JPS61223857A

JPS61223857A - 多色画像形成装置

Info

Publication number: JPS61223857A
Application number: JP6632285A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 羽根田　哲; Hisafumi Shoji; 尚史庄司; Hiroshi Fuma; 宏史夫馬
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1986-10-04
Also published as: JPH0552941B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、色分解フィルタを介して得られるブルー、グリ
ーン、レッ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っては、■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せて現
像しく像が重なるのであってトナーは重なっても重なら
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図のフローチャー
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っている。

ＰＨは感光体の露光部、ＤＡは感光体の非露光部、ＤＵ
Ｐ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・液晶シャッター・ＬＥＤ等の
露光源による第１回目の像露光により露光部ＲＨ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。

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ように背景
部を隙間な（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、磁気ヘッドによ
り磁気潜像を形成する方法等が本発明者によって提案さ
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
分布によって＊４ｇｌ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
法やディ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
階調をもっている。２ａは、前記原稿１ａのマトリック
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
ＭＸＮの閾値濃度マトリックス３ａと前記標本２ａとの
比較により二硫化されたパターンである。

第３図に示されるディザ法は、１画素を１画素に変換す
る方法である。原稿１ｂはＭＸＮ画素毎の濃度マトリッ
クスに分割される。２ｂは該原稿１ｂの濃度マトリック
スに対応した闇値処理のための標本、３ｂは該標本２ｂ
に対応するＭＸＮの閾値濃度マトリックス、４ｂは該闇
値濃度マトリックス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、
ディ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
ードツトがマトリッ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。

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っ
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５
２．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５日が配列され、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ｓｏ、ｇ光器６
１．現像器６２が配列されている。従って感光体５１の
１サイクルによって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１．６７は分離極、６８は定着装置、７
０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、現像プロセスユニットを３組必要とするために装
置の大型化、コストアップとなる。

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多色トナー像
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
あって、第１１図は多色画像形成装置の構成図、第１２
図は第１．１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１４が用い
られ、該装置１４からのレーザ光り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１
５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（、感光体１
１上に再びスコロトロン帯電器１２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（焦眉された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２
４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に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
１９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２９に排出される。

一方、転写が終了した感光体１１は、トナー除電された
後、表面に残っ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
ァ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
形成される画像サイズが大きくても、小さくても同じプ
リント速度になってしまう。

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ってしまうと
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〕

この発明は、画像１単位の画像の大きさに応じて像形成
体の回転数を変化させることのできる多色画像形成装置
であって、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、オフィスで
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
あるいはコピャとして用いる場合、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、パッチの作成部分や、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４２０鶴であり、実際
に必要とされる像形成体の周長は４２０鰭＋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、したがって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、ファクシミリ等の他機
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ＹｉＳＭｉ、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
（１）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＝α、Ｙｉ−β、ｍｉ　ｎ　（Ｙｉ、ＭｉＳＣｉ）
Ｍｍ＝αｚＭｉ−β、ｍｉｎ　（ＹｉＳＭｉ、Ｃｉ）Ｃ
ｍ＝α３Ｃ４−β、ｍｉｎ　（Ｙｉ、Ｍｉｓ　Ｃｉ）但
しＹｍ、Ｍｍ、Ｃｍは演算後のデータ、Ｙｉ、ＭＬ　Ｃ
ｉは入力された画像データ、α１、αｆ１α３、α６、
β３、β２、β８、β４は現像条件等の外部要因に基づ
く色補正係数、ｍ１ｎ（Ｙｉ、ＭｉＳＣｉ）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って以下に説明する
。

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
、ＭｍＳＣｍ、ＢＫｍは後述する閾値マトリックスと比
較され二値化された４色データＹｏ、Ｍｏ、Ｃｏ、ＢＫ
ｏが得られる。

このデータは、メモリーＭｙＳＭｍＳＭＣ％Ｍ■にスト
ッ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
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ックスとしては、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
マトリックスＹＰ、ＭＰ。

ＣＰ、ＢＫＰが用いられる。

かかる闇値マトリッ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
ドツトがマトリッ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ッ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
マトリッ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のサブマトリッ
クスを交互にＹ、ＭＳＣ，ＢＫと並べたものからなって
いる。たとえば、Ｙの符号が付しであるところは、イエ
ローのデータが入力されたとき闇値と比較されて、印字
（第１０図の黒丸）あるいは非印字（第１０図の白れな
い。

第８図（ｂ）は６×６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８（ａ）中に対応したＢＫマ
トリッ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ックスの闇値の配
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
マトリックス内でグループでするよに形成され、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ッ
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のまとまったサブマトリック
スからなっている。第９図（ｂ）は６×６マトリソクス
であり各色は２×２のサブマトリックスが３つからなり
、この構成は第リフ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、マトリックスパター
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。

この場合型なっ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
っても、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）のタイムチャート、そして、第１８図は画
像サイズが大きい場合（Ａ−３サイズ）のタイムチャー
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１４０ｍ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に元の
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１１０　ｔ＊／　ｓ　ｅ　ｃで回動する径１４０鶴の
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条。

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／７１　
襠Ｖ　ｋｎ　ｆｉｌ　ｍ　ｌ：’　　λ　９１六り、−
、”　　７　　ＭｆｔｎｌＦＡ沼Ｘｄ〔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図の闇値マトリック
スと比較されて、二値化されたデータＹｏ、Ｍｏ、ＣＯ
％　Ｂ　Ｋ　ｏが得られる。

なお、各色の閾値マトリックス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％Ｍ　ｍ　−、Ｍ　ｃ
　ｓＭ□にストックされるが、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からのレーザ光りにより像露光
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をへて音響光変調器（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
スキャナ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はレーザ光りの書き込み位置を決定する検査
器である。

該イエローデータは、第７図のＹＰマトリックスを用い
て二硫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（、
感光体ｌｌ上に再びスコロトロン帯電器２により＋６０
０■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
の閾値マトリックスＭＰを用いて二値化されたマゼンタ
データによリ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ックスＣＰ、ＢＫＰが順次
用いられ、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。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
分をカットして直流バイアス成分のみとするか、フロー
ティング状態とするか、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２゛６及び搬送ベル
ト２７により搬送さて定着ローラ２８に搬入され加熱定
着されて排紙皿２９に排出される。

像形成中は使用されなかった除電器３１により除電され
た後、表面に残っ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
ァ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。

〔以下、余白〕

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（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５Ｂ−２３８
２９６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（、代表的に第
１現像装置１５の断面図を第１３図に示した。

この現像剤りは６個の極数を有する磁気ロール４１が１
００Ｏｒ、ｐ、ｍの速度で矢印Ｆ方向、径３０ｍのスリ
ーブ４２が線速度１２０ｍ／　ｓ　ｅ　ｃ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。

この現像剤りは二成分系現像剤であって、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０．５＋ｍ厚の現像剤層が形成される。

現像剤溜り４４内には、現像剤りの攪拌が十分に行なわ
れるよう攪拌スクリュー４５が設けられており、現像剤
溜り４４内の現像剤り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、トナーホッパー４
７からトナーＴが補給される。

次にスリーブ４２と感光体トラム１１の間隙は０．８ｍ
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
、現像剤りを現像領域Ｅで振動させ、現像剤りが感光体
ドラム１１に十分に供給されるように、交流電ｔ４９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＋６
００ｖとすると直流成分は例えば直流成分が＋５００　
Ｖ、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２０μ
Ｃ／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
ナーとキャ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。

二成分現像剤はキャ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
るという番所があみ一才た、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ャリアとして磁性
キャリアと、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　８０〜９Ｑｗｔ％例：ポリ
スチレン、スチレン７クリル重合体、ポリエステル、ポ
リビニルブチラール、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　θ〜１５ｖｔ％例；黒：カーボンプラックシアン；銅フタロシアニン、スルホンアミド誘電染料マゼンタ：ローダミンＢレーキ、カーミン６Ｂなど。

■　荷電制御剤　０〜５ｗｔ％プラスドナー：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、塩素化パラフィン、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、シリコンフェス、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ィ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、
フッ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
磁性体を含有させてもよい。

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、ニッケルフェライト、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５〜７Ｑｗｔ％含７有され
る。磁性粉の種類や量によっ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５５
ｗｔ％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２
０ｋｇ／ａｍ程度の力で塑性変形して紙に接着するよう
に、ワックス、ポリオレフィン類、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１〜５
０μｍ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３〜３００．ｌＪｃ／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を下まわるとキャリヤか
ら離れにくくなり、２０μｍを超える例では４色共に重
量平均粒径１０ｔｔｍ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
性キャ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ィングさ
れた磁性粒子であっても、さらに好ましくは球形化され
ている。

本実施例では４色共に重量平均粒径５０μｍのキャリア
粒子が用いられた。前記トナーおよびキャリアの重量平
均粒径はコールタ−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ャリア粒子のバイ
アス電圧特に振動電圧によって電荷が注入されやすくな
って像形成体面にキャ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（なるという問題
点を発生させないために、キャリアの抵抗率は１０’Ω
ω以上、好ましくはＩＱ＋３Ω国以上、さらに好ましく
は１０１４Ωｃｍ以上の絶縁性のものがよく、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１０”０口以上のキャリアが用いられた。

また、前記キャ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・５０ｃｄの断面積を有する容器に入
れてタッピングした後、詰められた粒子上に１ｋｇ／ｃ
ｄの荷重をかけ、荷重と底面電極との間に１００ＯＶ／
ａｍ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って求めら
れる。なお、このときキャリア粒子の厚さは１鶴程度と
される。

このような微粒子化されたキャリアの製造方法は、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っ
て得られる。

そして、トナーとキャ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ャリアを球形化すること
が望ましいが、球形の磁性キャリア粒子は、樹脂被覆キ
ャリア粒子では、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ること、磁性体微粒
子分散系のキャリアでは、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って直
接球形の分散樹脂粒子を形成すること等によって製造さ
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ャナの一種であるＣＯＤ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（レッド）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変換変換後幅情報び光学系等による歪
を除去するためシエイディング補正がなされ、かつバッ
ファ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。次いで該バッファメモリからの
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れる。ここでは前述
のようなディザ法に基づくディザ処理を行なってデジタ
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、バッファとして必
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
き込みタイミンイグに合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
これによっ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ャー
トが示されていて、図においてハイレブルでは各手段が
駆動されていることを示す。

ＲＡｚ　、ＲＡ：ｌ　、ＲＡ４で読取ったイエロー、マ
ゼンタ、シアン、黒の情報を像露光によって書き込むタ
イミングでこの各情報はＤ　Ｙ　ｚ　、Ｄ　Ｍ　ｔＤ　
Ｃｔ　ＳＤ　Ｂ　ｔ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
よって行なわれる。

また、第１８図にはＡ−３サイズの原稿の場合のタイム
チャ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１７図と同様にＥＹｚ　
、ＥＭｚ　、ＥＣｚ　、ＥＢ＊はそれぞれＲＡ＋　５Ｒ
Ａｚ　、ＲＡ２　、ＲＡａで読取ったイエロー、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ＤＹｚ　、ＤＭｚ　、ＤＣｔ
　−ＤＢｚによって現像器１５．１６．１７．１８でイ
エロー、マゼンタ、シアン、黒の現像が行なわれる。な
お、いずれのタイムチャートに示すものにあっても１度
にされる多色カラー像作像プロセスである。

したがって、第１７図および第１８図に示す　・タイム
チャートのように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っ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図は濃度分布と闇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）はマトリックスを示す
図、第１Ｏ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図はタイムチャートを示し、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６　ａ、、　　６　ｂ、　　６　ｃ−ミラー７・・・・
・・自動原稿送り装置８・・・・・・排紙装置１１．５１・・・・・・像形成体１２．５２・・・・・・スコロトロン帯電器１４．５３
．５７．６１・・・・・・露光器１５．１６．１７．１
８５４．５８．６２　　　　・・・・・・現像器２４．６
６・・・・・・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、ＭｍＳＣｍ、ＢＫｍ・・・・・・演算処理部での
色修正後のデータｖＡｋｌ　Ａｌ”　ＡＣ）　１１’　Ａ、、、　、、、
　　１ｍルブーカＭｙ　　Ｍｍ　　ＭＣＭｌｌｌ　　・
・・・・・各色データメモリーの画像データ藁４図第５ｒＩ！Ａ　　　　　　　　　　第６図第７図ＹＰ　　　　ＭＰ　　　　ＣＰ　　　　ＢＫＰ第８図（ｂ）第９図（Ｑ）（ｂ）第１０図第１１図第１２図第１４図

Claims

【特許請求の範囲】

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って各色
トナー像を前記像形成体上に重ね合わせて形成する多色
画像形成装置において、前記形成する画像の大きさに応
じて前記像形成体に必要な回転数を変化するように構成
したことを特徴とする多色画像形成装置。