JP4820195B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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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。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine, and more particularly to an image forming apparatus that forms an electrostatic latent image on an image carrier by irradiating a laser beam.
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。
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。
However, in the method of
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。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus capable of stabilizing and improving dot reproducibility when forming small-sized dots. .
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対応する発光強度を、予め定められた規定値からなり時間経過に伴って発光強度を変化させない場合の発光強度を基準として、前記算出されたパルス幅が短くなるにつれて大きくなる値に予め定められた増加率により、当該規定値から時間経過に伴って増加する発光強度とすることで、前記算出されたパルス幅に対応する発光強度を決定する発光強度決定手段と、
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、
前記発光強度決定手段によって決定された増加率で、前記レーザビームの発光強度を増加させる発光強度増加手段とを備え、
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、前記発光強度増加手段によって増加される発光強度で、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。
According to a first aspect of the present invention, there is provided light source means for outputting a laser beam for forming an electrostatic latent image on an image carrier,
Pulse width calculating means for calculating the pulse width of the driving signal of the light source means according to the size of each dot constituting the image;
The light emission intensity corresponding to the pulse width calculated by the pulse width calculation means is calculated based on the light emission intensity when the light emission intensity does not change with the passage of time , which is a predetermined value. The emission intensity that determines the emission intensity corresponding to the calculated pulse width by setting the emission intensity to increase with the passage of time from the specified value at a predetermined increase rate to a value that increases as the value becomes shorter A determination means;
Pulse width modulation means for modulating the pulse width of the drive signal to the pulse width calculated by the pulse width calculation means;
Emission intensity increasing means for increasing the emission intensity of the laser beam at an increase rate determined by the emission intensity determining means,
The light source means is an image forming apparatus that outputs a laser beam to the image carrier with a pulse width modulated by the pulse width modulation means and a light emission intensity increased by the light emission intensity increasing means.
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パルス幅算出手段によって算出され、発光強度決定手段が、算出されたパルス幅に対応する発光強度を、時間経過に伴って発光強度を変化させない場合の発光強度を基準とし、前記算出されたパルス幅が短くなるにつれて大きくなる値に予め定められた増加率により、当該規定値の発光強度が時間経過に伴って増加する発光強度に決定する。そして、算出されたパルス幅に基づいて駆動信号のパルス幅がパルス幅変調手段によって変調され、発光強度増加手段が上記決定された増加率でレーザビームの発光強度を増加する。このように増加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光源手段から出力される。 According to this configuration, the pulse width of the drive signal of the light source unit is calculated by the pulse width calculation unit in accordance with the size of each dot constituting the image, and the emission intensity determination unit emits light corresponding to the calculated pulse width. The intensity is determined based on the emission intensity when the emission intensity is not changed with the passage of time, and the emission intensity of the specified value is increased by a predetermined increase rate as the calculated pulse width becomes shorter. The emission intensity increases with time. Then, based on the calculated pulse width, the pulse width of the drive signal is modulated by the pulse width modulation means, and the light emission intensity increasing means increases the light emission intensity of the laser beam at the determined increase rate. A laser beam for forming an electrostatic latent image on the image carrier is output from the light source means using the light emission intensity thus increased.
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。 Therefore, an accurate electrostatic latent image corresponding to each dot constituting the image can be reliably formed with a laser beam having an appropriate emission intensity, and particularly when a small-sized dot is formed, the emission intensity of the laser beam is reduced. Since the light emission intensity is adjusted appropriately according to the pulse width of the small size dot, the dot reproducibility when forming the small size dot can be stabilized and improved.
また、この構成では、パルス幅が短い場合には、発光強度の増加率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。 Further, in this configuration, when the pulse width is short, the increase rate of the emission intensity is increased to maintain the image density more stably and constant.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1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増加率と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、
前記発光強度決定手段は、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、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増加率を決定するものである。
The invention according to claim 2 is the image forming apparatus according to
The light emission intensity determining means refers to a light emission intensity table stored in the light emission intensity table storage means, and determines an increase rate of the light emission intensity corresponding to the pulse width calculated by the pulse width calculation means. It is.
この構成では、発光強度決定手段が、パルス幅と、パルス幅に応じた発光強度の増加率とを対応付けた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を容易に決定することができる。 In this configuration, the light emission intensity determining means refers to the light emission intensity table in which the pulse width and the increase rate of the light emission intensity according to the pulse width are associated with each other, so that the light emission intensity corresponding to the calculated pulse width can be easily obtained. Can be determined.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2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増加率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、
前記発光強度決定手段は、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増加率を、前記関数記憶手段に記憶されている関数を用いて算出するものである。
The invention according to claim 3 is the image forming apparatus according to
The emission intensity determining means calculates an increase rate of the emission intensity corresponding to the pulse width calculated by the pulse width calculating means, using a function stored in the function storage means.
この構成では、発光強度決定手段が、パルス幅に対応する発光強度を求めるための関数を用いることにより、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。 In this configuration, the light emission intensity determination means can easily determine the light emission intensity corresponding to the calculated pulse width by using a function for obtaining the light emission intensity corresponding to the pulse width.
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。 According to the first aspect of the present invention, an accurate electrostatic latent image corresponding to each dot constituting an image can be reliably formed with a laser beam having an appropriate emission intensity, and in particular, a small-sized dot is formed. In this case, since the emission intensity of the laser beam can be adjusted to an appropriate emission intensity according to the pulse width when forming the small-sized dot, the dot reproducibility of the small-sized dot can be stabilized and improved. it can.
また、請求項1に記載の発明によれば、パルス幅が短い場合には、発光強度の増加率を大きくして発光強度のピーク値を大きくするので、更に安定して一定の画像濃度を維持することができる。また、この場合、オーバ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。 According to the first aspect of the present invention, when the pulse width is short, the increase rate of the emission intensity is increased to increase the peak value of the emission intensity, so that the constant image density can be maintained more stably. can do. In this case, since the laser beam is output based on the emission intensity increased using the peak value of the emission intensity according to the pulse width without using the overshoot, the emission according to the size of each dot The strength can be adjusted accurately.
請求項2に記載の発明によれば、発光強度決定手段が、発光強度テーブルを参照することで、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。 According to the second aspect of the present invention, the emission intensity determining means can easily determine the emission intensity corresponding to the calculated pulse width by referring to the emission intensity table.
請求項3に記載の発明によれば、発光強度決定手段が、パルス幅に対応する発光強度を求めるための関数を用いることで、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。 According to the invention described in claim 3, the emission intensity determining means easily determines the emission intensity corresponding to the calculated pulse width by using a function for obtaining the emission intensity corresponding to the pulse width. Can do.
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。
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing an internal configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In this figure, an image forming apparatus constitutes a digital color copying machine 1 (hereinafter referred to as a copying machine 1). An
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
A bias voltage having a positive potential is supplied to the
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。
Further, on the outer periphery of the
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。
Further, on the outer periphery of the
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。
The recording
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。
The fixing
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。
The copying
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。
In the
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。
The toner image transferred onto the
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。
The recording paper onto which the toner image has been transferred is transferred to the recording
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。
Note that the toner remaining on the surface of the
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。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the copying
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。
The I /
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。
The
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、これら各ドットのパルス幅、発光強度を露光部54へ出力する。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。
The light
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。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the light
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。
The
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。
The smoothing
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。
The pulse
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。
In addition, when the pixel of the bitmap data is a sub-dot added or deleted by the smoothing process, the pulse
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、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(規定値)と、通常のドットよりも小さいサブドットを形成する場合に用いる、パルス幅演算部143によって算出された各パルス幅に対応するレーザビームの増加率とを決定し、これらから発光強度を決定する。
The light emission
発光強度LUT記憶部146には、上記規定値と、パルス幅演算部143によって算出された各パルス幅と、当該各パルス幅に対応付けられたそれぞれの発光強度増加率とを記憶する発光強度LUTが格納されている。発光強度LUTは、当該パルス幅が短くなるにつれて大きくなる増加率を、パルス幅と対応付けて記憶している。これは、パルス幅が短くなっても、発光強度の増加率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)。
The light emission intensity
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。
The
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し、発光強度決定部145が発光強度決定手段の一例に相当し、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。
In the present embodiment, the pulse
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。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the
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。
The pulse
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規定値及び発光強度増加率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。発光強度変更部542は、通常の大きさのドットを形成するための駆動信号を出力する場合には、パルス幅変調部541によって変調されたパルス幅からなる駆動信号を、上記規定値の発光強度レベルに止めて半導体レーザ543に出力する。一方、サブドットを形成するための駆動信号を出力する場合は、発光強度変更部542は、パルス幅変調部541によって変調されたパルス幅からなる駆動信号を、上記規定値から、パルス幅毎に決定された発光強度増加率でパルス幅全域に亘って増加させ、このような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。この増加率の具体例は、図7を用いて後述する。
The emission
発光強度変更部542は、発光強度増加率指示部5421、発光強度制御電圧生成部5422及びオペアンプ5423を備える。発光強度増加率指示部5421は、発光制御部140から送られてくる発光強度増加率に基づいた制御信号を発光強度制御電圧生成部5422に出力する。発光強度制御電圧生成部5422は、D/Aコンバータ等からなり、発光強度増加率指示部5421から出力されてくる制御信号をアナログに変換してオペアンプ5423に出力する。オペアンプ5423は、発光強度制御電圧生成部5422からの出力を増幅した駆動信号を、半導体レーザ543に対して出力する。
The light emission
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、駆動信号に応じた発光強度のレーザ光を出力する。
The
なお、本実施の形態において、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が発光強度増加手段の一例に相当する。
In the present embodiment, the
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。
Next, the operation of the copying
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。
First, the
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)。
On the other hand, when the
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)。
Next, the light
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。
Subsequently, the pulse
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。
In this embodiment, the pulse width corresponding to the size of the sub dot is calculated by multiplying the pulse width calculated according to the gradation value by the ratio of the sub dot to the unit dot. The invention is not particularly limited to this. For example, a correction table in which the size of the sub dot is associated with the correction rate of the pulse width set in advance according to the size of the sub dot is stored, and the pulse
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発光強度増加率を決定する(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電流増加率が対応付けられて記憶されている。例えば、発光強度LUTには、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、10nsec,20nsec,40nsec,60nsec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、規定値の駆動電流からの電流増加率(mA/nsec)が記憶されている。発光強度決定部145は、このような、発光強度LUTから、上記算出されたパルス幅に対応する発光強度の発光強度増加率を読み出して決定する。
Next, the light emission
パルス幅に対応する発光強度増加率が決定された場合、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増加率のデータを決定し、決定したパルス幅データ、発光強度のピーク値、電流増加率のデータを露光部54へ出力する(S9)。また、スムージング指示がないと判断された場合は(S6でNO)、出力決定部147は、パルス幅演算部143により階調値に応じて算出されたパルス幅そのままのデータと、発光強度の規定値のデータを露光部54へ出力する(S9)。
When the emission intensity increase rate corresponding to the pulse width is determined, in S9, the
パルス幅変調部541は、出力決定部147から出力され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)。
The pulse
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、上記規定値と発光強度増加率で半導体レーザ543を点灯させるべく変更する(S11)。なお、スムージング指示がなく(S6でNO)、出力決定部147から発光強度増加率を示すデータが出力されてこない場合は(増加率を0として出力してもよい)、発光強度を増加させることなく露光部54へ出力する(S11)。
The light emission
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)。
The
図6を参照して、上記サブドット形成時におけるパルス幅変調部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。
With reference to FIG. 6, the light emission control of the
パルス幅変調部541は、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サブドットのパルス幅(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から出力されてくる上記規定値及び発光強度増加率に基づいて駆動信号を調整する。例えば、発光強度変更部542は、図6に示すように、駆動電流を上記規定値まで立ち上げ、駆動電流が当該規定値に達すると、出力決定部147からの発光強度増加率で、パルス幅全域に亘って駆動電流を増加させていく。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、電流増加率は0mA/msecで足りる。
The pulse
このように駆動電流の増加制御を行うことで、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。
By controlling the increase in drive current in this way, the problems seen when controlling the formation of the beam diameter by intentionally overshooting the laser power of the laser light to be emitted, namely (1) Difficult to obtain different emission values depending on dot size (difficulty in quantifying laser light overshoot), (2) risk of overshoot reaching the kink-free region leading to semiconductor laser destruction Can be eliminated. Therefore, according to the copying
さらに、パルス幅と、パルス幅に応じた発光強度の駆動電流増加率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駆動電流増加率が選択されるので、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。 Furthermore, a light emission intensity table in which the pulse width and the drive current increase rate of the light emission intensity corresponding to the pulse width are associated with each other is stored in advance, and the light emission corresponding to the calculated pulse width is referred to this light emission intensity table. Since the driving current increase rate of intensity is selected, the emission intensity corresponding to the calculated pulse width can be easily determined.
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。 Next, an experiment on the relationship between the pulse width of the subdot and the dot reproducibility will be described. FIG. 7 is a diagram showing experimental results of dot reproducibility when printing is performed with the emission intensity corrected according to the pulse width of the subdots and when printing is performed without correcting the emission intensity.
図7では、図6と同様に、通常の大きさからなるドット(以下、単に1ドットという)のパルス幅が79nsecに設定されているものとする。この場合、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。 In FIG. 7, it is assumed that the pulse width of a dot having a normal size (hereinafter simply referred to as 1 dot) is set to 79 nsec, as in FIG. In this case, good dot reproducibility can be obtained without increasing the drive current.
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、発光強度増加率を5mA/nsecに設定して発光強度を補正し、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。 Here, for example, if the pulse width is 10nsec, which is about 1/8 of the pulse width of 1 dot, good dot reproducibility can be obtained by printing subdots without correcting the emission intensity. I could not. However, when the emission intensity increase rate was set to 5 mA / nsec and the emission intensity was corrected and sub-dots were printed, good dot reproducibility could be obtained.
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、発光強度増加率を3mA/nsecに設定して発光強度を補正し、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。 In addition, if the pulse width is 20nsec, which is about 2/8 of the pulse width of one dot, if the subdot is printed without correcting the emission intensity, the subdot is not corrected without correcting the emission intensity. When printing, good dot reproducibility could not be obtained. However, when the emission intensity increase rate was set to 3 mA / nsec, the emission intensity was corrected, and sub-dots were printed, good dot reproducibility could be obtained.
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、発光強度増加率を1mA/nsecに設定して発光強度を補正し、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。 In addition, when the pulse width is 40nsec, which is approximately 4/8 of the pulse width of one dot, if the sub-dots are printed without correcting the light emission intensity, it is confirmed that the dot reproducibility is improved although it is insufficient. It was done. Moreover, when the emission intensity increase rate was set to 1 mA / nsec, the emission intensity was corrected, and sub-dots were printed, good dot reproducibility could be obtained.
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良好なドット再現性を得ることができた。 Furthermore, when a pulse width of 60 nsec, which is approximately 6/8 of the pulse width of one dot, was used, good dot reproducibility could be obtained without increasing the drive current.
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増加率を選択しているが、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駆動電流増加率を、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。
The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the light emission
この場合、パルス幅に対応する発光強度の駆動電流増加率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。 In this case, since a function for obtaining the drive current increase rate of the light emission intensity corresponding to the pulse width is used, the light emission intensity corresponding to the calculated pulse width can be easily determined.
また、さらには、発光強度LUT記憶部146の発光強度LUTに、感光体ドラム44の感度特性に応じた発光強度ピーク値と、このピーク値に向けて発光強度を増加させる増加率とが、パルス幅毎に対応付けられて記憶されるようにしてもよい。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、感光体ドラム44の感度特性に応じた発光強度とした上記ピーク値と増加率とが記憶された発光強度LUTを記憶する。この場合、発光強度決定部145は、感光体ドラム44の感度特性に応じた発光強度ピーク値及び増加率を決定するので、変調されたパルス幅でレーザビームを出力する場合に所望の感度特性が得られる発光強度に決定することができる。すなわち、パルス幅全域において、感光体ドラム44の感度特性に応じて異なる増加率で発光強度を増加させることができる。
Further, the emission intensity LUT of the emission intensity
さらには、本実施の形態では、発光強度LUT記憶部146の発光強度LUTに、感光体ドラム44の感度特性に応じた発光強度ピーク値に代えて、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及び増加率がパルス幅毎に対応付けられて記憶され、これらに基づいて発光強度決定部145が決定するようにしてもよい。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。この場合、発光強度決定部145は、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上記ピーク値及び増加率を決定するので、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に決定することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the light emission intensity LUT of the light emission intensity
このように、発光強度決定部145が、感光体ドラム44の感度特性又は暗減衰特性に応じた発光強度のピーク値及び増加率に基づいて発光強度を決定する場合、図5に示した一連の処理では、発光強度決定部145が発光強度LUTから読み出すピーク値及び増加率を用いて、S8乃至S11の処理が行われる。
As described above, when the light emission
また、上記実施形態では、図5において、スムージング処理を行う場合に、S7及びS8に示すサブドットの駆動信号の変更を行うものとしているが、本発明を、スムージング処理を行う場合にのみ、上記サブドットの駆動信号の変更を行うようものと限定する意図ではなく、例えば、各色ドットで形成されるトナー画像の重ね合わせでなるカラー画像の品質向上処理に、本発明を適用することも可能である。 In the above embodiment, when the smoothing process is performed in FIG. 5, the sub-dot drive signals shown in S7 and S8 are changed. However, the present invention is applied only when the smoothing process is performed. The present invention is not intended to be limited to changing the drive signal of the sub-dots. For example, the present invention can also be applied to a quality improvement process of a color image formed by superimposing toner images formed by respective color dots. is there.
1 複写機
16 記録紙排出部
54 露光部
140 発光制御部
142 スムージング指示部
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
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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対応する発光強度を、予め定められた規定値からなり時間経過に伴って発光強度を変化させない場合の発光強度を基準として、前記算出されたパルス幅が短くなるにつれて大きくなる値に予め定められた増加率により、当該規定値から時間経過に伴って増加する発光強度とすることで、前記算出されたパルス幅に対応する発光強度を決定する発光強度決定手段と、
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、
前記発光強度決定手段によって決定された増加率で、前記レーザビームの発光強度を増加させる発光強度増加手段とを備え、
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、前記発光強度増加手段によって増加される発光強度で、前記像担持体にレーザビームを出力する画像形成装置。 Light source means for outputting a laser beam for forming an electrostatic latent image on the image carrier;
Pulse width calculating means for calculating the pulse width of the driving signal of the light source means according to the size of each dot constituting the image;
The light emission intensity corresponding to the pulse width calculated by the pulse width calculation means is calculated based on the light emission intensity when the light emission intensity does not change with the passage of time , which is a predetermined value. The emission intensity that determines the emission intensity corresponding to the calculated pulse width by setting the emission intensity to increase with the passage of time from the specified value at a predetermined increase rate to a value that increases as the value becomes shorter A determination means;
Pulse width modulation means for modulating the pulse width of the drive signal to the pulse width calculated by the pulse width calculation means;
Emission intensity increasing means for increasing the emission intensity of the laser beam at an increase rate determined by the emission intensity determining means,
The light source means is an image forming apparatus for outputting a laser beam to the image carrier with a pulse width modulated by the pulse width modulation means and a light emission intensity increased by the light emission intensity increasing means.
前記発光強度決定手段は、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、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増加率を決定する請求項1に記載の画像形成装置。 A light emission intensity table storing means for preliminarily storing a light emission intensity table in which the pulse width and the increase rate of the light emission intensity according to the pulse width are associated;
The emission intensity determination means refers to an emission intensity table stored in the emission intensity table storage means, and determines an increase rate of the emission intensity corresponding to the pulse width calculated by the pulse width calculation means. Item 2. The image forming apparatus according to Item 1.
前記発光強度決定手段は、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増加率を、前記関数記憶手段に記憶されている関数を用いて算出する請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。 Function storage means for storing a function for obtaining an increase rate of the emission intensity corresponding to the pulse width calculated by the pulse width calculation means;
The light emission intensity determination means calculates the increase rate of the light emission intensity corresponding to the pulse width calculated by the pulse width calculation means by using a function stored in the function storage means. Item 3. The image forming apparatus according to Item 2.
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