JPH02201388A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は帯電された像担持体上にレーザビーム等の光
を照射して静電潜像を形成する行程を含む画像形成装置
に関し、特に画像の濃淡を光ビームによって像担持体上
に画像を記録し得る画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来、画像形成装置のうち、例えば電子写真プロセスを
用いたレーザプリンタを用いて画像の濃淡の度合いを示
す階調表現法として、組織的デイザ法、面積階調法等が
用いられている。ここで、上記組織的デイザ法を用いて
８×８のマトリックスで階調表現する場合には、例えば
６４ケの画素それぞれに閾値を設けて伝送された画像デ
ータと閾値を比較することにより該当画素を白または黒
とするかを決定するものである。上記面積階調法を用い
た場合には上記６４画素のうち、何画素を黒にするかに
より６５階調を実現するものであった。

上記電子写真プロセスを用いたレーザプリンタで組織的
デイザ法、面積階調法を用いた階調表現では、温度等の
要因により良質な画像を得るのが容易ではなかった。

（発明が解決しようとする課題） 従来の装置は、画像の濃淡を表現するための上記階調表
現法を用いて画像の濃淡を表現すると画像に表示する階
調度と画像濃度との関係を示す所謂ガンマ（γ）特性が
固定になる。上記ガンマ特性の固定を改善するためには
、各画素の大きさ（マトリックスサイズ）を大きくする
と改善されるが、反面、マトリックスサイズが大きくな
ると画像の解像力が低下してしまう。

また、装置の設置されている場所の温度、湿度等の環境
が変化すると上記ガンマ特性も変化することになり所望
の画像が得られない事態を招来するおそれがあり、その
対策が望まれていた。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目
的としては、光ビームの発光時間を制御することにより
画像の解像度を低下させることなく、且つ、温度等の環
境の変化にも影響されない良質な画像を得る画像形成装
置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、この発明は、帯電された像担
持体上に光ビームで潜像を形成する潜像形成手段により
前記像担持体上に形成された潜像に前記現像手段により
現像された画像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、 この画像濃度検知手段により検知した前記画像の濃度に
応答して前記潜像形成手段により前記像担持体上に潜像
を形成する光ビームの発光時間を制御する光ビーム制御
手段と、 を有することを要旨とする。

（作用） 上記構成を備えた画像形成装置においては、像担持体（
感光体ドラム）上に形成された潜像が現像された画像の
濃度を検知する。検知した画像の濃度範囲に応答して、
例えば検知した濃度が高ければ当該像担持体に潜像を形
成する光ビームの発光時間を短くし、一方、検知した濃
度が低ければ上記光ビームの発光時間を長くするので、
温度。

湿度等の環境の変化に影響されない。

（実施例） 以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の画像形成装置のうち、例えばレーザ
ビームプリンタの外観図である。

上記レーザビームプリンタ（以下、ＬＢＰという。）は
、図中上部にトップカバー１が設けられ、このトップカ
バー１の両端のうち片端にはフロントカバー１１が、他
端にはコントロールパネル１０が設けられている。また
、ＬＢＰの図中左側中央部には、転写紙Ｐの補給が行な
われる手差しガイド２１が組込まれ、転写紙Ｐに転写さ
れた画像が排出される排紙トレイ１３が図中右側中央部
に設けられている。同様に、排紙トレイ１３の下端には
転写紙Ｐを補給する給紙カセット４０と当該給紙カセッ
ト４０を覆うカセットカバー４１とが組込まれている。

第２図はこの発明の一実施例のＬＢＰの全体を示す構成
図である。

同図において、第１図に説明した如く図中上部には装置
全体を覆うトップカバー１が設けられ、このトップカバ
ー１の図中左側にコントロールパネル１０およびフロン
トカバー１１が設けられている。このフロントカバー１
１の図中左側には転写紙Ｐが排出される転写紙Ｐのサイ
ズの小さい、例えば８５版用を載置する排紙トレイ１２
と用紙サイズの大きい、例えばＡ３版用を載置する排紙
トレイ１３とが連結されて装置本体左端に組込まれてい
る。

一方、図中右端の中央部付近には転写紙Ｐを手操作で供
給する手差しガイド２１が組込まれている。

上記ＬＢＰは、後述する外部装置４０１に接続され、こ
れにより外部装置４０１からドツトイメージの画像デー
タを受付けてレーザビームを各々変調して記録媒体上へ
の書込みを実行し、書込まれたドツトイメージの画像デ
ータを現像して記録用紙上に転写する。

即ち、上記ＬＢＰの内部には、画像形成のための基本構
成要素として図中、右側路中央部にはドラム状の感光体
ドラム３０（像担持体）が設けられている。上記感光体
ドラム３０の周囲部は、矢印で示す回転方向に沿って順
次示すように、前露光ランプ３１．帯電チャージャ３２
．現像ローラ３３、撹拌ローラ３４．転写チャージャ３
５．メモリ除去ブラシ３６が配設されており、且つ帯電
チャージャ３２及び現像ローラ３３の間でポリゴンミラ
ー６０によるレーザ光がスキャンされ実線で示す軌跡を
描いたレーザビーム６４が感光体ドラム３０の長手方向
に照射されてレーザ露光ポイント６３が形成される構成
である。

次に、上記画像形成のための基本構成要素である感光体
ドラム３０の周囲部を第３図を用いて詳述する。

まず、図中略中央部に感光体ドラム３０が設けられ、こ
の感光体ドラム３０に対向して赤色ＬＥＤを多数備えて
感光体ドラム３０上の表面電位を均一にする前露光ラン
プ３１が配置されている。

上記感光体ドラム３０に対向して矢印方向に感光体ドラ
ム３０上の表面にマイナス電荷を均一に与える帯電チャ
ージャ３２が配設されている。また、上記感光体ドラム
３０の表面電位をマイナス帯電させる帯電グリッドは、
帯電チャージャ３２を覆うシールド板に接続されている
。この帯電チャージャ３２の隣接には、レーザの発光源
であるレーザユニット（図示せず）から発光されるレー
ザビーム６４が、８面体の形状を有して回転するポリゴ
ンミラー６０により走査されて感光体ドラム３０上に照
射される。このレーザビーム６４の照射により感光体ド
ラム３０上のマイナス電荷が消去されて静電潜像が形成
される。

すなわち、上記静電潜像は、レーザビーム６４の照射に
よりマイナス電荷が消去されて後述する現像剤であるト
ナーが付着して画像が形成される。

一方、レーザビーム６４の照射されない感光体ドラム３
０の領域は、トナーが付着されないために画像が形成さ
れない。これらを所謂反転現象という。

上記感光体ドラム３０に形成された静電潜像は、前述の
撹拌ローラ３４により第２図中の斜線で示すキャリアと
トナーが撹拌されて後述する高圧電源４１２から供給さ
れる現像バイアスによる電位差によりトナーが付着され
る。トナーの付着により静電潜像が現像されてレーザビ
ーム６４により照射された露光部に画像が形成される。

上記現像ローラ３３に隣接して第２のトナー濃度センサ
４３１（画像濃度検知手段）が設けられている。この第
２のトナー濃度センサ４３１は、感光体ドラム３０に形
成された潜像に付着されるトナー濃度を検出するもので
ある。この第２のトナー濃度センサ４３１と後述する転
写チャージャ３５との間から転写紙Ｐが搬送され、転写
チャージャ３５および転写グリッドにより転写紙Ｐに感
光体ドラム３０の画像が転写される。上記転写チャージ
ャ３５に隣接して第１のトナー濃度センサ４２９は配設
され、現像ローラ３３による感光体ドラム３０への現像
能力を検出する。このトナー濃度センサ１と前露光ラン
プ３１との間には、感光体ドラム３０上に残存している
トナーを除去するメモリ除去ブラシ３６が配設されてい
る。

上記帯電チャージャ３２．帯電グリッド、現像バイアス
、転写チャージャ３５．転写グリッドおよびメモリ除去
ブラシ３６は、後述する高圧電源４１２に接続されてい
る。また、上記前露光ランプ３１．第１のトナー濃度セ
ンサ４２９の後述する発光ダイオード、受光ダイオード
および第２のトナー濃度センサ４３１の後述する発光ダ
イオード、受光ダイオードは、後述するコントロール回
路４０５に接続されている。

次に、第２図に基づいて転写紙の給紙系について述べる
。

上記感光体ドラム３０の下端部には給送部として転写紙
Ｐが積層されている給紙カセット４ｏが設けられている
。

この給紙カセット４ｏの図中右端上部には給紙ローラ４
３を備え、前記転写紙Ｐを給紙ローラ４３により１枚ず
つ取出すようになっている。また、給紙ローラ４３に隣
接して給紙カセット４ｏ内の転写紙Ｐの有無を検知する
ペーパエンプティスイッチ４２が配設されている。この
取出された転写紙Ｐは中間ローラ４５．４６およびアラ
イニングローラ５０．５１を介して感光体ドラム３０へ
向って搬送される。上記中間ローラ４５，４６に隣接し
て転写紙Ｐを検知する手差しスイッチ４７が、アライニ
ングローラ５０，５１に隣接して転写紙Ｐを検知するア
ライニングスイッチ４９がそれぞれ配設されている。ま
た、転写紙Ｐの搬送方向に沿って順次、転写チャージャ
３５．プレスローラ５３、ヒートローラ５５および排紙
スイッチ５６゜排紙ローラ５７，５８が配設されている
。

画像形成時について説明すると、給紙カセット４０から
転写紙Ｐが取出され、アライニングローラ５０．５１に
当接して整位される。アライニングスイッチ４９で転写
紙Ｐを検知し感光体ドラム３０面上の画像とタイミング
をとった後アライニングローラ５０．５１を再スタート
させ転写チャージャ３５へと送られ、その片面に画像が
転写される。この画像転写済みの転写紙Ｐは感光体ドラ
ム３０から離れ、プレスローラ５３．ヒートローラ５５
により画像が定着される。この画像の定着済みの転写紙
Ｐは排紙ローラ５７，５８により排紙トレイ１３に排出
される。

なお、装置本体の右側上部には装置内の温度を低下させ
るための冷却ファン２２が設けられている。また、装置
本体の左側中央部には後述する外部装置４０１の機能の
一部（例えばページメモリ。

外部装置のインターフェイス回路等）を備えた外部装置
ＰＣ板１５．１６が組込まれている。

次に本発明の一実施例を電気的構成に基づいて更に詳細
に説明する。

第４図は、このＬＢＰの制御部の構成を示すブロック図
である。

上記外部装置４０１は、例えばワープロ、各コンピュー
タ等のホストコンピュータであり画像データが伝送され
るインターフェイス回路４０３に接続されている。

上記制御部は、インターフェイス回路４０３゜コントロ
ール回路４０５１画像信号処理回路４０７およびミラー
モータレーザ駆動回路４０９を有するものである。

インターフェイス回路４０３は、外部装置４０１との接
続回路であり、各種の信号線を有するものである。以下
に各種の信号線の機能を説明する。

ＩＶＣＬＫＯは、コントロール回路４０５から外部装置
４０１に出力するクロックで、このクロックに同期して
画像データＩ　ＶＤＡＴ７０〜ＩＶＤＡＴＯＯが外部装
置４０１から入力される。

ＩＨＳＹＮＯは水平同期信号で１走査分の画像データ転
送に先立ってコントロール回路４０５から出力される。

Ｉ　ＤＡ７７１〜Ｉ　ＤＡＴＯ１は８ビツトデータバス
（双方向性）であり、このバス上に外部装置４０１から
のコマンド（命令）及びコントロール回路４０５からの
装置の状態を示すステータスが出力される。

ＩＤ５ＴＡＯは、８ビツトデータバスの方向を定める信
号、ｌ５ＴＢＯはコマンドをコントロール回路４０５が
受信するためのストローブ信号でありそれぞれ外部装置
４０１から出力される。

ＩＢＳＹＯ信号はコントロール回路４０５が外部装置４
０１からのコマンド（命令）を処理中であることを示す
ビジー信号である。

ＩＡＴＮＩ信号は外部装置４０１が緊急に装置本体の状
態を認識する必要があるときにコントロール回路４０５
から出力されるアテンション信号である。

Ｉ　ＰＲＤＹＯ信号は装置本体がレディ状態にあること
を示す信号である。

ＩＰＲ（ＭＥＯ信号は外部装置４０１がコントロール回
路４０５に出力するリセット信号である。

ｌ５ＣＬＲＩ信号は、装置本体の電源のオン・オフ時に
コントロール回路４０５が外部装置４０１に対して出力
するクリア信号である。

上記コントロール回路４０５にはマイクロコンピュータ
が搭載されており、周辺回路からのデータの処理および
周辺回路の制御を行っている。

まず、インターフェイス回路４０３からの情報、即ち、
外部装置４０１から伝送される情報（コマンド）を解読
し、その指示に基づいて各部を制御する。又、そのコマ
ンドに対するステータスをインターフェイス回路４０３
を通して、外部装置４０１に出力する。またＩＡＴＮＩ
、ＩＰＲＤＹＯ。

Ｉ　５ＣＬＲＩ信号の制御を行なう。

上記コントロール回路４０５は、画像信号処理回路４０
７およびミラーモータレーザ駆動回路４０９に接続され
、後述する制御を行なう。

また、コントロール回路４０５は、装置本体の状態等を
表示するデイスプレィ回路４１１の制御。

給紙ローラ、アライニングローラ等のローラの回転、停
止を制御する各種ソレノイド４１３の制御およびアライ
ニングスイッチ４９等の各種スイッチ４１５に接続して
各種スイッチ４１５からの検知信号をもとに各部の制御
を行なう。

さらに上記コントロール回路４０５は高圧電源４１２に
接続して、高圧電源４１２に対する制御を行なう。即ち
コントロール回路４０５は、帯電チャージャ３２および
帯電グリッドに対するオン・オフ制御および出力パワー
設定と転写チャージャ３５および転写グリッドに対する
オン・オフ制御および出力パワー設定をする。また、現
像バイアス４３３に対するオン・オフ制御および出力パ
ワー設定と、メモリ除去ブラシ３６に対するオン・オフ
制御および出力パワー設定を行なうものである。

更に、コントロール回路４０５は、例えば給紙ローラ４
３．アライニングローラ５０等の駆動系を駆動するメイ
ンモータ４１７のオンオフ制御。

ファンユニット２２の回転駆動を行なうファンモタ４１
９のオンオフ制御、前露光ランプ３１のオンオフ制御お
よび定着器４２１内部のヒートローラ５５の温度状況を
モニタし、適正温度となる様にヒーターのオンオフ制御
を行なう。

また、コントロール回路４０５は、第１のトナー濃度セ
ンサ４２９および第２のトナー濃度センサ４３１の発光
ダイオードのオン・オフを制御し、両センサからのトナ
ー濃度情報を処理するものである。

次に、インターフェイス回路４０３．コントロル回路４
０５１画像信号処理回路４０７．　　ミラーモータ・レ
ーザ駆動回路４０９．　　ミラーモータ４２３、レーザ
ダイオード４２５．フォトダイオード４２７および感光
体ドラム３０の相互の関係を詳細に説明する。

第４図に示す如くミラーモータ４２３は矢印の示す方向
に回転して、レーザダイオード４２５から発光したレザ
ー光が回転するポリゴンミラー６０により反射され、感
光体ドラム３０上を一方向にスキャンする。

なお、フォトダイオード４２７は感光体ドラム３０の図
中左側に位置し、レーザ光は感光体ドラム３０をスキャ
ンする前にフォトダイオード４２７をスキャンする。こ
のとき発生する信号がＢＤｌでＢＤＯのもとになる信号
である。また、感光体ドラム３０の図中、左端にはドラ
ム面と材質の異なるレーザ光の照射されない領域のプロ
ーブ４２８が設けられている。このプローブ４２８は、
現像ローラ３３により付着されるトナー量が第１のトナ
ー濃度センサ４２９に検知されることにより現像ローラ
３３による現像能力を検出できるものである。

上記インターフェイス回路４０３１画像信号処理回路４
０７．　　ミラーモータレーザ駆動回路４０９等の相互
間の各信号を第５図のタイムチャートを用いて説明する
。

同図において、ＳＭＰＯ信号は画像領域外でレーザダイ
オード４２５を発光させ、レーザダイオード４２５の発
光パワーをモニタして、フォトダイオード４２７から基
準信号ＢＤＩ　（ＢＤＯ）を得るためのレーザ駆動信号
である。

Ｈ３ＹＮＯ信号は、ＩＨＳＹＮＯ信号のもとになるもの
でＢＤＯ信号を基準に発生する。ＶＣＬＫＯ信号はＩＶ
ＣＬＫＯ信号のもとになるもので画像領域に相当する領
域の長さに対応する分だけ出力される。

ＶＤＡＴ７０〜ＶＤＡＴＯＯは外部装置４０１からＩＶ
ＣＬＫＯに同期して送られてくるＩＶＤＡＴ７０〜Ｉ　
ＶＤＡＴＯＯと同等の画像データ信号である。

ＬＤＯは８ビツトの画像データをレーザ駆動信号に変換
したものである。この発明のＬＢＰは、１画素あたりの
画像データは８ビツトのデータ量を有して、レーザの発
光時間（パルス幅）と１画素中のレーザを発光させる位
置（左、中、右）を指定することができる。ＩＦＯ信号
は実際のレーザ駆動信号で、ＳＭＰＯ信号とＬＤＯ信号
を合成したものである。

さらに、画像信号処理回路４０７について第６図を用い
て説明する。

同図において、点線で囲まれた部分が画像信号処理回路
４０７であり、当該画像信号処理回路４０７は、３ステ
ートバッフｙ６０１ａ、６０１ｂ。

パルス選択信号変換テーブル６０３．８ビットパストラ
ンシーバ６０５．パルス発生回路６０７およびタイミン
グ回路６０９を有するものである。

まず、６０１ａは３ステートバヴフアであり、ＥＮＩ信
号がローレベルのときにインターフェイス回路４０３か
らの画像データのうち上位６　ｂｉｔ（ＶＤＡＴ７０〜
ＶＤＡＴ２０）　の画像データがパルス選択信号変換テ
ーブル（以下変換テーブルと略す）６０３１．：、下位
２ｂｉｔ　　（ＶＤＡＴＩＯ。

ＶＤＡＴＯＯ）がパルス位置情報としてパルス発生回路
６０７に供給される。同様に６０１ｂも３ステートバツ
フアであり、ＥＮ２信号がローレベルのときにコントロ
ール回路４０５から画像データのうち上位６ｂｉｔ　　
（ＴＤＡＴ７０〜ＴＤＡＴ２０）が変換テーブル６０３
に、下位２　ｂｉｔ　　（Ｔ　ＤＡＴＩＯ，ＴＤＡＴＯ
Ｏ）がパルス位置情報としてパルス発生回路６０７に供
給される。なお、ＥＮ１信号とＥＮ２信号はコントロー
ル回路４０５の制御により同時にローレベルになること
はない。

上記変換テーブル６０３はＲＡＭによって構成されてい
る。このＲＡＭのアドレスラインは６ビツト（ＡＯ〜Ａ
５）が上記画像データ、７ビツト（Ａ６〜Ａ１２）がコ
ントロール回路４０５により供給される。上記変換テー
ブル６０３へのデータ等の書込みは以下に示す処理によ
る。ＯＥ倍信号よびＷＲ倍信号コントロール回路４０５
により変換テーブル６０３に出力される。また、ＯＥ倍
信号変換テーブル６０３に対するアウトプットイネーブ
ル信号であり、当該信号がローレベルのときアドレスＡ
Ｏ〜Ａ１２によって指定されたパルス選択信号がパルス
選択信号バス上に出力される。

ＷＲ倍信号変換テーブル６０３に対するライト（書き込
み）信号であり、当該信号がコントロール回路４０５に
よりローレベルパルスが与えられるとパルス選択信号バ
ス上のデータ（パルス選択信号）が変換テーブル６０３
に書き込まれる。

８ビツトパストランシーバ６０５は、ＥＮ３信号をロー
レベルにしてＤＩＲ信号をローレベルにすることにより
パルス選択信号バス上のデータ（パルス選択信号）がＰ
ＤＡＴ７〜ＰＤＡＴＯ上に出力される。また、コントロ
ール回路４０５は、ＥＮ３信号をローレベルにしてＤＩ
Ｒ信号ヲハイレベルにすることによりＰＤＡＴ７〜ＰＤ
ＡＴＯ上のデータをパルス選択信号バス上に出力させる
ことができる。即ち、コントロール回路４０５は、ＥＮ
Ｉ信号、ＥＮ２信号、ＯＥ倍信号ＷＲ倍信号ＥＮ３信号
、ＤＩＲ信号を制御することにより、変換テーブル６０
３に記憶されているデータを自由に読み出し、または書
き込むことができる。また、パルス発生回路６０７にパ
ルス位置情報としてインターフェイス回路４０３からの
データを使用するか、コントロール回路４０５からのデ
ータを使用するかを選択できる。さらに、パルス選択信
号として変換テーブル６０３からのデータを使用するか
又は、コントロール回路４０５からのデータ（ＰＤＡＴ
７〜ＰＤＡＴＯ）を使用するかを選択できる。

上記外部装置４０１から伝送される画像データＶＤＡＴ
７０〜００　（ＴＤＡ７７０〜００）（７）７オーマツ
トを第７図に示す。

上記画像データＶＤＡＴ７０〜００の上位６ビツトがパ
ルス幅情報であり、下位２ビツトがパルス位置情報であ
る。パルス幅情報ＶＤＡＴ７０〜２０は各画素に対する
レーザダイオード４２５の点灯時間を示すデータである
。一方、パルス位置情報は、下位２ビツトに示され「０
０」および「１０」のとき１画素に割りあてられた領域
のほぼ中央に、「０１」のとき１画素に割りあてられた
領域の左端に、「１１」のとき１画素に割りあてられた
領域の右端にレーザダイオード４２５を発光させる発光
位置の情報を示すものである。

次に第８図および第９図を用いて画像信号処理回路４０
７のタイミング回路６０９についてさらに詳細に説明す
る。第８図はタイミング回路６０９を示す回路図である
。

上記タイミング回路６０９は、ミラーモータ・レザー駆
動回路４０９から出力されるＢＤＯ信号により画像転送
りロックＶＣＬＫＯ，水平同期信号Ｈ３ＹＮＯ，非画像
領域でレーザを発光させる為のＳＭＰＯ信号、パルス発
生回路６０７に出力する三角波のＲ波、Ｃ波、Ｌ波を発
生するものである。上記タイミング回路６０９は、基本
クロック８０１．同期クロック発生回路８０３．Ｈ３Ｙ
ＮＯ信号発生回路８０５．第１のタイマー８０６゜第２
のタイマー８０７および第３のタイマー８０８を有する
ものである。

まず、基本クロック８０１は同期クロック発生回路８０
３内で４分周されてＶｃＬＫｏ　（ＩＶＣＩ、　Ｋ　Ｏ
）と同じ周波数になる。このとき同期クロック発生回路
８０３内でＡ波からＤ波の４種類の波形が発生する。上
記同期クロック発生回路８０３にＢＤＯ信号が入力され
ると同期クロック発生回路８０３は、Ａ波からＤ波のう
ち一番最初にローレベルからハイレベルに立上った信号
を同期クロックとする。

なお、本実施例ではＡの波形が同期クロックとしている
。この様に複数の波形からＢＤＯ信号とある一定の関係
をもった波形を選択するのは感光体ドラム３０上に複数
ラインのレーザ光を走査（スキャン）したときに、その
ライン間でのドツトの主走査方向の位置ずれを減少させ
るためである。上記同期クロック発生回路８０３は、第
１のタイマー８０６から第３のタイマー８０８およびナ
ントゲート８１１に接続されている。上記第１のタイマ
ー８０６および第２のタイマー８０７は、コントロール
回路４０５により主走査方向の画像領域に対応するタイ
マー値がセットされる。前述したミラーモータレーザ駆
動回路４０９からＢＤＯ信号が入力されてリセットされ
た第１のタイマ８０６および第２のタイマー８０７は、
同期クロックをカウントしてセットされたタイマー値に
達するとその出力はローレベルからハイレベルになる。

上記第２のタイマー８０７は反転回路８１０ａに接続さ
れて信号が反転され、アンドゲート８０９の一端に入力
され、第１のタイマー８０６が当該アンドゲート８０９
の他端に接続されている。アンドゲート８０９の出力は
、ナントゲート８１１に接続されて当該ナントゲート８
１１により主走査方向の画像領域に対応するＶＣＬＫＯ
が出力される。

一方、上記同期クロック発生回路８０３に接続されてい
るＨ８ＹＮＯ信号発生回路８０５の出力は、上記ミラー
モータレーザ駆動回路４０９から入力されるＢＤＯ信号
がローレベルからハイレベルになると同期クロックの４
パルスだけローレベルになる。

第３のタイマー８０８は、第１のタイマー８０６および
第２のタイマー８０７と同様にコントロール回路４０５
からタイマー値が入力され、上記ミラーモータレーザ駆
動回路４０９から入力されるＢＤＯ信号かローレベルか
らハイレベルに立上るとカウント動作を開始し、セット
したタイマー値に達するとその出力はローレベルからハ
イレベルになり反転回路８１０ｂを介してＳＭＰＯ信号
としてミラーモータレーザ駆動回路４０９に出力するも
のである。

また、タイミング回路６０９は、Ｒ波発生回路８１３、
Ｃ波発生回路８１５およびＬ波発生回路８１７を有する
ものである。上記Ｒ波発生回路８１３、Ｃ波発生回路８
１５およびＬ波発生回路８１７は、それぞれ同期クロッ
ク発生回路８０３に接続され、当該同期クロック発生回
路８０３から人力される同期クロックに同期して第１０
図から第１２図に示すＲ波、Ｃ波、Ｌ波を発生するもの
である。

第１０図に同期クロックとＲ波との関係、第１１図に同
期クロックとＣ波の関係、第１２図に同期クロックとＬ
波との関係を示す。図中のＴＨ（０）〜ＴＨ（２５５）
は、変換テーブル６０３から人力されるパルス選択信号
をアナログ信号に変換したものである。

第１３図はパルス発生回路６０７の回路図である。上記
パルス発生回路６０７は、Ｄ／Ａ変換器９０１、コンパ
レータ９０３．コンパレータ９０５およびコンパレータ
９０７を有するものである。

上記Ｄ／Ａ変換器９０１は、変換テーブル６０３から入
力されるパルス選択信号をアナログ信号に変換してコン
パレータ９０３〜９０７に出力するものである。

上記コンパレータ９０３はタイミング回路６０９のＲ波
発生回路８１３から入力されるＲ波とＤ／Ａ変換器９０
１から入力されるアナログ信号（ＴＨ（０）〜ＴＨ（２
５５））とを比較して、Ｒ（０）〜Ｒ（２５５）のパル
ス信号をセレクト回路９１３に出力するものである。

上記コンパレータ９０５，９０７は、コンパレータ９０
３と同様にしてそれぞれＣ（０）〜Ｃ（２５５）、Ｌ　
（０）〜Ｌ（２５５）のパルス信号をセレクト回路９１
３に出力するものである。

また、パルス発生回路６０７は、デコーダ９０９および
セレクト回路９１３を有するものである。

上記デコーダ９０９は、２ビツトのパルス位置情報が人
力されるとデコードしてセレクト回路９１３に出力する
。セレクト回路９１３は、上記コンパレータ９０３〜９
０７から出力される３種のパルス信号から１つを選択し
てＬＤＯ信号としてミラーモータレーザ駆動回路４０９
に出力するものである。

第１４図から第１７図はコンパレータ９０３〜９０７か
ら出力されるパルス信号Ｒ（０）〜Ｒ（２５５）、Ｃ（
０）〜Ｃ（２５５）、Ｌ　（０）〜Ｌ　（２５５）とＶ
ＣＬＫＯ信号との関係を示すものである。

これにより、パルス選択信号とパルス位置情報とから、
ＶＣＬＫＯ信号に対してのパルス位置の指定およびパル
ス幅の指定が行なえる。

なお、三角波を用いて各種のパルスを形成したが第１７
図（ａ）に示すデイレイ回路９２１を用いて各種パルス
を形成することもできる。

上記デイレイ回路９２１は、入力端子にＶＣＬＫＯ信号
が入力され、出力端子Ｄ１が反転回路９２３ａに接続さ
れ、その出力がオア回路９２５ａの一端に接続され、当
該オア回路９２５ａの他端にＶＣＬＫＯ信号が入力され
る。以下、出力端子Ｄ２〜ＤＮが上記に示す如く反転回
路９２３ｂ〜９２３ｎに接続され、これらの出力がオア
回路９２５ｂ〜９２５ｎに接続され、それぞれのオア回
路の他端にＶＣＬＫＯ信号が入力された構成である。上
記デイレイ回路９２１のタイムヂャートを第１７図（ｂ
）に示す。

第１８図はレーザ光のパルス幅と感光体ドラム３０上の
トナー濃度との関係を示したものである。

まず、縦軸は、第２のトナー濃度センサ４３１の読取濃
度（特に単位は定めない）であり、横軸は、レーザ駆動
用のパルス幅０（無点灯）〜２５５（フル点灯）である
。上記第２のトナー濃度センサ４３１の検知範囲は、検
知誤差を小さくするために画素の大きさに対して充分に
大きい。本実施例では画像記録密度（画素ピッチ）が６
００ＤＰ　Ｉ　　（Ｄｏｔｓ　　Ｐｅｒ　　Ｉｎｃｈ　
）であるのに対し、第２のトナー濃度センサ４３１の検
知範囲は少なくとも直径ｌ１ｍ１！１以上の範囲である
。一方、レーザダイオード４２５は、感光体ドラム３０
上に形成される１画素単位の時間毎に指定されたパルス
幅で繰り返してレーザ光を発光する。

上記レーザダイオード４２５により発光されるレーザ光
による感光体ドラム３０に付着されるトナー濃度の関係
は、図中の実線に示す如くである。

すなわち、パルス幅が大きくなるほど（レーザが長い時
間発光するほど）感光体ドラム３０上に多量のトナーが
付着してトナー濃度も高くなる。

横軸のＣ（０）の近傍ではパルス幅が増加し始めても所
定範囲（約Ｃ（１０））は、トナーが付着せず、又トナ
ー濃度も増加しない。これは、パルス幅が小さい範囲で
はレーザダイオード４２５からレーザが発光しても、当
該発光パワーは小さく、感光体ドラム３０の表面電位の
変化も小さく、且つ照射面積も小さくなる。逆にパルス
幅が大きくなるとトナー濃度は、所定範囲（約Ｃ（１９
０））から増加が鈍り、Ｃ（２５５）の近傍では増加し
ない。

また、レーザダイオード４２５の発光動作速度は、高速
であるため電気素子等のバラツキ、温度変化等の要因に
より、上記実線が破線の範囲でシフトする。この破線は
画質を良好に保つための許容範囲を示すもので、更に、
温度変化が増加すると破線の示す範囲を逸脱するおそれ
がある。すなわち、外部装置４０１から送られてくる階
調情報を含んだ画像データにより画像を形成すると階調
性が鮮明に現われずに、場合により画像濃度に差が生じ
るおそれがある。

第１９図は帯電グリッド出力が正常に印加されている場
合と不足している場合のパルス幅とトナー濃度の関係を
示す図である。

同図において、帯電グリッド出力が正常、例えば−５５
０ｖのとき実線に示す曲線を描き、帯電グリッド出力が
不足しているとき破線に示す曲線を描く。すなわち、帯
電グリッド出力が不足しているときは、レーザ駆動用の
パルス幅が小さい範囲（Ｃ（１０）付近）、所謂低濃度
領域においても感光体ドラム３０上に付着するトナー濃
度が図中破線と縦軸との交わる点の値までしか下がらな
い。この状態において画像を形成すると感光体ドラム３
０上に形成される潜像領域以外の領域にも現像ローラ３
３から供給されるトナーが付着する所謂地かぶりが発生
する。この地かぶりが発生すると画質の低下を招来する
おそれがある。

第２０図は現像バイアスが正常に印加されている場合と
不足している場合のパルス幅とトナー濃度の関係を示す
図である。

同図において、現像バイアスが正常、例えば−３００ｖ
のとき実線に示す曲線を描き、現像バイアスが不足して
いるとき破線に示す曲線を描く。

すなわち、現像バイアスが不足しているときは、レーザ
駆動用のパルス幅が大きい範囲（Ｃ（１９０）付近）、
所謂高濃度領域において感光体ドラム３０上に付着する
トナー濃度が図中破線と実線との交わる点の値までしか
上昇しない。この状態において画像を形成すると感光体
ドラム３０上に形成される潜像に付着するトナー量の不
足のため画像濃度の低下を招来して鮮明な画質を得られ
ないおそれがある。

第２１図はレーザダイオード４２５からのレーザ光の発
光強度が過剰である場合、正常である場合、不足である
場合のパルス幅とトナー濃度の関係を示す図である。

同図において、上記レーザ光の発光強度が正常、例えば
２．５ｍｗのとき実線に示す曲線を描き、レーザ光の発
光強度が不足しているとき破線に示す曲線を描き、レー
ザ光の発光強度が強過ぎるとき１点鎖線に示す曲線を描
く。すなわち、レーザ光の発光強度が強過ぎるときは、
レーザ駆動用のパルス幅が小さい範囲（Ｃ（１０）近傍
）においても感光体ドラム３０上に形成される潜像に付
着するトナー濃度が下がらない。一方、レーザ光の発光
強度が不足するとパルス幅の大きい範囲（Ｃ（２５５）
近傍）においても上記潜像に付着するトナー濃度が不足
するため、画像濃度の薄い画像が形成される。

以上より、レーザ光を適正な速度に制御する必要がある
。

本実施例は、予めテストデータ（ＴＤＡＴ７０〜００）
により感光体ドラム３０上に形成した画像のトナー濃度
によりレーザ光の発光時間を制御するものである。

次にこの実施例の作用を第２２図および第２３図の処理
フローチャートを用いて説明する。

初めに第２２図の処理フローチャートを用いて装置の異
常等を調べる。

まず、装置に電源投入後、装置がイニシャライズ動作を
開始する。イニシャライズ動作の開始後に各種スイッチ
４１５からの検知信号によりコントロール回路４０５は
、ジャム（紙詰まり）の有無を判断してジャムの無のと
き初期設定する。上記コントロール回路４０５は、レー
ザパワーが２゜５ｍＷ、現像バイアス４３３が一３００
Ｖ、帯電グリッドが一５５０ｖに初期設定をする。初期
設定が終了するとコントロール回路４０５は、現像ロー
ラ３３のトナー濃度を第１のトナー濃度センサ４２９よ
り検知する（ステップ１００〜１１０）検知によりコン
トロール回路４０５は、第１のトナー濃度センサ４２９
からのトナー濃度（ＴＤｌ）が適正範囲のときステップ
１３０に進み、トナー濃度（ＴＤＩ）が適正範囲でなく
、且つ、トナー濃度（ＴＤＩ）が低いとき（アンダート
ナー）トナー補給動作を行ないトナー濃度を高めた後に
ステップ１２０に戻る。一方、トナー濃度（ＴＤＩ）が
適正範囲でなく、且つ、トナー濃度（ＴＤｌ）が高いと
き（オーバートナー）コントロール回路４０５は、装置
本体に異常が発生したと判断する。そして、コントロー
ル回路４０５は、装置全体の動作を停止し、異常の内容
を表示してから外部装置４０１にインターフェイス回路
４０３を介して異常を示すフラグをセットしてステータ
スを伝送する（ステップ１２０，１６０〜１８０）ステ
ップ１３０に進むとコントロール回路４０５は、第２の
トナー濃度センサ４３１からのトナー濃度（ＴＤ２）に
より高濃度領域、例えば第１８図のＣ（２５５）近傍付
近で適正濃度であるときステップ１５０に進み、適正範
囲でなければステップ１９０に進む。トナー濃度（ＴＤ
２）が高濃度領域で適正濃度でなく、且つ、現像バイア
ス４３３の出力が限界のときコントロール回路４０５は
、ステップ２１０に進む。一方、現像バイアスの出力が
限界でなければコントロール回路４０５は、高圧電源４
１２を介して現像バイアス４３３を上昇させてステップ
１４０に戻る（ステップ１４０．１９０〜２００）。

ステップ２１０に進むとコントロール回路４０５は、レ
ーザダイオード４２５からのレーザ光のレーザパワーの
出力が限界でなければパワーアップしてステップ１４０
に戻る。一方、レーザ光のレーザパワーの出力が限界の
ときステップ１７０と同様に装置本体の動作の停止等の
処理をする（ステップ２１０〜２３０）。

ステップ１５０に進むとコントロール回路４０５は、ト
ナー濃度（ＴＤ２）が低濃度領域で適正濃度でないとき
帯電グリッドの出力を上昇させてステップ１５０に戻る
。一方、帯電グリッドの出力が限界のときコントロール
回路４０５は、ステップ１７０で説明した如く装置本体
の動作を停止させる等の処理をする（ステップ１５０．
２４０〜２６０）。

このように、制御あるいはチエツクは、現像バイアス−
レーザパワー→帯電グリッド出力の順に行う。現像バイ
アスを最初に制御あるいはチエツクするのは、現像バイ
アスが低いときレーザパワーを上昇しても画像トナー濃
度は上昇しない。また、現像バイアスが変化すると、帯
電グリッド出力が一定のときでも低濃度領域の画像トナ
ー濃度は変化する。すなわち、現像バイアスの電圧が決
定しなければレーザパワーおよび帯電グリッド出力それ
ぞれの出力値を決められないからである。

帯電グリッドの制御についてさらに詳細に述べる。コン
トロール回路４０５は、テストデータ（ＴＤＡＴ７０〜
ＴＤＡＴＯＯ）の下位２ビツトを００あるいは１０とし
、ＥＮ２信号をローレベルにしてパルス発生回路６０７
に対して、パルス位置情報として“中央”を与える。尚
、この時、変換テーブルに対してＯＥ倍信号ハイレベル
とし、その出力を禁止しておく。この様にすることによ
りテストデータの上位６ビツトは意味、をもだない。

次にパルス幅データ（ＰＤＡＴ７〜ＰＤ、ＡＴＯ）をＥ
Ｎ３信号をローレベルにしてパルス発生回路６０７に出
力する。パルス発生回路６０７は、前述のパルス位置情
報“中央”とパルス幅データ（ＰＤＡＴ７〜ＰＤＡＴＯ
）に対応するＬＤＯ信号をミラーモータレーザ駆動回路
４０９に出力する。ミラーモータレーザ駆動回路４０９
は、レーザダイオード４２５にＩＦＯ信号を出力すると
レーザダイオード４２５からレーザ光が発光されミラー
モータ４２３によりスキャンされてレーザ光が感光体ド
ラム３０に照射される。感光体ドラム３０は、回転駆動
しており、現像ローラ３３部でトナーが付着し、レーザ
光によりドラム表面に形成された潜像が現像される。上
記感光体ドラム３０が現像ローラ３３により現像される
とコントロール回路４０５は、第２のトナー濃度センサ
４３１の発光ダイオードを発光させて感光体ドラム３０
から反射される反射光を受光ダイオードで受光し、電気
信号に変換し、トナー濃度（ＴＤ２）を検知する。パル
ス発生回路６０７にパルス幅データ（ＰＤＡＴ７〜ＰＤ
ＡＴＯ）として１０進数で１０という値（データとして
は００００１０１０）を出力し、低濃度領域、例えば第
１９図の（Ｃ（１０）付近）におけるトナー濃度（ＴＤ
２）を検知し、その濃度が不足している場合には高圧電
Ｒ４１２を制御して帯電グリッド出力を、例えば−５５
０Ｖから一１０ｖずつ一６００ｖまで上昇させる。なお
、このとき、現像バイアス４３３を、例えば−３００ｖ
の電圧に制御して帯電チャージャ３２を一定電圧に制御
しておく。これより、感光体ドラム３０上の表面電位が
適正値になり地かぶりを防止できる。

上記の帯電グリッドの制御の後にコントロール回路４０
５は、変換テーブル６０３を作成する。

ここで、上記変換テーブル６０３の作成を第２３図を用
いて説明する。

上記変換テーブル６０３は、画像データ（ＶＤＡＴ７０
〜００）に含まれる階調情報（パルス幅情報）をパルス
選択信号に変換するテーブルである。本実施例での変換
テーブルの作成法は、画像データのもつ階調情報と感光
体ドラム上に付着するトナーの濃度とが比例したテーブ
ルを作成する例である。前述のように画像データには階
調情報（パルス幅情報）として６　ｂｉｔが含まれてお
り、６４レベルの階調表現が可能である。このため、最
高トナー濃度（ＭＡＸ）と最低トナー濃度（ＭＩＮ）と
を６３等分にして０から６３の番号（ｙ）により振り分
ける。このとき、最低トナー濃度に対して０を、最高ト
ナー濃度に対して６３を割り当てる。このとき下記に示
す（ａ）式が成立するようなパルス選択信号を求める。

（ＭＡＸ−ＭＩＮ） ＴＤ２　≧　　　　　　　　　　　　　　　Ｘｙ＋ＭＩ
Ｎ・・・　（ａ） ここで、ＴＤ２は第２のトナー濃度センサの出力値を示
し、ｙはＯから６３までの値である。

以下、変換テーブル６０３の作成について第２３図の処
理フローチャートを用いて説明する。

まず初期設定として、ｘ　−０，ｙ　＝Ｏとする（ステ
ップ３００）。ここで、Ｘは０から２５５までの値をと
り、パルス幅データ（ＰＤＡＴ７〜ＰＤＡＴＯ）に相当
する。

パルス幅選択信号をＸとしてパルス幅Ｃ（Ｘ）でレーザ
を発光させる。コントロール回路４０５は、第２のトナ
ー濃度センサ４３１のＴＤ２の値を読み取り、ＴＤ２が
トナー濃度のｙ番目以上の濃度であるか（（ａ）式を満
足するか）を判定する。判定によりトナー濃度がｙ番目
以下（（ａ）式を満足しない）のときステップ３７０に
進み、ｙ番目以上（（ａ）式を満している）のときステ
ップ３３０に進む（ステップ３１０〜３２０）。

ステップ３３０に進むとコントロール回路４０５は、変
換テーブル６０３にｙをアドレス（ＡＯ〜Ａ　５　）　
、ｘをデータとして書込む。コントロール回路４０５は
、ｙの値を１増してｙが６３になるまで上記の動作を繰
り返して変換テーブル６０３を作成する（ステップ３３
０〜３６０）。

一方、ステップ３７０に進んだ場合は変数Ｘの値を１増
やして、３１０へ戻る。尚、Ｘの値を１増やした結果Ｘ
が２５５を越えた場合は、エラー処理をする（通常エラ
ーとなることはない。）（ステップ３７０〜３８０）。

以上の処理は、外部装置４０１から画像データＩＶＤＡ
Ｔ７０〜００を受は取る前に行なう処理で例えば本装置
のｉＩ源投入直後に行なう。尚、その間は、外部装置４
０１に対して前述のＩＰＲＤＹ　Ｏ（”　号をハイレベ
ルにし画像データの転送を禁止している。

上記変換テーブル６０３の作成後、外部装置４０１に対
し、ＩＰＲＤＹＯ信号をローレベルにし、レディ状態で
あることを知らせる。そして、プリント動作を開始し、
外部装置４０１から画像データＩＶＤＡＴ７０〜００が
伝送されると、この画像データに応じて変換テーブル６
０３からパルス幅情報に対応してパルス選択信号が出力
されレ−ザダイオード４２５の点灯時間（パルス幅）が
制御される。なお、変換テーブル６０３の上位アドレス
（Ａ６〜Ａ１２）はコントロール回路４０５によって決
定されるアドレスである。従って、この上位アドレスを
変更すれば複数のテーブルを作成することができる。

なお、本実施例はイニシャライズ時に帯電グリッド出力
を制御したが、画像形成に影響しなければイニシャライ
ズ時に限らず制御することが可能である。

以上の動作から、形成する画像が第２４図（ａ）に示す
斜めの画像の場合、（ｂ）〜（ｃ）に示すパルス幅変調
法を用いると１画素の左側を基準に画像が形成される。

形成された画像は、パルス信号が左側を基準にするため
画像（ａ）と異なるものである。本実施例は、外部装置
４０１から伝送される画像データ（ＶＤＡＴ７０〜００
）のうち下位２ビツト（ＶＤＡＴ２０〜００）をパルス
位置情報としてフォトダイオード４２５からレーザ光の
発光位置（発光時間）を制御する。発光位置の制御をす
るため、適正な画像が得られる。また、感光体ドラム３
０上の現像剤の付着量を検出し、画像データに対応して
変換テーブルを設けたので、温度等の環境変化に左右さ
れずに同図（ｄ）。

（ｅ）に示す斜めに近い画像を形成できる。

以上、この発明はその要旨を逸脱しない範囲内で種々変
更して実施することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、像担持体に形
成される画像の現像剤の濃度を検知して、当該濃度によ
りレーザ光の発光時間を制御するので、温度、湿度等の
環境の変化に影響されずに、良質な画像を形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の画像形成装置を示す外観図、第２図
はこの発明の画像形成装置の全体を示す概略構成図、第
３図は第２図の感光体ドラムの周囲部を示す構成図、第
４図はこの発明の画像形成装置の制御ブロック図、第５
図は第４図の動作を示すタイムチャート、第６図は画像
信号処理回路の制御を示すブロック図、第７図は外部装
置がら伝送される画像データのフォーマットを示す図、
第８図はタイミング回路を示す回路図、第９図は第８図
のタイミング回路の動作を示すタイムチャート、第１０
図から第１２図は第８図に示すタイミング回路から発生
するＲ波、Ｃ波、Ｌ波と画像データのアナログ信号とを
示すタイムチャート、第１３図はパルス発生回路を示す
回路図、第１４図から第１６図は第１０図から第１２図
の画像データのパルス出力と基本クロックとを示すタイ
ムチャート、第１７図は第１３図のパルス発生回路の変
形例を示す回路図、第１８図は感光体ドラムのトナー濃
度とパルス幅との関係を示す図、第１９図は帯電グリッ
ド出力によるパルス幅とトナー濃度との関係を示す図、
第２０図は現像バイアスによるパルス幅とトナー濃度と
の関係を示す図、第２１図はレーザ光の発光強度による
パルス幅とトナー濃度との関係を示す図、第２２図は現
像バイアス等の制御を示すフローチャート、第２３図は
変換テーブルの作成を示すフローチャート、第２４図は
形成される画像の例を示す図である。 ３０・・・感光体ドラム ３１・・・前露光ランプ ３２・・・帯電チャージャ ３３・・・現像ローラ ４０１・・・外部装置 ４０５・・・コントロール回路 ４０７・・・画像信号処理回路 ４０９・・・ミラーモータレーザ駆動回路４２５・・・
レーザダイオード ４２７・・・フォトダイオード ４２９・・・第１のトナー濃度センサ ４３１・・・第２のトナー濃度センサ ４３３・・・現像バイアス ６０３・・・変換テーブル ６０７・・・パルス発生回路 ６０９・・・タイミング回路 ８１９・・・Ｒ波発生回路 ８２１・・・Ｃ波発生回路 ８２３・・・Ｌ波発生回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持体上に光ビームで潜像を形成する潜像形成手段と
   、前記潜像を現像する現像手段とを有して画像を形成す
   る画像形成装置において、前記潜像形成手段により前記
   像担持体上に形成された潜像に前記現像手段により現像
   された画像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、 この画像濃度検知手段により検知した画像の濃度に応答
   して前記潜像形成手段により前記像担持体上に潜像を形
   成する光ビームの発光時間を制御する光ビーム制御手段
   と、 を有することを特徴とする画像形成装置。