JPH06344602A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像データのパルス幅変調に基づく階調再現
が、低濃度領域から安定的に行えるようにする。 【構成】パルス幅変調回路に対してテスト用画像データ
ｎを出力する（Ｓ１）。次いで、前記テスト用画像デー
タｎをパルス幅変調回路で変調させてパルスが発生した
か否かを判別させる（Ｓ２〜Ｓ４）。ここで、パルス発
生がない場合には、前記テスト用画像データｎを１アッ
プさせる（Ｓ５）。そして、パルス発生が得られるまで
前記処理を繰り返し、最初にパルスが発生する画像デー
タＰｎを検知する（Ｓ６）。次いで、前記画像データＰ
ｎを補正データＰｎ’として設定し（Ｓ７）、実際の画
像形成時に、画像データＤＡＴＡに前記補正データＰ
ｎ’を加算し、該加算結果をパルス幅変調させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に関し、詳
しくは、画像信号をパルス幅変調して画像形成を行う画
像形成装置において、低濃度領域でのパルス発生を安定
化させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、レーザ光を画像信号に応じて
内部変調し、該内部変調されたレーザ光を記録媒体上に
走査させることで階調再現を行う構成の画像形成装置が
知られている（特開昭６２−３９９７４号公報等参
照）。前記パルス幅変調は、例えばディジタル画像信号
をアナログ信号（直流電圧信号）に変換し、この変換さ
れたアナログ信号を例えば図８に示すようなパターン信
号と比較することで、画像信号に対応するパルス幅を有
するパルス幅変調信号ＳＰＷＭを得る構成となってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
にしてパルス幅変調を行う回路では、入力データと変調
によって得られるパルス幅との関係が、データ範囲の最
小・最大付近ではリニアにならず、データの最小値付近
（低濃度領域）では、パルスを発生させない領域が存在
する。

【０００４】ここで、前記低濃度領域は、画像再現にお
いて最も重要であり階調性が必要とされる領域であるた
め、前記パルスを発生させない領域が、経時変化や環境
条件によって変化すると、安定的に低濃度領域を所期の
階調性をもって再現させることができなくなるという問
題が発生する。かかる問題点を解決し得る技術として、
特開昭６３−１２５３３８号公報には、テスト画像信号
に基づいて実際に画像形成を行わせ、形成された画像の
濃度測定を行って、該測定結果に基づいて画像信号の補
正特性を設定する構成が開示されている。

【０００５】しかしながら、上記のように、テスト画像
信号に基づいて形成させた画像の濃度測定を行わせる構
成では、装置の規模が大きくなると同時に処理回路及び
処理過程が複雑になってしまうという問題があった。特
に、複数のレーザビームによって複数ラインを同時に記
録させる構成の画像形成装置においては、上記の複雑な
処理過程をレーザビーム毎に行わせる必要が生じ、コス
ト負担や処理負担が大きくなってしまう。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、画像信号に基づいてパルス幅変調を行って画像形
成を行わせる画像形成装置において、実際に画像形成を
行わせる必要がなく、簡易な回路構成によって低濃度領
域のパルス発生特性を安定化させて、低濃度領域の高い
階調再現性を維持できるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため本発明では、画
像信号をパルス幅変調するパルス幅変調手段と、このパ
ルス幅変調手段から出力されるパルス幅変調信号に基づ
いて画像形成を行う画像形成手段と、を含んで構成され
た画像形成装置において、前記パルス幅変調手段に対し
てテスト用画像信号を出力し、前記パルス幅変調手段に
おいてパルス発生が開始される画像信号を検出するパル
ス発生開始検出手段と、このパルス発生開始検出手段で
検出されたパルス発生が開始される画像信号に基づき、
画像形成時に前記パルス幅変調手段に出力される画像信
号を補正する画像信号補正手段と、を設けるようにし
た。

【０００８】ここで、前記パルス発生開始検出手段が、
テスト用画像信号を初期値からパルス幅の増大方向に段
階的に変化させて、パルス発生が開始される画像信号を
検出するようにすると良い。また、前記パルス発生開始
検出手段が、パルス発生が開始される画像信号の検出
を、画像形成が行われる前に毎回行うよう構成すること
ができる。

【０００９】更に、前記パルス発生開始検出手段が、パ
ルス発生が開始される画像信号の検出を、画像形成装置
に対して電源が投入される毎に毎回行う構成としても良
い。

【００１０】

【作用】かかる構成によると、画像信号のパルス幅変調
を行うパルス幅変調手段に対してテスト用画像信号が与
えられ、このテスト用画像信号のパルス幅変調が行われ
る。ここで、前記テスト用画像信号のパルス幅変調によ
って、パルス発生が開始される画像信号が検出され、こ
れによって階調再現が得られない（パルスが発生しな
い）画像信号範囲が特定される。

【００１１】そして、パルス発生が開始される画像信号
に応じて、画像形成時に画像信号を補正し、該補正され
た画像信号をパルス幅変調させるようにする。これによ
り、パルス幅変調の特性が変化しても、パルスが発生し
ない信号領域の発生を確実に回避し得るようになり、低
濃度領域の階調再現性を確保できるようになる。前述の
ように、パルス発生が開始される画像信号を検出する場
合には、テスト用画像信号を初期値からパルス幅の増大
方向に段階的に変化させれば、初めてパルスが発生した
時点で与えられている画像信号として、パルス発生が開
始される画像信号を容易に検出することができる。

【００１２】また、上記のようにテスト用画像信号によ
ってパルス発生が開始される画像信号を検出する処理
が、画像形成が行われる前に毎回行われるようにすれ
ば、各画像形成を最適な変調特性で行わせることが可能
となる。更に、パルス発生が開始される画像信号を、電
源投入毎に検出させる構成とすれば、処理負担を増大さ
せることなく、然も、確実にパルス幅変調特性を検知さ
せることができる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明にかかる画像形成装置の一実施例としてレーザプ
リンタの基本構成を示すブロック図であり、本実施例の
レーザプリンタは、画像データ（画像信号）に応じて変
調された２つのレーザビームを主走査方向に平行に走査
させ、２ラインを同時に記録させるタイプのものであ
る。

【００１４】この図１において、各ラインの画像データ
ＤＡＴＡ（例えば８ビットの濃度信号）及びパルス位置
データＰＡＤは、それぞれ補正回路51ａ，51ｂに入力さ
れる。該補正回路51ａ，51ｂでは、後述するパルス幅変
調回路50ａ，50ｂ（パルス幅変調手段）で画像データＤ
ＡＴＡの最小値からパルスが発生するように、画像デー
タＤＡＴＡの補正を行う。

【００１５】尚、かかる補正処理が本実施例の特徴部分
であり、後で詳細に説明する。前記補正回路51ａ，51ｂ
で補正された画像データＤＡＴＡ及びパルス位置データ
ＰＡＤは、それぞれパルス幅変調回路50ａ，50ｂに供給
される。この変調回路50ａ，50ｂでは、各ラインの画像
データＤＡＴＡ，パルス位置データＰＡＤ及び各データ
クロックＤＣＫ１，ＤＣＫ２とに基づいてパルス幅変調
が行われ、画像データＤＡＴＡに対応するパルス幅変調
信号が形成される。

【００１６】尚、前記パルス幅変調回路50ａ，50ｂにお
けるパルス幅変調は、画素の中心位置からパルス幅が広
がるモード、左端から広がるモード、右端から広がるモ
ードのいずれであっても良い。また、具体的なパルス幅
変調処理は、例えばディジタル画像データＤＡＴＡをア
ナログ信号（直流電圧信号）に変換し、この変換された
アナログ信号を、例えばデータクロックＤＣＫ１，ＤＣ
Ｋ２に基づいて発生させた図８に示すようなパターン信
号と比較することで、画像データＤＡＴＡに対応するパ
ルス幅を有するパルス幅変調信号ＳＰＷＭを得る。

【００１７】変調回路50ａ，50ｂからのパルス幅変調信
号は、レーザ駆動回路32ａ，32ｂに出力され、該レーザ
駆動回路32ａ，32ｂのパルス幅変調信号に基づいて半導
体レーザ31ａ，31ｂの駆動制御によって、レーザビーム
Ｌ１，Ｌ２が内部変調されて画像記録が行われる。レー
ザ駆動回路32ａ，32ｂは、水平及び垂直有効区間でのみ
駆動状態となるようにタイミング回路33からの制御信号
で個別に制御される。

【００１８】各レーザ駆動回路32ａ，32ｂには、半導体
レーザ31ａ，31ｂからレーザビーム光量を示す信号がフ
ィードバックされ、その光量が一定となるように半導体
レーザ31ａ，31ｂの駆動が制御される。半導体レーザ31
ａ，31ｂからそれぞれ出力される２つのレーザビームＬ
１，Ｌ２は、ポリゴンミラー（回転多面鏡）35に供給さ
れて偏向され、後述する感光ドラム（記録媒体）上に走
査される。このポリゴンミラー35によって偏向されたレ
ーザビームＬ１，Ｌ２の走査開始点は、走査領域の先端
側に配設されたインデックスセンサ36によって検出され
る。

【００１９】そして、前記インデックスセンサ36の検出
信号は、インデックス信号（同期信号）発生回路37に供
給されて、このインデックス信号発生回路37によって各
レーザビームＬ１，Ｌ２による記録開始をそれぞれに制
御するためのインデックス信号（同期信号）Ｓ１，Ｓ２
が形成される。前記インデックスセンサ36は、図２に示
すように、２つに分割された受光部Ａ，Ｂを備え、各受
光部Ａ，Ｂ毎に光ビームの検知信号を出力するセンサで
あり、各受光部Ａ，ＢがレーザビームＬ１，Ｌ２の走査
方向に並ぶように配置され、各受光部Ａ，Ｂには、それ
ぞれ２つのレーザビームＬ１，Ｌ２が共に入射し得るよ
うになっている。尚、以下では、前記インデックスセン
サ36における２つの受光部Ａ，Ｂにおける出力を区別す
るためにセンサＡ，センサＢとして説明する。

【００２０】ここで、前記レーザビームＬ１，Ｌ２は走
査方向に前後して走査されるようになっており、かかる
走査方向におけるずれに対応する２つのインデックス信
号Ｓ１，Ｓ２を形成するために、まず、一方のレーザビ
ームＬ１のみを点灯・走査させて、センサＡ，Ｂにより
同じレーザビームＬ１が検知される間隔時間、即ち、セ
ンサＡ，Ｂ間の距離と走査速度とで決定される時間を計
測させる。

【００２１】そして、実際の画像形成時には、センサ
Ａ，Ｂに対してそれぞれに１つのレーザビームのみが検
知されるように制御し、このときに走査開始側のセンサ
Ａによる検知信号を前記計測させた時間だけ遅延させ、
該遅延信号と走査方向で後側のセンサＢの検知信号と
を、２つのレーザビームＬ１，Ｌ２のずれ時間だけ発生
タイミングが異なる２つインデックス信号Ｓ１，Ｓ２と
して得る。

【００２２】又は、センサＡ，Ｂに対してそれぞれに１
つのレーザビームのみが検知されるように制御したとき
の検知間隔時間を計測させ、前記同じレーザビームＬ１
を検知させたときの間隔時間との偏差として、レーザビ
ームＬ１，Ｌ２の走査方向におけるずれ時間を演算し、
走査方向で先となって走査されるレーザビームが検知さ
れる側のセンサ出力を前記ずれ時間だけ遅延させて、２
つのインデックス信号を得る（特願平５−６５２７０号
参照）。

【００２３】前記センサＡ，Ｂに対してそれぞれに１つ
のレーザビームのみが検知されるようにするには、例え
ば、レーザビームＬ１，Ｌ２を個別に点灯・消灯制御し
たり、また、センサＡ，Ｂの受光面に、通過させる直線
偏光光の偏光方向が相互に90°異なる偏光素子を設け、
これに対応させてレーザビームＬ１，Ｌ２を相互に偏光
方向か90°異なる直線偏光光として走査されるようにし
たりすれば良い。

【００２４】尚、２つのレーザビームＬ１，Ｌ２に対応
する２つのインデックス信号Ｓ１，Ｓ２を発生させる方
法を前述の方法に限定するものではなく、例えば、特開
昭５７−３９６６９号公報等に開示される方法を用いて
も良い。前記インデックス信号Ｓ１，Ｓ２は、同期回路
60に供給される。同期回路60には、発振回路55より所定
の周波数を有する基本クロックＣＫが供給され、各イン
デックス信号Ｓ１，Ｓ２に同期した分周出力ＤＣＫ１，
ＤＣＫ２を出力する。前記分周出力ＤＣＫ１，ＤＣＫ２
は、それぞれ変調回路50ａ，50ｂに対してデータクロッ
ク（ドットクロック）として供給される。

【００２５】34はポリゴンミラー35を回転させるモータ
駆動回路であり、そのオン・オフ制御信号はタイミング
回路から供給される。図３は、前記レーザビームＬ１，
Ｌ２が結像する像露光系（画像形成手段）の一例を示す
図である。この図３において、光源ユニット１は、前記
２つの半導体レーザ31ａ，31ｂを１列に配置してなり、
該光源ユニット１から発せられる２つの発散光は、集光
レンズ２によって平行な２つのレーザビームＬ１，Ｌ２
になる。

【００２６】前記２つのレーザビームＬ１，Ｌ２はポリ
ゴンミラー35に照射され、該ポリゴンミラー35によって
偏向される２つのレーザビームＬ１，Ｌ２は、ｆθレン
ズ３を介して感光ドラム（記録媒体）４上に走査され
る。これによって画像データに対応した露光が２ライン
同時に行われて静電潜像が感光ドラム４（記録媒体）上
に形成される。そして、この静電潜像に対して逆極性に
帯電したトナーが付着されて現像が行われ、その後記録
紙がトナー像に重ねられ、記録紙の裏側からコロナ帯電
器でコロナ帯電極性とは逆極性の電荷が記録紙に与えら
れることにより、トナー像が記録紙に転写される。

【００２７】尚、図３で、反射鏡５は、走査ラインの先
端にレーザビームＬ１，Ｌ２が照射されたときに、該レ
ーザビームＬ１，Ｌ２をインデックスセンサ36に導くた
めのものである。次に、前記補正回路51ａ（画像信号補
正手段）での補正方法を、図４のフローチャートに従っ
て説明する。

【００２８】尚、本実施例においてパルス発生開始検出
手段としての機能は、前記図４のフローチャートに示す
ようにＣＰＵ38が備えている。まず、ＣＰＵ38からのテ
スト用画像データｎ（テスト用画像信号）を、通常の画
像データＤＡＴＡの代わりに補正回路51ａに出力する
（Ｓ１）。前記テスト用画像データｎは、００Ｈ〜ＦＦ
Ｈの256 ステップのカウントデータであり、初期値とし
ては００Ｈが与えられる。尚、本実施例では、画像デー
タＤＡＴＡの増大方向が濃度増大方向であり、更に、パ
ルス幅変調信号のパルス幅の増大方向は、濃度増大方向
に一致するものとする。

【００２９】前記テスト用画像データｎは、補正回路51
ａで補正されずにそのまま変調回路50ａに出力され、テ
スト用画像データｎのパルス幅変調が行われる（Ｓ
２）。そして、ＣＰＵ38は、テスト用画像データｎをパ
ルス幅変調した結果を入力し（Ｓ３）、変調結果として
パルスが発生したか否かを判別する（Ｓ４）。ここで、
パルス発生が検知されない場合には、前記テスト用画像
データｎを１アップし（Ｓ５）、該カウントアップさせ
たデータのパルス幅変調を行わせ、かかる処理を繰り返
すことで、変調回路50ａにより初めてパルスが発生した
ときのテスト用画像データｎ（パルス発生開始データＰ
ｎ）を検知する（Ｓ６）。そして、前記パルス発生開始
データＰｎを、前記補正回路51ａにおける補正データＰ
ｎ’として設定する（Ｓ７）。

【００３０】即ち、テスト用画像データｎを０（初期
値）からカウントアップさせて、パルス幅変調によりパ
ルスが形成される最小の画像データＰｎを検知するもの
であり（図６参照）、かかるテスト用画像データｎのパ
ルス幅変調処理によって、画像データＰｎ未満の画像デ
ータＤＡＴＡを変調回路50ａに与えても、階調再現が行
われないことが検知される。

【００３１】前記低濃度領域は、画像再現において最も
重要であり階調性が必要とされる領域であるため、前記
画像データＰｎ未満の画像データＤＡＴＡ領域であって
も、階調再現がなされるようにしたい。そこで、前記パ
ルス発生開始データＰｎを、前記補正回路51ａにおける
補正データＰｎ’とし、図５のフローチャートに示すよ
うに、実際の画像形成時に（Ｓ11）、画像データＤＡＴ
Ａに前記補正データＰｎ’を加算して（Ｓ12：図７参
照）、該加算補正された画像データＤＡＴＡをパルス幅
変調させるようにする（Ｓ13）。

【００３２】これにより、パルス発生開始データＰｎ未
満の画像データＤＡＴＡが与えられたときにでも、変調
回路50ａによって画像データＤＡＴＡに対応するパルス
幅の変調信号が得られるようにでき、低濃度領域の階調
再現を確実に得ることが可能となる。上記の補正処理
は、補正回路51ｂにおいても同様にして個別に行われ、
各補正回路51ａ，51ｂでパルス発生開始データＰｎが異
なっても、各レーザビームＬ１，Ｌ２による低濃度領域
の階調再現がそれぞれに確保できるようにする。

【００３３】このように、本実施例によると、実際の画
像形成を行わせなくても、パルス幅変調信号のパルス発
生を監視することで、低濃度領域の階調再現を確保でき
るパルス幅変調特性を得ることができる。即ち、変調回
路50ａ，50ｂにおけるパルス幅変調で、パルスを発生さ
せないデータ領域が経時変化や環境条件の変化により変
化しても、かかる領域をテスト用画像データｎを与えた
ときのパルス発生特性によって検知して、画像データＤ
ＡＴＡの最小値からパルスが発生するように補正される
から、低濃度領域（画像データＤＡＴＡの小さい領域）
での階調再現を確実に得ることができる。

【００３４】上記のパルス発生開始データＰｎの検知
は、画像形成が行われる前に毎回、又は、レーザプリン
タ（画像処理装置）に対して電源が投入される毎に毎回
行わせるようにすると良い。画像形成の直前にその都度
行わせるようにすれば、各画像の形成時に所期のパルス
幅変調特性を確実に得ることができ、比較的短期間にお
ける変調特性の変化に対応できる。

【００３５】また、電源投入毎に行わせる構成とすれ
ば、処理負担を軽減しつつ、前記開始データＰｎの検知
機会を確実に確保し、比較的長いスパンでのパルス幅変
調特性の変化に対応できる。尚、上記実施例では、パル
ス発生開始データＰｎをそのまま画像データＤＡＴＡの
加算補正データＰｎ’としたが、低濃度領域における階
調再現の要求によっては、パルス発生開始データＰｎか
ら階調再現の必要性のない信号域を示すデータαを減算
し、該減算結果を補正データＰｎ’としても良い。

【００３６】更に、上記実施例では、２つのレーザビー
ムＬ１，Ｌ２を内部変調する構成としたが、レーザビー
ム数は１つ或いは３つ以上であっても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、画
像信号をパルス幅変調して得た信号に基づいて画像形成
を行わせる装置において、テスト用画像信号をパルス幅
変調させることで、パルス発生が開始される画像信号が
検知され、かかる画像信号に基づいて実際の画像形成時
に画像信号を補正することで、特に低濃度領域の階調再
現を確実に得ることができるようになり、経時変化や環
境条件の変化があっても、低濃度領域の階調再現性を安
定的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】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成を示すブロッ
ク図。

【図２】同上実施例におけるインデックスセンサの詳細
を示す図。

【図３】同上実施例における像露光系を示す斜視図。

【図４】パルス幅変調の特性を検知する処理を示すフロ
ーチャート。

【図５】変調特性に応じた画像データの補正処理を示す
フローチャート。

【図６】パルス幅変調の特性例を示す線図。

【図７】補正後のパルス幅変調の特性を示す線図。

【図８】パルス幅変調の１例を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１ 光源ユニット ２ 集光レンズ ３ ｆθレンズ ４ 感光ドラム ５ 反射鏡 31ａ，31ｂ 半導体レーザ 32ａ，32ｂ レーザ駆動回路 33 タイミング回路 35 ポリゴンミラー 36 インデックスセンサ 37 インデックス信号発生回路 38 ＣＰＵ 50ａ，50ｂ 変調回路 51ａ，51ｂ 補正回路 55 発振回路 60 同期回路 Ｌ１，Ｌ２ レーザビーム Ｓ１，Ｓ２ インデックス信号 ＤＣＫ１，ＤＣＫ２ データクロック

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号をパルス幅変調するパルス幅変調
   手段と、 該パルス幅変調手段から出力されるパルス幅変調信号に
   基づいて画像形成を行う画像形成手段と、 を含んで構成された画像形成装置において、 前記パルス幅変調手段に対してテスト用画像信号を出力
   し、前記パルス幅変調手段においてパルス発生が開始さ
   れる画像信号を検出するパルス発生開始検出手段と、 該パルス発生開始検出手段で検出されたパルス発生が開
   始される画像信号に基づき、画像形成時に前記パルス幅
   変調手段に出力される画像信号を補正する画像信号補正
   手段と、 を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記パルス発生開始検出手段が、テスト用
   画像信号を初期値からパルス幅の増大方向に段階的に変
   化させて、パルス発生が開始される画像信号を検出する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記パルス発生開始検出手段が、パルス発
   生が開始される画像信号の検出を、画像形成が行われる
   前に毎回行うことを特徴とする請求項１又は２のいずれ
   かに記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】前記パルス発生開始検出手段が、パルス発
   生が開始される画像信号の検出を、画像形成装置に対し
   て電源が投入される毎に毎回行うことを特徴とする請求
   項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。