JP4139567B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などとして用いられる画像形成装置に係わり、特に、半導体レーザなど光素子から射出される、画像データで変調された光線を走査して感光体上に潜像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドット像を図６に示したように形成しようとすれば、ＬＤ（レーザダイオード）など光素子から射出された光線を主走査方向（出力紙幅方向）に走査し、画素密度（ドット密度）が１２００ｄｐｉなら２１μｍ間隔で画像信号のＯＮ／ＯＦＦを行う。また、副走査方向の画素密度は機械的な走査に合わせて主走査方向の走査を繰り返すことで１２００ｄｐｉ間隔のドット像を形成する。なお、薄いドットパターンの画像やラインのギザギザ感を和らげた画像などを形成する場合、図６に示したように、ＬＤのＯＮタイミングが常に決まっている構成の場合にはＯＦＦタイミングをドット条件に合わせて制御する。これを副走査方向で見ると、ＬＤのＯＮタイミングが常に同一タイミングであるから、ＬＤのビーム径が密度に対して大きければ、お互い干渉することになる。
【０００３】
例えば１ライン目の２ドット目は２ライン目の１ドット目と２ドット目のＬＤ照射と干渉し合って潜像が作像されるから、１ライン目の１ドット目と２ドット目のドット濃度が異なるドット像となってしまったり、２ライン目の１ドット目と２ドット目の中間にドット像が形成されてしまったりする。
高密度化するに従って、ＬＤのビーム径もお互い干渉しない程度に小さくしなければならないが、光学系精度を向上することは難しく、そのため従来は干渉しない程度まで離れたドット像について画像の安定化とか均一性を確保するように設計しており、干渉するようなパターンの時は適当な位置に分散させて目視上ムラが確認できないようなパターンを作成していた。
このように、従来は光の干渉が起きない光学設計とか、干渉があっても目立たないパターン配置を行いながら、濃度パターンやラインのギザギザ低減を図ってきた。
【０００４】
一方、高密度化に対応して、上記干渉領域（光の重なり領域）を画像信号に積極的に利用する方法が以前から知られている。この方法では、図７に示したように、干渉領域を利用することにより潜像形成プロセスにおける機械的な副走査速度を向上させる（図７の例では２倍に上げる）ことができるので、画像作像速度が早くなるメリットがある。この潜像形成プロセスを図７で説明すると、ＬＤ照射は１・３・…の奇数ラインで行い、この奇数ラインに信号がある時は上記従来例のごとく画像信号に対応して照射する。偶数ライン上に信号がある時は、そのラインと同じ主走査方向位置にあるそのラインを挟む奇数ラインでＬＤ照射を行う。これにより、奇数ラインに挟まれた偶数ラインの中心が干渉領域の中心と合致する。この時の光強度を、奇数ライン上に信号がある時の強度の例えば１／２倍に設定しておく。
しかし、この方式の場合、本来の画像信号がない位置にドットが形成される欠点を持つ場合がある。
【０００５】
図７を参照して説明すると、２ライン目に画像信号がある場合、図示のごとく１・３ライン目の同一主走査位置で約１／２倍の光照射を行って作像するが、例えば２ライン目の３ドット目に画像信号がある場合、１・３ライン以外に画像信号のない４ラインにもドットが形成されてしまう。このように、２ライン離れた所にある画像信号の影響まで受けてしまうことになるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、高密度化が進み光学系精度だけでは干渉のない１ドット独立照射ができなくなってきたことに鑑み、光学系精度を向上することなく光照射時の干渉を防ぐ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。
【０００７】
また、副走査方向に連続した画像の場合は積極的に干渉させることにより濃度を確保し、画像信号のない領域には潜像を作らないように干渉させないことを目的とする。
更に、干渉領域（光の重なり領域）を画像信号に積極的に利用する方式においても、画像信号と対応した位置にのみドット像を作像することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１記載の発明では、光素子から射出された光線を回転するポリゴンミラーで主走査方向に走査して感光体上に照射することにより、像担持体に画像信号に対応した静電潜像を形成する潜像形成手段を含む画像形成装置であって、干渉のない１ドット独立照射を行い、画像信号に対応した静電潜像を形成する際の、個々の画素に対応した照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングを複数有し、隣接する２つの主走査ラインの同一主走査位置の画像信号が副走査方向に連続して存在する場合には、前記２つの主走査ライン中の後の主走査ラインのその画像信号に対する照射ＯＮ又は照射ＯＦＦのいずれかのタイミングを前記２つの主走査ライン中の前の主走査ラインの画像信号に対する照射ＯＮ又は照射ＯＦＦのいずれかのタイミングと同一に保って前記感光体上に光線を照射し、隣接する２つの主走査ラインの同一主走査位置の画像信号が、副走査方向に連続して存在せず、前記隣接する２つの主走査ライン中の前の主走査ラインのみに存在する場合であって、かつ前記隣接する２つの主走査ラインの更に後にある次の主走査ラインにおいて前記同一主走査位置に画像信号が存在する場合には、前記次の主走査ラインの画像信号に対する照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングを、前記隣接する２つの主走査ライン中の前の主走査ラインの画像信号に対する照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングとは異ならせて前記感光体上に光線を照射する構成にしたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の発明では、光素子から射出された光線を回転するポリゴンミラーで主走査方向に走査して感光体上に照射することにより像担持体に画像信号に対応した静電潜像を形成する潜像形成手段を含む画像形成装置であって、照射領域の重なりを画像信号に積極的に利用して副走査方向に１主走査ラインおきに光線を走査させ、画像信号に対応した静電潜像を形成する際の、個々の画素に対応した照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングを複数有し、隣接する２つの主走査ラインの同一主走査位置の画像信号が副走査方向に連続して存在する場合には、前記隣接する２つの主走査ライン中の後の主走査ラインの画像信号に対応するごとく光線が照射される主走査ラインの照射ＯＮ又は照射ＯＦＦのいずれかのタイミングと、前記隣接する２つの主走査ライン中の前の主走査ラインの画像信号に対応するごとく光線が照射される主走査ラインの照射ＯＮ又は照射ＯＦＦのタイミングとを同一にして前記感光体上に光線を照射し、隣接する２つの主走査ラインの同一主走査位置の画像信号が、副走査方向に連続して存在せず、前記隣接する２つの主走査ライン中の前の主走査ラインのみに存在する場合であって、かつ、前記隣接する２つの主走査ラインの更に後にある次の主走査ラインにおいて前記同一主走査位置に画像信号が存在する場合には、前記次の主走査ラインの画像信号に対応するごとく光線が照射される主走査ラインの照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングを、前記隣接する２つの主走査ライン中の前の主走査ラインの画像信号に対応するごとく光線が照射される主走査ラインの照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングとは異ならせて前記感光体上に光線を照射する構成にしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施例を示す画像形成装置を含むデジタル複写機の構成図である。図示したように、内部に像担時体としてのドラム状感光体１を備えている。この感光体１の周囲には矢印で示す回転方向に沿って、電子写真複写プロセスを実行する帯電チャージャ２、ポリゴンモータ３により回転するポリゴンミラー４を介して図示されていないＬＤからの光線を感光体１上に照射する露光部、現像部５、転写チャージャ６および分離チャージャ７を含む転写部、クリーニング部８が配置されている。
【００１２】
前記露光部は、画像形成装置上面のコンタクトガラス１１に置かれた原稿を読み取り板１２上のＣＣＤによって読み取り、読み取られた画像信号を基に感光体１上に静電潜像を形成する。感光体１上に形成された静電潜像は、現像部５によって現像されてトナー像が形成され、そのトナー像が給紙装置にある給紙コロ１３により給送されてくる転写材に転写チャージャ６によって静電転写される。転写によりトナー像が担時された転写材は、分離チャージャ７及び分離爪により感光体１から剥離され、搬送されて、定着ユニット１４へ搬送される。そして、そこで定着された後に、機外へ排出される。
【００１３】
図２に、画像形成プロセスの概略を示す。このなかで、本発明が係わるところは、露光ユニットの部分であり、図３にこの露光ユニットの概略を示す。
図示したように、半導体レーザダイオード（以下、ＬＤと称す）１６とアパーチュア・コリメートレンズ・ＬＤ制御板などで構成されるＬＤユニット９から照射された光はポリゴンモータ３の回転により回転するポリゴンミラー４を介して感光体１に照射される。この時のＬＤ波長は例えば「λ：７８０ｎｍ」で、ビーム径は「φ：５０μｍ」を採用している。静電潜像はこのＬＤ１６の照射をＯＮ／ＯＦＦすることで形成されるわけであるが、本発明では、このＬＤのＯＮ／ＯＦＦのタイミングを規定する。
【００１４】
図３において、同期検知板１７は各主走査ライン毎に走査されてきたレーザビームを検出し、各ライン毎の主走査開始位置を決める。ＬＤ光がポリゴンミラー４の回転により走査されるラインが主走査ラインである。副走査は、感光体１の回転とポリゴンモータ３の回転とで決められる感光体１の回転方向のラインである。以下、図４に従って、この実施例を詳細に説明する。
【００１５】
図４において、黒丸は同一副走査方向（同一主走査方向位置）にある１２００ｄｐｉ（２１μｍ）の画像信号の有無を示す。また、その右側には、ＬＤのＯＮ／ＯＦＦタイミングを、全体幅（１２００ｄｐｉ）を２５６として分割値であるＰＷＭ値（データで変調したパルス幅変調値）で示している。
１ライン目の画像信号に対応した位置で光照射する時は、ＬＤは基準位置（基準タイミング）「０」から「１８０値」まで点灯してその後消灯する。次いで２ライン目の画像信号に対応した位置で光照射する時は、ＬＤは基準位置「０」から「１２０値」まで点灯してその後消灯させる。３ライン目は画像信号がないので、消灯を継続する。４ライン目においては、ある画像信号に対応した位置で照射する時は、３ライン目に信号がなかったので、この時の基準位置が「２５５値」に切り替えられ、「１３２値」から基準位置「２５５値」まで点灯してその後消灯させる。５ライン目の画像信号に対応した位置で光照射する時は、ＬＤは「８０値」から基準位置「２５５値」までＯＮにして（点灯して）その後消灯させる。
【００１６】
ここで、１ライン目と２ライン目とのＯＦＦタイミング（オフ位置）、４ライン目と５ライン目とのＯＮタイミングを各々変えているが、これは３ライン目に画像がないことをより認識し易いように行う通常の手段である。このようなＯＮ／ＯＦＦタイミングを本発明の技術と組み合わせると、１ライン空いてる場合とか２ラインまたは３ライン空いている場合などに対応付けて各々のパターンでタイミングを取ることができる。
また、基準位置が切り替わる前後の画像信号に対して照射するＬＤの照射強度を他の画像信号の時と比較して変化させてもよい。一般的に、ＰＭ変調と言われている方法だが、これを本発明と組み合わせることでもっと良い効果が発揮される。
【００１７】
また、所定のライン毎にＬＤの基準位置を切り替えてもよい。すなわち、１ラインは基準位置「０」、２ラインは基準位置「２５５」、４ラインは基準位置「０」から、５ラインは基準位置「２５５」という具合に交互にしてもよい。しかし、この場合、ライン幅が画像形成プロセス中の現像ユニット通過後若干幅広になるので、ＬＤの照射時間を短くするとか照射強度を下げるとかの工夫が必要である。
【００１８】
図５に、本発明の他の実施例を示す。この実施例では、光の干渉領域を利用してドット像を形成する。図４に示した実施例と同様に、黒丸は同一副走査方向（同一主走査方向位置）にある１２００ｄｐｉ（２１μｍ）の画像信号の有無を示す。その右側はＬＤのＯＮ／ＯＦＦタイミングを示し全体幅（１２００ｄｐｉ）を２５６として分割したＰＷＭ値で示しているが、光の干渉領域を利用していることから照射は奇数ラインでのみ行う。
【００１９】
１ライン目の画像信号に対応した位置で光照射する時は、ＬＤは基準位置「０」から「２２０値」まで点灯して（ＯＮにして）その後消灯する。
２ライン目については干渉領域であるので照射が行われず、２ライン目の画像信号については、３ライン目の照射の際、３ライン目の「信号あり」の主走査方向位置に３ライン目だけの照射では現像されない程度の潜像を作るように通常より弱いＬＤ照射で行う。ここでは基準位置「０」から「３０値」までＯＮにしてその後消灯する。これで３ライン目は光照射しているが、ドット像は作像されず、２ライン目の図示の主走査方向位置にはドットが形成される。
４ライン目は後述するとして、５ライン目は４ライン目に信号がなかったので、この時の基準位置が「２５５値」に切り替えられ、「４０値」から基準位置「２５５値」までＯＮにしてその後消灯させる。
【００２０】
次いで６ライン目の画像信号に対しては５ラインと連続した画像信号のときに干渉領域となるので、ＬＤ照射の基準位置は「２５５値」に切り替えられたままで、７ライン目のＬＤ照射を、それ単独では現像されない程度の潜像を作るように通常より弱いＬＤ照射で行う。ここでは「２２０値」から基準位置「２５５値」まで点灯して（ＯＮにして）その後消灯させている。これで７ライン目は光照射しているが、ドット像は作像されない。
【００２１】
このように、画像信号のないラインの次ライン画像を形成する場合、上記のごとくＬＤの照射基準位置を「０」から「２５５値」に切り替えるので、例えば上記４ライン上にはドット像は作像されないことになる。
それに対して、４ライン上にドットがある場合には、５ライン目において基準位置を切り替えず、３ライン目と同様なＯＮ／ＯＦＦタイミングで照射する。したがって、４ライン目と５ライン目とが副走査方向に連続した画像がある箇所では、４ライン目の照射が強められ、その主走査方向位置にはドットが形成される。
なお、前記各実施例において、当該主走査ラインにおいて、先行する主走査ラインの画像と副走査方向に連続する箇所と連続しない箇所がある場合には、連続する箇所では基準位置を変更せず、連続しない箇所で基準位置を変更する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、請求項１記載の発明では、光学系精度をＵＰせずに光照射時の干渉を防ぐことができ、したがって、濃度ムラが低減されるし、光の干渉が起きない光学設計とか干渉があっても目立たないパターン配置設計などを行う必要がなくなり、高密度化を効率的に行うことができる。また、種々の画像パターンに対して濃度ムラなどの不具合が解消され、副走査方向に連続しない画像信号でドットが繋がってしまうということがなくなる結果、キレの良いライン像を確保することができる。
【００２４】
また、請求項２記載の発明では、照射領域の重なりを積極的に利用して例えば１主走査ラインおきに主走査を行う場合、数ライン離れた所にある画像信号の影響まで受けてしまい、本来画像信号のない所にドットが形成されてしまう不具合が解消され、したがって、１主走査ラインおきに走査して高速化するとともに、高密度書き込みが達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置を含むデジタル複写機の構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示す画像形成装置の説明図である。
【図３】本発明の一実施例を示す画像形成装置要部の概略構成図である。
【図４】本発明の一実施例を示す画像形成装置要部の説明図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す画像形成装置要部の説明図である。
【図６】従来技術の一例を示す画像形成装置要部の説明図である。
【図７】従来技術の他の例を示す画像形成装置要部の説明図である。
【符号の説明】
１ 感光体
２ 帯電チャージャ
４ ポリゴンミラー
９ ＬＤユニット
１６ レーザダイオード
１７ 同期検知板

Claims (2)

1. 光素子から射出された光線を回転するポリゴンミラーで主走査方向に走査して感光体上に照射することにより、像担持体に画像信号に対応した静電潜像を形成する潜像形成手段を含む画像形成装置であって、
   干渉のない１ドット独立照射を行い、画像信号に対応した静電潜像を形成する際の、個々の画素に対応した照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングを複数有し、
   隣接する２つの主走査ラインの同一主走査位置の画像信号が副走査方向に連続して存在する場合には、前記２つの主走査ライン中の後の主走査ラインのその画像信号に対する照射ＯＮ又は照射ＯＦＦのいずれかのタイミングを前記２つの主走査ライン中の前の主走査ラインの画像信号に対する照射ＯＮ又は照射ＯＦＦのいずれかのタイミングと同一に保って前記感光体上に光線を照射し、
   隣接する２つの主走査ラインの同一主走査位置の画像信号が、副走査方向に連続して存在せず、前記隣接する２つの主走査ライン中の前の主走査ラインのみに存在する場合であって、かつ前記隣接する２つの主走査ラインの更に後にある次の主走査ラインにおいて前記同一主走査位置に画像信号が存在する場合には、前記次の主走査ラインの画像信号に対する照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングを、前記隣接する２つの主走査ライン中の前の主走査ラインの画像信号に対する照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングとは異ならせて前記感光体上に光線を照射する構成にしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 光素子から射出された光線を回転するポリゴンミラーで主走査方向に走査して感光体上に照射することにより像担持体に画像信号に対応した静電潜像を形成する潜像形成手段を含む画像形成装置であって、
   照射領域の重なりを画像信号に積極的に利用して副走査方向に１主走査ラインおきに光線を走査させ、画像信号に対応した静電潜像を形成する際の、個々の画素に対応した照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングを複数有し、
   隣接する２つの主走査ラインの同一主走査位置の画像信号が副走査方向に連続して存在する場合には、前記隣接する２つの主走査ライン中の後の主走査ラインの画像信号に対応するごとく光線が照射される主走査ラインの照射ＯＮ又は照射ＯＦＦのいずれかのタイミングと、前記隣接する２つの主走査ライン中の前の主走査ラインの画像信号に対応するごとく光線が照射される主走査ラインの照射ＯＮ又は照射ＯＦＦのタイミングとを同一にして前記感光体上に光線を照射し、
   隣接する２つの主走査ラインの同一主走査位置の画像信号が、副走査方向に連続して存在せず、前記隣接する２つの主走査ライン中の前の主走査ラインのみに存在する場合であって、かつ、前記隣接する２つの主走査ラインの更に後にある次の主走査ラインにおいて前記同一主走査位置に画像信号が存在する場合には、前記次の主走査ラインの画像信号に対応するごとく光線が照射される主走査ラインの照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングを、前記隣接する２つの主走査ライン中の前の主走査ラインの画像信号に対応するごとく光線が照射される主走査ラインの照射ＯＮ及び照射ＯＦＦのタイミングとは異ならせて前記感光体上に光線を照射する構成にしたことを特徴とする画像形成装置。

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