JP2007055113A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小サイズのドットを形成する場合のドット再現性を向上させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 露光部１１は、感光体ドラム１４に静電潜像を形成するためのレーザビームを出力し、パルス幅演算部１４３は、画像を構成する各ドットの大きさに応じて半導体レーザ１１３の駆動信号のパルス幅を算出し、発光強度決定部１４５は、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に応じてレーザビームの発光強度を決定し、露光部１１は、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に基づいて駆動信号のパルス幅を変調し、発光強度決定部１４５によって決定された発光強度に基づいてレーザビームの発光強度を変更する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、及びファクシミリ装置等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものであり、特に、レーザ光を照射することで像担持体に静電潜像を形成する画像形成装置に関するものである。

従来、帯電させた感光体ドラムの表面にレーザ光を照射することにより静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーにより現像して形成したトナー像を記録紙上に転写し定着することにより画像を形成するレーザ方式の画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、通常の大きさのドットよりも小さいドット（以下、サブドットとも言う）を用いることにより、擬似的に多階調化及び高解像度化を実現する技術が知られている。この場合、露光装置が備える半導体レーザのビーム径の大きさや感光体ドラムの特性が、画質に影響を及ぼす。上記の露光装置では、サブドットの発光時間に相当する駆動電流のパルス幅を短くすることで静止時のビーム径の大きさを見かけ上小さくしている。

ところで、例えばアモルファスシリコン製の感光体ドラムの場合、露光後の暗減衰が早く、電荷保持能力が弱いため、シャープな小サイズのドットの静電潜像を維持することが困難である。そこで、レーザ方式の画像形成装置では、照射するレーザ光のレーザパワーを意図的にオーバーシュートさせることにより、ビーム径を安定させ、良好な画質を維持する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３０３８１４号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、レーザ光のオーバーシュートを定量化することが困難であり、オーバーシュートが、半導体レーザの破壊を招くキンクフリー領域まで到達する虞がある。また、オーバーシュートを定格内に抑えた場合、サブドットの形成が不安定になる虞がある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、小サイズのドットを形成する場合のドット再現性を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体に静電潜像を形成するためのレーザビームを出力する光源手段と、画像を構成する各ドットの大きさに応じて前記光源手段の駆動信号のパルス幅を算出するパルス幅算出手段と、前記パルス幅算出手段によって算出されたパルス幅に応じて前記レーザビームの発光強度を決定する発光強度決定手段と、前記パルス幅算出手段によって算出されたパルス幅に基づいて前記駆動信号のパルス幅を変調するパルス幅変調手段と、前記発光強度決定手段によって決定された発光強度に基づいてレーザビームの発光強度を変更する発光強度変更手段とを備える。

この構成によれば、画像を構成する各ドットの大きさに応じて光源手段の駆動信号のパルス幅が算出され、算出されたパルス幅に応じてレーザビームの発光強度が決定される。そして、算出されたパルス幅に基づいて駆動信号のパルス幅が変調され、決定された発光強度に基づいてレーザビームの発光強度が変更される。続いて、発光強度が変更された駆動信号に基づいて、像担持体に静電潜像を形成するためのレーザビームが出力される。

したがって、画像を構成する各ドットの静電潜像を適切な発光強度のレーザビームで形成することができ、小サイズのドットを形成する場合に、レーザビームの発光強度が当該小サイズのドットのパルス幅に応じた発光強度に変更されるので、小サイズのドットを形成する場合のドット再現性を向上させることができる。

また、上記の画像形成装置において、前記発光強度決定手段は、前記パルス幅が短くなるにつれて前記発光強度を大きくすることが好ましい。この構成によれば、パルス幅が短くなるにつれて発光強度が大きくなるようにレーザビームの発光強度が決定されるので、パルス幅が短くなったとしても発光強度を大きくすることにより、一定の画像濃度を維持することができる。

また、上記の画像形成装置において、前記発光強度決定手段は、前記像担持体の感度特性に応じた発光強度に決定することが好ましい。この構成によれば、レーザビームの発光強度が像担持体の感度特性に応じた発光強度に決定されるので、変調されたパルス幅でレーザビームを出力した場合に所望の感度特性が得られる発光強度に決定することができる。

また、上記の画像形成装置において、前記発光強度決定手段は、前記像担持体の露光後の暗減衰特性に応じた発光強度に決定することが好ましい。この構成によれば、レーザビームの発光強度が像担持体の露光後の暗減衰特性に応じた発光強度に決定されるので、変調されたパルス幅でレーザビームを出力した場合に像担持体固有の暗減衰特性に対応した発光強度に決定することができる。

また、上記の画像形成装置において、前記パルス幅変調手段は、それぞれ異なる前記パルス幅を設定する複数のパルス幅設定手段と、前記複数のパルス幅設定手段の中から、前記パルス幅算出手段によって算出されたパルス幅に設定するパルス幅設定手段を選択して切り替える切替手段とを含むことが好ましい。

この構成によれば、それぞれ異なるパルス幅が設定される複数のパルス幅設定手段の中から、算出されたパルス幅に設定するパルス幅設定手段が選択されて切り替えられるので、それぞれ異なるパルス幅が設定される複数のパルス幅設定手段を切り替えるという簡単な構成により、容易にパルス幅を変調することができる。

また、上記の画像形成装置において、前記パルス幅と、前記パルス幅に応じた前記発光強度とを対応付けた発光強度テーブルを予め記憶する発光強度テーブル記憶手段をさらに備え、前記発光強度決定手段は、前記発光強度テーブル記憶手段に記憶されている発光強度テーブルを参照し、前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度を選択することが好ましい。

この構成によれば、パルス幅と、パルス幅に応じた発光強度とを対応付けた発光強度テーブルが予め記憶されており、この発光強度テーブルが参照され、算出されたパルス幅に対応する発光強度が選択される。したがって、パルス幅と、パルス幅に応じた発光強度とを対応付けた発光強度テーブルを参照することにより、算出されたパルス幅に対応する発光強度を容易に決定することができる。

また、上記の画像形成装置において、前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度を求めるための関数を記憶する関数記憶手段をさらに備え、前記発光強度決定手段は、前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度を、前記関数記憶手段に記憶されている関数を用いて算出することが好ましい。

この構成によれば、算出されたパルス幅に対応する発光強度を求めるための関数が予め記憶されており、算出されたパルス幅に対応する発光強度が関数を用いて算出される。したがって、パルス幅に対応する発光強度を求めるための関数を用いることにより、算出されたパルス幅に対応する発光強度を容易に決定することができる。

本発明によれば、画像を構成する各ドットの静電潜像を適切な発光強度のレーザビームで形成することができ、小サイズのドットを形成する場合に、レーザビームの発光強度が当該小サイズのドットのパルス幅に応じた発光強度に変更されるので、小サイズのドットを形成する場合のドット再現性を向上させることができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１の機械的構成を示す図である。図１に示すプリンタ１は、露光部１１、現像部１２、帯電部１３、感光体ドラム１４、転写ローラ１５及び定着部１６を備えて構成される。

感光体ドラム１４は、円筒状の部材であり、図略のモータからの駆動力を受けて、図１における時計回りの方向に回転される。帯電部１３は、感光体ドラム１４の表面を略一様に帯電する。露光部１１は、半導体レーザ等の光源を備え、帯電部１３によって略一様に帯電された感光体ドラム１４の表面に対して、画像データに応じた光信号を照射して、画像データの静電潜像を形成する。なお、画像データは、プリンタ１に接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）等によって送信されたものを当該プリンタ１が受信したものである。また、露光部１１の詳細については図４を用いて後述する。

現像部１２は、トナーを収納するトナーコンテナを備え、静電潜像が形成された感光体ドラム１４の表面にトナーを供給してトナー像を形成する。感光体ドラム１４に形成されたトナー像が、転写ローラ１５によって、搬送路Ｐを搬送される記録紙又は転写ベルト（図示省略）に転写される。

感光体ドラム１４と対向する位置には、転写ローラ１５が配設されている。転写ローラ１５は、導電性を有するゴム材料等で構成され、感光体ドラム１４に形成されたトナー像を、搬送路Ｐを搬送される記録紙又は転写ベルトに転写する。

定着部１６は、ヒータ等を内蔵する定着ローラ１６１及び定着ローラ１６１と対向する位置に設けられた加圧ローラ１６２を備え、トナー像が形成された記録紙を加熱搬送することにより、記録紙に形成されたトナー像を定着させる。

次に、プリンタ１の画像形成動作について簡単に説明する。まず、帯電部１３により像担持体である感光体ドラム１４の表面が略均一に帯電される。そして、帯電された感光体ドラム１４の表面が、露光部１１により露光され、記録紙に形成する画像の静電潜像が感光体ドラム１４の表面に形成される。この静電潜像が、現像部１２により感光体ドラム１４の表面にトナーを付着させることにより顕画化され、転写ローラ１５により感光体ドラム１４の表面のトナー像が記録紙に転写される。この動作が行われた後、定着部１６により記録紙に転写されたトナー像が固着される。

図２は、本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタ１の概略構成を示すブロック図である。図２に示すプリンタ１は、露光部１１、現像部１２、帯電部１３、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１００、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１１０、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１２０、フレームバッファ１３０、発光制御部１４０、ドラムモータ１５０及びＩ／Ｆ（インターフェース）部１６０を備えて構成される。

Ｉ／Ｆ部１６０は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の外部機器に接続されており、外部機器によって送信された画像データを受信する。ＲＯＭ１１０は、プリンタ１全体の動作プログラムを記憶する。ＲＡＭ１２０は、Ｉ／Ｆ部１６０によって受信された画像データ等を記憶する。

ＣＰＵ１００は、プリンタ１全体を制御し、ＲＡＭ１２０に記憶されている画像データを読み出し、読み出した画像データからビットマップデータを生成する。フレームバッファ１３０は、ＣＰＵ１００によって生成されたビットマップデータをページ単位で記憶する。

発光制御部１４０は、露光部１１を制御し、ビットマップデータを構成するドットの大きさに応じてパルス幅を算出すると共に、パルス幅に応じて発光強度を決定し、各ドットのパルス幅及び発光強度を露光部１１へ出力する。ドラムモータ１５０は、ＣＰＵ１００の制御に基づいて感光体ドラム１４を回転駆動する。

図３は、図２に示す発光制御部１４０の構成を示す図である。図３に示す発光制御部１４０は、ラスタバッファ１４１、スムージング指示部１４２、パルス幅演算部１４３、パルス幅データテーブル記憶部１４４、発光強度決定部１４５、発光強度ＬＵＴ（ルックアップテーブル）記憶部１４６及び出力決定部１４７を備えて構成される。

ラスタバッファ１４１は、フレームバッファ１３０からラスタスキャン方式により読み出されたビットマップデータを記憶する。フレームバッファ１３０に記憶されているビットマップデータは、ページの左上端部から水平ライン方向にラスタスキャン方式で右下端部まで順次一定のタイミングで読み出され、ラスタバッファ１４１に書き込まれる。

スムージング指示部１４２は、ビットマップデータのエッジ領域における単位ドットの段差部分に単位ドットよりも小さいサブドットを追加又は削除することによりエッジ領域を滑らかにするスムージング処理を指示する。スムージング処理では、例えば、ビットマップデータのエッジ領域における単位ドットの段差部分に単位ドットの１／４の大きさのサブドットを追加する。なお、本実施の形態におけるスムージング処理では、例えば、５段階の大きさのドットを形成することが可能であり、単位ドット、単位ドットの１／８、２／８、４／８及び６／８の大きさのサブドットを形成することが可能である。

パルス幅演算部１４３は、ビットマップデータの画素毎の階調値に応じてパルス幅を算出する。なお、パルス幅は、パルス幅データテーブル記憶部１４４に記憶されている階調値とパルス幅とを予め対応付けたパルス幅データテーブルを参照することにより求められる。パルス幅データテーブル記憶部１４４は、各画素の例えば０〜２５５までの階調値と、階調値に応じたパルス幅とを対応付けたパルス幅データテーブルを記憶する。

また、パルス幅演算部１４３は、ビットマップデータの画素がスムージング処理により追加又は削除されたサブドットである場合、ビットマップデータの画素の階調値に応じて算出されたパルス幅に対し、さらにサブドットの大きさに応じたパルス幅を算出する。すなわち、パルス幅演算部１４３は、単位ドットの１／８の大きさのサブドットを形成する場合、階調値に応じて算出されたパルス幅に１／８を乗じることにより、サブドットの大きさに応じたパルス幅を算出する。同様に、パルス幅演算部１４３は、単位ドットの２／８、４／８及び６／８の大きさのサブドットを形成する場合、階調値に応じて算出されたパルス幅に２／８、４／８及び６／８を乗じることにより、サブドットの大きさに応じたパルス幅を算出する。

発光強度決定部１４５は、発光強度ＬＵＴ記憶部１４６に記憶されている発光強度ＬＵＴを参照し、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に対応するレーザビームの発光強度を決定する。なお、発光強度決定部１４５は、パルス幅演算部１４３によってサブドットの大きさに応じたパルス幅が算出された場合に、当該パルス幅に対応する発光強度を決定する。発光強度ＬＵＴ記憶部１４６は、パルス幅と発光強度とを対応付けた発光強度ＬＵＴを記憶する。

発光強度ＬＵＴは、パルス幅が短くなるにつれて発光強度が大きくなるように設定されている。発光強度ＬＵＴ記憶部１４６は、パルス幅と、当該パルス幅が短くなるにつれて発光強度が大きくなるような発光強度とを対応付けた発光強度ＬＵＴを記憶する。この場合、パルス幅が短くなるにつれて発光強度が大きくなるようにレーザビームの発光強度が決定されるので、パルス幅が短くなったとしても発光強度を大きくすることにより、一定の画像濃度を維持することができる。

また、発光強度ＬＵＴは、感光体ドラム１４の感度特性に応じた発光強度が、パルス幅に対応付けられている。感度特性は、感光体ドラム１４の表面の光照射された部分が導電性になり、表面電荷を失う程度を表す。発光強度ＬＵＴ記憶部１４６は、パルス幅と、当該パルス幅で露光した場合に所望の感度特性が得られる発光強度とを対応付けた発光強度ＬＵＴを記憶する。この場合、レーザビームの発光強度が感光体ドラム１４の感度特性に応じた発光強度に決定されるので、変調されたパルス幅でレーザビームを出力した場合に所望の感度特性が得られる発光強度に決定することができる。

なお、本実施の形態では、感光体ドラム１４の感度特性に応じた発光強度に変更するとしているが、本発明は特にこれに限定されず、感光体ドラム１４の暗減衰特性に応じた発光強度に変更してもよい。暗減衰特性は、感光体ドラム１４の表面の暗所での電荷保持能力を表す。発光強度ＬＵＴ記憶部１４６は、感光体ドラム１４の暗減衰特性から得られる感光体毎の適宜なパルス幅と、当該パルス幅で露光した場合の所望の発光強度とを対応付けた発光強度ＬＵＴを記憶する。この場合、レーザビームの発光強度が感光体ドラム１４の露光後の暗減衰特性による表面電位の低下速度に応じた発光強度に決定されるので、変調されたパルス幅でレーザビームを出力した場合に感光体ドラム固有の暗減衰特性に対応した発光強度に決定することができる。

出力決定部１４７は、ビットマップデータの各画素のパルス幅データ及び発光強度データを決定し、露光部１１へ出力する。なお、パルス幅データには、パルス幅に関するデータとパルス位置に関するデータとが含まれる。

なお、本実施の形態において、パルス幅演算部１４３がパルス幅算出手段の一例に相当し、発光強度決定部１４５が発光強度決定手段の一例に相当し、発光強度ＬＵＴ記憶部１４６が発光強度テーブル記憶手段の一例に相当する。

図４は、図２及び図３に示す露光部１１の構成を示す図である。図４に示す露光部１１は、パルス幅変調部１１１、発光強度変更部１１２及び半導体レーザ１１３を備えて構成される。

パルス幅変調部１１１は、発光制御部１４０によって出力されたパルス幅データに基づいて、半導体レーザ１１３をオン／オフ駆動するための駆動信号を出力する。パルス幅変調部１１１は、パルス幅設定部１１４及びデータライン切替部１１５を備えて構成される。パルス幅設定部１１４は、全点灯出力部１１４ａ、１／８点灯出力部１１４ｂ、２／８点灯出力部１１４ｃ、４／８点灯出力部１１４ｄ及び６／８点灯出力部１１４ｅを備える。

全点灯出力部１１４ａは、ビットマップデータの１ドットを形成するために予め規定されている規定パルス幅で半導体レーザ１１３を点灯させる駆動信号を出力する。１／８点灯出力部１１４ｂは、規定パルス幅の１／８のパルス幅で半導体レーザ１１３を点灯させる駆動信号を出力する。２／８点灯出力部１１４ｃは、規定パルス幅の２／８のパルス幅で半導体レーザ１１３を点灯させる駆動信号を出力する。４／８点灯出力部１１４ｄは、規定パルス幅の４／８のパルス幅で半導体レーザ１１３を点灯させる駆動信号を出力する。６／８点灯出力部１１４ｅは、規定パルス幅の６／８のパルス幅で半導体レーザ１１３を点灯させる駆動信号を出力する。

データライン切替部１１５は、全点灯出力部１１４ａ、１／８点灯出力部１１４ｂ、２／８点灯出力部１１４ｃ、４／８点灯出力部１１４ｄ及び６／８点灯出力部１１４ｅのそれぞれに接続された各データラインのうち、発光制御部１４０によって出力されたパルス幅データに応じたパルス幅で点灯させる駆動信号を出力するデータラインを選択して切り替える。

例えば、データライン切替部１１５は、４／８点灯出力部１１４ｄに接続されたデータラインを選択した場合、４／８点灯出力部１１４ｄと接続するスイッチをオンにし、全点灯出力部１１４ａ、１／８点灯出力部１１４ｂ、２／８点灯出力部１１４ｃ及び６／８点灯出力部１１４ｅと接続するスイッチをオフにする。これにより、データライン切替部１１５は、４／８点灯出力部１１４ｄにのみ接続することができ、４／８点灯出力部１１４ｄから、規定パルス幅の４／８のパルス幅で半導体レーザ１１３を点灯させる駆動信号が出力されることとなる。

発光強度変更部１１２は、発光強度決定部１４５によって決定された発光強度に基づいてレーザビームの発光強度を変更する。半導体レーザ１１３は、例えば６７０ｎｍの波長を有する可視赤色半導体レーザであり、駆動信号に応じた発光強度のレーザ光を出力する。

また、本実施の形態において、半導体レーザ１１３が光源手段の一例に相当し、パルス幅変調部１１１がパルス幅変調手段の一例に相当し、発光強度変更部１１２が発光強度変更手段の一例に相当し、パルス幅設定部１１４がパルス幅設定手段の一例に相当し、データライン切替部１１５が切替手段の一例に相当する。

次に、図２〜図４に示すプリンタ１の動作について説明する。図５は、図２〜図４に示すプリンタ１の動作について説明するためのフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、ＣＰＵ１００は、Ｉ／Ｆ部１６０を介してネットワーク上のＰＣから、印刷の対象となる画像データが入力されたか否かを判断する。ここで、画像データが入力されていないと判断された場合（ステップＳ１でＮＯ）、画像データが入力されるまで待機状態となる。

一方、画像データが入力されたと判断された場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２において、ＣＰＵ１００は、入力された画像データからビットマップデータを生成する。次に、ステップＳ３において、ＣＰＵ１００は、ビットマップデータをフレームバッファ１３０に記憶する。

次に、ステップＳ４において、発光制御部１４０は、フレームバッファ１３０に記憶されているビットマップデータをラスタスキャン方式により読み出してラスタバッファ１４１に記憶する。次に、ステップＳ５において、パルス幅演算部１４３は、ラスタバッファ１４１からビットマップデータの画素毎の階調値を読み出し、パルス幅データテーブル記憶部１４４に記憶されているパルス幅データテーブルを参照し、ビットマップデータの画素毎の階調値に応じて駆動信号のパルス幅を算出する。

次に、ステップＳ６において、パルス幅演算部１４３は、ラスタバッファ１４１から読み出したビットマップデータにスムージング指示があるか否かを判断する。ここで、スムージング指示があると判断された場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ７において、パルス幅演算部１４３は、サブドットの大きさに応じたパルス幅を算出する。スムージング指示には、サブドットの大きさに関する情報が含まれる。このとき、パルス幅演算部１４３は、サブドットの大きさが単位ドットの大きさの１／ｎ倍である場合、階調値に応じて算出したパルス幅に１／ｎを乗ずることで、サブドットの大きさに応じたパルス幅を算出する。

なお、本実施の形態では、階調値に応じて算出したパルス幅に、単位ドットに対するサブドットの割合を乗じることにより、サブドットの大きさに応じたパルス幅を算出しているが、本発明は特にこれに限定されない。例えば、サブドットの大きさと、サブドットの大きさに応じて予め設定されるパルス幅の補正率とを対応付けた補正テーブルを記憶しておき、パルス幅演算部１４３が、補正テーブルを参照し、サブドットの大きさに応じたパルス幅の補正率を選択し、選択した補正率を、階調値に応じて算出したパルス幅に乗じることによりパルス幅を算出してもよい。

次に、ステップＳ８において、発光強度決定部１４５は、発光強度ＬＵＴ記憶部１４６に記憶されている発光強度ＬＵＴを参照し、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に対応する発光強度を決定する。具体的に、発光強度ＬＵＴには、パルス幅と、当該パルス幅に対応する発光強度補正比率とが対応付けられている。発光強度補正比率は、単位ドットの発光強度に対するサブドットの発光強度の補正比率を表している。したがって、発光強度決定部１４５は、発光強度ＬＵＴ記憶部１４６に記憶されている発光強度ＬＵＴを参照し、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に対応する発光強度補正比率を決定する。

スムージング指示がないと判断された場合（ステップＳ６でＮＯ）、又はパルス幅に対応する発光強度が決定された場合、ステップＳ９において、出力決定部１４７は、露光部１１に出力するパルス幅データ及び発光強度データを決定し、決定したパルス幅データ及び発光強度データを露光部１１へ出力する。

次に、ステップＳ１０において、パルス幅変調部１１１は、出力決定部１４７によって出力されたパルス幅データに基づいて、半導体レーザ１１３をオン／オフ駆動するための駆動信号を出力する。具体的に、データライン切替部１１５は、全点灯出力部１１４ａ、１／８点灯出力部１１４ｂ、２／８点灯出力部１１４ｃ、４／８点灯出力部１１４ｄ及び６／８点灯出力部１１４ｅの中から、出力決定部１４７によって出力されたパルス幅データと同じパルス幅で点灯させる出力部を選択し、当該出力部に接続されているデータラインのみをオンに切り替える。これにより、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に応じたパルス幅を有する駆動信号が出力されることとなる。

次に、ステップＳ１１において、発光強度変更部１１２は、パルス幅変調部１１１によってパルス幅が変調された駆動信号を、出力決定部１４７によって出力された発光強度データに応じた発光強度で半導体レーザ１１３を点灯させるべく変更する。

具体的に、駆動信号の駆動電流値を変更することにより、発光強度を変更することが可能である。そこで、発光強度変更部１１２は、駆動電流値を発光強度に応じて変更する。例えば、発光強度変更部１１２は、パルス幅変調部１１１によってパルス幅が変調された駆動信号の駆動電流値に発光強度補正比率を乗ずることにより、レーザビームの発光強度を変更する。

次に、ステップＳ１２において、半導体レーザ１１３は、パルス幅変調部１１１によって変調されたパルス幅を有すると共に、発光強度変更部１１２によって発光強度が変更された駆動信号に応じたレーザビームを出力し、露光が開始される。

このように、画像を構成する各ドットの大きさに応じて半導体レーザ１１３の駆動信号のパルス幅が算出され、算出されたパルス幅に応じてレーザビームの発光強度が決定される。そして、算出されたパルス幅に基づいて駆動信号のパルス幅が変調され、決定された発光強度に基づいてレーザビームの発光強度が変更される。続いて、発光強度が変更された駆動信号に基づいて、感光体ドラム１４に静電潜像を形成するためのレーザビームが出力される。

したがって、画像を構成する各ドットの静電潜像を適切な発光強度のレーザビームで形成することができ、小サイズのドットを形成する場合に、レーザビームの発光強度が当該小サイズのドットのパルス幅に応じた発光強度に変更されるので、小サイズのドットを形成する場合のドット再現性を向上させることができる。

また、それぞれ異なるパルス幅が設定される複数のパルス幅設定部１１４の中から、算出されたパルス幅に設定するパルス幅設定部１１４が選択されて切り替えられるので、それぞれ異なるパルス幅が設定される複数のパルス幅設定部１１４を切り替えるという簡単な構成により、容易にパルス幅を変調することができる。

さらに、パルス幅と、パルス幅に応じた発光強度とを対応付けた発光強度テーブルが予め記憶されており、この発光強度テーブルが参照され、算出されたパルス幅に対応する発光強度が選択される。したがって、パルス幅と、パルス幅に応じた発光強度とを対応付けた発光強度テーブルを参照することにより、算出されたパルス幅に対応する発光強度を容易に決定することができる。

ここで、発光強度とパルス幅との関係について説明する。図６は、発光強度とパルス幅との関係について説明するための図である。図６において、縦軸は発光強度を表し、横軸は時間を表す。

図６に示すように、サブドットの大きさに応じてパルス幅は変更される。通常の単位ドットのパルス幅をｔとすると、単位ドットの６／８倍の大きさのサブドットのパルス幅はｔ×６／８となる。同様に、単位ドットの４／８倍の大きさのサブドットのパルス幅はｔ×４／８となり、単位ドットの２／８倍の大きさのサブドットのパルス幅はｔ×２／８となり、単位ドットの１／８倍の大きさのサブドットのパルス幅はｔ×１／８となる。

また、サブドットの大きさ、すなわちパルス幅に応じて発光強度も変更される。図６に示すように、例えば、パルス幅がｔである通常の単位ドットの発光強度をＬとすると、単位ドットの６／８倍の大きさのサブドットの発光強度はＬ×１．２となる。同様に、単位ドットの４／８倍の大きさのサブドットの発光強度はＬ×１．５となり、単位ドットの２／８倍の大きさのサブドットの発光強度はＬ×１．７となり、単位ドットの１／８倍の大きさのサブドットの発光強度はＬ×２．０となる。

続いて、サブドットのパルス幅とドット再現性との関係についての実験について説明する。図７は、サブドットのパルス幅を変化させて、発光強度を補正して印字した場合と発光強度を補正せずに印字した場合とにおけるドット再現性についての実験結果を示す図である。

図７に示すように、１ドットのパルス幅は、７９ｎｓｅｃに設定されている。この場合、発光強度補正比率は１であり、発光強度を補正して印字した場合と発光強度を補正せずに印字した場合とでは共に良好なドット再現性を得ることができる。

１ドットのパルス幅の略１／８のパルス幅である１０ｎｓｅｃのパルス幅を有し、発光強度を補正せずにサブドットを印字した場合、良好なドット再現性を得ることができなかった。しかしながら、発光強度補正比率を１．７に設定し、発光強度を補正してサブドットを印字した場合、良好なドット再現性を得ることができた。

また、１ドットのパルス幅の略２／８のパルス幅である２０ｎｓｅｃのパルス幅を有し、発光強度を補正せずにサブドットを印字した場合、良好なドット再現性を得ることができなかった。しかしながら、発光強度補正比率を１．７に設定し、発光強度を補正してサブドットを印字した場合、良好なドット再現性を得ることができた。

さらに、１ドットのパルス幅の略４／８のパルス幅である４０ｎｓｅｃのパルス幅を有し、発光強度を補正せずにサブドットを印字した場合、不十分ながらドット再現性の向上が確認された。また、発光強度補正比率を１．５に設定し、発光強度を補正してサブドットを印字した場合、良好なドット再現性を得ることができた。

さらにまた、１ドットのパルス幅の略６／８のパルス幅である６０ｎｓｅｃのパルス幅を有し、発光強度を補正せずにサブドットを印字した場合と、発光強度補正比率を１に設定し、発光強度を補正してサブドットを印字した場合とでは、共に良好なドット再現性を得ることができた。

なお、本実施の形態において、発光強度決定部１４５は、発光強度ＬＵＴ記憶部１４６に記憶されている発光強度ＬＵＴを参照し、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に対応する発光強度を選択しているが、本発明は特にこれに限定されない。図８は、図２に示す発光制御部１４０の別の構成を示す図である。

図８に示す発光制御部１４０は、ラスタバッファ１４１、スムージング指示部１４２、パルス幅演算部１４３、パルス幅データテーブル記憶部１４４、発光強度決定部１４５、出力決定部１４７及び関数記憶部１４８を備えて構成される。なお、図８において、図３に示す発光制御部１４０と同じ構成については説明を省略する。

関数記憶部１４８は、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に対応する発光強度を求めるための関数を記憶する。ここで、関数記憶部１４８は、例えば下記の（１）式に示す関数式を記憶する。

ｙ＝ａ／ｘ＋ｂ・・・・（１）
上記（１）式において、ｙは発光強度の値を表し、ｘはパルス幅の値を表し、ａ及びｂは定数を表す。この定数ａ，ｂは、感光体ドラム１４の感度特性等に応じて予め設定される値である。なお、上記関数式は一例であり、適宜他の関数式を用いてもよい。

発光強度決定部１４５は、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に対応する発光強度を、関数記憶部１４８に記憶されている関数を用いて算出する。発光強度決定部１４５は、関数記憶部１４８に記憶されている上記関数式（１）のｘに、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅の値を代入し、発光強度の値ｙを算出する。

この場合、算出されたパルス幅に対応する発光強度を求めるための関数が予め記憶されており、算出されたパルス幅に対応する発光強度が関数を用いて算出される。したがって、パルス幅に対応する発光強度を求めるための関数を用いることにより、算出されたパルス幅に対応する発光強度を容易に決定することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの機械的構成を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示すブロック図である。 図２に示す発光制御部の構成を示す図である。 図２及び図３に示す露光部の構成を示す図である。 図２〜図４に示すプリンタの動作について説明するためのフローチャートである。 発光強度とパルス幅との関係について説明するための図である。 サブドットのパルス幅を変化させて、発光強度を補正して印字した場合と発光強度を補正せずに印字した場合とにおけるドット再現性についての実験結果を示す図である。 図８は、図２に示す発光制御部の別の構成を示す図である。

符号の説明

１ プリンタ
１１ 露光部
１１１ パルス幅変調部
１１２ 発光強度変更部
１１３ 半導体レーザ
１１４ 発光強度設定部
１１４ａ 全点灯出力部
１１４ｂ １／８点灯出力部
１１４ｃ ２／８点灯出力部
１１４ｄ ４／８点灯出力部
１１４ｅ ６／８点灯出力部
１１５ 発光強度切替部
１３０ フレームバッファ
１４０ 発光制御部
１４１ ラスタバッファ
１４２ スムージング指示部
１４３ パルス幅演算部
１４４ パルス幅データテーブル記憶部
１４５ 発光強度決定部
１４６ 発光強度ＬＵＴ記憶部
１４７ 出力決定部

Claims (7)

1. 像担持体に静電潜像を形成するためのレーザビームを出力する光源手段と、
   画像を構成する各ドットの大きさに応じて前記光源手段の駆動信号のパルス幅を算出するパルス幅算出手段と、
   前記パルス幅算出手段によって算出されたパルス幅に応じて前記レーザビームの発光強度を決定する発光強度決定手段と、
   前記パルス幅算出手段によって算出されたパルス幅に基づいて前記駆動信号のパルス幅を変調するパルス幅変調手段と、
   前記発光強度決定手段によって決定された発光強度に基づいてレーザビームの発光強度を変更する発光強度変更手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記発光強度決定手段は、前記パルス幅が短くなるにつれて前記発光強度を大きくすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記発光強度決定手段は、前記像担持体の感度特性に応じた発光強度に決定することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記発光強度決定手段は、前記像担持体の露光後の暗減衰特性に応じた発光強度に決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記パルス幅変調手段は、
   それぞれ異なる前記パルス幅を設定する複数のパルス幅設定手段と、
   前記複数のパルス幅設定手段の中から、前記パルス幅算出手段によって算出されたパルス幅に設定するパルス幅設定手段を選択して切り替える切替手段とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記パルス幅と、前記パルス幅に応じた前記発光強度とを対応付けた発光強度テーブルを予め記憶する発光強度テーブル記憶手段をさらに備え、
   前記発光強度決定手段は、前記発光強度テーブル記憶手段に記憶されている発光強度テーブルを参照し、前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度を選択することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度を求めるための関数を記憶する関数記憶手段をさらに備え、
   前記発光強度決定手段は、前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度を、前記関数記憶手段に記憶されている関数を用いて算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。

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