JPS6349773A - 多色電子写真画像形成装置 - 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】 の１１ 本発明は一般に多色電子写真画像形成！ｌａとに関し、
特に複数個並設されている電子写真感光体のごとき像担
持体に周知の電子写真画像形成プロセスを施し、励記電
子写真感光体へと転写される転写紙のごとき転写材に順
次転写し、カラー画像を得るようにした多色電子写真画
像形成装置に関するものである。

従」Ｌの」Ｅ謄 従来より多色電子写真画像形成製δとしては種々の方式
のものが提案されており製品化されているものであるが
、その中でも代表的な方式の１つとして挙げられるもの
は、第８図にて図示する構成を具備している多色電子写
真画像形成装置である。第８図にて図示する多色電子写
真画像形成装置の全体４１ｉ或は、転写紙のごとき転写
材６を搬送する搬送手段８と、定着部７と、前記搬送手
段８の移動方向である第８図矢印方向に沿って並設され
ている４つの画像形成ユニツ）Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ
とからなる。前記画像形成ユニツ）Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、
Ｐｄは、各々専用の感光体ドラムｌａ、ｌｂ、ｌｃ、１
ｄと、これら感光体ドラムｌａ、ｌｂ、ｌｃ、１ｄの周
囲に夫々配設されている専用のＰＰＩ像形成部２ａ、２
ｂ、２Ｃ１２ｄ、現像部３ａ、３ｂ、３Ｃ１３ｄ、転写
！４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及びクリーニング手段５ａ、
５ｂ、５ｃ、５ｄによって構成されている。

上述したごとき構成において、まず始めに第１の画像形
成ユニットＰａのＨｇ像形成部２ａで公知の電子写真方
法により感光体ドラムｌａ上に原稿画像のイエロ成分色
の潜像を形成した後、現像部３ａでイエロートナーを有
する現像剤により可視画像を形成し、該形成されたイエ
ロートナー像が転写部４ａによって転写部材６に転写さ
れる。

一方、上述したイエロー画像が転写部４ａによって転写
部材６に転写されている間に、第２画像形成ユニットＰ
ｂでは潜像形成部２ｂによって感光体ドラムｌｂ上に原
稿画像のマゼンタ成分色の潜像が形成され、続いて現像
部３ｂでマゼンタトナーによるトナー像が得られ、先の
第１画像形成ユニツ）Ｐａにおいて転写が終了した転写
部材６が第２画像形成ユニットＰｂの転写部４ｂに搬入
されると、該転写部材６上の所定の位置に前記マゼンタ
トナー像が転写されることとなる。

以下シアン色、ブラック色についても前記と同様な方法
で画像形成が行なわれ、転写部材６上にて４色のトナー
像の重ね合わせが終了すると、前記転写部材６は定着部
７で定着され、転写部材６上に多色画像が得られる。転
写が終了した各々の感光体ドラムｌａ、１ｂ、１ｃ、ｌ
ｄは、クリーニング手段５ａ、５ｂ、５Ｃ１５ｄによっ
て夫々残留トナーが除去され、引き続き行なわれる次の
潜像形成に備えることとなる。

が　ヲ　しよう　　る。　へ ところで、視覚の空間周波数特性に関する「成田、磯野
：視覚の色度空間周波数特性（そのｌ）テレビ学会、視
覚情報研究会資料、Ｎｏ、２−１（１９７３−１０）Ｊ
によれば１人間の視覚にとって黒色と白色、赤色と緑色
、黄色と青色の順に高い空間周波ａ（即ち高い解像度）
が必要であることが明らかにされているが、前述したご
とき従来の多色電子写真画像形成装置にあっては、イエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色いずれの静′
Ｆｉ、潜像の形成に際しても同一のレーザビームを用い
ているのでこれらのレーザビームが照射される前記各感
光体ドラム上におけるレーザスポット径に依存した限界
の解像度は同一であり、前記各色毎にレーザスポット径
を小さくして解像度を高めたり或いは反対にレーザスポ
ット径を大きくして解像度を低下せしめるなどして各色
毎の必要解像度の差が反映することができない構成であ
る。又、焦点距離をｆ、開口部の径をＤとするレンズを
用いた光線を結像させる光学系において結像したときの
光線のスポット径の大きさをｄとすれば。

ｄ＝ｋ・入・ｆ／Ｄ　（但し、には定数、入は光線の波
長である。）・・・■なる関係式が成立することが知ら
れており、上記０式によれば、スポットｆｅｄを小さく
して解像度を高めるためには、焦点距ｇＩｆを短く設定
するとともに開口部の径りを大きく設定しなければなら
ないことが明らかであ味しているものである。そこで、
特に文字画像やハーフトーン画像（即ち例えば写真画像
のごとき中間調画像）が混在した原稿画像が与えられた
ときには、各色毎に要求される解像度が異なることとな
り１例えばイエロー色の画像再現時における必要解像度
に合わせて大きなレーザスポット径を採用すればブラッ
ク色の画像再現時における必要解像度は満足されないこ
ととなり、反対にブラック色の画像再現時における必要
解像度に合わせて小さなレーザスポットＢを採７Ｒすれ
ば、ブラック色以外の色の画像再現時において不必要な
高い解像度で画像を再現することとなるばかりでなく、
前述した理由によって光学系が大型化し、装置が高価に
なるという問題点があった。

止−」 本発明は、上述したごとき従来の多色電子写真画像形ｒ
＆装置における問題点を解消するために創案されたもの
であって、その目的は１画像再現時に多色画像を形成し
ている各色毎に人間の視覚に適応した必要な解像度が得
られるのみならず、光学系が大型化するのを規制するこ
とによって装置が高価になることのない多色電子写真画
像形成装置を提供することである。

１１古　　　　るための−毛 １−記目的は本発明に係る多色電子写真画像形成装置に
よって達成される。要約すれば本発明は。

転写材を搬送する搬送手段と、前記搬送手段の移動方向
に沿って並設される像担持体と与えられた原稿情報の各
色毎に色分解された画像情報に基づいて前記像担持体上
に潜像を形成するディジタル露光手段とを具備した複数
の画像形成ユニットとを有する多色電子写真画像形成装
とにおいて、予め求められた多色画像の再現時における
各色毎の解像度に関するデータに基づいて、前記ディジ
タル露光手段から照射され前記像担持体上に形成される
光線のスポット径を少なくとも前記ディジタル露光手段
中の１つのディジタル露光手段に関して他と異なるよう
に設定したことを特徴とする多色電子写真画像形成装η
である。

１直１ 以下図面により本発明の一実施例について説明する。

第１図は、本発明の一実施例に従う多色電子写真画像形
成装置を示した図である０本実施例にて、本発明に係る
多色電子写真画像形成装置は。

曲記第８図にて図示したカラー電子写真画像形成製こに
具現化されており、その全体構造は同じである。即ち、
本発明に係る多色電子写真画像形成装置の概要は、第１
図を参照すると、装置本体ｌＯの第１図右側に給紙機構
１３．左側に転写材の出口１４と、前記出口１４に臨ま
せて定着器７を配設し、前記給紙機構１３から定着器７
にかけては一端側が前記給紙機構１３に近接して設けら
れている駆動ローラ１１に他端側か前記定着器７に近接
して設けられているアイドラローラ１２に巻回され、調
節ローラ７６によって引張力が調節自在な無端の搬送ベ
ルト８を設け、更に前記駆動ローラ１１からアイドラロ
ーラ１２に到る区間の搬送ベルト８に近接して給紙機構
１３側から順に画像形成ユニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐ
ｄを並設した構成となっている。

１ｉ？１述した搬送ベルト８は、例えばテトロン繊維の
メツシュで構成され駆動ローラ１１によって第１図矢印
方向に駆動されるようになっており、前記給紙機構１３
を介して与えられた転写材６を受けて前述した各々の画
像形成ユニッ）Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄへと順次搬送す
るものである。給紙機構１３は、外部から挿入された転
写材６を案内する給紙ガイド５１及び給紙ガイド５１内
を移動する転写材６の先端部を検知したときに所定の信
号を出力するセンサ５２とで構成されており。

前記転写材６を駆動ローラ１１側から搬送ベルト８にａ
ｆｔするものである。定着器７は、アイドラローラ１２
側から与えられる転写材６を受けて前記画像形成ユニッ
トＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄによって前記転写材６に転写
された顕画像を定着せしめるものである。前記各画像形
成ユこツ）Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは実質的に同一の構
成とされ。

各々の画像形成ユニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、第
１図矢印方向に回転駆動される潜像担持体即ち本実施例
では電子写真感光体ドラム１ａ、１ｂ、ｌｃ、ｌｄと、
これら各々のドラムの周囲に亘ってドラム回転方向に順
次設けられている帯電器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５
ｄ、現像憲３ａ、３ｂ、３Ｃ１３ｄ、転写用放電器４ａ
、４ｂ、４Ｃ１４ｄ、クリーニング手段５ａ、５ｂ、５
Ｃ１５ｄと、前記感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、ｌｄ
の上方に夫々設けられたディジタル露光′Ｆ−段即ちレ
ーザビームスキャナ１６ａ、１８ｂ、１８ｃ、１６ｄと
を具備している。前記現像器３ａにはイエロー色のトナ
ーが、現像器３ｂにはマゼンタ色のトナーが、現像器３
Ｃにはシアン色のトナーが、現像器３ｄには黒色のトナ
ーが夫々収容されている。前記レーザビームスキャナ１
６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、半導体レーザ、ポリ
ゴンミラー、ｆＯレンズ等から成り、電気ディジタル画
素信号の入力を受けて、該信号に対応して変調されたレ
ーザビームを前記帯電器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５
ｄと現像器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとの間でドラム母線
方向に走査してドラム而を露光するようになっている。

前述したレーザビームスキャナ１６ａには、カラー画像
のイエロー成分像に対応する画素信号が、レーザビーム
スキャナ１６ｂにはマゼンタ成分像に対応する信号が、
レーザビームスキャナ１６ｃには、シアン成分像に対応
する信号が、レーザビームスキャナ１６ｄには、黒成分
像に対応する信号が夫々入力される。Ｉｉ？７記画像形
成ユニツ）Ｐａと給紙機４１１１３との間には、吸着用
帯電器５９が設けられており、８に吸着用帯電器５９は
、給紙機構１３から供給される転写材６を搬送ベルト８
に確実に吸着させるためにコロナ放電を行なうようにな
っている。一方、前記画像形成ユニツ）Ｐｄと定着器７
との間、アイドラローラ１２の略直上部には、除電器６
１が設けられており、該除電器６１は、搬送ベルト８に
吸着されている転写材６を分離するために交？！７ｆｔ
圧が印加される。前述した各々の画像形成ユニットＰａ
、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの搬送方向上流側には、夫々センサ
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｃｉが配設されており、
これらセンサ６０ａ、６０ｂ、８０ｃ、６０ｄは、前記
搬送ベルト８によって搬送されてきた転写材６の先端部
が通過したときにこれを検知して前記各々の画像形成ユ
ニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおける画像形成のプロ
セスを開始するための信号を電子回路制御手段即ち図示
しないコントロールユニットに出力するように構成され
ている。

今、転写材としてカットシート状の転写紙６を、給紙機
構１３の給紙ガイド５１上に挿入すると、その先端部は
センサ５２で検知され、該検知によってセンサ５２から
出力される信号をスタート信号として各々の画像形成ユ
ニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの感光体ドラムｌａ、ｌ
ｂ、１ｃ、ｌｄが回転を開始する。駆動ローラ１１もこ
れと同時に駆動され、搬送ベルト８が第１図矢印方向に
駆動を開始する。前記転写材６が給紙ガイド５１によっ
て案内されて搬送ベルト８上に！置されると、吸着帯Ｍ
Ｌｉ５９からのコロナ放電を受けて前記搬送ベルト８上
に確実に吸着される。搬送ベルト８の第１図矢印方向へ
の移動に伴って前記転写材６の先端部が各センサＢｏａ
、Ｓｏｂ、６０ｃ、６０ｄの検知領域を通過すると、こ
れによって前記各々の感光体ドラム１ａ、ｌｂ、１ｃ、
ｌｄに対する画像形成が順次に開始される。

即ち第１の画像形成ユニットＰａの感光体ドラムｌａに
はイエロー画像が、第２の画像形成ユニットＰｂにはマ
ゼンタ画像が、第３の画像形成ユニットＰＣにはシアン
画像が、第４の画像形成ユニットＰｄには黒画像が夫々
分担されて形成される。前記各画像形成ユニツ）Ｐａ、
Ｐｂ、Ｐｃ。

Ｐｄにおける画像形成の原理は、カールソンプロセスと
して既によく知られているからその説明は省略する。ｍ
送ベルト８の移動により、転写材６は、定着器７方向へ
と第１〜第４の画像形成ユニットＰａ−Ｐｄの感光体ド
ラム１ａ−１ｄの下部を順次に通過して搬送され、各ユ
ニットの転写用放電器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより転
写材６の面上に各色が順次に重ねて転写されてカラー画
像が合成される。転写材６が第４の画像形成ユニットＰ
ｄを通過すると交流電圧を加えられた除′￥Ｌ器６１に
より除電され、搬送ベルト８から分離される。搬送ベル
ト８から分離された転写材６は、定着器７内に入り該定
着器７内において画像の定着が施された後、出口１４か
ら装ｆｆ１ｌＯ外へと排出され、１つのプリントサイク
ルが終了する。

更に、本発明に従えば、予め求められた多色画像の再現
時における各色毎の解像度に関するデータに基づいて、
ディジタル露光手段たるレーザビームスキャナ１６ａ、
１６ｂ、１８ｃ、１６ｄから像担持体たる各々の感光体
ドラムｌａ、１ｂ、ｌｃ、１ｄに夫々照射され前記各々
の感光体ドラムｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄ上に夫々形成さ
れるレーザビームのスポット径を少なくとも前記レーザ
ビームスキャナ１６ａ、１８ｂ、１６ｃ。

１６ｄ中の１つのレーザビームスキャナに関して他のレ
ーザビームスキャナと異なるように設定している。＃ち
、前述した本発明の一実施例に従う多色電子写真画像形
成ｌＡ１１！においては、前述した引用文献である視覚
情報研究会費斜動、２−１（１９７３−１０）に記載さ
れている人間の視覚にとって好適な各色毎の解像度デー
タに基づいて、ブラック色画像形成に際して用いられる
前記レーザビームスキャナ１６ｄから照射、されるレー
ザビームのスポット径をブラック画像形成に必要な解像
度（力）に対応したスポット径に設定したものである。

このようなレーザビームのスポット径の設定は、前述し
た０式から明らかなように光学系を形成している例えば
ｆ−０レンズ等の焦点距離ｆを小さくするか及び／又は
前記レンズの開口部の径りを大きくすることによって容
易に行なえるものである。

以下に、レーザビームスキャナ１６ｄから感光体ドラム
ｌｄ上に照射され該感光体ドラムｌｄ上に形成されるレ
ーザビームのスポット径を小さく設定することによりブ
ラック色の画像形成に必要な解像度が得られる理由を１
本発す１者らによって行なわれたシミュレーションとそ
の結果を用いて説明する０本発明者らによって作成され
たシミュレーションプログラムは、レーザビームスキャ
ナから出力されるレーザパワーに関するデータ、これら
レーザビームスキャナから夫々照射される各々の感光体
ドラム上に末々形成されるレーデビームスポット径の大
きさに関するデータ、前記レーザビームスキャナを駆動
するためにこれらレーザビームスキャナに対して夫々印
加する信号の周波数に関するデータ、前記各々のレーザ
ビームスキャナから照射されたレーザビームが感光体ド
ラム上を走査する走査速度に関するデータ、第６図にて
図示するような感光体ドラム表面上の露光量と該感光体
ドラムの表面電位との関係を示す特性曲線データ、第７
図にて図示するような感光体ドラムの表面電位と該感光
体ドラム上に形成される画像濃度との関係を示す特性曲
線データ等の各種データを、前記多色電子写真画像形成
装置のシミュレータを構成する複数のレーザビームスキ
ャナに対して電気ディジタル画素信号を出力することに
よってこれら各々のレーザビームスキャナの駆動を制御
している前記シミュレータに設けられたコントロールユ
ニット（図示しない）に予め入力しておくことによって
行なわれるものである。即ち、前記コントロールユニッ
ト（図示しない）は、オペレータによって多色電子写真
画像形成装置のシミュレータの起動開始ボタン（図示し
ない）が操作されたことを確認すると前述した各種デー
タに基づいてレーザスポットの光強度分布を求める。前
記レーザスポットの光強度分布が求まると該光強度と前
記レーザビームスキャナに出力する変調信号である時間
分布とをコンボリューションすることによって前記感光
体ドラム表面上における露光量分布を求める。前記感光
体ドラム表面上における露光量分布が求まると、前述し
た感光体ドラム表面上の露光量と該感光体ドラムの表面
電位との関係を示す特性曲線データ（第６図にて図示）
を読み出して前記露光量分布に対応する感光体ドラムの
表面電位を求める。前述した感光体ドラム表面上におけ
る露光量分布に対応する感光体ドラムの表面電位が求ま
ると、前記感光体ドラムの表面電位と該感光体ドラム上
に形成される画像濃度との関係を示す特性曲線データ（
第７図にて図示）を読み出して前記求めた感光体ドラム
の表面電位に対応する最終的な画像濃度分布を求める。

上述したごときプロセスでレーザビームスキャナに関す
る各種データから最終的な画像濃度分布が得られるもの
である。ところでレーザビームのスポット径の大きさを
、該レーザビームスポットの最大光量のｌ／ｅ（ｅは自
然対数の底）である部位の主走査方向（即ちレーザビー
ムスキャナが感光体ドラム上を走査する方向）の長さと
上記部位の副走査方向（即ち感光体ドラムの回転方向）
の長さで表わすものとすれば、前記レーザスポット径の
大きさを前記主走査方向の長さを前記副走査方向の長さ
より短く設定して長楕円形状にしたときの前記シミュレ
ーションプログラムを用いて得られた画像濃度分布は１
例えば第２図、第３図にて図示されるごとくになる。こ
れら第２図、第３図と、レーザスポット径を小さくしな
かった場合のシミュレーションの結果得られた画像濃度
分布を示す５′％４図、第５図とを相互に比較すれば、
スポット径を小さくして長楕円形状にしたときの方が、
スポット径を小さくせず長楕円形状にしなかったときよ
りも画像濃度分布の断面の縁が切り立ちコントロールユ
ニットからレーザビームスキャナに対して出力されるレ
ーザ駆動信号の高速な変調に対して画像濃度の応答性が
高くなる。上述した内容から明らかなように、レーザビ
ームのスポット径を小さくして長楕円の形状にすること
により、画像濃度の応答性を高くすることができるので
、ブラック色のＦＵｆ！形成に際して必要な高い解像度
が得られることとなった。なお、本発明は上述した内容
にのみ限定されるものではなく、多色電子写真画像形成
装置がフルカラーの画像形成装置であるときには、ブラ
ック色の画像形成に用いられるレーザビームスキャナか
ら照射される感光体ドラム上に形成されるレーザビーム
スポットのスポット径を他のものに対して最小とすると
ともに、イエロー、マゼンタ、シアンの各色毎に各々の
レーザビームのスポット径を前述した引用文献に示され
るデータに応じて異ならしめることとしてもよく、又、
ブラック色のレーザビームのスポット径のみを小さくし
他の３色のレーザビームのスポット径は同一としても差
支えない、又、ブラック色を用いないカラー画像形成装
置にあっては、前述した引用文献に示されるデータに応
じて少なくとも１つのレーザビームのスポット径を他の
それと異ならしめるように設定して差支えない。

ｉ且ユＡ】 以上説明したように１本発明によれば、予め求められた
多色画像の再現時における各色毎の解像度に関するデー
タに基づいて、ディジタル露光手段から照射され像担持
体上に形成される光線のスポット径を少なくとも複数の
ディジタル露光手段中の１つのディジタル露光手段に関
して他と異なるように設定することとしたので、画像再
現時に多色画像を形成している各色毎に人間の視覚に適
応した必要な解像度が得られるのみならず、光学系が大
型化するのを規制できるので装置が高価になることのな
い多色電子写真画像形成！ｅｆｆｌを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例に従う多色電子写真画像形
成装置を示す全体縦断面図である。 第２図は、本発明に従うレーザビームのスポット径を小
さくしたときの画像濃度分布の鳥轍図である。 第３図は、本発明に従うレーザビームのスポット径を小
さくしたときの画像濃度分布の主走査方向の縦断面図で
ある。 第４図は、レーザビームのスポット径を小さくしなかっ
たときの画像濃度分布の鳥轍図である。 第５図は、レーザビームのスポット径を小さくしなかっ
たときの画像濃度分布の主走査方向の縦断面図である。 第６図は、本発明に従う感光体ドラム表面上の露光量と
感光体ドラムの表面電位との関係を示す特性曲線図であ
る。 第７図は、本発明に従う感光体ドラムの表面電位と感光
体ドラム上に形成される画像濃度との関係を示す特性曲
線図である。 第８図は、多色電子写真画像形成装置の代表的な構成を
示した縦断面図である。 ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、１ｄ：感光体ドラム８：１ｇ！送ベ
ルト １８ａ　、　１６ｂ　、　１８ｃ、１６ｄ：レーザビー
ムスキャナ Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ：画像形成ユニット小か艶ブ 光量（任意単位つ 表面電位（任意単位Ｄ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）転写材を搬送する搬送手段と、前記搬送手段の移動
   方向に沿つて並設される像担持体と与えられた原稿情報
   の各色毎に色分解された画像情報に基づいて前記像担持
   体上に潜像を形成するディジタル露光手段とを具備した
   複数の画像形成ユニットとを有する多色電子写真画像形
   成装置において、予め求められた多色画像の再現時にお
   ける各色毎の解像度に関するデータに基づいて、前記デ
   ィジタル露光手段から照射され前記像担持体上に形成さ
   れる光線のスポット径を少なくとも前記ディジタル露光
   手段中の１つのディジタル露光手段に関して他と異なる
   ように設定したことを特徴とする多色電子写真画像形成
   装置。 ２）前記ディジタル露光手段は、レーザビームスキャナ
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多
   色電子写真画像形成装置。 ３）前記複数の画像形成ユニット中にブラック色画像を
   再現する画像形成ユニットが設けられているときには、
   該画像形成ユニット中のディジタル露光手段から照射さ
   れ像担持体上に形成される光線のスポット径を、他のデ
   ィジタル露光手段のそれよりも小さく設定したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の多色
   電子写真画像形成装置。