JP3708363B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報に基づいて画像を形成するカラー画像形成装置に関するものであり、特に別の付加情報の画像を重畳して形成することのできるカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、白黒の画像に特定パターンを付加情報として合成する画像形成装置がある。特定パターンとは、例えば、白黒原稿の画像を複写などする場合に、読み取りスキャナで得られた白黒画像に対して、他の色で会社のロゴや、「秘文書」、「至急」などの文書特性などを付加するものである。
【０００３】
また、装置を特定するための識別情報を表すパターン画像（追跡パターン）を付加情報として合成する画像形成装置もある。これは、近年、カラー複写機やカラープリンタなどのカラー画像を形成可能な画像形成装置は、高画質な画像を形成できるようになってきており、有価証券や紙幣などの特定画像が不正に作成されるのを防ぐためである。追跡パターンは、イエローなどの人間の目で識別しにくい色材を用いて画像に付加するものである。このようなカラー画像形成装置に関する技術は、例えば特許番号第２６１４３６９号公報などに開示されている。
【０００４】
一方、カラー複写機、カラープリンタなどのカラー画像形成装置においては、現在、多回転プロセス方式及びタンデム方式の２つが主流である。
多回転プロセス方式は、感光体を１つ備え、この１つの感光体に対してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの現像器を切り換えて順次作用させ、画像形成プロセスを４回繰り返すことにより、カラー画像を形成するものである。
【０００５】
この多回転プロセスは、装置が小型で、かつ、白黒画像の形成においては、タンデム方式よりもプリント時間が短く、単位時間あたりのプリント枚数が多いといった利点がある。その反面、フルカラー画像の形成に関しては、プリント時間が長く、単位時間あたりのプリント枚数が少ないという問題点を有している。
【０００６】
タンデム方式は、感光体と現像器とを含む画像形成ステーションを、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色毎に４つ備え、各画像形成ステーションで独立して画像形成を行うものである。
【０００７】
このタンデム方式は、フルカラー画像の形成に関しては、多回転プロセスに比べて単位時間あたりのプリント枚数は多い。しかしながら、白黒画像の形成においては、用紙搬送経路が長い分、多回転プロセス方式よりも単位時間あたりのプリント枚数が少なくなる。なお、白黒画像形成時のみプロセス速度を上げ、プリント速度を上げる構成も提案されている。また、各画像形成ステーション毎に、帯電器やレーザースキャナユニットなどの作像プロセス機器が必要なために装置の大型化およびコストアップを招来するという問題点もある。
【０００８】
一方、多回転プロセス方式に比べて、フルカラー画像形成時の単位時間あたりのプリント枚数が多く、かつタンデム方式よりも、白黒画像形成時の単位時間あたりのプリント枚数が多く、小型化、低価格化を図ることができる画像形成装置として、２つの感光体を備えたカラー画像形成装置も新たに開発されている。
【０００９】
このような２つの感光体を備えたカラー画像形成装置（以下、２感光体方式と称す）に関しては、例えば以下の公報に開示された（イ）または（ロ）に示す技術が知られている。
【００１０】
（イ）特開平２−１２２７３号公報に開示されている技術は、まず、２つの感光体にそれぞれ第１色および第２色の画像を形成して転写ドラム上の用紙に順次転写し、次いでそれぞれの感光体に第３色および第４色の画像を形成して同様に転写ドラム上の用紙に転写することによりカラー画像を形成する技術である。
【００１１】
（ロ）特開平４−２０４８７１号公報および特開平１０−１７７２８６号公報に開示されている技術は、まず、２つの感光体にそれぞれ第１色および第２色の画像を形成して中間転写ベルトに順次転写し、次いでそれぞれの感光体に第３色および第４色の画像を形成して同様に中間転写ベルトに転写し、この中間転写ベルトに形成された画像を用紙に転写することにより、カラー画像を形成する技術である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように白黒画像に特定パターンを合成して画像形成する画像形成装置としては、多回転プロセス方式、タンデム方式、及び２感光体方式の何れとの組み合わせも可能である。
【００１３】
しかしながら、従来、このような白黒画像に特定パターンを付与する構成と、画像形成装置の方式との組み合わせについては十分に検討されていない。そのため、選択した方式によっては、特定パターンを付与するがために白黒画像形成時のプリント時間が長くなるといった問題が新たに生じることとなる。
【００１４】
また、特定パターンの色としてフルカラーまでは必要とせず、白黒原稿の画像に黒以外の色で特定パターンを特定の部分に合成し、黒色にもう１色加えた単純な２色画像の形成で十分な場合があるが、このようなことも何ら考慮されていない。
【００１５】
また、上記のように追跡パターンを合成する技術は、従来、カラー画像を対象としたものであったため、白黒画像に付与することについては何ら考慮されていない。しかしながら、不正に作成されるべきでない特定画像は有価証券や紙幣などのカラー画像だけでなく、白黒画像であっても外部に漏らせない秘密情報などは多く存在している。したがって、白黒画像にも追跡パターンを付加するモードも、設けられるべきである。
【００１６】
そしてこの場合、上記の特定パターンの付与と同じで、追跡パターンを合成するために白黒画像形成時のプリント速度が遅くなることは避けなくてはいけない。
【００１７】
本発明は、上記の課題に鑑み成されたもので、白黒画像形成のプリント速度が速く、しかもプリント速度低下を招くことなく白黒画像に特定パターンを部分的に合成したり、装置を特定するための識別情報の追跡パターンを付加でき、かつ、小型で低価格なカラー画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本願出願人は、上記目的を達成すべく、白黒画像に特定パターンを付与する構成と、画像形成装置の方式との組み合わせについて検討を重ねた結果、上記２感光体方式を選択し、かつ、特定パターンの作像に係わる画像形成プロセス部を、白黒画像の形成に係わる画像形成プロセス部とは別のもう一方の方とすることで、特定パターンを付与するがために白黒画像形成時のプリント時間が長くなるといった問題を解決できることを見い出した。
【００３２】
また、本発明に係るカラー画像形成装置は、上記の課題を解決すべく、感光体と、該感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付与する複数の現像装置とを備えた画像プロセス部を２つ有し、各現像装置には異なる色のトナーが収容され、該各画像プロセス部の前記各感光体に形成されたトナー像を重ね合わせて転写することにより、１つのカラー画像を形成し、かつ、主たる白黒画像に別の画像からなる付加情報を合成する付加情報合成手段と、該付加情報合成手段にて合成される付加情報の画像を、ブラックのトナーを収容した前記現像装置を備えた第１画像プロセス部とは異なるもう一方の第２画像プロセス部にて作像させる制御手段とを備えており、前記第１画像プロセス部は、主たる白黒画像の作像を行うものであり、前記制御手段は、付加情報の同一の静電潜像に対して、前記第２画像プロセス部に備えられた複数の現像装置を同時に作用させて、前記白黒画像に付加情報を作像させることを特徴としている。
【００３３】
上記の構成によれば、第２画像プロセス部に形成された同一の静電潜像に対して、色の異なるトナーを収容する複数の現像装置を同時に作用させて現像するので、白黒画像プリント時と同じプリント速度を維持しつつ、付加情報はトナーの原色のみならず、複数の原色を混色しないと得られない色でプリントすることが可能となる。例えば、イエローおよびマゼンタの２種類のトナーを使うことで、赤色、イエローおよびシアンのトナーを使うことで緑色、マゼンタおよびシアンのトナーを使うことで青色の付加情報をそれぞれプリントすることができる。
【００３４】
また、本発明に係るカラー画像形成装置は、前記第２画像プロセス部においては、複数ある現像装置のうち、薄い色のトナーを収容した現像装置が、前記感光体の回転方向に対して上流側に配置されることを特徴としている。
【００３５】
一つの感光体に対して複数の現像装置を作用させることにより現像を行う場合には、感光体の回転方向上流側に配置された現像装置より付与された感光体上のトナーが、下流側の別の現像装置内に混入する恐れがある。特に、上記の請求項３に記載した構成のように、感光体上の同一の静電潜像に対して複数の色のトナーを付与する場合、上記混入の可能性が大きくなる。この場合、濃い色のトナーに薄い色のトナーが混入しても、それほどの影響はないが、薄い色のトナーに濃い色のトナーが混入すると、混色による影響は大である。
【００３６】
そこで、上記の構成では、薄い色のトナーを収容した現像装置を感光体の回転方向に対して上流側とした。これにより、薄い色のトナーを収容した現像装置内に濃い色のトナーが混入することを避けることができる。
【００３７】
例えば、第２画像プロセス部において、イエローとマゼンタ、またはイエローとシアンの各現像装置を配置する場合は、いずれの場合もイエローの現像装置を上流側に設置すればよい。
【００３８】
また、本発明に係るカラー画像形成装置は、前記各現像装置のうち、ブラックのトナーを収容する現像装置は他の現像装置のトナー収容量より大きいトナー収容量を有し、かつ、ブラックのトナー以外のトナーを収容する現像装置は共通の構造を有することを特徴としている。
【００３９】
上記の構成によれば、ブラックのトナー以外、例えば、イエロー、マゼンタおよびシアンの各トナーを収容する現像装置の構造が共通であり、それらの配置が互いに交換可能となっている。このようにブラック以外の現像装置の配置が交換可能であれば、第２画像プロセス部に配置するトナーの色を変更できるので、付加情報の色としての選択幅が広がる。
【００４０】
また、ブラックの現像装置のトナー収容量が他のトナー収容量より大きいため、各トナーの補給時期もしくは補給回数をほぼ等しくすることができ、メンテナンス性が向上する。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通 である。
【００４２】
（１）装置構成
図１は、本発明の実施の一形態に係るカラー画像形成装置としてのデジタルカラー複写機１の全体構成図であり、装置正面から見た複写機内部の概略の構成を示している。デジタルカラー複写機１は、主に本体部２と、本体部２の上部に配置されたスキャナ部３とから構成されている。
【００４３】
まず、スキャナ部３の構成から説明する。スキャナ部３は原稿が載置される原稿台４を有している。原稿台４に載置された原稿の画像は、原稿台４の下方に設置された読み取り光学系５にて読み取られ、電気信号に変換される。読み取り光学系５は、原稿台４の原稿載置面に沿って平行に往復移動する第１走査ユニット５ａおよび第２走査ユニット５ｂ、光学レンズ５ｃ、並びに光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ５ｄを有している。
【００４４】
第１走査ユニット５ａは、原稿画像表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって反射する第１ミラーとを有しており、原稿台４の原稿載置面に対して一定の距離を保ちながら、所定の走査速度で平行に往復移動するものである。
【００４５】
第２走査ユニット５ｂは、第１走査ユニット５ａの第１ミラーにより反射された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって反射する第２および第３ミラーを有しており、第１走査ユニット５ａと一定の速度関係を保って平行に往復移動するものである。
【００４６】
光学レンズ５ｃは、第２走査ユニット５ｂの第３ミラーにより反射された原稿からの反射光像を集光することにより縮小し、縮小された光像をＣＣＤラインセンサ５ｄ上の所定位置に結像させるものである。
【００４７】
ＣＣＤラインセンサ５ｄは、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力するものである。ＣＣＤラインセンサ５ｄは、白黒画像またはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力することができる３ラインのカラーＣＣＤである。このＣＣＤラインセンサ５ｄにより電気信号に変換された原稿画像データは、さらに、後述する画像処理部に転送されて所定の画像データ処理が施される。
【００４８】
また、本デジタルカラー複写機１は、スキャナ部３に両面自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ：Reversing Automatic Document Feeder ）６が搭載されているものである。ＲＡＤＦ６は、原稿台４の上部に原稿台４に対して開閉可能な状態で、原稿台４の原稿載置面に対して所定の位置関係をもって装着されている。
【００４９】
ＲＡＤＦ６の動作は、まず、原稿の一方の面が原稿台４の所定位置において読み取り光学系５に対向する位置に原稿を搬送する。続いて、この一方の面についての画像読み取りが終了した後、原稿を反転して、同様に、他方の面が原稿台４の所定位置において読み取り光学系５に対向する位置に原稿を搬送する。
【００５０】
そして、１枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後、この原稿を排出して次の原稿についての両面搬送動作を実行する。なお、このような原稿の搬送および表裏反転のＲＡＤＦ６の動作は、デジタルカラー複写機１全体の動作に関連して制御されるものである。
【００５１】
次に、本体部２について説明する。本体部２は、内部に画像形成部７を備えており、その上面には操作パネル（図示せず）が設けられている。
【００５２】
画像形成部７には、ベルトユニット８が傾斜して設置されている。このベルトユニット８は、一対の張架ローラ９ａ・９ｂと、これら張架ローラ９ａ・９ｂに張架された中間転写ベルト１０とからなり、中間転写ベルト１０は矢印Ａにて示す方向に回転するようになっている。そして、傾斜して配置されたベルトユニット８の斜め上方向には、２つの画像プロセス部７１・７２を構成する２つの感光体１１・１２が設置されている。各感光体１１・１２は、いずれもドラム状である。
【００５３】
このうち、中間転写ベルト１０の上流側に設置された感光体１１は、イエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）の２色の画像形成を担う第２画像プロセス部７１を構成するものであり、図中矢印Ｂ方向に回転する。この感光体１１の周囲には、帯電器１３、レーザスキャナユニット（露光手段、以下、ＬＳＵと称す）１５、現像装置１７・１８およびクリーニング装置２１が設置されており、全体として第２画像プロセス部７１を形成している。
【００５４】
上記帯電器１３は、感光体１１の表面全体を帯電させ、ＬＳＵ１５は、帯電された感光体１１の表面に、後述する画像処理部より送出される画像データに基づいた露光を行い静電潜像を形成する。クリーニング装置２１は、帯電器１３により感光体１１を帯電させる前に、感光体１１に残留するトナーを除去する。
【００５５】
上記現像装置１７・１８は、感光体１１上に形成された静電潜像を現像剤（トナー）にて可視化する装置であって、現像装置１７はイエローの現像剤を有しており、現像装置１８はマゼンタの現像剤を有している。ここで、イエローの現像装置１７は、マゼンタの現像装置１８よりも感光体１１の回転方向上流側に設置されている。
【００５６】
上記ＬＳＵ１５は、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子、半導体レーザ素子からのレーザ光を主走査方向に走査させるためのポリゴンミラー、走査されたレーザ光を感光体１１表面に結像させるｆθレンズやミラーなどから構成されている。ここでＬＳＵ１５は、イエローの静電潜像およびマゼンタの静電潜像を形成する。
【００５７】
一方、中間転写ベルト１０の下流側に設置された感光体１２は、ブラック（Ｂｋ）およびシアン（Ｃ）の２色の画像形成を担う第１画像プロセス部７２を構成するものであり、図中矢印Ｃ方向に回転する。この感光体１２の周囲にも、上記の感光体１１と同様、帯電器１４、ブラックとシアンの２色の静電潜像を形成するレーザスキャナユニット（露光手段、ＬＳＵ）１６、ブラックの現像剤を有する現像装置１９、シアンの現像剤を有する現像装置２０、およびクリーニング装置２２などが設置されており、全体として第１画像プロセス部７２を形成している。
【００５８】
ここで、イエローの現像装置１７およびブラックの現像装置１９は、他の現像装置１８・２０より大きいトナー容量を有している。
【００５９】
なお、上記各現像装置１７・１８・１９・２０における現像方式は、感光体１１・１２と接触せずに現像を行う非接触現像方式である。ただし、後述する、同一の静電潜像に対して複数のトナーを付与して付加情報を作像する動作を行わない場合は、上記現像方式が、感光体１１・１２と接触して現像を行う接触現像方式であってもよい。しかしながら、接触現像方式の場合、現像装置１７・１８・１９・２０を感光体１１・１２に対して離接させる機構、または、現像装置１７・１８・１９・２０に対して現像剤を出し入れするシャッタなどの機構が必要となるため、コスト面および設計の自由度の面から非接触現像方式が望ましい。
【００６０】
上記の中間転写ベルト１０の内面側において、中間転写ベルト１０が各感光体１１・１２と対向する位置には、第１転写器２３・２４がそれぞれ設置されている。第１転写器２３・２４は、感光体１１・１２に形成された各トナー像を中間転写ベルト１０に転写させるためのものである。
【００６１】
また、ベルトユニット８の下方であって、張架ローラ９ｂと対向する位置には、後述する用紙カセット３８から搬送されてきた用紙３９に中間転写ベルト１０表面のトナー像を転写すると共に、用紙３９を搬送するための転写搬送部材３７が配設されている。
【００６２】
この転写搬送部材３７は、ローラ状の第２転写器３７ａと、張架ローラ３７ｂとに、搬送ベルト３７ｃが張架された構造で、張架ローラ３７ｂ側を支点に第２転写器３７ａ側が中間転写ベルト１０に対して離接可能に設けられている。そして、転写搬送部材３７は、中間転写ベルト１０から用紙３９へトナー像を転写する場合にのみ第２転写器３７ａ側を中間転写ベルト１０表面に当接させるようになっている。
【００６３】
なお、図１において特に図示はしていないが、中間転写ベルト１０の回転方向において転写搬送部材３７の当接部より下流側には、トナー像の転写が終了した後の中間転写ベルト１０表面をクリーニングするためのクリーニング装置が設けられている。
【００６４】
上記の画像形成部７の下方側には、被転写材としての用紙３９を収容する用紙カセット３８が設置されている。この用紙カセット３８には、カセット内の用紙３９を給紙するためのピックアップローラ３６および給紙ローラ対２９が備えられている。給紙された用紙３９は、搬送ローラ対３５・３５によりペーパーガイド３４に沿って搬送される。そして、上記の転写搬送部材３７に至る前段には、中間転写ベルト１０上のトナー像位置と用紙３９の位置とを合わせるためのタイミングを図るレジストローラ対３３が設けられている。
【００６５】
また、転写搬送部材３７の前方には、転写搬送部材３７により用紙３９上に転写されたトナー像を定着させるための定着装置３２、および、定着装置３２により処理された用紙３９を排出する排紙ローラ対３１が設置されている。また、本体部２の側面には、排紙ローラ対３１にて排出された用紙３９を収容する排紙トレイ３０が設置されている。
【００６６】
（２）画像処理部の構成
次に、画像処理部に関して図２を用いて説明する。図２は、画像処理部の構成を示すブロック図である。
画像処理部は、主に、画像データ入力部４０、画像データ処理部（付加情報形成手段）４１、画像データ出力部４２、中央処理装置（制御手段、付加情報合成手段、以下、ＣＰＵと称す）４４、外部インターフェイス部４６、内蔵インターフェイス部４７、第１・第２付加情報メモリ（付加情報合成手段）４８ａ・４８ｂおよび遅延用半導体メモリ４３から構成されている。
【００６７】
画像データ入力部４０は、ＣＣＤラインセンサ５ｄ、シェーディング補正回路４０ｂ、ライン合わせ部４０ｃ、センサ色補正部４０ｄ、ＭＴＦ補正部４０ｅおよびγ補正部４０ｆから構成されている。
【００６８】
ＣＣＤラインセンサ５ｄは、白黒原稿画像またはカラー原稿画像を読み取り、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色成分に色分解した３ラインのラインデータを出力する。シェーディング補正回路４０ｂは、ＣＣＤラインセンサ５ｄから出力されたラインデータのライン画像レベルを補正する。ライン合わせ部４０ｃは、ラインバッファなどから構成され、ラインデータのずれを補正する。センサ色補正部４０ｄは、ラインデータの色データを補正する。ＭＴＦ補正部４０ｅは、ＣＣＤラインセンサ５ｄの各画素における信号の変化にめりはりを持たせるように補正する。そして、γ補正部４０ｆは画像の明暗を補正して視感度補正を行う。
【００６９】
画像データ処理部４１は、モノクロデータ生成部４１ａ（白黒原稿画像用）、入力処理部４１ｂ、領域分離部４１ｃ、黒生成部４１ｄ、色補正回路４１ｅ、ズーム処理回路４１ｆ、空間フィルタ４１ｇ、中間調処理部４１ｈ、プリントデータ入力部４１ｉおよび追跡パターン出力部４１ｊから構成されている。
【００７０】
上記モノクロデータ生成部４１ａは、画像データ入力部４０から入力されるカラー画像信号であるＲＧＢ信号より、モノクロデータを生成する。上記入力処理部４１ｂは、ＲＧＢ信号を本デジタルカラー複写機１が搭載する画像形成部７（図１参照）に対応したＹＭＣ信号に変換し、またクロック変換、ＡＥヒストグラム処理をする。上記領域分離部４１ｃは、入力された画像データが、文字、網点写真、印画紙写真のいずれであるかを判断し、それぞれの領域を分離する。上記黒生成部４１ｄは、入力処理部４１ｂから出力されるＹＭＣ信号に基づいて、下色除去処理を行いカラー画像における黒を生成する。
【００７１】
上記色補正回路４１ｅは、各色変換テーブルに基づいてカラー画像信号の各色を調整する。上記ズーム処理回路４１ｆおよび上記空間フィルタ４１ｇは、設定されている倍率に基づいて入力された画像情報の倍率変換する。上記中間調処理部４１ｈは、多値誤差拡散や多値ディザなどの階調性を表現する。上記プリントデータ入力部４１ｉは、後述する内蔵インターフェイス部４７から入力されるプリントデータの入力部となる。
【００７２】
上記追跡パターン出力部４１ｊは、不正使用防止のために装置を特定するための識別情報である追跡パターン（識別情報）を、プリントする画像に合成するものである。この追跡パターンは、人間の目で識別しにくい色材により形成されるべき画像であり、主にイエローが用いられる。したがって、追跡パターン出力部４１ｊは、イエローの画像データを処理するラインに設置されている。
【００７３】
ここで、上記した色補正回路４１ｅ以降の、ズーム処理回路４１ｆ、空間フィルタ４１ｇ、中間調処理部４１ｈおよびプリントデータ入力部４１ｉは、２つのＬＳＵ１５・１６に対応して２系統設けられている。図において左側の系統は、ＬＳＵ１５に対応しイエローのラインを含む第２系統であり、右側の系統はＬＳＵ１６に対応しブラックのラインを含む第１系統である。
【００７４】
画像データ出力部４２は、上記画像データ処理部４１における第１系統および第２系統に対応する各２系統の、ラインメモリバッファ４２ａおよびレーザコントローラー４２ｂと、この２系統に対応する前述の２つのＬＳＵ１５・１６とから構成されている。
【００７５】
上記ラインメモリバッファ４２ａは、中間調処理部４１ｈから送出される各色の画像データの出力タイミングを調整する。上記レーザコントローラー４２ｂは、中間調処理部４１ｈから送出される各色の画像データのパルス幅変調を行う。そして、上記ＬＳＵ１５・１６はそれぞれ、各レーザコントローラー４２ｂから出力される各色の画像データに応じたパルス幅変調信号に基づいて、感光体１１・１２に対してレーザ記録を行う。
【００７６】
カラー原稿の場合、第２系統のＬＳＵ１５は、画像データ入力部４０における１回目のスキャンにおいて、イエローの画像データに応じたパルス変調信号にてレーザ記録を行い、２回目のスキャンにおいて、マゼンタの画像データに応じたパルス変調信号にてレーザ記録を行う。一方、第１系統のＬＳＵ１６は、画像データ入力部４０における１回目のスキャンにて、ブラックの画像データに応じたパルス変調信号にてレーザ記録を行い、２回目のスキャンにおいて、シアンの画像データに応じたパルス変調信号にてレーザ記録を行う。
【００７７】
遅延用半導体メモリ４３は、第１系統および第２系統の２つの画像プロセス部７２・７１（図１参照）の間で、画像の形成位置がずれることを防止するために備えられている。この遅延用半導体メモリ４３に各色の画像データを一旦記憶させ、それぞれ時間を調整してＬＳＵ１５・１６に画像データを送ることで露光開始のタイミングを調整し、中間転写ベルト１０上で各感光体１１・１２から転写される画像同士の位置関係の整合をとる。
【００７８】
ＣＰＵ４４は、画像データ入力部４０、画像データ処理部４１、画像データ出力部４２、後述する外部インターフェイス部４６、内蔵インターフェイス部４７、第１・第２付加情報メモリ４８ａ・４８ｂ、および遅延用半導体メモリ４３を所定のシーケンスに基づいてコントロールするものである。
【００７９】
外部インターフェイス部４６は、デジタルカラー複写機１とは別に設けられた外部の画像入力処理装置（通信携帯端末、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなど）からの画像データを受け入れるための通信インターフェイス手段である。なお、この外部インターフェイス部４６から入力される画像データも、一旦画像データ処理部４１に入力して各処理を行うことで、デジタルカラー複写機１の画像形成部７で取り扱うことのできるデータレベルに変換された後、上記と同様に画像データ出力部４２へ出力される。
【００８０】
さらに、内蔵インターフェイス部４７は、パーソナルコンピュータなどにより作成された画像データを入力するプリンタインタフェイスであり、またＦＡＸ受信した画像データを受け入れるための白黒またはカラーＦＡＸインタフェイスである。この内蔵インターフェイス部４７から入力される画像データは、すでにＣＭＹＫ信号であるので、画像データ処理部４１の途中から中間調処理部４１ｈなどの処理を施して画像データ出力部４２へと出力される。
【００８１】
第１付加情報メモリ４８ａは、不正使用を防止するための装置を特定するための識別信号である追跡パターンを記憶したものである。この追跡パターンの画像データは、黒の画像形成を担う第１系統ではなく、もう一方の第２系統に形成された追跡パターン出力部４１ｊに入力される。このような追跡パターンは目立たない方がよいので、イエローのトナーで可視化される。したがって、カラープリントの場合は、原稿画像のイエローの画像データに合成され、白黒プリントの場合は、新たにイエローの画像データが出力される。
【００８２】
第２付加情報メモリ４８ｂは、会社のロゴや「秘文書」、「至急」などの特定パターンを記憶したもので、該メモリの画像データは、黒の画像形成を担う第１系統ではなく、もう一方の第２系統にズーム処理回路４１ｆから入力される。本実施の形態のデジタルカラー複写機１では、このような特定パターンの色として、ユーザが、イエロー、マゼンタ、および、赤の３色の中から選択できる。ここで、赤色が指定された場合は、イエローとマゼンタの両トナーで可視化される。ただし、白黒プリントにおいて追跡パターンの付与が指定されている場合は、特定パターンの色は追跡パターンの色、すなわちイエローとなる。したがって、カラープリントの場合は、原稿画像の該当する色の画像データに合成され、白黒プリントの場合は、新たに指定された色の画像データとして出力される。
【００８３】
ここで、上記第１付加情報メモリ４８ａ、第２付加情報メモリ４８ｂ、ＣＰＵ４４および画像データ処理部４１は、付加情報合成手段を形成している。
【００８４】
（３）カラー画像形成動作
次に、上記構成のデジタルカラー複写機１において、カラー画像を形成する場合の動作について、図１および図２を用いて以下に説明する。なお、以下の説明は、追跡パターンおよび特定パターンを合成してプリントする場合に関するものである。カラー画像においては、追跡パターンは基本的に常時合成され、特定パターンは、ユーザにて要求された場合に合成される。
【００８５】
読み取り光学系５は、原稿の読み取りに際して合計２回のスキャンを行う。１回目のスキャンにて読み取られた原稿画像は、光学レンズ５ｃを介してＣＣＤラインセンサ５ｄに光像として結像される。ＣＣＤラインセンサ５ｄは、これをＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応した画像信号に光電変換して、図２の画像処理部へと送出する。
【００８６】
画像処理部において原稿画像データに前述の各画像処理が施され、画像データ出力部４２における第２系統のＬＳＵ１５からはイエローの画像データに基づいて変調されたレーザ光が照射され、第１系統のＬＳＵ１６からはブラックの画像データに基づいて変調されたレーザ光が照射される。これらＬＳＵ１５・１６のそれぞれの書き込みは同期して行われる。ここで、イエローの画像データには、原稿画像データに追跡パターンおよび特定パターン付与の指示があった場合は特定パターンが合成されている。
【００８７】
感光体１１および感光体１２の各表面は、それぞれＢ、Ｃ方向への回転移動に伴い各帯電器１３・１４との対向位置を通過する際に均一に帯電される。この帯電面に各ＬＳＵ１５・１６からのレーザ光が照射されることで、感光体１１にはイエローの静電潜像、もう一方の感光体１２にはブラックの静電潜像がそれぞれ形成される。
【００８８】
そして、感光体１１上のイエローの静電潜像は、現像装置１７との対向位置を通過する際に可視化されてイエローのトナー像となる。このトナー像は、第１転写器２３の作用により中間転写ベルト１０に転写される。
【００８９】
一方、感光体１２上のブラックの静電潜像も、上記と同様に、現像装置１９との対向位置を通過する際に可視化されブラックのトナー像となり、第１転写器２４の作用で中間転写ベルト１０へと転写される。
【００９０】
ここで、前述したように、遅延用半導体メモリ４３を用いて感光体１１・１２への画像の書き込みのタイミングが制御されるので、中間転写ベルト１０上においてイエローのトナー像とブラックのトナー像とは中間転写ベルト１０に対して位置ずれすることなく転写される。また、このとき転写搬送部材３７は中間転写ベルト１０から離隔されている。
【００９１】
表面に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１０に転写した後、各感光体１１・１２は、クリーニング装置２１・２２によってクリーニングされ、必要に応じて除電器（図示せず）により除電され、次の画像形成に備える。
【００９２】
次に、読み取り光学系５は、２回目のスキャンを行い、この２回目のスキャンでは、第２画像プロセス部７１の現像装置１８および第１画像プロセス部７２の現像装置２０により上記と同様にして、感光体１１にマゼンタ、感光体１２にシアンの静電潜像およびトナー像が形成され、中間転写ベルト１０に転写される。ここで、マゼンタ画像データには、特定パターン付与の指示があった場合は、原稿画像データに特定パターンが合成されている。
【００９３】
このとき、マゼンタのトナー像は、先に重ねて転写されているイエローおよびブラックのトナー像上に重ねて転写され、シアンのトナー像は、イエロー、ブラックおよびマゼンタのトナー像の上にさらに重ねて転写される。これにより、４色の各トナー像が積層されてなる４層構造の積層画像が中間転写ベルト１０表面に形成される。
【００９４】
ここでも、各感光体１１・１２は、表面に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１０に転写した後、クリーニング装置２１・２２によって残留トナーが除去され、必要に応じて除電器（図示せず）により除電される。
【００９５】
このようにして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされて転写された４層構造の積層画像は、中間転写ベルト１０の回転に伴って、転写搬送部材３７の近傍まで搬送される。そして、転写搬送部材３７との対向位置を通過する際に、用紙カセット３８より給紙された用紙３９に、第２転写器３７ａの作用によって転写される。
【００９６】
続いて、上記積層画像が転写された用紙３９は、転写搬送部材３７の搬送作用で定着装置３２に搬送される。用紙３９に転写された画像は、定着装置３２にて用紙３９に定着されてカラー画像となる。その後、用紙３９は排紙ローラ対３１によって排紙トレイ３０に排出される。
【００９７】
（４）白黒画像形成動作
次いで、白黒画像を形成する場合のデジタルカラー複写機１の動作について以下に説明する。
【００９８】
読み取り光学系５のスキャンにて読み取られた画像は、光学レンズ５ｃを介してＣＣＤラインセンサ５ｄに光像として結像される。ＣＣＤラインセンサ５ｄは、これをＲ、Ｇ、Ｂに対応した画像信号に光電変換して、図２の画像処理部へと送出される。
【００９９】
画像処理部において前述の画像処理が施されることで、画像データ出力４２におけるＬＳＵ１６、ＬＳＵ１５からはそれぞれ画像データに基づいて変調されたレーザ光が、遅延用半導体メモリ４３にて調整された所定の照射開始タイミングで照射される。
【０１００】
第１系統のＬＳＵ１６からは、原稿画像を作像するためのブラックの画像データに基づいて変調されたレーザ光が照射される。
【０１０１】
一方、第２系統のＬＳＵ１５からは、追跡パターン付与が指定されている場合は、追跡パターン出力部４１ｊから出力される追跡パターンを作像するための画像データに基づいて変調されたレーザ光が照射される。また、特定パターン付与が指定されている場合には、ズーム処理回路４１ｆに入力される第２付加情報メモリ４８ｂからの特定パターンを作像するための画像データに基づいて変調されたレーザ光が照射される。
【０１０２】
このとき、感光体１１および感光体１２の各表面は、Ｂ、Ｃ方向への回転移動に伴い各帯電器１３・１４との対向位置を通過する際に均一に帯電され、この帯電面に各ＬＳＵ１５・１６からのレーザ光が照射されることで、感光体１１には追跡パターンおよび／または特定パターンの静電潜像、もう一方の感光体１２には原稿画像によるブラックの静電潜像がそれぞれ形成される。
【０１０３】
そして、感光体１１上の追跡パターンおよび／または特定パターンの静電潜像は、指定されたイエローまたはマゼンタの現像装置との対向位置を通過する際に可視化されて、指定色のトナー像となる。そして、このトナー像は、中間転写ベルト１０との対向位置で第１転写器２３の作用により中間転写ベルト１０へと転写される。
【０１０４】
ここで、特定パターンとして赤色が指定されている場合においては、イエローおよびマゼンタの両現像装置１７・１８からトナーが付与され、感光体１１上で２層の積層トナー像となって、中間転写ベルト１０に同時に転写される。このとき、静電潜像を先に現像するイエローの現像バイアスを、例えば−４００Ｖとし、現像されたイエローのトナーの上にさらにマゼンタのトナーを付与するマゼンタの現像バイアスはそれよりも強く−５００Ｖ程度とすることで、許容範囲の赤色の再現が可能となる。
【０１０５】
また、感光体１２上のブラックの静電潜像も、上記と同様に、現像装置１９との対向位置を通過する際に可視化されブラックのトナー像となり、第１転写器２４の作用で中間転写ベルト１０へと転写される。
【０１０６】
ここで、前述したように、遅延用半導体メモリ４３を用いて感光体１１・１２への画像の書き込みのタイミングが制御されるので、中間転写ベルト１０上において各トナー像は中間転写ベルト１０に対して位置ずれすることなく転写される。
【０１０７】
このようにして、中間転写ベルト１０上にそれぞれ転写されたトナー像は、中間転写ベルト１０の回転に伴って、転写搬送部材３７の近傍まで搬送され、転写搬送部材３７との対向位置を通過する際に、用紙カセット３８より給紙された用紙３９に転写搬送部材３７の第２転写器３７ａの作用によって転写される。
【０１０８】
続いて、上記画像の転写された用紙３９は、定着装置３２に搬送され、定着装置３２にて転写画像が用紙３９に定着され、その後、排紙ローラ対３１によって上記用紙３９が排紙トレイ３０に排出される。
【０１０９】
以上のように、上記のデジタルカラー複写機１においては、各々に感光体１１または感光体１２を有する画像プロセス部を２つ備えた構成であり、白黒画像の形成に関わる画像プロセス部（第１画像プロセス部７２）とは異なる画像プロセス部（第２画像プロセス部７１）を用いて、特定パターンや追跡パターンを作像する構成であるので、白黒プリントの場合と同じ速度を維持しながら、特定パターンや追跡パターンを白黒画像に付加することが可能となる。
【０１１０】
また、上記の構成においては、消費量の多いイエローとブラックの各現像装置１７・１９のトナー容量を、他の現像装置よりも大きく形成することで、すべての現像装置のトナー補給時期またはトナー補給回数をほぼ等しくでき、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【０１１１】
また、上記のデジタルカラー複写機１においては、第２画像プロセス部７１の２つの現像装置（イエローとマゼンタ）１７・１８の両方を、１つの静電潜像に同時に作用させて特定パターンを作像し得る構成であったので、イエローやマゼンタの原色だけでなく、赤のように２原色を混色しないと得られない色もプリントでき、しかも、白黒プリントと同じ速度でプリントできる。
【０１１２】
さらに、感光体１１の回転方向に対し上流側にイエローの現像装置１７を配置しているので、２つの現像装置１７・１８を同時に作用させても、混色の影響を受けやすいイエローのトナーにマゼンタのトナーが混入しにくい。
【０１１３】
（５）変形例
次に、図３を用いて、本実施の形態の一変形例に係るデジタルカラー複写機６０の構成を説明する。図３は、本実施の形態の一変形例に係るカラー画像形成装置としてのデジタルカラー複写機６０の全体構成図であり、装置正面から見た複写機内部の概略の構成を示している。なお、図３において、図１のデジタルカラー複写機１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１４】
図３のデジタルカラー複写機６０は、感光体１１ａ・１２ａがベルト状をなしておりローラ５０ａ・５０ｂにて張架された構成である。また、ペーパーガイド３４の配置がデジタルカラー複写機１の場合と異なり、本体部２の上面に設けられた排紙トレイ３０へと用紙を排出するようになっている。
【０１１５】
そして、デジタルカラー複写機１との特徴的な違いとしては、イエロー、マゼンタ、シアンの各現像装置１７・１８・２０がそれぞれ同じ形状で共通した構造であって、イエロー、マゼンタ、シアンの各現像装置間１７・１８・２０で、配置変えが可能となっている。そして、ブラックの現像装置１９のみが他と比べて大きく形成されており、トナー容量が大きい。
【０１１６】
このような構成によると、イエロー、マゼンタ、シアンの各現像装置１７・１８・２０間で、配置変えが可能であることから特定パターンをプリントする色の選択範囲がひろくなる。具体的には、上記のイエロー、マゼンタおよび赤に加えて、シアン、緑（シアン＋イエロー）、青（シアン＋マゼンタ）でも特定パターンをプリントすることができる。ただし、この場合には、追跡パターンは合成されない。
【０１１７】
また、消費量の多いブラックが大きく形成されており、貯蔵するトナー量を大きくすることができることから、トナー補給を他色のトナーの補給時期と合わせることができる。
【０１１８】
以上、発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではない。
【０１２６】
【発明の効果】
また、本発明に係るカラー画像形成装置は、以上のように、画像プロセス部を２つ有し、各現像装置には異なる色のトナーが収容され、該各画像プロセス部の前記各感光体に形成されたトナー像を重ね合わせて転写することにより、１つのカラー画像を形成し、かつ、主たる白黒画像に別の画像からなる付加情報を合成する付加情報合成手段と、該付加情報合成手段にて合成される付加情報の画像を、ブラックのトナーを収容した前記現像装置を備えた第１画像プロセス部とは異なるもう一方の第２画像プロセス部にて作像させる制御手段とを備えており、前記第１画像プロセス部は、主たる白黒画像の作像を行うものであり、前記制御手段は、付加情報の同一の静電潜像に対して、前記第２画像プロセス部に備えられた複数の現像装置を同時に作用させて、前記白黒画像に付加情報を作像させる構成である。
【０１２７】
これにより、第２画像プロセス部に形成された同一の静電潜像に対して、色の異なる複数のトナーで現像することができるので、白黒画像プリント時と同じプリント速度を維持しつつ、付加情報はトナーの原色のみならず、複数の原色を混色しないと得られない色でプリントすることが可能となる。したがって、本カラー画像形成装置では、上記の請求項１の構成による効果に加えて、付加情報をプリントする色の選択範囲が広がるという効果を奏する。
【０１２８】
また、本発明に係るカラー画像形成装置は、以上のように、第２画像プロセス部における複数ある現像装置のうち、薄い色のトナーを収容した現像装置が、感光体の回転方向に対して上流側に配置された構成である。
【０１２９】
これにより、一つの感光体に対して複数の現像装置を作用させる場合、特に、一の静電潜像に対して複数の色のトナーを付与する場合に、薄い色のトナーを収容した現像装置内に濃い色のトナーが混入することを避けることができる。したがって、感光体の回転方向下流側の現像装置に、先に感光体に付与されたトナーが混入することによる影響を抑制することができる。その結果、本カラー画像形成装置では、上記の請求項１から３の構成による効果に加えて、混色による画質の低下を防ぎつつ、トナー交換などの必要性が少なくなり、メンテナンス性が向上するという効果を奏する。
【０１３０】
また、本発明に係るカラー画像形成装置は、以上のように、各現像装置のうち、ブラックのトナー収容量が他のトナー収容量より大きく、かつ、ブラックのトナー以外のトナーを収容する現像装置は共通の構造を有する構成である。
【０１３１】
これにより、ブラックのトナー以外の各トナーを収容する現像装置が互いに交換可能となる。したがって、第２画像プロセス部に配置するトナーの色を変更できるので、付加情報の色としての選択幅が広がる。また、消費量が多いブラックのトナー収容量が他のトナー収容量より大きいため、各トナーの補給時期もしくは補給回数をほぼ等しくすることができる。その結果、本カラー画像形成装置では、請求項１から４の構成による効果に加えて、付加情報の色としての選択幅が広がり、装置のメンテナンス性が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の一形態に係るカラー画像形成装置としてのデジタルカラー複写機の全体構成図である。
【図２】 図１のデジタルカラー複写機における画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】 本実施の形態の一変形例に係るカラー画像形成装置としてのデジタルカラー複写機の全体構成図である。
【符号の説明】
１ デジタルカラー複写機
７ 画像形成部
８ ベルトユニット
１０ 中間転写ベルト
１１ 感光体
１１ａ 感光体
１２ 感光体
１２ａ 感光体
１５ ＬＳＵ（露光手段）
１６ ＬＳＵ（露光手段）
１７ 現像装置
１８ 現像装置
１９ 現像装置
２０ 現像装置
４１ 画像データ処理部（付加情報合成手段）
４４ ＣＰＵ（制御手段、付加情報合成手段）
４８ａ 第１付加情報メモリ（付加情報合成手段）
４８ｂ 第２付加情報メモリ（付加情報合成手段）
７１ 第２画像プロセス部
７２ 第１画像プロセス部

Claims (3)

1. 感光体と、該感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付与する複数の現像装置とを備えた画像プロセス部を２つ有し、各現像装置には異なる色のトナーが収容され、該各画像プロセス部の前記各感光体に形成されたトナー像を重ね合わせて転写することにより、１つのカラー画像を形成し、かつ、主たる白黒画像に別の画像からなる付加情報を合成する付加情報合成手段と、該付加情報合成手段にて合成される付加情報の画像を、ブラックのトナーを収容した前記現像装置を備えた第１画像プロセス部とは異なるもう一方の第２画像プロセス部にて作像させる制御手段とを備えており、
   フルカラー画像形成動作時には、感光体が１回転するにつき１色ずつトナー像を形成し、白黒画像形成時に２色混色の付加情報を合成する際には、
   前記第１画像プロセス部は、主たる白黒画像の作像を行い、
   前記制御手段は、付加情報の同一の静電潜像に対して、前記第２画像プロセス部に備えられた複数の現像装置を同時に作用させて、前記白黒画像に付加情報を作像させることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記第２画像プロセス部においては、複数ある現像装置のうち、薄い色のトナーを収容した現像装置が、前記感光体の回転方向に対して上流側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記各現像装置のうち、ブラックのトナーを収容する現像装置は他の現像装置のトナー収容量より大きいトナー収容量を有し、かつ、ブラックのトナー以外のトナーを収容する現像装置は共通の構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。

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