JP2002086799A - Imaging apparatus - Google Patents

Imaging apparatus

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JP2002086799A
JP2002086799A JP2000282577A JP2000282577A JP2002086799A JP 2002086799 A JP2002086799 A JP 2002086799A JP 2000282577 A JP2000282577 A JP 2000282577A JP 2000282577 A JP2000282577 A JP 2000282577A JP 2002086799 A JP2002086799 A JP 2002086799A
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pulse width
image
intensity
optical system
scanning optical
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JP2000282577A
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Japanese (ja)
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Satoshi Saito
敏 齋藤
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus which can form a stabilized latent image regardless of the bean spot diameter or imaging process conditions while dealing with high density writing. SOLUTION: As shown on the drawing, image data and a pixel clock are inputted to a synchronization circuit 11. A driving current generating circuit 12 delivers a preset current synchronized with the image clock to a drive circuit 15 thence to a laser diode 16. The laser diode 16 emits a laser beam depending on a PWM modulated pulse width. A saw-tooth supply current is preset and a scanning optical system is controlled depending on the saw-tooth wave. Since it is controlled depending on a preset current, energy density can be increased even at a part of narrow pulse width and overlap of the side lobes of a laser beam can be reduced. Consequently, even a latent image at a low density part can form a deep latent image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を用いた画像形成装置に係り、例えば、レーザ光学系を
用いた高解像度の画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic process, for example, a high resolution image forming apparatus using a laser optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、プリンタ、カラープリンタ、複写
機、カラー複写機、特に高精度な画像が要求される印刷
機器などの画像形成装置が広く利用されている。これら
の電子写真方式の画像形成装置では、文字画像やベタ画
像の印字品質に対する品質向上の要求に加え、高画質化
やカラー化に対する品質向上の要求も高まってきてい
る。このため、ハーフトーン(中間調)や階調再現の品
質も重要視されてきている。この中間調の階調再現のた
めの方式として、一様に帯電した感光体を露光するレー
ザビームの変調方式が取られ、レーザビームで照射する
各画素をパルス幅変調する方式(PWM)、照射する光
量変調する方式(PM)、これらを組み合わせた方式
(PWM+PM)などが提案されている。また、階調処
理としてディザ処理、万線処理、誤差拡散などの画像処
理が提案されており、これらの画像処理とレーザビーム
の変調方式とを組み合わせて露光する方式が多くとられ
ている。さらには、高画質化のため、一様に帯電された
感光体上を露光する書込密度の高密度化による高画質化
も行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, image forming apparatuses such as printers, color printers, copiers, and color copiers, especially printing apparatuses that require high-precision images, have been widely used. In these electrophotographic image forming apparatuses, in addition to the demand for improving the printing quality of character images and solid images, the demand for improving image quality and color has also been increasing. For this reason, importance has also been placed on the quality of halftone (halftone) and gradation reproduction. As a method for reproducing the halftone gradation, a method of modulating a laser beam for exposing a uniformly charged photoconductor is employed, a method of performing pulse width modulation (PWM) for each pixel irradiated with the laser beam, and a method of irradiation. A method of modulating the amount of light (PM), a method combining these methods (PWM + PM), and the like have been proposed. Further, image processing such as dither processing, line processing, and error diffusion has been proposed as the gradation processing, and a method of performing exposure by combining these image processing and a laser beam modulation method has been adopted in many cases. Further, in order to improve the image quality, the image quality is improved by increasing the writing density for exposing a uniformly charged photoconductor.

【0003】一方、電子写真プロセスでは、感光体の感
度特性や現像特性等の種々の特性が環境条件や耐久条件
によって変動するため、印字画像の色や濃度が所望の色
や濃度に再現されない、すなわち、画像を安定的に形成
できないことがある。このため、近年では感光体の露光
後の表面電位を検出して感度特性を求めたり、感光体な
どの所定部位に所定の条件で形成した静電潜像を所定の
条件で現像した検査用のパターンであるPセンサパター
ンの濃度を検出して現像特性を求め、これらの検出結果
である特性変化を記録対象画像の画像形成条件にフィー
ドバックすることで画像の安定化を図るプロセスコント
ロールが行われている。
On the other hand, in the electrophotographic process, since various characteristics such as sensitivity characteristics and development characteristics of the photoreceptor fluctuate depending on environmental conditions and durability conditions, colors and densities of a printed image are not reproduced to desired colors and densities. That is, an image may not be stably formed. For this reason, in recent years, the surface potential of a photoconductor after exposure is detected to obtain sensitivity characteristics, or an inspection is performed by developing an electrostatic latent image formed on a predetermined site such as a photoconductor under predetermined conditions under predetermined conditions. Process control for stabilizing the image is performed by detecting the density of the P sensor pattern, which is a pattern, to obtain development characteristics, and feeding back the characteristic change, which is the detection result, to the image forming conditions of the image to be recorded. I have.

【0004】ところで、特開平2−231161号公報
には、中間調を有する画像の記録を行うことができるよ
うに強度変調とパルス幅変調された状態の情報記録用レ
ーザビームを半導体レーザビームから放射させる情報記
録用レーザビームの制御方式であって、順次の各1画素
期間内におけるレーザビーム強度をあらかじめ定められ
た変化パターンに従って変化させるようにする手段と、
前記した順次の各1画素期間中におけるレーザビームの
照射時間を各1画素毎の濃度情報に基づいて定める手段
とを備えてなる情報記録用レーザビームの制御方式が記
載されている。特開平3−241367号公報には、画
像データによりレーザ光を変調する光書き込み方法にお
いて、画像データ信号と、レーザ露光された感光体の表
面電位の分布がほぼ等しくなるようにレーザ光を変調す
るようにした光書き込み方法において、変調のエッジ部
を強調し、表面電位として2値に近い露光となるように
した光書き込み方法が記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-231161 discloses that a semiconductor laser beam emits an information recording laser beam in an intensity-modulated and pulse-width-modulated state so that an image having a halftone can be recorded. A control method of an information recording laser beam to be changed, wherein a means for changing a laser beam intensity within each one pixel period in accordance with a predetermined change pattern;
A method of controlling an information recording laser beam comprising means for determining the irradiation time of a laser beam in each of the successive one pixel periods based on density information for each pixel is described. Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-24167 discloses an optical writing method for modulating a laser beam by image data, in which the laser beam is modulated so that the image data signal and the surface potential distribution of the laser-exposed photoreceptor become substantially equal. In such an optical writing method, there is described an optical writing method in which the edge portion of the modulation is emphasized so that the exposure becomes close to a binary value as the surface potential.

【0005】特開平4−77050号公報には、低濃度
部では発光強度を小さくし、高濃度部では発光強度を大
きくする露光方式の半導体レーザ駆動装置が記載されて
いる。特開平3−248174号公報、特開平3−24
9672号公報、特開平3−279974号公報には、
発光強度にあわせて発光パルス幅を比例的に対応させる
方式のレーザ走査型画像形成装置や画像形成装置が記載
されている。特開平11−254747号公報には、レ
ーザ出力がオン/オフの2値である画像形成装置におい
て、1画素内のオン/オフのデューティ比を変えて所定
の検出パターンの検出値を画像形成条件にフィードバッ
クする方法の画像形成装置が記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-77050 discloses an exposure type semiconductor laser driving device in which the light emission intensity is reduced in a low density portion and the light emission intensity is increased in a high density portion. JP-A-3-248174, JP-A-3-24
No. 9672, Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-279974,
A laser scanning type image forming apparatus and an image forming apparatus in which a light emission pulse width is proportionally made to correspond to light emission intensity are described. Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-254747 discloses that in an image forming apparatus in which a laser output is on / off binary, a detection value of a predetermined detection pattern is changed by changing an on / off duty ratio in one pixel. An image forming apparatus having a method of providing feedback to the user is described.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、階調
性を再現するためPWM変調方式により、画像の濃度に
応じてレーザビームの露光時間を変化させると、レーザ
ビームのエネルギー密度がガウス分布で近似される分布
を有しているため、画像濃度の入力データに従って露光
時間(主走査方向のドットの幅)だけでなく、感光体上
に照射されるレーザビームのエネルギー密度の最大値も
変化してしまう。また、PM変調方式では、露光光量を
可変にすることにより、感光体上に照射されるレーザビ
ームのエネルギー密度の最大値も変化してしまう。PW
M変調とPM変調を組み合わせた方式においても、同様
のことが言える。レーザビームのエネルギー密度が低下
すると、感光体上の表面電位が感光に必要なしきい値
(スレッシュ)に達しず、低濃度部における再現性が低
下してしまい、画像の劣化を引き起こす。この不具合
は、感光体表面を走査し露光するレーザビームのビーム
スポット径を小径化することにより改善されるが、レー
ザスポット径を小さくするためには、レーザの発振波長
を短くし、入射光レーザー径を大きくする必要があり、
装置の大型化、高価格化を招き、また焦点深度も狭くな
るため、像担持体上の機械精度の限界により実現が困難
であった。
However, in an image forming apparatus using a conventional electrophotographic process, the exposure time of a laser beam is changed according to the density of an image by a PWM modulation method in order to reproduce gradation. And the energy density of the laser beam has a distribution that is approximated by a Gaussian distribution, so that not only the exposure time (the width of the dot in the main scanning direction) but also the photoreceptor is irradiated according to the input data of the image density The maximum value of the energy density of the laser beam also changes. Further, in the PM modulation method, the maximum value of the energy density of the laser beam irradiated on the photoconductor is changed by changing the exposure light amount. PW
The same can be said for a system combining M modulation and PM modulation. When the energy density of the laser beam is reduced, the surface potential on the photoreceptor does not reach a threshold required for photosensitivity, and the reproducibility in a low density portion is reduced, thereby causing image deterioration. This problem can be improved by reducing the beam spot diameter of the laser beam for scanning and exposing the photoreceptor surface, but in order to reduce the laser spot diameter, the laser oscillation wavelength must be shortened and the incident light laser It is necessary to increase the diameter,
Since the size and cost of the apparatus are increased and the depth of focus is reduced, it is difficult to realize the apparatus due to the limitation of the mechanical accuracy on the image carrier.

【0007】図7は、レーザビームの静止露光分布およ
び走査露光分布を示した図である。感光体上を走査する
レーザビームは、感光体を走査しない場合、すなわち静
止している場合、図7(a)のようなガウス分布のビー
ムスポット形状を表している。しかしながら、このよう
なビームスポット形状のレーザビームは、実際に走査す
る場合には図7(b)中の矢印方向(主走査方向)に移
動するため、スポット径が拡大したことと同じ現象が生
じてしまう。そこで、静止している場合のレーザビーム
のスポット径は、副走査方向に長い楕円形のビームスポ
ット形状にすることが望ましい。図8は、図7のレーザ
ビームを主走査方向にPWM変調した場合のパルス幅と
エネルギー強度の関係を示した図である。レーザビーム
を主走査方向にPWM変調すると、図8のようにパルス
幅の増加に伴い、エネルギー強度が変化していることが
わかる。このパルス幅の増加に伴うエネルギー強度の変
化がガウス分布のサイドローブの重なりがなくなるまで
続き、この時間は、ビームスポット径の主走査方向の大
きさに寄与している。
FIG. 7 shows a static exposure distribution and a scanning exposure distribution of a laser beam. The laser beam that scans the photosensitive member has a Gaussian beam spot shape as shown in FIG. 7A when the photosensitive member is not scanned, that is, when the photosensitive member is stationary. However, since the laser beam having such a beam spot shape moves in the direction of the arrow (main scanning direction) in FIG. 7B when actually scanning, the same phenomenon as the enlargement of the spot diameter occurs. Would. Therefore, it is desirable that the spot diameter of the laser beam when stationary is an elliptical beam spot shape long in the sub-scanning direction. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the pulse width and the energy intensity when the laser beam of FIG. 7 is PWM-modulated in the main scanning direction. When the laser beam is PWM-modulated in the main scanning direction, the energy intensity changes as the pulse width increases, as shown in FIG. The change in the energy intensity accompanying the increase in the pulse width continues until the side lobes of the Gaussian distribution disappear, and this time contributes to the size of the beam spot diameter in the main scanning direction.

【0008】ここで、PWM変調の不具合が発生する
と、パルス幅の狭いときに、レーザビームのエネルギー
強度が小さくなり、感光体上の潜像は浅い潜像となる。
そして、図9に示すような現像バイアスによって決まる
しきい値(スレッシュレベル)、現像能力を超えること
ができず、感光体表面の帯電電位のばらつきや、トナー
の粒径や帯電量のばらつきにより、トナードットの再現
が著しく低下し、低濃度部の階調飛びにつながることに
なる。また、パルス幅の広いときに、隣りの画素のビー
ムのサイドローブとの重なりにより高濃度部のつぶれが
生じ、パルス幅と画像濃度の関係は、図10に示すよう
なγ特性になる。一方、感光体上に露光するレーザ光量
の積分値を同様にして光量を2倍にし、点灯時間を1/
2にすれば、擬似的にビームスポット径が絞られたのと
同じ現象となり、深い潜像を形成することができるが、
ビームスポット径を絞った場合と比較すると、効果が小
さく、変調周波数が高くなると、再現できるパルス幅が
約3〜4(nsec)となり、限界がある。
[0008] Here, when a problem of PWM modulation occurs, when the pulse width is narrow, the energy intensity of the laser beam becomes small, and the latent image on the photosensitive member becomes a shallow latent image.
As shown in FIG. 9, the threshold (threshold level) determined by the developing bias and the developing ability cannot be exceeded, and the variation in the charging potential on the surface of the photoreceptor, the variation in the particle diameter and the charging amount of the toner, Reproduction of the toner dots is remarkably reduced, which leads to a gradation jump in a low density portion. Further, when the pulse width is wide, the high density portion is collapsed due to the overlap with the side lobe of the beam of the adjacent pixel, and the relationship between the pulse width and the image density has a γ characteristic as shown in FIG. On the other hand, the integrated value of the laser light amount to be exposed on the photoreceptor is doubled in the same manner, and the lighting time is reduced by 1 /.
If it is set to 2, the same phenomenon occurs as when the beam spot diameter is reduced in a pseudo manner, and a deep latent image can be formed.
As compared with the case where the beam spot diameter is narrowed, the effect is small, and when the modulation frequency is increased, the reproducible pulse width is about 3 to 4 (nsec), and there is a limit.

【0009】また、特開平2−231161号公報記載
の情報記録用レーザビームの制御方式では、あらかじめ
定められた変化パターンによる露光が余弦波状のもので
あり、高濃度部側の階調再現において再現性が著しく低
下し、作像プロセス条件により、入力データに対する階
調の再現性は直線にならなくなり、リニアな階調が取れ
なくなることがある。特開平3−241367号公報記
載の光書き込み方法では、ビームスポット径の小径化を
しなければ、書込密度の高密度化を実現することができ
ない。特開平3−248174号公報記載の画像形成装
置、特開平3−249672号公報記載のレーザ走査型
画像形成装置、特開平3−279974号公報記載の画
像形成装置では、低濃度部におけるレーザビームのエネ
ルギー密度の低下により、安定した現像特性を得られな
いことがある。
In the control method of the laser beam for information recording described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-231161, the exposure based on a predetermined change pattern is of a cosine wave type, and is reproduced in the tone reproduction on the high density portion side. The reproducibility of the gradation with respect to the input data may not be a straight line, and a linear gradation may not be obtained depending on image forming process conditions. In the optical writing method described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-24167, it is not possible to achieve a high writing density unless the beam spot diameter is reduced. In the image forming apparatus described in JP-A-3-248174, the laser-scanning image forming apparatus described in JP-A-3-249672, and the image forming apparatus described in JP-A-3-279974, the laser beam in Due to the decrease in energy density, stable development characteristics may not be obtained.

【0010】特開平4−77050号公報記載の半導体
レーザ駆動装置では、低濃度部におけるレーザビームの
エネルギー密度の低下により、安定した現像特性を得ら
れないことがある。特開平6−87234号公報記載の
画像形成方法およびその装置では、低濃度部における変
調演算回路を有することにより装置が複雑になってしま
い、また、作像プロセス条件により演算部の計数を変え
なければならず、処理が複雑となってしまう。特開平8
−185021号公報記載の画像形成装置では、低光量
では光感度が小さく、所定光量以上になると光感度が増
大する特別な感光体を有しなければならず、感光体の性
能に大きく左右されてしまう。特開平11−25474
7号公報記載の画像形成装置では、2値の画像形成装置
にしか適用できなく、書込密度の高密度化を実現するこ
とができない。
In the semiconductor laser driving device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-77050, stable development characteristics may not be obtained due to a decrease in the energy density of a laser beam in a low density portion. In the image forming method and the apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-87234, the apparatus becomes complicated due to having the modulation operation circuit in the low density section, and the count of the operation section must be changed depending on the image forming process conditions. And the processing becomes complicated. JP 8
In the image forming apparatus described in Japanese Patent Application Publication No. -185021, the light sensitivity is low at a low light amount, and the light sensitivity increases when the light amount exceeds a predetermined light amount. I will. JP-A-11-25474
In the image forming apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-297, it can be applied only to a binary image forming apparatus, and it is not possible to realize a high writing density.

【0011】そこで、本発明の目的は、ビームスポット
径、作像プロセス条件に影響されず、高密度書込にも対
応し、安定した潜像形成をすることができる画像形成装
置を提供することである。
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus which is not affected by the beam spot diameter and the image forming process conditions, can cope with high-density writing, and can form a stable latent image. It is.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、受領した画像信号に基づいて一様に帯電した感光体
にレーザビームで走査露光する走査光学系と、前記受領
した画像信号の各画素に同期して前記感光体上に走査露
光される前記走査光学系の露光時間を画像の濃度に応じ
てパルス幅変調するパルス幅変調手段と、前記受領した
画像信号の各画素に同期して前記走査光学系が走査露光
するレーザビームの強度を所定のパターンに応じて強度
変調する強度変調手段と、を備え、前記パルス幅変調手
段によるパルス幅変調が狭い場合、前記強度変調手段は
前記走査光学系の強度を大きくし、前記パルス幅変調手
段によるパルス幅変調が広い場合、前記強度変調手段は
前記走査光学系の強度を小さくすることにより、前記目
的を達成する。
According to the first aspect of the present invention, a scanning optical system for scanning and exposing a photosensitive member uniformly charged based on a received image signal with a laser beam, and each of the received image signals is provided. Pulse width modulation means for pulse width modulation of the exposure time of the scanning optical system, which is scanned and exposed on the photoconductor in synchronization with pixels, in accordance with the density of an image, and in synchronization with each pixel of the received image signal An intensity modulator for intensity-modulating the intensity of a laser beam scanned and exposed by the scanning optical system according to a predetermined pattern, wherein when the pulse width modulation by the pulse width modulator is narrow, the intensity modulation means performs the scanning. When the intensity of the optical system is increased and the pulse width modulation by the pulse width modulation unit is wide, the intensity modulation unit achieves the object by reducing the intensity of the scanning optical system.

【0013】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、前記強度変調手段が前記受領した画像信
号の各画素に同期して強度変調する所定のパターンは、
前記パルス幅変調手段に用いる所定の基準波に基づくこ
とにより、前記の目的を達成する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the predetermined pattern that the intensity modulating means intensity-modulates in synchronization with each pixel of the received image signal is:
The above object is achieved by being based on a predetermined reference wave used for the pulse width modulation means.

【0014】請求項3記載の発明では、請求項1または
請求項2記載の発明において、前記走査光学系によって
走査露光された前記感光体の露光後の表面電位を検出す
る電位検出手段と、前記電気検出手段によって検出され
た電位に基づいて前記パルス幅変調手段によって変調さ
れるパルス幅の設定値を選択するパルス幅選択手段と、
をさらに備えたことにより、前記の目的を達成する。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the potential detecting means for detecting a surface potential of the photosensitive member, which has been scanned and exposed by the scanning optical system, after the exposure, Pulse width selection means for selecting a set value of the pulse width modulated by the pulse width modulation means based on the potential detected by the electrical detection means,
The above object is achieved by further providing

【0015】請求項4記載の発明では、請求項1または
請求項2記載の発明において、前記走査光学系によって
走査露光された前記感光体の露光後の静電潜像を原稿画
像として顕像化する顕像手段と、前記顕像手段によって
顕像化された原稿画像の濃度を検出する濃度検出手段
と、前記濃度検出手段によって検出された電位に基づい
て前記パルス幅変調手段によって変調されるパルス幅の
設定値を選択するパルス幅選択手段と、をさらに備えた
ことにより、前記の目的を達成する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the exposed electrostatic latent image of the photosensitive member, which is scanned and exposed by the scanning optical system, is visualized as a document image. Visualizing means, density detecting means for detecting the density of the original image visualized by the visualizing means, and a pulse modulated by the pulse width modulating means based on a potential detected by the density detecting means. The above object is attained by further comprising a pulse width selecting means for selecting a set value of the width.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る好適な実施の
形態について図1ないし図6を参照して詳細に説明す
る。図1は、本実施の形態に係る画像形成装置の走査光
学系の制御回路を示したブロック図である。制御回路
は、同期回路11、駆動電流発生回路12、データテー
ブル13、パルス幅発生回路14、ドライブ回路15お
よびレーザダイオード16を備えている。図1のよう
に、画像データおよび画素クロックは同期回路11に入
力される。駆動電流発生回路12は、画像クロックに同
期した予め設定されている電流をドライブ回路15に出
力する。そして、ドライブ回路15がレーザダイオード
16にその電流を流すと、レーザダイオード16は、P
WM変調されたパルス幅に応じてレーザビームを発光さ
せる。ここで、予め設定された電流は、図2のようなノ
コギリ状の供給電流を設定しておき、このノコギリ波に
応じて走査光学系の制御を行う。予め設定した電流に応
じて制御するので、図3のようにパルス幅の狭い部分で
もエネルギー密度を大きく、また、レーザビームのサイ
ドローブの重なりを小さくすることができ、低濃度部の
潜像も深い潜像を形成することができる。さらに高濃度
部では、パルス幅の増加に伴うエネルギーの増加を小さ
くすることができ、感光体上の表面電位カーブも、図4
のような傾きのカーブにすることができる。その結果、
感光体の表面電位は、直線上に形成することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a control circuit of a scanning optical system of the image forming apparatus according to the present embodiment. The control circuit includes a synchronization circuit 11, a drive current generation circuit 12, a data table 13, a pulse width generation circuit 14, a drive circuit 15, and a laser diode 16. As shown in FIG. 1, the image data and the pixel clock are input to the synchronization circuit 11. The drive current generation circuit 12 outputs a preset current synchronized with the image clock to the drive circuit 15. When the drive circuit 15 supplies the current to the laser diode 16, the laser diode 16
A laser beam is emitted according to the WM-modulated pulse width. Here, as the preset current, a sawtooth-like supply current as shown in FIG. 2 is set, and the scanning optical system is controlled in accordance with the sawtooth wave. Since the control is performed in accordance with the preset current, the energy density can be increased even in the portion where the pulse width is narrow as shown in FIG. 3, and the overlap of the side lobes of the laser beam can be reduced. A deep latent image can be formed. Further, in the high-density portion, the increase in energy due to the increase in pulse width can be reduced, and the surface potential curve on the photoreceptor can be reduced as shown in FIG.
It can be made the curve of the inclination like. as a result,
The surface potential of the photoreceptor can be formed on a straight line.

【0017】なお、本実施の形態では、予め設定する供
給電流をノコギリ波の電流波形として説明したが、これ
に限られるものではなく、三角波などを設定しておいて
もよい。PWM変調部におけるパルス幅発生回路におい
て、パルス幅を発生させる際、ノコギリ波や三角波を用
いることがある。このパルス幅を発生させるノコギリ波
や三角波を用いてレーザダイオード16の駆動電流発生
回路12に用いると、回路を共有することができるた
め、より効率的に解像度を向上することができる。
In this embodiment, the preset supply current has been described as a sawtooth wave current waveform, but the present invention is not limited to this, and a triangular wave or the like may be set. When a pulse width is generated in a pulse width generation circuit in a PWM modulator, a sawtooth wave or a triangular wave may be used. If a sawtooth wave or a triangular wave that generates this pulse width is used for the drive current generation circuit 12 of the laser diode 16, the circuit can be shared, and the resolution can be more efficiently improved.

【0018】また、感光体の光減衰特性などにより、感
光体に照射されるエネルギーに対して、感光体の表面電
位の低下がリニアな特性でないものも存在する。また、
温度や湿度、経時変化などにより、その特性も低下して
くる。そこで、本実施の形態では、図5および図6のよ
うな制御方式を行うようになっている。図5は、パター
ン発生回路のフィードバック制御を示した図である。図
5に示すように、パターン発生回路21に予め設定され
たパターンに基づいて露光手段22が感光体23の表面
に静電潜像を形成する。そして、表面電位検出手段24
が感光体23の電位を測定することにより、感光体23
の表面電位のリニアリティを確保し、その結果を露光手
段22にフィードバックさせることでレーザダイオード
の制御を行う。フィードバック制御により補正される出
力は、パルス幅変調のパルス幅である。従って、レーザ
ビームを変調するデータ数は、光変調部に入力されるデ
ータ数よりも大きな値であることが望ましく、例えば、
光変調部に入力される3bitのデータ(8階調)を光
変調部において8bit(256階調)で処理すること
で、その補正値の精度を上げることができる。
Further, there is a case where the surface potential of the photosensitive member is not linearly reduced with respect to the energy applied to the photosensitive member due to the light attenuation characteristics of the photosensitive member. Also,
Its characteristics also deteriorate due to temperature, humidity, changes over time, and the like. Therefore, in the present embodiment, a control method as shown in FIGS. 5 and 6 is performed. FIG. 5 is a diagram showing feedback control of the pattern generation circuit. As shown in FIG. 5, the exposure unit 22 forms an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor 23 based on a pattern set in the pattern generation circuit 21 in advance. Then, the surface potential detecting means 24
Measures the potential of the photoconductor 23,
The laser diode is controlled by ensuring the linearity of the surface potential and feeding back the result to the exposure means 22. The output corrected by the feedback control is the pulse width of the pulse width modulation. Therefore, the number of data for modulating the laser beam is desirably a value larger than the number of data input to the light modulation unit.
By processing the 3-bit data (8 gradations) input to the light modulation section with 8 bits (256 gradations) in the light modulation section, the accuracy of the correction value can be increased.

【0019】図6は、パターン発生回路のフィードバッ
ク制御の変形例を示した図である。図6のように、パタ
ーン発生回路31に予め設定されたパターンに基づいて
露光手段32が感光体33にトナーを現像し、画像濃度
検出手段34が感光体33に現像された画像の濃度を検
知することにより、フィードバック制御を行うようにし
てもよい。感光体33に形成された潜像を現像器により
トナーを付着させる場合、キャリアとトナーを用いる2
成分現像に比較し、トナーだけを用いる1成分現像の方
が、同じ表面電位でも、γの立った濃度カーブになる。
従って、本実施の形態の露光制御方式を用いることによ
り、中間濃度部の電位カーブの傾きがねた特性で露光す
ることができるため、中間濃度部の再現性も向上させる
ことができる。
FIG. 6 is a diagram showing a modified example of the feedback control of the pattern generation circuit. As shown in FIG. 6, the exposure unit 32 develops the toner on the photoconductor 33 based on the pattern preset in the pattern generation circuit 31, and the image density detection unit 34 detects the density of the image developed on the photoconductor 33. By doing so, feedback control may be performed. When toner is attached to the latent image formed on the photoreceptor 33 by a developing device, a carrier and toner are used.
Compared to the component development, the one-component development using only the toner has a density curve with γ even at the same surface potential.
Therefore, by using the exposure control method of the present embodiment, it is possible to perform exposure with a characteristic in which the potential curve of the intermediate density portion is inclined, and the reproducibility of the intermediate density portion can be improved.

【0020】以上のように、書込密度に比較して、比較
的大きなビームスポット径を用いても、概ねガウシャン
分布するサイドローブの重なりを小さくすることで高解
像度の画像形成装置を提供することができる。また、P
WM発生回路とPM回路の一部を共有化することによ
り、回路を簡素化することができる。露光された感光体
表面電位をモニタし、画像データによりPWM変調する
パルス幅を選択的に選ぶことにより、感光体のγカーブ
を直線上に露光することで高解像度の画像形成装置を提
供することができる。さらには、露光された感光体を顕
像化したあとの濃度を検出し、画像データによりPWM
変調するパルス幅を選択的に選ぶことにより、感光体の
γカーブを直線上に露光することで高解像度の画像形成
装置を提供することができる。本実施の形態によれば
た、1成分現像等のγの立った現像方式を用いても中間
調を有する画像を高解像度で提供することができる。
As described above, even when a relatively large beam spot diameter is used as compared with the writing density, it is possible to provide a high-resolution image forming apparatus by reducing the overlap of the side lobes having a Gaussian distribution. Can be. Also, P
By sharing a part of the WM generation circuit and a part of the PM circuit, the circuit can be simplified. To provide a high-resolution image forming apparatus by monitoring a surface potential of an exposed photoconductor and selectively selecting a pulse width for PWM modulation based on image data, thereby exposing a γ curve of the photoconductor linearly. Can be. Further, the density of the exposed photoreceptor after being visualized is detected, and the PWM
By selectively selecting the pulse width to be modulated, a high-resolution image forming apparatus can be provided by exposing the γ curve of the photoconductor linearly. According to the present embodiment, it is possible to provide an image having a halftone at a high resolution even when a developing method with a steep γ such as one-component development is used.

【0021】[0021]

【発明の効果】請求項1記載の発明では、パルス幅変調
手段によるパルス幅変調が狭い場合、強度変調手段は走
査光学系の出力値を大きくし、パルス幅変調手段による
パルス幅変調が広い場合、強度変調手段は走査光学系の
出力値を小さくするので、レーザビームのサイドローブ
の重なりを小さくすることができ、低濃度部の潜像も深
い潜像を形成することができる。
According to the first aspect of the present invention, when the pulse width modulation by the pulse width modulation means is narrow, the intensity modulation means increases the output value of the scanning optical system, and when the pulse width modulation by the pulse width modulation means is wide. Since the intensity modulating means reduces the output value of the scanning optical system, the overlap of the side lobes of the laser beam can be reduced, and the latent image in the low density portion can also form a deep latent image.

【0022】請求項2記載の発明では、強度変調手段が
受領した画像信号の各画素に同期して強度変調する所定
のパターンは、パルス幅変調手段に予め設定されている
所定の基準波に基づいているので、高解像度の画像形成
装置を提供することができる。
According to the second aspect of the present invention, the predetermined pattern which is intensity-modulated in synchronization with each pixel of the image signal received by the intensity modulation means is based on a predetermined reference wave preset in the pulse width modulation means. Therefore, a high-resolution image forming apparatus can be provided.

【0023】請求項3記載の発明では、走査光学系によ
って走査露光された前記感光体の露光後の表面電位を検
出する電位検出手段と、電気検出手段によって検出され
た電位に基づいてパルス幅変調手段によって変調される
パルス幅の設定値を選択するパルス幅選択手段と、をさ
らに備えたので、感光体のγカーブを直線上に露光し、
高解像度の画像形成装置を提供することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a potential detecting means for detecting a surface potential of the photosensitive member scanned and exposed by the scanning optical system after exposure, and a pulse width modulation based on the potential detected by the electrical detecting means. And a pulse width selection means for selecting a set value of the pulse width modulated by the means, so that the gamma curve of the photoreceptor is linearly exposed,
A high-resolution image forming apparatus can be provided.

【0024】請求項4記載の発明では、走査光学系によ
って走査露光された感光体の露光後の静電潜像を原稿画
像として顕像化する顕像手段と、顕像手段によって顕像
化された原稿画像の濃度を検出する濃度検出手段と、濃
度検出手段によって検出された電位に基づいてパルス幅
変調手段によって変調されるパルス幅の設定値を選択す
るパルス幅選択手段と、をさらに備えたので、感光体の
γカーブを直線上に露光し、高解像度の画像形成装置を
提供することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a visualizing means for visualizing the exposed electrostatic latent image of the photosensitive member scanned and exposed by the scanning optical system as a document image, and a visualizing means for visualizing the image by the visualizing means. Density detecting means for detecting the density of the original image, and pulse width selecting means for selecting a set value of a pulse width modulated by the pulse width modulating means based on the potential detected by the density detecting means. Therefore, it is possible to provide a high-resolution image forming apparatus by exposing the γ curve of the photoconductor linearly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態に係る画像形成装置の走査光学系
の制御回路を示したブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a control circuit of a scanning optical system of an image forming apparatus according to an embodiment.

【図2】本実施の形態に係る供給電流の一例を示した図
である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a supply current according to the present embodiment.

【図3】本実施の形態に係るパルス幅とエネルギー密度
の関係を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a pulse width and an energy density according to the present embodiment.

【図4】本実施の形態に係るパルス幅と画像濃度の関係
を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a pulse width and an image density according to the present embodiment.

【図5】パターン発生回路のフィードバック制御を示し
た図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating feedback control of a pattern generation circuit.

【図6】パターン発生回路のフィードバック制御の変形
例を示した図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a modified example of the feedback control of the pattern generation circuit.

【図7】レーザビームの静止露光分布および走査露光分
布を示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing a static exposure distribution and a scanning exposure distribution of a laser beam.

【図8】図7のレーザビームを主走査方向にPWM変調
した場合のパルス幅とエネルギー強度の関係を示した図
である。
8 is a diagram illustrating a relationship between a pulse width and an energy intensity when the laser beam of FIG. 7 is PWM-modulated in the main scanning direction.

【図9】パルス幅とエネルギー密度の関係を示した図で
ある。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a pulse width and an energy density.

【図10】パルス幅と画像濃度の関係を示した図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a pulse width and an image density.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 同期回路 12 駆動電流発生回路 13 データテーブル 14 パルス幅発生回路 15 ドライブ回路 16 LD(レーザダイオード) 21、31 パターン発生回路 22、32 露光手段 23、33 感光体 24 表面電位検出手段 34 画像濃度検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Synchronization circuit 12 Drive current generation circuit 13 Data table 14 Pulse width generation circuit 15 Drive circuit 16 LD (laser diode) 21, 31 Pattern generation circuit 22, 32 Exposure means 23, 33 Photoconductor 24 Surface potential detection means 34 Image density detection means

───────────────────────────────────────────────────── 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) G03G 15/04 G03G 15/04 120 5C072 H04N 1/113 H04N 1/04 104Z 5C074 1/29 Fターム(参考) 2C262 AA05 AA17 AB07 BB01 BB11 BB31 BB49 GA03 GA21 GA34 GA47 2C362 AA54 AA63 AA66 CA02 CA11 2H027 DA02 DA09 EA02 EC03 2H045 DA28 2H076 AB21 AB22 AB75 DA06 DA07 DA11 DA19 5C072 AA03 BA15 HA02 HB02 HB06 UA16 XA01 XA05 5C074 AA02 AA05 AA09 BB02 BB03 BB26 CC26 DD07 DD08 DD11 EE11 GG12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03G 15/04 G03G 15/04 120 5C072 H04N 1/113 H04N 1/04 104Z 5C074 1/29 F term (reference ) 2C262 AA05 AA17 AB07 BB01 BB11 BB31 BB49 GA03 GA21 GA34 GA47 2C362 AA54 AA63 AA66 CA02 CA11 2H027 DA02 DA09 EA02 EC03 2H045 DA28 2H076 AB21 AB22 AB75 DA06 DA07 DA11 DA19 5C072 AA03 H15A02 AA03 BA15A02 A05 X CC26 DD07 DD08 DD11 EE11 GG12

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 受領した画像信号に基づいて一様に帯電
した感光体にレーザビームで走査露光する走査光学系
と、 前記受領した画像信号の各画素に同期して前記感光体上
に走査露光される前記走査光学系の露光時間を画像の濃
度に応じてパルス幅変調するパルス幅変調手段と、 前記受領した画像信号の各画素に同期して前記走査光学
系が走査露光するレーザビームの強度を所定のパターン
に応じて強度変調する強度変調手段と、を備え、 前記パルス幅変調手段によるパルス幅変調が狭い場合、
前記強度変調手段は前記走査光学系の強度を大きくし、
前記パルス幅変調手段によるパルス幅変調が広い場合、
前記強度変調手段は前記走査光学系の強度を小さくする
ことを特徴とする画像形成装置。
1. A scanning optical system for scanning and exposing a photosensitive member uniformly charged based on a received image signal with a laser beam, and scanning exposure on the photosensitive member in synchronization with each pixel of the received image signal. Pulse width modulation means for pulse width modulating the exposure time of the scanning optical system according to the density of an image, and the intensity of a laser beam scanned and exposed by the scanning optical system in synchronization with each pixel of the received image signal. And intensity modulation means for intensity modulation according to a predetermined pattern, when the pulse width modulation by the pulse width modulation means is narrow,
The intensity modulation means increases the intensity of the scanning optical system,
When the pulse width modulation by the pulse width modulation means is wide,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the intensity modulation unit reduces the intensity of the scanning optical system.
【請求項2】 前記強度変調手段が前記受領した画像信
号の各画素に同期して強度変調する所定のパターンは、
前記パルス幅変調手段に用いる所定の基準波に基づくこ
とを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
2. A predetermined pattern in which the intensity modulation means intensity-modulates in synchronization with each pixel of the received image signal,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said image forming apparatus is based on a predetermined reference wave used for said pulse width modulation means.
【請求項3】 前記走査光学系によって走査露光された
前記感光体の露光後の表面電位を検出する電位検出手段
と、 前記電気検出手段によって検出された電位に基づいて前
記パルス幅変調手段によって変調されるパルス幅の設定
値を選択するパルス幅選択手段と、をさらに備えたこと
を特徴とする請求項1または請求項2記載の画像形成装
置。
3. A potential detecting means for detecting a surface potential after exposure of the photoreceptor scanned and exposed by the scanning optical system; and a pulse width modulating means based on the potential detected by the electric detecting means. 3. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a pulse width selection unit that selects a set value of the pulse width to be set.
【請求項4】 前記走査光学系によって走査露光され
た前記感光体の露光後の静電潜像を原稿画像として顕像
化する顕像手段と、 前記顕像手段によって顕像化された原稿画像の濃度を検
出する濃度検出手段と、 前記濃度検出手段によって検出された電位に基づいて前
記パルス幅変調手段によって変調されるパルス幅の設定
値を選択するパルス幅選択手段と、をさらに備えたこと
を特徴とする請求項1または請求項2記載の画像形成装
置。
4. An image developing means for visualizing an exposed electrostatic latent image of the photoconductor scanned and exposed by the scanning optical system as an original image, and an original image visualized by the visualizing means. Concentration detecting means for detecting the density of the pulse width, and pulse width selecting means for selecting a set value of a pulse width modulated by the pulse width modulating means based on the potential detected by the concentration detecting means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
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