JP2000085182A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像品質の向上を図りつつ、構成の簡略化を
図った画像形成装置を提供する。 【解決手段】 レーザスキャナのポリゴンモータおよび
ポリゴンミラーＰの回転速度は、標準速時、１／２速
時、１／４速時、とで変更せずに、標準速度に対して
（１／Ｎ）倍の速度で画像形成する場合にはＮ回分、つ
まり、１／２速時には２回分、１／４速時には４回分、
同じ画像信号で露光走査を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタル画像形成装
置に関するものであり、特に電子写真方式の画像形成装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、画像情報のフルカラー化が進み、
ハードコピーの出力には、より速く、より安く、よりき
れいにというニーズが高まっている。

【０００３】現在の、電子写真方式の画像形成装置にお
いては、上記ニーズを実現するために、高解像度化、高
階調化、高安定化がすすんでいる。

【０００４】解像度では４００ｄｐｉが標準化し、更な
る高画質化が進んでいる一方で、高安定化技術も進み、
高解像度、高安定という相反する二つの技術を両立させ
ている。

【０００５】また、高速化というニーズに対しても、４
つの像担持体を用いて、色毎に帯電、露光、現像という
画像形成を行うことで、従来からある像担持体が一つの
系に対して４倍の高速化を達成している。

【０００６】また、定着速度を変えて、転写材のいろい
ろな種類に対応できるようなしくみを備え、転写材とい
う面からの高画質化も達成している。

【０００７】たとえば、厚紙や、ＯＨＰシートなどに画
像形成する場合には、定着速度を遅くするのが一般的で
ある。

【０００８】その場合には、定着搬送ベルトを用いるこ
とにより、感光体の回転速度は一定にしながら、定着速
度を変えている。

【０００９】しかしながら、そのように構成する場合に
は、感光体の回転速度と定着速度を変える必要があるた
め、感光体部から転写材が完全に通り抜けた後に定着部
へ送る必要があるため、感光体部を抜けた転写材を定着
部へ送るための定着搬送ベルトの長さを十分にとらなけ
ればならず、装置全体の大きさが大きくなりがちなた
め、定着速度に合わせて感光体の回転速度等から変えて
しまう方式も提案されている。

【００１０】この場合、画像形成速度を変えても、１画
素あたりの露光量を一定になるように設定されるのが一
般的である。

【００１１】また、画像形成速度を１／２にするときに
は、レーザスキャナのポリゴンモータの回転速度も同時
に１／２に下げて、相対的にドラムの回転速度とレーザ
のスキャン速度を一定にして使用していた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【００１３】上述した従来技術の構成では、画像形成速
度を変える際に、レーザスキャナのポリゴンモータの回
転速度も同時に変えるために、画像処理系のクロック周
波数（１画素あたりの画像情報を送信するための信号の
周波数）も変更する必要があり、画像形成するすべての
系の速度を変える事が必要となっていた。

【００１４】したがって、画像形成装置は、完全に２系
統の速度体系を備える必要が有り、コストアップにつな
がっていた。

【００１５】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、画像
品質の向上を図りつつ、構成の簡略化を図った画像形成
装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、画像情報に応じて像担持体上に露
光走査する工程を含む画像形成プロセスを備えると共
に、該画像形成プロセスによる画像形成速度を複数種類
有した画像形成装置において、前記画像形成速度にかか
わらず、前記露光走査する際の走査速度を一定とするこ
とを特徴とする。

【００１７】したがって、走査速度を可変な構成とする
必要がない。

【００１８】前記画像形成速度が標準速度の場合には副
走査方向に１走査分の露光走査を行い、画像形成速度が
前記標準速度に対して（１／Ｎ）倍の速度の場合には、
同じ画像情報について副走査方向にＮ走査分繰り返す露
光走査を行うとよい。

【００１９】したがって、副走査方向に画像が圧縮され
てしまうことなく、走査速度を一定のまま画像形成速度
を変えることができる。

【００２０】また、前記画像形成速度を標準速度に対し
て（１／Ｎ）倍の速度とする場合には、副走査方向の画
像解像度を標準速度の際の画像解像度に対してＮ倍の画
像解像度で露光走査することもできる。

【００２１】したがって、副走査方向に画像が圧縮され
てしまうことなく、走査速度を一定のまま画像形成速度
を変えることができ、かつ、画質が向上する。

【００２２】前記露光走査は、回転する回転多面鏡にレ
ーザ光を反射させて走査するレーザスキャナにより行う
とよい。

【００２３】また、前記露光走査は、主走査方向に配列
された走査型ＬＥＤアレイにより行うこともできる。

【００２４】前記露光走査の際の露光スポット径は、画
像形成速度にかかわらず一定であるとよい。

【００２５】１画素あたりの画像情報の送信速度は、画
像形成速度にかかわらず一定であるとよい。

【００２６】１画素あたりの再現階調数は２値であると
よい。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態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
ないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではない。

【００２８】（第１の実施の形態）図１を参照して、本
発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について説
明する。

【００２９】図１は本発明の第１の実施の形態に係る画
像形成装置の概略構成断面図である。なお、本実施の形
態では、４ドラム方式を用いたフルカラー画像形成装置
を例に説明する。

【００３０】まず、画像形成プロセスを簡単に説明す
る。

【００３１】まず、一次帯電器５により像担持体として
の感光ドラム１０上に均一帯電し、そこにレーザスキャ
ナにて、画像情報に応じて露光走査して静電潜像を形成
する。

【００３２】そして、その静電潜像を、現像器６により
顕画化（現像化）し、転写手段である転写帯電器７によ
り転写紙上に転写する。

【００３３】その後、定着搬送ベルト８により転写紙を
搬送して、定着手段としての定着器９により転写紙上に
転写されたトナー像を固着（定着）させる。

【００３４】なお、１ドットあたりの再現階調数は２５
６値である。

【００３５】２５６階調の再現は、１ドットの中で、レ
ーザの発光パルス幅を制御（以下ＰＷＭとする）するこ
とにより達成している。

【００３６】本実施形態においては、上記画像形成プロ
セスを、４つの色毎に同時に行う事により、高速化を実
現している。

【００３７】すなわち、第１ステーションはYellow（Ye
llowステーション１）、第２ステーションはMagenta
（Magenta ステーション２）、第３ステーションはCyan
（Cyanステーション３）、第４ステーションはBlack
（Black ステーション４）の画像を形成している。

【００３８】したがって、露光源としての、レーザは４
つ用いることになる。

【００３９】本画像形成装置は、様々な転写紙に画像を
形成することができる。

【００４０】しかしながら、転写紙が厚いときや、ＯＨ
Ｐフィルムなどに画像形成をする場合には、通常の画像
形成速度では、定着性能が追いつかないため、画像形成
速度を遅くすることで対応している。

【００４１】なお、画像形成速度とは、転写材（転写
紙）に画像を形成する速度のことであり、感光ドラム１
０の回転速度，現像器６による現像速度，転写帯電器７
による転写速度，転写材の搬送速度や定着器９による定
着速度等に関連するため、これらの速度をそれぞれ変更
することになる。

【００４２】例えば、通常の２倍の定着時間を要する厚
紙に画像形成する場合には、標準画像形成速度（以下標
準速とする）に比べ、１／２の画像形成速度（以下１／
２速とする）にし、通常の４倍の定着時間を要するＯＨ
Ｐフィルムに画像形成する場合には、同１／４の速度
（以下１／４速とする）で画像形成を行う。

【００４３】このような構成にすることで、つねに満足
な定着性を得ることが可能となり、同時に、転写紙の種
類に応じて、最大限のプロダクティビティーを発揮する
ことができ、画像品質の向上を図ることができ、また、
転写部と定着部の速度が等しいことから、定着搬送ベル
トの長さを十分にとらなければならないような定着搬送
ベルト方式を用いずに済むか、あるいは、定着搬送ベル
トを不要とするため、本体サイズも小型化することが可
能となっている。

【００４４】なお、本画像形成装置のプロダクティビテ
ィは、標準速で２０ｐｐｍ（プリント／分）、１／２速
で１０ｐｐｍ、１／４速で５ｐｐｍとなっている。

【００４５】また、本画像形成装置の解像度は、主走査
方向、副走査方向ともに、６００ｄｐｉである。

【００４６】ここで、本実施の形態における走査速度を
決定する、レーザスキャナのポリゴンモータおよび回転
多面鏡としてのポリゴンミラーＰの回転速度は、標準速
時、１／２速時、１／４速時、とで変更していない。

【００４７】ただし、通常どおりに各走査ごとに画像信
号（画像情報）を変えて、単に回転速度を変化させない
ままだと、画像が副走査方向に圧縮されてしまうので、
同じ画像信号で副走査方向に複数回画像露光するように
画像メモリから読み出しを行っている。

【００４８】すなわち、具体的には、標準速度に対して
（１／Ｎ）倍の速度で画像形成する場合にはＮ回分、つ
まり、上述の例において、１／２速時には２回分、１／
４速時には４回分、同じ画像信号で露光走査を行ってい
る。

【００４９】したがって、副走査方向に圧縮された画像
を複数回繰り返すことで、結果的に、副走査方向に圧縮
されていない所定の画像を得ることができる。

【００５０】なお、露光走査の際の露光スポット径は、
画像形成速度にかかわらず一定である。

【００５１】以上のように、画像形成速度によらず、ポ
リゴンモータの回転速度を一定に制御する事が可能であ
るため、ポリゴンモータのスピード変更に要する時間や
構成を不要にし、構成を簡略化することができ、ひいて
はポリゴンモータのコストダウンにつなげる事が可能と
なる。

【００５２】（第２の実施の形態）図２および図３に
は、本発明の第２の実施の形態が示されている。上記第
１の実施の形態では、画像形成速度を変える際に、解像
度を一定のまま同じ画像信号で露光走査を複数回行う場
合の構成を示したが、本実施の形態では、画像形成速度
を変える際に、解像度を変えて各画像信号ごとに１走査
行う場合の構成を示している。

【００５３】その他の構成および作用については第１の
実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同
一の符号を付して、その説明は省略する。

【００５４】画像形成装置全体の構成等については、上
述の第１の実施の形態で説明した図１の構成と同様であ
るので、その説明は省略する。

【００５５】本実施形態においては、画像形成速度を１
／２速、１／４速にした場合に、それぞれの画像解像度
を２倍、４倍に増やしている。

【００５６】その手段について述べる。

【００５７】図２は本発明の第２の実施の形態に係る画
像信号の流れ図である。

【００５８】画像形成速度を１／２速、１／４速にし、
露光手段のスキャン速度を標準速度のままで使用する
と、上述のように副走査方向にそれぞれ、２度あるいは
４度同じ画像信号を露光しないと、副走査方向に圧縮し
てしまう。

【００５９】そこで、上述の第１の実施形態において
は、副走査方向に同一画像信号を複数回露光して６００
ｄｐｉで画像形成している場合を示したが、本実施の形
態では、画像メモリ量を標準時の２倍あるいは４倍に増
やす事により、副走査方向に１走査ごとに異なる画像信
号を露光し、１２００ｄｐｉあるいは２４００ｄｐｉに
対応可能としている。

【００６０】この場合の画像処理クロック（１画素あた
りの送信速度）は、標準時と同じである。

【００６１】つまり、１２００ｄｐｉ，２４００ｄｐｉ
化する際のコストアップは、メモリ分のみである。

【００６２】以下、図２の流れ図にそって、説明する。

【００６３】まず、本画像形成装置に入力される画像信
号は、６００ｄｐｉである（）。

【００６４】それを副走査方向に２倍、４倍に拡大した
後（）に、解像度を優先するか否かの選択に基づいて
（）、優先しなければ、以下に示す標準速用ディザパ
タン処理を行い（）、優先する場合は、１／２速であ
るか否かに基づいて、１／２速であれば１２００ｄｐｉ
ディザパタン処理を行い（）、そうでなければ（１／
４速であれば）２４００ｄｐｉディザパタン処理を行う
（）。

【００６５】そして、その後は通常の画像処理（画像メ
モリに落として（）、レーザドライバで潜像を形成す
る（））を行うのである。

【００６６】なお、本実施形態においては、上述のよう
にディザ処理を行っている。

【００６７】ディザパタンは、３種類用意しており、オ
ペレータが標準時と同じディザパタンを選択した場合に
は線数が２倍／４倍になり、線数を標準時と同様にした
ものを選択すると、階調数が２倍／４倍になる。

【００６８】つまり、解像度優先と階調優先の２モード
を設けている。

【００６９】なお、図３に標準時のディザパタン（閾値
表）を示す。

【００７０】このようにすることで、画像形成速度によ
らず、ポリゴンモータの回転速度を一定に制御する事が
可能であるため、ポリゴンモータのスピード変更に要す
る時間や構成を不要にし、構成を簡略化することがで
き、ひいてはポリゴンモータのコストダウンにつなげる
事が可能となる。

【００７１】しかも、１／２速、１／４速時には、標準
時に比べ、解像度あるいは階調数をあげることが可能と
なる。

【００７２】より詳しく説明すると、例えば、標準状態
が６００ｄｐｉのプリンタの場合において、１／２速時
には副走査方向に１２００ｄｐｉの画素密度となる。

【００７３】その状態で、ディザ処理を行う場合にディ
ザマトリクス中の画素数を標準状態と同じにした場合に
は線数が倍になり解像度が上がる。

【００７４】一方、標準状態に対してディザマトリクス
の画像上での面積を等しくした場合には、ディザマトリ
クスを構成する画素数が倍になるので再現階調数が倍に
なる。

【００７５】本例では、標準状態のディザマトリックス
中の画素数は２５６個であるので２５６階調を表現でき
るが、１／２速時にディザマトリクスの面積をそろえる
と、ディザマトリクス中の画素数は５１２個になるの
で、再現可能階調数は５１２となる。

【００７６】なお、露光走査の際の露光スポット径は、
画像形成速度にかかわらず一定である。

【００７７】（第３の実施の形態）図４および図５に
は、本発明の第３の実施の形態が示されている。

【００７８】上記実施の形態では、露光走査をレーザス
キャナにより行う構成を示したが、本実施の形態では、
露光走査を走査型ＬＥＤアレイにより行う構成を示して
いる。

【００７９】図４は本発明の第３の実施の形態に係る画
像形成装置の概略構成断面図である。なお、本実施の形
態では、４ドラム方式を用いたフルカラー画像形成装置
を例に説明する。

【００８０】まず、画像形成のプロセスを簡単に説明す
る。

【００８１】まず、一次帯電器１５により感光ドラム１
４上に均一帯電し、そこにＬＥＤアレイ１１にて、入力
画像信号に応じて露光し静電潜像を形成する。

【００８２】その静電潜像を、現像器１３により顕画化
し、転写手段としての転写ブレード１２により転写紙上
に転写する。

【００８３】定着手段である定着器１６により転写紙上
に転写されたトナー像を固着（定着）させる。

【００８４】一画素あたりの、再現階調数は２値であ
る。

【００８５】本実施形態においては、上記画像形成プロ
セスを、４色同時に行う事により高速化を実現してい
る。

【００８６】すなわち、第１ステーションはYellow（Ye
llowステーション１）、第２ステーションはMagenta
（Magenta ステーション２）、第３ステーションはCyan
（Cyanステーション３）、第４ステーションはBlack
（Black ステーション４）の画像を形成している。

【００８７】したがって露光源としての、ＬＥＤアレイ
１１は４つ用いることになる。

【００８８】図５に示すように、ＬＥＤアレイ１１は、
selfocレンズアレイ（日本板ガラス商標登録）２０を通
して、感光ドラム１４面上に結像する。

【００８９】本画像形成装置の主走査方向の解像度は、
ＬＥＤアレイ１１の解像度によっており、本画像形成装
置では、６００ｄｐｉとなっている。

【００９０】selfocレンズアレイ２０は、そのＬＥＤを
１対１で感光ドラム面上に結像させており、感光ドラム
面上でも６００ｄｐｉの解像度が得られている。

【００９１】また、ＬＥＤは感光ドラムの長手方向（主
走査方向）に対して、２５６画素毎にスキャンする構成
になっている。

【００９２】ＬＥＤをスキャンして露光することによ
り、露光時の電流量を少なくすることが可能になり、Ｌ
ＥＤの昇温などに有効な系になっている。

【００９３】また、本画像形成装置は、様々な転写紙に
画像を形成することができる。

【００９４】しかしながら、転写紙が厚いときや、ＯＨ
Ｐフィルムなどに画像形成をする場合には、通常の画像
形成速度では、定着性能が追いつかないため、画像形成
速度を遅くすることで対応している。

【００９５】例えば、厚紙に画像形成する場合には、標
準画像形成速度（以下標準速とする）に比べ、１／２の
画像形成速度（以下１／２速とする）にし、ＯＨＰフィ
ルムに画像形成する場合には、同１／４の速度（以下１
／４速とする）で画像形成を行う。

【００９６】このような構成にすることで、つねに満足
な定着性を得ることが可能となり、同時に、転写紙の種
類に応じて、最大限のプロダクティビティーを発揮する
ことができ、画像品質の向上を図ることができ、また、
転写部と定着部の速度が等しいことから、定着搬送ベル
トの長さを十分にとらなければならないような定着搬送
ベルト方式を用いずに済むか、あるいは、定着搬送ベル
トを不要とするため、本体サイズも小型化することが可
能となっている。

【００９７】なお、本画像形成装置のプロダクティビテ
ィは、標準速で２０ｐｐｍ（プリント／分）、１／２速
で１０ｐｐｍ、１／４速で５ｐｐｍとなっている。

【００９８】ここで、本実施の形態における走査速度を
決定する、ＬＥＤアレイのスキャン速度は、標準速時
と、１／２速時、１／４速時において変更していない。

【００９９】また、画像処理クロックも変えていないの
で、画像メモリを増設することで、副走査方向への露光
解像度を上げることが可能である。

【０１００】本実施形態では、１／２速時には１２００
ｄｐｉ、１／４速時には２４００ｄｐｉでの画像露光を
行っている。

【０１０１】なお、露光走査の際の露光スポット径は、
画像形成速度にかかわらず一定である。

【０１０２】また、本画像形成装置に入力される画像信
号は、６００ｄｐｉである。

【０１０３】それを副走査方向に２倍、４倍に拡大した
後に、通常の画像処理を行うのである。

【０１０４】本実施形態においては、ディザ処理を行っ
ている。

【０１０５】ディザパタンは、３種類用意しており、オ
ペレータが標準時と同じディザパタンを選択した場合に
は線数が２倍、４倍になり、線数を標準時と同様にした
ものを選択すると、階調数が２倍、４倍になる。

【０１０６】つまり、解像度優先と階調優先の２モード
を設けているのである。

【０１０７】この時には、それぞれ専用の不図示のディ
ザマトリクスと、標準速時のディザマトリクスその時
の、増設メモリは、それぞれ、標準時の２倍、４倍であ
る。

【０１０８】つまり、画像メモリさえ増設することで、
露光解像度を上げることが可能になり、１／２速、１／
４速時には、標準時に比べ、解像度あるいは、階調数を
あげることが可能となる。

【０１０９】以上のように、画像形成速度によらず、Ｌ
ＥＤアレイのスキャン速度を変更する構成を不要にし、
構成を簡略化することができ、しかも、１／２速、１／
４速時には、標準時に比べ、解像度あるいは階調数をあ
げることが可能となる。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、転写材
に適した画像形成速度に変えることができるので画像品
質を維持しつつ、画像形成速度にかかわらず、露光走査
する際の走査速度を一定としたので、走査速度を可変な
構成とする必要がなく、構成の簡略化を図ることができ
る。

【０１１１】画像形成速度が標準速度の場合には副走査
方向に１走査分の露光走査を行い、画像形成速度が標準
速度に対して（１／Ｎ）倍の速度の場合には、同じ画像
情報について副走査方向にＮ走査分繰り返す露光走査を
行うことで、副走査方向に画像が圧縮されてしまうこと
なく、走査速度を一定のまま画像形成速度を変えること
ができる。

【０１１２】また、前記画像形成速度を標準速度に対し
て（１／Ｎ）倍の速度とする場合には、副走査方向の画
像解像度を標準速度の際の画像解像度に対してＮ倍の画
像解像度で露光走査することにより、副走査方向に画像
が圧縮されてしまうことなく、走査速度を一定のまま画
像形成速度を変えることができ、かつ、画質が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の概略構成断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る画像信号の流
れ図である。

【図３】標準時のディザパタン（閾値表）である。

【図４】本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置
の概略構成断面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置
の主要部（ＬＥＤアレイ部）の概略構成図である。

【符号の説明】

１ Yellowステーション ２ Magenta ステーション ３ Cyanステーション ４ Black ステーション ５ 帯電器 ６ 現像器 ７ 転写帯電器 ８ 定着搬送ベルト ９ 定着器 １０ 感光ドラム １１ ＬＥＤアレイ １２ 転写ブレード １３ 現像器 １４ 感光ドラム １５ 帯電器 １６ 定着器 ２０ selfocレンズアレイ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像情報に応じて像担持体上に露光走査す
   る工程を含む画像形成プロセスを備えると共に、該画像
   形成プロセスによる画像形成速度を複数種類有した画像
   形成装置において、 前記画像形成速度にかかわらず、前記露光走査する際の
   走査速度を一定とすることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記画像形成速度が標準速度の場合には副
   走査方向に１走査分の露光走査を行い、画像形成速度が
   前記標準速度に対して（１／Ｎ）倍の速度の場合には、
   同じ画像情報について副走査方向にＮ走査分繰り返す露
   光走査を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形
   成装置。
3. 【請求項３】前記画像形成速度を標準速度に対して（１
   ／Ｎ）倍の速度とする場合には、副走査方向の画像解像
   度を標準速度の際の画像解像度に対してＮ倍の画像解像
   度で露光走査することを特徴とする請求項１に記載の画
   像形成装置。
4. 【請求項４】前記露光走査は、回転する回転多面鏡にレ
   ーザ光を反射させて走査するレーザスキャナにより行う
   ことを特徴とする請求項１，２または３に記載の画像形
   成装置。
5. 【請求項５】前記露光走査は、主走査方向に配列された
   走査型ＬＥＤアレイにより行うことを特徴とする請求項
   １，２または３に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】前記露光走査の際の露光スポット径は、画
   像形成速度にかかわらず一定であることを特徴とする請
   求項１〜５のいずれか一つに記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】１画素あたりの画像情報の送信速度は、画
   像形成速度にかかわらず一定であることを特徴とする請
   求項１〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】１画素あたりの再現階調数は２値であるこ
   とを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の画
   像形成装置。