JPH01282576A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、出力すべき情報を感光体上に静電潜像として
形成しこの静電潜像を顕像化する画像形成工程により、
前記出力すべき情報に対応した可視像を形成する画像形
成装置に関するものである。

［従来の技術］ レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）、ＬＥＤプリンタ、Ｌ
ＣＤプリンタ等の電子写真プロセスを用いたプリンタは
、感光体上に出力すべき情報に応じた静電潜像を形成し
、この静電潜像をトナーにより現像し、この現像したト
ナー像を記録紙に転写するものである。

このようなプリンタは、高品位の記録が行なえること、
高速で記録できること、記録時に発生する騒音が少ない
こと、普通紙に記録できること、等多くの特長を有する
ことにより、文書処理装置や画像処理装置の出力装置と
して広く用いられるように成ってきた。　　ＬＢＰにつ
いて説明するならば、−成帯電器により一様に１Ｆ電さ
れた感光ドラム上を、記録情報により変調されたレーザ
光により走査することにより、感光ドラム上に記録情報
に応じた静電潜像が形成される。この様な静電潜像をト
ナーにより現像し、このトナー像を記録紙に転写するこ
とにより、記録情報を記録紙上に記録出来るものである
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の如き記録装置においては、出力す
べき情報が細線の様にレーザの点灯時間が短い場合には
、最終出力として得られる可視画像の線幅が電気信号上
想定された値よりも太きくなる不都合があった。　例え
ば、２４０　ｄｐｉの解像度において、１画素の幅の細
線は理想的には、１０６μ（２５，４＋ｎｍ／２４０）
の幅であるが、画像上の１画素の線幅は１８０μとなる
場合がある。第５図は、画像における線幅を構成する画
素数が変化することにより、どれだけ理想値から外れて
いるかを、画像上の線幅を理想の線幅値で除して％で表
示した一例である。　この図から明らかな様に５画素以
下の線幅２４０　ｄｉｐでは５３０μ以下に相当）は、
画像上の線が太くなってしまい、線幅が細く成るほど誤
差が大きく成る成る（図において１００％が理想値に相
当する）。これは第６図にも示す様に、電位が実線の様
に変化したとしても、電界は点線で示すように変化し、
感光ドラムに形成された静電潜像に起因する電界の強さ
が、線像のエツジ部で強調されるためである。

第６図Ａは１ドツトの線幅の変化を示し、同Ｂ図は５ド
ツトの線幅の変化を示すものであり、線幅が狭くなるほ
どエツジ効果の影響で理想値からのズレが大きくなる。

これらの図に示したのは感光ドラムに現像器の現像電極
であるスリーブが接近している場合であり、電極が接近
しているのでエツジ効果はそもそも軽減されてはいるが
、上述のように微細な線幅に対しては、なおエツジ効果
の影響が十分に克服されないことを示している。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、画像形成装置に出力すべき情報の線幅を認識
する認識手段と、前記認識手段の認識出力に応じて画像
形成工程を制御して最終画像の線幅を制御する制御手段
とを設けることにより、最終画像上の線幅を所望の値に
近すけようにしたものである。

［実施例１］ 第１図Ａ、第１図Ｂ、第２図は本発明を適用したレーザ
ビームプリンタ（ＬＢＰ）を示すものである。

第２図において、ホストコンピュータ（図示せず）より
送られて来る電気信号化された文字や画像の記録情報は
、インタフェースコントローラ１に入力されて記録信号
が分離され、レーザ駆動回路２により半導体レーザ３を
駆動するのに適した駆動信号に変換され、半導体レーザ
に印加される。

半導体レーザ３は駆動信号に応じて０Ｎ−ＯＦＦ駆動さ
れ、出射したレーザ光はコリメータレンズ１７により集
光され、回転するポリゴンミラ−４上に投射することに
より偏向された後、感光ドラム８上における走査速度を
一定とするｆθレンズ５や、ポリゴンミラー４の反射面
の反射角度のずれを補正する光学系（図示せず）に入力
される。レーザ光はこのような光学系と反射ミラー６を
経て、感光ドラム８上をその回転軸に並行な方向に走査
するように投影される。

感光ドラム８は１次帯電器７により一様に帯電された後
、上述のレーザ光の対照を受ける。レーザ光が当った処
は感光ドラム８上の電荷が減衰し、レーザ光が当たらな
かった処は感光ドラム８上の電荷は残留する。　従って
、レーザ３のＯＮまたはＯＦＦに応じた静電潜像が、感
光ドラム８上に形成される。　次いで現像器９によりト
ナー（図示せず）が静電潜像に応じて付与され、感光ド
ラム８上に静電潜像に応じたトナー像が得られる。以上
が画像形成工程である。

１１で示すのは給紙カセットであり、このカセットより
給紙ローラ１０で１枚ず−り取り出せれた転写紙（図示
せず）は、レジスタローラ１２で感光ドラム８上の顕像
とのタイミングを合せて、感光ドラム８にに送り込まれ
る。　転写紙は感光ドラム８に接触し、感光ドラム８上
のトナー像が転写帯電器１３により転写紙上に穆しとら
れる。転写紙上の画像は定着器１４により転写紙上に定
着される。感光ドラム８は転写工程終了後、クリーナ１
５により残留現像剤を除去したのち、ＬＥＤアレイ１６
で一様に露光され、残留電荷が除去されて、次の画像形
成工程に入る。前記レーザ駆動回路２は第３図の如き構
成よりなり、画像クロック発生回路３１から発生した第
４図Ｂに示す如き画像クロックと、前記インターフェー
スコントローラ４からの記録信号がコンパレータ３２に
印加され、このコンパレータ３２で第４図Ｃに示す如き
駆動信号を得て、この駆動信号をレーザ点灯回路３３で
所望の大きさに増幅した後、前記レーザ３に印加する。

インターフェースコントローラ４から得た記録信号は、
第１図の端子４１に印加されビットマツプメモリ４２に
格納される。このメモリ４２は、少なくとも１頁相当の
ドツト情報を記憶する容量を有しており、第７図に示す
如く記録信号（斜線で示す）が記憶されているものであ
る。

このメモリ４２の内容は演算回路４３により判別され、
最大頻度の線幅が算出されが、第７図に示すように、ビ
ットマツプ上の線像の線幅が縦ｎｘ横ｍ（個）の画素よ
り構成される場合には、ｎとｍの内小さい方の値を、そ
の線像の幅ｄと定義する。

次にその動作について詳細に説明する。

第１図Ｂは演算回路４３の動作手順を示すものであり、
先ず、ステップＳｌ、Ｓ２により、メモリ４２の現アド
レスに記録信号が存在するか否かを判別する。第７図に
おいてアドレス（１，１）が現アドレスとすると、記録
信号が無いのでステップＳ１に戻ってアドレスを１つ進
め、アドレス（２，２）が現アドレスとすると記録信号
が有るのでステップｓ３に進む。ステップｓ３において
は、現アドレスと同一コラムの上に記録信号が有るか否
かを判別する。第７図において、現アドレスがアドレス
（２，２）にあるとすると、アドレス（１，２）に記録
信号が無いのでステップｓ４に進み、現アドレスがアド
レス（３，１）にあるとすると、アドレス（２，２）に
記録信号が有るので、ステップＳ１に戻りアドレスを１
つ進める。

ステップＳ４においては、現アドレスと連続するライン
方向の記録信号の数を計数し、計数した値をメモリＭ１
に格納する。第７図において、現アドレスが（２，２）
であるとすると、記録信号の数「７」がメモリＭｌに格
納される。　次にステップＳ５に進み、コラム方向の記
録信号の数を計数し、メモリＭｃに格納する。第７図に
おいて、現アドレスが（２，２）であるとすると、ドツ
ト信号の数「２」がメモリＭｅに格納されるものである
。次に、ステップＳ６に進み、メモリＭ１とＭｅの内容
の大小を判別し、小さい値をメモリＭに格納する０次に
ステップＳ９に進み１頁を終了したかどうかを判別し、
終了していないときは、ステップ１に戻りアドレスを１
つ進める。

１頁を終了したと判別したら、ステップＳＩＯに進み、
メモリＭの内容をチエツクして最大頻度の数を算出し、
その値をメモリＭ１にラッチする。

例えば、数の出現頻度が第８図の様になったとすると、
「３」がラッチされるものである。

かかる「３」はＨＶＴコントローラ４５に送られ、この
コントローラ４５の一部に設けた特性曲線のテーブルを
参照して、感光ドラム８上に形成される暗部電位の電圧
が、第９図の特性曲線で決定される値（最多出現頻度が
ｄ＝３の時、■＝−７６０Ｖ）となる様に、−成帯電器
７に与える電圧値ＶＴを決定し、この電圧ＶＴを一次帯
電器７に与える。　ここでは、線幅が１画素の時感光ド
ラム８上の暗部電位（ＶＤ）が最も高く、６画素以上の
線幅に対しては、暗部電位（ＶＤ）が−定となるように
設定されている。

以上のように線幅に対する制御を行ったときの、感光ド
ラム８上の静電潜像と顕像化された線幅の関係を第１０
図に示す。この図において、ｖｏは暗部電位、ＶＬは明
部電位、ＶＤＣは潜像を顕像化する際の閾値となる現像
バイアス電位である。

従来は、破線で示したように顕像化された線幅（Ｌ′）
は理想値よりも太っていた（２４０ｄｐｉの時、３画素
線幅は理想値３１７μに対しＬ’　＝４１０μと１２９
％の太さであった）。

しかし、本発明の実施例においては、以上述べた如く一
次電圧を制御することにより、Ｌ＝３２０μとほぼ理想
値の線幅が得らえた。

第１１図は上記最多頻度線幅ｄ＝３の時の、線幅を構成
する画素数に対して、画像上の線幅がどれだけ理想値か
ら外れているかを、画像上の線幅を理想値で除して％表
示したものであり、第５図と比較すると理想値に近すい
ているのが分かる。

なお、この実施例においては、最も頻度の高い線幅ｄに
より、暗部電位を決定したが、他の例としては、１頁の
平均線幅を算出し、この平均線幅により高圧室圧をＨＶ
を決定してもよい。

［実施例２コ 第１２図は本発明の第２の実施例を示し、現像バイアス
を最多頻度線幅により制御するものである。

第１図と同様のメモリ４２、演算回路４３により、最多
頻度線幅ｄ＝３を算出してラッチし、現像バイアスコン
トローラ５４にこの値を出力する。コントローラ５４に
は、第１３図に示す特性曲線のテーブルが設けられてお
り、ｄ＝３が入力されることにより、Ｖｏｃ＝−４４０
Ｖが現像バイアス電源５５から出力される様にく現像バ
イアス電源５５を制御し、この結実現像バイアスとして
一４４０Ｖが、現像器９に印加される。

こうして得られた顕像と静電潜像の関係を第１４図に示
す。ここで暗部電位ＶＤ＝−７００Ｖ、ＶＬ＝　　１０
０Ｖである。　従来は、破線で示したように、線幅とは
無関係に一定の現像バイアスＶＤＣを与えていたので、
理想線幅よりも太っていた（Ｌｏ）が、線幅に応じて現
像バイアスＶＤＣを選択することにより、理想値に近い
線幅（Ｌ）を得られる。

実施例１に示した方法は、−次帯電を制御することによ
り、画像部分の電位（ＶＬ）を変化させるので、第１５
図に示すように感光ドラム８のＥ−Ｖ曲線の傾斜部Ｊ１
を用いねばならない（第１５図の記号は第１０図のもの
と同じである）。

ところがこの場合、環境条件の変動などにより帯電条件
がＴ１に示す様に振れた場合に、明部電位ＶＬが変動す
る不具合がある。　又一般にＥ−Ｖカーブの傾斜部は、
感光ドラム８のロットのバラつきの影習を受けやすいの
で、明部電位ＶＬが不安定となる傾向がある。　これに
比べて、第２の実施例では第１５図に示したように、Ｅ
−Ｖカーブののぼフロットな部分Ｊ２を使えるので、画
像部分の電位（ＶＬ　）は安定する。

なお、この実施例においては、最も頻度の高い線幅ｄに
より、現像バイアスを決定したが、他の例としては、１
頁の平均線幅を算出し、この平均線幅により現像バイア
スを決定してもよい。

［実施例３］ 第１６図は本発明の第３の実施例を示し、線幅に応じて
レーザ３の発光光量を制御するものである。

第１の実施例と同様に、メモリ４２、演算回路４３によ
り、最多頻度の線幅が算出され、レーザ電源コントロー
ラ６４に入力される。　このコントローラ６４には、画
像クロック発生回路３１からのクロック信号と、記録信
号の比較出力であるところのレーザ駆動信号が、遅延回
路６６を介して印加されている。

一方、レーザ電源コントローラ６４には、第１７図に示
す特性曲線がテーブルとして記憶されているので、最多
頻度線幅ｄに応じたレーザーの点灯電流がこのテーブル
により設定れ、この電流に応じた光量のレーザビームが
、感光ドラムに照射されることとなる。

第１７図はレーザー電源コントローラ６４への入力値ｄ
　ｗ　ｎと、レーザー出力（ｍｗ）の関係を示す図で、
この特性曲線が前述の如くテーブルとしてコントローラ
６４に格納されており、入力されたｎの値によりこのテ
ーブルを参照して、点灯電流を決定する０例えばｄ−３
に対しては１．３２　（ｍｗ）が出力となる。

第１８図はこうして得た、顕像の線幅と静電潜像の関係
を示す、線幅が狭い場合、従来のように一定のレーザー
光量で静電潜像を形成すると、Ｌｏに示す様に理想線幅
よりも太ってしまっていたのに対し、本実施例において
は、レーザ光量が小さくなる様に制御されるので、理想
値に近い線幅りを得ることが出来る。

なお、この実施例においては、最も頻度の高い線幅ｄに
より、レーザの発光光量を決定したが、他の例としては
、１頁の平均線幅を算出し、この平均線幅により発光光
量を決定してもよい。

又、第３の実施例の如く、１頁にわたり同じし−ザ光量
で記録するのでなく、個々の文字域は画素ごとに、それ
か何画素のライン構成であるかを見て、レーザー出力を
制御してもいいものである。この場合、メモリ４２とし
ては１頁分全てを記憶するのではなく、線幅が理想値か
ら外れている画素数（上述例では５）を越える主走査ラ
イン数を記憶するラインメモリー（例えば、６ライン分
）を用いればよい。このラインメモリ中において、各画
素が連続する何画素のラインおよびコラムから成る画像
領域の構成部分であるかを判定し、少ない方の画素数を
レーザ電源コントローラ６４に送り、前述のテーブルを
参照して算出された点灯電流をレーザ３に送れば良い。

連続する６画素以上の画像領域の場合は、−律にレーザ
ー出力を一定の値（上述例では１，５ｍｗ）にすれば良
い。

このように、レーザー光量で線幅を制御するとｌ　Ｖｏ
　−ｖｏｃｌ　　（ｖｏ　＝背景部の電位、ＶＤＣ＝現
像バイアス電位）が一定の値に保たれるので、画像上に
地かぶりを生じることがない。

［実施例４］ 第２０図は１画素に対するレーザの照射時間を、線幅に
応じて制御する第４の実施例を示すものである。

図において、記録信号は６ラインの記憶容量を有するメ
モリ７１に蓄えられ、このラインメモリ７１中において
、各画素が連続する何画素のラインおよびコラムから成
る画像領域の構成部分であるかを判定し、少ない方の画
素数を画像クロック発生制御回路７３に印加する。この
制御回路７３には第２１図に示す如く、特性曲線を示す
テーブルが記憶されており、線像を構成するある画素数
が入力されると、テーブルを参照して、対応するパルス
長を有するクロックが発生する。

このクロックはレーザ点灯回路７４に印加され、記録信
号がクロックのパルス幅に応じてレーザ３に印加される
。第２２図は記録信号ａとレーザー駆動信号すを示すも
のであり、記録信号が連続していないＧ１においては、
レーザ点灯時間が０．６μｓと短いが、記録信号が連続
するＧ２においては、レーザ点灯時間が０．７６μｓと
長く成る様に制御される。

この実施例４による顕像の線幅と、静電潜像の関係を第
２３図に示す。図面から記録信号の連続性に関係無く、
一定のパルス長でレーザ点灯していたとき（破線で示す
）の線幅Ｌ°に比べて、１パルスの長さを短くした（実
線で示す）ことによってほぼ理想の線幅りを得ることが
判る。

レーザーを駆動する電流値と、レーザー出力の特性カー
ブはレーザーチップによりバラつく可能性が有るが、こ
の実施例の様に駆動時間を制御することにより、レーザ
ーの駆動電流値そのものは一定にして使えるので、環境
やレーザチップのばらつきの影響をうけずに、安定した
状態で制御出来る長所がある。

以上の実施例においては、人力信号上の線幅を認識する
手段として、演算回路を用いる例を示したが、画像形成
装置内にデイツプスイッチ等を設けておき、ユーザーが
画像の質に応じてこのスイッチを切換えて数値人力を行
なうことにより、前述の演算回路の出力の代わりにこの
数値を用いても良いものである。この場合は１頁単位で
の制御を行なうこととなり、コスト的にも安価に実現で
きるという長所がある。

以上の各実施例の説明では、画素数が少なくなるほど線
幅が太くなる様に制御し、かつレーザー光に照射される
部分を顕像化するイメージ露光を７時したが、画素数と
線幅の関係が直線的でなく、特定の画素数において線幅
がピーク値を持つ場合や、レーザー光が照射されない部
分を顕像化するバックグラウンド露光の場合も、本発明
を適用して線幅を理想値に近ずける様に制御できること
は明白である。

［発明の効果］ 以上説明したように入力信号上の線幅を記識し、線幅に
応じて画像形成工程を制御することで、最終画像として
形成される画像の質を、線幅の大きさと無関係に一定と
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明による画像形成装置の制御ブロック図
、 第１図Ｂは第１図Ａにおける演算回路の制御手順を示す
フローチャート、 第２図は本発明による画像形成装置を構成するプリンタ
の構成図、 第３図は、第２図におけるレーザ駆動回路を詳細に示す
回路図、 第４図Ａ、Ｂ、Ｃは画像形成装置の各部における信号波
形図、 第５図は、従来の線像な構成する画素数と画像上の線幅
再現性の関係を示す図、 第６図Ａ、Ｂは従来の記録装置による線像の静電潜像電
位と電界の関係を示す図、 第７図はビットマツプ上の線像を示す概念図、第８図は
本発明による画像形成装置の演算回路の処理過程を示す
図、 第９図は本発明による画像形成装置における抽出画素数
ｄと暗部電位Ｖ、の関係を示す図、第１０図は本発明に
よる画像形成装置における静電潜像と画像の線幅の関係
を示す図、第１１図は本発明による画像形成装置におけ
る線像を構成する画素数と画像の線幅再現性の関係を示
す図、 第１２図は本発明の第２の実施例による画像形゛成装置
の制御回路を示すブロック図、 第１３図は本発明の第２の実施例の抽出画素数ｄと現像
バイアス電位の関係を示す図、％ｔ４図は本発明の第２
の実施例の静電潜像と画像上の線幅を示す概念図、 第１５図は露光量と感光ドラムの表面電位の関係を示す
図、 第１６図は本発明の第３の実施例による画像形成装置の
制御回路を示すブロック図、 第１７図は本発明の第３の実施例の抽出画素数ｄとレー
ザー出力の関係を示す図、 第１８図は本発明の第３の実施例の静電潜像と画像上の
線幅の関係を示す図、 第１９図は本発明の第３の実施例の線像を構成する画素
数と画像上の線幅再現性を示す図、第２０図は本発明の
第４の実施例による画像形成装置の制御回路を示すブロ
ック図、 第２１図は第４の実施例による線幅とクロックの長さの
関係を示す図、 第２２図ａ％ｂは第４の時実施例による画像信号とレー
ザ点灯時間の関係を示す図、 第２３図は第４の実施例による画像の線幅と静電潜像の
関係を示す図である。 図において、１はインタフェイスコントローラ、２はレ
ーザー駆動回路、３はレーザー、４はポリゴンミラー、
５は光学系レンズ、６は反射鏡、７は一次帯電器、８は
感光ドラム、９は現像器、１０は給紙ローラー、１１は
ベーパーカセット、１２はレジスターローラー、１３は
転写帯電器、１４は定着器、１５はクリーナー、１６は
ＬＥＤアレー、１７はコリメータレンズ、３１は画像ク
ロック発生器、３２はコンパレーター、４２．７１はメ
モリ、４３．７２は演算回路、４４は高電圧コントロー
ラ、５４は現像バイアスコントローラ、５５は現像バイ
アス電源、６４はレーザ電源コントローラ、６５ハコン
パレータ、６６は遅延回路、７３は電源クロック発生制
御回路、である。 第５図 第６図 １　　　　　　　　　　　　　　　還１７エ幅一一−−
−凸二フ）−−−−−１ 第１０図 第１１図 第１３図 第１４因 与 りコ 第１６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 出力すべき情報を感光体上に静電潜像として形成しこの
   静電潜像を顕像化する画像形成工程により、前記出力す
   べき情報に対応した可視像を形成する画像形成装置にお
   いて、出力すべき情報の線幅を認識する認識手段と、前
   記認識手段の認識出力に応じて画像形成工程を制御して
   最終画像の線幅を制御する制御手段とを有することを特
   徴とする画像形成装置。