JP3765473B2 - レーザ制御装置および電子写真装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザビームプリンタ等の電子写真装置で用いられるレーザ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザの光強度と感光体の表面電位及び画像濃度の関係について、図３〜６を用いて説明する。通常、帯電器で均一に帯電した感光体表面に露光光学部によりレーザを照射することにより、照射された部分の帯電電荷を除去し表面電位を減衰させて静電潜像を形成している。また、現像部において、静電潜像に帯電微粒子であるトナーを静電的に付着させている。
【０００３】
露光光学部から出力されるレーザは、図３に示すように通常ガウス分布となっており、中央の光強度が最も大きく、中央から離れるにしたがってなだらかに小さくなっている。
【０００４】
図４は、感光体の表面電位とレーザ光強度（露光量）との関係を示し、露光量が大きいほど感光体の表面電位は減衰する。このことから、図５に示すように、レーザの出力はガウス分布であるため、そのレーザにより露光された感光体の表面電位は中央の電位が最も低くなり、中央から離れるにしたがって電位が高くなる。また、帯電微粒子であるトナーは、電位差の最も大きい場所、つまり感光体の表面電位の低い場所に付着し易いため、図６に示すように画像濃度は中央が最も濃く、中央から離れるにしたがって薄くなっている。図３〜６より、レーザの露光量が小さいと減衰する表面電位も小さいため、トナーの付着量も少なくなり画像濃度は低くドット径も小さくなる。また、レーザの露光量が大きい場合はその逆になり、画像濃度は濃くドット径も大きくなる。
【０００５】
こうしたレーザ露光量と感光体の表面電位の関係から、従来は均一な画質を保持するため、一定の露光量のレーザを照射することで、感光体の表面電位を均一に減衰させた静電潜像を形成し、そこにトナーを静電的に付着させ濃度を均一にしている。しかし、その一方で、高密度印刷を行うと小文字や細線がつぶれる傾向にあった。また、印刷条件を変えて「文字つぶれ」がないように印刷を行うと、ベタ黒部の濃度が低下するといった課題があり、「小文字」と「ベタ黒」の画質両立は困難であった。
【０００６】
近年、異なる高精細化が進むにつれて、照射される露光量によって感光体のの表面電位の減衰量が異なることから、レーザの露光量を複数レベルに可変する光量可変手段を備えることで、画像に応じて照射するレーザの露光量を可変し、感光体の表面電位の減衰量を調節する方式が知られている。本方式では、細線部には低い露光量で小さいドットを、ベタ黒部分には強い露光量で大きいドットを形成し付着するトナー量を調節している。このように印刷画像に応じた露光量でドット径を可変し、最適なトナー量を付着させ印刷濃度を制御することで、小文字や細線の明瞭印刷とベタ黒部の高密度印刷の両立を実現し、高精細な印刷をおこなっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図７（ａ）は、レーザの露光量を複数レベルに可変する光量可変手段を有する従来のレーザ制御装置を示す模式図である。図７において、弱露光用印刷信号及び、強露光用印刷信号は、各印刷信号に対するレーザの露光量を制御するレーザ制御回路２により、レーザ３の駆動信号に変換されてレーザ３を駆動する。また図７（ｂ）のα，γはレーザ３により出力される印刷信号ａ，ｃのレーザ出力をそれぞれ表し、イ，ハは、レーザ出力α，γによって印刷されたドットを示している。図８は、図７に示すレーザ制御構成による弱露光と強露光の２種類の光量を用いて、例として画像「Ａ」を印刷した場合の印刷画像イメージ図である。図８（ｂ）は、その全体図、図８（ａ）は一部分の拡大図である。
【０００８】
上記より明瞭印刷と高密度印刷の両立をおこなう制御には、複数レベルの露光量を使用するため、各々の露光量において予め設定された光量（ピーク）に達するまでの時間が異なり、また露光量が異なるためドット径も大小様々である。このように複数レベルの露光量を使用するレーザ制御装置において、図７に示すように、弱露光用印刷信号ａと強露光用印刷信号ｃの縦の書出し位置と信号のＯＮ時間（レーザの露光時間）が同じ場合、強露光のレーザ出力γのピークまでの時間は、弱露光のレーザ出力αのピークまでの時間に対してある時間ｔだけずれてしまい、印刷されたドットはズレ時間ｔに相当する距離ｄだけズレてしまう。このように、従来のレーザ制御装置は、各々の露光量のピーク位置が相対的にズレを生じてしまう。このため、図８に示すように、弱露光部と強露光部が混在する画像の場合、弱露光部と強露光部では走査方向にある距離ｄだけ印刷位置のズレを生じてしまう。このような現象により、ベタ黒などで走査方向と垂直な方向に縦に白い筋が入ったりと印刷画像の精細さが損なわれてしまうという課題がある。
【０００９】
本発明は、印刷信号のオンになる時間を補正することで、レーザ出力のピークまでの時間を揃え、印刷位置のズレをなくし高精細印刷を実現することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、上位装置から送られる印刷信号を受け、感光体表面上に露光する光源として半導体レーザを用いた電子写真装置のレーザ制御装置において、半導体レーザの感光体における露光量を複数レベルに可変する光量可変手段と、光量可変手段における印刷信号を、少なくとも弱露光用印刷信号と強露光用印刷信号に分け、前記弱露光用印刷信号と前記強露光用印刷信号のレーザ露光時間は同一であるとともに、前記強露光用印刷信号に対して前記弱露光用印刷信号がオンになる立ち上がり時間を、前記強露光用印刷信号によるレーザ出力のピーク位置と前記弱露光用印刷信号によるレーザ出力のピーク位置とを一致させる時間分遅延させるための補正手段を設けることにより達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ここで、露光量を弱露光量と強露光量に可変する２種類のレベルの光量可変手段を備えたレーザ制御装置にて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例を示す模式図である。
【００１３】
図１（ａ）において、弱露光用印刷信号は、遅延回路１を通ってレーザ制御回路２に入力される。遅延回路１は、信号をオンになる時間（立ち上がり時間）Ｓをある時間Ｔだけ遅らせるものである。従って、図１（ｂ）のように、信号ｂはパルス幅そのままに、オンになる時間Ｓ’が時間Ｔだけ信号ａより遅れたものとなる。ロのドット径は、イと変わらない。一方、強露光用印刷信号ｃは、そのままレーザ制御回路２に入力される。次に、これら印刷信号ａ，ｂ，ｃは、各印刷信号に対するレーザの露光量を制御するレーザ制御回路２により、レーザ３の駆動信号に変換されてレーザ３を駆動する。ここで遅延時間Ｔは、ピーク位置のズレ時間ｔに相当し、その時間ｔは印刷位置のズレ距離ｄに相当する。またα，β，γはレーザ３により出力される印刷信号ａ，ｂ，ｃのレーザ出力をそれぞれ表している。
【００１４】
印刷信号を弱露光用と強露光用に分ける方法としては、例えばＮ×Ｎのドットマトリックス（Ｎは整数）によるパターンを何種類か作成し、それぞれの露光パターンにあったときに注目画素の露光量を変える方法を用いている。
【００１５】
次に実際の印刷について、弱露光と強露光の２種類の光量を用い、例として画像「Ａ」を印刷する場合について説明する。図２は、図１における本発明による遅延回路１を用いた場合の印刷画像のイメージである。図２（ｂ）は全体図、図２（ａ）は一部分の拡大図である。
【００１６】
例えば、ディレイラインや抵抗とコンデンサの時定数を用いた遅延回路を用いて、弱露光用印刷信号のオンになる時間をピーク位置のズレ時間ｔに相当する時間Ｔだけ遅延させる。本発明の一例として、図１では時間Ｔの遅延を持つディレイラインの遅延回路１を用いて、ピーク位置のズレ時間ｔに相当する時間Ｔだけ遅延させる。それに伴い弱露光用印刷信号のレーザ出力αは、ピーク位置が時間ｔだけ遅延したレーザ出力βになる。このことにより、弱露光用印刷信号と強露光用印刷信号のレーザ出力のピーク位置のズレを解消し揃えることができる。したがって、図２に示すように、弱露光部と強露光部の印冊位置のズレを解消することができる。よって、高精細印刷を実現することができる。また、オンになる時間の補正手段として遅延回路を用いたことで、簡単な回路構成で印刷位置ズレのない高精細印刷を実現することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によればレーザの露光量を複数レベルに可変する光量可変手段を有する露光光学部において、複数レベルの露光量に応じて印刷信号のオンになる時間を補正することで、露光量の異なる各印刷信号のレーザ出力のピークまでの時間差を解消し、画像の印刷位置ズレを解消することができるため、高精細印刷を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のレーザ制御装置の一実施例を示す模式図である。
【図２】 本発明の一実施例により得られる印刷画像のイメージを示した図である。
【図３】 レーザの光強度分布図である。
【図４】 感光体の表面電位と露光量の関係を示す図である。
【図５】 感光体上に形成される表面電位を示した図である。
【図６】 感光体上の露光部と非露光部における画像濃度を示した図である。
【図７】 従来のレーザ制御装置の模式図である。
【図８】 従来の印刷画像のイメージを示す図である。
【符号の説明】
１…遅延回路、２…レーザ制御回路、３…レーザ。

Claims (3)

  1. 上位装置から送られる印刷信号を受け、感光体表面上に露光する光源として半導体レーザを用いた電子写真装置のレーザ制御装置において、
    半導体レーザの感光体における露光量を複数レベルに可変する光量可変手段と、
    光量可変手段における印刷信号を、少なくとも弱露光用印刷信号と強露光用印刷信号に分け、
    前記弱露光用印刷信号と前記強露光用印刷信号のレーザ露光時間は同一であるとともに、
    前記強露光用印刷信号に対して前記弱露光用印刷信号がオンになる立ち上がり時間を、前記強露光用印刷信号によるレーザ出力のピーク位置と前記弱露光用印刷信号によるレーザ出力のピーク位置とを一致させる時間分遅延させるための補正手段を設けたことを特徴とするレーザ制御装置。
  2. 前記補正手段は遅延回路であることを特徴とする請求項１記載のレーザ制御装置。
  3. 請求項１および請求項２記載のレーザ制御装置を設けたことを特徴とする電子写真装置。
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