JP4558464B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、光源の駆動エネルギー制御を行う機能を備えた画像形成装置及び画像形成方法に関する。

従来、画像出力装置では、その出力画質について高品位な画質の追求がなされていた。高画質出力を実現するためには、中間調画像を表現する豊富な階調レベル、特に低濃度領域における階調数の増加、つまり階調分解能の向上や再現性の向上、粒状感である画像のざらつきの低減などが必須要件とされ、このような諸条件を満たすことにより、より滑らかな階調特性を有する良質な中間調画像形成を実現することが目的とされていた。

この問題に関して、中間調画像、特に中・低濃度部を形成する場合において、出力画像が粒状感を伴わず、優れた画像再現性を有する画像形成方法及び、画像形成装置が提案されている。

その手段として、露光手段を制御する演算処理部により、所定濃度以下の中間画像領域を再現する際に、予め準備された露光パターンの中からある一定の規則に基づく範囲内の記録ドット径で表現できる露光パターンを選択することにより粒状感を抑制し、適用できる露光パターンが複数個存在するドットの個数が最も少ない露光パターンを使用することで実現できる。

本画像出力手段、及び画像形成装置は、必要な露光パターンからドット径が求められ、予め記憶されたルックアップテーブルより露光エネルギー密度を入手し、光源を駆動するものである（例えば、特許文献１参照）。

また、光駆動系における記録モード遂行時、記録パワーの電圧レベルを速く安定化させつつレーザーダイオードを駆動するために使われるチャンネル数を最適化して記録パワーを制御する方法及び装置が提案されている。

この手段として、光駆動器における記録パワー制御方法において、光駆動器に備わっているレーザーダイオードに提供される記録パワーが安定化状態であるかどうかをチェックする段階と、記録パワーが非安定化状態であれば、前記レーザーダイオードを駆動するための制御をするために使われるチャンネル数を増やして記録パワーを制御する第１制御段階と、記録パワーが安定化状態であれば、非安定化状態時に使われたチャンネル数より少ないチャンネル数を使用して記録パワーを制御する第２制御段階とを含むことで実現できる（例えば、特許文献２参照）。

また、ビーム数が増えて比較すべきテストパターンの種類が増えた場合でも、処理ステップの増加による処理時間の増加を抑えることができる画像形成装置が提案されている。

この手段として、複数の主走査ドット及び副走査ドットの組合せにより構成されるパターン検出マトリクスを参照して、所定の記録密度の画素データパターンに対応したコードを生成するパターン検出処理手段と、前記パターン検出処理手段より送られたコードに対応して予め設定されたパルス幅及びパルス位置信号を生成する複数のルックアップテーブルと、前記ルックアップテーブルから生成された前記パルス幅及びパルス位置信号に基づいて光ビームをパルス幅変調する複数のパルス幅変調手段と、前記記録媒体上に記録された濃度パターンから画像濃度を検出する濃度検出手段とを備えていることにある。

また、２ビームにより記録する方式では、ビーム毎に、記録しようとする主走査方向位置に応じた画像データをパターン検出処理手段へ送る。パターン検出処理手段は、所定の画素密度の画像データパターンに対応したコードを生成するパターン検出処理手段によりパターンに応じたコードをルックアップテーブル（ＬＵＴ回路）へ送る。ＬＵＴ回路は、パターン検出処理手段より送られたコードに対応して、予め設定されたパルス幅、パルス位置信号をパルス幅変調手段へ送る。パルス幅変調手段は、受け取ったパルス幅、パルス位置信号に基づき、ＬＤドライバへＰＷＭ信号を送る。ＰＷＭ信号は、ビデオクロック信号に同期して出力される。また、ＬＤドライバは、「オン」信号を受けると駆動電流をＬＤへ供給し、「オフ」信号を受けるとオフセット電流をＬＤへ供給する。これにより、２ラインにわたって主走査方向において同一の位置で、設定されたパルス幅のＰＷＭ信号を出力する。このとき、光ビームの照射領域が重なった領域に画像が形成される。

以上により、ＬＵＴ設定時に、設定しようとする階級が共通である複数のテストパターン対を同時に出力して濃度を比較することで実現できる（例えば、特許文献３参照）。
特開２００３−５４０２６号公報 特開２００３−５９０８４号公報 特開２００４−１３０７４５号公報

特許文献１によれば、単体の光源パワーを安定化させる機能はあっても、複数光源のパワーを調整し、各光源によって形成される画像品質を合わせる機能はない。特に複数光源のビーム径にばらつきがある場合には正常な画像を形成することができないという欠点があった。

また、特許文献２によれば、ビーム数が数十以上と多くなると、必要な露光パターン分のルックアップテーブルのために多大なメモリを必要とし、狙いのドット径が形成されているかどうかの確認が難しい等の問題がある。更に、ドット単位での濃度と面積が変わる媒体に対しては、ドット径だけでは画像濃度を管理することはできなく、複数ビーム間の濃度調整には管理パラメータが不足しているという欠点があった。

また、特許文献３によれば、感光体を対象としたＬＤ駆動エネルギー決定方法であるため、感熱媒体などの表面の熱による破壊の影響は考慮されていない。更に、ポリゴンモータを使った走査方式の電子写真装置では、マルチビームのビーム間隔は１画素である。従って、各ビームが形成する画像間の濃度差が目視で判断することはないため、両ビーム間の駆動エネルギーの微妙な差が画像品質を大きく劣化させることは少ない。それに対し、離散的に配置された光源によりドラム走査方式で高密度に画像形成する装置においては、一つの光源が連続して目視できる幅を画像形成するため、微妙な画像濃度の差が画像品質を大幅に悪化させるという欠点があった。

本発明は、離散的に配された複数の光源を有する画像形成装置において、書込手段により媒体にビームを照射し、任意の注目ビームと隣接するビームの光出力情報に加え、前記情報を元に前記光源の駆動エネルギーを調整することを目的とする。

請求項１にかかる発明は、離散的に配置された複数の光源を搭載した画像を書き込む書込手段により、ドラム面に固定された媒体に前記光源よりビームを照射し、前記媒体表面に画像を形成する装置であって、任意の注目ビームと該注目ビームの隣接ビームの光出力情報に加え、前記各ビームの径情報を元に前記光源の駆動エネルギーを調整するエネルギー調整手段を有し、前記ビーム径情報は、画像形成に寄与するエネルギーレベルについての情報であって、かつ、前記エネルギーレベルの中で最も低いレベルの径の情報であることを特徴とする。

請求項２にかかる発明は、前記エネルギー調整手段は、前記各ビーム径が略同一の場合には光出力が略同一となるように、光源の駆動エネルギーを調整し、前記各ビーム径が異なる場合には、各ビームにより形成される画像濃度が同一となるように、光源の駆動エネルギーを調整することを特徴とする。

請求項３にかかる発明は、離散的に配置された複数の光源を搭載した画像を書き込む書込手段により、ドラム面に固定された媒体に前記光源よりビームを照射し、前記媒体表面に画像を形成する装置であって、任意の注目ビームと該注目ビームの隣接ビームの光出力情報に加え、前記各ビームの径情報を元に前記光源の駆動エネルギーを調整するエネルギー調整手段を有し、前記エネルギー調整手段は、画像領域の表面の接触角が、照射エネルギー量に応じて変化する媒体を用いる場合、前記接触角情報を元に各光源の駆動エネルギーを調整することを特徴とする。

請求項４にかかる発明は、離散的に配置された複数の光源を搭載した画像を書き込む書込手段により、ドラム面に固定された媒体に前記光源よりビームを照射し、前記媒体表面に画像を形成する装置であって、任意の注目ビームと該注目ビームの隣接ビームの光出力情報に加え、前記各ビームの径情報を元に前記光源の駆動エネルギーを調整するエネルギー調整手段を有し、前記エネルギー調整手段は、複数の光源毎に固有の光出力に対するビーム径の情報を備え、対象とする媒体の感度に応じたビーム径情報を利用し、光源の駆動エネルギーを算出する駆動エネルギー算出手段を有することを特徴とする。

請求項５にかかる発明は、前記媒体は感熱記録媒体であることを特徴とする。

請求項６にかかる発明は、前記書込手段が、主操作方向に複数段の光源列を有し、かつ、光源列から媒体への照射角が段毎に異なる場合、ビームが照射される媒体表面に照射角に沿った深さ方向への、媒体表面の破壊が発生しないエネルギー量で光源を駆動し、前記ビームが照射される媒体表面に照射角に沿った深さ方向への、媒体表面の破壊レベルは隣接ビームによる画像との境目が目視不可能な状態であることを特徴とする。

請求項７にかかる発明は、前記エネルギー調整手段は少なくとも、前記分割された画像情報をそれぞれ媒体に照射する複数光源に対応して設けられた、前記複数光源の各駆動エネルギーを決定するためのディジタル・アナログ変換器と、前記複数光源より照射される光量を検知する光量検知手段と、前記光量検知手段の出力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅されたアナログ信号である増幅出力信号をディジタルに変換するアナログ・ディジタル変換器と、前記ディジタル・アナログ変換器に設定する値及び、前記アナログ・ディジタル変換器から取得した値を格納する格納手段と、前記値を格納するレジスタを備え、さらに、各光源の特性からそれぞれ得られる光出力とアナログ・ディジタル変換器出力との関係を表す情報、及びアナログ・ディジタル変換器出力とディジタル・アナログ変換器出力との関係を表す情報を有することを特徴とする。

請求項８にかかる発明は、画像を印刷する印刷手段を有することを特徴とする。

請求項９にかかる発明は、離散的に配置された複数の光源を搭載した画像を書き込む工程により、ドラム面に固定された媒体に前記光源よりビームを照射し、前記媒体表面に画像を形成し、任意の注目ビームと該注目ビームの隣接ビームの光出力情報に加え、前記各ビームの径情報を元に前記光源の駆動エネルギーを調整する工程を有し、前記ビーム径情報は、画像形成に寄与するエネルギーレベルについての情報であって、かつ、前記エネルギーレベルの中で最も低いレベルの径の情報であることを特徴とする。

請求項１０にかかる発明は、前記エネルギーを調整する工程は、前記各ビーム径が略同一の場合には光出力が略同一となるように、光源の駆動エネルギーを調整し、前記各ビーム径が異なる場合には、各ビームにより形成される画像濃度が同一となるように、光源の駆動エネルギーを調整することを特徴とする。

本発明により、任意の注目ビームと前記注目ビームの隣接ビームの光出力情報を得ることができ、ビームの径情報を元に前記光源の駆動エネルギーを調整することが可能となる。

本発明により、該ビーム径情報は、画像形成に寄与するエネルギーレベルで、かつ、該エネルギーレベルの中で最も低いレベルのビーム径にすることが可能となる。

本発明により、該各ビーム径が同一の場合には光出力が同一となるように光源の駆動エネルギーを調整し、該各ビーム径が異なる場合には各ビームにより形成される画像濃度が同一となるように光源の駆動エネルギーを調整することが可能となる。

本発明により、画像領域の接触角が照射エネルギー量に応じて変化する媒体を用いる場合、接触角情報を元に各光源の駆動エネルギーを調整することが可能となる。

本発明により、該エネルギー調整手段は、複数の光源毎に固有の、光出力に対するビーム径の情報を保有し、光源の駆動エネルギー算出に、対象とする媒体の感度に応じたビーム径情報を利用することが可能となる。

本発明により、感熱記録媒体を対象とすることが可能となる。

本発明により、該書込手段が、主走査方向に複数段の光源列を有し、かつ光源から媒体への照射角が段毎に異なる場合、ビームが照射される媒体表面に照射角に沿った深さ方向への破壊が発生しないエネルギー量で光源を駆動し、かつ該深さ方向への破壊レベルは隣接ビームによる画像との境目が目視不可能な状態とすることが可能となる。

本発明により、該エネルギー調整手段は少なくとも、前記分割された画像情報をそれぞれ媒体に照射する複数光源に対応して設けられた、該複数光源の各駆動エネルギーを決定するためのディジタル・アナログ変換器と、該複数光源より照射される光量を検知する光量検知手段と、該光量検知手段の出力信号を増幅する手段と、該増幅出力信号をディジタルに変換するアナログ・ディジタル変換器と、ディジタル・アナログ変換器に設定する値およびアナログ・ディジタル変換器から取得した値を格納するレジスタを有し、更に、各光源の特性からそれぞれ得られる、光出力とアナログ・ディジタル変換器出力の関係を表わす情報、およびアナログ・ディジタル変換器出力とディジタル・アナログ変換器出力との関係を表わす情報を有することが可能となる。

本発明により、印刷機能を有することが可能となる。

本発明により、任意の注目ビームと前記注目ビームの隣接ビームの光出力情報を得ることができ、ビームの径情報を元に前記光源の駆動エネルギーを調整することが可能となる。

本発明により、該ビーム径情報は、画像形成に寄与するエネルギーレベルで、かつ、該エネルギーレベルの中で最も低いレベルのビーム径にすることが可能となる。

本発明により、該各ビーム径が同一の場合には光出力が同一となるように光源の駆動エネルギーを調整し、該各ビーム径が異なる場合には各ビームにより形成される画像濃度が同一となるように光源の駆動エネルギーを調整することが可能となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１には、本発明の一実施形態の画像形成装置が示されている。

図１を参照すると、ドラム１と、光記録媒体２と、照射光３と、エネルギー照射装置（ヘッド）４とから構成されている。

本実施形態による画像形成装置３１は、複数の光源を搭載した書込手段により、ドラム面に固定された光記録媒体２に光を照射し、媒体表面に画像を形成する装置である。

本実施形態の対象はこのようなドラム走査型画像形成装置だけでなく、離散的に複数光源が配され、前記複数光源により１つの画像を形成する装置であればよく、本実施例に限ることはない。

更に、画像形成にはスクリーンへの画像表示等、表示装置も含まれる。

また、本実施形態の画像形成装置３１には、照射光３によって媒体に潜像が形成され、インクやトナー等で顕像化される記録プロセスも含まれる。

前記照射光３の光源はレーザ光源を対象としており、コストやサイズ、消費エネルギー等の点から半導体レーザを使用することが望ましい。

前記照射光３の波長や光出力値は媒体の特性に応じて最適な条件が選定されるが、光出力に関しては、感度等の媒体特性だけでなく、書込速度や環境温度、レーザ光源温度、光源特性ばらつき、光源のドライブ回路特性ばらつき、ドラム１の材質等を始めとした多くの要因を考慮して光源の出力調整を行うと、より高精度の光出力制御を行うことが可能となる。

図３には、複数光源によって画像を形成する実施例が示されている。

図３（ａ）は、形成対象の画像であり、図３（ｂ）は、図３（ｃ）のように５つの光源によって画像を形成した結果を表す例である。

本実施形態は、５つの光源の光出力が最適範囲に調整されていない場合の例であり、従ってこのような状態では、各光源によって形成される画像の濃度にばらつきが発生し、画像全体の品質が著しく低下することとなる。

特に本実施形態の対象のように、離散的に光源が配置されている場合は、各光源が形成する画像を個別に目視で認識できるため、画質の低下が顕著となる。

本実施形態に対して、複数ビームによるポリゴンミラー走査のように、１画素間隔で並んだ複数ビームにより画像を形成する方法や装置では、各光源によって形成される画像が接近しており個別に認識することができない。

従って、光源の光出力ばらつきが同様であっても、図３の例に比べて画質の低下度合いは少ない。

以上の理由から、本対象とする画像形成方法・画像形成装置では、より厳密な光出力調整を必要とする。

次に、図４には、径や光出力の異なるビームの例が示されている。

図４中のそれぞれのグラフは、縦軸に最大光強度を、横軸にビーム径の半径をとっている。

ここで、図４（ａ）は、最大光強度が同一でビーム径が異なる場合の比較例であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）と同様のビームだが、図４（ａ）よりも高い光強度レベルの径にしたものである。

図４（ｃ）は、ビーム径の異なる光源の駆動エネルギーをそれぞれ変えた場合の例であり、図４（ｄ）は、図４（ｃ）と同様のビーム、及び駆動エネルギーだが、図４（ｃ）よりも高い光強度レベルの径を比べたものである。

図４（ａ）や（ｂ）のように最大光強度が同一で径が異なる複数ビームにおいては、そのまま径のばらつきが画像濃度のばらつきを生じやすく、何らかの調整が必要となる。

このような場合では、感度の高い媒体であるほど低い光強度でも画像が形成できるため、媒体に形成されるドット径はばらつき量が大きくなる。

一方、図４（ｃ）のようにビーム径の異なる光源の駆動エネルギーを変えた場合、径は大きく変わらないが光強度が変わるため、媒体に形成するドットサイズを均一に揃えることが可能となる。

特に感度の低い媒体の場合は径のばらつきも小さくなるため、より精度よく濃度を均一化することが可能となる。

ここで、光源に供給するべき最適な駆動エネルギーを算出するために、画像形成に寄与する最低光強度のビーム径を見ることが重要である。通常、電子写真方式の画像形成装置１３におけるビーム径は、最大光強度の約１３．５％（自然対数の底（ｅ：約２．７２）の２乗分の１）の径をビーム径と呼ぶが、画像形成に寄与しないビームや、画像形成に寄与するが選定した光強度よりも低いレベルも画像形成に寄与している場合は、最適駆動エネルギーを算出できない。

以上のように、媒体への画像形成に対して実際に寄与する光強度のビーム径情報を確認することにより、各ビーム径に応じて、画像濃度が均一となるような光源の駆動エネルギーを算出することが容易なため、画像形成の際に、光源の駆動エネルギー算出に用いるビーム径情報を変えるシステムとすることで、高品質な画像の形成が可能となる。

なお、光源の駆動エネルギー算出にはビーム毎に求められる、感度の異なる媒体に応じて駆動エネルギーと画像濃度の特性が用いられる。

ただし、複数光源のビーム径ばらつきが大きい場合には、光源の駆動エネルギーを変えただけでは対応できなくなるため、許容範囲内のビーム径を持つ光源毎にクラス分けをし、許容範囲内のビーム径ばらつきにおさめて書込手段を製造する必要がある。

また、ビーム径ばらつき及び、ビーム内のエネルギー分布ばらつきが小さい場合は、光出力を揃えることで形成される画像濃度を均一にすることが可能となるため、この場合は光源への駆動エネルギー算出はより簡単になる。

しかしながら、必要とする画像濃度と光源のエネルギーの関係は必要であるため、予め媒体に応じたテーブルや関係式を用意しておく必要がある。

また、テーブルは光源の数が多くなるとテーブル格納に要するメモリ領域を多く必要とするため、光源のエネルギー調整の必要な頻度に応じて、テーブルを用いるか、関係式を用いるかを使い分けることが望ましい。

上述したように、画像品質を高めるためには、各光源のビームプロファイルに対する画像濃度の関係を予め抑える必要がある。

そのために、少なくとも媒体を変える度に画像濃度を検知しなければならない。

図５には、画像濃度の検知図の例が示されている。

図５を参照すると、ミラー７と、照明８と、媒体９と、濃度情報取得専用画像１０と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）１１と、光学系１２と、ＡＤＣ（Analogue Digital Converter）１３と、レジスタ１４と、エネルギー調整手段１５とから構成されている。

図５の例のように、画像形成後の媒体９に冷陰極管やＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明を始めとした充分な光量を持つ光源にて光を照射し、その反射光、もしくは透過光を必要に応じてミラー７で反射させたりレンズで絞ったりして、ＣＣＤ１１等の受光素子に集光することにより測定する。

ただし、感熱媒体の場合は光源が熱を発しないことが必要である。

また、潜像が形成される媒体の場合は顕像化した後に実施する。

受光素子の出力は必要に応じて増幅し、ＡＤＣ１３にてディジタル信号に変換し、メモリやＰＬＤ（Programmable Logic Device）の専用領域に格納する。

格納された情報はエネルギー調整手段１５により読み出され、媒体固有で、かつ、光源固有の駆動エネルギー量算定に利用される。

光源の駆動エネルギーが多く、かつ、数量でも数十以上と多い場合でも、光源を搭載する書込手段の放熱能力が優れる場合や、連続発光による画像形成で光出力が小さい場合には、画像形成ジョブの始めや装置立ち上げ時に１度だけ複数光源の出力調整を行うだけでも充分な画質を得られる条件もある。

このような場合は多少調整時間が長くなっても問題が小さいため、多くのメモリを必要としないが式の形式で各種特性を格納するとよい。

図６には、媒体９への供給エネルギー量に応じて表面の接触角が変化する材料の例が示されている。

このような材料は、１種類の材料で機能を持つものもあれば、多層構造として複数の材料を用いてこのような機能を持たせる場合もある。

このような媒体９は特に感熱媒体であることが多く、媒体によって、図６（ａ）や図６（ｂ）の（１）の特性であったり（２）の特性であったりする。

特に、（２）の特性を持つ媒体９の場合は最適なエネルギー量が決まっているため、光源からの光出力量に関係なく最適な画像形成ができなくなる。

従って、媒体９の感度に応じて、すなわち、画像形成に利用されるビーム径に応じて光源の駆動エネルギーと媒体表面の後退接触角の関係を予めテーブルや関係式で保有しておく必要がある。

なお、電子写真方式画像形成装置の感光体のような感光媒体の場合は感度が非常に高い。

そのため、媒体感度に満たない非常に低い出力やパルスのように短い時間で画像形成を行う場合を除き、低い光強度でも画像形成ができ、その画像はほぼビーム形状通りとなる。

図７には、前述した例である、ビーム形状と、ビームの最大光強度と、そのビームに対する媒体の感度と、形成される画像の例が示されている。

図７の一番上は、低い光強度でのビーム形状とビームの最大光強度の色の濃さ（色の濃いほうが最大光強度が高い）で表わしており、前記ビームに対する媒体９の感度と、形成される画像の例を高感度媒体の場合、すなわち、図７（ａ）と、低感度媒体の場合、すなわち、図７（ｂ）として示している。

図７（ａ）に示すように、感光媒体のような高感度媒体では低い光強度で表面状態の変化が飽和するため、形成される画像の形状に変化が出難くなる一方、ビーム形状の影響は受けやすい。

それに対して感熱媒体のような低感度媒体では、図７（ｂ）のように光強度のばらつきを受け易い一方、ビーム形状の影響は受け難い傾向にある。

特に、感熱媒体の場合、媒体９が光−熱交換材料を有し、光を熱に変えて感熱材料の変化を発生させる。しかし、発生量が材料の許容値を超えると熱分解を生じるため、感度を満たすだけでなく過度に露光量を与えないようにすることも重要である。

図８には、本発明の媒体表面図と、光照射された領域の媒体断面図が示されている。

図８（ａ）や（ｂ）のように、画像形成後の媒体表面が画像形成前と同様に一様に鏡面状態であったり、粗面状態であることが望ましいが、画像形成前が鏡面状態で、画像形成後は一様に同レベルの粗面状態となる場合は濃度差がない限りは光源毎の境目が分からないため、許容できる場合が多い。

しかし、光源によって画像形成後の媒体表面が鏡面のところと粗面のところに分かれたり、同じ粗面でも粗面の度合いが異なる場合には、鏡面が目視できるため各光源の駆動エネルギーを再調整する必要がある。

また、注目光源と隣接光源との露光量及びエネルギー分布が異なる状態で感熱透明のフィルムに光照射した場合においては、形成された画像の光学透過濃度が計測器の測定では同一値であっても、目視では表面の破壊具合が異なるため、光の反射具合に差が出て鏡面がはっきりと分かる状態になってしまう場合が多い。

このようにフィルムへの画像形成においては透過濃度だけでなく反射濃度も考慮して光源の駆動エネルギーを調整する必要がある。

次に、図２には、千鳥配列に光源を搭載した書込手段の図が示されている。

図２を参照すると、ドラム１と、書込手段（千鳥配列光源）５と、Ｘ・Ｚ移動ステージ６とから構成されている。

この図のような書込手段５の場合、次の２点注意する必要がある。

１つ目は、光の挿入方向に沿って画像が媒体９の深さ方向に形成される場合であり、２つ目は過度の露光量で媒体表面の破壊が光の照射方向の沿って発生する場合である。

両方法もビーム径を大きめにして、画素が異なるように画像形成を行うことにより発色の異方性を妨げることができる。

ただし、２つ目の場合にはそれに加えて照射角を小さくする、もしくはそれと同時に照射エネルギーを最適範囲に調整する必要がある。

前記最適範囲とは、所望の濃度を満たすと共に、定格範囲内で、かつ媒体表面に破壊されない光出力が得られる状態とするものである。

光源の光出力が過度の場合、図８（ｃ）のように媒体表面に照射方向に沿った微小な凹凸が発生する。

その場合、形成画像に光の回折が生じるため、隣り合う上下光源の境目がはっきりと目視できるようになり、画質の低下の問題が発生する。

光出力は、通常フォトダイオードなどの受光デバイスにより検知する。

感熱媒体への画像形成ではなるべく多くの光量を媒体に供給する必要があることから、照射光を分岐して光量検知するのではなく、半導体レーザとフォトダイオードが同一パッケージに入っているデバイス等を用いることが望ましい。

他の記録媒体や光源の出力に余裕のある場合には同一パッケージである必要はなく、光量を検知できる手段であればＣＣＤ１１等どんなデバイスでもよい。

次に、図９には光源の制御システムブロック図が、図１０には複数光源の出力調整方法例が示されている。

図９を参照すると、ＡＤＣ１３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６と、基準電源１７と、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）１８と、ＰＬＤ１９と、ＬＤ出力値格納レジスタ２０と、ＬＤ駆動エネルギー値格納レジスタ２１と、ＤＲＡ（Dynamic Resonance Absorber）２２と、ＬＤ１〜Ｎ２３と、ＰＳ（Post Script）２４と、ＸＴＡ２５と、パラレルＩ／Ｆ２６と、シリアルＩ／Ｆ２７と、ＥＰＲＯ２８と、ＦＲＡ２９とから構成されている。

多くの受光デバイスは信号出力がアナログであるため、光源を定量的に駆動調整するためにはディジタル信号に変換することが望ましい。その方法として、ＡＤＣ１３を用いる。

受光手段やＡＤＣ１３は光源毎に用意してもよいし、単一のもので順次計測してもよい。

ただし、短い周期で検知する必要がある場合には個々に設ける必要がある。

また、装置立上げ毎や画像形成ジョブ毎など、長い周期で調整を行う場合でも高精度なシステムでは受光素子の移動手段構築に高コストを要するため、その場合には個々に用意した方が望ましい。

ＡＤＣ１３出力の前に受光手段の出力信号が低出力である場合には、ＡＤＣ１３のリファレンス電圧の範囲を有効に使用できるような電圧値まで受光手段の出力信号を増幅する必要がある。

また、精度を確保するために、リファレンス電源も他の素子を駆動する電源とは個別に用意し、性能面から考えると光源毎に用意することが望ましい。

ただし、光源毎にリファレンス電源を個別に用意することはコストアップにつながるため、必要とする性能とコストのバランスから決定する。

更に、ＡＤＣ１３から得られる光出力情報は、光源の駆動エネルギー調整に利用するため、メモリやＰＬＤ１９などにレジスタ１４のような専用領域を確保し情報を格納する。

前記情報は必要に応じて読み出したり情報を更新する。

一方、光源の駆動エネルギー情報は、光源個々に算出し、メモリやＰＬＤ１９などにレジスタ１４のような専用領域を確保して情報を格納する。

この情報も、光源の光出力情報と、目標とする光出力の比較によって順次更新する。

前記レジスタ１４に格納された各光源の駆動エネルギー情報は、光源の駆動エネルギー量を決定するＤＡＣ１８にセットされ、希望のエネルギーが光源に供給される。

なお、光源へ供給されるエネルギー量の精度を保つため、ＤＡＣ１８にも個々にもしくは複数個に１つ専用のリファレンス電源が搭載される。

次に、図１０に光源の駆動エネルギー調整方法のフローが示されている。

ただし、本方法例は、画像形成中に行うものではなく、装置立上げ時や画像形成ジョブ開始前または後等に行う。

まず、目標の光出力設定を行う。

次に、目標光出力から目標のＡＤＣ１３値を参照にテーブルより取得し、前記目標ＡＤＣ１３値取得には光源毎に作成するＡＤＣ１３値対光出力の関係式より作成する。

次に、光源点灯、及び現在のＰＤ出力値、すなわちＡＤＣ１３出力値を測定する。

次に、目標値と現ＡＤＣ１３値出力値との比較を行い、目標範囲内であるか否かを判断する。

目標範囲内である場合、次の光源の出力調整へ続く。

目標範囲外であった場合、ＤＡＣ１８への新規の光源駆動エネルギー値設定を行う。これは、低い光源駆動エネルギー値から規定量ずつ順次上げて、目標ＡＤＣ１３が得られるまで実施する。

光出力情報とＡＤＣ１３出力の関係、及びＡＤＣ１３出力とＤＡＣ１８出力の関係から各光源の駆動エネルギー調整が行われるため、予め各光源の諸特性は取得し、図１０下に示す光源毎の特性曲線を求めておく。

以上の各エネルギー調整手段を持つ書込手段は、版下フィルムや印刷版、回路基板、複写機、プリンタ、ＭＦＰ等多くの画像形成装置に用いることができるが、印刷版に関しては、刷版を作るだけでなく、ダイレクトイメージング（ＤＩ）機のように、そのまま印刷を行うことで更に生産性を向上することが可能となる。

図１１には、前記例のように、印刷機能を有する画像形成装置の図が示されている。

本発明の一実施形態の画像形成装置の実施例を示す図である。 本発明の一実施形態の千鳥配列に光源を搭載した書込手段を有する画像形成装置を示す図である。 本発明の一実施形態の複数光源によって画像を形成する図である。 本発明の一実施形態の径や光出力の異なるビームの例を示す図である。 本発明の一実施形態の画像濃度の検知図である。 本発明の一実施形態の媒体表面の接触角が変化する材料の例を示す図である。 本発明の一実施形態のビーム形状と、ビームの最大光強度と、そのビームに対する媒体の感度と、形成される画像の例を示す図である。 本発明の一実施形態の媒体表面図と、光照射された領域の媒体断面図である。 本発明の一実施形態の光源の制御システムブロック図である。 本発明の一実施形態の複数光源の出力調整方法例を示す図である。 本発明の一実施形態の印刷機能を有する画像形成装置の図である。

符号の説明

１ ドラム
２ 光記録媒体
３ 照射光
４ エネルギー照射装置（ヘッド）
５ 書込手段（千鳥配列光源）
６ Ｘ・Ｚ移動ステージ
７ ミラー
８ 照明
９ 媒体
１０ 濃度情報取得用専用画像
１１ ＣＣＤ
１２ 光学系
１３ ＡＤＣ
１４ レジスタ
１５ エネルギー調整手段
１６ ＣＰＵ
１７ 基準電圧
１８ ＤＡＣ
１９ ＰＬＤ
２０ ＬＤ出力値格納レジスタ
２１ ＬＤ駆動エネルギー値格納レジスタ
２２ ＤＲＡ
２３ ＬＤ１〜Ｎ
２４ ＰＳ
２５ ＸＴＡ
２６ パラレルＩ／Ｆ
２７ シリアルＩ／Ｆ
２８ ＥＰＲＯ
２９ ＦＲＡ
３０ 画像形成装置
３１ 使用済み記録体容器
３２ 印刷物
３３ インキングローラ
３４ 記録体
３５ 光走査装置
３６ 中間転写体
３７ 印刷物搬送手段
３８ 加圧ローラ
３９ 記録体ロール

Claims (10)

1. 離散的に配置された複数の光源を搭載した画像を書き込む書込手段により、ドラム面に固定された媒体に前記光源よりビームを照射し、前記媒体表面に画像を形成する装置であって、
   任意の注目ビームと該注目ビームの隣接ビームの光出力情報に加え、前記各ビームの径情報を元に前記光源の駆動エネルギーを調整するエネルギー調整手段を有し、
   前記ビーム径情報は、画像形成に寄与するエネルギーレベルについての情報であって、かつ、前記エネルギーレベルの中で最も低いレベルの径の情報であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記エネルギー調整手段は、前記各ビーム径が略同一の場合には光出力が略同一となるように、光源の駆動エネルギーを調整し、
   前記各ビーム径が異なる場合には、各ビームにより形成される画像濃度が同一となるように、光源の駆動エネルギーを調整することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 離散的に配置された複数の光源を搭載した画像を書き込む書込手段により、ドラム面に固定された媒体に前記光源よりビームを照射し、前記媒体表面に画像を形成する装置であって、
   任意の注目ビームと該注目ビームの隣接ビームの光出力情報に加え、前記各ビームの径情報を元に前記光源の駆動エネルギーを調整するエネルギー調整手段を有し、
   前記エネルギー調整手段は、画像領域の表面の接触角が、照射エネルギー量に応じて変化する媒体を用いる場合、前記接触角情報を元に各光源の駆動エネルギーを調整することを特徴とする画像形成装置。
4. 離散的に配置された複数の光源を搭載した画像を書き込む書込手段により、ドラム面に固定された媒体に前記光源よりビームを照射し、前記媒体表面に画像を形成する装置であって、
   任意の注目ビームと該注目ビームの隣接ビームの光出力情報に加え、前記各ビームの径情報を元に前記光源の駆動エネルギーを調整するエネルギー調整手段を有し、
   前記エネルギー調整手段は、複数の光源毎に固有の光出力に対するビーム径の情報を備え、対象とする媒体の感度に応じたビーム径情報を利用し、光源の駆動エネルギーを算出する駆動エネルギー算出手段を有することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記媒体は感熱記録媒体であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記書込手段が、主操作方向に複数段の光源列を有し、かつ、光源列から媒体への照射角が段毎に異なる場合、ビームが照射される媒体表面に照射角に沿った深さ方向への、媒体表面の破壊が発生しないエネルギー量で光源を駆動し、
   前記ビームが照射される媒体表面に照射角に沿った深さ方向への、媒体表面の破壊レベルは隣接ビームによる画像との境目が目視不可能な状態であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記エネルギー調整手段は少なくとも、前記分割された画像情報をそれぞれ媒体に照射する複数光源に対応して設けられた、前記複数光源の各駆動エネルギーを決定するためのディジタル・アナログ変換器と、
   前記複数光源より照射される光量を検知する光量検知手段と、
   前記光量検知手段の出力信号を増幅する増幅手段と、
   前記増幅手段により増幅されたアナログ信号である増幅出力信号をディジタルに変換するアナログ・ディジタル変換器と、
   前記ディジタル・アナログ変換器に設定する値及び、前記アナログ・ディジタル変換器から取得した値を格納する格納手段と、
   前記値を格納するレジスタを備え、
   さらに、各光源の特性からそれぞれ得られる光出力とアナログ・ディジタル変換器出力との関係を表す情報、及びアナログ・ディジタル変換器出力とディジタル・アナログ変換器出力との関係を表す情報を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 画像を印刷する印刷手段を有することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 離散的に配置された複数の光源を搭載した画像を書き込む工程により、ドラム面に固定された媒体に前記光源よりビームを照射し、前記媒体表面に画像を形成し、
   任意の注目ビームと該注目ビームの隣接ビームの光出力情報に加え、前記各ビームの径情報を元に前記光源の駆動エネルギーを調整する工程を有し、
   前記ビーム径情報は、画像形成に寄与するエネルギーレベルについての情報であって、かつ、前記エネルギーレベルの中で最も低いレベルの径の情報であることを特徴とする画像形成方法。
10. 前記エネルギーを調整する工程は、前記各ビーム径が略同一の場合には光出力が略同一となるように、光源の駆動エネルギーを調整し、
    前記各ビーム径が異なる場合には、各ビームにより形成される画像濃度が同一となるように、光源の駆動エネルギーを調整することを特徴とする請求項９記載の画像形成方法。

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