JPH068525A - 多色画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光体上に順次色トナー像を形成し、このト
ナー像を一括して転写材に転写する装置の画質を向上さ
せるものである。 【構成】 上記一括して転写する系で、感光体上にドッ
ト状の像露光をする際、このドットの径を後工程の像露
光ほど小さくすることで解決する。更に、各工程の露光
量を先に形成したトナー像のトナー量に応じて増やす方
向に調整する。 【効果】 後工程における潜像が、鮮明に形成できるた
め、後工程で形成するトナー像の劣化が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感光体上に順次色トナー
像を形成し、これを一括して転写材に転写し、多色画像
を形成する装置に関するもので、複写機やプリンタに適
用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年検討されている、上記多色像形成装
置のプロセス図の一例を図２に示す。

【０００３】図の装置は、電子写真感光体である像形成
体１上に帯電器２によって一様に帯電を施し、特定の色
の画像信号に基づく像露光Ｌ１を行なって潜像を形成
し、この潜像を特定の色に対応する色トナーにより現像
するという工程を予め設定された複数の色の各色毎に所
定の順序で繰り返し、像形成体１上に多色トナー像を形
成し、これを転写材Ｐに一括転写を行ない、定着器（図
示せず）を通過させることにより多色画像を得られる装
置である（その動作の詳細は実施例の説明で詳しく説明
する）。

【０００４】上記多色像形成装置は、像形成体上におい
て、多色トナー像を形成するという特徴から、現像方法
としては先に像形成体上に形成されたトナー像が、後の
異なる色の現像の際に破壊されたり、異なる色のトナー
が収納されている現像器３１〜３４内に混入されないこ
とが必要となるため、像形成体に対して非接触の現像方
法が必要となる。なおこのような多色画像形成装置の像
露光の光源としては、半導体レーザを用いて静電潜像を
形成するものが代表的である。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】上記の如き多色像
形成方法を行なう装置では、先に像形成体上に形成され
たトナー像の上に潜像、現像を繰り返して行ない、トナ
ー像を重ね合わせていくため、上に重ねたトナー像ほど
薄くなる傾向にあり、色再現性が悪くなる現象や、トナ
ー像上に文字やラインを現像する場合に、文字やライン
がぼやけてしまい、濃度が薄くなってしまうという傾向
がみられる。

【０００６】これらの原因を図３及び図５を用いて説明
する。

【０００７】まず、トナー像を重ねた場合、上のトナー
像が薄くなる傾向となる現象について、図３を用いて説
明する。

【０００８】図３はこのような装置において、多色像が
形成される過程の像形成体の表面電位の変化を示す図で
ある。図中においては、説明のために極性は正（＋）と
する。以下順次説明する。

【０００９】：像形成体は帯電器２により一様な帯電
が施されて、一定の正の表面電位Ｅとなる。

【００１０】：半導体レーザー等の露光源１０より第
１の像露光が与えられ、露光部の電位がＥ′に低下す
る。

【００１１】：このようにして形成された静電潜像を
未露光部の表面電位Ｅに近い正のバイアスを印加された
現像器３１が現像する。その結果、正帯電のトナーが相
対的に電位の低い露光部に付着し第１のトナー像を形成
する。

【００１２】：この工程において、前露光ランプ８等
によって除電を行なうことにより、トナー電荷による電
位Ｔ₁ だけトナー付着部の電荷が高くなる。この工程は
未露光部が過剰帯電されるのを防ぐために行なうもので
ある。

【００１３】：次に第１のトナー像が形成された像形
成体表面は、帯電器２により再帯電が施され、その結
果、トナーの有無にかかわらず、ほぼ均一な表面電位Ｅ
となる。このときトナー像上から再帯電を行なうための
トナーの電荷量は上昇し、トナー電位（トナー電荷によ
る電位）も高く（Ｔ₁ →Ｔ₁ ′）なる。

【００１４】このため、像形成体上の表面電位Ｅが均一
であったとしても光導電層表面（トナー層の下）におけ
る電位はトナー電位Ｔ₁ ′分だけ低くなりＥ−Ｔ₁ ′と
なる。

【００１５】：この像形成体の表面に第２の像露光を
第１の像露光の光量と同等において施したとすると、第
１のトナー像の上から像露光を行なうと光導電層表面に
おける電位がＥ−Ｔ₁ ′と低いことと、トナー層によっ
て像露光光量が減衰されるために、像形成体の表面電位
は露光部においてＥ″となり、トナーがない場合よりも
高くなる。

【００１６】：ここで前記工程と同様にして、第１
のトナーとは異なる色の正帯電トナーの現像が行なわ
れ、多重トナー像が形成される。しかし、工程のよう
に同露光量の像露光において、第１のトナー像と第２の
トナー像を重ね合わせても、第２のトナー像のための潜
像コントラストの方が小さくなってしまい、第２のトナ
ー像の方がトナーの付着量が少なくなることがわかる。

【００１７】：この後、除電を行ないさらに第３、第
４のトナー像を重ねようとするとこの現象はさらに顕著
になることがわかっている。

【００１８】以上のように、２色目以降のトナー像が、
その下のトナー像の厚さと比較して薄くなってしまう現
象に対して、前の色までの現像トナー量に対応して、像
露光量を強めるという光量補正が考えられる。但し、像
露光量補正を行なう場合、ポリゴンミラーの回転ムラ等
により露光時に位置ズレが生じてしまうと、図４のよう
に、トナーがある部分においては適正に補正できたとし
ても、トナーがない部分においては、適正値よりも濃度
が高くなってしまう。そのような現象をともなうと、グ
レー等の中間調の微妙な再現が大変困難であった。

【００１９】次に、予めあるトナー像上に文字やライン
等をさらに現像して加える場合、これら後から加える像
がぼやけてしまう現象について図５を用いて説明する。

【００２０】図５（ａ）のように像形成体上にトナーが
ない場合、ドット潜像を行なうと、図５（ｂ）のような
潜像が形成できる。それに対して、図５（ｃ）のよう
に、像形成体上に予めトナーが存在する場合、同様の像
露光方法でドット潜像を形成すると、図５（ｄ）のよう
に、先の図５（ｂ）に比較して不鮮明もしくは粗い潜像
になってしまう。

【００２１】このように予め存在するトナー像上に新た
に潜像を形成すると、トナーがまったく存在しない場合
に比べて、潜像が鮮明に形成できないため、現像された
文字やライン等がぼやけてしまうといった現象が発生す
る。

【００２２】本発明の目的は、上記問題を解決し、色ト
ナー像を重ね合わせて一括して転写材に転写して形成す
る多色画像の画質を高めるものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、電子写真感光体に色トナー像を重ねて形成し、そ
の後、転写材に一度に転写することで多色画像を形成す
る多色画像形成装置であって、上記感光体に色トナー像
を形成するのに用いる光情報照射手段の光が、ドット状
の光を感光体に照射することが可能であって、各色トナ
ー像を形成する際に、後に行う光情報の照射径が先に行
った照射径よりも小さくなるよう設定したものである。

【００２４】

【実施例】

（実施例１）図２は、本発明を実施する多色像形成装置
のプロセス図である。この多色像形成装置は、画像デー
タ形成装置、画像記憶装置、画像読取り装置、画像処理
装置、画像表示装置など様々な形態の画像データ出力装
置から転送される画像データに基づいて、ハードコピー
を作成するプリンターである。図中、先の説明で述べら
れていない部材として、３１〜３４はイエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックのそれぞれ現像器、４は転写用コ
ロナ放電器、５は残留トナーを除去するクリーニング
器、６はレーザ走査部、８は前露光ランプを示してい
る。

【００２５】ここで、本実施例において使用したレーザ
走査部について図１を用いて説明する。

【００２６】このレーザ走査部１００によりレーザ光を
走査する場合には、まず入力された画像信号に基づき発
光信号発生器１０１により固体レーザ素子１０２を所定
タイミングで明減させる。そして固体レーザ素子１０２
から放射されたレーザ光は、コリメータレンズ系１０３
により略平行な光束に変換され、さらに矢印ｂ方向に回
転するポリゴンミラー１０４により矢印ｃ₀ 方向に走査
されると共に、ｆθレンズ群１０５ａ、１０５ｂ、１０
５ｃにより感光ドラム等の被走査面１０６にスポット状
に結像される。

【００２７】このようなレーザ光の走査により被走査面
１０６上には、画像−走査分の露光分布が形成され、さ
らに各走査毎に被走査面１０６を前記走査方向とは垂直
に所定量だけスクロールさせれば、該被走査面１０６上
に画像信号に応じた露光分布が得られる。

【００２８】ここで、本実施例においては、コリメータ
レンズ系１０３とポリゴンミラーの間に設けられた補正
用レンズ１０７をレーザ発振方向前・後に動かすことに
よりレーザスポット径を変化させた。スポットを変化さ
せる際にレンズを用いたのは、スポットを変化させるこ
とにより像露光量が変化するのを抑えるためである。

【００２９】本実施例においては、８ビットのレーザパ
ワー値［Ａ］を補正することにより［０〜２５５］、レ
ーザ素子を流れる電流を制御し、レーザ出力値の補正を
行なった。本実施例において使用した半導体レーザのレ
ーザ素子を流れる電流値と露光強度の関係は、図のよ
うである（新たに加えた図）。また、補正する際にはス
キャナー部で得られた信号値から像形成体上の各色トナ
ー量を予測し、トナーによる潜像コントラストのズレを
トナー量に対応してレーザ出力値を強めることにより抑
えた。

【００３０】このように、像形成体上のトナー量に対応
した補正を行なった結果、潜像形成において、像形成体
上にトナーが付着しているか、付着していないかにかか
わらず、同等の潜像コントラストを確保できるようにな
った。

【００３１】本実施例においては、上記補正を適正に行
ない、さらにトナー層上から潜像を形成する際の潜像を
鮮明にし、細線等を再現することを目的として、各色に
対応する工程毎に後になるほど順次スポット径を小さく
していった。

【００３２】なお、スポット径を絞る手段としては、図
１の補正用レンズ１０７をレーザ発振方向前・後に動か
すことにより行なった。本実施例においては、このよう
なレーザ走査部を用いて４画素×４画素のディザ法によ
り１７階調の出力を行なった。よって画素単位において
は、２値の書き込みとなっている。

【００３３】ここで、図

【００３４】

【外１】 （新たに加えた図）は、今回行なった露光量補正につい
て示した図である。

【００３５】図中において、○，×は、前色段階後にお
いて各色のトナーがある場合が○、ない場合が×であ
り、図中のようにレーザ素子の電流値を変化させること
によって露光量補正を行なった。

【００３６】本実施例について、図２を用いて順次説明
すると、まず、コロナ帯電器２によって、像形成体１上
を一様に帯電する。次にイエロー成分の記録データに従
った像露光をスポット径が約８０μｍになるように補正
用レンズ１０７によって制御して行なった。このように
して形成された像形成体１の静電潜像をイエロートナー
が収容された現像器３１によって現像する。

【００３７】トナー像が形成された像形成体１は、一度
前露光ランプ８によって除電された後、コロナ帯電器２
によって再び帯電され、その後マゼンタ成分の記録デー
タに対して前工程におけるイエロー成分のトナーのあり
なしに対応して、図

【００３８】

【外２】 のように（新たに加えた図）像露光出力を強めるといっ
た補正を行なった後、像露光のスポット径が像形成体上
において、約６０μｍになるように、補正用レンズ１０
７を制御してマゼンタ色の静電潜像を形成した。このマ
ゼンタの静電潜像に対して、マゼンタ現像器３２により
現像し、トナー像を形成した。

【００３９】以下、シアンについては、イエロー，マゼ
ンタ露光時にビデオ信号を検知したりして、イエロー，
マゼンタのトナーのありなしに対応して、図

【００４０】

【外３】 のように像露光量補正を行なった後に、スポット径を約
５０μｍとさらに絞り、像露光を行ない、シアン現像器
３３で現像し、さらにブラックについては同様にイエロ
ー，マゼンタ，シアンのトナーのありなしに対応して、
図

【００４１】

【外４】 のように像露光量補正を行ない、スポット径を約４０μ
ｍまで絞って像露光を行ない、ブラック現像器３４によ
って、ブラックトナーを現像した。

【００４２】このようにして、イエロー，マゼンタ，シ
アン，ブラックの４色のトナーを重ね合わせることによ
り、フルカラー画像と像形成体１上に形成した後、転写
放電器４によって普通紙等の転写材に一括して転写し、
さらに定着器に転写材を通過させることによって、トナ
ー像を熱によって融解し、定着する。

【００４３】このように、各色の工程毎後になるほどス
ポット径を絞ることにより、先に形成されたトナー像よ
りも、像露光のスポット径の方が小さくなるため、ポリ
ゴンミラーの回転ムラ等による微少な位置ズレがあって
も像露光量の補正を適正に行なうことができ、色再現性
は格段に向上した。さらに、トナー層上への細線の再現
性もスポット径を絞るためシャープな潜像が形成できる
ため大きく向上した。

【００４４】（実施例２）上記実施例１においては、半
導体レーザを用いて４画素×４画素のディザ法によって
像露光を行なったが、本実施例においてはパルス幅変調
（ＰＷＭ）回路を用い、１画素当たりの露光時間を変化
させることにより良好な諧調の再生を得た。

【００４５】以下、パルス幅変調法を用いた本発明の実
施例を、図６の回路図に従って以下説明する。

【００４６】図６はパルス幅変調（ＰＷＭ）回路の一例
を示す回路ブロック図、図７はＰＷＭ回路の動作を示す
タイミングチャートである。

【００４７】図６において、４０１は８ビットのデジタ
ル画像信号をラッチするＴＴＬラッチ回路、４０２はＴ
ＴＬ論理レベルを高速ＥＣＬ論理レベルに変換するレベ
ル変換器、４０３はＥＣＬ論理レベルをアナログ信号に
変換するＤ／Ａコンバーターである。４０４はＰＷＭ信
号を発生するＥＣＬコンパレータ、４０５はＥＣＬ論理
レベルをＴＴＬ論理レベルに変換するレベル変換器であ
る。４０６はクロック信号２ｆを発生するクロック発振
器、４０７はクロック信号２ｆに同期して略理想的三角
波信号を発生する三角波発生器、４０８はクロック信号
２ｆを１／２分周して画素クロック信号ｆを作成してい
る１／２分周器である。これによりクロック信号２ｆは
画素クロック信号ｆの２倍の周期を有していることにな
る。なお、回路を高速動作させるために、随所にＥＣＬ
論理回路を配している。

【００４８】かかる構成からなる回路の動作を、図７の
タイミングチャートを参照して説明する。信号ａはクロ
ック信号２ｆ、信号ｂはその２倍周期の画素クロック信
号ｆを示しており、図示の如く画素信号と関係付けてあ
る。また三角波発生器４０７内部においても、三角波信
号のデューティ比を５０％に保つため、クロック信号２
ｆを一旦１／２分周してから三角波信号ｃを発生させて
いる。さらに、この三角波信号ｃはＥＣＬレベル（０〜
−１Ｖ）に変換されて三角波信号ｄになる。

【００４９】一方、画像信号はＯＯＨ（白）〜ＦＦＨ
（黒）まで２５６階調レベルで変化する。なお、記号
“Ｈ”は１６進数表示を示している。そして、画像信号
ｅは幾つかの画像信号値について、それらをＤ／Ａ変換
したＥＴＬ電圧レベルを示している。例えば、第１画素
は黒画素レベルのＦＦＨ、第２画素は中間調レベルの８
０Ｈ、第３画素は中間調レベルの４０Ｈ、第４画素は中
間調レベルの２０Ｈの各電圧を示している。コンパレー
タ４０４は三角波信号ｄと画像信号ｅを比較することに
より、形成すべき画素濃度に応じたパルス幅Ｔ，ｔ₂ ，
ｔ₃ ，ｔ₄ 等のＰＷＭ信号を発生する。そしてこのＰＷ
Ｍ信号は０Ｖまたは５ＶのＴＴＬレベルに変換されてＰ
ＷＭ信号ｆになり、レーザドライバ回路５００に入力さ
れる。

【００５０】このようにして得られたＰＷＭ信号値に対
応して１画素当たりの露光時間を変化させることによ
り、１画素で２５６階調の得られる。また、各画素毎に
諧調を得ることができるため、ＰＷＭ方式はディザ法等
に比べ解像度が高くなる。しかし、解像度が高くなる分
だけトナーによる潜像の不鮮明化の影響は大きくなり、
細線のぼやけや色再現性の劣化等の現象が起こりやすく
なってしまう。

【００５１】このような現象に対し、本発明のように各
色の現像工程毎に、後の現像工程ほど光情報の照射スポ
ット径を小さくすることにより、良好な結果を得ること
ができた。

【００５２】ここで、ＰＷＭ方式で像露光を行なう場合
の露光量補正方法について説明する。

【００５３】ＰＷＭ方式のような多値記録方式の露光量
補正を行なう場合、実施例１で説明したような、２値記
録方式の場合のような、単純に各色トナーのありなしに
対応した補正ではなく、各色トナーの量に対応した露光
量補正が必要となる。

【００５４】本実施例で使用するトナーはポリエステル
系、粒径８μｍトナーであり、像露光光源には波長７８
０ｎｍの半導体レーザ６を用いる。この粒径８μｍトナ
ーのマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色トナ
ーのレーザ透過率を測定したものが図１１である。この
データの測定方法は、像形成体１近傍におけるレーザー
スポット光を透明フィルムに透過させセンサーで測った
ものを１００［％］とした場合に、透明フィルム上に未
定着トナーをのせた場合の透過率が何［％］になるかを
調べたものである。

【００５５】このトナー量とレーザ透過率との関係につ
いて各色のトナーにおける近似式を作ると、トナー量を
Ｘ、最大トナー量をＸｍａｘ＝２５５（２５６階調のレ
ーザＰＷＭ露光により像露光を行なった。）とした場合
のレーザ透過率Ｆ（Ｘ）［％］は以下のように表せる。 イエローＦｙ（Ｘｙ）＝４．９×１０^-4×Ｘ² −２．７×１０^-1×Ｘ＋１００… （１） マゼンタＦｍ（Ｘｍ）＝４．４×１０^-4×Ｘ² −２．７×１０^-1×Ｘ＋１００… （２） シアンＦｃ（Ｘｃ）＝４．３×１０^-4×Ｘ² −３．４×１０^-1×Ｘ＋１００…（ ３） ブラックＦｂｋ（Ｘｂｋ）＝５．９×１０^-4×Ｘ² −４．０×１０^-1×Ｘ＋１０ ０…（４）

【００５６】以上のように、露光量補正を行なう際に
は、各色のトナー量に対応した光量減衰に対する補正が
必要となる。

【００５７】さらに、露光量補正を行う際には、光量減
衰の影響の他にトナーが電荷を保持しているため、トナ
ー電位による影響も考慮しなければならない。

【００５８】以下、トナー電位の影響について説明す
る。

【００５９】トナー量とトナー電荷による電位（接地さ
れた像形成体、即ち接地された感光体ドラム上にトナー
をのせた状態で再帯電、前露光を行った後の表面電位。
以下、トナー電位と呼ぶ）の関係を測定したものが図１
２である。本実施例において使用したトナーの、帯電回
数とトナー電位の関係は図１３に示す通りである。図１
３に示すようにポリエステル系のトナーを用いた場合、
コロナ帯電器のグリッドバイアス５００Ｖ〜７００Ｖに
おいて、１回の再帯電によってトナー電位は飽和し、ほ
ぼ一定であった。そこで、本実施例における補正におい
ては、図に示すように、トナー量に対して一義的にトナ
ー電位が決まるものとした。ちなみに、本実施例におい
ては、各色トナーによるトナー電位の違いは見られなか
った。

【００６０】次に、このトナー電位による影響を調べる
ため、トナーによる遮光の影響を取り除くことを目的と
して、導電性基体が透明な像形成体を用いて、この像形
成体の内側からＬＥＤアレイによって像露光を行う背面
露光方法によって実験を行った。トナー電位１００Ｖ
（一点鎖線Ｄで示す）に相当するだけの量のトナーを像
形成体にのせた場合の表面電位減衰カーブ（帯電電位７
００Ｖ）が図１６のカーブ（Ｃ）である。そして、トナ
ーをのせない場合の表面電位減衰カーブ（帯電電位７０
０Ｖ）が図１６のカーブ（Ｂ）である。このカーブ
（Ｃ）と（Ｂ）のズレが、トナー電位による影響であ
る。

【００６１】ここで、このズレの原因として以下のこと
が考察される。トナーが像形成体にある場合には表面電
位がトナーのない部分と同様に７００Ｖであったとして
も、光導電層表面においてはトナー電位分だけ低く６０
０Ｖであると考えられる。そのため、トナーを像形成体
にのせた場合の表面電位減衰カーブ（帯電電位７００
Ｖ）は、上記カーブ（Ｃ）のように、像形成体の表面電
位減衰カーブ（帯電電位６００Ｖ）（Ｃ′）にトナー電
位１００Ｖ（Ｄ）を加えたものとなる。このように、た
とえトナーによる遮光がなくても、トナー電荷が存在す
る限り、トナーのある部分とない部分において表面電位
減衰カーブのズレが生じてしまう。

【００６２】上記の実験においては、トナーによる遮光
の影響をなくすため、透明な導電性基体を使った像形成
体を用いたが、今度は通常使われているアルミ基板のＯ
ＰＣ像形成体を用い、半導体レーザにより像露光を行っ
た。この場合の表面電位減衰カーブを図１７に示す。図
１７において、トナー電位が１００Ｖになるだけの量の
トナーを像形成体にのせた場合の表面電位減衰カーブ
（帯電電位７００Ｖ）が図１７のカーブ（Ａ）である。
そして、トナーをのせない場合の表面電位減衰カーブ
（帯電電位７００Ｖ）が図１７のカーブ（Ｂ）である。
ここで、トナー電位が１００Ｖのときの、光導電層上に
おける表面電位減衰カーブ（帯電電位６００Ｖ）は
（Ｃ′）であり、これにトナー電位分１００Ｖ（Ｄ）を
加えてやることにより、トナーによる光量減衰がない場
合（トナー電位による影響のみの場合）の表面電位減衰
カーブ（帯電電位７００Ｖ）は図１７の（Ｃ）となるこ
とが分かる。この図１７において、（Ａ）−（Ｃ）（カ
ーブ（Ａ）からカーブ（Ｂ）を引いたもの）が光量減衰
分であり、同様に、（Ｃ）−（Ｂ）がトナー電位の影響
によるズレの部分である。

【００６３】以上の説明から明白なように、像形成体上
にトナー像があり、その上から潜像形成を行う場合、光
量減衰による影響とトナー電位による影響について補正
を行う必要がある。

【００６４】以下、本実施例について説明する。

【００６５】図１９に示すように、まず、図２の装置の
リーダー部１０において、プリントすべき画像を例えば
ＣＣＤセンサによって読み取り、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分の信号
に分解してアナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）
に送り、デジタル信号に変換する。そして、このＲ、
Ｇ、Ｂ成分のデジタル信号を、画像処理部において公知
の技術の画像処理を行って、イエロー成分、マゼンタ成
分、シアン成分、ブラック成分に各画素ごとに分解す
る。このようにして得られたイエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックのＰＷＭ信号値「０〜２５５」Ｐ_Y 、Ｐ
_M 、Ｐ_C 、Ｐ_BKがリーダー部１０から毎スキャン時出力
されてくる。

【００６６】そこでまず、光量減衰に対する補正項につ
いて説明する。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック
のトナー量（ＰＷＭ信号値で示す）「０〜２５５」をそ
れぞれＰ_Y 、Ｐ_M 、Ｐ_C 、Ｐ_BKとすると、図１４から、
レーザ透過率（％）はＦ（Ｐ_Y ）、Ｆ（Ｐ_M ）、Ｆ（Ｐ
_C ）、Ｆ（Ｐ_BK）というように、トナー量の関数で表せ
る。本実施例において使用した光量減衰に対する補正項
は、まず、イエローの潜像時には、像形成体１上にトナ
ーは存在しないため補正項は１となる。次に、マゼンタ
の潜像時には、像形成体１上にイエローのトナーがのっ
ているため補正項はＧ（Ｐ_Y ）となる（ここで、Ｇ
（Ｐ）＝１００／Ｆ（Ｐ）（図１５参照）とした）。そ
して、シアンの潜像時には、イエロトナーと、マゼンタ
トナーの重ね合わせの上からの露光になるため、補正項
はＧ（Ｐ_Y ）×Ｇ（Ｐ_M ）となる。最後に、ブラックの
潜像時には、マゼンタトナーとイエロートナーとシアン
トナーの重ね合わせの上からの露光になるため、補正項
はＧ（Ｐ_Y ）×Ｇ（Ｐ_M ）×Ｇ（Ｐ_C ）となる。

【００６７】次に、トナー電位に対する補正項の求め方
について説明する。トナー電位よるズレは、前記の通り
図１７のカーブ（Ｃ）から（Ｂ）を引いたもの（（Ｃ）
−（Ｂ））である。このズレを補正するためには、リー
ダー部１０からの出力信号値Ｐ_Y 、Ｐ_M 、Ｐ_C 、Ｐ_BKに
補正項Ｋ（Ｐ）（ただし、Ｋ（Ｐ）≧１であり、Ｐは前
色分までの入力信号値の累積値を示している）を掛ける
必要がある。ここで、この補正項Ｋ（Ｐ）は、今回の実
験条件においては、図１８に示すようなトナー電位Ｄ
（Ｐ）に対する関数となっている。これを、各色時にお
ける補正項で表すと、イエロー潜像時は１、マゼンタ潜
像時はＫ（Ｐ_Y ）、シアン潜像時にはＫ（Ｐ_Y ＋Ｐ
_M ）、ブラック潜像時はＫ（Ｐ_Y ＋Ｐ_M ＋Ｐ_C ）とな
る。トナー電位に対してこのような補正を加えることに
よって、トナー電位による図１７の（Ｃ）−（Ｂ）のよ
うなズレは本実施例ではほぼなくすことができた。

【００６８】このようにして求められた光量減衰に対す
る補正項Ｇ（Ｐ）及びトナー電位に対する補正項Ｋ
（Ｐ）を用いて、実際にイエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックの順で色重ねを行った。

【００６９】本実施例においては、８ビットのレーザパ
ワー値を補正することにより、レーザ素子に流れる電流
値を変化させて像露光の露光強度の補正を行った。ま
た、本実施例においても、前述したようにして求められ
た、光量減衰に対する補正項Ｇ（Ｐ）及びトナー電位に
対する補正項Ｋ（Ｐ）を用いて、実際にイエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラックの順で色重ねを行って多色画像
を形成した。現像方法としては非接触現像法を用い、前
段階に形成したトナー像のかき取りが起こらないように
した。

【００７０】次に、レーザ出力値をＢ（ｍＷ）、レーザ
パワー値をＡ「０〜２５５」とすると、本実施例で使用
した半導体レーザ６は図９に示すような出力特性を有し
ており、これを式で表すとＢ＝０．０５（Ａ−１６０）
という関係になっている。従って、像形成体上のトナー
像に起因する光量減衰及びトナー電位の影響に対する補
正は以下のようにして行った。

【００７１】補正後のレーザパワー値をＡ″、補正後の
レーザ出力値をＢ″（ｍＷ）とすると、光量減衰に対す
るＧ（Ｐ）とトナー電位に対する補正項Ｋ（Ｐ）とを掛
け合わせたＧ（Ｐ）×Ｋ（Ｐ）を補正項として用いた場
合、 Ｂ″＝Ｇ（Ｐ）×Ｋ（Ｐ）×Ｂ であるためにレーザパワー値の補正式は Ａ″＝Ｇ（Ｐ）×Ｋ（Ｐ）×（Ａ−１６０）＋１６０ と表せる。

【００７２】本実施例においては、レーザパワー値を各
画素毎に次のように補正した。 １色目イエロー潜像時 Ａ″_Y ＝Ａ ２色目マゼンタ潜像時 Ａ″_M ＝ＩＮＴ［Ｇ（Ｐ_Y ）×Ｋ（Ｐ_Y ）×（Ａ−１６０）＋１６０］ ３色目シアン潜像時 Ａ″_C ＝ＩＮＴ［Ｇ（Ｐ_Y ）×Ｇ（Ｐ_M ）×Ｋ（Ｐ_Y ＋Ｐ_M ）×（Ａ−１６０ ）＋１６０］ ４色目ブラック潜像時 Ａ″_BK＝ＩＮＴ［Ｇ（Ｐ_Y ）×Ｇ（Ｐ_M ）×Ｇ（Ｐ_C ）×Ｋ（Ｐ_Y ＋Ｐ_M ＋Ｐ _C ）×（Ａ−１６０）＋１６０］ ここで、ＩＮＴとは［ ］内で一番小さな整数を表す記
号であり、整数化を行った理由はレーザパワー値が整数
である必要があるためである。

【００７３】本実施例では補正前のレーザパワー値を１
８０（露光強度を約１ｍＷ）と仮に設定したため、上記
補正式は次のように表せる。 １色目イエロー潜像時 Ａ″_Y ＝１８０ ２色目マゼンタ潜像時 Ａ″_M ＝ＩＮＴ［Ｇ（Ｐ_Y ）×Ｋ（Ｐ_Y ）×２０＋１６０］ ３色目シアン潜像時 Ａ″_C ＝ＩＮＴ［Ｇ（Ｐ_Y ）×Ｇ（Ｐ_M ）×Ｋ（Ｐ_Y ＋Ｐ_M ）×２０＋１６０ ］ ４色目ブラック潜像時 Ａ″_BK＝ＩＮＴ［Ｇ（Ｐ_Y ）×Ｇ（Ｐ_M ）×Ｇ（Ｐ_C ）×Ｋ（Ｐ_Y ＋Ｐ_M ＋Ｐ _C ）×２０＋１６０］

【００７４】ここで、以上のような露光量補正も考慮し
て行った第２の実施例について再び図１と図２を用いて
順次説明する。

【００７５】まず、コロナ帯電器２によって像形成体１
上を一様に帯電する。次にイエロー成分の記録データに
従った像露光をレーザパワー値を１８０（露光強度約１
ｍＷ）に設定し、更にスポッチ径が約８０μｍになるよ
うに補正用レンズ１０７を制御して行った。

【００７６】このようにして形成された静電潜像をイエ
ロートナーが収容された現像器３１によって現像する。
トナー像が形成された像形成体１は、一度前露光ランプ
８によって除電された後、コロナ帯電器２によって再び
帯電される。その後、マゼンタ成分の記録データに対し
て前工程におけるイエロー成分のトナー量に対応してレ
ーザパワー値ＡをＩＮＴ［Ｇ（Ｐ_Y ）×Ｋ（Ｐ_Y ）×２
０＋１６０］と設定し、像露光出力を強めるといった補
正を行った後、像露光のスポット径が像形成体上におい
て、約５０μｍになるように補正用レンズ１０７を制御
して、マゼンタの静電潜像を形成した。このマゼンタの
静電潜像に対して、マゼンタ現像器３２により現像しト
ナー像を形成した。

【００７７】以下、シアンについては上記同様にイエロ
ー、マゼンタのトナー量に対応したレーザパワー値Ａを
ＩＮＴ［Ｇ（Ｐ_Y ）×Ｇ（Ｐ_M ）×Ｋ（Ｐ_Y ＋Ｐ_M ）×
２０＋１６０］と設定することにより像露光量補正を行
った後に、スポット径を約４０μｍとさらに絞って像露
光を行い、シアン現像器３３によって現像し、更にブラ
ックについては、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー
量に対応してレーザパワー値ＡをＩＮＴ［Ｇ（Ｐ_Y ）×
Ｇ（Ｐ_M ）×Ｇ（Ｐ_C ）×Ｋ（Ｐ_Y ＋Ｐ_M ＋Ｐ_C ）×２
０＋１６０］と設定することにより像露光量補正を行
い、スポット径を約３５μｍまで絞って像露光を行い、
ブラック現像器３４によってブラックトナーを現像し
た。

【００７８】このようにして、イエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックの４色のトナーを重ね合わせることによ
りフルカラー画像を像形成体１上において形成した後、
転写放電器４によって転写材に一括して転写して多色画
像を形成する。

【００７９】このように、各色の工程毎後になるほどス
ポット径を絞ることにより、上記同様、潜像をシャープ
にできるため、トナー上への細線の再現性や色再現性が
格段に向上した。

【００８０】実施例３ 図８は、本発明の第３の実施例に用いた、多色画像形成
装置の説明図である。上記実施例１，２においては、１
つのレーザ走査部を用いて、帯電→露光→現像の一連の
工程を像形成体を４回転させることにより、４回繰り返
して行い多色画像を形成したのであるが、本実施例にお
いては、各色に対応するレーザ走査部を４つ装備し、像
形成体が１回転する間に、帯電→露光→現像の工程を４
回行って多色画像を形成する。

【００８１】本実施例においては、４つの独立したレー
ザ走査部を有しているため、各色工程時のスポット径を
順次かえるために補正用レンズを動かす必要がなく、各
レーザ走査部において、各色工程順に予めスポット径を
小さく設定し固定することができるので、制御しやすい
構成となる。

【００８２】本実施例においては、書き込み方法とし
て、上記実施例１と同様に４×４のディザ法にて行っ
た。以下、図８にもとづいて一連の動作について簡単に
説明する。

【００８３】まず、前露光ランプ８によって像形成体１
上を均一に除電する。その後、コロナ帯電器２により一
様に帯電する。次にスポット径を約８０μｍに設定した
イエローのレーザ走査部より像露光を行う。そして、こ
のようにして形成された静電潜像をイエロートナーが収
容された現像器３１によって現像する。イエローのトナ
ー像が形成された像形成体１は、さらにコロナ帯電器２
によって帯電された後、スポット径を約６０μｍに設定
したマゼンタのレーザ走査部よりイエローのトナー像に
対応して実施例１と同様の設定で像露光出力を強める補
正を行った後、露光しマゼンタの静電潜像を形成した。
そして、マゼンタ現像器３２によってトナー像を形成し
た。

【００８４】以下、シアン成分、ブラック成分について
スポット径を約５０μｍ、約４０μｍと順次絞り、さら
に前工程までのトナー像に対する像露光量補正を実施例
１と同様に行って、上記同様の工程を繰り返し、各色ト
ナー像を形成した。このようにして、フルカラー画像を
像形成体１上において形成した後、転写手段４によって
紙等の転写材に一括転写し、さらに定着器に転写材を通
過させることで、トナー像を熱によって融解し定着す
る。

【００８５】このように各色の工程毎後になるほど、ス
ポット径を絞ることにより、先に形成されたトナー像よ
りも像露光のスポット径の方が小さくなるため、ポリゴ
ンミラーの回転ムラ等による微少な位置ズレがあって
も、像露光量の補正を適正に行うことができ、色再現性
は格段に向上した。更に、トナー層上への細線の再現性
もスポット径を絞るためのシャープな潜像が形成できる
ため大きく向上した。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多色像形
成方法においては、像形成体上に潜像を形成する像露光
のスポット径をスポット径制御手段により、各色に対応
する工程毎に後になる程順次小さくしていくため、トナ
ー像上においても潜像がシャープになり細線や文字等が
再現できるようになる。さらに潜像が２値の場合には、
微小な位置ズレがあっても、像露光のスポット径がトナ
ー像よりも小さいため、像露光量の補正を適正に行うこ
とができる。この効果は、ＰＷＭ等の多値の場合にも良
い結果として表われる。このように本発明によれば、色
再現性及び細線の再現性が格段に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施する像露光装置の構成図。

【図２】本発明方法を実施した実施例１・２の多色像形
成装置の概要図。

【図３】像形成過程における表面電位の変化を示す図。

【図４】像露光時に位置ズレが起こった際の説明図。

【図５】スポット径を変化させた場合の潜像形成の説明
図。

【図６】パルス幅変調回路の一例を示す回路ブロック
図。

【図７】ＰＷＭ回路の動作を示すタイミングチャート。

【図８】本発明の他の実施例の多色像形成装置の概要
図。

【図９】本発明の第１・２・３の実施例で使用された半
導体レーザの出力特性を示す図。

【図１０】本発明の第１・３の実施例において行った露
光量補正について示した図。

【図１１】トナー量と透過光量の関係を示す図。

【図１２】トナー量とトナー電位の関係を表した図。

【図１３】トナーの帯電回数とトナー電位の関係を表し
た図。

【図１４】トナー量とレーザ透過率の関係を表した図。

【図１５】トナー量と透過光量補正比の関係を表した
図。

【図１６】像担持体の内面から像露光を行ったときの像
担持体上の電位の減衰状態を示す図。

【図１７】通常のＯＰＣ感光体ドラムにおける電位減衰
状態を示す図。

【図１８】トナー量（積算値）とトナー電位補正比の関
係を表した図。

【図１９】本発明の多色画像形成装置に使用されたリー
ダー部の一例を示す回路構成図。

【符号の説明】

１ 像形成体 ３１〜３４ 現像器 ４ 転写用帯電器 ６ レーザ走査部 ９ 補正手段 １００ レーザ走査部 １０１ 発光信号発生器 １０２ 固体レーザ素子 １０３ コリメータレンズ系 １０４ ポリゴンミラー １０５ ｆθレンズ群 １０６ 被走査面 １０７ 補正用レンズ １０８ スポット径制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/04 １１６ 9122−2Ｈ Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３ Ｃ 9186−5Ｃ 1/29 Ｇ 9186−5Ｃ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真感光体に色トナー像を重ねて形
   成し、その後、転写材に一度に転写することで多色画像
   を形成する多色画像形成装置において、 上記感光体に色トナー像を形成するのに用いる光情報照
   射手段の光が、ドット状の光を感光体に照射することが
   可能であって、各色トナー像を形成する際に、後に行う
   光情報の照射径が先に行った照射径よりも小さいことを
   特徴とする多色画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記光情報の照射径
   は、光路中に設けたレンズ系の変位により行なう多色画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、光情報の照射量を行
   に行なうものが先に行なうものよりも、付着しているト
   ナー量に応じて多くした多色画像形成装置。