(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に光を照射して得られた潜像をトナーで現像し、被記録材上に転写することで出力画像を得る光プリンタにおいて、プリンタ外部より与えられる画像データに基づいて画像形成する通常画像形成モードと、プリンタの動作条件を調整するためのパッチ生成モードとを有し、画素毎に与えられる露光条件に従って感光体に光を照射するための露光手段と、パッチ生成モードで形成されたパッチの濃度を測定する濃度測定手段と、前記濃度測定手段による濃度測定の結果により、通常画像形成モードでの露光手段の露光条件として露光強度とパルス幅を変調する制御手段とを有し、前記制御手段は、露光強度とパルス幅を表わす信号に従って、露光光を変調する露光制御手段、濃度測定手段による濃度測定の結果により、画素データを露光強度及びパルス幅の組合せに変換する規則を決定する決定手段と、決定手段により決定された規則により、画素データを露光強度及びパルス幅の組合せに変換しそれを表わす第１信号を出力する変換手段と、パッチを形成するための露光光度とパルス幅を表わす第２信号を発生する信号発生手段、通常画像形成モードでは第１信号を、パッチ生成モードでは第２信号を露光制御手段へ送る切り替え手段、とからなり、パッチと同一の濃度の画像を出力する際の第１信号の表わす露光強度及びパルス幅の組合せによる第１の画像、第２信号の表わす露光強度及びパルス幅の組合せによる第２の画像、それぞれの画像の所定温湿度変動に対する濃度変動量ΔＤ１、ΔＤ２が、ΔＤ１＜ΔＤ２という関係であることを特徴とする光プリンタ。
【請求項２】
各種画素データに対応する第１信号の中の少なくとも１つは、第２信号と同じ露光強度でパルス幅のみが短いことを特徴とする請求項１記載の光プリンタ。
【請求項３】
各種画素データに対応する第１信号の中の少なくとも１つは、第２信号と同じパルス幅で露光強度のみが高いことを特徴とする請求項１記載の光プリンタ。
【請求項４】
前記変換手段は、決定手段により決定された規則により、画素データを露光強度とパルス幅とパルス密度の組合せに変換し、パルス密度に応じた第１の頻度で、露光強度とパルス幅を表わす第１信号を出力する変換手段と、パッチを形成するための露光強度とパルス幅を表わす第２信号を、所定のパルス密度に対応する第２の頻度で発生する信号発生手段と、通常画像形成モードでは第１信号を、パッチ生成モードでは第２信号を露光手段へ送る切り替え手段、とを有し、パッチと同一の濃度の画像を出力する際の第１の頻度に対応するパルス密度が、第２の頻度に対応するパルス密度より低いことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光プリンタ。
【請求項５】
前記第２の頻度に対応するパルス密度が、前記変換手段から出力される第１頻度に対応するパルス密度の最高密度と同一であることを特徴とする請求項４に記載の光プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなど、電子写真方式を用いて紙やＯＨＰなどの被記録材上に画像を形成する光プリンタに関し、特に所定条件でパッチを生成してその濃度を検出し、露光条件や現像バイアス、帯電バイアス等プリンタ動作条件を調整する光プリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光プリンタ、例えばレーザービームプリンタやＬＥＤプリンタでは中間調画像を形成するのに、パルス幅を変調するか露光強度を変調していた。しかし、パルス幅を変調するタイプの場合、プリンタを高速化しようとするとそれにともないパルス幅の変調も高速化しなければならないという問題点を有していた。一方、露光強度を変調するタイプの場合、出力画像の濃度がプリンタの環境変動の影響を受け易いという問題点を有していた。
【０００３】
これに対し、米国特許第５３７１５２４明細書に開示された装置では、各画素に与えられた８ビットデジタルの画像データの、上位２ビットでパルス幅を決定し、下位６ビットで露光強度を決定することで、パルス幅と露光強度の両方を変調している。こうすることで、高速化が可能で環境変動を受けにくくしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、単純に上位ビットと下位ビットをパルス幅と強度に振り分けるだけでは、露光強度のみを変調するタイプに比べれば改善はされるが、やはり環境変動により出力画像が変動するという課題は依然存在していた。
【０００５】
本発明は、これらの課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高速化に対応でき、さらに環境が変動しても安定した画質の維持できる画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の光プリンタは、感光体に光を照射して得られた潜像をトナーで現像し、被記録材上に転写することで出力画像を得る光プリンタにおいて、プリンタ外部より与えられる画像データに基づいて画像形成する通常画像形成モードと、プリンタの動作条件を調整するためのパッチ生成モードとを有し、画素毎に与えられる露光条件に従って感光体に光を照射するための露光手段と、パッチ生成モードで形成されたパッチの濃度を測定する濃度測定手段と、前記濃度測定手段による濃度測定の結果により、通常画像形成モードでの露光手段の露光条件として露光強度とパルス幅を変調する制御手段とを有し、前記制御手段は、露光強度とパルス幅を表わす信号に従って、露光光を変調する露光制御手段、濃度測定手段による濃度測定の結果により、画素データを露光強度及びパルス幅の組合せに変換する規則を決定する決定手段と、決定手段により決定された規則により、画素データを露光強度及びパルス幅の組合せに変換しそれを表わす第１信号を出力する変換手段と、パッチを形成するための露光光度とパルス幅を表わす第２信号を発生する信号発生手段、通常画像形成モードでは第１信号を、パッチ生成モードでは第２信号を露光制御手段へ送る切り替え手段、とからなり、パッチと同一の濃度の画像を出力する際の第１信号の表わす露光強度及びパルス幅の組合せによる第１の画像、第２信号の表わす露光強度及びパルス幅の組合せによる第２の画像、それぞれの画像の所定温湿度変動に対する濃度変動量ΔＤ１、ΔＤ２が、ΔＤ１＜ΔＤ２という関係であることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の光プリンタは、各種画素データに対応する第１信号の中の少なくとも１つは、第２信号と同じ露光強度でパルス幅のみが短いことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の光プリンタは、各種画素データに対応する第１信号の中の少なくとも１つは、第２信号と同じパルス幅で露光強度のみが高いことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の光プリンタは、前記変換手段は、決定手段により決定された規則により、画素データを露光強度とパルス幅とパルス密度の組合せに変換し、パルス密度に応じた第１の頻度で、露光強度とパルス幅を表わす第１信号を出力する変換手段と、パッチを形成するための露光強度とパルス幅を表わす第２信号を、所定のパルス密度に対応する第２の頻度で発生する信号発生手段と、通常画像形成モードでは第１信号を、パッチ生成モードでは第２信号を露光手段へ送る切り替え手段、とを有し、パッチと同一の濃度の画像を出力する際の第１の頻度に対応するパルス密度が、第２の頻度に対応するパルス密度より低いことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の光プリンタは、前記第２の頻度に対応するパルス密度が、前記変換手段から出力される第１頻度に対応するパルス密度の最高密度と同一であることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
図１６（ａ）は、レーザ光をあるパルス幅に固定して強度を変化させながら画像を形成させたときの出力濃度を示したもので、ａ〜ｈはそれぞれパルス幅が１／８画素、２／８画素、・・・、８／８（１）画素幅の時のものである。図から分かるように例えば濃度０．８を出すときにはパルス幅が８／８で強度が２５％という組合せでも、パルス幅が７／８で強度が３２％、６／８で４８％、あるいは５／８で８２％という組合せでも同じ濃度０．８が出力できる。
【００１５】
図１６（ｂ）は図１６（ａ）同様のグラフだが、パルス幅５／８のｅと８／８のｈの場合について、装置のおかれた環境が異なるときの出力濃度を同時に示したものである。濃度０．８を出力できたパルス幅５／８と強度８２％の組合せでは、環境が低温低湿から高温高湿へ変化すると出力濃度が△Ｄｅ＝０．０３変化する。一方、さきほど同じ濃度０．８を出力できたパルス幅８／８と強度２５％の組合せでは、低温低湿から高温高湿へ変化したときの濃度変化は△Ｄｈ＝０．３となってしまう。このようにレーザ強度とパルス幅の組合せの取り方によって環境変動量が変化する。
【００１６】
本発明はこの関係を利用し、プリンタ動作条件調整用のパッチを環境変動の大きくなる強度とパルス幅の組合せ（例えば前出のパルス幅８／８と強度２５％の組合せ）で生成することでその検出精度を高める。また、その検出結果により画像形成の条件を設定することで、わずかな環境変動に対しても適切に対応できる。さらに、実際の画像形成には環境変動の小さくなる組合せ（例えば前出のパルス幅５／８と強度８２％の組合せ）を用いることで、環境安定性、特に途中でパッチ生成のできない１画面中の環境変動に対する濃度安定性を高めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わる光プリンタの主要断面図である。このような光プリンタは大きく分けて、電子写真プロセス部１００と後述する画像処理部２００（図２に記載）に分けられる。図１を用いて電子写真プロセス部１００の構成とその画像形成時の動作を説明する。帯電ローラ１０２は感光体１０１を均一なある電位（例えば−７００Ｖ）に帯電する。露光手段１０３によって形成された６００ｄｐｉ（ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）の解像度のレーザービームは折り返しミラー１０４により感光体１０１上に導かれ静電潜像が形成される。次に図中矢印方向に接離可能な一成分接触方式の現像器１０５の内、イエロー現像器１０５Ｙを接触させ他の現像器は離間させるとともに不図示の電源の電界の作用によって負帯電性イエロートナーが反転現像され感光体上１０１において顕像化される。顕像化されたイエロートナーは、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン共重合体）にカーボンを分散し適当な抵抗に調整された中間転写体１０６上に、１次転写ローラ１０７に１次転写用電源１０８によりトナーと逆極性のバイアスが印加されその電界の作用で転写される。感光体１０１上の転写残りトナーは、ブレードを接触させてクリーニングする感光体クリーナー１０９で回収され、続いて感光体電位は除電ランプ１１０によりリセットされる。同様の動作を中間転写体１０６の位置と露光手段１０３の発光タイミングの同期を取りマゼンタ現像器１０５Ｍ、シアン現像器１０５Ｃ、ブラック現像器１０５Ｋについても繰り返すことにより、中間転写体１０６上に各色のトナーが重ねられフルカラー画像が形成される。この間、２次転写ローラ１１６、および中間転写体クリーナ１１９は離間状態とする。一方、紙やＯＨＰなどの被記録材１１３は給紙カセット１１２から給紙手段１１１によりレジストローラ対１１４まで搬送されたのち、中間転写体１０６上のフルカラー画像と同期をとって駆動ローラ１１５と図中矢印方向に接離可能な２次転写ローラ１１６にて形成される２次転写部に搬送される。２次転写部では被記録材１１３と同期して２次転写ローラ１１６が中間転写体１０６に接触してニップ部を形成、押圧するとともに１次転写用電源１０８から得た電圧を演算する演算手段１２１にて決定された電圧が２次転写用電源１１７により定電圧制御されその電界の作用で転写材１１３上にフルカラートナー像が形成される。その後、被記録材１１３は定着手段１２０によって定着され装置外へ排出される。
【００１８】
電子写真プロセス部１００にはさらにパッチセンサ１２２が１次転写ローラより下流で中間転写体１０６表面に対向する位置に設けられている。パッチセンサ１２２はＬＥＤとフォトセンサを組合せたセンサであり、読みとった値はＡ／Ｄ変換されて画像処理部２００へ送られる。
【００１９】
また、本実施例の光プリンタは動作のモードとして通常画像形成モードとパッチ生成モードを持っている。通常画像形成モードにおいては、プリンタ外部のパーソナルコンピュータなどのホストから送られたデータに基づいて画像形成し出力する。パッチ生成モードでは、プリンタ内部のデータに基づいて画像形成し、形成された画像はプリンタ外部へは出力されずにプリンタ内のパッチセンサ１２２により濃度測定される。
【００２０】
次に、画像処理部２００の行なう処理について説明する。図２は、プリンタ外部のコンピュータなどのホストから送られたデータに対して、画像処理部２００で行う処理を示すブロック図である。ホスト２０１から送られるデータには、プリンタを制御するコード、文字コード、ベクトルデータ、イメージデータがある。送られたデータはコード解釈部２０２でいずれのタイプのデータか解釈され、必要に応じてビットマップに変換される。イメージデータ及びビットマップ変換された画像データはＲＧＢ各８ビットの情報としてメモリ２０３に格納される。格納されたデータはプリント動作と同期して画素毎に読み出され、色変換処理部２０４でＣＭＹＫのデータに変換され、多値化処理部２０５で各色５ビットのデータに変換され、色切り替え部２０６で現像器が選択されてプリント中の色の画像データだけが変調処理部２０７に送られ、そこで露光強度とパルス幅を示す信号に変換されて、レーザドライバ２０８へ送られる。
【００２１】
図３は変調処理部２０７の構成を示すブロック図である。変調処理部２０７はＣＰＵ３０１、ＣＰＵ３０１とデータのやりとりのできるＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３とこれらを駆動するための図示しない周辺回路から構成されている。ＣＰＵ３０１には色切り替え部２０６で選択された単色の画像データ、通常画像形成モードかパッチ生成モードかのモード信号、及びＡ／Ｄ変換器３０４を介したパッチセンサ１２２からの検出信号が入力され、強度信号とパルス幅信号が出力される。本実施例の光プリンタでは、ＣＰＵ３０１へ入力される画像データは各色５ビット、出力される強度データが８ビット、パルス幅データは４ビットである。
【００２２】
図４はレーザドライバ２０８の構成を示すブロック図である。レーザドライバ２０８は、半導体レーザ４０１の強度を制御するためのレーザパワーコントロール回路４０２、半導体レーザ４０１の出力をモニタするセンサ４０３、パルス幅信号に対応するパルスを発生するための回路部分４０４〜４１０から構成されている。コード変換器４０４は、変調処理部２０７より出力された４ビットのパルス幅信号をアドレスとして入力し、２つの４ビット信号を出力する。それぞれの信号は１画素期間中のパルスをスタートするタイミングとストップするタイミングを示すデータである。それぞれのデータはラッチ４０５、４０６に１画素期間保持される。カウンタ４１０は１画素の１／８時間の周期を持つクロック信号をカウントする。カウント信号は比較器４０７、４０８に入力され、ラッチ４０５に保持されたスタートタイミングに達すると、比較器４０７が出力してフリップフロップ４０９をセットする。カウンタ出力がストップタイミングに達すると、比較器４０８の出力によりフリップフロップ４０９がリセットされる。こうして、フリップフロップ４０９の出力は、パルス幅信号に対応する幅のパルスとなり、レーザパワーコントロール回路４０２へ入力される。このようにスタートタイミングとストップタイミングをパルス幅によりセットすることで、露光パルスにより形成されるドットが、各画素の中心位置にそろう。
【００２３】
レーザパワーコントロール回路４０２は、入力された強度信号をＤ／Ａ変換しレベル調整して得られた信号と、センサ４０３より戻された信号とを比較して、露光強度信号に応じたレベルのレーザ駆動電流を発生する。さらに、レーザパワーコントロール回路４０２はフリップフロップ４０９より出力されるパルスによりその出力をオンオフする。こうして、露光強度とパルス幅の両方が変調された信号によりレーザ４０１が駆動される。
【００２４】
なお、本実施例ではパルス幅信号に対応するパルスを発生するための回路部分は、前述のように同期式のデジタル回路を用いたが、もちろんパルス幅信号をＤ／Ａ変換して得られたレベルと参照用の三角波のレベルを比較して所定幅のパルスを生成してもよい。また、レーザパワーコントロール回路はパルス信号を入力してオンオフできるタイプのものを用いたが、パワーコントロールだけしか行えないものを用いて、パルス幅によるオンオフは、発生されたパルスとパワーコントロール回路の出力をアンド回路で接続することで行なってもよい。なお、露光強度を変調するには、ここでは半導体レーザの駆動電流を変化させる方法をとったが、この方法はＬＥＤで露光する場合にも応用できる。また、この方法のほか光路の途中に透過率を変化させることのできる光学素子を設けてその特性を変化させる方法を取ることもできる。
【００２５】
図５は変調処理部２０７で行われる処理の構成を示すブロック図である。変調処理部２０７は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）選択部５０１、データ変換部５０３、パッチ信号発生部５０４、切り替え部５０５から構成されており、これらはいずれも、図３に示すＣＰＵ３０１とＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３からなる回路上で実行されるソフトウエア処理で実現される。
【００２６】
ルックアップテーブル（ＬＵＴ）選択部５０１は、パッチセンサ１２２からの出力に基づいて、ＲＯＭ３０２中に格納されている各環境条件に適合するＬＵＴ５０２から、適切なＬＵＴを選択してデータ変換部５０３で参照するＲＡＭ３０３に設定する。データ変換部５０３は、色切り替え部２０６より画像データを入力して、ＲＡＭ３０３に設定されたＬＵＴにより露光強度とパルス幅の信号に変換する。パッチ信号発生部５０４ではＲＯＭ３０２からパッチを生成する際に用いられる露光強度とパルス幅のデータが読み出されて出力される。切り替え部５０５は、通常画像形成モードかパッチ生成モードかの情報により、データ変換部５０３からの出力とパッチ信号生成部５０４からの出力を切り替える。
【００２７】
本実施例のパッチ信号発生部５０４は、パッチデータを画像データと別のメモリ領域に格納しているため、受信中のデータとパッチデータが混在することがなくメモリ管理が容易である。また、このメモリ領域は画像データをホストより受信展開するＣＰＵとは別のＣＰＵで管理できるため、処理が並列に行われ高速化ができる。
【００２８】
次に、パッチ生成モードへ切り替える方法について図６を用いて説明する。本実施例の光プリンタは、ホストのコンピュータからデータを受け取ると、その内容をコード解析部２０２で解析して、文字コードやベクトルデータの場合にはそのまま処理を続け、イメージデータの場合にはパッチ生成モードに移行する。イメージデータの場合、一般にデータ量が多くデータの通信に時間がかかるため、データを受け取り始めてから実際に印字を開始するまでにはある程度の時間がある。この期間にパッチを生成することで、画像出力までの時間を増やさずにプリンタ動作条件の調整をする事ができるのである。さらに、イメージデータは対象が自然画の場合が多く、ベクトルデータで記述されるグラフなどの線画に比べ中間調濃度部の再現が画質上重要である。本実施例の光プリンタでは、イメージデータの出力前にプリンタ動作条件の調整処理が行われるため中間調の再現を安定させることができる。
【００２９】
パッチ生成モードは、中間転写体１０６上にパッチを生成するステップ、パッチの濃度を読みとるステップ、ＬＵＴを決定するステップの３ステップで行われる。パッチを生成するステップは、画像を被転写材に転写しないこと以外は基本的には通常の印字動作と同様である。パッチは階調再現上重要な中間調のレベルを安定させるため、低濃度のパッチを含む各色のグラデーションパッチ群を形成する。本実施例の光プリンタでは出力濃度０．１５、０．６、１．２に対応するパッチ（それぞれＡパッチ、Ｂパッチ、Ｃパッチと呼ぶ）を生成するために、パルス幅を表１に示すように設定してパッチを生成している。実際の画像出力をする場合には、これらの出力濃度を得るためには、後述するように、このパッチ生成に用いられた組合せは使われない。
【００３０】
【表１】
0003707505.tif 000002
【００３１】
パッチ生成はＹＭＣＫの各色について、変調処理部２０７でＲＯＭ３０２から表１の露光条件に対応するデータを読み出し、切り替え部５０５を経てレーザドライバ２０８に送られ、ＹＭＣＫのパッチが次々に中間転写体１０６上に形成される。ただし、４色のパッチが形成されても、給紙手段１１１は駆動されず、被転写材への２次転写も行われない。
【００３２】
中間転写体１０６上に４色のグラデーションパッチが形成されると、パッチ読取りのステップへ進む。１次転写部で４色目のＫのパッチを転写された中間転写体１０６はそのまま送られて、パッチセンサ１２２の対向部へ至る。各色のパッチは中間転写体が送られることによりＬＥＤとフォトセンサを組合せたパッチセンサ１２２で読み取られる。読みとった値はＡ／Ｄ変換器３０４でＡ／Ｄ変換されて、画像処理部２００のＣＰＵ３０１へ送られる。
【００３３】
センサ１２２で読みとられた後、中間転写体１０６上のパッチは１次転写ローラ１０７に転写時とは別のバイアスをかけることにより感光体１０１へそのほとんどが逆転写され、残りはクリーナ１１９で中間転写体１０６から除去される。
【００３４】
ＬＵＴ選択部５０１で、送られたパッチの値に従ってＬＵＴを決定するのが最後のステップである。その値により入力画像データとレーザ光変調のパラメータを対応付ける、前述のＬＵＴ５０２を選択する。表２〜４はその選択の仕方を示す、濃度と選ぶべきＬＵＴの対応を示す表である。表２はＡパッチ用、表３はＢパッチ用、表４はＣパッチ用の対応表である。
【００３５】
【表２】
0003707505.tif 000003
【００３６】
【表３】
0003707505.tif 000004
【００３７】
【表４】
0003707505.tif 000005
【００３８】
また、図１２はＬＵＴ選択の手順を示したものである。まず、イエロー（Ｙ）のＡパッチの濃度測定結果と表２のインデックスを比較し、最も近いインデックスを求める（Ｓ１）。そして、そのインデックスに対応するＬＵＴの番号を同表から読み出す（Ｓ２）。これをＢ、Ｃパッチについても繰り返し、Ａ、Ｂ、Ｃパッチそれぞれから３つのＬＵＴ番号を求める（Ｓ３）。次にこれら３つのＬＵＴ番号を平均し、その平均値に最も近い番号のＬＵＴをＹ用のＬＵＴとして選択する（Ｓ４）。このＳ１〜Ｓ４のステップを残りの色（ＭＣＫ）についても繰り返し、各色のＬＵＴを選択する。選択されるＬＵＴは各色別に用意されＲＯＭ３０２中に格納されている。このようにＬＵＴを色別に用意するのは、各色で露光条件に対する濃度の出力特性が異なるからである。
【００３９】
以上のようにして、ＬＵＴとして適切なものが選択されてパッチ生成モードを抜ける。
【００４０】
次に露光条件を決定づけるＬＵＴ５０２について説明する。 ＬＵＴはデータ変換部５０３で用いられ、画像データの表わす目標画像濃度に対して、露光強度とパルス幅に対応するデータを出力するものである。図７は本実施例のＬＵＴ５０２の内容を示すグラフで、横軸にＬＵＴの入力となる画像濃度、縦軸に露光強度をとってある。このグラフは入力画像データの表わす画像濃度に対して、ＬＵＴにより対応づけられている露光強度とパルス幅の組み合わせ中の露光強度をプロットし、同じパルス幅のものを線で結んだものである。図中実線部が実際にＬＵＴに設定されている組合せの部分、破線部はＬＵＴに設定されていない組合せの部分である。例えば、出力目標濃度１．０が入力されると、それに対してはＬＵＴにはパルス幅７／８で強度６０％の組合せが設定されており、８／８と３２％の組合せは設定されていない。このＬＵＴでは、出力目標濃度が最低濃度から上昇してゆくと、最初パルス幅１／８強度６２％からスタートしてパルス幅１／８のまま強度が増えてゆき、目標濃度０．１８で強度が１００％に達すると、次の濃度０．１８４に対してはパルス幅２／８強度５７％の組合せとなり、再び強度が増やされてゆく。このように、最高濃度の１．４６までの各濃度に対して、パルス幅と強度の組合せが図中の実線で示されるように設定されている。
【００４１】
一方、表１に示した、パッチ信号発生部から出力される、パッチを生成するための露光強度とパルス幅についても同様にプロットしたのが図中Ｐｐ１〜Ｐｐ３である。
【００４２】
このように、パッチは通常画像形成モードで出力される濃度域、すなわち０．１３〜１．４６の間の濃度のものを形成する。つまり、パッチと同じ濃度の画像を通常画像形成モードで出力する。しかし、その同じ濃度を出力するための露光強度とパルス幅の組み合わせは、パッチ生成時と通常の画像生成時では異なっている。さらに、画像形成時の露光強度のグラフはパッチ形成時のグラフより上側にある。つまり、パッチと同じ濃度の画像を形成する際の露光強度は、パッチ生成時に用いられる露光強度より大きい。
【００４３】
また、図８は、横軸は図７と同じだがパルス幅を縦軸にとったものである。画像形成時のパルス幅のグラフは、Ｐｐ１〜Ｐｐ３で表わされるパッチ生成時のパルス幅のグラフより下側にある。つまり、パッチと同じ濃度の画像を形成する際のパルス幅は、パッチ生成時に用いられるパルス幅より狭い。
【００４４】
パッチの濃度測定の結果切り替えられるＬＵＴはもちろん相互に異なっており、それらについて図７、８と同様のグラフを描けば多少の上下はするが、パッチ形成時のグラフとの上下関係は入れ替わらない。
【００４５】
また、図９はＬＵＴ５０２で指定されている露光強度とパルス幅の組合せをプロットしたもので、実線で示される組合せが通常画像形成に用いられる。一方、パッチ生成に用いられる組合せは、同図中点Ｐｐ１〜Ｐｐ３で示されている。この図からわかるように、通常画像形成に用いられる組合せのうちパルス幅が８／８のものは、パッチ生成に用いられる組合せとパルス幅が等しいが、露光強度は５０％以上で、パッチ生成に用いられる４１％以下の組合せと比較して、露光強度が強い。また、通常画像形成に用いられる組合せのうち露光強度が１６％、２８％、４１％のものは、パルス幅が１／８の時に見られるが、これらはパッチ生成に用いられるパルス幅が８／８で露光強度が１６％、２８％、４１％のものと比べて、露光強度は同じだが、パルス幅が短い。
【００４６】
このように、本実施例の光プリンタでは画像形成時にはパッチと同じ濃度を出力するときに、パッチ生成時より狭いパルス幅で強い強度で出力する。このように構成したので、パッチ生成時には環境変動により濃度が大きく変動して、パッチ濃度測定による環境変動の検出精度が高まる。また、画像形成時には環境変動による濃度変動が少ないので、パッチ濃度による画像形成条件の補正後に環境変動あっても出力画像の濃度変動が抑えられる。
【００４７】
この理由を図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は強度が強くパルス幅が短いレーザ光と、強度が弱くパルス幅が長い光による露光後の感光体の表面電位を示す図であり、図１０（ｂ）は表面電位に対する出力濃度の関係（γ特性）を示す図である。図１０（ａ）に示す様に、強度が強くパルス幅が短いレーザ光で形成された潜像と、強度が弱くパルス幅が長い光によるものは、電位分布が異なる。図１０（ａ）中右側に示した狭いパルス幅での潜像では、図１０（ｂ）に示す様にパルス中央部の表面電位Ｖ２で出力濃度が飽和する。環境が変動すると図１０（ｂ）の矢印のように現像特性が変動するが、狭いパルス幅で強い強度での潜像の電位Ｖ２では環境が変動しても出力濃度が飽和した部分に入っているので、環境変動が少ない。一方広いパルス幅で弱い強度での潜像の電位Ｖ１はγ特性の過渡領域にあるため、環境変動により濃度が図中Ａ点からＢ点へと大きく変化してしまう。このためにパッチ形成時と画像形成時で環境による濃度変動量が異なるのである。
【００４８】
このような環境変動を考慮したＬＵＴの作成方法として、より直接的に環境変動特性を測定して作成する方法をとることができる。次の実施例は、このようにして作成したＬＵＴを用いた光プリンタの例である。環境に対する安定性とは、環境が変化したときに画像濃度がどれだけ変化するかということであるから、画像濃度Ｄを温度Ｔと湿度Ｈの関数として見て、ｄＤ＝（∂Ｄ／∂Ｔ）ｄＴ＋（∂Ｄ／∂Ｈ）ｄＨの大小により評価できる。ｄＤが大きいということは環境が変化したときの濃度の変動が大きいということなので、これを「環境変動度」と呼ぶことにして、露光強度とパルス幅とパルス密度からなる露光条件が与えられると、その各組合せに対して、各環境毎にこの環境変動度を求めることができる。
【００４９】
本実施例では、次のようにして環境変動度を求めた。露光条件としては、露光強度が０〜２５５、パルス幅が０〜７の範囲から組合せて用いた。各組合せに対して、温湿度を１０℃２０％ＲＨから、温度を５℃刻み、湿度を２０％ＲＨ刻みで３５℃８０％ＲＨまで変化させた環境下で画像形成する。形成された画像濃度は、プリンタ内のパッチ濃度センサで読みとらせて濃度値を求め、出力された画像濃度も別途測定する。各組合せの各温湿度環境に対する環境変動度は、その温湿度環境から５℃ずれた環境、２０％ＲＨずれた環境それぞれでの出力濃度との濃度差を足し合わせて求める。
【００５０】
図１１（ａ）はこのようにして得られた、標準環境（２０℃６０％ＲＨ）での出力濃度と環境変動度の関係を露光強度とパルス幅の組合せ毎に示した図であり、（ｂ）は（ａ）同様の条件について出力濃度の代わりにパッチセンサで読みとった濃度をとったものである。線群は同じパルス幅で強度を変化させたものである。この他の環境についても同様な図を作成できる。（ａ）の出力濃度に比べ（ｂ）のパッチセンサの濃度が高く出ているのは、パッチが比較的反射率の低い中間転写体上に生成されているからである。もちろんパッチセンサの特性を調整したり、中間転写体の反射率を調整すれば、（ａ）と（ｂ）の濃度をほぼ等しくできるが、ここではそのような調整は行なわなかった。さて、ＬＵＴを作成する際にはこの（ａ）図を用いて、同じ濃度を出力できる組合せの中で最も環境変動度が小さくなるように露光条件を選んで、その環境用のＬＵＴを作成する。（ａ）で実線で示した部分が実際のＬＵＴに登録された部分である。一方、パッチ生成のためには（ｂ）を用いて、環境変動度が最大となるように露光条件を選ぶ。本実施例では（ｂ）でプロットしたｄ１〜ｄ９点の組合せのように露光条件を選んだ。これらの露光条件による出力濃度は（ａ）中のｅ１〜ｅ９に対応する。こうすることで、５℃と２０％ＲＨの環境変動による出力濃度差の和が、パッチ生成モードで用いられる組合せでは、通常画像形成モードで用いられる組合せに比べて、大きくなっている。
【００５１】
なお、所定温湿度変動として、温度が５℃、湿度が２０％ＲＨの変化を採用したが、この温度と湿度の変動量の比率は例えば通常プリンタが使用されるようなオフィスでの環境変動傾向を参考にして、水蒸気の分圧が一定という条件で温度に対応して湿度の変化量を定めることもできる。これをより簡便にして、異なる環境として、３０℃８５％ＲＨの高温高湿環境、２０℃５０％ＲＨの標準環境、１０℃１５％ＲＨの低温低湿環境とすることもできる。
【００５２】
また、パッチ生成のための組合せを求めるため、パッチセンサで読みとらせた値を用いたが、出力濃度を用いて組合せを求めても同様の結果が得られる。しかし、パッチセンサの値を用いれば、パッチ測定の結果からどのＬＵＴを選択するかという判断部に用いられる情報が同時に得られ便利である。
【００５３】
さて、光プリンタ、特にカラーの光プリンタでは前述したように中間調の再現が重要である。これまで説明してきた光プリンタでも強度変調と４ビット（９段階）のパルス幅変調を組み合わせることで５ビット（３２段階）の中間調を表現できるが、画素サイズを大きくすることによりパルス幅の変調数を大きくできて中間調の再現をさらに改善することができる。例えば、これまで６００ｄｐｉ当たり８分割できていたのだから、６００ｄｐｉの画素の３つ分の幅の画素とすれば、パルス幅は画素当たり８×３＝２４分割でき、２５段階のパルス幅変調ができるようになる。以下、このような光プリンタの例について説明する。
【００５４】
本実施例は、画像処理部２００の内、レーザドライバ２０８と、変調処理部２０７で用いられるＬＵＴ５０２の構成が、先ほどの実施例と異なる。なお、電子写真プロセス部は前述の実施例と同じなので説明を省略する。
【００５５】
図１３は本実施例の変調処理部２０７の構成を示すブロック図である。本実施例ではＣＰＵ１３０１から強度信号とパルス幅信号の他に、２ビットのパルス密度信号が出力される。
【００５６】
図１４は本実施例のレーザドライバ２０８の構成を示すブロック図である。コード変換器１４０４にはパルス幅信号とパルス密度信号が与えられ、パルススタートタイミングとストップタイミング及び画素周期を示すデータが出力される。これらのタイミングデータはそれぞれラッチ１４０５、１４０６、１４０７に保持される。カウンタ１４１１は６００ｄｐｉの１画素の１／８時間の周期を持つクロック信号をカウントし、カウント信号を比較器１４０８、１４０９、１４１０に出力する。カウンタ１４１１のカウントがラッチ１４０５に保持されたパルススタートタイミングに達すると、比較器１４０８が出力してフリップフロップ１４１２をセットする。カウントがラッチ１４０６のパルスストップタイミングに達すると、比較器１４０９の出力によりフリップフロップ１４１２はリセットされる。カウントがラッチ１４０７の画素周期タイミングに達すると、比較器１４１０が出力して、カウンタ１４１１、及びラッチ１４０５〜１４０７をリセットする。このようにして、パルス密度信号に対応する頻度で強度とパルス幅の変調された信号を半導体レーザに出力できるのである。
【００５７】
表５は本実施例のＬＵＴ５０２の一部分を示したものである。データ変換部５０３に入力される画像データに対して強度、パルス幅、パルス密度が設定されている。データ変換部５０３ではこの表に従って画像データを変換する。
【００５８】
【表５】
0003707505.tif 000006
【００５９】
パッチ信号発生器５０４は強度２５％、パルス幅７／８、パルス密度６００パルス／インチ（ｐｐｉ）のパッチ生成信号を発生する。この組合せはＬＵＴには設定されておらず画像形成には用いられないが、仮にこの組み合わせで画像形成した場合には出力濃度は０．６となる。出力濃度０．６の画像を通常画像形成モードで出力する際には、パルス密度は２００パルス／インチとなっており、パッチのパルス密度が、画像形成に用いられるパルス密度より高い。また、このパッチ生成に用いられるパルス密度は、画像形成で用いられるパルス密度の最高密度である。
【００６０】
図１５は図１０同様の、潜像の表面電位とγ特性を示す図である。パルス密度が高い場合には、空白部の電位Ｖ３が現像γ特性の過渡領域に位置し、環境変動を受けやすい。このように、パッチの環境変動度を同じ濃度の通常画像の環境変動度より大きくしているのである。前出の実施例では、潜像の中央部の電位（図１０中Ｖ２）をγ特性の過渡領域にすることで環境変動度を大きくしたが、本実施例の方法は空白部の電位を過渡領域にするのである。
【００６１】
また、Ｖ３はパルス密度が高いほど絶対値が大きくなり（図（ａ）中下側へ移動する）、環境変動度が大きくなる。従って、パッチはプリンタの最高パルス密度で生成するとなおよい。
【００６２】
なお、以上濃度を検出するとして説明したが、輝度や明度を検出するようにしても良い。輝度を用いる場合には、受光量を対数変換するステップが不要となるという効果がある。明度を用いる場合には、明度は人間の視覚特性と対応するので、ＬＵＴ選択時の誤差の影響を視覚上最小にすることができるという効果がある。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の光プリンタによれば、露光条件として露光強度とパルス幅を変調するとともに、パッチを生成してその濃度測定結果によりプリンタの動作条件を調整するので、環境が変動しても画質の変動が抑えられる。
【００６４】
また、本発明の光プリンタによれば、パッチを生成するときの露光条件と通常の画像を形成するときの露光条件で、環境に対する濃度の変動量が異なるので、パッチによる濃度測定の精度が高まり、わずかな環境変動を検出して補正することができるとともに、通常の画像形成時の濃度変動をさらに抑えることができる。
以上
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる光プリンタの主要断面図。
【図２】プリンタ外部のコンピュータなどのホストから送られたデータに対して、画像処理部２００で行う処理を示すブロック図。
【図３】変調処理部２０７の構成を示すブロック図。
【図４】レーザドライバ２０８の構成を示すブロック図。
【図５】変調処理部２０７で行われる処理の構成を示すブロック図。
【図６】パッチ生成モードへ切り替える方法を示すフローチャート。
【図７】実施例のＬＵＴ５０２の内容を示すグラフ。
【図８】実施例のＬＵＴ５０２の内容を示すグラフ。
【図９】ＬＵＴ５０２で指定されている露光強度とパルス幅の組合せをプロットしたグラフ。
【図１０】強度が強くパルス幅が短いレーザ光と、強度が弱くパルス幅が長い光による露光後の感光体の表面電位及び、表面電位に対する出力濃度の関係（γ特性）を示すグラフ。
【図１１】出力濃度と環境変動度の関係を露光強度とパルス幅の組合せ毎に示したグラフ。
【図１２】ＬＵＴ選択の手順を示したフローチャート。
【図１３】実施例の変調処理部２０７の構成を示すブロック図。
【図１４】実施例のレーザドライバ２０８の構成を示すブロック図。
【図１５】潜像の表面電位とγ特性を示すグラフ。
【図１６】パルス幅と強度に対する出力濃度を示すグラフ。
【符号の説明】
１００    電子写真プロセス部
１０１    感光体
１０２    帯電ローラ
１０３    露光手段
１０４    折り返しミラー
１０５Ｙ  イエロー現像器
１０５Ｍ  マゼンタ現像器
１０５Ｃ  シアン現像器
１０５Ｋ  ブラック現像器
１０６    中間転写体
１０７    １次転写ローラ
１０８    １次転写用電源
１０９    感光体クリーナー
１１０    除電ランプ
１１１    給紙手段
１１２    給紙カセット
１１３    転写材
１１４    レジストローラ対
１１５    駆動ローラ
１１６    ２次転写ローラ
１１７    ２次転写用電源
１１８    テンションローラ
１１９    中間転写体クリーナ
１２０    定着手段
１２１    演算手段
１２２    パッチセンサ
２００    画像処理部
２０１    ホスト
２０２    コード解釈部
２０３    メモリ
２０４    色変換部
２０５    多値化処理部
２０６    色切り替え部
２０７    変調処理部
２０８    レーザドライバ
３０１、１３０１  ＣＰＵ
３０２、１３０２  ＲＯＭ
３０３、１３０３  ＲＡＭ
３０４    Ａ／Ｄ変換器
４０１    半導体レーザ
４０２    レーザパワーコントロール回路
４０３    センサ
４０４    コード変換器
４０５、４０６、１４０５、１４０６、１４０７  ラッチ、
４０７、４０８、１４０８、１４０９、１４１０  比較器
４０９、１４１２  フリップフロップ
４１０、１４１１  カウンタ
５０１    ＬＵＴ選択部
５０２    ＬＵＴ
５０３    データ変換部
５０４    パッチ信号発生部
５０５    切り替え部
【図１】
0003707505.tif 000007
【図２】
0003707505.tif 000008
【図３】
0003707505.tif 000009
【図４】
0003707505.tif 000010
【図５】
0003707505.tif 000011
【図６】
0003707505.tif 000012
【図７】
0003707505.tif 000013
【図８】
0003707505.tif 000014
【図９】
0003707505.tif 000015
【図１０】
0003707505.tif 000016
【図１１】
0003707505.tif 000017
【図１２】
0003707505.tif 000018
【図１３】
0003707505.tif 000019
【図１４】
0003707505.tif 000020
【図１５】
0003707505.tif 000021
【図１６】
0003707505.tif 000022