JPH07191503A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 感光体ドラム２３上に形成されたパルス状の
静電潜像の電位を表面電位計２２で計測し、積分器１９
で積分して平均化し、Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル変換
して取り込んだ値ＰＭＯＮを読み込む。そして設定すべ
き表面電位値Ｐｔと実際の表面電位値ＰＭＯＮを比較
し、実際の表面電位値ＰＭＯＮが、設定すべき表面電位
値Ｐｔ以上になるまで半導体レーザ７の発光パルス幅を
増やす。 【効果】 感光体ドラム２３（記録媒体）上に形成され
る静電潜像の平均電位を検知し、１画素をパルス幅変調
したときに多値画像データと感光体ドラム上に形成され
る静電潜像の平均電位との対応関係が所定の対応関係と
なるように、多値画像データとパルス幅との対応を補正
することができるので、温度や湿度などの周囲環境の変
化に影響されず、経年変化も起こさず、常に階調が保証
された、高品位な中間調印字やカラー印字が行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中間調印字（階調表
現）を可能とした画像形成装置に関するものである。

【０００２】更に詳述すれば本発明は、入力された画像
信号に応じて光ビームをパルス幅変調し、パルス幅変調
された該光ビームを偏向して記録媒体上を走査すること
により該記録媒体上に静電潜像を形成し、更に該記録媒
体上の静電潜像を顕像化する画像形成装置に関するもの
である。

【０００３】

【従来の技術】近年に至り、レーザビームプリンタは静
粛性や高速印字、および高品質印字の点から注目されて
いる。また、カラー印字を行なう場合は、感光体上に光
ビームを走査して第一の現像を行なった後に記録紙に転
写するという一連の工程を、各トナー色（イエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラック）毎に繰り返し、記録を行な
っている。なお、画像信号はパルス幅変調を行なって光
ビームの発光面積を変えることで階調表現を行ない、フ
ルカラーを実現している。

【０００４】図１９は、従来から知られているこの種の
プリンタのブロック図であり、ホストコンピュータ７０
０から送出される画像コードに基づいて、画像形成部７
０２で多値の画像データを形成し、画像処理７０３で多
値の画像データに基づいた階調を表すパルス幅変調を行
ない、レーザドライバ部７０４で階調印字を行なってい
る。

【０００５】レーザドライバ部７０４では、半導体レー
ザは定電流駆動される。レーザの固体差や周囲環境の変
化などによって、レーザが１００％の光量で発光する電
流しきい値は大きく変化するので、そのままではレーザ
発光光量は安定しない。そこで、印字前にレーザを連続
点灯させ、そのときのレーザ発光光量を検出して、それ
が所定の光量になるような電流値に設定するＡＰＣ制御
が行なわれている。これにより、レーザを連続点灯した
時のレーザの発光光量は、トナーが十分に付く印字濃度
に保たれる。

【０００６】また、レーザの発光パルス幅と実際の印字
濃度との関係は、例えば図２のような非線形であり、ビ
ット落ちを防ぐために、パルス幅変調は、０％から１０
０％までではなく、１０％から７５％のように、ある最
小パルスと最大パルスの間を変調している。そして最小
パルスと最大パルスはそれぞれ、工場出荷時にトリマで
調整される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のＡＰＣ制御では、連続的にレーザを点灯させた
ときにレーザに流れる電流値を制御するだけなので、パ
ルス幅変調により階調を表現する場合、特にパルス幅が
小さい場合には、レーザ駆動電流の立ち上がり、および
立ち下がり時間が無視できなくなり、発光光量はバラつ
いてしまう。

【０００８】図２０はこの様子を示した図であり、１）
のレーザ駆動パルスＶＤＯに対して、２）のようなレー
ザ駆動電流ＶＤＯ−Ｉとなる。本図に示すように、レー
ザの１００％発光しきい値がＡ，Ｂにバラついたとき、
ＡＰＣ制御によってレーザ駆動電流はそれぞれに最適に
設定されるが、レーザ駆動電流の立ち上がり及び立ち下
がり特性は変わらないので、ＡＰＣ制御Ａの場合には、
３）の光出力が得られ、ＡＰＣ制御Ｂの場合には、４）
の光出力となってしまう。

【０００９】ＡＰＣ制御Ａの時にはＴ２で真黒（１００
％印字）になるのに対して、ＡＰＣ制御Ｂの時にはＴ１
で真黒（１００％印字）になる。また０％から１００％
印字への遷移期間（グレーゾーン）もＡ，Ｂで異なる。
とくにこの現象は、レーザ駆動電流の立ち上がり及び立
ち下がりが無視できないような小さなパルス出力のとき
に顕著であり、図２１のような関係にある。

【００１０】このように、同じ駆動パルスを与えても、
実際に発光される光出力（即ち印字階調）は、固体差や
周囲環境によって大きくバラついてしまうという欠点が
あった。

【００１１】また従来のパルス幅変調回路においては、
パルス幅変調出力をオシロスコープ等で観測しながら、
トリマ調整（可変抵抗器）をして、パルス幅変調出力の
最小パルス幅と最大パルス幅を設定していたものが多
く、ｉ）工場出荷時に調整するだけなので、経年変化や
温度、湿度等の環境変化により、パルス幅が変化してし
まい、印字濃度変化が起こる。特にカラープリンタで
は、濃度変化は色合いの変化となって表われるので、非
常に目に付き易い：ｉｉ）レーザ駆動回路や半導体レー
ザの特性（バラツキ）が調整されない：という欠点も多
くみられた。

【００１２】よって本発明の目的は上述の点に鑑み、レ
ーザチップの固体差や、温度や湿度などの環境変化、経
年変化などに影響を受けずに、階調性の優れた高品位な
中間調画像や、色再現性に優れた高画質な画像が得られ
る画像形成装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、入力された画像信号に応じて光ビームを
パルス幅変調し、パルス幅変調された該光ビームを偏向
して記録媒体上を走査することにより該記録媒体上に静
電潜像を形成し、更に該記録媒体上の静電潜像を顕像化
する画像形成装置において、前記記録媒体上の静電潜像
の平均電位を計測する平均電位計測手段と、前記平均電
位計測手段の出力に基づいて、前記画像信号と前記光ビ
ームを変調するパルス幅との対応関係を補正する補正手
段とを具備したものである。

【００１４】また、その他の本発明は、入力された画像
信号に応じて光ビームをパルス幅変調し、パルス幅変調
された該光ビームを偏向して記録媒体上を走査すること
により該記録媒体上に静電潜像を形成し、更に該記録媒
体上の静電潜像を顕像化する画像形成装置において、前
記記録媒体上の静電潜像の電位を計測する電位計測手段
と、前記電位計測手段の出力を平均化する平均化手段
と、前記平均化手段の出力に基づいて、前記画像信号と
前記光ビームを変調するパルス幅との対応関係を補正す
る補正手段とを具備したものである。

【００１５】

【作用】本発明の上記構成によれば、感光体ドラム（記
録媒体）上の表面電位を検出し、検出した電位値を平均
化し、この電位の平均値が所定の電位になるように、多
値画像データと発生するレーザ駆動パルス幅との対応関
係を補正することができる。

【００１６】例えば、印字前にＡＰＣ制御を行なった後
で、テスト用画像データにより光パルスを発光させ、感
光体ドラム表面に静電潜像を形成し、形成された静電潜
像の電位を検出し、その検出値を積分して、平均電位値
を得て、テスト用画像データと静電潜像の平均電位値と
の対応関係から、画像データとパルス幅出力の対応関係
を補正することができる。

【００１７】これにより、レーザチップの固体差や、温
度や湿度などの環境変化、経年変化などに影響を受けず
に、階調性の優れた高品位な中間調画像や、色再現性に
優れた高画質な画像が得られる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００１９】第１の実施例 図１は、本実施例に係る画像処理装置としてのカラーレ
ーザプリンタの構成図である。ここで１はカラーレーザ
プリンタ、２はホストコンピュータ７００より送られる
画像コードに基づいて多値画像データＶｉｄｅｏ
（０．．７）を生成する画像形成部、３は多値画像デー
タＶｉｄｅｏ（０．．７）をγ補正するγ補正回路、４
はパルス幅変調を行なうＰＷＭ回路、５は水平同期回
路、６はレーザドライバ、７は半導体レーザ、１４は光
ビームを走査させるポリゴンミラー、１５はポリゴンミ
ラー１４を回転させるスキャナモータ、１６はレンズ、
１７は光ビームの同期位置を検出する検出器、１８は反
射ミラーである。

【００２０】１９は積分器、２０はＡ／Ｄコンバータ、
２１は帯電器、２２は表面電位計、２３は感光体ドラ
ム、２４は現像器、２５は転写ドラム、２６は紙先端検
出器、２７は給紙ローラ、２８は給紙トレイ、２９は排
紙ローラ、３０は排紙レール、３１は排紙トレイ、３２
は垂直同期検出器、３３はクリーナ、３４は分離爪、３
５は除電器、５１，５２，５５はトライステートバッフ
ァ、５３はインバータ、５４はＳＲＡＭで構成されるγ
変換テーブル、５６はＤ／Ａコンバータ、５７は分周
器、５８は三角波発生回路、５９は比較器、６０は８分
周する８分周器、６１は画像クロックの８倍の周波数で
発振する水晶発振器、６２は湿度センサ、６３はレジス
タである。

【００２１】次に図１を参照して、カラーレーザプリン
タにおける多色印字の動作を説明する。

【００２２】まず、画像データの流れから説明する。画
像形成部２は、ホストコンピュータ７００より送られる
画像コードに基づいて、イエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックの各トナーの階調に対応した８ビットの多値画
像データＶｉｄｅｏ（０．．７）を生成する。多値画像
データＶｉｄｅｏ（０．．７）は、γ補正回路３におい
て１０ビットの補正データγ（０．．９）にγ変換され
る。通常動作時には、システムコントローラ１９０によ
り、バッファ５１はイネーブルで、バッファ５２，５５
はディスイネーブルされているので、多値画像データＶ
ｉｄｅｏ（０．．７）は１０ビット出力のＳＲＡＭのア
ドレス入力ＡＤ（０．．７）に入力され、そのアドレス
に対応した出力データがγ補正後のデータγ［０．．
９］となり、ＰＷＭ回路４に入力される。

【００２３】γ補正とは、例えば図２のようなγカーブ
をもつ場合、図３のような補正データをγ［０．．９］
として、印字濃度の階調を確保する。但し、γ補正の補
正具合（ＳＲＡＭで構成されるγ変換テーブル５４の中
身）は、後述するシステム調整時に設定される。

【００２４】ＰＷＭ回路４は、γ補正データγ［０．．
９］の値に基づいて、パルス幅変調を行ないレーザ変調
回路／ＶＤＯを得る。

【００２５】γ［０．．９］は、ＰＷＭ回路４のＤ／Ａ
変換器５６でアナログ値ＤＡに変換される。Ｄ／Ａ変換
器５６は、図４に示すように、γ［０．．９］が“００
０ｈ”から“３ＦＦｈ”に対応して、“０ｖ”から“Ｒ
ｅｆ ｖ” までを１０２４ステップずつの分解能で、
画像クロックＶＣＬＫに同期したアナログ値ＤＡを出力
する（図５の１，３，４参照）。

【００２６】画像クロックの８倍の周波数で発振する水
晶発振器６１の出力を８分周する８分周器６０は、水平
同期検出器１７によりリセットされて、水平同期した画
像クロックＶＣＬＫを生成する。画像クロックＶＣＬＫ
は、さらに分周器５７で２分周され、三角波発生回路５
８で三角波信号／ＴＲＩが生成される（図５の５参
照）。

【００２７】三角波発生回路５８は例えば図６のように
構成してある。図６において１４１，１４２は電流源、
１４３は切り換えスイッチ、１４４はコンデンサであ
る。切り換えスイッチ１４３は、入力クロック１／２Ｃ
ＬＫが“Ｈ”の時には、ａ端とｃ端を接続して、電流源
１４１からの電流Ｉをコンデンサ１４４に流す。すると
コンデンサ１４４に電荷がチャージされ、（電圧値）／
ＴＲＩ信号（電圧値）は直線的に増加する。

【００２８】次に入力クロック１／２ＣＬＫが“Ｌ”に
なると、切り換えスイッチ１４３のｂ端とｃ端が接続さ
れる。するとコンデンサ１４４に蓄積した電荷がディス
チャージされ、／ＴＲＩ信号（電圧値）は直線的に減少
する。電流源１４１，１４２の電流値Ｉは、三角波信号
／ＴＲＩの出力スゥイングが０（ｖ）からＶｒｅｆ
［ｖ］（もしくは、それより若干小さめ）になる値であ
る。

【００２９】比較器５９の正端子にはアナログ値ＤＡが
入力され、負端子には三角波信号／ＴＲＩを入力されて
いる。この２つを比較した結果が、負論理のパルス幅変
調信号／ＶＤＯとなる（図５の６参照）。レーザドライ
バ６は、パルス幅変調信号／ＶＤＯが“Ｌ”のときには
半導体レーザ７を発光し、信号／ＶＤＯが“Ｈ”のとき
には半導体レーザ７を消灯する（図５の７参照）。この
ようにして多値画像データＶｉｄｅｏ［０．．７］に応
じたパルス幅変調を行なう。

【００３０】つぎに、カラー印字プロセスを説明する。
図中の矢印方向に所定の速度で回転する感光体ドラム２
３は、帯電器２１によって所定の極性および電圧値に帯
電される。次いで、記録紙Ｐが給紙カセット２８から給
紙ローラ２７により所定のタイミングで１枚ずつ給紙さ
れる。

【００３１】そして、紙先端検出器２６により紙先端が
検出されると、画像信号ＶＤＯにより駆動されたレーザ
光Ｌが半導体レーザ７からポリゴンミラー１４に向けて
出射され、レーザ光Ｌは、モータ１５により回転するポ
リゴンミラー１４により走査される。そしてレーザ光は
レンズ１６および反射ミラー１８を経て、感光体ドラム
２３上に導かれる。レーザ光Ｌの光走査の一端に配置さ
れた検出器１７から、水平同期信号であるビームディテ
クト信号（以下ＢＤ信号と記す）が検出され、水平同期
回路５で水平同期された画像クロックＶＣＬＫが生成さ
れる。また、転写ドラム２５に巻きつけられた記録紙Ｐ
の紙先端を検出する検出器３２により、垂直同期信号Ｔ
ＯＰが出力される。

【００３２】そしてＴＯＰ信号とＢＤ信号とに同期し
て、画像信号ＶＤＯが半導体レーザ７に順次送出され、
感光体ドラム２３上に走査露光される。そして、現像器
２４Ｙにより第１静電潜像が現像され、感光体ドラム２
３上にイエロー色の第１トナー像が形成される。

【００３３】転写ドラム２５には、所定のタイミングで
給紙された記録紙Ｐの先端が転写開始位置に達する直前
に、トナーと反対極性の転写バイアス電圧が印加され、
第１トナー像が記録紙Ｐに転写されると同時に、記録紙
Ｐが転写ドラム２３の表面に静電吸着される。

【００３４】次に、レーザ光Ｌの走査により、感光体ド
ラム２３上に第２静電潜像が形成され、現像器２４Ｍに
より第２静電潜像が現像され、感光体ドラム２３上にマ
ゼンタ色の第２トナー像が形成される。そしてＴＯＰ信
号により第２トナー像は、先に記録紙Ｐに転写された第
１トナー像の位置に合わせられて、記録紙Ｐに転写され
る。

【００３５】同様にして、第３静電潜像が形成され、現
像器２４Ｃにより現像されると、シアン色のトナー像が
記録紙Ｐに合わせられて転写される。次いで第４静電潜
像が形成され、現像器２４Ｋにより現像され、黒色のト
ナー像が記録紙Ｐに合わせられて転写される。

【００３６】このように各工程毎に１ページ分のＶＤＯ
信号が、順次半導体レーザ１７に出力される。また、各
転写工程毎に未転写のトナー像がクリーナ３３によって
掃き落とされる。

【００３７】転写された記録紙Ｐの先端部が分離爪３４
の位置に近づくと、分離爪３４が転写ドラム２５の表面
に接触して、記録紙Ｐを転写ドラム２５から分離され
る。分離爪３４は記録紙Ｐの後端が転写ドラム２５から
離れると元の位置に戻る。その際、除電器３５により記
録紙Ｐ上の蓄積電荷が除電され、分離爪３４による記録
紙Ｐの分離を容易にすると共に、分離時に気中放電を減
少させる。分離された記録紙Ｐは、排紙ローラ２９によ
り、排紙ローラ３０上を送られ、排紙トレイ３１に導か
れる。

【００３８】次に、システム調整について説明する。こ
の動作は、電源投入時や１ページ印字前毎に行なうもの
で、図７のように、まず湿度を測定して（Ｓ１）、その
湿度に応じた基本となるγカーブを設定し（Ｓ２）、そ
のγカーブに合うようにγ変換回路５のγ変換テーブル
５４を補正し（Ｓ３）、印字を行なう（Ｓ４）。

【００３９】図８は、周囲環境（湿度値）を測定して、
周囲の環境に応じた基本となるγカーブ（濃度データと
平均潜像電位の関係）を設定するフローチャートであ
る。システムコントローラ１９０は、湿度センサ６２で
検知した湿度値を、レジスタ６３を介して読み込む。

【００４０】図９の（Ａ）は、γ補正のための、濃度デ
ータと平均潜像電位の関係を表した図である。湿度が高
いとトナーが付き易いので、湿度が高いときにはγカー
ブＣを選択し、湿度が低いときにはγカーブＡを選択
し、湿度が中庸な時にはγカーブＢを選択して、濃度を
合わせる。

【００４１】実際には、図９の（Ｂ）のような電位値Ｐ
ｔと画像データＶｉｄｅｏ（０．．７）との対応関係を
ＲＯＭ（不図示）から読み出す。

【００４２】図８において、システムコントローラ１９
０は、湿度センサ６２で検知した湿度値を、レジスタ６
３を介して読み込んだ湿度値が基準最小値より小さけれ
ば（Ｓ２１）γカーブＡを選択し（Ｓ２２）、湿度値が
基準最大値より大きければ（Ｓ２３）γカーブＣを選択
し（Ｓ２４）、湿度値が基準最小値以上で基準最大値以
下であればγカーブＢを選択する（Ｓ２５）。

【００４３】このように、湿度に応じて選択した、画像
データと平均潜像電位の関係に合うようにパルス幅を補
正するために、γ変換テーブル５４を書き換える（Ｓ
３）フローチャートを図１０に示す。

【００４４】まずシステムコントローラ１９０は、内部
にある濃度フラグＣに００ｈを設定し（Ｓ３０）、／Ｓ
ＥＴを“Ｌ”にして、γ変換テーブル５４の出力とバッ
ファ５１とをディスイネーブルし、バッファ５２とバッ
ファ５５をイネーブルにして、Ｓｅｔ（０．．９）をＤ
／Ａ変換器５６の入力とする（Ｓ３１）。つぎにＳｅｔ
［０．．９］を“００ｈ”に設定する（Ｓ３２）。

【００４５】γ設定（Ｓ２）で読み込んだ濃度−表面電
位の理想γカーブ（図９）から、濃度フラグＣに対応す
る理想電位値Ｐｔを読み込む（Ｓ３３）。Ｓｅｔ
［０．．９］をバッファ５５を通してＤ／Ａ変換器５６
に入力し、パルス幅変調を行ない、そのときの半導体レ
ーザ７の発光により感光体ドラム２３上に形成されたパ
ルス状の静電潜像の電位を表面電位計２２で計測し、積
分器１９で積分して平均化し、Ａ／Ｄ変換器２０でデジ
タル変換して取り込んだ値ＰＭＯＮを読み込む（Ｓ３
３）。

【００４６】そして設定すべき表面電位値Ｐｔと実際の
表面電位値ＰＭＯＮを比較し（Ｓ３４）、実際の表面電
位値ＰＭＯＮが、設定すべき表面電位値Ｐｔ以上になる
まで、Ｓｅｔ［０．．９］をインクリメントして半導体
レーザ７の発光パルス幅を増やす（Ｓ３５）。

【００４７】このようにして求められたＳｅｔ［０．．
９］は、濃度Ｃ（今は００ｈ）に対応する理想電位に補
正されたパルス幅（γ変換データ）として、Ｖｄ
（０．．７）にＣを設定し、／ＷＲパルスを発生して、
ガンマ変換テーブル５４のアドレスがＣの番地に、デー
タとしてＳｅｔ［０．．９］を書き込む（Ｓ３６）。

【００４８】次に、濃度フラグＣをインクリメントして
（Ｓ３７）、濃度フラグＣが０からＦＦｈまで以上のシ
ーケンスを繰り返す（Ｓ３８）。このようにしてγ設定
（Ｓ２）で設定した濃度−電位のγカーブ（図９）に合
わせて、γ変換テーブル５４の中身を設定してパルス幅
補正を行なった後、／ＳＥＴを“Ｈ”に戻して、バッフ
ァ５２とバッファ５５をディスイネーブルし、γ変換テ
ーブル５４の出力とバッファ５１とをディスイネーブル
して、画像データＶｉｄｅｏ（０．．７）をγテーブル
５４で変換し、ＰＷＭ回路４でパルス幅変調されるよう
に戻して（Ｓ３９）、パルス幅補正を終了し、印字を行
なう（Ｓ４）。

【００４９】以上のような調整により、１画素をパルス
幅変調したときの、多値画像データと実際に感光体ドラ
ムに形成される静電潜像の電位との対応を、常に所定の
関係に保つ事ができるので、温度や湿度などの周囲環境
の変化に影響されず、経年変化も起こさず、常に階調が
保証された、高品位な中間調印字やカラー印字が行なえ
る。

【００５０】第２の実施例 上述した第１の実施例では、多値の画像データに対し
て、感光体ドラム上に形成される静電潜像の電位の平均
値が、所定の電位になるようにパルス幅を補正する方法
として、γ変換を行なうテーブルを広く細かく構成し
（８ビットから１０ビットへの変換）、変換の中身を変
更することで、パルス幅を補正していた。

【００５１】以下に詳述する第２の実施例では、パルス
幅変調部において、所定の最小電位と所定の最大電位と
なるように、最小パルス幅と最大パルス幅を自動調整し
て、その間で階調を表現するものである。

【００５２】図１１は、本実施例に係る画像処理装置の
構成を示すブロック図である。同図において、８１はホ
ストコンピュータ（不図示）から送られる画像コードに
基づいて多値画像データＶｉｄｅｏ（０．．７）を形成
する画像形成部、８２は画像形成部８１から送られる多
値画像データＶｉｄｅｏ（０．．７）をγ（０．．７）
にγ変換するγ変換テーブル、８３はシステム全体を制
御するシステムコントローラ、８４はシステムコントロ
ーラ３から出力される調整用８ビットデータＡＤＪ
［０．．７］と、γ変換テーブル８２の出力γ［０．．
７］とを選択する切り換え器である。

【００５３】８５は切り換え器８４の出力をデジタル／
アナログ変換するＤ／Ａ変換器、８６はシステムコント
ローラ３から出されるデジタルデータＳＥＴ＿ＲＥＦを
アナログ変換してＤ／Ａ変換器８５のリファレンス電圧
とするＤ／Ａ変換器、８７は画像クロックＶＣＬＫを２
分周する分周器、８８は分周器８７の出力を三角波に変
換する三角波発生器、８９は三角波発生器２６の出力の
直流成分を除去する直流成分除去回路、９０は直流オフ
セット電圧を発生するＤ／Ａ変換器、９１はＤ／Ａ変換
器９０より生成されるオフセット電圧と三角波発生器８
８の出力とを加える電圧加算器である。

【００５４】９２はＤ／Ａ変換器８５の出力と電圧加算
器９１の出力とを比較して多値画像データに応じたパル
ス幅変調を行なう比較器、９３はレーザドライバ、９４
は半導体レーザ、９５は半導体レーザの発光により静電
潜像を形成する感光体ドラム、９６は感光体ドラム９５
上の表面電位を計測する表面電位計、９７は表面電位計
９６の出力を積分して平均化する積分器、９８はＡ／Ｄ
変換器である。

【００５５】まず最初に、印字動作時の信号処理につい
て説明する。画像形成部８１は、ホストコンピュータ
（不図示）から送られる画像コードに基づいて、ＭＣＹ
Ｋの各トナーに対応した多値８ビットの画像データＶｉ
ｄｅｏ［０．．７］を生成する。γ変換テーブル８２
は、ＲＯＭやＲＡＭ等で構成され、画像データＶｉｄｅ
ｏ［０．．７］をγ変換補正（中間調濃度の直線性を補
正する為）したγ［０．．７］を出力する（図１２の３
参照）。

【００５６】切り換え器８４は、システムコントローラ
８３によって制御され、印字動作時にはγ変換テーブル
８２の出力γ［０．．７］を選択し、後述するシステム
調整時にはシステムコントローラ８３の出力ＡＤＪ
［０．．７］を選択する。γ［０．．７］は、切り換え
器８４を通ってＤ／Ａ変換器８５でＤ／Ａ変換される。
Ｄ／Ａ変換器８５は、図１３に示すように、γ［０．．
７］の値に応じて０（ｖ）からＲｅｆ（ｖ）を出力する
（図１２の４参照）。このＤ／Ａ変換器８５の出力は、
比較器９２の負端子につながれる。

【００５７】分周回路８７で、画像クロックＶＣＬＫを
２分周して作られる１／２ＶＣＬＫは、三角波発生器８
８で三角波に変換され、直流成分除去回路８９で直流成
分が除去された後、Ｄ／Ａ変換器９０で発生している直
流電圧が三角波のオフセット電圧として、電圧加算器９
１で加算され、三角波信号／ＴＲＩとなる。この三角波
信号／ＴＲＩは比較器９２の正端子につながれている
（図１２の５参照）。

【００５８】比較器９２は、Ｄ／Ａ変換器８５の出力と
三角波信号／ＴＲＩとを常に比較し、三角波信号／ＴＲ
ＩがＤ／Ａ変換器８５の出力より大きいときには“Ｈ”
を出力し、三角波信号／ＴＲＩがＤ／Ａ変換器８５の出
力より小さいときには“Ｌ”を出力する（図１２の６参
照）。

【００５９】この比較器９２の出力は、負論理のレーザ
駆動パルス／ＶＤＯであり、γ［０．．７］の値が小さ
いときには“Ｌ”の期間が短く、γ［０．．７］の値が
大きいときには“Ｌ”の期間が長くなる。即ち、γ
［０．．７］（つまり多値画像信号Ｖｉｄｅｏ［０．．
７］）に応じて、パルス幅変調出力となる。

【００６０】負論理のレーザ駆動パルス／ＶＤＯは、レ
ーザドライバ９３をへて半導体レーザ９４を発光させ、
感光体ドラム２３上に静電潜像を形成し、印字を行な
う。

【００６１】次に、本発明であるシステム調整について
説明する。この動作は、電源投入時や１ページ印字前毎
に行なうもので、図１４のように、まず所定のパルス幅
変調部の最小パルス幅の調整（Ｓ５１）や、最大パルス
幅の調整を行なった後（Ｓ５２）、印字を行なう（Ｓ５
３）。

【００６２】図１５は、中間調印字時の最小パルス幅
が、トナーが付着しないようなパルス幅になるように、
パルス幅変調の最小パルス幅を調整する（Ｓ５１）フロ
ーチャートである。システムコントローラ３は、８ビッ
トの調整データＡＤＪ［０．．７］を“００ｈ”に設定
し、切り換え器８４をＡＤＪ［０．．７］側に切り換え
て、Ｄ／Ａ変換器５の入力データを強制的に“００ｈ”
に固定し、Ｄ／Ａ変換器５の出力を０ｖにする（Ｓ６
０）。

【００６３】このとき、Ｄ／Ａ変換器５の出力と三角波
／ＴＲＩが、例えば図１７の（３）のようであれば、図
１７の（４）の様なレーザ駆動パルス／ＶＤＯとなり、
半導体レーザ１８は点滅を繰り返す。この時、感光体ド
ラム状には半導体レーザ９４の点滅に応じた電位が形成
されるので、非接触の表面電位計９６にはパルス上の電
位が計測される。

【００６４】そこで、表面電位計９６の出力を積分器９
７で平均化したものを、Ａ／Ｄ変換器９８でデジタル変
換を行ない、感光体ドラム２３上の静電潜像の平均電位
値を示すＰＭＯＮとして、システムコントローラ８３に
取り込まれる。

【００６５】システムコントローラ８３によって、静電
潜像の平均電位値を示すＰＭＯＮと、トナーが付着しな
いような所定の最小電位値に対応した値ＭＩＮ＿ＲＥＦ
とが一致しているかどうかを判断し（Ｓ６１）、一致し
ていれば、最小パルス幅の調整を終了し、次の最大パル
ス幅調整（Ｓ５２）を行なう。一致していなければ、Ｌ
ＭＯＮがＭＩＮ＿ＲＥＦより小さくなるまで、Ｄ／Ａ変
換器９０のデジタル入力値ＳＥＴ＿ＯＦＳを減じて、三
角波信号／ＴＲＩの直流オフセット電圧を減じて、最小
パルス幅を小さくする（Ｓ６２，Ｓ６３）。

【００６６】そして、ＰＭＯＮがＭＩＮ＿ＲＥＦと同程
度になるまで、Ｄ／Ａ変換器９０のデジタル入力値ＳＥ
Ｔ＿ＯＦＳを増やして、三角波信号／ＴＲＩの直流オフ
セット電圧を増やし、最小パルス幅を大きくする（Ｓ６
４，Ｓ６５）。

【００６７】このようにして、三角波信号／ＴＲＩの直
流オフセット電圧を調整して、最低濃度を示すデータ
（“００ｈ”）が入力されたときに、感光体ドラム２３
上にトナーが付着しないぎりぎりの静電潜像となるよう
な、パルス幅を設定する。

【００６８】次に、中間調印字時の最大パルス幅が、ト
ナーが十分に付着するような所定の光量になるように、
パルス幅変調の最大パルス幅を調整する（Ｓ５２）。こ
の時のフローチャートを図１６に示す。システムコント
ローラ８３は、８ビットの調整データＡＤＪ［０．．
７］を“ＦＦｈ”に設定し、切り換え回路８４をＡＤＪ
［０．．７］側に切り換えて、Ｄ／Ａ変換器８５の入力
データを“ＦＦｈ”に固定し、Ｄ／Ａ変換器８５の出力
をフルスケール値ＲＥＦにする（Ｓ７０）。

【００６９】このＲＥＦは、Ｄ／Ａ変換器８５の基準電
圧値であり、システムコントローラ８３のデジタル出力
ＳＥＴ＿ＲＥＦをアナログ変換するＤ／Ａ変換器８６に
より設定される。このとき、Ｄ／Ａ変換器８５の出力と
三角波信号／ＴＲＩが、例えば図１７の（５）のようで
あれば、図１７の（６）の様なレーザ駆動パルス／ＶＤ
Ｏとなり、半導体レーザ９４は点滅を繰り返す。この
時、感光体ドラム状には半導体レーザ９４の点滅に応じ
た電位が形成されるので、非接触の表面電位計９６には
パルス上の電位が計測される。

【００７０】そこで、表面電位計９６の出力を積分器９
７で平均化したものを、Ａ／Ｄ変換器９８でデジタル変
換を行ない、感光体ドラム２３上の静電潜像の平均電位
値を示すＰＭＯＮとして、システムコントローラ８３に
取り込まれる。

【００７１】システムコントローラ８３によって、静電
潜像の平均電位値を示すＰＭＯＮと、トナーが十分付着
するような所定の最大電位値に対応した値ＭＡＸ＿ＲＥ
Ｆとが一致しているかどうかを判断し（Ｓ７１）、一致
していれば、最大パルス幅の調整を終了する。一致して
いなければ、ＰＭＯＮがＭＡＸ＿ＲＥＦより小さくなる
まで、Ｄ／Ａ変換器８６のデジタル入力値ＳＥＴ＿ＲＥ
Ｆを減じて、Ｄ／Ａ変換器８５のリファレンス電圧ＲＥ
Ｆを減じ、フルスケール時の出力値を小さくし、最大パ
ルス幅を小さくする（Ｓ７２，Ｓ７３）。

【００７２】そして、ＬＭＯＮがＭＡＸ＿ＲＥＦと同程
度になるまで、Ｄ／Ａ変換器８６のデジタル入力値ＳＥ
Ｔ＿ＲＥＦを増やして、Ｄ／Ａ変換器８５のリファレン
ス電圧ＲＥＦを増し、フルスケール時の出力値を大きく
し、最大パルス幅を大きくする（Ｓ７４，Ｓ７５）。

【００７３】このようにして、Ｄ／Ａ変換器８５のリフ
ァレンス電圧ＲＥＦを調整して、最大濃度を示す多値デ
ータ（“ＦＦｈ”）が入力されたときに、感光体ドラム
９５上にトナーが十分に付着する静電潜像となるよう
な、パルス幅を設定する（Ｓ５２）、印字を行なう（Ｓ
５３）。

【００７４】濃度データと実際の印字濃度の関係が、例
えば図１８のＡ，Ｂのようにばらついた場合、以上のよ
うな調整を終えた後では、Ａ，ＢともにＢｍｉｎからＡ
ｍａｘまでの範囲を保証して印字が可能となる。

【００７５】以上のような調整により、１画素をパルス
幅変調したときの、多値画像データと感光体ドラムの静
電潜像の平均電位値との対応を安定させることができる
ので、温度や湿度などの周囲環境の変化に影響されず、
経年変化も起こさず、常に階調が保証された、高品位な
中間調印字やカラー印字が行なえる。

【００７６】

【発明の効果】本発明によれば、感光体ドラム（記録媒
体）上に形成される静電潜像の平均電位を検知し、例え
ば、１画素をパルス幅変調したときに多値画像データと
感光体ドラム上に形成される静電潜像の平均電位との対
応関係が所定の対応関係となるように、多値画像データ
とパルス幅との対応を補正することができるので、温度
や湿度などの周囲環境の変化に影響されず、経年変化も
起こさず、常に階調が保証された、高品位な中間調印字
やカラー印字が行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例を示すシステム構成図である。

【図２】第１の実施例におけるパルス幅と印字濃度の関
係の説明図である。

【図３】第１の実施例における画像データとγ補正の関
係の説明図である。

【図４】第１の実施例におけるＤ／Ａ変換器１０６の出
力の説明図である。

【図５】第１の実施例の動作を示すタイミング図であ
る。

【図６】第１の実施例における三角波発生回路１０９を
示す構成図である。

【図７】第１の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】第１の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図９】第１の実施例におけるγ設定の説明図である。

【図１０】第１の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。

【図１１】第２の実施例における信号処理を示したシス
テム構成図である。

【図１２】第２の実施例の動作を示すタイミング図であ
る。

【図１３】第２の実施例におけるＤ／Ａ変換器５の出力
の説明図である。

【図１４】第２の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。

【図１５】第２の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。

【図１６】第２の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。

【図１７】第２の実施例の動作を示すタイミング図であ
る。

【図１８】第２の実施例の説明図である。

【図１９】従来例のシステム構成図である。

【図２０】従来例の欠点の説明図である。

【図２１】従来例の欠点の説明図である。

【符号の説明】

１ カラーレーザプリンタ ２ 画像形成部 ３ γ補正回路 ４ ＰＷＭ回路 ５ 水平同期回路 ７ 半導体レーザ １９ 積分器 ２０ Ａ／Ｄコンバータ ２３ 感光体ドラム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された画像信号に応じて光ビームを
   パルス幅変調し、パルス幅変調された該光ビームを偏向
   して記録媒体上を走査することにより該記録媒体上に静
   電潜像を形成し、更に該記録媒体上の静電潜像を顕像化
   する画像形成装置において、 前記記録媒体上の静電潜像の平均電位を計測する平均電
   位計測手段と、 前記平均電位計測手段の出力に基づいて、前記画像信号
   と前記光ビームを変調するパルス幅との対応関係を補正
   する補正手段とを具備したことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、各ページの印字前
   に、前記平均電位計測手段の出力に基づいて、前記画像
   信号と光ビームを変調するパルス幅との対応関係を補正
   することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、ｎビットの画像信号
   に基づいて、ｎビット以上のパルス幅変調精度を持つパ
   ルス幅変調を行うことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 入力された画像信号に応じて光ビームを
   パルス幅変調し、パルス幅変調された該光ビームを偏向
   して記録媒体上を走査することにより該記録媒体上に静
   電潜像を形成し、更に該記録媒体上の静電潜像を顕像化
   する画像形成装置において、 前記記録媒体上の静電潜像の電位を計測する電位計測手
   段と、 前記電位計測手段の出力を平均化する平均化手段と、 前記平均化手段の出力に基づいて、前記画像信号と前記
   光ビームを変調するパルス幅との対応関係を補正する補
   正手段とを具備したことを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項１において、前記電位計測手段
   は、前記記録媒体とは非接触で電位を計測することを特
   徴とする画像形成装置。