JPH0293667A - 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〕 本発明は画像形成装置、特に電子写真式複写機などに適
用され、画像の線幅を所定基準値に一致させた複写を行
なう画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

電子写真方式を用いたプリンター、複写機等の画像形成
装置においては、画質の安定した再現性が望まれる。最
近の装置のデジタル化、高密度化に伴い、キャラクタ−
、グラフィックス画像の基本となる線幅の再現性及び安
定性が装置の重要な性能上の項目となり、特に高密度化
により最小画素密度の再現性が厳しく要求されるように
なっている。

一方、電子写真方式におけるライン、ドツト画像は様々
な要因の変化により、その線幅が変動することが知られ
ている。そこで、第４図乃至第９図を用いて、電子写真
方式の複写機における画像の線幅の変動について説明す
る。

ここで、第４図は複写機の構成を示す説明図、第５図は
感光体の露光エネルギー分布と表面電位（潜像電位）分
布を示す特性図、第６図は感光体の表面温度と感度との
関係特性図、第７図は感光体の表面電位分布の温度依存
性を示す特性図、第８図は感光体の表面電位分布のオゾ
ン劣化を示す特性図、第９図は感光体の表面電位分布の
Ｉ−ナー粒度による変動を示す特性図である。

第４図に示すように、この種の複写機では、感光体１の
廻りに帯電装置２、露光装置３、現像部４、転写装置５
、分離部６、クリーニング部７及び除電部８が配置され
ている。感光体ｌ　（ここでは有機感光体）は帯電装置
２で一様に帯電されて表面電位分布Ｖ、をもつが、この
感光体１を露光装置３でレーザービーム照射する事によ
感光体１の表面電位分布が変化して潜像が形成され、照
射されたエネルギー分布に従い潜像電位形状が感光体１
の表面につくられる。次いで、現像部４による反転現像
により、レーザービーム照射により電位の下がった部分
にトナーを付着させる。

このようにして、最小画素密度華位でレーザービームを
ＯＮ、ＯＦＦした場合の感光体１の露光エネルギー分布
と潜像電位分布は第５図に示すようになる。第５図に示
すような潜像電位分布をもった感光体１に対して現像部
４から供給されるトナーがある一定の現像開始電圧■に
　（例えば−５００■）以下のところに付着する。

このトナーの付着で形成される画像の線幅は、第５図に
示すようにａとなり、これが書込密度に対して１００％
の再現性をもつ様に露光光学系条件（ビームパワー、ビ
ーム径１画素周波数ｄｗｔｙ等）が設定されて複写動作
が行なわれる。

所が複写画像の線幅は、各種の要因によって変動する。

その１つとして感光体１の温度依存性があり、ランニン
グに伴う機内の温度上昇、環境変動による温度変化の影
響により、感光体表面温度が上昇した時、感光体１の感
度は第６図に示すように上昇する。

この時、１ドツトラインの潜像の電位分布は第７図に示
す様になり、ある一定の現像開始電圧ＶＫをスレッシュ
とした時の線幅はａからａ′に変動する。逆に温度下降
がおこると感光体１の感度が悪（なり、線幅が細（なる
。

また、他の要因として感光体１のオゾン等の有害気体に
よる劣化があげられる。電子写真式複写酸の機内では、
第４図に示すようにコロナ放電を用いた帯電装置２及び
転写装置５を使用しているが、この副性生物として０３
等の気体が発生する。

これが感光体表面に付着した場合、表面抵抗または横方
向拡散に変化がおき、第７図に示す電位分布となり線幅
が変動する。これは長時間連続プリントをし、オゾンに
長時間感光体がさらされた時著しくあられれる。

また、他の要因としてトナーの粒径変動があげられる。

トナー補給により現像器内のトナーはある粒径分布をも
ったものとなるが、初期に粒径の小さなものが選択的に
消費されるため、トナーエンド近くでは粒径の大きなも
のがかたよって存在する。この結果、第９図に示すよう
に実際に現像される線幅すは小粒経時では潜像分布の線
幅ａに比較的忠実に再現されるが、大粒径時ではａより
はみだした領域に至ってしまい、線幅ｂ′は増大する。

これらの影響により、経時、環境に伴って線幅が変動し
文字やラインの太り、つぶれまたは、はそり、かすれと
いう現象がおこる。

この種の画像形成装置における画像の線幅及び濃度を調
整するプリンターが、特開昭６１．−２５１６１号公報
で提案されている。

この提案に係るプリンターでは、オペレータが操作パネ
ルの線幅指定スイッチを選択操作することにより、選択
された線幅に応じてレーザ光量が制御され、レーザ光量
が増加する（！：線幅が城少し、レーザ光量が減少する
と線幅が増大するという特性を利用して画像の線幅が制
御調整される。

また、オペレータが操作パネルの濃度指定スイッチを選
択操作することにより、帯電器に与える帯電電圧を変化
させ、高濃度が指定されるに応じて帯電電圧を上昇させ
ることにより、画像の濃度が制御調整される。

また、特開昭６３−６７０７３号公報Ｇこ、画像の線幅
の太りゃ細りによる画像のつぶれやかすれを修正し、画
像再現性を向上させたレーザ光変調方式が提案されてい
る。

この提案に係る方式では、イメージスキャン方式では黒
細線が、またバックグラウンド方式では白細線が太る傾
向にあるので、注目画素がこの細線に相当する場合には
、注目画素を形成するレーザ光量を低減して、所望の細
線が得られる。

また、イメージスキャン方式では白細線が、バックグラ
ウンド方式では黒細線が細る傾向にあるので、この場合
には注目画素を間接的に形成するレーザ光量を低減して
、所望の細線を得ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の特開昭６１−２５１６１号公報で提案されている
プリンターは、オペレータによって手動的に線幅と濃度
が選択されるが、装置の作動条件及び環境雰囲気の変化
に対応して、自動的に線幅や濃度を予め設定された基準
値に一致させる制御を行なうことは出来ない。

一方、特開昭６３−６７０７３号公報で提案されている
方式は、レーク光７が照射されることにより得られる細
線は太る傾向にあるので、このレーザ光量を減らすこと
により線幅を最適化し、レーザ光が照射されないことに
より得られる細線は細る傾向にあるので、この時には細
線を形成する周囲の画素のレーザ光量を減らすことによ
り線幅を最適化するものである。

従って、この提案に係る方式には感光体及び現像装置の
環境雰囲気や作動条件による特性変化に起因する線幅の
変化を修正するという技術的思想はなく、このため、顕
像後の線幅を一定にすることについては、考えられてい
ない。この提案に係る方式によっても、装置の作動条件
及び環境雰囲気の変化に対応して、自動的に線幅を基準
値に一致させる制御を行なうことは出来ない。

本発明は、前述したようなこの種の画像形成装置の現状
に鑑みてなされたものであり、その目的は装置の作動条
件や環境雰囲気の変化で変動する画像の線幅を線幅検出
手段で検出し、顕像画像の線幅が予め設定された基準線
幅となるように、露光装置を駆動するドライブ装置の制
御を制御補正手段によって補正する画像形成装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明はドライブ装置によ
り露光装置が光情報に応じて制御され、この露光装置の
感光体への露光によって、前記感光体に潜像が形成され
、この潜像が現像手段によって顕像化され、前記感光体
に前記光情報に対応した顕像画像が形成される画像形成
装置において、前記顕像画像の線幅を検出する線幅検出
手段と、この線幅検出手段で検出された線幅に基づいて
、前記顕像画像の線幅が予め設定された基準線幅となる
ように、前記ドライブ装置の制御を補正する制御補正手
段とを有する構成となっている。

〔作用〕

本発明では、装置の作動条件や環境雰囲気の変化、例え
ば装置作動時に発生するＣｈ　　（オゾン）によるオゾ
ン劣化、装置の作動時間の初期と後期でのトナー粒径の
変化、或は装置が使用される環境温度の変化によって変
動する、画像の線幅が線幅検出手段によって検出される
。

そして、制御補正手段が作動して、線幅検出手段で検出
された線幅に基づいて、顕像画像の線幅が予め設定され
た基準線幅となるように、ドライブ装置による露光装置
の制御が補正される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第３図を用いて詳細
に説明する。

ここで、第１図は実施例の構成を示す説明図、第２図は
実施例における制御補正手段の補正データを示す説明図
、第３図は実施例における線幅検出手段の動作を示す特
性図である。

第１図において、■は感光体、２は帯電装置、３は光学
系９とレーザーダイオード１０とからなる露光装置、４
は現像部、５は転写装置、６は分離部、７はクリーニン
グ部、８は除電部、１１は反射形フォトセンサ、１２せ
ＡＤ変換器、１３は演算装置、１４はデコーダ、１５は
ＤＡ変換器、１６はドライブ装置、１７はＤＡ変換器、
１８はコントロール装置である。

第１図に示すように、感光体１の廻りに、感光体１を帯
電する帯電装置２、感光体ｌを光情報に応じて露光する
露光装置３、露光によって感光体■に形成された潜像を
現像して顕像画像を形成する現像部４、感光体１の顕像
画像を検出する反射形フォトセンサ１１、感光体１の顕
像画像を転写紙に転写する転写装置５、転写紙を分離す
る分離部６、感光体１からトナーを除去するクリーニン
グ部７及び感光体１の除電を行なう除電部８が配設され
ている。

また、反射形フォトセンサ１１の出力端子にＡＤ変換器
１２が接続され、ＡＤ変換器１２の出力端子には演算装
置１３が接続され、演算装置１３の出力端子は、デコー
ダＩ４及びＤＡ変換器１５を介して、ドライブ装置１６
の制？ｆｆ１ｌ補正端子に接続されている。

そして、ドライブ装置１６の出力端子に、露光装置３を
構成するレーザーダイオ−１”　１０が接続されている
。一方、コントロール装置１８の出力端子にＤＡ変換器
１７が接続され、このＤＡ変換器１７の出力端子にドラ
イブ装置１６の入力端子が接続されている。

このような構成の実施例の動作を、次に説明する。

帯電装置２によって一様に帯電された感光体１にレーザ
ーダイオード１０から、感光体１の画像領域外に基準パ
ターンとなる、光情報が発せられ、この光情報によって
、潜像パターンが感光体１上に形成され、現像部４によ
って現像されて顕像化される。このようにして顕像化さ
れた基準パターンが反射形フォトセンサ１１で検出され
、反射形フォトセンサ１１からは電圧レベル信号■アが
出力される。又、この基準パターン中、若しくは基準パ
ターン外に顕像化されないパターン領域を設け、このパ
ターン領域がフォトセンサ１１で検出され、フォトセン
サ１１からは電圧レベル信号Ｖ。

が出力される。

これらの電圧レベル信号Ｖ、、Ｖ、が、ＡＤ変換器１２
でＡＤ変換されて演算装置１３に入力され、演算装置１
３では電圧レベル信号の比、■。

／ＶＰの演算が行なわれる。

このように、電圧レベル信号■、と電圧レベル信号Ｖ、
との比を用いるのは、感光体１上の位置的測定条件の変
化と、反射形フォトセンサ１１の経時的測定条件の変化
を相殺して無視出来るようにするためである。

演算装置１３では、得られたＶｔ／Ｖｐの演算結果と基
【４４となる予め設定された基準線幅に対応する相対レ
ベルとの差が演算され、得られた演算値がフィードバッ
クステップとされる。このフィトハックステップはデコ
ーダＩ４でデコードされてＤＡ変換器１５に与えられる
。

ＤＡ変換器１５はデコーダ１４でデコードされたデジタ
ル情報をＤＡ変換し、ドライブ装置１６ヘドライブ補正
情報として出力する。

ドライブ装置１６はアナログ回路で構成され、コントロ
ール装置１８により供給され、ＤＡ変換器１７でディジ
タル化される光情報に対応して駆動され、レーザダイオ
ードＩＯを発光させて、露光装置３により光情報に対応
した露光が行なわれる。

このドライブ装置１６の制御補正端子に、ＤＡ変換器１
５から前述のＶｃ／Ｖｐと基準線幅に対応する相対レベ
ルとの差信号が入力されると、ドライブ装置１６はＤＡ
変換器１７からの光情報を補正修正した動作を行なう。

第２図は、ドライブ装置１６の補正データを示すもので
、それぞれのＶＬ／’ＶＰの領域に対応して、フィード
バックステップが、＋２〜−５の範囲で与えられ、それ
ぞれのフィードバックステップに対して、補正光量が１
８．４〜ＩＯ，０（ｅｒｇ／ｃｍ２）の範囲で与えられ
る。

このようにして、レーザーダイオード１０は基準パター
ンのチエツクに基づき、プリントする画像情報信号を補
正したレーザー光を発生し、顕像化された画像情報が予
め設定された所定の線幅にて、転写紙に転写される。

この場合の実施例における補正量は、感光体トナー粒径
、オゾン発生量、レーザーダイオード等の作動特性を見
たうえで装置の作動条件に合わせて設定される。

実施例では、線幅検出手段として反射形フォトセンサ１
１を使用している。本来、反射形フォトセンサは多くの
公知例に見られるように濃度を検出して、顕像濃度をコ
ントロールする目的で用いられるが、実施例では線幅の
ばらつきを、反射形フォトセンサ１１の検出信号からＶ
ｔ　／Ｖｐを求めることによって検出している。

第３図は、ドツト密度３００ｄｐｉにおけるＶｔ／Ｖｐ
と線幅の関係を示すもので、このドツト密度では顕像の
１ラインの線幅は約８４．７μｍが標準である。

同図に示すように、３ライン顕像してて３ライン非顕像
の３ラインペアと、■ライン顕像して１ライン非顕像の
１ラインペアではＶｔ／Ｖｐの傾きが大きくちがう。そ
れぞれについて、特性直線の傾斜は一定で線幅バラツキ
を平均濃度として的確に検出することが出来る。

第１図において、ＡＤ変換器１２からＤＡ変換器１５．
１７までの制御はマイクロコンピュータにて行うことに
よりハード的に簡素化できる。また、レーザーダイオー
ド１０の発光はパルス制御、発光強度制御或はビーム径
制御のいずれかの方法で制御される。

このようにして、実施例によると、作動時に発生するオ
ゾン劣化、トナー粒径の変化或は装置の環境温度の変化
によって変動する顕像画像の線幅が、反射形フォトセン
サ１２と演算装置１３とで検出され、この線幅が予め設
定された基準線幅となるように、ドライブ装置１６でレ
ーザーダイオード１０が補正駆動されるので、作動条件
や環境雰囲気が変化しても、常に所定の線幅での画像形
成が行なわれる。

なお、実施例では線幅検出手段として反射形フォトセン
サを用いたものを説明したが、本発明は実施例に限定さ
れるものでなく、線幅検出手段として、直接ライン幅を
検知できるＣＣＤを用いることも出来る。

また、実施例では、顕像の線幅のみを使用して制御を行
なっているが、この他に画像形成枚数など、他の検知因
子も組合せた制御を行なうことにより、より制御効果を
高めることが出来る。

さらに実施例では、２値制御の場合を説明したが、ドラ
イブ装置によるレーザーダイオードの駆動によって中間
調を得るものにも本発明を適用することが出来る。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によると装置の作動
条件や環境雰囲気が変化しても、常に所定線幅の鮮明な
画像を形成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示す説明図、第２図は
実施例における制御補正手段の補正データを示す説明図
、第３図は実施例における線幅検出手段の動作を示す特
性図、第４図は複写機の構成を示す説明図、第５図は感
光体の露光エネルギー分布と表面電位分布を示す特性図
、第６図は感光体の表面濃度と感度との関係特性図、第
７図は感光体の表面電位分布の温度依存性を示す特性Ｍ
、第８図は感光体の表面電位分布のオゾン劣化を示す特
性図、第９図は感光体の表面電位分布のトナー粒度によ
る変動を示す特性図である。 ｌ・・・・・・感光体、２・・・・・・帯電装置、３・
・・・・・露光装置、４・・・・・・現像部、５・・・
・・・転写装置、６・・・・・・分離部、７・・・・・
・クリーニング部、８・・・・・・除電部、９・・・・
・・光学系、１０・・・・・・レーザーダイオード、１
１・・・・・・反射形フォトセンサ、１３・・・・・・
演算装置、１４・・・・・・デコーダ、１６・・・・・
・ドライブ装置、１８コントロール装置。 第 図 ｒ、ｏ　。 ＶンゆＱ、８Ｆ ０．６「 ＜３００ｄｐＤ 第４図 第 ２図 第５図 ４ｔＩｔ位 一一一　ず埠；光ニオトノしｆト“− −＆面電位 ＋ 第 図 ＆面；ｘＬ度 第７図 第８図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ドライブ装置により露光装置が光情報に応じて制御され
   、この露光装置の感光体への露光によつて前記感光体に
   潜像が形成され、この潜像が現象手段によつて顕像化さ
   れ、前記感光体に前記光情報に対応した顕像画像が形成
   される画像形成装置において、前記顕像画像の線幅を検
   出する線幅検出手段と、この線幅検出手段で検出された
   線幅に基づいて、前記顕像画像の線幅が予め設定された
   基準線幅となるように前記ドライブ装置の制御を補正す
   る制御補正手段とを有することを特徴とする画像形成装
   置。