JPH02501775A - トナー特性補償装置を備えたドットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は小さい画像素子（画素）又はドツトで文字、中間調画像などを印刷す るための非衝撃印刷装置に関係している。

背景技術 従来技術（米国特許第４５９８９９５号によって例示されるようなもの）におい て、針、レーザ、インクジェット、発光ダイオード（ＬＥＤ）などのような記録 素子を使用したドツトプリンタが知られている。−例として、ＬＥＤ印刷装置は 一つ又は複数の行に配列された多数の個別にアドレス可能な点状放射線源を備え ていて、この一つ又は複数の行に対する。これに直角な方向における受光器の移 動中に記録媒体上の点を露光させることができる。駆動器回路が準備されていて 、情報線（ライン）期間中この駆動回路に加えられたそれぞれの画像又はデータ ビット入力信号に応答して放射線源を同時に生かすことができる。

通常、原始素材が陽画形式であるときには陽画プリントが電子写真的に生成され る。しかしながら、ドツトプリンタについては、いわゆる「反転」現像によって 陰画露光から陽画プリントを作成することがしばしば好都合である。反転現像に おいては、記録媒体は一様な未露光の一次電圧Ｖ。に荷電させられ、そして画像 形状に露光電圧ＶＥまで放電させられる。記録媒体の露光区域はバイアス電圧Ｖ ｓを持った現像場所で調色される。

ＶｏとＶＢとの間の差は背景画像及び現像剤給止げを抑止するために注意深く一 定値に維持される。ｖｏとＶＥとの間の差は、ここでは△Ｖと呼ばれ、画像濃度 を決定する際の因子である。

画像濃度を決定する際の別の因子はトナー粒子の電荷対質量比である。同じΔＶ に対しては、画像濃度はトナーの電荷対質量比に反比例して変化する。これは、 各色トナーが一般に異なった電荷対質量比を持っており、従って他の色とは異な った調色を行うので重要である。補償されなければ、これは最終プリントにおけ るカラーアンバ、ランスを生じるであろう。

−形式のそのような補償はフレーム間で一次電圧Ｖｏを調整することによって異 なった色分解潜像のフレーム間で△Ｖを変えることを必要とする。例えば、記録 媒体は固定値まで充電され、次にそのフレームに対する゛色分解潜像に従って電 荷は電界発光（ＥＬ）パネルのような光源によって適当に減少される。

図１は一定露光量及びＶ。の三つの値（すなわち、４００ボルト、５００ボルト 及び６００ボルト）に対する光導電体電圧対相対露光量の図表である。

低レベルの露光量（図１の位置「Ａ」）においては、Ｖｏが４００　、５００及 び６００ボルトの間で変化するときにΔＶには非常に小さい変化しかないので、 電荷対質量比における変化に対する不十分な補償が存在する。高い方の露光１ｉ ｉ（位置「Ｂ」）においては、△Ｖにおける十分な変化が存在するであろうが、 露光量の増大はより多くのエネルギーを必要とし、より広い線（ライン）幅を不 都合にも生じることになる。

既述のシステムの他の欠点は電圧減小用光源（ＥＬパネル）及びこれの電源の費 用である。更に、バイアス電圧がＶｏに追従しなければならないので、色現像場 所と同数のＶＢ主電源あるか又はプログラム可能な電源があることが必要であり 、後者は数個の定電源と同じくらい高価である。

発明の開示 多色反転現像においては、−次電圧Ｖｏのレベルを変えることによる代わりにそ れぞれの異なった色フレームに対する露光の持続時間を変えることによって良好 なカラーバランスを得ることができる。これの利点には電圧調整光源及びこれの 電源の必要性の除去が含まれる。ＶＢは−たん設定されると、一定に保たれ得る 。それゆえ、すべての色現像場所に対して単一のプログラムネ可能な電源を使用 することができる。更に、ＶＢが正確にＶｏを追跡しない場合１ご現像剤の拾上 げがあるという危険性がない。

この発明によれば、ドツトプリンタ装置は記録部材上に一連の異なった色分解静 電潜像を生成する。この装置は記録媒体上へのドツト記録のための個別素子の配 列を備えている。駆動装置は動作の循環過程中所定の時間の間これらの素子で選 択的に可能化する。各電荷潜像はこれの分解色に従って選択されたトナー粒子で 現像される。少なくとも部分的に各潜像の分解色を表す制御信号が発生され、そ してこの制御信号に応答する装置が各分解色に従って動作の各循環過程中におけ る素子の可能化時間を決定する。

図面の簡単な説明 以下に与えられるこの発明の採択実施例についての詳細な説明においては添付の 図面に言及が行われるが、これらの図面中、図１は従来技術において知られてい るような、種々の一次電圧に対する記録部材電圧対相対的露光量の図表であり、 図２はこの発明によるプリント装置の概略図であり、図３は図２のプリント装置 における使用のための駆動器回路の構成図であり、 図４は図２のプリント装置に使用された回路構成の構成図であり、又 図５は図１におけるような、しかしこの発明による、記録部材電圧対相対的露光 量の図表である。

発明を実施するための最良の方法 採択実施例の装置は電子写真記録部材に従って説明される。

しかしながら、この発明はそのような部材上に画像を形成するための装置に限定 されないが、それは写真フィルムのような他の媒体も又この発明について使用さ れ得るからである。

電子写真式複写装置は周知であるので、この説明はこの発明の一部分を形成し又 はこの発明と一層直接的に共働する素子に特に向けられる。ここで明確に示され 又は説明されない諸装置は従来技術において既知のものから選択可能である。

今度は図２に言及すると、電子写真式複写装置１０は、三つの移送ローラ１２． １３及び１４の周りに巻かれ、これにより無端又は連続ウェブを形成し゛ている 光導電性ウェブ１１又は感光媒体のような記録部材を備えている。ローラ１２は 通常の方法で駆動器モータＭに結合されている。モータＭはスイッチ（図示され ていない）が論理・制御装置（ＬＣＵ）１５により閉じられたときには電位源に 接続される。スイッチが閉じられると、ローラ１２はモータＭにより駆動されて ウェブ１１を矢印ｒＡＪで示されたように時計回りの方向に移動させる。この移 動によりウェブ１１の連続した画像区域が複写装置の一連の電子写真的作業場所 を順次通過する。

これらの作業場所には所定電圧の一様な静電−次電荷Ｖ。を加えることによって ウェブ１１の導電性面１６が感光性にされる荷電場所１７が含まれている。露光 場所１８は、データ源１９により与えられた色分解制御信号に従ってドツト記録 を行うために、選択的に可能化された離散的素子で面１６の画像区域上の一次電 荷を変調することによって一連の異なった色分解静電潜像を形成する。点状素子 は印刷ヘッド２０に支持されている。

選択的に可能化できる素子＋１’Ｌ　Ｅ　Ｄのような放射線源であることが望ま しい。ＬＥＤのそれぞれからの光を光導電性の面上の横断線上へ集束させるため に光学的装置３１を設けることができる。

四色現像場所２１には鉄担体粒子及び静電荷を持った検電性トナー粒子からなる ことのできる現像剤がある。適当に着色されたトナーを備えた現像剤がウェブ１ １の光導電性面上にブラシ塗りされ、そしてトナー粒子は色分解潜在静電像に付 着して可視トナー像を形成する。

複写シートＳは供給源２３から駆動ローラ２４へ供給され、そして二〇ローラに よって、転写場所２５において色分解トナー像と整列してウェブ１１上へ進めら れる。ローラ２６において、ウェブ１１上のトナー像は複写シートＳに転写され る。追加の色分解トナー像がシートＳに転写されるべき場合には、シートがロー ラ２６上に保持され、そしてその後のトナー像と見当合せされてウェブ１１と再 び接触させられる。すべての未定着のトナー像の複写シートＳへの転写の後、シ ートは加熱された圧力ローラ融着器２７へ移送し、ここで像は複写シートに定着 させられる。

清浄化場所２８において、ウェブ１１の導電性面１６はトナー像が転写された後 に残っているすべての残留トナー粒子を一掃される。

ウェブ１１には種々の作業場所１７．１８．２１及び２５の動作をウェブ上の画 像区域の移動と整合させるためにウェブ縁部の一つに沿った穴のような複数の指 標がある。これらの穴は一般にウェブ１１の縁部に沿って等間隔に隔置されてい る。ウェブの移動路に沿った固定した場所には、ウェブの穴を検出するために適 当な装置２９が設けられている。この検出により、望ましくはマイクロプロセッ サであるディジタル計算機を備えているＬＣＵ１５への入力信号が発生される。

このマイクロプロセッサは、この入力信号に応答して各作業場所を順次動作させ 、次に動作停止させ且つ又他の任意の機械機能の動作を制御することのできる内 蔵プログラムを備えている。装置ｌＯの種々の機能の制御のための一層精密なタ イミング信号を与えるために技術上周知のように付加的な符号化装置を準備する ことができる。

市販で入手可能な多くのマイクロプロセッサのプログラミングは技術上十分に理 解されている通常の技能である。この開示はこの技術において通常の技能を有す るプログラマがこの装置に使用される一つ以上のマイクロプロセッサに対する適 当な制御プログラムを作成することができるように書かれている。そのような任 意のプログラムの特定の詳細事項はもちろん指定されたマイクロプロセッサのア ーキテクチャに依存するであろう。

図３に言及すると、印刷ヘッド２０は、ＬＥＤ　（そのうちの二つだけが示され ている）ウェブ１１の幅を横切って延びるように１行に配列された一連のＬＥＤ を備えた適当な支持具を持っている。各ＬＥＤには動作の各循環過程中ウェブ１ １上に画素又は記録ドツトを形成するために必要とされる可能化時間の間ＬＥＤ を照明するために電源「Ｐ」　（図２）から電流を供給する駆動器回路３２が関 係している。

可能化時間の持続時間は制御信号り。、Ｄｌ及びＤ２によって決定される。各Ｌ ＥＤのための制御信号は潜像に加えられるべきトナーの色を少なくとも一部分は 表している多ビット信号からなっている。制御信号は又ＬＥＤによりウェブ１１ 上に記録されるべき画素寸法又はグレースケール濃度を表すことができる。

各画素について３ビツトのデータを使用すると、八つの画素寸法変化（無寸法、 すなわちＬＥＤによる照明なしを含めて）が可能になる。各ＬＥＤに対して、デ ータビットのそれぞれを記憶するために三つの直列シフトレジスタ３３ａ　、　 ３３ｂ及び３３ｅが使用されている。二進論理信号１又はＯの形式でのラスク化 データはすべてのシフトレジスタが一杯になるまでクロックパルスの制御の下で シフトレジスタ３３ａ　、　３３ｂ及び３３ｃのそれぞれを直列にシフトダウン させる。次にラッチ信号は各ＬＥＤと関連した三ビットラッチレジスタ３４を可 能化してシフトレジスタの出力をラッチする。

ラッチレジスタ３４の多ビット出力は今度は比較器３７において、タロツク制御 下にあるアップ／ダウン計数器４０（図４）からの下降する計数値と比較される 。計数器は十進数８からカウントダウンする。計数器４０の出力とそのＬＥＤに 対する三ビットラッチレジスタ３４との間に整合があるときには、ラッチ３Ｂが 可能化されて、これにより電流駆動器３２がＬＥＤ３０への電流を開始する。図 ３に示された回路にほとんど類似した回路が、エアズ（Ａｙｃｒｓ）外の名義で 出願された米国特許出願連続番号０００２９５に記載されており、これの内容を ここに援用する。

図４は、計算機、ワードプロセッサ、画像走査器（イメージスキャナ）などであ るようなデータ源１９から印刷ヘッド２０に制御信号を供給するための装置を備 えている。このデータは、到来ディジタル符号化信号を処理して、生産作業又は 印刷ジョブ中に制御信号により指定された適当な画素寸法を形成するために適し たディジタルラスタ化画像データ信号り８．Ｄｂ、Ｄ。

にする通常のラスク画像処理装置３８に供給される。

ラスク化画像データ信号の一つ以上の線（ライン）が、マイクロコンピュータ４ ９又は論理回路からなることのできる回路に入力される。

ラスク化データは入力信号バッファ５０及び入力データ処理装置４１を通してマ イクロコンピュータ４９に入力される。マイクロコンピュータは中央処理装置４ ３、プログラム内蔵式制御器４６、一時的記憶装置４２及びタイミング・サイク ル制御装置４４からなっている。プログラム内蔵式制御器４６におけるプログラ ムに従って、マイクロコンピュータは画像データ信号、及び電荷像を現像するた めに使用されるべきトナーの色を検査して、画像内容及び分解画像色を表す各Ｌ ＥＤに対する制御信号を発生する。

データの印刷が二進形式の印刷（すなわち、ＬＥＤがオンであるか又はオフであ る）のものであるべき簡単な場合には、図３に示されたような印刷ヘッドが使用 され得るが、しかし、この簡単な場合には、単にトナー色補償のためのＬＥＤの 可能化時間を決定するために各ＬＥＤに対して複数ビットの情報が使用される。

マイクロコンピュータのプログラム内蔵式制御器記憶装置にはトナー色に基づい てＬＥＤに対する調整又は補正係数を計算するためのアルゴリズムが準備されて いる。そのようなアルゴリズムはＬＥＤの種類についての実験的な観察特性及び 使用される電子写真法に基づくであろう。このアルゴリズムは又特定のプリンタ に適合するためのサービス調整可能な又は帰還調整可能なパラメータを持つこと ができる。各ＬＥＤに対するデータは調整係数によって変更される。二進式プリ ンタの例では、各ＬＥＤと関連したラスク画像処理装置からのデータは、ＬＥＤ が照明されるべきであるか否かに従って論理値１であるか又は０である。このデ ータは次にマイクロコンピュータに与えられ、マイクロコンピュータはその色ト ナーに適当な可能化時間に対してデータを調整する。この可能化時間は多ビツト ディジタル信号として記憶装置に供給される。この多ビット信号は次に図３の印 刷ヘッドについて上に与えられた説明に従ってグレースケールデータ入力として 印刷ヘッドにより「処理」される。

データ源がグレースケールデータを与え且つプリンタが真のグレースケールプリ ンタとして動作させられるべき場合には、ラスク画像処理装置からの多ビツトデ ータ信号はトナー色に基づいた調整により変更された各ＬＥＤに対するデータを 持っている。例えば、大きい画素を形成するためにＬＥＤが長い持続時間の間オ ンであることを要求される活動化はＬＥＤが単にその最小期間の間だけオンであ る活動化よりも大きく重み付けされる。補正係数が決定されて補正データは図３ の印刷ヘッドによる印刷のために記憶装置に送られる。

図５は一定値（６００ボルト）のＶｏ及び可変露光金についての相対露光量に対 する光導電体電圧の図表である。低レベルの露光量（図５の位置「Ａ」）におい ては、３４０ボルト（６００〜２６０）の△■がある。中間の露光′ｍ（位置「 Ｂ」）においては４２０ボルト〈６００〜１８０）の△Ｖがある。最後に、高い 露光量（位置「Ｃ」）においては５００ボルト（６００〜１００）の△Ｖがある 。それゆえ電荷対質量比における変化に対する十分な補償が露光量の変化によっ て利用可能である。

この発明は又相対湿度における変化に起因するトナーの電荷対質量比における変 化を補償するために使用され、且つ又ＬＥＤ素子間の非一様性を補償するために 使用される方法に関連して使用されることができる。

この発明は又斜式、熱形、レーザ、インクジェットなどのプリンタのような他の 形式の記録素子にも適用可能である。

−相ズ１露光會 ＩＧ　５ 国際調査報告 一一−−＾−−−−・　とゴ／Ｕｓ　８Ｂ１０ｊ５３７

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．記録媒体上にドット記録を行うための離散的素子（３０）の配列、動作の１ 循環過程中所定の時間の間各素子を選択的に可能化して記録部材上に静電潜像を 形成させるための駆動装置（３２）、及び潜像をトナー粒子で現像するための駆 動装置（２１）を備えており、且つ少なくとも一部分はトナー粒子の電荷対質量 比を表している制御信号を発生するための装置（３９）、及び前記の制御信号に 応答して、トナー粒子の電荷対質量比に従って動作の各循環過程中の素子の可能 化時間を決定することのできる装置（３３，３４，３７，４０）によって特徴づ けられている、記録部材（１１）上に一連の静電潜像を生成するためのドットプ リンタ装置（１０）。
2. ２．記録媒体上にドット記録を行うための離散的素子（３０）の配列、動作の１ 循環過程中所定の時間の間各素子を選択的に可能化して記録部材上に色分解静電 潜像を形成させるための駆動装置（３２）、各潜像をこれの分解色に従って選択 されたトナー粒子で現像するための装置（２１）を備えており、且つ少なくとも 一部分は各潜像の分解色を表している制御信号を発生するための装置（３９）、 及び前記の制御信号に応答して、各分解色に従って動作の各循環過程中の素子の 可能化時間を決定することのできる装置（３３，３４，３７，４０）によって特 徴づけられている、記録部材（１１）上に一連の異なった色分解静電潜像を生成 するためのドットプリンタ装置（１０）。
3. ３．記録素子が発光ダイオードであることによって更に特徴づけられている、請 求項２のドットプリンタ装置。
4. ４．生産作業中記録媒体（１１）上にドット記録を行うための複数の記録素子（ ３０）を持った記録ヘッド（２０）を備えており、生産作業中画像を形成するた めにそれぞれの制御信号に従って前記の記録素子のそれぞれを駆動するための駆 動装置（３２）、及び異なった色トナー間の電荷対質量比における差に起因する カラーバランスの誤差を補正するために少なくとも一部分は画像の分解色を表し ている制御信号を与えるための装置（３３，３４，３７，４０）によって特徴づ けられているドットプリンタ装置（１０）。
5. ５．記録素子が発光ダイオードであることによって更に特徴づけられている、請 求項４のドットプリンタ装置。