JPH04150472A - 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、入力画像信号に基づいてレーザー光を変調し
、多階調画像を形成する画像形成装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、この種の装置においては、感光ドラムに光を照射
して潜像を形成し、形成された潜像を現像剤で現像する
ことにより顕像化させるように構成されている。

一般に、感光ドラムの感度・光減衰特性曲線は使用雰囲
気の変化やドラム劣化等の影響で一定ではない。そのた
め、表面状態センサを設け、感光ドラムの表面状態を適
宜測定し、測定値と比較しながらコロナ帯電器のグリッ
ド電圧や画像露光時の露光エネルギーを変化させること
で、感光ドラムの表面状態を制御し、感光ドラムの感度
１表面型位の光減衰特性（以下、Ｅ−Ｖ特性という）が
変化しないように制御していた。

かかる従来例においては、第３図および第４図に示すよ
うに、多階調画像形成条件としての、各階調に対応した
感光体の表面の電位コントラストを制御する方法が採ら
れている。すなわち、まず感光体への露光量を一定にし
てグリッドバイアスを変えることにより感光体の表面電
位（ＶＯ）を変化させ、これにより必要とする電位コン
トラスト（ＶＤ−ＶＬ）を得るものである。ここで、ｖ
わけ感光体の暗部電位を示し、■、は感光体の明部電位
を示す。

ところが、感光体の表面電位■口を変化させることによ
り電位コントラストを制御したとしても、第４図および
第５図に示すように、単一の露光エネルギーでは電位コ
ントラストに応じて感光体のＥ−Ｖ特性が変化するため
に、中間調電位ｖＭの値が最適値とならずに、階調性が
変化してしまうという問題がある。

このような問題点を解決するために、かかる従来例にお
いては感光体の表面電位■。を変化させることにより電
位コントラストを制御すると同時に、電位コントラスト
に応じて露光手段であるレーザービームの光量を複数段
に切り換えることにより、感光体のＥ−Ｖ特性を制御し
、中間調電位ｖＭの値が最適値となるようにすることで
、電位コントラストが変化した場合にも於ても多階調画
像を良好に形成させるようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、斯かる従来例の場合、前記レーザービー
ムの使用可能な光量の範囲について、その最低光量近傍
から最大光量近傍に至る広い範囲の光量を使用すること
となり、特に比較的低い光量を使用する場合に、以下に
述べる問題が生じていた。

第６図は、レーザービーム駆動電流パルス波形と、対応
するレーザービーム発光波形を示したものである。この
第６図を参照すると理解されるように、比較的低い光量
を使用した場合、すなわちレーザービームの発光しきい
値電流に近い駆動電流にてレーザービームを駆動した場
合、駆動電流パルスのひずみの影響を受は易く、波光パ
ルス波形すなわちレーザービーム露光量が不安定になる
という欠点があった。

特に、レーザービーム駆動パルス幅の短い領域、すなわ
ち多階調画像に於て重要なハイライト領域を再現する場
合に多大な影響を受け、ハイライトの安定な再現ができ
な（なり、ハイライト部の飛びおよびがさつき等の画像
不良が発生するという欠点かみられた。

よって本発明の目的は、上述した従来技術の課題を解決
するために、レーザービームを低光量で使用することに
起因する画質低下を防ぐと共に、良好な多階調画像を安
定に形成することを可能とした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］ 本発明は、パルス幅変調されたレーザー駆動信号に応答
して感光体にレーザー露光を行う画像露光手段を有する
画像形成装置において、前記感光体の光減衰特性に応じ
て、入力された画像信号に対し階調処理を施す階調処理
手段と、前記画像露光手段における露光エネルギー領域
について、最大の露光エネルギー近傍の露光エネルギー
を用いて画像露光を行わせる制御手段とを具備したもの
である。

［作　用］ 本発明では、入力された画像信号を感光体の光減衰特性
に応じて前記階調処理手段により補正し、さらに画像露
光手段における露光エネルギー領域について、最大の露
光エネルギー近傍の露光エネルギーを用いて画像露光を
行うことにより、レーザービームを低光量で使用するこ
とによる画質低下を防ぎ、かつ、常に最適なＥ−Ｖ特性
が選択されるため、いかなる環境変動、感光体の感度変
動等に対しても、常に安定した画像を保持することが可
能となる。

［実施例］ 以下、本発明の各実施例を詳細に説明する。

叉１江１ 第１図は、本発明を適用した画像形成装置の実施例であ
るカラー複写機の概略構成を示すブロック図である。本
図において、リーグ部（不図示）から出力された画像デ
ータ１１は、プリンタ部２００の階調制御回路２１に入
力される。この階調制御回路２１は、２５６レベルのル
ック・アップ・テーブル（ＬＯＴ）から成り、入力され
た画像データ１１をプリンタ部２００の出力特性に応じ
て変換する機能を有するほか、リーダ一部の画像クロッ
クとプリンタ部２００の画像クロックの速度が異なるた
め、それらの同期をとる機能を有している。

階調制御回路２１からの出力されたデータは、レーザー
ドライバ２２に入力され、半導体レーザー２３を駆動し
て像形成が行われる。

リーグ部と通信制御線２４を介してやりとりを行うプリ
ンタ部の制御部２５は、プリンタ部２００の各制御要素
を制御している。

２６は感光体２９に帯電された電荷を検出するための電
位センサ、２７は電位センサ２６からの出力をデジタル
信号に変換して制御部２５に入力する電位測定ユニット
である。制御部２５に入力された電位データは、制御部
２５のＣＰＵ２５−１にて読み取られて設定する制御に
使用される。また画像先端信号（ＩＴＯＰ）を検出する
ためのセンサ２８よりの信号が制御部２５に入力されて
、記録動作の制御に用いられる。

また、２５−３は動作プログラムが格納されているＲＯ
Ｍ　、　２５−２はＣＰＵ２５−１が動作するときのワ
ークエリアとして使用するＲＡＭである。

第２図は、第１図の一部をより詳細に示す。ここで、２
９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２９はまず帯電器３０で均一に帯電され、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３１
により、感光体２９の回転方向と略垂直な方向に走査・
露光される。すると、感光体２９に形成された静電潜像
は、現像器３２によって現像可視化される。なお、図示
されていないが、本実施例ではＹ（イエロー）１Ｍ（マ
ゼンタ）。

Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の４色の現像器な有す
るものである。

感光体２９上に形成された可視トナー像は、転写帯電器
３３により転写ドラム５０に保持された転写材３４に転
写される。転写材３４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る。一方、転写後感光体２９に残
留したトナーはクリーニング器３５で除去、クリーニン
グされる。その後、感光体２９に残留している電荷は、
ランプ３６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。

入力デジタルビデオ信号はラッチ部１０１においてラッ
チされた後、Ｄ／Ａコンバータ１０２に入力され、アナ
ログビデオ信号ＡＶに変化されて、コンパレータ１０４
の一方の端子に入力される。コンパレータ１０４の他方
の端子には、三角波発生手段１０５から出力される三角
波信号ＣＩＳが入力される。コンパレータ１０４はアナ
ログビデオ信号ＡＶと三角波信号ＣＩＳを比較し、パル
ス幅変調された信号Ｅをレーザードライバ２２に出力し
、この信号Ｅに基づいて半導体レーザー２３は駆動され
、変調信号Ｅに対応して点滅変調されたレーザービーム
３１が出射される。

半導体レーザー３７から出射されたレーザー・ビーム３
１は、ポリゴンミラー、ガルバノミラ−等の走査器３８
によって走査される。

３９はレーザー・ビーム３１を感光体２９に点状に結像
させるレンズ、４０は光路を折るためのミラーである。

１０３はダイナミックレンジ調整手段であり、所定のチ
エツクモードにおいてＣＰＯ２５−１からの信号により
、Ｄ／Ａコンバータから出力されるアナログビデオ信号
のダイナミックレンジを調整する。また、１０８はバイ
アス調整手段であり、所定のチエツクモードにおいて、
ＣＰＵ２５−１からの信号により三角波発生手段１０５
からの三角波のバイアスの調整を行う。

本実施例に於けるレーザーパワーの設定値について、以
下に述べる。

パルス幅変調された信号Ｅはレーザードライバー２２に
入力されてレーザー駆動電流パルスＩに変換され、この
電流パルス■に従って半導体レーザー２３は点滅駆動さ
れる。半導体レーザー２３の点灯時の光量すなわちレー
ザーパワーは、駆動電流Ｉｄと半導体レーザーの発光し
きい値電流１ｔｈの差分によって決定される。第６図を
参照すると明らかなように、Ｉｄ”ｌｔｈすなわちレー
ザーパワーが小さいほど駆動電流バルスエの波形のひず
みの影響を受は易く、特に画像のハイライト領域を形成
する場合には、半導体レーザーの発光時間が短くなり、
駆動電流パルスのひずみが太き（、不安定な立ち上がり
領域のみを使用するために、多大な影響を受ける。

そこで、本実施例に於ては上記の問題点が生じないよう
に、レーザーパワーの設定値を正常使用可能な最大パワ
ー、すなわち第６図にて示すところの５ｎ＋Ｗに設定し
である。このように設定することにより、駆動電流パル
スのひずみの影響を最小限にし、特にハイライト領域の
安定な画像再現を行うことが可能となる。

さらに本実施例に於ては、上述の如く一定のル レーザーパワーを使用した場合に生ずる問題点、すなわ
ち電位コントラストが変化した場合に、感光体のＥ−Ｖ
特性を適切に保つことができず、階調性が変化してしま
うといった問題点についても、対応が施されている。

すなわち本実施例に於ては、階調制御回路２１および電
位測定ユニット２７を用いることにより、感光体のＥ−
Ｖ特性の変化に応じてプリンタ部２００の出力特性が適
正値となるように入力画像データ１１の補正を行う。

次に、本実施例の全体的動作を説明する。

リーダ一部（図示せず）から出力された画像データ１１
は、プリンタ部２００の階調制御回路２１に入力される
。階調制御回路２１は、２５６バイトのＲＡＭで構成さ
れたＬＯＴ　（ルックアップテーブル）である。このＬ
ＩＴには、基準となる感光ドラムのＥ−Ｖ特性を含めた
プリンタ部の出力特性に応じ、入力された画像データ１
１に対してリニアな出力画像を得るための変換テーブル
が設定されている。

第７図および第８図に示すように、電位コントラストが
変化することにより、感光ドラムのＥ−Ｖ特性が変化し
、初期設定されている基準となるＥ−Ｖ特性に対して変
動する。このため第９図に示すように、入力された画像
データ１１に対してリニアなプリンタ出力特性を得るこ
とができなくなってしまう。

そこで本実施例においては、上記出力特性を補正するた
めに、画像形成毎に感光ドラムのＥ−Ｖ特性を測定し、
基準となるＥ−Ｖ特性との差分を補正するように階調制
御回路２１のＬＬＩＴを書き換えることを行う。

すなわち、画像形成前に２５６レベルの入力画像データ
、もしくは、それを代表する複数レベルの画像データに
対応してレーザー２３を駆動し、感光体２９を露光し、
電位センサ２６および電位測定ユニット２７を用いて、
各レベルに対応した感光ドラムの表面電位（Ｖ、、Ｖう
、　ＶＬ）を測定する。

次に、制御部２５に於て測定された表面電位および基準
となるＥ−Ｖ特性に基づいて、入力画像データレベルに
対する出力画像レベルを算出し、その差分に応じて階調
補正回路２１のＬＩＴを書き換える。第１０図に上記補
正の概念図を示す。

１胤■ユ 上述した実施例１に於ては、プリンタ部の出力特性を補
正する階調補正回路２１によりすべての補正を行ったが
、第１１図に示すように、Ｅ−Ｖ特性を補正する階調補
正回路２１およびその他の補正回路、例えば現像特性等
の階調補正回路を独立に複数有し、それぞれに対応した
タイミングおよびパラメータに応じて補正することも可
能である。

１施■１ 先に述べた実施例１に於ては、使用可能な最大かつ単一
のレーザーパワーを用いたが、最大パワー近傍の複数の
レーザーパワーを切り換えて用いることにより、階調補
正回路と合わせた制御を行うことも可能である。

１施１ 本発明は、第１２図に示すような複数の露光装置を有す
る画像形成装置に対しても有効に適用することができる
。

［発明の効果］ 以上述べたとおり本発明によれば、入力された画像信号
を感光体の光減衰特性に応じて前記階調処理手段により
補正し、更に画像露光手段における露光エネルギー領域
について、最大のエネルギー近傍の露光エネルギーを用
いて画像露光を行う構成としであるので、レーサービー
ム露光量の不安定化による画質の劣化を防止し、同時に
、良好な多階調画像を安定に形成することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した画像形成装置の一実施例を示
すブロック図、 第２図は第１図の詳細を示す図、 第３図は電位コントラスト制御を示す図、第４図および
第５図は電位コントラストと感光体のＥ−Ｖ特性の関係
を示す図、 第６図はレーザービーム駆動電流パルス波形と対応する
レーザービーム発光波形を示す図、第７図および第８図
は電位コントラストと感光体のＥ−Ｖ特性の関係を示す
図、 第９図は電位コントラストとプリンタ出力特性の関係を
示す図、 第１０図はＥ−Ｖ特性および階調特性の補正を示す図、 第１１図は本発明を適用した画像形成装置の他の実施例
を示すブロック図、 第１２図は本発明を適用した他の画像形成装置の実施例
を示す図である。 ２１・・・階調制御回路、 ２２・・・レーザードライバ、 ２３・・・半導体レーザー ２５・・・制御部、 ２６・・・電位センサ、 ２７・・・電位制御ユニット、 ２９・・・感光体。 ａ九−ＩＥ （レーザーノぐワー一定） 第 図 １．０ 露光ｔ　　（Ｅ） （レーサーパ７−一定） 第 図 田 田 一 田 ＩＩ＆１候　！ １．０ 露光１ 第 図 区 派 一仁ζつ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）パルス幅変調されたレーザー駆動信号に応答して感
   光体にレーザー露光を行う画像露光手段を有する画像形
   成装置において、 前記感光体の光減衰特性に応じて、入力された画像信号
   に対し階調処理を施す階調処理手段と、 前記画像露光手段における露光エネルギー領域について
   、最大の露光エネルギー近傍の露光エネルギーを用いて
   画像露光を行わせ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。