JPH03208681A - 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】 ？産業上の利■用分野］ 本発明は画像ケータを紙等の被記録媒体−に記録する画
像形成装置に関し、特に中間調を含む画像を高品位に出
力する画像形成装置に関する。

［従来の技術］ 電子写真方式の画像形成装置は長時間使用していると感
光体ドラムの感度特性に劣化を生じ、出力画像が全体に
淡くなったり、細部やいわゆるベタ黒部分が忠実に再現
されなくなる。又長時間使用しなくても使用環境の変動
、帯電、感光ドラム、現像器、像露光量等のバラツキに
よって画像品質は低下する。

従来、この種の問題に対処する為に感光ドラム上の表面
電位が一定になる様制御する表面電位自動制御や、感光
ドラム上にベタ黒画像を形成してベタ黒画像濃度が一定
になる様に現像器の現像バイアスを制御する現像バイア
ス制御等が提案され、又、この提案に基づいて一部の機
械では実施されていた。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、近年、中間調画像を出力できる画像形成
装置の要望が強まっており、そのような装置において、
安定した高品質画像を得るには前述した制御方法では不
十分であった。

表面電位、又はベタ黒画像部分を制御した場合には中間
調画像が変動してしまうという欠点があり、又、仮に中
間調画像部分を制御した場合にはベタ黒画像が変動して
しまうという欠点がある。

本発明は上記従来例の欠点に鑑み、その目的とするとこ
ろは、中間調を含む画像を常に安定して高品質に出力で
きる画像形成装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の
画像形成装置は、少なくとも画像の種類にベタ黒と中間
調とを含む可視像を形成する画像形成装置において、像
担持体上に特定パターンの静電潜像を形成する形成手段
と、該形成手段により形成された特定パターンに対応し
た静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段により現
像された静電潜像の画像濃度を検出する検出手段と、該
検出手段の検出結果に応じて特定パターンの濃度を判断
する判断手段と、該判断手段で判断された濃度に基づい
て前記画像の種類に応じた濃度補正を行う補正手段と、
該補正手段の濃度補正に基づいて可視像を形成する形成
手段とを備えることを特徴とする。

［作用］ かかる構成によれば、形成手段は像担持体上に特定パタ
ーンの静電潜像を形成し、現像手段は形成手段により形
成された特定パターンに対応した静電潜像を現像し、検
出手段は現像手段により現像された静電潜像の画像濃度
を検出し、判断手段は検出手段の検出結果に応じて特定
パターンの濃度を判断し、補正手段は判断手段で判断さ
れた濃度に基づいて画像の種類に応じた濃度補正を行い
、形成手段は補正手段の濃度補正に基づいて可視像を形
成する。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

〈第１実施例〉 まず、第ｌ実施例について説明する。

第１図は本発明の第１実施例のレーザプリンタの構成を
示すブロック図、第２図は第１実施例で使用するディザ
マトリックスを説明する図である。第１図において、１
ぱデジタル信号による多値の画像データ、２は１ページ
分の画像データを記憶するページメモリ、３はページメ
モリ２中の画像データを１ラインずつ保持し出力するラ
インバツファ、４は中間調画像濃度の濃度階調補正を行
うＲＡＭ、５は画像データを所定の閾値と比較して２値
化するコンパレータ、６はディザパターンを発生するデ
ィザパターン発生回路、２２はベタ黒パターンを形成す
るための信号を発生する特定パターン発生回路をそれぞ
れ示している。

次に、７はレーザドライバを示し、レーザダイオード８
のオン、オフを駆動制御する。レーザダイオード８はレ
ーザドライバ７の後段に位置し、オン時にレーザ光を回
転するポリゴンミラ−９に照射する。ポリゴンミラ−９
は矢印に示される方向に回転しつつ照射されたレーザ光
を走査光に変換して感光体１０を走査できる位置に設け
られている。感光体１０は矢印に示される方向に回転駆
動するように設けられている。感光体１０のポリゴンミ
ラ−９からの走査光を受ける位置の前段には均一な帯電
を受けるための帯電器１１が対向して配設され、又、そ
の後段には感光体１０の表面に形成された潜像を現像す
るための現像器１２及び現像バイアスをかけるための現
像スリーブｌ３が配されている。１４は現像スリーブ１
３に現像バイアスを印加する現像バイアス電源を示し、
１５は現像バイアスの値を制御するプログラム（後述の
第４図のフローチャートに従っている）で動作するＣＰ
Ｕを示している。更に、現像スリーブ１３から感光体１
０の回転方向に進んだ位置には、濃度検出器２３が配さ
れている。２６はＡ／Ｄ変換器を示し、濃度検出器２３
から検出された濃度検出器２３の後段には不図示の供給
カセットから供給される転写材（記録用紙）１７に対し
て現像パターンを転写する転写帯電器１６が配されてい
る。転写帯電器１６より記録紙１７の送り方向には記録
紙ｌ７上に転写された現像パターンを熱定着させる熱定
着ローラ１８，１９が設けられている。又、感光体１０
における転写帯電器１６の後段には、クリーナ２０、前
露光２Ｉが順に配されている。

次に動作として、画像データ１は読み取り用のリーグ（
図示しない）、磁気ディスク装置（図示しない）、ある
いはコントローラ等の外部装置から本プリンタに入力さ
れ、ページメモリ２に記憶される。第１実施例は、この
画像データ１を４ビットのデータとして説明する。ペー
ジメモリ２内に４ビットの多値信号として配列された画
像データは本プリンタのプリント開始とともに、逐次ラ
インバツファ３に読み出され、ビデオ信号と同期をとら
れた後、ルックアップテーブルであるＲＡＭ４によって
デジタルーデジタル変換を受ける。

画像データ１はＲＡＭ４で変換を受けてから不図示の基
準クロツクに同期してコンパレータ５の端子Ｐに送り込
まれる。一方コンバレータ５の端子Ｑにはデイザパター
ン発生回路６から例えば第２図に示すようなデイザマト
リックスのデータが基準クロツクに同期して転送されて
くる。ここで、端子ＰのデータをＰ、端子Ｑのデータな
Ｑとするとコンパレータ５からの出力データＲはＰ≧Ｑ
のときに“１”　　Ｐ＜Ｑのときに゜゜Ｏ゜゛としてレ
ーザドライバ７に送出される。レーザドライバ７はその
出力信号Ｒの“１”　　”　ｏ　”に応じてレーザダイ
オード８をＯＮ，ＯＦＦ駆動する。

レーザダイオード８から発射したレーザ光は回転するポ
リゴンミラ−９により走査光に変換され、感光体ｌＯを
走査する。なお、この走査光の一部を図示しないビーム
検出器で受光して、ビーム検出器からビデオ信号やデイ
ザパターン発生器６の同期信号として用いる信号を発生
している。

感光体１０は帯電器ｌ１で均一な帯電を受けた後、前述
の走査光を受けて感光体表面に静電潜像を形成し、次に
その潜像を現像器１２で現像する。本現像は一成分トナ
ー反転現像方式を採用し、レーザ光が照射された部分に
トナーを付着させる。現像スリーブ１３には現像バイア
ス電源１４より出力された現像バイアスが印加される。

現ｌ １ 像バイアスの値はＣＰＵ１５により制御される。

なお、ＣＰＵ１５は各々の回路での信号のやりとりや検
出濃度データの処理又はプリンタ各部の動作の制御を行
なっている。感光体１０上の現像パターンは転写帯電器
１６により記録用紙１７上に転写され、熱定着ローラ１
８，１９で記録用紙１７上に定着される。感光体１０の
表面に転写されずに残った現像剤はクリーナ２０で回収
される。

さらに前露光２１により感光体１０上の電荷が消去され
て、再び、前述と同一の画像形成プロセスをくり返す。

次に、本プリンタにおける画像濃度補正について詳細に
説明する。

第３図は第１実施例の濃度検出器２３の構成を説明する
側断面図、第４図は第１実施例の画像濃度補正処理の動
作について説明するフローチャー１ ２ ト、第５図は第１実施例による濃度補正時のステップウ
エッジ濃度データと検出濃度との関係を説明する図、第
６図は第１実施例による濃度補正時の画像濃度データと
出力データとの関係を説明する図である。尚、第１実施
例では、第４図の如く、ベタ黒パターン濃度を１．３〜
１．４に収束させるものとして示してある。

濃度補正を行なう時期は電源投入後、画像データｌを入
手する前段に行われる。本プリンタの不図示の電源部に
電源が投入され、プリントの準備が完了すると、ＣＰＵ
１５の指令により、特定パターン発生回路２２はベタ黒
パターンを形成する為の信号をレーザドライバ７へ出力
する。このベタ黒パターンは後述する現像濃度検出器２
３が検出可能な最も小さい面積であれば良く、好ましく
は、ほぼ１　０　［ｍｍｌ　Ｘ　１　０　［ｍｍ］が適
当である。尚、本発明の趣旨を逸脱しない程度であれば
、１０［ｍｍ］　Ｘ　１　０　［ｍｍｌに限定されるも
のではない。ベタ黒パターン信号は前述した信号Ｒと同
様な工程を経て、感光体１０上にベタ黒パターン像を形
成する（ステップＳｌ）。このベタ黒パターン像の画像
濃度は濃度検出器２３により検出される（ステップＳ２
）。濃度検出器２３は第３図に示す様にＬＥＤ等の光源
２４により感光体１０上を照らし、その反射光をビンホ
トダイオード等の受光素子２５にて受けることにより、
感光体１０上の反射濃度を検出する。濃度検出器２３に
より検出されたベタ黒パターンの濃度はＡ／Ｄ変換器２
６を経てＣＰＵ１５に取り込まれる。ＣＰＵ１５は予め
定められた基準濃度データと取り込んだベタ黒パターン
濃度データ（Ｄ）とを比較し、ベタ黒パターン濃度が薄
い時（Ｄ≦１．３）にはバイアス電源１４にバイアス出
力を下げる様に（ステップＳ４）、又、濃い時（Ｄ≧１
．４）には上げる様に指令する（ステップＳ６）。これ
らの手順をくり返し、ベタ黒パターンの濃度は基準濃度
に収束され、ベタ黒画像の濃度補正が終了する。

次に、中間調画像の濃度補正であるが、まず特定パター
ン発生回路２２により第２図に示されるデイザマトリッ
クスで表現されるｌ６階調のステップウエッジパターン
信号を発生し、感光体ｌｏ上に１６階調ステップウエッ
ジ画像（濃度ステップパターン）を作或する（ステップ
Ｓ７）。その各ステップの濃度を濃度検出器２３により
検出する（ステップＳ８）。濃度検出器２３で検出され
たステップウエッジ濃度のデータは、例えば、第５図の
様に中間濃度部が濃い方に偏っている非線形な出力画像
濃度特性を示す。ＣＰＵ１５はこの１ ５ 検出された濃度データより第６図に示される濃度補正デ
ータを作成し（ステップＳ９）　、ＲＡＭ４に出力する
（ステップＳ１０）。第６図の濃度補正データにより画
像データ１はデジタルーデジタル変換を受け、コンパレ
ータ５の端子Ｐに入力されることになる。例えば、画像
濃度データ１として“５゜゜がＲＡＭ４のアドレスライ
ンに入力されると゜゛３゜゜に変換されたデータがＲＡ
Ｍ４のデータラインへ出力され、コンパレータ５はその
゛３゜′を入力する。

以上説明してきた画像濃度補正を第７図、第８図、第９
図を用いて整理する。

第７図〜第９図は第１実施例の濃度補正による特性を説
明する図である。

入力画像濃度データに対して濃度補正を行わない場合の
出力画像濃度のばらつきは（ここでは、１ ６ ？種類挙げる）、第７図に示されるように、ベタ黒画像
濃度の最大値をａ■ｚ　，　ｂ　ｍａｘとし、それぞれ
中間調画像濃度の変化率はγ．，γゎで変動する。これ
らの変動に対し、まずベタ黒画像濃度補正のみを行うと
、第８図に示される様に、ベタ黒画像濃度ａｍａｘ　１
　ｔ）ｗａｘを一定の濃度にそろえられることができる
。更に、中間調画像濃度補正を加えれば、第９図に示さ
れる様に、異なる変化率γ．，γゎを一定に揃えること
が可能となり、入力画像濃度データに対してリニアな一
定の出力画像濃度が得られ、これによって高品質な画像
を得ることができる。

以上説明したように、第１実施例によれば、中間調を含
む画像を常に安定して高品質に再現することができる。

さて、上述した第１実施例においてベタ黒画像濃度補正
を行なう時、特定パターン発生回路２２よりベタ黒パタ
ーンを発生させたが、４×４のデイザマトリックスのス
テップウエッジパターンを発生させ、濃度”　１　６　
”の部分をベタ黒パターンとして使用しても良い。

又、ベタ黒画像濃度補正を濃度検知と濃度補正をくり返
して収束させる制御で説明したが、検知濃度データから
、必要な現像バイアス変化量を計算して一回の制御で所
定のベタ黒画像濃度にするという方法でも良い。

〈第２実施例〉 次に、第２実施例について説明する。

第１０図は本発明の第２実施例のレーザプリンタの構成
を示すブロック図である。第２実施例では、２７で示さ
れる画像濃度検出器が転写後の記録用紙１７上の画像濃
度を検出する構成である。

又、ベタ黒濃度補正は現像バイアス出力をコントロール
するのではなく、静電潜像を形成する帯電器１８への印
加電圧をコントロールすることにより行なう。２９は帯
電器ｌ８へ高圧電圧を出力する帯電用の高圧電源（ＨＶ
Ｔ）である。その他は第１実施例と同じである為説明を
省略する。

第２実施例は、記録用紙１７上の画像濃度を検出してい
る為、転写における画像品質劣化をも含めて補正できる
という利点を持っている。但し、画像濃度補正を行なう
のに記録用紙を使うことになる為、その補正回数は、で
きるだけ少なくする必要がある。又、第２実施例は、静
電潜像をコントロールするということは現像に必要な静
電潜像を確保できるという利点も合せ持っている。

く第３実施例〉 次に、第３実施例について説明する。

第１１図は本発明の第３実施例のレーザプリンタの構成
を示すブロック図である。第３実施例では３０で示され
る画像濃度検出器が転写後のクリーナ２０直前の感光体
１０の反射濃度を検出する構成である。この画像濃度検
出器３０の位置は感光体上の画像濃度を測定する場所と
しては比較的スペース上有利という利点がある。ベタ黒
画像濃度補正はレーザ光量をコントロールしており、そ
の制御信号（第１１図中、ｒＥＪで示す）はＣＰＵ１５
からレーザドライバ７に入っている。

又、中間調画像の形成はレーザ光の点灯時間を制御する
パルス幅制御方式である。この為、ＲＡＭ４によりデジ
タルーデジタル変換された画像データ１は、３１で示さ
れるＤ／Ａ変換器を通してアナログコンバレータ３２の
端子Ｐへ入力される。

３３は三角波発生回路を示し、その出力は３２でｌ　９ 示されるアナログコンバレー夕の端子Ｑに入力される。

アナログコンパレータ３２にて画像データは三角波と比
較され、Ｐ≧Ｑの時間のみレーザダイオード８がオンさ
れ、これによってレーザ光はパルス幅変調される。中間
調画像の濃度補正、即ち、パルス幅の補正はこのレーザ
光がオンの時間中に行われるが、補正のやり方は基本的
には第１実施例と同様であり、入力画像データをＲＡＭ
４にロードされている濃度補正データにより補正が行わ
れる。

第３本実施例の場合、電子写真記録特性を補正するベタ
黒画像濃度補正にレーザ光量制御を使用している為、そ
の補正信号をレーザドライバで処理することができると
共に、第１，第２実施例の様に高圧電圧を制御する必要
がなくなる。

さて、上述した第１〜第３実施例において、中２　０ 間調画像形成方式としてデイザ法とパルス幅制御法を例
にして説明したが、誤差拡散法や光量変調法を使用して
も良い。又、画像濃度補正を実施するタイミングはプリ
ンタの電源投入時として説明したが、プリント前回転中
、プリント後回転中、又はプリントとプリントの間（紙
間）等に行なっても良い。

又、本発明にかかる画像形成装置としては、レーザプリ
ンタ以外にＬＥＤプリンタ、ＬＣＤプリンタ等電子写真
方式の装置であれば何でも良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、中間調を含む画
像の最大濃度が濃く且つハーフトーン階調性の良い、品
質の一定した高品質画像を常に得ることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のレーザプリンタの構成を
示すブロック図、 第２図は第１実施例で使用するデイザマトリックスを説
明する図、 第３図は第１実施例の濃度検出器２３の構成を説明する
側断面図、 第４図は第１実施例の画像濃度補正処理の動作について
説明するフローチャート、 第５図は第１実施例による濃度補正時のステップウエッ
ジ濃度データと検出濃度との関係を説明する図、 第６図は第１実施例による濃度補正時の画像濃度データ
と出力データとの関係を説明する図、第７図〜第９図は
第１実施例の濃度補正による特性を説明する図、 第１０図は本発明の第２実施例のレーザプリンタの構成
を示すブロック図、 第１ｌ図は本発明の第３実施例のレーザプリンタの構成
を示すブロック図である。 図中、１・・・画像データ、２・・・ページメモリ、３
・・・バツファ、４・・・ＲＡＭ，５．３２・・・コン
パレータ、６・・・デイザパターン発生回路、７・・・
レーザドライバ、８・・・レーザダイオード、１０・・
・感光体、１１．２８・・・帯電器、１２・・・現像器
、１３・・・現像スリーブ、１６・・・転写帯電器、１
７・・・記録用紙、２２・・・特定パターン発生回路、
２３，２７．３０・・・画像濃度検出器、２６・・・Ａ
／Ｄ変換器、２９・・・ＨＶＴ、３１・・・Ｄ／Ａ変換
器、３３・・・三角波発生回路、１４・・・現像バイア
ス電源、１５・・・ｃｐｕである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも画像の種類にベタ黒と中間調とを含む
   可視像を形成する画像形成装置において、像担持体上に
   特定パターンの静電潜像を形成する形成手段と、 該形成手段により形成された特定パターンに対応した静
   電潜像を現像する現像手段と、 該現像手段により現像された静電潜像の画像濃度を検出
   する検出手段と、 該検出手段の検出結果に応じて特定パターンの濃度を判
   断する判断手段と、 該判断手段で判断された濃度に基づいて前記画像の種類
   に応じた濃度補正を行う補正手段と、該補正手段の濃度
   補正に基づいて可視像を形成する形成手段とを備えるこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記補正手段は、前記ベタ黒画像の濃度補正を行
   う第１の濃度補正手段と、前記中間調画像の濃度補正を
   行う第２の濃度補正手段とを備えることを特徴とする請
   求項第１項記載の画像形成装置。
3. （３）前記第１の濃度補正手段は画像濃度の入出力特性
   の最高濃度値をほぼ一定に揃える手段であり、前記第２
   の濃度補正手段は画像濃度の入出力特性の変化率をほぼ
   一定に揃える手段であることを特徴とする請求項第２項
   記載の画像形成装置。