JP5495089B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、一つの像担持体上に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus that forms a color image by superimposing a plurality of color toner images on one image carrier.
上記画像形成装置として、一つの感光体上に複数色を順次現像して重ねて合わせて、その後一括転写をおこなう感光体上色重ね方式(いわゆる、IOI(Image on Image)方式)が知られている(例えば、特許文献1)。この感光体上色重ね方式は、感光体が1つですむというメリットがあり、省資源化、省スペース化、低コスト化が可能な技術である。 As the image forming apparatus, there is known a color superimposing method on a photoconductor (so-called IOI (Image on Image) method) in which a plurality of colors are sequentially developed and superimposed on one photoconductor, and then collectively transferred. (For example, Patent Document 1). This color superimposing method on the photoreceptor has the advantage that only one photoreceptor is required, and is a technology that can save resources, save space, and reduce costs.
特許文献1に記載される感光体上色重ね方式を用いた画像形成装置では、帯電手段により一様に帯電せしめられた感光体表面上の画像部を露光して電位を減衰させることで潜像を形成し、その潜像を感光体表面の帯電極性と同じ極性のトナーによって現像する作像プロセスを各色ごとに行い、感光体上に各色のトナー像を重ねたカラートナー像を形成する。すなわち、感光体に帯電、露光をおこなって1色目の静電潜像を形成し、露光された箇所にトナーを付着させて現像する。そして、2色目以降のトナー像を形成するために、既にトナー像が形成された感光体に対して上記帯電、露光をおこなって静電潜像を形成し、露光された箇所にトナー像を付着させて現像をおこなう工程を繰り返す。
In the image forming apparatus using the color superimposing method on the photoreceptor described in
ところが、2色目以降の現像において、感光体上にトナー像がある領域とトナー像がない領域とで現像されるトナーの量(トナー付着量)が大きく異なるといった問題が発生した。この原因としては、1.すでに形成されているトナー像によって、書込みのレーザー光が吸収されてしまう(露光後電位の上昇)、2.すでに形成されているトナー像が持つ電荷量によって、トナー像がない領域と同じようには露光後電位が低下しない(露光後電位の上昇)ことが挙げられる。このように、2色目以降の作像プロセス工程において、すでにトナー像がある領域の露光後電位が上昇してしまい、トナー像が無い領域とで露光後電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルが異なってしまうことにより、トナーの量が異なってしまう。 However, in the development for the second and subsequent colors, there has been a problem that the amount of toner developed (toner adhesion amount) differs greatly between the region where the toner image is present on the photoreceptor and the region where there is no toner image. The reasons for this are as follows: 1. The written laser beam is absorbed by the already formed toner image (the potential increases after exposure). It can be mentioned that the post-exposure potential does not decrease (increased post-exposure potential) in the same manner as in a region where there is no toner image, depending on the amount of charge of the already formed toner image. As described above, in the image forming process steps for the second and subsequent colors, the post-exposure potential in the area where the toner image already exists increases, and the development potential which is the difference between the post-exposure potential and the development bias in the area where there is no toner image. As a result, the amount of toner varies.
この問題を解決するために、特許文献1には、感光体上に既に形成されたトナーによる露光後電位に対する影響を補正するように、レーザービームの発光量とビーム径等の書込条件を変更するものが提案されている。しかしながら、このように書込み条件を変更して補正をおこなう方法では、異なる色間の書込位置が正確に一致していることが必要であり、近年望まれている600dpi、1200dpiといった高解像度において、書込位置を正確に一致させることは極めで困難である。 In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228667 changes the writing conditions such as the laser beam emission amount and the beam diameter so as to correct the influence on the post-exposure potential caused by the toner already formed on the photoreceptor. What to do has been proposed. However, in the method of performing correction by changing the writing condition in this way, it is necessary that the writing positions between different colors are exactly the same, and in a high resolution such as 600 dpi and 1200 dpi recently desired, It is extremely difficult to accurately match the writing positions.
本出願人は、上記問題を解決するために、特願2007−055998号(以下、「先願」という)において、感光体上色重ね方式で正規現像を用いる画像形成装置を提案した。詳しくは、先願の画像形成装置では、帯電手段によって一様に帯電せしめられた感光体表面上の非画像部を露光して電位を減衰させることで潜像を形成し、その潜像を感光体表面の帯電極性と逆極性のトナーによって現像してトナー像を形成する作像プロセスを各色ごとに行って、感光体上に各色のトナー像を重ねたカラートナー像を形成する。これにより、感光体上に形成された1色目のトナー像は、2色目の作像プロセスを行うときに、帯電手段によって感光体と共に、元々のトナー帯電極性とは逆の極性で帯電せしめられる。その結果、帯電手段によって感光体が所定の電位(1色目の帯電と同じ電位)に帯電する際に、1色目のトナー像の除電も行われる。つまり、2色目の帯電により、1色目のトナー像を除電し電位を低減させることによって、2色目の潜像を現像する際に、2色目の潜像における1色目のトナー像がある部分と無い部分とで、帯電電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルが略同一となり、トナー濃度のムラが生じることなく2色目のトナー像を形成することができる。なお、言うまでも無く、2色以上のカラートナー像を形成する際にも同様に、前色のトナー像の電位の影響を受けることなく次色のトナー像を形成することができる。 In order to solve the above problems, the present applicant has proposed an image forming apparatus that uses regular development in a color superimposing method on a photoreceptor in Japanese Patent Application No. 2007-055998 (hereinafter referred to as “prior application”). Specifically, in the image forming apparatus of the prior application, a latent image is formed by exposing a non-image portion on the surface of the photoreceptor uniformly charged by the charging means to attenuate the potential, and the latent image is exposed to light. An image forming process for forming a toner image by developing with a toner having a polarity opposite to the charged polarity on the surface of the body is performed for each color to form a color toner image in which the toner images of the respective colors are superimposed on the photoreceptor. As a result, the first color toner image formed on the photoconductor is charged together with the photoconductor by the charging means with a polarity opposite to the original toner charge polarity when the second color image forming process is performed. As a result, when the photosensitive member is charged to a predetermined potential (the same potential as that of the first color) by the charging means, the toner image of the first color is also removed. That is, when the second color latent image is developed by discharging the first color toner image and reducing the potential by charging the second color, there is no portion where the first color toner image is present in the second color latent image. The development potential, which is the difference between the charging potential and the development bias, is approximately the same between the portions, and a toner image of the second color can be formed without causing uneven toner density. Needless to say, when two or more color toner images are formed, the next color toner image can be formed without being affected by the potential of the previous color toner image.
しかしながら、正規現像では、2色目の潜像における1色目のトナー像がある部分と無い部分とで現像ポテンシャルが略同一となる一方で、トナー付着の有無によって変動する露光後電位と現像バイアスとの差である地肌ポテンシャルが変化してしまう。すなわち、正規現像では、1色目のトナー像がある部分で露光後電位が上昇すると、地肌ポテンシャルが十分得られず、トナーを付着させたくない領域にトナーが付着してしまうという問題が発生する。具体的には、1色目にベタ画像のようにトナーを多量に付着させた画像を形成した場合には、2色目が地肌部であっても、2色目の露光後電位の上昇してしまう。このため、2色目では地肌ポテンシャルが十分得られずトナーがわずかに付着してしまい、1色目のベタ画像を混色無く再現することができないといった問題を引き起こす。また、この問題は、1色目ベタ、2色目もベタといった状況下ではさらに深刻になり、3色目、4色目において意図していないトナーが付着しやすくなる(以後、この問題のことを、「正規現像における高トナー付着画像への混色」と呼ぶことにする)。 However, in the normal development, the development potential is substantially the same in the portion where the toner image of the first color in the latent image of the second color is present and in the portion where the toner image is not present. The background potential, which is the difference, will change. That is, in regular development, if the post-exposure potential increases in a portion where the toner image of the first color is present, there is a problem that the background potential is not sufficiently obtained and the toner adheres to an area where the toner is not desired to be adhered. Specifically, when an image in which a large amount of toner is attached to the first color, such as a solid image, the post-exposure potential of the second color increases even if the second color is a background portion. For this reason, in the second color, the background potential cannot be sufficiently obtained, and the toner adheres slightly, causing a problem that the solid image of the first color cannot be reproduced without color mixing. In addition, this problem becomes more serious under the circumstances where the first color is solid and the second color is solid, and unintended toner tends to adhere to the third color and the fourth color (hereinafter, this problem is referred to as “regular This will be referred to as “color mixing with a high toner adhesion image in development”).
また、この「正規現像における高トナー付着画像への混色」を防止することを目的として、地肌ポテンシャルを十分大きくとるように現像バイアスを設定すると、相反して現像ポテンシャルを十分大きくとることができなくなり、ハイライト(低濃度の画像)を良好に再現することができないとといった問題を引き起こす(以後、この問題のことを、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」と呼ぶことにする)。 In addition, if the development bias is set so that the background potential is sufficiently large for the purpose of preventing this “color mixing in a high toner adhesion image in regular development”, the development potential cannot be sufficiently large contrary. This causes a problem that highlights (low density images) cannot be reproduced well (hereinafter, this problem will be referred to as “deterioration of highlight reproducibility in regular development”).
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、像担持体上にトナー像を重ねて形成してカラー画像を得る方式を用いて既にトナー像が形成された像担持体上にトナー像を形成する際も良好なトナー付着量を得る画像形成装置において、「正規現像における高トナー付着画像への混色」を防止した画像と、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」を防止した画像との、両方の画像を出力することが可能な画像形成装置を提供する。 The present invention has been made in view of the above background, and the object of the present invention is that a toner image has already been formed by using a method of forming a color image by superposing a toner image on an image carrier. In an image forming apparatus that obtains a good toner adhesion amount even when a toner image is formed on an image carrier, an image in which “color mixture with a high toner adhesion image in regular development” is prevented, and “highlight reproducibility in regular development” Provided is an image forming apparatus capable of outputting both an image and an image in which “deterioration” is prevented.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段によって帯電された該像担持体を露光して各色ごとの潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上に形成された該潜像を、それぞれ異なる色のトナーによって可視像化する複数の現像手段とを備え、各色ごとに、該帯電手段による帯電、該潜像形成手段による潜像形成、該現像手段による現像をおこなうことにより、該像担持体上に各色のトナー像を順次形成して重ね合わせカラー画像を得るものであって、
該カラー画像の色再現特性を選択する色再現特性選択手段と、該色再現特性選択手段の選択結果に基づき色再現特性に関する画像形成条件を変更する色再現条件変更手段とを備えた画像形成装置において、
上記複数の現像手段のうち既にトナー像が形成された像担持体上にトナー像を形成する少なくとも1つの現像手段は、上記像担持体の帯電極性と逆極性のトナーにより該像担持体の非露光部を現像する正規現像手段であり、
該正規現像手段は、|第1の現像バイアス|>|第2の現像バイアス|となる2つの現像バイアスを選択可能であり、上記色再現特性選択手段は鮮やかさ優先か、階調性優先かを選択するものであり、
上記色再現条件変更手段は、上記色再現特性選択手段により鮮やかさを優先するように選択された場合は該第1の現像バイアスを選択し、階調性を優先するよう選択された場合は該第2の現像バイアスを選択することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、形成するカラー画像データを上記複数の現像手段の各色画像データへと色分解をおこなうカラー色分解処理装置を備え、該カラー色分解処理装置は上記現像バイアスに応じたそれぞれの色分解方法により色分解をおこなうことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1の画像形成装置において、形成するカラー画像データを上記複数の現像手段の各色画像データへと色分解をおこなうカラー色分解処理装置を備え、該カラー色分解処理装置は、上記色再現特性選択手段より選択された鮮やかさを優先か、階調性を優先かに基づき選択された上記現像バイアスに応じた色分解方法により色分解をおこなうことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1、2または3の何れかの画像形成装置において、上記色再現特性選択手段より選択される色再現特性は、使用者の指示に基づき選択されるものであることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1、2または3の何れかの画像形成装置において、上記色再現特性選択手段より選択される色再現特性は、形成するカラー画像データに基づき選択されるものであることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1、2、3、4または5の何れかの画像形成装置において、上記現像手段は、現像領域において上記像担持体と非接触で対向するように配置され、上記トナーが非静止状態で担持されるトナー担持体を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の画像形成装置において、上記トナー担持体は、所定の間隔で並べて配置された複数の電極と、該電極に多相の電圧を印加する電源とを備えており、該電源により複数の電極間に印加される電圧により形成される進行波電界により、上記トナーを担持しながら上記像担持体との対向領域に搬送することを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項6の画像形成装置において、上記トナー担持体は、所定の間隔で並べて配置された複数の電極と、該電極に多相の電圧を印加する電源とを備え、かつ、トナー担持体表面が移動可能であり、該電源により複数の電極間に印加される電圧により形成される進行波電界と、該トナー担持体の表面移動とにより、該トナー担持体上のトナーを該像担持体との対向領域に搬送することを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項6の画像形成装置において、上記トナー担持体は、所定の間隔で並べて配置された複数の電極と、該電極に電圧を印加する電源とを備え、かつ、トナー担持体表面が移動可能であり、該電源により複数の電極間に印加される電圧により形成される振動電界によってトナーを非静止状態で担持するとともに、該トナー担持体の表面移動により該トナー担持体上のトナーを該像担持体との対向領域に搬送することを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9の何れかの画像形成装置において、上記複数の現像手段が、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のトナーを用いて現像をおこなうことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
An image forming apparatus comprising color reproduction characteristic selecting means for selecting a color reproduction characteristic of the color image, and color reproduction condition changing means for changing an image forming condition relating to the color reproduction characteristic based on a selection result of the color reproduction characteristic selecting means In
At least one developing unit that forms a toner image on an image carrier on which a toner image has already been formed among the plurality of developing units is configured to use a toner having a polarity opposite to the charged polarity of the image carrier, A regular developing means for developing the exposed portion;
The regular development means can select two development biases that satisfy | first development bias |> | second development bias |, and whether the color reproduction characteristic selection means has priority on vividness or gradation. Is to select
The color reproduction condition changing unit selects the first development bias when the color reproduction characteristic selection unit selects to give priority to vividness, and selects the first development bias to give priority to gradation. The second developing bias is selected .
Also, the invention of
According to a third aspect of the present invention, the image forming apparatus of the first aspect further comprises a color color separation processing device for performing color separation of the color image data to be formed into each color image data of the plurality of developing means, The separation processing apparatus performs color separation by a color separation method according to the development bias selected based on whether the vividness selected by the color reproduction characteristic selection unit is given priority or gradation is given priority. To do.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first, second, and third aspects, the color reproduction characteristic selected by the color reproduction characteristic selection unit is selected based on a user instruction. It is characterized by being.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, or third aspect , the color reproduction characteristic selected by the color reproduction characteristic selection unit is selected based on the color image data to be formed. It is characterized by being.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first, second, third, fourth, and fifth aspects, the developing unit is disposed so as to face the image carrier in a non-contact manner in a developing region. And a toner carrier on which the toner is carried in a non-stationary state.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixth aspect , the toner carrier includes a plurality of electrodes arranged side by side at a predetermined interval, and a power source for applying a multiphase voltage to the electrodes. The toner is carried to a region facing the image carrier while being carried by a traveling wave electric field formed by a voltage applied between a plurality of electrodes by the power source. .
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixth aspect , the toner carrier includes a plurality of electrodes arranged side by side at a predetermined interval, and a power source for applying a multiphase voltage to the electrodes. And the surface of the toner carrier is movable, and the traveling wave electric field formed by the voltage applied between the plurality of electrodes by the power source and the movement of the surface of the toner carrier are arranged on the toner carrier. The toner is conveyed to a region facing the image carrier.
According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixth aspect , the toner carrier includes a plurality of electrodes arranged at a predetermined interval, and a power source for applying a voltage to the electrodes. The surface of the toner carrier is movable, and the toner is supported in a non-stationary state by an oscillating electric field formed by a voltage applied between a plurality of electrodes by the power source, and the toner is moved by moving the surface of the toner carrier. The toner on the carrier is transported to a region facing the image carrier.
According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, or ninth aspects, the plurality of developing units are cyan, magenta, and yellow, respectively. The development is performed using black toner of four colors.
本発明においては、像担持体上にトナー像を重ねて形成してカラー画像を得る方式で、既にトナー像が形成された像担持体上にトナー像を形成する際に正規現像手段を用いた場合、正規現像手段の現像バイアスを変更可能とすることにより、「正規現像における高トナー付着画像への混色」と、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」といった両方に対応可能とする。例えば、既に像担持体上に高トナー付着画像が形成されていて、2色目以降の潜像形成時に露光後電位が上昇してしまう場合は、「正規現像における高トナー付着画像への混色」の防止を目的として、露光後電位と現像バイアスとの差である地肌ポテンシャルを大きくとれるような現像バイアスを変更する。一方、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」の防止を目的とする場合は、地肌ポテンシャルは小さくなるが、帯電電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルを大きくとれるような現像バイアスを変更する。このように、現像バイアスを変更可能とすることで、1つの画像形成装置において、「正規現像における高トナー付着画像への混色」を防止した画像と、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」を防止した画像との、両方の画像を出力することが可能な画像形成装置を実現する。 In the present invention, a normal developing means is used when forming a toner image on an image carrier on which a toner image has already been formed by a method of obtaining a color image by superposing and forming a toner image on the image carrier. In this case, by making it possible to change the development bias of the regular development means, it is possible to cope with both “color mixing with a high toner adhesion image in regular development” and “deterioration of highlight reproducibility in regular development”. For example, if a high toner adhesion image has already been formed on the image carrier and the post-exposure potential rises during the formation of latent images for the second and subsequent colors, the “Color mixing with high toner adhesion image in regular development” For the purpose of prevention, the developing bias is changed so that the background potential, which is the difference between the post-exposure potential and the developing bias, can be increased. On the other hand, for the purpose of preventing "deterioration of highlight reproducibility in regular development", the background potential is reduced, but the development bias is changed so that the development potential, which is the difference between the charging potential and the development bias, can be increased. To do. In this way, by making the development bias changeable, in one image forming apparatus, an image in which “color mixing with a high toner adhesion image in normal development” and “deterioration of highlight reproducibility in normal development” are achieved. An image forming apparatus capable of outputting both an image and an image in which the image is prevented is realized.
以上、本発明によれば、像担持体上にトナー像を重ねて形成してカラー画像を得る方式を用いて既にトナー像が形成された像担持体上にトナー像を形成する際も良好なトナー付着量を得る画像形成装置において、「正規現像における高トナー付着画像への混色」を防止した画像と、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」を防止した画像との、両方の画像を出力することができるという優れた効果がある。 As described above, according to the present invention, when a toner image is formed on an image carrier on which a toner image has already been formed by using a method of forming a color image by superimposing a toner image on the image carrier. In an image forming apparatus that obtains the toner adhesion amount, both an image that prevents “color mixing with a high toner adhesion image in regular development” and an image that prevents “deterioration of highlight reproducibility in regular development” are displayed. There is an excellent effect of being able to output.
以下、本発明を、画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るプリンタの構成及び動作について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタの要部の概略構成図である。このプリンタは、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナー像を、像担持体としての感光体上で重ね合わせることによりフルカラー画像の形成をおこなう、いわゆる感光体上色重ね方式のプリンタである。図1のプリンタは、像担持体としてベルト状の感光体1を備えている。この感光体1の周回方向(矢印方向)に沿って上流側から下流側に、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック4色の各帯電装置(2M、2Y、2C、2K)と各現像装置(4M、4Y、4C、4K)とが配置されている。また、装置の左方には感光体1にレーザー光Lを照射する露光装置としての書込み装置3が設けられており、各帯電装置2と各現像装置4の間の露光部(3M、3Y、3C、3K)より各色の潜像形成用のレーザー光Lを照射している。すなわち、プリンタの作像部14として、マゼンタ(M)用の帯電装置2M、露光部3M、現像装置4M、イエロー(Y)用の帯電装置2Y、露光部3Y、現像装置4Y、シアン(C)用の帯電装置2C、露光部3C、現像装置4C、黒(K)用の帯電装置2K、露光部3K、現像装置4Kが順に配置されている。これらの下流の感光体1周辺には、転写前帯電装置5、転写装置としての転写ベルト装置6、クリーニング装置9が設けられている。また、記録用紙7の搬送方向に関して転写ベルト装置6の下流には、定着装置8が配設されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a printer as an image forming apparatus will be described. First, the configuration and operation of the printer according to this embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of the printer according to the present embodiment. This printer forms a full-color image by superimposing four color toner images of magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K) on a photoconductor as an image carrier. In other words, this is a so-called color superimposing printer. The printer shown in FIG. 1 includes a belt-shaped
マゼンタ用の帯電装置2Mでは、感光体1を一様に帯電させ、露光部3Mより書込み装置3の発するレーザー光により感光体1を光走査することで感光体1上にマゼンタ色の静電潜像を形成する。現像装置4Mは、マゼンタ用の静電潜像をマゼンタのトナーで現像して、感光体1上にマゼンタのトナー像を形成する。また、イエロー、シアン、ブラックの3色についてもマゼンタと同じようにしてトナー像を感光体1上に重ねて形成する。
In the
重ね合わせトナー像は、転写前帯電装置5で電荷調整を行なった後、転写ベルト装置6において感光体1から転写材である記録用紙7へと一括して(マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック4色のトナー像が全て同時に)転写される。記録用紙7へと転写されたトナー像は定着装置8において熱定着され、記録用紙7上の画像となる。
The superimposed toner image is subjected to charge adjustment by the pre-transfer charging device 5 and then collectively from the
なお、帯電装置2Y、2M、2C、2K、露光部3Y、3M、3C、3K及び現像装置4Y、4M、4C、4Kに関しては、構成・動作が同じ部分は、添字のY、M、C、Kを省略して説明をおこなう。
Regarding the
感光体1は、ベルト状の導電性基体上に感光層を塗布したいわゆる単層感光体である。感光層は、ポリカーボネート樹脂中に、電荷発生物質、正負の電荷輸送層を分散して形成される。なお、図1で用いた感光体1は、正極性の帯電を付与するため、正帯電OPCと称される感光体に属する。また、本実施形態のプリンタでは、感光体1の周速を100mm/secとしている。
The
帯電装置2は、いわゆるスコロトロン帯電器であり、装置本体に設けた図示しない電源装置によって電圧を供給され、感光体1の有機感光体層に対して、所定の電位に保持されたグリッドと放電ワイヤによるコロナ放電とによって帯電作用をおこなう。このスコロトロン帯電器はグリッド電圧を制御することで、感光体1表面に一様な電位を与えることができる。本実施形態のプリンタでは、感光体1の表面を+700Vに均一帯電している。
The charging
書込み装置3は、レーザー光Lを感光体1に対して4箇所放射状に入光する一体化されたユニット構成からなり、レーザーダイオード(LD)素子から光変調を施されたレーザー光が感光体1表面上で結像するように光学素子を配置した構成となっている。このレーザー光によって感光体1上を走査することで、所望する画像に対応し非画像部を露光した静電潜像を感光体上に形成する。本実施形態のプリンタでは、レーザーダイオードは波長が780nmのLD素子を使用している。
The
現像装置4については詳細を後述するが、帯電した感光体1の非画像部を露光して形成した静電潜像を、感光体1の帯電極性と逆極性のトナーによって現像する、いわゆる正規現像を採用するものでものである。図2は、正規現像の説明図である。これに対して、図3は、従来のレーザーによる書込み装置を用いる画像形成装置において一般的に用いられる反転現像の説明図ある。
Although the details of the developing device 4 will be described later, so-called regular development is performed in which an electrostatic latent image formed by exposing a non-image portion of the charged
図2に示すように、正規現像では、露光工程における非露光領域に対して、現像工程においてトナーを付着させる。つまり、正規現像での現像ポテンシャルは、帯電電位(=非露光領域の電位)と現像バイアスとのバイアス差である。ここで、帯電電位はトナー像が存在するか存在しないかということには依存せず、ほぼ一定に維持することが可能であるため、正規現像の場合には、従来の反転現像の場合とは異なり、トナーの有無によって現像ポテンシャルが変化してしまうといった問題は発生しない。このため、正規現像を適用することで、2色目以降のトナー付着量に差が生じてしまうといった問題を改善することができる。 As shown in FIG. 2, in regular development, toner is adhered in the development process to non-exposed areas in the exposure process. That is, the development potential in normal development is the bias difference between the charging potential (= the potential of the non-exposed area) and the development bias. Here, the charging potential does not depend on whether the toner image exists or not, and can be maintained almost constant. In contrast, the problem that the development potential changes depending on the presence or absence of toner does not occur. Therefore, by applying regular development, it is possible to improve the problem that a difference occurs in the toner adhesion amounts for the second and subsequent colors.
転写前帯電装置5も、帯電装置2と同じスコロトロン帯電器であり、感光体1上に重ねあわされたトナー像を−400Vになるように帯電する。
The pre-transfer charging device 5 is also the same scorotron charger as the
転写ベルト装置6は、転写ベルト61と、これを張架する二つのローラ62、63とを備えている。二つのローラのうち、感光体1周面に接する領域の転写ベルト61内側に配設されるローラ62は、感光体1のトナー像を転写ベルト61の担持する記録用紙7上へ転写する転写ローラとしての機能を有している。ローラ62は、導電性弾性ローラであり、転写バイアスとして定電流制御(+40μA)された転写バイアスが印加されている。記録用紙7が用紙バンク(不図示)から搬送手段によって搬送され、レジストローラ10で感光体1上へのトナー像形成とタイミングを合わせて、転写ベルト装置6へと搬送される。転写ベルト装置6では、ローラ62に印加された転写バイアスにより、感光体1上の重ね合わせトナー像が記録用紙7上の所望の位置に転写される。
The transfer belt device 6 includes a transfer belt 61 and two rollers 62 and 63 that stretch the belt. Of the two rollers, a roller 62 disposed inside the transfer belt 61 in a region in contact with the circumferential surface of the
定着装置8は、転写ベルト装置6より搬送されるトナー像が転写された記録用紙7を加熱・加圧することによって、トナー像を記録用紙7上に定着し、機外へと排出する。
The fixing device 8 fixes the toner image on the
クリーニング装置9は、クリーニングブレードを備えており、転写されずに感光体1上の残留したトナーを除去する。
The cleaning device 9 includes a cleaning blade, and removes toner remaining on the
次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例について説明する。
[実施例1]
現像装置4について詳しく説明する。現像装置4は、感光体上色重ね方式を行なう際に既に感光体1上に形成されているトナー像を乱すことがないよう、感光体1とトナー担持体42とが非接触に対向している非接触現像方式を用いたものである。
Next, each example in which a more characteristic configuration is added to the printer according to the embodiment will be described.
[Example 1]
The developing device 4 will be described in detail. In the developing device 4, the
図4は、実施例1の現像装置4の概略構成図である。図4の現像装置4は、ケーシング41内に、トナーを非静止状態で表面に担持可能で、回転自在に配置されるトナー担持体42と、トナー担持体42に対してトナーを供給するトナー供給手段としてのトナー供給ローラ43と、トナーを収容するトナー収容部44と、トナー供給ローラ43に対してトナー収容部44内のトナーの補給を行なうトナー補給装置45と、トナー担持体42上のトナー層厚を規制するトナー規制部材46とを備えている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the developing device 4 according to the first embodiment. The developing device 4 shown in FIG. 4 has a
トナー担持体42は、感光体1に対して非接触に対向して配置されており、トナーを非静止状態で表面に担持する。トナー担持体42は、不図示の駆動装置によって感光体1に対して同方向(図4では時計回り)で、同速となるよう回転するようになっている。実施例1では、トナー担持体42は10mmの円筒形状であり、トナー担持体42と感光体1との距離(ギャップ)0.20mmとして配置され、表面移動速度を100mm/secで回転駆動される。トナー担持体42の構成の詳細については後述する。
The
トナー供給ローラ43は、トナー担持体42に対して現像領域のほぼ反対側で接触して配置され、トナー担持体42にトナーを供給するとともにトナーの帯電(電荷の付与)をおこなう。実施例1では、トナー供給ローラ43は10mmの円筒形状であり、トナー供給ローラ43のトナー担持体42に対する食い込み量を0.5mmに設定し、不図示の駆動手段により回転数326rpmで回転させる。また、トナー供給ローラ43とトナー担持体42とを同電位として、トナー供給ローラ43からトナー担持体42へトナーの供給をおこなっている。
The
トナー担持体42は、トナー供給ローラ43から供給されたトナーを、トナー担持体42の回転により現像領域まで搬送することで、トナー像の現像をおこなう。現像領域までの搬送途中、トナー規制部材46は、トナー担持体42上に付着させるトナー量が一定になるよう規制する。
The
トナー補給装置45は、トナー供給ローラ上43のトナーが消費されて少なくなった場合には、トナー補給装置45を駆動してトナー収容部44に収容されているトナーをトナー供給ローラ43側に補給する。
When the toner on the
現像装置4で使用するトナーは、使用するトナーは重合法によって作製された、いわゆる重合トナーであり、粒径は体積平均粒径5.5μmとなるように製造したものを用いた。なお、トナー粒径の測定は、コールターエレクトロニクス社製の粒度測定器「コールターカウンターTAII」を用い、アパーチャー径100μmで測定した。ほぼ同一の製法により、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナーについて作製をおこなった。また、トナーの作製方法としては上述のものに限らず、分散重合法、あるいは粉砕法などによって作製したトナーであっても構わない。 The toner used in the developing device 4 was a so-called polymerized toner produced by a polymerization method, and the toner manufactured to have a volume average particle diameter of 5.5 μm was used. The toner particle size was measured using a particle size measuring device “Coulter Counter TAII” manufactured by Coulter Electronics Co., Ltd., with an aperture diameter of 100 μm. Using substantially the same manufacturing method, toners of four colors of magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K) were produced. Further, the method for producing the toner is not limited to the above, and toner produced by a dispersion polymerization method or a pulverization method may be used.
実施例1では、このような現像装置4の構成により、トナー担持体42表面に付着量0.5mg/cm2のトナーを担持させて現像領域に搬送し、感光体1上に形成された静電潜像の現像をおこなうよう。
In Example 1, with such a configuration of the developing device 4, a toner having an adhesion amount of 0.5 mg / cm 2 is carried on the surface of the
次に、トナー担持体42の構成について詳しく説明する。図5は、トナー担持体42の表面拡大図である。図5に示すように、トナー担持体42は、支持基板422の上に電極421を形成し、さらに、表面保護層423を形成して一体としたものである。
Next, the configuration of the
支持基板422としては、ガラス基板、樹脂基板或いはセラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、或いは、SUSなどの導電性材料からなる基板にSiO2等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。実施例1では、膜厚0.1mmのポリイミドフィルムを使用し、このポリイミドフィルムをアルミ製のローラに巻きつけることで支持基板422を形成した。
As the
電極421は、支持基板422上にAl、Ni−Cr等の導電性材料を0.1〜10μm厚、好ましくは0.5〜2.0μm厚で成膜してから、フォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成する。これら複数の電極421の幅L(感光体移動方向の長さ)は、トナーの体積平均粒径の1倍以上20倍以下とすることが望ましい。実施例1では、電極421は電極材料としてAlを使用し、2μmの膜厚で形成した。また、電極421のピッチである上記幅Lは50μmとした。なお、電極421は、電気的に絶縁された2系統(2相)の電極が互い違いに配置されるように、構成されている。この2系統の電極を、これ以後A相、B相と呼び、識別することにする。
The
表面保護層423としては、例えばSiO2、TiO2、TiO4、SiON、BN、TiN、Ta2O5などを厚さ0.5〜10μm、好ましくは厚さ0.5〜3μmで成膜して形成している。また、無機ナイトライド化合物、例えばSiN、Bn、Wなどを用いることができる。実施例1では、SiO2を使用して、膜厚3μmで形成した。
As the surface
図6は、トナー担持体42の電極421への印加する駆動電圧の波形図である。Va、Vbが、それぞれ電極のA相、B相に印加する電圧をあらわしている。このような駆動電圧を印加することで、トナー担持体42上のトナーを非静止状態で担持する。つまり、駆動電圧の切換えにともない、トナーが電極間を飛び跳ねながら常に往復運動するようになる。このトナー担持体42上では、トナーは同じ位置で往復運動を繰り返しながら、安定的に担持された状態を実現することができる。また、図5では、トナー担持体42は図中矢印方向に、感光体1と等速で回転するようになっており、現像領域へのトナーの搬送を、トナー担持体42の回転移動によっておこなう。
FIG. 6 is a waveform diagram of the drive voltage applied to the
ここで、図6の駆動電圧の時間的平均値である+400Vが、いわゆる現像バイアスに相当している。この現像バイアスによって、現像領域において、トナーを感光体1側に移動させて、静電潜像の現像を行なう。実施例1では、このような現像装置4の構成により、トナー担持体42上に付着量0.5mg/cm2のトナーを付着させるように、トナー規制部材46の当接条件を調整した。
Here, +400 V, which is a temporal average value of the drive voltage in FIG. 6, corresponds to a so-called developing bias. With this development bias, the electrostatic latent image is developed by moving the toner toward the
ここで、現像領域通過後の感光体1上のトナー付着量はベタ画像領域では0.5mg/cm2である。感光体1の移動速度とトナー担持体42の移動速度とは同速であるので、感光体1上に現像されるトナーの付着量が、トナー担持体42上に担持されるトナー量によって規制された状態といえる。つまり、ベタ画像領域ではトナー担持体42上に担持されている全てのトナーが感光体1側に移動したことになる。
Here, the toner adhesion amount on the
このような正規現像を用いる感光体上色重ね方式では、2次色、3次色といった、多くのトナーを感光体1上に付着させる画像で、2次色・3次色でのトナー付着量が少ないといった問題が発生するおそれがある。2次色・3次色でのトナー付着量が少ないことは、色再現範囲が狭いことを意味し、鮮やかな出力画像を行なうことができないことになるため、使用者にとっての価値の低下につながる。この問題に対応するためには、感光体上色重ね方式での単色のトナー付着量を多い条件に設定して、高い現像能力を確保する必要がある。一方、感光体上色重ね方式では非接触であることが要求されるが、非接触となることで現像能力は低下し、トナー付着量は減ってしまう傾向にある。このため、高い現像能力を得るためには、従来にくらべてきわめて大きな現像ポテンシャルが必要となる。このことは、感光体上色重ね方式で正規現像を用いる場合には、感光体1の帯電電位を従来にくらべて高く設定しなければならないという問題につながり、電源装置のコストアップや、感光体ドラムの寿命低下といった問題を引き起こす。
In such a color superimposing method using regular development, an image in which a large amount of toner such as secondary colors and tertiary colors are deposited on the
ここで、本実施例1のトナー担持体42上では、上述のようにトナーを非静止状態で担持することができるため、トナーとトナー担持体42との間の付着力を小さくして担持することが可能となる。このため、低現像ポテンシャルでの現像を実現することができる。具体的には、現像バイアスは+400Vという低電位現像バイアスにもかかわらず、感光体上のトナー付着量0.5mg/cm2といった十分な付着量を確保することができる。このように、感光体上色重ね方式に、トナーが非静止状態で保持するトナー担持体42とを合わせて採用することで、低現像ポテンシャルでの現像を実現できることにより、帯電電位を従来にくらべて高く設定することなく、重ねて形成されるトナー像の付着量の減少を効果的に抑制することができる。
Here, since the toner can be carried in a non-stationary state on the
なお、図6では、現像バイアス(駆動電圧の平均値)値(ここでは、+400V)として説明したが、本発明の特徴部として、現像バイアスが変更可能であり、別の値と切換えて画像形成をおこなうように構成している。この現像バイアスの切換えについては、後で詳しく説明する。 In FIG. 6, the developing bias (average value of driving voltage) value (here, +400 V) is described. However, as a characteristic part of the present invention, the developing bias can be changed and switched to another value to form an image. It is configured to perform. This switching of the developing bias will be described in detail later.
ここで、出力用画像データに対応して、感光体1に照射されるレーザー光を発生する書込み装置3の動作について説明する。図1に示すように、入力用画像データに基づき、後述する画像処理装置11は画像処理を行って、出力画像用データを作成する。ビデオ信号処理部12では、出力用画像データを受け取り、発光点(LD:レーザーダイオード)の個数分のデータをラインメモリ上に記憶し、ポリゴンミラーの回転に同期した信号(いわゆる同期信号)に合わせて、各画素に対応する上記ラインメモリ上のデータを所定のタイミング(画素クロック)で、PWM制御部(不図示)へと引き渡す。なお、本実施例では、発光点の数は、各色ともに1つである。PWM制御部では、このデータがパルス幅変調(PWM)信号へと変換され、LDドライバへと引き渡される。LDドライバでは、このパルス幅変調信号に対応して所定の光量でLD素子(LDアレイ)を光変調駆動する。このようにして、各色成分の出力用画像データに対応して、パルス幅変調(PWM)制御を行い、レーザーの光変調駆動をおこなうようになっている。
Here, the operation of the
LDからの発光光は、コリーメートレンズにおいて平行光を形成するようになり、アパーチャ−により所望のビーム径に対応する光束に切り取られる。アパーチャー通過後の光束はシリンドリカルレンズを通過し、ポリゴンミラーへと入射される。ポリゴンミラーで反射された光束は、走査レンズ(f−θレンズ)によって集光されて、折り返しミラーで折り返したあとに、上述の感光体1表面上で結像するようになっている。なお、本実施形態のプリンタでは、LDによる光書込みを解像度600dpiでおこなっている。またPWMは6bitの自由度を持つように製作してある。ただし、後述する画像処理装置において、出力用画像データは擬似中間調処理での量子化後には、600dpi4bitのデータに変換されることになるため、PWM6bit中の4bitを出力用画像データ(擬似中間調処理後のデータ)に対応づけて、LDの発光を制御するようになっている。このため、LDの発光の仕方としては出力用画像データに対応した4bit分(光らない状態を含めて16通り)となる。
The emitted light from the LD forms parallel light in the collimate lens and is cut into a light beam corresponding to a desired beam diameter by the aperture. The light beam after passing through the aperture passes through the cylindrical lens and enters the polygon mirror. The light beam reflected by the polygon mirror is condensed by a scanning lens (f-θ lens), and after being folded by a folding mirror, an image is formed on the surface of the
このようにして、光変調されたレーザー光が、上述のように書込み装置3によって、感光体1上に結像して走査されるために、感光体1上に所望の画像に対応した静電潜像を形成することができる。この静電潜像をトナー像へと現像して、記録用紙7上のトナー像とするまでの工程は先述の通りである。以上説明をおこなった動作順により、記録用紙7上に画像データに応じたフルカラー画像を形成することができる。
In this way, the light-modulated laser light forms an image on the
次に、画像処理装置11の詳細説明をおこなう。図7は、画像処理装置11の概略構成図である。画像処理装置11は、入力画像データ100に画像処理を施して出力用データ110に変換するものであり、色補正手段103とBG/UCR手段104とからなる色分解処理装置102、メモリ105、プリンタγ補正手段106、ディザ処理手段107を有している。図7において、入力画像データ100であるデジタル画像信号はRGB各色8bitのカラー画像信号であり、画像処理装置11の色分解処理装置102の色補正手段103とBG/UCR手段104とにより、カラー画像信号CMYK各色8bitのカラー画像信号に変換される。本実施例では、DLUT(Direct Look up Table)と呼ばれる方法でCMYKデータへの変換をおこなっている。
Next, the
DLUTは、入力色空間(RGB)を小さな単位立方体に分割し、各格子点に対応した出力値(CMYK)を後述する方法によって決定しておき、DLUT形式で保持しておくようにしてある。そして格子点以外の入力値については、補完演算により計算する。本実施形態では、この補完演算法として、4面体補完(Tetrahedral補完)を用いておこなっている。4面体補完は、単位立方体を6つの単位四面体で分割して補完演算をおこなうものである。このような方法により、CMYK各色8bitのカラー画像信号を得ている。 In the DLUT, the input color space (RGB) is divided into small unit cubes, and output values (CMYK) corresponding to the respective grid points are determined by a method described later, and held in the DLUT format. The input values other than the grid points are calculated by a complementary operation. In this embodiment, tetrahedral complementation (Tetrahedral complementation) is used as the complement calculation method. In tetrahedron interpolation, a unit cube is divided into six unit tetrahedrons to perform a complement operation. By such a method, an 8-bit color image signal for each color of CMYK is obtained.
次に、上記のDLUTの作成方法を説明する。DLUTの作成をおこなうために、まず色予測モデルを構築する必要がある、本発明者らは、CMYKの各色ごと10段階の階調ステップについて、全ての組み合わせに対して、単色特性データおよび混色特性データを用意した。つまり5000通りのカラーパッチを、実際に感光体上色重ね方式の実験機を用いて紙上に形成して、自動測色機にてLab値の測色をおこない、この色予測モデル構築のために使用した。色予測モデルの構築は、先述のようにして用意した5000パッチ分の測色データに対して、重回帰モデルを用いて統計処理することでおこなっている。このようにして、構築した色予測モデルを用いて、上述したDLUTの各格子点の値を計算することで、上述したDLUPの作成をおこなった。
Next, a method for creating the above-described DLUT will be described. In order to create a DLUT, it is first necessary to construct a color prediction model. The present inventors, for all combinations of
色分解処理装置102によって4色に分解された信号は、メモリ105に一旦記憶される。そして、メモリ105に記憶した画像信号に対して、プリンタγ補正手段106、ディザ処理手段107を適用する。プリンタγ補正手段106では、1次元のLUT(ルックアップテーブル)であるプリンタγテーブルを用いて、CMYKデータ(8bit)からCMYKデータ(8bit)への変換をおこなう。このようなγ補正をすることで、あらかじめ設定されている所定の入出力関係(あらかじめ設定されている、色補正後のCMYKデータに対する感光体1上のトナー付着量または付着量を代用検知する反射センサの出力値との関係)に一致させるといった役割を果たす。これは、環境変動や経時変動などの変動要因によって入出力関係が変動してしまうことを、吸収して補正するためにおこなうものである。
The signal separated into four colors by the color separation processing device 102 is temporarily stored in the
擬似中間調処理装置であるディザ処理手段107では、ディザマトリクスと呼ばれる閾値データが記入されたマトリクスがあらかじめ画像処理装置11に記憶されており、プリンタγ補正手段106で変換されたCMYKデータに対して、1つ1つの画素についてCMYKデータ値とディザマトリクスに記載されている閾値データとの比較をおこなうことで、擬似中間調処理をおこなう。本実施形態では、このディザ処理によって、CMYK8bitデータからCMYK4bitデータへと変換するディザ処理をおこなっている。ディザ処理手段107は、従来から公知となっているどのようなディザ処理手段であっても、本実施例に適用することができる。
In the
次に、本発明の特徴部である、現像バイアスを変更可能に構成したことについて説明する。トナー担持体42の電極に印加する駆動電圧が、図6で図示された駆動電圧(現像バイアスが+400Vに相当する電圧)であることは、すでに説明した通りであるが、実施例1では、さらに、図6とは別の第2の駆動電圧をトナー担持体42の電極に印加することができるよう構成する。以下、図6で図示された駆動電圧を第1の駆動電圧と呼ぶ。
Next, it will be described that the developing bias can be changed, which is a feature of the present invention. As described above, the drive voltage applied to the electrode of the
図8は、トナー担持体42の電極421への印加する第2の駆動電圧の波形図である。図8に示す第2の駆動電圧の波形は、図6に示す第1の駆動電圧の波形を100V引き下げたものである。このため、図8では、現像バイアスに相当する値は+300Vとなり、現像バイアスをこの値に切換えて画像出力をおこなうことができるような構成になっている。
FIG. 8 is a waveform diagram of the second drive voltage applied to the
図9は、現像装置4に現像バイアスを切換えて印加する説明図である。図9では、駆動回路424から、トナー担持体42の電極であるA相電極およびB相電極、そしてトナー供給ローラ43へと、それぞれVa、VbそしてVsupといった電圧を印加する構成になっている。また、駆動回路424は、電圧切換えを指示する切換え指示信号13に基づいて、上記のVa、VbそしてVsupといった電圧を切換えて、現像装置4に印加する構成になっている。例えば、切換え指示信号13の値が0の場合には、Va、Vbへは図6のような+250V〜+550Vの交流電圧を印加して、Vsupへはこの交流電圧の平均値である+400Vを印加する。以下、これを第1の現像バイアスを呼ぶ。一方、切換え指示信号13の値が1の場合には、Va、Vbへは図8のような+150V〜+450Vの交流電圧を印加して、Vsupへはこの交流電圧の平均値である+300Vを印加する。以下、これを第2の現像バイアスを呼ぶ。このように、切換え指示信号13の値によって、Va、Vbに印加する交流電圧の平均値を切換えるような構成になっている。なお、上述のように、Va、Vbに印加する交流電圧の平均値が現像バイアスに相当するものであり、この交流電圧の平均値と露光後電位と差が地肌ポテンシャルに相当する。
FIG. 9 is an explanatory diagram for switching and applying the developing bias to the developing device 4. In FIG. 9, voltages such as Va, Vb, and Vsup are applied from the
このように第1または第2の現像バイアスから、いずれかの現像バイアスを選択して設定することが可能な構成になっている。正規現像をおこなうプリンタでは、印加する交流電圧の平均値と露光後電位と差が大きい方が、地肌領域に不必要なトナーが付着しにくく、地肌かぶりが発生しにくい反面、ハイライト画像が出にくいといった特性をもつ。また反対に、印加する交流電圧の平均値と露光後電位と差が小さい方が、ハイライト画像が出やすいといった反面、地肌領域に不必要なトナーが付着やすくなり、地肌かぶりが発生しやすくなってしまうといった特性をもつ。そこで、上記構成のプリンタでは、例えば「正規現像における高トナー付着画像への混色」の防止を目的としては、地肌ポテンシャルを大きめに取れるように、切換え指示信号13の値を0として第1の現像バイアスを選択する。また、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」の防止を目的としては、地肌ポテンシャルを小さめに取れるように、切換え指示信号13の値を1として第2の現像バイアスを選択する。より具体的には、POP画像やグラフィックス画像などの、鮮やかな見栄えが重視される画像を出力する場合においては上記第1の現像バイアスを選択し、写真(自然画)を出力する場合においては上記第2の現像バイアスを選択することが可能である。実施例1では、このような現像バイアスの切換えを、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)、ブラック(K)のすべての現像装置4M、4Y、4C、4Kについておこなう。
As described above, either development bias can be selected and set from the first or second development bias. For printers that perform regular development, if the difference between the average value of the applied AC voltage and the post-exposure potential is larger, unnecessary toner will not adhere to the background area, and background fog will not occur, but a highlight image will be produced. It has the characteristic that it is difficult. On the other hand, if the difference between the average value of the applied AC voltage and the post-exposure potential is smaller, highlight images are more likely to appear, but unnecessary toner tends to adhere to the background area, and background fog is likely to occur. It has characteristics such as. Therefore, in the printer having the above-described configuration, for example, for the purpose of preventing “color mixing with a high toner adhesion image in regular development”, the value of the switching
このような構成により、1つのプリンタにおいて、「正規現像における高トナー付着画像への混色」を防止した画像と、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」した画像との、両方の画像を出力することが可能である。よって、正規現像を用いた場合の課題であった、「正規現像における高トナー付着画像への混色」と「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」とを両立するといった課題を、実質的に問題とならないレベルにまで低減し、解決することができる。 With this configuration, one printer outputs both an image that prevents "color mixing with a high toner adhesion image in regular development" and an image that "deteriorates highlight reproducibility in regular development". Is possible. Therefore, the problem of using both regular development and the problem of coexistence of “color mixing with a high toner adhesion image in regular development” and “deterioration of highlight reproducibility in regular development” is a substantial problem. The level can be reduced to a level that does not become a problem.
なお、実施例1では、感光体1の帯電電位は、現像バイアスの切換えをおこなった場合でも、+700Vに固定したままとしている。しかしながら、現像バイアスの切換えおこなうことによって、現像ポテンシャルに相当する帯電電位と交流電圧の平均値との差が変化してしまうため、これが変化しないように、帯電電位を切換えるようなにしてもよい。具体的には、現像装置4を駆動する電圧を、第2の駆動電圧(図8)に切換えたと場合には、帯電電位をこれに合わせて+600Vに設定する。
In Example 1, the charging potential of the
[実施例2]
次に、実施例2について説明する。実施例2は、現像装置4に印加する第2の現像バイアスが異なるが、他は実施例1と同じ構成である。図10は、トナー担持体42の電極421への印加する別の駆動電圧の変形例をしめす説明図である。この場合も、切換え指示信号13の値が0の場合には、上述の図6にしめす第1の現像バイアスを印加する。一方、切換え指示信号13の値が1の場合には、第2の現像バイアスとして、Va、Vbは、図10に示す、+100V〜+700Vの交流電圧を印加して、Vsupへは交流電圧の平均値である+400Vを印加する。すなわち、実施例2のプリンタでは、第1の現像バイアスと第2の現像バイアスとでは、印加する交流電圧のピーク間電圧が異なっている。正規現像をおこなうプリンタでは、トナー担持体42に印加する駆動電圧におけるピーク間電圧が小さい方が、地肌かぶりが発生しにくい反面、ハイライト画像の再現性が悪いといった特性をもつ。また反対に、トナー担持体42に印加する駆動電圧におけるピーク間電圧が小さい方が、ハイライト画像が出やすいといった反面、地肌領域に不必要なトナーが付着やすくなり、地肌かぶりが発生しやすくなってしまうといった特性をもつようになる。そこで、実施例2でも、例えば「正規現像における高トナー付着画像への混色」の防止を目的としては、地肌ポテンシャルを大きめに取れるように、切換え指示信号13の値を0として第1の現像バイアスを選択する。また、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」の防止を目的としては、地肌ポテンシャルを小さめに取れるように、切換え指示信号13の値を1として第2の現像バイアスを選択する。実施例2でも、このような現像バイアスの切換えを、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)、ブラック(K)のすべての現像装置4M、4Y、4C、4Kについておこなう。
[Example 2]
Next, Example 2 will be described. The second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the second developing bias applied to the developing device 4 is different. FIG. 10 is an explanatory diagram showing another modified example of the drive voltage applied to the
[実施例3]
次に、実施例3について説明する。実施例3は、実施例1において、出力する画像の色再現特性である出力モード選択でき、出力モード選択結果を受けて色再現特性に関する画像形成条件を変更する色再現条件変更手段としての出力モード切換え装置を有するものである。図11は、実施例3の出力モード切換え装置15を有するプリンタの制御部の説明図である。このプリンタの制御部では、出力モード選択結果16を受けて、出力モード切換え装置15が、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応する切換え指示信号13M、13Y、13C、13Kを出力する。切換え指示信号13M、13Y、13C、13Kは、M、Y、C、Kの各色に対応する駆動回路424M、424Y、424C、424Kに接続されていて、駆動回路424M、424Y、424C、424Kは切換え指示信号13M、13Y、13C、13Kの値の応じて、現像バイアスの切換えを行なう。
[Example 3]
Next, Example 3 will be described. In the third embodiment, an output mode as a color reproduction condition changing unit that can select an output mode that is a color reproduction characteristic of an image to be output and changes an image forming condition relating to the color reproduction characteristic in response to the output mode selection result in the first embodiment. It has a switching device. FIG. 11 is an explanatory diagram of a control unit of a printer having the output
駆動回路424M、424Y、424C、424Kによる現像バイアスの切換えは、実施例1とおなじである。実施例3では、色再現特性である出力モード選択結果16としては、鮮やかさ優先出力モード(出力モード0とよぶ)、または階調性優先出力モード(出力モード1)のいずれかを選択した結果が対応するようになっている。出力モード0が選択された場合には、出力モード切換え装置15によって、切換え指示信号13M、13Y、13C、13Kの値として0を駆動回路424M、424Y、424C、424Kに出力する。この場合は、トナー担持体42の電極には、図6で図示した波形の電圧が印加され、第1の現像バイアスが選択される。一方、出力モード1が選択された場合には、出力モード切換え装置15によって、切換え指示信号13M、13Y、13C、13Kの値として1を駆動回路424M、Y、C、Kに出力する。この場合は、トナー担持体42の電極には、図8で図示した波形の電圧が印加され、第2の現像バイアスが選択される。ここで、第1の現像バイアスの絶対値は400V、第2の現像バイアスの絶対値は300Vとなり、 第1の現像バイアスの絶対値 > 第2の現像バイアスの絶対値 の関係を満たしている。また、上述したように、第1の現像バイアスに相当するのは、鮮やかさ優先の出力モードが選択された場合となっており、第2の現像バイアスに相当するのは、階調性優先の出力モードが選択された場合となっている。
Development bias switching by the
[実施例4]
次に、実施例4について説明する。実施例4は、実施例3のように選択された出力モードに対応して現像バイアスの切換えを行なう装置で、選択された出力モードに対応して画像処理装置11の色分解処理装置102のカラー色分解方法も切換えをおこなうものである。
[Example 4]
Next, Example 4 will be described. The fourth embodiment is a device for switching the developing bias corresponding to the selected output mode as in the third embodiment, and the color of the color separation processing device 102 of the
図12は、実施例4の出力モード切換え装置15を有するプリンタの制御部の説明図である。図12に示すように、このプリンタの制御部では、出力モード選択結果16を受けて、出力モード切換え装置15が、CMYK各色に対応する切換え指示信号13M、13Y、13C、13Kを出力するとともに、画像処理装置11に対しても切換え指示信号13Pを出力するように構成されている。切換え指示信号13M、13Y、13C、13Kは、実施例3と同じように、CMYK各色に対応する駆動回路424M、424Y、424C、424Kに接続されていて、切換え指示信号13M、13Y、13C、13Kの値の応じて、現像バイアスの切換えを行なう。駆動回路424M、424Y、424C、424Kにおける現像バイアスの切換えについては、実施例3とおなじものである。実施例4では、実施例3とは異なり、出力モード切換え装置15からの切換え指示信号13Pを受けて、画像処理装置11の中の色分解処理装置102において、色分解方法を切換えるものである。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a control unit of a printer having the output
図13は、実施例4の画像処理装置11の概略構成図である。図13では、画像処理装置11の色分解処理装置102に対して、入力画像データ100の他に、上記切換え指示信号13Pが入力される。色分解処理装置102を構成する色補正手段103では、入力画像画像データ100であるRGB形式の画像データを、CMY形式の画像データへと変換を行なうが、このとき、上述したようにDLUT法によって変換を行なっている。実施例4では、切換え指示信号13Pの値に応じて、この変換の際に参照するDLUTデータ101を切換えて、CMYK形式の画像データを作成する。DLUPデータ101には、データ0およびデータ1の2つのDLUT形式のデータがあらかじめ収納されているが、どちらのデータを使用するかということを、切換え指示信号13Pの値によって決定する。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of the
実施例4では、切換え指示信号13Pの値が0(大きな値の現像バイアスに対応)の場合には、作像装置の色再現範囲(カラーガマット)の最外郭まで使用するようにCMYKデータを割り当てるDLUTデータ(データ0)を適用するようにしている。また、切換え指示信号13Pの値が1(小さな値の現像バイアスに対応)の場合には、作像装置の色再現範囲(カラーガマット)の最外郭までは使い切らずに(階調性や滑らかな色の変化を実現することができるように)に内側の領域を使用するようにCMYKデータを割り当てるDLUTデータ(データ1)を適用するようにしている。色再現範囲の最外郭まで使い切っているか、そうではないかといったところは、簡単に分かるものではないが、使用している色再現範囲の大きさはは比較的簡単にわかるため、作像装置から出力されるプリントサンプルを見れば(測色すれば)から、DLUPデータを切換えてCMYKデータを作成しているか、切換えてはいないか、ということは簡単に判明する。
In the fourth embodiment, when the value of the switching
[実施例5]
次に、実施例5について説明する。実施例5は、実施例4のプリンタで、出力モード選択装置15に出力モード選択結果16を指示する出力モード指示装置17を設けたものである。
図14は、実施例5の出力モード指示装置17を有するプリンタの制御部を説明図である。図14では、プリンタを使用する使用者が、出力モード指示装置17により出力モードの指示を行なうことができる。出力モード指示装置17としては、パソコン上に表示されるソフトウエア(プリンタドライバ)の指示画面を用いることができる。当然のことであるが、出力モード指示装置17は別の形式のものであっても構わない。例えば、プリンタの本体に取り付けられたボタンや指示画面などであっても構わない。
[Example 5]
Next, Example 5 will be described. The fifth embodiment is a printer of the fourth embodiment, in which an output
FIG. 14 is an explanatory diagram of a control unit of a printer having the output
[実施例6]
次に、実施例6について説明する。実施例6は、実施例4のプリンタで、入力画像データ100に基づき出力モードの選択装置15に出力モード選択結果16を出力する入力画像データ判別装置18を設けたものである。
図15は、実施例6の入力画像データ判別装置18を有するプリンタの制御部の説明図である。図15では、入力画像データ100を入力された入力画像データ判別装置18が、入力画像データ100の種別についての判別をおこない、判別結果を出力モード選択結果16として出力モード切換え装置15へとして出力する。一方、入力画像データ100は、入力画像データ判別装置18で上記の判別を行なったあと、画像処理装置11へと入力される。入力画像データ判別装置18では、入力画像データ100のオブジェクトの属性などから、画像種(グラフィックス系の画像であるか、写真系の画像であるが)の判別をおこなう。入力画像データ判別装置18での判別方法としては、この他にも、画像が使用する色に鮮やかな色が多いか(そうではないか)といった点から判別するような方法であっても構わない。さらに、入力画像データ判別装置18での判別方法としては、公知の技術のどのようなものとも組み合わせは可能であり、実施例6を構成することができる。
[Example 6]
Next, Example 6 will be described. In the sixth embodiment, the printer of the fourth embodiment is provided with an input image
FIG. 15 is an explanatory diagram of a control unit of a printer having the input image
[実施例7]
次に、実施例7について説明する。実施例7は、実施例1とは現像装置4のトナー担持体42が異なるものである。図16は、実施例7の現像装置の概略構成図である。なお、実施例7の現像装置4においても、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック4色の現像装置4Y、4M、4C、4Kに関しては構成・動作が同じなので、添字のY、M、C、Kを省略して説明をおこなう。図16の現像装置4は、ケーシング41内に、表面に形成される搬送電界によってトナーを担持して現像領域に搬送できるローラ状のトナー担持体42と、トナー担持体42に対してトナーを供給するトナー供給ローラ43と、トナーを収容するトナー収容部44と、トナー供給ローラ43に対してトナー収容部44内のトナーの補給を行なうトナー補給装置45と、トナー供給ローラ43上のトナー層厚を規制するトナー規制部材47とを備えている。
[Example 7]
Next, Example 7 will be described. The seventh embodiment is different from the first embodiment in the
トナー担持体42は感光体1に対して非接触に対向して配置されており、非静止状態でトナーを表面に担持して搬送する。実施例7では、トナー担持体42は10mmの円筒形状であり、トナー担持体42と感光体1との距離(ギャップ)を0.20mmとし、静止した状態で配置される。トナー担持体42の構成の詳細については後述するためここでは説明を省略する。
The
トナー供給ローラ43は、トナー担持体42に対して現像領域のほぼ反対側で非接触に対向して配置され、トナー担持体42にトナーを供給する。実施例7では、トナー供給ローラ43は12mmの円筒形状であり、トナー供給ローラ43とトナー担持体42との距離(ギャップ)を0.20mmに設定し、不図示の駆動手段により回転数326rpmで回転させている。また、トナー供給ローラ43とトナー担持体42との間には、1.3kVの電位差を設けることで、トナー供給ローラ43からトナー担持体42へトナーの供給をおこなっている。
The
トナー規制部材47は、トナー供給ローラ43に対向して配置され、トナー供給ローラ43上に付着させるトナー量が一定になるよう規制するとともに、この部分でトナーがトナー供給ローラ43およびトナー規制部材47と摺擦されることで所定の帯電量をもつようになる。
The
トナー補給装置45は、トナー供給ローラ上43のトナーが消費されて少なくなった場合には、補給装置を駆動してトナー収容部44に収容されているトナーを供給ローラ43側に補給する。
When the toner on the
この現像装置4で使用するトナーについては、実施例1で使用するトナーと同じものである。 The toner used in the developing device 4 is the same as that used in the first embodiment.
実施例7では、このような現像装置4の構成により、トナー担持体42表面に付着量0.7mg/cm2のトナー量を担持させることができた。トナー担持体42は担持したトナーを現像領域に搬送して、感光体1上に形成された静電潜像の現像をおこなう。
In Example 7, such a configuration of the developing device 4 enabled the toner amount of 0.7 mg / cm 2 to be carried on the surface of the
次に、実施例7のトナー担持体42の構成について詳しく説明する。図17は、実施例7のトナー担持体42の表面拡大図である。図17に示すように、実施例7のトナー担持体42は、支持基板422の上に、粉体であるトナーTを搬送、ホッピング(現像)、回収するための電界を発生するための複数の電極421を形成し、さらに、表面保護層423を形成して一体としたものである。このトナー担持体42の各電極421に対しては駆動回路424から所要の電界を発生させるためのn相(ここでは3相とする。)の異なる駆動波形Va、Vb、Vcが印加される。この駆動波形Va、Vb、Vcを与えた電極421の間に形成される進行波電界によって、トナーTを感光体1の近傍まで移送し、感光体1の潜像にトナーTを付着させてトナー像を形成し、現像で使用しなかったトナーTをトナー担持体42側に回収する。 また、トナー担持体42の各電極421に対しては、現像領域においては、感光体1上の潜像の画像部に対してはトナーTが感光体1側に向かい、非画像部に対してはトナーTが感光体1と反対側(トナー担持体側)に向かう方向の電界を形成して、トナーTを潜像に付着させて現像をおこなうようにしてある。これにより、現像領域では感光体1上の潜像にトナーが付着して可視像化され、現像に寄与しなかったトナーは感光体1の回転方向(移動方向)下流側で回収される。
Next, the configuration of the
図17におけるトナー担持体42の支持基板422としては、ガラス基板、樹脂基板或いはセラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、或いは、SUSなどの導電性材料からなる基板にSiO2等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。実施例7では、膜厚0.1mmのポリイミドフィルムを使用した。
As the
電極421は、支持基板422上にAl、Ni−Cr等の導電性材料を0.1〜10μm厚、好ましくは0.5〜2.0μmで成膜してから、フォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成する。これら複数の電極421の粉体進行方向における幅Lは移動させる粉体の平均粒径の1倍以上20倍以下とし、かつ、電極421の粉体進行方向の間隔Rも移動させる粉体の平均粒径の1倍以上20倍以下としている。実施例7では、電極421は電極材料としてAlを使用し、2μmの膜厚で形成した。また、電極421のピッチである上記の幅Lは50μmとした。
The
表面保護層423としては、例えばSiO2、TiO2、TiO4、SiON、BN、TiN、Ta2O5などを厚さ0.5〜10μm、好ましくは厚さ0.5〜3μmで成膜して形成している。また、無機ナイトライド化合物、例えばSiN、Bn、Wなどを用いることができる。実施例7では、SiO2を使用して、膜厚3μmで形成した。
As the surface
次に、このように構成したトナー担持体42におけるトナーの静電搬送の原理について説明する。トナー担持体42の複数の電極421に対してn相(実施例7では3相)の駆動波形を印加することにより、複数の電極421によって移相電界(進行波電界)が発生し、搬送基板422上の帯電したトナーは反発力及び/又は吸引力を受けて移送方向にホッピングと搬送を含んで移動する。
Next, the principle of electrostatic conveyance of toner in the
例えば、トナー担持体42の複数の電極421に対して、図18に示すようにグランドG(0V)と負の電圧−との間で変化する3相のパルス状駆動波形(駆動信号)A(A相)、B(B相)、C(C相)を、タイミングをずらして印加する。このとき、図19に示すように、トナー担持体42上に負帯電トナーTがあり、トナー担持体42の連続した複数の電極421に同図に1で示すようにそれぞれ「−」、「−」、「G」、「−」、「−」が印加されたとすると、負帯電トナーTは「G」の電極421上(中央の電極)に位置する。 次のタイミングで複数の電極421には2に示すようにそれぞれ「G」、「−」、「G」、「G」、「−」が印加され、負帯電トナーTには同図で左側の「−」の電極421との間で反発力が、右側の「G」の電極421との間で吸引力(鏡像力)がそれぞれ作用するので、負帯電トナーTは右側の「G」の電極421側に移動する。さらに、次のタイミングで複数の電極421には3に示すようにそれぞれ「G」、「−」、「−」、「G」、「−」が印加され、負帯電トナーTは右側に1ずれた「G」の電極421側に移動する。このように複数の電極421に電圧の変化する複相の駆動波形を印加することで、搬送基板421上には進行波電界が発生し、この進行波電界の進行方向に負帯電トナーTは搬送及びホッピングを行いながら移動する。なお、正帯電トナーの場合には駆動波形の変化パターンを逆にすることで同様に同方向に移動する。
For example, with respect to the plurality of
次に、駆動回路424の構成について説明する。図20は、駆動回路424の概略構成図である。この駆動回路424は、パルス信号を生成出力するパスル信号発生回路425と、このパルス信号発生回路425からのパルス信号を入力して駆動波形Va、Vb、Vcを生成出力する波形増幅器426a、426b、426cとを有する。
Next, the configuration of the
パルス信号発生回路425は、例えばロジックレベルの入力パルスを受けて、各120°に位相シフトした1組み(3つで1組み)パルスで、次段の波形増幅器426a、426b、426cに含まれるスイッチング手段、例えばトランジスタを駆動して100〜600Vのスイッチングをおこなうことができるレベルの出力電圧10〜15Vのパルス信号を生成して出力する。
The pulse
この現像装置4では、トナー担持体42の3相の電極に対して、図21に示すような駆動電圧を印加した。この波形は、ピーク間電圧300Vであって、いわゆるデューティー比が50%の交流成分に、+400Vの直流成分を重畳した電圧波形である。また、実施例7では、667Hzの周波数で駆動している。現像領域でトナーによる潜像の現像のきっかけとなる現像バイアスは、ここでは上記の駆動電圧の時間平均値であると考える。つまり、実施例7の現像装置4では現像バイアスは+400Vとなる。
In the developing device 4, a driving voltage as shown in FIG. 21 is applied to the three-phase electrodes of the
このような波形の駆動電圧をトナー担持体42に印加することで、トナーをトナー担持体42によって現像領域に搬送することができ、さらに、現像領域のおいてもトナーを画像領域に付着させることができる。
By applying a drive voltage having such a waveform to the
この現像装置4では、トナー担持体42上のトナーは、電極421に印加された駆動電圧によって、現像領域へと搬送されるため、非静止状態に担持された状態になっている。また、この現像装置4では、すでに説明したようにトナー担持体42上にはトナーが0.7mg/cm2の付着量で担持されている。現像領域では、すでに説明したようにトナー担持体42には現像バイアスとして+400Vが印加されているため、画像領域にはトナーが付着する。このとき画像領域の感光体1上のトナー付着量は、0.7mg/cm2となっていた。
In the developing device 4, the toner on the
トナー担持体42上を搬送されるトナーは、トナー担持体の電極ピッチが150μm(50μmピッチの3層電極のため)、駆動電圧の周波数が667kHzであるため、移動速度は100mm/secである。トナー担持体42上のトナー量は、0.7mg/cm2であるので、トナー担持体42上のトナー搬送量は、7mg/(cm・sec)となっている。これに対して、現像領域通過後の感光体1上のトナー付着量は上述したように0.7mg/cm2、感光体1の線速は100mm/secであるので、画像領域ではトナー担持体42上に担持されている全てのトナーが感光体1側に移動したことになる。つまり、実施例7の構成では、感光体1上に現像されるトナーの付着量が、トナー担持体42上に担持されるトナー量によって規制された状態が実現されている。
The toner transported on the
このように、実施例7の現像装置4では、感光体1上色重ねを行なう際に既に感光体1上に形成されているトナー像を乱すことがないよう非接触現像を用いているが、上記トナー担持体42を用いることで、トナーとトナー担持体42との間の付着力を小さくして担持でき、低現像ポテンシャルでの現像を実現することができる。具体的には、現像バイアスは+400Vという低電位現像バイアスにもかかわらず、感光体上のトナー付着量0.7mg/cm2といった十分な付着量を確保することができる。
As described above, in the developing device 4 of Example 7, non-contact development is used so as not to disturb the toner image already formed on the
さらに、実施例7では、トナー担持体42は静止しているため、現像装置4としては駆動する部分が少ない。駆動部分が多い場合にはその部分が摺擦され、摺擦部分からトナー漏れが起こりやすい。実施例7の現像装置4では、駆動部分が少ないため、トナー漏れにより機内の汚染、画像への付着という問題がおこり難い。また、トナー担持体42が駆動しない構成であることから、感光体1とトナー担持体42との距離を一定に維持しやすく、機械的な設計自由度が大きいというメリットがある。
Furthermore, in Example 7, since the
さらに、実施例7は、実施例1と同様に、現像バイアスの切換えを行なう。具体的には、上記で説明した第1の現像バイアス+400Vに相当する現像バイアスの他に、第2の現像バイアス+300Vに相当する現像バイアス(直流成分が+300Vで交流成分については図19と同じ波形)が印加可能であり、この2つの現像バイアスについて切換え可能な構成になっている。 Further, in the seventh embodiment, as in the first embodiment, the developing bias is switched. Specifically, in addition to the development bias corresponding to the first development bias +400 V described above, the development bias corresponding to the second development bias +300 V (DC component is +300 V and the AC component has the same waveform as FIG. 19). ) Can be applied, and the two developing biases can be switched.
[実施例8]
次に、実施例8について説明する。実施例8は、実施例7の現像装置4のトナー担持体42を回転自在に構成したものである。実施例7と同様に、トナー担持体42の所定の間隔で配置された複数の電極421に多相の電圧を印加することにより、複数の電極間に形成される進行波電界によってトナーを非静止状態で担持しつつ感光体1との対向領域に搬送する。さらに、トナー担持体42は、不図示の駆動装置によって回転して表面移動するように構成されている。 このプリンタでは、作像動作時にはトナー担持体42は静止しており、上記実施例7と全く同じ動作をおこなう。また、非画像作像時に、トナー担持体を回転する。実施例8では、トナー担持体42の周速が50mm/secで回転する。
[Example 8]
Next, Example 8 will be described. In the eighth embodiment, the
このように、トナー担持体42を表面移動可能に構成しているため、トナー担持体42の感光体1と対向する部分を変化させるような対応が可能となる。つまり、感光体1に対向している部分に異常が生じたような場合であっても、この部分を移動させることで正常な部分を感光体1に対向させることができる。このため、頻繁にトナー担持体42を交換する必要が無く、トナー担持体42の長寿命化が可能である。
Thus, since the
[実施例9]
次に、実施例9について説明する。実施例9は、実施例8と同じく実施例7の現像装置4のトナー担持体42を回転自在に構成したものである。ただし、実施例9では、作像動作時においても、トナー担持体42を回転させている。トナー担持体42の所定の間隔で配置された複数の電極421に多相の電圧を印加することにより、複数の電極間に形成される進行波電界と、トナー担持体42の表面移動とにより、トナーを非静止状態で担持しつつ感光体1との対向領域に搬送する。ここで、電極の構成、駆動電圧の周波数は、実施例7と同じであるため、進行波電界によるトナー移動速度は実施例7と同様に100mm/secである。さらに、トナー担持体42を周速が50mm/secで回転させるので、現像領域でのトナーの移動速度は150mm/secとなる。このように、現像領域でのトナーの移動速度を速めることで、トナー担持体42上のトナー付着量を実施例7よりも少なくすることができる。実施例9では、トナー担持体42上のトナー付着量を0.47mg/cm2になるように、トナー供給ローラ43に印加する電圧を調整した。具体的には、トナー供給ローラ43とトナー担持体42との間の電位差を、1.2kVにすることで、上記トナー付着量を得た。
[Example 9]
Next, Example 9 will be described. In the ninth embodiment, as in the eighth embodiment, the
このように、トナー担持体42に駆動電圧を印加して形成される進行波電界によりトナーを搬送するとともに、トナー担持体42自体を回転させることで、トナー担持体42上のトナー担持量が少なくても、より多くのトナーを現像領域に搬送することができるようになる。トナー担持体42上のトナー担持量が少ないほうが、温度や湿度の変化によって搬送量が変わってしまうといった悪影響をうけづらく、安定性の高いトナー搬送を実現できる。
As described above, the toner is conveyed by the traveling wave electric field formed by applying the driving voltage to the
なお、上記実施形態では、帯電装置2M、2Y、2C、2Kが各色ごとに一つずつ、つまり、4つ設置され、1パスで感光体1上にフルカラー画像を作成する高速対応可能なプリンタを用いて本発明を説明した。しかしながら、これは本発明の必須項目ではなく、感光体1を複数回転させることでフルカラー画像を作像する装置にも適用され、同様の効果が得られる。例えば、4色のトナーを用いて4パスでフルカラー画像を作像するような画像形成装置においては、現像装置4は各色ごとに設けるが帯電装置2を単一の感光体1に1つだけ設け、その帯電装置2を各色共通で用いるような構成にしても良い。このように1つの帯電装置2を各色で共用することにより、装置本体内に設ける帯電装置2の数を減らすことができるので、装置本体の小型化やコスト削減がさらに可能となる。
In the above-described embodiment, one
なお、上記実施形態では、感光体1に対して非接触にトナー担持体42を配置し、トナー担持体42上にトナーを非静止状態で担持して現像をおこなう現像装置を用いて本発明を説明した。しかしながら、これは本発明の必須項目ではなく、非接触1成分現像、非接触2成分現像などの現像装置においても、本発明を適用でき、同様の効果が得られる。
In the above-described embodiment, the present invention is implemented using a developing device in which the
以上、本実施形態によれば、像担持体としての感光体1上に複数の色のトナー像を順次形成して重ね合わせカラー画像を得るプリンタにおいて、現像装置4は正規現像手段であり、正規現像手段の現像バイアスを変更可能に構成する。これにより、「正規現像における高トナー付着画像への混色」と、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」といった両方に対応可能とする。例えば、既に感光体上に高トナー付着画像が形成されていて、2色目以降の潜像形成時に露光後電位が上昇してしまう場合は、「正規現像における高トナー付着画像への混色」の防止を目的として、露光後電位と現像バイアスとの差である地肌ポテンシャルを大きくとれるような現像バイアスを変更する。一方、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」の防止を目的とする場合は、地肌ポテンシャルは小さくなるが、帯電電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルを大きくとれるような現像バイアスを変更する。このように、現像バイアスを変更可能とすることで、1つの画像形成装置において、「正規現像における高トナー付着画像への混色」を防止した画像と、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」を防止した画像との、両方の画像を出力することが可能なプリンタを実現する。
また、上記プリンタでは、出力する画像の色再現特性である出力モードの選択結果を受けて色再現特性に関する画像形成条件を変更する色再現条件変更手段としての出力モード切換え装置15を有する。このプリンタの制御部では、出力モード選択結果16を受けて、出力モード切換え装置15が、現像バイアスの切換えを行なう。ここで、出力する画像の色再現特性である出力モードは、使用者の嗜好や出力する画像種により使用者がどのような画像を出力したいかといった点に依存する。例えば、鮮やかな見栄えが重視される場合には、「正規現像における高トナー付着画像への混色」の防止を最重点において画像出力をおこなうことが望ましく、ハイライト部の再現性や階調性が重視される場合には、「正規現像におけるハイライト再現性の悪化」の防止を最重点において画像出力をおこなうことが望ましい。このように、使用者が何を重視して画像出力をおこなうか、すなわち出力モードの選択結果によって、適切に現像バイアスを変更するが、使用者は現像バイアスを切換えるといった動作自体を直接指示する必要は無く、使用者が画像出力をおこなう際にどういった点を重視するか、あるいはどういった画像種を出力するかといった、いった項目を指示することで、間接的に、適正な現像バイアスを切換えて選択できる。このため、使用者は現像バイアスの切換えといった点を直接意識する必要がなく、使用勝手の良いプリンタを実現することができる。
また、上記変更可能な現像バイアスとしては、第1の現像バイアスの絶対値 > 第2の現像バイアスの絶対値 の関係を満たす2種類が選択可能である。そして、色再現特性である出力モード選択結果16としては、鮮やかさ優先出力モード、または階調性優先出力モードのいずれかを選択した結果が対応するようになっている。鮮やかさ優先出力モードが選択された場合には、出力モード切換え装置15によって、第1の現像バイアスが選択される。一方、階調性優先出力モードが選択された場合には、出力モード切換え装置15によって第2の現像バイアスが選択される。このように、現像バイアスの切換えを直接指示する必要は無く、使用者が間接的に指示した出力モードに基づき、現像バイアスを切換えて選択するため、使用者は現像バイアスの切換えといった項目を直接意識する必要は無く、仕様勝手のよいプリンタを実現することができる。さらに、鮮やかさ優先出力モードが選択された場合には上記の現像バイアス値が設定される結果、地肌ポテンシャルが大きくなり、感光体上にトナー像が形成されている箇所へ後段のトナーが付着してしまうといった問題が低減する。このため、1次色や2次色などの鮮やかな色を鮮やかなまま出力することができる。一方、階調性優先モードが選択された場合には上記の現像バイアス値が設定される結果、地肌ポテンシャルは小さくなり、ハイライト領域が良好に再現されるようになる。このため、濃度変化や色の変化や滑らかになりいわゆる階調性が良好な画像を出力することができるようになる。
また、入力画像データ100を各色画像データへと色分解をおこなう色分解処理装置102では、現像バイアスの設定条件に対応して2通り以上の色分解方法を適用する。このため、感光体上色重ね方式で、2つの画像出力特性それぞれに合わせて色分解データの作成が可能となり、画像形成条件と画像データの特性とを一致させて、より高品位な画像の出力を行なうことができる。
また、色分解処理装置102の2通りの色分解方法が、それぞれ、あざやかさ優先の色分解方法、階調優先の色分解方法となっている。この2通りの色分解方法がそれぞれ、2つの現像バイアス値に対応して、切換えが行なわれるため、色再現特性を現像バイアスの切換えによって切換えることと連動して、トナー色に対応する画像データについても色再現特性ごとに切り替えをおこなう。 あざやかさ優先の色分解方法とは、作像装置の色再現範囲(カラーガマット)をできるかぎり大きく使ってカラー画像データの作成をおこなう色分解方法である。一方、階調優先の色分解方法とは、作像装置の色再現範囲(カラーガマット)を大きく使うことはせずに内部を使ってカラー画像データの作成をおこなう色分解方法である。色再現範囲を大きく使わない理由は、作像装置の色再現範囲がいびつな形状であるためであり、このいびつな形状の最外郭まで使用とすると、色の連続性や滑らかな階調変化を実現することができないためである。(色の段差や、階調の反転などが発生するため) このような理由により作像装置の特性と画像データの特性とを一致させて、画像出力をおこなうことができるようになる。
また、出力モードの選択を使用者の指示によって行なう。 画像出力をおこなう場合に
出力モードをどのように設定するかといった点は、大部分の使用者が好む出力モードは画像種によってある程度は判別することができると考えられるが、多くの人とは異なる出力モードを好む使用者も存在し、使用者の好みのといった要素も大きいという側面もある。そこで、出力モードの選択を使用者の指示によって行ない、使用者の好みに応じた画像品質を得ることができる。
また、出力モードの選択を出力画像の入力データ100から判別する。画像出力をおこなう場合、出力モードをどのように設定するかといった点は、出力する画像種に大きく依存する。より具体的には、POP画像やグラフィックス画像では鮮やかな色が使用されることが多いため、鮮やかな色再現が可能な出力モードが要求される。また、写真では鮮やかさよりも階調性が画像の優劣を決定することになるため、階調性にすぐれた出力モードが要求される。そこで、入力された画像データから、画像種を判定して、適切な現像バイアスを選択する。これにより、画像種により適切な現像バイアスの選択は完全に自動化され、使用者には煩雑な作業がまったく生じない。つまり、使用者がわずらわしい作業を負担することがなく、適切な現像バイアスの切換えをおこなって、高品位な画像を得ることができる。
また、感光体上色重ね方式に、トナーを非静止状態で担持できるトナー担持体42とを合わせて採用する。トナー担持体42は、トナーとトナー担持体42との間の付着力を小さくして担持することが可能となるため、現像能力の低い非接触現像でも、低現像ポテンシャルでの現像を実現することができる。言い換えれば、低電位現像バイアスにもかかわらず、重ねて形成されるトナー像の付着量の減少を効果的に抑制することができる。よって、重ねて形成されるトナー像の付着量の減少に起因する、狙いの色を再現することができないといった問題や、色再現範囲の減少の問題を解決することができ、高品位画像を得ることができる。
また、トナー担持体42としては、所定の間隔で並べて配置された複数の電極421に多相の電圧を印加されることで複数の電極間に形成される進行波電界を用いて、感光体との対向領域にトナー搬送しながら、トナー担持体上でトナーをホッピングさせるものがある。これにより、トナー担持体42上にトナーを非静止状態で保持することができる。なお、このトナー担持体42は駆動しないで用いられるので、トナー漏れにより機内の汚染や画像への付着といったトラブルの起こりづらいプリンタを実現することができる。また、トナー担持体42を駆動しない構成であることから、感光体1とトナー担持体42との距離を一定に維持しやすく、メカ設計をおこなう上で設計自由度が大きいというメリットがある。
さらに、上記進行波電界を用いて感光体1との対向領域にトナー搬送するもので、トナー担持体42自体が表面移動させてもよい。この現像装置4では、複数の電極間421に形成される進行波電界によってトナーを担持しつつ移送するように構成するとともにトナー担持体42自体の表面移動にともなって、トナー担持体上のトナーを感光体1との対向領域に搬送する。ここで、画像形成時にはトナー担持体42を静止させ、非画像形成時に表面移動するものは、例えば、感光体1に対向している部分に異常が生じたような場合であっても、この部分を移動することで正常な部分を感光体1に対向させることができ、頻繁にトナー担持体42を交換する必要が無くなる。
また、画像形成時にもトナー担持体42を表面移動させるものでは、上記進行波電界によるトナーの搬送に加え、トナー担持体42自体の表面移動による搬送が可能となる。 トナー担持体42自体の表面移動による搬送が加わることで、トナー担持体42上のトナー担持量が少なくても、より多くのトナーを現像領域に搬送することができる。トナー担持体42上のトナー担持量が少ないほうが、温度や湿度の変化によって搬送量が変わってしまうといった悪影響をうけづらいので、安定性の高いトナー搬送を実現できる。
また、トナー担持体として、所定の間隔で並べて配置された複数の電極221に多相の電圧を印加されることで複数の電極間に形成される形成された振動電界を用いて、トナー担持体42上にトナーを非静止状態で保持する。さらに、トナー担持体42の表面移動によりトナー担持体42上のトナーを感光体1との対向領域に搬送する。この現像装置4では、複数の電極間に形成される振動電界により、トナーの搬送をおこなわずに同じ位置で往復運動を繰り返すので、トナーはトナー担持体42の表面に非静止状態で保持されているが、平均(時間平均)的にはトナー担持体上の同じ位置にとどまっている。そして、トナーの現像領域への移送はトナー担持体42の表面が移動することで行なわれる。このように、電界によりトナーの搬送はおこなわないので、トナー担持体42上に異物が付着するなどのトラブルによって、トナーが異物にトラップされて異物ようり下流部分にうまく搬送できないといったような問題が発生しない。つまり、トナー担持体42に対する異物付着に対してタフな現像装置を提供できる。また、このようなトナー担持体を用いることで、比較的広い範囲のトナー量をトナー担持体の表面に保持することができ、自由度が大きいというメリットがある。
また、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)、4色の現像装置を備えたカラー画像形成装置に用いることで、高品位なフルカラー画像を得ることが可能と成る。
As described above, according to the present embodiment, in the printer that sequentially forms a plurality of color toner images on the
Further, the printer has an output
Further, as the development bias that can be changed, two types satisfying the relationship of the absolute value of the first development bias> the absolute value of the second development bias can be selected. The output
Further, in the color separation processing apparatus 102 that performs color separation of the
Further, the two color separation methods of the color separation processing apparatus 102 are respectively a vividness-priority color separation method and a gradation-priority color separation method. Since these two color separation methods are switched corresponding to the two development bias values, the image data corresponding to the toner color is linked with the switching of the color reproduction characteristics by switching the development bias. Also switch for each color reproduction characteristic. The vivid color-priority color separation method is a color separation method in which color image data is created using the color reproduction range (color gamut) of the image forming apparatus as much as possible. On the other hand, the tone-priority color separation method is a color separation method in which color image data is created using the inside without greatly using the color reproduction range (color gamut) of the image forming apparatus. The reason why the color reproduction range is not greatly used is that the color reproduction range of the image forming device is an irregular shape, and if this irregular shape is used up to the outermost contour, color continuity and smooth gradation change will be caused. This is because it cannot be realized. (Because color steps, gradation inversion, etc. occur) For this reason, it is possible to output the image by matching the characteristics of the image forming device with the characteristics of the image data.
The output mode is selected according to the user's instruction. In terms of how to set the output mode when performing image output, the output mode preferred by most users can be determined to some extent depending on the image type, but it is different from many people Some users prefer the output mode, and there are aspects such as the user's preference being large. Therefore, the output mode can be selected according to the user's instruction, and the image quality according to the user's preference can be obtained.
Further, the selection of the output mode is determined from the
In addition, the color superimposing method on the photoconductor is employed together with the
Further, as the
Further, the
Further, in the case of moving the surface of the
Further, as a toner carrier, a toner carrier is formed by using a oscillating electric field formed between a plurality of electrodes by applying a multiphase voltage to a plurality of electrodes 221 arranged side by side at a predetermined interval. The toner is held in a non-static state on 42. Further, the toner on the
In addition, when used in a color image forming apparatus having a four-color developing device, C (cyan), M (magenta), Y (yellow), K (black), and a high-quality full-color image can be obtained. Become.
1 感光体
2 帯電装置
3 書込み装置
4 現像装置
5 転写前帯電装置
6 転写ベルト装置
7 記録用紙
8 定着装置
9 クリーニング装置
11 画像処理装置
12 ビデオ信号処理部
13 切換え指示信号
15 出力モード切換え装置
16 出力モード選択結果
17 出力モード指示装置
18 入力画像データ判別装置
41 現像ケーシング
42 トナー担持体
43 トナー供給ローラ
44 トナー収容部
45 トナー補給装置
46 トナー規制部材(トナー担持体上)
47 トナー規制部材(トナー供給ローラ上)
100 入力画像データ
101 DLUTデータ
102 色分解処理装置
103 色補正手段
104 BG/UCR手段
105 メモリ
106 プリンタγ補正手段
107 ディザ処理手段
110 出力画像データ
421 電極
422 支持基板
423 表面保護層
424 駆動回路
425 パスル信号発生回路
426a、b、c 波形増幅器
DESCRIPTION OF
47 Toner regulating member (on toner supply roller)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
該像担持体を帯電する帯電手段と、
該帯電手段によって帯電された該像担持体を露光して各色ごとの潜像を形成する潜像形成手段と、
該像担持体上に形成された該潜像を、それぞれ異なる色のトナーによって可視像化する複数の現像手段とを備え、
各色ごとに、該帯電手段による帯電、該潜像形成手段による潜像形成、該現像手段による現像をおこなうことにより、該像担持体上に各色のトナー像を順次形成して重ね合わせカラー画像を得るものであって、
該カラー画像の色再現特性を選択する色再現特性選択手段と、該色再現特性選択手段の選択結果に基づき色再現特性に関する画像形成条件を変更する色再現条件変更手段とを備えた画像形成装置において、
上記複数の現像手段のうち既にトナー像が形成された像担持体上にトナー像を形成する少なくとも1つの現像手段は、上記像担持体の帯電極性と逆極性のトナーにより該像担持体の非露光部を現像する正規現像手段であり、
該正規現像手段は、|第1の現像バイアス|>|第2の現像バイアス|となる2つの現像バイアスを選択可能であり、上記色再現特性選択手段は鮮やかさ優先か、階調性優先かを選択するものであり、
上記色再現条件変更手段は、上記色再現特性選択手段により鮮やかさを優先するように選択された場合は該第1の現像バイアスを選択し、階調性を優先するよう選択された場合は該第2の現像バイアスを選択することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
Charging means for charging the image carrier;
Latent image forming means for exposing the image carrier charged by the charging means to form a latent image for each color;
A plurality of developing means for visualizing the latent images formed on the image carrier with different color toners,
For each color, charging by the charging unit, forming a latent image by the latent image forming unit, and developing by the developing unit are performed to sequentially form toner images of the respective colors on the image carrier and form a superimposed color image. To get
An image forming apparatus comprising color reproduction characteristic selecting means for selecting a color reproduction characteristic of the color image, and color reproduction condition changing means for changing an image forming condition relating to the color reproduction characteristic based on a selection result of the color reproduction characteristic selecting means In
At least one developing unit that forms a toner image on an image carrier on which a toner image has already been formed among the plurality of developing units is configured to use a toner having a polarity opposite to the charged polarity of the image carrier, A regular developing means for developing the exposed portion;
The regular development means can select two development biases that satisfy | first development bias |> | second development bias |, and whether the color reproduction characteristic selection means has priority on vividness or gradation. Is to select
The color reproduction condition changing unit selects the first development bias when the color reproduction characteristic selection unit selects to give priority to vividness, and selects the first development bias to give priority to gradation. An image forming apparatus , wherein a second developing bias is selected .
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