JPH09193453A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主走査方向及び副走査方向の何れの方向につ
いても高画質で画像を再現する。 【解決手段】 基準濃度Ｄｏで３画素幅の垂直線画像群
を形成し濃度Ｄｖ１を検出し、水平線画像群を形成し濃
度Ｄｈ１を検出する（１００〜１１０）。濃度Ｄｖ１と
濃度Ｄｈ１とが一致するまで水平線画像形成の電流値を
増減し、一致したとき記憶する（１１２〜１２０）。同
様に、基準濃度Ｄｏで３．５画素幅の垂直線画像群を形
成し濃度Ｄｖ２を検出し、水平線画像群を形成し濃度Ｄ
ｈ２を検出する（１２２〜１２８）。濃度Ｄｖ２と濃度
Ｄｈ２とが一致するまで水平線画像形成の電流値を増減
し、一致したとき記憶する（１３０〜１３８）。従っ
て、副走査方向の端部のレーザ光強度を切り換えること
により、主走査方向の画像幅と副走査方向の画像幅のバ
ランスを保つことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置にか
かり、特に、光ビームを走査することによって画像を形
成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ・ビーム・プリンター、デジタル
複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、気体レー
ザや半導体レーザ等から射出されるレーザ光等の光ビー
ムを、回転多面鏡（ポリゴンミラー）により所定方向に
偏向して主走査すると共に、その回転多面鏡により反射
された光ビームを感光体等の結像面上において、所定方
向と直交する方向に感光体等を移動させたりガルバノミ
ラー等の素子により偏向したりして副走査する。ポリゴ
ンミラーで偏向された光ビームを等速度直線運動の状態
でかつ集光させる光学系としてはｆθレンズ等で構成さ
れた光学系が主に用いられている。

【０００３】従って、光ビームは、ポリゴンミラーの回
転によって所定方向に主走査（偏向）され、ｆθレンズ
によって走査速度補正された後に、感光体を露光する。
感光体は、例えば円筒状に形成され、ステップ駆動回転
または等速度回転される。感光体の回転によって、感光
体の露光部は主走査方向と略直交する方向に走査される
ことになるので、感光体の回転は副走査に対応する。こ
れらの主走査及び副走査を行うことで、感光体を２次元
的に露光できる。これらの主走査及び副走査に同期して
光ビームをオンオフすれば、感光体上に画像を形成（露
光）できる。

【０００４】このように、光ビームを主走査及び副走査
して画像を形成する画像形成装置では、主走査方向は１
主走査中の光ビームのオンオフ制御をすることによって
解像度や階調性を向上させることができる。

【０００５】例えば、主走査方向に一定速度で走査する
光ビームに対して光ビームの点滅時間を制御する、所謂
パルス幅変調することによって画像を形成する画像形成
装置が知られている（特開昭６２−２３３９７９号公報
参照）。この画像形成装置では、高い階調性を維持する
ため、最小パルス幅及び最大パルス幅を装置の画像処理
特性に応じて決定し、入力されたデジタル画像信号のパ
ルス幅を調整している。従って、主走査方向について画
像の位置設定をすることができる。

【０００６】しかしながら、この技術ではパルス幅変調
において調整可能なパルス幅の信号は画素サイズに応じ
て定められる所定周期で制限される。また、パルス幅変
調は、主走査方向についての画像形成に反映されるが、
副走査方向についての画像形成に適用することができな
い。すなわち、副走査方向については感光体をステップ
駆動や等速度回転させることによる主走査毎の間欠的露
光となるので、副走査方向の解像度を向上させることが
できない。この副走査方向の解像度を向上させるために
は、感光体を微小な移動量でステップ駆動させることや
感光体を低速度で移動させることで可能であるが、画像
形成時間の増大を招き、実用的ではない。

【０００７】この問題点を解決するものとして、隣り合
う光ビームの一部が重複するように、光ビームを走査露
光し、その光ビームの強度を変更（強度変調）して副走
査方向の画像幅を制御する技術が知られている（特開平
６−９１９２９号公報参照）。この技術では、副走査方
向端部の光ビームの強度を設定することによって、副走
査方向の画像端部位置を制御し、形成される画像の遷移
を高い空間位置設定精度で空間的に位置設定している。

【０００８】これらの画像形成装置を用いれば、形成さ
れる画像は主走査方向及び副走査方向の両方向共に所望
の位置精度で設定し、高画質の画像を再現できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像形成装置のように、形成する画像について主走査方
向の位置設定を光ビームのオンオフ制御によって実現す
るものでは、主走査方向及び副走査方向が同一幅である
画像を形成しようとしても、光ビームの走査速度の変動
や画像を顕在化するための現像処理等の条件によって、
形成される画像が異なる幅で形成される。

【００１０】また、光ビームの強度を変更（強度変調）
して副走査方向の画像幅を制御する画像形成装置では、
経時変動によって光ビームのビーム径、走査ピッチ、感
光体の感度、光ビームの強度（光量）、及び現像処理時
の現像電位等の特性が変動し光ビームの強度を変更した
ときの強度変化に対する副走査方向の画像幅の変化量が
変動する。

【００１１】従って、従来の画像形成装置では、主走査
方向及び副走査方向が同一幅である画像を形成しようと
しても、形成される画像は主走査方向及び副走査方向の
何れの画像幅も変動し得るので、得られる画像の品質が
低下する。

【００１２】本発明は、上記事実を考慮して、主走査方
向及び副走査方向の何れの方向についても高画質で画像
を再現することができる画像形成装置を得ることが目的
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像形成装置は、光ビームを射出する光ビー
ム射出手段と、前記光ビームを所定の主走査方向に走査
露光しかつ当該主走査方向と交差する副走査方向に走査
露光すると共に、当該副走査方向に走査するときの走査
間隔より大きい所定ビーム径の光ビームを当該副走査方
向の隣接する光ビームの一部が重なり合うように感光体
上に集光させる走査集光手段と、前記光ビームの射出時
間を変更する射出時間変更手段と、前記光ビームの強度
を変更する強度変更手段と、前記主走査方向の露光部と
未露光部との境界を形成させるときの前記感光体上の主
走査方向の所定位置の光ビームの射出時間の制御による
境界の位置の変化量と、前記主走査方向の境界に対応す
る副走査方向の露光部と未露光部との境界を形成させる
ときの前記感光体上の副走査方向の所定位置の光ビーム
の強度の制御による境界の位置の変化量と、が略一致す
るように前記射出時間変更手段及び強度変更手段を制御
する制御手段と、を備えている。

【００１４】前記制御手段は、請求項２に記載したよう
に、前記主走査方向の画像幅と副走査方向の画像幅が略
一致する画像が前記感光体上に形成されるように、前記
境界に対応する光ビームの強度を設定することができ
る。

【００１５】なお、請求項３に記載したように、前記副
走査方向に所定長さでかつ一定幅の線分を複数形成した
第１領域と、前記主走査方向に所定長さでかつ一定幅の
線分を複数形成した第２領域との各々の領域の平均濃度
を予め検知し、検知した各平均濃度が略一致するよう
に、前記境界に対応する光ビームの強度を設定すること
ができる。

【００１６】本発明の画像形成装置によれば、感光体上
の主走査方向の所定位置の光ビームの射出時間の制御に
よって形成される、主走査方向の露光部と未露光部との
境界の位置の変化量は、光ビームの強度の制御によって
形成される、主走査方向の境界に対応する副走査方向の
境界の位置の変化量と、略一致するように制御する。こ
のように、主走査方向及び副走査方向の各々の露光部と
未露光部との境界では、制御による境界の位置の変化量
が一致する。従って、主走査方向及び副走査方向の何れ
の方向についても略一致する変化量で境界を形成するこ
とができるので、主走査方向及び副走査方向の両方向共
に略同様に位置設定することができ、得られる画像の品
質が向上する。

【００１７】なお、請求項２に記載したように、制御手
段は、主走査方向の画像幅と副走査方向の画像幅が略一
致する画像が感光体上に形成されるように、境界に対応
する光ビームの強度を設定できる。従って、主走査方向
の画像幅と副走査方向の画像幅が略一致した画像は感光
体上に常時略一致した画像幅で形成される。このように
することによって、主走査方向及び副走査方向の何れの
画像幅が変動し得ないので、得られる画像の品質が向上
する。

【００１８】また、請求項３に記載したように、前記副
走査方向に所定長さでかつ一定幅の線分を複数形成した
第１領域と、前記主走査方向に所定長さでかつ一定幅の
線分を複数形成した第２領域との各々の領域の平均濃度
を予め検知する。各々の平均濃度は主走査方向と副走査
方向についての画像の傾向を表すことになる。従って、
この検知した各平均濃度が略一致するように、境界に対
応する光ビームの強度を設定することによって、主走査
方向及び副走査方向の何れの画像幅が変動しない、良好
な画像を形成することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。

【００２０】図１には本実施の形態にかかる画像形成装
置であるレーザプリンタの露光部を構成する光走査装置
４０の概略構成を示した。本実施の形態の光走査装置４
０は、レーザ光源４２を備えており、レーザ光源４２の
射出側にはコリメータレンズ４４及びポリゴンミラー４
６が順に配設されている。このレーザー光源４２はマイ
クロコンピュータを含んで構成された制御装置５８（詳
細は後述）に接続されている。なお、ポリゴンミラー４
６は、制御装置５８によって所定方向（図１の矢印Ｂ方
向）等速度回転される。従って、レーザ光源４２より出
射されたレーザビームは、コリメータレンズ４４によっ
てコリメートされ、ポリゴンミラー４６の回転によって
感光体上で所定方向（図１の矢印Ｍ方向）に主走査（偏
向）される。

【００２１】ポリゴンミラー４６の反射側には、入射さ
れたレーザビームを等走査速度に補正するためのｆθレ
ンズ４８が設けられており、ｆθレンズ４８の下流側に
は反射ミラー５６が設けられている。この反射ミラー５
６の反射側には円筒状の感光体５４が設けられている。
従って、ポリゴンミラー４６により主走査されたレーザ
ビームはｆθレンズ４８によって走査速度補正された後
に、反射ミラー５６を介して感光体５４を露光する。こ
の感光体５４上には、レーザビームの上記主走査による
直線状の走査線が形成される。

【００２２】この感光体５４は、制御装置５８によって
所定方向（図１の矢印Ａ方向）にステップ駆動回転また
は等速度回転される。従って、感光体５４上では、感光
体５４の回転によりレーザビームは主走査されたときの
主走査方向と略直交する方向に走査され、副走査され
る。

【００２３】なお、感光体５４上での主走査方向の画像
信号書き込みタイミング信号（ＳＯＳ）を検出するため
に、感光体領域外のレーザビーム走査領域にピックアッ
プミラー５０及びセンサ５２から構成される位置検出セ
ンサが設けられている。

【００２４】また、感光体５４上に記録された情報（画
像）は図示しない現像手段で可視化され、図示しない転
写、定着手段で紙等の複写材料上に可視画像が形成され
る。感光体５４としては電子写真方式の感光材料の他
に、銀塩写真方式の感光フィルムを用いてもよいが、感
光特性はハイガンマ特性を示すものが望ましい。

【００２５】さらに、本実施形態の画像形成装置は、感
光体５４の一方の側縁部（図１では紙面左方の）から画
像の濃度を検出するための濃度センサ６４が設けられて
いる（詳細は後述）。

【００２６】図２に示すように、制御装置５８は、マイ
クロコンピュータを含んで構成されたレーザ駆動装置６
６を備えている。このレーザ駆動装置６６は、後述する
基準濃度Ｄｏや校正用データを記憶すると共に画像デー
タ（１画像分の全画素データ）を記憶するためのメモリ
６８に接続されている。このメモリ６８には、後述する
基準濃度Ｄｏや校正用データが予め記憶される。また、
このメモリ６８には、図示しないホストコンピュータ等
の画像データ出力装置から供給される１画像分の全ての
画素データ（画像データ）が記憶される。

【００２７】レーザ駆動装置６６は、画素データに応じ
たパルス幅の信号を生成するパルス幅変調と共に、画素
データに応じた光強度の信号を生成する光強度変調をす
る機能を有しており（詳細後述）、レーザ光源４２に接
続されている。このレーザ駆動装置６６から出力された
信号に応じたパルス幅及び光強度によってレーザ光源４
２が駆動される。

【００２８】このレーザ駆動装置６６には、感光体の濃
度を検出するための濃度センサ６４が接続されている。
なお、この濃度センサ６４は、潜像電位を検出するため
の電位検出器でもよい。この場合、検出した潜像電位の
値から顕在化される画像の濃度値に変換してこの変換値
を濃度値として用いる。また、濃度センサ６４で検出す
る濃度値は微少領域の平均濃度値を用いてもよく、予め
定めた所定領域を単位とした平均濃度値でもよい。

【００２９】また、レーザ駆動装置６６には、同期検出
器７０を介してセンサ５２が接続されている。この同期
検出器７０から出力される同期信号に同期してメモリ６
８からレーザ駆動装置６６に画像データを送信する。

【００３０】図３に示すように、レーザ駆動装置６６
は、パルス信号処理器１０を備えている。このパルス信
号処理器１０は、入力された画像データＩＤに応じてレ
ーザ光源４２をオンオフ制御するためのパルス信号を生
成する回路である。パルス信号処理器１０の第１の入力
端１０Ｊは、画像データＩＤが入力されるようにメモリ
６８に接続されている。また、第２の入力端１０Ｋは、
同期信号が入力されるようにセンサ７０に接続されてい
る。

【００３１】パルス信号処理器１０は、図示は省略した
が、デジタルアナログ変換器、三角形波形のスクリーン
信号を生成する生成器、及び入力信号とスクリーン信号
とを比較する比較器等を備えており、入力されたデジタ
ルの画像データＩＤを画素毎に、１画素について予め定
めた時間の間について画像データＩＤの階調（濃度）に
応じたアナログ信号に順次変換し、これをスクリーン信
号と比較して、スクリーン信号がアナログ信号より大き
いとき、ハイレベルとなるパルス信号ＰＷを出力する。
このパルス信号ＰＷが入力されるように、パルス信号Ｐ
Ｗを出力する出力端１０Ｑはスイッチ回路３８の制御端
３８Ｇに接続されている。なお、スイッチ回路３８はハ
イレベルのパルス信号ＰＷが入力されたときに導通状態
となる。

【００３２】また、パルス信号処理器１０は、後述する
スイッチ３２、３４、３６を作動させるための信号Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３を出力するセレクタ１０Ａを備えてい
る。なお、詳細は後述するが、主走査方向の画像幅及び
副走査方向の画像幅を校正するときにセレクタ１０Ａか
ら信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の何れかを出力させるために、
パルス信号器１０の制御端１０Ｇには、セレクタ信号Ｓ
Ｅが入力されるように濃度処理器１２が接続されてい
る。

【００３３】この濃度処理器１２は、マイクロコンピュ
ータ（図示省略）を含んで構成され、後述するように、
主走査方向及び副走査方向の画像幅を略一致させるた
め、その画像端部の濃度に応じた電流をレーザ光源４２
へ出力するための処理を行う回路である。

【００３４】この濃度処理器１２の入力端及び出力端は
図示を省略したマイクロコンピュータの入出力装置に接
続されている。濃度処理器１２の第１の入力端１２Ｊは
基準濃度Ｄｏが入力されるようにメモリ６８に接続さ
れ、第２の入力端１２Ｋは同期信号が入力されるように
センサ７０に接続され、第３の入力端１２Ｍは検出した
濃度Ｄｘが入力されるように濃度センサ６４に接続され
ている。

【００３５】また、濃度処理器１２の第１の出力端１２
Ｑは比較器１４の基準端１４Ｓに接続され、第２の出力
端１２Ｐは比較器１４の比較端１４Ｃに接続されてい
る。濃度処理器１２は入力された基準濃度Ｄｏを出力信
号Ｄ１として出力すると共に、濃度センサ６４からの濃
度Ｄｘを出力信号Ｄ２として出力する。比較器１４は基
準端１４Ｓ及び比較端１４Ｃに入力された信号を比較
し、基準端１４Ｓに入力された信号に対する比較端１４
Ｃに入力された信号の差分値を比較結果として出力す
る。この比較器１４の出力端１４Ｑはアップダウンカウ
ンタ１６の入力端１６Ｊに接続されている。

【００３６】アップダウンカウンタ１６は、入力された
比較結果の符号及び値に応じてカウント値を比較結果の
値まで上昇または下降させるカウンタ回路である。すな
わち、Ｄ１＞Ｄ２の場合にはアップダウンカウンタ１６
はカウント値を上昇させて比較結果の値で停止する。一
方、Ｄ１＜Ｄ２の場合には下降させる。アップダウンカ
ウンタ１６のアップ側出力端１６Ｕ及びダウン側出力端
１６Ｄは、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変
換するためのＤＡ変換器１８、２０、２２の各々の入力
側に等価に接続されている。従って、ＤＡ変換器１８、
２０、２２の各々にはアップダウンカウンタ１６から出
力される同一の値であるデジタル信号が入力される。

【００３７】これらのＤＡ変換器１８、２０、２２の各
々の制御端１８Ｇ、２０Ｇ、２２Ｇは濃度処理器１２の
制御出力端Ｆに独立して接続されている。濃度処理器１
２の制御出力端Ｆからは、対応するＤＡ変換器１８、２
０、２２の制御端へラッチ信号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を出力
する。上記ＤＡ変換器１８、２０、２２の各々は、図示
を省略したラッチ回路を備えており、各図示しないラッ
チ回路には濃度処理器１２から制御端１８Ｇ、２０Ｇ、
２２Ｇにラッチ信号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が入力されたとき
の（アップダウンカウンタ１６から出力された）値がラ
ッチされる。

【００３８】ＤＡ変換器１８の出力端１８Ｑは、出力電
流値が可変の電源２６の制御端２６Ｇに接続されてお
り、電源２６はＤＡ１８から出力されたアナログ値に応
じた電流値Ｉｃ１の電流を出力する。同様に、ＤＡ変換
器２０の出力端２０Ｑは、電源２８の制御端２８Ｇに接
続され、電源２８はＤＡ２０から出力されたアナログ値
に応じた電流値Ｉｃ２の電流を出力し、ＤＡ変換器２２
の出力端２２Ｑは、電源３０の制御端３０Ｇに接続さ
れ、電源３０はＤＡ２２から出力されたアナログ値に応
じた電流値Ｉｃ３の電流を出力する。

【００３９】電源２６の出力端２６Ｑはスイッチ３２を
介してスイッチ回路３８の入力端３８Ｊに接続されてい
る。同様に、電源２８の出力端２８Ｑはスイッチ３４を
介してスイッチ回路３８の入力端３８Ｊに接続され、電
源３０の出力端３０Ｑはスイッチ３６を介してスイッチ
回路３８の入力端３８Ｊに接続されている。これらのス
イッチ３２、３４、３６の各々は、パルス信号処理器１
０のセレクタ１０Ａから出力される信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３によって作動（導通）する。

【００４０】従って、これらスイッチ回路３２、３４、
３６の各々の出力側が共通に接続され、スイッチ３８の
入力端３８Ｊに接続され、このスイッチ３８の出力側
は、レーザ光源４２に接続されているので、セレクタ信
号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の何れか）に対応する電源２６、
２８、３０の何かの電源から出力される電流が、パルス
信号処理器１０から出力されるパルス信号ＰＷのパルス
幅によりスイッチ３８で切り換えられて、レーザ光源に
供給される。

【００４１】なお、上記の電源は上記のように３つに限
定されるものではなく、２つ、３つまたは５つ以上あっ
てもよい。

【００４２】ここで、主走査方向の画像幅の制御及び副
走査方向の画像幅の制御について説明する。

【００４３】まず、レーザ光の点滅時間を変化させるこ
とによって、主走査方向の画像幅を制御する場合を説明
する。図４には、主走査方向について３種類のパルス幅
による点灯時間でレーザ光源４２を駆動すると共に、同
一の点灯時間で４回副走査したときに形成されるテキス
ト画像の一部イメージ図を示した。

【００４４】図４（Ａ）に示すように、所定の強度のレ
ーザ光を時間ｔａ点灯する主走査を行い、同一の点灯時
間で４回の副走査を行った場合には、１回の主走査で感
光体を露光するレーザー光は各々実線８０_a1で示したガ
ウシアン形状になり、実線８０_axで示すレーザ光の位置
まで感光体５４を連続して露光する。従って、それらが
合成された強度の破線８２で示す光エネルギーのレーザ
光が露光される。

【００４５】このとき、露光エネルギーが現像閾値Ｉｏ
を超えた部分が現像により顕在化されるものと仮定する
と、図４（Ａ）の下欄に示すように、４回の副走査によ
るレーザ光によって現像後に顕在化する画像は、主走査
方向について、実線８０_a1で示す形状のレーザ光により
形成される端部Ｐ_a1から実線８０_axで示す形状のレーザ
光により形成される端部Ｐ_axまでの長さＬａの範囲を含
む斜線部になる。また、図４（Ｂ）に示すように、所定
の強度のレーザ光を時間ｔｂ点灯する主走査を行い、同
一の点灯時間で４回の副走査を行った場合には、各々実
線８０_b1で示したガウシアン形状のレーザ光から実線８
０_bxで示すレーザ光により主走査方向に連続して感光体
５４が露光される。この場合、図４（Ｂ）の下欄に示す
ように、現像後に顕在化する画像は、実線８０_b1で示す
形状のレーザ光により形成される端部Ｐ_b1から実線８０
_bxで示す形状のレーザ光により形成される端部Ｐ_bxまで
の長さＬｂの範囲を含む斜線部になる。

【００４６】同様に、図４（Ｃ）に示すように、所定の
強度のレーザ光を時間ｔｃ点灯する主走査を行い、同一
の点灯時間で４回の副走査を行った場合には、各々実線
８０ _c1で示したガウシアン形状のレーザ光から実線８０
_cxで示すレーザ光により主走査方向に連続して感光体５
４が露光される。この場合、図４（Ｃ）の下欄に示すよ
うに、現像後に顕在化する画像は、実線８０_c1で示す形
状のレーザ光により形成される端部Ｐ_c1から実線８０_cx
で示す形状のレーザ光により形成される端部Ｐ _cxまでの
長さＬｃの範囲を含む斜線部になる。

【００４７】このように、レーザ光源を点灯するための
パルス幅を変化させることによって、その画像の主走査
方向の端部位置を変化させることができる。このように
してレーザ光のパルス幅を変更することによって画像の
端部（エッジ位置）、すなわち主走査方向の画像幅を制
御できる。

【００４８】このとき、感光体を露光するレーザ光は所
定のビーム径を有しているので、主走査方向に所定画像
幅を得るために感光体上で換算される走査時間のパルス
幅でレーザ光源を点灯した場合、ビーム径による露光部
分が大きめになり、画像幅が若干長くなる。すなわち、
主走査方向に所定画像幅となる副走査方向の線画像は太
くなる。

【００４９】次に、副走査方向の端部を露光するレーザ
光の強度を変化させること（強度変調）によって、副走
査方向の画像幅を制御する場合を説明する。図５には、
３回の主走査を走査ピッチＰＴで副走査したときに形成
される画像の一部イメージ図を示した。

【００５０】図５（１）に示すように、副走査方向が同
一の３つのレーザ光は、各々同一の強度（図５（２）に
示す電流値Ｉｃ１による強度Ｉａ）の場合に各々実線８
０₁、８０₂ 、８０₃ で示したガウシアン形状になり、
感光体５４にはそれらが合成された強度の破線８２で示
す光エネルギーのレーザ光が露光される。このとき、露
光エネルギーが現像閾値Ｉｏを超えた部分が現像により
顕在化されるものと仮定し、時間ｔ₁ だけ露光すると、
３番目のレーザ光（図５の紙面の右側の実線８０₃ で示
したガウシアン形状のレーザ光）により現像後に顕在化
する画像は、副走査方向について、２番目のレーザ光に
より形成される端部Ｐ₁ から３番目のレーザ光により形
成される端部Ｐａまでの長さＬ₁ の範囲を含む斜線部に
なる（図５（３）参照）。

【００５１】この３番目のレーザ光の強度を強度Ｉａか
ら、強度Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄと順に減少させると、合成露
光エネルギーが現像閾値Ｉｏを越える端部（図５の右側
端部）の位置は変化（図５（１）では右から左へと移
動）する。従って、時間ｔ₂ を強度Ｉｂで露光すると、
３番目のレーザ光により現像後に顕在化する画像は端部
Ｐ₁ から端部Ｐｂまでの長さＬ₂ の範囲を含む斜線部と
なり、時間ｔ₃ を強度Ｉｃで露光すると、３番目のレー
ザ光により現像後に顕在化する画像は端部Ｐ₁ から端部
Ｐｃまでの長さＬ₃ の範囲を含む斜線部となり、時間ｔ
₃ 以降を強度Ｉｄで露光すると、３番目のレーザ光によ
り現像後に顕在化する画像は端部Ｐ₁ から端部Ｐｄまで
の長さＬ₄ の範囲を含む斜線部となる（図５（３）参
照）。このように、段階的にレーザ光の強度を下げてい
くと形成される画像の右端部は段階的に変化するので、
光強度を変化させることによって、そのテキスト画像の
端部位置を右から左へと変化させることができる。この
ようにしてレーザ光の強度を変更することによって画像
の端部（エッジ位置）、すなわち副走査方向の端部位置
を制御できる。

【００５２】なお、上記３番目のレーザ光について、レ
ーザ光の強度と端部位置との関係をビーム径と走査ピッ
チを変化させたときの計算結果を図６に示した。図中、
点線は副走査方向のビーム径と走査ピッチとの比率が
１．０のときの結果を示した。この比率は半値全幅で表
されたレーザ光のビーム径を走査ピッチで除算した値で
ある。同様に、実線は比率が１．３６のときの結果を示
し、１点鎖線は比率が２．０のときの結果を示した。

【００５３】このように、比率が変わると副走査方向の
端部のレーザ光の強度と端部位置との関係が変化する。
従って、走査ピッチの範囲内で画像端部を形成しようと
すると、上記の比率に応じて形成される端部位置が変動
する。例えば、解像度が８００ｄｐｉ（ドット／イン
チ）のとき走査ピッチＰＴは約０．０３２ｍｍであり、
レーザ光のビーム径が半値全幅０．０６４ｍｍである場
合、比率は２．０（図６の一点鎖線で示す特性）であ
る。この場合、走査ピッチの中央位置０．０１６（＝
０．０３２／２）ｍｍに端部位置を位置決めしようとす
ると、レーザ光の強度のピークは、約０．４となる。ま
た、走査ピッチＰＴが０．０４４ｍｍのとき（比率１．
３６、図６の実線で示す特性）レーザ光の強度のピーク
は約０．５３となり、走査ピッチＰＴが０．０３２ｍｍ
のとき（比率１．０、図６の点線で示す特性）レーザ光
の強度のピークは０．６８となる。従って、走査ピッチ
ＰＴの中央部に画像端部を位置決めしようとした場合、
ビーム径の違いに応じて画像端部を露光するレーザ光の
強度を各々異なる数値に定める必要がある。従って、副
走査方向に画像が連続するように感光体上でレーザ光が
隣接させるため、解像度から定まる走査ピッチＰＴに相
当するレーザ光のビーム径を定めると、副走査方向に所
定画像幅を得るために端部のレーザ光の強度を変更した
場合、端部位置が短くなり、画像幅が短くなる。すなわ
ち、副走査方向に所定画像幅となる主走査方向の線画像
は細くなる。

【００５４】また、図６からも理解されるように、この
比率を高くすることにより線形特性に近づき、副走査方
向のビーム径と走査ピッチとの比率を選択することによ
って、レーザ光の強度と副走査方向の位置との関係をリ
ニアに設定することができる。

【００５５】図７には、主走査方向の画像幅及び副走査
方向の画像幅の各画像幅を段階的に調整したときの、画
像の隅部分である縦横５×５画素で形成される画像を示
した。すなわち、主走査方向の端部の画素（図７の領域
Ａｒ１内の画素）は点灯時間（パルス幅）を調整して画
像を形成し、副走査方向の端部の画素（図７の領域Ａｒ
２内の画素）はレーザ光の強度を調整して画像を形成す
る。これらパルス幅及び強度の調整は、各画素に重みを
付して行われる。すなわち、図７の例では、領域Ａｒ
１，Ａｒ２に含まれない各画素の重みは１とされ、主走
査方向の端部で領域Ａｒ１内の画素９０Ａ，９０Ｂ，９
０Ｃ，９０Ｄ，９０Ｅの各画素には１、０．７５、０．
５、０．２５、０の重みが順に付され、副走査方向の端
部で領域Ａｒ２内の画素９０Ｆ，９０Ｇ，９０Ｈ，９０
Ｉ，９０Ｅの各画素には１、０．７５、０．５、０．２
５、０の重みが順に付される。領域Ａｒ１，Ａｒ２に含
まれる画素の内、画素９０Ｅのみが主走査方向及び副走
査方向についての重みが付されるが、それ以外の画素は
主走査方向及び副走査方向の何れか一方についての重み
が付される。

【００５６】この領域Ａｒ１内の各画素には重みに略比
例した点灯時間（パルス幅）で、領域Ａｒ２内の各画素
には重みに略比例したレーザ光の強度で感光体を露光す
る。これによって、各方向について重みに略比例した略
１／４づつ画像幅が減少する画像が形成されるはずであ
る。パルス幅変調による、主走査方向の端部での領域Ａ
ｒ１では、レーザ光のビーム径による膨らみが多少生じ
るものの（図４参照）、各重みに略比例した端部の位置
が再現される。ところが、副走査方向の端部（図７の紙
面上で下端部）では図６に示す特性によって画素の重み
に対して不均等な位置に再現される。従って、主走査方
向と副走査方向の画像幅のバランスがくずれ、画質の低
下を招く。

【００５７】ここで、本発明者は、レーザ光の強度と端
部位置との関係を上記比率が一定（１．３６）であると
きに、現像閾値を変化させた場合の実験を行い、図８に
示す特性を得た。図中、実線は現像閾値が０．１４のと
きの結果を示し、１点鎖線は現像閾値が０．５のときの
結果を示し、点線は現像閾値が０．７５のときの結果を
示し、２点鎖線は現像閾値が１．０のときの結果を示
し、３点鎖線は現像閾値が１．１５のときの結果を示し
た。この結果から理解されるように、現像閾値が大きく
なるにしたがって、顕在化する画像部分が徐々に少なく
なるので、端部位置は短くなる。従って、経時変動や温
度変動等の現像条件が変化すると端部位置が変動するこ
とが理解される。

【００５８】以上の点を考慮し、主走査方向及び副走査
方向の画像幅のバランスを保ち高画質を得るための、本
実施の形態の画像形成装置の作動を説明する。なお、以
下の説明では、主走査方向の所定位置でレーザ光源が点
灯するように主走査すると共に副走査したときに形成さ
れる副走査方向に延びた画像を、垂直線画像といい、連
続的にレーザ光源が点灯するように主走査すると共に所
定走査ピッチ回数だけ副走査したときに形成される主走
査方向に延びた画像を、水平線画像という。

【００５９】本実施の形態は、感光体５４上に形成され
た所定パターンによる複数の水平線画像からなる水平線
画像群（図１０（Ａ）下欄参照）と複数の垂直線画像か
らなる垂直線画像群（図１０（Ａ）上欄参照）の、各々
の領域の濃度が等しくなるよう水平線画像の端部を形成
するレーザ光の強度を補正することによって、主走査方
向及び副走査方向の画像幅のバランスを維持させるもの
である。

【００６０】まず、画像形成装置の電源を投入すると、
レーザ駆動装置６６の濃度処理器１２において図９に示
す画像幅補正ルーチンが実行され、ステップ１００にお
いて、感光体５４を全面露光することによって一面が同
一濃度となるベタ画像を形成する。

【００６１】このステップ１００では、濃度処理器１２
は、基準濃度Ｄｏを読み取り、基準濃度Ｄｏを出力信号
Ｄ１として出力すると共に、ＤＡ変換器１８のみをラッ
チ信号Ｒ１で活性化させる。これにより、ＤＡ変換器１
８からのアナログ信号に応じた電流Ｉｃ１が電源２６か
ら出力される。このとき、パルス信号処理器１０から信
号Ｓ１のみが出力されるようにセレクタ信号ＳＥをパル
ス信号処理器１０へ出力する。これによって、スイッチ
３２が連続導通状態（オン状態）とされ、電源２６から
出力される電流でレーザ光源３８が連続点灯状態（全面
書き込み）になる。このようにして形成されたベタ画像
の濃度は濃度センサ６４で検出され、濃度処理器１２は
この濃度Ｄｘを出力信号Ｄ２として出力する。これによ
り、比較器１４において基準濃度Ｄｏと検出した濃度Ｄ
ｘとが比較され、検出した濃度Ｄｘが基準濃度Ｄｏと等
しくなるまでアップダウンカウンタ１６の出力を増減さ
せ、以上の処理を繰り返し実行する。

【００６２】次のステップ１０２では、ステップ１００
でベタ画像について基準濃度Ｄｏと検出した濃度Ｄｘと
が一致したときのレーザ光源の駆動電流である電源２６
の電流値Ｉｃ１を保持させるため、ラッチ信号Ｒ１を出
力する。例えば、ＤＡ変換器を不活性化させるためラッ
チ信号を切り換え、この切り換え時点の値をラッチさせ
る。これによって、ＤＡ変換器１８には、基準濃度Ｄｏ
でベタ画像を形成させるために電源２６から電流値Ｉｃ
１の電流を出力させるためのデジタル値がラッチされ
る。

【００６３】次のステップ１０４では、図１０（Ａ）の
パターン９２に示すように、主走査について３画素連続
点灯（斜線部）しかつ３画素連続消灯（白抜部）するこ
とを繰り返すことを副走査毎に同様に行って垂直線画像
群を形成する。この場合、レーザ光源４２は電源２６か
ら出力される電流Ｉｃ１で駆動する。次に、ステップ１
０６において、形成された垂直線画像群の濃度を濃度セ
ンサ６４で検出する。この垂直線画像群の濃度は、感光
体の所定回転時間内で得られる平均濃度であり、この平
均濃度を垂直線画像群の濃度Ｄｖ１として図示しない記
憶装置に記憶する。次のステップ１０８では、図１０
（Ａ）のパターン９４に示すように、３回連続する副走
査９４Ａ，９４Ｂ，９４Ｃで主走査方向に連続点灯させ
かつ次の３回連続する副走査９４Ｄ，９４Ｅ，９５Ｆで
連続消灯させることを繰り返すことを副走査方向に繰り
返し行って水平線画像群を形成する。この場合、レーザ
光源４２は電源２６から出力される電流Ｉｃ１で駆動す
る。なお、副走査９４Ｄは水平線画像群の画像幅調整用
として機能し、レーザ光源４２は電源２８から出力され
る電流Ｉｃ２で駆動するように切り換えられる。次に、
ステップ１１０において、形成された水平線画像群の濃
度（平均濃度）を濃度センサ６４で検出し、この平均濃
度を水平線画像群の濃度Ｄｈ１として記憶する。

【００６４】次に、ステップ１１２で、図示しない記憶
装置から濃度Ｄｖ１，Ｄｈ１を読み取って、Ｄｖ１＝Ｄ
ｈ１か否かを判断し、否定判断のときは、濃淡により水
平直線群の画像幅の長短を判断するため、ステップ１１
４でＤｈ１＜Ｄｖ１か否かを判断する。Ｄｈ１＜Ｄｖ１
の場合には水平線画像群の画像幅を増加させるため、ス
テップ１１８で電源２８から出力される電流Ｉｃ２増加
させ、Ｄｈ１＞Ｄｖ１の場合には水平線画像群の画像幅
を減少させるため、ステップ１１６で電源２８から出力
される電流Ｉｃ２減少させる。この場合には、濃度処理
器１２は、垂直線画像濃度を出力信号Ｄ１として出力す
ると共に、濃度センサ６４で検出した濃度を出力信号Ｄ
２として出力し、ＤＡ変換器２０のみをラッチ信号Ｒ２
で活性化させる。これにより、ＤＡ変換器２０からのア
ナログ信号に応じた電流Ｉｃ２が電源２８から出力され
る。このとき、副走査９４Ｄに相当する副走査を行うと
きにパルス信号処理器１０から信号Ｓ２のみが出力され
るようにセレクタ信号ＳＥをパルス信号処理器１０へ出
力する。これによって、副走査９４Ｄに相当する副走査
を行うときにのみスイッチ３４が導通状態とされ、レー
ザ光の強度が変更されて画像が形成される。このように
して形成されたベタ画像の濃度は濃度センサ６４で検出
され、比較器１４において垂直線画像濃度と検出した水
平線画像濃度Ｄｘとが比較され、検出した水平線画像濃
度Ｄｘが垂直線画像濃度と等しくなるまでアップダウン
カウンタ１６の出力を増減させ、以上の処理を繰り返し
実行する。

【００６５】一方、ステップ１１２で肯定判断のとき
は、濃度が一致し水平線画像群と垂直画像線群との画像
幅が一致しているので、次のステップ１２０で電源２８
の電流値Ｉｃ２を保持させるため、ラッチ信号Ｒ２を出
力する。これによって、ＤＡ変換器２０には、一致した
画像幅の水平線画像群と垂直画像線群とを形成させるた
めに電源２８から電流値Ｉｃ２の電流を出力させるため
のデジタル値がラッチされる。

【００６６】以上の処理によって、主走査方向に形成す
べき複数画素による画像幅に対応する、副走査方向の画
像幅を得るための副走査方向端部の強度を設定すること
ができる。以下の処理は、予め定めた走査ピッチの間に
画像端部を位置決めするときに、主走査方向の画像幅と
副走査方向の画像幅とを略一致させるための処理であ
る。

【００６７】ステップ１２２では、３．５画素分の垂直
線画像を形成するため、図１０（Ｂ）のパターン９６に
示すように、１主走査について３画素分の走査時間９６
Ａ，９６Ｂ，９６Ｃは連続点灯させると共に、隣接する
１画素分の走査時間９６Ｄは０．５画素分に相当するパ
ルス幅変調させかつ２画素分の走査時間９６Ｅ，９６Ｆ
は連続消灯させることを主走査方向に繰り返したのち副
走査毎に同様に行って３．５画素幅の垂直線画像群を形
成する。この場合、レーザ光源４２は電源２６から出力
される電流Ｉｃ１で駆動させる。次に、ステップ１２４
において、形成された垂直線画像群の濃度（平均濃度）
を濃度センサ６４で検出し、この平均濃度を垂直線画像
群の濃度Ｄｖ２として図示しない記憶装置に記憶する。
次のステップ１２６では、図１０（Ｂ）のパターン９８
に示すように、３回連続する副走査９８Ａ，９８Ｂ，９
８Ｃで主走査方向に連続点灯させかつ次の３回連続する
副走査９８Ｄ，９８Ｅ，９８Ｆで連続消灯させることを
繰り返すことを副走査方向に繰り返し行って水平線画像
群を形成する。この場合、レーザ光源４２は電源２６か
ら出力される電流Ｉｃ１で駆動する。なお、上記と同様
に、副走査９８Ｄは水平線画像群の画像幅調整用として
機能し、レーザ光源４２は電源３０から出力される電流
Ｉｃ３で駆動するように切り換えられる。次に、ステッ
プ１２８において、形成された水平線画像群の濃度（平
均濃度）を濃度センサ６４で検出し、この平均濃度を水
平線画像群の濃度Ｄｈ２として記憶する。次に、ステッ
プ１３０で、図示しない記憶装置から濃度Ｄｖ２，Ｄｈ
２を読み取って、Ｄｖ２＝Ｄｈ２か否かを判断し、否定
判断のときは、濃淡により水平直線群の画像幅の長短を
判断するため、ステップ１１４でＤｈ２＜Ｄｖ２か否か
を判断する。Ｄｈ２＜Ｄｖ２の場合には水平線画像群の
画像幅を増加させるため、ステップ１３６で電源３０か
ら出力される電流Ｉｃ３増加させ、Ｄｈ２＞Ｄｖ２の場
合には水平線画像群の画像幅を減少させるため、ステッ
プ１３４で電源３０から出力される電流Ｉｃ３減少させ
る。この場合には、濃度処理器１２は、垂直線画像濃度
を出力信号Ｄ１として出力すると共に、濃度センサ６４
で検出した濃度を出力信号Ｄ２として出力し、ＤＡ変換
器２２のみをラッチ信号Ｒ３で活性化させる。これによ
り、ＤＡ変換器２２からのアナログ信号に応じた電流Ｉ
ｃ３が電源３０から出力される。このとき、副走査９８
Ｄに相当する副走査を行うときにパルス信号処理器１０
から信号Ｓ３のみが出力されるようにセレクタ信号ＳＥ
をパルス信号処理器１０へ出力する。これによって、副
走査９８Ｄに相当する副走査を行うときにのみスイッチ
３６が導通状態とされ、レーザ光の強度が変更されて画
像が形成される。このようにして形成されたベタ画像の
濃度は濃度センサ６４で検出され、比較器１４において
垂直線画像濃度と検出した水平線画像濃度Ｄｘとが比較
され、検出した水平線画像濃度Ｄｘが垂直線画像濃度と
等しくなるまでアップダウンカウンタ１６の出力を増減
させ、以上の処理を繰り返し実行する。

【００６８】一方、ステップ１３０で肯定判断のとき
は、濃度が一致し水平線画像群と垂直画像線群との画像
幅が一致しているので、次のステップ１３８で電源３０
の電流値Ｉｃ３を保持させるため、ラッチ信号Ｒ３を出
力する。これによって、ＤＡ変換器２２には、３．５画
像幅の水平線画像群と垂直画像線群とを形成させるため
に電源３０から電流値Ｉｃ３の電流を出力させるための
デジタル値がラッチされる。

【００６９】以上の処理によって、主走査方向に形成す
べき３．５画像幅に対応する、副走査方向の３．５画像
幅を得るための副走査方向端部の強度を設定することが
できる。従って、主走査方向に形成すべき所定の画像幅
に対応して副走査方向端部の強度を設定することができ
る。

【００７０】従って、副走査方向の端部に対応するレー
ザ光の強度を上記設定した電流による強度に切り換える
ことによって、主走査方向の画像幅と副走査方向の画像
幅のバランスを保つことが可能となる。

【００７１】このように、本実施の形態の画像形成装置
によれば、垂直線画像の濃度と水平線画像の濃度とを検
出し、各々の濃度が一致するように副走査方向の端部の
レーザ光の強度を変更することによって、垂直線画像の
画像幅と水平線画像の画像幅とを一致させることができ
るので、主走査方向及び副走査方向の両方向に同一の画
像幅の画像を形成する場合に主走査方向の画像幅と副走
査方向の画像幅のバランスを保つことが可能となる。従
って、主走査方向と副走査方向の画像端部の変動を一致
させて再現させることができ、高画質の画像を得ること
ができる。

【００７２】また、主走査方向と副走査方向の画像幅の
変動差が解消されるので、構造的や設計的に予め定まる
走査ピッチよりも高い精度で画像幅を制御でき、より高
画質な画像を得ることができる。

【００７３】さらに、形成された垂直線画像の濃度と水
平線画像の濃度とを検出し、各々の濃度が一致するよう
に副走査方向の端部のレーザ光の強度を変更することに
よって、垂直線画像の画像幅と水平線画像の画像幅とを
一致させているので、現像閾値が変動した場合であって
も、この変動した現像閾値に応じて画像幅を制御でき、
現像条件に拘わらず、より高画質な画像を得ることがで
きる。

【００７４】なお、本実施の形態では、垂直線画像の画
像幅を基準として水平線画像の画像幅を調整するように
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、水平
線画像の画像幅を基準として垂直線画像の画像幅を調整
するようにしてもよい。また、予め定めた画像幅を基準
として水平線画像の画像幅及び垂直線画像の画像幅を調
整するようにしてもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、主
走査方向の露光部と未露光部との境界を形成させるとき
の感光体上の主走査方向の所定位置の光ビームの射出時
間の制御による境界の位置の変化量と、主走査方向の境
界に対応する副走査方向の露光部と未露光部との境界を
形成させるときの感光体上の副走査方向の所定位置の光
ビームの強度の制御による境界の位置の変化量と、が略
一致するように射出時間及び強度を制御するので、主走
査方向の画像端部と副走査方向の画像端部のバラツキを
抑制することができ、高画質な画像を得ることができ
る、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の概
略構成を示すブロック図である。

【図２】制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図３】レーザ駆動装置の概略構成を示すブロック図で
ある。

【図４】パルス幅変調による主走査方向の画像幅再現の
現象を説明するための説明図である。

【図５】副走査方向端部のレーザ光を強度変調したとき
の副走査方向の画像幅再現の現象を説明するための説明
図である。

【図６】レーザ光の強度と副走査方向の端部位置との関
係を示す線図である。

【図７】画像幅を調整する処理を説明するための縦横５
×５画素で形成される一部画像を示すイメージ図であ
る。

【図８】現像閾値を変動させた時のレーザ光の強度と画
像端部の位置との関係を示す線図である。

【図９】レーザ駆動装置における画像幅補正ルーチンの
流れを示すフローチャートである。

【図１０】画像形成装置により形成された垂直線画像と
水平線画像を示す線図であり、（Ａ）は３画素の画像幅
を示し、（Ｂ）は３．５画素の画像幅を示す。

【符号の説明】

４０ 光走査装置 ４２ レーザ光源 ５８ 制御装置 ６６ レーザ駆動装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを射出する光ビーム射出手段
   と、 前記光ビームを所定の主走査方向に走査露光しかつ当該
   主走査方向と交差する副走査方向に走査露光すると共
   に、当該副走査方向に走査するときの走査間隔より大き
   い所定ビーム径の光ビームを当該副走査方向の隣接する
   光ビームの一部が重なり合うように感光体上に集光させ
   る走査集光手段と、 前記光ビームの射出時間を変更する射出時間変更手段
   と、 前記光ビームの強度を変更する強度変更手段と、 前記主走査方向の露光部と未露光部との境界を形成させ
   るときの前記感光体上の主走査方向の所定位置の光ビー
   ムの射出時間の制御による境界の位置の変化量と、前記
   主走査方向の境界に対応する副走査方向の露光部と未露
   光部との境界を形成させるときの前記感光体上の副走査
   方向の所定位置の光ビームの強度の制御による境界の位
   置の変化量と、が略一致するように前記射出時間変更手
   段及び強度変更手段を制御する制御手段と、 を備えた画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記主走査方向の画像
   幅と副走査方向の画像幅が略一致する画像が前記感光体
   上に形成されるように、前記境界に対応する光ビームの
   強度を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像
   形成装置。
3. 【請求項３】 前記副走査方向に所定長さでかつ一定幅
   の線分を複数形成した第１領域と、前記主走査方向に所
   定長さでかつ一定幅の線分を複数形成した第２領域との
   各々の領域の平均濃度を予め検知し、検知した各平均濃
   度が略一致するように、前記境界に対応する光ビームの
   強度を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像
   形成装置。