JP2698080B2

JP2698080B2 - 画像転写装置

Info

Publication number: JP2698080B2
Application number: JP62259634A
Authority: JP
Inventors: 賢一郎朝田; 孝真間; 尚亘藤岡; 良雄金子
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1998-01-19
Anticipated expiration: 2013-01-19
Also published as: JPH01102584A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、電子写真方式により画像信号を転写媒体に
顕像化する画像転写装置に関する。（従来技術）光ビームを光導電性を有する記録媒体に照射して形成
される静電潜像を帯電した現像剤（以下、トナーと称す
る）で現像し、このトナー像を転写媒体である転写紙に
転写し、定着して、画像を形成する電子写真方式の光プ
リンタ、デジタル複写機、フアクシミリ等では、光源に
レーザを用い、画像信号により変調駆動されるレーザ光
を光偏向器（偏向走査器）で偏向走査することにより潜
像形成を行うものが多い。その走査光学系の基本的構成は第９図に示すようなも
のである。同図において、１はレーザ光発生装置であ
り、画像信号により変調駆動される。レーザ光発生装置
１から出射されたレーザ光は光偏向器２によつて偏向走
査（主走査）され、光学系である結像レンズ３の作用に
よつて記録媒体である感光体６上の一定走査線上に所定
のスポツト径で結像する。このとき感光体６上で画素ピ
ツチが一定となるようになつている。そのために光偏向器２が回転多面鏡や回転ホログラム
のような等角速度偏向器の場合、結像レンズ３はｆθ特
性を持つ。また主走査と垂直な副走査方向に関して、偏
向点と結像点を共役関係にし、偏向面の倒れ補正を行う
光学系が一般には付加される。さて光偏向器２は、回転むらと偏光面の加工誤差を含
むため、そのまま用いると各走査ライン毎に主走査線の
方向（主走査方向）へのずれが生じ、見るに耐えない画
像になつてしまう。このため、画像書きだし位置の前側
に、同期検知手段として高速応答性の光検出器からなる
同期検知装置４が配置され、その検知信号に応じて画像
書きだしタイミングを与えることが行われる。これによ
れば各ライン間の主走査方向のずれは光偏光器２の回転
むらによつて引き起こされるものだけとなり、実用上充
分な画像が得られるものである。第10図，第11図にフルカラープリンタの代表例の概略
図を示す。第10図は記録媒体である感光体を各色毎に記録媒体を
設けたもの、第11図は記録媒体を複数色に対して１個用
いたものである。いずれも、出力しようとする画像を色分解して得た色
毎の画像信号がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）の色成分毎の画像信号となつてコントローラか
ら送り出され、それぞれに応じて潜像形成を行い、Y,M,
Cに対応するトナーで現像し、それぞれのトナー像を同
一転写紙に重ねて転写し、定着器で定着を行うことは共
通である。ブラツク（BK）トナーを用いるのは、黒字を
高品質に印字するためであるのは勿論であるが、画像処
理において、任意の色に含まれるY,M,Cの等量分を全部
又は一部分だけ同量のブラツクで置き換える下色除去
（UCR）を行う場合のブラツク出力（いわゆる、墨版）
を実現するためのものである。従って、任意の色は一般にはY,M,C,BKの４色の重ね合
わせとして出力されるから、出力時の色再現は、各色出
力の位置合わせ精度に大きく依存する。勿論、Y,M,C,3
色の色重ねによつてフルカラーの出力を得る場合も同様
であつて、ただ、４色よりは位置合わせが幾らか簡単に
なるだけのことである。第10図に示した装置は、４つの感光体8BK,8C,8M,8Yに
それぞれ別々の光学系13BK,13C,13M,13Yを設け、それぞ
れの潜像を少しずつ時間をずらして形成し、現像器9BK,
9C,9M,9Yで現像し、転写ベルト14に密着されて搬送され
る転写紙18上に順次BK,C,M,Yを転写し、定着器15で定着
する。光学系13は、第９図で説明したものが４つある場合も
あるし、例えば、光偏光器7BK,7C,7M,7Yは１個または２
個で共用する場合もあり、結像レンズも同様である。し
かしながら、レーザ光発生装置と同期検知装置は各色毎
に持っている。そのため各走査線で形成される画像を同
一転写紙上に正確に転写することは容易でなく、周到な
位置合わせや位置制御が必要となる。尚、第10図において、10は帯電器、11はクリーナ、12
は分離機、16は給送コロ、17は呼びだしコロ、19はベル
トクリーナ、20はベルト除電器、21は排紙コロである。一方、第11図に示した装置は、単一の光学系33を有し
ているのみなので、１色分の潜像形成と現像が終了する
と、クランパ39により固定され転写ドラム34に密着した
転写紙38に、トナー像を転写して、４色分を転写した
後、クランパ39を解除し、除電器40、分離爪42によつて
転写ドラム34より転写紙38を離脱し、この上のトナー像
を定着器35によつて定着する。従って潜像形成、転写工
程を同一の装置、タイミングで繰り返すことにより、各
色の色合わせが第10図の装置に比べて遥かに容易に行え
る利点がある。尚、第11図において、28は感光体、29は現像器、30は
帯電器、31はクリーナ、32は放電器、35は定着器、36は
給紙コロ、37は呼びだしコロ、41は排紙コロ、43は除電
器である。しかしながら、潜像形成工程を各色毎に同一条件とす
ることは別の問題も発生させる。すなわち、一般に色ト
ナーは、帯電特性、粒径、磁気特性等が異なってしまう
ものであり、現像特性が異なっているものである。従っ
て、例えば３色重ねのグレースケール（階調）を出力す
る場合、各色で同一の潜像を形成すると階調曲線は各色
で異なってしまう。第12図はグレースケールと画像濃度の関係を示す階調
曲線図であって、同図に示したように、グレーバランス
がくずれた階調が出てくることになる。このことは、アナログカラー複写機ではある程度止む
を得ないことであるが、階調表現を面積階調法による疑
似階調表現で行うデジタル方式のレーザプリンタ等で
は、各階調に対する面積率を、濃度パターンの割り当
て，ディザマトリクスの構成等によつて、各色の階調が
揃う様、設計するのが普通である。そして色ずれによる
モアレ低減のために色毎にスクリーン角を付けた網点パ
ターンを作るなどの制限が一般に加わるから、その設計
のためには、本来出力しようとする階調数を遥かに上回
る階調表現が可能なシステムにする必要があり、画素マ
トリクスを大きくする結果、解像度が下がってしまった
り、１ドットの変調レベルの要求が過大となる結果、光
学系及びレーザ変調駆動部が高価についてしまう欠点が
あつた。また、もしそのような手段によらないならば、
現像特性がほぼ同一特性となるトナーを作る必要が生
じ、使用材料や製造工程による制限のため、やはり高価
になってしまう欠点があった。上記したように、中間調再現性が余り良くない装置を
使用して類似的に中間調を再現する方法としてデイザや
濃度パターン法が採用されている。現在、行われている中間調画像信号（濃淡画像信号）
をしきい値信号（デイザ信号）と比較して、２値または
限られた数に多値化して、ドットの大きさまたはドット
の密度で類似的に中間調を再現する方法は、例えば、し
きい値信号を４×４のマトリクスとすると、２値しか表
現できない記録装置においては17階調しか再現できず、
１階調当りの濃度差が大きく、いわゆる偽輪郭が目立っ
た画像となってしまう。これを改善するために、マトリ
クスを大きくすると解像度が低下してしまうという相反
した特性を有してしる。そこで、レーザビームを用いた画像形成装置ではレー
ザビームの１ドットをパルス幅変調し、１ドットのビー
ム点灯時間を変更して１画素で数階調の濃淡を表現し、
階調性を表現することで、解像度の低下を防止するのが
多値化パルス幅変調方式である。多値パルス幅変調方式は、画像処理部より階調信号が
入力されると、予め用意された階調に対応するパルス幅
の変調信号により変調されたレーザビームが半導体レー
ザから出射される。例として２ビツト並列信号線を階調信号に割り当て、
２ビツトにより４階調の出力を得るための光ビーム発生
手段の駆動回路を示すブロツク図を第13図に示す。この
方式は画素クロツクと、画素クロツクを任意時間ディレ
イさせたクロツクのANDまたはORをとる構成を階調数
（４種類）用意し、セレクターにより階調信号に応じた
パルス幅の出力を得るもので、このパルス出力にてLD
（半導体レーザ）を駆動する。第13図において、50〜１〜50−４はディレイライン、
51−1,51−２はアンドゲート、52−1,52−２はオアゲー
ト、53はセレクタ、54は半導体レーザ（LD）駆動回路、
55は半導体レーザである。また、第14図はディレイラインとアンドゲートにより
任意のパルス幅出力を得る構成図（ａ）と動作波形図
（ｂ）であって、アンドゲート50に画素クロツクＡ及び
ディレイライン50を通したディレイ信号（ディレイタイ
ム：ΔT₁）Ｂを入力することによりＴ−ΔT₁のパルス幅
を持った信号を得るものである。ここでΔT₁を任意に選
ぶことにより、任意のパルス幅Ｔ−ΔT₁の信号を得るこ
とができる。第15図はディレイラインとオアゲートにより任意のパ
ルス幅出力を得る構成図（ａ）と動作波形図（ｂ）であ
って、オアゲート52に画素クロツクＡ及びディレイライ
ン50を通したディレイ信号（ディレィタイム：ΔT₂）Ｄ
を入力することにより、Ｔ＋ΔT₂のパルス幅を持った信
号を得ることが出来、アンドの場合と同様にΔT₂を任意
に選ぶことにより、任意のパルス幅Ｔ＋ΔT₂の信号を得
ることが出来る。上記した第14図（ａ）又は第15図（ａ）に示した様な
回路を階調数に対応した数だけ設け、これらの信号をセ
レクタ53に入力、画像処理部から指示された階調信号に
より階調に応じたパルス幅の信号出力を得る。第13図においては、４階調（２ビツト）の出力例を示
したが、上記回路構成及び階調信号のビツト数を増やす
ことにより、さらに高階調の出力が可能となる（例えば
８種類のパルス幅を設定する設定回路及び３ビツトの階
調信号を用意することにより、８階調の出力が可能とな
る）。上記のように、パルス幅を変えて光ビーム発生手段
（半導体レーザ等）の点灯時間を変化させることによる
階調表現は、転写媒体である転写紙に現像剤であるトナ
ーが付着する面積とトナーの付着量で行なうもので、パ
ルス幅を大きくする程トナーの付着面積及びその付着量
が大となり高濃度となる。逆に、パルス幅を小さくする
程トナーの付着面積及びその付着量が減少して低濃度と
なる。したがって、各階調に対応して設定する光ビーム発生
手段の点灯パルス幅の設定の仕方によって、階調曲線
（γ曲線）を任意に設計することが可能となる。しかしながら、トナーは、その色によって帯電特性，
粒径，磁気特性が異なるため、潜像形成工程を各色につ
いて同一条件とすると、階調曲線が色によって異なるこ
とになり、階調特性すなわち階調バランス（グレーバラ
ンス）が崩れてしまうという問題がある。（目的）本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、適正
な階調バランスを持った転写画像を得ることのできる画
像転写装置を提供することにある。（構成）本発明は上記の目的を達成するために、複数色の色毎
の画像信号に応じて光ビームを発生する光ビーム発生手
段と、複数色の現像手段と、一つの記録媒体とを有し、
前記記録媒体に潜像を形成し、前記現像手段により現像
を形成し、該現像を転写媒体に転写する行程を、各色毎
に繰り返し行うカラー電子写真画像形成装置であって、
複数の色毎に所定階調数分の複数のパルス幅を予め設定
するパルス幅設定手段と、各色の現像手段の切換えに対
応する信号に基づいて、前記複数のパルス幅の内から所
定の色に対応する複数のパルス幅を選択するパルス幅選
択手段と、前記パルス幅設定手段によって各色毎に設定
された複数のパルス幅から、画像形成信号の階調信号に
対応して、前記設定された複数のパルス幅信号の内の１
つのパルス幅信号を選択するパルス幅信号選択手段と、
前記パルス幅信号選択手段により選択されたパルス幅信
号に基づいてLDを駆動するLD駆動手段とを有することを
特徴とする。以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１図は本発明による画像転写装置の一実施例を説明
する光ビーム発生手段の駆動回路のブロック図であっ
て、500はディレイライン群、500−１〜500−ｎはディ
レイライン、510はゲート群、510−１〜510−ｎはアン
ドゲート又はオアゲート、530はセレクタ部、530−１は
セレクタａ、530−２はセレクタｂ、54は半導体レーザ
（LD）駆動回路、55は半導体レーザ（LD）である。同図
において、画素クロツクはゲート群510において、ディ
レイライン群500の各ディレイライン5001〜500−ｎを通
して遅延されたものと論理演算される。この論理演算は
前記第13図において説明したものと同様である。ディレイライン500−１〜500−ｎとゲート510−１〜5
10−ｎの組の数は、所望の階調数に対応して設ける。こ
れらの組により前記第14図，第15図で説明したように、
駆動パルスの幅を変えて半導体レーザを駆動する。セレクタ部530は、セレクタa 530−１とセレクタb 53
0−２とから成り、セレクタa 530−１は前記した現像手
段切り換えに対応した制御信号（色切換信号）に応じて
各色の階調に対応するパルス幅を選択設定するものであ
り、このセレクタa 530−１により設定されたパルス幅
の駆動パルスをセレクタb 530−２において、階調信号
に応じて選択するようにしている。第２図は第１図におけるセレクタ部の要部構成図であ
って、セレクタa 530−１には３種類の色に対応して各
々幅の異なるパルス信号T₀,T₀′,T₀″,T₁,T₁′,T₁″，
……Tn,Tn′,Tn″が入力し、色切換信号によって各色の
階調特性の階調バランスが得られる様に、又は所望の階
調特性とする様にこれらパルス幅が第４図のa,b,cに示
した特性のように任意に選択される。パルス幅の異なる
信号の組（T₀,T₁,……Tn）は階調信号が８ビツトで指定
される場合はｎ＝３となる。セレクタa 530−１で選択された幅のパルス信号はセ
レクタb 530−２において、階調信号により選択され、L
D駆動回路54へ供給される。なお、セレクタa 530−１のスイッチS₁,S₂,……Snは
メカニカルスイッチ、電子スイッチいずれを用いてもよ
い。第３図は本発明による画像転写装置の他の実施例を説
明する光ビーム発生手段の駆動回路のブロック図であっ
て、501,502,503,504はディレイライン、511はゲート
（アンドゲート）、512,513,514はゲート（アンドゲー
ト又オアゲート）、520,521,522はディレイ時間変更回
路、530はセレクタ、54はLD駆動回路、55はLDである。同図において、ディレイ時間変更回路520はディレイ
ライン502のディレイ時間ΔT₁を変更し、ディレイ時間
変更回路521はディレイライン503のディレイ時間Δt
₂を、又ディレイ時間変更回路522はディレイライン504
のディレイ時間ΔT₃を変更するものである。アンドゲート511の出力信号Ｆは画素クロツクと、こ
れをディレイライン501によりΔT₀だけ遅延させた信号
とからパルス幅が決定されるものであり、ゲート512,51
3,514の出力信号G,H,Iは色切換信号によって制御される
ディレイ時間変更回路520,521,522により設定変更され
るディレイ時間ΔT₁,ΔT₂,ΔT₃に応じた幅のパルス信号
を作成する。この構成により、前記実施例と同様に、色
切換信号に応じたパルス幅の駆動信号を得ることがで
き、階調信号に応じて適正な階調バランスを得る様に、
あるいは任意の階調特性を得るようにすることが可能と
なる。次に、上記した各実施例において説明した現像手段に
よって階調曲線（γ特性）を変える具体例を説明する。
なお、以下では、１例として、シアン（Ｃ），マゼンタ
（Ｍ），イエロー（Ｙ）各色の階調曲線として、それぞ
れ前記第４図に示したa,b,cの各階調曲線を得るように
する場合について説明する。また、ここでは、説明を簡
単にするため、２×２のマトリクスを用い、マトリクス
内の１ドットのビーム点灯時間を変えることにより、13
階調を得るものとする（実際には、４×４のマトリクス
を用い、64階調を得る）。第５図は使用する２×２のマトリクス内の点灯時間レ
ベルの配置パターンの１例を示す説明図であって、マト
リクス内の数字は点灯時間のレベル、各マトリクスの下
に付した数字は階調レベル数である。第６図はシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー
（Ｙ）各色の第５図に示したマトリクス内の数字に対応
する点灯時間レベルの１例を示す説明図である。第７図は第５図に示したマトリクス配置パターンと、
第６図に示した点灯時間を用いて現像処理して得られた
シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）各色の
階調曲線図であって、縦軸はマトリクス内の点灯時間の
総和、横軸は階調レベルである。同図において、マトリクス内のドットで形成される画
像濃度は露光エネルギの総和、すなわちビーム点灯時間
の総和（点灯量）にほぼ比例し、前記第４図に示した階
調曲線が得られたことになる。第８図は前記第２図におけるセレクタａの具体例を示
す構成図であって、シアン（Ｃ）の現像処理に対応した
選択状態を示す。（効果）以上説明したように、本発明によれば、各色毎に所定
階調数分の複数パルス幅を予め設定し、現像手段の切換
え信号により特定された色の所定階調数分の複数のパル
ス幅を選択し、そして、記録すべき画像の階調信号に基
づいて、前記複数のパルス幅の中から一つのパルス幅を
選択することにより、レーザ発光時間を制御するもので
あるので、各々の階調曲線（γ特性）を適正又は任意に
設定することにより、カラー画像形成において、各色毎
に適正又は任意の階調バランス（グレーバランス）の出
力画像を得ることのできる画像転写装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明による画像転写装置の一実施例を説明す
る光ビーム発生手段の駆動回路のブロック図、第２図は
第１図における要部構成図、第３図は本発明による画像
転写装置の他の実施例を説明する光ビーム発生手段の駆
動回路のブロック図、第４図は階調特性の変更説明図、
第５図は使用するマトリクス内の点灯時間レベルの配置
パターンの１例を示す説明図、第６図はシアン，マゼン
タ，イエロー各色の第５図に示したマトリクス内の数字
に対応する点灯時間レベルの１例を示す説明図、第７図
は第５図に示したマトリクス配置パターンと第６図に示
した点灯時間を用いて現像処理して得たシアン，マゼン
タ，イエロー各色の階調曲線図、第８図は第２図におけ
るセレクタａの具体例を示す構成図、第９図は走査光学
系の基本構成図、第10図，第11図はフルカラープリンタ
の概略構成図、第12図はグレースケール（階調）と画像
濃度の関係を示す階調曲線図、第13図は光ビーム発生手
段の駆動回路のブロック図、第14図（ａ）（ｂ），第15
図（ａ）（ｂ）は駆動パルス幅可変回路とその動作波形
図である。 500……ディレイライン群、510……ゲート群、530……
セレクタ部、54……半導体レーザ駆動回路、55……半導
体レーザ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金子良雄東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (56)参考文献特開昭62−230163（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−204060（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−189362（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−161983（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−187180（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−106953（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−59848（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−236578（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−76559（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．複数色の色毎の画像信号に応じて光ビームを発生す
る光ビーム発生手段と、複数色の現像手段と、一つの記録媒体とを有し、前記記録媒体に潜像を形成し、前記現像手段により現像
を形成し、該現像を転写媒体に転写する工程を、各色毎
に繰り返し行うカラー電子写真画像形成装置であって、複数の色毎に所定階調数分の複数のパルス幅を予め設定
するパルス幅設定手段と、各色の現像手段の切換えに対応する信号に基づいて、前
記複数のパルス幅の内から所定の色に対応する複数のパ
ルス幅を選択するパルス幅選択手段と、前記パルス幅設定手段によって各色毎に設定された複数
のパルス幅から、画像形成信号の階調信号に対応して、
前記設定された複数のパルス幅信号の内の１つにパルス
幅信号を選択するパルス幅信号選択手段と、前記パルス幅信号選択手段により選択されたパルス幅信
号に基づいてLDを駆動するLD駆動手段とを有することを
特徴とする画像形成装置。