JP3177782B2

JP3177782B2 - カラー画像形成装置

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Publication number: JP3177782B2
Application number: JP24337991A
Authority: JP
Inventors: 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 2001-06-18
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Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、隣接画素の分布を注
目した記録画素の濃度分布に反映させ高画質記録を行う
ものである。１画素分の画像データを隣接画素のデータ
を勘案してｍ×ｎ（横×縦）の小画素に分割したのち、
各行毎に重心を求め、この重心に応じて参照波の位相を
変位させ、この参照波信号により前記画素の濃度データ
を変調した変調信号によりｎ本の小走査ラインからなる
ドット記録を行って文字及び中間調再現を行うカラー画
像形成装置に関するものである。又、記録装置はプリン
タ装置や表示装置として用いられるものが対象である。

【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。従来これに
対しては画像信号に微分フィルタ、ラプラシアンフィル
タ等による鮮鋭化によるＭＴＦ補正が行われることが知
られている。しかしながら、これは画像のエッジ部のみ
を強調することになり、中間調画像の均一性は相対的に
低下してしまう。

【０００４】一方ＣＧ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滑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、記録された画像の解像力は低下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の理由から画像エ
ッジ部での実効的に作用する中間濃度処理が必要となっ
ていた。

【０００６】また、カラー画像形成装置においては各色
ごとに中間濃度処理を行うと、色調が変化するとか、文
字が不鮮明になるという問題点がある。

【０００７】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解像
度を向上し、高品位画像記録の行われるカラー画像形成
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の
４色の画像データに基づいて、各色の記録しようとする
注目画素の濃度を、該注目画素内に濃度分布があるとし
て注目画素を複数の走査方向及び副走査方向の小画素に
分割し、注目画素に隣接する画素の濃度データに対応し
て配分し決定した該注目画素内の分割された小画素から
成る濃度分布データにより、高密度画素記録を行うカラ
ー画像形成装置において、変調信号を生成し記録位置変
調を行う変調信号生成手段には、注目画素が中間調領域
であるか文字領域であるかを判別する画像判別手段が設
けられていて、前記画像判別手段による画像判別により
前記注目画素が中間調領域と判別された場合は、前記変
調信号生成手段は黒（ＢＫ）成分のみについて前記決定
された走査方向の小画素の濃度分布データにより濃度分
布の高濃度部にドットの書込み位置を変位して記録する
記録位置変調を、副走査方向に並列した複数の小画素列
に対して行い、ディジタル式の露光手段によって感光体
上に静電潜像を形成することを特徴とするカラー画像形
成装置（請求項１の発明）及び、イエロー（Ｙ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の４色の画像デ
ータに基づいて、各色の記録しようとする注目画素の濃
度を、該注目画素内に濃度分布があるとして注目画素を
複数の走査方向及び副走査方向の小画素に分割し、注目
画素に隣接する画素の濃度データに対応して配分し決定
した該注目画素内の分割された小画素から成る濃度分布
データにより、高密度画素記録を行うカラー画像形成装
置において、変調信号を生成し記録位置変調を行う変調
信号生成手段には、注目画素が中間調領域であるか文字
領域であるかを判別する画像判別手段が設けられてい
て、前記画像判別手段による画像判別により前記注目画
素が文字領域と判別された場合は、前記変調信号生成手
段は前記４色の成分に対して前記決定された走査方向の
小画素の濃度分布データにより濃度分布の高濃度部にド
ットの書込み位置を変位して記録する記録位置変調を、
副走査方向に並列した複数の小画素列に対して行い、デ
ィジタル式の露光手段によって感光体上に静電潜像を形
成することを特徴とするカラー画像形成装置（請求項２
の発明）によって達成される。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例であるカラー画像形成装置
400の構成について説明する。図４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。

【００１０】カラー画像形成装置400は、感光体を一様
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Ｄ／Ａ変換して得られたアナログ画
像濃度信号と参照波信号とを差動増幅して得られた変調
信号に基づいてパルス幅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上にカラートナー像を形
成し、このカラートナー像を記録紙上に転写し、感光体
より分離し、定着してカラー画像を得る。

【００１１】カラー画像形成装置400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。)401
と、該感光体401上に一様な電荷を付与するスコロトロ
ン帯電器402と、走査光学系430、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441〜444、スコロ
トロン帯電器からなる転写器462、分離器463、定着ロー
ラ464、クリーニング装置470、除電器474とからなる。

【００１２】本実施例に用いられる感光体401は高γ特
性を有する感光体で、その具体的構成例を図12に示す。

【００１３】感光体401は、図12に示すように導電性支
持体401Ａ、中間層401Ｂ、感光層401Ｃからなる。感光
層401Ｃの厚さは、5〜100μm程度であり、好ましくは10
〜50μmである。感光体401は直径150mmのアルミニウム
製のドラム状導電性支持体401Ａを用い、該支持体401Ａ
上にエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる厚さ0.1μm
の中間層401Ｂを形成し、この中間層401Ｂ上に膜厚35μ
mの感光層401Ｃを設けて構成される。

【００１４】導電性支持体401Ａ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、プラスッチ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401Ｂ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ＩＣ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401Ｂに例えば本出願人が先に提案した特願昭61-1889
75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。

【００１５】中間層401Ｂ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。

【００１６】(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-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-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、ポリアクリルアミド、ポリ-β-
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-Ｌ-グルタミン
酸、ポリ-（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-チロシンコポリマー、グルタミン酸-リジン-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、スターチアセテート、ヒドロキシエチル
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。

【００１７】感光層401Ｃ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、バインダー樹脂と
をバインダー樹脂の溶剤を用いて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。

【００１８】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。こ
の様な高γ感光体を用いることによりビーム径の広がり
にもかかわらず鮮鋭な潜像を形成することができ、高解
像力を有する記録が効果的に行われる。

【００１９】本実施例ではカラートナー像を感光体401
上に重ね合わせるので走査光学系からのビームがカラー
トナー像により遮蔽されないように赤外側に分光感度を
有する感光体及び赤外の半導体レーザが用いられる。

【００２０】次に本実施例に用いた高γ感光体の光減衰
特性について説明する。

【００２１】図11は高γ感光体の特性を示すグラフであ
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。

【００２２】Ｌ₂／Ｌ₁の好ましい範囲は、 1.0＜Ｌ₂／Ｌ₁≦1.5 である。

【００２３】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。

【００２４】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Ｅ1/
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Ｅ9/10としたとき、 (Ｅ1/2)／(Ｅ9/10)≧２好ましくは、 (Ｅ1/2)／(Ｅ9/10)≧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。

【００２５】当該感光体401の光減衰曲線は、図11に示
すように光感度である電位特性の微分係数の絶対値は少
光量時に小さく、光量の増大と共に急峻に増大する。具
体的には光減衰曲線が図11に示すように露光初期におい
ては、若干の期間感度特性が悪くてほぼ横這いの光減衰
特性を示すが、露光の中期から後期にかけては、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401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γ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、露光の中期以降において極めて急激ななだれ現
象が生じると解される。

【００２６】次に本発明のカラー画像形成装置について
説明するが、このカラー画像形成装置は、画像濃度デー
タの注目する１画素分をｍ×ｎ（横×縦）の小画素で形
成するようにし、該注目画素を含む隣接画素の濃度デー
タの分布を前記１画素内のｍ×ｎの小画素の分布に置き
換え、一定の定数Ｐを乗じた注目画素のデータを前記分
布に応じて分配することによって得られる小画素の画像
濃度データとに基づいて、小画素各行の参照波の位相を
変位させることによってｎ行のドットの書込み位置を変
位させて画像形成を行うものである。このドットの書込
み位置を変位させることを記録位置変調ということにす
る。また上記注目画素をｍ×ｎに分割した小画素の画像
濃度データに変換する処理を、解像力向上処理(ＲＥ処
理)ということにする。このＲＥ処理によって高密度記
録を行うことができる。この場合特に参照波に正確に応
答して潜像を形成するのに高γ感光体が有効である。

【００２７】図５(ａ)は上記注目画素をｍ５とし、注目
画素ｍ５を３×３に分割する場合の、注目画素ｍ５を含
む隣接画素をｍ１〜ｍ９として表した平面図で、図５
(ｂ)は注目画素ｍ５を３×３の小画素に分割した場合の
各小部分をｓ１〜ｓ９で表した場合を示す拡大図であ
る。ｍ１〜ｍ９及びｓ１〜ｓ９はその部分の濃度をも表
すものとする。

【００２８】ＲＥ処理を詳しくいうと、上記注目画素ｍ
５を３×３の小画素に分割する場合を例にとると、小画
素ｓiの濃度は次の式によって決定される。

【００２９】ｓi＝（９×ｍ５×Ｐ×ｍi／Ａ）＋（１−Ｐ）×ｍ５ここで、i＝1,2,・・・9 であり、ＰはＲＥ処理の強度
ともいうべき定数であり0.1〜0.9の範囲の数値が用いら
れる。Ａはｍ１〜ｍ９の総和である。

【００３０】上式において、（９×ｍ５×Ｐ×ｍi／
Ａ）の項は注目画素ｍ５の濃度にＰを乗じた分を隣接画
素の濃度の割合に応じて振り分けたものであり、（１−
Ｐ）×ｍ５の項は注目画素ｍ５の残りの濃度を各小画素
に均等に振り分けたものであり、ボケの要素を取り入れ
たことになる。

【００３１】図６は注目画素ｍ５を３×３に分割し、Ｐ
＝0.5とした場合の一例を示す図で、図６(ａ)は注目画
素ｍ５を含む隣接画素の濃度分布の例、図６(ｂ)はＰ＝
0.5として計算した注目画素ｍ５内の濃度分布を示す図
である。

【００３２】次に、注目画素ｍ５を２×２に分割する場
合の例を図７及び図８に示す。

【００３３】図７(ａ)は注目画素ｍ５を２×２に分割す
る場合の一例を示す図、図７(ｂ)は注目画素内の小画素
ｓ１〜ｓ４に関係する隣接画素の一例を示す図である。

【００３４】ｓ１,ｓ２,ｓ３,ｓ４の濃度の計算は数１
に従って行われる。

【００３５】

【数１】

【００３６】図８(ａ)は同じく注目画素ｍ５を２×２に
分割する場合の他の例を示す図、図８(ｂ)は注目画素内
の小画素ｓ１〜ｓ４に関係する隣接画素の他の例を示す
図である。ｓ１,ｓ２,ｓ３,ｓ４の濃度計算は数２に従
って行われる。

【００３７】

【数２】

【００３８】図１は本発明のカラー画像形成装置に用い
られる画像処理回路の一実施例を示すブロック図（注目
画素を３×３に分割する場合の例）であり、図２は本実
施例の参照波位相決定回路を示すブロック図、図３は本
実施例の変調回路を示すブロック図である。

【００３９】本実施例の画像処理回路1000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100、変調信号生成回路200、ラスター走査回路300か
らなる。

【００４０】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12
0、フォントデータ記憶回路130、補間データ生成回路14
0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
ォンドデータ発生回路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120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、対応色を各イエロー（Ｙ），マゼ
ンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（ＢＫ）の濃度データに
変換する。この様にして各色が同一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。

【００４１】変調信号生成回路200は、画像濃度データ
記憶回路210、読出し回路220、ラッチ回路230、画像判
別回路231、MTF補正回路232、γ補正回路233、参照波位
相決定回路240、セレクト回路250Ａ〜250Ｃ、変調回路2
60Ａ〜260Ｃ、基準クロック発生回路280、三角波発生回
路290、遅延回路群291等から構成される。

【００４２】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。

【００４３】読出し回路220は、インデックス信号をト
リガとして基準クロックDCK₀に同期して連続する１走査
ライン単位の連続する画像濃度データを画像濃度データ
記憶回路(ページメモリ)210 から読み出し、参照波位相
決定回路240、画像判別回路231及びMTF補正回路232に送
出する。

【００４４】ラッチ回路230は、後述する参照波位相決
定回路240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。

【００４５】基準クロック発生回路280はパルス発生回
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、読出し回路220、三角波発生回路290、遅
延回路群291、変調回路260Ａ〜260Ｃに出力する。便宜
上このクロックを基準クロックDCK₀という。

【００４６】290は三角波発生回路で基準クロックDCK₀
に基づいて画素クロックと同周期の参照波である基準の
三角波φ₀の波形成形を行う。また、遅延回路群291では
基準クロックDCK₀に対し一定周期ずつ（この例で１／６
周期ずつ）位相差を有する複数のクロックDCK₁〜DCKを
生成しこれに基づいて、位相の異なる参照波である三角
波φ₁〜φ₄（ここでは１／６周期遅れた三角波φ₁、２
／６周期遅れた三角波φ₂、１／６周期進んだ三角波
φ₃、２／６周期進んだ三角波φ₄）を出力する。

【００４７】セレクト回路250Ａ〜250Ｃは上記基準三角
波φ₀と位相のずれた三角波φ₁〜φ₄の入力部を有し、
後述する参照波位相決定回路240からの選択信号により
上記三角波の内の１つを選択して変調回路260Ａ〜260Ｃ
の入力端子Ｔに送出する。

【００４８】変調回路260Ａ〜260Ｃは、図３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と、前記の基準三角波φ₀または1/6周期づつ位
相をずらした三角波の入力部Ｔを有していて、ラッチ回
路230を経て入力される画像濃度データを基準クロックD
CK₀に同期してＤ／Ａ変換回路261でＤ／Ａ変換し、セレ
クト回路250Ａ〜250Ｃから入力された上記の三角波を参
照波としてコンパレートしてパルス幅変調信号を得る回
路である。

【００４９】参照波位相決定回路240は図２に示すよう
に１ライン遅延回路242、１クロック遅延回路243、演算
処理回路241からなり、１ライン遅延回路242によって、
上記１走査ライン分づつ送られてくる画像濃度データの
３走査ライン分の最初の１走査ライン分の画像濃度デー
タには２ライン走査時間の遅延を、中間の１走査ライン
分の画像データには１ライン走査時間の遅延をかける
(最後の１走査ライン分の画像データには遅延をかけな
い)。さらに各画像データには、１クロック遅延回路243
によって２基準クロック分又は１基準クロック分の遅延
をかけ、注目画素を含み注目画素に隣接した画素の総て
の画像濃度データを同時に演算処理回路241に送出す
る。

【００５０】演算処理回路241においては、前記ＲＥ処
理を行って小画素の濃度データを得る。得られる小画素
の濃度データは、図５のｓ１,ｓ２,ｓ３・・・を含む小
走査ラインと、ｓ４,ｓ５,ｓ６・・・を含む小走査ライ
ン及びｓ７,ｓ８,ｓ９・・・を含む小走査ラインに分け
られ、この小画素の３小走査ライン分で元の画素の１走
査ライン分に相当することになる。

【００５１】演算処理回路241 はさらに各小走査ライン
の元の１画素内の濃度データの重心を求める演算を行っ
て、その重心位置によって次のようにそれぞれ異なる選
択信号を出力端子OAよりセレクト回路250Ａ〜250Ｃに出
力する。即ち、画素ｍ５のｓ１,ｓ２,ｓ３（第１の小走
査ライン）の重心がｓ２の中央近傍にあるときは位相変
位のない基準三角波φ₀を選択する信号を、重心がｓ２
とｓ１の境界近傍にあるときは位相が１／６周期遅れた
三角波φ₁を選択する信号を、重心がｓ１の中央近傍に
あるときは位相が２／６周期遅れた三角波φ₂を選択す
る信号を、重心がｓ２とｓ3の境界近傍にあるときは位
相が１／６周期進んだ三角波φ₃を選択する信号を、重
心がｓ３中央近傍にあるときは２／６周期進んだ三角波
φ₄を選択する信号を出力端子OAよりセレクト回路250Ａ
に出力する。同様に出力端子OBからは画素ｍ５のｓ４,
ｓ５,ｓ６の濃度重心より決まる第２の小走査ラインの
三角波選択信号をセレクト回路250Ｂに、出力端子OCか
らは画素ｍ５のｓ７,ｓ８,ｓ９の濃度重心から決まる第
３の小走査ラインの三角波選択信号をセレクト回路250
Ｃに出力する。図９は上記位相の異なる三角波と前記注
目画素の関係の一例を示す図である。

【００５２】一方、画像判別回路231は画像が文字領域
か中間調領域のいずれであるかについて判別を行い、文
字や線画の文字領域であると判別された場合は、全色成
分について前記参照波位相決定回路240が選択する三角
波を変調回路260Ａ〜260Ｃに出力させる選択信号をセレ
クト回路250Ａ〜250Ｃに出力し、MTF補正回路232、γ補
正回路233は不作動として画像濃度データは無処理のま
まラッチ回路230を介して変調回路260Ａ〜260Ｃに送出
させる。このことにより、色調の変化のない鮮明な文字
やエッジ部が再現される。また、中間調領域と判断した
場合は、無彩色成分即ち黒色のデータについてのみ文字
領域と同様の選択信号を出力し、他の色成分については
参照波位相決定回路240が選択した三角波は出力せず、
基準三角波φ₀のみを出力する選択信号をセレクト回路2
50Ａ〜250Ｃに送出し、MTF補正回路232、γ補正回路233
を作動させる。これにより読出し回路220より読出され
た黒以外の画像濃度データはMTF補正回路232及びγ補正
回路233によって補正されたのちラッチ回路230を介して
変調回路260Ａ〜260Ｃに送出される。

【００５３】このことにより中間調領域において、モア
レや色飛びのない画像を形成できる一方、黒画像により
画像に先鋭さとしまりを与える効果が生まれる。

【００５４】変調回路260Ａ〜260Ｃでは前記選択された
参照波である三角波によりラッチ回路230を経て入力さ
れる画像濃度データの信号を変調してパルス幅変調した
変調信号を生成し、これらの変調信号の並列して連続す
る小走査ライン３本分(元画像濃度データの１ライン分)
を１単位としてラスタ走査回路300に送出する。

【００５５】次に変調信号生成回路200の動作について
説明する。

【００５６】図10(a)〜(ｄ)は記録位置変調される場合
の変調信号生成回路の各部信号を示すタイムチャートで
ある。

【００５７】図10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た画像濃度データがＤ／Ａ変換回路
261によりアナログ値に変換されたものの一部を示して
いる。高レベル側ほど淡い濃度を示し、低レベル側ほど
濃い濃度を示している。なお、ここで図示した１画素の
画像濃度は実際には細分化された複数の小画素の画像濃
度から構成され同一濃度ではないが、簡略化して同一濃
度として図示している。

【００５８】(ｂ)はセレクト回路250から順次出力さ
れ、遅延されたものを含む参照波である三角波を示して
いる。

【００５９】(ｃ)は上記三角波(実線)と、上記アナログ
値に変換された画像濃度信号(一点鎖線)を示し、変調回
路260Ａ〜260Ｃにおける変調動作を示している。

【００６０】(ｄ)はコンパレータ262によりコンパレー
トされて生成したパルス幅変調信号を示している。

【００６１】上記変調信号生成結果により、文字領域で
は元の隣接した画素の濃度データより注目画素内のｎ行
の小ドットの位置は元の文字や線画の線方向に沿った位
置に移動する記録位置変調が行われる結果、文字や画像
が鮮明に再現されることとなる。また上記の記録位置変
調は、中間調領域では色調の変化を防止するため黒成分
のみ行われ、他の色成分では位相変位のない三角波によ
る変調が行われることになる。

【００６２】さらに、参照波位相を順次副走査方向にず
らしていくことによりスクリーン角度の付いた網点に相
当するドットを構成することができる。例えば、スクリ
ーン角をイエロー成分では45°、マゼンタ成分では26.6
°、シアン成分では-26.6°、黒成分では０°にして色再
現の一様性を向上しモアレ縞の発生を防止することがで
きる。

【００６３】特に黒成分を０°にすることにより、上記
記録位相変調手段はそのまま変更せず用いることができ
るという利点を有する。

【００６４】ラスタ走査回路300は、２δ遅延回路311、
δ遅延回路312、レーザドライバ301Ａ〜301Ｃ、図示し
ないインデックス検出回路及び多面鏡ドライバ等を備え
る。

【００６５】レーザドライバ301Ａ〜301Ｃは変調回路26
0Ａ〜260Ｃからの変調信号で複数（この実施例では３
個）のレーザ発光部431Ａ〜431Ｃを有する半導体レーザ
アレイ431を発振させるものであり、半導体レーザアレ
イ431からのビーム光量に相当する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駆動する。

【００６６】インデックス検出回路は、インデックスセ
ンサ439からのインデックス信号により所定速度で回転
する回転多面鏡434の面位置を検知し、主走査方向の周
期によって、ラスタ走査方式で前記変調された画像濃度
信号による光走査を行っている。走査周波数2204.72Hz
であり、有効印字幅297mm以上であり、有効露光幅306mm
以上である。

【００６７】多面鏡ドライバは、直流モータを所定速度
で一様に回転させ、回転多面鏡434を16535.4rpmで回転
させるものである。

【００６８】半導体レーザアレイ431は図13に示すよう
に３個の発光部431Ａ〜431Ｃが等間隔にアレイ状に配置
されたものを使用する。通常発光部の間隔ｄは20μm以
下にすることが困難であるので、図13に示すように各発
光部431Ａ〜431Ｃの中心を通る軸を回転多面鏡434の回
転軸に平行で、かつ主走査方向に対して一定の角度に傾
けて設置する。このようにして半導体レーザアレイ431
によるレーザビームの感光体401上のレーザスポットｓ
a,ｓb,ｓcは図14に示すように上下に密接して走査する
ことができるようになる。しかし、このためそれぞれの
レーザスポットｓa,ｓb,ｓcの走査方向の位置は走査方
向に対してずれることになる。このずれを補正するため
に変調回路260Ａとレーザドライバ301Ａとの間には２δ
遅延回路311、変調回路260Ｂとレーザドライバ301Ｂと
の間にはδ遅延回路312を挿入してそれぞれ適当量遅延
させてタイミングを取ることによってずれを補正し、半
導体レーザアレイ431から発光したレーザスポットｓa,
ｓb,ｓcは走査方向に対して垂直に揃ったｓa′,ｓb′,
ｓcとなって記録することができる。ＲＥ処理が注目画
素を２×２の小画素に分割して行われる場合は２個の発
光部を有する半導体レーザアレイを用いる。

【００６９】また次に、図４に示した画像形成装置400
の画像形成プロセスについて説明する。

【００７０】先ず、スコロトロン帯電器402により感光
体401が一様帯電される。ドラム状感光体401上にイエロ
ーに対応する静電潜像が、画像濃度データ記憶回路210
中からのイエローデータ(８bitのディジタル濃度デー
タ)により前記変調されたレーザビームはシリンドリカ
ルレンズ433と回転多面鏡434，ｆθレンズ435，シリン
ドリカルレンズ436，反射ミラー437を経て照射により形
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441により現像され、感光体401上に極めて鮮鋭度
の高いドット状の第１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に転写され
ることなく、退避しているクリーニング装置470の下を
通過し、感光体401上に再びスコロトロン帯電器402によ
り帯電が施される。

【００７１】次いでマゼンタデータ(８bitのディジタル
濃度データ)により前記変調されたレーザビームが感光
体401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442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443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401
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401
上に順次積層された４色トナー像が形成される。

【００７２】本実施例の画像形成装置400によれば、感
光体401が優れた高γ特性を有し、しかもこの優れた高
γ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
ル信号に基づいてレーザ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。

【００７３】これらの４色トナー像は、給紙装置から供
給された記録紙上に転写器462の作用で転写される。

【００７４】転写トナー像を担持した記録紙は、分離器
463により感光体401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ローラ464に搬入され加熱定
着されて排紙皿に排出される。

【００７５】なお、本実施例において、ＲＥ処理の係数
Ｐの値を種々変更して実験した結果、Ｐの値は0.1〜0.9
の範囲で良好な画像が得られた。しかし、Ｐが小さい場
合は文字の鮮鋭性が不十分であり、Ｐが大きい場合は文
字や線画のエッジ部が強調され過ぎる結果が得られたこ
とから、好ましいＰの値の範囲は0.3〜0.7の範囲である
ことが判明した。これにより、原稿が文字や線画の場合
にはエッジ部分が鮮明に現れるようになり、小さな文字
でもその細部まで再現可能となった。しかも写真等の中
間調を有する場合にも悪影響が出ることはなかった。こ
れは本方法が中間調画像に対してはＰの値による作用が
小さいためである。

【００７６】本発明は、Ｐを一定として用いることもで
きるが、画像（文字領域や中間調領域）に応じてＰを変
化させて用いることが好ましい。文字領域の場合の値を
Ｐ₁とし、中間調領域の場合をＰ₂とすると、Ｐ₁＞Ｐ₂ とすることが好ましい。即ち、画像が文字などの場合は
Ｐの値を大きく好ましくは0.9〜0.4とし、中間調の場合
はＰの値を小さく0.6〜0.1とする。

【００７７】上述の画像データの流れは一旦ページメモ
リ210に収納したデータを出力するレーザプリンタとし
て説明したが、これに限定されるものではなく、画像デ
ータ処理回路100に代わりカラースキャナ151、Ａ／Ｄ変
換回路152、濃度変換回路153、マスキングUCR回路154等
から構成する画像データ処理回路150に代え、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。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、注目画素を小画素
に分割し、各小画素の濃度は、注目画素を含む隣接画素
の濃度データの分布に応じて注目画素の濃度を配分する
ＲＥ処理を施した画像データから、参照波信号の位相を
選択し、この参照波で注目画素の濃度信号を変調した記
録位置変調信号を生成し、さらに画像判別回路により画
像判別を行い、文字領域の場合は全色成分について記録
位置変調を行い、中間調領域では無彩色成分（黒）のみ
記録位置変調を行った変調信号によりカラー画像記録を
行うようにしたので、スキャナやＣＧあるいはフォント
データ等から作られるカラー画像の色調の変化を起こさ
ずに鮮鋭度を向上することのできる、優れたカラー画像
形成装置を提供することができた。

【００７９】また、上記方式は、単一の記録ビーム主走
査のみに適用できるが、さらに上記１画素を複数の記録
ビームで走査することと、高γ感光体を用いることによ
りさらに効果を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例の画像処理回
路のブロック図である。

【図２】図１の回路の参照波位相決定回路の一例を示す
ブロック図である。

【図３】図１の回路の変調回路の一例を示すブロック図
である。

【図４】本発明の画像形成装置の一例の概略構成を示す
斜視図である。

【図５】参照波位相決定に用いられるＲＥ処理を説明す
るため図である。

【図６】ＲＥ処理の注目画素を３×３に分割し、Ｐ＝0.
5とした場合の一例を示す図である。

【図７】ＲＥ処理の注目画素を２×２に分割する場合の
一例を示す図である。

【図８】ＲＥ示すの注目画素を２×２に分割する場合の
他の例を示す図である。

【図９】参照波の位相変位を説明するための図である。

【図１０】図１の実施例の変調信号生成回路の各部信号
を示すタイムチャートである。

【図１１】本実施例に用いられた高γ感光体の特性を示
すグラフである。

【図１２】本実施例に用いられた高γ感光体の具体的構
成例を示す断面図である。

【図１３】図４の実施例の半導体レーザアレイを示す図
である。

【図１４】図13の半導体レーザアレイによるレーザスポ
ットの走査軌跡を示す図である。

【符号の説明】

100 画像データ処理回路 200 変調信号生成回路 210 画像濃度データ記憶回路（ページメモリ） 220 読出し回路 230 ラッチ回路 231 画像判別回路 232 MTF補正回路 233 γ補正回路 240 参照波位相決定回路 241 演算処理回路 250Ａ〜250Ｃセレクト回路 260Ａ〜260Ｃ変調回路 280 基準クロック発生回路 290 三角波発生回路 291 遅延回路群 300 ラスタ走査回路 400 画像形成装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の４色の画像データに基づいて、
各色の記録しようとする注目画素の濃度を、該注目画素
内に濃度分布があるとして注目画素を複数の走査方向及
び副走査方向の小画素に分割し、注目画素に隣接する画
素の濃度データに対応して配分し決定した該注目画素内
の分割された小画素から成る濃度分布データにより、高
密度画素記録を行うカラー画像形成装置において、変調信号を生成し記録位置変調を行う変調信号生成手段
には、注目画素が中間調領域であるか文字領域であるか
を判別する画像判別手段が設けられていて、前記画像判別手段による画像判別により前記注目画素が
中間調領域と判別された場合は、前記変調信号生成手段
は黒（ＢＫ）成分のみについて前記決定された走査方向
の小画素の濃度分布データにより濃度分布の高濃度部に
ドットの書込み位置を変位して記録する記録位置変調
を、副走査方向に並列した複数の小画素列に対して行
い、ディジタル式の露光手段によって感光体上に静電潜
像を形成することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の４色の画像データに基づいて、
各色の記録しようとする注目画素の濃度を、該注目画素
内に濃度分布があるとして注目画素を複数の走査方向及
び副走査方向の小画素に分割し、注目画素に隣接する画
素の濃度データに対応して配分し決定した該注目画素内
の分割された小画素から成る濃度分布データにより、高
密度画素記録を行うカラー画像形成装置において、変調信号を生成し記録位置変調を行う変調信号生成手段
には、注目画素が中間調領域であるか文字領域であるか
を判別する画像判別手段が設けられていて、前記画像判別手段による画像判別により前記注目画素が
文字領域と判別された場合は、前記変調信号生成手段は
前記４色の成分に対して前記決定された走査方向の小画
素の濃度分布データにより濃度分布の高濃度部にドット
の書込み位置を変位して記録する記録位置変調を、副走
査方向に並列した複数の小画素列に対して行い、ディジ
タル式の露光手段によって感光体上に静電潜像を形成す
ることを特徴とするカラー画像形成装置。