JPH0420184B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子写真方式によるカラー複写装置に
係り、特に、複写画像の画像品質を大きく改善向
上せしめる階調付与手段を備えたカラー複写装置
に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来カラー電子写真法によるカラー複写装置に
おいては減色混合法によつてカラー画像を形成し
ているため、ブルーフイルター、グリーンフイル
ター及びレツドフイルターでオリジナル画像を色
分解した画像を各々イエロートナー、マゼンタト
ナー、シアントナーで順次現像し重畳転写する方
法を採つている。このため、オリジナル原稿を忠
実に再現しようとする場合、各色ごとの階調性が
確保され、中間調表現が十分でないと３色のトナ
ー像を重畳したとき、色バランスがくずれて良好
なカラー画像品質を得られないという問題を有し
ていた。

上述する様な問題を解決するため、従来電子写
真法によるカラー画像形成装置やカラー複写装置
における画像の階調付与方法として各種の方法が
提案されている。

例えば特公昭42−23910号、特公昭43−24748号
及び特公昭47−27735号公報に記載の方法がある。
この方法では、導電性支持体あるいは、電気絶縁
性支持体上に光導電層及び透光性電気絶縁層を有
する電子写真感光体を用い、明所又は暗所に於て
コロナ放電による帯電を行い光導電層と透光性電
気絶縁層の界面又はその近傍に電荷を捕獲せし
め、次いで光導電層の表面に光像の投映を行いつ
つ前回と逆極性か又は交流のコロナ放電を行い更
に光導電層全面を露光し、明所と暗所に於ける光
導電層のインピーダンスの差を利用して明部の電
荷の逆転又は消去を行うことによつて静電位のコ
ントラストを有する潜像を形成させ、これをトナ
ーによつて現像し、紙上に転写することにより画
像を得るものである。しかしこの方法では、光導
電層と透光静電気絶縁層を積層した感光体を用い
る必要があり、セレン（Se）やアモ−フアスシ
リコン（Ａ−Si）等の光導電体蒸着タイプの感光
体には適用できないという欠点を有していた。

また、光導電体蒸着タイプの感光体（例えば
Se感光体）を用いるカラー複写機における階調
付与方法としては、第１図に示す様な網状スクリ
ーンを用いる方法が提案されている。以下にその
構成と動作を説明する。

第１図に於て、階調制御系（又は階調付与手
段）は、光導電体を蒸着した感光体ドラム１と、
前記感光体ドラム１に臨みかつ感光体ドラム１に
近接して設けた網状スクリーン体２と、前記網状
スクリーン体２を介して、感光体ドラム１上にラ
ンプ３によつて照明されたオリジナル原稿７の原
稿反射光像を投映せしめるレンズ４と色分解を行
う色分解フイルター５及びスリツト板６から構成
されている。上述した様な階調付与系において
は、感光体ドラム１近くの適正な距離に設けた網
状スクリーン体２を通過する光の強弱により感光
体ドラム１上には大小の網点が形成され、オリジ
ナル原稿７の中間調は網点によつて再現される。

しかしこの方式によれば網状スクリーン体２を
使用するため以下に示す様な欠点を有していた。
すなわち、網点の目を小さくして精細な表現や中
間調を表現しようとする場合、網状スクリーン体
２の網目を小さくすると共に、網状スクリーン体
２を感光体ドラム１にさらに近接させて設ける必
要があつた。しかし網状スクリーン体２を微少な
間隙を保つて、回転する感光体ドラム上に設ける
ことは困難であり、また網状スクリーン体２を配
置できたとしても、感光体ドラム１上に付着した
ゴミや、残留付着した現像用トナー等によつて網
状スクリーン体２が傷つけられ、網目が破損する
という欠点を有していた。

さらに、網状スクリーン体２を介して原稿反射
光を直接感光体ドラム１上に投映するため、オリ
ジナル原稿７が網点原稿の場合、網状スクリーン
体２との間でモアレ（モアレ縞）が発生して画像
が乱れるという欠点を有していた。

また、網状スクリーン体の同一網点部と感光体
ドラム上の同一点が常に対応した状態で露光、及
び潜像形成が行なわれるため、現像・転写工程を
３回繰返した後、転写紙上に形成されるトナー像
はイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナ
ーが三層に積層した状態になつている。このた
め、トナー像を形成した転写紙を搬送せしめた
り、定着手段によつて定着を行う際、所謂トナー
像の山くずれと呼ばれるトナー層のズレや乱れ、
あるいはオフセツト等が発生しやすく、カラー画
像品質を低下させる原因となつていた。

発明の目的 本発明は、上記従来の問題点を解消するもので
簡単な構成で、モアレ発生がなく、かつ現像、転
写工程を繰返して転写紙上に形成したトナー像
の、ずれや乱れのない高精度で、中間調表現力に
優れた階調付与手段を設けたカラー複写装置を提
供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、光導電性感光体と前記光導電性感光
体にオリジナル原稿反射光を投映する走査光学系
と、前記光導電性感光体表面上に一様帯電させる
帯電器と、前記光導電性感光体を臨む位置に設け
た、透明ビーズ又は赤色、青色及び緑色から成る
フイルター粒子で構成したスクリーン体と、前記
スクリーン体を介して光導電性感光体に光を照射
する除電ランプとを備えたカラー複写装置であ
り、前記除電ランプによつて、一様帯電せしめた
光導電性感光体を網点状に除電した後、オリジナ
ル原稿反射光を前記光導電性感光体上に投映する
ことにより、モアレの発生がなく、かつ高精細度
な階調を有するカラー画像を得ることができるカ
ラー複写装置を構成するものである。

実施例の説明 第２図は本発明の一実施例における階調付与手
段及び、これを適用したカラー複写装置の概略構
成断面を示すものであり、以下図面に基づいてそ
の構成を説明する。

セレン層（Se）等の光導電層を設けた電子写
真用の光導電性感光体（以下感光体ドラムと呼
ぶ。）１１は、本体１０にドラム軸１２によつて
回転自在に軸支されており、矢印Ａ方向に回転す
る。感光体ドラム１１の外周には、ドラム回転方
向に伴うプロセス順に、帯電器１３、階調付与手
段１４、露光光学系１５、現像器部１６，転写ド
ラム１７，クリーニング部１８、除電部１９等が
配置されている。

帯電器１３は感光体ドラム１１上を均一にコロ
ナ帯電するもので感光体ドラム１１に対向する位
置に設けられている。

露光光学系１５は、オリジナル原稿２０を載せ
る原稿台２１と、オリジナル原稿２０を照明する
光源２２、及びオリジナル原稿２０を光学的に走
査し、原稿反射光を感光体ドラム１１上に投映す
る、ミラー群２３及びレンズ２４と、色分解用の
Ｒ（レツド）・Ｇ（グリーン）・Ｂ（ブルー）のフイ
ルター２５から構成されている。

現像器部１６は、イエロー、マゼンタ、シアン
の各現像トナー２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃを収納し
たイエロー現像器２７、マゼンタ現像器２８、シ
アン現像器２９で構成されており感光体ドラム１
１に対向する様に設けられている。

クリーニング部１８は、現像、転写工程終了
後、感光体ドラム１１上に残留した不必要な現像
トナー２６をクリーングブレード３０で除去する
ものである。

転写ドラム１７は、感光体ドラム１１と同期し
て回転し、グリツパー３１によつて保持した転写
紙３２上に感光体ドラム１１上のトナー像を転写
せしめるものである。

分離爪３３は転写を終了した転写紙３２を転写
ドラム１７から分離し定着器３４に案内するもの
である。カセツト３５は転写紙３２を収納するも
のである。

第３図から第５図は本発明による階調付与手段
を示すもので、回転自在なスペーサーリング３６
を介して感光体ドラム１１にその一部を当接した
透明な中空円筒体３７と、前期中空円筒体３７外
表面の一部に設けたスクリーン体３８と、中空円
筒体３７の内部に設けた除電ランプ３９及びスリ
ツト板４０と、反射板を兼ねた筐体４１とから構
成されている。

前記スクリーン体３８は、第５図に示す様に透
明ビーズ粒子４３を透明シート基台４２上に一層
化して塗布したものである。ちなみに、前記透明
ビーズ粒子４３はSBR樹脂と硫酸バリウムを主
成分とした直径５〜30μｍ程度の透明な球形体で
ある。

以上の様に構成された本実施例におけるカラー
複写装置について以下その動作を説明する。

矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１は、帯
電器１３によつて一様帯電された後、階調付与手
段１４の下に至る。このとき除電ランプ３９は点
灯されており、除電ランプ３９の除電光はスリツ
ト板４０及びスクリーン体３８を介して感光体ド
ラム１１上の光導電層に照射される。照射された
除電光はスクリーン体３８を通過してくるため、
第６図に示す様に感光体ドラム１１上の帯電を波
状に除電してゆき、感光体ドラム１１長手方向に
高電位部V_Hiと低電位部V_Lpを形成する。これは、
スクリーン体３８を構成する透明ビーズ粒子４３
が球形であるため、入射してくる光に対してレン
ズとして作用し、あたかも個々の網目がハイライ
トからシヤドウに至る連続的な濃淡をもち、丁度
ぼけた一松模様のようになつているコンタクトス
クリーンと同様な働きをするためである。

次に、光源２２によつて照明されたオリジナル
原稿２０の反射光は、ミラー群２３及びレンズ２
４を通して色分解フイルター２５に至り色分解さ
れて（イエロー現像ならブルーフイルターを使
用）感光体ドラム１１上に投映される。

このとき、感光体ドラム１１上の表面電位Ｖは
前述した様に強弱をもつているため、第７図ａに
示す様にオリジナル原稿２０の反射光に強弱があ
る場合、感光体ドラム１１上の除電の状態は、第
７図ｂに示す様に変調される。

この状態で現像器部１６で現像すると（例えば
ブルーフイルター使用の場合はイエロートナー現
像）、第７図ｃに示す様に現像トナー２６による
原稿の濃淡に応じた大小の網点画像が得られる。
尚、現像に際しては感光体ドラム１１に予め帯電
させる帯電電圧の10〜30％程度のバイアス電圧
を、現像器部１６と感光体ドラム１１との間に印
加し、感光体ドラム１１への現像トナー２６の付
着量を制御することにより階調性をより強調した
中間調表現を行うことができる。次に前記感光体
ドラム上の網点状のトナー画像を転写ドラム１７
上の転写紙３２に転写すると共に、転写終了後の
感光体ドラム１１をクリーニング部１８でクリー
ニングし、除電したのち再度同じ動作をくり返し
て（グリーンフイルター使用時はマゼンタトナー
現像、レツドフイルター使用時はシアントトナー
現像後、）転写紙３２上に３色のトナー画像を形
成する。しかる後に分離爪３３により転写紙３２
を転写ドラム１７から分離し定着器３４にて定着
すると、中間調の表現されたカラー複写画像を得
ることができる。

以上の様に本実施例によれば、一様帯電した感
光体ドラム上の表面電位を、球形フイルター粒子
で構成したスクリーン体を介して、除電ランプで
除電した後、オリジナル原稿の反射光を感光体ド
ラム上に投映する構成であるため、転写定着後の
複写画像は、オリジナル原稿と、スクリーン体と
の干渉によるモアレの発生もなく、オリジナル原
稿の濃淡に応じた大小の網点画像を形成すること
ができ高精細度で中間調表現も良好な画像品質を
確保できるものである。

また、スクリーン体を回転自在なスペーサーリ
ングで保持するため常に、スクリーン体と感光体
ドラム部の間隙を一定保つことができ、安定した
階調付与及び画像形成を行うことができる。

さらにスクリーン体が円筒体であるため、感光
体ドラム上に残留したトナーやホコリ等の影響を
受けにくい。

以下本発明の第２の実施例において、図面を参
照しながら説明する。

第８図は本発明の第２の実施例を示すカラー複
写装置における階調付与手段の断面図を示すもの
である。回転自在なスペーサーリング４４を介し
て感光体ドラム１１にその一部を当接した透明な
中空円筒体４５外表面の一部に設けた３色のフイ
ルター粒子で構成したスクリーン体４６と中空円
筒体４５の内部に設けた、青色光、赤色光、黄色
光を照射可能な照明手段４７とスリツト板４８と
反射板を兼ねた筐体４９とから構成されている。

前記スクリーン体４６は、第９図に示す様に赤
色（Ｒ）・青色（Ｂ）・黄色（Ｙ）に着色された透
明なフイルター粒子５０，５１，５２を透明な基
台シート５３上に一層化して塗布したものであ
る。ちなみに、前記フイルター粒子５０〜５２は
SBR樹脂と硫酸バリウムを主成分とする直径５
〜30μｍ程度の透明な球形体を、赤色・青色・黄
色の顔料で着色することによりフイルター効果を
持たせたものである。

また照明手段４７は第１０図に示す様に、赤色
光、青色光、緑色光の各々の光を照射せしめる３
種類のランプ５４，５５，５６を順次選択的に点
灯せしめる構成か、あるいは、第１１図に示す様
に、スリツト板４８のスリツト部を覆う色分解フ
イルター５８を順次切換えて、赤色、青色、緑色
の光を照射せる様に構成されている。尚この場合
のランプ５７は白色光ランプである。（尚、色分
解フイルターは、ダイクロイツクミラーの透過形
を使用する。） 上記の様に構成されたカラー複写装置の階調付
与手段を用いて、一様帯電されながら回転する感
光体ドラム１１をスクリーン体４６を介して、照
明手段４７により例えば赤色光と緑色光の同時照
射を行うと、前記スクリーン体４６は赤色、青
色、緑色のフイルター粒子５０〜５２から構成さ
れているため、スクリーン体４６上の赤色フイル
ター粒子５０及び緑色フイルター粒子５１の存在
する部分と対応する感光体ドラム１１表面上の帯
電が除電され、青色フイルター粒子５２と対応す
る部分のみに帯電が残る。この状態で、ブルーフ
イルターで色分解したオリジナル原稿反射光を感
光体ドラム１１上に投映しイエロー現像器２７で
現像転写を行うと、転写紙３２上に、イエロート
ナー２６Ｙによる光精細度で階調を有する良好な
品質の画像を形成することができる。次に照明手
段４７で感光体ドラム１１上に赤色光と青色光を
同時照射してグリーンフイルターを介して露光
し、マゼンタートナー現像及び転写を行い次いで
照明手段４７で同じ様に青色光と緑色光を同時照
射した後レツドフイルターを介して露光しシアン
トナー現像・転写を繰返すことにより、転写紙３
２上に３色のトナーによるカラー画像が形成され
る。

このとき、転写紙上３２に形成された、３色の
トナー像の状態は第１２図ａに示す様なトナーが
積層された状態ではなく、第１２図ｂに示す様に
各色のトナーが同一面状にそろつて付着した状態
となつている。すなわち、第１２図ａに示す様に
３色の混合状態による色表現又は階調表現ではな
く、いわゆる各色トナーの付着面積の大小を組合
せることによつて混色したと同様な色表現又は階
調表現を行う面積階調表現となつている。すなわ
ち、従来の様に転写紙上３２にて何層にも積層さ
れたトナー層によつて形成された画像に比較し
て、トナー層がうすく、かつ各色トナーの各々が
転写紙３２上にしつかりと付着することができ、
転写紙３２の搬送時や定着器３４による定着時
に、画像のズレや乱れオフセツト等を大幅になく
することができ、高精細度で、良好な階調性を有
する高品質のカラー画像を得ることができる。

第１３図は本発明の第３の実施例を示すカラー
複写装置における階調付与手段の断面図を示すも
のである。

スペーサーリング５９を介して感光体ドラム１
１と同期回転（矢印方向に）する透明な中空円筒
体６０と、前記中空円筒体６０外表面の全面に設
けた第９図と同じ様な赤色、青色、緑色の各々色
から成るフイルター粒子６１〜６３で構成したス
クリーン体６４と、中空円筒体６０の内部に設け
た照明手段６５及びスリツト板６６と反射板を兼
ねた筐体６７と、クリーニングブラシ６８とトナ
ー受け６９とから構成されている。

上記の様に構成されたカラー複写装置の階調付
与手段を用いて、一様帯電されながら回転する感
光体ドラム１１を、３色のフイルター粒子で構成
した回転するスクリーン体６４を介して、照明手
段６５にて除電を行うと、フイルター粒子の粒子
一個一個に対応したシヤープで精度の高い除電が
行える。

また、スクリーン体６４が感光体ドラム１１と
同期して回転するため、フイルター粒子と感光体
ドラム１１上の相対位置にズレが発生せず、色ズ
レのない良好な品質の画像のカラー画像を得るこ
とができる。さらに感光体ドラム１１とスクリー
ン体６４は、スペーサーリング５９によつて間隙
を保つて同期回転しているため、クリーニング不
良によつて感光体ドラム１１上にトナーが残留し
ていてもスクリーン体６４を汚すことが少ない。
また、スクリーン体６４にトナーが付着した場合
でもクリーニングブラシ６８で容易に除去でき
る。

第１４図は、前記第３の実施例における階調付
与手段を、第２図に示すカラー複写装置の原稿読
取部であるレンズ２４、ミラー２３、色分解フイ
ルター２５等といつた露光光学系を、画像信号発
生手段７０及びレーザー光発光部７１、レーザー
光スキヤン手段７２におきかえた、レーザーによ
るカラー画像形成装置に適用した例を示すもので
（図中で同一構成要素は同一番号を附与した、）、
このカラー画像形成装置の作像プロセスを説明す
ることにより、本発明の実用性、効果がさらに明
確になるであろう。

従来レーザー光の様な単色光をビーム状に絞つ
て、一様帯電された感光体ドラム上をスキヤンし
ながら潜像を形成し、前述した様な現像、転写の
プロセスを繰返して三色のカラー画像を得ようと
する場合、中間調を表現しようとすると、大別し
て(1)レーザー光の光量又はビーム径を色画像信号
によつて変化させるか、(2)デイザ階調法等による
面積階調法を導入する２つの方法が考えられる
が、前者は制御回路・光学系が複雑になり現実的
でなく。また後者においてもポリゴンミラー等の
高精度なレーザー光スキヤン手段を採用した場合
においても画線密度を20本以上に上げることが現
在の所、かなり困難である。従つてこの様な状態
でデイザ階調法等の面積階調法を導入しても解像
度が低下して良好な画像品質は得られなかつた。

しかし本発明による階調付与手段を用いれば、
従来のレーザー光学系を何ら変えることなく、高
精細度で階調表現力に優れた、面積階調手段を備
えたカラー画像形成装置を提供できるものであ
る。

すなわち、第１３図に示す様に３色のフイルタ
ー粒子６１〜６３を用いたスクリーン体６４によ
つて、感光体ドラム１１上の帯電状態を制御する
ことにより、感光体ドラム１１上においては、青
色光、赤色光、緑色光の各々の光に対して感じる
場所が区別、された状態となつている。このため
従来と同じレーザースキヤン手段７２を用いて、
従来と同じビームスポツト径のレーザー光線で感
光体ドラム１１上の同一位置をスキヤンした場合
でも、従来に比較して感光体ドラム１１上の感光
部分が狭くなつているため、結果としてレーザー
光はそのビームスポツト径が絞られた状態で感光
体ドラム１１上をスキヤンしていることになる。
従つて感光体ドラム１１上に形成される潜像の解
像力又は画線の密度は大幅に改善向上し、高精細
度な面積階調表現が可能となるものである。（例
えば直径20μｍのフイルター粒子を規則正しく配
列させてスクリーン体を形成した場合、16lin／
mmの画線密度、すなわちビームスポツト径60μｍ
のレーザー光でスキヤンすれば、レザー−スキヤ
ンによる画線密度は16lin／mmであるのに感光体
ドラム上画線密度は３倍の48lin／mmとなる。） 以上述べた様に、本発明によれば高精細度で階
調表現力の高い、特に面積階調表現に適した階調
付与手段を備えたカラー複写装置又はカラー画像
形成装置を提供できるものである。

発明の効果 以上のように本発明によるカラー複写装置によ
れば光導電性感光体と前記光導電性感光体にオリ
ジナル原稿反射光を投映する走査光学系と、前記
光導電性感光体表面に一様帯電させる帯電器と、
光導電性感光体に臨む位置に設けた透明又は赤
色、青色、緑色から成るフイルター粒子から成る
スクリーン体と、前記スクリーン体を介して前記
光導電性感光体に除電光を照射する照明手段とを
設け、前記照明手段によつて前記一様帯電せしめ
た光導電性感光体上の表面電位を前記スクリーン
体を介して除電することにより、光導電性感光体
表面上に網点階調表現に適した強弱の電位分布を
形成し、この光導電性感光体上にオリジナル原稿
反射光を投映後、現像・転写を行つてカラー画像
を形成するため、モアレの発生がなく、かつ高精
度で中間調表現も良好な、高い画像品質のカラー
画像を形成できる、カラー複写装置を提供できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例におけるカラー複写装置の階調
手段の斜視図、第２図は本発明の第１の実施例に
おけるカラー複写装置の概略構成断側面図、第３
図、第４図は各々同カラー複写装置の階調付与手
段の斜視図及び断側面図、第５図は本発明の第１
の実施例における階調付与手段に用いたスクリー
ン体の断面図、第６図は同装置の除電工程説明の
ための図、第７図は同装置の階調付与工程説明の
ための図、第８図は本発明第２の実施例における
カラー複写装置の階調付与手段の断面図、第９図
は本発明第２の実施例におけるカラー複写装置の
スクリーン体断面図、第１０図及び第１１図は同
装置の照明手段の断面図、第１２図は同装置のト
ナーによる画像形成状態説明図、第１３図は本発
明の第３の実施例におけるカラー複写装置の階調
制御手段を示す断側面図、第１４図は同階調付与
手段を用いた他のカラー画像形成装置の構成断側
面図である。 １１……光導電性感光体、１３……帯電器、１
４……階調付与手段、１５……露光光学系、１６
……現像器部、１７……転写ドラム、２０……オ
リジナル原稿、２２……照明光源、２５……色分
解フイルター、３２……転写紙、３４……定着
器、３６……スペーサーリング、３７……中空円
筒体、３８……スクリーン体、３９……除電ラン
プ、４３……透明ビーズ粒子、５０……赤色フイ
ルター粒子、５１……青色フイルター粒子、５２
……緑色フイルター粒子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光導電性感光体と、この光導電性感光体にオ
   リジナル原稿反射光を投映する走査光学系と、前
   記光導電性感光体表面上に一様帯電させる帯電器
   と、この光導電性感光体を臨む位置に設けた透明
   なビーズ粒子で構成したスクリーン体と、前記ス
   クリーン体を介して光導電性感光体に光を照射す
   る除電ランプとを設け、前記帯電器によつて一様
   帯電させた前記光導電性感光体を前記除電ランプ
   によつて除電後、オリジナル原稿反射光を前記光
   導電性感光体上に投映し、トナーにより現像した
   後そのトナー画像を転写体上に転写し、前記光導
   電性感光体を除電後、更に前記一様帯電、除電ラ
   ンプによる除電、投映、他の色のトナーによる現
   像、転写を繰り返すことにより、前記転写体上に
   カラー画像を形成するよう構成したカラー複写装
   置。 ２ 光導電性感光体に光を照射する除電ランプを
   赤色光、青色光、緑色光を各々照射する照明手段
   で構成すると共に、前記光導電性感光体に臨む位
   置に設けたスクリーン体を赤色、青色及び緑色の
   各色から成る色フイルター粒子で構成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー複
   写装置。 ３ 光導電性感光体を臨む位置に設けたスクリー
   ン体を、前記光導電性感光体と同期して回転する
   中空円筒面上に形成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第２項記載のカラー複写装
   置。