JP2000343756A

JP2000343756A - 画像形成装置および画像形成方法

Info

Publication number: JP2000343756A
Application number: JP11162216A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Nakajima; 吉紀中島; Tetsuro Toyoshima; 哲朗豊島; Tadashi Iwamatsu; 正岩松; Nobuyuki Azuma; 伸之東; Yoshinori Muto; 吉紀武藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2000-12-12
Also published as: EP1059804A2; US6417876B1; EP1059804A3

Abstract

(57)【要約】【課題】あらゆるドット密度の画像に対して、優れた
画像再現性を有する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置における露光エネルギーの
制御部１０５は、複数の基準画像が記憶されている基準
画像記憶部２０７、複数の画素情報からなる画像情報を
基準画像記憶部２０７中のデータに基づいて比較識別す
る画像識別部２０１、基準画像記憶部２０７に記憶され
ている各基準画像に対する露光エネルギー密度が記憶さ
れている露光エネルギー密度記憶部２０９、画像識別部
２０１からのデータおよび露光エネルギー密度記憶部２
０９中のデータに基づいて各画素情報に対するドット位
置に付与すべき露光エネルギー密度を決定する露光エネ
ルギー密度決定部２０３および露光エネルギー密度決定
部２０３からのデータに基づいて露光部１０３のレーザ
を駆動するレーザドライバ２０５を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル画像に基
づき画像を形成する画像形成装置および画像形成方法に
関し、特に、露光エネルギー密度を制御することによ
り、良質の画像を形成する画像形成装置および画像形成
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル情報化社会の到来に伴い、デジ
タル処理方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機等の需
要は益々高まっており、加えて、これら画像形成装置に
対する高画質化への要求も非常に強くなってきている。
とりわけ最近は、様々な文書フォントや写真レベルの高
精細画像を忠実に再現できる再現性に優れた複写機やプ
リンタの開発に対する強い要請がみられる。

【０００３】しかし、従来から、同じ露光条件でも画像
の種類（ドット密度の差）によって再現性が異なること
が知られており、このため、あらゆる画像に対して優れ
た再現性を実現することは困難であるという問題が生じ
ていた。

【０００４】つまり、例えば、１ラインおきに形成され
るラインパターン（以下「周期ラインパターン」とい
う。）の解像度を確保すると、ドット密度が疎である隣
接ドットの存在しない孤立した１ドットパターン（以下
「孤立ドットパターン」という。）のドット径が所望の
値より小さくなり、場合によっては、ドットが形成され
ず、逆に、孤立ドットパターンのドット径を確保すると
ラインパターンのライン幅が所望の値よりも大きくな
り、場合によってはラインが潰れ、黒べたになってしま
うということである。

【０００５】以下、この現象について、図を用いて説明
する。図６は、デジタル画像情報の一例を示す図であ
る。ここで、図中の記号Ａ〜Ｇ、および、番号１〜２０
は、ドット位置を説明するために付与したものである。

【０００６】さて、図６は、行（Ａ，Ｂ，Ｃ，…）およ
び列（１，２，３，…）からなるメモリ空間上の仮想パ
ターンを表わしており、例えば、（行、列）＝（Ａ、
１）等に示される黒は“印字”（電圧レベルがＨｉｇ
ｈ）を、また、（行、列）＝（Ｂ、１）等に示される白
は“非印字”（電圧レベルがＬｏｗ）を意味している。

【０００７】したがって、本図に示す画像情報を記憶し
たメモリからデータを１次元的に読み出し、その読み出
されたデータに基づいて半導体レーザを駆動させるよう
な場合には、読み出されたデータが“印字”（電圧レベ
ルがＨｉｇｈ）のときはレーザを点灯（駆動）させ、
“非印字”（電圧レベルがＬｏｗ）のときは点灯（駆
動）させないように制御される。

【０００８】具体的には、まず、メモリの入力信号の１
つである行アドレスとして“Ａ”を指定した後、もう１
つの入力信号である列アドレスとして順に“１，２，
３，…”と指定していく。このように指定されたＡ行の
行データが順次読み出され、このデータを受けたレーザ
ドライバが、レーザの点滅を制御する。したがって、ま
ず、Ａ列に対して、その画像情報に応じた静電潜像が感
光体上に形成されることになる。

【０００９】次に、行アドレスとして“Ｂ”を指定した
後、列アドレスとして順に“１，２，３，…”と指定し
ていく。すると、Ｂ列に対してもその指定されたデータ
が読み出され、レーザドライバによりそのデータに応じ
たレーザ点滅の制御が行なわれる。そして、Ａ行のとき
と同様に、Ｂ行に対しても、その画像情報に応じた静電
潜像が形成される。

【００１０】以上を繰り返すことにより、感光体上に、
図６の画像パターンに対応した潜像パターンが２次元的
に形成される。

【００１１】図１１および図１２は、このような静電潜
像の形成プロセスを図６の画像パターン全てに対して同
一の露光条件で行なった場合の、極端な現像結果を表わ
す図である。

【００１２】図１２は、原画像（図６）のラインパター
ンの再現性をよくする露光条件で画像を形成した場合の
結果を表わす図である。このような露光条件では、図１
２に示すように、ラインパターンは適性に再現される
が、孤立ドットパターンの再現性が悪く、極端には孤立
ドットが消滅してしまい全く再現されないことになる。

【００１３】その一方、図１１は、原画像（図６）の孤
立ドットパターンのドット径を確保する露光条件で画像
を形成した場合の結果を表わす図である。このような露
光条件では、図１１に示すように、孤立ドットは所望の
ドット径で適性に再現されるが、ラインパターンの再現
性が悪く、極端にはライン幅が増大した結果、非印字部
分が消滅し、黒べた画像が得られることになる。

【００１４】このようなドット密度が異なる画像間の画
像再現の両立性が悪くなるという問題を解決するため
に、特開昭６３−６４７６３号公報では、印字データ自
体を補正する方法（従来技術１）が開示されている。す
なわち、印字データの中から孤立した１ドット印字デー
タを検出し、その検出された１ドット印字データの前ま
たは後ろ１ビット分を印字データとして補正するという
ものである。

【００１５】また、特開昭６３−２９６０６９号公報で
は、感光体のビームスポット径を変化させて上記問題を
解決しようとする方法（従来技術２）が開示されてい
る。具体的には、印字データ中から孤立した１ドット印
字データを検出し、その検出された１ドット印字データ
に対するビームスポット径を大きくするというものであ
る。

【００１６】このような、ドット密度が異なる画像間に
おける画像再現性の両立という問題には、さらに感光体
の膜厚の経時変化による影響も無視することはできな
い。つまり、画像の再現性には、感光体の帯電特性、光
減衰特性および感光体内電界の空間周波数特性等が大き
く寄与しており、これら感光体の諸特性は、感光体の膜
厚によって変化するからである。

【００１７】感光体の膜厚は、残留トナーを除去するた
めのクリーニング部材との接触や転写時の紙との摩擦等
により経時的に減少する。したがって、単に画像形成装
置を使用するだけで、経時的に上記感光体の諸特性にも
変化をもたらすことになる。

【００１８】このため、印字画像の黒部分の濃度や画像
の明るさが初期設定に対して変動したり、ドット密度の
異なる画像の再現性を保つことができないという問題が
生じていた。

【００１９】したがって、従来から、この問題を解決す
るために、感光体の膜厚の経時変化を考慮に入れた画像
形成技術が提案されてきている。例えば、特開平８−９
５４３３号公報で示される、感光体膜厚の変動を感知し
て露光ランプ量を制御することにより画像の明るさを確
保する技術（従来技術３）や、特開平５−１６５３３５
号公報で示される、感光体上に形成した基準パッチ像の
光学濃度を測定して結果をフィードバックすることによ
り濃度を確保する技術（従来技術４）や、特開平１１−
１５２１４号公報で示される、感光体特性の経時変化に
よる現像電界の変化が画像濃度の変動をもたらすことに
注目し、感光体帯電電位および現像バイアス電位を制御
する技術（従来技術５）等がその代表例である。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドット
密度が異なる画像間における画像再現性の両立という問
題は、画像の高解像度化に伴ってその困難さが顕著に表
われてくる。したがって、例えば、実用化されている膜
厚２０μｍ〜３０μｍの感光体を用いて解像度１２００
ｄｐｉの画像の形成を行なった場合、もはや前述した従
来技術では両立させることは不可能となっていた。

【００２１】これは、同一の露光エネルギー密度で画像
を形成する場合は、ドット密度が疎である画像とドット
密度が比較的密である画像との潜像電位を比べると、感
光体上に形成される潜像のうち、印字部および非印字部
に対応する潜像電位自体が異なるからである。

【００２２】つまり、ドット密度が密である画像に対し
ては、感光体上に重複して露光される部分が生じること
になる。したがって、例えば負極帯電された感光体上で
は、この重複して露光された部分の電位が、余分に加え
られた露光エネルギーの分だけ通常よりも上昇するとい
う、電位の重ね合わせ効果が生じることになる。

【００２３】この重ね合わせ効果は、解像度が低い場合
は、従来技術２に示されるように露光スポット径を最適
化することにより抑えることができる。しかし、解像度
が高くなれば、重ね合わせ効果の生じる部分が増加し、
もはや露光スポット径を変化させたのみでは、重ね合わ
せ効果を抑制することができなくなってしまうからであ
る。

【００２４】露光スポット径の調整では対処不可能だか
らと言って、従来技術１に示すような本来の印字データ
の内容を変更する技術を用いたとしても、当然のことな
がら元の画像を忠実に再現することにはならない。した
がって、従来技術１では上記問題の根本的解決にはなら
ない。

【００２５】さらに、従来技術３〜５では、感光体の経
時摩耗による膜厚変化が及ぼす濃度と画像の明るさにつ
いての変動に対する解決方法を開示しているが、いずれ
もドット密度の異なる画像パターンの再現性を保つこと
はできない。

【００２６】したがって、感光体の膜厚変化の影響のみ
を考慮した露光部制御では、真に再現性の優れた出力画
像を形成することができない。

【００２７】本発明はかかる実状に鑑みて考え出された
ものであり、その第１の目的は、あらゆるドット密度の
画像に対して、優れた画像再現性を有する画像形成装置
および画像形成方法を提供することである。

【００２８】また、第２の目的は、感光体の膜厚変化が
生じても、あらゆるドット密度の画像に対する画像再現
性を長期にわたり確保することのできる画像形成装置お
よび画像形成方法を提供することである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のある局面に従うと、所定の電位に帯電され
た感光体を露光する露光部と、画像情報に基づいて露光
部の露光エネルギー密度を制御する制御部と、感光体上
に露光部によって形成された静電潜像を可視化する現像
部とを備えた画像形成装置は、制御部は、複数の基準画
像を記憶する第１の記憶部と、画像情報と基準画像とを
比較する比較部と、比較部による比較結果に基づいて、
画像情報を構成する複数の画素情報の各々に対応する露
光エネルギー密度を決定する第１の決定部とを含む。

【００３０】この発明に従うと、あらゆるドット密度の
画像に対しても優れた画像再現性を有する画像形成装置
を提供することが可能となる。

【００３１】また、好ましくは、前記画像形成装置にお
いて、制御部は、各基準画像に対する露光エネルギー密
度を記憶する第２の記憶部をさらに含み、第１の決定部
は、比較部による比較結果に基づいて、複数の画素情報
の各々に対して、複数の基準画像の中から該当する基準
画像を決定する第２の決定部を含み、決定された基準画
像と記憶された露光エネルギー密度とに基づいて、各画
素情報に対応する露光エネルギー密度を決定する。

【００３２】これによると、各画素情報に対応付けられ
た基準画像を基に第２の記憶部を参照することにより、
各画素情報に対する露光エネルギー密度を容易に決定す
ることが可能となる。

【００３３】また、好ましくは、前記画像形成装置にお
いて、比較部は、画像情報から画素情報毎に所定単位で
構成されるマトリックス画像を抽出する抽出部と、抽出
されたマトリックス画像が基準画像と一致するか否かを
判断する判断部とを含み、第２の決定部は、判断部によ
り一致すると判断された場合、抽出されたマトリックス
画像と一致する基準画像を、該当する基準画像として認
識する第１の認識部を含む。

【００３４】これにより、マトリックス画像と基準画像
とが一致する場合は、各画素情報に対して最適な露光エ
ネルギー密度を即座に決定することができる。

【００３５】さらに、好ましくは、第２の決定部は、前
記判断部により一致しないと判断された場合、抽出され
たマトリックス画像と類似する基準画像を、該当する基
準画像として認識する第２の認識部をさらに含む。

【００３６】これにより、マトリックス画像と基準画像
とが一致しない場合も、類似する基準画像が決定される
ため、多数の基準画像を記憶させる必要がなくなる。

【００３７】また、感光体の膜厚を検知する膜厚検知部
をさらに備え、第１の決定部は、決定された基準画像と
膜厚検知部による検知結果に基づいて複数の画素情報の
各々に対して露光エネルギー密度を決定することが好ま
しい。

【００３８】また、感光体の膜厚を検知する膜厚検知部
をさらに備え、第１の決定部は、膜厚検知手段による検
知結果を考慮して各画素情報に対応する露光エネルギー
密度を決定することが好ましい。

【００３９】これによると、感光体の膜厚変化が生じて
も、あらゆるドット密度の画像に対する画像再現性を長
期にわたり確保することのできる画像形成装置を提供す
ることが可能となる。

【００４０】また、感光体の膜厚を検知する膜厚検知部
をさらに備え、第２の記憶部は、各基準画像に対する露
光エネルギー密度を感光体の膜厚に対応づけて記憶し、
第１の決定部は、決定された基準画像と感光体の膜厚に
対応づけて記憶された露光エネルギー密度とに基づい
て、各画素情報に対応する露光エネルギー密度を決定す
ることが好ましい。

【００４１】これによると、感光体の膜厚に対応した露
光エネルギー密度を容易に決定することが可能となる。

【００４２】また、上記目的を達成するために、本発明
の他の局面に従うと、所定の電位に帯電された感光体を
露光する露光ステップと、画像情報に基づいて露光部の
露光エネルギー密度を制御する制御ステップと、露光ス
テップによって感光体上に形成された静電潜像を可視化
する現像ステップとを備えた画像形成方法は、制御ステ
ップは、複数の基準画像を記憶する第１の記憶ステップ
と、各基準画像に対する露光エネルギー密度を記憶する
第２の記憶ステップと、決定された基準画像と記憶され
た露光エネルギー密度とに基づいて、各画素情報に対応
する露光エネルギー密度を決定する第２の決定ステップ
とを含む。

【００４３】この発明に従うと、あらゆるドット密度の
画像においても優れた画像再現性を有する画像形成方法
を提供することが可能となる。

【００４４】また、好ましくは、感光体の膜厚を検知す
る膜厚検知ステップをさらに含み、第１の記憶ステップ
は、各基準画像に対する露光エネルギー密度を感光体の
膜厚に対応付けて記憶し、第２の決定ステップは、決定
された基準画像と感光体の膜厚に対応付けて記憶された
露光エネルギー密度とに基づいて、各画素情報に対応す
る露光エネルギー密度を決定する。

【００４５】これによると、感光体の膜厚変化が生じて
も、あらゆるドット密度の画像に対する画像再現性を長
期にわたり確保することのできる画像形成方法を提供す
ることが可能となる。

【００４６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。［第１の実施の形態］図１は、本発明の実施の形態の一
つである画像形成装置１の基本構成を示す模式図であ
る。図１を参照して、画像形成装置１は、光導電性膜を
有する感光体ドラム１００と、感光体ドラム１００をク
リーニングするリセット部１１１と、感光体ドラム１０
０の表面を均一に帯電させる帯電部１０１と、帯電した
感光体ドラム１００の表面を露光し、静電潜像を形成す
る露光部１０３と、画像情報に基づいて露光部１０３を
制御する制御部１０５と、感光体ドラム１００の表面に
形成された静電潜像を現像剤（トナー）によって可視化
する現像部１０７と、感光体ドラム１００表面のトナー
像を紙に転写する転写部１０９と、転写されたトナー像
を紙に定着させる図示しない定着部とを備えている。

【００４７】ここで、感光体ドラム１００は、例えば、
導体基板上に、アンダーコート層（ＵＣＬ）、電荷発生
層（ＣＧＬ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）がそれぞれ設けら
れた積層型有機感光体ドラムが使用されており、その表
面は負極性に帯電可能となっている。

【００４８】次に、画像形成装置１の画像形成プロセス
について簡単に説明する。まず、感光体ドラム１００の
リセット部１１１において、感光体ドラム１００上の電
荷が除電ランプ等によりキャンセルされると共に、感光
体ドラム１００上の不要な残留トナー、紙粉等がクリー
ニングローラ等により除去される。

【００４９】次に、帯電部１０１において、コロナ帯電
器もしくは帯電ローラによって感光体ドラム１００表面
が所定の電位に帯電される。

【００５０】続いて、露光部１０３において、半導体レ
ーザ等の光源から発するレーザ光を均一に帯電された感
光体ドラム１００上に照射することによって、静電潜像
が形成される。なお、露光部１０３は制御部１０５によ
り画像情報によって露光エネルギー密度が変調されるよ
う制御されている。

【００５１】次に、現像部１０７において、感光体ドラ
ム１００表面に形成された静電潜像を可視化するため
に、帯電されたトナーによって現像が行なわれる。な
お、現像方法は、乾式現像に限られず、湿式現像を用い
てもよい。

【００５２】そして、転写部１０９において、転写チャ
ージャ等によって感光体ドラム１００上に形成されたト
ナー像が紙面上に転写される。

【００５３】その後、図示しない定着部において熱と圧
力を加えることによりトナーが紙面に熱定着され、印字
（画像形成）が完了する。

【００５４】図２は、画像形成装置１における制御部１
０５の機能ブロック図を示している。制御部１０５は、
複数の基準画像が記憶されている基準画像記憶部２０７
と、複数の画素情報からなる入力画像情報を基準画像記
憶部２０７に記憶されたデータに基づいて比較識別する
画像識別部２０１と、基準画像記憶部２０７に記憶され
ている各基準画像に対する露光エネルギー密度が記憶さ
れている露光エネルギー密度記憶部２０９と、画像識別
部２０１から送られたデータおよび露光エネルギー密度
記憶部２０９に記憶されたデータに基づいて各画素情報
に対するドット位置に付与すべき露光エネルギー密度を
決定する露光エネルギー密度決定部２０３と、露光エネ
ルギー密度決定部２０３から送られたデータに基づいて
露光部１０３のレーザを駆動するレーザドライバ２０５
とを備えている。

【００５５】まず、基準画像記憶部２０７には、画像形
成装置の解像度に対応したドット領域を構成単位とした
パターンの異なる複数のｍ×ｎ（ｍ，ｎ＝２ｐ＋１：ｐ
＝１，２，３…）マトリックス画像が記憶されている。
このマトリックス画像が基準画像となる。

【００５６】図３に、基準画像記憶部２０７に記憶され
ている基準画像の一例を示す。図３を参照して、ここで
は、５×５のマトリックス画像を基準画像としており、
ａ〜ｅの５つのパターンを例示している。なお、最小構
成単位であるドット領域は、たとえば、解像度１２００
ｄｐｉでは約２０μｍ四方、解像度６００ｄｐｉでは約
４０μｍ四方の大きさとなる。

【００５７】ここでは、白領域のデータは例えば“Ｌｏ
ｗ”レベルとしており、現像後の画像は白画像になる。
そして、塗りつぶしおよび斜線部領域のデータは共に、
たとえば“Ｈｉｇｈ”レベルとしており、現像後の画像
はいずれも黒画像となる。但し、便宜上、中央に位置す
る着目するドットと、それ以外のドットとを区別するた
めに、塗りつぶしと斜線によって区別している。

【００５８】露光エネルギー密度記憶部２０９には、図
３に示す基準画像パターンの中心位置のドット（塗りつ
ぶし部）に与える露光エネルギー密度が、各基準画像に
対応づけて記憶されている。この基準画像毎のドット中
心位置に付与する露光エネルギー密度は，予め実験もし
くは解析等により求めた値である。

【００５９】図４は、露光エネルギー密度記憶部２０９
に記憶される、基準画像に対する露光エネルギー密度の
一例を示した図である。この値は、以下に示す実験によ
り求めたものである。

【００６０】まず、実験装置としては、電子写真プロセ
スの帯電、露光、および、現像の各工程のみからなる解
像度６００ｄｐｉの基礎実験機を使用した。したがっ
て、画像の測定・評価は、用紙上に転写および定着され
たものではなく、感光体ドラム上に形成されたトナー像
を用いて行なっている。

【００６１】まず、帯電工程において、平板に取付けら
れたシート状の感光体をスコロトロン型帯電器を用いて
現像時の感光体帯電電位が−８００Ｖとなるように帯電
させた。次に、露光工程では、波長７８０ｎｍの半導体
レーザをレーザドライバ（キノ・メレスグリオ社製）に
より駆動させ、レーザパワーおよび照射時間を調整する
ことにより、各ドット位置での露光エネルギー密度を制
御した。そして、現像工程では、一成分接触現像方式を
用い、現像ローラのバイアスを−２００Ｖに設定した。
なお、感光体は負極に帯電する厚み約２０μｍのフタロ
シアニン系の積層型有機感光体を用いている。

【００６２】そして、トナーはジェット粉砕機で粉砕後
に分級した平均体積粒径５．５μｍのトナーを使用し、
その比電荷料は−４０〜−５０（μＣ／ｇ）であった。
また、露光スポットは、直径６０μｍ（１／ｅ²径）と
した。

【００６３】このような条件下で、図３に示す基準画像
パターンについて、露光エネルギー密度を変化させなが
ら感光体上に画像形成を行なった。そして、感光体上の
可視化された画像が、ドット径およびライン幅が４０μ
ｍという目的の画像サイズが得られる場合の露光エネル
ギー密度を求めた。

【００６４】結果としては、図４に示すように、ドット
密度の差によって最適な露光エネルギー密度が異なって
おり、電位の重ね合わせ効果が生じると考えられる場合
ほど、最適露光エネルギー密度が低くなるという傾向が
みられた。なお、基本画像が斜線（図３（ｄ））の場合
の露光エネルギー密度が高いのは、ドット間距離の大き
い斜線ラインを最適ライン幅を保って連続させる必要が
あるためと考えられる。

【００６５】これらの数値は、実際に使用される画像形
成装置の感光体特性、現像特性、露光条件等により異な
るため、各条件に適した値を今回のように実験で、ある
いは数値解析等により求める必要がある。そして、その
値を各基準画像に対応づけてＬＵＴ（ルックアップテー
ブル）としてメモリ（露光エネルギー密度記憶部２０
９）に記憶させておく。

【００６６】図５は、画像形成装置１における制御部１
０５が、露光エネルギー密度を制御する流れを示すフロ
ーチャートである。なお、処理内容を具体的に説明する
ために、図６に示すデジタル画像情報を入力画像情報と
して用いている。

【００６７】図５を参照して、まず、ステップＳ５０１
において、入力画像情報から注目している画素情報につ
いてのマトリックス画像を抽出する。つまり、複数の画
素情報からなるデジタル画像情報について、各画素情報
に対応するドット位置に付与すべき露光エネルギー密度
を決定するために、まず、注目している１の画素につい
て、基準画像と同領域のマトリックス画像の抽出処理を
行なう。

【００６８】たとえば、基準画像が図３に示す５×５マ
トリックスである場合、抽出すべきマトリックス画像
は、同じく５×５サイズのマトリックス画像となる。そ
して、注目している画素（露光エネルギー密度を決定す
る画素）がその５×５マトリックスの中心となるように
抽出処理が行なわれる。

【００６９】具体的には、例えば、図６における（行，
列）＝（Ｃ，３）の画素情報に対しては、（行，列）＝
（Ａ，１）〜（Ｅ，５）の領域の画像情報（５×５マト
リックス）が、そして、（行，列）＝（Ｆ，８）の画素
情報に対しては、（行，列）＝（Ｄ，６）〜（Ｈ，１
０）の領域の画像情報（５×５マトリックス）がそれぞ
れ取り出されることになる。

【００７０】次に、ステップＳ５０２において、抽出さ
れたマトリックス画像について、マトリックス構成単位
毎の画像の有無を判別する。これは、各画素情報が“Ｈ
ｉｇｈ”であるか“Ｌｏｗ”であるかを判別し、マトリ
ックス画像のデータ内容を認識することにより、比較画
像情報を得るためである。

【００７１】続いて、ステップＳ５０３において、比較
画像情報（マトリクス画像）と、予め記憶されている基
準画像との照合を行なう。そして、基準画像の中に比較
画像情報と一致する画像が存在すれば、ステップＳ５０
４において、その一致する基準画像が比較画像情報に対
応する画像として決定される。

【００７２】例えば、図６における（行，列）＝（Ａ，
１）〜（Ｅ，５）の領域のマトリックス画像情報（比較
画像情報）に対応する基準画像としては、図３（ｃ）の
周期ラインが対応する画像として決定される。同様に、
（行，列）＝（Ｃ，８）の画素に対しては、（行，列）
＝（Ａ，６）〜（Ｅ，１０）の領域のマトリックス画像
情報（比較画像情報）と一致する基準画像である図３
（ａ）が対応する画像として認識される。

【００７３】一方、基準画像の中に比較する画像情報と
一致する画像が存在しなければ、ステップＳ５０５にお
いて、比較画像情報に最も類似する基準画像情報が選択
され、その類似する基準画像が、比較画像情報に対応す
る画像として決定される。

【００７４】例えば、図６における（行，列）＝（Ａ，
２）〜（Ｅ，６）の領域のマトリックス画像情報（比較
画像情報）については、一致する基準画像が存在しない
ため、類似した基準画像である図３（ｃ）の周期ライン
が対応する画像として決定される。

【００７５】次に、ステップＳ５０６において、注目画
素情報に対して、露光エネルギー密度記憶部２０９に記
憶されているデータの中から該当する露光エネルギー密
度が呼び出される。すなわち、基準画像の中心ドットに
付与する露光エネルギー密度は、実験等により予め求め
られており、その結果が露光エネルギー密度記憶部２０
９にＬＵＴとして記憶されている。したがって、注目画
素情報に対応するドット位置に付与される露光エネルギ
ー密度は、その画素情報に対して決定された基準画像に
基づいて露光エネルギー密度記憶部２０９から呼び出さ
れることになる。

【００７６】そして、ステップＳ５０７において、呼び
出された、注目画素情報に対応するドット位置の露光エ
ネルギー密度が一旦記憶される。そして、ステップＳ５
０８において、入力画像情報の全ての画素情報（ドッ
ト）に対して露光エネルギー密度の決定が完了したか否
かが判断される。

【００７７】全ての画素情報に対して露光エネルギー密
度が決定された場合は、ステップＳ５０９の処理に進
み、ドライバ２０５にその情報が出力されるが、全ての
画像情報に対する露光エネルギー密度の決定が完了して
いない場合は、ステップＳ５０１の処理の戻り、全画素
に対する設定が完了するまで上記処理（ステップＳ５０
１〜ステップＳ５０８）が繰り返される。

【００７８】このようにして、入力画像情報の全ての画
素に対応する印字位置に付与すべき最適な露光エネルギ
ー密度を決定することができる。

【００７９】図７は、図６に示すデジタル画像情報に対
して上述の処理に従って、制御部１０７によりドット位
置毎に付与する露光エネルギー密度を決定した場合の結
果を示している。但し、本図においては、（行，列）＝
（Ａ，１）〜（Ｅ，２０）の領域についてのみの決定さ
れた露光エネルギー密度が示されている。なお、注目画
素情報が白部である場合には、露光エネルギー密度は０
となる。

【００８０】このように、上述の処理に従って、入力画
像情報の各画素に対応するドット位置に付与する露光エ
ネルギー密度を決定し、その決定結果に基づいて露光エ
ネルギー密度を制御することにより、解像度が高い場合
にも、ドット密度の差による画像再現性の差異が防止さ
れ、あらゆる画像に対して優れた画像再現性を確保する
ことが可能となる。

【００８１】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。図８は、本発明の実施
の形態の一つである画像形成装置２の基本構成を示す模
式図である。図８を参照して、画像形成装置２は、画像
形成装置１と同様に、感光体ドラム１００、リセット部
１１１、帯電部１０１、露光部１０３、制御部８０５、
現像部１０７、転写部１０９、および、図示しない定着
部とを備えている。そして、これらに加えてさらに、感
光体ドラム１００の膜厚を測定する膜厚検知部８１３を
備えている。

【００８２】この膜厚検知部８１３は、ここでは、光、
超音波等によって直接的に膜厚を検出する方法を用いて
いる。ただし、この方法に限られず、例えば、画像形成
装置２の累積駆動回数、駆動時間、感光体ドラム１００
の累積回転回数等の情報を基に、間接的に膜厚変化を予
測する方法を用いてもよい。この間接的な検知方法を用
いると、超音波装置等を新たに設ける必要がなくなるた
め、構成が簡略化されると共に、コストアップを防止で
きるというコスト的なメリットも生じる。

【００８３】なお、画像形成装置２において画像が形成
されるプロセスは、画像形成装置１と同様のプロセスで
あるため、その説明は省略する。

【００８４】図９は、画像形成装置２における制御部８
０５の構成を示す機能ブロック図である。図９を参照し
て、制御部８０５は、基本的には、画像形成装置１にお
ける制御部１０５と同様の構成をしている。

【００８５】しかし、露光エネルギー密度決定部２０３
においては、図８における膜厚検知部８１３の膜厚検知
結果をも考慮して露光エネルギー密度が決定されるとい
う点において異なっている。

【００８６】さらに、露光エネルギー密度記憶部９０９
には、単なる基準画像に対する露光エネルギー密度が記
憶されているのではなく、感光体膜厚に対応づけた基準
画像に対する露光エネルギー密度が記憶されている。し
たがって、感光体膜厚毎に露光エネルギー密度をテーブ
ル化したものがＬＵＴとして記憶されている。ただし、
露光エネルギー密度を感光体膜厚の関数としたものを記
憶させてもよい。

【００８７】図１０は、画像形成装置２における制御部
８０５が、露光エネルギー密度を制御する流れを示した
フローチャートである。本図に示すように、制御部８０
５は、まず、ステップＳ１０１において膜厚検知部８１
３から感光体ドラム１００の膜厚についての情報を得
る。

【００８８】そして、その後の処理（ステップＳ５０１
からステップＳ５０９までの処理）については、ステッ
プＳ１０６の処理以外は、図５に示す画像形成装置１に
ついての処理と同じである。

【００８９】ステップＳ１０６では、決定された基準画
像に対する露光エネルギー密度として、露光エネルギー
密度記憶部９０９から、ステップＳ１０１で得た感光体
ドラム１００の膜厚情報をも考慮した値が読み出され
る。

【００９０】この処理に従うと、感光体の膜厚をも考慮
して各画素に与える露光エネルギー密度が決定された
め、経時摩耗による感光体の膜厚減少が生じた場合も、
あらゆるドット密度の入力画像情報に対して優れた画像
再現性を実現することが可能となる。

【００９１】なお、画像形成装置１および２では、比較
画像に一致する基準画像が存在しない場合、類似する基
準画像を１つ選んでいるが、例えば近い基準画像をいく
つか選び、これらから最適な露光エネルギー密度を算出
するようにしてもよい。

【００９２】また、図５および図１０に示す露光エネル
ギー密度を制御するフローチャートにおいては、入力画
像情報の全ての画素情報に対応するドット位置に付与す
べき露光エネルギー密度を一旦記憶してから（ステップ
Ｓ５０７）ドライバ２０５に出力しているが、例えば、
ある決められた個数毎、あるいは、１ドット毎にドライ
バ２０５に出力するようにしてもよい。この場合は、ス
テップＳ５０７における露光エネルギー密度の記憶に必
要なメモリ容量を削減することができる。

【００９３】また、今回は、基準画像として、図３に示
すような５×５のマトリックスサイズを用いたが、これ
に限られず、それ以下またはそれ以上であってもよい。
さらに、基準画像としては、図３に示す５種類には限ら
れない。基準画像の数を増加させると、より正確な露光
エネルギー密度を決定することができ、画像の再現性は
向上する。

【００９４】さらに、画像形成装置１および２で示した
基本的な電子写真方式の各プロセス部においては、本実
施の形態で示した方式に限られず、例えば、現像部１０
７の現像方式としては、一成分方式ではなく、二成分現
像方式やジャンピング現像方式等その他の現像方式を適
用することなども可能である。

【００９５】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって、制限的なものではないと考えるべきであ
る。本発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び
範囲内ですべての変更が含まれることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一つである画像形成装置
１の基本構成を示す模式図である。

【図２】画像形成装置１における制御部１０５の機能ブ
ロック図である。

【図３】基準画像記憶部２０７による記憶される基準画
像の一例を示す図である。

【図４】露光エネルギー密度記憶部２０９に記憶される
基準画像に対する露光エネルギー密度の一例を示す図で
ある。

【図５】画像形成装置１における制御部１０５が、露光
エネルギー密度を制御する流れを示したフローチャート
である。

【図６】デジタル画像情報の一例を示した図である。

【図７】図６に示すデジタル画像情報に対して制御部１
０７によりドット位置毎に付与する露光エネルギー密度
を決定した場合の結果を示す図である。

【図８】本発明の実施の形態の一つである画像形成装置
２の基本構成を示す模式図である。

【図９】画像形成装置２における制御部８０５の機能ブ
ロック図である。

【図１０】画像形成装置２における制御部８０５が、露
光エネルギー密度を制御する流れを示したフローチャー
トである。

【図１１】原画像（図６）の孤立ドットパターンのドッ
ト径を確保する露光条件で画像を形成した場合の結果を
表わす図である。

【図１２】原画像（図６）のラインパターンの再現性を
よくする露光条件で画像を形成した場合の結果を表わす
図である。

【符号の説明】

１、２画像形成装置１００感光体１０１帯電部１０３露光部１０５制御部１０７現像部１０９転写部１１１リセット部８１３膜厚検知部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）９Ａ００１ (72)発明者岩松正大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者東伸之大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者武藤吉紀大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2C362 AA22 AA31 AA54 AA57 AA63 CB02 CB37 CB59 2H027 DA50 DB01 EA02 EC06 EC11 EF10 2H076 AB05 DA05 DA11 DA17 DA21 2H110 AA16 AA21 AB09 AC04 AC16 BA13 BA15 BA17 BA19 CB76 CD05 CD12 5C072 AA03 BA16 HB02 HB10 JA07 UA11 XA01 9A001 BB01 BB03 BB04 HH21 HH28 JJ35 KK16 KK31 KK36 KK42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の電位に帯電された感光体を露光す
る露光手段と、画像情報に基づいて前記露光手段の露光エネルギー密度
を制御する制御手段と、前記感光体上に前記露光手段によって形成された静電潜
像を可視化する現像手段とを備えた画像形成装置であっ
て、前記制御手段は、複数の基準画像を記憶する第１の記憶手段と、前記画像情報と前記基準画像とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記画像情報
を構成する複数の画素情報の各々に対応する露光エネル
ギー密度を決定する第１の決定手段とを含む、画像形成
装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記各基準画像に対す
る露光エネルギー密度を記憶する第２の記憶手段をさら
に含み、前記第１の決定手段は、前記比較手段による比較結果に
基づいて、前記複数の画素情報の各々に対して、前記複
数の基準画像の中から該当する基準画像を決定する第２
の決定手段を含み、前記決定された基準画像と前記記憶された露光エネルギ
ー密度とに基づいて、前記各画素情報に対応する露光エ
ネルギー密度を決定する、請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項３】前記比較手段は、前記画像情報から画素情報毎に所定単位で構成されるマ
トリックス画像を抽出する抽出手段と、前記抽出されたマトリックス画像が前記基準画像と一致
するか否かを判断する判断手段とを含み、前記第２の決定手段は、前記判断手段により一致すると
判断された場合、前記抽出されたマトリックス画像と一
致する基準画像を、前記該当する基準画像として認識す
る第１の認識手段を含む、請求項２に記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記第２の決定手段は、前記判断手段に
より一致しないと判断された場合、前記抽出されたマト
リックス画像と類似する基準画像を、前記該当する基準
画像として認識する第２の認識手段をさらに含む、請求
項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記感光体の膜厚を検知する膜厚検知手
段をさらに備え、前記第１の決定手段は、前記膜厚検知手段による検知結
果を考慮して各画素情報に対応する露光エネルギー密度
を決定する、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成
装置。
【請求項６】前記感光体の膜厚を検知する膜厚検知手
段をさらに備え、前記第２の記憶手段は、前記各基準画像に対する露光エ
ネルギー密度を前記感光体の膜厚に対応づけて記憶し、前記第１の決定手段は、前記決定された基準画像と前記
感光体の膜厚に対応づけて記憶された露光エネルギー密
度とに基づいて、前記各画素情報に対応する露光エネル
ギー密度を決定する、請求項２〜４のいずれかに記載の
画像形成装置。
【請求項７】所定の電位に帯電された感光体を露光す
る露光ステップと、画像情報に基づいて前記露光手段の露光エネルギー密度
を制御する制御ステップと、前記露光ステップによって前記感光体上に形成された静
電潜像を可視化する現像ステップとを備えた画像形成方
法であって、前記制御ステップは、複数の基準画像を記憶する第１の記憶ステップと、前記各基準画像に対する露光エネルギー密度を記憶する
第２の記憶ステップと、前記画像情報から画素情報毎に所定画素単位で構成され
るマトリックス画像を抽出する抽出ステップと、前記抽出されたマトリックス画像が前記基準画像と一致
するか否かを判断する判断ステップと、前記判断ステップによる判断結果に基づいて、前記画像
情報を構成する複数の画素情報の各々に対して、前記複
数の基準画像の中から該当する基準画像を決定する第１
の決定ステップと、前記決定された基準画像と前記記憶された露光エネルギ
ー密度とに基づいて、前記各画素情報に対応する露光エ
ネルギー密度を決定する第２の決定ステップとを含む、
画像形成方法。
【請求項８】前記感光体の膜厚を検知する膜厚検知ス
テップをさらに含み、前記第１の記憶ステップは、前記各基準画像に対する露
光エネルギー密度を前記感光体の膜厚に対応づけて記憶
し、前記第２の決定ステップは、前記決定された基準画像と
前記感光体の膜厚に対応づけて記憶された露光エネルギ
ー密度とに基づいて、前記各画素情報に対応する露光エ
ネルギー密度を決定する、請求項７に記載の画像形成方
法。