JP2004338125A

JP2004338125A - 光源制御方法、画像形成方法、画像形成装置及び電子写真装置

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Publication number: JP2004338125A
Application number: JP2003134614A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Kamijo; 直裕上条
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】本発明の課題は、露光エネルギ分布と画像データとを比較し差異が最小となる光源制御の振幅データを導出して、高画質の出力画像を取得可能とすることである。
【解決手段】光源より出射したビーム光束８を走査して感光体７を露光する光源制御方法であって、ビーム光束８が静止状態のときの光量分布を取得する光量取得手段と、感光体７上に形成する潜像の最小解像度を構成する光ビームの点灯時間よりも高い周波数の駆動信号で光源を駆動する光源駆動手段と、駆動信号の振幅を変化させる振幅変化手段と、振幅変化手段によりビーム光束８の静止時における光量分布の振幅を調整する振幅調整手段とを備え、振幅調整手段により振幅調整された光ビームの静止時の光量分布を、ビーム光束８の走査速度と駆動信号の変調周期とをかけ合わせた距離だけ、走査方向に位置をずらして畳み込み積分し、畳み込み積分で得られた光量分布を露光エネルギ分布とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に電子写真方式の書込みユニット、感光体等から構成される画像形成部を持つ複写機、プリンタ製品等の電子写真製品において、走査ビームを感光体に露光し、露光エネルギ分布に応じた潜像を形成して、トナー付着量を制御することにより、画像データに応じた走査光量分布を導出、露光し、高精細な画像を出力可能とする光源制御方法、画像形成装置、電子写真装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置において、出力画像の濃淡を制御する方法として、トナー画像の面積比率による階調制御が用いられている。そのため、トナーが付着している面積を所望の画像データと同一に取得されることが望ましい。これまで、トナー画像の面積制御として、光源のＰＷＭ方式等による露光パターンの幅を調整して行うのが一般的であり、更に、ディザ処理やＭＴＦ補正等の処理が施されて、光源駆動パターンを決定している。
【０００３】
また、ＰＷＭ方式ではパターン幅を可変とするが、走査ビームでは感光体面上にビーム光束が移動しながら照射されるため、露光エネルギは重畳され、最小解像ドットとそれより広い幅を有するドットとではピーク露光エネルギに差が生じる。そのため、感光体の感光閾値を一定とすると、ドット幅による露光エネルギ量の差により、所望の露光エネルギ分布が得られないこととなる。そのため、所望の露光エネルギ分布が得られないと、潜像、トナー付着量を制御できないこととなるため、所望の露光エネルギ分布から光源駆動信号を決定する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１では、複数光源を有し、露光面での照射光量分布の一部が重なるように配置し、ハイパワーな光源を適用すること無く、重畳した領域を露光エネルギ分布に適用して、高信頼、高解像なドットパターンを取得する。
【０００５】
また、特許文献２では、レーザドライバによるパワー制御手段により、ドット毎の駆動パルスにおけるパルス高を孤立ドットパターンと孤立ラインパターンとで変更し、ＬＤに供給するエネルギを画像パターンに応じて制御し、画像形成している。
【０００６】
さらに、特許文献３では、パルス列よりなる光変調信号において、パルス幅、パルスパターンを変化させることによって感光手段が露光される露光エネルギ分布を変化させている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１８０７５７号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８７４０２号公報
【特許文献３】
特開２００２−２６４３９２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した特許文献１に記載の従来技術では、照射光量分布が重畳した領域のみを用いて高精細な露光エネルギ分布を取得することは可能であるが、隣接するドットと重畳する可能性があり、露光エネルギとして顕在化しない領域の制御も必要となってくるなど、適用困難な場合がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の従来技術では、孤立ドットパターン、孤立ラインパターンについて限定的に光源制御パルス幅、パルス高の比を調整することで、同様なトナー画像濃度を得ることが可能となるが、画像データの組合わせ、画像全体のバランスという面で、副走査方向と主走査方向の孤立ドット、孤立ラインの再現が困難であり、主副の露光エネルギ分布を得るための光ビームの光量分布の重畳部分の処理が問題となる。
【００１０】
さらに、特許文献３に記載の従来技術では、パルス幅とパターンの変調で露光エネルギ量制御する方法として優れており、露光量をドットパターンに応じて略一定にすることが可能となる。しかし、光源の出力をも制御し、露光エネルギの重畳状態を所望の画像データと一致させてトナー付着量を制御可能とすることで、さらなる画質を向上することが望まれている。
【００１１】
本発明では、露光エネルギ分布と画像データを比較し、それぞれの差異が最小となるときの時間軸上での光源制御の振幅データを導出して、高精細、高画質の出力画像を取得可能とする、光源制御方法、画像形成方法、画像形成装置及び電子写真製品を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光源より出射した光ビームを所定の方向に走査して感光手段を露光する光源制御方法であって、光ビームが静止状態のときの光量分布を取得する光量取得手段と、感光手段上に形成する潜像の最小解像度を構成する光ビームの点灯時間よりも高い周波数の駆動信号で光源を駆動する光源駆動手段と、駆動信号の振幅を変化させる振幅変化手段と、振幅変化手段により光ビームの静止時における光量分布の振幅を調整する振幅調整手段とを備え、振幅調整手段により振幅調整された光ビームの静止時の光量分布を、光ビームの走査速度と駆動信号の変調周期とをかけ合わせた距離だけ、走査方向に位置をずらして畳み込み積分を行い、畳み込み積分で得られた光量分布を露光エネルギ分布とすることを特徴とする。
【００１３】
この請求項１に記載の発明では、ポリゴンミラーが静止状態のときの光量分布を時間軸上で相似的に振幅を変化させることで、ポリゴンミラーが回転駆動のときの感光体面上での露光エネルギ分布を擬似的に導出することが可能となり、
この露光エネルギ分布を利用して高精細、高画質の出力画像を取得可能とする光源制御方法を提供することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、畳み込み積分で得られた露光エネルギ分布と、感光手段上に形成する所定の画像データとを比較する画像データ比較手段とを有し、画像データ比較手段に基づいて光源駆動信号の振幅を調整することを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、請求項１において導出した露光エネルギ分布と所望の画像データとを比較することで光源の時間軸上での振幅の制御を行うことができ、高精細、高画質の出力画像を得ることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、光ビームの静止時の露光面における断面、走査方向又は副走査方向に光量を積算した光量分布を予め取得し、露光エネルギ分布を取得するための静止時の光量分布とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載に発明と同様の作用効果を奏するとともに、主走査方向の微小区間で重畳した光量分布状態を露光エネルギ分布の導出に反映させることができ、露光エネルギ状態を高精彩に形成することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、光ビームの静止時の光量分布を関数で置換する関数置換手段を有し、関数置換手段により露光エネルギ分布を取得することを特徴とする。
【００１９】
この請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３の発明と同様の作用効果を奏するとともに、ガウシアン関数やベッセル関数のような一般解を光量分布として反映させることにより、露光エネルギ分布の導出を簡単に行うことができる。
【００２０】
また、光源制御パルスの調整に関し、時間軸上の光量の振幅を制御するため、全走査幅で所望の露光エネルギ分布を実現することが可能となるため、走査光学系のシェーディング補正にも応用可能である。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、光源駆動信号の変調周期の間に光ビームが移動する走査幅で重畳された光量分布を、光ビームの静止時の光量分布とすることを特徴とする。
【００２２】
この請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４の何れかに記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、感光体面上での露光エネルギ分布状態を導出する際に、光源駆動信号の変調周期の間に光ビームが移動する微小走査幅で重畳した光量分布を、走査ビームに対する露光エネルギ分布の導出のための最小単位とすることで、露光エネルギ分布を高精彩に得ることができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明において、光源駆動信号の変調周期の間に光ビームが移動する走査幅で重畳した光量分布を取得する光量分布取得手段と、光源駆動信号の振幅を駆動信号の周波数で調整する周波数調整手段とを備え、周波数調整手段は所定の画像データと重畳した光量分布との差が最小となるように設けられており、所定の画像データに対応した露光エネルギ分布を取得し、取得した露光エネルギ分布に基づいて感光手段上に光ビームを照射することを特徴とする。
【００２４】
この請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５の何れかに記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、所望の画像データと露光エネルギ分布が一致する最適な光量の振幅を導出するために、両者の差異を最小となるよう振幅を自動調整して、所望の画像データを形成する際の振幅データを決定することで、所望の光源制御用のパルスを得ることができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の光源制御方法により感光手段に光ビームを照射して潜像を形成する画像形成方法であって、感光手段は光ビームの副走査方向に駆動回転しており、光ビームが感光手段上を一往復する間に感光手段が移動する距離は、光ビームが感光手段上に形成する潜像の最小解像度の大きさよりも短くしており、光ビームの副走査方向の画像データとの差が最小となるように光ビームを照射することを特徴とする。
【００２６】
この請求項７に記載の発明では、副走査方向でも、感光体の送り速度を空間軸上の露光エネルギ分布に変化を与えるパラメータとして制御することで、露光エネルギ分布の重畳状態等を考慮に入れた光ビームの照射が可能となり、副走査方向にも所望の画像データに対応した露光エネルギ分布を得ることが可能となる。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、二次元の画像データを格納する格納手段と、光量を重畳した露光エネルギ分布の二次元データを取得する二次元データ取得手段とを有し、光ビームの走査方向には光源駆動信号の駆動周期の走査幅だけ位置をずらして静止時の光量分布を配置し、光ビームの副走査方向には感光手段の移動幅だけ位置をずらして静止時の光量分布を配置しており、格納した二次元画像データと露光エネルギ分布の二次元データとの差が最小となるように光源駆動信号の振幅を調整することで、感光手段上に所定の潜像を形成することを特徴とする。
【００２８】
この請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、全画像データに対応した、照射されるビーム光束の重畳された光量分布状態から求まる露光エネルギ分布を、両者の差異が最小となるようにビーム光束照射前に導出し、全画像における光源制御パルスを決定してから、感光体面上への露光を開始して、全画面で最適な画像を取得することが可能となる。
【００２９】
請求項９に記載の発明は、光源を感光手段上に形成する潜像の最小解像度を構成する光ビームの点灯時間よりも高い周波数で振幅を変調、駆動する光源駆動手段と、前記周波数で振幅を変調した光量分布を重畳し、所定の画像データとの差が最小になるように調整する振幅データを導出するデータ処理手段とを有することを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像形成装置を具備した電子写真装置であることを特徴とする。
【００３１】
請求項９及び１０に記載の発明では、感光体上への高精細な露光エネルギ分布ならびに出力画像を取得することが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
第１実施の形態は図１に示すように、回転する回転多面鏡１で、光源駆動回路３により変調されたＬＤ（レーザダイオード）ユニット２から出射されたビーム光束（光ビーム）８が反射され、ｆθレンズ４を透過し、感光体７位置と想定される結像位置５に結像される画像形成装置６において、回転多面鏡１が静止状態のとき結像位置でのビーム光束８の光量は、図２に示すような分布となる。
【００３３】
回転多面鏡１の回転時では、回転多面鏡１の回転をｒ［ｒｐｍ］、印刷幅をｄ［ｍ］、回転多面鏡１の面数をｎ［面］とし、印刷に有効となる走査幅の割合をｕ［％］とすると、回転多面鏡１の１回転にかかる時間は６０／ｒ［ｓｅｃ］、回転多面鏡１の１面分が走査する時間は、６０／ｒ／ｎ［ｓｅｃ］、回転多面鏡の１面が走査する距離は、ｄ／（ｕ／１００）［ｍ］、ビーム光束８が結像面で走査する速度ｖは、下記式（ａ）で示すことができ、この式で導出される速度ｖで主走査方向に移動している。
【００３４】
【数１】
ｖ＝｛ｄ／（ｕ／１００）｝／（６０／ｒ／ｎ）［ｍ／ｓｅｃ］（ａ）
図３は、ビーム光束８の駆動パルスの振幅と光量分布の関係を示しており、ビーム光束８が主走査方向に移動しながら照射され、図４に示すように、感光体７面上では露光エネルギ分布が微小時間の静止光量分布が重畳された状態となる。
【００３５】
パルス幅のみを変調させてドットパターンを変化させた場合、図５に示すように、露光エネルギ分布はドットパターンにより異なる。そのため、パルス幅に応じたトナー付着量を得ることができない。また、図６に示すような段階的な階調の露光エネルギ分布を取得するために、同一形状のパルス幅と駆動電流量の調整を実施したビーム光束８を照射すると、図７に示すように、露光エネルギ分布が重畳することにより、所望の露光エネルギ分布とは異なる状態となる。
【００３６】
通常、図８に示すように、光源の駆動閾値以上の注入電流では、注入電流量の変化に対し、図９に示すように相似的に光量分布状態が変化する。このことを利用し、最小解像度を取得するためのパルス幅よりも短い幅のパルスを利用することで、所望の露光エネルギ分布と比較しながら、重畳露光されるビーム光束８の微小時間での振幅を調整し、たたみ込み積分を実施することで所望の露光エネルギ分布に対応したビーム光束８を得ることが可能となる。
【００３７】
例えば、図１０に示すような所望の露光エネルギ分布に対し、図２４で示す光源駆動パルスの振幅を、図１１に示すような調整を実施したビーム光束８を重畳して照射すると、図１２に示すような露光エネルギ分布となる。同様に、図６に示した所望の露光エネルギ分布に対し、図２５に示す光源駆動パルスの振幅を、図１３に示すような調整を実施したビーム光束８を重畳して照射すると、図１４で示すような露光エネルギ分布を得ることができる。
【００３８】
尚、所望の露光エネルギ分布と比較するパラメータとしては、上記に示したようなビーム光束８の振幅データではなく、ビーム光束８の光量積分値として、微小期間毎の積分値と微小期間毎の露光エネルギ分布を比較し、その差異が最小となったときの振幅データを駆動パルスとする方法もある。
【００３９】
所望の露光エネルギ分布とビーム光束８の光量分布の重畳状態を比較する際は、図１５に示すように、ビーム光束８の微小位置の光量データをＩ（ｔ，ｘ）で規定すると、図中Ａで重畳した露光エネルギ量は、下記式（ｂ）で示すことができる。
【００４０】
【数２】

【００４１】
この（ｂ）式で導出される微小位置での露光エネルギ分布と、所望の露光エネルギ分布を駆動パルスの最小幅でビーム光束８が移動する微小距離で分割し、その位置と（ｂ）式で対応している位置での露光エネルギを比較する。
【００４２】
光源に入力する駆動パルス、静止ビーム光量分布、走査ビーム光量分布、個々のパルスによる露光エネルギ分布、重畳した露光エネルギ分布、画像データ等の振幅比較する際、単位や応答時間の長さ等の条件が異なるため、直接大小の比較はできない。そこで、各観測量に関し、それぞれ基準値を設定し、各観測量と基準値との比較により振幅の制御が可能となる。
【００４３】
各観測量の検出方法としては、２次元ＣＣＤカメラで撮像又は検出する方法、スリットスキャン方式など既存の技術で可能である。また、結像面で重畳した光量分布の検出には、２次元ＣＣＤカメラで走査ビームを直接検出する方法があり、結像面での光源駆動パルス振幅による微小時間の光量変化は、図２６に示すように、ＰＤ等の受光素子でビーム光束８のドットを検出し、アナログデジタル変換し、微小時間に分割することで図２７に示すようなデータが検出可能である。
【００４４】
また、図２８に示すように、微小時間毎の振幅に静止時のビーム光束８の光量分布を乗じて重畳することで、図２９に示すように、光源駆動パルスの振幅変化による重畳された結果のビーム光束８の光量分布が導出される。そして、導出結果と所望の露光エネルギ分布を形成するビーム光束８の光量分布とを比較することで、光源駆動パルスの振幅にフィードバックすることが可能となる。
【００４５】
次に、他の実施の形態を説明するが、その説明にあたり上述した部分と同一の作用効果を奏する部分には、同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では、主に第１実施の形態と異なる点を説明する。
【００４６】
第２の実施の形態では、感光体７に露光する露光エネルギ分布を形成するためのビーム光束８を擬似的に取得するために、予め露光面位置で取得した静止時の光量分布を用い、画像形成装置６の光学系特有の光学特性で得られる潜像が形成される露光エネルギの分布状態を高精細に形成する光源制御方法を示している。
【００４７】
露光エネルギ分布状態を高精度に形成するため、図１６に示すように、回転多面鏡１が静止状態のときの、ビーム光束８の光量分布状態を２次元的に表示する。このビーム光束８の光量分布状態はＣＣＤカメラを用いた２次元でのビーム光束撮像による光量分布測定で取得できる。主走査方向に重畳する露光エネルギ分布と比較するには、図中Ｂで示す断面プロファイルか、又は図中の副走査方向に画素の値を積算して、図中Ｃで示す積算プロファイルを用いて、比較する静止時の光量分布として、上述したような第１実施形態の構成・動作に用いる。
【００４８】
ＣＣＤカメラを用いたものの他に、積算光量分布を導出する場合は、スリットスキャン方式でも可能である。露光エネルギ分布が主に主走査方向に重畳していくということを重視すれば、断面プロファイルよりも図中Ｃで示した積算プロファイルを適用すれば、主走査方向の微小区間での全光量を示す点で有効である。
【００４９】
次に第３実施の形態について説明する。第３実施の形態では、静止時の光量分布を理想的な関数で近似することで、時間軸、空間軸上でのデータの取り扱いを容易にし、潜像が形成される露光エネルギの分布状態の一般解を取得するようにしている。例えば、静止時の光量分布をガウシアン関数で近似する場合には、下記式（ｃ）、ビーム光束の回折を考慮してベッセル関数による下記式（ｄ）で表す。
【００５０】
【数３】

【００５１】
【数４】

【００５２】
ここで、上記式中のパラメータは、Ａ：振幅、Ｂ：幅、Ｃ：ノイズ、Ｄ：測定装置の解像度によるビーム光束の光量分布を分割したデータ数を示す。
【００５３】
尚、精度向上のために、上記（ｃ）式においては、パラメータＡ，Ｂ，Ｃ、（ｄ）式においては、パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを調整し、静止状態のビーム光束８の光量分布実測データと近似する必要がある。近似方法としては、Ｌｅｖｅｍｂｅｒｇ−ｍａｒｑｕａｒｔ法や準Ｎｅｗｔｏｎ法等のアルゴリズムが適用可能である。
【００５４】
また、重畳した露光エネルギ分布を取得するための光量分布は、上述した（ｂ）式と（ｃ）式、及び（ｄ）式より、下記式（ｅ）を導くことができる。
【００５５】
【数５】

【００５６】
この（ｅ）式の各位置での光量分布状態と所望の露光エネルギ分布とを比較し、近似することにより最適な光源制御パルスの幅と振幅を導出することが可能となる。ただし、（ｅ）式で用いる関数（ｃ）式及び（ｄ）式において、振幅Ａは下記式（ｆ）として、時間により変化する変数となる。
【００５７】
【数６】
Ａ＝Ａ_ｎ（ｔ）（ｆ）
また、光量分布の微小区間を示す変数ｘは、光源駆動パルスの最小幅δｔと結像位置でのビーム光束の走査速度ｖを用いて、下記式（ｇ）で示すことができる。
【００５８】
【数７】
ｘ＝ｘ−ｎ×ｖ×δｔ（ｇ）
ここで、ｎは重畳させる光量分布のそれぞれのビーム光束の番号を示す。
【００５９】
このように、ガウシアン関数やベッセル関数のような一般解を光量分布として反映させることにより露光エネルギ分布の導出を簡単に行うことができる。
【００６０】
また、光源制御パルスの調整に関し、時間軸上の光量の振幅を制御するため、全走査幅で所望の露光エネルギ分布を実現することが可能となるため、走査光学系のシェーディング補正にも応用可能である。
【００６１】
第４実施の形態では、光源駆動信号の最短パルス発生周期でもビーム光束が移動している影響を走査ビーム導出に反映するため、最短パルスの周期の間だけ同一の光量分布をたたみ込み、静止光量分布とすることで、所望の潜像に対応した露光エネルギ分布を高精細に形成することを可能とする光源制御方法を示している。
【００６２】
例えば、光源駆動回路から入力するパルスの最小幅をδｔ［ｓ］としたとき、δｔ［ｓ］の期間はパルスの振幅が一定とみなし、第１実施の形態の構成・動作で示した結像位置での走査速度とδｔ［ｓ］とを掛け合わせた最小パルス内での移動範囲内で、図１７で示すように、畳込み積分より導出した光量分布を、ビーム光束８を導出するための最小単位としている。
【００６３】
感光体７面上での露光エネルギ分布状態を導出する際に、最短クロック時でも、次のパルスまでの微小期間でビームは走査している。そのため、その期間での走査幅で光量を重畳し、微小走査幅で重畳した露光エネルギ分布をビーム光束８に対する露光エネルギ分布導出のための最小単位とすることで、さらに露光エネルギ分布を高精細に形成することを可能となる。
【００６４】
第５実施の形態では、最短駆動信号の周期に空間軸上で走査した幅だけずらした静止光量分布のたたみ込みデータを、各周期での静止光量分布の振幅データをパラメータとして調整し、所望の露光エネルギ分布状態に近似して、差が最小となったときの振幅データを光源駆動信号の振幅とすることで、自動的に所望の潜像に対応した露光エネルギ分布を形成するための光源駆動信号を発生することを可能とする光源制御方法を示している。
【００６５】
具体的には、図１８に示す所望の画像データを得るための露光エネルギ分布において、微小区間での露光量の振幅をＭ（ｘ）、同図中、近似前の重畳した光量分布の微小区間での光量を（ｘ）とすると、各微小区間での誤差をｒとして、下記式（ｈ）で規定する。
【００６６】
【数８】

【００６７】
上記式（ｈ）において、ｒが最小となるときのＩ（ｘ）を構成する各区間（時間）でのＩ（ｔ，ｘ）が、光源駆動パルスの振幅となる。また、ｒを最小とする各Ｉ（ｔ，ｘ）の導出は、第３実施の形態の構成・動作と同様、Ｌｅｖｅｍｂｅｒｇ−ｍａｒｑｕａｒｔ法や準Ｎｅｗｔｏｎ法等のアルゴリズムが適用可能である。
【００６８】
第６実施の形態では、走査ビームの走査方向と垂直な方向で所望の潜像を形成する露光エネルギ分布を取得することを可能とする画像形成方法を示している。図１９に示すように、ビーム光束（８）が主走査方向に１ライン走査後、副走査方向に回転している感光体７表面の次のラインに、ビーム光束８が照射されるように、ビーム光束８の光源駆動、回転多面鏡１の回転、感光体７の回転速度の同期が取られている。
【００６９】
通常、黒べた画像等の白スジ発生などの問題を回避するため、副走査方向のライン間隔はドットが所定の比率で重なるように設定されている。感光体７の回転速度を他の走査光学系の各要素に対し、相対的に遅くすることで、ライン間隔は狭めることが可能で、重畳する露光エネルギ分布を形成するビーム光束８の数を増やすことが可能となる。
【００７０】
第６実施の形態によれば、第１乃至５の実施形態の構成・動作における、ビーム光束の走査速度ｖを感光体７の回転線速に、また光源駆動パルスの最小幅δｔを回転多面鏡１の１面走査あたりの時間に置き換えることで、副走査方向にも所望の露光エネルギ分布を取得可能な重畳した光量分布を形成することが可能となる。
【００７１】
第７実施の形態では、高周波の光源駆動信号と、微小移動機構の感光体７により、高精細な露光エネルギ分布状態を形成可能とし、二次元の画像データと最も近似された振幅を有する静止光量分布の二次元配置を導出して、所望の潜像に対応した露光エネルギ分布を形成することを可能とする画像形成方法を示している。
【００７２】
図２０に示すように、静止時のビーム光束８の２次元光量分布と、図２１に示す所望の２次元露光エネルギ分布とを、図２２に示すように全画面で近似し、近似後の各位置でのビーム光束８の振幅から、光源駆動パルスの振幅を決定している。
【００７３】
第７実施の形態によれば、全画像データに対応した、照射されるビーム光束８の重畳された光量分布状態から求まる露光エネルギ分布を、両者の差異が最小となるようにビーム光束８の照射前に導出し、全画像における光源制御パルスを決定してから、感光体７面上への露光を開始して、全画面で最適な画像を取得することが可能となる。
【００７４】
第８実施の形態では、高周波の光源駆動信号と、微小移動機構の感光体７により、所望の潜像に対応した高精細な露光エネルギ分布状態を形成可能とし、高精細な出力画像を取得可能とする画像形成装置、電子写真装置を提供することを示している。尚、電子写真装置では感光体７の静電潜像がトナーにより現像されて用紙に転写される。
【００７５】
図２３に示すように、画像形成装置は画像データ格納部１０、重畳光量分布導出処理部９、光源駆動回路３ａを有し、画像データとビーム光束８の重畳した光量分布を比較、近似し光源駆動パルスを導出した後、パルス発光し、感光体７への露光動作を行う。本実施の形態における光源制御方法を有する画像形成装置は例えば、電子写真による複写機、ファクス、プリンタ等に搭載する。
【００７６】
第８実施の形態によれば、上述した第１乃至７の実施形態の光源制御方法、画像形成方法を具現化することで、感光体７面への高精細な露光エネルギ分布ならびに出力画像を取得することが可能となる。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、ポリゴンミラーが静止状態のときの光量分布を時間軸上で相似的に振幅を変化させることで、ポリゴンミラーが回転駆動のときの感光体面上での露光エネルギ分布を擬似的に導出することが可能となり、
この露光エネルギ分布を利用して高精細、高画質の出力画像を取得可能とする光源制御方法を提供することができる。
【００７８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、請求項１において導出した露光エネルギ分布と所望の画像データとを比較することで光源の時間軸上での振幅の制御を行うことができる。
【００７９】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載に発明と同様の効果を奏するとともに、主走査方向の微小区間で重畳した光量分布状態を露光エネルギ分布の導出に反映させることができ、露光エネルギ状態を高精彩に形成することができる。
【００８０】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３の何れかに記載の発明と同様の効果を奏するとともに、ガウシアン関数やベッセル関数のような一般解を光量分布として反映させることにより、露光エネルギ分布の導出を簡単に行うことができる。
【００８１】
また、光源制御パルスの調整に関し、時間軸上の光量の振幅を制御するため、全走査幅で所望の露光エネルギ分布を実現することが可能となるため、走査光学系のシェーディング補正にも応用可能である。
【００８２】
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４の何れかに記載の発明と同様の効果を奏するとともに、感光体面上での露光エネルギ分布状態を導出する際に、光源駆動信号の変調周期の間に光ビームが移動する微小走査幅で重畳した光量分布を、走査ビームに対する露光エネルギ分布の導出のための最小単位とすることで、露光エネルギ分布を高精彩に得ることができる。
【００８３】
請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５の何れかに記載の発明と同様の効果を奏するとともに、所望の画像データと露光エネルギ分布が一致する最適な光量の振幅を導出するために、両者の差異を最小となるよう振幅を自動調整して、所望の画像データを形成する際の振幅データを決定することで、所望の光源制御用のパルスを得ることができる。
【００８４】
請求項７に記載の発明では、副走査方向でも、感光体の送り速度を空間軸上の露光エネルギ分布に変化を与えるパラメータとして制御することで、露光エネルギ分布の重畳状態等を考慮に入れた光ビームの照射が可能となり、副走査方向にも所望の画像データに対応した露光エネルギ分布を得ることが可能となる。
【００８５】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、全画像データに対応した、照射されるビーム光束の重畳された光量分布状態から求まる露光エネルギ分布を、両者の差異が最小となるようにビーム光束照射前に導出し、全画像における光源制御パルスを決定してから、感光体面上への露光を開始して、全画面で最適な画像を取得することが可能となる。
【００８６】
請求項９および１０に記載の発明では、感光体上への高精細な露光エネルギ分布ならびに出力画像を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光源制御方法での露光装置を示す平面図である。
【図２】第１実施形態に係る光源制御方法において、回転多面鏡が静止している状態での光ビームの光量を示すグラフである。
【図３】第１実施形態に係る光源制御方法において、駆動パルス振幅と光量分布の関係を示すグラフである。
【図４】第１実施形態に係る光源制御方法において、駆動パルスと露光エネルギの関係を示すグラフである。
【図５】第１実施形態に係る光源制御方法において、パルス幅のみを変調させた場合のドットパターンの違いによる露光エネルギ分布の状態を示すグラフである。
【図６】第１実施形態に係る光源制御方法において、段階的な諧調の露光エネルギ分布を示すグラフである。
【図７】第１実施形態に係る光源制御方法において、所望の露光エネルギ分布と重畳した露光エネルギ分布を示すグラフである。
【図８】第１実施形態に係る光源制御方法において、注入電流量の強度に対する光量の違いを示すグラフである。
【図９】第１実施形態に係る光源制御方法において、正規化後の各注入電流量に対する光量を示すグラフである。
【図１０】第１実施形態に係る光源制御方法において、所望のエネルギ分布を示すグラフである。
【図１１】第１実施形態に係る光源制御方法において、光源振幅調整後の光量分布を示すグラフである。
【図１２】第１実施形態に係る光源制御方法において、所望の露光エネルギ分布と重畳した露光エネルギ分布を示すグラフである。
【図１３】第１実施形態に係る光源制御方法において、光源振幅調整後の光量分布を示すグラフである。
【図１４】第１実施形態に係る光源制御方法において、所望の露光エネルギ分布と重畳した露光エネルギ分布を示すグラフである。
【図１５】第１実施形態に係る光源制御方法において、所望の露光エネルギ分布と光ビームの光量分布の重畳状態を比較するグラフである。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る光源制御方法において、２次元での光量分布測定を示すグラフである。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る光源制御方法において、露光エネルギ分布を示すグラフである。
【図１８】本発明の第５実施形態に係る光源制御方法において、露光エネルギ分布を示すグラフである。
【図１９】本発明の第６実施形態に係る光源制御方法において、感光体への光ビームの照射を示す斜視図である。
【図２０】本発明の第７実施形態に係る光源制御方法において、静止時の光ビームの２次元光量分布を示す図である。
【図２１】本発明の第７実施形態に係る光源制御方法において、所望の２次元露光エネルギ分布を示す図である。
【図２２】本発明の第７実施形態に係る光源制御方法において、静止時の光ビームの２次元光量分布と所望の２次元露光エネルギ分布とを全画面で近似するようすを示す図である。
【図２３】本発明の第８実施形態に係る光源制御方法において、露光装置を示す平面図である。
【図２４】本発明の第１実施形態に係る光源制御方法において、静止時の光量分布に振幅調整するための駆動パルス振幅を示すグラフである。
【図２５】本発明の第１実施形態に係る光源制御方法において、静止時の光量分布に振幅調整するための駆動パルス振幅を示すグラフである。
【図２６】本発明の第１実施形態に係る光源制御方法において、静止時の光量分布を２次元ＣＣＤカメラで検出する方法を示す露光装置の平面図である。
【図２７】図２６に示す２次元ＣＣＤカメラで結像面での光源駆動パルス振幅による光量変化を示すグラフである。
【図２８】図２７で示す光量分布の微小時間毎の振幅に静止ビームの光量分布を乗じて重畳するようすを示すグラフである。
【図２９】図２８で示す光源駆動パルスの振幅変化によって重畳された結果の走査ビームの光量分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１、１ａ回転多面鏡
２、２ａＬＤユニット
３、３ａ光源駆動回路
４、４ａｆθレンズ（画像形成装置の光学素子）
５、５ａ画像形成装置の結像位置（感光体面）
６、６ａ画像形成装置
７感光体
８ビーム光束（光ビーム）
９重畳光量分布導出処理部
１０画像データ格納部
１１ＰＤ
１２Ａ／Ｄ変換器

Claims

光源より出射した光ビームを所定の方向に走査して感光手段を露光する光源制御方法であって、光ビームが静止状態のときの光量分布を取得する光量取得手段と、感光手段上に形成する潜像の最小解像度を構成する光ビームの点灯時間よりも高い周波数の駆動信号で光源を駆動する光源駆動手段と、駆動信号の振幅を変化させる振幅変化手段と、振幅変化手段により光ビームの静止時における光量分布の振幅を調整する振幅調整手段とを備え、振幅調整手段により振幅調整された光ビームの静止時の光量分布を、光ビームの走査速度と駆動信号の変調周期とをかけ合わせた距離だけ、走査方向に位置をずらして畳み込み積分を行い、畳み込み積分で得られた光量分布を露光エネルギ分布とすることを特徴とする光源制御方法。
畳み込み積分で得られた露光エネルギ分布と、感光手段上に形成する所定の画像データとを比較する画像データ比較手段とを有し、画像データ比較手段に基づいて光源駆動信号の振幅を調整することを特徴とする請求項１に記載の光源制御方法。
光ビームの静止時の露光面における断面、走査方向又は副走査方向に光量を積算した光量分布を予め取得し、露光エネルギ分布を取得するための静止時の光量分布とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源制御方法。
光ビームの静止時の光量分布を関数で置換する関数置換手段を有し、関数置換手段により露光エネルギ分布を取得することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光源制御方法。
光源駆動信号の変調周期の間に光ビームが移動する走査幅で重畳された光量分布を、光ビームの静止時の光量分布とすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光源制御方法。
光源駆動信号の変調周期の間に光ビームが移動する走査幅で重畳した光量分布を取得する光量分布取得手段と、光源駆動信号の振幅を駆動信号の周波数で調整する周波数調整手段とを備え、周波数調整手段は所定の画像データと重畳した光量分布との差が最小となるように設けられており、所定の画像データに対応した露光エネルギ分布を取得し、取得した露光エネルギ分布に基づいて感光手段上に光ビームを照射することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光源制御方法。
請求項１乃至６に記載の光源制御方法により感光手段に光ビームを照射して潜像を形成する画像形成方法であって、感光手段は光ビームの副走査方向に駆動回転しており、光ビームが感光手段上を一往復する間に感光手段が移動する距離は、光ビームが感光手段上に形成する潜像の最小解像度の大きさよりも短くしており、光ビームの副走査方向の画像データとの差が最小となるように光ビームを照射することを特徴とする画像形成方法。
二次元の画像データを格納する格納手段と、光量を重畳した露光エネルギ分布の二次元データを取得する二次元データ取得手段とを有し、光ビームの走査方向には光源駆動信号の駆動周期の走査幅だけ位置をずらして静止時の光量分布を配置し、光ビームの副走査方向には感光手段の移動幅だけ位置をずらして静止時の光量分布を配置しており、格納した二次元画像データと露光エネルギ分布の二次元データとの差が最小となるように光源駆動信号の振幅を調整することで、感光手段上に所定の潜像を形成することを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
光源を感光手段上に形成する潜像の最小解像度を構成する光ビームの点灯時間よりも高い周波数で振幅を変調、駆動する光源駆動手段と、前記周波数で振幅を変調した光量分布を重畳し、所定の画像データとの差が最小になるように調整する振幅データを導出するデータ処理手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
請求項９に記載の画像形成装置を具備していることを特徴とする電子写真装置。