JPH09197776A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機差や環境等によらずに正確な画像形成処理
を行う。 【解決手段】 所謂オーバスキャン露光方式を採用する
画像形成装置において、予め調整手段に次のようにして
求められた情報を記憶させておく。すなわち、２オン２
オフの露光パターンで複数のパッチ毎に光量を変化させ
ながら感光体を露光し、各パッチ毎に測定された平均ト
ナー濃度から１走査ピッチ分を現像し得る１ピッチ光量
を求め、次に最初の２本が１ピッチ光量で、３番目が各
パッチ毎に変化された光量の３オン１オフの露光パター
ンで感光体を露光する。そして、平均濃度測定手段によ
り測定された各パッチ毎の平均トナー濃度から、ビーム
光量と画像エッジ位置との関係を求め、調整手段に記憶
させる。実際に画像を形成する際には、この関係に基つ
いてビーム光量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機あるいはレ
ーザビームプリンタなどのようにレーザビームを感光体
に走査することにより画像を形成するオーバースキャン
露光方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置は、感光体に光ビームを用
いて静電潜像を形成することにより画像の記録を行う複
写機やレーザビームプリンタとして広く用いられてい
る。

【０００３】従来の画像形成装置では、主走査方向及び
副走査方向の解像度を上げることによって忠実な画像を
再現する手段としている。また、解像度を上げること以
外においても、画像を滑らかにするために以下のような
技術が開発されている。

【０００４】例えば特開平５−２８４２８９号公報所載
のように、副走査方向の走査位置以外に画像エッジを配
置するために、走査ビームスポットを副走査方向に一部
重ねて感光体を露光し（以下、「オーバースキャン露光
方式」という）、画像エッジ部のビーム光量を調整する
ことにより画像エッジ位置を所定の位置に制御する技術
が知られている。この技術によれば、副走査方向の画像
エッジ位置を、走査ピッチよりも細かく制御することが
でき、実際の解像度以上の画像を再現できる場合があ
る。

【０００５】また、副走査方向の走査位置以外に走査ビ
ームスポットのピーク位置を配置するため、特開昭６１
−２１２８１８号公報、特開平６−１１５１５５号公
報、及び特開平６−２０２０２１号公報に記載されるよ
うに、複数の走査ビームスポットを副走査方向に一部重
ねて１つの合成スポットを感光体上に走査する技術が公
知である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のようにオーバースキャン露光方式により画像エ
ッジ位置の制御を行う場合に、次のような問題が生じ
る。すなわち、感光体特性と現像特性は機差や環境によ
り大きく変動し、また、ビームスポットのエネルギプロ
ファイルもレンズの固体差等により一定ではなく、さら
に光源としてＬＥＤアレイ、マルチビームレーザダイオ
ードを使用する場合、各露光スポットの走査ピッチ間隔
が一定にならないため、エッジ部露光ビーム光量と画像
エッジ位置との関係は計算通りにはならず、画像エッジ
位置を正確に制御することができなくなる。この問題を
解決するため、予め実機上の端部ビーム光量と実際に感
光体上に形成される画像エッジ位置との関係を把握し、
計算された位置に画像エッジが形成されるように端部ビ
ーム光量を補正すれば良いのだが、画像エッジ位置を高
速に精度良く測定する手段が無く上記問題を解決するこ
とは困難であった。

【０００７】また、複数のビームスポットで１つの合成
スポットを形成するオーバースキャン露光方式の場合、
ビームスポットのエネルギプロファイルと、各スポット
間隔が分かっていれば、所定の副走査位置にビームスポ
ットのピーク位置を配置する光量比は計算により求ま
る。しかし、感光体特性と現像特性の機差や環境変動に
より、合成スポットで形成されるドットの副走査方向幅
（以後はドットＳＡＧ幅という）と各ビームの絶対光量
との関係は特定できず、この場合でも画像エッジ位置を
正確に制御することはできなくなる。この問題を解決す
るために実機上で、各副走査方向ドット位置（以後はド
ットＳＡＧ位置）に任意のドットＳＡＧ幅でドットを形
成するための複数ビームの絶対光量とドットＳＡＧ幅と
の関係を予め把握し、各ビーム光量を補正すれば良いの
だが、ＳＡＧドット幅を高速に精度良く測定する手段が
無く、上記問題を解決することは困難であった。

【０００８】本発明は上記事実を考慮し、感光体上を予
め所定の露光パターンで露光し、現像後の該パターンに
基づいて画像エッジ位置又はＳＡＧドット幅を正確に測
定することにより、機差や環境等によらず、画像エッジ
位置を正確に制御できる画像形成装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、光ビームを点灯することにより
副走査方向の有効長が走査ピッチよりも大きい光スポッ
トを感光体上で形成し、前記光ビームのビーム光量を調
整することにより、副走査方向の画像エッジ位置を制御
するオーバースキャン露光方式の画像形成装置におい
て、前記感光体の一部の露光範囲の平均濃度を測定する
平均濃度測定手段と、所定の第１の露光パターンで複数
の前記露光範囲毎にビーム光量を変化させながら前記感
光体を露光し、前記平均濃度測定手段により各々の露光
範囲における平均濃度を測定し、該平均濃度に基づいて
１走査ピッチを現像し得る１ピッチ光量を選定し、点灯
時の光量が前記１ピッチ光量である光ビームと第２のビ
ーム光量の光ビームとからなる第２の露光パターンで複
数の前記露光範囲毎に第２のビーム光量を変化させなが
ら前記感光体を露光し、前記平均濃度測定手段により各
々の露光範囲における平均濃度を測定し、該平均濃度に
基づいて求められたビーム光量と対応する画像エッジ位
置との関係が記憶された記憶手段と、入力された画像エ
ッジ位置に対応するビーム光量を前記記憶手段から読み
出し、該ビーム光量となるように光ビームの点灯強度の
変調を行う強度変調露光手段と、を備えたことを特徴と
する。

【００１０】請求項１の発明では、予め記憶手段に次の
ようにして求められたビーム光量と該ビーム光量により
形成される画像エッジ位置との関係を記憶させておく。
すなわち、所定の第１の露光パターンで複数の露光範囲
毎にビーム光量を変化させながら感光体を露光し、平均
濃度測定手段により各々の露光範囲における平均濃度を
測定し、該平均濃度に基づいて１走査ピッチを現像し得
る１ピッチ光量を選定し、点灯時の光量が前記１ピッチ
光量である光ビームと第２のビーム光量の光ビームとか
らなる第２の露光パターンで複数の露光範囲毎に第２の
ビーム光量を変化させながら感光体を露光し、平均濃度
測定手段により各々の露光範囲における平均濃度を測定
し、該平均濃度に基づいてビーム光量と該光量により形
成される画像エッジ位置との関係を求め、記憶手段に記
憶させる。実際に画像を形成する際には、強度変調露光
手段が、入力された画像エッジ位置に対応するビーム光
量を上記関係に基づいて記憶手段から読み出し、該ビー
ム光量となるように光ビームの点灯強度の変調を行うこ
とによりオーバースキャン露光方式に基づく感光体への
画像形成処理を実行する。このようにして予め実機上の
ビーム光量と実際に感光体上に形成される画像エッジ位
置との関係が正確に把握され、かつ該関係に基づいてビ
ーム光量が制御されるので、機差や環境等によらずに正
確な画像エッジ位置の制御が可能となる。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記第１の露光パターンは、副走査方向において２
走査線以上連続で光ビームを点灯させ、続いて１走査線
以上連続で消灯させる露光パターンであると共に、前記
第２の露光パターンは、前記１ピッチ光量で点灯する光
ビームを副走査方向に２走査線以上連続で点灯させ、続
いて前記第２の光量の光ビームを１走査線点灯させ、続
いて１走査線以上連続で消灯させる露光パターンである
ことを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明では、上記のような露光パ
ターンで感光体を露光するので、簡単に実機上のビーム
光量と実際に感光体上に形成される画像エッジ位置との
関係を求めることができる。

【００１３】請求項３の発明は、複数の光ビームを点灯
することにより光スポットを感光体上に形成し、前記複
数の光ビームのビーム光量比及び副走査方向のドット幅
を調整することにより、副走査方向のドット位置を制御
するオーバースキャン露光方式の画像形成装置におい
て、前記感光体の一部の露光範囲の平均濃度を測定する
平均濃度測定手段と、各々の副走査方向のドット位置毎
に複数の光ビームの光量比を計算し、該光量比を保った
まま、所定の第１の露光パターンで複数の前記露光範囲
毎に複数の光ビームの絶対光量を変化させながら前記感
光体を露光し、前記平均濃度測定手段により各々の露光
範囲における平均濃度を測定し、該平均濃度に基づいて
求められた各々のドット位置に関するドット幅とビーム
絶対光量を求めるための係数とが記憶された記憶手段
と、入力されたドット位置及びドット幅に対応する係数
を前記記憶手段から読み出し、入力されたドット位置に
画像エッジを配置するためのビーム光量比を計算し、該
ビーム光量比と前記係数とから各々のビームの絶対光量
を計算し、該絶対光量となるように各々の光ビームの点
灯強度の変調を行う強度変調露光手段と、を備えたこと
を特徴とする。

【００１４】請求項３の発明では、予め記憶手段に次の
ようにして求められた各々のドット位置に関するドット
幅とビーム絶対光量を求めるための係数との関係を記憶
させておく。すなわち、各々の副走査方向のドット位置
毎に複数の光ビームの光量比を計算し、該光量比を保っ
たまま、所定の第１の露光パターンで複数の露光範囲毎
に複数の光ビームの絶対光量を変化させながら感光体を
露光し、平均濃度測定手段により各々の露光範囲におけ
る平均濃度を測定し、該平均濃度に基づいて各々のドッ
ト位置に関するドット幅とビーム絶対光量を求めるため
の係数との関係を求め、該関係を記憶手段に記憶させて
おく。実際に画像を形成する際には、強度変調露光手段
が、入力されたドット位置及びドット幅に対応する係数
を記憶手段から読み出し、入力されたドット位置に画像
エッジを配置するためのビーム光量比を計算し、該ビー
ム光量比と前記係数とから各々のビームの絶対光量を計
算し、該絶対光量となるように各々の光ビームの点灯強
度の変調を行う。このようにして予め実機上でドット位
置に関するドット幅とビーム絶対光量を求めるための係
数との関係が正確に把握され、かつ該関係に基づいてビ
ーム光量が制御されるので、機差や環境等によらずに正
確な画像エッジ位置の制御が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態を説明する。

【００１６】（第１の実施の形態）本発明に係る画像形
成装置の１例としてのレーザビームプリンタの構成を第
１の実施の形態として図１〜図４を用いて説明する。

【００１７】図１に示すように、レーザビームプリンタ
１１の側部には、光源として用いられるレーザダイオー
ドアセンブリ４０が配置されている。さらに、レーザダ
イオードアセンブリ４０は、発散光束を射出する半導体
レーザ２５と、該半導体レーザ２５から射出された発散
光束を整形するためのコリメータレンズ２７と、ビーム
成形用の開口絞り４２とから構成されている。

【００１８】また、開口絞り４２の射出側でコリメータ
レンズ２７と隣接する位置には、シリンドリカルレンズ
４４が配置されている。このシリンドリカルレンズ４４
は、透過した光ビームを副走査方向に対応する方向にお
いてのみ後述するポリゴンミラー２８の偏向面２８Ａま
たはその近傍で収束させる。

【００１９】また、レーザダイオードアセンブリ４０か
ら射出された光ビームの光路上には、光ビームの偏向手
段としてのポリゴンミラー２８が配置されている。

【００２０】ポリゴンミラー２８は、偏平な正多角柱の
形状を有しており、その側面部を形成する各々の偏向面
は平面のミラー面とされている。また、ポリゴンミラー
２８は、略鉛直方向の回転中心軸Ｏを中心として回転可
能なように構成され、ポリゴンミラー２８の下部にはＰ
方向に略等角速度でポリゴンミラー２８を回転させるた
めのモータ３１が配置されている。

【００２１】なお、以下では、このポリゴンミラー２８
によって反射偏向された光ビームによって形成される面
を主走査面、該主走査面と後述する感光体ドラム１５と
が交わって形成される方向を主走査方向、該主走査面に
直交する方向を副走査方向とする。

【００２２】また、ポリゴンミラー２８の偏向面の近傍
には、ｆθレンズ２９が配置されている。このｆθレン
ズ２９は、ポリゴンミラー２８によって反射偏向された
光ビームを後述する感光体ドラム１５上に光スポットと
して集光させて結像させると共に、等角速度で偏向され
た光ビームが結像された光スポットを感光体ドラム１５
の表面で等速で移動させる。

【００２３】ここで、図６に、感光体上に結像された光
スポット６２の有効面積を示す。光スポット６２の有効
面積は、主走査方向のエネルギプロファイルにおいて発
光強度が一定値Ｋ₂ 以上となるスポット領域の主走査方
向の有効長ｌ₂ と、副走査方向のエネルギプロファイル
において発光強度が一定値Ｋ₁ 以上となるスポット領域
の副走査方向の有効長ｌ₁ とによって定義される。な
お、光スポット６２の副走査方向の有効長ｌ₁ は、後述
する走査線６０の副走査方向のピッチ間隔ｄよりも大き
くなるように光学系が設定されている。

【００２４】また、ｆθレンズ２９を透過した光ビーム
の光路上には、感光体ドラム１５が配置されている。図
２に示すように、この感光体ドラム１５は、光ビームに
感光する感光材料がその表面に塗布された細長い略円柱
状の形状を有しており、矢印Ｑによって示された走査方
向（主走査方向）が該感光体ドラム１５の長手方向に略
一致するように配置されている。なお、この感光体ドラ
ム１５に塗布された感光材料は、一定レベル以上の露光
量で露光された場合にのみ感光し、この露光領域が現像
により黒画像として現れる。

【００２５】また、この感光体ドラム１５は、回転軸Ｗ
を中心として図示しないドラム駆動系によって予め定め
られた一定の回転速度で矢印Ｒ方向に回転するように構
成されている。感光体ドラム１５上に照射される光ビー
ムは、ポリゴンミラー２８の回転と共に走査線６０に沿
って主走査方向に走査開始点Ｔ_s から走査終了点Ｔ_eま
で走査されるが、矢印Ｒ方向の回転によって主走査方向
と直交する副走査方向にも走査線６０が順次移動する。

【００２６】また、図１に示すように、感光体ドラム１
５の周囲には、現像定着処理のための現像定着系が備え
られている。該現像定着系は、ドラム表面を一様に帯電
させるためのチャージコロトロン１６と、静電潜像の現
像を行う現像装置１７と、現像によって得られたトナー
像を記録用紙１８に転写するトランスファコロトロン１
９と、転写後のドラム表面を除電するディスチャージコ
ロトロン２１と、ドラム表面に残留したトナーを除去す
るためのクリーニング装置２２と、トナー像が転写され
た記録用紙に熱及び圧力をかけるための１対のロールか
らなる定着装置３７と、から構成される。

【００２７】また、レーザビームプリンタ１１の搬送系
も、ドラム駆動系と共に半導体レーザ制御装置２４と同
様の制御を受ける。すなわち、カセットトレイ３５に収
容された記録用紙１８は、送りロール３６によって１枚
ずつ送りだされ、点線２３により示された経路を進行す
る。そして、まず感光体ドラム１５とトランスファコロ
トロン１９の間を通ってトナー像の転写を受け、１対の
ロールからなる定着装置３７の間を通過して熱及び圧力
によってトナー像の定着が行われる。このようにして得
られた記録済みの記録用紙は排出ロール３８から排出さ
れ、排出トレイ３９内に排出される。

【００２８】また、感光体ドラム１５には、上記現像手
段によって現像された感光体の平均濃度を測定する平均
濃度測定手段２０２が設置されている。この平均濃度測
定手段２０２の構成例を図３に示す。図３に示すよう
に、平均濃度測定手段２０２は、感光体２０８上に露光
された複数の露光範囲の各々の露光範囲（以下、パッチ
という）に光を照射し反射光の光量を検出する濃度セン
サー１６０と、濃度センサー１６０から出力された検出
信号に基づいて各パッチ毎のトナー平均濃度を測定する
濃度測定器１６２と、から構成されている。

【００２９】なお、濃度センサーにより検出される反射
光は、感光体２０８に付着したトナーの付着量を反映し
ている。また、濃度測定器１６２により測定されるトナ
ー平均濃度は、図１１の状態１に示すように、１パッチ
分の露光パターンにおいて黒く現像された面積を１パッ
チ分の面積で除算した値として求められる。

【００３０】また、図１に示すように、レーザビームプ
リンタ１１の搬送系は、記録用紙１８を収容するカセッ
トトレイ３５と、収容されている記録用紙１８を１枚ず
つ感光体ドラム１５に送りだすための送りロール３６
と、トナー像が定着された記録用紙１８を排出トレイ３
９に排出するための排出ロール３８とから構成されてい
る。

【００３１】ところで、レーザビームプリンタ１１は、
ワークステーションやコンピュータに代表されるプリン
タ制御装置１２とケーブル１３を介して接続されてお
り、画像イメージデータの供給を受ける。そこで、レー
ザビームプリンタ１１には、プリンタ制御装置１２から
供給された画像イメージデータを格納するための画像イ
メージメモリ４６が備えられている。

【００３２】また、画像イメージメモリ４６には、装置
全体を管理・制御するための主制御部３３が接続されて
おり、該主制御部３３には、命令信号に基づいて半導体
レーザ２５のオン・オフ制御及び発光強度の変調等を行
う半導体レーザ制御装置２４が接続されている。

【００３３】なお、上記レーザビームプリンタ１１で
は、感光体ドラム１５上で光スポットを走査する手段と
してポリゴンミラー２８等を用いているが、図４に示す
ような走査手段を用いても良い。

【００３４】図４に示すように、感光体ドラム１５の上
方には、該感光体ドラム１５に向けて発光する複数のＬ
ＥＤ１５０が主走査方向に配列されたＬＥＤアレイ１５
２が配置されている。また、このＬＥＤアレイ１５２と
感光体ドラム１５との間には、ＬＥＤアレイ１５２から
発光された光を光スポットとして感光体上に投影するた
めの投影光学装置１５４が介在されている。

【００３５】また、ＬＥＤアレイ１５２には、図示しな
い強度変調手段が接続されており、この強度変調手段
は、上記半導体レーザ制御装置２４と同様の制御をＬＥ
Ｄアレイ１５２に対して実行する。すなわち、画素毎の
オン・オフ、オーバースキャン露光方式を実行させるた
めの発光強度の変調等が行われる。

【００３６】さらに、ＬＥＤアレイ１５２は、主走査方
向に各ＬＥＤ１５０が順次点灯していくように制御され
る。これによって、感光体上の光スポットが主走査方向
に走査される。なお、この場合、ＬＥＤ１５０を同時に
点灯するように制御しても良い。

【００３７】次に、本実施の形態に係るレーザビームプ
リンタ１１のブロック図を図５に示す。なお、図５にお
いて強度変調露光手段２００は半導体レーザ制御装置２
４に、感光体２０８は感光体ドラム１５に、調整手段２
０４は主制御部３３における１つの機能に各々対応して
いる。また、現像手段２１０は、現像定着系に相当す
る。

【００３８】図５が示すように、レーザビームプリンタ
１１には、画像信号に応じて半導体レーザ２５のオン、
オフ制御を行うと共に、半導体レーザ２５のオン時にお
けるビーム光量を調整手段２０４から送られてきた光量
信号に基づいて調整する強度変調露光手段２００が備え
られている。。

【００３９】また、平均濃度測定手段２０２には、調整
手段２０４が接続されており、該測定器によって測定さ
れた平均濃度が調整手段２０４に入力され、調整手段２
０４の図示しないメモリに記憶される。

【００４０】また、図５に示すように、調整手段２０４
には、１画素毎に副走査方向エッジ位置２０６が入力さ
れるようになっている。この副走査方向エッジ位置２０
６は、主制御部３３が画像イメージの画像に基づいて判
断したものである。

【００４１】調整手段２０４は、副走査方向エッジ位置
２０６が入力されると図示しないメモリに記憶されてい
る感光体２０８上の平均濃度に基づいて、入力された画
像エッジ位置に実際の画像エッジが形成されるビーム光
量を演算し、演算したビーム光量を光量信号として強度
変調露光手段２００に出力する。なお、この調整手段２
０４の演算方法の詳細は後述する。

【００４２】ここで、本実施の形態で露光方式として採
用されるオーバースキャン露光方式について簡単に説明
する。

【００４３】第１の実施の形態のオーバースキャン露光
方式では、図７に示すように、感光体上に結像される光
スポット６２は、その略中心６４が走査線６０ａ上にく
るように結像され、主走査方向に走査開始点Ｔ_s から走
査終了点Ｔ_e まで走査される。走査線６０ａを走査終了
すると、次の光スポット６６が次の走査線６０ｂ上を走
査されることとなるが、光スポットの有効長がピッチ間
隔ｄよりも大きくなるように設定されているため、光ス
ポットによる露光範囲が重なる領域７０が生じる。すな
わち、領域７０では、時間差をおいて光スポット６２と
光スポット６６によって多重に露光される。そして、図
１０に示すように、端部ビーム光量ＰＸを変化させるこ
とにより、１画素以内に形成される画像エッジ位置ＷＸ
を制御することができる。

【００４４】ところで、本実施の形態においては、オー
バースキャン露光方式による通常のプリント処理を実行
する前に、予め調整手段２０４に画像エッジ位置とビー
ム光量との関係を記憶しておく。この関係を求める前処
理の流れを図８のフローチャートによって説明する。

【００４５】図８に示すように、まず、強度変調露光手
段２００が２オン２オフの露光パターンで複数のパッチ
１〜ｎに渡って感光体２０８の一部を露光する。この
時、露光パターンの各パッチ毎に各々異なる光量Ａ₁ 、
Ａ₂ 、．．．、Ａ_n で露光させる（ステップ３００）。

【００４６】このステップ３００における２オン２オフ
の露光パターンを図１１の状態１に示す。図１１の状態
１に示すように、２オン２オフの露光パターンは、副走
査方向に隣接する点灯ビームを同光量とし、続く２ビー
ムを点灯させないパターンとされている。なお、ビーム
点灯中は主走査方向のビーム光量が略一定とされ、この
２オン２オフの露光パターン１つ分のパターンが１パッ
チに相当している。

【００４７】ここで、図１１のＡ−Ａ断面の潜像エネル
ギプロファイルを図１２（Ａ）に示す。図１２（Ａ）に
示すように、２オン２オフの露光パターンのように光量
Ｐ１のビームを副走査方向に隣接させた場合、その合成
プロファイルは、図の実線で示されたようになる。そし
て、この合成プロファイルの現像レベル以上となる領域
の副走査方向の幅が後述する現像線幅Ｗ１に相当してい
る。

【００４８】次に、図８に示すように、露光された感光
体２０８を現像手段２１０によって現像する（ステップ
３０２）。

【００４９】現像が完了すると、現像された感光体２０
８の各パッチ毎の平均トナー濃度ＤＸを平均濃度測定手
段２０２を用いて求める（ステップ３０４）。なお、各
パッチ毎に測定された平均トナー濃度ＤＸをＤＸ₁ 、Ｄ
Ｘ₂ 、ＤＸ₃ 、．．．．、ＤＸ_n とする。

【００５０】次に、１ビームで丁度、副走査方向１走査
ピッチ幅を現像し得る光量Ｐ１を求める（ステップ３０
６）。この光量Ｐ１は、走査位置を全面現像する場合の
光量に相当している。光量Ｐ１は、次式を満たす平均ト
ナー濃度ＤＸ_k を与えた時のビーム光量Ａ_k として求め
られる。

【００５１】 ＤＸ_k ／ＤＢ ＝ （Ｗ１／ＷＴ） ・・・・（１） 但し、ＤＢは、１パッチ全面が黒く現像される際の全面
黒パッチのトナー濃度、Ｗ１は当該露光パターン１周期
当たりで形成される１つが１走査ピッチ分の現像線幅の
総和（図１１参照）、ＷＴは副走査方向の露光パターン
１周期幅である。

【００５２】また、露光パターン１周期中の点灯するビ
ーム数をＮ１、露光パターン１周期の全走査ビーム数を
ＮＴとすれば、（１）式は、次式のようにも表せる。

【００５３】 ＤＸ_k ／ＤＢ ＝ （Ｎ１／ＮＴ） ・・・（１）’ なお、２オン２オフの露光パターンの場合、Ｎ１が２
本、ＮＴが４本となるので、（１）’式は次の（２）式
のように表され、（２）式が成立する際のビーム光量Ｐ
１を簡単に求めることができる。

【００５４】 ＤＸ_k ／ＤＢ ＝ ２／４ ・・・（２） 次に、強度変調露光手段２００が今度は３オン１オフの
露光パターンで複数のパッチ１〜ｎに渡って感光体２０
８の一部を露光する（ステップ３０８）。このステップ
３０８における３オン１オフの露光パターンを図１１の
状態２に示す。

【００５５】この３オン１オフの露光パターンは、図１
１の状態２に示すように、ビーム点灯周期の初めの２本
のビームを光量Ｐ１で、続く３番目のビームを所定の光
量ＰＸで点灯させ、そして最後のビームは点灯させない
という露光パターンである。そして、３番目のビーム光
量ＰＸを、各々異なる光量Ｂ₁ 、Ｂ₂ 、．．．、Ｂ_nと
なるように段階的に変化させる（ステップ３０８）。

【００５６】ここで、図１１状態２のＢ−Ｂ断面の潜像
エネルギプロファイルを図１２（Ｂ）に示す。図１２
（Ｂ）に示すように、３オン１オフの露光パターンのよ
うに光量Ｐ１のビームを副走査方向に隣接させ、３番目
のビーム光量をＰＸとした場合、その合成プロファイル
は、図の実線で示されたようになる。この合成プロファ
イルの現像レベル以上の領域の副走査方向幅は、光量Ｐ
１の２本のビームのみを点灯させた場合よりも副走査方
向に延長され、Ｗ１＋ＷＸとなる。

【００５７】次に、図８に示すように、３オン１オフの
露光パターンで露光された感光体２０８を現像手段２１
０によって現像する（ステップ３１０）。

【００５８】現像が完了すると、現像された感光体２０
８の各パッチ毎の平均トナー濃度ＤＸ’を求める（ステ
ップ３１２）。なお、この各パッチ毎の平均トナー濃度
ＤＸ’をＤＸ₁ ’、ＤＸ₂ ’、ＤＸ₃ ’、．．．．、Ｄ
Ｘ_n ’とする。

【００５９】次に、ステップ３１２で求められた各パッ
チの平均トナー濃度ＤＸ’に基づいて、３番目のビーム
により形成された画像エッジ位置ＷＸ（単位を画素とす
る）とビーム光量ＰＸとの関係を求める（ステップ３１
４）。この関係は、次のようにして求められる。

【００６０】すなわち、各パッチの平均トナー濃度Ｄ
Ｘ’と、画像エッジ位置ＷＸとの間には、次式の関係が
成立する。

【００６１】 ＤＸ’／ＤＢ＝（Ｗ２／ＷＴ） ＝（２＋ＷＸ）／４ ・・・（３） 但し、Ｗ２は露光パターン１周期当たりの現像幅であ
る。

【００６２】（３）式より、ＤＸ’を与えたビーム光量
ＰＸ（Ｂ₁ 、Ｂ₂ 、．．．、Ｂ_n ）と、これに対応する
画像エッジ位置ＷＸ₁ 、ＷＸ₂ 、．．．．、ＷＸ_n との
関係を求めることができる。

【００６３】また、露光パターン１周期中当たりのビー
ム光量Ｐ１で点灯するビーム数をＮ２とすれば、（３）
式は次式のようにも表せる。

【００６４】 ＤＸ’／ＤＢ＝｛（Ｎ２＋ＷＸ）／ＮＴ｝ ・・・（３）’ 但し、ＮＴは前述したように、露光パターン１周期の全
走査ビーム数である。

【００６５】次に、ステップ３１４で求められた画像エ
ッジ位置ＷＸとビーム光量ＰＸとの関係を調整手段のメ
モリに記憶し（ステップ３１６）、本処理を終了する。
なお、画像エッジ位置ＷＸとビーム光量ＰＸとの関係
は、例えば図２０に示すように、表形式でメモリ内に記
憶される。

【００６６】次に、実際に画像を形成する際の処理を図
９のフローチャートによって説明する。

【００６７】図９に示すように、まず、画像信号がオン
であるかオフであるかを判定する（ステップ３５０）。
画像信号がオンの場合（ステップ３５０肯定判定）、主
制御部３３では、感光体２０８上に形成されるべき副走
査方向画像エッジ位置２０６を画像イメージデータに基
づいて判断し、副走査方向画像エッジ位置２０６を調整
手段２０４に入力する（ステップ３５２）。

【００６８】次に、調整手段２０４は、入力された副走
査方向画像エッジ位置２０６に対応するビーム光量を読
み出し（ステップ３５４）、該ビーム光量を示す光量信
号を強度変調露光手段２００に出力する（ステップ３５
５）。

【００６９】次に、強度変調露光手段２００は半導体レ
ーザ２５を制御し、入力された光量信号に相当するビー
ム光量でオーバースキャン露光方式に基づき感光体２０
８を露光する（ステップ３５６）。

【００７０】次に、走査終了であるか否かを判断し（ス
テップ３５８）、走査終了の場合（ステップ３５８肯定
判定）、画像形成処理を終了する。また、走査終了でな
い場合（ステップ３５８否定判定）、画像形成すべき画
素を次の画素に移動させる。同一走査線の場合、主走査
方向に、当該走査線の走査が終了した場合には、次の走
査線の画素へと副走査方向に移動させる。そして、ステ
ップ３５０に戻って同様の処理を繰り返す。

【００７１】（第２の実施の形態）次に、２本の光ビー
ム（以下２ビームという）の所謂合成プロファイルによ
り形成される画像エッジ線の位置と幅との制御を行う例
を第２の実施の形態として以下に説明する。

【００７２】まず、２ビームによるオーバースキャン露
光方式の原理を図１６、図１７を用いて簡単に説明す
る。

【００７３】図１６に示すように、光ビームＡ及び光ビ
ームＢの光量比Ａ：Ｂを調節することにより、１画素の
中間の位置に形成される画像エッジ位置を制御できる。
また、図１７に示すように、副走査方向ドット幅を調整
することにより、ドット位置を制御できる。

【００７４】次に、第２の実施の形態に係るレーザビー
ムプリンタ１１の構成ブロックを図１３に示す。なお、
第１の実施の形態と同様の構成ブロックは同一の符号を
付して説明を省略する。また、レーザビームプリンタ１
１としての構成に関し、光源部として、１パッケージで
独立に変調可能な複数の光ビームを射出できる半導体レ
ーザ（ＬＤ）、すなわち所謂マルチビームＬＤが使用さ
れる。これ以外の構成については、第１の実施の形態と
同様であるので詳細な説明を省略する。

【００７５】図１３が示すように、調整手段２２０に
は、１画素毎に副走査方向ドット位置２２２及び副走査
方向ドット幅２２４が入力されるようになっている。な
お、この副走査方向ドット位置２２２及び副走査方向ド
ット幅２２４は、主制御部３３が画像イメージの画像に
基づいて判断したものである。

【００７６】調整手段２０４は、副走査方向ドット位置
２２２及び副走査方向ドット幅２２４が入力されると調
整手段２０４の図示しないメモリに記憶している感光体
２０８上の平均濃度に基づいて、入力された副走査方向
ドット位置２２２及び副走査方向ドット幅２２４に基づ
いて画像エッジ位置に実際の画像エッジが形成されるビ
ーム光量を演算し、演算したビーム光量を光量信号とし
て強度変調露光手段２００に出力する。

【００７７】ところで、第２の実施の形態においても、
実際に画像を形成する前に、調整手段２２０に副走査方
向ドット位置及びドットＳＡＧ幅と、２ビームの絶対光
量を指定するためのビーム光量係数ｋとの関係を記憶し
ておく必要がある。この関係を求めるための処理の流れ
を図１４のフローチャートによって説明する。

【００７８】図１４に示すように、まず、所定の副走査
方向ドット位置ｌに所定の２ビーム合成プロファイルの
ピーク位置（ドットＳＡＧ位置）を配置するための２ビ
ーム光量比Ａ：Ｂをビームプロファイル及び走査ピッチ
に基づいて計算する（ステップ４００）。

【００７９】次に、強度変調露光手段２００が、合成プ
ロファイルを形成する２ビームの光量を制御することに
より、図１１の状態１に示されたような２オン２オフの
露光パターンで感光体２０８を露光する（ステップ４０
２）。この時、２ビームの光量を各々ｋ×Ａ、ｋ×Ｂと
して各パッチ毎にビーム光量係数ｋをｋ₁ 、
ｋ₂ 、．．．、ｋ_n のように段階的に変化させる。すな
わち、２ビーム光量比Ａ：Ｂを保ったまま、合成プロフ
ァイルの光量を各パッチ毎に段階的に変化させる。

【００８０】ここで、図１８に、２オン２オフの露光パ
ターンで感光体の各パッチを露光した場合の例を示す。
図１８に示されたように、形成すべきドットＳＡＧ位置
１に関し、２ビーム光量比Ａ₁ ：Ｂ₁ を保ったまま、ビ
ーム光量係数ｋ₁ 、ｋ₂ 、ｋ ₃ 、．．．．が段階的に変
化され、現像幅（ドットＳＡＧ幅）が変化していくこと
がわかる。後述するように、本処理では、演算対象とす
るＳＡＧ位置も変化させるが、ドットＳＡＧ位置１とは
異なるドットＳＡＧ位置２に関し、異なる２ビーム光量
比Ａ₂ ：Ｂ₂ を保ったまま、ビーム光量係数ｋ₁ 、
ｋ₂ 、ｋ₃ 、．．．．が段階的に変化され、現像幅（ド
ットＳＡＧ幅）が変化していくことがわかる。

【００８１】また、図１８におけるＡ−Ａ断面及びＢ−
Ｂ断面の潜像エネルギプロファイルを各々図１９
（Ａ）、（Ｂ）の各図に示す。図１９（Ａ）に示すよう
に、光量比を調整することにより、現像レベル以上とな
って現れる副走査方向のドットＳＡＧ位置を制御できる
ことがわかる。また、図１９（Ｂ）に示すように、ビー
ムの絶対光量を変化させることにより、エネルギプロフ
ァイルが高くなり、現像レベル以上となって現れる副走
査方向ドットＳＡＧ幅が制御できることがわかる。

【００８２】次に、図１４のフローチャートに示すよう
に、ステップ４０２において２オン２オフの露光パター
ンで露光された感光体２０８を現像手段２１０を用いて
現像する（ステップ４０４）。

【００８３】現像が完了すると、現像された感光体２０
８の各パッチ毎の平均トナー濃度ＤＸ”を平均濃度測定
手段２０２を用いて求める（ステップ４０６）。なお、
各パッチ毎に測定された平均トナー濃度ＤＸ”をＤ
Ｘ₁ ”、ＤＸ₂ ”、ＤＸ₃ ”、．．．．、ＤＸ_n ”とす
る。

【００８４】次に、測定された各平均トナー濃度ＤＸ”
に基づいて、副走査方向ビーム発光パターン１周期当た
りの現像幅（ドットＳＡＧ幅）とビーム光量係数ｋとの
関係を求める（ステップ４０８）。この関係は次式によ
って求められる。

【００８５】 ＤＸ”／ＤＢ ＝ （Ｗｄ／ＷＴ） ・・・・（４） 但し、ＤＢは１パッチ全面が黒く現像される際の全面黒
パッチのトナー濃度、ＷｄはドットＳＡＧ幅、ＷＴは副
走査方向の露光パターン１周期幅である。

【００８６】（４）式より、ドットＳＡＧ幅Ｗｄが演算
でき、演算されたドットＳＡＧ幅Ｗｄと、ＤＸ”を与え
たビーム光量係数ｋとの関係を求めることができる。

【００８７】そして、ステップ４０８で求められたドッ
トＳＡＧ幅Ｗｄとビーム光量係数ｋとの関係を調整手段
の図示しない記憶手段に記憶させる（ステップ４１
０）。

【００８８】次に、すべての副走査方向ドット位置ｌに
関し、上記ステップ４００〜４１０までの演算が終了し
たか否かを判定する（ステップ４１２）。全ドット位置
ｌまでの演算が終了した場合には（ステップ４１４）、
当該処理を終了する。一方、まだ演算すべきドット位置
ｌがある場合（ステップ４１２否定判定）、次に演算す
べきドット位置にｌを更新し（ステップ４１４）、ステ
ップ４００に戻って更新されたドット位置ｌについて同
様の処理を繰り返す。。

【００８９】以上の処理によって、調整手段２２０に
は、図２１のようなマトリクスが形成される。図２１に
示すように、このマトリクスは各々の副走査方向ドット
位置ｌ _i 及びドットＳＡＧ幅Ｗｄ_j に対応するビーム光
量係数ｋ_ijのマトリクスとして形成される。

【００９０】次に、実際に画像を形成する際の処理を図
１３を参照しながら図１５のフローチャートによって説
明する。

【００９１】図１５に示すように、まず、画像信号がオ
ンであるかオフであるかを判定する（ステップ４３
０）。画像信号がオンの場合（ステップ４３０肯定判
定）、主制御部３３では、感光体２０８上に形成される
べき副走査方向画像ドット位置２２２及び副走査方向ド
ットＳＡＧ幅２２４を画像イメージデータに基づいて判
断し、副走査方向画像ドット位置ｌ２２２及び副走査方
向ドットＳＡＧ幅２２４を調整手段２２０に各々入力す
る（ステップ４３２、ステップ４３４）。

【００９２】次に、調整手段２２０は、入力されたドッ
ト位置２２２にドットＳＡＧ位置を配置するための２ビ
ーム光量比Ａ：Ｂを計算する（ステップ４３６）。

【００９３】次に、調整手段２２０は、入力されたドッ
ト位置２２２とドット幅２２４とに基づいて記憶してい
る図２１のようなマトリクスからビーム光量係数ｋを読
み出す（ステップ４３８）。次に、調整手段２２０は、
ステップ４３６で計算された２ビーム光量比にステップ
４３８で読み出されたビーム光量係数ｋを乗じることに
より、２ビーム光量を決定する（ステップ４４０）。そ
して、決定された２ビーム光量に対応する光量信号を強
度変調露光手段２００に出力する（ステップ４４２）。

【００９４】強度変調露光手段２００は半導体レーザ２
５を制御し、入力された光量信号に相当する２ビーム光
量でオーバースキャン露光方式に基づき感光体２０８を
露光する（ステップ４４４）。

【００９５】次に、走査終了であるか否かを判断し（ス
テップ４４６）、走査終了の場合（ステップ４４６肯定
判定）、本画像形成処理を終了する。また、走査終了で
ない場合（ステップ４４６否定判定）、画像形成すべき
画素を次の画素に移動させる。同一走査線の場合、主走
査方向に、当該走査線の走査が終了した場合には、次の
走査線の画素へと副走査方向に移動させる。そして、ス
テップ４３０に戻って同様の処理を繰り返す。

【００９６】以上が、本発明の第１及び第２の実施の形
態であるが、上記例にのみ限定されるものではない。例
えば、２オン２オフの露光パターン及び３オン１オフの
露光パターン以外の露光パターンを用いても良い。

【００９７】また、第１の実施の形態では、本発明の画
像形成装置をレーザビームプリンタに適用したが、これ
に限定されるものではなく、オーバースキャン露光方式
を用いて画像を形成する複写機等の画像形成装置すべて
について適用可能である。

【００９８】なお、上記各実施の形態において、感光体
は、しきい値以上の露光量であれば、露光量に関わら
ず、トナー付着量一定であるという考えに基づいている
ので、高ガンマ感光体を使用することにより、より精度
の高い制御が可能となる。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１乃至請求項
３の発明によればオーバースキャン露光方式の画像形成
装置において、予め実機上の測定によりビーム光量を制
御するための情報が与えられ、該情報に基づいて画像が
形成されるので、機差や環境等によらすに正確な画像形
成処理ができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係るレーザビームプリンタ
の構成図である。

【図２】第１の実施の形態のレーザビームプリンタ１１
を構成する感光体ドラム１５及びその周辺装置の斜視図
である。

【図３】平均濃度測定手段の構成例を示す図である。

【図４】走査手段としてＬＥＤアレイを用いた場合の構
成例を示す図である。

【図５】第１の実施の形態の構成ブロック図である。

【図６】感光体上に照射される光スポットと、そのエネ
ルギプロファイルを示す図である。

【図７】副走査方向に隣接する走査線上の光スポットの
有効面積が重なる様子を示す図である。

【図８】第１の実施の形態において、端部ビーム光量Ｐ
Ｘと画像エッジ位置との関係を求める処理の流れを示す
フローチャートである。

【図９】第１の実施の形態の画像形成処理を示すフロー
チャートである。

【図１０】オーバースキャン露光方式で制御される端部
ビーム光量ＰＸと、該光量時に形成される画像エッジ位
置との関係を示す図である。

【図１１】状態１は、各パッチ毎の２オン２オフの露光
パターン、状態２は、各パッチ毎の３オン１オフの露光
パターンを示す図である。

【図１２】（Ａ）はＡ−Ａ断面の潜像エネルギプロファ
イル、（Ｂ）はＢ−Ｂ断面の潜像エネルギプロファイル
を示す図である。

【図１３】第２の実施の形態の構成ブロック図である。

【図１４】第２の実施の形態において、ドットＳＡＧ幅
及びドット位置と、ビーム光量係数ｋとの関係を求める
処理の流れを示すフローチャートである。

【図１５】第２の実施の形態の画像形成処理を示すフロ
ーチャートである。

【図１６】第２の実施の形態で採用される２ビームを用
いたオーバースキャン露光方式において、制御される２
ビーム光量比と、形成される副走査方向ドット位置との
関係を示す図である。

【図１７】第２の実施の形態で採用される２ビームを用
いたオーバースキャン露光方式において、ビーム光量比
に乗する係数ｋと、副走査方向ドット幅との関係を示す
図である。

【図１８】第２の実施の形態において、各パッチ毎に形
成される２オン２オフ露光パターンを示す図である。

【図１９】（Ａ）はＡ−Ａ断面の潜像エネルギプロファ
イル、（Ｂ）はＢ−Ｂ断面の潜像エネルギプロファイル
を示す図である。

【図２０】第１の実施の形態で調整手段に記憶されるビ
ーム光量ＰＸと画像エッジ位置ＷＸとの関係を示す図で
ある。

【図２１】第２の実施の形態で調整手段に記憶されるマ
トリクスを示す図である。

【符号の説明】 ２００ 強度変調露光手段 ２０２ 平均濃度測定手段 ２０４ 調整手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを点灯することにより副走査方
   向の有効長が走査ピッチよりも大きい光スポットを感光
   体上で形成し、前記光ビームのビーム光量を調整するこ
   とにより、副走査方向の画像エッジ位置を制御するオー
   バースキャン露光方式の画像形成装置において、 前記感光体の一部の露光範囲の平均濃度を測定する平均
   濃度測定手段と、 所定の第１の露光パターンで複数の前記露光範囲毎にビ
   ーム光量を変化させながら前記感光体を露光し、前記平
   均濃度測定手段により各々の露光範囲における平均濃度
   を測定し、該平均濃度に基づいて１走査ピッチを現像し
   得る１ピッチ光量を選定し、点灯時の光量が前記１ピッ
   チ光量である光ビームと第２のビーム光量の光ビームと
   からなる第２の露光パターンで複数の前記露光範囲毎に
   第２のビーム光量を変化させながら前記感光体を露光
   し、前記平均濃度測定手段により各々の露光範囲におけ
   る平均濃度を測定し、該平均濃度に基づいて求められた
   ビーム光量と対応する画像エッジ位置との関係が記憶さ
   れた記憶手段と、 入力された画像エッジ位置に対応するビーム光量を前記
   記憶手段から読み出し、該ビーム光量となるように光ビ
   ームの点灯強度の変調を行う強度変調露光手段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記第１の露光パターンは、副走査方向
   において２走査線以上連続で光ビームを点灯させ、続い
   て１走査線以上連続で消灯させる露光パターンであると
   共に、 前記第２の露光パターンは、前記１ピッチ光量で点灯す
   る光ビームを副走査方向に２走査線以上連続で点灯さ
   せ、続いて前記第２の光量の光ビームを１走査線点灯さ
   せ、続いて１走査線以上連続で消灯させる露光パターン
   であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 複数の光ビームを点灯することにより光
   スポットを感光体上に形成し、前記複数の光ビームのビ
   ーム光量比及び副走査方向のドット幅を調整することに
   より、副走査方向のドット位置を制御するオーバースキ
   ャン露光方式の画像形成装置において、 前記感光体の一部の露光範囲の平均濃度を測定する平均
   濃度測定手段と、 各々の副走査方向のドット位置毎に複数の光ビームの光
   量比を計算し、該光量比を保ったまま、所定の第１の露
   光パターンで複数の前記露光範囲毎に複数の光ビームの
   絶対光量を変化させながら前記感光体を露光し、前記平
   均濃度測定手段により各々の露光範囲における平均濃度
   を測定し、該平均濃度に基づいて求められた各々のドッ
   ト位置に関するドット幅とビーム絶対光量を求めるため
   の係数とが記憶された記憶手段と、 入力されたドット位置及びドット幅に対応する係数を前
   記記憶手段から読み出し、入力されたドット位置に画像
   エッジを配置するためのビーム光量比を計算し、該ビー
   ム光量比と前記係数とから各々のビームの絶対光量を計
   算し、該絶対光量となるように各々の光ビームの点灯強
   度の変調を行う強度変調露光手段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。