JPH0516429A - 光書き込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １画素分の露光を行う時間内での累積露光量
を制御して画像階調を得ると共に、白画像部分にトナー
付着が生じない光書き込み装置を得る。 【構成】 反転（ネガ−ポジ）現像プロセスの画像形成
装置に組み込んで使用する光書き込み装置の場合におい
て、１画素の露光に要する時間を４分割する。前記分割
された時間区間において、各光シャッタ素子の露光時間
を設定する制御信号ＣＬが「Ｈ」レベルになる時間を異
ならせるように順次「１＋ｔ」、「２＋ｔ」、「４＋
ｔ」、「８＋ｔ」に設定する。こうして、白画像時以外
のときには、全ての時間区間において制御信号ＣＬが
「Ｈ」レベルとなる時間を「ｔ」だけ長くして累積露光
量をアップさせ、トナーの付着が生じないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタやファクシミ
リ等の画像形成装置に組み込まれて使用される光書き込
み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と課題】従来、この種の光書き込み装置と
しては、特開昭６３−２７２５６８号公報記載のものが
知られている。この光書き込み装置は１画素分の露光を
行う時間を時分割し、それぞれの時間区間に対して異な
る所定の露光時間を設定し、露光部を画像情報に基づい
て各時間区間毎に選択的にオン、オフさせ、１画素分の
露光を行う時間内での累積露光量が画像情報の階調に対
応するようにしたものである。

【０００３】ところで、前記光書き込み装置は１画素分
の露光を行う時間内での累積露光量を制御して階調を得
るものであるが、画像形成プロセスにおいて白画像部分
にトナー付着が発生することがあり、十分な白画像を得
ることができなかった。そこで、本発明の課題は、１画
素分の露光を行う時間内での累積露光量を制御して画像
の階調を得ると共に、白画像部分にトナー付着が生じな
い光書き込み装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係る光書き込み装置は、変調手段が、１画
素分の露光を行う時間を複数の時間区間に分割し、前記
分割された時間区間毎に露光部の露光時間を異ならせる
変更手段を備え、かつ、前記分割された時間区間の少な
くとも１つの前記露光部の露光時間を長くして１画素分
の累積露光量を補正する補正手段を備えると共に、前記
１画素分の露光を行う時間内での累積露光量が画像情報
の階調に対応するように、前記変更手段及び補正手段に
より前記時間区間毎に画像情報に基づいて前記露光部を
選択的にオン、オフさせる変調制御手段を備えたことを
特徴とする。

【０００５】

【作用】以上の構成において、変更手段によって各時間
区間毎に露光部の露光時間を異ならせ、さらに、１画素
分の露光を行う時間内での累積露光量が画像情報の階調
に対応するように、変調制御手段によって前記時間区間
毎に画像情報に基づいて前記露光部を選択的にオン、オ
フさせる。このとき、反転（ネガ−ポジ）現像プロセス
の場合においては、白画像以外の画素に対して前記補正
手段によって露光部の露光時間を調整して累積露光量を
アップさせる。すなわち、分割された時間区間の少なく
とも１つに対して前記露光部の露光時間を長くさせるこ
とにより、感光体にトナー付着が生じなくなる。

【０００６】また、正規（ポジ−ポジ）現像プロセスの
場合においては、白画像の画素に対してのみ前記補正手
段によって露光部の露光時間を調整して累積露光量をア
ップさせる。すなわち、分割された時間区間の少なくと
も１つに対して前記露光部の露光時間を長くさせること
により、感光体にトナーが付着しなくなる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係る光書き込み装置の一実施
例について添付図面を参照して説明する。本実施例は光
書き込み装置を光プリンタに組み込んだ例である。 ［光プリンタの全体構成及び動作、図１参照］光プリン
タ２０の略中央部には感光体ドラム１が図中矢印ａ方向
に回転可能に支持されており、その周囲にはイレーサラ
ンプ２、帯電チャージャ３、光書き込み装置の画像書き
込みヘッド４、現像装置６、転写チャージャ７、分離チ
ャージャ８及びクリーニング装置９が順次配設されてい
る。感光体ドラム１は表面に感光体層を設けたもので、
この感光体層は前記イレーサランプ２及び帯電チャージ
ャ３を通過することにより均一に帯電され、画像書き込
みヘッド４はホストコンピュータ１６から光書き込み装
置の変調手段１８を介して出力された画像情報に基づい
て駆動している。

【０００８】記録紙Ｐは、光プリンタ２０の下部に設け
られた自動給紙トレイ１０又は光プリンタ２０の図中右
側に設けられた手差し給紙トレイ１１によって光プリン
タ２０内に給送され、感光体ドラム１の表面に形成され
る像と同期をとって転写チャージャ７でトナー像の転写
を受け、分離チャージャ８によって感光体ドラム１の表
面から分離されて定着装置１３へ送り込まれ、像定着さ
れて排紙トレイ１５上に排出される。転写後の感光体ド
ラム１は、クリーニング装置９、イレーサランプ２によ
ってその表面に残留するトナー及び電荷を除去され、次
の複写工程に備える。

【０００９】［光書き込み装置の詳細な説明、図２参
照］図２に示すように、光書き込み装置は画像書き込み
ヘッド４と変調手段１８とで構成されている。画像書き
込みヘッド４は光シャッタアレイと称されるもので、例
えば、ガラス基板上にＰＬＺＴからなる光シャッタ素子
４１、そのドライバ回路３３、ＡＮＤ素子３２，３４及
びＯＲ素子３５を配置したものである。露光部である光
シャッタ素子４１は紙面に直交する方向に列状に配設さ
れている。各光シャッタ素子４１は光源からの光を断続
するものであって、画像情報に基づいて所定の駆動電圧
を印加されるとオンし、光源からの光を透過させる。こ
のときの透過光の露光強度は駆動電圧値に応じて異なっ
たものになる。各光シャッタ素子４１の一方は共通電極
４２を介して接地され、他方は個別電極４４を介して光
シャッタ素子４１を個々に駆動するドライバ回路３３に
接続している。

【００１０】ドライバ回路３３には、変調手段１８のＣ
ＰＵ３６から駆動電圧Ｖ（Ｄ）が印加される。ドライバ
回路３３の入力端子には画像情報に応じた画像信号を出
力するＡＮＤ素子３２の出力端子が接続されている。そ
して、各シャッタ素子４１はＡＮＤ素子３２から出力さ
れた画像信号が「Ｈ」レベルのときにオンして光源から
の光を透過させ、画像信号が「Ｌ」レベルのときにオフ
して光源からの光を遮断する。すなわち、駆動するドラ
イバ回路３３とＡＮＤ素子３２とが、露光部である各光
シャッタ素子４１をオン、オフさせて感光体ドラム１表
面に１画素単位で静電潜像を形成するように構成されて
いる。ＡＮＤ素子３２の一方の入力端子にはＣＰＵ３６
から光シャッタ素子４１の露光時間を設定する制御信号
ＣＬが入力される。また、ＡＮＤ素子３２の他方の入力
端子には、ＯＲ素子３５の出力端子が接続されている。
ＯＲ素子３５の一方の入力端子には、変調手段１８のラ
ッチ回路３１からの階調用画像情報が入力される。ＯＲ
素子３５の他方の入力端子にはＡＮＤ素子３４の出力端
子が接続され、ＡＮＤ素子３４の入力端子のそれぞれに
はＣＰＵ３６から発信される補正制御信号αとラッチ回
路３１からの累積露光量補正情報が入力される。

【００１１】変調手段１８は、概略、シフトレジスタ３
０、ラッチ回路３１、ＣＰＵ３６及びビットマップメモ
リ３７で構成されている。ホストコンピュータ１６から
ＣＰＵ３６に入力される画像情報は、ＣＰＵ３６によっ
て付設のビットマップメモリ３７にストアされる。この
とき、ＣＰＵ３６は前記画像情報に基づいて累積露光量
補正情報を作り、該補正情報を前記画像情報に付加して
ビットマップメモリ３７にストアする。ＣＰＵ３６から
信号を受けたビットマップメモリ３７は、まず累積露光
量補正情報をシフトレジスタ３０に送り込む。補正情報
がシフトレジスタ３０に送り込まれると、ＣＰＵ３６か
らラッチパルスＬＳ−αがラッチ回路３１に発信され
る。ラッチパルスＬＳ−αを受けたラッチ回路３１は補
正情報をラッチして、ＡＮＤ素子３４に出力する。この
補正情報は１画素を露光している間、信号ＳＩＧ−αと
して保持される。そして、ＣＰＵ３６からＡＮＤ素子３
４に入力された補正制御信号αは、信号ＳＩＧ−αが
「Ｈ」レベルのときに限り、ＡＮＤ素子３４から出さ
れ、ＯＲ素子３５の一方の入力端子に入力される。ＯＲ
素子３５に入力された補正制御信号αはＯＲ素子３５の
他の入力端子から入力される後述の画像情報に加算さ
れ、ＡＮＤ素子３２の一方の入力端子に入力される。累
積露光量補正情報に続いてシフトレジスタ３０に送り込
まれる画像情報は、１走査分の情報がシフトレジスタ３
０に送り込まれると、ＣＰＵ３６からラッチパルスＬＳ
がラッチ回路３１に発信される。ラッチパルスＬＳを受
けたラッチ回路３１は画像情報をラッチして、ＯＲ素子
３５に出力する。ＣＰＵ３６からの制御信号ＣＬが
「Ｈ」レベルになると、１走査分の画像情報に基づいて
光シャッタ素子４１毎に駆動電圧Ｖ（Ｄ）を印加するか
どうかが選択される。駆動電圧Ｖ（Ｄ）を印加された光
シャッタ素子４１はオンして、光源からの光が光シャッ
タ素子４１を透過して駆動電圧Ｖ（Ｄ）に応じた露光強
度で感光体ドラム１上を露光する。駆動電圧Ｖ（Ｄ）を
印加されなかった光シャッタ素子４１はオフの状態であ
り、この場合は光源からの光は光シャッタ素子によって
遮ぎられる。

【００１２】この光書き込み装置を反転（ネガ−ポジ）
現像プロセスの画像形成装置に組み込んで使用した場合
について説明する。図３は反転現像プロセスの感光体表
面電位、累積露光量及び階調の関係を示すグラフであ
る。ここに、Ｖｏは初期表面電位、Ｖｂは現像バイアス
電圧、Ｖｉは残留電位である。感光体表面電位がＶｂか
らＶｉの範囲内で感光体ドラム１表面にトナーが付着す
る。画像の階調数は０〜１５までの１６階調である。階
調が０のときは白画像、階調が１のときは最淡、階調が
１５のときは最濃となる。グラフからは、階調を１〜１
５にするときには感光体表面電位がＶｏからＶｂになる
までの露光量を余分に増加させる必要がある。

【００１３】そこで、図４に示すように、１ライン（１
画素）の露光に要する時間を４分割し、１ライン（１画
素）毎に各光シャッタ素子４１を４回動作させる。すな
わち、各シャッタ素子４１はオン、オフの選択を４回す
ることによって１ライン（１画素）分の累積露光量が画
像情報の階調に対応するようになっている。１ライン
（１画素）分の画像情報のために、ビットマップメモリ
３７内では５つのメモリ領域が確保されている。前記分
割された４つの時間区間内において光シャッタ素子４１
に印加される駆動電圧Ｖ（Ｄ）はすべて等しい電圧とす
る。累積露光量を補正する制御信号αが「Ｈ」レベルに
なる時間は各時間区間毎に均等に割り当てられ、「ｔ」
とされる。このときの時間「ｔ」の値は感光体ドラム１
や現像時の諸条件によって決定される。一方、各光シャ
ッタ素子４１の露光時間を設定する制御信号ＣＬが
「Ｈ」レベルになる時間は、各時間区間毎に異ならせる
ように小さいものから順次「１＋ｔ」、「２＋ｔ」、
「４＋ｔ」、「８＋ｔ」に設定される。この「１」、
「２」、「４」、「８」の数字の大きさは、光シャッタ
素子４１の露光時間に比例している。１６階調のために
使用される４個の時間区間は最濃を１５、最淡を１、白
画像を０とする１６階調の画像を得るために適当に選択
される。そして、白画像時以外のときに、各時間区間毎
に時間「ｔ」だけ制御信号ＣＬが延長されるので、累積
露光量がアップされることになる。たとえば、画像情報
の階調が１０の場合は図４の下段に示すように光シャッ
タ素子４１が駆動する。これにより、白画像部分にトナ
ー付着が生じない光書き込み装置が得られる。

【００１４】図５は１６階調の階調を有する画像情報
を、濃度の高いものほど数字が大きくなるように数値化
して示したものである。図６は図４に示すタイミングで
各光シャッタ素子４１に対する制御信号ＣＬを変化させ
る場合に、図５に示す画像情報をビットマップメモリ３
７にストアさせておく記録データである。この記録デー
タは補正領域を除く、残り４個の領域の「１」の部分に
おいて対応する光シャッタ素子４１に駆動電圧Ｖ（Ｄ）
が印加され、光源からの光が光シャッタ素子４１を透過
して感光体ドラム１上を露光するものである。

【００１５】［他の実施例］本発明に係る光書き込み装
置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範
囲内で種々に変形することができる。光シャッタ素子は
液晶を利用したものであってもよい。あるいは、ＬＥＤ
素子を利用したものであってもよい。この場合、ＬＥＤ
が発光したときが露光状態であり、ＬＥＤが発光しない
ときは非露光状態である。発光強度はＬＥＤに印加する
電圧を変更することによって変更する。

【００１６】また、累積露光量の補正は各時間区間毎に
均等に割り当てる必要はない。たとえば、反転（ネガ−
ポジ）現像プロセスにおいて、制御信号ＣＬの「Ｈ」レ
ベルの時間が極めて短い時間区間が生じた場合、この時
間区間により多くの補正露光量を割り当てることによっ
て、光シャッタ素子の動作をより確実なものにしてもよ
い。

【００１７】さらに、前記実施例では、露光時間は画像
の階調に比例するものとして説明したが、これに限定す
るものではなく、露光時間が画像の階調に応じた露光量
を得るように任意に選択されてもよい。また、前記実施
例では、階調数を１６としたが、必ずしもこれに限定さ
れるものではない。

【００１８】また、前記実施例は反転（ネガ＝ポジ）現
像プロセスの場合について説明したが、必ずしもこれに
限定されるものではなく、本発明に係る光書き込み装置
は正規（ポジ−ポジ）現像プロセスにも使用できる。こ
の場合、白画像の画素に対してのみ露光部の露光時間を
アップさせて、累積露光量の補正を実施する。これによ
り、白画像部分にトナーが付着しなくなる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、１画素分の露光に必要な時間を時分割し、この
分割された時間区間の少なくとも１つの露光部の露光時
間を長くして累積露光量を補正するようにしたため、反
転（ネガ−ポジ）現像の場合には白画像以外の画素に対
して前記時間区間の少なくとも１つの露光部の露光時間
を長くして累積露光量をアップさせることができる。さ
らに、正規（ポジ−ポジ）現像の場合には白画像の画素
に対してのみ前記時間区間の少なくとも１つの露光部の
露光時間を長くして累積露光量をアップさせることがで
きる。この結果、特別な電気回路を追加することなく、
１画素分の露光を行う時間内での累積露光量を制御して
画像の階調を得ると共に、白画像部分にトナーが付着し
ない光書き込み装置が得られる。しかも、１画素分の露
光に必要な時間を有効に使用するため、デューティ比の
高い光書き込み装置となる。

【００２０】さらに、前記時間区間において、制御信号
ＣＬの「Ｈ」レベルの時間が極めて短い場合、露光部の
最低応答時間との関係で露光部が十分動作しないという
現象が発生する。従来このような場合は、制御信号ＣＬ
を補正して露光部の露光時間を若干長くして調整してい
た。本発明によれば、制御信号ＣＬの「Ｈ」レベルの時
間が極めて短い時間区間に、より多くの累積露光量の補
正分を割り当てることにより、従来のように特別に露光
部の露光時間を調整する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光書き込み装置の一実施例を組み
込んだ光プリンタの全体構成図。

【図２】光書き込み装置の回路ブロック図。

【図３】反転（ネガ−ポジ）現像プロセスの感光体表面
電位、累積露光量及び階調の関係を示すグラフ。

【図４】光書き込み装置のタイミングチャート。

【図５】画像情報を数値化した概略図。

【図６】ビットマップメモリ内の図５に示した画像情報
データの概略図。

【符号の説明】

１…感光体ドラム ４…画像書き込みヘッド １８…変調手段 ３６…ＣＰＵ ４１…光シャッタ素子（露光部） ＣＬ…制御信号 ｔ…補正時間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益田 朋彦 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社 内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 感光体を１画素単位で露光する複数の露
   光部を列状に配設し、該露光部を画像情報に基づいて選
   択的にオン、オフさせる変調手段を設けた光書き込み装
   置において、 前記変調手段が、１画素分の露光を行う時間を複数の時
   間区間に分割し、前記分割された時間区間毎に前記露光
   部の露光時間を異ならせる変更手段を備え、かつ、前記
   分割された時間区間の少なくとも１つの前記露光部の露
   光時間を長くして１画素分の累積露光量を補正する補正
   手段を備えると共に、前記１画素分の露光を行う時間内
   での累積露光量が画像情報の階調に対応するように、前
   記変更手段及び補正手段により前記時間区間毎に画像情
   報に基づいて前記露光部を選択的にオン、オフさせる変
   調制御手段を備えたことを特徴とする光書き込み装置。