JPS61189575A - 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より変調され
た光で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面積平均濃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、上記白レベル画素のそれ
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所謂ガンマ曲線が中間
調領域で急峻に傾斜している為、経時的劣化等によって
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或いは現像特性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白レベル画像の画
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
により変調された光を用いて形成された可視像の濃度が
検出され、そしてこの検出された濃度に対応して感光体
を露光する像光の強度が制御される。

（発明の実施例） 第１図は未発明の詳細な説明図である０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で均一にり１２電され、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ｌ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１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、転写検感光体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ｔ′ｆＥ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ｒｒ（変にするも
のである。而して感光体１に被記録情報に対応する画像
を形成する場合（画像形成モード）、上記変調信号Ｅは
液肥Ｒ情報に対応した信号である。いずれにせよ、半導
体１／−ザー９から射出されたビームは、回転多面鏡、
カルパノミラー等の走査器ＩＯによって走査される。１
１はレーザービーム３を感光体１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パルス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
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Ａ
ＮＤゲート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ゲート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、パルス信すＣは、中間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、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、例えばＴＴＬ（
ｈランジスタ争トランジスタ・ロジック）の動作′Ｉ！
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１８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Ｊ”！ｉｍ−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、ＪＲ信号の１画素当りのパルス幅よりも短いな
らば、任意のパルス幅を有するイハ号が基壁変調信号と
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。

ざて、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．現像器４
も作動し、走査器１０も回転する。ただし、このモード
に於いて感光体ｌ上で可視トナー像の濃度を検出するも
のでは現像器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。しかし、転写材６上で可視トナー
像の濃度を検出するものでは帯電器５も作動する。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１−１５に伝送可能にするよ
うに、スイッチ回路１９を切り替える。そして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
たレーザービーム３が感光体１を走査露光する。この走
査露光により感光体ｌに形成された潜像は次いで現像器
４によりサンプル中間調可視像として可視化され、この
可視像の濃度Ｄｓが濃度センサー２１によって検出され
る。而してｃｐｕ２０は、上記検出されたサンプル中間
調可視像濃度Ｄｓ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。

尚、濃度センサー２１は、光源と、光源によって照明さ
れた被検物からの反射光を受光して受光にに対応した電
気信号を形成するフォトセンサーとを有している。

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

而してマイクロコンピュータ２０は、この記憶されたＤ
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’Ｉ　ｐを
演算する。

Ｉｐ＝Ｉｓ＋α（Ｄｓ−ＤＨ） ここでＤ）（は目標とすべき所定の中間調濃度であり、
また、αは感光体やレーザーの特性、基準変調信号の幅
、目標中間調濃度がガンマ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の駆動電流
Ｆ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、ｃ
ｐｕ２０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への印加を停旧する
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Ｉｐの駆動電波を出力可能にセットし、そし
てスイッチ１９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、Ｉｐ＝α・Ｉｓ赤（Ｄ　Ｓ／Ｄ　Ｈ）の式に従
ってＩＰ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
検出濃度ＤＳが比較される相手方の濃度値も目標濃度Ｄ
Ｈに限らず、適宜のイ１Ｇでよい。何となればこの適宜
の値とＤＨとの間には一定の関係があるからである。ま
た、基べｔ３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濃度ＤＨを有するサ
ンプル中間調可視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
た中間調可視像の濃度と前記ＤＨとの間にも一定の関係
があるからである。

要は、サンプル中間調可視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
が所望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、
或いは一旦休止状態に入った後。

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、上記制御モードは、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に子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霧光終了と、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可視像を形成
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を有する駆動電波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。

或いは、通常転写材の周辺領域には被記録情報に対応し
た画像の形成されない余白領域があるから、この余白領
域に基準変調信号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を用いて感光
体に形成されたサンプル可視トナー像を転写し、この転
写されたサンプル中間調可視像の濃度Ｄｓを濃度センサ
２１’により転写材６上で検出するようにしてもよい。

この場合も上記と同様に制御モードと画像形成モードが
並行して行われる。

また、サンプル中間調可視トナー像を転写材６」−に形
成し、この転写材上でその濃度Ｄｓをセンサー２１′に
より検出するものに於いても、制御モードを画像形成モ
ードとは独立して、その市又は後で行うようにしてもよ
い。この場合、サンプル中間調可視トナー像は転写材６
のどの部分に形成してもよい。

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Ｏより高いレ
ベル（Ｉｓ、Ｉｐ）時に点灯する。第３図で区間ｐ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、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、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ｌ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。

（ｎ、　Ｉ、　、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中間調可視像の濃度変化率が最も大
きくなるような変調信号を利用することである。

尚また、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）を並べたＬＥＤ
アレイを使用し、このアレイの各ＬＥＤを変調信号に対
応して可変出力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ＬＣ５を変調信号により可変出
力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、以上の例では、感光体の像光に露光された領域に
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、
ｉｎ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ｖ１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、本発明は、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Ｓ′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、サンプル中間調可視像の濃度に対応し
て像光の強度を制御するから、光源や感光体、或いは現
像器の経時的特性変化等にケ、ｔ　ｔ、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は可変出力駆
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゜２１゛は濃度センサである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被記録情報信号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潜像を形
   成し、この潜像を現像することにより可視像を形成する
   画像形成装置に於いて、 可視像の濃度を検出する濃度検出手段と、 この濃度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を用いて形成された可視像
   の濃度に対応して、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。