JPS62281566A

JPS62281566A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPS62281566A
Application number: JP61124210A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shiraishi; 貴志白石
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-05-29
Filing date: 1986-05-29
Publication date: 1987-12-07

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】３、発明の詳細な説明［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、たとえばレーザプリンタ等のドツト印字を
行う画像形成装置に関する。

（従来の技術）一般に、レーザプリンタとしては、光源にレーザを使用
し、電子写真プロセスを応用しており、そのレーザ走査
系として、たとえば第８図に示すものが用いられている
。すなわち、半導体レーザ１の光はコリメータレンズ２
により平行光にされ、ポリゴンミラー３により反射され
、その反射光（よｆ・θレンズ５を通して感光体ドラム
Ｇ上に照射される。上記ポリゴンミラー３はミラーモー
タ４により一定速度で一定方向△に回転している。この
ため、感光体ドラム６上のレーザ光は一方向Ｂに走査さ
れるようになっている。一方、感光体ドラム６は一定速
度で一方向Ｃに回転しているので、半導体レーザ１を輝
度変調することにより、感光体ドラム６の表面に潜像を
形成することができるようになっている。

ところが、上記のようなレーザプリンタにおいて、その
階調は、二値面積階調表示によって行われている。この
方法は、画像の最小構成単位となる画素を２個以上まと
めて１つの画素とし、そのまとまりの中で、黒の画素数
によって濃淡を出すようになっている。

ところが、このようなものでは、見かけの解像度が１／
（二値面積階調のためのマトリクスに必要な画素数〉に
落ちてしまうという問題があった。

また、レーザパワーを１ＩＩＩＩＷＪシて濃淡を出すも
のがあるが、現像特性の影響を受は易く、感光体の疲労
、現像剤の疲労、温度、湿度により、解像度が変化し、
画像が変わってしまうという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）口の発明は、見かけの解像度を落ち、現像特性による影
響を受は易すく、解像度が変化してしまうという欠点を
除去するもので、見かけの解像度を落さずに、現像特性
による影響を受けずに安定した画像を形成することがで
きる画像形成装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明の画像形成装置は、画像データに応じてレーザ
光を発光するレーザ光発光手段、このレーザ光発光手段
からのレーザ光を偏向走査する走査手段、この走査手段
からのレーザ光により感光体上にドツト状の潜像を形成
する像形成手段からなるものにおいて、上記感光体にお
ける画像上の主走査方向の最少構成単位となる１画素に
対する濃度を指定する指定手段、およびこの指定手段に
より指定された濃度に対応して上記レーザ光を発光する
期間を変化する制御手段によって構成されている。

（作用）この発明は、感光体における画像上の主走査方向の最少
構成単位となる１画素に対する濃度を指定し、この指定
された濃度に対応してレーザ光を発光する期間を変化す
るようにしたものである。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第２図はレーザプリンタの全体の構成を示すものである
。すなわち、半導体レーザ（発振器）１１のレーザ光は
コリメータレンズ１２により平行光にされ、ポリゴンミ
ラー１３により反射され、その反射光はｆ・θレンズ１
４を通しミラー１５．１６を介して感光体ドラム１７上
に結像される。

上記感光体ドラム１７は図示矢印方向に回転し、まず帯
電器１８で帯電され、次に半導体レーザ１１による像が
露光され、その表面に静電潜像が形成される。この静電
潜像は現像器１９によってトナーが付着され可？Ｊ２＠
化され、このトナー像は転写用帯電器２０の部分で用紙
Ｐへの帯電によって用紙Ｐに引付けられ、これによりト
ナー像が用紙Ｐに転写される。転写後の感光体ドラム１
７は帯電器２１で逆帯電されることにより、今までの電
荷が除去される。

一方、用紙Ｐは選択された上段給紙カセット２２あるい
は下段給紙カセット２３から送出ローラ２４あるいは２
５で１枚ずつ取出され、用紙案内路２６あるいは２７を
通してレジストローラ対２８．２９へ案内され、このＯ
−ラ対２８．２９によって転写部へ送られるようになっ
ている。しかして、転写部に送られた用ＭＰは、転写用
帯電器２０の部分で感光体ドラム１７の表面と密着する
ことにより、上記帯電器２０の作用で感光体ドラム１７
上のトナー像が転写される。この転写された用紙Ｐは剥
離用帯電器３０の作用で感光体ドラム１７から剥離され
て搬送ベルト３１で搬送され、その終端部に設けられた
定着器３２へ送られ、ここを通過することにより転写像
が定着される。

そして、定着後の用紙Ｐは、排紙ローラ対３３．３３に
よってトレイ３４に排出されるようになっている。

第１図は上記半導体レーザ１１を駆動するレーザドライ
ブ回路を示すものである。すなわち、半導体レーザ１１
、この半導体レーザ１１から発光されるレーザ光の強さ
に対応した電気信号を出力する光量検出部４１、上記半
導体レーザ１１から発光されるレーザ光の基準レベル（
設定値）に対応した電気信号を出力するビーム光量設定
部４２、上記光量検出部４１からの信号（検出値）と上
記ビーム光量設定部４２からの設定値とを比較し、この
比較結果が「検出値〈設定値」の場合にのみ、その差を
出力する比較増幅部４３、この比較増幅部４３からの信
号のサンプルホールドを行うサンプルホールド部４４、
このサンプルホールド部４４からの出力を増幅する電流
増幅部４５、この電流増幅部４５からの電流が図示しな
いトランジスタのベースに印加されることにより、この
電流値に応じて上記半導体レーザ１１へのドライブ電流
を変更し、また後述するレーザ点灯時間制御部４８から
供給される信号ＬＤＤＲＶφに応じて上記ドライブ電流
の出力タイミングが変更されるレーザドライブ部４６、
クロック信号ＶＣＬＫφに同期して外部装置５０から供
給される画像データＳＴＤをそのまま出力する画像デー
タコントローラ４７、この画像データコントローラ４７
から供給される画像データＬＤＴφに応じて、１画素分
の走査区間に対し、上記半導体レーザ１１を点灯する時
間を制御する信＠ＬＤＤＲＶφを出力するレーザ点灯時
間制御部４８、および上記半導体レーザ１１に基準バイ
アス電流を設定するレーザバイアス電流設定部４９によ
って構成されている。

上記画像データＳＴＤは濃度に対応したデータ（階調デ
ータ）となっており、たとえば最高濃度「１５」、２種
類の中間濃度「８」、「４」、最低１度ｒＯＪとなって
いる。これにより、第３図に示すように、最高濃度「１
５」の時、１画素の全てにトナーがのり（ｒｌｆｆｌＪ
　＞　、中間濃度「８」の時、１画素の半分にトナーが
のり（ｒＣ！ｌｊ）、中間濃ｆｉ　ｒ４Ｊの時、１画素
の１／４にトナーがのり（ｒ［ＩＩＪ　）　、最低濃度
「０」の時、１画素の全てにトナーがのらない（「口」
）ようになっている。この結果、主走査方向の１画素の
幅が種々存在することになる。

上記光量検出部４１、ビーム光ｍ設定部４２、比較増幅
部４３、サンプルホールド部４４、電流増幅部４５、お
よびレーザドライブ部４６によって、安定化回路が構成
され、この安定化回路は上記半導体レーザー１の出力を
基準レベルに対応した光量レベルとなるように調整して
いるものとなっている。

年上記レーザ点灯時間制御部４８は、第４図に示すように
、デコーダ６１．２つのデータ処理回路６２．６３およ
びオア回路６４によって構成されている。上記各データ
処理回路６２．６３は、それぞれナンド回路５１．５２
．５３．５４、可変抵抗器５５とコンデンサ５６とから
なるＣＲ時定数回路５７、増幅器５８によって構成され
ている。

上記デコーダ６１は画像データコントローラ４７から供
給される画像データＬＤＴφとしての濃度データが「１
５」の場合、出力端６１ａから、１画素分の′Ｈ−レベ
ルの信号を出力し、濃度データが「８」の場合、出力端
６１ｂから、１画素分の−Ｈ−レベルの信号を出力し、
濃度データが「４」の場合、出力端６１ｃから、１画素
分の′Ｈ−レベルの信号を出力し、濃度データがｒＯＪ
の場合、出力端６１ａ、６１ｂ、６１・Ｃから、”Ｈ−
レベルの信号を出力するようになっている。

ド回路５１を介してＣＲ時定数回路５７に供給される。

すると、ＣＲ時定数回路５７は同図（ｂ）に示すように
、そのＣＲ時定数に応じて信号の立上がりを鈍らせた信
号を出力している。

この出力はナンド回路５２．５３によって構成されるシ
ュミットＩＣによってチャタリングが除かれ、ナンド回
路５４に供給される。これにより、ナンド回路５３の出
力としては同図（Ｃ）に示すように、所定レベル以上の
時、”Ｈ−レベルの信号が出力され、所定レベル以下の
時、′［ルベルの信号が出力されるようになっている。

したがって、ナンド回路５４は同図（ｄ）に示すように
、上記ナンド回路５３の出力とナンド回路５１の出力と
の論理積を反転した信号を出力するようになっている。

このナンド回路５４の出力は増幅器５８で増幅され、デ
ータ処理回路６２　（６３）の出力信号として、つまり
上記半導体レーザ１１の点灯副部用の信号ＬＤＤＲＶφ
としてオア回路６４を介して出力される。

上記各データ処理回路６２．６３における、ＣＲ時定数
回路５７内の可変抵抗器５５の抵抗値は、それぞれ異な
った直で、その時定数が異なったものとなっている。こ
の時定数は、たとえば製造時に任意の線幅に対応して設
定されるようになっている。これにより、出力する信号
の立上がりが異なり、レーザ光の点灯時間が異なったも
のとなっている。

第β図に、上記感光体ドラム１７上に走査するレーザビ
ーム強度分布と画像特性の関係を示す。

すなわち、レーザスキャンによる走査露光エネルギの感
光体ドラム１７上における空間分布が工のようになって
いるとする。これにより、感光特性■、反転現像特性（
転写、定着の影響も含む）■を重ね合せると、画像特性
ＩｖＳ得られる。

図で実線で示した走査露光特性は、レーザ光出力５ｍＷ
でシュミレーションしたものであり、画像特性としては
線がやや細くなる。この場合、露光エネルギが２μＳ　
／　ｃｄの際、感光体ドラム１７での表面電位が３００
Ｖで、反射濃度が０．４となり、副走査方向の距離が４
０μｍ〜−４０μｍとなる。一方、破線で示した走査露
光特性は、レーザ光出力８ｍＷとしたもので、これによ
り′ｌＩＡ幅が変更されることが分るようになっている
。この場合、露光エネルギが２μＳ／ｃＩ！の際、感光
体ドラム１７での表面電位が３００Ｖで、反射濃度が０
．４となり、副走査方向の距離が５５μｍ〜−５５μｍ
となる。

したがって、光量を変更することにより、０１走査方向
の９幅が変更されることが分る。

次に、このような構成において動作を説明する。

たとえば今、外部８１１５０から出力される画像データ
ＳＴＤはクロック信号ＶＣＬＫφに同期してそのまま画
像データコントローラ４７を介してレーザ点灯時間制御
部４８に供給される。すると、レーザ点灯時間制御部４
８は供給される画像データＬＤＴφ（濃度データ）に応
じて、１画素分の走査区間に対し、上記半導体レーザ１
１を点灯する時間を制御する信号しＤＤＲＶφを出力す
る。

たとえば、上記画像データコントローラ４７からの画像
データしＤＴφとして「１５」が、クロックに同期して
デコーダ６１に供給される。すると、デコーダ６１は出
力端６１ａから１画素に対応した一Ｈ−レベルの信号を
、上記半導体レーザ１１の点灯制御用の信号ＬＤＤＲＶ
φとしてオア回路６４を介してレーザドライブ部４６に
出力される。

これにより、レーザドライブ部４６は、上記レーザ点灯
時間制御部４８内のデコーダ６１から供゛給される信号
ＬＤＤＲＶφに応じて上記ドライブ電流の出力タイミン
グが変更される。

この結果、用紙Ｐ上には、第３図（ａ＞に示すように、
、１画素の全てにトナーがのったものが転写され、現象
される。

また、上記画像データコントローラ４７からの画像デー
タしＤＴφとして「８ｊが、クロックに同期してデコー
ダ６１に供給される。すると、デコーダ６１は出力端６
１ｂから１画素に対応した′Ｈ−レベルの信号を、デー
タ処理回路６２に供給する。すると、上記デコーダ６１
からの＝Ｈ−レベル信号がナイド回路５１を介してＣＲ
時定数回路５７に供給される。すると、ＣＲ時定数回路
５７はそのＣＲ時定数に応じて信号の立上がりを鈍らせ
た信号を出力する。この出力はナンド回路５２．５３に
よって構成されるシュミットＩＣによってチャタリング
が除かれ、ナンド回路５４に供給される。これにより、
ナンド回路５３の出力としては、所定レベル以上の時、
′Ｈルベルの信号が出力され、所定レベル以下の時、−
Ｌルーベルの信号が出力される。したがって、ナンド回
路５４は上記ナンド回路５３の出力とナンド回路５１の
出力の論理積を反転した信号を出力する。

このナンド回路５４の出力は増幅器５８で増幅され、デ
ータ処理回路６２の出力として上記半導体レーザ１１の
点灯制御用の信＠　Ｌ　Ｄ　Ｄ　Ｒφがオア回路６４を
介してレーザドライブ部４６に出力される。

これにより、レーザドライブ部４６は、上記レーザ点灯
時間制御部４８内のデータ処理回路６２から供給される
信号ＬＤＯＲＶφに応じて上記ドライブ電流の出力タイ
ミングが変更される。

この結果、用紙Ｐ上には、第３図（ｂ）に示すように、
１画素の半分にトナーがのったものが転写され、現象さ
れる。

また、上記画像データコントローラ４７からの画像デー
タＬＤＴφとして「４」が、クロックに周期してデコー
ダ６７に供給される。すると、デコーダ６１は出力端６
１Ｃから１画素に対応した＝Ｈ−レベルの信号を、デー
タ処理回路６３に供給する。すると、データ処理回路６
３から上記半導体レーザ１１の点灯制御用の信号しＤＤ
ＲＶφがオア回路６４を介してレーザドライブ部４６に
出力される。

これにより、レーザドライブ部４６は、上記レーザ点灯
時間制御部４８内のデータ処理回路６３から供給される
信号ＬＤＤＲＶφに応じて上記ドライブ電流の出力タイ
ミングが変更される。

この結果、用紙Ｐ上には、第３図（Ｃ）に示すように、
１画素の１／４にトナーがのったものが転写され、現像
される。

また、上記画像データコントローラ４７からの画像デー
タＬＤＴφとして「０」が、クロックに同期してデコー
ダ６１に供給される。すると、デコーダ６１は出力端６
１ａ、６１ｂ、６１ｃから′Ｌ−レベルの信号を出力し
ている。これにより、上記半導体レーザ１１の点灯制御
用の信号ＬＤＤＲＶφとして−Ｌ−レベルの信号がオア
回路６４を介してレーザドライブ部４６に出力される。

この結果、用紙Ｐ上には、第３図（ｄ）に示すように、
１画素の全てにトナーがのらない状態で一タが上記外部
装置５０から出力された場合、半（導体レーザ１１から
のレーザ光の出力は同図（ｂ）に示すようになる。この
結果、現像、定着後の用紙Ｐ上の画像は同図（Ｃ）に示
すようになる。同図（ｂ）はレーザ光の１画素に対する
レーザ光の点灯時間を示し、斜線部はレーザ光が点灯し
ている領域を示し、白地はレーザ光が消灯していること
を示している。同図（Ｃ）における斜線部はトナーがの
っている［を示している。ただし、この図において、副
走査方向への幅は意味を持っていない。

この時、レーザパワー、副走査方向のビーム径は、Ｔ度
１画素の幅と等しくしているものを例として示している
。このように、レーザ光の出力の時間を制（社）するこ
とにより、主走査方向の１画素の幅を濃度に対応して変
更することができ、多値面積階調を行うことができる。

なお、上記例では、レーザ点灯時間制御部４８が画像デ
ータコントローラ４７とレーザドライブ部４６との間に
設けられる場合であったが、レーザドライブ部４６と半
導体レーザ１１との間に設け、レーザパワーの立上がり
時間を制御する場合であっても良い。

上記したように、濃度に対応してレーザ点灯時間制御部
４８により種々の時間幅の信号が出力されることにより
、主走査方向６１画素の幅つまり画像上の主走査方向の
最小構成単位となる１画素ごとを任意の幅に変更するこ
とができ、これにより階調を出すことができる。この結
果、見かけの解像度を落さずに、かつ現像特性による影
響を受けずに安定した画像を形成することができる。

なお、前記実施例では、レーザドライブ部へ供給される
画像データを濃度に対応した時間幅の信号としたが、こ
れに限らず、レーザドライブ部から出力されるドライブ
電流に濃度に対応した過渡出力つまりオーバシュートを
持たせ、このオーバシュートのレベル（高ざ）を変更す
ることにより、主走査方向の１画素の幅を任意に変更す
るものであっても良い。

また、レーザバイアス電流設定部のレーザバイアス電流
を制御することにより、つまりレーザパワーの立上がり
時間を制御（変更）することによリ、主走査方向の１画
素の幅を任意の幅に変更するようにしても良い。上記レ
ーザパワーの立上がり時間とは、レーザパワーが基準バ
イアスから実際の発光レベルに達するまでの時間である
。

また、レーザ点灯時間制御部におけるＯＲ時定数回路の
時定数の変更が、装置の製造時にそのＯＲ時定数回路内
の可変抵抗器の抵抗値を変更することにより行われてい
たが、これに限らず、外部ｍ器（外部のホストコンピュ
ータ）からの切換信号あるいは装置内の切換スイッチ（
ディップスイッチ）により、変更されるものであっても
良い。

この場合、１つの画像の中における１画素の幅の変更が
行える。

また、主走査方向の１画素の幅を制御する場合について
説明したが、これに限らず、ビーム光量設定部の設定１
（設定レベル）を変更することにより、副走査方向の１
画素の幅を制御するものを付加するようにしても良い。

この設定値は、製造時に変更されるものでも、外部機器
（外部のホストコンピュータ）からの切換信号あるいは
装置内の切換スイッチ〈ディップスイッチ）により、変
更されるものであっても良い。

また、データ処理回路として時定数の異なったものを用
いたが、これに限らず、時定数が一定で、スライスレベ
ルが異なったものを用いても良い。

［発明の効果〕以上詳述したようにこの発明によれば、見かけの解像度
を落さずに、現像特性による影響を受けずに安定した画
像を形成することができる画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第７図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図はレーザドライブ回路の構成を概略的に示すブロ
ック図、第２図はレーザプリンタの全体の構成を説明す
るための新面図、第３図は１画素におけるトナー濃度と
トナーののる凹との関係を説明するための図、第４図は
レーザ点灯時間制御部の構成を概略的に示す図、第５図
は第４図における各部の出力波形を説明するための図、
第６図はレーザビーム強度分布と画像特性の関係を説明
するための図、第７図は画像データ、レーザ光出力およ
び現像、定着後の画像を説明するための因であり、第８
図はレーザプリンタのレーザ走査系を説明するための斜
視図である。１１・・・半導体レーザ（レーザ光発光手段）、１３・
・・ポリゴンミラー、１７・・・感光体ドラム、４６・
・・レーザドライブ部、４８・・・レーザ点灯時間制御
部、５０・・・外部装茸、５１〜５４・・・ナンド回路
、５７・・・ＯＲ時定数回路、６１・・・デコーダ、６
２．６３・・・データ処理回路、６４・・・オア回路。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 ”１５Ｊ’Ｑ、　　　　”４１　　′０ヨ（ａ）　　　
（ｂ）　　　（ｃ）　　　（ｄ）第３図：：１第５図第７図第８図手続補正書昭和　　傘２１句２８日特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿１、事件の表示特願昭６１−１２４２１０号２、発明の名称画像形成装置訊桶正をする者事件との関係　　特許出願人（３０７）　　株式会社　東芝４、代理人東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル７、
補正の内容（１）明細書の第８頁第５行目から第１６行目にわたっ
て、「上記画像データＳＴＤは〜主走査方向の１画素の
幅が種々存在することになる。」とあるを、「上記画像
データＳＴＤは濃度に対応したデータ（階調データ）と
なっており、たとえば最高濃度「１５」、２種類の中間
濃度「８」、「４」、最低濃度「０」となっている。こ
れにより、最高ｌ９度「１５」の時、１画素の全てにト
ナーがのり（第３図（ａ）参照）、中間濃度「８」の時
、１画素の半分にトナーがのり（第３図（ｂ）参照）、
中間濃度「４」の時、１画素の１／４にトナーがのり（
第３図（Ｃ）参照）、最低濃度「０」の時、１画素の全
てにトナーがのらない（第３図（ｄ）参照）ようになっ
ている。この結果、主走査方向の１画素の幅が種々存在
することになる。」と訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】画像データに応じてレーザ光を発光するレーザ光発光手
段と、このレーザ光発光手段からのレーザ光を偏向走査する走
査手段と、この走査手段からのレーザ光により感光体上にドット状
の潜像を形成する像形成手段とからなる画像形成装置に
おいて、上記感光体における画像上の主走査方向の最少構成単位
となる１画素に対する濃度を指定する指定手段と、この指定手段により指定された濃度に対応して上記レー
ザ光を発光する期間を変化する制御手段と、を具備したことを特徴とする画像形成装置。