JP3117771B2 - カラー画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＥＤプリンタのよう
に、画像情報に対応してマトリックス状のドット画像を
形成するプリンタ及びＣＲＴディスプレイのようにマト
リックス状のビットマップを形成するディスプレイその
他の画像出力装置におけるカラー画像形成方法に係り、
特にカラー色調に合わせ精度よく緻密なカラー画像を形
成し得るカラー画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より感光体ドラム母線上に沿ってア
レイ状に配列したＬＥＤ素子を、画像情報に対応して選
択的に点灯制御させながら感光体ドラム上にドットマト
リックス状の潜像を形成した後、該潜像を現像装置を用
いて可視像化し、該可視像化したトナー像を感光体ドラ
ムの回転に同期して転写位置に供給された普通紙に転写
可能に構成された電子写真装置は公知であり、この種の
電子写真記録装置においてカラー画像を形成するには、
イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックと対応する色の
潜像を形成するＬＥＤアレイと、前記各色のトナーを収
納した現像装置と、を感光体ドラム回転方向に沿って交
互に配置し、ドットマトリックス状に４色のカラー画像
を形成する装置と、図４に示すように一のＬＥＤアレイ
のドラム回転方向下流側に、前記各色のトナーを収納し
た４つの現像装置を配列し、感光体ドラムの一回転毎に
対応する各色の潜像を前記ＬＥＤアレイで形成すると共
に、該潜像を選択された一の対応トナー現像器で印刷
し、以下前記動作を四回繰り返す事により四色のドット
マトリックス状のカラー画像が形成し得る。かかる画像
形成装置においては、ＬＥＤアレイの各素子間の配列は
固定されており、又感光体ドラムの回転速度は一定であ
るために形成されるマットリックスス画像は例えば３０
０ｄｐｉの固定間隔で、同一サイズのドット径で四色の
ドットが散在配置されて構成されている事になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術における
カラー画像形成方法では、ドットサイズが均一なために
微細な色調を表現する事が困難であり、又ＬＥＤ素子の
配列間隔等が固定である事からドット密度も一定であ
り、従ってその密度で規定される色調しか得られない。
かかる欠点を解消するために、画素密度を４００ｄｐｉ
若しくは６００ｄｐｉに高密度化する事も考えられる
が、ページプリンタに用いるプリント用ソフトウエアの
画素密度は３００ｄｐｉを基準として作成されている為
に、そのｄｐｉを変更する事はソフトウエアやこれに付
随する回路構成の大幅変更につながる事から採用し難
い。この為、例えば既存の階調制御技術を応用して前記
ＬＥＤ素子への駆動電流又は駆動パルス幅（時間）を制
御して、対応する各色のドットサイズを変化せしめる等
の方法によって、色調の表現をより精細に制御する事も
可能であるが、かかる方法を取っても基本的なドット密
度は一定であるために、画像拡大などの手段を取ると却
って拡大したドット画像の色が強調されてしまう事とな
り、原色に近い画像再現性を得る事が出来ない。而も前
記従来技術において緻密にドットサイズを制御し、原画
の色調に近づけようとすると、前記駆動電流や駆動パル
ス幅（時間）の制御がこれに対応して細密化し、基本ク
ロックを高速化する必要があるのみならず、回路構成が
一層複雑する。

【０００４】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、基
本的な画素密度を変更する事なく、又基本クロックや回
路構成の煩雑化を避けつつ、画像拡大等にも十分耐えら
れる緻密でかつ高品位のカラー画像を形成し得る画像形
成方法を提供する事を目的とする。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明は、例えば３００ｄ
ｐｉの密度分布を有するドット単位で、ドット着色する
のではなく、前記ドット画像を形成する一画素（ドッ
ト）を副走査方向に、カラー画像を組み合わせ形成する
複数の色に対応した数の単位素に一画素を分割し、前記
単位素をカラー色調に合わせ副走査方向の位置変化とし
て増減させるとともに、 発光素子を駆動する駆動電力若
しくは駆動時間を適宜制御し、現像若しくは画像出力さ
れるべき前記単位素の面積をカラー色調に合わせ可変さ
せ、 前記単位素の副走査方向の位置変化と、前記単位素
の面積変化とにより色調制御を行なう事を特徴とする。

【０００６】尚本発明はＬＥＤプリンタその他の電子写
真プリンタのみならず、ドット単位でカラー画像出力を
行なうカラーディスプレーにも適用可能である。この場
合前記単位素は必ずしも夫々同一径に設定する必要もな
く、例えば各単位素形成手段（例えばＬＥＤ素子）に印
加すべき駆動電圧（電流）若しくは駆動時間を適宜制御
し、現像若しくは画像出力されるべき単位素の大きさを
カラー色調に合わせ大小に可変させる事により一層緻密
な制御が可能となる。又前記単位素は全てのドットにつ
いて同一数形成する必要もなく、前記単位素形成手段を
適宜選択して駆動させながらに現像若しくは画像出力さ
れるべき単位素をカラー色調に合わせ実質的に増減させ
る事も可能である。

【０００７】

【作用】かかる技術手段によればドット単位ではなく、
分割した単位素単位でマトリックス状のカラーデータが
形成できる為に、見掛け上のドット密度が高密度化し、
高品位のカラー画像が形成出来る。又前記単位素の大き
さをカラー色調に合わせ大小に可変させる事により面積
的色調制御が、又更に、前記単位素は全てのドットにつ
いて色付着させる事なく、カラー色調に合わせ色付着す
べき単位素を適宜間引き若しくは増減させる事により、
該単位素における位置的な色調制御が可能となり、この
結果前記面積的色調制御と位置的な色調制御を組合せる
事によりハーフトーンを加味したいかなる原画像にも対
応出来る色調制御が可能となり、自由な色合の現出が出
来る。

【０００８】即ち、図１（ａ）に示す如く１ドットを４
つの単位素に分割した場合、該単位素夫々を同一色で現
像した場合は鮮明単一色が形成でき、又該単位素を間引
きながら色現像を行なう事により、画素ドットを位置的
にシフトさせつつ見掛け上その大きさも階調的に制御出
来、結果として背景部分に白が多いいわゆるハーフトー
ン調の画像が形成できる。又図１（ｂ）に示す如く前記
単位素を同一色で現像する事なくマゼンダとシアンを交
互に印刷する事により、紫のドットが又マゼンダ単位素
を多くする事により赤紫のドットが形成でき、更には前
記単位素を間引いて白単位素を形成する事によりハーフ
トーン調の薄紫が形成出来る。又、図１（ｃ）に示す如
く前記色付着した単位素の大きさを変化させてもよく、
これにより、前記ハーフトーンの一層緻密な制御が可能
となる。

【０００９】従って本発明は前記ハーフトーンや赤紫等
の色相制御のいずれの場合でも位置制御と面積制御を組
合せて緻密に行なう事が出来、結果として高品位なカラ
ー画像を形成し得る。又例えば単位素を４つ、単位素自
体の面積変化を４段階に制御することにより、結果とし
て（２⁴：単位素の位置変位）＊（２⁴：面積変化）の２
５６色調制御が達成される。又本発明は、２⁸の段階的
制御をを２つのグループに分けて行なうために、夫々の
制御は４段階制御でよく、その分回路構成が簡単化す
る。

【００１０】又ＬＥＤヘッドを構成するＬＥＤチップは
その製造特性の問題から輝度バラツキが生じるのを避け
られないが、前記の従来技術の様に１段階で２５６の色
調制御を行なおうとすると５％程度の輝度補正があった
場合にこれを補償するのは不可能であるが、本発明の様
に２つのグループに分け、夫々例えば２５％単位の４段
階制御を行なうと各チップ内のＬＥＤ素子の輝度バラツ
キが５％程度あっても実質的にその誤差を補償しつつ精
度よい色調制御が可能になる。

【００１１】勿論この場合に前記誤差を加味して色調制
御を行なう事も可能であり、例えば前記各チップ間のバ
ラツキを補償する為に、特に時分割駆動方式のＬＥＤプ
リンタにおいてコモンドライバ側で駆動時間制御し、一
方各単位素を駆動電流制御する事により、各チップ間の
バラツキを補償しつつ、色調制御を行なう様に構成して
もよい。この場合、コモンドライバ側に印加する信号は
各ＬＥＤ素子に印加する信号に対し、ｎ倍の時間幅（パ
ルス幅）を有する為に、そのパルス幅変調もクロックを
高速化する事なく緻密な精度よいパルス幅変調が容易で
あり、高品位な画素ドットの形成が可能である。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図２
は本発明の実施例が適用される電子写真装置の機器構成
を示し、感光体ドラム１回転方向に沿ってＬＥＤヘッド
アレイ２Ａとセルフォックレンズその他の結像素子２Ｂ
からなる光学系２、イエロー、マゼンダ、シアン、及び
ブラックの各色のトナーが収納された現像器３Ｙ、３
Ｍ、３Ｃ、３Ｂで、対応する各色の潜像に合わせ、ドラ
ム表面に近接及び退避可能に構成されている。４は転写
器、５はドラム表面に近接及び退避可能に構成されたク
リーナ、６は除電器、７は帯電器である。一方前記転写
器４とドラムの接線方向に延設する記録紙搬送路上には
前記転写器を挟んでレジストローラ８と加熱定着器９が
配設されている。尚前記ドラム周径は一頁分の記録紙長
より大に設定する。

【００１３】次にかかるプリンタにおけるカラー画像を
形成する基本動作を説明する。先ずイエローの色調多値
化データに基づいて後記に示すようにＬＥＤアレイ２Ａ
を時分割にて１ドットにつき夫々４回を駆動制御してイ
エローに対応する分割単位素の潜像を形成した後、イエ
ローの現像器で該潜像を可視像化し、以下同様にドラム
の回転にしたがって一頁分の記録紙長に対応するイエロ
ー画像を現像する。次に前記イエローの現像器３Ｙをド
ラムより退避させ、マゼンダの現像器３Ｍをドラム側に
近接させて、前記と同様な方法でマゼンダの現像を行な
い、以下同様にシアン、及びブラックの各色の現像を行
なった後、該画像始端に同期させてレジストローラ８よ
り記録紙を転写位置に挿通して転写器４により画像転写
を行なった後、加熱定着器９により画像定着を行なう。
一方前記画像転写後感光体ドラム１表面にクリーナ５を
接触させて残留トナーの除去を行なった後、除電器６に
より除電したドラム表面を帯電器７により均一帯電し、
以下前記動作を繰返す。

【００１４】図３は前記装置に組込まれる時分割駆動方
式におけるＬＥＤ駆動回路で、一走査ライン分のＬＥＤ
アレイをnビットづつ複数ブロック（m）に分割し、該分
割したブロック単位（通常はチップ単位）で前記ＬＥＤ
素子を順次点灯制御するようにしたもので、１１はＬＥ
Ｄアレイで、ｎビットのＬＥＤ素子を組込んだＬＥＤチ
ップ１１ａ…をｍ個１列状に配列してアレイを構成す
る。１０はソースドライバで、後記に詳説するように前
記各ブロック毎のＬＥＤ素子数ｎと対応する数のメモリ
容量を有する図４に示すシフトレジスタ群１２、ラッチ
回路群１３、及び定電流ドライバ群１４で構成されてい
る。１５はコモンドライバで、前記ＬＥＤチップ１１ａ
…との接続を始位、次位、次々位のチップへと切換え、
順次前記ソースドライバ１０にて対応するチップの点灯
制御する事により時分割点灯制御を可能にしている。

【００１５】図４は前記ソースドライバ内部構成図で、
説明を簡略化させるために各ＬＥＤ素子を駆動させる為
の駆動電源部分のみを示す。１６はデコーダで、イエロ
ー、マゼンダ、シアン、及びブラックの各色の色調を定
電流素子数に対応させて各ドット毎に４ビット単位で階
調的に表現された多値化データをデコードして、各定電
流源素子に対応する４種の２値化シリアルデータを生成
する。ソースドライバ１０は、該シリアルデータをクロ
ックに同期させて同一のタイミングでシリアルに取込む
４つのシフトレジスタ１２Ａ…、該ｎビットのシリアル
データを取込みの都度パラレルにラッチする４つのラッ
チ回路１３Ａ…、該ラッチ回路１３Ａ…よりのラッチ信
号により駆動制御される４×ｎの定電流素子１４Ａｎ…
で構成される。

【００１６】尚前記定電流素子１４Ａｎ…は、各ＬＥＤ
素子に夫々４つづつ接続されており、例えば一の第一の
定電流素子１４Ａ１の出力は１ｍＡ，第二の定電流素子
１４Ａ２の出力は２ｍＡ，第三の定電流素子１４Ａ３の
出力は４ｍＡ，第四の定電流素子１４Ａの出力は８ｍＡ
に夫々設定され、該４つの定電流素子出力は前記４つの
ラッチ回路１３Ａ…によって選択的に駆動制御可能に構
成されている。

【００１７】次にかかる駆動回路の動作を説明する。先
ずイエローのドット画像を形成する場合、クロックに基
づいて第一のＬＥＤチップ１１ａ…を駆動させるための
単位素Ａ群に対応するイエローの色調多値化データをデ
コーダ１６により四つの二値化データにシリアルに変換
しながら、該データを対応するシフトレジスタ１２Ａ…
に同一タイミングでシリアルに取込んで格納した後、不
図示の制御回路よりのラッチ信号に基づいて該データを
パラレルに夫々のラッチ回路１３Ａ…にラッチさせると
共に、該ラッチデータに基づいて対応する夫々の定電流
素子を駆動させる。この結果、４つのシフトレジスタ１
２Ａ…に入力された、各ＬＥＤ素子に対応するデータＤ
１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４によって４つの定電流素子が駆動
制御され、その電流の総量がＬＥＤ駆動電流となる。従
ってＬＥＤ駆動電流は前記定電流素子１４Ａｎ…を適宜
選択する事により０から１５ｍＡまで１ｍＡ単位で１６
段階の面積制御が可能となる。

【００１８】そして前記シフトレジスタ１２Ａ…には前
記ラッチ回路１３Ａ…にデータ転送後、引続いて次位の
ＬＥＤチップ１Ａ…を駆動させるための二値化データを
夫々のシフトレジスタ１２Ａ…にシリアルに格納し続
け、該データ格納後にラッチ信号に基づいて夫々のラッ
チ回路１３Ａ…側に該データをラッチさせるとともに制
御回路よりチップ選択信号をコモンドライバ１４に送信
し、前記ソースドライバ１０の接続を次位のＬＥＤチッ
プ１Ｂに切換え、前記と同様な方法で次位のＬＥＤチッ
プ１Ｂを駆動制御し、以下同様な動作をｍ回続けて行
い、１走査ライン分の第一の単位素Ａのデータ出力を行
う。尚、前記チップ選択信号はパルス幅変調回路１７内
に、各チップの輝度特性に合わせパルス幅変調された駆
動信号がコモンドライバ１５内のスイッチ素子１５１に
送信され、これによりチップ間のバラツキが補償され
る。

【００１９】以下同様な方法でＬＥＤチップ１１ａ…１
Ａ〜１Ｎの駆動制御をｍ回（Ｎ×ｍ回）×４回行うこと
により図１に示すような４分割した単位素Ａ群としての
イエローの１走査ラインの潜像が感光体ドラム上に書込
まれる事になる。この際第一の単位列Ａを生成させるた
めの色調二値化データと第二の単位素Ｂを生成する為の
二値化データは当然に異なり、前記したように色調度合
いに合せて選択的に各単位素Ａ…に対応するＬＥＤ素子
を駆動／非駆動され、実質的にドラムに書込まれる単位
素Ａ…の増減が行なわれる。そして前記の方法でドラム
の回転にしたがって一頁分の記録紙長に対応するイエロ
ー潜像を書込んだ後、以下順次前記と同様な方法でマゼ
ンダ、シアン、及びブラックの各色の潜像を書込みなが
ら前記したカラー画像の形成を行なう。

【００２０】尚、前記実施例は一のソースドライバ１０
の中に四個のシフトレジスタ１２Ａ…とラッチ回路１３
Ａ…、及び４ｎ個の定電流素子１４Ａｎを内蔵させて新
規のドライバを構成しているが、この様な構成を取る事
なく、図５に示すような一のシフトレジスタ１２とラッ
チ回路１３、及びＬＥＤ素子数に対応するｎ個の定電流
素子１４ｎを内蔵した既存のソースドライバを複数用い
て本発明の作用を達成し得る装置を構成する事が出来
る。即ち、第一のソースドライバ１０Ａに内蔵された定
電流素子の出力は１ｍＡ，第二ののソースドライバ１０
Ｂに内蔵された定電流素子の出力は２ｍＡ，第三ののソ
ースドライバ１０Ｃに内蔵された定電流素子の出力は４
ｍＡに設定した複数のソースドライバ１０Ａ…のＬＥＤ
素子側の出力を並列に接続し、選択された一又は複数の
ソースドライバＡ…で１のＬＥＤを駆動する様に構成す
れば、前記実施例と同様な制御を営む事が出来る。

【００２１】

【効果】以上記載した如く本発明によれば、既存の一画
素をドット分割して緻密なカラー画像を形成し得るもの
であるために、基本的な画素密度を変更する事なく、又
基本クロックや回路構成の煩雑化を避けつつ、画像拡大
等にも十分耐えられる緻密でかつ高品位のカラー画像を
形成し得る。等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により形成される色調制御されたドット
画像を示す。

【図２】本発明の実施例にかかるカラー画像装置の全体
構成図

【図３】図２に示す装置に組込まれるＬＥＤ駆動回路の
ブロック図を示す。

【図４】ＬＥＤ駆動回路のソースドライバの内部構成を
示すブロック図である。

【図５】他の実施例にかかるＬＥＤ駆動回路の要部ブロ
ック図である。

【符号の説明】

Ａ 画素 Ａ₁〜Ａ₄ 単位素 １００ 単位素形成手段（ＬＥＤ素子） ３Ｙ〜３Ｂ 色現像器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/04 - 1/207 H04N 1/46 - 1/62 H04N 1/036 B41J 2/447 - 2/455 B41J 2/525

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドット画像を形成する一画素を副走査方
   向に複数の単位素に分割すると共に、該分割した単位素
   夫々に色選択を行ないながら現像若しくは画像出力を行
   なうドット画像出力装置におけるカラー画像形成方法に
   おいて、 カラー画像を組み合わせ形成する複数の色に対応した数
   の単位素に一画素を分割し、前記単位素をカラー色調に
   合わせ副走査方向の位置変化として増減させるととも
   に、 発光素子を駆動する駆動電力若しくは駆動時間を適宜制
   御し、現像若しくは画像出力されるべき前記単位素の面
   積をカラー色調に合わせ可変させ、 前記単位素の副走査方向の位置変化と、前記単位素の面
   積変化とにより色調制御を行うことを特徴とする カラー
   画像形成方法。