JP3325298B2 - 記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、感光体を露光する光
源の発光時間をドット単位で制御して階調記録を行い、
且つその記録画像の全体的な濃度調整を行うことができ
るようにした記録装置に関する。

【０００２】レーザビームで露光を行う電子写真装置の
ような記録装置は、高速、高解像及び高画質という特長
を有しているが、さらに階調記録やカラー記録の面での
発展が望まれている。

【０００３】

【従来の技術】カラー記録装置においては、自然のまま
のいわゆるピクトリアルカラー記録が求められており、
そのためには階調記録を行うことが必要である。

【０００４】そこで従来は、画像の濃度変化をトナーの
面積変化に置き換えて階調を表現するいわゆる面積階調
を行うようにしたものがあったが、階調数を増やすと解
像度が低下する欠点がある。

【０００５】そこで解像度が低下しないように、１ドッ
トの濃度や大きさを変えた階調記録がおこなわれるよう
になってきた。例えばレーザプリンタでは、１ドット毎
にレーザ光源の発光時間又は発光パワーを変化させて発
光量を制御することによって、１ドットのトナー付着量
やドットの面積を変化させてそのような階調記録を実現
している。

【０００６】そのようなレーザ光源の発光時間等の制御
は、デジタル画像においては、入力される画像信号の１
ドット毎の階調レベルを、ルックアップテーブル（ＬＵ
Ｔ）によって発光時間制御用の信号値（電圧）に変換し
て行われている。

【０００７】またドット毎の濃度表現だけでなく、記録
画像の全体的な濃度を、使用者が自分の好みや必要に応
じて調整できるようにする必要がある。そこで従来は、
そのような濃度調整は、ルックアップテーブルの書き換
えや、ルックアップテーブルを多数の中から選択するこ
とによって行われている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
濃度調整を行うと、安定性は高いが処理が非常に複雑に
なってしまい、また、濃度調整範囲分だけ階調数が低下
してしまう欠点がある。例えば、８ビットで表される階
調は２５６階調であるが、これから濃度調整範囲を差し
引くと、実質は６ビット程度の階調しか表せないことに
なる。

【０００９】そこで本発明は、簡単な回路でしかも階調
設定数の低下なしに濃度調整を行うことができる記録装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の記録装置は、図１に示されるように、ドッ
ト単位での濃淡を表現する階調信号をアナログ信号に変
換して出力するための階調信号処理回路３３と、上記階
調信号と同期をとって所定勾配のアナログ信号をくり返
し出力するためのランプ波形発生回路３１と、上記ラン
プ波形発生回路３１からの信号出力のタイミングを、外
部からの設定によって任意時間遅らせるための遅延回路
４０と、上記階調信号処理回路３３からの出力信号と上
記ランプ波形発生回路３１からの出力信号との対比にも
とづいて各ドットの光源発光時間を制御するための発光
時間制御回路３４，３５とを設けたことを特徴とする。

【００１１】なお、上記遅延回路４０が、マルチタップ
のディレイライン４２の出力の一つを外部信号によって
選択するように構成されていてもよく、あるいは、上記
遅延回路４０が、外部信号によって一定のアナログ信号
出力のレベルが変化する回路４６と、所定勾配のアナロ
グ信号をくり返し出力するための回路４７と、上記一定
のアナログ信号出力と上記所定勾配のアナログ信号との
対比にもとづいて遅延時間を制御するための回路４８，
４９，４４とを有していてもよい。

【００１２】また、本発明の記録装置は、ドット単位で
の濃淡を表現する階調信号をアナログ信号に変換して出
力するための階調信号処理回路３３と、上記階調信号と
同期をとって所定勾配のアナログ信号をくり返し出力す
るためのランプ波形発生回路３１と、外部からの設定に
よって上記階調信号処理回路３３からのアナログ信号出
力を増減させて出力する調整回路３９と、上記ランプ波
形発生回路３１からの出力信号と上記調整回路３９から
の出力信号との対比にもとづいて各ドットの光源発光時
間を制御するための発光時間制御回路３４，３５とを設
けたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】ランプ波形発生回路３１からの信号出力のタイ
ミングを遅らせる遅延回路４０の遅延時間を、外部から
の設定によって任意時間遅らせることによって、発光時
間制御回路３４，３５における階調信号処理回路３３か
らの出力信号との対比状態が変化して、光源発光時間が
変わる。

【００１４】また、調整回路３９において、階調信号処
理回路３３からのアナログ信号出力を外部からの設定に
よって増減させることにより、発光時間制御回路３４，
３５におけるランプ波形発生回路３１からの出力信号と
の対比状態が変化して、光源発光時間が変わる。

【００１５】

【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図２は、
本発明が適用されたカラープリンタ装置を示しており、
このプリンタ装置は、３原色のイエロー、マゼンタ、シ
アンにブラックを加えた４色の記録を行うための４組の
現像ユニット１１，１２，１３，１４を有する。

【００１６】記録を行う際には、まず、帯電器２により
感光ドラム１表面をマイナスの電圧に帯電する。続い
て、レーザ光学ユニット３によって感光ドラム１表面を
露光して、記録したいパターンの静電潜像を形成する。

【００１７】現像部１０では、カラートナーを感光ドラ
ム１上の潜像に選択的に付着させる。ここでは、イエロ
ーの色のトナーを最初に用いる。転写部４では、感光ド
ラム１上のトナー画像を転写ベルト５に転写する。そし
て、転写後、クリーナー部６において感光ドラム１をク
リーニングし、再び作像工程を繰り返す。

【００１８】次の工程では、現像にイエローに代えてマ
ゼンタを使用し、マゼンタのトナー画像を転写ベルト５
上に、先程のイエローのトナー像に対して位置合わせを
して重ね合わせる。以下同様にして、シアンのトナー
像、そして黒のトナー像を順次転写ベルト５上で重ね合
わせる。

【００１９】４色のトナー像の重ね合わせが終わると、
第二の転写部７でトナー像を一括して記録紙１００に転
写する。その後、定着器８で記録紙１００を加熱し、ト
ナーを溶融して記録紙１００に定着させる。転写ベルト
５は、記録紙１００への転写後、クリーナ９で残留トナ
ーを取り去り、再び記録に使用する。

【００２０】以上の動作を繰り返して、カラー画像を記
録する。また、モノクロ記録の場合には、トナー像の重
ね合わせを必要としないので、第１の転写で感光ドラム
１から転写ベルト５への転写と転写ベルト５から記録紙
１００への第２の転写を並行して行うことにより、カラ
ー記録の場合の４倍の速度で記録を行うことができる。

【００２１】図３は、実施例装置の制御回路全体を示し
ている。メモリ２１には、図示されていない上位装置
（例えば、コンピュータ又はスキャナ等）からの画像デ
ータが書き込まれる。

【００２２】コントローラ２２はプリンタ装置全体の制
御を行う部分であり、各種モータ、ソレノイド、電圧、
動作シーケンス等のコントロールを行っている。露光制
御回路部は全体を４つの部分に分けて考えることができ
る。ページ制御部２３、ライン制御部２４、ドット制御
部３０及びレーザ制御部２６である。

【００２３】ページ制御部２３は、ドットライン単位の
記録が行われるページに対する制御を行う部分であり、
記録紙１００に対するトップマージン（用紙上端から記
録位置上端までの空白）や記録の縦方向（紙送り方向）
の長さ、ボトムマージン（記録位置下端から用紙下端ま
での長さ）の制御を行う。

【００２４】ライン制御部２４は、ドット単位に１スキ
ャンラインの制御を行う部分である。ここでは、レフト
マージン（用紙左端から記録位置左端までの長さ）、１
ラインの記録ドット数、ライトマージン（記録位置右端
から用紙右端までの長さ）等の制御を行う。また、レー
ザのスキャン毎の同期をとるため、レーザ光学系に設け
てあるＢＤ検知器からの信号をもとに、ドットクロック
を発生させる役目もある。

【００２５】ドット制御部３０は、ドット内部の露光時
間制御を行う部分である。レーザ制御部２６は、ドット
制御部３０の信号を受けてレーザダイオード２８の発光
時間を制御し、また、レーザの光出力を安定にするため
に、レーザダイオード２８に流す電流を制御する。

【００２６】図４は、ドット制御部３０の回路構成を示
している。ドット制御部３０はライン制御部２４からド
ットクロックを得て、この信号に同期して制御が行われ
る。

【００２７】ドット制御部３０には、ドットクロックに
同期してランプ波形を発生するランプ波形発生器３１、
メモリ２１から読み出されたデジタルの階調データをド
ットクロックに同期して保持するラッチ回路３２、ラッ
チ回路３２からのデジタル階調データを受けてアナログ
電圧に変換するＤＡ（デジタルアナログ）変換器３３、
ランプ波形発生器３１からのランプ波形とＤＡ変換器３
３からのアナログ電圧を比較する比較器３４、そしてド
ットクロックから比較器３４の出力が出るまでの間のパ
ルスをつくり出すフリップフロップ３５が含まれてい
る。

【００２８】実際のプリンタ装置では、ドットクロック
が高い周波数になり、また、ランプ波形の発生の後に放
電の時間を必要とするため、図４に示されるように、同
じ構成の２組の回路３０ａ，３０ｂを並列に用意して、
オア回路３７でドット単位に交互に切り換えて用いる。

【００２９】この場合、ドットクロックを（詳細には、
ドットクロックを反転して）クロック分配器３６を構成
するフリップフロップに入力し、ドットクロックがくる
度にその出力が１と０を繰り返すようにする。そして、
このそれぞれの出力（Ｑ，／Ｑ）とドットクロックのＡ
ＮＤをとり、それぞれを新たに、ドットクロックとして
２つの制御回路３０ａ，３０ｂに振り分ける。

【００３０】その結果、２つの制御回路３０ａ，３０ｂ
が交互に動作することができる。このため、記録速度が
速いプリンタにおいても、発光時間の制御に余裕がで
き、また、発光時間のデューティを１００％まで高める
ことが可能となる。

【００３１】図５は上記ドット制御部３０の基本動作を
示しており、まず、ドットクロックが立ち上がると、こ
れに同期して、ランプ波形発生器３１がランプ波形を発
生させる。ランプ波形は時間とともに一定の割合で電圧
が増加していく。この電圧はコンデンサに一定電流を流
す定電流回路の電流スイッチを開閉することにより実現
し、次のドットクロックの立ち上がりまで増加する。

【００３２】またラッチ回路３２も、ドットクロックに
同期して階調データをＤＡ変換器３３に加える。ＤＡ変
換器３３では、加えられたデジタルの階調信号をアナロ
グ電圧に変換する。ここで、デジタルの階調信号が８ビ
ットであるならば、ＤＡ変換器３３の出力は０〜２５５
／（２５５×最大出力電圧）になる。

【００３３】ＤＡ変換器３３からの出力電圧とランプ波
形は、それぞれ比較器３４の２つの入力端子に加えられ
ており、比較器３４はランプ波形の電圧とＤＡ変換器３
３の電圧を比較し、どちらの電圧が大きいかによって、
１か０のデジタル信号を出力する。

【００３４】なお、ドットクロックが立ち上がった時点
では、まだ、ＤＡ変換器３３の出力が遅れる。このた
め、ＤＡ変換器３３の遅れと同じ時間だけ、ランプ波形
発生器３１の出力も遅らせる必要がある。そこで、ラン
プ波形発生器３１の手前に遅延回路４０が接続されてい
る。

【００３５】フリップフロップ３５のセット端子には、
ドットクロックが遅延回路４０を通して加えられる。フ
リップフロップ３５の出力はドットクロックから一定時
間遅れて０から１に変化する。また、フリップフロップ
３５のリセット端子には、比較器３４の出力が加えられ
ている。

【００３６】比較器３４の出力が変化した時点で、フリ
ップフロップ３５の出力は１から０にリセットされる。
このようにして、入力された例えば２５６階調のデジタ
ル信号が、フリップフロップ３５の出力の時間幅に変換
される。

【００３７】このように制御される動作においては、す
べての発光時間はドットクロックの立ち上がりの時間を
基準として定まる。つまり、発光時間が短い場合は、ド
ットクロックの立ち上がりから発光し、ある一定時間後
に発光が終わる。つまりドットは左側（スキャンの前の
方）に寄った記録が行われる。

【００３８】図６は遅延回路４０の構成例を示してお
り、セレクタ４１を、コントローラ２２から送られてく
る選択信号（遅延調整信号）で動作させて、マルチタッ
プのディレイライン４２の出力の一つを選択することが
できるようになっている。

【００３９】したがって、遅延回路４０は外部からのデ
ジタル入力によって遅延量が変化し、遅延量の調整を外
部から行うことができる。したがって、図７にで示さ
れるように遅延量を大きくすると、ランプ波形の形成が
遅れて、比較器３４からの出力信号がハイレベルからロ
ーレベルになる時間が遅くなって、に示されるように
全ての階調レベルに対する発光時間が長くなり、その結
果ドット面積、トナー付着量が増大して、濃度が高くな
る。

【００４０】また逆に、に示されるように遅延量を小
さくすると、に示されるように全ての階調レベルに対
する発光時間が短くなり、ドット面積、トナー付着量が
減少して、濃度が低くなる。

【００４１】このように、コントローラ２２からの調整
信号によって、階調レベルを全体に変える濃度調整を、
階調数を減らさずに簡単に行うことができる。なお、使
用者からは、プリンタ装置の操作盤にある濃度調整つま
み（図示せず）を望みの濃度へ動かすことにより、濃度
調整信号がコントローラ２２に伝えられる。この場合、
デジタル部分の調整、例えばＬＵＴ（ルックアップテー
ブル）等による階調変換に比べて、階調レベルの減少が
ない利点がある。

【００４２】なお、外部から遅延量を変化させることが
できる遅延回路４０は、例えば図８に示されるように、
上述のドット制御回路３０ａ又は３０ｂと同様の回路構
成の出力端にモノステーブルマルチバイブレータ（Ｍ
Ｍ）４４を接続したものなどでも構成することができ
る。

【００４３】その場合、内部の遅延回路４５は遅延量が
固定されている。４６はＤＡ変換器、４７はランプ波形
発生器、４８は比較器、４９はフリップフロップであ
り、遅延調整信号をラッチ回路５０に入力させることに
よって、それに対応してモノステーブルマルチバイブレ
ータ４４からドットクロック信号を遅延させて出力させ
ることができる。

【００４４】図９は、ドット制御部の他の実施例を示し
ており、このドット制御部１３０では、遅延回路３８の
遅延量は固定されており、ＤＡ変換器３３と比較器３４
との間に、２つの入力電圧の差を出力するオペアンプ３
９が設けられている点が、図４に示したドット制御回路
３０ａ又は３０ｂと相違している。

【００４５】そして、オペアンプ３９の入力端には、外
部に設けられた可変抵抗器１２０から得られるアナログ
電圧信号とＤＡ変換器３３からの電圧信号が入力され、
オペアンプ３９の出力とランプ波形発生器３１からの出
力が比較器３４に入力されている。

【００４６】このように構成すると、図１０に示される
ように、可変抵抗器１２０の出力電圧を変化させること
により、比較器３４からの出力信号がハイレベルからロ
ーレベルになるタイミングが変化して、それに対応して
フリップフロップ３５から出力されるパルス幅が変化
し、階調レベルを全体に変える濃度調整を、階調数を減
らさずに行うことができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の記録装置によれば、簡単な回路
構成によって低コストでしかも所定の階調設定数を減ら
すことなく記録濃度の調整を行うことができ、ユーザー
の希望に対応した高品質の記録を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図である。

【図２】実施例のカラープリンタ装置の構成図である。

【図３】実施例のカラープリンタ装置の全体回路ブロッ
ク図である。

【図４】実施例のドット制御部の回路ブロック図であ
る。

【図５】実施例のドット制御部の動作を示すタイムチャ
ート図である。

【図６】実施例の遅延回路の構成図である。

【図７】実施例の濃度調整動作を示すタイムチャート図
である。

【図８】遅延回路の他の実施例の回路ブロック図であ
る。

【図９】ドット制御部の他の実施例の回路ブロック図で
ある。

【図１０】ドット制御部の他の実施例の動作を示すタイ
ムチャート図である。

【符号の説明】

３１ ランプ波形発生器（ランプ波形発生回路） ３３ ＤＡ変換器（階調信号処理回路） ３４ 比較器（発光時間制御回路） ３５ フリップフロップ（発光時間制御回路） ４０ 遅延回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 師尾 潤 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 尾塩 浩 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−83661（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−500443（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/52 G03G 15/00 G03G 15/01

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドット単位での濃淡を表現する階調信号を
   アナログ信号に変換して出力するための階調信号処理回
   路と、 上記階調信号と同期をとって所定勾配のアナログ信号を
   くり返し出力するためのランプ波形発生回路と、 上記ランプ波形発生回路からの信号出力のタイミング
   を、外部からの設定によって任意時間遅らせるための遅
   延回路と、 上記階調信号処理回路からの出力信号と上記ランプ波形
   発生回路からの出力信号との対比にもとづいて各ドット
   の光源発光時間を制御するための発光時間制御回路とを
   設けたことを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】上記遅延回路が、マルチタップのディレイ
   ラインの出力の一つを外部信号によって選択するように
   構成されている請求項１記載の記録装置。
3. 【請求項３】上記遅延回路が、外部信号によって一定の
   アナログ信号出力のレベルが変化する回路と、所定勾配
   のアナログ信号をくり返し出力するための回路と、上記
   一定のアナログ信号出力と上記所定勾配のアナログ信号
   との対比にもとづいて遅延時間を制御するための回路と
   を有している請求項１記載の記録装置。