JP2021060498A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】写真やグラフィック画像と細密画像とが混在する場合でも、写真やグラフィック画像の色域を拡大する一方で、細密画像ではつぶれや飛び散りを抑制すること。【解決手段】高画質モードで画像形成を行うときに、picture412に応じてレーザーダイオードを発光させるときのレーザー光量picture用450と、text413に応じてレーザーダイオードを発光させるときのレーザー光量picture用450よりも低いレーザー光量text用451とを切り替えるように制御する。【選択図】図5
Description
本発明は、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置に関し、特に静電潜像を形成可能な画像形成装置に関する。
近年、カラーレーザープリンタ等の電子写真方式を用いてカラー画像を記録材に形成する画像形成装置において、通常印刷モードとは別に、高画質化するための色域(Color Gamut)を広げる印刷モードを持つものがある。色域を拡大する方法としては、通常よりも記録材に載せる現像剤量(以下、トナー量という)を多くする方法が提案されている。例えば、特許文献1では、像担持体としての感光ドラムと現像剤担持体としての現像ローラとの周速比を変えることでトナー量を変えて、2次色(赤色)の色域を拡大する手法が提案されている。
しかしながら、記録材上のトナー量を増やすことで、写真やグラフィック画像等において色域を拡大する場合、細線で構成される細かな画像や小文字画像(以下、細密画像という)につぶれや飛び散りが発生し、視認性が低下してしまうことがある。
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、写真やグラフィック画像と細密画像とが混在する場合でも、写真やグラフィック画像の色域を拡大する一方で、細密画像ではつぶれや飛び散りを抑制することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
(1)感光ドラムと、光源を有し、前記光源から出射された光により前記感光ドラムを露光し潜像を形成する露光手段と、前記露光手段により形成された潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像ローラと、前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、を備え、第1のモード、又は、前記第1のモードよりも前記現像ローラにより潜像を現像する際のトナーの量を多くする第2のモードで画像形成を行うことが可能な画像形成装置であって、前記第2のモードで画像形成を行うときに、第1の画像に応じて前記光源を発光させるときの第1の光量と、前記第1の画像よりも細密な第2の画像に応じて前記光源を発光させるときの前記第1の光量よりも低い第2の光量とを切り替えるように制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、写真やグラフィック画像と細密画像とが混在する場合でも、写真やグラフィック画像の色域を拡大する一方で、細密画像ではつぶれや飛び散りを抑制することができる。
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。
実施例1は、例えば光源が1ビームのレーザー構成を前提としている。従来制御では、ビデオ信号を間引く制御を行っていた。実施例1では、ビデオ信号を間引いていたタイミングでも、レーザー光量を切り替えて画像形成を行う。これにより、写真やグラフィック画像の色域を拡大するとともに、細密画像ではつぶれや飛び散りを抑制する方法について示す。
[画像形成装置]
図1は画像形成装置の断面の概略を示す図である。図1を用いて実施例1の画像形成装置の構成及び動作を説明する。まず、画像形成装置は、第1〜第4(a〜d)の画像形成ステーションより構成されている。詳細には、第1はイエロー(以下、Yとする)、第2はマゼンタ(以下、Mとする)、第3はシアン(以下、Cとする)、第4はブラック(以下、Bkとする)である。また、各ステーションは画像形成装置本体に対して交換可能になっている。また各ステーションには少なくとも感光ドラムが含まれていれば良く、どの部材までを画像形成ステーションに含め交換可能とするかについては特に限定されるものでない。
図1は画像形成装置の断面の概略を示す図である。図1を用いて実施例1の画像形成装置の構成及び動作を説明する。まず、画像形成装置は、第1〜第4(a〜d)の画像形成ステーションより構成されている。詳細には、第1はイエロー(以下、Yとする)、第2はマゼンタ(以下、Mとする)、第3はシアン(以下、Cとする)、第4はブラック(以下、Bkとする)である。また、各ステーションは画像形成装置本体に対して交換可能になっている。また各ステーションには少なくとも感光ドラムが含まれていれば良く、どの部材までを画像形成ステーションに含め交換可能とするかについては特に限定されるものでない。
以下においては、各ステーションの代表として第1の画像形成ステーション(Y)aの動作を例に説明を行う。画像形成ステーションは、感光体である感光ドラム1aを備え、感光ドラム1aの寿命に係る情報として、例えば感光ドラム1aの積算の回転数を記憶する記憶部材(メモリタグ)(不図示)を備えている。感光ドラム1aは矢印の方向(例えば反時計回り方向)に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。
感光ドラム1aはこの回転過程で、帯電ローラ2aにより所定の極性の帯電電位に一様に帯電される。次いで外部から供給される画像データ(画像信号)に基づく露光装置3aのレーザー光6aの走査によって、画像部に相当する感光ドラム1a表面を露光して電荷を除電し、感光ドラム1a表面に露光電位Vlを形成する。次いで、画像部である露光電位Vl部には、現像手段であるイエローの現像器4aが有する現像ローラ41aに印加される現像電圧Vdcと露光電位Vlとの電位差によりトナーが現像され、可視化される。なお、実施例1の画像形成装置は、露光装置3aによりイメージ露光を行い、露光部にトナー現像する反転現像方式の画像形成装置である。
中間転写ベルト10は、張架部材11、12、13により張架され、感光ドラム1aと当接している。この中間転写ベルト10は、当接位置において、感光ドラム1aと同方向かつ略同一の周速度で回転駆動する。感光ドラム1a上に形成されたイエローのトナー像は、感光ドラム1aと中間転写ベルト10との当接部を通過する過程で、1次転写電源15aより1次転写ローラ14aに印加した1次転写電圧によって、中間転写ベルト10の上に転写される。以下、感光ドラム1aと中間転写ベルト10との当接部を1次転写ニップ部といい、感光ドラム1aから中間転写ベルト10への転写を1次転写という。感光ドラム1a表面に残留したトナー(以下、1次転写残トナーという)は、クリーニング装置5aにより清掃、除去された後、上述した帯電工程以降の画像形成プロセスが繰り返し行われる。
以下、同様にして第2色のマゼンタのトナー像(M)、第3色のシアンのトナー像(C)、第4色のブラックのトナー像(Bk)が形成され、中間転写ベルト10上に順次重ねて転写されて、合成カラー画像が得られる。以下の説明で特定の色について説明する場合を除き、符号の末尾のa、b、c、dは省略する。
中間転写ベルト10上の4色のトナー像は、中間転写ベルト10と2次転写ローラ20との当接部を通過する過程で、2次転写電源21が転写手段である2次転写ローラ20に印加した2次転写電圧によって、記録材Pの表面に一括転写される。中間転写ベルト10と2次転写ローラ20との当接部を、以下、2次転写ニップ部といい、中間転写ベルト10から記録材Pへの転写を2次転写という。記録材Pは、給紙ローラ50により給紙される。その後、未定着の4色のトナー像を担持した記録材Pは定着器30に導入され、そこで加熱及び加圧されることで4色のトナーが溶融混色して記録材Pに固定される。以上の動作により、フルカラーのトナー画像が記録材P上に形成される。また、中間転写ベルト10の表面に残留したトナー(以下、2次転写残トナーという)は、中間転写ベルト10のクリーニング装置16により清掃・除去される。
なお、図1においては、中間転写ベルト10を有する画像形成装置を例に説明を行ったが、それには限定されない。例えば、記録材搬送ベルト(記録材担持体)を備え、感光ドラムに現像されたトナー像を記録材搬送ベルトにより搬送される記録材に直接転写する方式を採用した画像形成装置で実施することも可能である。以下では、中間転写ベルト10を有する画像形成装置を例に説明を行っていく。
[露光装置]
図2に露光手段である露光装置(光走査装置)3の代表的な要部模式図を示す。発光素子(光源)であるレーザーダイオード107(以下、LD107とする)には、レーザー駆動システム回路(以下、LDドライバという)130の作動により駆動電流が流れる。LD107は、駆動電流に応じた強度レベルでレーザー光を発光する。LDドライバ130は、図3で後述するエンジン制御部303、コントローラ部302に対して、電気的に接続されているLD107を駆動するための回路である。そして、LD107により出射されたレーザー光は、コリメータレンズ134によりビーム形状が整形され、かつ平行ビームとされたうえで回転多面鏡133により感光ドラム1の水平方向に走査される。ここで、水平方向とは、感光ドラム1の回転軸方向(走査方向ともいう)である。そして走査されたレーザー光は、fθレンズ132により、回転軸を中心に矢印方向に回転する感光ドラム1表面上に結像されてドット状に露光される。
図2に露光手段である露光装置(光走査装置)3の代表的な要部模式図を示す。発光素子(光源)であるレーザーダイオード107(以下、LD107とする)には、レーザー駆動システム回路(以下、LDドライバという)130の作動により駆動電流が流れる。LD107は、駆動電流に応じた強度レベルでレーザー光を発光する。LDドライバ130は、図3で後述するエンジン制御部303、コントローラ部302に対して、電気的に接続されているLD107を駆動するための回路である。そして、LD107により出射されたレーザー光は、コリメータレンズ134によりビーム形状が整形され、かつ平行ビームとされたうえで回転多面鏡133により感光ドラム1の水平方向に走査される。ここで、水平方向とは、感光ドラム1の回転軸方向(走査方向ともいう)である。そして走査されたレーザー光は、fθレンズ132により、回転軸を中心に矢印方向に回転する感光ドラム1表面上に結像されてドット状に露光される。
一方、感光ドラム1の一方の端部(以下、一端という)側の走査位置に対応して反射ミラー131が設けられている。反射ミラー131は、走査開始位置に投射されるレーザー光をビームディテクタ(以下、BDという)121に向けて反射させている。そして、BD121の出力により、レーザー光の走査開始タイミングが決定される。すなわち、BD121は、感光ドラム1の回転軸方向の1ラインの潜像を形成するための基準となる信号を出力する出力手段として機能する。ここで、このレーザー光の検出における強制発光の際に、レーザー光量を所望の光量にする自動光量制御であるAPC(Auto Power Control)が行われ、レーザーの発光レベルが調整される。
[画像形成装置のブロック図]
図3は、画像形成装置としてのレーザープリンタのエンジン制御部に係る機能ブロック図である。以下では、印刷時の写真やグラフィック画像と、細線で構成される細かな画像や小文字画像である細密画像とで、レーザーの光量を切り替える切替制御に関わる機能ブロックについて説明する。なお、写真画像やグラフィック画像は第1の画像に含まれ、所定の幅以下の線画像又は文字画像は第2の画像に含まれる。第2の画像は、第1の画像よりも細密な画像である。なお、細密画像に含まれる線画像の所定の幅は、各画像形成装置の仕様に応じて決定される。
図3は、画像形成装置としてのレーザープリンタのエンジン制御部に係る機能ブロック図である。以下では、印刷時の写真やグラフィック画像と、細線で構成される細かな画像や小文字画像である細密画像とで、レーザーの光量を切り替える切替制御に関わる機能ブロックについて説明する。なお、写真画像やグラフィック画像は第1の画像に含まれ、所定の幅以下の線画像又は文字画像は第2の画像に含まれる。第2の画像は、第1の画像よりも細密な画像である。なお、細密画像に含まれる線画像の所定の幅は、各画像形成装置の仕様に応じて決定される。
(コントローラ部)
コントローラ部302は、ホストコンピュータ301、エンジン制御部303と相互に通信が可能となっている。コントローラ部302は、ホストコンピュータ301から印刷データを受け取る(入力される)と、印刷データを展開し、画像形成するための画像データへ変換する。そして、その画像データに基づいて露光するための4色分の露光用のビデオ信号を生成する。また、実施例1では、コントローラ部302は、各色の露光用のビデオ信号について、一般的な方法により、後述するpicture用のビデオ信号とtext用のビデオ信号とを生成する。すなわち、コントローラ部302は、入力された画像データを第1の画像である写真やグラフィック画像の画像データと第2の画像である細密画像の画像データとに切り分ける画像処理手段として機能する。なお、ホストコンピュータ301が画像データの切り分けを行ってもよく、その場合はホストコンピュータ301が画像処理手段として機能する。コントローラ部302は、ビデオ信号の生成が完了すると、エンジン制御部303のビデオインターフェイス部304に対し、印刷開始を指示する。
コントローラ部302は、ホストコンピュータ301、エンジン制御部303と相互に通信が可能となっている。コントローラ部302は、ホストコンピュータ301から印刷データを受け取る(入力される)と、印刷データを展開し、画像形成するための画像データへ変換する。そして、その画像データに基づいて露光するための4色分の露光用のビデオ信号を生成する。また、実施例1では、コントローラ部302は、各色の露光用のビデオ信号について、一般的な方法により、後述するpicture用のビデオ信号とtext用のビデオ信号とを生成する。すなわち、コントローラ部302は、入力された画像データを第1の画像である写真やグラフィック画像の画像データと第2の画像である細密画像の画像データとに切り分ける画像処理手段として機能する。なお、ホストコンピュータ301が画像データの切り分けを行ってもよく、その場合はホストコンピュータ301が画像処理手段として機能する。コントローラ部302は、ビデオ信号の生成が完了すると、エンジン制御部303のビデオインターフェイス部304に対し、印刷開始を指示する。
(エンジン制御部)
エンジン制御部303は、ROM(不図示)、RAM(不図示)を有するマイクロコンピュータ(不図示)を有している。エンジン制御部303は、コントローラ部302とシリアル通信によって情報を授受し、コントローラ部302から授受した情報に基づいて、以下に説明する制御を行う。コントローラ部302とエンジン制御部303との間で授受される情報には、各種のコマンド、ビデオ信号、/TOP信号330、/BD信号331が少なくとも含まれる。
エンジン制御部303は、ROM(不図示)、RAM(不図示)を有するマイクロコンピュータ(不図示)を有している。エンジン制御部303は、コントローラ部302とシリアル通信によって情報を授受し、コントローラ部302から授受した情報に基づいて、以下に説明する制御を行う。コントローラ部302とエンジン制御部303との間で授受される情報には、各種のコマンド、ビデオ信号、/TOP信号330、/BD信号331が少なくとも含まれる。
ビデオインターフェイス部304は、コントローラ部302から印刷開始指示を受信すると、画像形成制御ユニット305に印刷開始指示を送信する。制御手段である画像形成制御ユニット305は、受信した印刷開始指示に基づいて、各種アクチュエータを起動し、画像形成の準備を開始する。画像形成制御ユニット305は、画像形成の準備が整うと、ビデオインターフェイス部304を介して画像形成準備完了をコントローラ部302に通知する。コントローラ部302は、画像形成準備完了を受信すると、エンジン制御部303から出力される垂直同期信号(以下、/TOP信号という)330を基準に、ビデオインターフェイス部304にビデオ信号の送信を開始する。このとき、レーザーの走査方向に関しては、エンジン制御部303から出力される/BD信号331を基準としてビデオ信号が送信される。画像形成制御ユニット305は、画像形成制御部308によりビデオインターフェイス部304で受信したビデオ信号に基づいて画像形成を行う。
以下では、画像形成制御ユニット305のスキャナユニット311への動作指示について説明する。スキャナユニット311は、スキャナモータ312、BD121、LDドライバ130、発光指示制御部323、LD107、フォトダイオード(以下、PDとする)108で構成される。
ここで、LDドライバ130は、詳細には、LDドライバ130a(実線)、130b(点線)、130c(点線)、130d(点線)であり、各色に対して設けられている。また、図2で示したLDドライバ130が、実線130a枠内で囲まれた部分に相当する。また、図3中のLDドライバ130b〜130dの点線枠内の構成もLDドライバ130a枠内と同様とし、LDドライバ130a〜130dの構成は、カラー画像形成装置における各色のLDドライバに対応する。LDドライバ130aは、光量調整部313a、光量切替部314a、LD駆動回路部315aにより構成される。以下においては特定色のLDドライバ130aを例に説明を行っていくが、他の色のLDドライバ130b〜130dも同様の構成とし重複する説明を省略する。
まず、画像形成制御ユニット305は、各種アクチュエータの起動を開始するタイミングでスキャナ駆動部306により、スキャナモータ312を駆動する。次に、画像形成制御ユニット305は、スキャナユニット311のレーザー光量の調整を行うために、画像光量制御部307により、光量調整部313aに光量の調整開始を指示する。
ここで、LDドライバ130aの光量調整部313aは、PWM1信号332a、PWM2信号335aで決定されたレーザー光量にするためのサンプルホールド回路316a、317aを有している。画像光量制御部307は、SH1信号331a、SH2信号334aで、サンプルホールド回路316a、317aに対し、例えば3つの状態を指示することが可能である。サンプルホールド回路316a、317aは、例えば、上述したAPCを実行するAPC状態、APCにより充電された電荷をホールドするホールド状態、及び、充電された電荷を放電する放電状態の3つの状態となることが可能である。
SH1信号331aは、例えば2本の通信線を介してサンプルホールド回路316aに出力される。画像光量制御部307は、例えば、2本の通信線を介してハイレベル及びハイレベルのSH1信号331aを出力することで、サンプルホールド回路316aをAPC状態にする。画像光量制御部307は、例えば、2本の通信線を介してハイレベル及びローレベル(又は、ローレベル及びハイレベル)のSH1信号331aを出力することで、サンプルホールド回路316aをホールド状態にする。画像光量制御部307は、例えば、2本の通信線を介してローレベル及びローレベルのSH1信号331aを出力することで、サンプルホールド回路316aを放電状態にする。なお、SH1信号331aによるサンプルホールド回路316aの状態の切り替え制御は一例であり、上述した方法に限定されない。また、サンプルホールド回路317aは、SH2信号334aによって、サンプルホールド回路316aと同様に3つの状態が切り替えられる。
実施例1では、サンプルホールド回路316aは、後述するpicture用のビデオ信号に応じてLD107を発光させるために用いられる。また、サンプルホールド回路317aは、後述するtext用のビデオ信号に応じてLD107を発光させるために用いられる。サンプルホールド回路316a、317aは、LD107の発光量をLD駆動回路部315aの電流電圧変換回路322aからフィードバックすることで所望の光量となるように制御する。
また、光量切替部314aは、3つのスイッチング回路であるSW318a、SW319a、SW320aを有している。画像光量制御部307は、例えばハイレベルのBD_phase_sw1信号330aを出力することでSW318aをオンし、ローレベルのBD_phase_sw1信号330aを出力することでSW318aをオフにするように制御する。SW318aがオンになると、サンプルホールド回路316aにホールドされた電荷に応じた光量でLD107を発光させる状態となる。この状態を、サンプルホールド回路316aが有効である状態という。一方、SW318aがオフになると、サンプルホールド回路316aにホールドされた電荷ではLD107を発光させることができない状態となる。この状態を、サンプルホールド回路316aが無効である状態という。
画像光量制御部307は、例えばハイレベルのBD_phase_sw2信号333aを出力することでSW319aをオンし、ローレベルのBD_phase_sw2信号333aを出力することでSW319aをオフにするように制御する。SW319aがオンになると、サンプルホールド回路317aにホールドされた電荷に応じた光量でLD107を発光させる状態となる。この状態を、サンプルホールド回路317aが有効である状態という。一方、SW319aがオフになると、サンプルホールド回路317aにホールドされた電荷ではLD107を発光させることができない状態となる。この状態を、サンプルホールド回路317aが無効である状態という。
発光指示制御部323は、例えばハイレベルの信号を出力することでSW320aをオンし、ローレベルの信号を出力することでSW320aをオフするように制御する。発光指示制御部323は、画像形成制御部308から出力された指示信号336aに従い、SW320aをオン又はオフする。なお、画像形成制御部308は、画像形成動作中には、ビデオ信号に応じた指示信号336aを発光指示制御部323に出力し、発光指示制御部323は、ビデオ信号に応じてSW320aをオン又はオフする。
このように、3つの指示信号、BD_phase_sw1信号330a、BD_phase_sw2信号333a、発光指示制御部323からの信号によって、SW318a、319a、320aが切り替えられる。これにより、LD駆動回路部315aのLD駆動回路321aの駆動光量を選択することが可能である。すなわち、光量切替部314aは、LD107を発光させるための光量を、サンプルホールド回路316aにホールドされた電荷に応じた光量とするか、サンプルホールド回路317aにホールドされた電荷に応じた光量とするか、を切り替えることが可能である。ここで、サンプルホールド回路316aにホールドされた電荷に応じた光量は、後述するpicture用の第1の光量であり、サンプルホールド回路317aにホールドされた電荷に応じた光量は、後述するtext用の第2の光量(<第1の光量)である。実施例1では、光量調整部313aのサンプルホールド回路316a、317aへのフィードバックを独立して制御することが可能となり、レーザー光量を2種類、例えば、picture用とtext用の2種類、制御することが可能となる。
LD駆動回路部315aは、LD駆動回路321aと電流電圧変換回路322aとを有している。LD駆動回路321aは、光量切替部314aで選択された光量調整部313aのサンプルホールド回路316a又はサンプルホールド回路317aによって決定される駆動光量で、LD107を駆動する回路である。また、電流電圧変換回路322aは、LD107で発光した光をPD108で電流に変換した結果を、光量調整部313aにフィードバックするために、電流を電圧に変換する回路である。次に、発光指示制御部323は、SW320aを制御するためのものであり、画像形成制御部308からの指示信号336aに従って、BD121から出力されたBD信号を基準に、発光を切り替える(発光又は消灯を切り替える)制御部である。
エンジン制御部303の説明に戻る。エンジン制御部303の画像形成制御ユニット305は、回転速度制御部390及び電圧制御部395を有している。回転速度制御部390は、感光ドラム1及び現像器4が有する現像ローラ41の回転速度を制御する。回転速度制御部390は、通常の印刷を行う第1のモードである通常印刷モードでは、例えば感光ドラム1を1/1速となるように制御し、現像ローラ41を1/1速となるように制御する。実施例1では、回転速度制御部390は、通常印刷モードよりもトナー量を増やし、色域を広げる第2のモードである高画質モード(広色域モード)では、例えば感光ドラム1を1/2速となるように制御し、現像ローラ41を1/1速となるように制御する。すなわち、回転速度制御部390は、高画質モードでは感光ドラム1の回転速度を通常印刷モードにおける感光ドラム1の回転速度よりも遅くするよう制御する。言い換えれば、回転速度制御部390は、通常印刷モードでは感光ドラム1の周速に対する現像ローラ41の周速差を第1周速差とし、高画質モードでは周速差を第1周速差よりも大きな第2周速差とする。
電圧制御部395は、上述した通常印刷モードや高画質モードに応じて、帯電ローラ2に印加する帯電電圧や、現像ローラ41に印加する現像電圧を制御する。また、スキャナモータ312は通常印刷モードでも高画質モードでも1/1速とする。これにより、1ページの印刷中に感光ドラム1の副走査方向に走査される走査回数(言い換えれば、ラインの数)は、感光ドラム1の周速が高画質モード時の1/2速では、通常印刷モード時の1/1速のときに比べて、2倍の走査回数(又はライン数)になる。
(ビデオ信号、画像データ)
なお、ビデオ信号は、外部に接続されたリーダースキャナや、ホストコンピュータ301等の外部機器から送られてくるプリントデータに基づく信号である。ここで、ビデオ信号について詳しく説明すると、ビデオ信号は、例えば8ビット(=256階調)の多値信号(0〜255)の画像データで駆動され、レーザーの発光時間を決めるための信号である。例えば、画像データが0(背景部)のときのパルス幅はPWMIN(例えば1画素分の0.0%)、255のときはフル露光でパルス幅は1画素分(PW255)となる。また1〜254の値の画像データに対しては、例えばPWMINとPW255との間で、階調値に比例したパルス幅(PWn)が生成され式(1)で表される。なお、下記の式(1)は0〜255の任意の階調値に対応したものとなっている。
PWn=n×(PW255―PWMIN)/255+PWMIN 式(1)
なお、ビデオ信号は、外部に接続されたリーダースキャナや、ホストコンピュータ301等の外部機器から送られてくるプリントデータに基づく信号である。ここで、ビデオ信号について詳しく説明すると、ビデオ信号は、例えば8ビット(=256階調)の多値信号(0〜255)の画像データで駆動され、レーザーの発光時間を決めるための信号である。例えば、画像データが0(背景部)のときのパルス幅はPWMIN(例えば1画素分の0.0%)、255のときはフル露光でパルス幅は1画素分(PW255)となる。また1〜254の値の画像データに対しては、例えばPWMINとPW255との間で、階調値に比例したパルス幅(PWn)が生成され式(1)で表される。なお、下記の式(1)は0〜255の任意の階調値に対応したものとなっている。
PWn=n×(PW255―PWMIN)/255+PWMIN 式(1)
なお、LD107を制御するための画像データが8ビット(=256階調)である場合は一例であり、画像データを例えば中間調処理後の4ビット(=16階調)や2ビット(4階調)の多値信号としてもよい。また、中間調処理後の画像データは二値化された信号であってもよい。
なお、図3では、エンジン制御部303とコントローラ部302とを別々に示しているが、その形態に限定されるわけではない。例えば、エンジン制御部303とコントローラ部302との一部又は全部を同じコントローラで構築してもよい。また、図3中点線枠で囲まれたLDドライバ130についても、例えば、エンジン制御部303に一部又は全てを内蔵させてもよい。
なお、上の説明では、LD107により露光(発光)を行う系を例に説明したが、それに限定される訳ではない。例えば、露光手段としてLEDアレイを備えた系においても実施することができる。具体的には、各LEDの発光素子を駆動するドライバにビデオ信号を入力するとともに、先に説明したエンジン制御部303の処理を実行すればよい。
(感光ドラムの表面電位等)
通常印刷モードと高画質モードにおける感光ドラム1の表面電位について図4を用いて説明する。図4には、通常印刷モード時の各電位の関係を(1)に示し、高画質モード時の各電位の関係を(2)に示す。図4において、縦軸は電位[−V]を示す。まず、帯電ローラ2により感光ドラム1表面が帯電された電位を帯電電位Vdとする。その後、露光されることによって感光ドラム1の表面電位は露光電位Vlに変化する。現像ローラ41は高電圧電源(不図示)により現像電位Vdcになるように電圧が印加されている。現像電位Vdcは露光電位Vlと帯電電位Vdの間に設定されている。このため、非露光部では現像ローラ41表面にコートされているトナーが感光ドラム1側に現像される方向とは逆方向に電界が形成され、露光部では感光ドラム1側に現像される方向へ電界が形成される。この電界により露光部ではトナーが現像されるが、トナーが現像されるほどトナー電荷により感光ドラム1の表面電位が上昇するため露光部における電界は弱くなる。よって、周速差を大きくしてトナー供給量を増やそうとしても、ある周速差で感光ドラム1上のトナー量が飽和してしまう。感光ドラム1上のトナー量を増やすためには十分な電位コントラスト(Vdc−Vl)を設定する必要がある。ここで、電位コントラストVdc−VlをVcontとする。しかし、帯電電圧による電荷が露光により十分消失した状態で露光量を増やしたとしても、感光ドラム1内部の電界が弱まっているため、感光ドラム1の電荷発生層で生成されたキャリアが表面に移動することはなく、電位が変化しない。そのため、より高い電位コントラストVcontを設定するためには、より高い帯電電圧が必要になる。
通常印刷モードと高画質モードにおける感光ドラム1の表面電位について図4を用いて説明する。図4には、通常印刷モード時の各電位の関係を(1)に示し、高画質モード時の各電位の関係を(2)に示す。図4において、縦軸は電位[−V]を示す。まず、帯電ローラ2により感光ドラム1表面が帯電された電位を帯電電位Vdとする。その後、露光されることによって感光ドラム1の表面電位は露光電位Vlに変化する。現像ローラ41は高電圧電源(不図示)により現像電位Vdcになるように電圧が印加されている。現像電位Vdcは露光電位Vlと帯電電位Vdの間に設定されている。このため、非露光部では現像ローラ41表面にコートされているトナーが感光ドラム1側に現像される方向とは逆方向に電界が形成され、露光部では感光ドラム1側に現像される方向へ電界が形成される。この電界により露光部ではトナーが現像されるが、トナーが現像されるほどトナー電荷により感光ドラム1の表面電位が上昇するため露光部における電界は弱くなる。よって、周速差を大きくしてトナー供給量を増やそうとしても、ある周速差で感光ドラム1上のトナー量が飽和してしまう。感光ドラム1上のトナー量を増やすためには十分な電位コントラスト(Vdc−Vl)を設定する必要がある。ここで、電位コントラストVdc−VlをVcontとする。しかし、帯電電圧による電荷が露光により十分消失した状態で露光量を増やしたとしても、感光ドラム1内部の電界が弱まっているため、感光ドラム1の電荷発生層で生成されたキャリアが表面に移動することはなく、電位が変化しない。そのため、より高い電位コントラストVcontを設定するためには、より高い帯電電圧が必要になる。
以上より、通常印刷モードでは、例えば周速差を140%、Vd_n=−500V、Vdc_n=−350V、Vl_n=−100Vとする場合がある。また、高画質モードでは、例えば周速差を280%、Vd_w=−850V、Vdc_w=−600V、Vl_w=−120Vとする場合がある。ここで、帯電電圧Vd、現像電位Vdc、露光電位Vlをそれぞれ、通常印刷モードではVd_n、Vdc_n、Vl_nと表記し、高画質モードではVd_w、Vdc_w、Vl_wと表記している。各プリントモードにおける各電位は、現像ローラ41表面にコートされているトナーを現像するのに必要十分な値で設定されている。そのため何らかの要因で電位が変動しても現像されるトナー量は変わらず濃度が安定する。しかし、仮に通常印刷モードにおいて高画質モードの各電位を採用したとすると、電位が変動するとそれに伴い現像されるトナー量も変化するため濃度が安定しない。このため、電圧制御部395は、濃度安定性の観点から通常印刷モードでの各電位を、Vd_n、Vdc_n、Vl_nとなるように制御する。また、電圧制御部395は、高画質モードでの各電位を、Vd_w、Vdc_w、Vl_wとなるように制御する。
[グラフィック画像と細密画像が混在する印刷について]
図5は、写真やグラフィック画像と細密画像とが画像1枚に混在する場合について、写真やグラフィック画像と細密画像とでトナー量を変えるために、高画質モードにおける光量の切替制御について示したものである。以下では、高画質モードとして、感光ドラム1は通常印刷時の速度の1/2速で回転させ、現像ローラ41は通常印刷時と同じ速度(1/1速)とする。感光ドラム1が1/2速で回転することで、副走査方向のライン数(言い換えればdpi)が2倍になる。これにより、感光ドラム1と現像ローラ41との周速比を、通常印刷モード時の2倍にし、トナー量を通常印刷モードよりも多くする場合を例にして説明する。
図5は、写真やグラフィック画像と細密画像とが画像1枚に混在する場合について、写真やグラフィック画像と細密画像とでトナー量を変えるために、高画質モードにおける光量の切替制御について示したものである。以下では、高画質モードとして、感光ドラム1は通常印刷時の速度の1/2速で回転させ、現像ローラ41は通常印刷時と同じ速度(1/1速)とする。感光ドラム1が1/2速で回転することで、副走査方向のライン数(言い換えればdpi)が2倍になる。これにより、感光ドラム1と現像ローラ41との周速比を、通常印刷モード時の2倍にし、トナー量を通常印刷モードよりも多くする場合を例にして説明する。
まず、図5(a)は、写真やグラフィック画像であるpicture412と、細密画像であるtext413が画像1枚411に混在する場合の画像と/BD信号との関係を示している。/BD_n信号400〜/BD_n+3信号403は、それぞれ/TOP信号330を基準にした画像先端からのn〜n+3番目の/BD信号を示している。各/BD信号に対応する走査上の画像(点線)は、各/BD信号に同期して出力されることとなる。
(従来の制御)
図5(b)は、図5(a)の拡大図で、従来の制御の/BD信号とレーザー光量とビデオ信号との関係を示している。図5(b)は、横軸は時間tを示し、縦軸は画像先端からのn〜n+3番目の/BD信号をそれぞれ示す。従来の制御では、高画質モード時に、感光ドラム1は1/2速で回転し、スキャナモータ312は1/1速で回転する。このとき、ビデオ信号は、2回に1回の割合で出力される、すなわち、奇数番目である2n−1番目(nは正の整数)の/BD信号に同期して出力されることとなる。以下、このような制御をビデオ信号の間引き制御という。なお、実施例1では、高画質モード時に、現像ローラ41の1/1速の回転に対して、感光ドラム1の回転を1/2速としているが、これに限定されない。例えば、高画質モード時に、現像ローラ41の1/1速の回転に対して感光ドラム1の回転を1/3速や1/4速等とすることも可能であり、この場合は、ビデオ信号は3回に1回や4回に1回等の割合で出力される。
図5(b)は、図5(a)の拡大図で、従来の制御の/BD信号とレーザー光量とビデオ信号との関係を示している。図5(b)は、横軸は時間tを示し、縦軸は画像先端からのn〜n+3番目の/BD信号をそれぞれ示す。従来の制御では、高画質モード時に、感光ドラム1は1/2速で回転し、スキャナモータ312は1/1速で回転する。このとき、ビデオ信号は、2回に1回の割合で出力される、すなわち、奇数番目である2n−1番目(nは正の整数)の/BD信号に同期して出力されることとなる。以下、このような制御をビデオ信号の間引き制御という。なお、実施例1では、高画質モード時に、現像ローラ41の1/1速の回転に対して、感光ドラム1の回転を1/2速としているが、これに限定されない。例えば、高画質モード時に、現像ローラ41の1/1速の回転に対して感光ドラム1の回転を1/3速や1/4速等とすることも可能であり、この場合は、ビデオ信号は3回に1回や4回に1回等の割合で出力される。
図5(b)について、具体的に、まず、所定の信号である/BD_n信号400について説明する。画像形成制御部308は、/BD_n信号400の立下りの時刻t0 420を基準に、時刻t1 421から時刻t2 422までは、ビデオ信号に応じてLD107の発光を制御する。このときLD107のレーザー光量1 423は、写真やグラフィック画像(picture)と、細密画像(text)とで共通である。すなわち、従来例のLDドライバ130aは、レーザー光量調整用のサンプルホールド回路316aのみを有する構成である。画像光量制御部307は、走査方向における画像を形成しない非画像領域でスキャナユニット311のサンプルホールド回路316aを上述した制御によりAPC状態とすることでレーザー光量1 423を一定に調整する。
次に、所定の信号の次の信号である/BD_n+1信号401について説明する。なお、/BD_n+1は、図5(b)の従来の制御では、LD107を発光させない間引き制御を行っていたラインである。画像形成制御部308は、/BD_n+1信号401の立下りの時刻t0 430を基準に、時刻t1 431から時刻t2 432までは、ビデオ信号を間引くために、LD107の発光をオフする。そして、画像形成制御部308は、/BD_n+2信号402の立下りの時刻t0 440以降は、ビデオ信号による画像形成とビデオ信号の間引き制御とを繰り返し行う。
(実施例1の制御)
図5(c)は、図5(b)の従来制御を踏まえて、実施例1の制御を示す図である。従来制御では、写真やグラフィック画像であるpicture412と、細密画像であるtext413とで、レーザー光量1 423を共通としていた。実施例1では、写真やグラフィック画像であるpicture412と細密画像であるtext413とで、レーザー光量を切り替える。図5(c)は、実施例1の制御の場合の/BD信号とレーザー光量とビデオ信号との関係を示している。図5(c)の横軸、縦軸は図5(b)と同様である。コントローラ部302と画像光量制御部307と画像形成制御部308は、2n−1番目(nは正の整数)の/BD信号を、picture412を出力するための基準として制御を行う。また、コントローラ部302と画像光量制御部307と画像形成制御部308は、2n番目(nは正の整数)の/BD信号を、text413を出力するための基準として制御を行う。
図5(c)は、図5(b)の従来制御を踏まえて、実施例1の制御を示す図である。従来制御では、写真やグラフィック画像であるpicture412と、細密画像であるtext413とで、レーザー光量1 423を共通としていた。実施例1では、写真やグラフィック画像であるpicture412と細密画像であるtext413とで、レーザー光量を切り替える。図5(c)は、実施例1の制御の場合の/BD信号とレーザー光量とビデオ信号との関係を示している。図5(c)の横軸、縦軸は図5(b)と同様である。コントローラ部302と画像光量制御部307と画像形成制御部308は、2n−1番目(nは正の整数)の/BD信号を、picture412を出力するための基準として制御を行う。また、コントローラ部302と画像光量制御部307と画像形成制御部308は、2n番目(nは正の整数)の/BD信号を、text413を出力するための基準として制御を行う。
具体的に、まず、/BD_n信号400について説明する。まず、画像光量制御部307は、BD121に光が入力されるように、BD_phase_sw1信号330aをハイレベルにしてSW318aをオンし、picture用のサンプルホールド回路316aを有効にする。なお、画像光量制御部307は、BD_phase_sw2信号333aをローレベルにしてSW319aをオフし、text用のサンプルホールド回路317aを無効にする。かつ、発光指示制御部323は、SW320aをオンし、LD107を発光させる。これにより、LD107から出射された光がBD121に入力されると、BD121は/BD_n信号400を出力する。
画像光量制御部307は、/BD_n信号400の立下り時刻t0 420を基準に、時刻t1 421までの非画像領域で第1の光量であるレーザー光量picture用450の光量を調整する。すなわち、画像光量制御部307は、時刻t0 420から時刻t1 421までの間にAPCを実行する。具体的には、画像光量制御部307は、SH1信号331aによりサンプルホールド回路316aをAPC状態とし、SW318aをオン、発光指示制御部323によりSW320aをオンとして、LD107を発光させる。光量調整部313aは、PD108が光を受光して出力した電流を電流電圧変換回路322aにより電圧に変換し、サンプルホールド回路316aにフィードバックする。これにより、光量調整部313aは、LD107の光量をpicture412に適した光量に調整し、サンプルホールド回路316aにその光量のときの電荷をホールドする。具体的には、画像光量制御部307は、所定のタイミングでSH1信号331aによりサンプルホールド回路316aをホールド状態にする。
そして、コントローラ部302は時刻t1 421のタイミングでビデオインターフェイス部304に、picture412のビデオ信号の送信を開始する。画像形成制御部308は、ビデオインターフェイス部304で受信したビデオ信号に基づいて時刻t2 422まで画像形成を行う。すなわち、時刻t1から時刻t2までは、画像を形成する画像領域となる。具体的には、画像光量制御部307は、BD_phase_sw1信号330aによりSW318aをオンにし、SH1信号331aによりサンプルホールド回路316aをホールド状態にする。一方、画像光量制御部307は、BD_phase_sw2信号333aによりSW319aをオフにし、サンプルホールド回路317aを無効にする。画像形成制御部308は、発光指示制御部323を介してpicture412のビデオ信号に応じてSW320aをオン又はオフさせる。これにより、LD107は、サンプルホールド回路316aにホールドされた光量、すなわち、レーザー光量picture用450で、picture412のビデオ信号に応じて発光又は消灯する。なお、text413のビデオ信号に応じた発光はなされないため、text413側については間引き制御となっている。
時刻t2 422から時刻t3までの非画像領域において、画像光量制御部307は、BD_phase_sw1信号330aをローレベルにしてSW318aをオフし、サンプルホールド回路316aを無効にする。画像光量制御部307は、BD_phase_sw2信号333aをハイレベルにしてSW319aをオンし、サンプルホールド回路317aを有効にする。また、発光指示制御部323は、次の/BD_n+1信号401が出力されるように、SW320aをオンにし、LD107を発光させる。これにより、時刻t3言い換えれば、時刻t0 430で/BD_n+1信号401が出力される(立下りエッジとなる)こととなる。
次に、/BD_n+1信号401について説明する。画像光量制御部307は、/BD_n+1信号401の立下り時刻t0 430を基準に、時刻t1 431までの非画像領域で第2の光量であるレーザー光量text用451の光量を調整する。ここで、レーザー光量text用451は、レーザー光量picture用450よりも低い光量である。すなわち、画像光量制御部307は、時刻t0 430から時刻t1 431までの間にAPCを実行する。具体的には、画像光量制御部307は、SH2信号334aによりサンプルホールド回路317aをAPC状態とし、SW319aをオン、発光指示制御部323によりSW320aをオンとして、LD107を発光させる。光量調整部313aは、PD108が光を受光して出力した電流を電流電圧変換回路322aにより電圧に変換し、サンプルホールド回路317aにフィードバックする。これにより、光量調整部313aは、LD107の光量をtext413に適した光量に調整し、サンプルホールド回路317aにその光量のときの電荷をホールドする。具体的には、画像光量制御部307は、所定のタイミングでSH2信号334aによりサンプルホールド回路317aをホールド状態にする。
そして、コントローラ部302は時刻t1 431のタイミングでビデオインターフェイス部304に、text413のビデオ信号の送信を開始する。画像形成制御部308は、ビデオインターフェイス部304で受信したビデオ信号に基づいて時刻t2 432まで画像形成を行う。具体的には、画像光量制御部307は、BD_phase_sw2信号333aによりSW319aをオンにし、SH2信号334aによりサンプルホールド回路317aをホールド状態にする。一方、画像光量制御部307は、BD_phase_sw1信号330aによりSW318aをオフにし、サンプルホールド回路316aを無効にする。画像形成制御部308は、発光指示制御部323を介してtext413のビデオ信号に応じてSW320aをオン又はオフさせる。これにより、LD107は、サンプルホールド回路317aにホールドされた光量、すなわち、レーザー光量text用451で、text413のビデオ信号に応じて発光又は消灯する。なお、picture412のビデオ信号に応じた発光はなされないため、picture412側については間引き制御となっている。
時刻t2 432から時刻t3までの非画像領域において、画像光量制御部307は、BD_phase_sw2信号333aをローレベルにしてSW319aをオフし、サンプルホールド回路317aを無効にする。画像光量制御部307は、BD_phase_sw1信号330aをハイレベルにしてSW318aをオンし、サンプルホールド回路316aを有効にする。また、発光指示制御部323は、次の/BD_n+2信号402が出力されるように、SW320aをオンにし、LD107を発光させる。これにより、時刻t3言い換えれば、時刻t0 440で/BD_n+2信号402が出力される(立下りエッジとなる)こととなる。
以降、/BD_n+2信号402、/BD_n+3信号403についても、上述した制御と同様に、非画像領域でレーザー光量picture用452又はレーザー光量text用453の光量が調整される。また、画像光量制御部307は、光量切替部314aによって、picture412の画像形成時にはサンプルホールド回路316aを有効にし、text413の画像形成時にはサンプルホールド回路317aを有効にする。このように、光量切替部314aにより光量を切り替えることで、写真やグラフィック画像等のpicture412と細密画像のtext413とを交互に形成する。これにより、従来、ビデオ信号を間引いていたタイミング(従来間引きと図示)(/BD_n+1信号401、/BD_n+3信号)でも、光量を切り替えて画像形成を可能としている。
[光量の切替制御]
図6は、実施例1の図5(c)の光量の切替制御を示すフローチャートである。ステップ(以下、Sとする)501で画像光量制御部307は、/BD信号を検出したか否か、例えば/BD信号の立下りを検出したか否かを判断する。S501で画像光量制御部307は、/BD信号を検出していないと判断した場合、処理をS501に戻し、/BD信号を検出したと判断した場合(図3 時刻t0)、処理をS502に進める。
図6は、実施例1の図5(c)の光量の切替制御を示すフローチャートである。ステップ(以下、Sとする)501で画像光量制御部307は、/BD信号を検出したか否か、例えば/BD信号の立下りを検出したか否かを判断する。S501で画像光量制御部307は、/BD信号を検出していないと判断した場合、処理をS501に戻し、/BD信号を検出したと判断した場合(図3 時刻t0)、処理をS502に進める。
S502で画像光量制御部307は、現在(例えば1番目)の/BD信号(例えば/BD_1信号)が、BD_2n−1(nは正の整数)を満たすか否かを判断する。なお、画像光量制御部307は、画像形成の開始から、/BD信号をカウントする機能を有しているものとする。S502で画像光量制御部307は、/BD信号がBD_2n−1を満たすと判断した場合、処理をS503に進め、/BD信号がBD_2n−1を満たさないと判断した場合、処理をS504に進める。
S503で画像光量制御部307は、図3、図5で説明したように、各信号を制御してサンプルホールド回路316aを有効・APC状態、サンプルホールド回路317aを無効、SW320aをオンにし、光量調整部313aによりAPCを実行する。すなわち、画像光量制御部307は、非画像領域でレーザー光量picture用の光量調整を開始する。S504で画像光量制御部307は、図3、図5で説明したように、各信号を制御してサンプルホールド回路317aを有効・APC状態、サンプルホールド回路316aを無効、SW320aをオンにし、光量調整部313aによりAPCを実行する。すなわち、画像光量制御部307は、非画像領域でレーザー光量text用の光量調整を開始する。S505で画像光量制御部307は、APCの終了タイミングか否かを判断し、APCの終了タイミングではないと判断した場合、処理をS505に戻し、APCの終了タイミングであると判断した場合、処理をS506に進める。
S506で画像光量制御部307は、図3、図5で説明したように、ビデオ信号による画像形成に備えて、サンプルホールド回路316aをホールド状態とすることで、レーザー光量picture用の光量をホールド状態にする。S507で画像光量制御部307は、サンプルホールド回路317aをホールド状態とすることで、レーザー光量text用の光量もホールド状態にする。S506、S507の処理は、S501で検出した/BD信号が奇数番目であっても偶数番目であっても対応できるようにするための処理である。
S508で画像光量制御部307は、ビデオ信号の受信を開始するタイミング、すなわち図5の時刻t1のタイミングとなったか否かを判断する。S508で画像光量制御部307は、時刻t1になっていないと判断した場合、処理をS508に戻し、時刻t1になったと判断した場合、処理をS509に進める。S509で画像光量制御部307は、コントローラ部302からビデオインターフェイス部304に送信されるビデオ信号に従って画像形成を開始する。例えば、画像光量制御部307は、S501で検出した/BD信号がpicture412の画像形成に対応した信号である場合には、S503で調整しS506でホールドしたpicture用の光量で画像形成を行う。例えば、画像光量制御部307は、S501で検出した/BD信号がtext413の画像形成に対応した信号である場合には、S504で調整しS507でホールドしたtext用の光量で画像形成を行う。
S510で画像光量制御部307は、ビデオ信号の受信を終了するタイミング、すなわち図5の時刻t2となったか否かを判断する。S510で画像光量制御部307は、時刻t2になっていないと判断した場合、処理をS509に戻し、時刻t2になったと判断した場合、処理をS511に進める。時刻t2になると、例えば、現在の/BD信号が/BD_1信号であった場合、/BD_1信号を基準とした画像形成は終了する。S511で画像光量制御部307は、画像411の画像形成が終了したか否かを判断し、終了していないと判断した場合は、処理をS501に戻し、終了したと判断した場合は、処理を終了する。なお、画像光量制御部307は、画像形成が終了したと判断した場合、すなわち、ジョブの終了時に、スキャナモータ312を停止させるタイミングで、サンプルホールド回路316a、317aを放電状態にする。
S511の処理までにx−1番目の/BD_x−1信号を基準とした画像形成が終了した場合、以降、x番目の/BD_x信号について、画像光量制御部307は、S502の処理でBD_2n−1(nは正の整数)を満たすか否かを判断する。これにより、画像光量制御部307は、光量切替部314aにより、S503のレーザー光量picture用のAPCとS504のレーザー光量text用のAPCとを切り替える。そして、画像光量制御部307は、写真やグラフィック画像であるpicture412と細密画像であるtext413とを交互に形成する。
このように、画像形成制御ユニット305は、高画質モードで画像形成を行うときに、第1の画像に応じて光源を発光させるときの第1の光量と、第1の画像よりも細密な第2の画像に応じて光源を発光させるときの第2の光量とを切り替えるように制御する。
以上述べたことにより、従来制御では、ビデオ信号を間引いていたタイミングでもレーザー光量を切り替えて画像形成を行うことで、写真やグラフィック画像の色域を拡大するとともに、細密画像ではつぶれや飛び散りを抑制する。なお、実施例1は、レーザー光量picture用とレーザー光量text用のAPCを各/BD信号を基準として切り替えて行う場合について説明した。しかし、1走査で両方のAPCを行う場合についても、これらの発明の範囲から排除するものではない。なお、実施例1は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施例で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
なお、高画質モードにおいて、感光ドラム1の周速を1/3速や1/4速とし、現像ローラ41の周速を1/1速とする場合には、例えば次のようにすればよい。例えば、感光ドラム1の周速を1/3速とする場合、1つめの/BD信号のときにpicture用の光量に切り替え、2つめの/BD信号のときにtext用の光量に切り替え、3つめの/BD信号のときに間引き制御を行うように制御してもよい。また、例えば、感光ドラム1の周速を1/3速とする場合、1つめ及び2つめの/BD信号のときにpicture用の光量に切り替え、3つめの/BD信号のときにtext用の光量に切り替えるように制御してもよい。また、例えば、感光ドラム1の周速を1/3速とする場合、1つめの/BD信号のときにpicture用の光量に切り替え、2つめ及び3つめの/BD信号のときにtext用の光量に切り替えるように制御してもよい。感光ドラム1の周速が1/4速の場合にも、4つの/BD信号に対してpicture用の光量とtext用の光量のどちらに切り替えるか、又は間引き制御とするかは、使用される画像形成装置や印刷される画像に応じて決定すればよい。
以上、実施例1によれば、写真やグラフィック画像と細密画像とが混在する場合でも、写真やグラフィック画像の色域を拡大する一方で、細密画像ではつぶれや飛び散りを抑制することができる。
実施例1では、一度の走査で、1つの/BD信号を基準として、感光ドラム1上に1ライン分を走査する1ビームのレーザー構成において、従来制御では、ビデオ信号を間引いていたタイミングでもレーザー光量を切り替えて画像形成を行う構成とした。そして、写真やグラフィック画像の色域を拡大するとともに、細密画像ではつぶれや飛び散りを抑制する方法について説明した。ここで、写真やグラフィック画像と細密画像とで、レーザーの走査方向に略直交する方向(以下、副走査方向という)における位置(以下、画像形成位置という)が間引き位相分ずれてしまう。そこで、実施例2では、一度の走査、言い換えれば、1つの/BD信号を基準として、感光ドラム1上に複数、例えば2ライン分を走査する2ビームのレーザー構成にする。これにより、1ビームの場合に生じていた間引き位相分のずれを無くした場合について説明する。
[画像形成装置のブロック図]
まず、画像形成装置の構成図、光学走査装置の外観図、機能ブロック図は、実施例1に対し、2ビームのレーザー構成にしたものであり、1ビームを2ビームにする点以外に関しては同じであるため、詳細の説明は省略する。なお、実施例2では2ビームであるため、スキャナユニット311は、複数、例えば2つのLDを有し、各LDの光を受光する2つのPDを有している。また、スキャナユニット311は、2つのLD駆動回路部315a等を有している。例えば、Aレーザーを出射する一方のLDが光を照射し、一方のPDで光を受光することで、一方の電流電圧変換回路322aを介してサンプルホールド回路316aに電圧がフィードバックされる。また、例えば、Bレーザーを出射する他方のLDが光を照射し、他方のPDで光を受光することで、他方の電流電圧変換回路322aを介してサンプルホールド回路317aに電圧がフィードバックされる。
まず、画像形成装置の構成図、光学走査装置の外観図、機能ブロック図は、実施例1に対し、2ビームのレーザー構成にしたものであり、1ビームを2ビームにする点以外に関しては同じであるため、詳細の説明は省略する。なお、実施例2では2ビームであるため、スキャナユニット311は、複数、例えば2つのLDを有し、各LDの光を受光する2つのPDを有している。また、スキャナユニット311は、2つのLD駆動回路部315a等を有している。例えば、Aレーザーを出射する一方のLDが光を照射し、一方のPDで光を受光することで、一方の電流電圧変換回路322aを介してサンプルホールド回路316aに電圧がフィードバックされる。また、例えば、Bレーザーを出射する他方のLDが光を照射し、他方のPDで光を受光することで、他方の電流電圧変換回路322aを介してサンプルホールド回路317aに電圧がフィードバックされる。
図7、図8は、写真やグラフィック画像と細密画像とが画像1枚に混在する場合について、2ビームの構成において、写真やグラフィック画像と細密画像とでトナー量を変えるために、高画質モードにおける光量の切替制御について示したものである。図7は、写真やグラフィック画像であるpicture612と、細密画像であるtext613とが、1枚の画像611中に混在する場合を示している。ここで、2つのビームのうち、一方をAレーザーとし、他方をBレーザーとする。また、図7には、/BD信号とAレーザー、Bレーザーの関係を示している。/BD_n信号600〜/BD_n+3信号603は、それぞれ/TOP信号330を基準にしたn〜n+3番目の/BD信号を示し、各/BD信号の走査上の画像(点線)は、/BD信号に同期して出力されることとなる。
ここで、2ビームの場合、/BD_n信号600のAレーザーとBレーザー6001は、副走査方向に例えば1ドットずれた位置に画像を形成するように設定されている。感光ドラム1が1/2速で回転し、スキャナモータ312が1/1速で回転する場合においては、/BD_n+1信号601のAレーザーと/BD_n信号601のBレーザー6001とは、感光ドラム1上の副走査方向における略同じ位置に形成される。図7は、その様子を示している。
(従来の制御)
図8(a)は、図7の拡大図で、従来の制御の/BD信号とレーザー光量とビデオ信号との関係を示している。2ビームにおける従来の制御は、実施例1の1ビームのビデオ信号の間引き制御と同じであり、ビデオ信号は、2n−1番目(nは正の整数)の/BD信号に同期して出力されることとなる。
図8(a)は、図7の拡大図で、従来の制御の/BD信号とレーザー光量とビデオ信号との関係を示している。2ビームにおける従来の制御は、実施例1の1ビームのビデオ信号の間引き制御と同じであり、ビデオ信号は、2n−1番目(nは正の整数)の/BD信号に同期して出力されることとなる。
まず、/BD_n信号600について説明する。画像形成制御部308は、/BD_n信号600の立下り時刻t0 620を基準に、時刻t1 621から時刻t2 622までは、ビデオ信号に応じてAレーザーの発光を制御する。また、Bレーザーについても同様に、立下り時刻t0 630を基準に、時刻t1 631から時刻t2 632までは、ビデオ信号に応じてBレーザーの発光を制御する。
このとき、Aレーザーのレーザー光量1 623とBレーザーのレーザー光量1 633は、picture612とtext613とで共通である。そのため、画像光量制御部307は、非画像領域でサンプルホールド回路をAPC状態とすることでAレーザーのレーザー光量1 623とBレーザーのレーザー光量1 633を一定に調整する。
次に、/BD_n+1信号601について説明する。画像形成制御部308は、/BD_n+1信号601の立下り時刻t0 640を基準に、時刻t1 641から時刻t2 642までは、ビデオ信号を間引くために、LD107の発光をオフする。また、Bレーザーについても同様に、立下り時刻t0 650を基準に、時刻t1 651から時刻t2 652までは、ビデオ信号を間引くために、LD107の発光をオフする。そして、画像形成制御部308は、/BD_n+2信号602の立下り時刻t0 660、670以降は、ビデオ信号による画像形成とビデオ信号の間引き制御とを繰り返し行う。
(実施例2の制御)
図8(b)は、図8(a)の従来制御の図8(a)を踏まえて、実施例2の制御を示す図である。従来制御では、picture612とtext613とで、Aレーザーのレーザー光量1 623とBレーザーのレーザー光量1 633とを共通としていた。実施例2では、picture612と細密画像text613とで、レーザー光量を切り替える。図8(b)は、実施例2の制御の場合の/BD信号とレーザー光量とビデオ信号との関係を示している。なお、実施例2では、図3のサンプルホールド回路316aをAレーザーに用い、サンプルホールド回路317aをBレーザーに用いる。各信号の制御やサンプルホールド回路316a、317aの状態、SW318a、319a、320の制御等については実施例1と同様であり、詳細な説明を省略する。
図8(b)は、図8(a)の従来制御の図8(a)を踏まえて、実施例2の制御を示す図である。従来制御では、picture612とtext613とで、Aレーザーのレーザー光量1 623とBレーザーのレーザー光量1 633とを共通としていた。実施例2では、picture612と細密画像text613とで、レーザー光量を切り替える。図8(b)は、実施例2の制御の場合の/BD信号とレーザー光量とビデオ信号との関係を示している。なお、実施例2では、図3のサンプルホールド回路316aをAレーザーに用い、サンプルホールド回路317aをBレーザーに用いる。各信号の制御やサンプルホールド回路316a、317aの状態、SW318a、319a、320の制御等については実施例1と同様であり、詳細な説明を省略する。
コントローラ部302と画像光量制御部307と画像形成制御部308は、ビデオ信号の間引き制御はせずに、picture612を出力するためにAレーザーを使用し、text613を出力するためにBレーザーを使用するように制御する。具体的に、まず、/BD_n信号600について説明する。画像光量制御部307は、/BD_n信号600の立下り時刻t0 620を基準に、時刻t1 621までの非画像領域でAレーザーのレーザー光量picture用680の光量を調整する。すなわち、画像光量制御部307は、時刻t0 620から時刻t1 621までの間にAレーザーのAPCを実行する。また、Bレーザーについても同様に、/BD_n信号600の立下り時刻t0 630を基準に、時刻t1 631までの非画像領域でBレーザーのレーザー光量text用681の光量を調整する。すなわち、画像光量制御部307は、時刻t0 620から時刻t1 621までの間にBレーザーのAPCを実行する。
そして、コントローラ部302は、時刻t1 621のタイミングでビデオインターフェイス部304に、Aレーザー用としてpicture612のビデオ信号の送信を開始する。画像形成制御部308は、ビデオインターフェイス部304で受信したAレーザー用のビデオ信号に基づいて時刻t2 622まで画像形成を行う。また、Bレーザーについても同様に、コントローラ部302は、時刻t1 631のタイミングでビデオインターフェイス部304に、Bレーザー用としてtext613のビデオ信号の送信を開始する。画像形成制御部308は、ビデオインターフェイス部304で受信したBレーザー用のビデオ信号に基づいて時刻t2 632まで画像形成を行う。
以降、/BD_n+1信号601、/BD_n+2信号602についても、上述した制御と同様に、非画像領域でAレーザーのレーザー光量picture用682、684の光量が調整される。また、Bレーザーのレーザー光量text用683、685の光量が調整される。このように、画像光量制御部307は、光量切替部314aによりAレーザーを使用するときとBレーザーを使用するときとで、光量を切り替える。実施例2では、Aレーザーでpicture612を形成し、Bレーザーでtext613を形成することで、間引き位相ずれが生じないように制御することが可能となる。なお、時刻t0 640、650は、/BD_n+1信号601の立下り時刻を示し、時刻t0 660、670は、/BD_n+2信号602の立下り時刻を示す。また、時刻t1 641〜時刻t2 642は、/BD_n+1信号601を基準としてpicture612の画像形成が行われる期間を示す。時刻t1 651〜時刻t2 652は、/BD_n+1信号601を基準としてtext613の画像形成が行われる期間を示す。
[光量の切替制御]
図9は、実施例2の図8(b)の光量の切替制御を示すフローチャートである。S701の処理は、実施例1の図6のS501の処理と同様であるため、説明を省略する。S702で画像光量制御部307は、非画像領域でAレーザーのレーザー光量picture用の光量を調整する、すなわち、APCを実行する。S703で画像光量制御部307は、Bレーザーのレーザー光量text用の光量を調整する、すなわちAPCを実行する。S704〜S707の処理は、実施例1の図6のS505〜S508の処理と同様であるため、説明を省略する。
図9は、実施例2の図8(b)の光量の切替制御を示すフローチャートである。S701の処理は、実施例1の図6のS501の処理と同様であるため、説明を省略する。S702で画像光量制御部307は、非画像領域でAレーザーのレーザー光量picture用の光量を調整する、すなわち、APCを実行する。S703で画像光量制御部307は、Bレーザーのレーザー光量text用の光量を調整する、すなわちAPCを実行する。S704〜S707の処理は、実施例1の図6のS505〜S508の処理と同様であるため、説明を省略する。
S708で画像光量制御部307は、コントローラ部302からビデオインターフェイス部304に送信される、Aレーザー用のpicture612のビデオ信号に従って画像形成を行う。S709で画像光量制御部307は、コントローラ部302からビデオインターフェイス部304に送信される、Bレーザー用のtext613のビデオ信号に従って画像形成を行う。S710、S711の処理は、実施例1の図6のS510、S511の処理と同様であり、説明を省略する。なお、S710で画像光量制御部307がビデオ信号の受信終了タイミングではないと判断した場合、処理をS708に戻す。
現在x−1番目の/BD信号について、2ビームの光源を用いて感光ドラム1上に走査が行われている場合、以降、x番目の/BD_x信号についても同様の制御が行われる。すなわち、Aレーザーで写真やグラフィック画像であるpicture612が形成され、Bレーザーで細密画像であるtext613が形成される。
以上、写真やグラフィック画像の色域を拡大するとともに、細密画像ではつぶれや飛び散りを抑制しつつ、間引き位相ずれを抑制する方法について説明した。なお、実施例2は、2ビームの構成で、Aレーザーでpicture612を形成し、Bレーザーでtext613を形成する場合について説明した。しかし、ビーム数が増える場合においても、これらの発明の範囲から排除するものではない。なお、実施例2は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施例2で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
以上、実施例2によれば、写真やグラフィック画像と細密画像とが混在する場合でも、写真やグラフィック画像の色域を拡大する一方で、細密画像ではつぶれや飛び散りを抑制することができる。
1 感光ドラム
3 露光装置
41 現像ローラ
107 レーザーダイオード
305 画像形成制御ユニット
3 露光装置
41 現像ローラ
107 レーザーダイオード
305 画像形成制御ユニット
Claims (7)
- 感光ドラムと、
光源を有し、前記光源から出射された光により前記感光ドラムを露光し潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により形成された潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像ローラと、
前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
を備え、第1のモード、又は、前記第1のモードよりも前記現像ローラにより潜像を現像する際のトナーの量を多くする第2のモードで画像形成を行うことが可能な画像形成装置であって、
前記第2のモードで画像形成を行うときに、第1の画像に応じて前記光源を発光させるときの第1の光量と、前記第1の画像よりも細密な第2の画像に応じて前記光源を発光させるときの前記第1の光量よりも低い第2の光量とを切り替えるように制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記感光ドラムの回転軸方向の潜像を形成するための基準となる信号を出力する出力手段を備え、
前記露光手段は、1つの前記光源を有し、
前記制御手段は、
前記感光ドラムの前記回転軸方向における画像を形成しない非画像領域で前記出力手段から出力された所定の信号を基準として前記第1の光量の調整を行い、調整された前記第1の光量で前記光源を発光させて前記感光ドラムの前記回転軸方向における画像を形成する画像領域で前記第1の画像の潜像を形成し、
前記非画像領域で前記出力手段から出力された前記所定の信号の次の信号を基準として前記第2の光量の調整を行い、調整された前記第2の光量で前記光源を発光させて前記画像領域で前記第2の画像の潜像を形成することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記感光ドラムの回転軸方向の潜像を形成するための基準となる信号を出力する出力手段を備え、
前記露光手段は、複数の前記光源を有し、
前記制御手段は、
前記感光ドラムの前記回転軸方向における画像を形成しない非画像領域で前記出力手段から出力された所定の信号を基準として前記第1の光量及び前記第2の光量の調整を行い、調整された前記第1の光量で一方の前記光源を発光させて前記感光ドラムの前記回転軸方向における画像を形成する画像領域で前記第1の画像の潜像を形成し、調整された前記第2の光量で他方の前記光源を発光させて前記画像領域で前記第2の画像の潜像を形成することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第1の画像は、写真画像又はグラフィック画像を含み、
前記第2の画像は、所定の幅以下の線画像又は文字画像を含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記第1のモードでは前記感光ドラムの周速に対する前記現像ローラの周速差を第1周速差とし、前記第2のモードでは前記周速差を前記第1周速差よりも大きな第2周速差とすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記第2のモードでは前記感光ドラムの回転速度を前記第1のモードにおける前記感光ドラムの回転速度よりも遅くするよう制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 入力された画像データを前記第1の画像の画像データと前記第2の画像の画像データとに切り分ける画像処理手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019184325A JP2021060498A (ja) | 2019-10-07 | 2019-10-07 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2019184325A Pending JP2021060498A (ja) | 2019-10-07 | 2019-10-07 | 画像形成装置 |
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Country | Link |
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2019
- 2019-10-07 JP JP2019184325A patent/JP2021060498A/ja active Pending
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