JPH0576028B2 - - Google Patents

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JPH0576028B2
JPH0576028B2 JP58009922A JP992283A JPH0576028B2 JP H0576028 B2 JPH0576028 B2 JP H0576028B2 JP 58009922 A JP58009922 A JP 58009922A JP 992283 A JP992283 A JP 992283A JP H0576028 B2 JPH0576028 B2 JP H0576028B2
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JP
Japan
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potential
photoreceptor
laser
light beam
control
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JP58009922A
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JPS59136754A (ja
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Takao Aoki
Hidemi Egami
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G15/04Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/043Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は画像形成装置に係り、さらに詳しくは
光ビーム走査型画像形成装置に関するものであ
る。
従来技術 レーザビームプリンタ等の光ビーム走査型画像
形成装置においては、安定した良質の画像を得る
ためにレーザビーム等のオン、オフによりそれぞ
れ感光体上に明部電位、暗部電位を形成し、それ
ぞれの電位をセンサで検出し、検出値に応じてレ
ーザビーム等の出力あるいは帯電器の高圧出力を
制御し、目標の明部電位あるいは暗部電位に収束
させる方法がとられている。
このような表面電位の制御方法を採用すると次
に述べるような問題点があつた。
すなわち、上記の表面電位の制御後、実際に画
像出力を与えた場合最適のレーザ光強度、あるい
はパルス幅(以下レーザ光強度等と言う)および
帯電条件と異なる場合があつた。
この現象を第1図および第2図を用いて説明す
る。
第1図Aは、感光体の非現像部(背景部)をレ
ーザビームにより走査露光するバツクグラウンド
スキヤン方式において、斜線で示したレーザーオ
ンとレーザーオフの間隔を変化させて感光体面を
走査露光する際のレーザ光強度分布を示してい
る。
また、第1図Bには第1図Aに示したレーザ光
強度分布の感光体面に対応する静電潜像コントラ
ストを現わしている。
この第1図Bに示すようにドツト密度あるいは
線密度(以下ドツト密度と言う)が大きくなると
潜像電位のコントラストが低下する。
一方、第2図はドツト密度に対する画像濃度の
関係を示すものである。第2図に示す様に、バツ
クグラウンド露光の場合、ビームスポツトの密
度、即ちドツト密度の増加に伴なつて濃度が低下
する。図において、符号Aで示す実線の曲線はレ
ーザ光の出力が適正値に対して過大の4.5mWの
場合で、曲線Bはレーザ光の出力が適正な3mW
の場合である。両者の帯電条件は一定である。
第2図に示す様にレーザ光の出力が過大となる
と、ドツト密度がある値から濃度が飽和する現象
が起きる。これは、レーザ光の強度はスポツト中
心を最大値とするガウス分布を持つが、スポツト
の密度が高い場合、スポツト間がつながつてしま
うことがある。特にレーザ強度が高い場合にはス
ポツト間に黒ドツトが表れなくなつてしまう為で
ある。
また、第3図に示す様に、レーザ光量が大とな
るとレーザ光量と表面電位との関係も飽和してし
まう。
従つて、例えば面積階調法により、4×4のマ
トリクスで0/16〜16/16の17段階の階調が表現
できたとしても、レーザ光の強度が高過ぎる為
に、0/16〜12/16程度しか表現できないことに
なる。
しかし、前述のごとき従来の電位制御方法では
明部と暗部の電位に基づいて制御を行つているの
で、中間濃度に影響を与えるレーザ光強度を正確
に制御することは困難であつた。
目 的 本発明は、以上のような従来の欠点を除去する
もので、感光体に対するレーザ光照射を適切に制
御することにより、画像の鮮鋭度および中間調の
再現性を向上させ、良好な画質を得られる画像形
成装置を提供することを目的とする。
実施例 以下、図面に示す実施例に基いて本発明の詳細
を説明する。
第4図Aは本発明の電位制御に用いる潜像パタ
ーンを説明するもので、電位制御時、装置に内蔵
されているパターンジエネレータにより感光ドラ
ムの回転方向に斜線で示す中間調部分Aと白地部
Bの繰返しのパターンが形成される。AおよびB
の部分の幅は、たとえば60mm程度である。
一方、第4図B〜Dは中間調部分Aを構成する
それぞれ4×4のドツトマトリツクスからなる微
小面積のドツトパターンの一部を示すもので、B
はレーザビームの走査中レーザ出力をオン(符号
Lで示す)オフ(符号Dで示す)して格子状パタ
ーンを形成したもので、ドツト密度は、たとえば
16ドツト/mmである。D部は暗部電位、L部は明
部電位に相当する。
また第4図Cは第4図Bに示したレーザ出力オ
フの代わりにレーザ出力を弱くして出力させたも
ので、その部分を符号Hで示し、レーザ出力オン
の部分を符号Lで示してある。Hの部分は前述し
たD,Lの部分の中間の電位である。
また、第4図Dは第4図Bに示したレーザ出力
オフのパルス幅を1/2としたもので、オフの部分
を符号Dで示し、オンの部分を符号Lで示してあ
る。
第4図B〜Dいずれのパターンも現像後は中間
調濃度を現わす。
なお第4図B〜Dはドツト配置の幾つかの例を
示したもので、もちろん他の多くの変形例が考え
られる。特にデイザ法を用いた場合には中間調部
分Aのドツトパターンはドツト配置、ドツト面積
率、ドツト1個の電位等数々の設定が行なわれ
る。
一方、第5図は本発明を適用する複写装置の一
実施例を示す。
図において符号1で示すものはレーザ制御ユニ
ツトで、これに入力された電気信号は変調された
レーザ光として出力され、走査ミラー2とf−θ
レンズ3により感光ドラム4の長手方向に沿つて
走査する。感光ドラム4は図中時計方向に回転し
レーザビームを2次元的に走査することを可能と
している。
感光ドラム4は有機光導電体を用い、AC除電
器5により感光体表面の電位を均一化した後、帯
電器6により(−)帯電を行ない、しかる後レー
ザ・ビーム露光を行なつて感光体に静電潜像を形
成する。
次に静電潜像は現像装置9によつて可視化さ
れ、転写帯電器10によつて転写紙11上に転写
され、定着器12によつて定着される。転写され
ないで感光ドラム4上に残つたトナーはクリーナ
13により補集される。
一方、表面電位計のプローブ14はレーザビー
ム露光後の位置で感光ドラム4の表面に近接して
設けられており、表面電位制御時に感光ドラム4
上に形成される第4図に示したような潜像パター
ンの電位検出を行なう。
検出された電位はアナログ値であるため、これ
をデジタル信号に変換して電位制御用マイクロコ
ンピユータに入力し、その制御出力は再度アナロ
グ値に変換され、レーザ制御ユニツト1および高
圧制御ユニツト15に入力され、レーザ光強度及
び帯電器6の帯電々流が制御される。
一方、第6図A〜Cは本発明による電位検出を
説明するための模式図で、第6図Aは第4図Aに
示したAの領域を露光するレーザ光強度分布を示
し、第6図Bは感光ドラムに対し、第6図Aの分
布を有するレーザビーム露光を行なつた場合の潜
像パターンを示す。また、第6図Cは第6図Bに
示した潜像パターンをプローブ14により相対的
に走査した場合の検出出力を示す。
第6図Cに示すようにプローブ14は第6図B
の非露光部の電位を個々に検出せずに、非露光部
の電位を平均値あるいは平均値より小さい値の一
定値として検出する。
例えば、広い面積のレーザ出力オフの部分およ
びオンの部分の電位がそれぞれ−750V,−170V
のとき、第4図Bのドツトパターンで、ドツト密
度を16ドツト/mmとした場合の検出平均電位は−
380Vである。
もちろん、この検出値の滑らかさは潜像パター
ンのドツト密度、プロープ14の応答速度によつ
ても変り得るが、1ドツト/mm以下のドツト密度
であれば容易に潜像電位の略平均値の検出が可能
となるように表面電位計のプローブの応答速度を
調整することができる。
このようにしてプロープ14は第4図Aに示す
A領域の略平均電位とB領域の露光部電位を交互
に測定し、その測定値は前述したように電位制御
用マイクロコンピユータに入力される。
この電位制御用のマイクロコンピユータは電位
測定値が目標値に収束するように所定の制御式に
従つて演算を行なう。演算結果の信号はD/Aコ
ンバータを通り、高圧制御ユニツト及びレーザ制
御ユニツト1内のレーザー出力制御回路に供給さ
れ、帯電器6の帯電電流及びレーザ光強度が制御
される。もちろん、レーザ光強度の制御に代え
て、レーザ出力をオンオフするパルス幅を制御し
ても良い。
この制御は顕画像の露光に先立つて行なわれる
が、その制御動作を第7図のフローチヤート図に
従つて説明する。
まず、電位制御がスタートすると、感光ドラム
4の前回転によりステツプS1において残留電位
のクリーニングが行なわれる。
続いてステツプS2に進み、初期値の帯電電流
及びレーザ光強度により、第4図Aに示したよう
な静電潜像が感光ドラム上に形成され、プローブ
14により第4図Aに示すA領域の略平均電位
VAが測定され、続いてステツプS3においてB領
域である明部の電位VBを測定する。
続いてステツプS4に進み、測定された第1の
表面電位VA、および第2の表面電位VBと目標
値VAO,VBOとの差が許容値であるC1,C2内であ
るか否かが判定される。すなわち、|VA−VAO
≦C1で、かつ|VB−VBO|≦C2であるか否かが判
定される。
結果が否定判定である場合にはステツプS5に
進み、帯電器6の帯電電流I1を制御式ΔI1=α1
ΔVA+α2ΔVBに従つて制御し、続いてステツプ
S6において半導体レーザーの駆動電流I2を制御式
ΔI2=β1ΔVA+β2ΔVBに従つて制御する。そして
ステツプS2に戻り、以上の動作を繰り返す。
また、ステツプS4において肯定判定となれば、
制御ループが完成し、電位制御動作は修了する。
このようにしてVAとVBの表面電位を所定値に
定めるように帯電器6の帯電電流I1及び半導体レ
ーザの駆動電流I2が設定され、この設定されたI1
及びI2のもとでレーザビーム走査による原稿のプ
リント画像が得られる。
なお、前述した制御式の係数α1,α2,β1,β2
それぞれの関係式における関数の傾きを示す。
また、I1及びI2は所定電流に達したらそれ以上
は増加しないようにリミツター回路が働き、高圧
電源あるいは半導体レーザーを保護するように構
成されている。
以上のような構成のもとに、第4図AのA領域
(第4図Bのドツトパターンでドツト密度は16ド
ツト/mm)に対する電位制御目標値を−380VB
領域に対する電位制御目標値を−170Vにして電
位制御を行なつた。電位制御後のA領域及びB領
域の電位はほゞ目標値に収束した暗部(レーザオ
フ)の電位は−720V〜−800Vの範囲にばらつい
た。しかし、この暗部電位のばらつきは、現像後
の画像濃度にほとんど影響を与えなかつた。これ
は現像特性の高い電位で飽和する傾向があるため
である。
これに対し、従来方法により明部、暗部の電位
制御目標値をそれぞれ−170V,−750Vとして電
位制御を行なつた。電位制御後のA領域(第4図
Bのドツトパターンでドツト密度16ドツト/mm)
の電位は−320V〜−400Vの範囲にばらついた。
そして、現像後の画像は鮮鋭度が低く、中間調の
再現性が悪かつた。また電位制御を行なつても一
定の中間調画像濃度が得られなかつた。尚、本実
施例では、感光体上の表面電位を検出したがこれ
に限られるものではない。例えば、現像後の画像
濃度を検出する様構成してもよい。
効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、感光体上の微小面積内の光ビームの照射、非
照射部分の比率に応じて中間濃度を表す画像形成
装置において、光ビームの照射、非照射部分が感
光体上に一様に混在する中間濃度部分の第1の表
面電位と、光ビームが照射された感光体の第2の
表面電位を検出し、第1、第2の表面電位の検出
出力に基づいて光ビームの光強度あるいは発光パ
ルス幅を制御する構成を採用しているので、階調
に大きな影響を与える中間濃度部分、明部部分の
表面電位を安定に保つことが可能となり、もつて
中間調の再現性を向上させ、良好な画質が得られ
るという優れた画像形成装置を提供することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図Aは走査距離とレーザビーム強度の関係
を示す線図、第1図Bは走査距離と電位コントラ
ストの関係を示す線図、第2図はドツト密度と画
像濃度との関係を示す線図、第3図はレーザ露光
量と感光ドラム表面電位の関係を示す線図、第4
図以下は本発明の一実施例を説明するもので、第
4図Aは潜像パターンの説明図、第4図B〜Dは
中間調部分のドツト配置パターンの異なつた例を
示す説明図、第5図は本発明が適用される複写装
置の概略構成図、第6図Aは走査距離とレーザビ
ーム強度との関係を示す線図、第6図Bは走査距
離と表面電位との関係を示す線図、第6図Cは走
査距離と潜像パターンの電位計プローブによる検
出出力との関係を示す線図、第7図は制御動作を
説明するフローチヤート図である。 1……レーザー制御ユニツト、4……感光ドラ
ム、5……AC除電器、6……帯電器、9……現
像装置、10……転写帯電器、11……転写紙、
12……定着器、14……電位計プローブ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 感光体と、 前記感光体上に光ビームを照射する照射手段
    と、 中間調画像の再現を可能とすべく、前記感光体
    上の微小面積内の光ビームの照射、非照射部分の
    比率に応じて中間濃度を表す画像信号を変調信号
    として入力して前記照射手段を変調する変調手段
    と、 前記感光体の表面電位を検出する検出手段と、 前記検出手段の出力に基づいて前記光ビームの
    光強度あるいは発光パルス幅を制御する制御手段
    を有し、 前記検出手段は光ビームの照射、非照射部分が
    前記感光体上に一様に混在する中間濃度部分の第
    1の表面電位と、光ビームが照射された感光体上
    の明部部分の第2の表面電位を検出し、 前記制御手段は前記第1、第2の表面電位の検
    出出力に基づいて前記光ビームの光強度あるいは
    発光パルス幅を制御することを特徴とする画像形
    成装置。
JP58009922A 1983-01-26 1983-01-26 画像形成装置 Granted JPS59136754A (ja)

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