JPS61189574A - 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】 （技術分野） 本発明は被記録情報に対応する変調信号にょ１１醤朋さ
台浄半で電工π盲威平＆ル２半旨プ檜を形成する画像形
成装置に関する。

（発明の背景） 面積平均濃度が最も低く設定されている白レベル画素と
１面積平均源度が最も高く設定されている黒レベル画素
とだけで、つまりこれら非中間調画素だけで画像を形成
した場合、解像性と中間調のともに良好な表現は困難で
ある。゛そこで面積平均濃度を、上記自レベル画素のそ
れと、黒レベル画素のそれの間に設定した中間調画素を
採用し、この中間調画素により画像の中間調を表現する
ことが行われている。

中間調画素を形成する方法の１つに、感光体に対する光
の１画素当り露光時間を、黒レベル又は白レベル画素の
それよりも短くする方法、つまり光を変調する信号のパ
ルス幅を変調する方法（パルス幅変調法）がある、しか
し、電子写真感光体の特性としてＶ−Ｄガーブ（感光体
表面電位Ｖと現像された画像の濃度りとの関係を示すカ
ーブ）は、中間調領域で急峻に傾斜している為、経時的
変化等によって一定入力に対する光源の出力強度が変化
したり、感光体の感度が変化したりすると、中間調画像
の画質は黒レベル画像や自レベル画像の画質よりも劣化
しやすく、これが為、全体の画像が劣化してしまうこと
になる。

（発明の目的） 本発明は、パルス幅変調法の採用された画像形成装置で
、中間調画像の画質を良好に維持できるようにすること
を目的とする。

（発明の概要） 本発明の画像形成装置では、中間調に対応する変調信号
で変調された光により露光された感光体の電位が検出さ
れ、そしてこの検出された電位に対応して感光体を露光
する像光の強度が制御される。

（発明の実施例） 第１図は本発明の詳細な説明図である１図中、■は矢印
方向に回転するドラム状電子写真感光体である。感光体
１はまず帯電器２で均一に帯電され１次に変調信号に対
応して点滅変調されたレーザービーム３で、感光体ｌの
回転方向と略垂直な方向に走査、露光される。これによ
って感光体ｌに形成された静電潜像は、現像器４によっ
て現像可視化される。尚、この実施例では現像器４とし
ては、感光体１のレーザービームで露光された部分、所
謂明部領域にトナーを付着させる所謂反転現像を行う現
像器が使用されており、従って現像器４が感光体ｌに供
給するトナーは帯電器２による感光体帯電極性と同極性
に帯電している。逆に言えば、レーザービーム３は、感
光体１のトナーを付着させるべき部分を露光するように
、変調されている。

いずれにせよ、感光体ｌに形成された可視トナー像は、
転写帯電器５により転写材６に転写される。転写材６に
転写された可視トナー像は不図示の定着器で定着され、
一方、転写後感光体１に残留したトナーはクリーニング
器７で除去、クリーニングされる。その後、感光体１に
残留している電荷は、ランプ８の除電光によって除電さ
れ、再び上記各工程が繰り返される。

レーザービーム３は半導体レーザー９から射出される。

而して半導体レーザー９は、変調信号Ｅの印加される出
力可変駆動回路１３の出力電流Ｆ（これは信号Ｅに対応
している）により駆動され、この変調信号Ｅに対応して
点滅変調されたレーザービーム（このビームの強度は電
流Ｆのレベルに対応している）を射出するものである。

出力可変駆動回路１３は、可変抵抗等を内蔵し、その出
力電流Ｆの電流値（レベル）を可変にするものである。

而して感光体１に被記Ｒ＃報に対応する画像を形成する
場合（画像形成モード）、上記変調信号Ｅは被記録情報
に対応した信号である。いずれにせよ、半導体レーザー
９から射出されたビームは１回転多面鏡、ガルバノミラ
−等の走査器ｌＯによって走査される。１１はレーザー
ビーム３を感光体ｌ上に点状に結像させるレンズ、１２
は光路を折る為のミラーである。

画像形成モードでは、形成すべき画像が黒レベル部分と
中間調レベル部分とを含む場合、前記駆動回路１３に印
加される変調信号Ｅは、黒レベルに対応する変調信号と
中間調レベルに対応する変調信号とを時系列的に含んで
いる。

（従って、回路１３の出力である駆動電流Ｆも黒レベル
に対応する電流と中間調レベルに対応するパルス電流と
を時系列的に含んでいる。゛）そして第１図実施例に於
いては、電算機、ワードプロセッサ、画像読取り装置、
情報メモリー等の被記録情報源１４からの黒レベル信号
ＡはＯＲゲート１５を介して駆動回路１３に印加される
。一方、被記録情報源１４からの中間調信号ＢはＡＮＤ
ゲー）１６に印加される。このアンドゲート１６には、
黒レベル信号の１画素当りのパルス幅（時間的幅）より
も短いパルス幅（時間的幅）を有するパルス信号Ｃが印
加されている。従って被記録情報信号中に中間調信号Ｂ
が存在する時、パルス信号Ｃが中間調に対応する変調信
号（パルス信号）ＤとしてＡＮＤゲー）１６を通過し、
ＯＲゲート１５に印加される。一方、後述の制御モード
では、パルス信号Ｃは、中ＩＵ′ｌ調に対応する基準変
調信号として、ＡＮＤゲート１６を介さずに、直接ＯＲ
ゲート１５に印加される。

上記パルス信号Ｃはクロックパルス発生源１７からのク
ロックパルス（例えば１８ＭＨｚ）Ｇが印加される中間
調パルス発生回路１８によって形成される。クロックパ
ルス発生源１７は１画像形成モードでは、被記録情報源
１４からの信号Ａ、Ｂの逆出に同期してクロックパルス
Ｇを送出し、一方、制御モードでは制御用マイクロコン
ピュータ２０からの指令に基いてクロックパルスＧを送
出するものである。いずれにせよ、中間調パルス発生回
路１８は、上記クロックパルスを用いて所定パルス幅（
例えば黒レベル信号１画素当りパルス幅の約半分のパル
ス幅）のパルス信号を形成するもので１例えばＴＴＬ（
トランジスタ・トランジスターロジック）の動作遅延時
間を利用したものも利用できる。

ここで、上記回路１８によって形成されるパルス信号は
、この実施例に於ては、後述の制御モード時に於ける基
準変調信号としても用いられるし、また制御画像形成モ
ード時に於ける中間調変調信号としても使用される。こ
のように１つの中間調パルス発生回路を制御モード、画
像形成モードに兼用すると装置が簡略化されるが、中間
調パルス発生回路１Ｂは画像形成モード専用とし、制御
モード専用の基準変調信号形成回路を設けることは支障
ない、いずれにせよ、基準変調信号としては、これを用
いて可視像を形成したとすると、その濃度が、レーザー
の出力強度や感光体感度等が標準的な状態である場合に
、予め設定されている所望中間調濃度になるようなパル
ス幅を有していることが好ましい、これは、その方が制
御モードに於いてより正確な制御が可能となるからであ
る。従って、以下の実施例でも斯かるパルス幅を有する
変調信号を基準変調信号として使用するのが好ましい、
しかしこれは絶対必要なことではなく、黒レベル用変調
信号の１画素当ＬＪ　（７）パルス幅よりも短いならば
、任意のパルス幅を有する４９キ号が基準変調信号とし
て利用できる。何となれば如何なるパルス幅であっても
、それと所望の中間調濃度を得る為に必要な変調信号の
パルス幅との間には対応関係があるからである。

さて、第１図実施例では、前記画像形成モードの動作に
先立って、制御モードの動作が行われる。制御モードに
於いては感光体ｌが回転し、そして帯電器２も作動し、
走査器１０も回転する。ただし、このモードに於いては
現像器４、転写帯電器５は作動しても、しなくても、い
ずれでもよい、除電ランプ８は作動するのが好ましい。

而して制御モードに於いてはマイクロコンピュータ（ｃ
ｐｕ）２０に制御信号が伝達されると、ｃｐｕ２０は、
中間調パルス発生回路１８の出力を、ＡＮＤゲート１６
を介さずに、直接ＯＲゲート１５に伝送可能にするよう
に、スイ・ツチ回路１９を切り替える。モしてｃｐｕ２
０はクロックパルス発生回路１７を作動してクロックパ
ルスＧを回路１８に印加する。これによって、前記パル
ス信号Ｃ（基準変調信号）が回路１８により形成され、
この信号ＣはＯＲゲート１５を介して駆動回路１３に印
加される。一方、ｃｐｕ２０は駆動回路１３の出力電流
レベルを基準電流値としてのＩｓに設定する。これによ
って、この信号Ｃに対応する電流値Ｉｓの駆動電流Ｆに
よりレーザー９が点滅変調駆動され、かくして射出され
た電流値Ｉｓに対応する強度を有するレーザービーム３
が感光体ｌを走査露光する。この走査露光された感光体
ｌの表面電位Ｖｓ（つまり、サンプル中間調潜像の電位
ｖｓ）が電位センサー２１によって検出される。而して
ｃｐｕ２０は、上記検出された感光体表面電位に対応し
て、所望の濃度を有する中間調画像を形成する為の駆動
電流Ｆの電流レベルを（つまり像光の強度を）選択する
。

実施例について詳述すると、上記電位Ｖｓの情報はｃｐ
ｕ２０のＲＡＭ部分に取り込まれ、記憶される。

面シテマイクロコンピュータ２０は、この記憶されたＶ
ｓを使用し、前もってそのＲＯＭ部分に記憶されている
次の演算式に従って画像形成モード用電流値ＩＰを演算
する。

Ｉ　ｐ＝Ｉ　ｓ＋ａ　（Ｖｓ−ＶＨ） ここでｖＨは現像されると所定の中間調濃度が得られる
潜像の電位、即ち目標中間調電位であり、また、αは感
光体やレーザーの特性、基準変調信号の幅、目標電位Ｖ
ＨがＶ−Ｄカーブのどの点に設定されているか、等に対
応して設定される定数で、実験によって求めることがで
きる。而してこの電流値ＩＰの駆動電流により、レーザ
ー９を駆動すれば、所定の中間調濃度が得られる。また
、黒レベル画像も電流値Ｉｐの駆動電ｍＦにより駆動さ
れたレーザーにより形成されるから、その解像性につい
ても改善が見られる。いずれにせよ、ｃｐｕ２０は。

上記電流値ＩＰが演算されるとクロックパルスＧの中間
調パルス発生回路１８への印加を停止するとともに、可
変駆動回路１３の可変抵抗の抵抗値を変更して電流値Ｉ
ｐの駆動電流を出力可能にセットし、そしてスイッチ１
９を切り替えて可変パルス発生回路１８の出力（パルス
信号Ｃ）がＯＲゲート１６に伝達され得るように、信号
を切り替える。

以上により制御モードが終了する。制御モードに於いて
のｃｐｕ２０の前記動作のフローチャートを第２図に示
す、尚、ステップｈに於ける演算式は、前記したものに
限る必要はない。例えば、Ｉ　ｐ＝ａ・Ｉ　ｓ　＊　（
Ｖｓ／ＶＨ）の式に従ってｚｐを算出してもよい。（α
は定数）使用するに好ましい演算式は実験に基いて求め
ることができる。また検出電位Ｖｓが比較される相手方
の電位も目標電位ｖＨに限らず、適宜の値でよい、何と
なればこの適宜の値とｖＨとの間には一定の関係がある
からである。また、基準電流Ｉｓとしは、レーザーの特
性や感光体の特性が標準的である場合、この電流値Ｉｓ
で駆動されたレーザーの射出ビームにより目標電位ｖＨ
を有するサンプル中間調潜像が形成されるような値であ
ることが、より正確な制御を可能にする点で好ましい、
しかし、斯かる値でなくとも別の値を基準電流Ｉｓとし
て採用してもかまわない、何となればこの別の値を用い
て形成した中間調潜像の電位と前記ｖＨとの間にも一定
の関係があるからである。

要は、サンプル中間調潜像の濃度と所定の基準値との相
違に対応して、被記録画像を形成する為の像光の強度が
所ψの中間調濃度が得られるように制御される。

いずれにせよ、上記制御モードが終了すると、次いで、
或いは一旦体ＩＦ状態に入った後、画像形成指令（プリ
ント指令）が入った段階で、前記画像形成モードの動作
が開始される。

尚、北記制御モードは、装置の電源スィッチ（メインス
イッチ）をＯＮにする動作と連動して行ってもよく、或
いは画像形成モード動作指令スイッチ（プリントスイッ
チ）をＯＮにする動作と連動して行ってもよく、或いは
転写材搬送とそれに後続する転写材搬送との間、所謂紙
間部分に対応する時間（つまり、前の画像に対応する感
光体のレーザービーム露光終了と１次の画像に対応する
感光体のレーザービーム露光開始との間の時間）に行っ
てもよい、或いは感光体の転写すべき画像を形成する領
域の側方（レーザービームの走査方向について）にテス
ト領域を設け、このテスト領域にサンプル中間調潜像を
形成して前述のような制御を行うようにしてもよい、こ
の場合、被記録情報に対応する変調信号により変調され
たレーザービームによる感光体の１ライン分の走査が終
了後、或いはその走査開始前に、信号Ｃに対応し、かつ
レベルＩｓを有する駆動電流により変調されたレーザー
ビームが上記テスト領域を走査する。

従って、この場合、制御モードと画像形成モードが並行
して行われる。

いずれにせよ、前記各信号Ａ−Ｄ、Ｆ、Ｇのタイムチャ
ート例を第３図に示す、第３図で左側は制御モード、右
側は画像形成モードである。不図示の信号Ｅは、信号Ｆ
のレベルを図の左側、右側で同じとしたものと考えれば
よい。

半導体レーザー９は信号Ｆ（駆動電流）が０より高いレ
ベル（Ｉｓ、Ｉｐ）時に点灯する。第３図で区ｆＪＩｐ
は３画素分の白レベル画像部分、区間ｒ、ｔは各々１画
素分の白レベル画像部分、区間Ｖは２画素分の白レベル
画像部分、区間ｑは１画素分の黒レベル画像部分、区間
Ｓは３画素分の黒レベル画像部分、区間Ｕは１画素分の
中間調画像部分、区間Ｗは３画素分の中間調画像部分に
対応している。

また１以上の実施例では半導体レーザーの駆動回路に変
調信号を印加したが、レーザーは変調駆動せず、レーザ
ービームを音響光学素子（ＡＯ素子）に入射させ、この
ＡＯ素子に印加する超音波のトランスデユーサの駆動回
路に変調信号を印加してもよい、モしてＡＯ駆動回路の
出力レベルが前記のようにして制御される。

この場合ＡＯ素子により被記録情報に対応して変調され
、かつ必要な強度に制御されたレーザービームが形成さ
れる。これは気体レーザー等を使用する時に便利である
。

また、感光体を露光するビームの強度は、ビーム光路中
に配置した絞りを用いて制御してもよい。

また１以上の実施例は白レベルと黒レベルの間に１つの
中間調レベルを設けたものであるが、２つ以上の中間調
レベルを設けてもよい。

この場合、制御モードに於いて、いずれか１つの中間調
用の変調信号を基準信号として用いて前記と同様な手順
を適用することにより、画像形成モード用の像光の強度
を決定すればよい。

但し、基準変調信号として最も好ましいのは、それによ
って変調された光で感光体を露光した際、光強度の変化
に対して感光体の電位変化率が最も大きくなるような変
調信号を利用することである。

尚又、以上の例はレーザービームプリンターであるが、
多数の微小発光ダイオード（ＬＥＤ）をｋべｆ−ＬＥＤ
アレイを使用し、このアレイの各ＬＥＤを変調信号に対
応して可変出方駆動回路を介し点滅制御して電子写真感
光体を露光することにより画像を形成するようにした画
像形成装置、或いは多数の微小液晶シャッタ（ＬＣＳ）
を並べたＬＣＳアレイを光源と電子写真感光体との間に
配置し、このアレイの各ＬＣＳを変調信号により可変出
方駆動回路を介して駆動して光源からの光を変調し感光
体を露光することにより画像を形成する画像形成装置に
も本発明は適用できる。

更に１以上の例では、感光体の像光に露光された債誠に
トナーを付着させる所謂反転現像が採用されているが、
像光に露光されなかった感光体領域、所謂暗部領域にト
ナーを付着させる（従ってトナーは帯電器２による感光
体帯電極性と逆極性に帯電している）正現像法が適用さ
れた画像形成装置にも本発明は適用できる。この場合、
前記実施例で黒レベルと呼んだ処を白レベルと読み換え
ればよい、従ってこの場合、中間調に対応する変調信号
の１画素当り゛のパルス幅は、白レベルに対応する変調
信号の１画素当りのパルス幅よりも短い。

そして以上の実施例は、感光体に形成された可視像を転
写材に転写するプリンターであるが１本発明は１画像形
成モードに於いて感光体に形成された可視像を表示部に
移動させて表示するようにした画像形成装置にも適用で
きる。

この場合、表示部に於いては感光体は平面状であること
が望ましいから、感光体としてはベルト状のものが好ま
しい。

（発明の効果） 本発明によれば、サンプル中間調潜像の電位に対応して
像光の強度を制御するから、光源や感光体の経時的特性
変化等に対して変化の大きい中間調画像の画質を安定化
させること、また非中間調画像の解像性を安定化させる
こが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図はフローチ
ャート、第３図は信号波形図である。 ｌは電子写真感光体、９はレーザー、１３はｉ１変比出
力動回路、１８は中間調パルス発生回路、２０はマイク
ロコンピュータ、２１は電位センサである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被記録情報に対応する変調記号（中間調に対応する変調
   信号の１画素当りのパルス幅は、非中間調に対応する変
   調信号の１画素当りのパルス幅よりも短い）により変調
   された光により電子写真感光体を露光して像を形成する
   画像形成装置に於いて、 感光体の電位を検出する電位検出手段と、 この電位検出手段により検出された、中間調に対応する
   変調信号により変調された光で露光された感光体の電位
   に対応して、上記光の強度を制御する制御手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。