JP3470626B2 - 電子写真装置及び方法 - Google Patents
電子写真装置及び方法Info
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- H04N1/40037—Circuits exciting or modulating particular heads for reproducing continuous tone value scales the reproducing element being a laser
Description
ーザビームの走査で感光ドラムに2値化された画像ドッ
トデータに応じたドット潜像を形成してトナーにより現
像した後に記録紙にドットを転写するプリンタ、ファク
シミリ等に使用される電子写真装置及び方法に関し、特
に、周囲の点灯するドットからの光の影響を考慮して最
適な発光量に制御する電子写真装置及び方法に関する。
の画像印刷に使用される電子写真装置にあっては、用紙
搬送機構により記録紙を一定速度で搬送し、記録紙の搬
送方向に配置された静電記録ユニットによる電子写真プ
ロセスで記録上に画像を記録している。
に対するLEDアレイのライン走査やレーザダイオード
からのレーザビームの走査により画像ドットデータに応
じた潜像を形成し、トナー成分で現像した後に、記録上
に転写している。
るカラー電子写真装置も実用化されている。このカラー
電子写真装置は、黒(K)、シアン(C)、マゼンタ
(M)及びイエロー(Y)の4色の静電記録ユニット
を、記録紙の搬送方向にタンデム配置している。
画像データに基づいて光学的に走査して潜像を形成し、
この潜像を現像器のカラートナーによって現像した後
に、一定速度で搬送される記録紙上に、イエロー
(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(K)の
順番に重ね合せて転写し、最終的に定着器を通して加熱
定着等を行っている。
うな従来の電子写真装置にあっては、LEDアレイ又は
レーザダイオードにより、1ドット当り均一な光エネル
ギを出力して現像記録を行っており、次の問題があっ
た。
能なように光エネルギを決定したとする。図19は、電
子写真プロセスにおいて感光ドラムに孤立1ドットを現
像する光エネルギを供給した場合の潜像とバイアス電圧
との関係である。潜像200は、規定のバイアス電圧V
th以下ではトナー像が現像されず、バイアス電圧Vthを
越える潜像200につきトナー像202が現像され、こ
の場合のドットサイズはW1となる。
エネルギを隣接するドット位置の各々に供給して2ドッ
ト線を現像する場合、各ドットにつき破線の潜像20
4,206が形成され、全体としては両者を合わせた実
線の潜像208となり、バイアス電圧Vthを越える斜線
の潜像につきトナー像210が現像される。
ネルギの合成により、ドットサイズは本来の2ドットを
越えるサイズW2となってしまう。
置の2ドットに図19と同じ光エネルギを供給した場
合、破線の潜像212,214の合成による実線の潜像
216が得られ、トナー像218は、間のドットがつぶ
れて3ドットのサイズW3となってしまう。
光ドットが存在した場合に、互いに影響を及ぼし合うこ
とが原因となり、高濃度のパターンを印刷した時に、孤
立白点がつぶれてしまい、また50%程度のハーフトー
ンパターンで濃度が飽和してベタ部の濃度に達してしま
う問題点があった。
に、図22のように、1ドット当りの光エネルギを決定
すると、1ドット孤立点を印刷した時に、光エネルギが
小さ過ぎて潜像220がバイアス電圧Vthに達せず、ド
ットが現像できない問題点がある。
うに光エネルギを決定する方法も、高濃度部の濃度が飽
和しないように光エネルギを決定する方法も各々欠点が
あり、しかもトレードオフの関係にある。このため現実
には2つの方法の中間の値をとっており、両方の問題点
をいくらかずつ残したままとなっている。
イズが大きくなりすぎたり、高濃度の光エネルギでは孤
立ドットが形成されない原因は、光エネルギに対し現像
されるドット径との関係が線形ではなく、図22のよう
な非線形の関係にあることにも起因する。
に達するまでの光エネルギでは、ドットは形成されな
い。光エネルギが閾値Lthを超えると、光エネルギPの
増加に従い急激にドット径Wは増加する。その後、光エ
ネルギPの増加に対しドット径Wの増加は徐々になだら
かになる。
が互いに影響を及ぼし合う点を考慮して光エネルギを適
切に制御して発光することにより、どのようなドットパ
ターンにおいても忠実にドットを現像記録できる電子写
真装置及び方法を提供することを目的とする。
図である。
うに、静電記録ユニット24と光量制御部100を備え
る。静電記録ユニット24は、移動する潜像担持体、例
えば記録紙の搬送方向に配列された回転する感光ドラム
に対する走査光の点灯で2値化された画像ドットデータ
に応じたドット潜像を形成し、トナー成分で現像した後
に記録紙にドットを転写して現像する。
中の点灯する注目ドット毎に、注目ドットの記録紙上の
大きさに影響を及ぼす周囲ドットに基づいて、注目ドッ
トの形成に使用する光エネルギを制御出力する。
ば、電子写真プロセスで光エネルギをドット径に変換す
る際の非線形特性を補間して画像ドットデータに忠実な
印刷を再現できる。また、ドットパターンのスムージン
グ処理等のためのエッジ認識等の手法を必要とせず、文
字、線画、イメージ、更にはそれらが混在した画像を忠
実に再現することができる。
ては、潜像124により規定サイズの現像ドット122
が得られ、図1(C)のの2ドット線の場合、破線の潜
像126,128のように光エネルギが総合の影響を考
慮して低下され、合成で得られる潜像130により1ド
ットのぼぼ2倍のドットサイズをもつ現像ドット132
が正確に得られる。
離に応じて、注目ドットの光エネルギを制御して出力す
る。例えば図1(D)の光エネルギ演算マトリクスの示
すように、光量制御部100は、注目ドット122の光
エネルギとして、記録紙上に全ドットを転写するベタ部
の形成に必要な光エネルギを基準値、例えば基準値10
0%として設定し、周辺ドットが消灯する場合、この周
辺ドットの発光で補われる光エネルギ分、即ち光エネル
ギ演算マトリクスで設定される%値のエネルギ分を基準
値100%に加算した光エネルギに制御する。
2の光エネルギとして、孤立点を現像可能な光エネル
ギ、例えば530%を基準値として設定し、周辺ドット
が点灯する場合、周辺ドットの発光で補われる光エネル
ギ分を基準値530%から減算した光エネルギに制御す
る。
制御する光エネルギの値が、静電記録ユニットの1ドッ
ト当り制御可能な最大値、例えば280%を超える場
合、最大値2805を越えた光エネルギ分を隣接ドット
に振り分けて光エネルギを制御する。
制御する光エネルギの値が、静電記録ユニット24の1
ドット当り制御可能な最大値280%を超える場合、複
数回の走査に分けて光エネルギを出力するようにしても
よい。
ト孤立点を形成するよう光エネルギを制御して出力す
る。また光量制御部100は、高濃度領域で濃度が飽和
しないよう注目ドットの光エネルギを制御して出力す
る。
4でEDアレイを使用した場合、発光するドットの光エ
ネルギを、LED素子を発光するパルス列のストローブ
時間により制御する。
する場合、発光するドットの光エネルギを、LED素子
の単位時間当りの発光量により制御してもよい。光量制
御部100は、静電現像ユニット24でレーザビームを
走査して現像する場合、発光するドットの光エネルギ
を、1ドット当りのパルス幅により制御する。
して発光するドットの光エネルギを階調値に変換して制
御する場合、光エネルギから変換した階調値が等間隔
(線形)とならないように変換する。
ED素子を発光するパルス列のストローブ時間に変換し
て制御する場合、階調値から変換したパルス列のパルス
幅が等間隔とならないよう変換する。また光量制御部1
00は、階調値をLED素子の駆動電流に変換して制御
する場合、階調値から変換した駆動電流の刻みが等間隔
でないように変換する。
像ドットサイズより露光系の露光ドットサイズの方が小
さい場合、光量制御部100は、発光するドットの光エ
ネルギを、現像ドット内で発光する露光ドットの数によ
り制御する。
の制御と非制御を選択的に行うようにしてもよい。
のであり、移動する潜像担持体、例えば記録紙の搬送方
向に配列された回転する感光ドラムに対する走査光の点
灯で画像ドットデータに応じたドット潜像を形成し、ト
ナー成分で現像した後に前記記録紙にドットを転写して
現像する静電記録過程と、画像ドットデータの中の点灯
する注目ドット毎に、注目ドットの記録上の大きさに影
響を及ぼす周囲ドットに基づいて、注目ドットの形成に
使用する光エネルギを制御して出力する光量制御過程
と、を備えたことを特徴とする。
して印刷装置を例にとった場合の内部構造である。装置
本体10の内部には、記録媒体例えば記録用紙を搬送さ
せるための搬送ベルトユニット11が設けられ、搬送ベ
ルトユニット11には過透性の誘電体材料、例えば適当
な合成樹脂材料から作られた無端ベルト12を回動自在
に備える。
22−2,22−3,22−4の回りに掛け渡される。
搬送ベルトユニット11は装置本体10に対し着脱自在
に装着されている。ローラ22−1は駆動ローラとして
機能し、駆動ローラ22−1はギアトレイン(図示せ
ず)を介してベルトモータ25を連結しており、無端ベ
ルト12を矢印で示す時計回りに一定速度で走行駆動す
る。
2から電荷を除去するAC除去ローラとしても機能す
る。ローラ22−2は従動ローラとして機能し、従動ロ
ーラ22−2は無端ベルト12に電荷を与える帯電ロー
ラとしても機能する。ローラ22−3,22−4は共に
ガイドローラとして機能し、駆動ローラ22−1及び従
動ローラ22−2に近接して配置される。
の間の無端ベルト12の上側走行部は、記録紙の移動経
路を形成する。記録紙はホッパ14に蓄積されており、
ピックアップローラ16によりホッパ14の最上部の記
録紙から1枚ずつ繰り出され、記録紙ガイド通路18を
通って一対の記録紙送りローラ20により無端ベルト1
2の従動ローラ22−2側からベルトA側の記録紙移動
経路に導入され、記録紙移動経路を通過した記録紙は駆
動ローラ22−1から排出される。
り帯電されるため、記録紙が従動ローラ22−2側から
記録紙移動経路に導入されたとき無端ベルト12に静電
的に吸着され、移動中の記録紙の位置ずれが防止され
る。 一方、排出側の駆動ローラ22−1は除電ローラ
として機能するため、無端ベルト12は駆動ローラ22
−1に接する部分において電荷が除去される。このため
記録紙は、駆動ローラ22−1を通過する際に電荷が除
去され、ベルト下部に巻き込まれることなく無端ベルト
12から容易に剥離されて排出される。
の静電記録ユニット24−1,24−2,24−3,2
4−4が設けられ、無端ベルト12の従動ローラ22−
2と駆動ローラ22−1との間に規定されるベルト上側
の記録紙移動経路に沿って、上流から下流側に向かって
Y,M,C,Kの順番に直列に配置されたタンデム構造
を有する。
4−3,24−4は、感光ドラムを駆動するドラムモー
15−1〜15−4を各々備え、現像剤としてイエロー
トナー成分(Y)、マゼンタトナー成分(M)、シアン
トナー成分(C)、及びブラックトナー成分(K)を使
用する点が相違し、それ以外の構造は同じである。
−4は、無端ベルト12の上側の記録紙移動経路に沿っ
て移動する記録紙上にイエロートナー像、マゼンタトナ
ー像、シアントナー像及びブラックトナー像を順次重ね
て転写記録し、フルカラーのトナー像を形成する。更に
本発明にあっては、静電記録ユニット24−1〜24−
4のカラートナー成分は、消費量が同程度となるように
調整される。
−2から駆動ローラ22−1の間の記録紙移動経路を通
過する際に、静電記録ユニット24−1〜24−4によ
ってY,M,C,Kの4色のトナー像の重ね合せによる
転写を受けてフルカラー像が形成される。次に駆動ロー
ラ22−1側からヒートローラ型熱定着装置26に向か
って送り出され、フルカラー像の記録用紙に対する熱定
着が行われる。
を通過して装置本体の上部に設けられたスタッカ28に
配置されて集積される。無端ベルト12の下側のベルト
面に対しては、ベルト移動方向に直交する方向に一対の
センサ30−1,30−2が設置されており、図1の状
態では手前のセンサ30−1のみが見える。このセンサ
30−1,30−2は、無端ベルト12上に転写したト
ナーマークを光学的に読み取って位置ずれ量の補正を行
うために使用される。
形態となるハードウェア構成のブロック図である。本発
明のハードウェアは、エンジン60とコントローラ62
で構成される。エンジン60には、図2の搬送ベルトユ
ニット11、静電記録ユニット24−1〜24−4等の
印刷機構部の制御動作を行うメカニカルコントローラ6
4が設けられている。
センサ処理用MPU66が設けられる。センサ処理用M
PU66には、無端ベルト12の下部に設置している一
対のセンサ30−1,30−2からの検出信号がADコ
ンバータ68−1,68−2を介して入力されている。
部コネクタ70を介してコントローラ62側と接続され
る。ここで、エンジン60に設けた印刷機構は、無端ベ
ルト12とY,M,C,Kの各静電記録ユニットに設け
ているLEDアレイ36−1,36−2,36−3,3
6−4を取り出して示している。
U72が設けられる。コントローラ用MPU72に対し
ては、インタフェース処理ユニット74及びコントロー
ラコネクタ76を介して上位装置としての例えばパーソ
ナルコンピュータ92が接続される。
プリケーションプログラム94から提供されるカラー画
像データを印刷処理するためのドライバ96を備え、ド
ライバ96をパソコンコネクタ98を介してコントロー
ラ62のコントローラコネクタ76に接続している。
72に対しては、画像メモリ82−1,82−2,82
−3,82−4が設けられる。コントローラ用MPU7
2は、パーソナルコンピュータ92から転送されたY,
M,C,Kの画像データ(階調画素データ)を2値のド
ットデータに変換して画像メモリ82−1,82−2,
82−3,82−4に展開する。
ラ用MPU72に本発明による光制御部100が設けら
れる。光制御部100は、2値化された画像ドットデー
タの中の点灯する注目ドット毎に、注目ドットの記録紙
上での大きさに影響を及ぼす周囲ドットに基づき、注目
ドットの形成に使用する光エネルギの値を演算する。
制御のための光エネルギ値は、LEDアレイに設けてい
る各LEDチップの発光駆動のための階調データに変換
された後、画像メモリ82−1,82−2,82−3,
82−4に展開される。
ードと光エネルギ制御モードのいずれかを選択設定でき
る。ノーマルモードを選択すると、光量制御部100の
機能が無効化され、Y,M,C,Kの画像データ(階調
画素データ)を2値のドットデータに変換して画像メモ
リ82−1,82−2,82−3,82−4に展開す
る。
ると、光量制御部100の機能が有効となり、Y,M,
C,Kの画像データ(階調画素データ)を2値のドット
データに変換した後、各ドットデータについて光エネル
ギを演算し、更に演算した光エネルギをLEDチップを
発光駆動する階調データに変換して画像メモリ82−
1,82−2,82−3,82−4に展開する。
ルモードと光エネルギ制御モードの選択設定は、文字、
写真、線画等の印刷画像の種別に応じてユーザまたはシ
ステムが行う。
ース処理ユニット78及びコントローラ部コネクタ80
を介してエンジン部60に接続される。コントローラM
PU72は、画像メモリ82−1〜82−4に各カラー
画素データを展開する際に、アドレス指定を行うためア
ドレス指定ユニット84を備える。
解像度変換ユニット88が設けられる。解像度変換ユニ
ット88にはY,M,C,Kに対応してバッファメモリ
90−1,90−2,90−3,90−4が設けられて
いる。解像度変換ユニット88は、画像メモリ82−1
〜82−4から読み出した画素データをLEDアレイ3
6−1〜36−4における副走査方向(用紙搬送方向)
で分解して2つの高分解能画素データに変換する。
展開された際の分解能が主走査方向600dpi、副走
査方向600dpiであったとすると、解像度変換ユニ
ット80において主走査方向は600dpiであるが、
副走査方向については1800dpiの高解像度画素デ
ータに変換される。
いる感光ドラムに対するLEDアレイの配置状態であ
る。LEDアレイ36は発光素子としてのLEDチップ
38−1,38−2,・・・38−nを、感光ドラム3
2の回転方向に直交する主走査方向に複数配列してい
る。
間隔は、主走査方向の分解能を例えば600dpiとす
ると42.3μmとなる。また感光ドラム32の回転方
向となる副走査方向の分解能はドラム周速度で決まり、
副走査方向の分解能を例えば1800dpiとすると、
ドラム回転方向の発光幅は14.1μmとなる。
ローラ用MPU72に設けた本発明による光量制御部1
00の機能ブロック図である。図5において、光量制御
部100は、スクリーンバッファを用いたドットデータ
格納部102、選択部104、光エネルギ演算部10
6、光エネルギ演算マトリクス108、光エネルギ値付
きドットデータ格納部110、階調データ変換部104
で構成される。
いてパーソナルコンピュータ92側から伝送された画像
データを構成する各画素の階調画素データを2値化した
右側に取り出して示す画像ドットデータ116が格納さ
れる。この画像ドットデータ116の画素サイズは、例
えば主走査方向7680ドット、副走査方向5860ド
ットのドットデータD11〜D7680,5860で構
成される。
機能の有効と無効を選択する。選択部104は、例えば
印刷画像の種類に応じて、ユーザ設定あるいはシステム
設定により光量制御部100を有効とするか無効とする
か選択する。この選択は図3のコントローラ用MPU7
2について説明したように、ノーマルモードの設定で光
量制御部100の機能が無効化され、光エネルギ制御モ
ードの設定で光量制御部100の機能が有効化される。
合には、ドットデータ格納部102に展開された画像ド
ットデータ116がそのまま図3の画像メモリ90−1
〜90−4に展開される。これに対し光エネルギ制御選
択モードを選択した場合には、光エネルギ演算部106
及び階調データ変換部112による処理を行ったデータ
が、図3の画像メモリ90−1〜90−4側に展開され
る。
算マトリクス108を使用し、画像ドットデータ116
の中の点灯するドットを順次注目ドットとして選択する
ごとに、選択した注目ドットの記録紙上での大きさに影
響を及ぼす周囲ドットに基づいて注目ドットの形成に必
要な光エネルギを演算する。
慮して求める光エネルギは、周囲ドットからの距離に応
じて注目ドットの光エネルギを演算する。注目ドットの
光エネルギの演算に使用する周囲ドットは光エネルギ演
算マトリクス108で設定され、またマトリクス上の周
辺ドットの発光により注目ドットに影響を及ぼす光エネ
ルギの割合(%)も光エネルギ演算マトリクス108に
設定されている。
08の具体例である。図6の光エネルギ演算マトリクス
108は、印刷画像の解像度を主走査方向600dp
i、副走査方向1800dpiとした場合であり、主走
査方向の解像度600dpiに対応して発光制御する主
走査方向の1ドットのサイズWiはWi=42.3μm
となり、また副走査方向の1ドットのサイズWjはWj
=14.1μmとなる。
6の光エネルギ演算マトリクス108にあっては、注目
ドット122を中心に主走査方向−2〜+2、副走査方
向−7〜+7の範囲、即ち(5×15)のドットマトリ
クスを設定している。
ギ演算マトリクス108は、注目ドット122に影響を
及ぼす光エネルギの割合を、注目ドットからの距離に応
じて図示のパーセントの数値のように予め設定してい
る。 ここで光エネルギ演算マトリクス108における
基準光エネルギを100%としている。100%の基準
光エネルギとは、主走査方向600dpi、副走査方向
1800dpiの解像度をもつ印刷画像について、ベタ
印刷で過剰露光しない光エネルギとして定義する。これ
に対し最大値となる光エネルギとして、主走査方向60
0dpi、副走査方向1800dpiの解像度に対応し
たサイズをもつ孤立1ドットの現像に必要な光エネルギ
が定まり、例えば530%となる。
Dチップ38−1〜38−nのそれぞれが発光可能な最
大光エネルギは例えば280%であり、280%を超え
る光エネルギについては隣接ドットに振り分けて光エネ
ルギを制御する。
ット毎の光エネルギの演算方法には加算法と減算法の2
つがある。加算法による光エネルギの演算アルゴリズム
は次のようになる。 [加算アルゴリズム] 基準とする光エネルギ100%を決定する。基準とす
る光エネルギ100%はベタ印字で過剰露光しない光エ
ネルギを定義する。
が発光するドットの場合、注目ドットの光エネルギを基
準光エネルギ100%と仮定する。
を使用し、注目ドット122の周辺ドットの中の発光し
ない周辺ドットを選び、発光しない周辺ドットに設定さ
れた光エネルギを注目ドット122に加算する。例えば
周辺ドットとして、図6に斜線で示す座標(1,−1)
(0,1)(0,−2)の3ドットが存在した場合、そ
れぞれの光エネルギの影響の度合は6%、170%及び
40%であることから、これらを注目ドット112に初
期設定した基準光エネルギに加算して、100%+6%
+170%+40%=316%とする。
で16階調に発光可能であり、階調値は0%(消灯)と
点灯時の100%から280%までの20%刻みに設定
されており、最大発光エネルギ280%を注目ドットに
ついて算出した光エネルギ316%ではオーバーしてし
まう。そこで、最高値280%の設定に対し算出した光
エネルギ316%の内のオーバーしたエネルギ分36%
は、注目ドット122に隣接する下のドットの演算に加
算する。
で実行して発光するドットの光エネルギを決める。
リズムを説明する。 [加算アルゴリズム] 基準とする光エネルギを決定する。基準とする光エネ
ルギは加算法と同様、ベタ印刷で過剰露光しない光エネ
ルギ100%を設定する。
て選択し、注目ドットの光エネルギを孤立1ドットの現
像に必要な光エネルギ530%に仮定する。
を使用し、注目ドット122の周囲ドットの中の発光す
るドットを調べ、マトリクス上に設定された発光するド
ットの値を注目ドットから減算する。例えば、図6の光
エネルギ演算マトリクス108の注目ドット122の周
囲の斜線部で示す座標(1,−1)(0,1)(0,−
1)の3ドットが発光する場合、それぞれの発光する周
辺ドットの光エネルギは6%、170%、40%である
ことから、注目ドット122の光エネルギは530%−
6%−170%−170%=184%とする。
の16階調で発光可能であり、その階調は0%(消灯)
と100%から280%までの20%刻みに設定されて
おり、注目ドット122について演算された光エネルギ
184%は、丸めることにより180%の階調の光エネ
ルギとする。もし、減算により求めた注目ドット122
の光エネルギがLEDチップの最高値280%をオーバ
ーしている場合には、オーバーした光エネルギ分は隣接
する下のドットの演算に加算する。
光する各ドットの光エネルギを決める。
算アルゴリズムにあっても、注目ドットに初期設定する
光エネルギの基準値100%をベタ印刷で過剰露光しな
い光エネルギと定義しているが、本発明はこれに限定さ
れず、100%の基準光エネルギとしては適宜の露光状
況を満足する光エネルギとして任意に設定することがで
きる。
の設定が行われることで、基準光エネルギ100%の決
め方によってLEDが発光可能な最高値及び減算法の際
に初期設定する孤立1ドットの光エネルギの値は、相対
的に変化することになる。
いる光エネルギ演算部106による演算処理の概略フロ
ーチャートである。まずステップS1で、ドットデータ
格納部102となるスクリーンバッファに2値化された
画像ドットデータ116を展開する。続いてステップS
2に進み、主走査方向及び副走査方向の順番に順次ドッ
トデータを取り出し、ステップS2で全ドット分の計算
を終了するか否かチェックし、終了していなければステ
ップS3に進み、現在取り出しているiドット目を注目
ドットとして、光エネルギ演算マトリクス108を使用
した加算法もしくは減算法により光エネルギ量を決め
る。
目の光エネルギ量を出力し、再びスクリーンバッファか
ら次のドットを取り出し、同様な光エネルギの演算と出
力を繰り返す。ステップS2で全ドット分の計算終了が
判別されると、画像データの変換処理を終了する。
ネルギを決定するための計算処理のフローチャートであ
り、加算アルゴリズムにより光エネルギを演算する。い
ま任意の注目ドット(i1,j1)の光エネルギの計算
を開始すると、ステップS1で光エネルギの基準値L
(i1,j1)を100%に設定する。
印刷で過剰露光しない光エネルギである。次にステップ
S2に進み、全ドット分の計算の終了の有無をチェック
する。この実施形態にあっては、計算対象とするドット
数は主走査方向7680ドット、副走査方向5860ド
ットであり、このため主走査方向のカウンタi1は1〜
7680変化し、副走査方向のカウンタj1は1〜58
60変化し、i1=7680及びj1=5860をオー
バーしたとき、全ドット分の計算終了とする。
ステップS3に進み、図6の光エネルギ演算マトリクス
108の全域について計算したか否かチェックする。こ
の光エネルギ演算マトリクス108のドット位置は主走
査方向i2、副走査方向j2で表わされ、それぞれカウ
ンタi2は−2から+2の値に変化し、カウンタj2は
−7から+7まで変化し、(5×15)ドットについて
光エネルギの計算を行わせる。
済んでいなければ、ステップS4に進み、加算アルゴリ
ズムに従い、注目ドットの位置(i1,j1)にマトリ
クス上の周辺ドットの位置(i2,j2)を加えた位置
(i1+i2,j1+j2)のドットは消灯か否かチェ
ックする。点灯していれば光エネルギの演算は行わな
い。
み、その周辺ドットの光エネルギH(i2,j2)を注
目ドットの光エネルギL(i1,j1)に加算する。こ
のような処理をステップS3で光エネルギ演算マトリク
ス108の全ドットについて繰り返す。
プS2に戻り、次のドットを取り出し、同様な処理を繰
り返す。ここで注目ドットの光エネルギを決定してステ
ップと2に戻る際に、決定した光エネルギがLEDで発
光可能な最高値280%を越えていた場合には、隣接す
る下のドットに余剰の光エネルギを振り分ける。
降り分けを受けた後続するドットの光エネルギの計算
は、基準エネルギ100%に降り分けを受けた余剰光エ
ネルギを加算した合田を初期値として周辺画素の初等に
よるエネルギ分の加算を行うことになる。
ネルギを決定するための計算処理のフローチャートであ
り、減算アルゴリズムにより光エネルギを演算すること
を特徴とする。図7にあっては、ステップS1,S4,
S5の処理が図8の加算アルゴリズムの場合と異なる。
(i1,j1)を530%に設定する。ステップS4で
は、減算アルゴリズムに従い、注目ドットの位置(i
1,j1)にマトリクス上の周辺ドットの位置(i2,
j2)を加えた位置(i1+i2,j1+j2)のドッ
トは点灯か否かチェックする。消灯していれば光エネル
ギの演算は行わない。
み、その周辺ドットの光エネルギH(i2,j2)を注
目ドットの光エネルギL(i1,j1)から減算する。
このような処理をステップS3で光エネルギ演算マトリ
クス108の全ドットについて繰り返す。
106で演算された光エネルギ値付きのドットデータ
は、光エネルギ値付きドットデータ格納部110に格納
される。この光エネルギ値付きドットデータ格納部11
0は右側取り出して示すように、ドットデータDD11
〜DDmnの各々に、光量値として決定された光エネル
ギの値がL11〜Lmnが付加されている。
た各ドットデータの光エネルギ値は、階調データ変換部
112でLEDチップの16階調の階調データに変換さ
れ、階調データ格納部114に画像階調データ120と
して格納される。階調データ120は例えば4ビット1
6階調で表現された階調データSD11〜SDmnとな
る。
て決定された光エネルギ値を階調値に変換するが、この
階調値への変換は非線形特性に従った等間隔の階調とは
ならない変換を行う。
における光エネルギから階調値への変換特性を示してい
る。この変換特性130は、図22に示した図2の静電
記録ユニット24−1〜24−4のそれぞれにおける感
光ドラムに対する光エネルギの供給量に対応して形成さ
れる現像ドット径の非線形特性に対応している。
%刻みに0%から280%までの20%で等間隔で刻ん
だ16階調であるが、これに対応して、現像されるドッ
ト径は線形特性130に従って等間隔の刻みとはならな
い16階調となっている。これに対しLEDチップの4
ビットによる16階調は基本的には等間隔であり、図9
のドット径に対応した等間隔とならない階調を実現でき
ない。
動する制御量として図10の変換特性130に従ったド
ット径を階調表現する不等間隔の階調制御を行う。
ドット径の等間隔階調に対応して制御するための電流刻
みである。本発明にあっては、光エネルギが100%未
満については0%の消灯であることから、100%以上
の20%刻みの階調値6,7,8,9,・・・16につ
いて、図10のように、図9の縦軸のドット径側の階調
値に対応した発光駆動電流値I6〜I16を設定する。
発光制御を実現するLEDの他の駆動信号である。階調
数に対応したパルス列を選択的に発光されるストローブ
制御を例にとっている。
れている通常のストローブパルス列であり、16階調の
場合には階調値1〜16で示す16個のパルスタイミン
グが準備され、階調値に応じた数のパルス列がストロー
ブ時間の制御により発光駆動される。例えば階調値4で
あれば、先頭から階調値1〜4までの4つのパルス列が
発光駆動されるようにストローブ時間が制御される。
トローブパルスでは、図10のような不等間隔の階調値
に対応した発光制御ができない。そこで図12(B)の
ように、ドット径に対応した等間隔の階調値に応じたパ
ルス幅をもつストローブパルス列を準備する。このスト
ローブパルス列は、階調値1側でパルス幅が最大とな
り、階調値16でパルス幅が最小となる。そして、光エ
ネルギから図10の非線形特性130に応じて求められ
た不等間隔の階調値に対応した数のパルス列が発光駆動
するようにストローブ時間を制御する。
レイによる露光を例にとるものであったが、LEDの代
わりにレーザダイオードからのレーザビームを感光ドラ
ムの回転方向に直交する方向に走査する静電記録ユニッ
トにあっては、発光するドットの光エネルギを1ドット
当たりのパルス幅により制御していることから、このパ
ルス幅を図10の非線形特性130に従った不等間隔の
階調値に対応したパルス幅となるように制御すればよ
い。
ットサイズの方が記録紙上に現像されるドットサイズよ
り小さい場合にあっては、発光するドットの光エネルギ
を、現像するドット内に含まれる発光ドット数により階
調制御することができる。
トが位置する場合の数による階調制御についても、光エ
ネルギから図10の非線形変換特性130に従った不等
間隔の階調値に対応した不等間隔の数による階調制御を
行えばよい。
り周囲ドット発光による影響を考慮して求められた光エ
ネルギに基づく露光による潜像と現像ドットであり、孤
立1ドットを例にとっている。この孤立1ドットは、例
えばベタ印字で過剰露光しない光エネルギを基準光エネ
ルギ100%とした場合の孤立1ドット露光の光エネル
ギ530%で露光した場合である。この場合、バイアス
電圧−Vについて閾値Vthを超える潜像122に対応
して規定サイズの現像ドット124が得られる。
現像ドットである。2ドット線の場合には、隣接するド
ットにより相互に光の影響が及ぶことから、図13に比
べ光エネルギは影響分だけ少なくされ、その結果、ドッ
ト形成が行われる閾値Vthを超えない破線の潜像12
6,128が形成され、結果として得られる合成された
潜像は実線の潜像130のようになり、図13の孤立1
ドットに対しぼぼ2倍のサイズの現像ドット132が形
成される。
露光した場合であり、この場合にも相互の光の影響を考
慮して各ドットの光エネルギが図13に比べ減少され、
破線の潜像134,135がそれぞれの光エネルギで形
成され、合成された潜像は実線の潜像136となり、こ
の結果、閾値Vthを超える潜像部分に対応して図13
の孤立1ドットと略同じサイズの現像ドット138,1
40が形成できる。
の第2実施形態であり、この実施形態にあっては、図5
の光量制御部100をパーソナルコンピュータ92のド
ライバ96に設けた第1光量制御部100−1と印刷装
置側のコントローラ62のコントローラ用MPU72に
設けた第2光量制御部100−2で構成したことを特徴
とする。
バ96に設けられる第1光量制御部100−1として
は、図5の光量制御部100におけるドットデータ格納
部102、選択部104、光エネルギ演算部106、光
エネルギ演算マトリクス108及び光エネルギ値付きド
ットデータ格納部110とする。これに対し階調データ
変換部112及び階調データ格納部114は、印刷装置
側のコントローラ用MPU72の第2光量制御部100
−2に設ける。
ソナルコンピュータ92のドライバ96に設けるように
してもよい。なお他の構成は図3の第1実施形態と同じ
である。
3実施形態である。この第3実施形態にあっては、第1
実施形態及び第2実施形態でコントローラ62側に設け
ていた画像メモリ82−1〜82−4、解像度変換部8
8をエンジン60側に設けている。
処理部150が設けられ、エンジン60側には画像展開
部160が設けられている。この画像処理部150及び
画像展開部160は、第1実施形態及び第2実施形態に
おけるコントローラ用MPU72の機能を2つに分けた
ものである。
示した光量制御部100をコントローラ62の画像処理
部150に設けている。
4実施形態であり、図17の第3実施形態のハードウェ
ア構成と同様のコントローラ62,エンジン60につ
き、図5の光量制御部100をエンジン60の画像展開
部160に設けたことを特徴とする。
てイエロー、マゼンタ、シアン、黒の静電記録ユニット
24−1〜24−4をタンデムに配置したカラー印刷装
置を例にとるものであったが、本発明はこれに限定され
ず、電子写真プロセスを採用した静電記録ユニットを用
いた印刷装置であれば、カラー、白黒を問わずに適宜の
印刷装置にそのまま適用できる。
ものであったが、適宜のシート媒体に画像を記録するフ
ァクシミリ等の他の電子写真装置についてもそのまま適
用できる。
ば、電子写真プロセスで光エネルギをドット径に変換す
る際の非線形特性を補間して画像ドットデータに忠実な
印刷ドットを再現できる。
て従来行っていたスムージング処理等のためのエッジ認
識等の多数のパターンを使用した手法を必要とせず、簡
単な処理によって、文字、線画、イメージ、更にはそれ
らが混在した画像を忠実に再現することができる。
のブロック図
の説明図
演算マトリクスの説明図
ーチャート
ーチャート
説明図
ズの説明図
ズの説明図
潜像とドットサイズの説明図
成のブロック図
成のブロック図
成のブロック図
明図
明図
ドットサイズの説明図
合の1ドット線の潜像とドットサイズの説明図
ト径の非線形特性図
Claims (15)
- 【請求項1】移動する潜像担持体に対する走査光の点灯
で2値化された画像ドットデータに応じたドット潜像を
形成し、トナー成分で現像した後に記録紙にドットを転
写する静電記録ユニットと、 前記画像ドットデータの中の点灯する注目ドット毎に、
記録紙上での注目ドットの大きさに影響を及ぼす周囲ド
ットに基づいて、前記注目ドットの潜像の形成に使用す
る光エネルギを制御する光量制御部と、 を設け、前記光量制御部は、前記注目ドットの光エネルギとし
て、記録紙上に全ドットを転写するベタ部の形成に必要
な光エネルギを基準値として設定し、周辺ドットが消灯
する場合、該周辺ドットの発光で補われる光エネルギ分
を前記基準値に加算した光エネルギに制御すると共に、
前記注目ドットを制御する光エネルギの値が、前記静電
写真ユニットの1ドットに対する発光量が発光可能な最
大値を超える場合、該最大値を越えた光エネルギ分を隣
接ドットに振り分けて光エネルギを制御する ことを特徴
とする電子写真装置。 - 【請求項2】移動する潜像担持体に対する走査光の点灯
で2値化された画像ドットデータに応じたドット潜像を
形成し、トナー成分で現像した後に記録紙にドットを転
写する静電記録ユニットと、 前記画像ドットデータの中の点灯する注目ドット毎に、
記録紙上での注目ドットの大きさに影響を及ぼす周囲ド
ットに基づいて、前記注目ドットの潜像の形成に使用す
る光エネルギを制御する光量制御部と、 を設け、前記光量制御部は、前記注目ドットの光エネルギとし
て、1ドット孤立点の形成に可能な光エネルギを基準値
として設定し、周辺ドットが点灯する場合、該周辺ドッ
トの発光で補われる光エネルギ分を前記基準値から減算
した光エネルギに制御すると共に、前記注目ドットを制
御する光エネルギの値が、前記静電写真ユニットの1ド
ットに対する発光量が発光可能な最大値を超える場合、
該最大値を越えた光エネルギ分を隣接ドットに振り分け
て光エネルギを制御する ことを特徴とする電子写真装
置。 - 【請求項3】移動する潜像担持体に対する走査光の点灯
で2値化された画像ドットデータに応じたドット潜像を
形成し、トナー成分で現像した後に記録紙にドットを転
写する静電記録ユニットと、 前記画像ドットデータの中の点灯する注目ドット毎に、
記録紙上での注目ドットの大きさに影響を及ぼす周囲ド
ットに基づいて、前記注目ドットの潜像の形成に使用す
る光エネルギを制御する光量制御部と、 を設け、前記光量制御部は、前記注目ドットの光エネルギとし
て、記録紙上に全ドットを転写するベタ部の形成に必要
な光エネルギを基準値として設定し、周辺ドットが消灯
する場合、該周辺ドットの発光で補われる光エネルギ分
を前記基準値に加算した光エネルギに制御すると共に、
注目ドットを制御する光エネルギの値が、前記静電写真
ユニットの1ドットに対する発光量が発光可能な最大値
を超える場合、複数回の走査に分けて光エネルギを出力
する ことを特徴とする電子写真装置。 - 【請求項4】移動する潜像担持体に対する走査光の点灯
で2値化された画像ドットデータに応じたドット潜像を
形成し、トナー成分で現像した後に記録紙にドットを転
写する静電記録ユニットと、 前記画像ドットデータの中の点灯する注目ドット毎に、
記録紙上での注目ドットの大きさに影響を及ぼす周囲ド
ットに基づいて、前記注目ドットの潜像の形成に使用す
る光エネルギを制御する光量制御部と、 を設け、前記光量制御部は、前記注目ドットの光エネルギとし
て、1ドット孤立点の形成に可能な光エネルギを基準値
として設定し、周辺ドットが点灯する場合、該周辺ドッ
トの発光で補われる光エネルギ分を前記基準値から減算
した光エネルギに制御すると共に、注目ドットを制御す
る光エネルギの値が、前記静電写真ユニットの1ドット
に対する発光量が発光可能な最大値を超える場合、複数
回の走査に分けて光エネルギを出力する ことを特徴とす
る電子写真装置。 - 【請求項5】 請求項1〜請求項4の何れかに記載の電子写真装置に於
いて、前記光量制御部は、前記周辺ドットからの距離に
応じて、前記注目ドットの光エネルギを制御することを
特徴とする電子写真装置。 - 【請求項6】 請求項1または請求項3の何れかに記載の電子写真装置
に於いて、前記光量制御部は、前記注目ドットが1ドッ
ト孤立点を形成するよう光エネルギを制御することを特
徴とする電子写真装置。 - 【請求項7】 請求項1〜請求項4の何れかに記載の電子写真装置に於
いて、前記光量制御部は、高濃度領域で濃度が飽和しな
いよう前記注目ドットの光エネルギを制御することを特
徴とする電子写真装置。 - 【請求項8】 請求項1〜請求項4の何れかに記載の電子写真装置に於
いて、前記光量制御部は、LEDアレイを使用した場
合、発光するドットの光エネルギを、LED素子を発光
するパルス列のストローブ時間により制御することを特
徴とする電子写真装置。 - 【請求項9】 請求項1〜請求項4の何れかに記載の電子写真装置に於
いて、前記光量制御部は、LEDアレイを使用する場
合、発光するドットの光エネルギを、LED素子の単位
時間当りの発光量により制御することを特徴とする電子
写真装置。 - 【請求項10】 請求項1〜請求項4の何れかに記載の電子写真装置に於
いて、前記光量制御部は、レーザビームを走査して現像
する場合、発光するドットの光エネルギを、1ドット当
りのパルス幅により制御することを特徴とする電子写真
装置。 - 【請求項11】 請求項1〜請求項4の何れかに記載の電子写真装置に於
いて、前記光量制御部は、LEDアレイを使用し、発光
するドットの光エネルギを階調値に変換して制御する場
合、階調値が等間隔とならないように、光エネルギを階
調値に変換することを特徴とする電子写真装置。 - 【請求項12】 請求項11記載の電子写真装置に於いて、前記光量制御
部は、前記階調値をLED素子を発光するパルス列のス
トローブ時間により制御する場合、前記パルス列のパル
ス幅が等間隔とならないように、光エネルギを階調値に
変換することを特徴とする電子写真装置。 - 【請求項13】 請求項11記載の電子写真装置に於いて、前記光量制御
部は、前記階調値をLED素子の発光量により制御する
場合、階調値から変換した前記LED素子の駆動電流が
等間隔の刻みとならないように変換することを特徴とす
る電子写真装置。 - 【請求項14】 請求項1〜請求項4の何れかに記載の電子写真装置に於
いて、前記電子写真ユニットによる記録紙上の現像ドッ
トサイズより露光系の露光ドットサイズの方が小さい場
合、前記光量制御部は、発光するドットの光エネルギ
を、現像ドット内で発光する露光ドットの数により制御
することを特徴とする電子写真装置。 - 【請求項15】 請求項1〜請求項4の何れかに記載の電子写真装置に於
いて、前記光量制御部の制御と非制御を選択的に行うこ
とを特徴とする電子写真装置。
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