JP2001080113A - デジタル画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １ドットで形成されたライン部の画像出力を
検知し、常にラインを所定の幅に制御する。 【解決手段】 感光体上に横ライン集合体パターンを形
成するとき、線が細い場合は（ａ）のように、太い場合
は（ｂ）のようになる。したがって、フォトセンサで検
出したとき、反射濃度が高い場合は線が細いと判断して
レーザ出力を上げて線を太らせる。反射濃度が低い場合
は線が太いと判断してレーザ出力を下げて線を細らせ
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、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、さらに詳し
く言えば、画像情報を電気信号に置き換えて画像を形成
するデジタル画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いた画像形成装置にお
いて、像担持体上にテストパターン（基準パターン）を
作成し、その濃度を検出して作像条件を制御することは
周知である。

【０００３】例えば、特開平７−５７３７号公報には、
テストパターン形成時の条件を原稿濃度にあわせて変更
するようにした画像形成装置が記載されている。また、
特開平７−３６２３０号公報には、テストパターンの濃
度検知を反射型フォトセンサで行う場合に、該センサの
駆動電流を感光体地肌部で調整して正確な濃度が得られ
るようにした画像濃度制御方法が記載されている。さら
に、特開平８−９５３７１号公報には、濃度センサから
の出力と多段階濃度からなるソリッドパッチのうちの目
標濃度部分を比較し、濃度制御を行うようにした濃度目
標値設定装置が記載されている。

【０００４】これらのような画像濃度制御方式では主に
ベタ部の濃度を目標値に合わせることを主眼にしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デジタ
ル画像形成装置においては、画像は小さいドットの集合
体で形成されている。そしてライン画像においては１ド
ットライン幅により、最小ライン幅が決定されてくる。
そしてこの１ドットライン幅は装置の物理特性で決まる
ので、経時的な潜像担持体の光疲労や、環境条件でのト
ナー帯電量の変化などによりライン幅が変動した場合、
従来の装置では自動的に初期のライン幅に戻すことはで
きないという問題があった。

【０００６】また、ユーザーの好みに応じてライン幅を
調整して出力したいという要望があるが、従来の装置で
は１ドットライン幅をユーザーが調整することはできな
かった。

【０００７】本発明は、従来の画像形成装置における上
述の問題を解決し、ベタ部の画像濃度と共に１ドットで
形成されたライン部の画像出力を検知し、常にラインを
所定の幅に制御しうる画像形成装置を提供することを課
題とする。

【０００８】また、ユーザーの好みに応じてライン幅を
調整して出力可能とすることも本発明の課題である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、レーザ露光装置を備えたデジタル画像形成装置で
あって、像担持体上に所定のテストパターンを露光・現
像し該パターンの反射光量を検出して作像条件を制御す
る画像形成装置において、前記レーザ露光装置によりラ
イン集合体パターンを像担持体上に露光・現像し、該パ
ターンの平均反射光量の検出結果に基づいて前記レーザ
光量を変動させることを提案する。

【００１０】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記ライン集合体パターンの平均反射光量の検出結
果に基づいて前記レーザの１ドット当たり点灯時間を変
動させることを提案する。

【００１１】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記ライン集合体パターンが斜め線ラインの集合体
であることを提案する。また、前記の課題を解決するた
め、本発明は、前記レーザ露光装置による１ドットライ
ン幅を設定するライン幅設定手段を備えることを提案す
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明が適用される画像形成装置の一
例であるデジタル複写機の概略を示す断面構成図であ
る。なお、このデジタル複写機は、図示しないパソコン
等のホストマシーンに接続してプリンタとして使用する
こともできる。

【００１３】この図に示すデジタル複写機１は、作像部
３０の上にスキャナ部１０を配置した構成となってい
る。作像部３０では、その上部位置にレーザ書込み装置
（レーザ露光装置）２０を配設し、本体の略中央に像担
持体である感光体ドラム３１を配置している。感光体ド
ラム３１の周囲には、電子写真プロセスに必要な帯電手
段３２，現像装置３３，転写手段３５，クリーニング装
置３７等が配設されている。

【００１４】また、作像部３０内には定着装置３９、レ
ジストローラ４０が配置され、本体下部には給紙トレイ
４１が配置されている。給紙トレイ４１内には転写紙束
４２が収納されている。なお、装置側面には手差し給紙
トレイ４４が設けられており、図では、トレイ４４上に
用紙４３が載置されている。

【００１５】図２は、そのデジタル複写機を電気的構成
を含んで示す模式図である。図２に示すように、デジタ
ル複写機１は、原稿Ｇを光学的に読みとるスキャナ１
０、スキャナ１０で読みとって電気信号に変換した画像
信号を処理する読み取り処理部２、読み取り処理部２で
処理された画像信号に対して所定の補正等を行う画像処
理部３、画像処理部３によって処理された信号をレーザ
によって書き込むことができる信号に変換する書き込み
処理部４、書き込み処理部４から出力される書き込み信
号に基づいてレーザビームによる書き込みを実行するレ
ーザ書込み装置２０、レーザ書込み装置２０によって書
き込まれた画像を顕像化する作像部３０、これらの各部
の制御をつかさどる制御部５、オペレータもしくはユー
ザが所望の画像形成を指示するための指示入力を実行す
る操作部６を備えている。またプリンターとして用いる
ための画像データメモリ部７も備えている。

【００１６】画像読み取り手段として機能するスキャナ
１０は原稿Ｇを証明するための光源１１、原稿Ｇ面で反
射した反射光をＣＣＤ１６に導く第１乃至第３のミラー
１２〜１４及びレンズ１５、並びに光源やミラー等を搭
載するキャリッジ（図示せず）を副走査方向に移動する
ためのスキャナ駆動モータ１７から主に構成され、原稿
Ｇをコンタクトガラス１８上に置いた状態で読み取り操
作を実行する。

【００１７】読み取り処理部２は、読み取り走査時に必
要なスキャナ駆動モータ制御クロック信号、ＣＣＤ動作
用タイミング信号、読み取り処理部２内や他の処理部で
使用するタイミング信号を生成するタイミング生成部、
ＣＣＤ１６信号のレベル調整、サンプルホールドを行う
アナログ回路部、Ａ／Ｄ変換部、シェーディング補正
部、制御部５や他部との交信のためのＣＰＵインターフ
ェース部から構成されている。

【００１８】画像処理部３は、変倍処理、フィルタ処
理、及びガンマ補正処理等を行う。書き込み処理部４は
書き込み主走査制御部、書き込み副走査制御部、ＬＤパ
ワー制御部などから構成されている。

【００１９】作像部３０は、レーザ書き込み装置２０、
感光体３１、帯電器（帯電チャージャ又は帯電ローラ）
３２、現像器３３、転写部（転写チャージャ又は転写ロ
ーラ）３５、フォトセンサー３６、クリーニング部３
７、定着部３９、転写材搬送部４０などの各部からな
る。

【００２０】制御部５は中央制御装置としてのＣＰＵ、
ＣＰＵの動作プログラム及び固定データを記憶したＲＯ
Ｍ、ＣＰＵのワークエリアとして機能するとともに動的
なデータを記憶するＲＡＭ、及びＩ／Ｏ等からなり、各
部及び全体の制御を司る。また操作部６からの入力信号
によって各部の制御状態の変更や演算を実行する。

【００２１】画像メモリ部７はコンピューターから送信
された画像信号をページ順に蓄積し、制御部の指示によ
り書き込み系にデータをわたすものである。

【００２２】上記のような構成のデジタル複写機におけ
る作像動作を図１及び図２を参照して説明する。作像部
３０では、感光体ドラム３１の表面を帯電装置３２によ
り均一に帯電させ、画像データに応じて半導体レーザー
書込み装置２０からのレーザー光Ｌにより露光を行う。
図２に示すように、レーザーダイオード（ＬＤ）２２か
らのレーザー光Ｌは回転するポリゴンミラー２１により
反射されて感光体ドラム面を照射する。そしてレーザー
光のＯＦＦ、ＯＮによりドット状潜像を書き込む。この
レーザー光の発光パルス時間をドット毎に制御して階調
表現に用いる。そして現像装置３３により感光体電位と
同極性の帯電トナーによって該潜像をネガ−ポジ現像す
る。

【００２３】感光体上のトナー像は、搬送経路Ｈ上を搬
送されてきた転写材Ｐ上に転写装置３５により転写さ
れ、定着装置３９により転写材上に固定化される。感光
体上の転写残トナーはクリーニングブレード３８によっ
てクリーニングユニット３７内にかき落とされ再び感光
体面は画像形成に用いられる。なお、図２において、符
号３４は現像装置の現像スリーブである。また、符号４
５は、レーザー書込み装置２０からのレーザー光Ｌが感
光体ドラムに照射される書き込み位置である。

【００２４】ところで、このデジタル複写機１では、ジ
ョブ終了時にレーザー光により図３（ａ）のような３０
ｍｍ幅の黒ベタパターンを露光し、所定の現像電位差に
より該パターンを現像する。そしてフォトセンサー３６
によりパターンの反射光量を読み取る。このパターン濃
度情報は現像装置のトナー補給量制御にフィードバック
され、常に一定のパターン濃度を保つよう制御すること
で出力画像の濃度を一定に保つことになる。

【００２５】そして、本願請求項１の発明では、上記説
明したデジタル複写機１において、ジョブ終了時に作成
されるパターンとして、図３（ａ）の黒ベタパターンと
図３（ｂ）に示す１ドット横ライン集合の２種類のパタ
ーンの反射濃度を検出する。そして黒ベタパターンは画
像濃度制御に、１ドット横ライン集合（パターン）はラ
イン幅制御に用いる。

【００２６】この１ドット横ライン集合パターンは、経
時や環境条件等により１ドットライン幅が変動して線が
細くなった場合は図４（ａ）のように、線が太くなった
場合は図４（ｂ）のようになり、フォトセンサー３６は
平均の反射濃度を検出することになる。このため図３
（ｂ）の場合のフォトセンサー出力を標準出力として記
憶しておき、反射濃度が高い場合は線が細いと認識して
レーザー光量出力を上げて線を太らせる。また反射濃度
が低い場合は線が太いと認識してレーザー光量出力を下
げて線を細らせる。このようにすることでベタ画像濃度
に加え、ライン幅も適正な幅に制御する（初期のライン
幅に維持する）ことが可能になる。

【００２７】本願請求項２の発明では、１ドット横ライ
ンパターン濃度の検出結果に基づきライン幅を変動させ
る際に、書き込みレーザーのパワーと共に１ドット当た
り点灯時間もふって（変動させて）、パターン濃度を基
準値に合わせるようにしている。このようにするとライ
ン幅制御の変動幅が広がり、容易に基準値に合わせるこ
とができる。そして常に所定の１ドットライン出力が得
られることになる。

【００２８】本願請求項３の発明では、ライン幅検出用
のテストパターンとして図５（ａ）に示すような１ドッ
ト斜め線ラインの集合を用いる。このような１ドット斜
めライン幅が細ると図５（ｂ）に示すようにラインのド
ット同士にすきまができ、ラインがつながらなくなる。
このような状態だとフォトセンサーの反射濃度出力が急
激に上昇するため、検出感度が高くなる。このため線を
細らせ過ぎて斜めラインのとぎれが生じるのを防止で
き、良好なライン幅制御が可能になる。

【００２９】本願請求項４の発明では、ライン幅の調整
キーを備えて、ユーザーの好みに応じてライン幅の基準
値を変動させることができるようにする。ライン幅調整
キーの一例を図６に示す。このライン幅調整キー５０は
「細く」キー５１，「普通」キー５２及び「太く」キー
５３を有し、操作盤上からまたはパソコンから得たいラ
イン幅を指摘するようにする。そして「細く」が指定さ
れると図４（ａ）の時のフォトセンサー出力を基準にレ
ーザー光量をあわせる。また「太く」が指定されると図
４（ｂ）の時のフォトセンサー出力を基準にレーザー光
量をあわせるようにする。このようにすることでユーザ
ーの設定したライン幅に常に一定に合わせることが可能
になる。なお、レーザー光量とともに１ドット当たり点
灯時間を変動させるようにしても良い。

【００３０】以下、本発明の詳細を下記の実施例により
具体的に説明する。なお、各実施例のデジタル画像形成
装置の構成は図１，２に示したデジタル複写機／プリン
タと同等であり、各実施例の説明は図１，２を参照して
行う。

【００３１】まず請求項１の発明による第１実施例を説
明する。デジタル画像形成装置のスキャナ部１０では原
稿の反射濃度をＣＣＤ（固体撮像素子）で読み取り、デ
ジタルデータに変換し画像処理が施され各画素に対する
レーザー発光時間が調節されて書き込みが行われる。読
み取り密度及び書き込み密度は共に６００ｄｐｉであ
る。

【００３２】感光体１のスピードは３００ｍｍ／secで
あり、矢印の方向に回転している。感光体表面は−９０
０Ｖに帯電を付与している。書き込みレーザー光は半導
体レーザー発光装置より射出され八角のポリゴンミラー
に反射し、レンズを通して感光体面に到達する。この時
のレーザー光量は３００μＷである。書き込まれた部分
の電位は低下し、ベタ画像部で−１００Ｖとなる。

【００３３】現像部３３ではトナーとキャリアを混合し
て用いる２成分現像方式を用いて現像する。そして通常
時は現像スリーブ３４に−５５０Ｖを印可して現像ポテ
ンシャル設定を４５０Ｖとし、マイナストナーにより静
電潜像を反転現像する。

【００３４】そしてプリント１０枚以上のジョブ終了時
には幅３０ｍｍ、長さ１００ｍｍのベタパターン（図３
（ａ）参照）を露光、現像し、フォトセンサー３６によ
り反射濃度を検出して出力する。このセンサー出力は反
射光量が高いほど出力が高い。そして感光体地肌部の出
力が４．０Ｖ、ベタ標準出力が０．４Ｖになるように調
整されており、該パターンの検知出力が０．４Ｖ以上で
あるとベタ濃度が薄いと判定し、現像器内にホッパーよ
りトナーが補給される。また０．４Ｖ以下であるとベタ
濃度が濃いと判断しトナーが消費されて所定の濃度にな
るまで補給を停止する。

【００３５】そして、このベタパターン形成後に連続し
て幅３０ｍｍ、長さ２００ｍｍの図３（ｂ）に示すよう
な１ドット周期横ラインを形成し、フォトセンサーで平
均反射濃度を検出する。この時あらかじめセンサーの基
準出力は１．０Ｖに設定されており、基準出力より高け
ればライン幅が細いと判断し、書込み装置２０のレーザ
ー出力を１０μＷ単位で上昇させる。またフォトセンサ
出力が基準値より低ければライン幅が太いと判断し、レ
ーザー出力を１０μＷ単位で下げることになる。このよ
うな制御を行うことでベタ濃度に加えてライン幅も経
時、環境で常に所定の出力が得られる画像形成装置とす
ることができる。

【００３６】次に、請求項２の発明による第２実施例を
説明する。図３（ｂ）に示す１ドット周期横パターン反
射光量の検出結果に基づきライン幅を制御する際、レー
ザー光量に加えて、１ドット当たりのレーザー発光時間
も変動させる。これは通常の１ドット書き込み時はレー
ザーの発光デューティを７０％にしておき、該パターン
の検知出力に応じてレーザーパワーを変動させると共に
発光デューティも５％づつ変化させる。このようにした
ところ基準出力に合わせるのが容易になり、また大きく
基準出力からはずれていた場合も２〜３回のパターン形
成と検知出力のフィードバックにより基準のライン幅に
合わせることが可能になった。

【００３７】次に、請求項３の発明による第３実施例を
説明する。ライン幅制御用の１ドットパターンに図４
（ａ）に示す角度４５度の１ドット斜めライン集合を用
いるようにした。このようにしたところ、通常のライン
パターンのフォトセンサーの反射光量出力の範囲は２．
０〜０．５Ｖであったが、斜め線がとぎれると急激に地
肌部の出力である４．０Ｖに接近するようになった。こ
のため、レーザー光量を下げ過ぎて斜め線がとぎれるの
を防止しながら良好にライン幅の制御が可能になった。

【００３８】次に、請求項４の発明による第４実施例を
説明する。デジタル画像形成装置の操作盤上に図６に示
すようなライン幅調整キー５０を備えている。そして
「普通」キー５２が選択されていると１ドット横ライン
パターンのセンサー出力基準値は１．０Ｖに設定され
る。この時は６００ｄｐｉの１ドットライン幅は９０μ
m程度に制御された。そしてユーザーが「細く」キー５
１を選択すると、該パターンのセンサー出力基準値は
１．５Ｖに設定される。このようにすると６００ｄｐｉ
の１ドットライン幅は７０μm程度に制御された。また
ユーザーが「太く」キー５３を選択すると、該パターン
のセンサー出力基準値は０．６Ｖに設定される。この時
６００ｄｐｉの１ドットライン幅は１２０μm程度に制
御された。このようにしてユーザーの好みに応じて１ド
ットのライン幅を調整して一定に制御することが可能に
なった。

【００３９】以上、本発明を図示のデジタル複写機／プ
リンタ、ライン幅検出用テストパターンを例に上げて説
明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例
えば、フォトセンサの検知出力や基準出力は一例であ
る。また、１ドット横ラインパターンの形状・サイズや
１ドット斜めラインの角度などは適宜設定できるもので
ある。また、レーザ光量を変動させる際の変動量や点灯
時間の変動量なども適宜設定できるものである。さら
に、ライン幅調整キーも一例であり、適宜変更すること
ができる。もちろん、ライン幅調整をパソコン等のホス
トマシーンから行うことも可能である。そして、ライン
幅の調整を複数段階に設定することも可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のデジタル
画像形成装置によれば、レーザ露光装置によりライン集
合体パターンを像担持体上に露光・現像し、該パターン
の平均反射光量の検出結果に基づいて前記レーザ光量を
変動させるので、ベタ部の画像濃度に加えライン幅も適
正な幅に制御する（初期のライン幅に維持する）ことが
可能になる。

【００４１】請求項２の構成により、ライン集合体パタ
ーンの平均反射光量の検出結果に基づいて前記レーザの
１ドット当たり点灯時間を変動させるので、よりライン
幅の制御性を高めることができ、目標のライン幅に合わ
せることが容易となる。

【００４２】請求項３の構成により、ライン集合体パタ
ーンが斜め線ラインの集合体であるので、ライン幅の検
出性を高めることができ、斜め線の途切れを防止するこ
とができる。

【００４３】請求項４の構成により、レーザ露光装置に
よる１ドットライン幅を設定するライン幅設定手段を備
えるので、ユーザの好みに応じたライン幅に制御するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される画像形成装置の一例である
デジタル複写機の概略を示す断面構成図である。

【図２】そのデジタル複写機を電気的構成を含んで図示
する模式図である。

【図３】画像濃度制御用の黒ベタパターンと本発明によ
るライン幅制御用の１ドット横ライン集合パターンとを
示す平面図である。

【図４】１ドットライン幅が変動した場合の１ドット横
ライン集合パターンを示す平面図であり、（ａ）は線が
細くなった場合を、（ｂ）は線が太くなった場合を示す
ものである。

【図５】（ａ）はライン幅制御用の１ドットライン集合
パターンの別例を示す平面図であり、（ｂ）は線が細く
なってドット同士にすきまができた様子を示すものであ
る。

【図６】ライン幅調整キーの一例を示す平面図である。

【符号の説明】

１ デジタル複写機／プリンタ ２ 読取処理部 ３ 画像処理部 ４ 書込処理部 １０ スキャナ部 ２０ レーザ書込み装置（レーザ露光装置） ３０ 作像部 ３６ フォトセンサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ露光装置を備えたデジタル画像形
   成装置であって、像担持体上に所定のテストパターンを
   露光・現像し該パターンの反射光量を検出して作像条件
   を制御する画像形成装置において、 前記レーザ露光装置によりライン集合体パターンを像担
   持体上に露光・現像し、該パターンの平均反射光量の検
   出結果に基づいて前記レーザ光量を変動させることを特
   徴とするデジタル画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記ライン集合体パターンの平均反射光
   量の検出結果に基づいて前記レーザの１ドット当たり点
   灯時間を変動させることを特徴とする、請求項１に記載
   のデジタル画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記ライン集合体パターンが斜め線ライ
   ンの集合体であることを特徴とする、請求項１に記載の
   デジタル画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記レーザ露光装置による１ドットライ
   ン幅を設定するライン幅設定手段を備えることを特徴と
   する、請求項１に記載のデジタル画像形成装置。