JP2922518B2

JP2922518B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2922518B2
Application number: JP63111645A
Authority: JP
Inventors: 耕一谷川; 康正大塚; 浩人長谷川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-05-10
Filing date: 1988-05-10
Publication date: 1999-07-26
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: JPH01282576A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、出力すべき情報を感光体上に静電潜像とし
て形成しこの静電潜像を顕像化する画像形成工程によ
り、前記出力すべき情報に対応した可視像を形成する画
像形成装置に関するものである。

［従来の技術］レーザービームプリンタ（LBP）、LEDプリンタ、LCD
プリンタ等の電子写真プロセスを用いたプリンタは、感
光体上に出力すべき情報に応じた静電潜像を形成し、こ
の静電潜像をトナーにより現像し、この現像したトナー
像を記録紙に転写するものである。

このようなプリンタは、高品位の記録が行なえるこ
と、高速で記録できること、記録時に発生する騒音が少
ないこと、普通紙に記録できること、等多くの特長を有
することにより、文書処理装置や画像処理装置の出力装
置として広く用いられるように成ってきた。LBPについ
て説明するならば、一次帯電器により一様に帯電された
感光ドラム上を、記録情報により変調されたレーザ光に
より走査することにより、感光ドラム上に記録情報に応
じた静電潜像が形成される。この様な静電潜像をトナー
により現像し、このトナー像を記録紙に転写することに
より、記録情報を記録紙上に記録出来るものである。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述の如き記録装置においては、出力
すべき情報が細線の様にレーザの点灯時間が短い場合に
は、最終出力として得られる可視画像の線幅が電気信号
上想定された値よりも大きくなる不都合があつた。例え
ば、240dpiの解像度において、１画素の幅の細線は理想
的には、106μ（25.4mm/240）の幅であるが、画像上の
１画素の線幅は180μとなる場合がある。第５図は、画
像における線幅を構成する画素数が変化することによ
り、どれだけ理想値から外れているかを、画像上の線幅
を理想の線幅値で除いて％で表示した一例である。この
図から明らかな様に５画素以下の線幅240dipでは530μ
以下に相当）は、画像上の線が太くなってしまい、線幅
が細く成るほど誤差が大きく成る成る（図において100
％が理想値に相当する）。これは第６図にも示す様に、
電位が実線の様に変化したとしても、電界は点線で示す
ように変化し、感光ドラムに形成された静電潜像に起因
する電界の強さが、線像のエツジ部で強調されるためで
ある。

第６図Ａは１ドットの線幅の変化を示し、同Ｂ図は５
ドットの線幅の変化を示すものであり、線幅が狭くなる
ほどエツジ効果の影響で理想値からのズレが大きくな
る。これらの図に示したのは感光ドラムに現像器の現像
電極であるスリーブが接近している場合であり、電極が
接近しているのでエッジ効果はそもそも軽減されてはい
るが、上述のように微細な線幅に対しては、なおエッジ
効果の影響が十分に克服されないことを示している。

［課題を解決するための手段］本発明は、上述した課題を解決することを目的として
成されたもので、上述した課題を解決する一手段として
は例えば以下の構成を備える。

即ち、ドット情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手
段に記憶されているドット情報を電子写真プロセスによ
り対応するドット画像として形成可能な画像形成手段
と、前記記憶手段に記憶されたドット情報に含まれる線
パターンの幅を認識する認識手段と、前記認識手段によ
り認識された幅の線パターンの形成に適した条件となる
ように前記画像形成手段における電子写真プロセス条件
を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

また、電子写真プロセスによりドット画像を形成可能
な画像形成手段と、１ページ分の記録情報に含まれる線
パターンの幅を予め認識する認識手段と、前記認識手段
が予め認識した前記線パターンの幅に従って前記画像形
成手段における電子写真プロセス条件を制御する制御手
段とを備えることを特徴とする。

そして例えば、前記認識手段が線パターンの方向によ
り異なる幅を認識した場合には、前記制御手段は、狭い
方の幅に基づいて電子写真プロセス条件を制御すること
を特徴とする。

［実施例１］第１図Ａ、第１図Ｂ、第２図は本発明を適用したレー
ザビームプリンタ（LBP）を示すものである。

第２図において、ホストコンピュータ（図示せず）よ
り送られて来る電気信号化された文字や画像の記録情報
は、インターフエースコントローラ１に入力されて記録
信号が分離され、レーザ駆動回路２により半導体レーザ
３を駆動するのに適した駆動信号に変換され、半導体レ
ーザに印加される。

半導体レーザ３は駆動信号に応じてON−OFF駆動さ
れ、出射したレーザ光はコリメータレンズ17により集光
され、回転するポリゴンミラー４上に投射することによ
り偏向された後、感光ドラム８上における走査速度を一
定とするｆθレンズ５や、ポリゴンミラー４の反射面の
反射角度のずれを補正する光学系（図示せず）に入力さ
れる。レーザ光はこのような光学系と反射ミラー６を経
て、感光ドラム８上をその回転軸に並行な方向に走査す
るように投影される。

感光ドラム８は１次帯電器７により一様に帯電された
後、上述のレーザ光の照射を受ける。レーザ光が当つた
処は感光ドラム８上の電荷が減衰し、レーザ光が当たら
なかった処は感光ドラム８上の電荷は残留する。従っ
て、レーザ３のONまたはOFFに応じた静電潜像が、感光
ドラム８上に形成される。次いで現像器９によりトナー
（図示せず）が静電潜像に応じて付与され、感光ドラム
８上に静電潜像に応じたトナー像が得られる。以上が画
像形成工程である。

11で示すのは給紙カセツトであり、このカセットより
給紙ローラ10で１枚ずつ取り出せれた転写紙（図示せ
ず）は、レジスタローラ12で感光ドラム８上の顕像との
タイミングを合せて、感光ドラム８にに送り込まれる。
転写紙は感光ドラム８に接触し、感光ドラム８上のトナ
ー像が転写帯電器13により転写紙上に移しとられる。転
写紙上の画像は定着器14により転写紙上に定着される。
感光ドラム８は転写工程終了後、クリーナ15により残留
現像剤を除去したのち、LEDアレイ16で一様に露光さ
れ、残留電荷が除去されて、次の画像形成工程に入る。
前記レーザ駆動回路２は第３図の如き構成よりなり、画
像クロック発生回路31から発生した第４図Ｂに示す如き
画像クロックと、前記インターフェースコントローラ４
からの記録信号がコンパレータ32に印加され、このコン
パレータ32で第４図Ｃに示す如き駆動信号を得て、この
駆動信号をレーザ点灯回路33で所望の大きさに増幅した
後、前記レーザ３に印加する。

インターフェースコントローラ４から得た記録信号
は、第１図の端子41に印加されビットマップメモリ42に
格納される。このメモリ42は、少なくとも１頁相当のド
ット情報を記憶する容量を有しており、第７図に示す如
く記録信号（斜線で示す）が記憶されているものであ
る。このメモリ42の内容は演算回路43により判別され、
最大頻度の線幅が算出されるが、第７図に示すように、
ビツトマツプ上の線像の線幅が縦ｎ×横ｍ（個）の画素
より構成される場合には、ｎとｍの内小さい方の値を、
その線像の幅ｄと定義する。

次にその動作について詳細に説明する。

第１図Ｂは演算回路43の動作手順を示すものであり、
先ず、ステップS1、S2により、メモリ42の現アドレスに
記録信号が存在するか否かを判別する。第７図において
アドレス（１、１）が現アドレスとすると、記録信号が
無いのでステップS1に戻ってアドレスを１つ進め、アド
レス（２、２）が現アドレスとすると記録信号が有るの
でステップS3に進む。ステップS3においては、現アドレ
スと同一コラムの上に記録信号が有るか否かを判別す
る。第７図において、現アドレスがアドレス（２、２）
にあるとすると、アドレス（１、２）に記録信号が無い
のでステップS4に進み、現アドレスがアドレス（３、
１）にあるとすると、アドレス（２、２）に記録信号が
有るので、ステップS1に戻りアドレスを１つ進める。

ステップS4においては、現アドレスと連続するライン
方向の記録信号の数を計数し、計数した値をメモリM1に
格納する。第７図において、現アドレスが（２、２）で
あるとすると、記録信号の数「７」がメモリM1に格納さ
れる。次にステップS5に進み、コラム方向の記録信号の
数を計数し、メモリMcに格納する。第７図において、現
アドレスが（２、２）であるとすると、ドット信号の数
「２」がメモリMcに格納されるものである。次に、ステ
ップS6に進み、メモリM1とMcの内容の大小を判別し、小
さい値をメモリＭに格納する。次にステップS9に進み１
頁を終了したかどうかを判別し、終了していないとき
は、ステップ１に戻りアドレスを１つ進める。１頁を終
了したと判別したら、ステップS10に進み、メモリＭの
内容をチェックして最大頻度の数を算出し、その値をメ
モリM1にラッチする。例えば、数の出現頻度が第８図の
様になったとすると、「３」がラッチされるものであ
る。

かかる「３」はHVTコントローラ45に送られ、このコ
ントローラ45の一部に設けた特性曲線のテーブルを参照
して、感光ドラム８上に形成される暗部電位の電圧が、
第９図の特性曲線で決定される値（最多出願頻度がｄ＝
３の時、Ｖ＝−760V）となる様に、一次帯電器７に与え
る電圧値VTを決定し、この電圧VTを一次帯電器７に与え
る。ここでは、線幅が１画素の時感光ドラム８上の暗部
電位（VDが最も高く、６画素以上の線幅に対しては、暗
部電位（VD）が一定となるように設定されている。

以上のように線幅に対する制御を行つたときの、感光
ドラム８上の静電潜像と顕像化された線幅の関係を第10
図に示す。この図において、V_Dは暗部電位、V_Lは明部電
位、V_DCは潜像を顕像化する際の閾値となる現像場バイ
アス電位である。

従来は、破線で示したように顕像化された線幅
（Ｌ′）は理想値よりも太つていた（240dpiの時、３画
素線幅は理想値317μに対しＬ′＝410μと129％の太さ
であつた）。

しかし、本発明の実施例においては、以上述べた如く
一次電圧を制御することにより、Ｌ＝320μとほぼ理想
値の線幅が得られた。

第11図は上記最大頻度線幅ｄ＝３の時の、線幅を構成
する画素数に対して、画像上の線幅がどれだけ理想値か
ら外れているかを、画像上の線幅を理想値で除して％表
示したものであり、第５図と比較すると理想値に近づい
ているのが分かる。なお、この実施例においては、最も
頻度の高い線幅ｄにより、暗部電位を決定したが、他の
例としては、１頁の平均線幅を算出し、この平均線幅に
より高圧電圧をHVを決定してもよい。

［実施例２］第12図は本発明の第２の実施例を示し、現像バイアス
を最多頻度線幅により制御するものである。

第１図と同様のメモリ42、演算回路43により、最多頻
度線幅ｄ＝３を算出してラッチし、現像バイアスコント
ローラ54にこの値を出力する。コントローラ54には、第
13図に示す特性曲線のテーブルが設けられており、ｄ＝
３が入力されることにより、V_DC＝−440Vが現像バイア
ス電源55から出力される様に＜現像バイアス電源55を制
御し、この結果現像バイアスとして−440Vが、現像器９
に印加される。

こうして得られた顕像と静電潜像の関係を第14図に示
す。ここで暗部電位V_D＝−700V、V_L＝−100Vである。従
来は、破線で示したように、線幅とは無関係に一定の現
像バイアスV_DCを与えていたので、理想線幅よりも太つ
ていた（Ｌ′）が、線幅に応じて現像バイアスV_DCを選
択することにより、理想値に近い線幅（Ｌ）を得られ
る。

実施例１に示した方法は、一次帯電を制御することに
より、画像部分の電位（V_L）を変化させるので、第15図
に示すように感光ドラム８のＥ−Ｖ曲線の傾斜部J1を用
いねばならない（第15図の記号は第10図のものと同じで
ある）。ところがこの場合、環境条件の変動などにより
帯電条件がT1に示す様に振れた場合に、明部電位V_Lが変
動する不具合がある。又一般にＥ−Ｖカーブの傾斜部
は、感光ドラム８のロツトバラつきの影響を受けやすい
ので、明部電位V_Lが不安定となる傾向がある。これに比
べて、第２の実施例では第15図に示したように、Ｅ−Ｖ
カーブののぼフロツトな部分J2を使えるので、画像部分
の電位（V_L）は安定する。

なお、この実施例においては、最も頻度の高い線幅ｄ
により、現像バイアスを決定したが、他の例としては、
１頁の平均線幅を算出し、この平均線幅により現像バイ
アスを決定してもよい。

［実施例３］第16図は本発明の第３の実施例を示し、線幅に応じて
レーザ３の発光光量を制御するものである。

第１の実施例と同様に、メモリ42、演算回路43によ
り、最多頻度の線幅が算出され、レーザ電源コントロー
ラ64に入力される。このコントローラ64には、画像クロ
ック発生回路31からのクロック信号と、記録信号の比較
出力であるところのレーザ駆動信号が、遅延回路66を介
して印加される。

一方、レーザ電源コントローラ64には、第17図に示す
特性曲線がテーブルとして記憶されているので、最多頻
度線幅ｄに応じたレーザーの点灯電流がこのテーブルに
より設定れ、この電流に応じた光量のレーザビームが、
感光ドラムに照射されることとなる。

第17図はレーザー電源コントローラ64への入力値ｄ＝
ｎと、レーザ出力（mw）の関係を示す図で、この特性曲
線が前述の如くテーブルとしてコントローラ64に格納さ
れており、入力されたｎの値によりこのテーブルを参照
して、点灯電流を決定する。例えばｄ＝３に対しては
１、32（mw）が出力となる。

第18図はこうして得た、顕像の線幅と静電潜像の関係
を示す。線幅が狭い場合、従来のように一定のレーザー
光量で静電潜像を形成すると、Ｌ′に示す様に理想線幅
よりも太ってしまつていたのに対し、本実施例において
は、レーザ光量が小さくなる様に制御されるので、理想
値に近い線幅Ｌを得ることが出来る。

なお、この実施例においては、最も頻度の高い線幅ｄ
により、レーザの発光光量を決定したが、他の例として
は、１頁の平均線幅を算出し、この平均線幅により発光
光量を決定してもよい。

又、第３の実施例の如く、１頁にわたり同じレーザ光
量で記録するので、個々の文字域は画素ごとに、それか
何画素のライン構成であるかを見て、レーザー出力を制
御してもいいものである。この場合、メモリ42としては
１頁分全てを記憶するのではなく、線幅が理想値から外
れている画素数（上述例では５）を越える主走査ライン
数を記憶するラインメモリー（例えば、６ライン分）を
用いればよい。このラインメモリ中において、各画素が
連続する何画素のラインおよびコラムから成る画像領域
の構成部分であるかを判定し、少ない方の画素数をレー
ザ電源コントローラ64に送り、前述のテーブルを参照し
て算出された点灯電流をレーザ３に送れば良い。連続す
る６以上の画像領域の場合は、一律にレーザー出力を一
定の値（上述例では1,5mw）にすれば良い。

このように、レーザー光量で線幅を制御すると|V_D−V
_DC|（V_D＝背景部の電位、V_DC＝現像バイアス電位）が一
定の値に保たれるので、画像上に地かぶりを生じること
がない。

［実施例４］第20図は１画素に対するレーザの照射時間を、線幅に
応じて制御する第４の実施例を示すものである。

図において、記録信号は６ラインの記憶容量を有する
メモリ71に蓄えられ、このラインメモリ71中において、
各画素が連続する何画素のラインおよびコラムから成る
画像領域の構成部分であるかを判定し、少ない方の画素
数を画像クロック発生制御回路73に印加する。この制御
回路73には第21図に示す如く、特性曲線を示すテーブル
が記憶されており、線像を構成するある画素数が入力さ
れると、テーブルを参照して、対応するパルス長を有す
るクロックが発生する。

このクロックはレーザ点灯回路74に印加され、記録信
号がクロックのパルス幅に応じてレーザ３に印加され
る。第22図は記録信号ａとレーザー駆動信号ｂを示すも
のであり、記録信号が連続していないG1においては、レ
ーザ点灯時間が０、６μＳと短いが、記録信号が連続す
るG2においては、レーザ点灯時間が０、76μＳと長く成
る様に制御される。

この実施例４による顕像の線幅と、静電潜像の関係を
第23図に示す。図面から記録信号の連続性に関係無く、
一定のパルス長でレーザ点灯していたとき（破線で示
す）の線幅Ｌ′に比べて、１パルスの長さを短くした
（実線で示す）ことによつてほぼ理想の線幅Ｌを得るこ
とが判る。レーザーを駆動する電流値と、レーザー出力
の特性カーブはレーザーチツプによりバラつく可能性が
有るが、この実施例の様に駆動時間を制御することによ
り、レーザーの駆動電流値そのものは一定にして使える
ので、環境やレーザチップのばらつきの影響をうけず
に、安定した状態で制御出来る長所がある。

以上の実施例においては、入力信号上の線幅を認識す
る手段として、演算回路を用いる例を示したが、画像形
成装置内にデイツプスイツチ等を設けておき、ユーザー
が画像の質に応じてこのスイッチを切換えて数値入力を
行なうことにより、前述の演算回路の出力の代わりにこ
の数値を用いても良いものである。この場合は１頁単位
での制御を行なうこととなり、コスト的にも安価に実現
できるという長所がある。

以上の各実施例の説明では、画素数が少なくなるほど
線幅が太くなる様に制御し、かつレーザー光に照射され
る部分を顕像するイメージ露光を零時したが、画素数と
線幅の関係が直線的でなく、特定の画素数において線幅
がピーク値を持つ場合や、レーザー光が照射されない部
分を顕像化するバツクグラウンド露光の場合も、本発明
を適用して線幅を理想値に近ずける様に制御できること
は明白である。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、予めドット情報
の線パターンの幅を認識して実際に画像形成されるドッ
ト画像の線パターンの幅を制御することができ、認識さ
れる線パターンの形成に適した電子写真プロセス条件と
なるように制御して画像形成される線パターンを確実に
形成することができる。

即ち、画像形成された線パターンの幅が狭すぎて途切
れ途切れの線となったりすることを未然に防止すること
ができる。

また、線パターンの方向により異なる幅を認識した場
合には、狭い方の幅に基づいて電子写真プロセス条件を
制御できるため、ドット画像が連続する方向にかかわら
ず途切れ途切れの線となることを未然に防止でき確実に
連続させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明による画像形成装置の制御ブロツク
図、第１図Ｂは第１図Ａにおける演算回路の制御手順を示す
フローチャート、第２図は本発明による画像形成装置を構成するプリンタ
の構成図、第３図は、第２図におけるレーザ駆動回路を詳細に示す
回路図、第４図Ａ、Ｂ、Ｃは画像形成装置の各部における信号波
形図、第５図は、従来の線像を構成する画素数と画像上の線幅
再現性の関係を示す図、第６図Ａ、Ｂは従来の記録装置による線像の静電潜像電
位と電界の関係を示す図、第７図はビツトマツプ上の線像を示す概念図、第８図は本発明による画像形成装置の演算回路の処理過
程を示す図、第９図は本発明による画像形成装置における抽出画素数
ｄと暗部電位V_Dの関係を示す図、第10図は本発明による画像形成装置における静電潜像と
画像の線幅の関係を示す図、第11図は本発明による画像形成装置における線像を構成
する画素数と画像の線幅再現性の関係を示す図、第12図は本発明の第２の実施例による画像形成装置の制
御回路を示すブロック図、第13図は本発明の第２の実施例の抽出画素数ｄと現像バ
イアス電位の関係を示す図、第14図は本発明の第２の実施例の静電潜像と画像上の線
幅を示す概念図、第15図は露光量と感光ドラムの表面電位の関係を示す
図、第16図は本発明の第３の実施例による画像形成装置の制
御回路を示すブロツク図、第17図は本発明の第３の実施例の抽出画素数ｄとレーザ
ー出力の関係を示す図、第18図は本発明の第３の実施例の静電潜像と画像上の線
幅の関係を示す図、第19図は本発明の第３の実施例の線像を構成する画素数
と画像上の線幅再現性を示す図、第20図は本発明の第４の実施例による画像形成装置の制
御回路を示すブロック図、第21図は第４の実施例による線幅とクロックの長さの関
係を示す図、第22図ａ、ｂは第４の時実施例による画像信号とレーザ
点灯時間の関係を示す図、第23図は第４図の実施例による画像の線幅と静電潜像の
関係を示す図である。図において、１はインタフエイスコントローラ、２はレ
ーザー駆動回路、３はレーザー、４はポリゴンミラー、
５は光学系レンズ、６は反射鏡、７は一次帯電器、８は
感光ドラム、９は現像器、10は給紙ローラー、11はペー
パーカセツト、12はレジスターローラー、13は転写帯電
器、14は定着器、15はクリーナー、16はLEDアレー、17
はコリメータレンズ、31は画像クロック発生器、32はコ
ンパレーター、42、71はメモリ、43、72は演算回路、44
は高電圧コントローラ、54は現像バイアスコントロー
ラ、55は現像バイアス電源、64はレーザ電源コントロー
ラ、65ハコンパレータ、66は遅延回路、73は電源クロッ
ク発生制御回路、である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−115453（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−238869（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−47660（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−214158（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−99576（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/44

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ドット情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されているドット情報を電子写真プ
ロセスにより対応するドット画像として形成可能な画像
形成手段と、前記記憶手段に記憶されたドット情報に含まれる線パタ
ーンの幅を認識する認識手段と、前記認識手段により認識された幅の線パターンの形成に
適した条件となるように前記画像形成手段における電子
写真プロセス条件を制御する制御手段とを備えることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】電子写真プロセスによりドット画像を形成
可能な画像形成手段と、１ページ分の記録情報に含まれる線パターンの幅を予め
認識する認識手段と、前記認識手段が予め認識した前記線パターンの幅に従っ
て前記画像形成手段における電子写真プロセス条件を制
御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項３】前記認識手段が線パターンの方向により異
なる幅を認識した場合には、前記制御手段は、狭い方の
幅に基づいて電子写真プロセス条件を制御することを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。