JPH01102584A

JPH01102584A - 画像転写装置

Info

Publication number: JPH01102584A
Application number: JP62259634A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Asada; 朝田　賢一郎; Takashi Mama; 真間　孝; Naonobu Fujioka; 藤岡　尚亘; Yoshio Kaneko; 金子　良雄
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1989-04-20
Anticipated expiration: 2013-01-19
Also published as: JP2698080B2

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】（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）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、ファクシミリ等では、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ｌから出射されたレーザ光は光偏向器
２によって偏向走査（主走査）され、光学系である結像
レンズ３の作用によっ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ット径で結像する。このとき感
光体６上で画素ピッチが一定となるようになっている。

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、回転むらと偏向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
なってしまう。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向器２の回転むら
によっ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複数色に対して１個
用いるもの、第１１図は各色毎に記録媒体を設けたもの
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っ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−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。ブラック（ＢＫ））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ックで
置き換える下色除去（Ｕ　ＣＲ）を行う場合のブラック
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色の色重ねによってフルカラーの出力
を得る場合も同様であって、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８８Ｋ。

８Ｃ，８Ｍ、８Ｙにそれぞれ別々の光学系１３８に、１
３Ｃ，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９８に、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、光偏向器７８に、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。そのために各
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は分離器、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によって転写ドラム３４より転写紙３８を離脱し、
この上のトナー像を定着器３５によって定着する。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１Ｏ図の装置に比
べて温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、−ＩＧ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（ずれた階調が出て（ることになる。

このことは、アナログカラー複写器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
階調表現で行うディ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、
デイザマトリクスの構成等によって、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
ンを作るた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道かに上回る階
調表現が可能なシステムにする必要があり、画素マトリ
クスを太き（す−る結果、解像度が下がってしまったり
、ｌトッド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
った。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法や
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、ドツトの大きさまたはドツトの
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１７７階調か再現できず、
１階調当た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、レーザービームを用いた画像形成装置ではレー
ザービームの１ドツトをパルス幅変調し、１ドツトのビ
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ービームが半導体レー
ザーから出射される。

例として２ビッ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ック図を第１３図に示す。この
方式は画素クロックと、画素クロックを任意時間デイレ
イさせたクロックの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Ｌ
Ｄ（半導体レーザー）を駆動する。

第１３図において、５０−１〜５０−４はデイレイライ
ン、５１−１．５１−２はアンドゲート、５２−１．５
２−２はオアゲート、５３はセレクタ、５４は半導体レ
ーザー（、ＬＤ）駆動回路、５５は半導体レーザーであ
る。

また、第１４図はデイ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に画素クロックＡ及び
デイレイライン５０を通したデイレイ信号（デイレイタ
イム：ΔＴｌ　”）Ｂを入力することによりＴ−ΔＴｌ
のパルス幅を持った信号を得るものである。ここでΔＴ
１を任意に選ぶことにより、任意のパルス幅Ｔ−ΔＴ、
の信号を得ることができる。

第１５図はデイ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に画素クロックＡ及びデイレイラ
イン５０を通したデイレイ信号（デイレイタイム：ΔＴ
り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ΔＴ
ｔを任意に選ぶことにより、任意のパルス幅Ｔ＋ΔＴ！
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ット数を増やす
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（１
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２粒
径、！気持性が異なるため、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、適性な
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）本発明は上記目的を達成するために、各色ごとにその階
調に応じて設定された光ビーム発生手段の駆動用パルス
幅を現像手段の切り換えに対応した制御信号によって可
変設定可能とし、各色それぞれに応じて適正な階調曲線
の設計を可能とすることにより、適正な階調バランスを
得るよう構成したことを特徴とする。

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はデイレイライン群、５ｏＯ−１〜５００−　ｎ
はデイレイライン、５１０はゲート群、５１０−１〜５
１０−ル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ａ１５３０−２はセレク
タｂ１５４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
ックはゲート群５１０において、デイレイライン群５０
０の各デイレイライン５００−１〜５００−　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。

デイレイライン５００−１〜５００−　ｎとゲート５１
０−１〜５１０−　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ａ５３０−１とセレクタ
ｂ５３０−２とから成り、セレクタａ５３０−ｔ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ａ５３０−１により設定さ
れたパルス幅の駆動パルスをセレクタｂ５３０−２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ａ５３０−１には３［ｉ＊の色に対応して
各々幅の異なるパルス信号Ｔｏ、Ｔｏ”。

Ｔｏ′、Ｔ、、　Ｔ、’　、　Ｔ、　”　＋　”””Ｔ
ｙｔ　＋　Ｔｎ’、　Ｔｅｌ″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ＣＴｏ　、Ｔｒ　、・・・・・・Ｔｎ　
）は階調信号が８ビツトで指定される場合はｎｚ３とな
る。

セレクタａ５３０−１で選択された幅のパルス信号はセ
レクタｂ５３０−２において、階調信号により選択され
、ＬＤ駆動回路５４へ供給される。

なお、セレクタａ５３０−１のスイッチＳ、、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はデイレイライン、
５４はゲート（アンドゲート）　、５１２，５１３゜５
１４はゲート（アンドゲート又はオアゲート）、５２０
．５２１．５２２はデイレイ時間変更回路、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、デイレイ時間変更回路５２０はデイレイ
ライン５０２のデイレイ時間ΔＴ、を変更し、デイレイ
時間変更回路５２１はデイレイライン５０３のデイレイ
時間Δτｚを、又デイレイ時間変更回路５２２はデイレ
イライン５０４のデイレイ時間ΔＴ３を変更するもので
ある。

アントゲ−）５１１の出力信号Ｆは画素クロックと、こ
れをデイレイライン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）　
５１２．５１３．５１４の出力信号Ｇ、Ｈ。

Ｉは色切換信号によって制御されるデイレイ時間変更回
路５２０，５２１．５２２により設定変更されるデイレ
イ時間ΔＴ３．ΔＴ２．ΔＴ、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１ｅＵＲ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ドツトのビーム点灯時間を変えることＧ：
′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、継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、マトリクス内のドツ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（点灯りにほぼ比例し、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、各々の階調曲線
（Ｔ特性）を適正又は任着に設定することにより、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
る光ビーム発注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・・・・・・デイレイライン群、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。１４　　図階調第６１Ｉ誼回；薩」ン工−”ｏｒ−＜Ｅ６”５−４峨菅官≦Ｃ箸♀℃０　Ｃ
ニ　　ヘ　　＾　　　へ〜　　η　　　　す　・タ和ミ魂３３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像信号に従って光ビームを発生させる少くとも
１つの光ビーム発生手段と、上記光ビームを偏向走査す
る偏向走査手段と、この偏向走査手段により偏向走査さ
れた光ビームで露光されて上記画像信号に応じた潜像を
形成する記録媒体と、この記録媒体の所定の走査面に上
記光ビームを結像させる光学手段と、上記画像信号の書
き出しタイミングを設定する同期検知手段と、上記記録
媒体に形成された潜像を現像剤により現像して顕像を形
成する複数の現像手段とを有し、上記顕像を転写体に転
写する画像転写装置において、前記光ビーム発生手段に
光ビームの点灯量を予め設定した複数の設定値の中から
選択する光ビームの点灯量設定手段を設け、前記現像手
段の切り換えに対応した信号により上記点灯量設定手段
を制御することによって、前記複数の現像手段の現像剤
による現像特性を調整可能に構成したことを特徴とする
画像転写装置。
（２）特許請求の範囲第（１）項に記載の画像転写装置
において、前記光ビーム発生手段は多値パルス幅変調に
より中間調画像を形成するものであり、前記点灯量設定
手段は画像信号の多値データに対応して上記多値パルス
幅の設定値の一部又は全部を変更設定可能に構成したこ
とを特徴とする画像転写装置。