JP4312772B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、及びファクシミリ装置等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、レーザ光を照射して像担持体に静電潜像を形成する画像形成装置に関する。

従来、帯電させた感光体ドラムの表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像して形成したトナー像を、記録紙上に転写して定着することで画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、通常の大きさのドットよりも小さいドット（以下、サブドットという）を用いて、擬似的に多階調化及び高解像度化を実現する技術が知られている。この場合、露光装置が備える半導体レーザのビーム径の大きさや感光体ドラムの特性が、画質に影響を及ぼすため、上記の露光装置では、サブドットの発光時間に相当する駆動電流のパルス幅を短くすることで静止時のビーム径の大きさを見かけ上小さくしている。ここで、例えば、アモルファスシリコン製の感光体ドラムの場合、露光後の暗減衰が早く、電荷保持能力が弱いため、シャープな小サイズのドットの静電潜像を維持することが困難なので、照射するレーザ光のレーザパワーを意図的にオーバーシュートさせてビーム径を安定させ、良好な画質を維持する（例えば、特許文献１参照）、等の技術が提案されている。
特開２００２−３０３８１４号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、レーザ光のオーバーシュートを定量化することが困難であり、また、オーバーシュートが、半導体レーザの破壊を招くキンクフリー領域まで到達する虞がある。逆に、オーバーシュートを定格内に抑えた場合、サブドットの形成が不安定になる虞がある。そのため、小サイズのドットを形成する場合におけるドット再現性の安定化及び向上を図ることが困難である。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、小サイズのドットを形成する場合のドット再現性の安定化及び向上を図る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。

本発明の請求項１に記載の発明は、像担持体に静電潜像を形成するためのレーザビームを出力する光源手段と、
画像を構成する各ドットの大きさに応じて前記光源手段の駆動信号のパルス幅を算出するパルス幅算出手段と、
前記パルス幅算出手段によって算出されたパルス幅に応じて前記レーザビームの発光強度のピーク値を決定するピーク値決定手段と、
前記駆動信号のパルス幅を、前記パルス幅算出手段によって算出されたパルス幅に変調するパルス幅変調手段と、
前記パルス幅変調手段によって変調されたパルス幅における前半部分の前記発光強度を、予め定められている規定値とし、後半部分の前記発光強度を前記ピーク値決定手段によって決定されたピーク値とする発光強度変更手段とを備え、
前記光源手段は、前記パルス幅変調手段によって変調されるパルス幅と、前記発光強度変更手段によって制御される発光強度で、前記像担持体にレーザビームを出力する画像形成装置である。

この構成によれば、画像を構成する各ドットの大きさに応じて光源手段の駆動信号のパルス幅が算出される。そして、算出されたパルス幅に応じてレーザビームの発光強度のピーク値が決定される。さらに、算出されたパルス幅に基づいて駆動信号のパルス幅が変調され、この変調されたパルス幅における前半部分の発光強度が、予め定められている規定値とされ、後半部分の発光強度がピーク値とされる。このように制御された発光強度を用いて、像担持体に静電潜像を形成するためのレーザビームが出力される。

したがって、画像を構成する各ドットに応じた的確な静電潜像を、適切な発光強度のレーザビームで確実に形成でき、特に、小サイズのドットを形成する場合に、レーザビームの発光強度が当該小サイズのドットのパルス幅に応じた適切な発光強度に調整されるので、小サイズのドットを形成する場合のドット再現性の安定化及び向上を図ることができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置であって、前記ピーク値決定手段は、前記パルス幅が短くなるにつれて、前記発光強度のピーク値を大きくするものである。

この構成では、パルス幅が短い場合には、上記発光強度のピーク値を大きくすることで、一定の画像濃度を維持するようにしている。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置であって、前記ピーク値決定手段は、前記パルス幅が短くなるにつれて、前記発光強度の規定値とピーク値との差を大きくするものである。

この構成では、パルス幅が短い場合には、前記設定値と前記ピーク値との差を大きくすることで、更に安定して、一定の画像濃度を維持するようにしている。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記ピーク値決定手段は、前記発光強度のピーク値を、前記像担持体の感度特性に応じた値に決定するものである。

この構成では、レーザビームの発光強度のピーク値が、像担持体の感度特性に応じた値とされるので、変調されたパルス幅でレーザビームを出力した場合に所望の感度特性が得られる発光強度とすることができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記ピーク値決定手段は、前記発光強度のピーク値を、前記像担持体の露光後の暗減衰特性に応じた値に決定するものである。

この構成では、レーザビームの発光強度のピーク値が、像担持体の露光後の暗減衰特性に応じた値とされるので、変調されたパルス幅でレーザビームを出力した場合に像担持体固有の暗減衰特性に対応した発光強度とすることができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記パルス幅と、前記パルス幅に応じた前記発光強度のピーク値を対応付けた発光強度テーブルを予め記憶する発光強度テーブル記憶手段をさらに備え、
前記ピーク値決定手段は、前記発光強度テーブル記憶手段に記憶されている発光強度テーブルを参照して、前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度のピーク値を決定するものである。

この構成では、ピーク値決定手段が、上記パルス幅と、パルス幅に応じた発光強度のピーク値とを対応付けた発光強度テーブルに基づいて、ドットの大きさに応じて算出されるパルス幅に対応する、発光強度のピーク値を容易に決定することができる。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度のピーク値を求めるための関数を記憶する関数記憶手段をさらに備え、
前記ピーク値決定手段は、前記関数記憶手段に記憶されている関数を参照して、前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度のピーク値を算出するものである。

この構成では、ピーク値決定手段が、上記パルス幅に対応する発光強度を求めるための関数に基づいて、ドットの大きさに応じて算出されるパルス幅に対応する発光強度のピーク値を容易に算出することができる。

請求項１に記載の発明によれば、画像を構成する各ドットに応じた的確な静電潜像を、適切な発光強度のレーザビームで確実に形成でき、特に、小サイズのドットを形成する場合に、レーザビームの発光強度を当該小サイズのドットを形成する場合のパルス幅に応じた適切な発光強度に調整可能となるので、小サイズドットのドット再現性を安定化及び向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、パルス幅が短い場合でも、発光強度のピーク値を大きくすることで、一定の画像濃度を維持することができる。また、この場合、オーパシュートを用いずに、パルス幅に応じた発光強度のピーク値を用いて増加された発光強度に基づいてレーザビームが出力されるので、各ドットの大きさに応じた発光強度に的確に調整可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、パルス幅が短い場合には、発光強度のピーク値を大きくすることで、更に安定して一定の画像濃度を維持することができる。

請求項４に記載の発明によれば、レーザビームの発光強度のピーク値が、像担持体の感度特性に応じた値とされるので、変調されたパルス幅でレーザビームを出力した場合に所望の感度特性が得られる発光強度とすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、レーザビームの発光強度のピーク値が、像担持体の露光後の暗減衰特性に応じた値とされるので、変調されたパルス幅でレーザビームを出力した場合に像担持体固有の暗減衰特性に対応した発光強度とすることができる。

請求項６に記載の発明によれば、ドットの大きさに応じて算出されるパルス幅に対応する、発光強度のピーク値を、上記発光強度テーブルに基づいて容易に決定することができる。

請求項７に記載の発明によれば、ドットの大きさに応じて算出されるパルス幅に対応する、発光強度のピーク値を、上記関数に基づいて容易に算出して決定することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す図である。この図において、画像形成装置は、デジタル方式のカラー複写機１（以下、複写機１とする）を構成するものであり、原稿画像を読み取るための画像読取部１２と、画像読取部１２で読み取った原稿画像を記録紙（転写紙）に転写するための本体部１４と、本体部１４で原稿画像の転写された記録紙が排出される記録紙排出部１６とから構成されている。

画像読取部１２は、本体部１４の上方に配置されたもので、静止された原稿の読取領域を形成する第１のコンタクトガラス１８と、自動給送されてくる原稿の読取領域を形成する第２のコンタクトガラス２０と、積層された原稿を第２のコンタクトガラス２０に向けて１枚ずつ給送する自動原稿給送部２２と、ＣＣＤなどから構成された原稿画像を読み取るスキャナ２４とを備えている。すなわち、この画像読取部１２は、スキャナ２４により第１のコンタクトガラス１８上に載置された原稿の画像を読み取る一方、自動原稿給送部２２により送出されて第２のコンタクトガラス２０上を通過する原稿の画像を読み取る。なお、このスキャナ２４で読み取られた画像データは図略の制御部に設けられている画像メモリに記憶される。

本体部１４は、筐体２８内の下部に配設された給紙カセット３０と、筐体２８内の中央部に配設された画像形成部３２と、筐体２８内の画像形成部３２の下方に配設された記録紙搬送部３４と、筐体２８内の記録紙搬送部３４の下流側に配設された定着ユニット３６と、給紙カセット３０から繰り出された記録紙を画像形成部３２側に送出する第１の搬送路３８と、定着ユニット３６を通過した記録紙を記録紙排出部１６に排出する第２の搬送路４０とを備えている。

給紙カセット３０は、内部に集積された記録紙Ｐが給紙ローラ４２により１枚ずつ第１の搬送路３８側に繰り出されるように構成されている。

画像形成部３２は、画像読取部１２で読み取った原稿画像を記録紙に転写するためのものであり、図示の反時計回り方向（矢印Ｒ１方向）に回転駆動され、周面にトナー像が形成される感光体ドラム４４と、図示の時計回り方向（矢印Ｒ２方向）に回転駆動され、感光体ドラム４４に形成されたトナー像が周面に転写される中間転写ドラム４６と、中間転写ドラム４６の下方に配設され、第１の搬送路３８から搬送されてくる記録紙に対して中間転写ドラム４６に転写されたトナー像を転写する転写ベルト４８とを備えている。

なお、転写ベルト４８には＋電位のバイアス電圧が供給され、これにより中間転写ドラム４６に転写されたトナー像の記録紙側への転写が容易に行われるようになっている。このように、転写ベルト４８に＋電位のバイアス電圧が供給されるため、記録紙はトナー像が転写されるときなどに＋電荷により帯電されることになる。

また、感光体ドラム４４の外周には、感光体ドラム４４の周面に対向する帯電部５２と、感光体ドラム４４の帯電部５２の下流側領域においてレーザ光を照射する露光部５４と、露光部５４の下流側で感光体ドラム４４の周面に対向する現像部５６と、現像部５６の下流側で感光体ドラム４４の周面に対向するクリーニング部５８とが配設されている。現像部５６は、感光体ドラム４４の周面にイエローのトナー画像を形成する第１の現像部６０と、マゼンタのトナー画像を形成する第２の現像部６２と、シアンのトナー画像を形成する第３の現像部６４と、ブラックのトナー画像を形成する第４の現像部６６とが上流側から下流側に向けて順に配設されている。

また、中間転写ドラム４６の外周には、転写ベルト４８の下流側で中間転写ドラム４６の周面に対向するクリーニング部６８が配設されている。また、転写ベルト４８は、駆動ローラ７６と従動ローラ７８とに架け渡され、第１の搬送路３８から受け取った記録紙を矢印Ｒ３方向に移送し、記録紙搬送部３４に受け渡すものである。

記録紙搬送部３４は、転写ベルト４８から受け取った記録紙を定着ユニット３６側に搬送するもので、駆動ローラ８０と従動ローラ８２とにメッシュ状の搬送ベルト８４が架け渡されて構成されたものである。このメッシュ状の搬送ベルト８４の背面側には図略の真空吸引部が配設されており、記録紙を真空吸着した状態で矢印Ｒ４で示す方向に移送し、定着ユニット３６に受け渡すものである。

定着ユニット３６は、トナー像が転写された記録紙を加熱することにより定着処理するものであり、ヒータが内蔵された定着ローラ８６と、定着ローラ８６に圧接して配設された加圧ローラ８８とを備えている。

このように構成された複写機１は、次のように動作する。すなわち、第１のコンタクトガラス１８上に原稿が載置されるか、あるいは自動原稿給送部２２に原稿が載置され、図略のスタートボタンが操作されることでスキャナ２４により原稿画像が取り込まれ、図略の画像メモリに記憶される。そして、原稿画像の取り込みが終了すると、画像データが画像メモリから読み出されて画像形成部３２に送信される。

画像形成部３２の感光体ドラム４４では、感光体ドラム４４が回転することにより帯電部５２で表面に静電領域が形成され、この静電領域が露光部５４からのレーザ光により露光されることで画像読取部１２から送信されてきた画像データに基づく静電潜像が形成され、その後に例えば第１の現像部６０によりイエローのトナー像が形成される。このイエローのトナー画像は感光体ドラム４４と同期して回転する中間転写ドラム４６に転写される。同様にして、感光体ドラム４４には第２乃至第４の現像部６２乃至６６により各色のトナー画像が順次形成され、各トナー画像が中間転写ドラム４６に重ねて転写される。

この中間転写ドラム４６に重ねて転写されたトナー画像は中間転写ドラム４６と同期して転写ベルト４８上に搬送されてくる記録紙に対し転写され、これにより記録紙上にトナー画像が形成される。この記録紙への転写は、転写ベルト４８の裏面側から＋電位のバイアス電圧を供給することにより中間転写ドラム４６上のトナー像を記録紙側へ引き寄せることにより実行される。このとき、記録紙は、転写ベルト４８に供給されるバイアス電圧により＋電荷で帯電される。

このトナー像が転写された記録紙は転写ベルト４８により記録紙搬送部３４へ受け渡されることになるが、記録紙は導電体７０の下方を通過するときに帯電している＋電荷が導電体７０に引き寄せられて放電される結果、記録紙の中間転写ドラム４６からの剥離が容易になる一方、記録紙搬送部３４への受け渡しがスムーズに行なわれる。記録紙搬送部３４に受け渡された記録紙は真空吸着された状態で定着ユニット３６側に搬送され、定着ローラ８６により加熱されつつ定着ローラ８６と加圧ローラ８８とで挟持されて下流側に搬送され、第２の搬送路４０により記録紙排出部１６に排出される。

なお、トナー像を中間転写ドラム４６に転写したのちの感光体ドラム４４は、クリーニング部５８により表面に残留したトナーが除去される。同様に、トナー像を転写ベルト４８に転写した中間転写ドラム４６は、クリーニング部６８により表面に残留したトナーが除去される。

図２は、複写機１の概略構成を示すブロック図である。複写機１は、露光部５４、現像部５６、帯電部５２、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１００、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）５４０、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１２０、フレームバッファ１３０、発光制御部１４０、ドラムモータ１５０及びＩ／Ｆ（インターフェース）部１６０を備えて構成される。

Ｉ／Ｆ部１６０は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の外部機器に接続されており、外部機器によって送信された画像データを受信する。ＲＯＭ１１０は、複写機１全体の動作プログラムを記憶する。ＲＡＭ１２０は、Ｉ／Ｆ部１６０によって受信された画像データ等を記憶する。

ＣＰＵ１００は、複写機１全体を制御し、ＲＡＭ１２０に記憶されている画像データを読み出し、読み出した画像データからビットマップデータを生成する。フレームバッファ１３０は、ＣＰＵ１００によって生成されたビットマップデータをページ単位で記憶する。

発光制御部１４０は、露光部５４を制御し、ビットマップデータを構成するドット（通常の大きさのドットと、通常の大きさよりも小さい複数のサブドット）の大きさに応じて、露光部５４による各ドット形成用の駆動信号のパルス幅を算出すると共に、当該パルス幅に応じて発光強度を決定し、各ドットのパルス幅、発光強度を露光部５４へ出力する。また、ドラムモータ１５０は、ＣＰＵ１００の制御に基づいて感光体ドラム４４を回転駆動する。

図３は、図２に示す発光制御部１４０の構成を示す図である。図３に示す発光制御部１４０は、ラスタバッファ１４１、スムージング指示部１４２、パルス幅演算部１４３、パルス幅データテーブル記憶部１４４、発光強度決定部１４５、発光強度ＬＵＴ（ルックアップテーブル）記憶部１４６及び出力決定部１４７を備えて構成される。

ラスタバッファ１４１は、フレームバッファ１３０からラスタスキャン方式により読み出されたビットマップデータを記憶する。フレームバッファ１３０に記憶されているビットマップデータは、ページの左上端部から水平ライン方向にラスタスキャン方式で右下端部まで順次一定のタイミングで読み出され、ラスタバッファ１４１に書き込まれる。

スムージング指示部１４２は、ビットマップデータのエッジ領域における単位ドットの段差部分に単位ドットよりも小さいサブドットを追加又は削除することでエッジ領域を滑らかにするスムージング処理を指示する。スムージング処理では、例えば、ビットマップデータのエッジ領域における単位ドットの段差部分に単位ドットの１／４の大きさのサブドットを追加する等の処理を行う。

パルス幅演算部１４３は、ビットマップデータの画素毎の階調値に応じてパルス幅を算出する。なお、パルス幅は、パルス幅データテーブル記憶部１４４に記憶されている階調値とパルス幅とを予め対応付けたパルス幅データテーブルを参照することにより求められる。パルス幅データテーブル記憶部１４４は、各画素の例えば０〜２５５までの階調値と、階調値に応じたパルス幅とを対応付けたパルス幅データテーブルを記憶する。

また、パルス幅演算部１４３は、ビットマップデータの画素がスムージング処理により追加又は削除されたサブドットである場合、ビットマップデータの画素の階調値に応じて算出されたパルス幅に対し、さらにサブドットの大きさに応じたパルス幅を算出する。すなわち、パルス幅演算部１４３は、例えば、単位ドットの１／４の大きさのサブドットを形成する場合、階調値に応じて算出されたパルス幅に１／４を乗じることにより、サブドットの大きさに応じたパルス幅を算出する。

発光強度決定部１４５は、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に対応するレーザビームの発光強度のピーク値を決定する。発光強度決定部１４５は、パルス幅演算部１４３によってサブドットの大きさに応じたパルス幅が算出された場合に、発光強度ＬＵＴ記憶部１４６に記憶されている発光強度ＬＵＴを参照し、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に対応するレーザビームの発光強度のピーク値を決定する。

なお、発光強度決定部１４５は、通常の大きさのドット（以下、単にドット又は通常ドットという）形成時には、当該ドットのパルス幅に対応する発光強度を規定値（通常の大きさのドットを形成する場合に用いる発光強度の値）に決定し、出力決定部１４７に出力する。発光強度決定部１４５が読み出し可能であれば、この規定値は、発光強度ＬＵＴに記憶されていても、他の記憶領域に保有されていてもよい。なお、この通常ドット形成時の規定値決定については、後述する図５のフローには示していない。発光強度決定部１４５は、サブドット形成時には、上記ピーク値のデータに加えて、上記規定値のデータも出力決定部１４７に出力する。

発光強度ＬＵＴ記憶部１４６は、パルス幅と、発光強度のピーク値とが対応付けられた発光強度ＬＵＴを記憶する。発光強度ＬＵＴ記憶部１４６は、パルス幅と、当該パルス幅が短くなるにつれて大きくなる発光強度のピーク値とを対応付けた発光強度ＬＵＴを記憶する。これは、パルス幅が短くなっても、発光強度のピーク値を大きくすることで、一定の画像濃度を維持するものである（詳細は後述）。

また、発光強度ＬＵＴでは、感光体ドラム４４の感度特性に応じた発光強度のピーク値が、パルス幅に対応付けられている。感度特性は、感光体ドラム４４の表面の光照射された部分が導電性になり、表面電荷を失う程度を表す。発光強度ＬＵＴ記憶部１４６は、パルス幅と、当該パルス幅で露光した場合に所望の感度特性が得られる発光強度のピーク値とを対応付けた発光強度ＬＵＴを記憶する。この場合、感光体ドラム４４の感度特性に応じた発光強度のピーク値に決定されるので、変調されたパルス幅でレーザビームを出力した場合に所望の感度特性が得られる発光強度のピーク値に決定することができる。

なお、本実施の形態では、感光体ドラム４４の感度特性に応じた発光強度のピーク値に変更するとしているが、本発明は特にこれに限定されず、感光体ドラム４４の暗減衰特性に応じた発光強度のピーク値に変更してもよい。暗減衰特性は、感光体ドラム４４の表面の暗所での電荷保持能力を表す。発光強度ＬＵＴ記憶部１４６は、感光体ドラム４４の暗減衰特性から得られる感光体毎の適宜なパルス幅と、当該パルス幅で露光した場合の所望の発光強度のピーク値とを対応付けた発光強度ＬＵＴを記憶する。この場合、感光体ドラム４４の露光後の暗減衰特性による表面電位の低下速度に応じた発光強度のピーク値に決定されるので、変調されたパルス幅でレーザビームを出力した場合に感光体ドラム固有の暗減衰特性に対応した発光強度のピーク値に決定することができる。

出力決定部１４７は、ビットマップデータの各画素のパルス幅データ及び発光強度データを決定し、露光部５４へ出力する。なお、パルス幅データには、パルス幅に関するデータとパルス位置に関するデータとが含まれる。

なお、本実施の形態において、パルス幅演算部１４３がパルス幅算出手段の一例に相当する。また、発光強度決定部１４５がピーク値決定手段の一例に相当する。さらに、発光強度ＬＵＴ記憶部１４６が発光強度テーブル記憶手段の一例に相当する。

図４は、図２及び図３に示す露光部５４の構成を示す図である。図４に示す露光部５４は、パルス幅変調部５４１、発光強度変更部５４２及び半導体レーザ５４３を備えて構成される。

パルス幅変調部５４１は、半導体レーザ５４３が出力するレーザ光のパルス幅を変調するものである。パルス幅変調部５４１は、発光制御部１４０から出力されてくるパルス幅データに基づいたパルス幅で半導体レーザ５４３をオン／オフ駆動するための駆動信号を出力する。

発光強度変更部５４２は、発光強度決定部１４５によって決定された発光強度のピーク値に基づいてレーザビームの発光強度を変更し、半導体レーザ５４３に駆動信号を出力するものである。発光強度変更部５４２は、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅における前半部分の発光強度を、上記規定値（発光に用いる値の下限値でもある）とし、後半部分の発光強度を、発光強度決定部１４５によって決定されたピーク値とし、このように変更された発光強度で半導体レーザ５４３を駆動するための駆動信号を半導体レーザ５４３に出力する。例えば、発光強度変更部５４２は、上記パルス幅の前半部分では発光強度が上記規定値で出力され、パルス幅の後半部分に差し掛かる、発光開始から所定時間が経過した時点では、発光制御部１４０から出力されてくる上記ピーク値を示す信号に基づいて、発光強度が上記ピーク値まで増加されて出力される回路で構成される。

半導体レーザ５４３は、例えば６７０ｎｍの波長を有する可視赤色半導体レーザであり、発光強度変更部５４２から出力されてくる駆動信号に応じた発光強度のレーザ光を出力する。

なお、本実施形態においては、半導体レーザ５４３が光源手段の一例に相当し、パルス幅変調部５４１がパルス幅変調手段の一例に相当し、発光強度変更部５４２が発光強度変更手段の一例に相当する。

次に、図２〜図４に示す複写機１の動作について説明する。図５は、図２〜図４に示す複写機１の動作について説明するためのフローチャートである。

まず、ＣＰＵ１００は、Ｉ／Ｆ部１６０を介してネットワーク上のＰＣから、印刷の対象となる画像データが入力されたか否かを判断する（Ｓ１）。画像データが入力されていないとＣＰＵ１００が判断した場合（Ｓ１でＮＯ）、画像データが入力されるまで待機状態となる。

一方、画像データが入力されたとＣＰＵ１００が判断した場合（Ｓ１でＹＥＳ）、ＣＰＵ１００は、入力された画像データからビットマップデータを生成する（Ｓ２）。次に、ＣＰＵ１００は、ビットマップデータをフレームバッファ１３０に記憶する（Ｓ３）。

次に、発光制御部１４０は、フレームバッファ１３０に記憶されているビットマップデータをラスタスキャン方式により読み出してラスタバッファ１４１に記憶する（Ｓ４）。そして、パルス幅演算部１４３は、ラスタバッファ１４１からビットマップデータの画素毎の階調値を読み出し、パルス幅データテーブル記憶部１４４に記憶されているパルス幅データテーブルを参照し、ビットマップデータの画素毎の階調値に応じて駆動信号のパルス幅を算出する（Ｓ５）。

続いて、パルス幅演算部１４３は、ラスタバッファ１４１から読み出したビットマップデータにスムージング指示があるか否かを判断する（Ｓ６）。ここで、スムージング指示があると判断された場合（Ｓ６でＹＥＳ）、パルス幅演算部１４３は、サブドットの大きさに応じたパルス幅を算出する（Ｓ７）。スムージング指示には、サブドットの大きさに関する情報が含まれる。このとき、例えば、パルス幅演算部１４３は、サブドットの大きさが単位ドットの大きさの１／ｎ倍である場合、階調値に応じて算出したパルス幅に１／ｎを乗ずることで、サブドットの大きさに応じたパルス幅を算出する。

なお、本実施の形態では、階調値に応じて算出したパルス幅に、単位ドットに対するサブドットの割合を乗じることにより、サブドットの大きさに応じたパルス幅を算出しているが、本発明は特にこれに限定されない。例えば、サブドットの大きさと、サブドットの大きさに応じて予め設定されるパルス幅の補正率とを対応付けた補正テーブルを記憶しておき、パルス幅演算部１４３が、補正テーブルを参照し、サブドットの大きさに応じたパルス幅の補正率を選択し、選択した補正率を、階調値に応じて算出したパルス幅に乗じることによりパルス幅を算出してもよい。

次に、発光強度決定部１４５は、発光強度ＬＵＴ記憶部１４６に記憶されている発光強度ＬＵＴを参照し、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に対応する発光強度のピーク値を決定する（Ｓ８）。上述したように、発光強度ＬＵＴに、パルス幅と、当該パルス幅に対応する発光強度のピーク値が対応付けられて記憶されている。例えば、1ドットパルス幅が79nsecとされ、サブドットパルス幅として、10 nsec ，20 nsec， 40 nsec，60 nsecが設定されているとすると、これら各々のパルス幅についての駆動電流のピーク値が記憶されている。この場合、発光強度決定部１４５は、ピーク値のデータに加えて、上記規定値のデータも出力決定部１４７に出力する。

スムージング指示がないと判断された場合（Ｓ６でＮＯ）、又はパルス幅に対応する発光強度のピーク値が決定された場合、Ｓ９において、出力決定部１４７は、露光部５４に出力するパルス幅データ、発光強度の規定値及びピーク値のデータを露光部５４へ出力する。なお、スムージング指示がないと判断されず通常ドットを形成する場合には、出力決定部１４７は、露光部５４に出力するパルス幅データ、発光強度の規定値のデータを露光部５４へ出力する。

パルス幅変調部５４１は、出力決定部１４７から出力されてきたパルス幅データに基づいてパルス幅を変調し、半導体レーザ５４３をオン／オフ駆動するための駆動信号を変更する（Ｓ１０）。

発光強度変更部５４２は、パルス幅変調部５４１によってパルス幅が変調された駆動信号を、出力決定部１４７から出力されてきた発光強度の規定値及びピーク値に応じて、パルス幅の前半部分の駆動電流を当該規定値とし、パルス幅の後半部分の駆動電流を上記ピーク値まで増加させ、このように変更された発光強度で半導体レーザ５４３を駆動するための駆動信号を半導体レーザ５４３に出力する（Ｓ１１）。

半導体レーザ５４３は、発光強度変更部５４２から出力されてくる駆動信号に応じたレーザビームを出力し、露光を開始する（Ｓ１２）。

図６を参照して、上記パルス幅変調部５４１及び発光強度変更部５４２による半導体レーザ５４３の発光制御を説明する。以下は、通常のドットのパルス幅が79nsecの場合を例にして説明する。パルス幅変調部５４１が、パルス幅演算部１４３によって算出された大きさの異なる各ドットについてのパルス幅（例えば、10nsec，20nsec，40nsec，60nsec等）で、半導体レーザ５４３の駆動信号を生成する。発光強度変更部５４２は、出力決定部１４７で決定された発光強度のピーク値のデータと、予め定められている駆動電流の規定値とに応じて駆動信号の電流値を調整する。例えば、発光強度変更部５４２は、図６（ｂ）に示すように、駆動電流を、上記規定値まで増加させる。そして、発光強度変更部５４２は、駆動電流が規定値に達した後、パルス幅の後半部分に差し掛かったところで、駆動電流をピーク値まで増加させる。発光強度変更部５４２は、ピーク値まで駆動電流を増加させると、駆動電流値を初期値まで低下させる。なお、本実施形態の条件では、60nsec以上のパルス幅での発光は、ピーク値及び規定値が同一で足りる。

このように駆動電流の増加制御を行うことで、図６（ａ）に示すような、照射するレーザ光のレーザパワーを意図的にオーバーシュートさせてビーム径を形成する制御を行う場合に見られた問題点、すなわち、(1)サブドットの大きさに応じて異なる発光値を得ることが困難である（レーザ光のオーバーシュートの定量化の困難性）、(2)オーバーシュートが半導体レーザの破壊を招くキンクフリー領域まで到達する虞がある等を解消できる。従って、本実施形態の複写機１によれば、上記問題点を解消しつつ、画像を構成する各ドットの静電潜像を適切な発光強度のレーザビームで形成することができ、特に、小サイズのドットを形成する場合に、レーザビームの発光強度が当該小サイズのドットのパルス幅に応じた発光強度に変更可能なので、小サイズのドットを形成する場合のドット再現性を安定化及び向上させることができる。

さらに、パルス幅と、パルス幅に応じた発光強度のピーク値とを対応付けた発光強度テーブルが予め記憶されており、この発光強度テーブルが参照され、算出されたパルス幅に対応する発光強度のピーク値が選択されるので、この発光強度テーブルを参照することにより、算出されたパルス幅に対応する発光強度のピーク値を容易に決定することができる。

続いて、サブドットのパルス幅とドット再現性との関係についての実験について説明する。図７は、サブドットのパルス幅に応じて発光強度を補正して印字した場合と、発光強度を補正せずに印字した場合におけるドット再現性の実験結果を示す図である。なお、この例では、光量アップ時間を約50％と設定している。また、通常ドットのパルス幅は、79nsecとされているものとする。

通常ドットのパルス幅の場合、駆動電流を増加させなくても良好なドット再現性を得る。

ここで、例えば、１ドットのパルス幅の約1/8のパルス幅である10nsecのパルス幅とした場合は、発光強度を補正せずにサブドットを印字すると、良好なドット再現性を得ることができなかった。しかし、駆動電流のピーク値を2.0倍に設定して発光強度を補正し、駆動電流波形の後半部分を高いレベルとすると、良好なドット再現性を得ることができた。

また、１ドットのパルス幅の約2/8のパルス幅である20nsecのパルス幅とした場合は、発光強度を補正せずにサブドットを印字した場合、発光強度を補正せずにサブドットを印字すると、良好なドット再現性を得ることができなかった。しかし、駆動電流のピーク値を1.6倍に設定して発光強度を補正して、駆動電流波形の後半部分を高いレベルとすると、サブドットを印字すると、良好なドット再現性を得ることができた。

また、１ドットのパルス幅の約4/8のパルス幅である40nsecのパルス幅とした場合は、発光強度を補正せずにサブドットを印字した場合、不十分ながらドット再現性の向上が確認された。また、駆動電流のピーク値を1.25倍に設定して発光強度を補正して、駆動電流波形の後半部分を高いレベルとすると、サブドットを印字すると、良好なドット再現性を得ることができた。

さらに、１ドットのパルス幅の略６／８のパルス幅である60nsecのパルス幅とした場合は、駆動電流を増加させなくても（規定値とピーク値が同一であっても）、良好なドット再現性を得ることができた。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、発光強度決定部１４５は、発光強度ＬＵＴ記憶部１４６に記憶されている発光強度ＬＵＴを参照し、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に対応する発光強度のピーク値を選択しているが、本発明は特にこれに限定されない。例えば、発光強度ＬＵＴ記憶部１４６に代えて関数記憶部を備え、発光強度決定部１４５が、パルス幅演算部１４３によって算出されたパルス幅に対応する発光強度のピーク値を、関数記憶部に記憶されている関数を用いて算出するようにしてもよい。

この場合、パルス幅に対応する発光強度のピーク値を求めるための関数を用いるので、算出されたパルス幅に対応する発光強度を容易に決定することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの機械的構成を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示すブロック図である。 図２に示す発光制御部の構成を示す図である。 図２及び図３に示す露光部の構成を示す図である。 図２〜図４に示すプリンタの動作について説明するためのフローチャートである。 発光強度とパルス幅との関係について説明するための図である。 サブドットのパルス幅を変化させて、発光強度を補正して印字した場合と発光強度を補正せずに印字した場合とにおけるドット再現性についての実験結果を示す図である。

符号の説明

１ 複写機
１４０ 発光制御部
１４３ パルス幅演算部
１４４ パルス幅データテーブル記憶部
１４５ 発光強度決定部
１４６ 発光強度ＬＵＴ記憶部
５４１ パルス幅変調部
５４２ 発光強度変更部
５４３ 半導体レーザ

Claims (7)

1. 像担持体に静電潜像を形成するためのレーザビームを出力する光源手段と、
   画像を構成する各ドットの大きさに応じて前記光源手段の駆動信号のパルス幅を算出するパルス幅算出手段と、
   前記パルス幅算出手段によって算出されたパルス幅に応じて前記レーザビームの発光強度のピーク値を決定するピーク値決定手段と、
   前記駆動信号のパルス幅を、前記パルス幅算出手段によって算出されたパルス幅に変調するパルス幅変調手段と、
   前記パルス幅変調手段によって変調されたパルス幅における前半部分の前記発光強度を、予め定められている規定値とし、後半部分の前記発光強度を前記ピーク値決定手段によって決定されたピーク値とする発光強度変更手段とを備え、
   前記光源手段は、前記パルス幅変調手段によって変調されるパルス幅と、前記発光強度変更手段によって制御される発光強度で、前記像担持体にレーザビームを出力する画像形成装置。
2. 前記ピーク値決定手段は、前記パルス幅が短くなるにつれて、前記発光強度のピーク値を大きくする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ピーク値決定手段は、前記パルス幅が短くなるにつれて、前記発光強度の規定値とピーク値との差を大きくする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ピーク値決定手段は、前記発光強度のピーク値を、前記像担持体の感度特性に応じた値に決定する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記ピーク値決定手段は、前記発光強度のピーク値を、前記像担持体の露光後の暗減衰特性に応じた値に決定する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記パルス幅と、前記パルス幅に応じた前記発光強度のピーク値を対応付けた発光強度テーブルを予め記憶する発光強度テーブル記憶手段をさらに備え、
   前記ピーク値決定手段は、前記発光強度テーブル記憶手段に記憶されている発光強度テーブルを参照して、前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度のピーク値を決定する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度のピーク値を求めるための関数を記憶する関数記憶手段をさらに備え、
   前記ピーク値決定手段は、前記関数記憶手段に記憶されている関数を参照して、前記パルス幅算出手段によって算出された前記パルス幅に対応する前記発光強度のピーク値を算出する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。

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