JP3165922B2

JP3165922B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3165922B2
Application number: JP14201991A
Authority: JP
Inventors: 哲羽根田; 正三輪; 真和福地
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1991-06-13
Publication date: 2001-05-14
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JPH04226481A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、参照波信号により変
調した変調信号によりドット記録して中間調再現を行う
画像形成装置に関し、特に画像濃度データを変調する画
像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法による画像形成装置の分野に
おいて、原稿画像をスキャナで画像信号として読み取
り、当該画像信号に階調補正、Ａ／Ｄ変換し、シェーデ
ィング補正を施した画像濃度データを参照波信号で変調
して中間調再現されたディジタル画像を得ている。

【０００３】原稿画像をスキャナで読み取る画像信号
は、スキャナに組み込まれた固体撮像素子のアパーチャ
ーに起因して画像のエッジ部は中間調濃度として読み込
まれることになる。この画像信号から得られる画像濃度
データで感光体上に潜像形成を行う場合においては、当
該潜像のエッジ部に対応する記録画素は中間的な濃度の
場合記録画素中に平均的に記録することになるので画像
の鮮鋭度が低下して記録されることになる。これは画像
信号にＭＴＦ補正等を加えることによっても対処できな
い。

【０００４】一方Ｃ．Ｇやフォントデータから補間文字
や図形を作っても同様の問題がある。つまり、補間デー
タでエッジ部を中間濃度によりなめらかに補間した場合
エッジ部に対応する記録画素は、画素中に平均濃度とし
て記録されるため、記録されれば解像力が低下する。こ
のことから画像エッジ部で中間濃度処理が必要となる。
かかる課題に対する従来技術としてU.S.P4,847,641が
知られている。これはビットマップ展開された２値画像
に対し適用したものである。すなわち注目した画像エッ
ジ部に対し隣接画素の分布をマッチングテーブルを用
い、注目したエッジ部画素の画像濃度及び位置を再分配
するものである。

【０００５】しかし高画質画像を扱う際には画像データ
は多値画像となり、上記２値画像に対して行った場合と
異なり、注目画素には中間濃度情報が存在しているこ
とになる、マッチングテーブルの情報量が膨大とな
り、コストアップして高速処理が困難となる、という問
題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、多値の画像
データを効率的に扱い、高画質画像を得る画像形成装置
に関するもので、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、
スキャナ，ＣＧやフォントデータ等から作られる画像の
鮮鋭度を向上し、また走査ムラのない鮮鋭度の高い画像
形成装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、画像濃度デ
ータを参照波信号で変調した変調信号で複数のレーザを
発振して像形成体上に像形成する画像形成装置におい
て、隣接する画像の画像濃度分布検出回路と、前記検出
結果に基づいて画像濃度データと位相の異なる参照波と
レーザを選択的に組み合わせて画像濃度を変調する組み
合わせ変調手段とを備えることを特徴とする画像形成装
置によって達成される。

【０００８】

【０００９】

【実施例】本実施例の画像形成装置1000の構成について
説明する。

【００１０】図５(a)は本実施例の画像形成装置の概略
構成を示す斜視図である。

【００１１】カラー画像形成装置1000は、像形成体とし
てのドラム状感光体１を一様帯電した後にコンピュータ
又はスキャナからのディジタル画像濃度データをパルス
幅変調若しくは強度変調したスポット光によりドット状
の静電潜像を形成し、これをトナーにより反転現像して
ドット状のトナー画像を形成し、前記帯電，露光及び現
像工程を繰り返して感光体１上にカラートナー像を形成
し、該カラートナー像を転写し、分離、定着してカラー
画像を得る。

【００１２】画像形成装置1000は、矢印方向に回動する
ドラム状の感光体(以下、単に感光体という。)１と、該感
光体１上に一様な電荷を付与するスコロトロン帯電器２
と、走査光学系30、イエロー、マゼンタ、シアン及び黒
トナーを装填した現像器41〜44、クリーニング装置３等
とからなる。

【００１３】以下、各部構成について説明する。

【００１４】走査光学系30は、ページメモリ（図示せ
ず）からの画像濃度データで変調した変調信号で半導体
レーザアレイ31を発振させ、このレーザ光を所定速度で
回転するポリゴンミラー34で偏向させ、ｆθレンズ35及
びでシリンドリカルレンズ33,36によって一様帯電した
感光体１上面に微少なスポットに絞って走査するもので
あり、コーヒレントな光源として半導体レーザアレイ31
を設け、発光光学系としてコリメータレンズ32を設け、
偏向光学系としてポリゴンミラー34及びｆθレンズ35を
設け、ポリゴンミラー34による面倒れ補正光学系として
シリンドリカルレンズ33、36を設けてある。

【００１５】なお、走査光学系30は、インデックス検出
回路(図示せず)を備え、インデックスセンサ39からのイ
ンデックス信号により所定速度で回転するポリゴンミラ
ー34の面位置を検知し、主走査方向の周期によって、ラ
スタ走査方式で後に記す変調されたディジタル画像濃度
信号による光走査を行っている。

【００１６】半導体レーザアレイ31は、半導体レーザ31
a〜31cを基板上に例えば0.1mm間隔で配列したものであ
る。半導体レーザアレイ31はGaAlAs等が用いられ、最大
出力５mWであり、光効率25%であり、拡り角として接合
面平行方向８〜16°、接合面垂直方向20〜36°である。
又、カラートナー像を順次感光体１上に重ね合わせるの
で、着色トナーによる吸収の少ない波長光による露光が
好ましく、この場合のビームの波長は800nmである。

【００１７】図７は本画像形成装置に好ましく用いられ
る高γ感光体の具体的構成例を示す断面図である。

【００１８】以下に本実施例の高γ感光体の主な構成に
ついて説明する。感光体１は、図７に示すように導電性
支持体１Ａ、中間層１Ｂ、感光層１Ｃからなる。感光層
１Ｃの厚さは、5〜100μm程度であり、好ましくは10〜5
0μmである。感光体１は直径150mmのアルミニウム製の
ドラム状導電性支持体１Ａを用い、該支持体１Ａ上にエ
チレンー酢酸ビニル共重合体からなる厚さ0.1μmの中間
層１Ｂを形成し、この中間層１Ｂ上に膜厚35μmの感光
層１Ｃを設けて構成される。

【００１９】導電性支持体１Ａとしては、アルミニウ
ム、スチール、銅等の直径150mm程度のドラムが用いら
れるが、そのほか、紙、プラスチックフィルム上に金属
層をラミネートまたは蒸着したベルト状のもの、あるい
は電ちゅう法によって作られるニッケルベルト等の金属
ベルトであってもよい。また、中間層１Ｂは、感光体と
して±500〜±2000Ｖの高帯電に耐え、例えば正帯電の
場合はエレクトロンの導電性支持体１Ａから注入を阻止
し、なだれ現象による優れた光減衰特性が得られるよ
う、ホール移動性を有するのが望ましく、そのため中間
層１Ｂに例えば本出願人が先に提案した特願昭61-18897
5号明細書に記載された正帯電型の電荷輸送物質を10重
量%以下添付するのが好ましい。中間層１Ｂとしては、
通常、電子写真用の感光層に使用される例えば下記樹脂
を用いることができる。

【００２０】(1) ポリビニルアルコール(ポバール)、ポ
リビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル等
のビニル系ポリマー (2) ポリビニルアミン、ポリーＮ−ビニルイミダゾー
ル、ポリビニルピリジン（四級塩）、ポリビニルピロリ
ドン、ビニルピロリドンー酢酸ビニルコポリマー等の含
窒素ビニルポリマー (3) ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール等のポリエーテル系ポリ
マー (4) ポリアクリル酸およびその塩、ポリアクリルアンミ
ド、ポリーβーヒドロキシエチルアクリレート等のアク
リル酸系ポリマー (5) ポリメタアクリル酸およびその塩、ポリメタアクリ
ルアミド、ポリヒドロキシプロピルメタアクリレート等
のメタアクリル酸系ポリマー (6) メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロ
キシプロピルメチルセルロース等のエーテル繊維素系ポ
リマー (7) ポリエチレンイミン等のポリエチレンイミン系ポリ
マー (8) ポリアラニン、ポリセリン、ポリーＬ−グルタミン
酸、ポリー（ヒドロキシエチル）−Ｌ−グルタミン、ポ
リ−δ−カルボキシメチル−Ｌ−システイン、ポリプロ
リン、リジンーチロシンコポリマー、グルタミン酸ーリ
ジンーアラニンコポリマー、絹フィブロイン、カゼイン
等のポリアミノ酸類 (9) スターチアセテート、ヒドロキシンエチルスターチ、
アミンスターチ、フォスフェートスターチ等のでんぷん
およびその誘導体 (10) ポリアミドである可溶性ナイロン、メトキシメチル
ナイロン(８タイプナイロン)等の水とアルコールとの混
合溶剤に可溶なポリマー感光層１Ｃは基本的には電荷輸
送物質を併用せずに光導電性顔料よりなる0.1〜１μｍ
径のフタロシアニン微粒子と、酸化防止剤とをバインダ
ー樹脂とをバインダ樹脂の溶剤を用いてある0.1〜１μ
ｍ径のフタロシアニン微粒子に混合分散して塗布液を調
整し、この塗布液を中間層に塗布し、乾燥し、必要によ
り熱処理して形成される。

【００２１】また、光導電性材料と電荷輸送物質とを併
用する場合には、光導電性顔料と当該光導電性顔料の１
／５以下、好ましくは１／1000〜１/10(重量比)の少量
の電荷輸送物質とよりなり光導電性材料と、酸化防止剤
とバインダー樹脂中に分散させて感光層を構成する。

【００２２】本実施例ではカラートナー像を感光体に重
ね合わせるので走査光学系からのビームがカラートナー
像を遮蔽しないように長波長側に分光感度を有する感光
体が必要である。

【００２３】以下に本実施例の高γ感光体の光減衰特性
について説明する。

【００２４】図６は高γ感光体の特性を示す概略図であ
る。図において、Ｖ₁は帯電電位（Ｖ）、Ｖ₀は露光前の
初期電位(Ｖ)、Ｌ₁は初期電位Ｖ₀が４／５に減衰するの
に要するレーザビームの照射光量(μJ/cm²)、Ｌ₂は初期
電位Ｖ₀が１／５に減衰するのに要するレーザビームの
照射光量(μJ/cm²)を表す。

【００２５】Ｌ₂／Ｌ₁の好ましい範囲は 1.0≦Ｌ₂／Ｌ₁≦1.5 である。

【００２６】本実施例ではＶ₁＝1000(Ｖ)、Ｖ₀＝950
(Ｖ)、Ｌ₂／Ｌ₁＝1.2である。又露光部の感光体電位は1
0Ｖである。

【００２７】光減衰曲線が初期電位(Ｖ₀)を１／２にま
で減衰させた露光中期に相当する位置での光感度をＥ
_1/2とし、初期電位(Ｖ₀)を9/10まで減衰させた露光初期
に相当する位置での光感度をＥ_9/10としたとき、 (Ｅ_1/2)／(Ｅ_9/10)≧２好ましくは (Ｅ_1/2)／(Ｅ_9/10)≧５の関係を与える光導電性半導体が選ばれる。なお、ここ
では、光感度は微少露光量に対する電位低下量の絶対値
で定義される。

【００２８】当該感光体１の光減衰曲線は、図６に示す
ような光感度である電位特性の微分係数の絶対値が少光
量時に小さく、光量の増大と供に急峻に減衰する。具体
的には光減衰曲線が図６に示すように露光初期において
は、若干の期間Ｌ₁、感度特性が悪くてほぼ横這いの光
減衰特性を示すが、露光の中期Ｌ₁からＬ₂にかけては、
一転して超高感度となってほぼ直線的に下降する超高γ
特性となる。感光体１は具体的には＋500〜＋2000Ｖの
高帯電下におけるなだれ現象を利用して高ガンマ特性を
得るものと考えられる。つまり、露光初期において光導
電性顔料の表面に発生したキャリアは当該顔料と被覆樹
脂との界面層に有効にトラップされて光減衰が確実に抑
制され、その結果、露光の中期においてきわめて急激な
なだれ現象が生じると解される。

【００２９】図４は本実施例の画像処理装置からの変調
信号で潜像形成した際の模式図である。

【００３０】本実施例の画像形成装置1000は、ドットの
面積を変えることにより、階調表現している。また、上
述のようにコンピュータで作成されたあるいはスキャナ
で読み込まれる画像信号は、濃い画像濃度のエッジ部が
読取り画素にかかった場合相当した画素における信号は
均一画像における中間濃度と同様になる。全方向エッジ
検知を有するセレクト回路を採用しないで同一の参照波
を用いた場合、図４に示すようにエッジ部での記録は点
線で示すように画素中央部に孤立して形成されてしまう
ことになる。そこで、画像形成装置1000は、主走査方向
及び副走査方向に振ることにより、全方向に振って感光
体１上にドット状潜像を形成することを可能にしたもの
である。これにより、感光体１上で主/副走査方向を含
む全方向におけるエッジの方に寄せてエッジ部の点が記
録されることになる。このようにして静電潜像のエッジ
部における解像度を向上させる。

【００３１】図１は本実施例の画像形成装置に採用され
る画像処理回路の一実施例を示すブロック図であり、図
２は本実施例の変調回路を示すブロック図である。

【００３２】本実施例の画像処理回路は、走査光学系の
駆動回路を構成する回路であり、画像データ処理回路10
0、変調信号生成回路、ラスター走査回路からなる。
画像データ処理回路100は、フォントデータのエッジ部
を補間して出力する回路であり、コンピュータからなる
入力回路110、フォントデータ発生回路120、フォントデ
ータ記憶回路130、補間データ生成回路140からなり、入
力回路110からのキャラクタコード信号、サイズコード
信号、ポジションコード信号及びカラーコード信号をフ
ォントデータ発生回路120に送出する。フォントデータ
発生回路120は、４種の入力信号からアドレス信号を選
択してフォントデータ記憶回路130に送出する。フォン
トデータ記憶回路130はアドレス信号に対応する１文字
に対応するフォントデータをフォントデータ発生回路12
0に送出する。フォントデータ発生回路120はフォントデ
ータを補間するデータ生成回路140に送出する。補間デ
ータ生成回路140は、フォントデータのエッジ部に生じ
る画像濃度データのギザギザや飛びを中間濃度を用いて
補間してフレームメモリからなる画像濃度データ記憶回
路210へ送出する。又、発生色についてはカラーコード
に応じて、対応色を各Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの濃度データに
変換する。この様にして各色が同−形状で濃度の割合が
異なった状態でフォントが各フレームメモリ中にビット
マップ展開が行われる。

【００３３】本実施例の画像処理回路は、画像濃度デー
タをパルス幅変調した変調信号により半導体レーザアレ
イ31を駆動する回路であり、例えば縦、横及び斜めの全
方向に隣接する複数画素に対応する画素濃度データ間で
濃度勾配を検出し、感光体１上に結像するビームの結像
中心を主／副方向に振る機能を備えており、読出回路22
0、ラッチ回路230、全方向エッジ検出回路241、画像判
別回路242、セレクト回路243,245、変調回路260Ａ〜260
Ｃ、合成回路270、基準クロック発生回路280、遅延回路
群282、遅延回路291,292からなる。

【００３４】基準クロック発生回路280は、パルス信号
発生回路であり、画素クロックと同一の繰り返し周期の
パルス信号を発生し、便宜上このクロックを基準クロッ
クDCK₀という。

【００３５】遅延回路群282は、基準クロックDCK₀に１
／ｎ周期ずつ位相差を有する複数の画素クロックDCK₁,D
CK₂を生成する回路であり、ここでは基準クロックDCK₀
に対して1/3周期だけ位相差を遅らせた画素クロックDCK
₁及び基準クロックDCK₀に対して1/3周期だけ位相を進め
た画素クロックDCK₂を生成する。

【００３６】ここで、画像濃度データ記憶回路210は、
通常ページメモリ（以降、単にページメモリ210とい
う。)であり、ページ単位で記憶するＲＡＭ(ランダムア
クセスメモリ)であり、少なくとも１ページ(１画面分)
に相当する多値の画像濃度データを記憶する容量を有す
る。また、カラープリンタに採用される装置であるなら
ば、複数色、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の
色成分に対応する画像濃度信号を記憶するだけのページ
メモリを備えていることになる。

【００３７】読出回路220は、インデックス信号をトリ
ガとして基準クロックDCK₀に同期して例えば隣接する３
走査ラインの画像濃度データを横方向、上下方向、斜め
方向の全部方向エッジ検出回路241に読み出すと共に当
該３走査ライン中の記録する中央部の走査ラインに相当
する画像濃度データをラッチ回路230に送出する。

【００３８】ラッチ回路230は、全方向エッジ検出回路2
41の処理を実行している時間だけ、画像濃度データをラ
ッチする回路である。

【００３９】全方向エッジ検出回路241は、パラレル入
力される３走査ライン中の画像濃度データに対して全方
向、つまり縦、横及び斜め方向で隣接する複数画素に対
応する画像濃度データ間で逐次差分し、内蔵メモリから
当該差分結果に対応するセレクト信号を読み出してセレ
クト回路243,245の送出する。つまり、全方向エッジ検
出回路241は、３ラインの隣接する画像濃度データから
エッジに相当するデータを検出し、さらに、エッジの向
きを検出する。ここで、エッジの向きとは、画像濃度デ
ータにおいて、低濃度から高濃度への変化が存在する向
きであり、本実施例の画像形成装置1000は、エッジに相
当する潜像の記録装置を画像濃度の高い方に寄せて形成
する。

【００４０】本発明は参照波の選択に対して全方向エッ
ジ検出回路241による情報を用いると文字再現に対して
は良好な画像が得られるが、中間調再現についてはエッ
ジ部が強調される傾向が認められた。それ故、画像判別
とエッジ検出の情報を組み合せて参照波を選択するのが
更に好ましい。図１中に記載された破線部で示された画
像判別回路242は之を示している。

【００４１】画像判別回路242は画像が文字／中間調／
網点の何れであるかについて行い、文字や網点と判別さ
れた場合は先に説明した本発明のエッジ検出判定に基づ
いて参照波との組み合せを選択する。一方、中間調と判
別された場合は画素の中央から書き込まれる参照波との
組み合わせを選択する。即ち図１に示す実施例では変調
回路260Ａのみによって画像変調が行われる。上記の画
像判定やエッジ検出は複数のラインメモリを用意し二次
元情報に基づいて行うのが好ましい。このようにして更
に好ましい画像再現が得られた。

【００４２】なお、画像データと参照波とを組み合せる
回路としては、本発明以外に画像判別やエッジ検出の情
報に基づいて複数の参照波の中から選択したのち、選択
された参照波と画像データを合成して変調する構成とす
ることもできる。

【００４３】全方向エッジ検出回路241において、当該
差分値が特定値αとした時α以上である場合″＋１″を
出力し、−α以下である場合は″−１″を出力する。エ
ッジ以外の画像データすなわち微分値が−αから＋αの
間であれば、差分値は″０″とする。このようにして得
られた差分結果を仮に主走査方向において（−１，０）
であり、副走査方向において（０，−１）であり、左斜
め方向において(０，−１)であり、右斜め方向において
（０，０)であるならば、この組み合わせた場合の移動
位置をROM中の参照テーブルより読み出す、本例では、
この対応テーブルでは、組み合わせの入力データに対し
(＋１，−１）となって出力される。これにより記録位
置を主走査方向へ＋1/3、副走査方向で下方を走査する
レーザを選択して移動させる。又、主走査方向において
（０，−１）であり、副走査方向において（０，０）で
あり、左斜め方向において(０，０)であり、右斜め方向
において（０，０)であるならば、(−１，０）出力す
る。この場合は記録位置を主走査方向へ−1/3移動させ
る。

【００４４】セレクト回路243は、第１のセレクト回路
に相当するものであり、セレクト信号に応じて異なる出
力端子Ｄ₀〜Ｄ₂から画像濃度データを出力する。具体的
には″０″であれば、出力端子Ｄ₀から画像濃度データ
を送出し、Ｄ₁，Ｄ₂から送出する画像濃度データは白地
の画像濃度のものを送出する。″−１″であれば、出力
端子Ｄ₂から画像濃度データを送出し、Ｄ₀，Ｄ₁から送
出する画像濃度データは白地の画像濃度に対応する画像
濃度データを送出する。″＋１″であれば、出力端子Ｄ
₁から画像濃度データを送出し、Ｄ₀，Ｄ₂から送出する
画像濃度データは白地の画像濃度に対応する画像濃度デ
ータを送出する。

【００４５】変調回路260Ａ〜260Ｃは、図２に示すよう
同一の回路構成であり、Ｄ／Ａ変換回路261、コンパレ
ータ262、三角波発生回路263とからなり、セレクト回路
243から送出される画像濃度データを基準クロックDCK₀
に同期してＤ／Ａ変換回路261でＤ／Ａ変換し、基準ク
ロックDCK₀と同一周期の画素クロックを三角波発生回路
263で波形成形し、これらの信号をコンパレートしてパ
ルス幅変調信号を得る回路である。変調回路260Ａ〜260
Ｃは、いずれも基準クロックDCK₀で画像濃度データをＤ
／Ａ変換しており、三角波発生回路263に入力するクロ
ックの位相のみだけが異なっている。ここでは、三角波
発生回路263Ａ〜263Ｃの三角波基準クロックは基準クッ
ロクに１／３周期ずつ位相をずらすためのものであり、
これらの変調回路260Ａ〜260Ｃを選択することにより、
走査ラインとして連続する画像濃度データでエッジに相
当する部分に主走査方向でエッジ処理を施すことにな
る。詳細については後述する。

【００４６】合成回路270は、前述の変調回路260Ａ〜26
0Ｃからの変調信号を合成する回路である。

【００４７】セレクト回路245及び遅延回路291,292は半
導体レーザアレイ31を駆動するＬＤ駆動回路に相当す
る。LD駆動回路は、合成回路270からの変調信号でセレ
クト信号に基づいて選択した半導体レーザを発振させる
ことにより、走査光学系30から結像するビームを副走査
方向に寄せて結像する。

【００４８】セレクト回路245は、第２のセレクト回路
に相当するものであり、全方向エッジ検出回路241から
のセレクト信号により半導体レーザ31ａ〜31ｃのいずれ
か１つのみをオンする回路である。これにより副走査方
向にエッジ処理を実行する。詳細については後述する。

【００４９】遅延回路291,292は、半導体レーザアレイ3
1の基板の傾き及び走査光学系に起因する走査開始点の
遅延を防止する。

【００５０】上述の画像処理回路は、レーザプリンタに
適用したものを説明したが、これに限定されるものでな
く、スキャナからの画像濃度データの入力及び画像処理
を施す回路とすれば、複写装置等の他の画像形成装置に
適用することができる。半導体レーザアレイ31による
感光体１上でのレーザスポットを図５(b)に示す。

【００５１】図５(b)に示した半導体レーザアレイ31に
よるレーザスポットは、３個の発光素子を等間隔に有し
た半導体レーザアレイで、主走査方向に対して傾斜させ
て位置するようにし、感光体１上にレーザスポット31
ａ,31ｂ,31ｃを結像させるようにしたもので、半導体レ
ーザアレイ31の傾斜角度によってレーザスポットの結像
中心間間隔ｈが定まる。図に実線で示したレーザスポッ
ト31ａ,31ｂ,31ｃは遅延回路291,292を機能させないで
感光体１上にビームを結像させた状態を示している。遅
延回路291,292を機能させると、レーザスポット31ａは
一点鎖線で示したレーザスポット31ａ′に、レーザスポ
ット31ｂは一点鎖線で示したレーザスポット31ｂ′に遅
延し、レーザスポット31ａ′,31ｂ′,31ｃの結像中心の
位相は同一となる。

【００５２】図５(b)に示した実施例は主走査方向の一
画素中の走査数を３本とし、３個の発光素子からなる半
導体レーザアレイによって１回の走査で一画素分の走査
を行うようにしたものである。半導体レーザアレイの発
光素子数ｍと、主走査方向の一画素中の走査数ｍとを対
応する（等しくする）ようにすると、１回の走査によっ
て一画素分の走査が行われ、画素間で起こる走査ムラが
減ずることとなる。

【００５３】更にｍ個の発光素子よりなるレーザｈ≦
(Ｄ／ｍ)スポットの結像中心間間隔ｈと、一画素分の走
査幅Ｄとの間で、ｈ≦(Ｄ／ｍ)さらに好ましくはｈ＜
(Ｄ／ｍ)となるよう設定すると、隣接画素間での走査間
隔は(Ｄ／ｍ)以上となって、Ｄ／(ｍ＋２)＜ｈ＜(Ｄ／
ｍ)画素間でのビームの重なりは減少し、走査ムラを解
消して高解像度の画像が得られる。実験の結果では一般
にＤ／ｍ＋２＜ｈ＜Ｄ／ｍとすることが好ましい結果を
与える。ここでｍは２より大きい整数である。図５(ｂ)
に示した実施例（ｍ＝３に当たる）では、(Ｄ／５)＜ｈ
＜(Ｄ／３)の間になるよう半導体レーザアレイ31を傾け
て等間隔に設定した場合より、より走査ムラのない良好
な画像が得られた。

【００５４】図４は本実施例の画像処理装置からの変調
信号で潜像形成した際の模式図である。

【００５５】本実施例の画像形成装置1000は、ドットの
面積を変えることにより、階調表現している。また、画
像形成装置1000は、主走査方向及び副走査方向に振るこ
とにより、全方向に振って感光体１上にドット状潜像を
形成することを可能にしたものである。この走査を実行
するのは画像処理回路である。そこで、画像形成装置10
00は、上述のようにコンピュータで作成されたあるいは
スキャナで読み込まれる画像信号は、濃い画像濃度のエ
ッジ部が読取り画素にかかった場合相当した画素におけ
る信号は均一画像における中間濃度と同様になる。全方
向エッジ検知を有するセレクト回路を採用しないで同一
の参照波を用いた場合、図４に示すようにエッジ部での
記録は点線で示すように画素中央部に孤立して形成され
てしまうことになる。そこで、画像処理回路によれば主
/副走査方向を含む全方向におけるエッジの方に寄せて
エッジ部の点が記録されることになる。このように静電
潜像を形成することにより、エッジ部の解像度を向上す
る。

【００５６】次に画像処理回路の動作について説明す
る。

【００５７】図３(a)〜(i)は本実施例の画像処理回路の
各部信号を示すタイムチャートである。

【００５８】図において、(a)はページメモリ210からイ
ンデックス信号をトリガとして基準クロックDCK₀に基づ
いて読み出される１走査ライン分の画像濃度データの一
部を示している。この１走査ライン分の画像濃度データ
は読出回路220から同時に全方向エッジ検出回路241及び
ラッチ回路230に送出する。画像濃度データは、高レベ
ル側ほど淡い濃度を示しており、低レベル側ほど濃い濃
度を示している。(b)は主走査方向エッジ検出回路241の
状態を示している。図に示す様に連続する画像濃度デー
タの画素間のレベル変化つまり、微分値を出力する。こ
れにより、１走査ラインにおける画像濃度の傾きを検出
する。この微分値が絶対値α以上の場合を傾き有りと判
断する。更に、画像濃度のエッジ部の方向を検知する。
つまり、出力値が″正の値″であれば、主走査方向の左
に位置するエッジであることを示しており、出力値″負
の値″であれば、主走査方向の右側に位置するエッジで
あることを示している。この様にして他の方向のエッジ
検知も同様に行い、記録位置の主走査及び副走査方向へ
の移動位置をROMテーブルより決定する。出力値″０″
であれば、同一レベルの画像濃度データが連続している
ことを示している。この出力信号が前述のように基準ク
ロックDCK₀に基づいてセレクト回路243に送出される。

【００５９】一方、ラッチ回路230は、全方向エッジ検
出回路241の処理速度に相当する時間だけラッチしてセ
レクト回路243に送出する。セレクト回路243は、エッジ
検出回路241からのセレクト信号に基づいて異なる出力
端子から濃度データを送出する。以下（c)〜(d)は選
択される参照波と画像データの組合わせを示す。例とし
て（b)に示した主走査方向にしかエッジが存在しない場
合を示す。斜め方向にエッジが検出された場合は既に上
記した様にROMテーブルから組合わせる参照波とレーザ
が選択される。

【００６０】(c)は変調回路260Ａにおける変調動作を示
しており、変調回路260Ａには全方向エッジ検出回路241
からの出力値が正の値であるときのみ画像濃度データを
入力しており、全方向エッジ検出回路241からの出力値
が他の値では白地の画像濃度データが入力される。この
ときの三角波は基準クロックDCK₀に対し1/3周期だけ位
相の進んだクロックDCK₂より作られた繰り返し周期を同
一とする三角波である。これにより、変調回路260Ａか
らの出力信号は（f）に示すように基準クロックDCK₀と
による三角波でパルス幅変調した場合に比べて1/3周期
だけ進んだ変調信号を得ることになる。

【００６１】(d)は変調回路260Ｂにおける変調動作を示
しており、全方向エッジ検出回路241からのセレクト信
号が″０″である期間での画像濃度データを他の出力値
では白地の画像濃度データが入力してあり、(g)に示す
ような変調信号を出力する。

【００６２】(e)は変調回路260Ｃにおける変調動作を示
しており、全方向エッジ検出回路241からのセレクト信
号が負の値を示した期間に対し一画素前の画像濃度デー
タに対して処理を行い入力している。すなわち、全方向
エッジ検出回路241からの出力値が″−１″である場合
には画像濃度データを他の出力値では白地の画像濃度デ
ータが入力する。三角波は基準クロックDCK₀に対して1/
3周期だけ遅れた三角波である。これにより、変調回路2
60Ｃからの出力信号は(h)に示すように基準クロックDCK
₀による三角波でパルス幅変調した場合に比べて1/3周期
だけ遅れた変調信号を得ることになる。

【００６３】(i)は合成回路270から出力される変調信号
を示している。上述のようにして、本実施例における画
像処理回路は、画像濃度データからエッジ及びエッジの
向きを全方向エッジ検出回路241で検出することによ
り、ズレの主走査方向成分だけ寄せた１走査ライン単位
の変調信号をセレクト回路245のデータ端子に出力する
ことになる。

【００６４】次に、全方向エッジ検出回路241からのセ
レクト信号は遅延回路244で変調回路及び合成回路での
処理時間分だけ遅延されてセレクト回路245に送出す
る。セレクト回路245は、全方向エッジ検出回路241から
のセレクト信号に基づいて特定のレーザのみに濃度デー
タを送出し発光させる。セレクト回路245の出力端子
Ｄ₀,Ｄ₁からの変調信号は、遅延回路291及び292に主走
査方向における開始点のズレを補正するように遅延して
半導体レーザ31ａ,31ｂを発振させることになる。ま
た、半導体レーザアレイ31の発光点である半導体レーザ
31ａ〜31ｃは、走査光学系30により副走査方向に1/3画
素幅だけずれて結像される様に設定されているので、エ
ッジの存在する方向へ副走査方向成分をよせることにな
る。

【００６５】このように本実施例の画像形成装置1000
は、静電潜像のエッジ部を補正して形成することによ
り、エッジ部の解像度を向上することができる。

【００６６】以下に、画像形成装置1000の像形成プロセ
スについて説明する。

【００６７】先ず、スコロトロン帯電器２により感光体
１が一様帯電される。感光体１1上にイエローに対応す
る静電潜像が、フレームメモリ210中からのイエローデ
ータ(８bitのディジタル濃度データ)により光変調され
たレーザ光の照射により形成される。前記イエローに対
応する静電潜像は、第１の現像器41により現像され、感
光体１1上に極めて鮮鋭度の高い第１のドット状のトナ
ー像（イエロートナー像）が形成される。この第１のト
ナー像は記録紙Ｐに転写されることなく、感光体１上に
再びスコロトロン帯電器２により帯電が施される。次
いでマゼンタデータ(８bitのディジタル濃度データ)に
よりレーザ光が光変調され、該変調されたレーザ光が感
光体１上に照射されて静電潜像が形成される。この静電
潜像は、第２の現像装置42により現像されて、第２のト
ナー像（マゼンタトナー像）が形成される。前記と同様
にして第３現像装置43により順次現像されて、第３のト
ナー像（シアントナー像）が形成され、感光体１上に順
次積層された３色トナー像が形成される。最後に第４の
トナー像（黒トナー像）が形成され、感光体１上に順次
積層された４色トナー像が形成される。

【００６８】本実施例の画像形成装置1000によれば、感
光体が優れた高ガンマ特性を有し、しかもこの優れた高
ガンマ特性がトナー像の上から帯電、露光現像の工程を
多数回にわたり繰り返しトナー像を重ね合わせて形成す
る場合にも潜像が安定して形成される。すなわち、ディ
ジタル信号に基づいてビームをトナー像の上から照射す
るとしてもフリンジのない高鮮鋭度の高いドット状の静
電潜像が形成され、その結果、鮮鋭度の高いトナー像を
得ることができる。

【００６９】これらの４色トナー像は、帯電器により感
光体１を帯電した後（省略してもよい）、給紙装置から
供給された記録紙Ｐ上に転写器の作用で転写される。

【００７０】転写トナー像を担持した記録紙Ｐは、分離
電極により感光体１から分離され、ガイドおよび搬送ベ
ルトにより搬送されて定着装置に搬入され加熱定着され
て排紙皿に排出される。

【００７１】また本実施例においては位相を０,±1/3に
ずらした３つの参照波を用いたがこの他の位相を用いた
参照波を用いることもできる。例えば位相を(０，±1/
4)あるいは（０，±1/6）などの値を用いることができ
る。又、３つ以上の参照波を用い、画像濃度やエッジ検
出出力に応じて随時使いわけることが好ましい。例えば
位相を（０，±1/6,±2/6）の場合の参照波を用いても
良い。そのようにすれば、画像濃度データに応じて位相
の異なる参照波を選択することにより隣接画像濃度と調
和した鮮鋭度の高い画像を得ることができる。

【００７２】一方Ｃ.Ｇやフォントデータから補間文字
や図形を作っても同様に対応することができる。つま
り、図１中画像データ処理回路100に示した様に補間デ
ータでエッジ部を中間濃度によりなめらかに補間する。
すなわち、多値データで展開し一旦画像濃度データ記憶
回路210に収納する。エッジ部に対応する記録画素は、
画素中に平均濃度としてメモリーに記録されるため、そ
のまま記録されれば解像力が低下する。このことから前
述した様に画像エッジ部に対し画素中の記録位置を変化
させる中間濃度処理を行うことにより鮮鋭な画像を得ら
れることになる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、画像濃度データを
参照波信号で変調した変調信号で複数のレーザを発振し
て像形成体上に像形成する画像形成装置において、隣接
する画像の画像濃度分布検出回路と、前記検出結果に基
づいて画像濃度データと位相の異なる参照波とレーザを
選択的に組合わせて画像濃度を変調する組み合わせ変調
手段とを備えることを特徴とする本発明の画像形成装
置、更に具体的には、画像濃度データを参照波信号で変
調した変調信号で半導体レーザアレイを発振して像形成
体上に像形成する画像形成装置において、隣接画素の濃
度分布検出手段として隣接する主走査及び副走査方向エ
ッジ検出回路を用い、前記検出結果に基づいて画像濃度
データと位相の異なる参照波と半導体レーザを選択的に
組合わせて画像濃度を変調する組合変調手段とを備える
ことにより、スキャナやＣＧ，フォントデータ等から作
られる画像の鮮鋭度を向上する画像形成装置を提供する
ことができた。

【００７４】又、本発明は前記組合変調手段は前記画像
濃度データを選択的に出力する第１のセレクタ回路と、
前記位相の異なる参照波で画像濃度データ変調する複数
の変調回路と、前記半導体レーザアレイのいずれか１の
みを選択的にオンする第２のセレクト回路とを備えたこ
とにより、スキャナやＣＧ，フォントデータ等から作ら
れる画像の鮮鋭度を向上する画像形成装置を提供するこ
とができた。

【００７５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置に採用される実施例のス
キャナを含めた画像処理回路のブロック図。

【図２】本実施例の変調回路を示すブロック図。

【図３】(a)〜(i)は本実施例の画像処理回路の各部信号
を示すタイムチャート。

【図４】本実施例の画像処理装置からの変調信号で潜像
形成した際の模式図。

【図５】(a)は本実施例の画像形成装置の概略構成を示
す斜視図、(b)はレーザアレイによる感光体上でのレー
ザスポットを示す図。

【図６】高γ感光体の特性を示すグラフ。

【図７】高γ感光体の具体的構成例を示す断面図。

【符号の説明】

１像形成体としての感光体 31 半導体レーザアレイ 241 全方向エッジ検出回路 243,245 セレクト回路 260Ａ〜260Ｃ変調回路 1000 画像形成装置 DCK₀ 基準クロック DCK₁,DCK₂ 位相差のある画素クロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/44 B41J 2/52 H04N 1/23 103 H04N 1/409

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像濃度データを参照波信号で変調した
変調信号で複数のレーザを発振して像形成体上に像形成
する画像形成装置において、隣接する画像の画像濃度分
布検出回路と、前記検出結果に基づいて画像濃度データ
と位相の異なる参照波とレーザを選択的に組み合わせて
画像濃度を変調する組み合わせ変調手段とを備えること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記組み合わせ変調手段は前記画像濃度
データを選択的に出力する第１のセレクタ回路と、前記
位相の異なる参照波で画像濃度データ変調する複数の変
調回路と、前記複数のレーザのいずれか１のみを選択的
にオンする第２のセレクト回路とを備えたことを特徴と
する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記複数のレーザは半導体レーザアレイ
であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成
装置。
【請求項４】前記検出回路は主走査及び副走査方向の
エッジ検出回路であることを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置。