JP3306520B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、隣接画素の濃度分布
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、特殊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２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。また、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や、注目画素
に隣接する画素の濃度分布に対応した記録位置を変位さ
せる記録位置変調を行うことが必要となっていた。

【０００６】しかし、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、
文字が不鮮明になり、記録位置変調を行うとモアレ縞が
現れて解像度が低下す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モア
レ縞の発生を低下させ、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、注目画素に
隣接する画素の濃度を用いて画素中心と画素間に対応す
る濃度分布を演算し、該演算された濃度分布に基づいて
第１と第２の走査を行うレーザ光学系を備え、前記第１
の走査は画素中心を記録し、前記第２の走査は画素間を
記録する画像形成装置において、基準クロックに基づい
て画素クロックと同周期で画素中央に頂点を有する第一
の三角波の波形成形を行う第一の三角波発生回路と、前
記第一の三角波と異なる位相と周期を有する第二の三角
波の波形成形を行う第二の三角波発生回路を有し、前記
第一と第二の三角波発生回路で波形成形された三角波を
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５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
動するドラム状の支持体上に感光体層を設けたドラム状
感光体（以下、単に感光体という。）401と、該感光体4
01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７に示す。

【００１３】感光体401は、図７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401Ａからの注入
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-
188975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、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６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。また露光部の感光体電
位は10Ｖ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６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６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Ｋ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
濃度データに基づいて、画素中央と画素間の画像濃度デ
ータに変換し、これによって２行のドットの書込みを行
うと共に、画素クロックの２倍の周期を有しその1/2周
期遅れた三角波を参照波としてパルス幅変調を行うこと
によって、画素間から広がるドットと画素中央から広が
るドットによる画像の書込み位置を変位させた画像形成
を行ったものである。この画像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】本発明においてはこのＲＥ処理は、注目
画素の濃度データが第１の閾値以上すなわち、特定の濃
度以上に対して行う。すなわち、ハイライト部に対応す
る領域多くは原稿の背景部に対してはＲＥ処理は行わ
ず、ｍ×ｎの小画素は均一濃度とする。ＣＲＴの場合は
このデータ表示が可能である。

【００２８】しかし、後に記すレーザ記録の場合は、均
一表示が困難であることから、濃度中心が中央にある参
照波を選択する。このことにより、ハイライト部での均
一性を保ちノイズイな画像の発生を防止できる。

【００２９】一方、高濃度部の場合で、濃度勾配が大
の場合、濃度の記録位置が中央にないとした参照波を選
択すると隣接画素にまたがってドットが形成されてしま
う。

【００３０】これによる濃度変動と画素間の記録ドット
つぶれを防止するために高濃度部においても特定の第２
の閾値以上の場合は、濃度中心が中央にある参照波を選
択する。

【００３１】ＣＲＴの場合は均一表示が可能であること
からｍ×ｎの小画素は均一濃度として処理する。すなわ
ち、ＲＥ処理は行わない。

【００３２】すなわち、注目画素に隣接する画素の濃度
データに対応して決定した該注目画素内の濃度分布デー
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、注目画素の特定濃度データが第１の閾値以上の
場合に対して、前記決定された濃度分布により画像形成
を行うことを特徴とするカラー画像形成装置である。

【００３３】さらに前記画素の特定濃度データが第２の
閾値以下の場合に対して、前記決定された濃度分布によ
り画像形成を行うことを特徴とするカラー画像形成装置
が好ましい。

【００３４】図10（ａ）は上記注目画素をｍ５とし、注
目画素ｍ５を４×４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ある。
注目画素の座標を（ｉ，ｊ）とすると、隣接画素の座標
は図10（ａ）に示すようにそれぞれ（ｉ−１，ｊ−１）
〜（ｉ＋１，ｊ＋１）となる。図10（ｂ）は注目画素ｍ
５を４×４の小部分に分割した場合の16個の各小画素を
Ｓ511〜Ｓ544で表した場合を示す拡大図である。ｍ１〜
ｍ９及びＳ511〜Ｓ544はその部分の濃度をも表すものと
する。

【００３５】本発明におけるＲＥ処理を詳しく説明す
る。上記注目画素ｍ５を４×４の小画素に分割する場合
を例にとると、各小画素の内Ｓ511にはｍ1の濃度を反映
させ、Ｓ521,Ｓ531にはｍ2の濃度を反映させ、Ｓ541に
はｍ3の濃度を反映させ、Ｓ512にはｍ4の濃度を反映さ
せ、Ｓ522,Ｓ532にはｍ5の濃度を反映させ、Ｓ542には
ｍ6の濃度を反映させる。また、Ｓ513にはｍ4の濃度を
反映させ、Ｓ523,Ｓ533にはｍ5の濃度を反映させ、Ｓ54
3にはｍ6の濃度を反映させ、Ｓ514にはｍ7の濃度を反映
させ、Ｓ524,Ｓ534にはｍ8の濃度を反映させ、Ｓ544に
はｍ9の濃度を反映させるように濃度分配を行う。従っ
て、Ｓ511〜Ｓ544の濃度は数１の式によって決定され
る。

【００３６】

【数１】

【００３７】数式中、Ｋ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。

【００３８】上式の前項は、注目画素ｍ５の濃度にＫを
乗じた分を、Ｓ511にはｍ1の、Ｓ521、Ｓ531にはｍ2
の、Ｓ541にはｍ3の、Ｓ512,Ｓ513にはｍ4の、Ｓ522,Ｓ
532,Ｓ523,Ｓ533にはｍ5の、Ｓ542,Ｓ543にはｍ6の、Ｓ
514にはｍ7の、Ｓ524,Ｓ534にはｍ8の、Ｓ544にｍ9の濃
度の割合に応じて振り分けたものである。

【００３９】後項のＳ０＝（１−Ｋ）×ｍ５／16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。

【００４０】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であ
り、図２は本実施例の画像データ処理回路を示すブロッ
ク図、図３は本実施例の変調回路を示すブロック図，図
４は本実施例の２てい倍反転回路のブロック図とそのタ
イムチャートを示すものである。

【００４１】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。

【００４２】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。また、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。このよう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。

【００４３】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、画像デー
タ変換回路240、セレクト回路250Ａ,250Ｂ、セレクト回
路251、変調回路260Ａ,260Ｂ、基準クロック発生回路28
0、２てい倍反転回路281、基準三角波発生回路290、三
角波Ｂ発生回路291等から構成される。

【００４４】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。

【００４５】読出し回路220は、走査先頭の信号である
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、画像データ変換回路240及び画像判別回路2
31に送出する。

【００４６】ラッチ回路230は、後述する画像データ変
換回路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。

【００４７】基準クロック発生回路280は、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、基準三角波発生回路290、２てい倍反転回路28
1、セレクト回路251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。

【００４８】図４（ａ）は２てい倍反転回路281の構成
を示すブロック図、図４（ｂ）は各部における波形を示
すタイムチャートである。２てい倍反転回路281は図４
（ａ）にその一例を示すように、90°遅延させる遅延線
2811、Ｅx-ＯＲ素子2812、反転増幅器2813よりなり、入
力端子281aに基準クロックDCK₀（イ）が入力されると、
図４（ｂ）に示すように遅延線2811によって90度(1/4周
期)遅延した基準クロック（ロ）と基準クロック（イ）
がＥx-ＯＲ回路2812によって排他的論理和がとられ周波
数２倍のクロック（ハ）が得られる。このクロックは反
転増幅器2813により反転され図４（ｂ）の（ニ）に示す
クロック信号（これをＢクロックという）が出力端子28
1bから出力される。

【００４９】基準三角波発生回路290は基準クロックDCK
₀に基づいて画素クロックと同周期で画素中央に頂点を
有する基準の三角波φ₀の波形成形を行う。また、三角
波Ｂ発生回路291は図４（ｂ）の（ニ）に示すＢクロッ
クが入力されて図４（ホ）に示す位相と周期を有する三
角波ＢφBを生成する。

【００５０】セレクト回路250Ａ,250Ｂは上記基準三角
波φ₀と三角波ＢφBの入力端子を有し、後述する画像判
別回路231からの選択信号により上記三角波の内の１つ
を選択して出力端子より変調回路260Ａ,260Ｂの入力端
子Ｔに送出する。

【００５１】また、セレクト回路251は前記基準クロッ
クDCK₀とＢクロックの入力端子を有し、画像判別回路23
1からの選択信号により上記クロックの内の１つを選択
して出力端子より変調回路260Ａ,260Ｂの入力端子ＣＫ
に送出する。

【００５２】変調回路260Ａ,260Ｂ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又は三角波ＢφB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DCK₀又は、Ｂクロックに
同期してＤ／Ａ変換回路261でＤ／Ａ変換し、セレクト
回路250Ａ,250Ｂから入力される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。

【００５３】画像データ変換回路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走査ライン分ず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
分の画像濃度データには１ライン走査時間の遅延をか
け、最後の１走査ライン分の画像濃度データには遅延を
かけない。さらに、各画像濃度データには、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。

【００５４】演算処理回路241 においては、前記ＲＥ処
理に基づいてｍ5及びｍ8の小画素の濃度データを演算す
る。得られるｍ8の小画素の濃度データは、ｍ5の小画素
と同じ順序でＳ811〜Ｓ844と呼ぶことにする。同様にｍ
4，ｍ6，ｍ7，ｍ9のｍ5に隣接する部分の小画素をＳ441
〜Ｓ444、Ｓ611〜Ｓ614,Ｓ741,Ｓ911と呼ぶ。そして、
図11のＳ442,Ｓ443,Ｓ512,Ｓ513の和、Ｓ522,Ｓ523,Ｓ5
32,Ｓ533の和、Ｓ542,Ｓ543,Ｓ612,Ｓ613の和を第１の
走査である第１走査ライン用の濃度データとして演算さ
れMTF補正回路232等を経て変調回路260Ａに出力され、
Ｓ444,Ｓ741,Ｓ514,Ｓ811の和、Ｓ524,Ｓ821,Ｓ534,Ｓ8
31の和、Ｓ544,Ｓ841,Ｓ614,Ｓ911の和を第２の走査で
ある第２走査ライン用の濃度データとして演算されMTF
補正回路232等を経て変調回路260Ｂに出力される。以上
の濃度データをＡ濃度データと呼ぶことにする。

【００５５】また、画像判別回路231の信号によりＳ512
〜Ｓ543の２行の小画素を含む領域の濃度和を第１小走
査ライン用の濃度データとし、ｍ5とｍ8の隣接する小画
素Ｓ514〜Ｓ544とｍ8のＳ811〜Ｓ841の２行の小画素を
含む領域の濃度和を第２小走査ライン用の濃度データと
して演算され、それぞれMTF補正回路232等を経て変調回
路260Ｂに出力される。この濃度データをＢ濃度データ
と呼ぶことにする。

【００５６】上記２種類の濃度データに基づく２つの小
走査ラインの第１小走査ラインは元の画素（ｍ5）の中
心を走査し、第２小走査ラインはｍ5とｍ8の境界を走査
し、この２小走査で元の１走査分に相当する走査（ただ
し位置が1/4Ｌずれることになる）が行われることにな
る。

【００５７】なお、第２の走査は、画素ｍ5に隣接する
ｍ1,ｍ2,ｍ3の小画素Ｓ144,Ｓ214〜Ｓ244,Ｓ314,とＳ74
1,Ｓ511〜Ｓ541,Ｓ911等から求められた濃度データを用
いて、画素ｍ2とｍ5の境界を走査するようにしてもよ
い。

【００５８】また、演算処理回路241は必要に応じ各小
走査ライン用の濃度和に対応して各レーザドライバ301
Ａ,301Ｂの発光出力を制御する信号を送出するようにす
ることができる。これにより半導体レーザ431のレーザ
発光部431Ａ,431Ｂの最大発光量を制御して、記録濃度
のバランスを画像の種類に応じて変更し画質の向上を図
ることもできる。図17は半導体レーザの駆動電流とレー
ザ発光出力の関係の一例を示すグラフである。

【００５９】一方、画像判別回路231は注目画素の画像
データの値が第１、第２の閾値の間かその外の値である
かについて判別を行い、第１と第２との閾値内の値であ
るときは画像データ変換回路240にはＡ濃度データを出
力する信号を、セレクト回路250Ａ，250Ｂには三角波Ｂ
φBを出力する信号を送出する。第１と第２との閾値外
の領域であると判別された場合は、全色成分について、
前記Ｂ濃度データを送出する信号を画像データ変換回路
240に、基準三角波φ₀を出力する選択信号をセレクト回
路250Ａ,250Ｂに送出し、MTF補正回路232は作動させな
い。これにより読出し回路220より読出された閾値外の
画像濃度データの場合はMTF補正回路232による補正を受
けず、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,260Ｂに送出される。

【００６０】このことによりハイライト、高濃度部領域
においては画素中央のドットで画像形成が行われ、均一
性の高いノイズのない画像を形成できる。

【００６１】また、画像判別回路231は上記条件下でさ
らに画像が文字領域か中間調領域のいずれであるかにつ
いても判別を行う。この判別は、注目画素を含めた５×
５画素での濃度変化により行っている。濃度変化が大き
い場合、注目画素を文字領域と判別し、小さい場合は中
間調領域と判別する。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Ａ濃度データを
MTF補正回路232へ、三角波ＢφBを変調回路260Ａ,260Ｂ
に出力させる選択信号を画像データ変換回路240及びセ
レクト回路250Ａ,250Ｂ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MTF補正
やγ補正が行われないでラッチ回路230を介して変調回
路260Ａ,260Ｂに送出される。このことにより、色調に
変化のない鮮明な文字やエッジ部が再現される。

【００６２】中間調領域と判断した場合は、無彩色成分
すなわ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、他の成分については、Ｂ濃度データと
基準三角波φ₀を出力する選択信号を画像データ変換回
路240、セレクト回路250Ａ,250Ｂ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,260Ｂに送出され
る。

【００６３】さらにまた、画像判別回路231はＡ濃度デ
ータを用いる場合はＢクロック、Ｂ濃度データを用いる
場合は基準クロックDCK₀を出力する信号をセレクト回路
251に出力する。

【００６４】以上の判別処理により中間調領域におい
て、モアレ縞や色飛びのない画像を形成できると共に、
黒画像により画像に鮮鋭さとしまりを与える効果が生ま
れる。

【００６５】参照波の種類を、各記録色に対し共通に用
いることにより、画像の階調性の保証や色味の変化を防
止できる。なお、前記画像判別には、視覚的に一致する
Ｇ成分、あるいはＧ成分を有する無彩色データを用いる
のが好ましい。

【００６６】画像判別に使用するために、特定色例えば
Ｒ＋２Ｇ＋Ｂ（ここでＲは赤の濃度データ、Ｇは緑の濃
度データ、Ｂは青の濃度データである。）の濃度データ
に変換したものを用いている。便宜のため（Ｒ＋２Ｇ＋
Ｂ）の濃度データをＮで表すことにする。

【００６７】変調回路260Ａ,260Ｂ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２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。

【００６８】図13（ａ）〜（ｃ）はＡデータが三角波Ｂ
φBを参照波として記録位置変調される場合の信号を示
すタイムチャートである。

【００６９】図13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画像濃度データが画像データ変
換回路240によって処理変換されてＡデータとなったの
ち、MTF補正回路232、γ補正回路233、ラッチ回路230を
経て変調回路260Ａ,260Ｂに入力され、その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。

【００７０】（ｂ）はセレクト回路250Ａ,250Ｂから順
次出力される三角波ＢφBを示している。実線は上記三
角波、一点鎖線は上記アナログ値に変換された画像濃度
信号を示し、変調回路260Ａ,260Ｂにおける変調動作を
示している。

【００７１】（ｃ）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。以
上のように三角波ＢφBを参照波とし、上記画像データ
を変調すると、画素中央と共に画素間から広がる変調信
号を得ることができる。

【００７２】図14はＡデータが上記変調されたパルス幅
変調信号基づく第１小走査ラインによって形成される記
録ドットを示す図で、太い実線は画素境界線を表し、
（ａ）は主走査方向の画素中央のみに、（ｂ），（ｃ）
は主走査方向の画素中央と画素間に、（ｄ）は主走査方
向の画素間のみに記録ドットが形成された場合を示して
いる。第２小走査ラインによる走査は副走査方向の画素
間を同様に記録することになる。

【００７３】以上のような画像記録（書込み）によって
主走査方向と同時に副走査方向に対しても画素中央と画
素間に記録ドットを形成することが可能になる。

【００７４】図15はＢ濃度データを基準三角波φ₀によ
って変調した場合のタイムチャートを示している。この
場合は、画素中央からのみ広がる変調信号が得られる。

【００７５】ラスタ走査回路300は、δ遅延回路311、レ
ーザドライバ301Ａ,301Ｂ、図示しないインデックス検
出回路及びポリゴンドライバ等を備える。

【００７６】レーザドライバ301Ａ,301Ｂは変調回路260
Ａ,260Ｂからの変調信号で２個のレーザ発光部431Ａ,43
1Ｂ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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】半導体レーザアレイ431は図８に示すよう
に２個の発光部431Ａ,431Ｂが一定間隔でアレイ状に配
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８に示すように各
発光部431Ａ,431Ｂ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
（θ）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Ｓa，Ｓbは図９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の走査方向の位置は主走査
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260Ｂとレーザドライバ301Ｂとの間にδ遅
延回路311を挿入して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は主走査方向に対
して垂直に揃ったＳa,Ｓb′となって像露光し画像の記
録をすることができる。

【００８０】図12は上記２つの小走査の中心位置と露光
強度を示す図である。上記レーザスポットＳa,Ｓbは図1
2に示すように、その1つの中心は画素中心を、他の中心
は画素間を走査するようにされる。

【００８１】次に、図５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。

【００８２】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（８ビットのディジタル濃度デ
ータ）により前記変調された２本の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,
シリント゛リカルレンス゛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。

【００８３】次いでマゼンタデータ（８ビットのディジ
タル濃度データ）により前記変調された２本のレーザビ
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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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、ガイド及び搬送ベル
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。

【００８７】なお、本実施例において、ＲＥ処理の係数
Ｋの値を種々変更して実験した結果、Ｋの値は0.1〜0.9
の範囲で良好な画像が得られた。しかし、Ｋが小さい場
合は文字の鮮鋭性が不十分であり、Ｋ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Ｋ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。しかも低濃度部や
高濃度部にも悪影響が出ることはなかった。これは本方
法がこれら画素に対し記録位置変調を停止しており、実
効的にＫ＝０としているためである。

【００８８】本方法は、Ｋ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Ｋ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
Ｋ₁とし、中間調領域の場合をＫ₂とすると、 Ｋ₁＞Ｋ₂ とすることが好ましい。すなわち、画像が文字領域の場
合はＫの値を大きく好ましくは0.9〜0.4とし、中間調領
域の場合はＫの値を小さく0.6〜0.1とする。なお、Ｋ＝
０は記録位置変調を行わないことに対応している。

【００８９】なお、本実施例の他に、図１の２てい倍反
転回路281から反転増幅器2813を除いた２てい倍回路を
増加して４倍の画素クロックを用い、各小画素の副走査
方向の２つの小画素の和をとった画像データを前記三角
波ＢφBによって変調した変調信号に基づいて画像形成
を行うこともできる。図16はその場合の画像データ
（ａ）と三角波Ｂ（ｂ）によって得られる変調信号
（ｃ）を示している。

【００９０】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
ータ変換回路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変換回路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。

【００９１】なお、前記実施例は２個の発光部を有する
半導体レーザアレイ431を用い１度に２ラインの書込み
走査を行うものであるが、発光部１個の半導体レーザを
用い、例えば主走査速度を２倍にして副走査方向の走査
密度を２倍にして１本のレーザビームによる走査によっ
て前記と同様な画像記録を行うこともできる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
画像濃度データを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処理によ
り演算し、画素中央と画素間の画像濃度データに変換
し、これを画素クロックの２倍の周波数を有し、その1/
2周期遅れた三角波を参照波としてパルス幅変調を行う
ことによって、画素間から広がるドットと画素中央から
広がるドットによる２行のドットの書込みを行って主走
査方向及び副走査方向共に画素中央と画素間の画像記録
を行うことが可能となった。これによって、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、モアレ縞の発生を低下させ鮮
鋭度を向上させた、優れたカラー画像形成装置を提供す
ることができた。

【００９３】また、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の回路の画像データ変換回路の一例を示す
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】図１の２てい倍反転回路の一例を示すブロック
図である。

【図５】本発明の画像形成装置の概略構成を示す斜視図
である。

【図６】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７】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８】図４の実施例の半導体レーザアレイを示す図で
ある。

【図９】図７の半導体レーザアレイによる走査軌跡を示
す図である。

【図１０】ＲＥ処理を説明するため図である。

【図１１】本発明のＡ濃度データの記録単位を説明する
ための図である。

【図１２】本発明の２つの小走査の中心位置と露光強度
を示す図である。

【図１３】図１の実施例によるＡ濃度データを三角波Ｂ
による変調を行った場合の各信号を示すタイムチャート
である。

【図１４】図13の変調信号による主走査方向の画素中央
の画像記録状態を示す図である。

【図１５】Ｂ濃度データを基準三角波によって変調した
場合のタイムチャートである。

【図１６】４倍の画素クロックを用いた場合のタイムチ
ャートである。

【図１７】半導体レーザの駆動電流とレーザ発光出力と
の関係の一例を示すグラフである。

【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 画像データ変換回路 241 演算処理回路 250Ａ，250Ｂ，251 セレクト回路 260Ａ，260Ｂ 変調回路 280 基準クロック発生回路 281 ２てい倍反転回路 290 基準三角波発生回路 291 三角波Ｂ発生回路 300 ラスタ走査回路 400 画像形成装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−213360（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−155760（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−140550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−93269（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−42693（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/44 H04N 1/23 103

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】注目画素に隣接する画素の濃度を用いて画
   素中心と画素間に対応する濃度分布を演算し、該演算さ
   れた濃度分布に基づいて第１と第２の走査を行うレーザ
   光学系を備え、前記第１の走査は画素中心を記録し、前
   記第２の走査は画素間を記録する画像形成装置におい
   て、 基準クロックに基づいて画素クロックと同周期で画素中
   央に頂点を有する第一の三角波の波形成形を行う第一の
   三角波発生回路と、 前記第一の三角波と異なる位相と周期を有する第二の三
   角波の波形成形を行う第二の三角波発生回路を有し、 前記第一と第二の三角波発生回路で波形成形された三角
   波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。