JPH034252A - 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〕 本発明は入力した画像信号に基づいてパルス幅変調信号
を形成し、前記パルス幅変調信号に基づいてレーザを変
調し画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〕

従来、この種の装置においては、感光ドラムに光を照射
して潜像を形成し、形成された潜像を現像剤で現像する
ことにより顕像化させるように構成されている。

一般に感光ドラムの感度は使用雰囲気の変化やドラム劣
化等の影響で一定ではない。

そのため、表面状態センサを設け、感光ドラムの表面状
態を適時測定し、測定値と比較しながらコロナ帯電器の
グリッド電圧や、画像露光時の露光エネルギーを変化さ
せることで、感光ドラムの表面状態を制御していた。

さらに、出力された画像の濃度を一定に保つため、たと
えば温湿度検知手段を画像形成装置に付加することによ
り、検知された温湿度で画像形成条件を変化させて出力
濃度を一定にするものであった。

第４図に従来例として前記画像形成条件の設定を、コロ
ナ帯電器のグリッド電圧を制御することで行い、さらに
その形成条件の範囲がグリッド電圧の制御範囲をこえた
時に、露光量を切換えることで最適条件に設定するもの
の例を示す。

これは画像形成条件として感光ドラム表面の電位コント
ラストを制御するための方法で露光量を一定とした時に
グリッドバイアスを変化させ、感光体の表面電位（Ｖｏ
）を変化させ必要とするＶコントラスト（ＶＤ　　ＶＬ
）を得るためのグリッドバイアスを算出するものである
。

ところが必要とする電位コントラスト（ＶＯ−Ｖ　Ｌ　
）の変化範囲が広い場合には、単一露光量では十分に広
い変化範囲がとれないため第５図に示すように、低コン
トラスト側と高コントラスト側で露光量を切換える方法
が行われている。すなわち、電位コントラストがＢ点よ
りも高い場合には露光量が（ＬＯ）から（ＨＰ　）へ切
換わる操作が行われる。この露光量が変化した時の電位
コントラストの制御方法は第４図に示すとおり、同一電
位コントラストＢ及びＢ′　を得るために露光量の変化
に伴いグリッドバイアスを変化させてドラム表面電位（
ＶＤ）を制御することになる。以上述べた方法によりた
とえば電位コントラストが低いＡ側から高いＣ側へ変化
していく場合にはＡ＋Ｂ→Ｂ′→Ｃ１また逆の場合には
Ｃ，Ｂ’　→Ｂ−４Ａという制御が行われ、広範囲の電
位コントラスト制御を行うことが可能となっていた。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、上記従来例ではレーザーの露光量を切り
換える時以下のような問題点が発生した。

すなわち、入力された画像信号に基づきレーザー駆動信
号をパルス幅変調（ＰＷＭ）することでレーザーの発光
量を変化させ、感光体に画像記録を行う場合、レーザー
駆動信号としてあたえられるパルス幅とレーザー発光光
量との関係は第８図に示す特性になる。

第８図で、画像データのレベル００Ｈ（白部）〜ＦＦＨ
（黒部）〔１６進〕により、この特性カーブの直線的な
部分をできるだけ広く使用するために画像データの最小
レベル００Ｈをカーブがリニアーになり始める時の光量
に、又、画像データの最大レベルＦＦＨをカーブがリニ
アーからはずれる直前の光量になるように設定する。

しかし、レーザパワー切り換えを行うと、レーザは所定
のしきい値電流を越えたところから発光を開始する為、
第７図に示す様に同じパルスを与えてもレーザ電流が異
なる為レーザ光量が異なってくる。従ってレーザパワー
を切り換えた時のレーザドライバに与えるパルス幅と光
量の関係は第８図に示すカーブ■とカーブ■の様に前述
のりニア−な領域が変わってくる。ここでカーブ■はレ
ーザパワーが大きい時、カーブ■はレーザパワーが小さ
い時のものである。

そこでレーザパワーを変化させても同一画像データに対
し同一の画像濃度を得るためには、レーザパワーの切り
換えに伴なってパルス幅を変える必要があるためレーザ
ーパワーの切換え数だけパルス幅変調回路を持たなけれ
ばならないという問題が生じていた。

しかしながら、たとえば、ハイパワー、ローパワーの２
段切換の変調回路を設けたとしても調整作業が複雑にな
る等や２段階の切り換えでは切り換え時の露光量の変化
が大きすぎて切り換時の感光体のＥ−Ｖ特性の変化に伴
う画質の変化が著しくなってしまうと云う問題があった
。そこで、さらに多段の露光量切換えを行って１回の切
換時の露光孟変化を少な（して・画質変化の発生を減少
させ、感光体の電位コントラスト制御を安定かつ広範囲
に行うことも考えられるがコスト、調整等の問題から実
現困難であった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので高品位の画像を
複雑な構成を取ることなく得られる様にした画像形成装
置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明によれば
入力された画像信号に基づきパルス幅変調されたレーザ
ー駆動信号を形成し、感光体に画像形成を行う画像露光
手段と、感光体の表面状態制御データに基づき画像形成
時の画像露光手段の露光エネルギーを切り換える切換手
段とを有し、露光エネルギーの切換時に入力された画像
信号を補正し、補正された画像信号に基づきパルス幅変
調されたレーザー駆動信号により画像形成を行う構成と
したので常に最適なパルス幅のレーザー駆動信号を与え
ることが可能となり、高品位かつ安定した画像形成を行
うことが可能となる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本実施例の密着型カラー〇ＣＤセンサを用いた
画像形成装置の構成図である。

複写装置８０は、リーグ部１００とプリンタ部２００と
から構成されている。８３は原稿走査ユニットであって
、原稿台上の原稿８４の画像を読み取るべく矢印Ａの方
向に移動走査すると同時に、原稿走査ユニット８３内の
露光ランプ８５を点灯する。原稿からの反射光は、不図
示の集束性ロッドレンズアレイに導かれて、密着型カラ
ーＣＣＤセンサ８７に集光される。密着型カラーＣＣＤ
センサ８７は、６２．５μｍ（１／１６ｍｍ）を１画素
として１０２４画素のチップが千鳥状に５チツプで配列
されており、各画素は１５．５μｍＸ６２．５μｍに３
分割され、各々にＣ，Ｇ、　　Ｙの色フィルタが貼りつ
゛けられている。

密着型カラーＣＣＤセンサ８７に集光された光学像は、
各色毎に電気信号に変換される。これら電気信号は処理
ブロック８８によって、後述する所定の処理が行われる
。画像処理ブロック８８によって形成された色分解画像
電気信号は、プリンタ部２００へ送信されて印刷される
。

リーグ部１００よりのカラー画像データは、ＰＷＭ処理
等が施されて、最終的にレーザを駆動する。画像データ
に対応して変調されたレーザ光は、高速回転するポリゴ
ンミラー８９により高速走査し、ミラー９０に反射され
て感光ドラム９１の表面に画像に対応したドツト露光を
行う。レーザ光の１水平走査は、画像の１水平走査に対
応し、本実施例では１／１６ｍｍの幅である。一方、感
光ドラム９１は矢印方向に定速回転しているので、主走
査方向には前述のレーザ光走査、副走査方向には感光ド
ラム９１の定速回転により、逐次平面画像が露光される
。

感光ドラム９１は、露光に先立って帯電器９７による一
様帯電がなされており、帯電された感光体に露光される
ことによって潜像を形成する。所定の色信号による潜像
に対して、所定の色に対応した現像器９２〜９５によっ
て顕像化される。

例えば、カラーリーダーにおける第１回目の原稿露光走
査に対応して考えると、まず感光ドラム９１上に原稿の
イエロー成分のドツトイメージが露光され、イエローの
現像器９２により現像される。次に、このイエローのイ
メージは転写ドラム９６上に捲回された用紙上に感光ド
ラム９１と転写ドラム９６との接点にて、転写帯電器９
８によりイエローのトナー画像が転写形成される。これ
と同一過程をＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブ
ラック）について繰返し、用紙上に各画像を重ね合わせ
ることにより、４色トナーによるカラー画像が形成され
る。

次に、第２図を用いてレーザー露光エネルギーの切換方
法について説明する。第２図は処理ブロック８８を含め
たレーザ駆動系の詳細図である。２６は感光体９１に帯
電された電位を検出するための電位センサー、２７は電
位センサー２６からの出力をデジタル信号に変換して制
御部２５のＣＰＵ２５−１に入力する電位測定ユニット
である。

又、機内環境を測定し、電位制御にフィードバックさせ
るための湿度センサー９８及び温度センサー９９のデー
タがＡ／Ｄ変換器２５−３にてＡ／Ｄ変換されＣＰＵ２
ｊ−１に入力される。そして現時点での環境測定の結果
から必要電位コントラストが算出される。

その結果、第５図に示す様に必要電位コントラストから
レーザー露光量が決定され、その露光量を用いて感光ド
ラムの電位制御が開始される。この実施例では２段階の
露光量切換の例を示している。

〔階調制御回路の説明（第３図）〕 第３図は階調制御回路２１のブロック図である。

リーグ部１００の処理ブロック８８から出力された８ビ
ツトの画像データ１１は、同期信号処理部（不図示）よ
りの同期信号ＲＨＳＹＮＣ及び画像クロックＲＣＬＫに
同期してバッファメモリ３ｏに入力される。バッファメ
モリ３ｏに格納されている画像データは、同期制御部３
１よりのＨＳＹＮＣ及びＣＬＫ信号３２に同期してバッ
ファメモリより読出される。

これによりリーグ部１００とプリンタ部２００の同期ず
れや速度変換が行われて、画像データがセレクタ３３に
出力される。

制御部２５のＣＰＵ２５−１よりの選択信号３４が、セ
レクタ３３のＡ入力を選択すると、画像データはルック
アップテーブル用ＲＡＭ　（ＬＵＴＲＡＭ）３８のアド
レスに入力される。この時、ＣＰＵ２５−１は制御信号
３６によりＬＵＴＲＡＭ３８を読出しにすると、ＬＵＴ
ＲＡＭ３８はアドレス入力に対応したデータを出力する
。ＬＵＴＲＡＭ３８から出力されたデータはセレクタ３
９に出力され、前述の選択信号３４によって次のセレク
タ４０に入力される。セレクタ４０の選択信号４２がＡ
入力を選択していると、セレクタ４０からの画像データ
はＤ／Ａ変換器４１に出力され、アナログ信号４１−１
に変換される。

アナログ信号に変換された画像信号４１−１は２値化回
路４４により２値化される。２値化回路４４の具体例を
第６図に示す。同期制御部３１から出力される所定周期
のＣＬＫ信号５１に基づいて三角波発生回路４４−１に
より三角波を発生し、三角波のゲイン、オフセットレベ
ルをそれぞれ４４−３．４４−５で示されるボリューム
により調整する。調整された三角波はコンパレーター４
４−６によりアナログ画像信号４！−１と比較する事に
よってパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を形成し、このＰＷ
Ｍ信号はゲート回路４５へ入力される。

尚、この出力されるパルス幅とレーザ発光光量の関係は
第８図に示す特性となる。画像データーのレベル００　
、−ＦＦ　、　（１６進）により、この特性カーブのリ
ニアーの部分をできるだけ広く使う為に、画像データー
の最小レベル００Ｈをカーブがリニアーになり始める時
のパワーに、又、画像データーの最大レベルＦＦＨをカ
ーブがリニアーからはずれる直前の時のパワーになる様
に光路中に光エネルギーを測定できる装置を用いて前述
のゲイン、オフセットのボリュームをマニュアル調整す
る。

しかし、後述のレーザパワー切り換えを行うと、レーザ
は所定のしきい値電流を越えたところから発光を開始す
る為、第７図に示す様に同じパルスを与えてもレーザ電
流が異なる為レーザ光量が異なってくる。従ってレーザ
パワーを切り換えた時のレーザドライバ２２に与えるパ
ルス幅と光量の関係は第８図に示すカーブ■とカーブ■
の様に前述のりニア−な領域が変わってくる。ここでカ
ーブのはレーザパワーが大きい時、カーブ■はレーザパ
ワーが小さい時のものである。

そこでレーザ光量を変化させても同一画像データに対し
同一の画像濃度を得るためには、レーザ光量の切り換え
に伴なってパルス幅を変える必要がある。

ここで、さらに第８図を見るとレーザー光量の切換時に
、パルス幅に対してリニアーな領域の変化の影響が強（
現われるのは、主にレーザー発光の開始し始めるデータ
００Ｈ付近である。

この００Ｈ付近の光量及びパルス幅に対する光量変化の
リニアリティーは、出力画像の画質に大きな影響をあた
える。特に反転現像方式を用いた場合は画像でハイライ
ト部に相当し、画質の変化として無視できないものであ
る。

そこで、本実施例ではレーザー光量切換時に各光量でそ
れぞれ第６図に示す２値化回路を複数持つのではなく、
データーのパルス幅を補正することで上記の問題点を解
決したものである。

本実施例を第９図を用いて説明する。第９図、第８図の
横軸をレーザー駆動のパルス幅からビデオデータＯＯ，
４〜ＦＦＨ（１６進）に変えたもので、実際の画像形成
時には第９図に示すリニアリティーの良い領域のみ使用
する。

第９図ではカーブ■のレーザパワーの大の場合に、第６
図の２値化回路４４を用いてＰＷＭ調整すなわち００Ｍ
光量及びＦＦＨ光量のパルス幅設定を行う。

次にカーブ■に示すレーザパワー小の場合、単にレーザ
ー駆動電流を減少させ、レーザーパワーを減少させると
、カーブ■のデータ００Ｈ付近はまだ光量が充分に出力
されてなく、かつリニアな領域まで達していないことが
わかる。リニアな領域になるのは第９図カーブ■ではデ
ータ１０Ｈ付近であることがわかる。

そこで、レーザーパワー大でＰＷＭ調整（００８１ＦＦ
Ｈ光量のパルス幅設定）をした状態でレーザーパワーを
小とした場合にはビデオデーターとして１０Ｈ−ＦＦＨ
のリニアーな領域を使用すれば良いことになる。すなわ
ちレーザパワー小の場合ビデオデータＯＯＨを→ｌＯＨ
へ補正すれば良いことになる。

本実施例では第３図に示す階調制御回路２１内のＬＵＴ
ＲＡＭ内８内で入力データーの補正を行っている。その
内容を第１０図に示す。

第１Ｏ図に入力画像データに対して出力画像データを補
正する時に参照するルックアップテーブル（ＬＵＴ）の
内容を示している。

第１Ｏ図でＬＵＴ■は入力画像データに対して出力画像
データを補正なしで出力する場合で前述のレーザーパワ
ー大の場合に使用される。

ＬＵＴ■は入力画像データＯＯＨに対して出力画像デー
タｌＯＨが出力され入力画像データ００Ｈ〜ＦＦＨに対
して出力画像データ１０Ｈ−ＦＦ、が出力されるように
補正するテーブルであり、これは前述のレーザーパワー
小の場合に使用される。

従ってレーザーパワーを変化させても同一画像データに
対して補正データーを出力することで同一の階調性、画
像濃度を得ることができることになる。

第１１図に、本実施例に用いられたレーザードライバ２
２の詳細図を示す。レーザー素子２３に供給する定電流
値を変更するためにはオペアンプ２２−５の＋側入力の
電圧を変化させることで達成でき、レーザーパワーの切
換を行っている。

〔他の実施例〕

前述の実施例では２段階のレーザー光量切換時の例を示
したが、さらに多段のレーザー光量切換時においても本
発明を適用できるものである。

第１２図、第１３図はレーザー光量を４段切換とした時
の入力画像データに対する出力画像データ特性、画像デ
ータに対するレーザー光量特性をルックアップテーブル
ＬＵＴ■〜■に関して説明したものである。このように
光量の切換段数がふえても２値化回路をその数だけ持た
なくてもＬＵＴＲＡＭ内に切換数だけの補正用ＬＵＴを
持つことで、画像を高品位に再現することが可能となる
。

なお、レーザー光量切換もステップ状の切換ではな（連
続的に変化させることも可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によればレーザー光量を変化さ
せた場合にも、最適なパルス幅の駆動信号を印加するこ
とが可能となり高品位かつ安定した画像を形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のカラー複写機の断面図、第２図は本
実施例カラー複写機の処理ブロックを含めたレーザー駆
動系の詳細図、 第３図は階調制御回路のブロック図、 第４図、第５図は従来の電位制御方式を表わす図、第６
図は本実施例の２値化回路の詳細図、第７図はレーザー
パワーと発光波形の関係を示す図、 第８図はパルス中とレーザー発光光量の関係を示す図、 第９図、第１２図はビデオデータとレーザー発光光量の
関係を示す図、 第１Ｏ図、第１３図は本実施例のＬＵＴの内容を表わす
図、 第１１図はレーザードライバーの詳細図である。 図中、 １１・・・画像データ、 ２０・・・ＢＤ検出器、 ２１・・・階調制御回路、 ２２・・・レーザドライバ、 ２３・・・レーザ、 ２５・・・制御部、 ２６・・・電位センサ、 ２７・・・電位測定ユニット、 ２９・・・感光体、 ３０・・・バッファメモリ、 ３１・・・同期制御部、 ３３、　３９．　４０・・・セレクタ、３８・・・ルッ
クアップテーブルＲＡＭ　（ＬＵＴＲＡＭ）、４１・・
・Ｄ／Ａ変換器、 ４４−６・・・コンパレータ、 ４４−１・・・三角波発生部、 ｉｏｏ・・・リーグ部、 ２００・・・プリンタ部である。 躬 図 弔 ４ 図 ソ 図 １≠零儂イ立コントラスト Ｄ−Ｖｃ レーす一光量 小 大 入力Ａｌｔチータ ４４デ゛−り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力された画像信号に基づきパルス幅変調されたレーザ
   ー駆動信号を形成し感光体に画像形成を行う画像露光手
   段と、前記感光体の表面状態制御データに基づき画像形
   成時の画像露光手段の露光エネルギーを切り換える切換
   手段とを有し、 前記露光エネルギーの切換時に前記入力された画像信号
   を補正し、補正された画像信号に基づきパルス幅変調さ
   れたレーザ駆動信号により画像形成を行うことを特徴と
   する画像形成装置。