technology, in order to obtain a high-definition image, the diameter of a beam for optically writing an electrostatic latent image on a photoreceptor is reduced. This reduction in the diameter of the optical writing beam is particularly effective for improving the gradation of the highlight portion.
[0003]
In general, it is known that a high-definition image can be obtained by reducing the diameter of the optical writing beam. In particular, since a black image often outputs characters, there are many occasions where a high-definition image is required. However, in an image forming apparatus having binary optical writing means, if the optical writing density and the exposure energy per dot are kept constant, and only the optical writing beam diameter is reduced, When the area of one dot becomes 1 pixel or less determined by the optical writing density, the desired solid density (or toner adhesion amount on the photosensitive member) is maintained without decreasing the post-exposure potential between dots in a solid image. ) Cannot be obtained.
[0004]
In this regard, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-150607, the black image is provided with two exposure devices, ie, an optical writing unit for characters and an optical writing unit for pictures. A high-definition image uses an optical writing unit for characters, and a high-density image uses an optical writing unit for pictures.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-150607 has the disadvantage that the manufacturing cost increases and the apparatus becomes large because two optical writing units are provided.
[0006]
An object of the present invention is to form an image that can develop a high-definition character on a black image, improve the gradation of a highlight portion, reduce the manufacturing cost of the device, and reduce the size of the device. It is an object to provide an apparatus and method and a copying machine.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  According to the first aspect of the present invention, there are provided a plurality of exposure devices for optically writing an electrostatic latent image corresponding to four colors of yellow, magenta, cyan and black on the photosensitive member, and each of the exposure devices formed by the exposure devices. An electrophotographic image forming apparatus for forming a color image by superimposing the four color toners, and a plurality of developing devices that respectively develop the electrostatic latent image with the color toners corresponding to the four colors. An exposure apparatus that supports monochrome black uses 1 / e of the peak value of the light amount distribution obtained by the stationary beam.2The beam spot area defined by the ellipse area is narrower than the beam spot area of the exposure apparatus corresponding to another color, and the optical writing density in the main scanning direction corresponds to the other color. Higher than the optical writing density in the main scanning directionIn addition, each exposure apparatus corresponding to three colors other than four colors or single color black emits an electrostatic latent image for forming a black image by mixing the four colors or the three colors on the photosensitive member. Make up for the lack of density of monochrome black images as needed by writingAn image forming apparatus characterized by the above.
[0008]
  Therefore, the exposure apparatus corresponding to black of the single color has a higher optical writing density in the main scanning direction than the optical writing density in the main scanning direction of the exposure apparatus corresponding to other colors. High-definition characters can be developed, and the gradation of the highlight portion can be improved. In addition, since it is not necessary to equip a plurality of exposure apparatuses for black images, the manufacturing cost of the apparatus can be reduced and the apparatus can be miniaturized.
  In addition, each exposure apparatus corresponding to three colors other than four colors or single color black optically writes an electrostatic latent image for forming a black image by mixing the four colors or the three colors onto the photosensitive member. As a result, the density shortage of the monochrome black image is compensated as necessary. Therefore, when the density is insufficient only with the monochrome black image, the density shortage can be compensated by the mixed color black image.
[0011]
  Claim2The invention described in claim 11In the invention described in item 1, the exposure apparatus that supports monochrome black performs optical writing with an LED array head.
[0012]
Therefore, by using the LED array head in the exposure apparatus for forming a black image, the beam spot area can be easily reduced as compared with the case where a laser diode is used.
[0013]
  Claim3The invention described in claim 12In the invention described in (1), each exposure apparatus corresponding to a color other than black of a single color performs optical writing with a laser diode.
[0014]
Therefore, an image forming apparatus having an excellent cost balance is provided by using an LED array head in an exposure apparatus for forming a black image and using a laser diode having a lower cost than the LED array head in an exposure apparatus for forming other colors. be able to.
[0015]
  Claim4The invention described in claim 13In the invention according to any one of the above, each exposure apparatus corresponding to a color other than a single black color is sub-scanned by the exposure apparatus whose optical writing density in the sub-scanning direction corresponds to another color. It is characterized by being higher than the optical writing density in the direction.
[0016]
Therefore, high-definition characters can be developed for the black image, and the gradation of the highlight portion can be improved.
[0017]
  Claim5The invention described in claim 14In the invention described in any one of the above, an exposure apparatus that supports monochrome black is:SaidThe beam spot area and one dot area on the photosensitive member are made smaller than one pixel area determined by the optical writing density.
[0018]
Therefore, high-definition characters can be developed for the black image, and the gradation of the highlight portion can be improved.
[0021]
  Claim6In the invention described in the above, an image of a document is read for each of a plurality of color separation lights, and each image signal for each read color separation light is subjected to color conversion processing to correspond to four colors of yellow, magenta, cyan, and black, respectively. An image reading apparatus for obtaining a plurality of color image data and an image forming apparatus for forming a color image by an electrophotographic method based on the plurality of color image data, wherein the image forming apparatus includes each color corresponding to the four colors. A plurality of exposure devices for optically writing an electrostatic latent image based on image data onto a photoconductor, and a plurality of development devices for developing each electrostatic latent image formed by each exposure device with color toners corresponding to the four colors. A developing device that forms the color image by superimposing the color toners, and the exposure device corresponding to the monochrome black uses a stationary beam. 1 / e of the peak value of the resulting light intensity distribution2The beam spot area defined by the ellipse area is narrower than the beam spot area of the exposure apparatus corresponding to another color, and the optical writing density in the main scanning direction corresponds to the other color. Higher than the optical writing density in the main scanning directionIn addition, each exposure apparatus corresponding to three colors other than four colors or single color black emits an electrostatic latent image for forming a black image by mixing the four colors or the three colors on the photosensitive member. Make up for the lack of density of monochrome black images as needed by writingThis is a copying machine characterized by that.
[0022]
  Therefore, the exposure apparatus corresponding to black of the single color has a higher optical writing density in the main scanning direction than the optical writing density in the main scanning direction of the exposure apparatus corresponding to other colors. High-definition characters can be developed, and the gradation of the highlight portion can be improved. In addition, since it is not necessary to equip a plurality of exposure apparatuses for black images, the manufacturing cost of the apparatus can be reduced and the apparatus can be miniaturized.
In addition, each exposure apparatus corresponding to three colors other than four colors or single color black optically writes an electrostatic latent image for forming a black image by mixing the four colors or the three colors onto the photosensitive member. As a result, the density shortage of the monochrome black image is compensated as necessary. Therefore, when the density is insufficient only with the monochrome black image, the density shortage can be compensated by the mixed color black image.
[0025]
  Claim7The invention described in claim 16In the invention described in item 1, the exposure apparatus that supports monochrome black performs optical writing with an LED array head.
[0026]
Therefore, by using the LED array head in the exposure apparatus for forming a black image, the beam spot area can be easily reduced as compared with the case where a laser diode is used.
[0027]
  Claim8The invention described in claim 17In the invention described in (1), each exposure apparatus corresponding to a color other than black of a single color performs optical writing with a laser diode.
[0028]
Accordingly, a copier having an excellent cost balance can be provided by using an LED array head for an exposure apparatus for forming a black image and using a laser diode having a lower cost than the LED array head for an exposure apparatus for forming other colors. Can do.
[0029]
  Claim9The invention described in claim 16~8In the invention according to any one of the above, each exposure apparatus corresponding to a color other than a single black color is sub-scanned by the exposure apparatus whose optical writing density in the sub-scanning direction corresponds to another color. It is characterized by being higher than the optical writing density in the direction.
[0030]
Therefore, high-definition characters can be developed for the black image, and the gradation of the highlight portion can be improved.
[0031]
  Claim 10The invention described in claim 16~9In the invention according to any one of the above, the exposure apparatus supporting monochrome black makes the beam spot area and one dot area on the photosensitive member smaller than one pixel area determined by optical writing density. Features.
[0032]
Therefore, high-definition characters can be developed for the black image, and the gradation of the highlight portion can be improved.
[0035]
  Claim 11The invention described in (1) uses a plurality of exposure apparatuses each corresponding to four colors of yellow, magenta, cyan, and black, and optically writes an electrostatic latent image corresponding to each of the four colors on a photoconductor, And developing each electrostatic latent image with a color toner corresponding to the four colors, and forming an image of a color image in which the four color toners are superimposed. The exposure by an exposure apparatus that supports monochrome black is 1 / e of the peak value of the light amount distribution obtained by the stationary beam.2The beam spot area defined by the ellipse area is narrower than the beam spot area of the exposure apparatus corresponding to the other color, and the optical writing density in the main scanning direction is based on the exposure apparatus corresponding to the other color. Higher than optical writing density in main scanning direction of exposureIn addition, exposure by each of the exposure apparatuses corresponding to three colors other than four colors or single color black is performed by applying an electrostatic latent image for forming a black image by the four colors or the mixed colors of the three colors on the photoreceptor. To compensate for insufficient density of monochromatic black image if necessaryThis is an image forming method.
[0036]
  Therefore, the exposure apparatus corresponding to black of the single color has a higher optical writing density in the main scanning direction than the optical writing density in the main scanning direction of the exposure apparatus corresponding to other colors. High-definition characters can be developed, and the gradation of the highlight portion can be improved. In addition, since it is not necessary to equip a plurality of exposure apparatuses for black images, the manufacturing cost of the apparatus can be reduced and the apparatus can be miniaturized.
In addition, exposure by each exposure apparatus corresponding to three colors other than four colors or single color black is performed by irradiating an electrostatic latent image for forming a black image by the mixed colors of the four colors or the three colors on the photoreceptor. By writing, the shortage of the density of the monochrome black image is compensated as necessary. Therefore, when the density of the monochrome black image is insufficient, the lack of density can be compensated by the mixed color black image.
[0039]
  Claim 12The invention described in claim 11In the invention described in (1), the exposure by the exposure apparatus corresponding to the monochrome black is performed by optical writing with the LED array head.
[0040]
Therefore, by using the LED array head in the exposure apparatus for forming a black image, the beam spot area can be easily reduced as compared with the case where a laser diode is used.
[0041]
  Claim 13The invention described in claim 12In the invention described in (1), the exposure by each exposure apparatus corresponding to a color other than single black is performed by optical writing with a laser diode.
[0042]
Accordingly, an image forming method having an excellent cost balance is provided by using an LED array head for an exposure apparatus for forming a black image and using a laser diode having a lower cost than the LED array head for an exposure apparatus for forming other colors. be able to.
[0043]
  Claim 14The invention described in claim 11~ 13In the invention according to any one of the above, exposure by each exposure apparatus corresponding to a color other than a single black color,
The optical writing density in the sub-scanning direction is higher than the optical writing density in the sub-scanning direction of exposure by an exposure apparatus corresponding to another color.
[0044]
Therefore, high-definition characters can be developed for the black image, and the gradation of the highlight portion can be improved.
[0045]
  Claim 15The invention described in claim 11~ 14In the invention described in any one of the above, in the exposure by the exposure apparatus corresponding to monochrome black, the beam spot area and one dot area on the photosensitive member are made smaller than one pixel area determined by the optical writing density. It is characterized by that.
[0046]
Therefore, high-definition characters can be developed for the black image, and the gradation of the highlight portion can be improved.
[0049]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 of the Invention
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of the entire tandem type color image forming apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the color image forming apparatus 1 is provided with four image processing units 2Y, 2M, 2C, and 2K for yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). ing.
[0050]
Each of the image processing units 2Y, 2M, 2C, and 2K includes a photosensitive member 3, a charging device 4 that charges the photosensitive member 3, and an exposure device 5 (5a) that optically writes an electrostatic latent image on the photosensitive member 3. And developing devices 6Y, 6M, 6C, and 6K that develop the electrostatic latent images on the photoreceptor 3 with toners of Y, M, C, and K, respectively, to form toner images of Y, M, C, and K; , Y, M, C, and K are provided with a transfer device 7 that transfers the toner images to the transfer paper P, and a cleaning device that is not shown in FIG.
[0051]
The transfer belt 11 is stretched between a drive roller 12 and a driven roller 13 that are rotationally driven by a drive source (not shown), and sequentially conveys the transfer paper P to the image processing units 2Y, 2M, 2C, and 2K. The image processing units 2Y, 2M, 2C, and 2K operate synchronously on the transfer paper P conveyed by the transfer belt 11, and Y, M, C, and K toner images are superimposed on the transfer paper P. To form a full-color image. The transfer paper P on which toner images of Y, M, C, and K are formed is fixed with toner by the fixing device 14. Each unit of the color image forming apparatus 1 is driven and controlled by a controller (not shown) having a microcomputer configuration.
[0052]
Next, the exposure apparatuses 5 and 5a will be described in detail.
[0053]
Among the image processing units 2Y, 2M, 2C, and 2K, the exposure device 5 of the image processing unit 2K uses an LED array head for optical writing, and the exposure devices 5a of the image processing units 2Y, 2M, and 2C are light beams. A laser diode is used for writing.
[0054]
FIG. 2 is a graph showing a light amount distribution state obtained by a stationary beam at the image plane position of the photoreceptor 3. That is, an electrostatic latent image is uniformly formed on the photoreceptor 3 after being uniformly charged by the light irradiated from the exposure devices 5 and 5a. The beam spot when forming the electrostatic latent image is a stationary beam. The graph of FIG. 2 shows the light quantity distribution when grasped as. In FIG. 2, d is 1 / e of the peak value of the light amount distribution.2The width in the main scanning direction is shown. The width in the main scanning direction in this case is the arrangement direction of the LED light emitting elements of the LED array head in the case of the exposure apparatus 5. A 1-dot beam spot area described below is obtained by calculation as an elliptical area assumed by the width d in the main scanning direction and the width in the sub-scanning direction (direction orthogonal to the main scanning direction). Further, the area of one pixel determined by the optical writing density described below is, for example, 42.3 × 42.3 μm in the case of an optical writing density of 600 dpi.2And the area of a square. Further, the 1-dot area on the photoconductor 3 described below was obtained by actually measuring the 1-dot area on the photoconductor 3.
[0055]
Here, in the present embodiment, the area of the beam spot for forming the monochrome black image out of the beam spot for exposing the photoreceptor 3 is larger than the area of the beam spot for forming the image other than the monochrome black. Designed to be smaller. In other words, the exposure device 5 in the black image processing unit 2K is compared with the exposure devices 5a in the other color image processing units 2Y, 2M, and 2C. The area is set to be small. More specifically, the area of the light emitting part of each light emitting element constituting the LED array head of the exposure apparatus 5 is formed smaller than the area of the light emitting part of the laser diode of the exposure apparatus 5a. Thereby, in the light amount distribution of the stationary beam illustrated in FIG. 2, the exposure apparatus 5 uses 1 / e of the peak value.2The width d which is the width in the main scanning direction at the value of N is narrowed, and the beam spot area assumed by the main scanning direction width d and the sub scanning direction width is narrowed.
[0056]
In the present embodiment, the exposure device 5 in the black image processing unit 2K is compared with the exposure devices 5a of the other color image processing units 2Y, 2M, and 2C in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. Also, the optical writing density is designed to be high. Further, the area of the beam spot formed on the photosensitive member 3 by the exposure device 5 is set smaller than the area of one pixel determined by the optical writing density. For example, if the optical writing density of the exposure apparatus 5 is 1200 dpi, the area of one pixel is 21 × 21 μm.2However, in this embodiment, the area of the beam spot formed on the photoconductor 3 by the exposure device 5 is 100 π μm, which is less than such an area of one pixel.2It is. At that time, the area of one dot on the photosensitive member 3 is also about 350 μm.2It is. The exposure apparatus 5a in the image processing units 2Y, 2M, and 2C for other colors has an optical writing density of 600 dpi and a beam spot area per dot of 2000π μm.2It is. Therefore, as shown in a schematic diagram of black image dots formed on the photoreceptor 3 shown in FIG. 4 (FIG. 3 is a schematic diagram showing an exposure energy distribution when a solid black image is formed, and FIG. 3 shows dots of a black image formed on the photosensitive member 3 by the beam spot having the exposure energy illustrated in FIG. 3), and the electrostatic latent image formed by the exposure device 5 of the image processing unit 2K is developed. The development dots obtained in this way are extremely high definition, and therefore high definition image formation is performed for black images. Moreover, even if the gradation expression by the area gradation method is used, a higher gradation expression of the highlight portion can be obtained.
[0057]
On the other hand, while high-definition image formation and gradation expression of a high highlight portion can be obtained, as is apparent from FIG. 4, a gap is generated between the optical writing positions of the black image. For this reason, it is not suitable for high-density image expression. Therefore, in the present embodiment, when it is desired to obtain a high-density image, exposure by the exposure device 5 in the image processing units 2Y, 2M, and 2C of colors other than black and development are performed, and yellow, magenta, and cyan Black in which an image obtained by superimposing color toner images develops color (or monochromatic black may be superimposed), that is, mixed color black is used. Here, since the exposure apparatus 5 of the image processing units 2Y, 2M, and 2C of colors other than black has a beam spot diameter larger than the beam spot diameter for monochromatic black, the formed dots are mixed color black. Larger diameter than monochrome black.
[0058]
FIG. 5 is a graph showing the relationship between image density and document density in a single color black image and a mixed color black image. As shown in FIG. 5, the γ curve (dotted line (1)) with respect to the image density in the single color black rises rapidly at the position of ID 1.0 in the mixed color black (dotted line (2)). Thereby, in the present embodiment, a beam spot diameter of about 50 × 50 μm is obtained as the beam spot diameter for mixed color black. In this case, the lighting time of the light emitting element of the exposure apparatus 5a is 40 μsec, and the stationary beam power at this time is 2 mW.
[0059]
FIG. 6 is a flowchart for explaining the flow of processing for determining whether to form a mixed color black image or a single color black image as described above in the color image forming apparatus 1. As shown in FIG. 6, when image data is input (step S1), the color image forming apparatus 1 performs arithmetic processing and stores image gradation information of each color in a RAM of a controller (not shown) (step S2). ). Here, the optical writing density of the exposure apparatus 5 corresponding to monochrome black is 1200 dpi, and the optical writing density of the exposure apparatus 5a corresponding to other colors is 600 dpi. Therefore, the 1200 × 4 4 × 4 matrix is 600 dpi. This corresponds to a 2 × 2 matrix. In this case, the gradation expression uses an area gradation method that expresses gradation with a 4 × 4 matrix of 1200 dpi, and a dither method or an error diffusion method is used as a specific method. As the number of gradations, there are two types of black, monochrome black and mixed color black, on the premise that the gradation is expressed by a 1200 × 4 4 × 4 matrix, so 4 × 4 + 2 × 2 + 1 = 21 gradations. Can be expressed. Therefore, for black, a solid black image has a gradation number of 21/21. On the other hand, as illustrated in FIG. 5, when the monochrome black and the mixed color black are compared, the γ curve with respect to the document density changes rapidly at the position of ID 1.0. Therefore, ID 1.0, that is, the number of gradations 17/21 is set as a threshold (step S3), and if the number of gradations is less than that, a black image is formed with monochromatic black (step S4). When the above is reached, a black image is formed with mixed color black (step S5).
[0060]
By performing such control, when high-definition black image formation is required, a monochrome black image as shown on the left side in FIG. 7 is formed, and formation of a high-density black image is required. In this case, a mixed color black image as shown on the right side in FIG. 7 is formed. Further, even if the black gradation image is expressed by area gradation of a 1200 dpi 4 × 4 matrix (corresponding to a 600 dpi 2 × 2 matrix), since the number of gradations is as large as 21, for example, good gradation expression in a highlight portion. Is possible. Thus, according to the present embodiment, it is possible to achieve both high-definition image formation and high-density image formation.
[0061]
As described above, of the image processing units 2Y, 2M, 2C, and 2K, the exposure device 5 of the image processing unit 2K uses the LED array head for optical writing. In comparison, the beam spot area can be easily reduced.
[0062]
Further, while an LED array head is used for the exposure device 5 of the image processing unit 2K, each exposure device 5a of the image processing units 2Y, 2M, and 2C uses a laser diode for optical writing. A forming apparatus can be provided.
[0063]
[Embodiment 2 of the Invention]
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing an outline of a digital color copying machine 50 according to the second embodiment of the present invention. The color image forming apparatus 1 is mounted on the digital color copying machine 50. In FIG. 8, members having the same reference numerals as those in FIG. 1 are members similar to those of the color image forming apparatus 1. The detailed explanation is omitted.
[0064]
As shown in FIG. 8, the digital color copying machine 50 is roughly divided into a scanner unit 51 and a printer unit 52.
[0065]
The scanner unit 51 implements the image reading apparatus of the present invention, and reads an image of a document for each of red, green, and blue color separation lights. The image signal read from the original is subjected to color conversion processing by an image processing unit (not shown) and converted into four color image signals of Y, M, C, and K.
[0066]
In the printer unit 52, the paper feed roller 53 feeds the transfer paper P from one of the paper feed cassettes 54, and the registration roller 55 sends the transfer paper P to the transfer belt 11 at the timing when the transfer paper P is aligned with the leading edge of the image. Further, the transfer paper P on which the toner is fixed by the fixing device 14 is discharged by a paper discharge roller 56.
[0067]
According to the digital color copying machine 50 configured as described above, since the color image forming apparatus 1 described above is provided, the same operations and effects as the color image forming apparatus 1 can be achieved.
[0068]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, the exposure apparatus corresponding to black of a single color has an optical writing density in the main scanning direction of an exposure apparatus whose optical writing density in the main scanning direction corresponds to another color. Since it is higher, it is possible to develop high-definition characters with respect to the black image and to improve the gradation of the highlight portion. In addition, since it is not necessary to equip a plurality of exposure apparatuses for black images, the manufacturing cost of the apparatus can be reduced and the apparatus can be miniaturized.
In addition, each exposure apparatus corresponding to three colors other than four colors or single color black optically writes an electrostatic latent image for forming a black image by mixing the four colors or the three colors onto the photosensitive member. As a result, the density shortage of the monochrome black image is compensated as necessary. Therefore, when the density is insufficient only with the monochrome black image, the density shortage can be compensated by the mixed color black image.
[0070]
  Claim2The invention described in claim 11In the invention described in 1), by using the LED array head in the exposure apparatus for forming a black image, the beam spot area can be easily reduced as compared with the case where a laser diode is used.
[0071]
  Claim3The invention described in claim 12In the invention described in the above, image formation with an excellent cost balance is achieved by using an LED array head for an exposure apparatus for forming a black image and using a laser diode having a lower cost than the LED array head for an exposure apparatus for forming other colors. An apparatus can be provided.
[0072]
  Claim4The invention described in claim 13In the invention described in any one of the above, it is possible to develop high-definition characters with respect to a black image, and it is possible to improve the gradation of the highlight portion.
[0073]
  Claim5The invention described in claim 14In the invention described in any one of the above, it is possible to develop high-definition characters with respect to a black image, and it is possible to improve the gradation of the highlight portion.
[0075]
  Claim6In the invention described in the above, the exposure apparatus that supports monochrome black has a higher optical writing density in the main scanning direction than the optical writing density in the main scanning direction of the exposure apparatus that supports other colors. Thus, it becomes possible to develop high-definition characters with respect to the black image, and the gradation of the highlight portion can be improved. In addition, since it is not necessary to equip a plurality of exposure apparatuses for black images, the manufacturing cost of the apparatus can be reduced and the apparatus can be miniaturized.
In addition, each exposure apparatus corresponding to three colors other than four colors or single color black optically writes an electrostatic latent image for forming a black image by mixing the four colors or the three colors onto the photosensitive member. As a result, the density shortage of the monochrome black image is compensated as necessary. Therefore, when the density is insufficient only with the monochrome black image, the density shortage can be compensated by the mixed color black image.
[0077]
  Claim7The invention described in claim 16In the invention described in 1), by using the LED array head in the exposure apparatus for forming a black image, the beam spot area can be easily reduced as compared with the case where a laser diode is used.
[0078]
  Claim8The invention described in claim 17In the invention described in the above, a copier having an excellent cost balance by using an LED array head for an exposure apparatus for forming a black image and using a laser diode having a lower cost than the LED array head for an exposure apparatus for forming other colors. Can be provided.
[0079]
  Claim9The invention described in claim 16~8In the invention described in any one of the above, it is possible to develop high-definition characters with respect to a black image, and it is possible to improve the gradation of the highlight portion.
[0080]
  Claim 10The invention described in claim 16~9In the invention described in any one of the above, it is possible to develop high-definition characters with respect to a black image, and it is possible to improve the gradation of the highlight portion.
[0082]
  Claim 11In the invention described in the above, the exposure apparatus that supports monochrome black has a higher optical writing density in the main scanning direction than the optical writing density in the main scanning direction of the exposure apparatus that supports other colors. Thus, it becomes possible to develop high-definition characters with respect to the black image, and the gradation of the highlight portion can be improved. In addition, since it is not necessary to equip a plurality of exposure apparatuses for black images, the manufacturing cost of the apparatus can be reduced and the apparatus can be miniaturized.
In addition, exposure by each exposure apparatus corresponding to three colors other than four colors or single color black is performed by irradiating an electrostatic latent image for forming a black image by the mixed colors of the four colors or the three colors on the photoreceptor. By writing, the shortage of the density of the monochrome black image is compensated as necessary. Therefore, when the density of the monochrome black image is insufficient, the lack of density can be compensated by the mixed color black image.
[0084]
  Claim 12The invention described in claim 11In the invention described in 1), by using the LED array head in the exposure apparatus for forming a black image, the beam spot area can be easily reduced as compared with the case where a laser diode is used.
[0085]
  Claim 13The invention described in claim 12In the invention described in the above, image formation with an excellent cost balance is achieved by using an LED array head for an exposure apparatus for forming a black image and using a laser diode having a lower cost than the LED array head for an exposure apparatus for forming other colors. A method can be provided.
[0086]
  Claim 14The invention described in claim 11~ 13In the invention described in any one of the above, it is possible to develop high-definition characters with respect to a black image, and it is possible to improve the gradation of the highlight portion.
[0087]
  Claim 15The invention described in claim 11~ 14In the invention described in any one of the above, it is possible to develop high-definition characters with respect to a black image, and it is possible to improve the gradation of the highlight portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an outline of a color image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 2 is a graph showing a light amount distribution state obtained by a stationary beam at the position of a photoreceptor image surface.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an exposure energy distribution when a solid black image is formed.
4 is a schematic diagram showing dots formed on a photoconductor by a beam spot having exposure energy illustrated in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between image density and document density in a single color black image and a mixed color black image.
FIG. 6 is a flowchart of processing for determining whether to form a single color black image or a mixed color black image in the color image forming apparatus.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a contrast between a monochrome black image and a mixed color black image.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing an outline of a digital color copying machine according to a second embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 Image forming device
5 Exposure equipment
5a Exposure equipment
6Y Developer
6M Developer
6C Development device
6K developing device
50 copier
51 Image reader
P transfer paper

Claims (15)

イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色に対応した静電潜像を各々感光体上に光書きこみする複数の露光装置と、
この各露光装置で形成した各静電潜像を前記4色に対応したカラートナーで各々現像する複数の現像装置とを備え、
前記4色のカラートナーを重ね合わせたカラー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、
前記単色のブラックに対応している露光装置は、その静止ビームにより得られる光量分布のピーク値の1/eの楕円面積で定義するビームスポット面積が他の色に対応している露光装置の前記ビームスポット面積より狭く、その主走査方向の光書込密度が前記他の色に対応している露光装置の主走査方向の光書込密度より高く、かつ、
4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うことを特徴とする画像形成装置。
A plurality of exposure apparatuses for optically writing an electrostatic latent image corresponding to four colors of yellow, magenta, cyan and black on each photoconductor;
A plurality of developing devices for developing each electrostatic latent image formed by each exposure device with color toners corresponding to the four colors,
In an electrophotographic image forming apparatus for forming a color image obtained by superimposing the four color toners,
The exposure apparatus corresponding to the monochrome black is an exposure apparatus whose beam spot area defined by an elliptical area of 1 / e 2 of the peak value of the light amount distribution obtained by the stationary beam corresponds to another color. The optical writing density in the main scanning direction is narrower than the beam spot area and higher than the optical writing density in the main scanning direction of the exposure apparatus corresponding to the other color, and
Each exposure apparatus corresponding to three colors other than four colors or single color black optically writes an electrostatic latent image for forming a black image by the four colors or the mixed colors of the three colors on the photosensitive member. An image forming apparatus that compensates for a lack of density of a monochrome black image as necessary.
単色のブラックに対応している露光装置は、光書込みをLEDアレイヘッドで行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus supporting monochrome black performs optical writing with an LED array head. 単色のブラック以外の色に対応している各露光装置は、光書込みをレーザダイオードで行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 2, wherein each exposure apparatus corresponding to a color other than a single black performs optical writing with a laser diode. 単色のブラック以外の色に対応している各露光装置は、その副走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置の副走査方向の光書込密度より高いことを特徴とする請求項1〜3のいずれかの一に記載の画像形成装置。  Each exposure apparatus corresponding to a color other than single black has a higher optical writing density in the sub-scanning direction than an optical writing density in the sub-scanning direction of an exposure apparatus corresponding to another color. The image forming apparatus according to claim 1. 単色のブラックに対応している露光装置は、前記ビームスポット面積および感光体上の1ドット面積を光書込密度で決まる1画素面積より小さくすることを特徴とする請求項1〜のいずれかの一に記載の画像形成装置。To have an exposure apparatus corresponding to a single color black claim 1-4, characterized by less than one pixel area determined one dot area on the beam spot area and photosensitive member in the optical writing density The image forming apparatus according to 1. 原稿の画像を複数の色分解光ごとに読み取り、この読み取った色分解光ごとの各画像信号を色変換処理してイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色に各々対応した複数のカラー画像データを得る画像読取装置と、
この複数のカラー画像データに基づき電子写真方式でカラー画像を形成する画像形成装置とを備え、
前記画像形成装置は、
前記4色に対応した各カラー画像データに基づく静電潜像を各々感光体上に光書きこみする複数の露光装置と、
この各露光装置で形成した各静電潜像を前記4色に対応したカラートナーで各々現像する複数の現像装置とを備えていて、
前記各カラートナーを重ね合わせて前記カラー画像を形成するものであり、
前記単色のブラックに対応している露光装置は、その静止ビームにより得られる光量分布のピーク値の1/eの楕円面積で定義するビームスポット面積が他の色に対応している露光装置の前記ビームスポット面積より狭く、その主走査方向の光書込密度が前記他の色に対応している露光装置の主走査方向の光書込密度より高く、かつ、
4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うことを特徴とする複写機。
A document image is read for each of a plurality of color separation lights, and each image signal for each read color separation light is subjected to color conversion processing, and a plurality of color image data corresponding to four colors of yellow, magenta, cyan, and black are obtained. An image reading device to obtain;
An image forming apparatus that forms a color image by electrophotography based on the plurality of color image data,
The image forming apparatus includes:
A plurality of exposure apparatuses for optically writing an electrostatic latent image based on each color image data corresponding to the four colors onto each photoconductor;
A plurality of developing devices for developing each electrostatic latent image formed by each exposure device with color toners corresponding to the four colors,
The color images are formed by superimposing the color toners,
The exposure apparatus corresponding to the monochrome black is an exposure apparatus whose beam spot area defined by an elliptical area of 1 / e 2 of the peak value of the light amount distribution obtained by the stationary beam corresponds to another color. The optical writing density in the main scanning direction is narrower than the beam spot area and higher than the optical writing density in the main scanning direction of the exposure apparatus corresponding to the other color, and
Each exposure apparatus corresponding to three colors other than four colors or single color black optically writes an electrostatic latent image for forming a black image by the four colors or the mixed colors of the three colors on the photosensitive member. A copying machine characterized in that it compensates for insufficient density of a monochrome black image as necessary.
単色のブラックに対応している露光装置は、光書込みをLEDアレイヘッドで行うことを特徴とする請求項6に記載の複写機。  7. The copying machine according to claim 6, wherein the exposure apparatus that supports monochrome black performs optical writing with an LED array head. 単色のブラック以外の色に対応している各露光装置は、光書込みをレーザダイオードで行うことを特徴とする請求項7に記載の複写機。  8. The copying machine according to claim 7, wherein each exposure apparatus corresponding to a color other than monochrome black performs optical writing with a laser diode. 単色のブラック以外の色に対応している各露光装置は、その副走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置の副走査方向の光書込密度より高いことを特徴とする請求項6〜8のいずれかの一に記載の複写機。  Each exposure apparatus corresponding to a color other than single black has a higher optical writing density in the sub-scanning direction than an optical writing density in the sub-scanning direction of an exposure apparatus corresponding to another color. A copier according to any one of claims 6 to 8. 単色のブラックに対応している露光装置は、前記ビームスポット面積および感光体上の1ドット面積を光書込密度で決まる1画素面積より小さくすることを特徴とする請求項6〜9のいずれかの一に記載の複写機。  10. The exposure apparatus supporting monochrome black makes the beam spot area and one dot area on the photosensitive member smaller than one pixel area determined by optical writing density. The copying machine described in 1. イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色に各々対応した複数の露光装置を用い前記4色に対応した静電潜像を各々感光体上に光書きこみする工程と、
この各静電潜像を前記4色に対応したカラートナーで各々現像する工程とを含んでなり、
前記4色のカラートナーを重ね合わせたカラー画像を形成する電子写真方式の画像形成方法において、
前記単色のブラックに対応している露光装置による露光は、その静止ビームにより得られる光量分布のピーク値の1/eの楕円面積で定義するビームスポット面積が他の色に対応している露光装置の前記ビームスポット面積より狭く、その主走査方向の光書込密度が前記他の色に対応している露光装置による露光の主走査方向の光書込密度より高く、かつ、4色または単色ブラック以外の3色に対応している各露光装置による露光は、前記4色または3色の混色によるブラック画像を形成するための静電潜像を各々感光体上に光書き込みすることにより、必要に応じて単色ブラック画像の濃度不足を補うことを特徴とする画像形成方法。
A step of optically writing an electrostatic latent image corresponding to each of the four colors on a photoconductor using a plurality of exposure apparatuses corresponding to four colors of yellow, magenta, cyan and black,
Developing each electrostatic latent image with a color toner corresponding to the four colors,
In an electrophotographic image forming method for forming a color image obtained by superimposing the four color toners,
In the exposure by the exposure apparatus corresponding to the monochrome black, the beam spot area defined by the elliptical area of 1 / e 2 of the peak value of the light amount distribution obtained by the stationary beam corresponds to the other color. It is narrower than the beam spot area of the apparatus, and its optical writing density in the main scanning direction is higher than the optical writing density in the main scanning direction of exposure by the exposure apparatus corresponding to the other color, and is four colors or single color Exposure by each exposure apparatus corresponding to three colors other than black is necessary by optically writing an electrostatic latent image for forming a black image by the above four colors or a mixed color of the three colors on the photoreceptor. An image forming method characterized in that a shortage of density of a monochrome black image is compensated according to the above.
単色のブラックに対応している露光装置による露光は、光書込みをLEDアレイヘッドで行うことを特徴とする請求項11に記載の画像形成方法。  The image forming method according to claim 11, wherein the exposure by the exposure apparatus corresponding to the monochrome black is performed by optical writing with an LED array head. 単色のブラック以外の色に対応している各露光装置による露光は、光書込みをレーザダイオードで行うことを特徴とする請求項12に記載の画像形成方法。  The image forming method according to claim 12, wherein the exposure by each exposure apparatus corresponding to a color other than a single black color is performed by optical writing with a laser diode. 単色のブラック以外の色に対応している各露光装置による露光は、その副走査方向の光書込密度が他の色に対応している露光装置による露光の副走査方向の光書込密度より高いことを特徴とする請求項11〜13のいずれかの一に記載の画像形成方法。  Exposure by each exposure apparatus corresponding to a color other than black of the single color is based on the optical writing density in the sub-scanning direction of the exposure by the exposure apparatus corresponding to the other color in the sub-scanning direction. The image forming method according to claim 11, wherein the image forming method is high. 単色のブラックに対応している露光装置による露光は、前記ビームスポット面積および感光体上の1ドット面積を光書込密度で決まる1画素面積より小さくすることを特徴とする請求項11〜14のいずれかの一に記載の画像形成方法。  15. The exposure by an exposure apparatus corresponding to monochrome black makes the beam spot area and one dot area on the photosensitive member smaller than one pixel area determined by optical writing density. The image forming method according to any one of the above.
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