JP3226611B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電複写機・静電プリ
ンタなどに好適な、電子写真プロセスを利用する画像形
成装置に関するものである。

【０００２】さらに詳述すれば、本発明は出力画像の線
幅を補正する機能を備えた画像形成装置に関するもので
ある。

【０００３】

【従来の技術】従来より、電子写真プロセスを利用する
画像形成装置では、潜像形成過程・現像過程・転写およ
び定着過程を経て画像が形成されるため、出力画像の線
幅は入力した画像情報と一致しないことが一般である。
さらに、出力画像の線幅は装置の使用環境によっても変
化する。

【０００４】そこで、この種の装置には、出力画像の線
幅を補正する手段が必要である。この補正を行う手法と
して、像担持体上に形成された潜像に対して現像バイア
スの設定を変化させることが、従来から行われてきた。
以下、反転現像方式を用いたレーザービームプリンタを
例に採って説明する。

【０００５】像担持体上の表面電位の様子の一例を図２
に示す。図２の横軸は像担持体上の座標を示し、縦軸は
像担持体の表面電位をマイナスを上向きに表している。
像担持体上で現像バイアスＶ_DCよりプラス側に帯電して
いる部分は現像剤を引き付け現像される。そこで、現像
バイアスＶ_DCの設定を変えることにより、現像される線
幅を変えることができる。

【０００６】また、出力画像の線幅を補正する別の手法
として、潜像を形成する際に用いるレーザーの光量を変
える手法がある。レーザーの光量を変えたときの像担持
体上の電位の様子を図３に示す。図３においても図２と
同様に、横軸は像担持体上の座標を、縦軸は像担持体の
表面電位をマイナスを上向きに表している。図３に示さ
れるとおり、現像の対象となる領域、つまり像担持体上
の表面電位が現像バイアスＶ_DCより正側にある領域は、
レーザーの光量にともなって変化する。こうして出力画
像の線幅を補正してきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の手法には以下のような欠点がある。

【０００８】図２を参照して先に説明した現像バイアス
を変える手法では、暗部電位Ｖ_Ｄと現像バイアスＶ_ＤＣ
との電位差が変化するために、これに伴って非現像領域
のかぶり値も変わってしまうという欠点がある。ここ
で、上記「かぶり値」とは、「未通紙の反射率から、通
紙後画像の白部分の反射率を引いた値」をいう。

【０００９】また、レーザーの光量を変える手法（図３
参照）では、それに対応できるレーザー装置の製作コス
トが上がり、また元来発光体の発光の広がり角に個体差
があるため、それを選別する必要が生じるという欠点が
ある。

【００１０】よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、
非現像領域のかぶり値を変えることなく低コストで線幅
の補正を行うことができ、且つ、解像度が異なる場合で
あっても同等の線幅の可変幅を得ることができるように
した画像形成装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る画像形成装置は、入力された画像情
報に基づき、像担持体上に画像露光を行う画像露光手段
と、画像の出力解像度を、第１の解像度または該第１の
解像度より低い第２の解像度のいずれかに切り替える解
像度切替手段と、露光すべき画像の線幅に関する情報を
取得する線幅情報取得手段と、前記取得した線幅に関す
る情報に基づき、前記入力された画像情報１画素に相当
する露光時間に変数を乗じる様にして、該露光時間を可
変に制御する露光時間制御手段とを有し、前記第２の解
像度で出力する場合における前記変数の可変範囲を、前
記第１の解像度で出力する場合における前記変数の可変
範囲よりも、狭く制限するものである。ここで、前記露
光時間制御手段は、露光すべき画像の線幅が所定値以下
であることに基づいて、前記露光時間を短くするよう制
御することができる。また、前記画像露光手段は、半導
体レーザを含む構成をとることが可能である。

【００１２】

【００１３】

【作用】上記の構成を有する本発明では、画像情報１画
素に相当する露光時間を変更することにより、出力画像
の線幅の補正を行うこととしているので、非現像領域の
かぶり値を変えることなく低コストで線幅の補正を行う
ことができる。更に加えて、本発明では、出力解像度が
高いときより出力解像度が低いときに露光時間の可変範
囲を狭く設定することとしているので、解像度が異なる
場合であっても同等の線幅の可変幅を得ることができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００１５】実施例１ 本発明をレーザービームプリンタ、すなわち画像情報に
従って像担持体上にレーザー光を走査して潜像を形成す
る装置、に適用した場合の実施例を図１に示す。本図に
おいて、９は画像情報に応じてレーザー光を照射および
走査するスキャナユニットである。１０は主たる画像形
成手段を内蔵したプロセスカートリッジであって、像担
持体たる感光ドラム１１，コロナ放電器である一次帯電
器１２，トナーを感光ドラム１１上に供給する現像器１
３およびトナーを感光ドラム１１上から除去するクリー
ナー１４などから構成されている。

【００１６】プロセスカートリッジ１０内の感光ドラム
１１は図示した矢印の方向に周速４７ｍｍ／ｓｅｃで回
転しており、一次帯電器１２によりその表面が一様に負
に帯電された後、スキャナユニット９より発信されたレ
ーザー光がミラー１５を介して照射され、静電潜像が形
成される。この静電潜像は、現像器１３により負に帯電
しているトナーを供給され、トナー像として可視画像化
される。

【００１７】１６は転写帯電器であり、トナーと逆極性
の電荷を転写材１７の裏側に与えることにより、感光ド
ラム１１上に形成されたトナー像を転写材１７に転写す
る。転写帯電器１６によりトナー像を転写された転写材
１７は、搬送ローラー１８および搬送ガイド１９により
定着器２０に搬送される。

【００１８】定着器２０は転写材１７上のトナー像を熱
および圧力で転写材１７に融解・固着させることによ
り、記録画像とする。画像定着後の転写材１７は、フラ
ッパ２１により選択された各搬送路を経て、排出トレイ
２２または２３に排出される。

【００１９】１は線幅補正つまみであり、ユーザーはこ
のつまみ１を動かして出力画像の線幅を調節する（その
動作は、以下に説明する）。３は矩形波発生装置であ
り、ボリューム２から得られた可変電圧に基づき、１画
素当りの露光時間を変えるための露光時間比率制御信号
を発生させる。一例として、露光時間比率が１００％お
よび６０％のときに発生させた信号を、それぞれ図中の
ａ，ｂに示す。

【００２０】一方、画像情報入力手段４に供給される画
像情報は一般にデジタル信号で送られてくるので、Ｄ／
Ａ変換器５を介してアナログ信号に変換しておく。この
アナログ化した画像信号と矩形波発生装置３によって発
生させた露光時間比率制御信号とを乗算器６で掛け合
せ、レーザー駆動手段７を介してレーザーダイオード８
の露光のオン・オフを行う。ここで、矩形波発生装置３
で例示した１００％および６０％の露光時間比率を掛け
合せたときのレーザーのオン・オフ信号をそれぞれｃ，
ｄに示す。

【００２１】本実施例において、レーザースポット径を
主走査方向９０μ，副走査方向１１０μとして、３００
ｄｐｉのレーザースキャナ９を用いてレーザーオン・オ
フ信号ｃ，ｄにより２ドット５スペースのライン状画像
をプリントしたところ、そのライン幅は、各々２２０μ
（露光時間比率１００％のとき）、１７０μ（同６０％
のとき）となった。また、露光時間比率６０％から１０
０％までの間では、ライン幅は露光時間比率に応じてほ
ぼ比例的に変化した。

【００２２】なお、この露光時間比率については４０％
以下では、レーザー発光の立ち上がり時間のため、十
分に発光しにくくなりライン幅は急激に細かくなり、ま
た、レーザー発光の立ち上がり時間にはレーザー個々
につきばらつきがあるためライン幅がバラつくため、好
ましくない。このため、露光比率は５０％以上とするの
がよい。

【００２３】このように、像担持体上に潜像を形成する
ときに露光手段の１画素当りの露光時間比率を変えるこ
とにより、非現像領域のかぶり値を変えることなく、低
コストにて出力画像の線幅を変えることができる。

【００２４】なお、本実施例では走査型のレーザースキ
ャナーについて説明したが、ＬＥＤアレイ等でも同等の
効果が得られる。

【００２５】実施例２ 従来から知られているレーザービームプリンタの出力画
像は、特に細線を用いた線画（文字を含む）や微小面積
を表現する場合、本来の画像情報（原画像）に比べて太
くなる傾向がある。これは、潜像形成過程，現像過程等
の影響が考えられる。

【００２６】図４は、原画像情報における線幅に対する
出力画像幅の関係を示している。ここで原画像情報の線
幅と出力画像の線幅とが比例する場合を線アで、従来の
レーザービームプリンタの様子を線イで表すとすると、
図４に示されるとおり、原画像の幅が細いときほど出力
画像の線幅が太くなっている様子がわかる。そこで原画
像情報における線幅が比較的細い場合、例えば５画素以
下の場合に限ってレーザーの発光時間が短くなるように
補正を加えると、図４に線ウで示したように、出力画像
幅は、画像情報に比例する場合の線アに近づく。

【００２７】図５は、上述した原理を実施するための画
像形成装置のブロック構成図である。本図において、画
像情報入力手段４に供給された画像情報は、フレームメ
モリ２４に展開される。ここで、ＣＰＵ２６はフレーム
メモリ２４に展開された画像情報をもとに、それぞれの
現像領域の大きさに応じた露光時間比率を露光時間比率
参照テーブル２５を参照しながら決定し、さらに、線幅
補正つまみ１によってユーザーが設定した値から適当な
露光時間比率を補正して、矩形波発生装置３によって露
光時間比率制御信号を発生させる。

【００２８】ユーザーは線幅補正つまみ１によって、出
力画像幅を画像全体で一様に太くしたり、細くしたりす
ることができる。矩形波発生装置３によって発生させた
露光時間比率制御信号と、フレームメモリ２４に展開し
た画像情報をＤ／Ａ変換器５によってアナログ変換した
信号とを乗算器６によって掛け合せ、レーザーダイオー
ドの露光のオン・オフ信号に用いる。こうして、出力画
像の線幅に応じた補正を加えることができる。

【００２９】入力画像幅に対する露光時間比率の具体例
を図６に示す。図中の線ア，イ，ウはそれぞれ線幅補正
つまみによってユーザーが選んだ線幅補正値が太いと
き、中ぐらいのとき、細いときに対応している。また、
線イの露光時間比率を用いたときの入力画像幅に対する
出力画像幅を図７の線ウに示す。図７中の線アは入力画
像幅と出力画像幅が比例する場合で、線イは何の補正も
行わない従来の場合である。こうして、入力画像幅と出
力画像幅の相違を５％以内に抑えることができた。

【００３０】なお、本実施例では、画像情報をフレーム
メモリ２４に展開した後に現像領域の大きさを検知する
方法をとったが、フレームメモリ２４に展開する前に検
知してもよい。つまり、ホストコンピュータから送られ
てくる情報が、文字情報や細線を使ったベクトル情報で
あるときに、この領域を本実施例による補正の対象にす
るものである。

【００３１】実施例３ 本発明の第３の実施例では、使用目的に合わせて解像度
を切り替えることのできる画像形成装置において、解像
度に応じて線幅補正のための露光時間比率の可変範囲を
切り替えるよう構成する。

【００３２】例えば、ポリゴンミラーによりレーザービ
ームを走査するレーザービームプリンタにおいて、ポリ
ゴンミラーの回転数などを切り替えることにより解像度
を切り替える場合、解像度によって線幅の補正量として
乗じられる露光時間比率の重みが異なってくる。すなわ
ち、解像度が低い場合には、同じ露光時間比率をかけた
ときでも、線幅の補正量は大きくなってしまう。

【００３３】このように、解像度を切り替える場合に
は、その解像度に応じた露光時間比率を用いる必要があ
ることから、本実施例では露光時間比率を決定する露光
時間比率参照テーブルをそれぞれの解像度に合わせて用
意しておくことで、各解像度で同等の線幅の可変幅を得
ることができる。

【００３４】例えば、６００ｄｐｉのときに露光時間比
率を６０％から１００％の間で選択したとすると、３ド
ット９スペースのライン幅は１３０μｍ〜１７０μｍと
なる。次に、この画像形成装置を４００ｄｐｉに切り替
えた場合、露光時間比率を６００ｄｐｉのときと同じよ
うに６０％〜１００％の間で選択すると、２ドット６ス
ペースのライン幅は、１１０μｍから１７０μｍとなり
その影響が大きくなりすぎてしまう。そこで、この後者
の場合には露光時間比率を７０％から１００％の間で選
択することにより、ライン幅は６００ｄｐｉのときと同
様に１３０μｍから１７０μｍとなり、６００ｄｐｉお
よび４００ｄｐｉの双方でほぼ同等の線幅の可変幅を得
ることができた。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、取得
した線幅に関する情報に基づき、入力された画像情報１
画素に相当する露光時間に変数を乗じる様にして、該露
光時間を可変に制御することとしているので、非現像領
域のかぶり値を変えることなく低コストで線幅の補正を
行うことができ、更に、第１の解像度より低い第２の解
像度で出力する場合における前記変数の可変範囲を、第
１の解像度で出力する場合における前記変数の可変範囲
よりも狭く制限することとしているので、解像度が異な
る場合であっても同等の線幅の可変幅を得ることができ
る、という格別な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像形成装置の第１の実施例
を示すブロック構成図である。

【図２】現像バイアスを変化させたときの像担持体上の
電位分布を示す線図である。

【図３】レーザーの光量を変えたときの像担持体上の電
位分布を示す線図である。

【図４】連続して現像される画素数に対する線幅を示す
線図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示すブロック構成図で
ある。

【図６】第２の実施例の動作を説明するための線図であ
る。

【図７】第２の実施例の動作を説明するための線図であ
る。

【符号の説明】

１ 線幅補正つまみ ２ ボリューム ３ 矩形波発生装置 ４ 画像情報入力手段 ５ Ｄ／Ａ変換器 ６ 乗算器 ７ レーザー駆動手段 ８ レーザーダイオード ９ スキャナユニット １０ プロセスカートリッジ １７ 転写材 ２０ 定着器 ２１ フラッパ ２２，２３ 排出トレイ ２４ フレームメモリ ２５ 露光時間比率参照テーブル ２６ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 正晴 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−149067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−275214（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−206566（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11578（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−284342（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/44 B41J 2/485 G03G 15/04 H04N 1/23 103

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された画像情報に基づき、像担持体
   上に画像露光を行う画像露光手段と、 画像の出力解像度を、第１の解像度または該第１の解像
   度より低い第２の解像度のいずれかに切り替える解像度
   切替手段と、 露光すべき画像の線幅に関する情報を取得する線幅情報
   取得手段と、 前記取得した線幅に関する情報に基づき、前記入力され
   た画像情報１画素に相当する露光時間に変数を乗じる様
   にして、該露光時間を可変に制御する露光時間制御手段
   とを有し、 前記第２の解像度で出力する場合における前記変数の可
   変範囲を、前記第１の解像度で出力する場合における前
   記変数の可変範囲よりも、狭く制限することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記露光時間制御手段は、露光すべき画
   像の線幅が所定値以下であることに基づいて、前記露光
   時間を短くするよう制御することを特徴とする請求項１
   記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記画像露光手段は、半導体レーザを含
   むことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。