JPH03290676A - 多色記録装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、例えばレーザビームプリンタやＬＥＤプリン
タ等により感光体上に形成される静電潜像を複数の現像
材で可視化する多色記録装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、電子写真法を用いて帯電、露光、現像、定着の行
程を逐次行い、４回の記録サイクルで多色画像を形成す
るレーザビームプリンタが提供されている。

第２図は、従来の多色記録可能なレーザビームプリンタ
の概略構成例を示す。本図において、４９は矢印六方向
に定常回転する感光ドラムである。このプリンタには、
その他に、感光ドラム４９の回転方向に沿って帯電を行
う帯電器６４と、露光後の現像を行う現像器６０〜６３
と、現像後のトナー像の記録紙への転写を行う転写器４
８と、転写後の除電を行う除電器４７と、残留トナーを
除去するクリーナ４６と、トナー除去後の残留電荷を除
去する除電ランプ４５とが配置されている。

また、４１はレーザビームを出力する半導体レーザであ
る。半導体レーザ４１から出力されたレーザビームは画
像信号により変調され、回転鏡４２により反射されて結
像レンズ４３．ミラー４４を通して感光ドラム１上をラ
スク走査される。

先ず、ある色に指定された第１の画像信号による画像形
成の説明から始める。

半導体レーザ４１から出力するレーザビーム６５（これ
は第１の画像信号により変調された）は帯電器６４と現
像器６０の間の露光位置に入射する。このレーザビーム
６５の露光により形成された第１の潜像は、２成分磁気
ブラシ法により、第１のトナー、例えば赤色トナーを用
いて現像する第１現像器６０により、赤色に現像され、
第１現像器６０によって現像された後、感光ドラム１が
１回転し帯電器６４により再帯電し、第２の画像信号に
より変調されたレーザビームが上記の露光位置に再度入
射する。感光ドラム４９は第１現像器６０によって現像
された後、ラスク走査されるレーザビーム３により照射
され、第２静電潜像が第１の静電潜像上に形成される。

第２静電潜像は２成分磁気ブラシ法により第２のトナー
例えば黄色トナーを用いて現像する第２現像器６１によ
り黄色に現像される。同様に、紫紅色、黒色トナーも静
電潜像され、感光ドラム４９上に形成された４色のトナ
ー像は転写器４８により記録紙Ｓに括転写され、図示し
ない後段の定着器により定着される。転写後の感光ドラ
ム４９上の残留電荷は除電器４７により除去され、感光
ドラム４９上の残留トナーはクリーナ４６により除去さ
れ、さらにトナー除去後の感光ドラム４９の残留電荷は
除電ランプ４５で除去され、再び帯電器６４により均一
に帯電され次の画像形成が行われる。

第３Ａ図〜第３Ｆ図は、上述したような構成の多重記録
装置の各工程（プロセス）における感光ドラム４９上の
電位の変化を示す。

感光ドラム４９は、まず、帯電器６４によって一様にＶ
　ｓ　＋なる電位に帯電される（第３Ａ図）。

次に、第１の画像信号により変調されたレーザ光によっ
て露光が行われ、露光を受けた部分の電位は零ボルト近
（まで低下する（第３Ｂ図）。この電位低下が生じた部
分に、第１現像器６０により赤色トナーＲが付着され、
この付着部分の電位はＶア、に上昇する（第３Ｃ図）。

ここで、第３Ｃ図でＶｌは、赤色トナーＲの付着を容易
にするために第１現像器６０に与えるバイアス電位を示
す。

４色記録装置においては、第１現像器６０によって形成
されたトナー像が破壊されるのを避けるために、第２現
像器６１において一成分トナーを用いている。また、普
通紙を用いた記録紙への転写を容易にするために、その
−成分トナーとして、高抵抗タイプのものを用いている
が、このような高抵抗タイプのトナーは現像性が劣るの
で、これを補うために再度、帯電器６４により再帯電を
行って感光ドラム１の電位をｖ８□まで上昇させるよう
にしている（第３Ｄ図）。このとき、第１現像器６０に
よって現像された部分Ｒの電位もＶア、からＶ　’ＴＩ
に上昇する。

続いて、第２の画像信号により変調されたレーザビーム
によって露光が行われ、その露光を受けた部分の電位は
零ボルト近（まで低下する（第３Ｅ図）。この電位低下
が生じた部分に第２現像器６１により黄色トナーＹが付
着され、その部分の電位はＶ７２に上昇する（第３Ｆ図
）。尚、第３Ｆ図のＶｍｚは、黄色トナーＹの付着を容
易にするために、第２現像器６１に与えるバイアス電位
を示す。図中には示されていないが、″同様に第３．第
４の画像信号においてもくり返す。

これにより、１つの感光体上に多重の静電潜像ができ、
−括転写により一度の紙の送搬により容易に多色が可視
化できる。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら上記従来例では、多重潜像、−括転写によ
り多色を再現しているものの、多重潜像のために強調し
たいデータがぼけたり、うずくなるという欠点があった
。例えば、強調したいデータに対し、個別の現像剤ごと
に光ビームの強度を変調したとしても、各トナー毎の透
過率、光吸収波長が異なるために、色再現後の画像全体
が却って一色で強調されたり、画質低下等の問題があっ
た。

［課°題を解決するための手段］ そこで、本発明は上述の問題点を解決するために、簡単
な構成で画像の各ドツトごとに高品質の色の再現をする
画像を得られるようにしたものである。

本発明は上述の問題点を解決するために、先行する第一
の前記階調情報と色情報と第２の前記階調情報に基づい
て所定の発光強度とする制御な行うことにより簡単な構
成で画像の各ドツトごとに高品質の色の再現をする画像
を得られるようにしたものである。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して、本発明をレーザビームプリ
ンタに適用した実施例を、２つ（第１実施例、第２実施
例）挙げて説明する。

第１実施例の概略を第１図に示す。この第１実施例では
、先行する第１の階調情報（例えば、赤色）の潜像を形
成した後に、発光強度制御部１２（後述）が、第２の階
調情報（例えば、黄色）の潜像を形成するに際し、第１
の階調情報と第２の階調情報との差に基づいて補正値を
計算し、第２の階調情報の潜像形成のための出力データ
に前記補正値を加算するようにしている。

一方、第２実施例では、トナーの色により光の吸収特性
が異なることに鑑みて、これから露光しようとする階調
データの前にいかなる色のトナーが既に露光されたかを
も勘案することにしている。

〈第１実施例〉 第４図はこの第１実施例のレーザビームプリンタの基本
構成を示す。このプリンタは、外部のホストコンピュー
タ（不図示）からページ単位でデータを受け、濃度変換
等の所定の画像処理を行なってから多色記録プロセスを
行なうものである。

即ち、このプリンタは、外部とデータ交換するためのＩ
１０ボート２と、ページ単位で画像データを格納するペ
ージメモリ３と、全体の制御を行なうＣＰＵｌ０と、所
定の画像処理を行なうＲＡＭ６、発光強度制御部１２と
、パルス幅変調回路（７，８，９）と、露光部、現像部
、定着部等からなる。

第４図のプリンタにおける処理の流れについて説明する
。不図示のホストコンピュータから出力されてくる画像
データ１は、Ｉ１０ボート２を通して、プリンタ内のペ
ージメモリ３に記憶されるとともに、発光強度制御部１
２にも画像データの階調情報が記憶される。ページメモ
リ３内に多値ビデオデータとして配列された画素データ
は、プリント開始とともに、逐次、ラインバッファ５に
読み出され、ビデオ信号と同期をとられた後、ルックア
ップテーブルであるＲＡＭ６にてディジタル・デジタル
変換を受ける。このＲＡＭ６における濃度変換等の処理
が第１図の１００の濃度変換処理である。

このルックアップテーブルによる変換は、濃度変換であ
る。ルックアップテーブルであるＲＡＭ６は、アドレス
ラインに入力データを入力し、その番地に書かれたデー
タをデータラインから出力する。ルックアップテーブル
内のデータは、ＲＯＭ４にあらかじめ記憶されている情
報から選択される。この選択は、ＣＰＵ　１０がセレク
タ２６を介して行ない、ＲＯＭ４からテーブル情報の１
つを読出し、ＲＡＭ６にそのデータをロードする。

このＲＯＭＪ内に格納されているデータとして、第５Ａ
図、第５Ｂ図に示すような各色についての合成曲線情報
や各濃度曲線情報がこのＲＯＭ４に格納されている。尚
、より細か（するために、より多くの曲線情報をＲＯＭ
４に記憶するようにしても構わない。

第５Ａ図の特性は、主にプリンタの出力特性を考慮した
もので、入力画像データの赤色濃度情報に対する濃度変
換曲線を示したものである。標準曲線Ｉは、プリンタの
出力特性のみを考慮して、特に強調等は行なわないよう
な標準の濃度変換を行なう。・この標準曲線Ｉに対して
、■を選択すれば出力画像はより濃く、また■を選択す
れば出力画像をより淡く調整できる。また、第５Ｂ図の
特性は、色分解濃度曲線のうち緑濃度入力に対するイエ
ロー濃度を示したものである。第５Ｂ図においても、曲
線工の特性に対して■は出力画像を濃い方向に、またｍ
は出力画像を淡い方向に調整するものである。

このＲＡＭ６で補正を受けた階調データに対して、さら
に、発光強度制御部１２における発光強度の補正が行わ
れる。この制御部１２における処理は第８図等により後
で詳細に説明する。

この制御部１２により補正を受けた画像データは、次に
、Ｄ／Ａ変換器７により、多階調レベルのアナログ信号
に変換される。このアナログ信号は、コンパレータ９に
おいて、信号発生器８から出力される所定周期の繰り返
し信号（例えば、第６図のＢで示す三角波）と比較され
、深さ方向の信号から長さ方向の信号への変換、即ち、
パルス幅変調処理を受ける。

この様子を第６図にて説明する。第６図の信号ＡはＤ／
Ａ変換器７から出力されたところの画像信号であり、信
号Ｂは信号発生器８からの三角波（所定周期のくり返し
信号）である。これら信号Ａ、Ｂは図示のようにビデオ
クロックにより同期がとられている。信号Ａ、Ｂはコン
パレータ９により比較されることにより、信号Ａのレベ
ルに対応した長さの信号Ｃが生成される（信号Ａ＜Ｂの
ときコンパレータ９の出力がＯＮとなる）。

コンパレータ９の出力信号（パルス幅変調後の信号）は
、レーザドライバ１１に入力され、レーザダイオード１
５を駆動する。

そして、レーザダイオード１５から発生したレーザ光は
、定速回転しているポリゴンミラー１６により左右に振
られ、感光体３１の背面を走査する。尚、感光体３１は
、ガラス、透明プラスチックス、感光体フィルム等であ
って、光を透過するものである。

このとき、走査光の一部は不図示のビーム検出器で受け
られ、この検出器から発生されるビームデイテクト信号
は、ビデオ信号や信号発生器８の同期信号として用いて
いる。

感光体３１は帯電器２９で均一な帯電を受けた後、前述
のレーザ走査を受けて表面に静電潜像を形成する。この
潜像は、画像情報から読み出された色メモリ１３からの
信号に基づいてセレクタ１４が選択した現像器１８〜２
１のどれかにより、現像される。尚、色メモリ１３は第
７図の如きの色情報の構成となっている。

このプロセスは、色メモリ１３内に色データがなくなり
、セレクタ１４からの信号３１が多重現像終了の信号を
送出するまで、くり返される。この現像終了信号により
、転写帯電器２２のバイアスがＯＮとなり、感光体３１
上の現像は転写材２３上に転写され、さらに、熱定着ロ
ーラ２４，２５で定着される。転写帯電器２２がバイア
スＯＮとなると、クリーナ２７も、前露光２８もＯＮと
なり、転写されずに感光体３１の表面に残った現像剤は
クリーナ２７で回収される。更に、前露光２９により、
感光体上の電位が消去され、再び前述のプロセスを繰り
返す。

発光強度制御部１２における処理について説明する。発
光強度制御部１２は、画像データ１の階調信号を記憶し
、先行する第１の階調情報と第２の階調情報の差に基づ
いて、ＲＡＭ６により濃度変換されたデータの出力に対
して補正を加えるための値（補正値）を決め、該出力デ
ータに前記補正値を加算する。すなわち、階調濃度と、
現像器１８〜２１のいずれかにより形成された感光体３
１上の潜像の厚さとに基づいて、パルス幅変調を与え、
この情報に従ってレーザドライバ１１を０Ｎ１０　Ｆ　
Ｆ　Ｌ制御するものである。

具体的に説明する。今、第８図の（ａ）に示す如く、第
１の階調情報が“６０ｏ　　（Ｈは１６進数）”で、第
２の階調情報が“７０．４”であったとする。また、階
調情報に相当する各色成分のトナーの形成状態７１．７
２は、第８図の（ｂ）のようになる。即ち、第１の階調
に対しては“６０Ｍ”に相当する第１の潜像（トナー）
の厚さＲ１が、第２の階調に対しては、第１の潜像の厚
さの上にさらに、“７０．”に相当する第２の潜像の厚
さ１２ｔが必要となり、また第２の潜像を形成するため
の発光強度は、第１の潜像を形成した際の発光強度より
も、第１の階調に基づいて強（する必要がある。

第９図は、第１の階調と第２の階調との差と、第２の階
調の補正後の出力データとの関係の一例を示したもので
ある。図中、３つの曲線が示されている。標準曲線な■
とすると、第１の階調情報が“Ｆ　Ｆ　ｓ”に近い場合
、即ち、色の画像が濃い場合は制御部１２における補正
特性は曲線■が選択され、第１の階調情報が００Ｈ”に
近い場合、即ち１色の画像が淡い場合は、曲線ｍが選択
される。

第１０図は、発光強度制御部１２に置ける補正データで
あり、該補正データを第４図のＲＡＭ６からの出力値に
加えて発光強度の制御を行う。

その結果多重潜像における画像の各ドツト毎の階調の色
の再現が簡単な構成にて得ることができる。

く第２実施例〉 上述した第１の実施例では、階調情報と潜像の厚さに対
応づけて、画像の各ドツトごとの発光強度を変えること
を行うための制御手段について説明した。しかし、一般
的に、所望の階調を得るためには、先に形成された潜像
の厚さと後に形成しようとする第２の潜像のための最適
な発光強度とは一次的な比例関係にはならない。従って
、第１実施例のように、第１の潜像の厚さβ１を第１の
階調情報から推測しても、正確でない場合がある。また
、現像剤の光の透過率は、トナー（現像剤）の色成分の
違いにより異なる。従って、トナーの色成分による違い
によって、階調に相当する潜像の形成変化分が、主に電
子写真特性により、一定しない事がある。そこで、第１
１図に示す第２実施例を提案するものである。

第１１図に示した第２実施例は、第４図の第１実施例に
対してさらに、色情報補正ポインタテーブル３２を設け
て前述した色成分の相違に伴なって必要となる補正を行
うことにより、パルス幅変調で得た出力ディジタル値１
ビツトの重みを、リニアな多色の階調を再現するための
値として関連づける事ができるように構成したものであ
る。

第１２図、に、各色成分ごとのトナー厚（潜像の厚さ）
と透過率との関係を示す。但し、同図は発光のための光
の波長が７８０μｍの場合を示す。

同図において、色がマゼンタである第１の階調情報に基
づくトナー厚を３２μｍとすると、この３２μｍ厚のト
ナーによる光の透過率は５５％となる。また、第２の階
調情報に基づ（必要なトナー厚を同様に３２μｍとする
と、このトナー層を得るための発光強度は前記第１の色
情報に基づく光の透過率に影響し、前記発光強度を増加
させる必要がある。この発光強度の補正を色情報補正ポ
インタテーブル３２が行なう。

第１２図の特性から見れば、イエロー現像剤の光の透過
率が概して高い。従って、第１の色がＹ（イエロー）の
ときは、第２の色を露光するときの強度は、第１の色が
Ｙ以外の場合に比して相対的に上げる必要はない。換言
すれば、第１の色がＹのときに、第２の色を露光すると
きの強度は強く補正する必要はない。逆に、第１の色が
Ｃ（シアン）のときは、Ｃは透過率は相対的に低いから
、第２の色のための露光強度は相対的に上げる必要があ
る。

一方、人間の目には、例えば、マゼンタとシアンの色を
見比べたときは、マゼンタの色の方をより強く感する。

従って、単に先に露光した色が何の色かだけを考慮する
だけでは足らず、これから露光しようとする色は何の色
かを考慮して更に補正しなくてはならない。

色情報補正ポインタテーブル３２の構成を第１３Ａ図に
示す。色情報の４ビツトフイールドは順に色の種類（Ｙ
、Ｍ、Ｃ，ＢＫ）を表わす。第１３Ａ図は、その見掛は
上の構成は色メモリ１３（第７図）と類似しているが、
その動作は異なる。即ち、色メモリ１３は、これが保持
しているデータにより、どの現像器を作動させるかを選
択するものであるが、ポインタテーブル３２は、どの現
像器が作動されたかを記憶する機能と、これから露光し
ようとする色の種類を記憶する機能とを有する。例えば
、それまでに現像した色がイエローＹで、これから露光
しようとする色がＢＫならば前記４ビツトは“１００１
”となる。また、それまでに現像した色をイエローＹ、
マゼンタＭで、これから露光しようとする色がＢＫなら
ば、前記４ビツトは“１１０１”となる。１つのポイン
タに複数の“１”が存在するときは最後の“１”がこれ
から露光しようとする色を表わす。

このようにしてポインタテーブル３２のデータを決定す
ると、そのテーブルの４ビツトが表わす値は、その画像
データのそれまでに露光してきた色とこれから露光しよ
うとする色のビットを有するから、その値はその画像デ
ータの色処理プロセスに対してユニークなものとなる。

このポインタテーブル３２は、その４ビツトが示すポイ
ンタ値により、それまでに露光してきた色とこれから露
光しようとする色とに基づいて、これから露光しようと
する色に最適な露光強度を得るような補正テーブルを、
ＲＯＭ４から索引するものとなる。

第１３Ｂ図は、第１３Ａ図の４ビツトテーブルの値がポ
イントする１６種類の変換テーブルの先頭アドレスを示
す。第１３Ｂ図の、「テーブルＯ」乃至「テーブル３」
までは、補正を考慮していない変換テーブルをポインタ
である。補正を考慮しなくてもよいのは、例えば、この
４ビツトが“０１００”であるときは、始めてＭの色を
露光するから１．その前のＹのトナーは感光体上には存
在しないからである。尚、これらの情報により選択され
るテーブルとは、マスキングテーブル、濃度補正用のγ
テーブル等である。

第１の色情報のＹ信号が濃度２０．で、第２の色情報で
あるＭ信号の濃度が３０．である場合を例にとって具体
的に説明する。最初のＹを露光するときは、前記４ビツ
トは“１０００”となる。

これにより選択されるテーブルの特性は、マスキング処
理若しくはγ変換等を考慮した補正だけであり、第１３
Ｂ図に従って、補正テーブル“０”が選択され、濃度２
０．に対応した出力値、例えば、２３．が出力される。

次に、第２の色情報信号Ｍ信号を出力する場合、前記４
ビツト（第１３Ａ図）は“１１００”となり、例えば「
テーブル１２」が選択される。

このテーブル１２は、第１のトナーがＹであることによ
る補正として、“３０．”は例えば“４３”に変換され
、第２のトナーがマゼンタであることによる補正により
“４３．４”が“４５．”となるような変換補正テーブ
ルを有する。

以上説明した様に、本実施例によればホストコンピュー
タからの階調情報及び色情報がいかなるデータ形式であ
っても、また発光強度制御がアナログ方式であっても、
ディジタル方式であっても、所定の補正を組み合わせる
ことにより、即ち簡単な構成で画像の各ドツト毎の良好
な色の再現が可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、先行する第１の前
記階調情報と色情報と第２の前記階調情報に基づいて所
定の発光強度とする制御を行うことにより、簡単な構成
にて、第１の階調と第２の階調による補正および第１の
色成分と第２の色成分の補正が可能となり、画像の各ド
ツト毎の色を高品質で良好な色の再現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１実施例の原理構成を説明する
図、 第２図は多色記録装置の一般的な構成を説明するブロッ
ク図、 第３図は従来例における問題点を説明する図、第４図は
第１実施例の記録装置の具体的な構成を説明する図、 第５Ａ図、第５Ｂ図は第１実施例において予め用意され
ているルックアップテーブル群の特性を示す図、 第６図は本実施例におけるパルス幅変調の原理を示す図
、 第７図は第１実施例における色情報のデータ構成を説明
する図、 第８図は第１実施例における潜像形成のメカニズムを説
明する図、 第９図は第１実施例における階調情報の差と補正値との
関係を示すグラフ図、 第１０図は第１実施例における補正データの構成を説明
する図、 第１１図は第２実施例の多色記録装置ブロック図、 第１２図は第２実施例における色成分のトナー厚と透過
率の特性を示す図、 第１３Ａ図は色メモリの色情報データを構成する各ビッ
トの用途を示す図、 第１３Ｂ図は第２実施例における色情報データとポイン
タテーブルとの対応を示す図である。 図中、２・・・Ｉ１０ポート、３・・・ページメモリ、
４・・・ＲＯＭ、５・・・ラインバッファ、６・・・Ｒ
ＡＭ。 ７・・・Ｄ／Ａ変換器、８・・・信号発生器、９・・・
コンパレータ、１０・・・ＣＰＵ、１１・・・レーザ光
量変調部、１２・・・発光強度制御部、１３・・・色メ
モリ、１４・・・セレクタ、１５・・・レーザダイオー
ド、１８〜２１・・・色現像器、３１・・・感光体であ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも、第１の色情報，階調情報と第２の色
   情報，階調情報とにより表わされる画像を電子写真方式
   に従って記録する多色記録装置において、第１の色情報
   ，階調情報に基づいて露光し、その静電潜像に重ねて、
   第２の色情報，階調情報に基づいて露光するときに、先
   の第１の階調情報と後の第２の階調情報とに基づいて、
   第２の色を露光するときの発光強度を制御することを特
   徴とする多色記録装置。
2. （２）前記発光強度の制御は、前記第１の階調情報と前
   記第２の階調情報の差を演算し、この差に基づいて第２
   の階調情報を補正し、補正された第２の階調情報に従っ
   て発光強度制御が行なわれる事を特徴とする請求項の第
   １項に記載の多色記録装置。
3. （３）前記発光強度の制御は、前記第１の現像剤と前記
   第２の現像剤の透過率に基づいて行うことを特徴とする
   多色記録装置。
4. （４）特許請求の範囲第一項において、前記発光強度制
   御手段は前記第１の階調情報と前記第２の階調情報の差
   によるものと、前記第１の現像剤と前記第２の現像剤の
   透過率に基づくものを共に具備して制御することを特徴
   とする多色記録装置。