JPH07107614B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカラーの原稿を色分解し、分解した光画像に対
応して形成された潜像を、各色のトナーにて現像し、該
トナー像を重ね合わせてカラー画像を形成してなるカラ
ー画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、電子写真装置としての静電転写形複写機では、
イエロー、マゼンダ、及びシアンの各色のカラー現像剤
を使用して、原稿画像（以下、原画という）の色の再現
を行うフルカラー複写機が実用化されている。このフル
カラー複写機では、複写される原画の大半が、ベタ部、
或いはハーフトーン部であり、このようなベタ部やハー
フトーン部を原画に忠実な色や濃度で複写できることが
要求されている。このため、白地に黒で描かれた文字等
の線画を原画とする白黒複写機に比べて、フルカラー複
写機では、濃度変化に対する忠実性、すなわち、階調性
を重視した画像処理を行うことで、特に上記ハーフトー
ン部の再現性を向上し、これにより、カラー原画により
忠実な複写画像を形成するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のようなフルカラー複写機では、カ
ラー原画の中に描かれている黒の文字等の線画が不鮮明
になり易いという問題がある。つまり、上記のようなフ
ルカラー複写機では、黒の色は、前記イエロー、マゼン
ダ、シアンの３種類のカラー現像剤の濃度が厳密にバラ
ンスすることで再現される。しかしながら、実際には、
この濃度バランスとなるように制御して黒を再現するこ
とは極めて困難であり、通常、赤い黒や青い黒等として
幾分かの色相を有する黒色として識別される。このため
に、原画に比べて、文字等の黒色の線画の鮮明さに欠け
るものとなっている。また、前記の階調性向上のため
に、例えば原画からの反射光を、スリット状の特殊スク
リーンを透過させて感光体に入射させるような処理が行
われるが、この場合、文字等の線画はドットの連なり像
として再現されるため、これによっても鮮明さが低下す
るものとなっている。

本発明の目的は、カラー画像の黒成分をより鮮明に再現
できるように、該黒成分を抽出するための光学走査を行
い、フルカラー画像の再現性を向上するためのカラー画
像形成装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述の目的を達成するために、 カラーの原稿に対応するカラー画像を形成するためのカ
ラー画像形成装置において、 上記原稿からの反射光を色分解する手段を備え、該色分
解手段を介して原稿からの反射光による色分解された光
画像を形成する色分解光学走査、該走査とは別に上記原
稿の黒成分の画像を抽出するために上記露光面に原稿か
らの反射光による光画像を形成する黒画像光学走査を行
う光学走査制御手段と、 上記黒画像光学走査時に黒成分の画像を抽出するために
上記光源の光量を増加させる光量制御手段と、 均一に帯電される感光体を有し、該感光体表面に上記光
学走査制御手段にて形成される各光画像に対応する潜像
を形成する手段と、 上記色分解光学走査に対応して形成される各色の潜像
を、該色に応じたカラートナーで現像するカラー現像
槽、および黒成分光学走査に対応して形成される潜像を
黒トナーで現像する黒現像槽を備える現像装置と、 上記現像装置にて現像された各カラートナー像及び黒ト
ナー像を重ね合わせてカラー画像を再現してなる再現手
段と、を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明のカラー画像形成装置によれば、カラーの原稿を
光学的に走査する際に、色分解するための光学走査と別
に、黒成分を抽出するための黒画像光学走査が行われ
る。この黒画像光学走査時に、光源の光量を増加させる
ことから、原稿のカラー画像の中から一定濃度を越える
黒成分が抽出される。

ここで本発明の上述したようなカラーの原稿の光学走査
を行うことで、その光学走査にて得られる光画像に対応
した潜像が感光体表面に形成される。この時、各色を抽
出するために色分解する走査と黒を抽出する走査を行う
ことで、それぞれに対応した潜像が形成され、この潜像
が各カラートナー及び黒トナーにて現像され、これらが
重ね合わされることで、カラー画像が形成される。その
結果、文字等の黒画像については鮮明な画像が得られ
る。また、黒成分を含まないカラー画像については、黒
成分が除去された形で黒トナーが重ならず、黒トナーに
よる濁り等が生じる画質低下を制御できる。

また、請求項第２項記載のフルカラー複写機の構成によ
れば、補正フィルタを原画から感光体への光の入射経路
上に位置させて、黒色複写画像が形成される。つまり、
感光体における分光感度や、原画に光を照射する光源に
おける波長毎のエネルギ分布等は、通常均一なものでは
なく、このため、前記設定濃度よりも濃い画像領域とし
て抽出されるカラー画像領域が原画内に存在する場合
に、例えば赤側と青側とで抽出される原画の濃度レベル
に差を生じてしまう。この状態で黒の現像剤が重ね合わ
されると、赤側と青側とのバランスが原画とは異なる複
写画像が形成される。そこで、上記のように、感光体の
分光感度や光源のエネルギ分布等に対する補正フィルタ
を設けることによって、赤側と青側とでほぼ同一の原画
濃度レベルを基準として黒の現像剤の重ね合わせが行わ
れる。これにより、カラー画像に対するバランスが原画
により忠実な複写画像が形成される。

〔実施例〕

本発明のカラー画像形成装置についてカラー複写機を例
に第１図ないし第８図に基づいて説明すれば、以下の通
りである。

本実施例に係るフルカラー複写機は、第１図に示すよう
に、上面に透明な原稿載置台１を有しており、この原稿
載置台１の下方には、露光光学系２が配設されている。
この露光光学系２は、原稿載置台１上に載置される原稿
３に光を照射する２つの光源ランプ2a・2a′と、原稿３
からの反射光を、例えば一点鎖線で示すように、ベルト
状の感光体４上に導く複数の反射鏡2b…と、光路上に配
設された結像レンズ2c、及び三原色（赤・緑・青）の色
フィルタを有する色分解フィルタ2dとを備えている。さ
らに、感光体４に近接する位置に階調性向上用特殊スク
リーン５が配設されており、この特殊スクリーン５は上
記光路内への挿入位置と、図中破線で示す離脱位置との
位置の切換えが可能なように設けられている。第１図に
おいて一点破線で示す上部が、原稿３からの反射光を均
一帯電される感光体４表面である受光面に露光させるた
めに原稿３を光学的に走査する画像走査装置であり、原
稿載置台１及び露光光学系２から構成されている。

また、露光光学系２の下方には、４つの現像槽６〜９
と、上記したベルト状の感光体４と、サイズ別の２個の
給紙カセット11・12とが設けられている。さらに、感光
体４の出紙方向側には、ベルト状の中間転写体13、搬送
ベルト14、及び定着装置15がこの順に配設されている。

上記感光体４は、第１及び第２ローラ16・17により回転
駆動されるようになっている。この感光体４の外周に
は、上記露光光学系２からの反射光が照射される側の第
１ローラ16の近傍位置に、感光体４を帯電させる帯電チ
ャージャ18が配設されている。この帯電チャージャ18、
感光体４及び上記露光光学系２を介して形成される光画
像により感光体４表面にその光画像に対応した潜像が形
成され、これらが潜像形成手段を構成する。また、帯電
チャージャ18の近傍における感光体４の下方には、感光
体４上に残留するトナーを除去するクリーニング装置19
が配設されている。

また、感光体４の上方における中央部付近に、感光体４
と非接触の状態で、前記した現像槽６〜９が配設されて
おり、３つのカラー現像槽６〜８には、イエロー、マゼ
ンダ、及びシアン色の各カラー現像剤が、また、黒色現
像槽９には、カーボンブラック等の黒色の顔料を含む現
像剤がそれぞれ収容されている。

一方、前記中間転写体13は、三つのローラ21・22・23に
より回転駆動されるようになっている。この中間転写体
13の一側面には、感光体４の前記第２ローラ17側が圧接
されており、この感光体４が圧接された部位における中
間転写体13の背面側に転写チャージャ24が、また、中間
転写体13の下面側に転写チャージャ25及び分離チャージ
ャ26がそれぞれ配置されている。

なお、図示してはいないが、上記フルカラー複写機に
は、複写画像形成制御手段としてマイクロコンピュータ
等を内蔵する制御装置がさらに設けられ、また、この制
御装置からの指令に応じて、前記光源ランプ2a・2a′へ
の印加電圧を制御するランプ光量制御装置（高濃度画像
抽出手段）、前記色分解フィルタ2dにおける各色フィル
タ、及び後述する補正フィルタのいずれかを前期光路上
に位置させるフィルタ設定作動装置（フィルタ選択手
段）が設けられている。

次に、上記制御装置によって制御されるフルカラー複写
機の動作について説明する。

まず、原稿載置台１上に載置された原稿３に光源ランプ
2a・2a′からの光を照射しながら、上記カラー画像を有
した原稿３からの反射光を、各色に色分解するためのス
キャンが３回行われる。このスキャンは、色分解のため
の光学走査であり、これにより、原稿３からの反射鏡2b
…を介する反射光は、色分解フィルタ2dにより、赤・緑
・青の色成分別に順次分解される。そして、各スキャン
毎の色成分別の光が、帯電チャージャ18にて均一に帯電
された感光体４に照射され、感光体４が露光される。こ
れにより、感光体４には、原稿３の画像に対応した色成
分別の静電潜像が順番に形成される。なお、青色光に対
応する潜像を得るスキャン操作時には、感光体４におけ
る青色光に対する感度が他の色よりも低いことから、上
記二本の光源ランプ2a・2a′が同時に点灯される。

上記の各静電潜像は、色分解フィルタ2dにおける各色フ
ィルタの補色であるイエロー、マゼンダ、およびシアン
の各色の現像剤を有するカラー現像槽６〜８との対向部
において、各現像剤でそれぞれ現像されて可視化され、
トナー像となる。これらの各色成分別のトナー像は、転
写チャージャ24にて中間転写体13へ順番に転写される。
こうして各色成分別のトナー像が順次重ねられること
で、フルカラートナー像が形成される。

そして、上記実施例においては、上記のフルカラートナ
ー像の上に、さらに、原稿３の黒画像に対応する像を重
ねる処理が行われる。つまり、再度、原稿載置台１上に
載置された原稿３を光源ランプ2a・2a′で照射しながら
スキャンを行い、反射鏡2b…にて結像レンズ2c及び色分
解フィルタ2dを透過した光により、帯電チャージャ18に
て再度均一に帯電された感光体４に静電潜像が形成され
る。このときのスキャンは、原稿３の画像の中から黒成
分を抽出するための黒画像の光学走査であり、色分解フ
ィルタ2d内では、前記フィルタ設定作動装置により、後
述する補正フィルタが光路上に位置するようにセットさ
れる。この補正フィルタの機能については後で説明する
が、可視域における全波長にわたる光が透過するように
なっている。この結果、上記静電潜像は、原稿３におけ
る白黒濃度に対応する像、さらに詳細には、所定の原稿
濃度以上の画像や線に対応する静電潜像が形成されるよ
うになっているが、その詳細についても、後で説明す
る。

上記における潜像は、黒の現像剤を有する黒色現像槽９
内の現像剤で現像されて可視化された後、転写シャージ
ャ24にて、前述のフルカラー画像の載っている中間転写
体13へ転写される。これにより、中間転写体13上には、
イエロー、マゼンダ、シアンに、さらに、黒色成分のト
ナー像が重ねられる。

次いで、上記中間転写体13上のトナー像は、給紙カセッ
ト11・12の一方から給紙された転写紙27が、中間転写体
13の下面に密着させられたときに、転写チャージャー25
により、上記転写紙27に転写される。上述したように感
光体４表面に順次形成されたトナー画像は、中間転写体
13に一時重ねられた状態で転写される。そして、この転
写された重ねられた画像が、転写紙27に最終的に転写さ
れる。上記中間転写体13への重ね合わされる転写または
転写紙27に転写される構成が、形成された画像を重ね合
わせてカラー画像を再現する再現手段である。26により
中間転写体13から転写紙27が分離されると共に、搬送ベ
ルト14を経て定着装置15へ送られて、転写紙27に転写し
た画像が定着され、フルカラー複写画像として形成され
る。

以上のように、上記実施例においては、フルカラートナ
ー像に黒のトナー像を重ねる処理が行われるが、これに
よりフルカラー画像内における黒の文字等の線画の鮮明
さが向上する。すなわち、フルカラートナー像におい
て、イエロー、マゼンダ、シアンの各カラー現像剤がバ
ランスすることで形成されている黒色領域に、さらに黒
の現像剤そのものを重ねることで、上記のような黒文字
等の線画が、より鮮明に再生されることとなる。

そして、この場合に、原画におけるカラー領域にも黒の
現像剤が不必要に重なると全体の画質が低下することと
なるので、上記のような黒の現像剤の重なり領域は、黒
文字等の線画領域にほぼ限定されるように、上記実施例
においては、黒の画像形成時に、前記ランプ光量制御装
置により、原画への光源ランプ2a・2a′からの照射光の
光量を増大させる制御が行われる。これにより、原画に
おける黒以外のカラー領域からの反射光の強度が増加す
る結果、感光体４においてカラー領域の電位は、非現像
の電位まで低下する。この結果、黒文字等の線画領域に
ほぼ限定された抽出領域に対応した静電潜像が感光体４
上に形成される。なお、光量を大幅に大きくした場合、
光学系の迷光により、細い黒文字等に対しても電位低下
を生じてしまう。したがって、上記実施例においては、
上記黒画像の成分を抽出するためのスキャン（光学走
査）が、上述したようにカラー画像を色分解スキャンと
は別に行われる。この走査制御は上述した制御装置によ
りカラー画像を得る動作に応じて制御される。そのた
め、上記黒成分の抽出のためのスキャン時、例えば、第
２図に示すように、白を０、黒を2.0とする濃度表示に
おいて、原稿の白黒濃度0.6以下の原画領域に対する画
像の再生が生じないようなレベルに、光源ランプ2a・2
a′の光量が設定される。これにより、一般に印刷で使
用されるイエロー、マゼンダ、シアン、ブルー、グリー
ン、レッドの各単色のインキより描かれたカラー画像領
域には不必要に黒トナーが重ならず、かつ、文字等の黒
の線画に黒トナーが付着し良好なグラフィック画像が得
られる。

さらに、上記のように、光源ランプ2a・2a′の光量を増
加させる操作においても、カラー画像領域から黒文字等
の線画のみに完全に限定された画像を抽出することは困
難であり、濃度の濃いカラー領域にも、ある程度、黒の
現像剤の重なりが生じるものとなる。この場合に、色相
の異なる領域間でのバランス、例えば、赤側と青側とで
原画におけるバランス状態が極力維持されるように、前
記したように、黒画像を得るときのスキャン時には、色
分解フィルタ2dで、補正フィルタがセットされる。

つまり、上記色分解フィルタ2dでは、三原色（赤・緑・
青）の色フィルタのいずれも透過させないことで、原稿
３の濃度に応じた白黒画像を形成することができる。し
かしながら、感光体４の分光感度や、光源ランプ2a・2
a′の分光エネルギー分布には、可視域での各波長毎の
固有のばらつきが存在する。例えば感光体４は、その材
質等に起因して、例えば第５図に示すような分光感度特
性を有しており、また、原稿を照射する光源も、その中
に封入されているガス、及び印加する電圧により、例え
ば第６図のようなエネルギー輻射特性を有している。こ
れらのことから、各波長間での補正を実施しないと、例
えば赤側と青側とでの各濃度の濃いカラー領域に対し
て、異なる濃度レベルで黒現像剤の重ね合わせを生じ
て、原画に対し、バランスの異なるカラー複写画像が形
成されてしまう。

そこで、上記実施例においては、原稿３が、第７図に示
すように、モノトーン（可視域での反射が均一）である
場合に、各波長での感光体４上の電位がほぼ同一となる
ような分光透過特性を有する補正フィルタが色分解フィ
ルタ2dにセットされる。すなわち、〔感光体４の分光感
度〕×〔光源ランプ2a・2a′の分光エネルギー分布〕×
〔補正フィルタの分光透過率〕が、可視域での波長範囲
にわたったほぼ一定となるような補正フィルターがセッ
トされ、上記の場合には、例えば第８図に示すような分
光透過率特性を有する補正フィルタが用いられる。これ
により、原画内に濃度の濃いカラー画像漁期が存在する
場合にも、バランスのとれたフルカラー複写画像を得る
ことができる。なお、上記のような補正フィルタを用い
ることで、短波長のエネルギーが少なくなるため、前記
イエロー画像作成時と同様に、黒画像作成時には、光源
ランプ2a・2a′は同時点灯とする。

第２図には、原稿濃度の変化に対するコピー濃度の再現
性、すなわち、階調性に関するテスト結果の一例を示し
ており、同図中、（Ｂ）・（Ｃ）は、黒の重ね合わせを
行わない従来の複写プロセスによる階調性のテスト結果
であって、（Ｂ）は、前記した階調性向上用特殊スクリ
ーン５を用いた場合、（Ｃ）は、上記階調性向上用特殊
スクリーン５を用いない場合をそれぞれ示している。こ
の階調性向上用特殊スクリーン５は、第３図（ａ）のよ
うに、幅50〜60μｍのスリットが、１インチ当たり100
〜133本設けられた構成となっている。そして、第３図
（ｂ）のように、感光体４上に、1.0〜1.8mmの隙間をあ
けてセットされる上記階調性向上用特殊スクリーン５を
通して、原稿３からの反射光を感光体４に照射すること
により、第２図のように、理想カーブ（図中、Ｄ）に近
い階調性の向上したコピー画像が得られる。しかしなが
ら、これら（Ｂ）・（Ｃ）のいずれにおいても、原稿濃
度が1.0程度以上では、コピー濃度に変化を生じないも
のとなっており、したがって、黒色側の階調性を出し得
なくなっている。そこで、上記実施例のように、黒色の
重ね合わせをすることで、上記（Ｂ）・（Ｃ）に、さら
に、（Ａ）の特性が重なることにより、黒色が鮮明に再
現されることとなる。この場合、前記のように、黒の現
像剤に顔料として添加されているカーボンブラックは、
非常に隠蔽力が強く、理想の黒色である。このため、フ
ルカラーのイエロー、マゼンダ、シアンで再現されてい
る線画の上に、少量の黒現像剤の付着であっても、充分
にキレの良い線画が再現される。そして、原稿濃度0.6
以下の領域にはこの黒色現像剤は付着しないように制御
され、これによりカラー画像領域の画質の低下は抑えら
れる。このように、文字等が鮮明なカラー画像が得られ
ることにより、文字等の再現が重要視される事務用等に
好適な複写機として構成することができる。

また、前記のように、階調性向上用特殊スクリーン５を
用いた階調性重視のスクリーン法での画像は、第４図
（ａ）に示す原画での文字に対して、第４図（ｂ）のよ
うにドット状となり、これによっても鮮明さの低下を生
じるものとなっている。そこで、このような階調性向上
処理と併せて上記黒色画像の重ね合わせを行うことで、
カラー画像と黒文字との両者がより鮮明な複写画像を得
ることができる。

なお、上記のような黒の重ね合わせを行うか否かを利用
者が選択するモード切換スイッチを設け、また、スクリ
ーン法によるか否かのモード選択との組合せを選択し得
るようにすることで、多用途に適合する複写機構成とな
る。また上記実施例においては、原稿の白黒濃度0.6以
下が再現しないレベルで黒画像を形成するために、ラン
プ光量を変化させたが、これは、電圧を印加して感光体
４に黒色現像剤を付着させる際の現像バイアスを変化さ
せる構成等とすることもできる。

〔発明の効果〕

本発明のカラー画像形成装置によれば、色分解のための
光学走査とは別にカラー画像のなかから黒成分を抽出す
るための光学走査を行っており、この際に光源の光量を
増加するといった簡単な手法により、一定濃度を越える
画像を黒として抽出することができる。

また、上述のようなカラー及び黒の画像走査を行うこと
で、黒成分の画像を色分解によって形成せれたカラー画
像に重ね合わせた場合、黒成分の画像をカラー画像とは
別に鮮明に形成できるだけでなく、カラー成分の領域に
黒トナーが混在して黒色による濁りを形成するような画
質の低下を、簡単な手法により抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図はフルカラー複写機の構成を示す側面側から見た
模式図である。 第２図は黒画像形成、フルカラー画像形成、階調性向上
処理を行った場合のフルカラー画像形成時の各階調性テ
スト結果の一例を示すグラフである。 第３図（ａ）は階調性向上用特殊スクリーンの斜視図で
ある。 第３図（ｂ）は上記階調性向上用特殊スクリーンを用い
るときの作像方式の説明図である。 第４図（ａ）（ｂ）は上記の階調性向上処理を行った場
合に得られる複写画像の説明図であって、同図（ａ）は
原稿文字、同図（ｂ）は上記原稿文字に対する複写画像
である。 第５図はOPC（有機光導電体）より成る感光体の分光感
度を示すグラフである。 第６図は光源ランプとして用いられるハロゲンランプの
分光エネルギ分布を示すグラフである。 第７図はモノトーン原稿における分光反射率を示すグラ
フである。 第８図は黒画像形成時に用いられる補正フィルターの分
光透過率の一例を示すグラフである。 2a・2a′は光源ランプ、2dは色分解フィルタ、４は感光
体、６〜８はカラー現像槽、９は黒色現像槽である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永山 勝浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 上村 太介 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 宮本 剛 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−50170（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−48669（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−161975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−220072（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラーの原稿に対応するカラー画像を形成
   するためのカラー画像形成装置において、 上記原稿からの反射光を色分解する手段を備え、該色分
   解手段を介して原稿からの反射光による色分解された光
   画像を形成する色分解光学走査、該走査とは別に上記原
   稿の黒成分の画像を抽出するために上記露光面に原稿か
   らの反射光による光画像を形成する黒画像光学走査を行
   う光学走査制御手段と、 上記黒画像光学走査時に黒成分の画像を抽出するために
   上記光源の光量を増加させる光量制御手段と 均一に帯電される感光体を有し、該感光体表面に上記光
   学走査制御手段にて形成される各光画像に対応する潜像
   を形成する手段と、 上記色分解光学走査に対応して形成される各色の潜像
   を、該色に応じたカラートナーで現像するカラー現像
   槽、および黒成分光学走査に対応して形成される潜像を
   黒トナーで現像する黒現像槽を備える現像装置と、 上記現像装置にて現像された各カラートナー像及び黒ト
   ナー像を重ね合わせてカラー画像を再現してなる再現手
   段と、 を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。