(57)【要約】【課題】  感光体の初期感度から耐久劣化後の感度までの幅広い使用光量範囲においても、安定したＰＷＭ特性で露光可能なようにする。【解決手段】  レーザ走査光学系において、使用する光量に応じたＰＷＭ特性を取得し、ＰＷＭ特性補正テーブルを書き換える、或いは切り替えるモードを設ける。【選択図】        図３
2006305811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された多値画像データに基づくＰＷＭ信号に従って出力されたレーザビームにより像担持体上を走査して記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置において、
入力された多値画像データをレーザの発光特性に合わせた多値ＰＷＭデータに変換出力するルックアップテーブルと、
前記ルックアップテーブルから出力された多値ＰＷＭデータに応じてＰＷＭ信号を生成する生成手段と、
前記生成手段からのＰＷＭ信号に応じて前記レーザを駆動する駆動手段と、
前記レーザが前記像担持体上を走査する時の発光量を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力をＡ／Ｄ変換する変換手段とを有し、
前記駆動手段で最大ＰＷＭデータと最小ＰＷＭデータの間の少なくとも１ポイント以上のＰＷＭデータで前記レーザを駆動し、前記検出手段で発光量を検出し、前記変換手段で変換したＰＷＭ特性データを取得する取得モードを設け、
前記取得モードで取得したＰＷＭ特性データに応じた前記ルックアップテーブルを用いて画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段は、像担持体の表面電位を検出する検出器であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記取得モードで取得したＰＷＭ特性データに基づいて、前記ルックアップテーブルを書き換えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記取得モードで取得したＰＷＭ特性データに基づいて、予め用意された複数の前記ルックアップテーブルの中から選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された画像信号に基づいてレーザ光源から画素変調されて出力されたレーザ光を感光体や、静電記録媒体等の像担持面上に導光して、その面上に例えば静電潜像から成る画像情報を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において使用するレーザの光量範囲はそれ程広くなく、せいぜい最大定格光量の半分から最大光量までであった。レーザの光量を定格の半分近辺やそれ以上で使用する限り、レーザのＰＷＭ発光時のリニアリティ特性は、それ程変化がなく、ＰＷＭ特性を補正するテーブルは１種類あれば十分だった。
【０００３】
このことを図４を用いて説明する。同図は、横軸がデータで、１が１００％デューティ（１画素ＯＮ）、０が０％デューティ（１画素ＯＦＦ）を表しており、縦軸は光量を正規化したグラフである。従来は例えば、同図の２０ｍＷと１０ｍＷの範囲でしかレーザを使用しておらず、ほぼ同等のＰＷＭ特性であることがわかる。従って、このＰＷＭ特性を理想特性にするために、従来は入力された画像データを、図５のような１種類の変換テーブル（補正カーブと記載）を通して、出力された画像データを用いてＰＷＭしていた。同図のように例えばデータＡ１が入力されると、変換テーブルを通さない場合は光量はＰａになるところが、変換テーブルを通すと、テーブルによりＢ’が出力され、Ｂ’はグラフから理解できるようにＢ’＝Ｂ１であるため、光量はＰｂになる。
【０００４】
このことを図６のブロック図で説明すると、多値画像データＡ１（Ｓ６０１）が変換テーブル６０１に入力されると、変換テーブル６０１が多値ＰＷＭデータＢ１（Ｓ６０２）を出力し、それがＰＷＭ生成部６０２に入力され、ＰＷＭ生成部６０２から出力されたＰＷＭ信号Ｓ６０３に応じてレーザ駆動部６０３がレーザ４３を駆動し、Ｓ６０４のような光波形になる。この光波形の光量がＰＷＭ補正後の光量Ｐｂであり、変換テーブルによりＰＷＭ特性が理想特性に変換されたことになる。
【０００５】
同様にして、多値画像データＳ６０１が入力されるたびに（Ａ２、Ａ３、・・・）、変換テーブル６０１が補正後の多値ＰＷＭデータＳ６０２を出力し（Ｂ２、Ｂ３、・・・）、そのデータに応じてＰＷＭ生成部６０２がＰＷＭ信号Ｓ６０３を生成し、レーザ駆動部６０３がレーザ４３を駆動する。尚、レーザを駆動している間、シーケンスコントローラ６００はＰＤセンサ６０４からの信号を入力し、レーザの発光量を一定に制御（オートパワーコントロール）している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２１６９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが近年、画像形成装置の装置寿命を更に伸ばす必要が徐々に出てきており、感光体の初期感度から耐久劣化後の感度までカバーできるくらいの広い光量範囲（レーザ発光できる最低光量から最大定格光量までのフルレンジ）がレーザに要求されつつある。しかし、レーザのＰＷＭリニアリティ特性は図４の５ｍＷや１ｍＷ特性のように、低光量では極端に下に凸になる傾向にあり、ハイライト飛びが発生しやすくなるため、使用する光量に応じてＰＷＭ特性を補正しなければならない。
【０００７】
そこで、使用する光量に応じてＰＷＭ特性補正テーブルを、書き換える、或いは切り替えるようにする必要が出てきた。
【０００８】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、感光体の初期感度から耐久劣化後の感度までの幅広い使用光量範囲においても、安定したＰＷＭ特性で露光可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで本発明では、
入力された多値画像データに基づくＰＷＭ信号に従って出力されたレーザビームにより像担持体上を走査して記録媒体上に画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置において、
入力された多値画像データを、レーザの発光特性に合わせた多値ＰＷＭデータに変換出力するルックアップテーブルと、
前記ルックアップテーブルから出力された多値ＰＷＭデータに応じてＰＷＭ信号を生成する手段と、
前記ＰＷＭ生成手段からのＰＷＭ信号に応じてレーザを駆動する手段と、
前記レーザが前記像担持体上を走査する時の発光量を検出する手段と、
前記発光量検出手段の出力をＡ／Ｄ変換する手段と
を有し、
最大ＰＷＭデータと最小ＰＷＭデータの間の少なくとも１ポイント以上のＰＷＭデータで前記レーザを発光させ、前記発光量検出手段で前記レーザの発光量を検出し、前記Ａ／Ｄ変換手段でデジタルデータに変換することでＰＷＭ特性を取得するモード、
を設け、
前記モードで取得したＰＷＭ特性データに応じた前記ルックアップテーブルを用いて出力された多値ＰＷＭデータを前記ＰＷＭ信号生成手段にてＰＷＭ信号に変換し、前記ＰＷＭ信号に応じて前記レーザ駆動手段にて前記レーザを駆動させることで画像を形成すること
を特徴とし、
更には、前記発光量検出手段は感光体の表面電位検出器であることを特徴とし、
前記モードで取得したＰＷＭ特性データに応じて、前記ルックアップテーブルを書き換えることを特徴とし、
更には、前記モードで取得したＰＷＭ特性データに応じて、予め用意された複数の前記ルックアップテーブルの中から選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、最大ＰＷＭデータと最小ＰＷＭデータの間の少なくとも１ポイント以上のＰＷＭデータで前記レーザを発光させ、前記発光量検出手段で前記レーザの発光量を検出し、前記Ａ／Ｄ変換手段でデジタルデータに変換することでＰＷＭ特性を取得するモードを設けたことにより、実際に使用するレーザの光量に応じたＰＷＭ特性を把握することができ、更には前記モードで取得したＰＷＭ特性データに応じた前記ルックアップテーブルを用いるために、実際に使用するレーザの光量に応じてＰＷＭ特性を補正することができ、低光量の使用であっても安定したＰＷＭ特性を得ることが可能になる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、前記発光量検出手段は感光体の表面電位検出器であることを特徴とするため、感光体上の実際の露光量を測定することができ、正確にレーザのＰＷＭ特性を取得することが可能になる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、前記モードで取得したＰＷＭ特性データに応じて、前記ルックアップテーブルを書き換えることを特徴とするため、実際に使用する露光量に応じたＰＷＭ特性の補正が可能になる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、前記モードで取得したＰＷＭ特性データに応じて、予め用意された複数の前記ルックアップテーブルの中から選択することを特徴とするため、最大ＰＷＭデータと最小ＰＷＭデータの間の少ないポイント数のＰＷＭデータ点灯だけで、実際に使用する露光量に応じたＰＷＭ特性の予測ができ、補正が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１５】
［第一の実施形態］
本発明の画像形成装置及びその制御方法の最良の実施形態を以下に示す。
【００１６】
図１は本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図であり、図１を用いてデジタル複写機の基本的な動作について説明する。
【００１７】
同図において、１は原稿給紙装置であり、原稿給紙装置１上に積載された原稿は、１枚づつ順次原稿台ガラス２面上に搬送される。原稿が搬送されると、スキャナ部分のランプ３が点灯し、かつスキャナユニット４が移動しても原稿を照射する。
【００１８】
原稿の反射光はミラー５，６，７を介してレンズ８を通過し、その後イメージセンサ部９に入力された画像信号は、直接、あるいは、一旦図示しない画像メモリに記憶され、再び読み出された後、露光制御部１０に入力される。
【００１９】
露光制御部１０が発生させる照射光によって感光体１１上に作られた潜像は、電位センサ（電位検出センサ）１００によって、感光体１１上の電位が所望の値になっているか監視され、次いで現像器１３によって感光体１１上の潜像画像が現像される。
【００２０】
上記潜像とタイミングを合わせて転写部材積載部１４、或いは転写部材積載部１５より記録用紙、記録用のフィルム等の転写部材（転写材）が搬送され、転写部１６において、上記現像されたトナー機が転写部材上に転写される。転写されたトナー像は定着部１７にて転写部材に定着された後、排紙用の搬送路２１を通り排紙部（排紙ローラともいう）１８より装置外部に排出される。
【００２１】
転写後の感光体１１の表面をクリーナ２５で清掃し、クリーナ２５で清掃された感光体１１の表面を補助帯電器２６で除電して１次帯電器２８において良好な帯電を得られるようにした上で、感光体１１上の残留電荷を前露光ランプ２７で消去し、１次帯電器２８で感光体１１の表面を帯電し、この工程を繰り返すことで複数枚の画像形成を行う。
【００２２】
なお、１９は転写材の後端を検知するセンサ、２０は片面プリントされた転写部材をそのまま排出するか、搬送路２２，２３，２４に導くかの切り替えを行うためのフラッパであり、両面プリント時にはセンサ１９により転写材の後端が検知されると排紙ローラ１８を逆回転させてフラッパ２０は配送路２２，２３，２４に導く方向に切り替わる。
【００２３】
図２は図１の露光制御部１０の構成を示す図である。
【００２４】
図２において、３１は半導体レーザ発光部である。半導体レーザ発生部３１のチップ４３にはレーザ光の一部を検出するＰＤセンサ（光量検出手段）が設けられ、ＰＤの検出信号を用いてレーザ発光ダイオードのＡＰＣ制御（オートパワーコントロールの略で、自動光量制御の意味）を行う。
【００２５】
半導体レーザ発生部３１から発したレーザビームはコリメータレンズ３５及び絞り３２によりほぼ平行光となり、所定のビーム径で回転多面鏡３３に入射する。回転多面鏡３３は矢印で示す方向に等角速度の回転を行っており、この回転に伴って、入射した光ビームが連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射される。
【００２６】
偏向ビームとなった光はｆ−θレンズ３４により集光作用を受ける。一方、ｆ−θレンズは同時に走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行うために、光ビームは、像担持体としての感光体１１上に図の矢印の方向に等速で結合走査される。
【００２７】
なお、３６は回転多面鏡３３からの反射光を検出するビームディテクト（以下、ＢＤと呼ぶ）センサであり、ＢＤセンサ３６の検出信号は回転多面鏡３３の回転と画像データの書き込みの同期をとるための同期信号として用いられる。
【００２８】
次に、図３、図７及び図８を用いて本実施例におけるシーケンスを説明する。
【００２９】
図３において、ＰＷＭ特性取得モードになった場合（３００）、図７のシーケンスコントローラ６００がレジスタ７０１に取得したいＰＷＭデータＳ７０４を設定し、レジスタ７０１は設定されたＰＷＭデータＳ７０４をＳ７０１として出力する。シーケンスコントローラ６００はセレクト信号Ｓ７０３でセレクタ７０２を設定し、ＰＷＭデータであるＳ７０１がＳ７０２として出力される。出力されたＰＷＭデータＳ７０２は、上述したようにＰＷＭ生成部６０２に入力され、ＰＷＭ信号Ｓ６０３として出力される。ＰＷＭ信号Ｓ６０３はレーザ駆動部６０３に入力され、シーケンスコントローラ６００からのレーザ駆動信号Ｓ７０６によってレーザ４３を駆動する（図３の３０２）。
【００３０】
駆動されたレーザ光は上述したようにポリゴンミラーやレンズ、ミラーを介して感光体上を走査する。走査されたレーザ光は感光体上に、設定されたＰＷＭ信号に応じた露光量で潜像を形成する。形成された潜像は、電位センサ１００によって露光量に応じた電位として検出される（図３の３０３）。検出された電位は不図示のＣＰＵ等に入力され、Ａ／Ｄ変換され（図３の３０４）、不図示のＲＡＭ等に記憶される（図３の３０５）。データ取得が終了していなければ、図３の３０１に戻り、先程設定したＰＷＭデータとは違うデータをレジスタ７０１に設定し、上述したシーケンスを繰り返す。データ取得が終了すれば（図３の３０６）、取得したデータからＰＷＭ特性が得られる。このＰＷＭデータに応じて補正データを作成する（図３の３０７）。
【００３１】
例えば、入力データであるＰＷＭデータＳ７０２が、最小ＰＷＭデータと最大ＰＷＭデータとその間のＣ１からＣ７の７ポイントの計９ポイントのＰＷＭデータを取得した場合の電位のグラフを図８に示す。尚、同図は横軸・縦軸とも最大値が１になるように正規化している。同図の場合、図９に示すように、得られたＰＷＭ特性データを（０，０）〜（１，１）を結ぶ直線に対して線対称になる補正データを生成すればよい（白丸で示す）。
【００３２】
図８及び図９では最大、最小ＰＷＭデータ以外は７ポイントであるが、ポイント数を増やせば、より正確なＰＷＭ特性データが得られ、補正データもより正確なものになることは容易に理解できると思われる。そして、シーケンスコントローラ６００は生成された補正データを変換テーブル６０１に書き込み（図３の３０８）、ＰＷＭ特性取得モードを終了する（図３の３０９）。
【００３３】
ＰＷＭ特性取得モードでなければ、シーケンスコントローラ６００は、変換テーブル６０１からの信号Ｓ６０２を選択出力するようなセレクト信号Ｓ７０３をセレクタ７０２に対して出力する。そして、画像データＳ６０１が変換テーブル６０１に入力されると、上述した方法で変換テーブル６０１に書き込まれた補正データに応じたＰＷＭデータＳ７０２が出力され、補正されたＰＷＭデータＳ７０２に応じてレーザ４３が駆動され、画像がリニアなＰＷＭ特性で形成される。
【００３４】
以上、説明したように、ＰＷＭ特性取得モードを設けることで、たとえ低光量であっても、その時のＰＷＭ発光量を感光体上の電位としてモニターすることができ、正確なＰＷＭ特性を取得することが可能になり、取得したＰＷＭ特性に応じた補正データを変換テーブルに書き込んで使用するため、レーザの発光量に応じたＰＷＭ特性の補正が可能になる。
【００３５】
［第２の実施例］
本発明では、変換テーブルに予め複数の補正テーブルを用意しておき、ＰＷＭ特性取得モード時に、最小ＰＷＭデータと最大ＰＷＭデータとその間の１ポイントのＰＷＭデータで発光させるだけで、比較的容易にどの補正テーブルを使用すればよいか判断することができるため、短い時間で変換テーブルを設定することが可能である。このことを図１０及び図１１を用いて説明する。
【００３６】
図１０は、１ｍＷ、５ｍＷ、１０〜２０ｍＷの３種類の補正テーブルを示している。また図１１は図３のシーケンス図とほぼ同じであるが、３０７の補正データ生成と３０８のテーブル書き換えがなく、１１０１の補正データ検索と１１０２のテーブル選択になっている。
【００３７】
図１０において、ＰＷＭ特性取得モード時に、上述した方法と同様にして図１１のシーケンスの順で、まず最小ＰＷＭデータと最大ＰＷＭデータとその間のデューティのデータＸでＰＷＭ発光させ、電位センサ１００で電位測定後、Ａ／Ｄ変換して得られたデータを正規化する。この正規化したデータに対して、グラフの数字に沿って説明する。
【００３８】
まず発光させたＰＷＭデータＸ（〔１〕）に対して、電位センサ測定後のＡ／Ｄ変換データＹが得られる（〔２〕）。次に、データＹを入力データとした時（〔３〕）の変換テーブル６０１に格納されているデータを不図示のＣＰＵが読み取る（〔４〕）。この場合、補正テーブルは３つあるため、順にＡ、Ｂ、Ｃという値が読まれる。この読み込まれた値のうちＸに近い値になるテーブルが最適な補正テーブルである（図１１の１１０１の補正テーブル検索はこのことを示す）。図１０では、ＣがＸと等しくなるため、１ｍＷ用補正テーブルが最適な補正テーブルと判断でき、不図示のＣＰＵがこの補正テーブルを選択して（図１１の１１０２）、ＰＷＭ特性取得モードを終了する（図１１の３０９）。
【００３９】
このようにすることで、第１の実施例では多数のポイントでＰＷＭ発光させていたためＰＷＭ補正テーブルを決定するまで時間が掛かっていたが、第２の実施例では少ないポイント数で補正テーブルを決定することができるため、ＰＷＭ特性取得モードの時間短縮が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図
【図２】図１の露光制御部の構成を示す図
【図３】第１の実施例のシーケンスを示す図
【図４】入力データに対するレーザのＰＷＭ発光特性を示す図
【図５】従来例の発光特性補正カーブを示す図
【図６】従来例のレーザ制御ブロック図を示す図
【図７】第１の実施例のレーザ制御ブロック図を示す図
【図８】第１の実施例におけるＰＷＭデータと感光体表面電位を示す図
【図９】第１の実施例における補正カーブを示す図
【図１０】第２の実施例における補正カーブを示す図
【図１１】第２の実施例のシーケンスを示す図
【符号の説明】
【００４１】
４３    レーザダイオード
６００  シーケンスコントローラ
６０１  変換テーブル
６０２  ＰＷＭ生成部
６０３  レーザ駆動部
６０４  ＰＤセンサ（光量検出手段）
７０１  レジスタ
７０２  セレクタ
【図１】
2006305811.tif 000003
【図２】
2006305811.tif 000004
【図３】
2006305811.tif 000005
【図４】
2006305811.tif 000006
【図５】
2006305811.tif 000007
【図６】
2006305811.tif 000008
【図７】
2006305811.tif 000009
【図８】
2006305811.tif 000010
【図９】
2006305811.tif 000011
【図１０】
2006305811.tif 000012
【図１１】
2006305811.tif 000013