JPH0389268A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えばレーザプリンタ、デジタル複写機、フ
ァクシミリ装置等に用いられる画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来、写真等の階調性を有する画像を、階調性を保持し
つつ二値化する手法として組織的デイザ法、面積階調法
等が用いられており、また、レーザプリンタ等において
はレーザ駆動パルスのパルス幅を可変として階調表現を
実現するパルス幅変調法が用いられている。このパルス
幅変調法は、入力された画像の濃度に応じて各画素に対
するパルス幅を決定し、この決定されたパルス幅に応じ
てレーザを駆動することによりレーザ発光時間、つまり
露光量を可変して階調表現を行うものである。

しかしながら、同じ濃度を持つ画像領域をパルス幅変調
にて画像形成する場合、第２３図（ｂ）に示すように、
レーザ駆動パルスのパルス幅を同一にするとともに、一
定間隔をおいて常に各画素について同じ開始タイミング
でレーザを発光させているので、１画素に対する発光位
置は常に一定となっている。したがって、第２３図（ａ
）に示すように、隣接する走査ライン（ライン３とライ
ン４、及びライン４とライン５）間では、レーザ光を走
査するポリゴンミラーの面倒れ特性による接触部分、つ
まり２重露光が発生し、かかる状態で走査露光して得ら
れた画像は、第２４図に示すように、２重露光部分のト
ナー付着量が多くなり、特に中間調部分に画像劣化を生
じるという欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記したように同じ濃度を持つ画像領域をパ
ルス幅変調にて画像形成する場合、レーザ駆動パルスの
パルス幅を同一にするとともに、一定間隔をおいて常に
各画素について同じ開始タイミングでレーザを発光させ
ているので、１画素に対する発光位置は常に一定となり
、隣接する走査ライン間では、レーザ光を走査するポリ
ゴンミラーの面倒れ特性による接触部分、つまり２重露
光が発生して画像劣化を生じるという欠点を除去するた
めになされたもので、ポリゴンミラーの面倒れ特性に左
右されずに良好な中間調の画像を得ることのできる画像
形成装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の画像形成装置は、画像情報中の各画素に応じた
長さのパルスを生成するパルス生成手段と、このパルス
生成手段で生成されたパルス長に応じて発光する発光手
段と、この発光手段で感光体上を走査することにより発
光時間に応じた濃淡を有する潜像を形成する潜像形成手
段と、この潜像形成手段により形成された潜像を現像し
て階調性を有する画像を形成する画像形成装置において
、前記発光手段の発光を、前記画像情報中の各画素の第
１のタイミングで行うか第２のタイミングで行うかを各
走査ラインごとに切り替える制御手段を具備したことを
特徴とする。

（作用） 本発明は、画像情報中の各画素に応じてパルス幅を可変
にし、このパルス幅に応じて発光手段を発光させること
により階調表現を実現する、所謂パルス幅変調を採用す
る画像形成装置において、各画素に対する発光のタイミ
ングを各走査ライン毎に変えることにより走査ライン間
で位相をずらして光照射するようにしたものである。こ
れによりポリゴンミラーの面倒れがあっても、特に中間
調の画像形成時は光照射部分が例えば千鳥状になって各
走査ライン間で接触あるいは近接する部分が少なくなり
、ポリゴンミラーの面倒れ特性に左右されずに良好な中
間調の画像を得ることのできるものとなっている。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は、半導体レーザーを用いた電子写真方式の画像
形成装置の外観を示し、第３図はその内部構成を示す。

この画像形成装置（レーザープリンタ）は、電子計算機
、ワードプロセッサなどの外部装置であるホストシステ
ム（図示しない）とインターフェイス回路等の伝送コン
トローラを介して結合された状態となっている。そして
、ホストシステムより印字開始信号を受けると画像記録
動作を開始し、被転写材としての用紙に記録するように
なっている。

この画像形成装置は、次のような構成となっている。

すなわち、図中１は装置本体であり、この装置本体１内
の中央部には第３図に示すように主制御基板２が配置さ
れている。そして、この主制御基板２の後方（第３図の
状態において右側方向）には画像を形成するための電子
写真プロセスユニット３が配置されておりまた、前方下
部には複数枚の機能追加用制御基板４を複数枚収容する
制御基板収容部５がまた、前方上部には排紙部６が形成
された状態となっている。

上記機能追加用制御基板４は機能追加（例えば書体、漢
字等の種類を増設等）の程度に応じて最大３枚まで装着
できるようになっており、さらに、最下段に位置する機
能追加用制御基板４の前端縁部に配設された３個所のＩ
Ｃカード用コネクタ１６・・・に機能追加用ＩＣカード
１７を挿入することによりさらに機能を追加できるよう
になっている。また最下段に位置する機能追加用制御基
板４の左端面部には、２つのインターフェイス◆コネク
タ（図示しない）が配設された状態となっており、これ
らインターフェイス・コネクタは装置本体１の左側面部
に形成された開口部１８（第２図参照）に対向するよう
になっている。

また、装置本体ｌ内下部は、給紙カセット７を収容する
カセット収容部８となっている。

上記排紙部６は、第２図に示すように装置本体１の前部
上面に形成された凹所からなりその前端縁部には、排紙
部６に折重ねたり、図のように展開できる回動可能な排
紙トレイ９が設けられている。さらに、この排紙トレイ
９の前端中央部には、切欠部９ａが形成されているとと
もに、この切欠部９ａに収容したり、第３図のように展
開できる回動可能なコ字状の補助排紙トレイ１０が設け
られている。そして、排紙される用紙Ｐのサイズに応じ
て排紙部６の大きさを調節できるようになっている。

さらに、この排紙部６の左側に位置する装置本体の左枠
部１ａの上面には、表示用ＬＥＤＩＩ、２桁の状態表示
用の７セグメント表示器１２、及びスイッチ１３を配置
したコントロールパネル１４が配置されているとともに
、装置本体１の後面側には、手差しトレイ１５が装着さ
れた状態となっている。

次に、帯電、露光、現像、転写、剥離、清掃、及び定着
等の電子写真プロセスを行なう上記電子写真プロセスユ
ニット３について第３図及び第４図を参照して説明する
。

ユニット収容部のほぼ中央部には像担持体としてのドラ
ム状感光体２０が配置されており、この感光体２０の周
囲には、その回転方向に沿ってスコロトロンからなる帯
電チャージャ２１、静電潜像形成手段としてのレーザー
露光ユニット２２の露光部２２ａ１現像工程と清掃（ク
リーニング）工程とを同時に行なう磁気ブラシ式の現像
装置２３、スコロトロンからなる転写チャージャ２４、
メモリ除去ブラシ２５、及び前露光ランプ２Ｂが順次配
設されている。

また、装置本体１内には、給紙カセット７から給紙手段
２７を介して給紙された用紙Ｐ及び手差しトレイ１５か
ら手差し給紙された用紙Ｐを上記感光体２０と転写チャ
ージャ２４との間の画像転写部２８を経て装置本体１の
上面側に設けられた排紙部６に導く用紙搬送路２９が形
成されている。

また、この用紙搬送路２９の画像転写部２８の上流側に
は、搬送ローラ対３０、アライニングローラ対３１、及
び搬送ローラ対３２が配置され、下流側には定着ユニッ
ト３３及び排紙ローラユニット３４が配置されている。

さらに、搬送ローラ対３２の配設位置の上方には、冷却
ファンユニット３５が配設された状態となっている。

なお、アライニングローラ対３１の近傍にはアライニン
グスイッチ３６が設けられているとともに画像転写部２
８の近傍には搬送ガイド３７が設けられている。

しかして、ホストシステムにより印字開始信号を受ける
とドラム状感光体２０が回転するとともに、感光体２０
は帯電チャージャ２１で帯電される。次にホストシステ
ムよりのドツトイメージデータを受けて変調されたレー
ザービームａをレーザー露光ユニット２２を用いて上記
感光体２０上に走査露光し、感光体２０上に画像信号に
対応した静電潜像を形成する。この感光体２０上の静電
潜像は、現像装置２３の現像剤磁気ブラシＤ′中のトナ
ーｔによって現像され顕像化される。

一方、このトナー像の形成動作に同期して給紙カセット
７から取出されたり、手差しトレイ１５から手差し供給
された用紙Ｐがアライニングローラ対３１を介して送り
込まれ、予め感光体２０上に形成された上記トナー像が
転写チャージャ２４の働きにより用紙Ｐに転写される。

次いで、用紙Ｐは用紙搬送路２９を通過して定着ユニッ
ト３３に送り込まれ上記トナー像が用紙Ｐに溶融定着さ
れる。そして、この後、排紙ローラユニット３４を介し
て排紙部６に排出される。

なお、用紙Ｐ上にトナー像を転写した後、感光体２０上
に残った残留トナーは、導電性ブラシからなるメモリ除
去ブラシ２５により除去されてメモリ除去がなされる。

また、第４図に示すように上記定着ユニット３３は、ヒ
ータランプ４０を内蔵したヒートローラ４１と、このヒ
ートローラ４１に圧接された加圧ローラ４２を備え、こ
れら定着ローラとしてのローラ４１．４２間を用紙Ｐが
通過することによりトナー像が用紙Ｐに溶融定着される
ようになっている。

また、上記ヒートローラ４１及び加圧ローラ４２は下部
ケーシング４３及び上部ケーシング４４により囲繞され
ており、定着に必要な良好な温度雰囲気を確保するよう
に外部に極力熱が逃げないような構造となっている。

上記ヒートローラ４１には、クリーナ４５が接した状態
となっており、常に良好な定着が行なえるように清浄な
状態となっているとともに、サーミスタ４Ｂにより定着
に必要な温度に保つように温度制御がなされる構成とな
っている。

また、上部ケーシング４４内かつヒートローラ４１と加
圧ローラ４２との接触部４７の上流側近傍には、用紙ガ
イド４８が配置され、定着ユニット３３に導かれた用紙
Ｐの先端を確実にヒートローラ４１と加圧ローラ４２と
の間に案内するようになっている。なお、定着ユニット
３３の用紙出口側には、下部ケーシング４３と一体に用
紙ガイド４９が設けられていて、定着群の用紙Ｐを排紙
ローラユニット３４に導くようになっている。

また、転写チャージャ２４の搬送方向側に位置して配置
されて用紙Ｐの非画像面側を案内する上記搬送ガイド３
７は、接地状態となっていて用紙Ｐを静電的に吸引浮上
させる働きをする。

また、上記排紙ローラユニット３４は、下部ローラ５０
と上部ローラ５１とからなり、その搬送方向には用紙Ｐ
の非画像形成面側に接触する除電ブラシ５２が設けられ
た状態となっている。上部ローラ５１及び除電ブラシ５
２を含む上半分は、上記搬送ガイド３７、転写チャージ
ャ２４などと装置本体１のトップカバー６０の下面側に
取付けられた状態となっている。

上記トップカバー６０は、装置本体１の後端側上部に設
けられた支軸６１を回動支点として第５図に示すように
最大１２０＠程度まで回動変位可能となっており、必要
に応じて用紙搬送路２９の大部分を露出させることがで
きるようになっているとともに、用紙搬送路２９に対向
する機器を露出させることができるようになっている。

そして、用紙Ｐの詰まり除去作業や、機器の保守点検及
び交換作業が容易に行なえるようになっている。なお、
第５図に示す６２はオゾンフィルタであり、６３はトナ
ーカートリッジである。

また、第３図に示す装置本体１のリヤカバー６４も支軸
６５を介して開閉自在となっており、用紙搬送路２９の
起端側、すなわち、給紙手段２７により取出された用紙
Ｐを案内する湾曲搬送部を開放できるようになっており
、この部分に詰まった用紙Ｐを容易に取り除くことがで
きるようになっている。

また、第４図に示すように、上記レーザー露光ユニット
２２は、半導体レーザー発振器９０（詳図しない）、ポ
リゴンミラー９１とミラーモータ９２からなるポリゴン
スキャナ９３、ｆθ用の第２レンズ９５、ｆθ用の第２
レンズ９５、走査されたレーザー光ａを所定の位置へ走
査するための反射ミラー９８．９７等から構成されてい
る。

また、このレーザー露光ユニット２２の制御基板１０１
は、コネクタ１０２を介して上記主制御基板２に接続さ
れている。

さらに、レーザー露光ユニット２２は、底面側が開口す
、る合成樹脂製のケーシング１０３内に収容され、この
ケーシング１０３の底面開口部は金属製のシールド板１
０４で閉塞された状態となっているとともに、ケーシン
グ１０３の上面側には金属製の補強板兼用のシールドカ
バー１０５が重合された状態となっている。シールドカ
バー１０５には、導電性の接触片１０６が接続されてお
り、レーザー露光ユニット２２を図示しない取付手段を
介して所定位置に取付けた際に、この接触片１０６が現
像装置２３をスライド自在に案内する金属製のガイドレ
ールに接触した状態となり、帯電チャージャ２１等から
の静電的な悪影響が内部に及ぶことによる誤動作を防止
するようになっている。

なお、上記感光体２０は、有機光導電体を用いており、
アルミニューム筒の表面に電荷発生層と、この電荷発生
層を被覆する電荷輸送層とを形成した構成となっている
。

また、現像装置２３は、電子写真方式のプロセスの簡素
化を行なうために、反転現像法を採用し、かつ、転写残
りトナーｔの除去を現像と同時に行なう方法を採用して
いる。この現像装置２３は、第４図に示すように現像剤
収容部１２０を有したケーシング１２１内に、感光体２
０及びこれに対向して現像ローラ１２２が設けられてい
るとともに現像剤収容部１２０には、トナー（着色粉）
ｔとキャリヤ（磁性粉）Ｃとからなる二成分現像剤りが
収容されている。また、上記現像ローラ１２２の表面に
形成された現像剤磁気ブラシＤ′の感光体２０との摺接
部、すなわち現像位置１２３よりも感光体２０の回転方
向の上流側には現像剤磁気ブラシＤ′の厚みを規制する
ドクタ１２４が設けられた状態となっている。さらに、
現像剤収容部１２０には、第１、第２の現像剤攪拌体１
２５　、１２６が収容されている。

なお、現像装置２３には、トナー補給装置としてのトナ
ーカートリッジ６３（第５図参照）が装着されていて現
像剤収容部１２０にトナーｔを適宜補給するようになっ
ている。

また、現像ローラ１２２は、３つの磁極部１２７゜１２
８　、１２９を有した磁気ロール１３０と、この磁気ロ
ール１３０に外嵌され図中時計方向に回転する非磁性の
スリーブ１３１とから構成されている。磁気ロール１３
０の３つの磁極部１２７　、１２８　、１２９の内、現
像位置１２３に対向する磁極部１２８はＮ極であり、他
の磁極部１２７　、１２８はＳ極となっている。また、
磁極部１２７と磁極部１２８との間の角度θ１　（第４
図参照）は１５０°、磁極部１２８と磁極部１２９との
間の角度θ２　（第４図参照）は１２０°に設定されて
いる。そして、二成分現像剤りを使用する磁気ブラシ現
像による機械的な掻き取り力と反転現像によるところの
帯電電位と磁気ブラシＤ′に印加される現像バイアスの
電位差により、感光体２０上の静電潜像の現像と同時に
機械的、電気的に残留トナーｔを回収するようになって
いる。

さらに、第５図に示すように、この現像装置２３には、
感光体２０、帯電チャージャ２１、メモリ除去ブラシ２
５等が一体に組込まれて、プロセスカートリッジ８５を
構成しており、このプロセスカートリッジ８５は装置本
体１内に出し入れできるようになっている。また、プロ
セスカートリッジ８５の上面側にはアライニングローラ
対３１の下側ローラ３１ａを清掃するクリーニングブラ
シ１４４が取付けられた状態となっている。

次に、本画形成装置の制御系統につき第１図に示すブロ
ック図を参照して説明する。図において、４０１は外部
装置で、前述したインターフェイス・コネクタを介して
接続されるものである。この外部装置４０１としては、
電子計算機、ワードプロセッサ、画像処理装置などのホ
ストシステムが接続される。この外部装置４０１はイン
ターフェイス回路４０２を介して本装置と電気的に接続
される。

このインターフェイス回路４０２のインターフェイス信
号としては次に示すものが用意されている。

つまり、ＩＶＣＬＫＯ信号は本装置から外部装置４０２
に出力するクロック信号であり、外部装置４０１は、こ
のクロック信号に同期して８ビツトの画像データＩＶＤ
ＡＴ７０〜００を出力する。

ＩＨ８ＹＮＯ信号は水平同期信号で１走査分の画像デー
タの転送に先立って本装置から外部装置４０１に出力す
るものである。ＩＤＡＴ７１〜０１信号は双方向性の８
ビツトデータバスの信号で、このバスを介して外部装置
４０１からのコマンド（指令）を受取るとともに、本装
置の状態を示すステータスを外部装置４０１に出力する
。

ＩＤ５ＴＡＯ信号は上記８ビツトデータバスのデータ転
送の方向を定める信号、Ｉ　５ＴＢＯ信号はコマンドを
本装置が受信するためのストローブ信号でいずれも外部
装置４０１から出力される。

ＩＢＳＹＯ信号は本装置が外部装置４０１からのコマン
ドを処理中であることを示すビジー信号である。ＩＡＴ
ＮＩ信号は外部装置４０１が早急に知るべき事態が本装
置に生じた時に本装置が出力するアテンション信号であ
る。Ｉ　ＰＲＤＹＯ信号は本装置がレディ状態にあるこ
とを示す信号である。

ＩＰＲＩＭＥＯ信号は外部装置４０１が本装置に出力す
るリセット信号である。ｌ５ＣＬＲＩ信号は、本装置の
電源オン時とオフ時に本装置が外部装置４０１に対して
出力するクリア信号である。

このインターフェイス回路４０２から本装置内部に取込
まれた信号は、コントロール回路４０３及び画像信号処
理回路４０７に供給される。

上記コントロール回路４０３はマイクロコンピュータ及
びその周辺回路から構成されており、各種データの処理
及び各種の制御を行っている。このコントロール回路４
０３の主な機能を列挙すると、以下の通りである。

（１）インターフェイス回路４０２からの情報、つまり
外部装置４０１からのコマンドを解読し、その指示に従
って装置各部を制御する。また、そのコマンドに対応す
るステータスをインターフェイス回路４０２を通して外
部装置４０１に出力する。またＩ　ＡＴＮ　１信号、Ｉ
　ＰＲＤＹＯ信号、ｌ５ＯＬＲＩ信号の出力制御を行う
。

（２）コントロールパネル１４のＬＥＤＩＩや７セグメ
ント表示器１２を駆動するデイスプレィ回路４０４に対
してその表示内容を出力する。

（３〉各種ソレノイド４０５に対してそのオン、オフの
制御を行なう。

（４）各種スイッチ４０Ｂからの情報を取り込み処理す
る。

（５）画像信号処理回路４０７に対し、各種パラメータ
の設定及び内部発生パターンデータの退出を行なう。

（６）ミラーモータ・レーザ駆動回路４０Ｂに対し、ミ
ラーモータ９２のオン・オフ制御及びレーザ発光のパワ
ー設定及びパワーモニタを行なう。

（７）トナー濃度センサ４１３及び４１４の発光ダイオ
ードのオン・オフを制御し、両センサ４１３゜４１４か
らのトナー濃度情報を処理する。

（８）高圧電源４１５に対する制御を行なう。つまり、
帯電チャージャ２１に対する出力のオン・オフ制御及び
出力パワー設定、帯電グリッド４１０に対する出力のオ
ン・オフ制御及び出力パワー設定、転写チャージャ２４
に対する出力のオン・オフ制御及び出力パワー設定、転
写グリッド４０９に対する出力のオン・オフ制御及び出
力パワー設定、現像ローラ１２２に対する現像バイアス
出力のオン◆オフ制御及び出力パワー設定、メモリ除去
ブラシ２５に対する出力のオン・オフ制御及び出力パワ
ー設定を行なう。また、各出力が正常に動作しているか
のモニタも行なっている。

（９）メインモータ４２０のオン・オフ制御及び定常回
転を行なっているかのモニタを行なっている。

（１０）ファンモータ４２１のオン・オフ制御を行なっ
ている。

（１１）　前露光ランプ２６のオン・オフ制御を行なっ
ている。

（１２）定着ユニット３３のヒートローラ４１の温度を
モニタし、ヒータランプ４０のオン・オフ制御を行なっ
ている。

以上、簡単に説明したようにコントロール回路４０３は
本装置の指令部に相当する。

次に、インターフェイス回路４０２、コントロール回路
４０３、画像信号処理回路４０７　、ミラーモータ・レ
ーザ駆動回路４０８、ミラーモータ９２、半導体レーザ
発振器９０、フォトダイオード４１１　、感光体２０の
相互の関係を詳細に説明する。

第１図に構成的に示したように、半導体レーザ発振器９
０で発光されたレーザ光は、ミラーモータ９２により図
示矢印方向に回転されるポリゴンミラー９１により反射
され、感光体２０上を左から右にスキャンする。なお、
フォトダイオード４１１は感光体２０の図中左に位置し
、レーザビームａは感光体２０をスキャンする前にこの
フォトダイオード４１１上をスキャンする。これにより
ＢＤＩ信号が発生しＢＤＯ信号の基になる。

上記スキャンの際の各信号のタイミングチャートを第６
図に示す。図において、ＳＭＰＯ信号は画像領域外で半
導体レーザ発振器９０を発光させ、発光パワーをモニタ
するためと、フォトダイオード４１１から基準信号ＢＤ
Ｉ　（ＢＤＯ）を得るためのレーザ駆動信号である。Ｈ
ＳＹＮＯ信号はＩＨ８ＹＮＯ信号の基になるものでＢＤ
Ｏ信号を基準につくられる。ＶＣＬＫＯ信号はＩ　ＶＣ
ＬＫＯ信号の基になるもので画像領域に相当する場所と
長さに対応する分だけ出力される。

Ｖ　Ｄ　Ａ　Ｔ　７０〜ＯＯハ外部装置からＩＶＣＬＫ
Ｏ信号に同期して送られてくるＩ　ＶＤＡＴ７０〜００
と同等の画像データ信号である。ＬＤＯ信号は８ビツト
画像データをレーザ駆動信号に変換したものである。本
装置では、１画素あたり画像データは８ビツトのデータ
量を有しており、第８図に示すように、レーザの発光時
間（パルス幅）とその位置（左、中、右）を指定できる
ようになっている。ＩＦＯ信号は実際のレーザ駆動信号
で、ＳＭＰＯ信号とＬＤＯ信号を合成したものである。

さらに画像信号処理回路４０７について第７図を参照し
て詳細に説明する。図中点線で囲まれた部分が画像信号
処理回路４０７に相当する。図において、３ステートバ
ツフア６０１は、コントロール回路４０３からのＥＮＩ
信号が低レベル（以下、「Ｌレベル」という。）の時の
みインターフェイス回路４０２からの画像データのうち
上位６ビツト（ＶＤＡＴ７０〜２０）が画像データをパ
ルス選択信号に変換するための「パルス幅情報」として
ＲＡＭで構成される変換テーブル６０５に、下位２ビツ
ト（ｖＤＡＴｌｏ、ＶＤＡＴＯＯ）が「パルス位置情報
」としてパルス発生回路６１１にそれぞれ供給されるよ
うになっている。同様に、３ステートバツフアＢＯ３は
、コントロール回路４０３からのＥＮ２信号がＬレベル
の時のみコントロール回路４０３カラノ上位６１：’　
ット（Ｔ　Ｄ　Ａ　Ｔ　７０〜２０　）がパルス幅情報
として変換テーブル６０５に、下位２ビツト（ＴＤＡＴ
ＩＯＳＴＤＡＴＯＯ）がパルス位置情報としてパルス発
生回路８１１にそれぞれ供給される。なお、ＥＮ１信号
とＥＮ２信号は同時にＬレベルになることがないように
コントロール回路４０３によって制御されている。変換
テーブル６０５を構成するＲＡＭのアドレスは、下位の
６ビツ）（ＡＯ〜Ａ５）に上述の画像データが、上位の
７ビツト（Ａ８〜Ａ１２）にはコントロール回路４０３
からのデータが供給されるようになっている。また、コ
ントロール回路４０３が出力するＯＥ倍信号びＷＲ倍信
号、変換テーブル８０５に供給される。このＯＥ倍信号
変換テーブル８０５に対するアウトプットイネーブル信
号でこのＯＥ倍信号Ｌレベルの時アドレスＡＯ〜Ａ１２
で指定されたテーブルの内容がパルス選択信号バス上に
出力される。また、ＷＲ倍信号変換テーブル６０５に対
するライト（書き込み）信号で、このＷＲ倍信号Ｌレベ
ルのパルスを与えることにより、パルス選択信号バス上
のデータが変換テーブル６０５に書き込まれる。また、
８ビツトパストランシーバ８０９は、ＥＮ３信号がＬレ
ベル、ＤＩＲ信号がＬレベルにされることによりパルス
選択信号バス上のデータがＰ　、Ｄ　Ａ　Ｔ　７〜Ｏ上
に出力される。また、ＥＮ３信号がＬレベル、ＤＩＲ信
号が高レベル（以下、「Ｈレベル」という。）にされる
ことにより、ＰＤＡＴ７〜０上のデータがパルス選択信
号バス上に出力される。すなわち、コントロール回路４
０３は、ＥＮＩ信号、ＥＮ２信号、ＯＥ倍信号ＷＲ倍信
号ＥＮ３信号、ＤＩＲ信号を制御することにより、変換
テーブル８０５の内容を自由に読み出し、あるいは書き
込むことができるようになっている。

また、パルス発生回路ａｌｌに対しても、パルス幅情報
及びパルス位置情報としてインターフェイス回路４０２
から出力されるデータを使用するか、コントロール回路
４０３から出力されるデータを使用するかを選択できる
ようになっている。さらに、パルス選択信号として変換
テーブル６０５から出力されるデータを使用するが、コ
ントロール回路４０３から出力されるデータ（ＰＤＡＴ
７〜０）を使用するかを選択できるようになっている。

したがって、本装置は、本装置自身で種々の印刷パター
ンを発生させることができるようになっている。

なお、上記で用いられる画像データのフォーマットは、
第８図に示されるように定義されるものである。

次に、第９図及び第１０図を参照して画像信号処理回路
４０７に設けられるタイミング回路８１２についてさら
に詳細に説明する。第９図はタイミング回路６１２のブ
ロック図である。このタイミング回路８１２では、ミラ
ーモータ◆レーザ駆動回路４０８からのＢＤＯ／ｉ号を
基に画像データの転送りロックＶＣＬＫＯ信号、水平同
期信号であるＨ８ＹＮＯ信号、非画像領域でレーザを発
光させるためのＳＭＰＯ信号、パルス発生回路６１１へ
供給するための３種類の三角波、Ｒ波、Ｃ波、Ｌ波をつ
くり出している。第１０図はタイミング回路６１２の動
作タイミングチャートである。

発振器８０２が出力する基本クロックは同期クロック発
生回路８０３内で４分周されて第１０図に示すように、
ＶＣＬＫＯ（ＩＶＣＬＫＯ）と同シ周波数になる。この
際、ＡＳＢＳＣ，Ｄの４種類のタイミング信号が作られ
る。同期クロック発生回路８０３にＢＤＯ信号が人力さ
れると、このＡ、Ｂ。

ＣＳＤのタイミング信号のうちの１つが同期クロックと
して選択される。すなわち、同期クロック発生回路８０
３は、ＢＤＯ信号がＬレベルになってから最初にＬレベ
ルからＨレベルに波形が変化したものを選択するような
回路になっている。したがって、第１０図に示す例では
Ａのタイミング信号が選択されている。なお、同期クロ
ックの１つ目のパルスがＡの波形と同期していないが、
これは回路構成上発生するもので、ここでは特に問題と
しない。

このように複数のタイミング信号からＢＤＯ信号と所定
の関係をもったタイミング信号を選択する目的は、感光
体２０上に複数ラインのレーザ光を走査（スキャン）し
た時に、そのライン間でのドツトの主走査方向の位置ず
れが生じるが、この位置ずれを減少させることである。

このようにして作られた同期クロックを基にタイマー８
０８とタイマー８０７とを用いてＶＣＬＫＯ信号を作る
。第９図に示すようにタイマー８０６及びタイマー８０
７に予めコントロール回路４０３から画像領域に応じた
タイマー値（タイマー値設定データ）をセットしておく
。ＢＤＯ信号でリセットされたタイマー８０６及びタイ
マー８０７は、同期クロック発生回路８０３が出力する
同期クロックをカウントし、セットされたカウント値に
達するとその出力をＬレベルからＨベルに変化させる。

第１０図に示すように、まずタイマー８０６の出力がＨ
レベルになり、続いてタイマー８０７の出力がＨレベル
になる。そこで、第９図に示すように、タイマー８０７
の出力を反転した信号とタイマー８０６の出力信号とを
ＡＮＤゲート８０５に入力することにより論理積をとり
、このＡＮＤゲート８０５の出力をＮＡＮＤゲート８０
１に入力することにより、画像領域に応じた数のＶＣＬ
ＫＯ信号が得られる。また、Ｈ８ＹＮＯ信号は、ＢＤＯ
信号がＨレベルからＬレベルへ変化することによりＬレ
ベルになり、同期クロックのある一定のパルス数分（本
実施例では４パルス）だけＬレベルになる。また、ＳＭ
ＰＯ信号はタイマー８０８の出力によって作られる。タ
イマー８０８の動作は前述のタイマー８０６及びタイマ
ー８０７と同様である。なお、同期クロックはタイマー
８０８の出力が同期クロック発生回路８０３供給される
ことにより停止する。また、ＳＭＰＯ信号、ＢＤＯ信号
、Ｈ３ＹＮＯ信号、及びＶＣＬＫＯ信号の各信号と感光
体２０の位置との関係は、第６図で説明した通りである
。

また、第９図に示す、Ｒ波発生回路８０９　、Ｃ波発生
回路８１０　、Ｌ波発生回路８１１が出力するいずれの
波形も同期クロックと同期している。第１１図に同期ク
ロックとＲ波との関係、第１２図に同期クロックとＣ波
の関係、第１３図に同期クロックとＬ波の関係を示す。

なお、図中のＴＨ＜Ｑ＞〜ＴＨ＜２５５＞については後
述する。

次に、第７図に示すパルス発生回路８１１の詳細につい
て、第１４図の回路図を参照して説明する。

パルス発生回路８１１には前述のようにタイミング回路
ｆｉ１２からＲ波、Ｃ波、Ｌ波のアナログ信号とパルス
選択信号バスからの８ビツトの信号と、パルス位置情報
を示す２ビツトの信号が供給されている。パルス選択信
号は、Ｄ／Ａ変換器９０１に供給される。Ｄ／Ａ変換器
９０１は、８ビツトのデジタル信号を人力して２５６レ
ベルのアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換
器であり、入力された８ビツトのパルス選択信号はアナ
ログ信号（ＴＨ＜　Ｏ＞〜ＴＨ＜２５５＞）に変換され
る。

このＤ／Ａ変換器９０１の出力はコンパレータ９０２．
９０３．９０４の各非反転入力端子に供給される。

方１、コンパレータ９０２．９０３．９０４の各反転入
力端子には、上記タイミング回路６１２が出力するＲ波
、Ｃ波、Ｌ波が供給される。そして、それぞれアナログ
信号（ＴＨ＜　Ｑ　＞〜ＴＨ＜２５５＞）とＲ波、Ｃ波
り波とが比較されるようになっている。アナログ信号（
ＴＨ＜　０　＞〜ＴＨ＜２５５＞）とＲ波、Ｃ波、Ｌ波
の関係は、第１１図、第１２図、第１３図に示す通りで
ある。上記コンパレータ９０２　、９０３　、９０４の
各出力は、アナログ信号（ＴＨ＜　０　＞〜ＴＨ＜２５
５＞）入力に応じてそれぞれＲｈｏ＞〜Ｒ＜２５５＞、
Ｃ〈０〉〜Ｃ＜２５５＞、Ｌ＜Ｏ＞〜Ｌ＜２５５＞のパ
ルス出力となる。第１５図、第１６図、第１７図にそれ
ぞれのパルス出力とＶＣＬＫＯ信号との関係を示す。

一方、パルス位置情報はデコーダ９０５に入力されてデ
コードされる。デコーダ９０５の出力はセレクト回路９
０Ｂに入力され、上述の３つのコンパレータ９０２　、
９０３　、９０４の出力のうち、どの出力をＬＤＯ信号
とするかを選択する。このようにしてパルス選択信号と
パルス位置情報とにより、ＶＣＬＫＯ信号に対し、パル
スの位置の指定及びパルス幅の指定を行なうことができ
るようになっている。

上記実施例では、三角波を用いて各種のパルスを生成し
たが、第１８図（ａ）に示すようにデイレイ回路を用い
てパルス発生回路を構成し、同図（ｂ）に示すような各
種パルスを生成するように構成することもできる。

次に、レーザ発光のパルス幅と感光体２ｏ上のトナー濃
度の関係について説明する。第１９図はある条件下でパ
ルス幅と感光体２ｏ上のトナー濃度との関係をグラフに
したものである。縦軸には感光体２０上のトナー濃度を
読取るトナー濃度センサ４１４の読取濃度（特に単位は
定めない）をとり、横軸にはレーザ駆動用パルス幅Ｃ無
点灯Ｃく０〉〜フル点灯Ｃ＜２５５＞］をとったもので
ある。なお、レーザ光ａは１画素単位の時間で繰り返し
発光している。また、トナー濃度センサ４１４の検知範
囲は、画素の大きさに対して充分に大きい。というのは
、画素の大きさに対してトナー濃度センサの検知範囲が
広いほど検知誤差が小さいからである。本実施例では画
像記録密度（画素ピッチ）が６００　Ｄ　Ｐ　Ｉ　（Ｄ
ｏｔｓ　Ｐｅｒ　Ｉｎｃｈ）であるのに対し、トナー濃
度センサの検知範囲は少なくとも直径１鳳厘以上の範囲
である。上記グラフは、パルス幅が大きくなるほど（レ
ーザ光ａが長い時間発光するほど）感光体２０上に多数
のトナーが付着し、トナー濃度も高くなる。Ｃく０〉の
近傍ではパルス幅が増加しても所定の範囲はトナーが付
着せずトナー濃度も高くならないことを示している。こ
れは、パルス幅が小さい間は、レーザ光ａが発光しても
、その発光パワーは小さく、感光体２０の表面電位の変
化が小さいうえ、その面積も小さいためである。また、
パルス幅を大きくしていくと、ある範囲でトナー濃度の
増加が鈍り、Ｃ＜２５５＞の近傍ではトナー濃度の増加
が認められない。これは、パルス幅がある所定値以上大
きくなると、レーザ光ａ自身がある大きさを持っている
ため、発光していない部分が少しあっても次の画素のレ
ーザ発光との重なりが生じ、未露光の感光体２０の表面
がほとんどなくなるからである。

次に、この発明の特徴である千鳥状のレーザ露光につい
て説明する。第２０図（ｂ）は、画素濃度が約５０％の
状態（ＴＨ＜１２８＞近傍）にある中間調の画像部分に
おける半導体レーザ発振器９０へ供給するレーザ駆動パ
ルスを示す。図示するように、例えば走査ライン３にお
いては前半部分を発光状態にし、走査ライン４において
は後半部分を発光状態にし、さらに走査ライン５におい
ては再び前半部分を発光状態にしている。このように１
、走査ライン毎に半導体レーザ発振器９゜の発光タイミ
ングを前半（第１のタイミング）と後半（第２のタイミ
ング）とに交互に変えることにより、第２０図（ａ）に
示すように、走査ライン間の接触部分が極めて少なくな
り、このことは２重露光部分が少なくなることを意味す
る。したがって、第２１図に示すように、ポリゴンミラ
ー９１に面倒れがあって、露光走査する位置（走査ライ
ン）が重複するような場合であっても、重複部分に特に
大量のトナーが付着されるという現象を防止でき、濃度
むらのない鮮明な中間調画像を得ることができるものと
なっている。

なお、上記発光開始のタイミングを前半にするか後半に
するかの制御は、パルス発生回路ａｌｌに供給する「パ
ルス位置情報」を制御することにより実現できるように
なっている（第７図参照）。

すなわち、パルス位置情報で左（Ｌ波）を指定すること
により、発光タイミングを前半にし、右（Ｒ波）を指定
することにより発光タイミングを後半にすることができ
るようになっている。

また、第２２図に示すように、１つの走査ラインにおい
て、各画素単位で発光状態を前半部と後半部とで交互に
反転させたタイミング（第１のタイミング）で、さらに
次の走査ラインでは位相を反転して各画素単位で発光状
態を前半部と後半部とで交互に反転させたタイミング（
第２のタイミング）で露光するように構成することもで
きる。

この場合は、半導体レーザ発振器９０に供給するレーザ
駆動パルスは第２２図（ｂ）に示すような波形になる。

そして、この場合に露光される部分は、第２２図（ａ）
に示すような千鳥状になる。

上記第２０図（ａ）に示す露光部分とを比較した場合に
、接触部分の量は変わらないが、斜めの画素に対する近
接部分がなくなっている。このことは、上記第２０図に
示す露光方法より濃度むらを発生しに＜＜シていること
を意味する。すなわち、近接部分は２重露光される訳で
はないが、画素同志のレーザエネルギーが集中しゃ易く
なっているので濃度むらの原因の１つとなっており、こ
れを除去することは濃度むらの発生をさらに抑止できる
ことになる。

以上説明したように、画像情報中の各画素濃度に応じて
パルス幅を可変にし、このパルス幅に応じて半導体レー
ザ発振器９０を発光させることにより階調表現を実現す
る、所謂パルス幅変調を採用する画像形成装置において
、各画素に対する発光のタイミングを各走査ライン毎に
変えることにより、走査ライン間で位相をずらして光照
射するようにしたので、ポリゴンミラーの面倒れがあっ
ても、特に中間調の画像形成時はレーザ照射部分が千鳥
状になって各走査ライン間で接触する部分が少なくなり
ポリゴンミラー９１の面倒れ特性に左右されずに良好な
中間調の画像を得ることのできるものとなっている。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、ポリゴンミラ
ーの面倒れ特性に左右されずに良好な中間調の画像を得
ることのできる画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２２図は本発明の実施例を示すもので、
第１図は全体的な制御系統の構成を示すブロック図、第
２図は画像形成装置の外観斜視図、第３図は同じく縦断
側面図、第４図は同じく部分的な縦断側面図、第５図は
同じくトップカバーを開いた状態の外観斜視図、第６図
はレーザ光によるスキャンを説明するためのタイミング
チャート、第７図は画像信号処理回路の詳細な構成を示
すブロック図、第８図は画像データの構成を説明するた
めの説明図、第９図はタイミング回路の詳細な構成を示
すブロック図、第１０図はタイミング回路の動作を説明
するためのタイミングチャート、第１１図はＲ波発生回
路の出力波形を説明するための波形図、第１２図はＣ波
発生回路の出力波形を説明するための波形図、第１３図
はＬ波発生回路の出力波形を説明するための波形図、第
１４図はパルス発生回路の詳細な構成を示すブロック図
、第１５図はパルス発生回路に入力されたＲ波をパルス
信号に変換した波形図、第１６図は同じくＣ波をパルス
信号に変換した波形図、第１７図は同じくＬ波をパルス
信号に変換した波形図、第１８図（ａ）はパルス発生回
路をデイレイ回路で構成した場合のブロック図、第１８
図（ｂ）はパルス発生回路をデイレイ回路で構成した場
合の動作を説明するためのタイミングチャート、第１９
図はレーザ発光のパルス幅と感光体上のトナー濃度の関
係を説明するための図、第２０図（ａ）は中間調表現時
のレーザ照射位置、同図（ｂ）はレーザ駆動パルスのタ
イミングを示す図、第２１図はポリゴンミラーの面倒れ
がある場合の濃度むらが改善された状態を説明するため
の図、第２２図は他の実施例を示すもので同図（ａ）は
中間調表現時のレーザ照射位置、同図（ｂ）はレーザ駆
動パルスのタイミングを示す図であり、第２３図及び第
２４図は従来の画像形成装置を説明するためのもので第
２３図（ａ）は中間調表現時のレーザ照射位置、同図（
ｂ）はレーザ駆動パルスのタイミングを示す図、第２４
図はポリゴンミラーの面倒れによる濃度むらを説明する
ための図である。 ２０・・・感光体（潜像形成手段）　　２１・・・帯電
チャージャ（潜像形成手段）２３・・・現像装置、９０
・・・半導体レーザ発振器（発光手段）４０３・・・コ
ントロール回路（制御手段）　、４０７・・・画像信号
処理回路（パルス生成手段）、Ｐ・・・用紙。 第２ 図 第５ 図 Ｃく０〉 Ｃ＜２５５＞ □パルス暢 第 ９ 図 第２３図 第２４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像情報中の各画素に応じた長さのパルスを生成するパ
   ルス生成手段と、 このパルス生成手段で生成されたパルス長に応じて発光
   する発光手段と、 この発光手段で感光体上を走査することにより発光時間
   に応じた濃淡を有する潜像を形成する潜像形成手段と、 この潜像形成手段により形成された潜像を現像して階調
   性を有する画像を形成する画像形成装置において、 前記発光手段の発光を、前記画像情報中の各画素の第１
   のタイミングで行うか第２のタイミングで行うかを各走
   査ラインごとに切り替える制御手段を具備したことを特
   徴とする画像形成装置。