JP2000118045A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像ハイライト部をより低濃度から安定して再
現させ、中濃度部から高濃度部は解像性と安定性を図れ
る画像形成装置を提供する。 【解決手段】本発明の画像形成装置は、プリンタ部１０
０が光変調に少なくともパルス幅変調を含む光書き込み
手段を備え、画像処理部の階調処理回路７８等に、隣接
画素の画像データを演算する手段と、その演算データに
より特定画素から濃度を発生する手段と、その濃度発生
画素を主走査方向に変更する手段と、その濃度発生画素
を副走査方向に変更する手段とを備えているので、複数
ドットの画像データを加算し特定画素から濃度を発生さ
せていき、パルス幅変調（ＰＷＭ）の右／左位相を切り
替えて電位集中と飽和領域の増加が達成できるため、ハ
イライト部における画像濃度を安定化して高画質な画像
形成を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
レーザプリンタ、ファクシミリ装置等のデジタル画像形
成装置及び表示装置等に応用される画像形成装置に関す
るものであり、より詳細には、画像ハイライト部を低濃
度から安定して再現させ、中濃度部から高濃度部は解像
性と安定性を図った電子写真カラー複写機、プリンタ等
のカラー画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ビームを走査して感光媒体上に
潜像を形成し、当該潜像をトナー現像し画像形成を行う
電子写真方式の画像形成装置が知られており、デジタル
複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ装置等として応
用されている。また、近年では、色分解された画像信号
に応じて光ビームを走査して感光媒体上に各色毎の潜像
を形成し、当該潜像をイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナ
ー像で現像し、この各色のトナー像を転写材に重ね合わ
せて転写し、フルカラー画像を形成する電子写真カラー
複写機やプリンタ等のカラー画像形成装置が実用化され
ている。このようなカラー画像形成装置においては、低
濃度部におけるドットや万線の再現性を向上させ、ま
た、階調・色再現の環境に対する安定性を向上させるこ
とが重要となるが、このようなカラー画像形成装置にお
ける中間調処理に関する技術としては以下のようなもの
がある。

【０００３】例えば、特開平７−２５４９８５号公報、
特開平７−２５４９８６号公報、特開平７−２８３９４
１号公報、特開平８−１１４９６５号公報、特開平８−
１２５８６３号公報には、電子写真カラー複写機におけ
る中間調処理の技術として、ＨＩＥＳＴと呼ばれている
中間調処理技術が開示されており、主に画像のハイライ
ト部の再現性を良くすることを目的としている。具体的
には、書き込みにはパルス幅変調を用い、主走査方向に
２ドットで重み付けをしたディザ処理を行って、画像ハ
イライト部を低線数な再現で安定させている。また、そ
のための主走査方向の書き込みビーム径と画素間隔を規
定している。

【０００４】しかし、上記の中間調処理技術は、ディザ
を用いているので微小領域での濃度の忠実性が無く、線
の消えなどの画像情報の欠落や、色モワレが発生すると
いう欠点がある。

【０００５】ところで本発明者（本出願人）は先に、１
ドット変調による多値書き込みに、解像性の低下の少な
い微小マトリクスを組み合わせる２ドット多値方式を採
用し、バンディング及び画像ノイズを低減させ画像濃度
を安定化して高画質な画像形成を実現する画像形成方法
及び画像形成装置を提案してる（特開平４−２０００７
５号、特開平４−２０００７６号、特開平４−２０００
７７号、特開平４−２０００７８号、特開平５−２８４
３３９号、特開平５−２９２３０２号、特開平６−６２
２４８号）。これらの先願は、デジタル複写機等に応用
される発明で、隣接２ドットの濃度データを加算し、配
分することが特徴であり、半導体レーザのパルス幅変調
とパワー変調による１ドット２５６階調出力に、主走査
及び／又は副走査方向の２ドットのマトリクスを組み合
わせることにより、中間調濃度領域の再現性をより向上
するものである。

【０００６】ここで、図３８（ａ）に１×２マトリク
ス、（ｂ）に２×１マトリクスの光書き込み方式の例を
示す（尚、図３８では説明を簡単にするためパワー変調
の状態のみを示している）。図３８に示す光書き込み方
式においては、低濃度部では片方のドットより露光パワ
ーを増して最大値となると、次のドットの露光パワーを
増していく。そして、２ドットを１画素として濃度を保
持しつつ、画像を再現する。それにより濃度が安定し、
バンディングも低減される。

【０００７】形成される中間調濃度領域のチャートは図
３９に示すように発生する。図中、ＥＶＥＮのドットよ
り濃度を埋めていく。副走査方向で面積階調を実行する
図３９（ａ），（ｃ）の１×２マトリクスは連続的な中
間濃度領域で横線基調、主走査方向で面積階調を行う図
３９（ｂ），（ｄ）の２×１マトリクスは連続的な中間
濃度領域で縦線基調となる。また、図３９（ｃ），
（ｄ）は加算＋位相の例を示しており、各々図３９
（ａ），（ｂ）の書き込み位相を互い違いに変えたもの
で、この場合にはＥＶＥＮのドットが隣接するため主走
査あるいは副走査方向に２ドットラインを形成すること
になる。

【０００８】次に画像形成装置の画像処理部に付設さ
れ、加算（隣接画素の濃度データ加算）の制御を行う回
路の一例を図４０に示す。図４０は２ドット多値回路の
構成を示すブロック図であり、原稿画像を読み取るイメ
ージスキャナから入力された８ビットの信号を入力する
直列に接続されたラインメモリ１１０１，１１０２と、
ラッチ１１０３，１１０４と、該ラインメモリ１１０
１，１１０２及びラッチ１１０３，１１０４に各々スイ
ッチＳＷ１〜ＳＷ４を介して接続されている加算器１１
０５と、該加算器１１０５に接続されているＲＯＭ１１
０６とから構成されている。このＲＯＭ１１０６からの
出力は８ビットのデジタル画像データ信号としてレーザ
プリンタに出力される。以下、１×２マトリクス、
２×１マトリクス、ドットの集中に分けて２ドット多
値回路の動作を説明する。

【０００９】１×２マトリクス．副走査方向の２ドッ
トで面積階調を実行する場合（１×２マトリクス）は、
２つのラインメモリ１１０１，１１０２を用いて、主走
査２ライン分の読取データを遅延させる。その後、２つ
の８ビットデータを加算器１１０５により加算し、その
９ビットデータをγ変換用のＲＯＭ１１０６に入力す
る。ＲＯＭ１１０６内は、１つのテーブルが２５６バイ
トで構成され、その前半１２８バイトがＥＶＥＮ、その
後半１２８バイトがＯＤＤデータである。

【００１０】初めの加算データがＲＯＭ１１０６のアド
レスバスに入力され、その番地で示されるＥＶＥＮデー
タを書き込みデータとして出力する。次のラインで同一
データを加算し、ＯＤＤデータを書き込みデータとして
データバスより出力する。ＥＶＥＮ，ＯＤＤの切り替え
はライン周期（ＰＭＳＹＮＣ）に同期して行う。その
後、次の２ドットに移行して順次処理を繰り返す。

【００１１】図４０に示した２ドット多値回路のブロッ
ク図において、スイッチＳＷ１及びＥＶＥＮ／ＯＤＤは
主走査１ライン毎に切り替え、スイッチＳＷ３，ＳＷ４
はラインメモリ１１０１、１１０２からのデータが選択
されるように上側に設定する。また、図４１のＡは、副
走査方向の面積階調との組み合わせ（１×２マトリク
ス）を示した説明図である。読み取りの副走査２ドット
が書き込みの副走査２ドットに対応する。

【００１２】２×１マトリクス．主走査方向の２ドッ
トで面積階調を実行する場合（２×１マトリクス）は、
２つのラッチ１１０３，１１０４を用いて、主走査方向
２ドット分の読み取りデータを遅延させる。以下、１×
２マトリクスの場合と同様に、加算処理、γ変換処理を
実行して書き込みデータを出力し、ＥＶＥＮ，ＯＤＤの
切り替えは書き込みクロック信号ＷＣＬＯＣＫに同期し
て実行する。その後、次の２ドットに移行して順次処理
を繰り返す。

【００１３】図４０に示した２ドット多値回路のブロッ
ク図において、スイッチＳＷ２及びＥＶＥＮ／ＯＤＤは
書き込み１クロック毎に切り替え、スイッチＳＷ３，Ｓ
Ｗ４はラッチ１１０３，１１０４からのデータが選択さ
れるように下側に設定する。また、図４１のＢは、主走
査方向の面積階調との組み合わせ（２×１マトリクス）
を示す説明図である。読み取りの主走査２ドットが書き
込みの主走査２ドットに対応する。

【００１４】ドットの集中．書き込みにおける位相を
変換しドットを集中させる図３９（ｃ），（ｄ）の加算
＋位相変換により画像形成を行う場合は、ＥＶＥＮ／Ｏ
ＤＤの切り替え周期を各々２分周することで実行する。
以上、全てのモードにおいて階調情報の欠落は起きず、
中間調濃度領域の再現性を向上することができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上の本発明者（本出
願人）による先願に対し、本発明はこの技術をさらに発
展させたものであり、その目的は、画像ハイライト部を
より低濃度から安定して再現させ、中濃度部から高濃度
部は解像性と安定性を図った電子写真カラー複写機、プ
リンタ等の画像形成装置における中間調処理を実現する
ものである。

【００１６】より具体的には、請求項１の発明は、多階
調の画像信号を変調して画像を形成する画像形成装置に
おいて、複数ドットの画像データを演算（加算）し、特
定画素から濃度を発生させていき、ハイライト部におけ
る画像濃度を安定化してバンディング及び画像ノイズを
低減させ高画質な画像形成を実現することを目的とす
る。

【００１７】請求項２の発明は、多階調の画像信号を変
調して画像を形成する画像形成装置において、特にハイ
ライト部で主走査方向に関して孤立ドットが形成される
ようにし、画像の安定性を確保することを目的とする。

【００１８】請求項３の発明は、多階調の画像信号を変
調して画像を形成する画像形成装置において、特にハイ
ライト部で主走査方向に関して隣接するドットを互いに
結合することにより、孤立ドットとなるようにし、画像
の安定性を確保することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の画像形成装置は、光変調に少なく
ともパルス幅変調を含む光書き込み手段と、隣接画素の
画像データを演算する手段と、その演算データにより特
定画素から濃度を発生する手段と、その濃度発生画素を
主走査方向に変更する手段と、その濃度発生画素を副走
査方向に変更する手段とを備えることを特徴とする。

【００２０】請求項２に記載の画像形成装置は、光変調
に少なくともパルス幅変調を含む光書き込み手段と、隣
接画素の画像データを加算する手段と、その演算データ
により特定画素から濃度を発生する手段と、その濃度発
生画素を主走査方向に変更する手段とを備え、その濃度
発生画素を主走査方向に変更する手段により、主走査方
向の光書き込み信号を結合することを特徴とする。

【００２１】請求項３に記載の画像形成装置は、光変調
に少なくともパルス幅変調を含む光書き込み手段と、隣
接画素の画像データを加算する手段と、画素間を時分割
し、その加算データにより特定画素のある方向から濃度
を発生する手段と、その濃度発生位置を主走査方向に変
更する手段とを備え、その特定画素がある濃度に達した
時点で、第２の特定画素の濃度の発生に移行することを
特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して、（１）カラー複写機の作像、（２）カラ
ー複写機の画像処理、（３）ＬＤ多値変調、（４）加算
制御と位相制御回路、（５）加算と配分、位相制御方式
によるドット形成方法の説明、の順に詳細に説明する。

【００２３】（１）カラー複写機の作像．図１は本発明
に係る画像形成装置の一構成例を示すデジタルカラー複
写機の概略構成図である。図１において符号１００は画
像形成部であるレーザプリンタ、２００は自動原稿送り
装置（ＡＤＦ）、３００は操作ボード、４００は画像読
み取り部であるイメージスキャナ、５００は外部センサ
である。

【００２４】イメージスキャナ４００は、コンタクトガ
ラス４０１の下方に配置された照明用のランプ４０２を
搭載した移動体を図の左右方向（副走査方向）に機械的
に一定速度で移動させ、原稿画像を読み取る画像読み取
り部である。照明用のランプ４０２から出た光は、コン
タクトガラス４０１上に載置される原稿の表面で原稿画
像の濃度に応じて反射する。この反射光、即ち、原稿の
光像は多数のミラー及びレンズを通り、ダイクロックプ
リズム４１０に入射する。ダイクロックプリズム４１０
は入射光を波長に応じてレッド（Ｒ），グリーン
（Ｇ），ブルー（Ｂ）の３色に分光する。分光された３
つの光は、それぞれ互いに異なる一次元電荷結合素子
（ＣＣＤ）イメージセンサ４１０に入射する。こうして
イメージスキャナ４００に備わった３つの一次元イメー
ジセンサ４１０により、原稿画像上の主走査方向１ライ
ンのＲ，Ｇ，Ｂ各色成分を同時に読み取ることができ
る。原稿の二次元画像は、上記移動体の副走査により順
次読み取られる。

【００２５】外部センサ５００は、イメージスキャナ４
００と同様に原稿画像のＲ，Ｇ，Ｂ各色成分を同時に検
出できるＣＣＤで構成されたハンディタイプのスキャナ
に内蔵されている。

【００２６】ＡＤＦ２００は、イメージスキャナ４００
の上方に配置されており、原稿台２１０上には多数の原
稿を載積した状態で保持することができる。原稿の給紙
動作を行う場合は、回転する呼び出しコロ２１２が最上
部の原稿上面に当接し、当接した原稿を繰り出す。ま
た、符号２１３は、原稿の重送を避けるための分離コロ
である。所定の位置まで繰り出された原稿は、プルアウ
トローラ２１７及び搬送ベルト２１６の駆動によりイメ
ージスキャナ４００のコンタクトガラス４０１上をさら
に搬送され、所定の読み取り位置まで進んだ時、即ち、
原稿の先端がコンタクトガラス４０１の左端位置に達し
たときに停止する。原稿の読み取りが終了すると、搬送
ベルト２１６が再び駆動されて、コンタクトガラス４０
１上の原稿は排紙され、次の原稿が読み取り位置に送ら
れる。呼び出しコロ２１２の手前には、原稿が載積され
ているか否かを検知するための光学センサである原稿有
無センサ２１１が、また、分離コロ２１３とプルアウト
ローラ２１７の間には、原稿の先端及びサイズを検知す
るための光学センサである原稿先端センサ２１４が備わ
っている。

【００２７】原稿先端センサ２１４は、主走査方向（紙
面に垂直な方向）の互いに異なる位置に配置された複数
のセンサで構成されており、これらのセンサの検出状態
の組み合わせにより、主走査方向の原稿サイズ、即ち原
稿幅を検知することができる。また、図示しない給紙モ
ータに回転量に応じたパルスを出力するパルス発生器が
設けられており、ＡＤＦ２００の制御装置は原稿先端セ
ンサ２１４を原稿が通過するまでの時間を計測すること
により、副走査方向の原稿サイズ、即ち原稿の長さを検
知する。

【００２８】尚、呼び出しコロ２１２及び分離コロ２１
３は図示しない給紙モータにより駆動され、プルアウト
ローラ２１７及び搬送ベルト２１６は図示しない搬送モ
ータにより駆動される。また、光学センサからなるレジ
ストセンサ２１５は、プルアウトローラ２１７の下流に
配置される。

【００２９】次にレーザプリンタ１００の概略構成及び
その動作を説明する。画像の再生は感光体ドラム１上で
行われる。感光体ドラム１の周囲には一連の静電写真の
プロセスユニット、即ち、帯電チャージャ５、書き込み
ユニット３、現像ユニット４、転写ドラム２、クリーニ
ングユニット６などが備わっている。書き込みユニット
３には図示しない半導体レーザ（レーザダイオード：Ｌ
Ｄ）が備わっており、それが発するレーザ光は回転多面
鏡３ｂ、レンズ３ｃ、ミラー３ｄ、及びレンズ３ｅを経
て感光体ドラム１の表面に照射される。回転多面鏡３ｂ
はポリゴンモータ３ａにより高速で定速回転駆動され
る。

【００３０】図示しない画像制御部は、記録すべき画像
の濃度に対応する画素単位の多階調の画像信号により駆
動される半導体レーザの発光タイミングが、各々の画素
位置を順次走査する回転多面鏡３ｂの回転偏向動作と同
期するように、半導体レーザの駆動信号を制御する。つ
まり、感光体ドラム１の表面の画像の各走査位置で、そ
の画素の濃度に応じたレーザ光が照射されるように半導
体レーザの発光を制御する。

【００３１】感光体ドラム１の表面は、予め帯電チャー
ジャ５によるコロナ放電により一様に高電位に帯電され
ている。この表面に書き込みユニット３の発するレーザ
光が照射されると、その光の強度に応じて帯電電位が変
化する。つまり、書き込みユニット３が備えている半導
体レーザが発するレーザ光の照射の有無に応じた電位分
布が、感光体ドラム１上に形成されることになる。こう
して、感光体ドラム１上に原稿画像の濃淡に対応した電
位分布、即ち静電潜像が形成される。この静電潜像は書
き込みユニット３よりも下流に配置された現像ユニット
４により可視像化される。

【００３２】本構成例では、現像ユニット４には４組の
現像器４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ及び４Ｂｋが備えられており、
それぞれの現像器には互いに色の異なるＭ（マゼン
タ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）及びＢｋ（ブラッ
ク）のトナーが収納されている。レーザプリンタ１００
は、上記の４つの現像器のいずれか一つが選択的に付勢
されるように構成されているので、静電潜像はＭ、Ｃ、
Ｙ又はＢｋ色のいずれか一つのトナーで可視像化され
る。一方、給紙カセット１１に収納された転写紙は、給
紙コロ１２で繰り出され、レジストローラ１３によりタ
イミングを取られて転写ドラム２の表面に送り込まれ、
その表面に吸着された状態で転写ドラム２の回転に伴っ
て移動する。そして感光体ドラム１の表面に近接した位
置で、転写チャージャ７による帯電により、感光体ドラ
ム１上に形成されたトナー像が転写紙の表面に転写され
る。

【００３３】単色コピーモードの場合には、トナー像の
転写が終了し、転写ドラム２から分離された転写紙は定
着されて排紙トレイ１０に排紙されるが、フルカラーモ
ードの場合には、Ｂｋ、Ｍ、Ｃ及びＹの４色の画像を一
枚の転写紙上に重ねて形成する必要がある。この場合、
まず感光体ドラム１上にＢｋ色のトナー像を形成してそ
れを転写紙に転写した後、転写紙を転写ドラム２から分
離することなく感光体ドラム１上に次のＭ色のトナー像
を形成し、そのトナー像を再び転写紙に転写する。更に
Ｃ色及びＹ色についても感光体ドラム１上へのトナー像
の形成とそれの転写紙への転写を行なう。つまり、トナ
ー像の形成と転写のプロセスを繰り返すことにより１つ
のカラー画像が転写紙上に形成される。

【００３４】全てのトナー像の転写が終了すると、転写
紙は分離チャージャ８による帯電により転写ドラム２か
ら分離され、定着器９でトナー像の定着処理を受けた
後、排紙トレイ１０に排出される。

【００３５】以上、デジタルカラー複写機の構成及び作
像動作の一例について述べたが、本発明に係る画像形成
装置としては図示の構成に限らず、転写ドラムに代えて
中間転写ベルト等の中間転写体を用い、Ｂｋ、Ｍ、Ｃ及
びＹの４色のトナー像を色毎に感光体ドラムに形成して
順次中間転写体に重ね合わせて転写した後、転写紙に一
括転写する方式などでもよい。

【００３６】（２）カラー複写機の画像処理．図２は、
図１に示したデジタルカラー複写機の画像処理部の構成
例を示す回路ブロック図である。複写機全体の動作制御
は、マイクロコンピュータで構成されるシステムコント
ローラ５０により制御される。

【００３７】同期制御回路６０は、制御タイミングの基
準となるクロックパルスを発生させて、各制御ユニット
間の信号の同期をとる各種の同期信号を入出力させる。
本構成例での走査タイミングの基になる主走査同期信号
は、レーザプリンタ１００の回転多面鏡３ｂの回転によ
るレーザ光の走査開始時期に同期させている。

【００３８】イメージスキャナ４００で読み取られた
Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号は、Ａ／Ｄ変換され、各々８
ビットのカラー画像情報として出力される。この画像情
報は、画像処理ユニット内で各種処理を受けた後、レー
ザプリンタ１００に出力される。画像処理ユニットは、
スキャナガンマ補正７１、ＲＧＢ平滑フィルタ７２、色
補正７３、下色除去（ＵＣＲ）／ＵＣＡ７４、セレクタ
７５、エッジ強調フィルタ７６、濃度カーブであるプリ
ンタガンマ７７、階調処理７８、像域分離７９、及びＡ
ＣＳ８０の各回路を備えている。

【００３９】スキャナガンマ補正７１では、イメージス
キャナ４００で読み取られた反射率リニアのＲＧＢデー
タを濃度リニアのＲＧＢデータに変換する。ＲＧＢ平滑
フィルタ７２では、網点原稿によるモアレを抑えるため
のスムージング処理を行っている。

【００４０】色補正回路７３では、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞ
れの色の画像情報をそれらの補色であるＹ，Ｍ，Ｃの各
色の画像情報に変換する。ＵＣＲ／ＵＣＡ回路７４で
は、入力したＹ，Ｍ，Ｃ色の全ての画像情報を合成した
画像信号の色に含まれる黒成分を抽出し、それをＢｋ信
号として出力すると共に、残りの色の画像信号から黒成
分を除去し、かつＹＭＣ成分を上乗せする。

【００４１】セレクタ７５は、システムコントローラ５
０の指示に応じて、入力されるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの色信
号からいずれか一つの色信号を選択して次のブロックへ
出力する。

【００４２】エッジ強調フィルタ回路７６では、文字
部、あるいは絵柄部のエッジ情報の強調を行う。また。
プリンタガンマ７７では、プリンタ特性にあわせたカー
ブをセットし、階調処理を含めて濃度リニアになるよう
にする。

【００４３】階調処理回路７８は、入力される８ビット
の濃度情報を２値化、あるいは多値化する回路である。
一般にはディザ処理等が行われることが多く、レーザプ
リンタ１００には、２値化あるいは多値化された画像信
号が出力される。本発明の後述の中間調処理は、階調処
理回路７８で実行され、多値データを出力する。

【００４４】スキャナガンマ７１の出力は、一方で像域
分離回路７９とＡＣＳ回路８０に送出される。像域分離
回路７９では、入力される画像が文字部であるか絵柄部
であるかを判定する回路と、有彩色であるか無彩色であ
るかを判定する回路を持っており、その結果を１画素単
位でそれぞれの処理ブロックへ送出している。各処理ブ
ロックでは、像域分離回路７９の結果に従い処理を切り
替えている。

【００４５】ＡＣＳ回路８０は、スキャナ２００にセッ
トされた原稿が白黒原稿であるかカラー原稿であるかを
判定し、結果をＢｋ版スキャン終了時にシステムコント
ローラ５０へ送出している。そしてカラー原稿であれば
残りの３スキャンを行い、白黒原稿であればＢｋスキャ
ンにて動作を終了させる。

【００４６】尚、図２に示した画像処理部の７１〜８０
の各画像処理ブロックのパラメータは、全てシステムコ
ントローラ５０のＣＰＵより設定される構成となってい
る。また、システムコントローラ５０により、ＬＤ多値
書き込み動作を含むレーザプリンタ１００の作像動作の
制御が行われる。

【００４７】（３）ＬＤ多値変調．次に光書き込み手段
を構成する半導体レーザ（ＬＤ）の多値変調方式につい
て説明する。１ドット多値出力を行う半導体レーザ多値
変調方式としてパルス幅変調（ＰＷＭ）方式と光強度変
調（ＰＭ）方式とがある。図３（ａ），（ｂ）は、光強
度変調方式とパルス幅変調方式の一例を示す図である。
以下、これらの変調方式について説明する。

【００４８】光強度変調方式．中間露光領域を利用し
て中間調記録を実現するため、印字プロセスの安定化が
重要な要件であり、印字プロセスに対する要求が厳しく
なる。しかしながら、半導体レーザ制御変調は簡易とな
る。即ち、光強度変調方式とは、図３（ａ）に示すよう
に、光出力レベル自身を変化させて記録する方式で、そ
れぞれドットパターンは図の上に示すようなパターンで
出力される。この方式は、半導体レーザの制御変調部は
簡便かつ小型に構成することができるが、中間露光領域
を利用して中間調を再現しようとするため、現像バイア
スの安定化など印字プロセスの安定化への要求が厳しく
なる。

【００４９】パルス幅変調方式．パルス幅変調方式と
は、図３（ｂ）に示すように、光出力レベルとしては２
値であるが、その発光時間、つまりパルス幅を変化させ
て記録する方式で、それぞれドットパターンは図の上に
示すようなパターンで出力される。この方式は、基本的
には２値記録であるので、光強度変調方式に比べて中間
露光領域の利用度が少なく、また更に隣接ドットを結合
させることにより中間露光領域を一層低減させることが
可能になり、印字プロセスに対する要求を低減すること
ができるが、パルス幅設定を１ドット当たり８ビットを
実現させるには、１ドットの数十ｎｓｅｃ．の時間幅を
２５６分割しなければならず、高速高精度の半導体制御
が必要となり、半導体レーザの制御部分が複雑になって
しまう。すなわち、光強度変調方式では印字プロセスの
安定化への要求が厳しくなり、パルス幅変調方式では半
導体レーザの制御変調部の構成が複雑になる。そこで本
発明の画像形成装置では、上記の点を考慮してパルス幅
変調（ＰＷＭ）方式と光強度変調（ＰＭ）方式とを組み
合わせたパルス幅強度混合方式を採用している。

【００５０】パルス幅強度混合方式．パルス幅強度混
合方式の一例を図４に示す。このパルス幅強度混合方式
では、パルス幅変調を基本とし、パルス幅とパルス幅の
移り変わり部を図４（ａ），（ｂ）のように光強度変調
により補間し、例えばパルス幅の設定値を８値、光強度
変調の設定値を３２値として８ビット（２⁸＝２５６階
調）相当の変調度を得ることができる。この方式では、
パルス幅変調の段数が少ないため、デジタル的にパルス
幅を設定でき、容易にパルス幅を設定でき且つ容易にパ
ルス位置制御が実現できる。すなわち、図４（ａ），
（ｂ）は、１ドットの右端の位置より光書き込みパルス
を発生する右モード、１ドットの左端より光書き込みパ
ルスを発生する左モードを示す。これらは露光パルスを
それぞれ後端、先端から発生するように位相制御するも
のであり、結果としてドット発生位置を制御できる。さ
らに図５（ｃ）に示すように、１ドットの中央位置より
両方向に向かって光書き込みパルスを発生する中モード
も選択できる。

【００５１】次にパルス幅変調（ＰＷＭ）と光強度変調
（ＰＭ）を組み合わせた多値書き込み方式の半導体レー
ザ（ＬＤ）駆動方法の一例について説明する。この半導
体レーザ駆動方法では、１つの画素に対する半導体レー
ザの発光パターンを、時間的には１／２＾ｍ（２＾ｍ
は、２のｍ乗）なる画素クロック幅の分解能で２＾ｍ段
階に分割し、発光パワー的には１／２＾（ｎ−ｍ）なる
発光パワー分解能で２＾（ｎ−ｍ）段階に分割し、両者
の組合せにより、２＾ｎ階調を表現するので、発光時
間、発光パワーとも、その分割精度が緩和されることに
なり、多階調化を容易に実現できる。

【００５２】本発明の実施形態の８ビットのデジタル画
像信号の場合、ｍ＝３としてパルス幅変調（ＰＷＭ）を
８（＝２＾ｍ＝２³）段階とし、光強度変調（ＰＭ）を
３２（＝２＾（ｎ−ｍ）＝２⁵）段階とすれば、両者の
組合せにより、２＾ｎ＝２⁸＝２５６種類の発光パター
ンを形成でき、２５６階調のＬＤ多値変調が可能とな
る。また、半導体レーザのタイミング発生回路やパワー
設定回路等により生成出力する信号を変えることによっ
て任意の発光パターンを得ることもできる。尚、多値書
き込み方式の半導体レーザ駆動回路や装置の構成として
は、本出願人による先願、例えば特開平２−２４３３６
３号公報、特開平３−１６５６号公報、特開平６−３４
７８５２号公報等に記載されたものを利用して構成する
ことができる。

【００５３】次にパルス幅変調の位相制御（位置制御）
に関しては、位相（位置）制御ロジックで設定されたモ
ード（右モード／左モード／中モード）に従って、図５
（ａ）〜（ｃ）に示すようにパルス幅変調のパルス幅の
位相を制御してドット位置を右、中、左にコントロール
する。また、この機能以外に、図６（ａ）〜（ｃ）に示
すような端数処理機能も有する。

【００５４】端数処理機能は主走査方向に連続する２画
素をまとめて（加算して）出力する場合、光強度変調す
る時間が、図６（ｂ）の斜線部のように通常２箇所発生
するが、これを１箇所にまとめる動作を行う。これは端
数の大きな部分へ端数の小さな部分のデータを加算する
ことを基本として実現する。端数が大きな部分が最大に
ならない間は端数の小さな部分のデータは全て端数の大
きな部分に加算され、端数の大きな部分が最大になった
場合の余りは、端数の小さな部分へ配分され強度変調を
行う。このように端数処理機能を有することによりパル
ス幅設定ステップが書き込みビーム径に対し十分小さく
なるようにする。すなわち、図６（ａ）〜（ｃ）は、上
記動作をドットイメージ及び光波形とした場合の概略図
で、図６（ａ）は補正前のドットイメージ、（ｂ）は補
正前後の光波形、（ｃ）は補正後のドットイメージであ
る。隣接する２ピクセル（画素）のデータの中で、光強
度が最大にならない場合のΔｔの部分を隣接どうしで比
較し、小さい方を大きな方に加算し、余りを小さな方に
する。

【００５５】（４）加算制御と位相制御回路．次に、画
像の隣接画素データの加算と、加算データの判別と分
配、及びドット位相制御を行う制御回路の構成例を図７
に示す。ここでは最大で主走査方向２ドット及び副走査
方向２ドットを加算する後述の方式６について説明す
る。図７において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに変換された各色
毎の入力画像データは８ビット２５６階調が入力され、
Ｄ−Ｆ／Ｆのラッチ回路６０２で主走査方向の隣接する
２ドットの各８ビットデータＡ，Ｂが加算回路６０４に
入力される。また、ラインメモリ６０１により、前ライ
ンのデータが遅延され、ラッチ回路６０３で前ラインの
主走査方向の同一アドレスの隣接する２ドットの各８ビ
ットデータＣ，Ｄが加算回路６０４に入力される。そし
て加算回路６０４により、計４ドットのデータを加算し
た後、比較・配分・位相制御回路６０５により、ドット
の飽和になるデータの閾値１と比較し、上記４ドット加
算と主走査方向の２ドット加算とを切り替える。その加
算値を後述のアルゴリズムに従って、データを集中する
ように配分する。また、画素クロックの分周信号によ
り、書き込み位相信号をトグルに切り替える。本実施例
では、画像の隣接画素データの加算と、加算データの判
別と分配、及びドット位相制御を行う制御回路を図７に
示すようなハードウェアで示したが、後述のようにソフ
トウェアによる処理でも実現できる。

【００５６】以上の処理による、４ドット加算と２ドッ
ト加算によるデータの遷移の様子を図８に示す。図８
（ａ）のように画像の低濃度部では、主走査方向２ドッ
ト及び副走査方向２ドットのｄ₁からｄ₄の入力データの
和を、Ｄ₁のデータとする。また、図８（ｂ）のように
画像の中高濃度部では、主走査方向２ドットのｄ₁，ｄ₂
の入力データの和を、Ｄ₁のデータの飽和値と残りをＤ₂
のデータとする。

【００５７】さて本発明では、前述の本発明者による先
願に対し、さらに画像ハイライト部をより低濃度から安
定して再現させ、中濃度部から高濃度部は解像性と安定
性を図るものである。より具体的には、 １．複数ドットの画像データを演算（加算）し、特定画
素から濃度を発生させていき、ハイライト部における画
像濃度を安定化してバンディング及び画像ノイズを低減
させ高画質な画像形成を実現すること、 ２．特にハイライト部で主走査方向に関して孤立ドット
が形成されるようにし、画像の安定性を確保すること、 ３．特にハイライト部で主走査方向に関して隣接するド
ットを互いに結合することにより、孤立ドットとなるよ
うにし、画像の安定性を確保すること、である。

【００５８】（５）加算と配分、位相制御方式によるド
ット形成方法の説明．上記の１〜３を実現するため、本
発明では、主走査方向あるいは副走査方向に隣接する２
ドット、もしくは主走査方向と副走査方向に隣接する４
ドットの画像データを加算して、その演算結果をもと
に、あらかじめ設定してある特定画素から順にドットを
再現させていく。その際、特定画素の右位相／左位相を
利用して、隣り合う特定画素と結合させるようにする。
以下に６つの方式を具体例として詳しく説明する。

【００５９】（ａ）副走査方向２ドットの画像データを
加算する方式（１／２パルス分割）：方式１，２，３． 方式１〜３では、１ドットサイズを図９の（ａ）とし、
１画素サイズ（最小濃度単位）を図９（ｂ）とし、図１
０に示すようなドット形成マトリクスを設定して、該ド
ット形成マトリクスの数値の小さい所から順次パルスを
発生させていく。このときパルス幅変調（ＰＷＭ）によ
り１ドット内はハーフパルスに分け、フル（５０％dut
y）になった時点で次に大きい番号に移り、次のパルス
を発生させていく。この際、主走査方向のＥＶＥＮ／Ｏ
ＤＤ（以下、Ｅ／Ｏと略す）でＰＷＭの右位相／左位相
を切り替え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合す
る。書き込みの濃度発生のアルゴリズムを式で表現する
と以下のようになる。

【００６０】０≦ｄ₁＋ｄ₂≦１２７のとき Ｄ₁＝
ｄ₁＋ｄ₂， Ｄ₂＝０ １２８≦ｄ₁＋ｄ₂≦２５４のとき Ｄ₁＝１２７， Ｄ₂
＝ｄ₁＋ｄ₂−１２７ ２５５≦ｄ₁＋ｄ₂≦３８２のとき Ｄ₁＝ｄ₁＋ｄ₂−１
２７， Ｄ₂＝１２７ ３８３≦ｄ₁＋ｄ₂≦５１０のとき Ｄ₁＝２５５， Ｄ₂
＝ｄ₁＋ｄ₂−２５５

【００６１】上記の式でｄ₁，ｄ₂は隣接ドットの処理前
の入力画像データ（８ビットデータ）であり、Ｄ₁，Ｄ₂
は隣接ドットの処理後の画像データ（８ビットデータ）
である。この処理後の８ビットデータを、レーザプリン
タの半導体レーザ（ＬＤ）の書き込み信号とする。以
下、方式１〜３の具体例を示す。

【００６２】（方式１）ドット形成のアルゴリズム． １）副走査方向２ドットの濃度を加算。 ２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させ
る。 ３）主走査方向Ｅ／ＯでＰＷＭの右／左位相を切り替
え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。 ４）１ドット内をハーフパルスに分け、フル（５０％du
ty）になった時点で次の番号のＰＷＭを発生させる。

【００６３】本方式では図１０のドット形成マトリクス
を最小濃度単位で表現すると図１１のようになり、Ｄ₁
においては右位相で、Ｄ₁'においては左位相でパルスを
発生させ、図１０の１の部分に結合したパルスを発生さ
せていく（図１２（Ａ））。以下同様にして濃度に応じ
て図１０の２以降の部分にパルスを発生させていく。

【００６４】次に図１２，１３を参照して本方式による
ドット形成の詳細を示す。 濃度〜１／８（孤立２ドット）． 濃度が１／８迄の場合は、図１２（Ａ）に示すように、
主走査方向の奇数画素は右、偶数画素は左寄せにして、
ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパルスを
発生させる。 濃度〜１／４（孤立２ドット）． 濃度が１／８〜１／４では、図１２（Ｂ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜３／８（３００線万線）． 濃度が１／４〜３／８では、図１２（Ｃ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの１の部分と同位相で、２
の部分に結合したパルスを発生させる。 濃度〜１／２（３００線万線）． 濃度が３／８〜１／２では、図１２（Ｄ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの２の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜５／８． 濃度が１／２〜５／８では、図１３（Ａ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの１の部分のパルス幅を増
加させるように、３の部分に結合したパルスを発生させ
る。 濃度〜３／４． 濃度が５／８〜３／４では、図１３（Ｂ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの３の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜７／８． 濃度が３／４〜７／８では、図１３（Ｃ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの２の部分のパルス幅を増
加させるように、４の部分に結合したパルスを発生させ
る。 濃度〜１／１． 濃度が７／８〜１／１では、ドット形成マトリックスの
４の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyにな
るまでパルス幅を増加する。

【００６５】以上の方式１では、ハイライト部で孤立ド
ットにより規則的に再現できる、中濃度部で３００線万
線（６００ｄｐｉ）が得られる、孤立ドット、縦万線の
成長型で階調がリニアとなる、電位集中と飽和領域を増
やし安定性確保、バンディングに強い、などの特長が得
られる。

【００６６】（方式２）ドット形成のアルゴリズム． １）副走査方向２ドットの濃度を加算。 ２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させ
る。 ３）主走査方向Ｅ／ＯでＰＷＭの右／左位相を切り替
え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。 ４）１ドット内をハーフパルスに分け、フル（５０％du
ty）になった時点で次の番号のＰＷＭを発生させる。

【００６７】本方式では、方式１に対し、ドット形成マ
トリクスを副走査方向に同位相にして、ハイライト、高
濃度部の空間周波数を高くする。図１４にドット形成マ
トリクスを示す。図１４のドット形成マトリクスを最小
濃度単位で表現すると図１５のようになり、Ｄ₁におい
ては右位相で、Ｄ₁'においては左位相でパルスを発生さ
せ、図１４の１の部分に結合したパルスを発生させてい
く（図１６（Ａ））。以下同様にして濃度に応じて図１
４の２以降の部分にパルスを発生させていく。

【００６８】次に図１６，１７を参照して本方式による
ドット形成の詳細を示す。 濃度〜１／８（孤立１ドット）． 濃度が１／８迄の場合は、図１６（Ａ）に示すように、
主走査方向の奇数画素は右、偶数画素は左寄せにして、
ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパルスを
発生させる。 濃度〜１／４（孤立１ドット）． 濃度が１／８〜１／４では、図１６（Ｂ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜３／８（３００線万線）． 濃度が１／４〜３／８では、図１６（Ｃ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの１の部分と同位相で、２
の部分に結合したパルスを発生させる。 濃度〜１／２（３００線万線）． 濃度が３／８〜１／２では、図１６（Ｄ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの２の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜５／８． 濃度が１／２〜５／８では、図１７（Ａ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの１の部分のパルス幅を増
加させるように、３の部分に結合したパルスを発生させ
る。 濃度〜３／４． 濃度が５／８〜３／４では、図１７（Ｂ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの３の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜７／８． 濃度が３／４〜７／８では、図１７（Ｃ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの２の部分のパルス幅を増
加させるように、４の部分に結合したパルスを発生させ
る。 濃度〜１／１． 濃度が７／８〜１／１では、ドット形成マトリックスの
４の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyにな
るまでパルス幅を増加する。

【００６９】以上の方式２では、方式１に比べ、ハイラ
イト部が孤立１ドットに分散し、可視しにくい、高濃度
部で抜け（白地）のドットサイズが小さく、文字割れが
目立ちにくいという特長が得られる。

【００７０】（方式３）ドット形成のアルゴリズム． １）副走査方向２ドットの濃度を加算。 ２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させ
る。 ３）主走査方向Ｅ／ＯでＰＷＭの右／左位相を切り替
え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。 ４）１ドット内をハーフパルスに分け、フル（５０％du
ty）になった時点で次の番号のＰＷＭを発生させる。

【００７１】本方式では、方式２に対し、ドット形成マ
トリクスの高濃度再現ドットを分散して、高濃度部の空
間周波数を高く（文字割れを目立たなく）する。図１８
にドット形成マトリクスを示す。図１８のドット形成マ
トリクスを最小濃度単位で表現すると図１９のようにな
り、Ｄ₁においては右位相で、Ｄ₁”においては左位相で
パルスを発生させ、方式２と同様に図１８の１の部分に
結合したパルスを発生させていく。以下同様にして濃度
に応じて図１８の２以降の部分にパルスを発生させてい
く。

【００７２】次に図２０を参照して本方式によるドット
形成の詳細を示す。 濃度〜１／８（孤立１ドット）から濃度〜１／２
（３００線万線）までの濃度範囲では、方式２の図１６
（Ａ）〜図１６（Ｄ）と同様なドットパターンとなる。 濃度〜５／８． 濃度が１／２〜５／８では、図２０（Ａ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの１，２の部分のパルス幅
を増加させるように、３の部分に結合したパルスを発生
させる。 濃度〜３／４． 濃度が５／８〜３／４では、図２０（Ｂ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの３の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜７／８． 濃度が３／４〜７／８では、ドット形成マトリックスの
１，２の部分のパルス幅を増加させるように、４の部分
に結合したパルスを発生させる。 濃度〜１／１． 濃度が７／８〜１／１では、ドット形成マトリックスの
４の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyにな
るまでパルス幅を増加する。

【００７３】以上の方式３では、方式２に比べ、高濃度
部で抜け（白地）を千鳥状に分散しているので、文字割
れが目立ちにくいという特長が得られる。

【００７４】（ｂ）副走査方向２ドットの画像データを
加算する方式（１／４パルス分割）：方式４． 方式４では、方式３と同様に図２１に示すようなドット
形成マトリクスの数値の小さい所から順次パルスを発生
させていく。このとき１ドット内は１／２または１／４
パルスに分け、５０％dutyもしくは２５％dutyになった
時点で次に大きい番号に移り、次のパルスを発生させて
いく。この際、主走査方向Ｅ／ＯでＰＷＭの右位相／左
位相を切り替え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結
合する。書き込みの濃度発生のアルゴリズムを式で表現
すると以下のようになる。

【００７５】０≦ｄ₁＋ｄ₂≦１２７のとき Ｄ₁＝
ｄ₁＋ｄ₂， Ｄ₂＝０ １２８≦ｄ₁＋ｄ₂≦１９０のとき Ｄ₁＝１２７， Ｄ₂
＝ｄ₁＋ｄ₂−１２７ １９１≦ｄ₁＋ｄ₂≦２５４のとき Ｄ₁＝ｄ₁＋ｄ₂−６
３， Ｄ₂＝６３ ２５５≦ｄ₁＋ｄ₂≦３１８のとき Ｄ₁＝１９１， Ｄ₂
＝ｄ₁＋ｄ₂−１９１ ３１９≦ｄ₁＋ｄ₂≦３８２のとき Ｄ₁＝ｄ₁＋ｄ₂−１
２７， Ｄ₂＝１２７ ３８３≦ｄ₁＋ｄ₂≦５１０のとき Ｄ₁＝２５５， Ｄ₂
＝ｄ₁＋ｄ₂−２５５

【００７６】上記の式でｄ₁，ｄ₂は隣接ドットの処理前
の入力画像データ（８ビットデータ）であり、Ｄ₁，Ｄ₂
は隣接ドットの処理後の画像データ（８ビットデータ）
である。この処理後の８ビットデータを、レーザプリン
タの半導体レーザ（ＬＤ）の書き込み信号とする。以
下、方式４の具体例を示す。

【００７７】（方式４）ドット形成のアルゴリズム． １）副走査方向２ドットの濃度を加算。 ２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させ
る。 ３）主走査方向Ｅ／ＯでＰＷＭの右／左位相を切り替
え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。 ４）１ドット内をハーフまたは１／４パルスに分け、５
０％dutyもしくは２５％dutyになった時点で次の番号の
ＰＷＭを発生させる。

【００７８】本方式では、方式３に対し、図１８と同一
のドット形成マトリクス（図２１）にて２のduty２５％
で３の書き込みに移行し、中濃度部の文字割れを目立た
なくする。図２１のドット形成マトリクスを最小濃度単
位で表現すると図２２のようになり、Ｄ₁においては右
位相で、Ｄ₁”においては左位相でパルスを発生させ、
方式３と同様に図２１の１の部分に結合したパルスを発
生させていく。以下同様にして濃度に応じて図２１の２
以降の部分にパルスを発生させていく。

【００７９】次に図２３を参照して本方式によるドット
形成の詳細を示す。 濃度〜１／８（孤立１ドット）から濃度〜３／８
（３００線万線）までの濃度範囲では、方式３と同様に
ドットパターンを形成する。 濃度〜１／２． 濃度が３／８〜１／２では、図２３（Ａ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの２の部分に結合したパル
スが２５％dutyにて３に移行し、３の部分に結合したパ
ルスが２５％dutyにて１との結合で７５％まで増加させ
る。尚、ハイライトのマトリクスの配置を千鳥状に並べ
れば（１と２を入替え）、３、４の配置が交互に入れ替
わり方式３のようにさらにランダムに目立たさないよう
にできる。 濃度〜５／８． 濃度が１／２〜５／８では、図２３（Ｂ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの２の部分がＦＵＬＬの５
０％dutyになるまで結合したパルスを増加する。濃度
〜３／４以降は方式３と同様に行う。

【００８０】以上の方式４では、方式３に比べ中濃度の
文字割れを目立たなくすることができ、かつ方式３と同
様に高濃度部での抜け（白地）も分散しているので、文
字割れが目立ちにくいという特長が得られる。

【００８１】（ｃ）主走査方向２ドットの画像データを
加算する方式（１／２パルス分割）：方式５． 方式５では、１ドットサイズを図２４の（ａ）とし、１
画素サイズ（最小濃度単位）を図２４の（ｂ）とし、図
２５に示すようなドット形成マトリクスを設定して、該
ドット形成マトリクスの数値の小さい所から順次パルス
を発生させていく。このときパルス幅変調（ＰＷＭ）に
より１ドット内はハーフパルスに分け、フル（５０％du
ty）になった時点で次に大きい番号に移り、次のパルス
を発生させていく。この際、主走査方向のＥ／ＯでＰＷ
Ｍの右位相／左位相を切り替え、数値の同じ方向で書き
込みパルスを結合する。書き込みの濃度発生のアルゴリ
ズムを式で表現すると以下のようになる。

【００８２】０≦ｄ₁＋ｄ₂≦１２７のとき Ｄ₁＝
ｄ₁＋ｄ₂， Ｄ₂＝０ １２８≦ｄ₁＋ｄ₂≦２５４のとき Ｄ₁＝１２７， Ｄ₂
＝ｄ₁＋ｄ₂−１２７ ２５５≦ｄ₁＋ｄ₂≦３８２のとき Ｄ₁＝ｄ₁＋ｄ₂−１
２７， Ｄ₂＝１２７ ３８３≦ｄ₁＋ｄ₂≦５１０のとき Ｄ₁＝２５５， Ｄ₂
＝ｄ₁＋ｄ₂−２５５

【００８３】上記の式でｄ₁，ｄ₂は隣接ドットの処理前
の入力画像データ（８ビットデータ）であり、Ｄ₁，Ｄ₂
は隣接ドットの処理後の画像データ（８ビットデータ）
である。この処理後の８ビットデータを、レーザプリン
タの半導体レーザ（ＬＤ）の書き込み信号とする。以
下、方式５の具体例を示す。

【００８４】（方式５）ドット形成のアルゴリズム． １）主走査方向２ドットの濃度を加算。 ２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させ
る。 ３）ＰＷＭの右／左位相を切り替え、各画素の外側から
形成し、書き込みパルスを結合する。 ４）１ドット内をハーフパルスに分け、フル（５０％du
ty）になった時点で次の番号のＰＷＭを発生させる。

【００８５】本方式では主走査方向の連続画素で２×１
マトリクスを最小画素とし、ハイライト部は千鳥状のド
ットで再現される。図２５のドット形成マトリクスを最
小濃度単位で表現すると図２６のようになり、Ｄ₁にお
いては右位相で、Ｄ₁’においては左位相でパルスを発
生させ、図２５の１の部分に結合したパルスを発生させ
ていく（図２７（Ａ））。以下同様にして濃度に応じて
図２５の２以降の部分にパルスを発生させていく。

【００８６】次に図２７，２８を参照して本方式による
ドット形成の詳細を示す。 濃度〜１／８（孤立１ドット）． 濃度が１／８迄の場合は、図２７（Ａ）に示すように、
主走査方向の奇数画素は右、偶数画素は左寄せにして、
ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパルスを
発生させる。 濃度〜１／４（孤立１ドット）． 濃度が１／８〜１／４では、図２７（Ｂ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜３／８（３００線万線）． 濃度が１／４〜３／８では、図２７（Ｃ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの画素の外側から２の部分
に結合したパルスを発生させる。 濃度〜１／２（３００線万線）． 濃度が３／８〜１／２では、図２７（Ｄ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの２の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜５／８． 濃度が１／２〜５／８では、図２８（Ａ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの１の部分のパルス幅を増
加させるように、３の部分に結合したパルスを発生させ
る。 濃度〜３／４． 濃度が５／８〜３／４では、図２８（Ｂ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの３の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜７／８． 濃度が３／４〜７／８では、図２８（Ｃ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの２の部分のパルス幅を増
加させるように、４の部分に結合したパルスを発生させ
る。 濃度〜１／１． 濃度が７／８〜１／１では、ドット形成マトリックスの
４の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyにな
るまでパルス幅を増加する。

【００８７】以上の方式５では、ハイライト部で千鳥状
の孤立ドットにより規則的に再現できる、中濃度部で３
００線万線（６００ｄｐｉ）が得られる、孤立ドット、
縦万線の成長型で階調がリニアとなる、電位集中と飽和
領域を増やし安定性確保、バンディングに強い、などの
特長が得られる。

【００８８】（ｄ）主走査方向４ドットの画像データを
加算する方式（１／２パルス分割）：方式６． 方式６では、濃度１／４以下のハイライト部では４ドッ
ト分の画像データを加算し、それ以降のハイライト、ミ
ドル、シャドー部では主走査方向２ドットの画像データ
を加算する方式としている。以下、各々の方式別に説明
する。

【００８９】（ア）濃度１／４以下の時．１ドットサイ
ズを図２９（ａ）、１画素サイズ（最小濃度単位）を図
２９（ｂ）とし、図３０に示すようなドット形成マトリ
クスの数値の小さい所から順次パルスを発生させてい
く。このときパルス幅変調（ＰＷＭ）により１ドット内
はハーフパルスに分け、フル（５０％duty）になった時
点で次に同じ番号もしくは大きい番号に移り、次のパル
スを発生させていく。この際、主走査方向のＥ／ＯでＰ
ＷＭの右位相／左位相を切り替え、数値の同じ方向で書
き込みパルスを結合する。図３０のドット形成マトリク
スを最小濃度単位で表現すると図３１のようになり、Ｄ
₁においては左位相で、Ｄ₁’においては右位相でパルス
を発生させ、図３０の１の部分に結合したパルスを発生
させていく（図３４（Ａ））。以下同様にして濃度に応
じて図３０のもう一つの１の部分にパルスを発生させて
いく。書き込みの濃度発生のアルゴリズムを式で表現す
ると以下のようになる。

【００９０】０≦ｄ₁＋ｄ₂＋ｄ₃＋ｄ₄≦１２７のとき
Ｄ₁＝ｄ₁＋ｄ₂＋ｄ₃＋ｄ₄，Ｄ₂＝Ｄ₃＝Ｄ₄＝０ １２８≦ｄ₁＋ｄ₂＋ｄ₃＋ｄ₄≦２５４のとき Ｄ₁＝１
２７，Ｄ₂＝ｄ₁＋ｄ₂＋ｄ₃＋ｄ₄−１２７，Ｄ₃＝Ｄ₄＝
０

【００９１】上記の式でｄ₁，ｄ₂，ｄ₃，ｄ₄は隣接ドッ
トの処理前の入力画像データ（８ビットデータ）であ
り、Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄は隣接ドットの処理後の画像デ
ータ（８ビットデータ）である。この処理後の８ビット
データを、レーザプリンタの半導体レーザ（ＬＤ）の書
き込み信号とする。

【００９２】（イ）濃度１／４以上の時．１ドットサイ
ズを図２９（ａ）、１画素サイズ（最小濃度単位）を図
３２とし２ドット加算に切り替える。図３０のドット形
成マトリクスを最小濃度単位で表現すると図３３のよう
になり、Ｄ₁においては左位相で、Ｄ₁’においては右位
相でパルスを発生させ、図３０の２の部分に結合したパ
ルスを発生させていく（図３５（Ａ））。以下同様にし
て濃度に応じて図３０の３の部分にパルスを発生させて
いく。書き込みの濃度発生のアルゴリズムを式で表現す
ると以下のようになる。

【００９３】図２９（ｂ）に示す１画素サイズの表現で
ｄ₁＋ｄ₂＋ｄ₃＋ｄ₄＝２５４のとき、Ｄ₁＝Ｄ₂＝１２７
であるから、図３３の１画素サイズの表現に置き換える
と、ｄ₁＋ｄ₂＝１２７のとき、Ｄ₁＝１２７，Ｄ₂＝０で
あり、以降は、１２８≦ｄ₁＋ｄ₂≦３８２のとき Ｄ₁
＝ｄ₁＋ｄ₂−１２７，Ｄ₂＝１２７ ３８３≦ｄ₁＋ｄ₂≦５１０のとき Ｄ₁＝２５５，Ｄ₂＝
ｄ₁＋ｄ₂−２５５である。以下、方式６の具体例を示
す。

【００９４】（方式６）ドット形成のアルゴリズム． １）主副走査方向４ドットあるいは主走査方向２ドット
の濃度を加算。 ２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させ
る。 ３）ＰＷＭの右／左位相を切り替え、各画素の外側から
形成し、書き込みパルスを結合する。 ４）１ドット内をハーフパルスに分け、フル（５０％du
ty）になった時点で同じ番号あるいは次の番号のＰＷＭ
を発生させる。

【００９５】次に図３４〜３６を参照して本方式による
ドット形成の詳細を示す。 （ア）濃度１／４以下． −１：濃度〜１／１６（孤立１ドット）． 濃度が１／１６迄の場合は、図３４（Ａ）に示すよう
に、周囲４ドットの濃度データを加算し、画素上側の１
の部分から孤立ドットを発生させる。 −２：濃度〜１／８（孤立１ドット）． 濃度が１／１６〜１／８では、図３４（Ｂ）に示すよう
に、周囲４ドットの濃度データを加算し、画素上側の１
の部分が飽和（フル５０％duty）するまでパルス幅を増
加させる。 −１：濃度〜３／１６（孤立２ドット）． 濃度が１／８〜３／１６では、図３４（Ｃ）に示すよう
に、周囲４ドットの濃度データを加算し、画素上側の１
の部分が飽和後、画素下側の１の部分に残りドットを発
生させる。 −２：濃度〜２／８（孤立２ドット）． 濃度が３／１６〜２／８では、図３４（Ｄ）に示すよう
に、周囲４ドットの濃度データを加算し、画素下側の１
の部分が飽和（フル５０％duty）するまでパルス幅を増
加させる。

【００９６】（イ）濃度１／４以上． 濃度〜３／８（３００線万線）． 濃度が１／４〜３／８では、図３５（Ａ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの画素の外側から２の部分
に結合したパルスを発生させる。 濃度〜１／２（３００線万線）． 濃度が３／８〜１／２では、図３５（Ｂ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの２の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜５／８． 濃度が１／２〜５／８では、図３５（Ｃ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの１の部分のパルス幅を増
加させるように、３の部分に結合したパルスを発生させ
る。 濃度〜３／４． 濃度が５／８〜３／４では、図３５（Ｄ）に示すよう
に、ドット形成マトリックスの３の部分に結合したパル
スがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加す
る。 濃度〜７／８． 濃度が３／４〜７／８では、図３６に示すように、ドッ
ト形成マトリックスの２の部分のパルス幅を増加させる
ように、４の部分に結合したパルスを発生させる。 濃度〜１／１． 濃度が７／８〜１／１では、ドット形成マトリックスの
４の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyにな
るまでパルス幅を増加する。

【００９７】以上の方式６では、方式５に比べ、濃度１
／４以下のハイライト部では４ドット分の濃度を加算
し、孤立ドットを千鳥状に配列し、濃度１／４以上のハ
イライト部〜シャドー部では、主走査方向２ドットの画
像データを加算し、２ドットを千鳥状に配列するので、
より低濃度からハイライト部の再現性を向上することが
できる。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
画像形成装置は、光変調に少なくともパルス幅変調を含
む光書き込み手段と、隣接画素の画像データを演算する
手段と、その演算データにより特定画素から濃度を発生
する手段と、その濃度発生画素を主走査方向に変更する
手段と、その濃度発生画素を副走査方向に変更する手段
とを備えたことを特徴とするので（方式１〜６に対
応）、複数ドットの画像データを加算し特定画素から濃
度を発生させていき、パルス幅変調（ＰＷＭ）の右／左
位相を切り替えて電位集中と飽和領域の増加が達成でき
るため、ハイライト部における画像濃度を安定化して高
画質な画像形成を実現できる。また、これはバンディン
グの低減、画像ノイズの低減に効果がある。

【００９９】尚、隣接画素の画像データを演算する際、
副走査方向の隣接ドットの加算を行う場合には、特定画
素からの濃度発生の結果が、主走査方向の隣接ドットを
加算する方式に比べて元データの濃度の重心により忠実
な結果とすることができる。具体的には、図３７に示す
ように、（ａ）の副走査方向の隣接画素データを加算す
る場合は、元データの２ドットの重心に対し、対角（斜
め）位置からドットが発生し、その距離は１／√２ドッ
ト分なのに対し、（ｂ）の主走査方向の隣接画素データ
を加算する場合は、元データの２ドットの重心に対し、
端部位置からドットが発生し、その距離は１ドット分と
なる。

【０１００】請求項２に記載の画像形成装置は、光変調
に少なくともパルス幅変調を含む光書き込み手段と、隣
接画素の画像データを加算する手段と、その演算データ
により特定画素から濃度を発生する手段と、その濃度発
生画素を主走査方向に変更する手段とを備え、その濃度
発生画素を主走査方向に変更する手段により、主走査方
向の光書き込み信号を結合することを特徴とするので
（方式１〜６に対応）、ＰＷＭの右／左位相を適切に切
り替えて主走査方向の光書き込み信号を結合することに
より、主走査方向に関して孤立ドットが再現でき、電位
集中と飽和領域の増加が達成できるため、ハイライト部
で画像の安定性を確保することができる。

【０１０１】請求項３に記載の画像形成装置は、光変調
に少なくともパルス幅変調を含む光書き込み手段と、隣
接画素の画像データを加算する手段と、画素間を時分割
し、その加算データにより特定画素のある方向から濃度
を発生する手段と、その濃度発生位置を主走査方向に変
更する手段とを備え、その特定画素がある濃度に達した
時点で、第２の特定画素の濃度の発生に移行することを
特徴とするので（方式１〜６に対応）、特定画素の適切
な方向から濃度を発生していき、その特定画素の濃度が
一定基準に達してから次の特定画素の濃度を発生させる
ため（例えば、ドット再現が安定する１ドットが飽和す
る時点で次に移行させることにより）、特にハイライト
部で主走査方向に関して隣接するドットを互いに結合
し、孤立ドットとなるようにできるため、画像の安定性
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一構成例を示すデ
ジタルカラー複写機の概略構成図である。

【図２】図１に示すデジタルカラー複写機の画像処理部
の構成例を示す回路ブロック図である。

【図３】半導体レーザの多値変調方式の説明図である。

【図４】パルス幅変調方式とパワー変調方式を組み合わ
せた半導体レーザの多値変調方式の説明図である。

【図５】半導体レーザ多値変調時のパルス位置制御の説
明図である。

【図６】隣接画素の加算モードの説明図である。

【図７】画像の隣接画素データの加算と、加算データの
判別と分配及びドット位相制御を行う制御回路の構成例
を示すブロック図である。

【図８】画像の隣接画素データの加算と、加算データの
判別と分配及びドット位相制御を行った際のデータの遷
移の様子を示す図であり、（ａ）は低濃度部（４ドット
加算）の例、（ｂ）は中高濃度部（２ドット加算）の例
を示す図である。

【図９】本発明に係る方式１〜４における１ドットサイ
ズ及び１画素サイズ（最小濃度単位）の説明図である。

【図１０】本発明に係る方式１におけるドット形成マト
リクスを示す図である。

【図１１】本発明に係る方式１におけるドット形成マト
リクスを最小濃度単位で表現した図である。

【図１２】本発明に係る方式１におけるドット形成の説
明図である。

【図１３】本発明に係る方式１におけるドット形成の説
明図である。

【図１４】本発明に係る方式２におけるドット形成マト
リクスを示す図である。

【図１５】本発明に係る方式２におけるドット形成マト
リクスを最小濃度単位で表現した図である。

【図１６】本発明に係る方式２におけるドット形成の説
明図である。

【図１７】本発明に係る方式２におけるドット形成の説
明図である。

【図１８】本発明に係る方式３におけるドット形成マト
リクスを示す図である。

【図１９】本発明に係る方式３におけるドット形成マト
リクスを最小濃度単位で表現した図である。

【図２０】本発明に係る方式３におけるドット形成の説
明図である。

【図２１】本発明に係る方式４におけるドット形成マト
リクスを示す図である。

【図２２】本発明に係る方式４におけるドット形成マト
リクスを最小濃度単位で表現した図である。

【図２３】本発明に係る方式４におけるドット形成の説
明図である。

【図２４】本発明に係る方式５における１ドットサイズ
及び１画素サイズ（最小濃度単位）の説明図である。

【図２５】本発明に係る方式５におけるドット形成マト
リクスを示す図である。

【図２６】本発明に係る方式５におけるドット形成マト
リクスを最小濃度単位で表現した図である。

【図２７】本発明に係る方式５におけるドット形成の説
明図である。

【図２８】本発明に係る方式５におけるドット形成の説
明図である。

【図２９】本発明に係る方式６における１ドットサイズ
と、濃度１／４以下のハイライトにおける１画素サイズ
（最小濃度単位）の説明図である。

【図３０】本発明に係る方式６におけるドット形成マト
リクスを示す図である。

【図３１】本発明に係る方式６の濃度１／４以下におけ
るドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現した図で
ある。

【図３２】本発明に係る方式６の濃度１／４以上におけ
る１画素サイズ（最小濃度単位）の説明図である。

【図３３】本発明に係る方式６の濃度１／４以上におけ
るドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現した図で
ある。

【図３４】本発明に係る方式６の濃度１／４以下におけ
るドット形成の説明図である。

【図３５】本発明に係る方式６の濃度１／４以上におけ
るドット形成の説明図である。

【図３６】本発明に係る方式６の濃度７／８におけるド
ット形成の説明図である。

【図３７】隣接画素の画像データを演算する際に、副走
査方向の隣接ドットの加算を行う場合と、主走査方向の
隣接ドットの加算を行う場合の、元データの濃度の重心
と、出力データの濃度発生の重心を示す説明図である。

【図３８】１×２マトリクス及び２×１マトリクスの画
素の光書き込み方式を示す説明図である。

【図３９】１×２マトリクス及び２×１マトリクスの画
素における中間調領域を示すチャート図である。

【図４０】加算＋位相の制御を行う２ドット多値回路の
構成例を示すブロック図である。

【図４１】２ドット加算画素と主走査／副走査方向の面
積階調との組み合わせを示す説明図である。

【符号の説明】

１：感光体ドラム ２：転写ドラム ３：書き込みユニット ４：現像ユニット ９：定着器 １１：給紙カセット ５０：システムコントローラ ６０：同期制御回路 ７１：スキャナガンマ回路 ７２：平滑フィルタ ７３：色補正回路 ７４：ＵＣＲ／ＵＣＡ回路 ７５：セレクタ ７６：エッジ強調フィルタ ７７：プリンタガンマ回路 ７８：階調処理回路 １００：レーザプリンタ ４００：イメージスキャナ ６０１：ラインメモリ ６０２，６０３：ラッチ回路 ６０４：加算回路 ６０３：比較・配分・位相制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C262 AA05 AA24 AB07 BB10 BB14 BB18 BB20 BC07 2C362 AA03 BA03 CA02 CA11 CA38 5B057 CA01 CA08 CA16 CB01 CB08 CB16 CE13 5C074 AA05 BB03 CC22 CC26 DD04 DD06 DD07 DD14 FF05 FF15 5C077 LL02 LL09 MP01 MP08 NN06 NN07 NN17 PP15 PP33 PP48 TT03 TT06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多階調の画像信号を変調して画像を形成す
   る画像形成装置において、 光変調に少なくともパルス幅変調を含む光書き込み手段
   と、隣接画素の画像データを演算する手段と、その演算
   データにより特定画素から濃度を発生する手段と、その
   濃度発生画素を主走査方向に変更する手段と、その濃度
   発生画素を副走査方向に変更する手段とを備えることを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】多階調の画像信号を変調して画像を形成す
   る画像形成装置において、 光変調に少なくともパルス幅変調を含む光書き込み手段
   と、隣接画素の画像データを加算する手段と、その演算
   データにより特定画素から濃度を発生する手段と、その
   濃度発生画素を主走査方向に変更する手段とを備え、そ
   の濃度発生画素を主走査方向に変更する手段により、主
   走査方向の光書き込み信号を結合することを特徴とする
   画像形成装置。
3. 【請求項３】多階調の画像信号を変調して画像を形成す
   る画像形成装置において、 光変調に少なくともパルス幅変調を含む光書き込み手段
   と、隣接画素の画像データを加算する手段と、画素間を
   時分割し、その加算データにより特定画素のある方向か
   ら濃度を発生する手段と、その濃度発生位置を主走査方
   向に変更する手段とを備え、その特定画素がある濃度に
   達した時点で、第２の特定画素の濃度の発生に移行する
   ことを特徴とする画像形成装置。