JPS63303373A - カラ−画像形成装置 - Google Patents

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〕 本発明は複数のレーザを光源とする像露光装置を有し、
電子写真法によって像形成体上にカラートナー像を重ね
合わせたのちに記録紙に転写するカラー画像形成装置に
関するものである。

〔発明の背景〕

上述の電子写真法による像形成は導電性基板上に光導電
層を有する像担持体上で■帯電■像露光■現像を１サイ
クルとして、これを必要回数行うことにより実現される
（例えば特願昭５８−１８４３８１号）あるいは像担持
体として光導電層の外側に透過性の絶縁層を設けたもの
を用いて、■−次帯電■二次帯電同時露光■一様露光■
現像を１サイクルとして２回以上行う方法、または■−
次帯電■二次帯電■像露光■現像を１サイクルとして２
回以上行う方法（例えば特願昭５８−１８３１５２号）
などがある。

これらの方法はいずれも像担持体上でのカラー現像や像
の合成を可能とするもので、これらの重ね合わせ像は１
度の転写プロセスで転写体に転写できるもので、簡単な
構成でカラー像や合成像が得られる装置となる。

これらの装置における像露光用光源として近年レーザ光
が用いられるようになった。このレーザ光は、単位面積
当りのエネルギーが高く、コヒーレント性を有し、極め
て微細な光スポットを形成することができるので、高速
、高画質、低騒音の画像形成が可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら」二連のレーザ光源を有するカラー画像形
成装置の像露光装置間には以下に述べるような原因 （１）　レーザ発光素子の性能にバラツキがある。

（２）　レーザ発光素子の光出力に経時変化がある。

（３）　レーザ発光素子に温湿度依存性があり、自己発
熱による光出力変動がある。

（４）　レンズ系、ミラーなどの像担持体に到る経路の
変化により、レーザ光の利用効率や像担持体上に形成さ
れる光スポットの形状が異なり、同一の潜像が形成され
ずらい。

などによって像露光装置間にバラツキが大きいという問
題点があった。

本発明に用いる画像形成方法では先に形成されたトナー
４１１着量が後のトナー像形成に影響を与えることから
像露光装置のバラツキは色再現に悪影響を与える。

本発明はかかる問題点を解決しカラー画像が安定し、カ
ラー画像の色調調整を容易に行うことのできるカラー画
像形成装置を提供することを１−１的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は複数の像露光装置を有し、像担持体」−に
前記像露光装置による像露光をに７つだ後にトナー像を
形成する工程を繰り返すカラー画像形成装置において、
単位ドツト当りの名像露光装置から像露光強度が変更可
能になっていることを特徴とするカラー画像形成装置に
よって達成される。

〔実施例〕

まず本発明のカラー画像形成装置が用いる多色画像形成
のプロセスを０′８７図に基づいて説明する。

ｆＩｒＪ７図においては、像担持体は導電性基板−ヒに
光導電層を有するもので、潜像形成手段は像担持３一 体を均一に帯電する帯電器とレーザーなどの光線で像担
持体を照射する像露光装置との組合せである。

第７図は像担持体の表面電位の変化を示したものであり
、ＰＨは像担持体の露光された部分、ＤＡは像担持体の
露光されない部分、Ｔ１は１回目に現像されたトナー、
Ｔ２は２回目に現像されたトナー、ＤＵＰは像担持体の
露光部に１回目の現像で−に昇した電位を示す。以下説
明のため、潜像の極性を正とする。

（１）像担持体は帯電器で一様に帯電されて表面電位が
Ｅとなる。

（２）像露光装置で１色目の像露光が行われ、露光部Ｐ
　Ｈ電位は照射された光量に応じて低下する。このよう
にして静電潜像が形成される。

（３）未露光部りへの表面電位Ｅにほぼ等しい正のバイ
アスを印加した現像装置で前記潜像を現像する。この結
果、正電荷を持つトナーＴ１が相対的に電位の低い部分
ＰＨに（１１着し、１色目のトナー像が形成される。な
お、トナーＴ１が付着した領域は、付着したトナーの電
荷により電位がＤＵＰだけ上昇するが、通常は未露光部
ＤＡの表面電位Ｅにまで達しない。

（４）像担持体はトナー像を付着したまま帯電器で一様
に帯電されて、トナーＴの有無に関わらず像担持体の表
面電位はＥとなる。

（５）像露光装置で２色目の像露光が行われ、露光部Ｐ
　Ｈの電位は照射された光量に応じて低下する。このよ
うにして静電潜像が形成される。

１色目の現像でトナーが付着した領域が再度露光される
と、現像後の電位にほぼ等しい電位となる。

（６）（３）と同様にして１色目のトナーとは異なる色
のトナーＴ２で現像する。この結果、２色のトナー像が
像担持体」−に得られる。

以下同様のプロセスを必要回数行って像担持体上に多色
トナー像を得る。

本発明による装置は上記プロセスを二つ以上の潜像形成
手段を使用して実現したものである。これは上述のプロ
セスの特徴を生がしたもので、像担持体の１回転で複数
の色トナー像を形成でき、高速の多色画像形成が可能と
なる。

第１図は上記プロセスに基ついてなされる本発明の一実
施例の構成を示す断面図、第２図は半導体レーザを用い
た像露光装置の構成を示す図、第３図は像露光強度の制
御系統を示す図である。

図において、１は有機感光体、Ｓｅ等の光導電性感光体
表層を有し矢印方向に回転するドラム状の像担持体、２
Ａ、２Ｂは像担持体１の表面を一様帯電する３Ａ、３Ｂ
はカラー画像の色別の像露光装置、５Ａ〜５Ｄはイエロ
ー、マゼンタ、シアン、黒のそれぞれ異なる色のトナー
が現像剤として用いられる現像器、４Ａ、４Ｂは像露光
装置３Ａ、３Ｂによって露光されたのちの電位を測定す
る電位センサ、６　Ａ　、　６　Ｂは上記像露光装置３
Ａ、３Ｂによって形成された基準像の潜像を上記現像器
５Ａ〜５Ｄのいずれかによって現像されたトナー像の反
射濃度を検知する反射濃度センサ、７は像形成体１」二
に複数の色トナー像が重合されて形成されたカラー画像
を転写材Ｐに転写させる転写器、８は上記カラー画像を
転写された転写材Ｐを像形成体１より分離するための分
離器、９は転写材Ｐに転写されたトナー像を定着する定
着器、１０は像担持体１の除電を行うランプ及び放電器
からなる除電器、１１は像担持体１のカラー画像を転写
したのちの表面に接触して表面の残留トナーを除去し、
第１回の現像が行われた表面が到達するときまでには像
担持体１の表面から離れるクリーニングブレードやファ
ーブラシあるいはクリーニングローラを有するクリーニ
ング装置である。

第２図は第１図の像露光装置３Ａ及び３Ｂの一例の構成
を示す図で、記録データに従って高速で点灯・消灯を行
う半導体レーザ素子（レーザダイオード）２０から発せ
られるレーザビームは駆動モータ２４により回転される
回転多面鏡２３により回転走査され、ｆθレンズ２５を
経て反射鏡２６により光路を曲げられて像担持体１の表
面上に投射されて像担持体１上に潜像を形成する。

２７は補正レンズ、Ｍ、、Ｍ２は反射鏡である。

上記半導体レーザ素子２０には例えば第４図に示すよう
なガリウム・砒素−ガリウム・アルミニウム・砒素のグ
ブルヘテロ（ＤＨ）構造を有し８２０ｎｍの光を１５＋
＊Ｗで出力するものが使用される。図中２１は上部電極
、２２は下部電極である。

この半導体レーザ素子２ｏの光出力特性は第５図（１）
に示されるように、電流ｉ（ｍＡ）の増加に従い光出力
Ｐ（＋ｎＷ）は僅かに増加するが、電流値ｉが所定値に
達したときレーザ発振を起して急激に光出力が増大する
。かくして（ｎ）のパルス電流がチャーンされると、（
ＩＩＩ）のようなシャープなレーザ発振光出力が得られ
る。このパルス電流（Ｉｔ）のパルス幅を変化させると
光ビームは像担持体上を走査しているので、潜像の単位
ドツトの面積や潜像電位を変えることができる。したが
ってこの潜像を現像して得られるトナー像の画像濃度を
自由に変えることができる。反転現像を用いた場合では
、電流値ｉの増加と伴い光導電層の電荷が多く除去され
、トナーの付着量が増加する。すなわち画像濃度が高く
なる方向に変化させることができる。

即ち上記レーザダイオード２ｏの駆動パルス電流のパル
ス幅変調によって画像濃度を制御することができる。こ
の場合上記レーザビームが像担持体１上に収束する光ス
ポットの形状は円形より偏平率の大きい楕円形の方が階
調性及び安定性に優れていることが知られている　（電
子通信学会論文誌１９８６年９月号Ｖｏｎ、　Ｊ　６９
−　ＣＮｏ、９　）ので楕円ビームの得られる光学系を
使用するのが好ましい。

以上のように構成されたカラー画像形成装置は第７図に
よって説明したプロセスによって多色像形成がなされる
。本発明においては複数の色成分の記録データに潜像形
成手段を対応させて、半ば並列的に潜像形成を行う。こ
の際、像担持体の回転方向に沿って下流側の第二の潜像
形成手段は、上流側の第一の潜像形成手段に対し、二つ
の色像の位置合わせのために、潜像形成開始時を遅らせ
る必要がある。一方、画像情報六方手段としては、多色
成分のデータが並列に六方されるもの、記録データ形成
手段としては、同様に多色成分の記録データを並列に出
力するものを用いている。したがって前記の潜像形成開
始時間の遅れに相当する記録データの出力を遅らせるた
めの遅延手段が必要である。本発明では、少なくとも二
つの潜像手段の像担持体に沿った距離Ｉ−の良さの画像
に相当する記録データをシリアルに入出力できるメモリ
を、前記遅延手段として用いている。

このようなメモリは外部からのクロックパルスにより縦
続接続された記録セルの情報が順次移動するもので、バ
イポーラ−１ＭＯ３，ＣＣＤ、ＢＢＤなどのシフトレジ
スタが使用される。

このメモリの入力端子と出力端子を接続すれば、−運の
データが循環するようになる。単色画像を連続して記録
する場合に、前記メモリ中のデータを順次潜像形成手段
に出力するとともに、メモリに再入力させれば画像情報
入力手段から新たに画像情報を入力しなくとも記録デー
タが得られるので、高速記録が可能になる。

画像情報入力手段としては、光情報を色別に電気（ｉ号
に変換する各種撮像’Ｗ＝Ｗｔのほか、転送される画像
データの受信装置、画像データファイル、画像編集装置
などがあるが、いずれも多色成分のデータが並列に入力
されるものが用いられる。

像露光強度については第３図に示されるように、装置内
の像露光強度変更手段３１に、図示しないレーザ光量セ
ンサ３２によってレーザ発光量の情報、電位センサ４Ａ
、４Ｂによって得られる像担持体１上の基準画像の像露
光によって生じた電位変化の情報、反射濃度センサ６Ａ
、６Ｂによって得られる上記基準画像のトナー像の反射
濃度情報、図示しない装置内に設けられた温湿度センサ
によって得られる装置内の温湿度情報、さらに操作部か
ら送られて米る濃度及び色調指令情報が入力される。

上記各情報に基づいて像露光強度変更手段３１は像露光
装置３Ａ、３Ｂのレーザ制御回路３５Ａ、３５Ｂを介し
て半導体レーザ素子２０の駆動電流のパルス幅を制御し
適正な像露光強度をＭＥ持するようにする。像露光強度
変更手段３１は例えばＣＵＰからなる。

第６図は操作部のパネルの一例を示１図で、図において
、５０は操作部パネル、５０４　Ａ　、５０１　Ｂは画
像全体の濃度指示を行う濃度セットボタンで５０１Ａは
濃度を淡＜、５０１Ｂは濃度を濃い指示位置をセットす
るだめのボタン、５０２は画像の倍率モードを選択する
倍率モードボタン、５０３Ａ　、５０３Ｂは倍率を１１
以外の値にセットするときのボタンで５０３Ａは倍率１
以ドの縮小時に使用する倍率セットボタン、５０３Ｂは
倍率１以−１−の拡大時に使用する倍率セットボタンで
そのセットした倍率は倍率表示部５０８に表示される。

５０４はカラー画像とモノクロ画像のいずれかに選択す
るカラーモード選択ボタン、５０５Ａ　、５０５Ｂはイ
エロー、マゼンタ、シアンの色調を独立して変える指示
をセットするための色調セットボタンで例えばマゼンタ
を濃くしたい場合は色調指定ボタン５０７のＭのボタン
を押して色調セットボタン５０５Ｂを１回押すと１段階
濃度が増し、色調表示部５０６のＧの表示線上の例えば
１．、　Ｆ　Ｄからなる表示ランプの中央より１段−に
（右）の位置にあるものが点灯する。そしてＭ画像を像
露光装置でに：き込む時の像露光強度が標準よ’）　ｌ
Ｉ’＋ｉめに設定される。またシアンの濃度を２段階＝
１２− 淡くしたい場合には先ず色調指定ボタン５０７のＣのボ
タンを押し次に色調セラ１〜ホタン５０５　Ａを２回押
すと色調表示部５０６のＲ線」二の中央より左２段階目
の位置にランプが点灯する。そしてＣ画像を像露光装置
で書き込む時の像露光強度が標準より低めに設定される
。

これらの像露光強度指定ボタンとの関係は予め像露光強
度と画像データとの対応により決定しておくとよい。

色調セラ１〜ボタン５０５Ａ及び５０５　Ｂを押さない
場合は標準濃度がセットされ色調表示部５０６の各線上
の中央位置のランプか点灯している。

５０９は以上の各セラ１〜を確認するボタンでセラ１〜
を終ったのち確認ボタン５０９を押すと順次」二記各セ
ットが予め設定された順序に従って上記像露光強度変更
手段３１に入力記憶され、記憶ランプ５１０のＭｌ、Ｍ
２・・・Ｍｌと点灯してゆき、画像形成は予め設定され
たタイムチャー１・に従ってなされる。

多色画像形成装置の電子写真部における現像装置、現像
方法、現像剤およびその他のプロセスについては、本出
願人が先に出願した特開昭５９−１８１３６２号、同２
２２８４７号、同２２２８５１号、同２２２８５２号、
同２２２８５３号、特願昭６０−１９２１７２号公報の
各明細書に記載されている条件が好ましい。

つぎにより具体的な実施条件の例を示す。

第１表に画像読取装置の条件を示す。

第１表 潜像形成手段およびプリンタ部の機械的条件は第２表の
通りである。

−）、 以、゛下９ Ｘ−ン 第２表 また第３表には現像条件を示す。なお、第１図の現像装
置５　Ａ、５　Ｂ、５　Ｃ，５Ｄにはそれぞれシアン（
Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の二
成分現像剤が入っている。

以上のように本発明のカラー画像形成装置においては像
露光装置にレーザダイオードを使用し画素である単位ド
ツト当りの像露光強度を変更可能にし、しかも色分解し
た画像の基準像に対する像露光による電位変化、基準像
のトナー像の濃度の情報の他にレーザ光量そのものの強
さの情報、装置内温湿度の情報などを加えて上記像露光
強度を制御し、さらに希望色調に応じて像露光強度を変
更できるように構成されている。

従って装置個々のバラツキは組立調整時においても基準
像の色調濃度を一定になる様にレーザ光強度で調整する
ことにより、カラーバランスの優れた安定したカラー画
像が得られると共にカラー画像の各色の独立した色調調
整を容易に行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、複数の像露光装置を有するカラー
画像形成装置において、単位ドツト当りの各像露光装置
からの像露光強度を変更可能な構成としたものでバラツ
キの少ない周囲温湿度に左右されない安定したカラー画
像か得られ、カラー画像の色調調整を容易に行うことか
できるなどの極めて優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第２図
は半導体レーサ素子を用いた像露光装置の構成を示す図
、第３図は像露光強度の制御系統を示す図、第４図はガ
リウム　砒素系半導体レーザ素子の斜視図、第５図は」
１記半導体レーザ素子の駆動電流と光出力の関係を示す
図、第６図は上記実施例の操作部パイ・ルの一例を示す
図、第７図は像担持体の電位の変化を示す説明図である
。 図において、 ］・・像担持体　　　　　　２Ａ、２Ｂ　　帯電器３Ａ
、３１３　　像露光装置　４Ａ、４Ｂ・・電位センサ５
Ａ〜５Ｄ　現像器 ６　Ａ、　、　６　Ｂ・・画像濃度センサ７・転写器　
　　　　　　８・分離器 ９　定着器　　　　　　　１０・・・除電器１トクリー
ニンク装置 ２０・半導体レーザ素子　２３・・・回転多面鏡２４・
・・駆動モータ　　　　　２５・・・ｆθレンス２６、
Ｍｌ、Ｍ２・・・反射鏡　　２７・・補正レンズ３１・
・像露光強度変更手段３２・・レーザ光量センサ３３・
温湿度センサ　　　３４・・操作部３５Ａ　、３５Ｂ・
・・レーザ制御回路５０・・操作部パネル ５０］、Ａ、５０１Ｂ・・・濃度セットボタン５０２・
・・倍率モードボタン ５０３Ａ　、５０３Ｂ・・倍率セットボタン５０４・・
・カラーモード選択ボタン ５０５Δ、　５０５　Ｂ・・色調セットボタン５０６　
　色調表示部　　　　５０７・色調指定ボタン５０８・
・倍率表示部　　　　５０９・・確認ボタン５］０　　
記憶ランプ である。 出願人　小西六写真工業株式会社 第２図 １“図　。 ′〉≧１，２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の像露光装置を有し、像担持体上に前記像露
   光装置による像露光を行った後にトナー像を形成する工
   程を繰り返すカラー画像形成装置において、各像露光装
   置の単位ドット当りの像露光強度変更手段を有すること
   を特徴とするカラー画像形成装置。
2. （２）色分解画像データに応じて単位ドット当りの像露
   光強度を変更するようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のカラー画像形成装置。
3. （３）色調整指令に応じて単位ドット当りの像露光強度
   を変更するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のカラー画像形成装置。