JPS63144655A - 画像形成装置の画質制御方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本′発明は画像形成装置、特に中間調を忠実に再現する
電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

［従来の技術］ 電子写真方式の画像形成装置としては、感光体にレーザ
により像露光を行いそれを現像して画像を得るレーザプ
リンタがよく知られている。レーザプリンタは印字品位
が高く、高速である等の長所を有するため、デジタル複
写機の出力装置やプリンタとして広く知られている。

ところが従来から、このような画像形成装置においては
、感光体への帯電量が変化したり感光体の感度が増すと
、良質な画像を安定して得ることは難しいという欠点が
あった。

［発明の解決しようとする問題点コ 本発明は上述従来例の欠点を除去し、帯電量や感光体の
感度が変化しても、安定した画像を出力する画像形成装
置を提供する。

［問題点を解決するための手段コ この問題点を解決するための一手段として、本発明の画
像形成装置は、入力されたデジタル画像データに対応し
たパルス幅の画像出力信号により画像を形成する画像形
成装置であって、前記デジタル画像データと画像形成の
所定要因との対応を測定する第１の測定手段と、前記画
像出力信号のパルス幅と前記画像形成の所定要因との対
応を測定する第２の測定手段と、前記第１の測定手段と
第２の測定手段の測定結果に基づいて、画像形成の条件
を制御する制御手段とを備える。

［作用］ かかる構成において、画像形成の条件が第１の測定手段
の測定したデジタル画像データと画像形成の所定要因と
の対応と、第２の測定手段の測定した画像出力信号のパ
ルス幅と前記画像形成の所定要因との対応とに基づいて
制御される。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第２図はレーザプリンタの画像形成部の概略図である。

感光体１は矢印Ａの方向に回転している。

まず、帯電器３により一様に帯電した後、信号発生手段
１１から発した画像データ１２に応じて変調された半導
体レーザ４により画像部に露光し、非画像部には露光し
ないイメージスキャニング露光により像露光され、静電
潜像が形成される。この潜像は現像器５により現像され
、感光体１の上にトナー像が形成される。この像は転写
帯電器６によって転写紙７の上に転写され、分だ帯電器
８によって静電分離された後、定着器９によって定着さ
れ排紙される。感光体１の上に残留した転写残りトナー
はクリーナ１０によって清掃される。

このようなレーザプリンタに画像濃度信号を与え、画像
濃度信号に応じた中間調画像を再現するために本件出願
人によりレーザの発光時間を画像濃度信号に応じて変調
する方法が提案されている。第３図はこのような方法を
実現する回路ブロック図である。

デジタルデータ出力装置３１からのデジタルデータ２１
はＤ／Ａコンバータ３２によってアナログ画像信号２２
に変換される。一方、画像デ−タの転送画素クロック２
３をオシレータ３３の発生する基準クロック信号２４に
よりタイミング信号発生回路３４で分周（ここでは２分
の１周期にカウントダウン）して得られたスクリーンク
ロック２５を同期信号とするパターン信号２６（例えば
三角波）がパターン信号発生器３５によって作られる。

アナログ画像信号２２とパターン信号２６は比較器３６
により比較されたアナログ画像信号２２の方が大きいと
きは０”、小さいときは“１”として２値化画像データ
２７が作成され出力される。

このように本件出願人の提案による画像処理方法は、デ
ジタル画像信号を一度アナログ画像信号に変換した後、
所定周期の三角波と比較することにより、はぼ連続的の
パルス巾変調を行い、階調性のよい高画質な画像出力が
得られるようにしたものである。

第１図は本実施例の画像形成装置の概略構成図である。

図中３０で示すパルス巾制御手段は第３図を用いて説明
したもので、これにデジタルデータ２１と基準クロック
信号２４を入力し、画像濃度に応じたほぼ連続的にパル
ス巾変調された２値化画像データ２７を得る。画像形成
は第２図を用いて説明したとおりである。画像データは
変調されたレーザ光として出力・走査されて、一様帯電
された感光ドラム１の矢印Ａ方向への回転に伴って２次
元の静電潜像を得る。次に、静電潜像は現像器５によっ
て可視化され、転写紙７上に転写される。転写されない
で残ったトナーはクリーナ１０により捕集される。転写
紙は感光ドラムから分離され、定着器９を介して排紙さ
れる。

一方、電位センサ４１のプローブは、レーザビーム露光
後の感光ドラムの表面に近接した位置に設けられており
、電位測定器４２により潜像の電位検出を行う。検出さ
れた電位はアナログ値であるため、これをＡ／Ｄ変換器
４３でデジタル信号に変換して電位制御用マイクロコン
ピュータ４４に出力し、その制御出力はＤ／Ａ変換器４
５で再度アナログ値に変換され、レーザ制御ユニット４
６．高圧制御ユニット４７．グリッドバイアス電圧ユニ
ット４８．現像バイアス電圧制御ユニット４９などによ
って半導体レーザ４のレーザ光強度、帯電器３の帯電々
流、グリッドバイアス電圧、現像バイアス電圧などを制
御する。

この制御シーケンスは顕画像の露光に先だって行われる
が、その制御動作の一例を第５図のフローチャートに従
って説明する。

まず電位制御がスタートするとステップＳ１で感光ドラ
ム１の前回転によりクリーナ１０により残留電位のクリ
ーニングが行われる。続いてステップＳ２で初期値の帯
電々流及びレーザ光強度を設定して、ステップ８３〜Ｓ
４で第１図に示したスイッチ２８によってレーザオン／
オフ制御手段２９を選択し、初期値の帯電々流及びレー
ザ光強度におけるレーザオン時とレーザオフ時の表面電
位Ｖ、、Ｖ、が測定される。ステップＳ５では、ステッ
プＳ３．Ｓ４で測定されたＶｄ、Ｖ、と目標値Ｖｌ　、
Ｖ２との差が、許容値であるＣＩ。

Ｃ２以内であるか否かが判定される。

結果が否定判定である場合には、ステップＳ６で帯電電
流１＋を制御式 ％式％ に従って制御し、続いてステップＳ７で半導体合レーザ
４の駆動電流を制御式 ＡＩ２　＝β１　ΔＶａ＋β２　Ａ　Ｖ　＠に従って制
御する。そしてステップＳ３に戻り、以上の動作をくり
返す。

ステップＳ５において肯定判断となれば制御ループが完
成する。次にスイッチ２８によって前述したパルス巾制
御手段３０を選択し、ステップＳ８〜Ｓ１２で連続的な
パルス巾変調レーザ露光のうち、最小パルス巾露光部と
最大パルス巾露光部の略平均電位ＶＯＯ＋　Ｖ　ＦＦに
ついても、上記同様に目標値Ｖ、、Ｖ４に許容値Ｃ３，
Ｃ４の巾で収束させるように制御する。

次にイメージスキャニング露光反射現像の場合は、ステ
ップＳ１３で現像バイアス電圧ＶＯａはＶ　ＤＢＩ　：
Ｖ　ｄ　−Ｖ　６ａｃｋｌＶ　ＤＢ２　”　Ｖ　００−
　Ｖ　Ｂａｃｋ２（Ｖｌｌ□ｅｋｌ　＊　Ｖ８ａｃｋ２
はかぶらないようにするための必要な電圧） と定めステップＳ１４で設定された画像形成条件で画像
を形成する。

なお、前述した制御式の計数α１．Ｃ２゜β１．β２は
それぞれの関係式における関数の傾きを示す。

以下に本実施例の制御手段が有効であるこを示す。

第６図は入力として８ビツトのデータ （“００°゛から“ＦＦ”までの２５６個のデータ）が
あったとき、前述画像処理方法によってほぼ連続的なパ
ルス巾変調を行いこの信号を前述レーザビームプリンタ
に入力し、露光から表面電位への変換１表面電位から濃
度への変換を行った場合の対応を示したセンシトメント
リである。

ここで前述画像処理方法において階調性の良い画像出力
を得ることを目的とする場合には、入力レベルと濃度の
関係はリニアであることが望ましい。しかるに第６図で
わかるようにリニアな部分は、図中のΔ印からＯ印まで
の部分である。従って、Δ印のところで入力レベルを“
００”、０印のところを“ＦＦ”とすることによって良
い階調性を得ることができる。この領域をパルス巾の変
調と表面電位にあてはめると入力レベル“’　ｏ　ｏ　
”に対応するのはＰ　Ｗｍ１ｎ　（最小パルス巾）と■
。。であり、°“ＦＦ”に対応するのはｐｗ、、、（最
大パルス巾）とＶＰＦであって、遮光状態の暗部電位（
Ｖｄ）、全点灯の際の明部電位（■６）とは異なる場合
が多い。しかるに画像形成に使用している領域はΔ印か
ら０印までの領域であり、■。。。

ｖｒｒを目標値ｖ３．’ｖ４に一致させるという本実施
例で示した制御方法は、本画像処理を用いた実施例の画
像形成装置が安定して良質な画像を出力するために有効
なものである。

第４図はデジタルデータ２１　（°“００”、ハーフト
ーン、“ＦＦ”）をアナログ画像信号２２に変換し、２
分の１の周期をもつパターン信号２６（三角波）と比較
したとき２値化画像データ２７がどうなるかを示したも
のである。パターン信号２６の振幅を変えることによっ
て、入力レベルとパルス巾の関係を変えることができ、
ＰＷｍｌｎとＰＷＩｎａｘを第５図のステップＳｌｌ、
Ｓ１２で示したように制御し、第６図で示したΔ印から
０印に至るリニアな部分を選択することができる。

一方、文字画像などにおいては比較的に階調性は重視せ
ず、濃度が高く且つかぶりにくいことが重要であるので
、パルス巾制御手段３０による最小レベルと最大レベル
ではなく、レーザの完全オフと全点灯を利用して画像を
形成した方が良好である。これを第６図に点線で示した
。本実施例によるとレーザの完全オフと全点灯時の表面
電位■ｄ　＋　”　＠も目標値に制御されているため、
この場合にも安定した画像出力を行うことができる。

また、本実施例によれば、このような画像によるモード
切換だけでなく、パルス巾制御により入力データ″００
〜ＦＦ”までにおさえられた画像形成中でも地力ブリを
減らすために、白地の部分をＰＷｌａｌｎでなくレーザ
完全オフにしたり、前回転、後回転、連続画像形成時の
紙間にレーザ完全オフの部分を形成することがあり、そ
の際に予測不能な表面電位が出現して感光体にダメージ
を与えるということがないという効果もある。

又、Ｖ　ｄ　＊　ｖａ　＊　ｖ００＋　”　ｒｒヲ同時
に測定・制御することにより、画像モード切換によって
Ｖｄと■。の制御、ＶＯＯとｖｒｒの制御を別々に行う
場合に比べて制御アルゴリズムが簡単になる。

また、Ｖ、、Ｖ、の測定・制御を行った際に、帯電され
ないＶ＠が落ちない、センサ出力が出ないなどの異常値
が出力されたときには、帯電系の不良、レーザ故障、セ
ンサ検知系の故障などが原因であるとわかり、一方、ｖ
ｏ。、■２．の測定制御を行った際には、Ｖｄ　とｖｏ
。が離れすぎている、パルス巾制御されないなどの異常
値が出力されたときには、パターン信号とアナログ信号
のレベル調整不良、パルス巾制御回路の故障などが原因
であるとわかるように、エラーの原因が分離して検知さ
れるという利点がある。エラー検知までいかなくてもプ
リンタの状態を知るという意味で有益である。

尚、以上の実施例ではイメージスキャン方式を用いたレ
ーザビームプリンタで示したが、もちろんバックグラン
ドスキャン方式を用いたレーザビームプリンタであって
もよく、また、レーザビームプリンタだけでなく、他の
露光方式例えばＬＥＤ、ＬＣＤを用いたプリンタであっ
てもよい。

また、パルス巾変調によって階調を表す方式を示したが
、ディザ法や濃度パターン法によって階調を表す方式に
おいても、中間調を忠実に再現するために、入力レベル
の最小と最大がそれぞれ露光の遮光と全点灯に対応しな
い場合があり、その際には、本発明に示した電位制御手
段は良質な画像を安定して得るために有効である。

更に、測定するプロセス要因を表面電位としたが、画像
濃度を測定して画像形成条件を制御することにしてもよ
い。

以上説明したように、デジタル電子写真プリンタにおい
て入力レベルに対応した表面電位とレーザ完全オフ、全
点灯の表面電位を制御する手段を有することによって有
効に、良質な画像を安定して得ることができるようにな
った。

［発明の効果］ 本発明により、帯電量や感光体の感度が変化しても、安
定した画像を出力する画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の画像形成装置の概略構成図、 第２図はレーザプリンタの画像形成部の概略図、 第３図はパルス巾変調回路のブロック図、第４図は本実
施例の画像形成装置の各部の信号のタイミングチャート
、 第５図は本実施例の画像形成装置の制御動作のフローチ
ャート、 第６図は入力レベルと出力濃度の対応を示したセンシト
メトリである。 図中、１・・・感光体、３・・・帯電器、４・・・半導
体レーザ、５・・・現像器、６・・・転写帯電器、７・
・・転写紙、８・・・分離帯電器、９・・・定着器、１
０・・・クリーナ、２８・・・スイッチ、２９・・・レ
ーザオン／オフ制御手段、３０・・・パルス巾制御手段
、４１・・・電位センサ、４２・・・電位測定器、４３
・・−Ａ／Ｄ変換器、４６・・・レーザ制御ユニット、
４７・・・高電圧制御ユニット、４８・・・グリッドバ
イアス電圧ユニット、４９・・・現像バイアス電圧制御
ユニットである。 第２図 第３図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力されたデジタル画像データに対応したパルス
   幅の画像出力信号により画像を形成する画像形成装置に
   おいて、前記デジタル画像データと画像形成の所定要因
   との対応を測定する第１の測定手段と、前記画像出力信
   号のパルス幅と前記画像形成の所定要因との対応を測定
   する第２の測定手段と、前記第１の測定手段と第２の測
   定手段の測定結果に基づいて、画像形成の条件を制御す
   る制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. （２）入力されたデジタル画像データをアナログ画像デ
   ータに変換するＤ／Ａ変換手段と、該Ｄ／Ａ変換手段の
   出力するアナログ画像データと鋸波状の波形とを比較し
   てアナログ画像データに対応したパルス幅の画像出力信
   号を出力する比較手段とを備えることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の画像形成装置。
3. （３）画像形成装置は、レーザビームプリンタであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成装
   置。
4. （４）画像形成の要因は、感光体の表面電位であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置
   。