(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１回の露光で２色のトナーを現像するトライレベル現像方法を用いた電子写真装置において、
入力された画像データに対して、主走査方向の、近接縦線間の距離がフリンジを発生する距離であるか否かを判定する主走査フリンジ補正露光判定部と、
該主走査フリンジ補正露光判定部から入力された画像データを複数ライン分保存する画像メモリと、
副走査方向の、画像下端部のフリンジの発生を判定する副走査フリンジ補正露光判定部と、
レーザに接続された正規フリンジドライバと、反転フリンジドライバと、ホワイト部ドライバと、反転画像ドライバと、前記主走査及び副走査フリンジ補正露光判定部の判定結果により前記各４個のレーザドライバから対応するレーザドライバを選択するスイッチとを備え、
前記主走査及び副走査フリンジ補正露光判定部は、
（ｉ）主走査フリンジ補正露光判定部で、前記画像データに対して、
（１）反転現像潜像の近接画素間でフリンジが発生する画像部かを判定し、
反転現像潜像に加え前記判定による画像部を反転現像潜像とし前記画像メモリに判定用画像データとして保存し、
（ｉｉ）副走査フリンジ補正露光判定部で、前記主走査フリンジ補正露光判定部からの前記画像データに対して、
（２）反転現像画像部か、
さらに、前記画像メモリからの、フリンジが発生する画像下の距離に相当する数のライン分で且つ順次ライン毎遅れた前記判定用画像データを元に、
（３）反転現像潜像の下部でフリンジ補正要と判定した画像部か、
（４）正規現像潜像の下部でフリンジ補正要と判定した画像部か、
（５）前記各潜像の下部でフリンジ補正不要と判定した画像部又は画像無し部か、を判定し、
該判定結果が、（２）の場合に前記反転現像ドライバ、（１）又は（３）の場合に前記正規フリンジドライバ、（４）の場合に前記反転フリンジドライバ、（５）の場合に前記ホワイト部ドライバ、を選択する条件判定結果を、前記スイッチに出力する露光装置を含んでなることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
１回の露光で黒トナーと一色の黒以外の色トナーの２色のトナーを現像するトライレベル現像方法を用いた電子写真装置において、
入力された画像データに対して、主走査方向の前記黒トナーの近接縦線間の距離に依存して前記色トナーがフリンジを発生する距離であるか否か判定する主走査フリンジ補正露光判定部と、
該主走査フリンジ補正露光判定部から入力された画像データを複数ライン分保存する画像メモリと、
副走査方向の黒トナー及び色トナー各々の画像下端部に生じる、色トナー及び黒トナーのフリンジの発生を判定する副走査フリンジ補正露光判定部と、
レーザに接続されたホワイト部ドライバと、正規フリンジドライバと、反転フリンジドライバと、反転画像ドライバと、前記主走査及び副走査フリンジ補正露光判定部の判定結果により前記各４個のレーザドライバから対応するレーザドライバを選択するスイッチとを備え、
前記主走査及び副走査フリンジ補正露光判定部は、
（ｉ）主走査フリンジ補正露光判定部で、前記画像データに対して、
（１）黒トナー画像の近接画素間で色トナーフリンジが発生する画像部かを判定し、
黒トナーに加え前記判定による色トナーフリンジ発生画像部を黒トナー画像データとし前記画像メモリに判定用画像データとして保存し、
（ｉｉ）副走査フリンジ補正露光判定部で、前記主走査フリンジ補正露光判定部からの前記画像データに対して、
（２）黒トナー画像か、
さらに、前記画像メモリからの、フリンジが発生する画像下の距離に相当する数のライン分で且つ順次ライン毎遅れた前記判定用画像データを元に、
（３）黒トナー画像の下部でフリンジ補正要と判定した色トナーフリンジ画像部か、
（４）色トナー画像の下部でフリンジ補正要と判定した黒トナーフリンジ画像部か、
（５）前記各黒トナー画像又は色トナー画像の下部でフリンジ補正不要と判定した画像又は画像無し部か、を判定し、
該判定結果が、（２）の場合に前記反転現像ドライバ、（１）又は（３）の場合に前記正規フリンジドライバ、（４）の場合に前記反転フリンジドライバ、（５）の場合に前記ホワイト部ドライバ、を選択する条件判定結果を、前記スイッチに出力する露光装置を含んでなることを特徴とする電子写真装置。
【請求項３】
請求項１または２の電子写真装置において、前記２色のトナーのうち一方を黒トナーとし、初めに前記主走査フリンジ補正露光判定部で色トナーのフリンジの発生の判定を行い、その判定結果によって条件に当てはまった画像データを、黒画像データに変更して判定用画像データとして前記画像メモリに保存し、前記画像データと前記保存された判定用画像データとによって副走査フリンジ補正露光判定部で色トナーのフリンジの発生の判定を行うようにしたことを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタ，ディジタル複写機などの書き込みヘッドに使用される半導体レーザ走査装置のレーザ光量制御方法に関し、特に１回の露光で正規，反転の潜像を形成し、二色現像を行うトライレベル現像方式における光量制御法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレーザプリンタは、１本のレーザ走査光で１色のトナーを現像する方式であった。近年、レーザプリンタのカラー化に伴う一方式として、１本のレーザ走査光で正規現像潜像と反転現像潜像、また、どちらの現像も行われない中間電位潜像を形成し、二色のトナーを一度に現像する方式であるトライレベル現像方式が注目されている。
【０００３】
電子写真プロセスにおいては、感光体上に静電潜像が形成されると、潜像の端部に現像を強調する電界と合わせて、潜像の周辺部に潜像と反対極性の電界が生じる。従来の一色現像では、画像を形成する上で、この逆電界は、問題とはならない。ところが、感光体上に正負の静電潜像を形成し、潜像とはそれぞれ逆極性に過電された二色トナー（例えば赤，黒）の現像を行うトライレベルプロセスでは、この逆電界に引かれて、黒画像の周りには赤トナーが、赤画像の周りに黒トナーが付着する特殊現像（以下フリンジ現像と呼ぶ）が発生し、二色としての画質を著しく低下させる問題が生じる。
【０００４】
このフリンジ現象は、ベタ画像に顕著に出現し、且つ感光体の回転方向に対して先端と後端とで、出現状況が異なるものの、特に後端の方が出現する。従来、この後端部のフリンジに対してその低減を図ってきた。
【０００５】
そのフリンジ低減の一つとして、トライレベル現像の課題であるフリンジ，キャリア付着，印刷濃度のトレードオフ関係等について、様々な露光制御を用いることによってフリンジを緩和している。具体的には、この問題を解決するために、露光制御によって、画像周りの電位を階段状に制御し、感光体表面を改善しているものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記背景の元、我々は露光制御により上記フリンジの低減を図ってきた。その際、前述したように、フリンジ現象が顕著なベタ画像の後端部に対して集中的に制御を行ってきた。
【０００７】
ところが実験を進めていくうちに、ベタ画像の後端部のみならず近接縦線間もフリンジ現象が顕著であるため、補正の必要性が生じてきた。本発明の目的は、上記新たなフリンジ現像を抑制する電子写真装置を提供することにある。
【０００８】
また、反転画像と正規画像が主走査方向に隣接して存在した場合、補正制御により画像隣接部下のベタ下補正露光部分に不必要な画像乱れが発生する現象が生じた。
【０００９】
本発明の目的は、上記新たな画像乱れ現象を抑制する電子写真装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、１回の露光で少なくとも二色のトナーを現像するトライレベル現像方法を用いた電子写真装置において、感光体上を露光する露光装置は、入力された画像データに対して、主走査方向の近接縦線間のフリンジを判定する主走査フリンジ補正露光判定部と、副走査方向の画像下端部のフリンジを判定する副走査フリンジ補正露光判定部とを有する構成とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
従来技術の項で述べた背景の元、我々は露光制御により、フリンジ現象が顕著なベタ画像の後端部に対して集中的に制御を行ってきた。ところが実験を進めていくうちに、ベタ画像の後端部のみならず近接縦線間（主走査方向に近接した同色画像間のホワイト部）フリンジ現象が顕著であるため、補正の必要性が生じてきた。これは、主走査方向部は、単独ではフリンジ現像電界が小さいが、フリンジ発生範囲程度に近接すると、お互いの現像電界が足される方向に働くためである。以下に、本発明の目的である上記新たなフリンジ現像を抑制する実施例について説明する。
【００１２】
図６に本発明の電子写真装置の、全体構成の一実施例について説明する。レーザプリンタは、感光体ドラム１上を帯電器２によって一様に帯電した後、露光装置１２により露光し、静電潜像を形成する。この後、二つの現像機４，５により、後述するトライレベル現像にて潜像を二色のトナーで現像する。感光体ドラム１上に現像された二色のトナーは、帯電極性が異なるため転写前帯電器６によって、極性を合わせる。その後、転写器８によって、給紙された用紙７上にトナー画像が転写され、定着器９にてトナーを溶融定着する。また、クリーナー１０により、感光体ドラム１上に残留したトナーを回収し、一連のプロセスを終了する。
【００１３】
図１は、本発明の電子写真装置において、フリンジ補正のための露光装置の一実施例を説明する図である。
【００１４】
本発明の記録装置として、露光装置を含むプリンタエンジン２２とそのエンジンを制御するコントローラ２３とを有する。露光装置１２には、レーザ１３と、専用のレーザドライバであるフリンジ補正ドライバの正規フリンジドライバ１５，反転フリンジドライバ１６と、ホワイト部ドライバ１４と、反転画像ドライバ１５とを選択するスイッチ１８と、それらを動作させる条件の判定をするフリンジ補正判定回路を設ける。ここで、正規フリンジドライバ１６は、反転画像の周辺に正規現像により発生するフリンジを補正するもので、反転フリンジドライバ１７は、正規現像の周辺に反転現像により発生するフリンジを補正するものである。
【００１５】
ここで特徴となるのが、フリンジ補正判定回路であり、本発明では、フリンジ補正判定回路が、画像メモリ１９を挟んで、副走査フリンジ補正露光判定回路
２０と主走査フリンジ補正露光判定回路２１の２つに分けた構成としたことである。これは、主走査フリンジ補正露光判定回路２１が、主走査方向近接縦線間の判定を行い、その判定結果を利用して、副走査フリンジ補正露光判定回路２０が、副走査方向画像下端部の判定を行うためである。
【００１６】
主走査方向の判定条件（フリンジが発生する近接縦線間の距離）は、主走査方向フリンジが強め合う条件に依存する。これは、現像条件（現像剤の抵抗値，現像ギャップ，現像方式等）により、現像電界が強め合う範囲が異なり、一般に、主走査方向近接縦線間が０.１〜５.０mm以下の場合にフリンジ補正が必要となる。電子写真装置に依存するこの数値は、実機による印刷実験により簡単に求めることができる。
【００１７】
本構成をとることで、従来の画像下端部のフリンジ補正のみならず、近接縦線間のフリンジ補正が可能となり、より高画質が得られる。
【００１８】
尚、本実施例で示した主走査フリンジ補正露光判定回路２１における判定条件（フリンジが発生する近接縦線間の距離）は、上述したように現像条件により異なるものであり、変更はありうる。ただし、一次元主走査方向で判別が可能なことから、前記変更に対するハードウェアの増加量は大きくなく、条件に応じて柔軟に対応することが可能である。
【００１９】
図４に、主走査フリンジ補正露光判定の内容を示す。横に連続するますは主走査方向の画素を示し、上部の数字は画素の順番を示す。判定対象は注目画素（順番０）であり、その左に順番−１，−２，−３，…、右に順番＋１，＋２，＋３，…とする。ますの中に画像データを示す。Ｗは白データ、Ｂは黒データ、―は任意のデータを示す。いま、判定条件（フリンジが発生する近接縦線間の距離）を、Ｌ画素分と仮定する。注目画素の画素データがＷで、かつ注目画素０に対して、主走査方向左右Ｌ画素ずつを判別し、右方向で初めて画素データがＢになる画素の順番をｍ、左方向で初めて画素データがＢになる画素の順番をｎとすると、
ｍ―ｎ−２＜Ｌ
ならば判定条件に当てはまるとし、条件に当てはまった場合を、隣接縦線間補正画素とした。
【００２０】
ここで、本実施例においては、反転画像のみを判別し補正制御を行う方式を採用した。正規，反転の両側に対して補正を行うことは有力であるが、本実施例では正規現像にカラーデータ（Ｃ）を、反転画像に黒データ（Ｂ）を採用したためである。上記ハード構成を取ったことで、正規現像を行った時点で、ホワイト部（中間電位）に対する正規潜像コントラストが減少し、フリンジ電界が弱まるためである。本方式は、回路規模を縮小でき簡易性，コスト面で優位性がある。
【００２１】
以上説明してきたように、本実施例では、ベタ黒データ下（黒画像下端部）のホワイトデータ，ベタカラー画像下（赤画像下端部）のホワイトデータ，主走査方向に隣接した黒データ間のホワイトデータ（隣接縦線間）に対して、フリンジ補正制御を行う。
【００２２】
図２，図３は本実施例で採用した、隣接縦線間と画像下端部フリンジ補正制御の基本パターンである。黒画像７１と赤画像７２の出現パターンに応じた露光制御内容を示したものである。即ち、上側が画像先端部，下部が画像後端部となっている。
【００２３】
露光条件は、黒画像７１，赤画像７２，黒フリンジ（赤画像下）補正７５，黒線間（隣接縦線間）補正７３，赤フリンジ（黒画像下）補正７４，白画像となる。この際、黒画像（反転現像画像）７１＞赤画像（正規現像画像）７２＞黒フリンジ（正規画像下端部）補正７５＞黒線間（隣接反転現像画像間）補正７３＞赤フリンジ補正(黒画像下端部)７４の順に制御が優先される。具体的には、図１での四つのレーザドライバー（ホワイト部１４，反転画像１５，正規フリンジ１６，反転フリンジ１７）が選択される。
【００２４】
ここで、本実施例の特徴は、パターン１で解るように、隣接縦線間補正部に対しても画像下端部と同様の露光制御を行っている点である。これは、実験結果より近接縦線間に補正制御を加えた場合は、画像部を含めてベタ画像として扱った方が、良好な補正結果が得られたためである。上述の補正手段を用いることで、単純に隣接縦線間補正と画像下端部補正を行うより、より良好な画像を得ることができる。
【００２５】
このため、初めに主走査フリンジ補正露光判定部の隣接縦線間の色トナーのフリンジ判定を行い、その判定条件に当てはまった画像データを、黒画像データに変更して前記画像メモリに保存し、その保存された画像データを元に副走査フリンジ補正露光判定部の色トナーのフリンジ判定をするようにした。これにより、新たに隣接縦線間補正部の下を判定する回路が不要になるため、回路が複雑化しないという効果がある。このような補正手段を用いるため、図１に示した露光補正制御を、画像メモリを介して主走査フリンジ補正露光判定回路２１と副走査フリンジ補正露光判定回路２０に分ける必要が生じた。また、両回路が接続されているのは、黒画像データは反転画像レーザドライバー１５を駆動するため、補正黒データと合わせて必要なためである。
【００２６】
ここで、図２の一例（基本パターン５，隣接黒縦線間）を詳しく説明する。画像としては下向きコの字型黒の中に赤画像が入っている。優先順位の高い順に、黒画像７１，赤画像７２が最初に決定される。続いて、黒フリンジ（赤画像下）補正７５が決定される。続いて黒線間補正７３が決定される。黒画像コの字型の下端部では、黒フリンジ補正７５が優先されているのがわかる。最後に黒線間補正７３と黒画像７１を合わせた下に、赤フリンジ補正７４が決定される。
【００２７】
図５に、画像メモリの構成を示す。副走査方向の判定条件（フリンジが発生する画像下の距離）は、副走査方向フリンジが強め合う条件に依存する。これは、現像条件（現像剤の抵抗値，現像ギャップ，現像方式等）により、現像電界が強め合う範囲が異なり、一般に、副走査方向画像下の距離が０.１〜５.０mm以下の場合にフリンジ補正が必要となる。電子写真装置に依存するこの数値は、実機による印刷実験により簡単に求めることができる。本実施例では、判定条件（フリンジが発生する画像下の距離）をＫライン分と仮定した。
【００２８】
前記したように黒画像データと主走査フリンジ補正露光判定データは論理和  （ＯＲ）されて、ラインメモリ１に入る。ラインメモリ１はＫライン分あり、順次ライン毎遅れたデータを出力する。赤画像データは、ラインメモリ２に入る。ラインメモリ２もＫライン分あり、順次ライン毎遅れたデータを出力する。白画像データは、それらの出力を論理和反転（ＮＯＲ）して、やはりＫライン分作られる。これらのデータを元に、黒及び赤画像下から、それらの下に初めて黒または赤画素が現れるまでの間の白画素に対し画像下端部補正制御をかける。
【００２９】
ここで、具体的補正露光の内容であるが、主走査フリンジ補正露光判定回路２１で判定された隣接縦線間に関しては、前述の優先順位で露光制御される場合に、所定の露光量（中間電位露光量比１.２〜１.３ 倍程度）で一様に露光する。これは、強めあった現像電界を均一に弱めるためである。このような制御を行うことで、フリンジのない良好な画像を得ることができる。副走査フリンジ補正露光判定回路２０で判定された画像下に関しては、補正領域全域を前記所定の露光量で一様に露光しても良いし、画像からの副走査方向距離に応じて露光量を段階的に変化させてもよい。変化させる手段は、レーザドライバ１４，１５，１６，１７を公知のアナログ発光できるもの（デジタルアナログ変換器等）とする。
【００３０】
次に、本発明の課題の２番目に述べた、反転画像と正規画像が主走査方向に隣接して存在した場合、補正制御により画像隣接部下のベタ下補正露光部分に不必要な画像乱れが発生するという現象に対する制御法を述べる。
【００３１】
本現象は、本来均一なホワイト（中間電位）部分に、ベタ下という理由で補正露光を行ったため生じるものである。例えば、同じ白画像であっても、赤画像下から黒画像下に変化する境界部では、中間露光量に対して、片側で±２０〜３０％、トータルでは４０〜６０％近い光量変化が生じ、現像特性とあいまって、現像画像を乱すものである。本対策としては、反転画像の画像下フリンジ判定部と正規画像の画像下フリンジ判定部とが主走査方向に隣接する領域を判定し、前記判定された領域に対しフリンジ補正露光を行わないようにした。具体的な回路は前記縦線間補正と同様に主走査方向に連続する前記反転画像の画像下フリンジ判定部結果と正規画像の画像下フリンジ判定部結果が、連続して変化する点を検出し、その前後数ドットを隣接する領域として判定する。
【００３２】
このような方策を取ることで、反転画像画下補正露光，ホワイト露光（中間電位），正規画像画下補正露光と急激な電位（電界）変化を防ぐことができ、画像乱れのない、良好な画像を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、上述した構成により、画像の後端部及び近接縦線間のフリンジ現象を抑制でき、画像乱れのない電子写真装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真装置の露光装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明のフリンジ補正制御の基本パターンを説明する図である。
【図３】本発明のフリンジ補正制御の基本パターンを説明する図である。
【図４】隣接縦線間の判別内容の一実施例を示す図である。
【図５】本発明の画像メモリ内部の一実施例を示す図である。
【図６】本発明の電子写真装置の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
１…感光体ドラム、２…帯電器、４，５…現像機、６…転写前帯電器、７…用紙、８…転写器、９…定着器、１０…クリーナー、１２…露光装置、１３…レーザ、１４…ホワイト部ドライバ、１５…反転画像ドライバ、１６…正規フリンジドライバ、１７…反転フリンジドライバ、１８…スイッチ、１９…画像メモリ、２０…副走査フリンジ補正露光判定回路、２１…主走査フリンジ補正露光判定回路、２２…プリンタエンジン、２３…コントローラ、７１…黒画像、７２…赤画像、７３…黒線間補正、７４…赤フリンジ補正、７５…黒フリンジ補正、７６…フリンジ制御補正幅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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