JPH0732645A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レーザビームが規定の画像データで発光を開始
するように調整し、低濃度領域の再現性を安定化させ
る。 【構成】半導体レーザの発光を検知する回路を設ける一
方、テスト用画像データｎに基づいてパルス幅変調及び
レーザ駆動を行わせ（Ｓ１，Ｓ２）、レーザ発光が開始
される画像データＭｎを求める（Ｓ４，Ｓ６）。次い
で、レーザ発光を開始させたい画像データの規定値Ｄｓ
と前記画像データＭｎとの偏差を、画像データＤＡＴＡ
の補正データＭｎ’として設定する（Ｓ７）。そして、
実際の画像形成時に、画像データＤＡＴＡを前記補正デ
ータＭｎ’で補正し、該補正後の画像データに基づいて
パルス幅変調及びレーザ駆動を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に関し、詳
しくは、ディジタル画像データをパルス幅変調して光ビ
ームによる画像形成を制御するよう構成された画像形成
装置において、低濃度領域での光ビームの発光制御を安
定化させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、レーザ光（光ビーム）を画像
データに応じて内部変調し、該内部変調されたレーザ光
を記録媒体上に走査させることで階調再現を行う構成の
画像形成装置が知られている（特開昭６２−３９９７４
号公報等参照）。前記パルス幅変調は、例えばディジタ
ル画像データをアナログ信号（直流電圧信号）に変換
し、この変換されたアナログ信号をパターン信号と比較
することで、画像データに対応するパルス幅を有するパ
ルス幅変調信号ＳＰＷＭを得る構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、複数の光ビ
ームによって画像形成を行うように構成される画像形成
装置においては、個体間に存在する微分効率や温度特性
のようにレーザ自体が持っている応答特性の違いによっ
て、発光開始領域においてそれぞれのレーザの発光を同
じディジタル画像データに基づき制御した場合でも、発
光するレーザと発光しないレーザとの両方が存在する可
能性がある。

【０００４】このように、レーザ発光開始領域におい
て、それぞれのレーザの応答特性の違いによってレーザ
の発光開始にばらつきが生じると、画像再現において最
も重要であり階調性が必要とされている低濃度領域の再
現性が不安定となってしまう。このため、レーザ光の発
光開始を調整することが必要なり、従来では、実際に画
像形成を行わせてその結果を濃度測定することにより、
レーザ光の発光開始を検知するようにしていた（特開昭
６３−１２５３３８号公報参照）。

【０００５】しかしながら、上記のように実際に画像形
成を行わせてその濃度を測定する構成では、濃度計の設
置などにより構成が複雑になり、簡便にレーザ光の発光
開始を検知できないという問題があり、特に、複数のレ
ーザ光を用いる装置では各ビーム毎に調整しなければな
らないために調整過程が複雑になるという問題があっ
た。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、パルス幅変調によって光ビームの発光を制御して
画像形成を行わせる画像形成装置において、前記光ビー
ムの発光が開始される画像データを簡便に検知でき、該
検知結果に基づいて所期の画像データから発光が開始さ
れるように補正し得る画像形成装置を提供し、以て、画
像形成装置における低濃度領域の再現性を安定化させる
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため本発明では、デ
ィジタル画像データをパルス幅変調するパルス幅変調手
段と、このパルス幅変調手段で得られたパルス幅変調信
号に基づいて光ビームの発光を制御することにより画像
形成を行う画像形成手段と、を含んで構成された画像形
成装置において、前記パルス幅変調手段及び画像形成手
段における前記ディジタル画像データと前記光ビームの
発光との相関を検知する発光特性検知手段と、この発光
特性検知手段で検知された前記ディジタル画像データと
前記光ビームの発光との相関に基づいて、所定のディジ
タル画像データから前記光ビームの発光を開始させるべ
く前記パルス幅変調手段に出力されるディジタル画像デ
ータを補正する画像データ補正手段と、を設けて構成し
た。

【０００８】ここで、前記発光特性検知手段が、前記画
像形成手段で制御される光ビームの発光を検知する発光
検知手段と、前記パルス幅変調手段に対してテスト用画
像データを出力し、該テスト用画像データに基づいた光
ビームの発光制御を前記画像形成手段で行わせ、このと
きの前記発光検知手段の検知結果に基づき光ビームの発
光が開始される画像データを検知する発光開始データ検
知手段と、を含んで構成されるようにすると良い。

【０００９】また、前記画像データ補正手段が、前記発
光開始データ検知手段で検知された光ビームの発光が開
始される画像データと規定値との偏差を演算し、該偏差
をディジタル画像データの補正データとして設定する補
正データ設定手段と、この補正データ設定手段で設定さ
れた補正データに基づいて、画像形成時に前記パルス幅
変調手段に出力されるディジタル画像データを補正する
補正手段と、を含んで構成されるようにすると良い。

【００１０】

【作用】かかる構成によると、ディジタル画像データと
前記光ビームの発光との相関が検知され、該検知結果に
基づいて所定のディジタル画像データから光ビームの発
光が開始されるように前記パルス幅変調手段に出力され
るディジタル画像データが補正される。

【００１１】前記ディジタル画像データと前記光ビーム
の発光との相関を検知するに当たっては、テスト用画像
データに基づいてパルス幅変調及び光ビームの発光制御
を実行させる一方、前記光ビームの発光を検知する手段
を設け、光ビームの発光が開始される画像データを検知
させるようにした。また、ディジタル画像データを補正
するための補正データは、光ビームの発光開始が要求さ
れる画像データの規定値と、前記テスト用画像データに
基づいて検知された実際の発光開始画像データとの偏差
を演算し、実際の画像形成時に前記規定値に対応するデ
ィジタル画像データから発光が開始されるように、前記
偏差に基づいてディジタル画像データを補正し、該補正
データに基づいてパルス幅変調が行われるようにした。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明にかかる画像形成装置の一実施例としてレーザプ
リンタの基本構成を示すブロック図であり、本実施例の
レーザプリンタは、ディジタル画像データに応じて変調
された２つのレーザビームを主走査方向に平行に走査さ
せ、２ラインを同時に記録させるタイプのものである。

【００１３】この図１において、各ラインの画像データ
ＤＡＴＡ（ディジタル画像データ）及びパルス位置信号
ＰＡＤは、それぞれの補正回路51ａ，51ｂ（画像データ
補正手段，補正手段）において補正されることにより、
左端パルス，中央パルス，右端パルスのいずれのパルス
幅変調モードにおいても、画像データの規定値からレー
ザが発光するように補正される。前記左端パルス，中央
パルス，右端パルスの各パルス幅変調モードは、それぞ
れ左端からパルスを発生させるモード、中央からパルス
を発生させるモード、右端からパルスを発生させるモー
ドであり、前記パルス位置信号ＰＡＤによって指定され
る。

【００１４】尚、前記規定値は、レーザプリンタの操作
部などからなる規定値設定部39を介して任意に設定可能
とすることが好ましい。前記画像データの補正は、半導
体レーザに内蔵されているモニターダイオードからの出
力により発光検知回路30（発光検知手段）でレーザ発光
の有無を検知して、レーザ発光が開始される画像データ
をＣＰＵ38によって検出し、この検出された発光開始デ
ータを基に規定値の画像データから発光が開始されるよ
うに実施される。上記画像データの補正制御について
は、後に詳細に説明する。

【００１５】補正回路51ａ，51ｂで補正された各ライン
の画像データＤＡＴＡ及びパルス位置信号ＰＡＤは、そ
れぞれ変調回路50ａ，50ｂ（パルス幅変調手段）に供給
され、この変調回路50ａ，50ｂで、各ラインの画像デー
タＤＡＴＡ及びパルス位置信号ＰＡＤと各データクロッ
クＤＣＫ１，ＤＣＫ２とに基づいてパルス幅変調信号が
形成される。

【００１６】変調回路50ａ，50ｂからのパルス幅変調信
号は、レーザ駆動回路32ａ，32ｂに出力され、該レーザ
駆動回路32ａ，32ｂは前記パルス幅変調信号に基づいて
半導体レーザ31ａ，31ｂを駆動制御し、これによってレ
ーザビームＬ１，Ｌ２が内部変調されて画像記録が行わ
れる。レーザ駆動回路32ａ，32ｂは、水平及び垂直有効
区間でのみ駆動状態となるようにタイミング回路33から
の制御信号で個別に制御される。

【００１７】各レーザ駆動回路32ａ，32ｂには、半導体
レーザ31ａ，31ｂからレーザビーム光量を示す信号がフ
ィードバックされ、その光量が一定となるように半導体
レーザ31ａ，31ｂの駆動が制御される。半導体レーザ31
ａ，31ｂからそれぞれ出力される２つのレーザビームＬ
１，Ｌ２は、ポリゴンミラー（回転多面鏡）35に供給さ
れて偏向され、後述する感光ドラム（記録媒体）上に走
査される。このポリゴンミラー35によって偏向されたレ
ーザビームＬ１，Ｌ２の走査開始点は、走査領域の先端
側に配設されたインデックスセンサ36によって検出され
る。

【００１８】そして、前記インデックスセンサ36の検出
信号は、インデックス信号（同期信号）発生回路37に供
給されて、このインデックス信号発生回路37によって各
レーザビームＬ１，Ｌ２による記録開始をそれぞれに制
御するためのインデックス信号（同期信号）Ｓ１，Ｓ２
が形成される。前記インデックス信号Ｓ１，Ｓ２は、同
期回路60に供給される。同期回路60には、発振回路55よ
り所定の周波数を有する基本クロックＣＫが供給され、
各インデックス信号Ｓ１，Ｓ２に同期した分周出力ＤＣ
Ｋ１，ＤＣＫ２を出力する。前記分周出力ＤＣＫ１，Ｄ
ＣＫ２は、それぞれ変調回路50ａ，50ｂに対してデータ
クロック（ドットクロック）として供給される。

【００１９】34はポリゴンミラー35を回転させるモータ
駆動回路であり、そのオン・オフ制御信号はタイミング
回路から供給される。図２は、前記レーザビームＬ１，
Ｌ２が結像する像露光系（画像形成手段）の一例を示す
図である。この図２において、光源ユニット１は、前記
２つの半導体レーザ31ａ，31ｂを１列に配置してなり、
該光源ユニット１から発せられる２つの発散光は、集光
レンズ２によって平行な２つのレーザビームＬ１，Ｌ２
になる。

【００２０】前記２つのレーザビームＬ１，Ｌ２はポリ
ゴンミラー35に照射され、該ポリゴンミラー35によって
偏向される２つのレーザビームＬ１，Ｌ２は、ｆθレン
ズ３を介して感光ドラム（記録媒体）４上に走査され
る。これによって画像データに対応した露光が２ライン
同時に行われて静電潜像が感光ドラム４（記録媒体）上
に形成される。そして、この静電潜像に対して逆極性に
帯電したトナーが付着されて現像が行われ、その後記録
紙がトナー像に重ねられ、記録紙の裏側からコロナ帯電
器でコロナ帯電極性とは逆極性の電荷が記録紙に与えら
れることにより、トナー像が記録紙に転写される。

【００２１】尚、図２で、反射鏡５は、走査ラインの先
端にレーザビームＬ１，Ｌ２が照射されたときに、該レ
ーザビームＬ１，Ｌ２をインデックスセンサ36に導くた
めのものである。次に補正回路51ａ，51ｂでの補正制御
について詳細に説明する。図３は補正データの設定制御
を示すフローチャートである。尚、本実施例において、
発光開始データ検知手段及び補正データ設定手段として
の機能は、前記図３のフローチャートに示すようにＣＰ
Ｕ38が備えている。従って、発光特性検知手段としての
機能は、前記発光検知回路30及び前記図３のフローチャ
ートに示されるＣＰＵ38のソフトウェア機能とによって
実現される。

【００２２】前記図３のフローチャートにおいて、ま
ず、ＣＰＵ38からのテスト用画像データｎを、通常の画
像データＤＡＴＡの代わりに補正回路51ａへ出力する
（Ｓ１）。尚、前記補正データｎは、256 ステップ（０
０Ｈ〜ＦＦＨ）のカウントデータであり、画像データの
増大方向が濃度の増大方向に一致するものとする。前記
テスト用画像データｎの出力状態では、補正回路51ａで
は補正が行われないようにしてあり、テスト用画像デー
タｎは補正されることなくそのまま変調回路50ａに出力
され、テスト用画像データｎをパルス幅変調した結果に
基づいて画像形成手段を構成するレーザ駆動回路32ａが
半導体レーザ31ａを駆動制御する（Ｓ２）。

【００２３】ここで、半導体レーザ31ａに内蔵されてい
るモニターダイオードから出力されるアナログ電気信号
を前記発光検知回路30で検知し（Ｓ３）、テスト用画像
データｎを与えてレーザが発光したか否かが判別される
（Ｓ４）。ここでレーザ発光がないと判別されたときに
は、初期値が０として与えられるテスト用画像データを
１アップさせ（Ｓ５）、再度、補正回路51ａを介してテ
スト用画像データｎを変調回路50ａに出力し、レーザ発
光が得られたか否かを判別させる。

【００２４】そして、レーザ発光が検知されるまでテス
ト用画像データを順次１アップさせて行き、レーザ発光
が初めて検知されると、そのときのテスト用画像データ
ｎを、レーザ発光開始データＭｎにセットする（Ｓ
６）。尚、上記制御では、半導体レーザ31ａ側の発光開
始データであるので、これをＭａとして表すものとし、
同様の処理を半導体レーザ31ｂ側でも行って、個別に発
光開始データＭｂを得るものとする。

【００２５】前記レーザ発光開始データＭｎ（＝Ｍａ，
Ｍｂ）は、図５に示すように、この発光開始データＭｎ
未満の画像データＤＡＴＡを与えてもレーザ光が発光せ
ず、発光開始データＭｎの画像データＤＡＴＡを与えて
初めてレーザ発光が開始されることを示す。ここで、実
際の画像形成においては、規定値Ｄｓの画像データＤＡ
ＴＡを与えたときにレーザ発光が開始されるように調整
したいので、規定値Ｄｓ−発光開始データＭｎを補正デ
ータＭｎ’（＝Ｍａ’，Ｍｂ’）として設定する（Ｓ
７）。ここで、前記発光開始データＭｎは、前述のよう
に、各半導体レーザ31ａ，31ｂ毎に求められるから、補
正データＭｎ’も各半導体レーザ31ａ，31ｂ毎（補正回
路51ａ，51ｂ毎）に設定されることになる。

【００２６】例えば、図５に示すように、規定値（レー
ザ発光の開始が期待される画像データ）よりも大きな画
像データでレーザ発光が開始されたとすると、規定値と
レーザ発光開始データＭｎとの偏差の絶対値を、実際の
画像形成時に補正回路51ａ，51ｂにおいて画像データＤ
ＡＴＡに加算すれば、規定値に等しい画像データＤＡＴ
Ａが与えられたときに、変調回路50ａ，50ｂにはレーザ
発光開始データＭｎ（Ｍａ，Ｍｂ）が出力されることに
なり、図６に示すように、規定値の画像データＤＡＴＡ
からレーザ発光を得られることになる。

【００２７】逆に、規定値よりも小さな画像データでレ
ーザ発光が開始されたとすると、規定値とレーザ発光開
始データＭｎとの偏差の絶対値を、実際の画像形成時に
補正回路51ａ，51ｂにおいて画像データＤＡＴＡから減
算すれば、規定値に等しい画像データＤＡＴＡが与えら
れたときに、変調回路50ａ，50ｂにはレーザ発光開始デ
ータＭｎが出力されることになり、見掛け上は、規定値
の画像データＤＡＴＡからレーザ発光を得られることに
なる。

【００２８】尚、前記レーザ発光開始データＭｎは、各
レーザ毎に設定される（Ｍａ，Ｍｂ）から、結果的に、
各半導体レーザ31ａ，31ｂにばらつきがあっても、同じ
規定値の画像データＤＡＴＡから発光が開始されること
になる。上記のように、規定値に対するレーザ発光開始
データＭｎのずれ方向によって補正の方向が異なるの
で、前記補正データＭｎ’（＝規定値Ｄｓ−発光開始デ
ータＭｎ）が正の値であるか否かを判別し（Ｓ８）、こ
れに応じて補正フラグＦを立てておく（Ｓ９，Ｓ10）。

【００２９】そして、実際の画像形成時には、図４のフ
ローチャートに示すように、各レーザ系毎に、補正フラ
グＦの判別を行い（Ｓ11）、補正フラグＦが１であって
補正データＭｎ’が正であるとき（規定値よりもレーザ
発光開始データＭｎが小さいとき）には、規定値よりも
小さい画像データで発光が開始されてしまうので、入力
画像データＤＡＴＡから補正データＭｎ’を減算する補
正を補正回路51ａ，51ｂで行わせ（Ｓ12）、該補正後の
画像データＤＡＴＡに基づいてパルス幅変調及びレーザ
駆動制御を行わせる（Ｓ14）。

【００３０】一方、補正フラグＦがφであって、補正デ
ータＭｎ’が負であるとき（規定値よりもレーザ発光開
始データＭｎが大きいとき）には、規定値よりも大きく
ならないとレーザ発光が開始されていので、入力画像デ
ータＤＡＴＡに補正データＭｎ’を加算する補正を補正
回路51ａ，51ｂで行わせ（Ｓ13）、該補正後の画像デー
タＤＡＴＡに基づいてパルス幅変調及びレーザ駆動制御
を行わせる（Ｓ14）。

【００３１】前記補正は、左端からパルスを発生させる
モード（左端パルス），中央からパルスを発生させるモ
ード（中央パルス），右端からパルスを発生させるモー
ド（右端パルス）のそれぞれについて行わせるようにす
る。図７は、前記発光検知回路30の構成を示しており、
ＣＰＵ38からの選択信号に基づき半導体レーザ31ａ，31
ｂそれぞれに内蔵されたモニターダイオードのいずれか
一方の出力がセレクター302 で選択され、該選択された
出力がＡ／Ｄ変換器301 でディジタル信号に変換されて
ＣＰＵ38に出力される。

【００３２】尚、前記テスト用画像データｎの出力によ
る補正データＭｎ’の設定は、画像形成が行われる前に
毎回実施することが好ましい。また、フルカラー画像を
形成する装置においては、例えば各色毎に前記規定値を
可変設定するようにしても良く、また、レーザビーム毎
に規定値を変えても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、パ
ルス幅変調によって光ビームの発光を制御して画像形成
を行わせる画像形成装置において、前記光ビームの発光
が開始される画像データを簡便に検知でき、該検知結果
に基づいて所期の画像データから発光が開始されるよう
に補正することが可能となり、半導体レーザの応答特性
等にばらつきがあっても、画像形成装置における低濃度
領域の再現性を安定化させることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成を示すブロッ
ク図。

【図２】同上実施例における像露光系を示す斜視図。

【図３】画像データの補正データ設定を示すフローチャ
ート。

【図４】画像データの補正制御を示すフローチャート。

【図５】レーザ発光開始データの特性を示す線図。

【図６】画像データの補正機能を示す線図。

【図７】発光検知回路の内部構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１ 光源ユニット ２ 集光レンズ ３ ｆθレンズ ４ 感光ドラム ５ 反射鏡 30 発光検知回路 31ａ，31ｂ 半導体レーザ 32ａ，32ｂ レーザ駆動回路 33 タイミング回路 35 ポリゴンミラー 36 インデックスセンサ 37 インデックス信号発生回路 38 ＣＰＵ 50ａ，50ｂ 変調回路 51ａ，51ｂ 補正回路 55 発振回路 60 同期回路 Ｌ１，Ｌ２ レーザビーム Ｓ１，Ｓ２ インデックス信号 ＤＣＫ１，ＤＣＫ２ データクロック

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル画像データをパルス幅変調する
   パルス幅変調手段と、 該パルス幅変調手段で得られたパルス幅変調信号に基づ
   いて光ビームの発光を制御することにより画像形成を行
   う画像形成手段と、 を含んで構成された画像形成装置において、 前記パルス幅変調手段及び画像形成手段における前記デ
   ィジタル画像データと前記光ビームの発光との相関を検
   知する発光特性検知手段と、 該発光特性検知手段で検知された前記ディジタル画像デ
   ータと前記光ビームの発光との相関に基づいて、所定の
   ディジタル画像データから前記光ビームの発光を開始さ
   せるべく前記パルス幅変調手段に出力されるディジタル
   画像データを補正する画像データ補正手段と、 を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記発光特性検知手段が、 前記画像形成手段で制御される光ビームの発光を検知す
   る発光検知手段と、 前記パルス幅変調手段に対してテスト用画像データを出
   力し、該テスト用画像データに基づいた光ビームの発光
   制御を前記画像形成手段で行わせ、このときの前記発光
   検知手段の検知結果に基づき光ビームの発光が開始され
   る画像データを検知する発光開始データ検知手段と、 を含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置。
3. 【請求項３】前記画像データ補正手段が、 前記発光開始データ検知手段で検知された光ビームの発
   光が開始される画像データと規定値との偏差を演算し、
   該偏差をディジタル画像データの補正データとして設定
   する補正データ設定手段と、 該補正データ設定手段で設定された補正データに基づい
   て、画像形成時に前記パルス幅変調手段に出力されるデ
   ィジタル画像データを補正する補正手段と、 を含んで構成されることを特徴とする請求項２記載の画
   像形成装置。