JPH0552941B2

JPH0552941B2 -

Info

Publication number: JPH0552941B2
Application number: JP6632285A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; Hisafumi Shoji; Hiroshi Fuma
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1993-08-06
Also published as: JPS61223857A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は多色画像形成装置に関し、特に、周
囲長が最大原稿サイズよりも大きくなついてる像
形成体の周囲長を短くすることのできる多色画像
形成装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来、例えば、電子写真法により多色画像を形
成するには、成分色ごとに帯電、露光、現像、転
写の複写工程を繰り返して、複写紙上に各色のト
ナー像を重ねて転写するようにしている。

例えば、色分解フイルタを介して得られるブル
ー、グリーン、レツド等の分解光を用いて前記工
程別に静電荷像を形成し、イエロー、マゼンタ、
シアン及び必要によりさらに黒のトナーで現像し
てトナー像を形成し、各色毎に該トナー像を記録
紙上に積層して転写して多色画像を形成する。

しかしながらかかる多色画像形成方法にあつて
は、各色の現像が終了する毎に転写体に転写す
る必要があり、機械が大型化する外、像形成のた
めの時間が長くかかるとか、反復動作による位
置ずれ精度の保証が必要となるなど難点がある。

そこで同一の感光体上に複数のトナー像を重ね
合わせて現像し（像が重なるのであつてトナーは
重なつても重ならなくてもよい）像形成体上に画
像を書き込んで潜像を形成し、該潜像を現像して
トナー像を形成する工程を繰り返し行つて各色ト
ナー像を前記像形成上に重ね合わせて形成する多
色画像形成装置であるので、転写工程を一度で済
むようにされており上記欠点を解決する多色画像
形成方法があるが、この方法でも後段の現像時に
おいて、前段の現像により得られたトナー像を乱
したり、後段の現像剤中に前段の現像剤中のトナ
ーが混合されて多色画像のカラーバランスが乱れ
るなどの弊害が生ずる。

かかる弊害をさけるため、感光体と該感光体上
に形成された静電潜像を現像する現像剤層とを非
接触とし、現像装置に付与される直流バイアスに
交流成分を重畳して現像剤中のトナーを飛翔させ
て現像する方式を採用することにより、多色画像
を形成する方法が提案されている。

この方法では現像剤層が、前段までに形成され
たトナー像を摺擦することがないので、像の乱れ
等は起らない。

以下この画像形成方法の原理を、第１図のフロ
ーチヤートにより説明する。

この第１図は感光体の表面電位の変化を示した
ものであり、帯電極性が正である場合を例にとつ
ている。

PHは感光体の露光部、DAは感光体の非露光
部、DUPは露光部PHに第１回現像で正帯電トナ
ーＴが付着したため生じた電位の上昇分、CUP
は第２回目帯電により生じた露光部PHの電位上
昇分を示す。

感光体はスコロトロン帯電器等により一様な帯
電が施されて、一定の正の表面電位Ｅが与えられ
る。この表面電位Ｅはレーザ・陰極線管・液晶シ
ヤツター・LED等の露光源による第１回目の像
露光により露光部PHにおいて零電位に近い所ま
で低下する。

ここで現像装置に対し、直流成分が未露光部の
表面電位Ｅにほぼ等しい正のバイアスを印加して
現像することにより、現像装置内の正帯電トナー
Ｔが相対的に電位の低い露光部PHに付着するよ
うになり、第１の可視像が形成される。

該可視像が形成された領域は、正帯電トナーＴ
が付着したことにより電位がDUP分上昇するが、
次に帯電器により第２回目の帯電が施されること
により、更に電位がCUP分上昇して非露光部DA
と同様に初期の表面電位Ｅが得られる。

次に表面に一様な表面電位Ｅが得られた感光体
の表面に第２回目の像露光が施されて静電潜像が
形成され、同様の現像操作を経て第２の可視像が
得られる。

以上のプロセスを繰り返すことにより、感光体
上に多色トナー像が得られ、これを記録紙に転写
し、さらにこれを加熱又は加圧して定着すること
により多色画像が得られる。

ここで感光体に残留するトナー及び電荷はクリ
ーニングされて次の多色画像形成に備えられる。

なお前記多色画像形成方法において、第２回目
以降の帯電を省略することができる。

かかる帯電を省略せず毎回帯電を繰り返えす場
合、帯電前に露光ランプあるいはコロナ除電によ
る除電工程を入れるようにしてもよい。

また、毎回の像露光に用いる露光源は各々同じ
ものでも異なるものでもよい。

前記多色画像形成方法において、例えばイエロ
ー、マゼンタ、シアン、黒の４色のトナー像を感
光体上に重ね合わせて形成する場合が多く、これ
は以下の理由による。

イエロー、マゼンタ、シアンの３原色を重ね合
わせることにより、黒の画像が得られる筈である
が、実用される３原色用のトナーは理想の吸収波
長域を有するものではなく、また３原色のトナー
像の厳密な位置合わせが困難であること等のた
め、３原色だけでは文字や線画等に要請される鮮
明な黒を再現するのは困難である。

そこで前記のように３原色の外に黒を加えた４
色のトナー像を重ね合せて原稿により近い多色画
像を得るようにしている。

また、前記多色画像形成方法においては、静電
潜像の現像方法として反転現像法が用いられる。

該反転像法においては、感光体のトナー像形成
部のみを露光すればよく、正規現像の場合のよう
に背景部を隙間なく露光する必要がないので、す
でにトナー像が形成されている感光体へも比較的
容易に潜像を形成することができる。

また感光体の疲労が少なく寿命が伸びるなどの
利点がある。さらには２回目以降の帯電がトナー
と同極性で行われるため、静電転写に支障をきた
すようなこともない。

多色画像形成のための潜像の形成方法として
は、前記感光体上への一様な帯電と像露光により
静電潜像を形成する方法の外にも、多針電極等に
より直接支持体上に電荷を注入して静電潜像を形
成する方法や、磁気ヘツドにより磁気潜像を形成
する方法等が本発明者によつて提案されている。

前記各潜像形成方法は、いづれも階調表現が可
能な方法であるが、かかる方法による階調表現は
所謂、多段階調であるため多大の画像データの容
量が必要とされる。

そこで各画素を二値化あるいは多値化して記録
し、その分布によつて疑似的に階調表現を行なう
とともに、画像データの容量が少なくてすむよう
にした画像データ形成方法が提案されている。

前記画像データ形成方法により画像の階調を表
現するには、たとえば、多値記録・パルス幅変
調・濃度パターン法やデイザ法等が用いられてい
る。

第２図に示される濃度パターン法は、１画素を
複数の画素に変換する方法である。１ａは原稿で
あり、各画素は階調をもつている。２ａは、前記
原稿１ａのマトリツクスの代表的濃度値をもつ画
素５ａを取り出し、これを閾値処理するための標
本であり、３ａは該標本に対応するＭ×Ｎの閾値
濃度マトリツクス３ａと前記標本２ａとの比較に
より二値化されたパターンである。

第３図に示されるデイザ法は、１画素を１画素
に変換する方法である。原稿１ｂはＭ×Ｎ画素毎
の濃度マトリツクスに分割される。２ｂは該原稿
１ｂの濃度マトリツクスに対応した閾値処理のた
めの標本、３ｂは該標本２ｂに対応するＭ×Ｎの
閾値濃度マトリツクス、４ｂは該閾値濃度マトリ
ツクス３ｂと前記標本２ｂとの比較により二値化
されたパターンである。

従来の階調表現法では、空間周波数が高くなる
ように、ドツトが分散する配置が好ましいとされ
ていた。この方式では第２図あるいは第３図に示
すように、階調は一定サイズのドツト数（ドツト
密度）で表現される。特に、デイザ法では解像度
の劣化よりも階調性を優先する方式も提案され、
また両方式の中間的配置も考えられている。

しかし、前記の多色画像形成法では、色調のう
異なるトナー像を像形成体上に直接重ねているた
めに、カラー画像を形成する際、色調の異なるト
ナードツト間の影響を無くすために、書き込みド
ツト位置を離して形成するのが好ましいが、これ
では画像濃度が低下し、また画像濃度を確保すべ
く色調の異なるトナードツトを重ねるように形成
すると先に付着しているトナーにつぎのトナーが
重なりずらく画像は色調がくずれ、かつ階級を十
分に表現できなくなる。

そして、多色画像の階調を表現するには、異
色のトナードツトがマトリツクス内で互いに形成
される方式と異色トナードツトが独立に形成さ
れる方式とがあるが、記録位置に投光された光に
より、所定電位のドツトパターンを形成し、潜像
電位と現像バイアスを制御するなどして現像して
階調を表現しているのでや特にの場合に多
い、形成されるトナードツトの直径が大きいと現
像されたトナードツトが後の工程の像露光を阻害
し、所望のドツトからなる潜像形成が達成されな
いために、つぎのトナードツトが形成れず、結果
的に先のトナー像の色調が過度に強調され、多色
画像の解像力やカラーバランスが崩れる恐れがあ
るが、トナードツトの直径ならびに異なるトナー
ドツトの間隔を規制することで解決できる。

第１４図は３色画像形成装置を示している。

感光体ドラム５１の１回転で、イエロー、マゼ
ンタ、シアンの３色トナー像を積層したものが得
られる点にある。

第１４図において感光体５１は、ドラム状感光
体であつて、矢印方向に回動される。

この感光体５１の表面には第１４図に示される
ようにイエロートナー像を形成するためのスコロ
トロン帯電器５２、露光器５３、現像器５４が配
列され、引続きマゼンタトナー像形成のためのス
コロトロン帯電器５６、露光器５７、現像器５８
が配列され、さらに引続きシアントナー像形成の
ためのスコロトロン帯電器６０、露光器６１、現
像器６２が配列されている。従つて感光体５１の
１サイクルによつて３色のトナー像が積層して形
成されることとなる。

なお、５５，５９，６３は現像ローラ、６４は
給紙装置、６６は転写極、６７は分離極、６８は
定着装置、７０はクリーニング装置である。

しかしながら、処理スピードが速いがこの装置
は帯電、露光、現像プロセスユニツトを３組必要
とするために装置の大型化、コストアツプとな
る。

そこで、第１１図に示したような露光装置を各
色について兼用して複数回の像形成体の回転によ
り各色トナー像を積層して形成する装置が考えら
れる。

この装置はこの発明の後述の実施例に用いられ
る装置であつて、第１１図は多色画像形成装置の
構成図、第１２図は第１１図の画像形成装置に適
用されるレーザ装置、第１３図は第１１図の画像
形成装置に適用される現像装置を示す。

第１１図において、感光体ドラム１１は矢印方
向に回動する感光体で、該感光体１１上にはスコ
ロトロン帯電器１２により一様な電荷が付与され
る。この一様な電荷は、以下の像露光手段により
像露光されて、静電荷像が形成される。

例えば、露光系として第１２図のレーザ装置１
４が用いられ、該装置１４からのレーザ光Ｌによ
り像露光されて、感光体１１上には各色に対応す
る静電潜像が形成すれる。

前記各色に対応する静電潜像のうちイエローに
対応する静電潜像は、イエローデータにより変調
されたレーザ光の照射により形成される。

前記イエローに対応する静電潜像は、第１の現
像装置１５により現像され、感光体１１上に第１
のトナー像（イエロートナー像）が形成される。

この第１のトナー像は除電ランプ４０により像
形成体を除電した後、記録紙Ｐに転写されること
なく、感光体１１上に再びスコロトロン帯電器１
２により帯電が施される。

次いでマゼンタデータによりレーザ光が変調さ
れ、該変調されたレーザ光が感光体１１上に照射
されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、
第２の現像装置１６により現像されて、第２のト
ナー像（マゼンタトナー像）が形成される。

前記と同様にして第３現像装置１７、第４現像
装置１８により順次現像されて、第３のトナー像
（シアントナー像）、第４のトナー像（黒トナー
像）が形成され、感光体１１上に順次積層された
４色トナー像が形成される。

これら４色トナー像は、同様にして除電ランプ
４０により像形成体を除電された後、帯電器１９
により再帯電され、給紙装置２０から供給された
記録紙Ｐ上に転写極２４の作用で転写される。こ
こでの再帯電はスコロトロン帯電器１２よる帯電
と同程度の帯電性を有するものが望ましい。この
ようにすることにより先に再帯電されたトナーの
条件を同一にでき、転写性が向上する。帯電器１
９はスコロトロン帯電器が望ましい。

ここで２３は給紙ローラ、２２はガイド板であ
る。

そして、転写トナー像を担持した記録紙Ｐは、
分離電極２５により感光体１１から分離され、ガ
イド２６及び搬送ベルト２７により搬送されて定
着ローラ２８に搬入され加熱定着されて排紙皿２
９に排出される。

一方、転写が終了した感光体１１は、トナー像
形成中は使用されなかつた除電器３１により除電
された後、表面に残つているトナーをトナー像形
成中は解除されていたクリーニング装置３０のブ
レード３２およびフアーブラシにより除去され、
次の多色像形成に支障のないようにされる。

しかしながら、上述したように制御された画像
形成装置ではいずれも前記像形成体上に画像を形
成する工程では経営れる画像サイズが大きくて
も、小さくても同じプリント速度になつてしま
う。

すなわち、最大の画像サイズに対応できるよう
に、すなわち、光学系の走査戻りに対応した周長
等と画像サイズ分を合計した長さ分に像形成体の
周長（ドラムやベルトの形状がありうる）が決定
されており、小さな画像サイズを形成する場合は
ムダな部分が大きくなつてしまうという欠点を有
していた。

〔発明の目的〕

この発明は前記のような従来のもののもつ欠点
を排除して、像形成体を有効利用して最大画像サ
イズよりも小さい画像サイズのプリントを行う場
合のプリント速度を速くして、作業の効率化を図
ることのできる多色画像形成装置を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

像形成体上に相異なる特定色のトナー像を重ね
合わせて多色画像を形成する多色画像形成装置で
あつて、前記像形成体上に形成する画像サイズが
前記像形成体の１回転毎に前記像形成体上に相異
なる特定色のトナー像を重ね合わせて多色画像を
形成できる小さな画像サイズであるか、前記像形
成体の１回転毎に前記像形成体上に相異なる特定
色のトナー像を重ね合わせて多色画像を形成でき
ない大きな画像サイズであるかに応じて、画像形
成プロセスを変更する手段を有し、前記画像形成
プロセスを変更する手段は前記小さな画像サイズ
の場合には前記像形成体の１回転毎に前記像形成
体上に相異なる特定色のトナー像を重ね合わせて
多色画像を形成し、前記大きな画像サイズの場合
には前記像形成体の２回転毎に前記像形成体上に
相異なる特定色のトナー像を重ね合わせて多色画
像を形成することを特徴とする多色画像形成装置
によつて前記目的を達成するものである。この発
明の有用性について説明すると、一般に、１単位
の画像の大きさとして、例えば、オフイスで用い
られる大きさは通常紙サイズの大きさではＡ−
３、Ａ−４，Ｂ−４，Ｂ−５等が多く、このため
にプリンタあるいは複写機として用いる場合、像
形成体の周囲長、幅が少なくとも最大の紙サイズ
を含む大きさである必要がある。すなわち、周囲
長が紙サイズの長さよりも長い必要がある。

すなわち、像形成体上にはトナーの濃度を判断
するための基準トナー像、所謂、パツチの作成部
分や、画像読取り装置の走査系の復帰に要する時
間に応じた部分や、入力データの画像処理等の時
間に応じた部分が必要のために像形成体の周長は
最大の紙サイズよりもα分長くしなければなら
ず、この場合走査系の復帰に要する時間に応じた
部分が大きな部分をしめる。

たとえば、Ａ−３の用紙の長さは420mmであり、
実際に必要とされる像形成体の周長は420mm＋α
（前記した必要のための長さ）となるために装置
が大型化の問題が生じた。

さらにＡ−３サイズの場合とＡ−４サイズの場
合とでは１枚のプリントに要する時間、すなわ
ち、プリント速度は同じであり、したがつてＡ−
４サイズの画像をプリントする場合には像形成体
の半分以上が全く使用されていないことになる。
（等倍の場合）それ故、この発明では画像サイズに応じて像形
成のプロセスを変化させてプリント速度を向上さ
せようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例について説明するがこ
の発明の実施例がこれにより限定されることはな
い。

まず、最初に画像データの形成方法の例を説明
する。

本発明の多色画像形成方法においては、例えば
多色原稿を走査した撮像素子の出力信号、フアク
シミリ等の他機器からの伝送信号又は記憶装置に
格納されたデータ等が画像データとして利用され
る。

該画像データは、代表的にイエロー、マゼン
タ、シアンの３原色データYi、Mi、Ciおよび黒
データBKiから構成される。

かかる多色画像形成を行なう際は、画像データ
を第４図の色修正部門の演算処理部に入力し、例
えば下記演算式〔〕により所望の４色のデータ
を演算するようにれれる。

演算式〔１〕 Ym＝α₁Yi−β₁min〔Yi、Mi、Ci〕 Mm＝α₂Mi−β₂min〔Yi、Mi、Ci〕 Cm＝α₃Ci−β₃min〔Yi、Mi、Ci〕 BKm＝α₄BKI−β₄min〔Yi、Mi、Ci〕但しYm、Mm、Cmは演算後のデータ、Yi、
Mi、Ciは入力された画像データ、α₁，α₂，α₃，
α₄，β₁，β₂，β₃，β₄は現像条件等の外部要因に基
づく色補正係数、min〔Yi、Mi、Ci〕はイエロ
ー、マゼンタ、シアンの３原色の中の最小濃度値
をもつ色調を示している。

次に演算式〔１〕の理解のために、α₁〜α₄、β₁
〜β₄がすべて１である場合を例にとつて以下に説
明する。

今最小濃度値の色調が第５図のようにシアン
（Ci）であれば、このシアンに相当する濃度を３
原色の各々から差し引いたものを寄せ集めれば、
減色法の原理から黒成分が得られる。

この黒成分を黒データBKiに加えて第６図のよ
うに黒画像データとする。また前記３原色の各々
からシアン濃度相当分を差し引いた残りを第６図
のように３原色の画像データとする。かくして現
像時のカラーバランスの改善、トナー消費の節
約、現像操作の効率化が計られる。

前記第４図の演算処理部で色修正された４色デ
ータYm、Mm、Cm、BKmは後述する閾値マト
リツクスと比較され二値化された４色データYo、
Mo、Co、BKoが得られる。

このデータは、メモリーMy、Mm、Mc、M_BX
にストツクされるが制御部からの指令で露光系へ
と出力され、感光体上に静電荷像が形成される。
この静電荷像は、前記制御部の指令で駆動される
イエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナーをそれ
ぞれ収容した４種類の現像器によより、好ましく
は非接触で現像される。

かくして感光体上には４色のトナー像積層して
形成され、感光体とタイミングを合せて給送され
る記録紙上に転写定着されて多色像が形成され
る。

本発明に用いられる閾値マトリツクスとして
は、例えば第７図に示されるような各色分離して
分布される渦巻型マトリツクスYP，MP，CP，
BKPが用いられる。かかる閾値マトリツクス
を用いて得られるトナー像は、YD，MD，CD，
BKDで示されるようなトナードツトから構成さ
れ、かつ該ドツトの数により階調表現がなされ
る。しかも各色のドツトは互に重なることがない
ため、極めて優れたカラーバランスをもつ鮮明な
多色画像が得られる。

この場合、多色画像の階調を表現するには異色
のトナードツトがマトリツクス内で互いに形成さ
れる方式と、異色のトナードツトがマトリツクス
内でグループで形成される方式とが考えられる。

前者の方式の場合、第８図ａ，ｂにこの場合の
マトリツクスの例を示してあり、第８図ａは８×
８マトリツクスの例であり、各色は４×４のサブ
マトリツクスを交互にＹ，Ｍ，Ｃ，BKと並べた
ものからなつている。たとえば、Ｙの符号が付し
てあるところは、イエローのデータが入力された
とき閾値と比較されて、印字（第１０図の黒丸）
あるいは非印字（第１０図の白丸）が決定される
が、他の色のデータは入力されない。

第８図ｂは６×６のマトリツクスであり、各色
は規制的に配置されてはいるが第８ａ中に対応し
たBKマトリツクス中に形成されていない。

各色のトナー像を形成するサブマトリツクスの
閾値の配置は分散型あるいは集中型あるいはその
混合で用いられる。

また後者の方式の場合は、異色のトナードツト
が互いにマトリツクス内でグループでするように
形成され、各色のトナードツトの配置は分散型あ
るいは集中型あるいはその混合で用いられる。

そして、第９図ａ，ｂにはこの場合のマトリツ
クスの例を示してあり、第９図ａは８×８マトリ
ツクスであり、各色は４×４のまとまつたサブマ
トリツクスからなつている。第９図ｂは６×６マ
トリツクスであり各色は２×２のサブマトリツク
スが３つからなり、この構成は第８図ａ，ｂのマ
トリツクスと第９図ａのマトリツクスとの中間的
配置ともいうことができる。

前記したような階調表現法の外に、マトリツク
スパターン内に各色のトナードツトを分布させ、
ドツトの少なくとも一部が重なるようにした階調
表現法も利用されてよい。

この場合重なつた部分への帯電が重ならない部
分と異なるとか、像露光が前のトナードツトに遮
られて像形成体に充分到達しないため、所望の潜
像が形成されないという問題がある。本発明にお
いては、異色のドツトが互に重なる場合であつて
も、透光性の高いトナーの順に重ね合わせたり、
従来の分散型に代えて集中型のドツト構成とする
ことにより、前記弊害を軽減する外に、異色のト
ナードツトの角度を変化させてモアレの発生を防
止し、異色トナードツト間の重なりを軽減すると
ともに、視覚的にそれぞれの色調が発揮できるよ
うにするのがさらによい。

以下、前記した図面に基づき具体的に説明す
る。

第１１図は本実施例を説明する多色画像形成装
置の断面図、第１２図は第１３図の画像形成装置
に適用されるレーザ装置、第１３図は第１１図の
画像形成装置に適用される現像装置、第１７図は
画像サイズが小さい場合（Ａ−４サイズ）のタイ
ムチヤートと、そして、第１８図は画像サイズが
大きい場合（Ａ−３サイズ）のタイムチヤートを
示す。

なお、図面についての詳細は前記したために省
略するが像形成体である感光体ドラム１１は最大
Ａ−３サイズを有し、直径は140mmである。

そして、画像読取り装置の走査は像露光と同期
して行われる。この場合Ａ−４サイズ原稿時に
は、走査系は次に像形成体上の書き込み位置がも
どるまでに元の位置に復帰することができるが、
Ａ−３サイズ原稿時には、走査系は次の像形成体
上の書き込み位置がもどるまで元の位置に復帰す
るためには超高速でもどらなければならない。

これでは走査系に無理がかかり、また振動対策
も困難なものとなる。

それ故、Ａ−３サイズ原稿時には感光体ドラム
１１の回転を１回余分に行い、その間に走査系が
もどるようにし、Ａ−４サイズ原稿時には感光体
ドラム１１と走査系との回数を一致させた。そし
て以下にＡ−３サイズ原稿を用いた場合とＡ−４
サイズ原稿を用いた場合とについて説明する。

第１１図において、感光体ドラム１１は矢印方
向に線速度140mm／secで回動する径140mmのセレ
ン感光体で、該感光体１１上にはスコロトロン帯
電器１２により＋600Vの一様な電荷が付与され
る。この一様な電荷は、以下の像露光手段により
像露光されて、静電荷像が形成される。

すなわち予め記憶装置に格納されていたＡ−３
或いはＡ−４サイズのデータYi，Mi，Ci，BKi
が画像データとして第４図の色修正部門演算処理
部に入力され、ここで前記演算式〔１〕により演
算されて、色修正されたデータYm，Mm，Cm，
BKmが得られ、第７図の閾値マトリツクスと比
較されて、二値化されたデータYo，Mo，Co，
BKoが得られる。

なお、各色の閾値マトリツクスYP，MP，
CP，BKPにおいて、何も数字が示されていない
ところは、ここに相当するデータが入力されても
黒データが出力されない。すなわち、第２図の白
丸と同じように印加されない。

これらのデータは、メモリーMy，Mm，Mc，
M_BKにストツクされるが、制御部の指令により露
光系へと出力される。

本実施例では、露光系として第１２図のレーザ
装置１４が用いられ、該装置１４からのレーザ光
Ｌにより像露光されて第１の静電潜像が形成さ
れ、引き続きメモリーからのデータを像露光する
ことで感光体１１上には各色に対応する静電潜像
が形成される。

該レーザ装置１４の細部は、第１２図に示され
ていて、発信源３３から出力されたヘリウム−ネ
オンレーザは、反射鏡３７，３８を経て音響光変
調器（AOM）３４に入力され、ここで前記二値
化された画像データにより変調される。この変調
されたレーザ光は、回転八面体から成るミラース
キヤナ３５により偏光され、結像用ｆ−θレンズ
３６を通して感光体１１の表面を定速度で走査し
て像露光が行なわれる。

なお、３９はレーザ光Ｌの書き込み位置を決定
する検査器である。

前記各色に対応する静電潜像のうちイエローに
対応する静電潜像は、イエローデータにより変調
されたレーザ光の照射により形成される。該イエ
ローデータは、第７図のYPマトリツクスを用い
て二値化されたデータである。

この第１のトナー像は記録紙Ｐに転写されるこ
となく、感光体１１上に再びスコロトロン帯電器
２により＋600Vの帯電が施される。

次いで、Ａ−３サイズ原稿を用いた場合は感光
体ドラム１１が１回転した後、３回転目で、また
Ａ−４サイズ原稿を用いた場合は次の回転、すな
わち２回転目で第７図の閾値マトリツクスMPを
用いて二値化されたマゼンタデータによりレーザ
光が変調され、該変調されたレーザ光が感光体１
１上に照射されて静電潜像が形成される。

この静電潜像像は、第２の現像装置１６により
現像されて、第２のトナー像（マゼンタトナー
像）が形成され、前記と同様にして閾値マトリツ
クスCP，BKPが順次用いられ、第３現像装置１
７、第４現像装置１８により順次現像されて、第
３のトナー像（シアントナー像）、第４のトナー
像（黒トナー像）が形成され、感光体１１上に順
次積層された４色トナー像が形成される。現像に
供しない現像装置は感光体に形成されるトナー像
を損傷しないこと、不要なトナーを潜像に供給し
ないように現像のOFF時には、現像時（ON時）
の交流バイアス成分をカツトして直流バイアス成
分のみとするか、フローテイング状態とするか、
接地するか、トナーと逆極性の直流バイアスを印
加する方法があげられる。現像器を像形成体から
離間するか、さらには現像剤を現像スリーブから
除去するかの処理をする方法があげられる。

あるいはさらに上記バイアスの変更と併用する
ことがあげられる。

これら４色トナー像は、帯電器１９により帯電
され、給紙装置２０から供給された記録紙Ｐ上に
転写電極２４の作用でそれぞれ転写される。

ここで２３は給紙ローラ、２２はガイド板であ
る。

転写トナー像を担持した記録紙Ｐは、分離電極
２５により感光体１１から分離され、ガイド２６
及び搬送ベルト２７により搬送されて定着ローラ
２８に搬入され加熱定着されて排紙皿２９に排出
される。

一方、転写が終了した感光体１１は、トナー像
形成中は使用されなかつた除電器３１により除電
された後、表面に残つているトナーをトナー像形
成中は解除されていたクリーニング装置３０のブ
レード３２及びフアーブラシにより除去され、次
の多色像形成に支障のないようにされる。

次に第１１図の多色画像形成装置に用いられる
のに適した現像装置について説明する。

本発明を実施する際における現像は正転現像、
反転現像のいずれをも行うことができ、現像の方
法、条件、装置等はとくに限定されるものではな
いが、現像の際すでに形成されているトナー像を
乱すことのないよう、トナーを含む現像層が像形
成体表面に直接接触しない、スリーブ等の現像剤
搬送体上と像形成体上との間に電位差が定常的に
ないときには、前記現像剤搬送体上の現像剤層厚
現像域での現像剤層厚（以下単に現像剤層厚とい
う）が前記現像剤搬送体と像形成との間隙より小
さくなるように設定された所謂非接触現像と呼ば
れるような現像方法をとることが好ましい。現像
域には振動電界が印加されるとよく、特願昭58−
238295号及び58−238296号に記載されている条件
で印加することが好ましい。

そして、現像装置として４つの装置が用いられ
るが、これらは同一または類似の構造のものでよ
く、代表的に第１現像装置１５の断面図を第１３
図に示した。

この現像剤Ｄは６個の極数を有する磁気ロール
４１が1000r.p.mの速度で矢印Ｆ方向、径30mmの
スリーブ４２が線速度120mm／secで矢印Ｇ方向に
回転することにより、矢印Ｇ方向に搬送される。

この現像剤Ｄは二成分系現像剤であつて、搬送
途中で穂立規制ブレード４３によりその厚さが規
制され、現像域現像剤層厚0.5mm厚の現像剤層が
形成される。

現像剤溜り４４内には、現像剤Ｄの攪拌が充分
に行なわれるよう攪拌スクリユー４５が設けられ
ており、現像剤溜り４４内の現像剤Ｄが消費され
たときには、トナー供給ローラ４６が回転するこ
とにより、トナーホツパー４７からトナーＴが補
給される。

次にスリーブ４２と感光体ドラム１１の間隙は
0.8mmとされ、この間には、反転現像を行なうた
め、現像バイアスを印加すべく直流電源４８が設
けられていると共に、現像剤Ｄを現像領域Ｅで振
動させ、現像剤Ｄが感光体ドラム１１に充分に供
給されるように、交流電源４９が直流電源４８と
直列に設けられている。

なお、Ｒは保護抵抗である。

ここで前記現像バイアスは、像形成体の帯電電
位が＋600Vとすると直流成分は例えば直流成分
が＋500V、交流成分が2KHzで実効値1.5KVとさ
れる。前記現像装置１５内で、スリーブ４２によ
り搬送される現像剤中のトナーＴは、現像領域Ｅ
に到るまでに20μC／ｇの電荷量が付与される。

一方、このような機械に使用される現像剤とし
ては、トナーとキヤリアから構成される二成分現
像剤と、トナーのみからなる一成分現像剤とを用
いることができる。

二成分現像剤はキヤリアに対するトナーの量の
管理を必要とするが、トナー粒子の摩擦帯電制御
が容易に行なえるという長所がある。また、特に
磁性キヤリアと非磁性トナーで構成される二成分
現像剤では、黒色の磁性体をトナー粒子に大量に
含有させる必要がないため、磁性体による色濁り
のないカラートナーを使用することができ、鮮明
なカラー画像を形成できるなどの利点がある。

本発明で用いられる二成分現像剤はキヤリアと
して磁性キヤリアと、トナーとして非磁性トナー
とから構成されることが特に好ましい。

トナーの構成は次の通りである。

熱可塑性樹脂：結着剤 80〜90wt％例：ポリスチレン、スチレンアクリル重合体、
ポリエステル、ポリビニルプチラール、エ
ポキシ樹脂、ポリアミド樹脂ポリエチレ
ン、エチレン酢ビ共重合体などが混合使用
される。

顔料：着色材０〜15wt％例：黒：カーボンブラツクシアン：銅フタロシアニン、スルホンアミド誘
電染料イエロー：ベンジジン誘導体マゼンタ：ローダミンＢレーキ、カーミン6B
など電荷制御剤０〜5wt％プラストナー：ニグロシン系の電子供与性染料
が多く、その外アルコキシル化アミン、ア
ルキルアミド、キレート、顔料、４級アン
モニウム塩など。

マイナストナー：電子受容性の有機錯体が有効
で、その外、塩素化パラフイン、塩素化ポ
リエステル、酸基過剰のポリエステル、塩
素化銅フタロシアニンなど流動化剤例：コロイダルシリカ、疏水性シリカが代表的
であり、その他、シリコンワニス、金属石
ケン、非イオン界面活性剤などがある。

クリーニング剤感光体におけるトナーのフイルミングを防止す
る。

例：脂肪酸金属塩、表面に有機基をもつ酸化ケ
イ素酸、フツ素系界面活性剤がある。

充填剤画像の表面光沢の改良、原材料費の低減を目的
とする。

例：炭酸カルシウム、クレー、タルク、顔料な
どがある。

これらの材料のほかに、かぶりやトナー飛散を
防ぐため磁性体と含有させてもよい。

磁性体としては、０・１〜1μmの四三酸化鉄、
ｒ−酸化第二鉄、二酸化クロム、ニツケル、フエ
ライト、鉄合金粉末などが提案されているが、現
在の所、四三酸化鉄が多く使用されトナーに対し
て５〜70wt％含有される。磁性粉の種類や量に
よつてトナーの抵抗はかなり変化するが、十分な
抵抗を得るためには、磁性体量を55wt％以下に
することが好ましい。

また、カラートナーとして、鮮明な色を保つた
めには、磁性体量を30wt％以下にすることが望
ましい。

その外、圧力定着用トナーに適する樹脂として
は、約20Kg／cm程度の力で塑性変形して紙に接着
するように、ワツクス、ポリオレフイン類、エチ
レン酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ゴムな
どの粘着性樹脂などが選ばれ、またカプセルトナ
ーも用いることができる。

以上の材料を用いて、従来公知の製造方法によ
りトナーを作ることができる。

本発明の構成において、さらに好ましい画像を
得るためにこれらのトナー粒径は、解像力との関
係から通常重量平均粒径が50μm程度以下である
ことが望ましい。トナー粒径は解像力、トナー飛
散や搬送の関係から１〜50μmのものが好ましく、
特に５〜20μmのものが好ましく、また平均帯電
量が３〜300μC／ｇ、特に10〜100μC／ｇのもの
が好ましい。トナーの重量平均粒径が1μmを下ま
わるとキヤリアから離れにくくなり、20μmを超
えると画像の解像度が低下するようになる。本実
施例では４色共に重量平均粒径10μmのトナーが
用いられる。

また、繊細な点や線をあるいは諧調性をあげる
ために磁性キヤリア粒子は磁性体粒子と樹脂とか
ら成る粒子、例えば磁性粉と樹脂との樹脂分散系
や樹脂コーテイングされた磁性粒子であつても、
さらに好ましくは球形化れている。

本実施例では４色共に重量平均粒径50μmのキ
ヤリア粒子が用いられた。前記トナーおよびキヤ
リアの重量平均粒径はコールターカウンタ（コー
ルタ社製）で測定された。

また、良好な画像形成の妨げになるキヤリア粒
子のバイアス電圧特に振動電圧によつて電荷が注
入されやすくなつて像形成体面にキヤリアが付着
し易くなるという問題や、バイアス電圧が充分に
印加されなくなるという問題点を発生させないた
めに、キヤリアの抵抗率は10⁸Ωcm以上、好まし
くは10¹³Ωcm以上、さらに好ましくは10¹⁴Ωcm以
上の絶縁性のものがよく、さらにこれらの抵抗率
で、粒径が上述したものがよい。本実施例では磁
化50e・ｍ・ｕの樹脂分散型で固有抵抗が10¹⁴Ω
cm以上のキヤリアが用いられた。

また、前記キヤリアの固有抵抗は以下の測定法
により測定される。

すなわち粒子を０・50cm²の断面積を有する容器
に入れてタツピングした後、詰められた粒子上に
１Kg／cm³の荷重をかけ、荷重と底面電極との間に
1000V／cmの電界が生ずる電圧を印加し、そのと
き流れる電流値をよみとり、所定の計算を行なう
ことによつて求められる。なお、このときキヤリ
ア粒子の厚さは１mm程度とされる。

このような微粒子化されたキヤリアの製造方法
は、トナーについて述べた磁性体と熱可塑性樹脂
を用いて、磁性体の表面を樹脂で被覆するか、あ
るいは磁性体粒子を分散含有させた樹脂で粒子を
作るかして、得られた粒子を従来公知の平均粒径
選別手段で粒径選別することによつて得られる。

そして、トナーとキヤリアの攪拌性及び現像剤
の搬送性を向上させ、また、トナーの荷電制御性
を向上させてトナー粒子同志やトナー粒子とキヤ
リアを球形化することが望ましいが、球形の磁性
キヤリア粒子は、樹脂被覆キヤリア粒子では、磁
性体粒子にできるだけ球形のものを選んでそれに
樹脂の被覆処理を施すこと、磁性体微粒子分散系
のキヤリアでは、できるだけ磁性体の微粒子を用
いて、分散樹脂粒子形成後に熱風や熱水による球
形化処理を施すこと、あるいはスプレードライ法
によつて直接球形の分散樹脂粒子を形成すること
等によつて製造される。

以上の条件で階調ある４色画像を形成したとこ
ろ、高像力で階調性に優れ、カラーバランスのよ
い鮮明な画像が得られた。また文字及び線画等に
おいても鮮明な記録が得られた。

次に入力系を有するカラー画像形成システムの
概要を第１５図により説明する。

CPUからの制御信号により記録装置、ドツト
パターンメモリおよび像形成プロセスが制御駆動
され、例えば第１６図の露光系（ランプ２、ミラ
ー６ａ，６ｂ，６ｃ）の移動に伴ないカラースキ
ヤナの一種であるCCDイメージセンサ４が原稿
の横方向のＢ（ブルー）、Ｇ（グリーン）、Ｒ（レツ
ド）の色情報を読み取り、アナログビデオ信号を
出力する。

この信号はＡ／Ｄ変換後色情報および光学系等
による歪を除去するためシエイデイング補正がな
され、カツバツフアメモリーに一時的に入力され
て各Ｂ，Ｇ，Ｒを同一画像位置に対応させる。次
いで該バツフアメモリからのＢ，Ｇ，Ｒ信号はＹ
（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）に補色
変換され、かつ階調補正がなされた後、Ｙ，Ｍ，
Ｃの各データから黒成分の抽出（UCR）を行な
い、有彩色成分と無彩色成分とに分離する。

ここで有彩色成分であるＹ，Ｍ，Ｃが色修正さ
れ、かつ黒成分（BK）と共に階調補正された
後、パターンジエネレータ（PG）に入力される。
ここでは前述のようなデイザ法に基づくデイザ処
理を行なつてデジタルドツトパターン信号に変化
され、第１に書き込みが行なわれるＹドツトパタ
ーン信号は第４図の場合と異なりページメモリに
格納されることなく、バツフアとして必要なライ
ンメモリーを介して記録装置へと出力され、読み
取りとほぼ同期して書き込みおよび像形成が行な
われる。次に同様にして読みとりとほぼ同期して
Ｍドツトパターン、Ｃドツトパターン、BKドツ
トパターン等が書き込みタイミングに合わせて合
せて順次とり出される。

上記のようにシステムの概要が構成されてい
る。そしてこれによつて走査系の復帰のために必
要な時間に対応する周長の部分を短くすることが
できる。

第１７図にはＡ−４サイズの原稿の場合のタイ
ムチヤートが示されていて、図においてハイレブ
ルでは各手段が駆動されているとを示す。EY₂，
EM₂，EC₂，EB₂はそれぞれRA₁，RA₂，RA₃，
RA₄で読み取つたイエロー、マゼンタ、シアン、
黒の情報を像露光によつて書き込むタイミングで
この各情報はDY₂、DM₂、DC₂、DB₂のタイミン
グでイエロー、マゼンタ、シアン、黒の現像が現
像器１５，１６，１７，１８によつて行なわれ
る。

また、第１８図にはＡ−３サイズの原稿の場合
のタイムチヤートが示されていて、図においてハ
イレベルでは各手段が駆動である。そして、第１
７図と同様にEY₂，EM₂，EC₂，EB₂はそれぞれ
RA₁，RA₂，RA₃，RA₄で読取つたイエロー、マ
ゼンタ、シアン、黒の情報を像露光で書き込むタ
イミングで、この各情報はタイミングDY₂，
DM₂，DC₂，DB₂によつて現像器１５，１６，１
７，１８でイエロー、マゼンタ、シアン、黒の現
像が行なわれる。なお、いずれのタイムチヤート
に示すものにあつても１度にされる多色カラー像
作像プロセスである。

したがつて、第１７図および第１８図に示すタ
イムチヤートのようにＡ−４サイズ原稿の場合は
感光体ドラムの１回転ごとに１回の画像読取り走
査および像露光を行い、またＡ−３サイズ原稿の
場合は感光体ドラムが画像読取り走査および像露
光を行つた次の回転時に光学系の復動を行わせ、
すなわち感光体ドラムの２回転ごとに１回の画像
読取り走査および像露光を行うようにし、画像サ
イズに応じて像形成体上の重ね合わせプロセスを
変化させることにより、像形成体の周長を短くし
て装置全体を小型とすることができる。

〔発明の効果〕

この発明は前記のように構成したことにより、
形成される画像サイズに応じて像形成体の回転数
を変化させるので、画像サイズに応じてプリント
に要する時間を変化させることができて、プリン
ト作業を短時間で行うことができ、又装置全体を
小型とすることができるというすぐれた効果を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像形成方法の原理を示す図、第２図
および第３図は濃度分布と閾値群とパターンとの
関係を示す図、第４図は色修正部門の演算処理部
を示す図、第５図および第６図は濃度値を示す
図、第７図、第８図ａ，ｂおよび第９図ａ，ｂは
マトリツクスを示す図、第１０図はパターンを示
す図、第１１図は多色画像形成装置を示す概略
図、第１２図はレーザ装置を示す概略図、第１３
図は現像装置を示す概略図、第１４図は多色画像
形成装置を示す概略図、第１５図はカラー画像シ
ステムの概要を示す図、第１６図は露光系を示す
図、第１７図および第１８図はタイムチヤートを
示し、第１７図はＡ−４サイズ原稿を用いた場
合、第１８図はＡ−３サイズ原稿を用いた場合で
ある。１……原稿台、２……露光ランプ、３……レン
ズ、４……CCDイメージセンサー、６ａ，６ｂ，
６ｃ……ミラー、７……自動原稿送り装置、８…
…排紙装置、１１，５１……像形成体、１２，５
２……スコロトロン帯電器、１４，５３，５７，
６１……露光器、１５，１６，１７，１８，５
４，５８，６２……現像器、２４，６６……転写
極、２５，６７……分離極、４８……直流バイア
ス電源、４９……交流バイアス電源、Ｔ……トナ
ー、Ｄ……現像剤、Ｐ……記録紙、Yi，Mi，Ci，
BKi……外部メモリーからのデータ、Ym，Mm，
Cm，BKm……演算処理部での色修正後のデー
タ、Yo，Mo，Co，BKo……二値化データ、
My，Mm，Mc，M_BK……各色データメモリーの
画像データ。

Claims

【特許請求の範囲】１像形成体上に相異なる特定色のトナー像を重
ね合わせて多色画像を形成する多色画像形成装置
であつて、前記像形成体上に形成する画像サイズが前記像
形成体の１回転毎に前記像形成体上に相異なる特
定色のトナー像を重ね合わせて多色画像を形成で
きる小さな画像サイズであるか、前記像形成体の
１回転毎に前記像形成体上に相異なる特定色のト
ナー像を重ね合わせて多色画像を形成できない大
きな画像サイズであるかに応じて、画像形成プロ
セスを変更する手段を有し、前記画像形成プロセスを変更する手段は前記小
さな画像サイズの場合には前記像形成体の１回転
毎に前記像形成体上に相異なる特定色のトナー像
を重ね合わせて多色画像を形成し、前記大きな画
像サイズの場合には前記像形成体の２回転毎に前
記像形成体上に相異なる特定色のトナー像を重ね
合わせて多色画像を形成することを特徴とする多
色画像形成装置。２各特定色毎に画像読取走査と同期してトナー
像の形成を行うことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の多色画像形成装置。