JP3333964B2

JP3333964B2 - 画像形成方法

Info

Publication number: JP3333964B2
Application number: JP00084492A
Authority: JP
Inventors: 哲羽根田; 俊博本井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1992-01-07
Filing date: 1992-01-07
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2017-10-15
Also published as: JPH05181080A

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を行い文字及び中間調
再現を行う画像形成方法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読み取り、その画像信号
に階調補正、Ｄ／Ａ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、そ
の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】また、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。

【０００５】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。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。

【０００６】上記潜像を形成する方法として、記録信号
によって変調された１本又は複数本のレーザビームを微
小なスポットに絞られた形で走査するドット露光を行う
技術手段が知られている。

【０００７】かかる画像形成方法では、感光体ドラム上
のレーザビームのスポットの光強度分布は図11に示すよ
うにほぼガウス曲線になっていて、一定の閾値（ｓ）以
上の部分が現像されたときトナーが付着する電位変化を
起こすことになる。従って、上記レーザビームのスポッ
トによる潜像はスポットの光強度が変化すると現像され
るトナー像のドット（これをトナードットということに
する。）の径は変化する。また、発光時間が長くなると
図11の点線で示すように主走査方向だけではなく副走査
方向にも大きくなる。

【０００８】中間調画像を再現するには、画素に対応し
た濃度データに従って変化する変調信号を得て、この強
度変調信号によって半導レーザを駆動し、半導体レーザ
より発する強度の変化するレーザビームを感光体上に入
射させて潜像を形成すると潜像ドットの大きさが上記光
強度によって変化し多値化した微少な円形又は楕円形の
潜像を得ることができる。この潜像を現像して得られる
点状のトナードットは、印刷におけるスクリーンを用い
た網かけによって得られる網点と同様に階調性のある中
間調画像を形成することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の画像形
成方法において、従来レーザビームのスポット形状には
副走査方向に長い楕円が用いられていた。従って、かか
る形状のスポットによって形成されるトナードットは、
図12に示すように主走査方向に連結して縦縞構造が出現
し易く、写真などの中間調の人肌のような部分が非常に
見苦しくなるという問題点があった。

【００１０】本発明の目的は変調を行ったレーザビーム
走査による画像形成において、見苦しい縞構造の現れる
のを防止し、鮮鋭度を向上させ、画質の高い画像を得る
画像形成方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、感光体上を
走査露光するレーザ光学系と、画像処理回路を有する画
像形成装置において、前記レーザ光学系は、１画素中を
複数ラインで走査可能な複数のレーザ光学系で、前記複
数のレーザ光学系のそれぞれの楕円スポット形状は主走
査方向に長軸を有しており、前記画像処理回路は、少な
くとも基準クロック発生回路と遅延回路群と変調回路を
有し、前記基準クロック発生回路は、画素クロックと同
一のくり返し周期のパルス信号である基準クロックを発
生し、前記遅延回路群は、前記基準クロックに対し１／
ｎ周期ずつ位相差を有する画素クロックを生成して前記
変調回路へ出力し、少なくとも各ラインにおいて主走査
方向に記録位置変調を行うことを特徴とし、さらには、
前記感光体は低光量においては低感度で高光量において
は高感度な高γ感光体であることを特徴とする画像形成
方法によって達成される。

【００１２】

【実施例】本発明を適用した一実施例である画像形成装
置の構成について説明する。図１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。

【００１３】画像形成装置400は、像形成体である感光
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もの
であり、上記パルス幅変調により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、前述のようにコン
ピュータで作成されたり或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み取り画素にか
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。また、従来のパルス幅変調
ではエッジ部での記録においても中間調領域における記
録においても記録ドットは画素の中央部に孤立して形成
されるため、解像度の粗い表現しかできなかった。

【００１４】そこで本発明の画像形成装置では、記録ド
ットの静電潜像位置を主走査方向及び副走査方向に変位
させる記録位置変調を複数本のレーザビームによって行
い、レーザビームのスポット形状を主走査方向に長い楕
円とし、解像度を向上させた画像を得ることを可能にし
たものである。

【００１５】画像形成装置400は、矢印方向に回動する
ドラム状の像形成体である感光体(以下、単に感光体と
いう。)401と、この感光体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441〜4
44、クリーニグ装置470、等からなる。

【００１６】走査光学系430はコヒーレントな光源であ
る半導体レーザアレイ431より出射したレーザ光をコリ
メータレンズ432で平行光としてレーザビームとする。
このレーザビームを一定の速度で回転する回転多面鏡43
4によって反射偏向させ、ｆθレンズ435及びシリンドリ
カルレンズ433，436によって、一様帯電したドラム状の
感光体である感光体401周面上に微少な楕円のスポット
状に絞ったレーザビームで走査し像露光する。ここでｆ
θレンズ435は等速の光走査を行うための補正レンズで
あり、シリンドリカルレンズ433，436は回転多面鏡434
の面倒れによるスポット位置の変動を補正すると共に、
その設置位置、焦点距離によってレーザビームの感光体
上のスポット形状を決定する素子であり、本発明では主
走査方向に長い楕円になるよう設定される。437はレー
ザビームを反射する走査ミラー、438はインデックス用
ミラー、439はインデックスセンサである。インデック
スセンサ439からのインデックス信号によってレーザビ
ームによる走査の開始を検知すると共に所定速度で回転
する回転多面鏡434の面位置を検知し、主走査方向の周
期を検知している。これにより上記レーザビームのスポ
ットは感光体401上をドラム軸に平行に走査する。

【００１７】さらに、走査光学系430はインデックス検
出回路（図示せず）を備え、インデックス用ミラー438
で反射されたレーザビームによりインデックスセンサ43
9から発せられるインデックス信号によって所定速度で
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。

【００１８】半導体レーザアレイ431は、後述するよう
に３個の半導体レーザを基板上に0.1mm間隔で配列した
ものである。半導体レーザにはGaAlAs等が用いられ、そ
れぞれ最大出力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。また、カラートナー像を順次感光体401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、この場合のレーザビームの波
長は800nmである。

【００１９】レーザビームの感光体401上のスポット形
状は、図２に示すように主走査方向に長い楕円で、レー
ザビームの感光体401上のスポットの規約上の径（光強
度の最大値の１／ｅ²即ち13.5％の強度の等強度線の
径）の短軸の長さをａ、長軸の長さをｂ、画素の一辺の
長さをｄとするときは、 0.3ｄ ≦ ａ ≦ 1.0ｄまた、楕円の偏平率である比ａ／ｂは、 0.3 ≦ ａ／ｂ ≦ 0.9 好ましくは0.4 ≦ ａ／ｂ ≦
0.8 とするのが好ましい。

【００２０】また、レーザビームの強度は後述する感光
体401の半減露光量の２〜４倍にするのが好ましい。

【００２１】本発明ではレーザビームの感光体401上の
スポット形状を図２および図３に示すように主走査方向
に長くしているので、トナードットは低濃度部で副走査
方向に連結することはなく、たてすじのない画像が形成
される。画像濃度が高くなった場合は図４に示すように
主走査方向に連結することがあるが主走査方向の記録位
置変調によりかえって鮮鋭度が向上するという効果があ
る。

【００２２】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10に示す。

【００２３】感光体401は、図10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40
1Cの厚さは、5〜100μm程度であり、好ましくは10〜50
μm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、その導電性支持体40
1A上にエチレンー酢酸ビニル共重合体からなる厚さ0.1
μmの中間層401Bを形成し、この中間層401B上に膜厚35
μmの感光層401Cを設けて構成される。

【００２４】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61-18897
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。

【００２５】(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、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。

【００２６】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、酸化防止剤及びバインダー樹脂とを
バインダ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。

【００２７】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。

【００２８】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
有する感光体が用いられる。

【００２９】次ぎ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。

【００３０】図９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。

【００３１】Ｌ₂／Ｌ₁の好ましい範囲は 1.0＜Ｌ₂／Ｌ₁≦1.5 である。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】この感光体401の光減衰曲線は、図９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９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。

【００３５】なお、本発明においては、感光体は高γ特
性を有することによって鮮鋭度の高い潜像が形成される
が、通常の光量と電位低下が比例関係にある感光体も用
いることができる。

【００３６】図８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。

【００３７】本実施例の画像形成装置400は、トナード
ットの面積を変えることによって階調表現している。ま
た、上述のようにコンピュータで作成された或はスキャ
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。後述する全
方向エッジ検出回路と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８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に孤立して形成され
てしまうことになる。そこで本実施例の画像形成装置40
0では、主走査方向および副走査方向に変位させる記録
位置変調を行って感光体401上の全方向にレーザスポッ
トを変位させて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401上でレーザスポ
ットをエッジ部に寄せて記録することができ、静電潜像
のエッジ部における解像度を向上させる。

【００３８】図５は本発明の画像形成方法に用いられる
画像処理回路の一実施例を示すブロック図であり、図６
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200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431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401上に結像するレー
ザスポットを主／副走査方向に変位させる記録位置変調
機能を備えており、画像濃度データ記憶回路210、読出
し回路220、ラッチ回路230、全方向エッジ検出回路24
1、セレクト回路243,245、変調回路260A〜260C、合成回
路270、基準クロック発生回路281、遅延回路群282、遅
延回路244,291,292等から構成される。

【００４０】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。

【００４１】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に同期して例えば隣接する
３走査ラインの横方向、上下方向、斜め方向の画像濃度
データを画像濃度データ記憶回路(ページメモリ)210 か
ら全方向エッジ検出回路241に読み出すと共にその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。

【００４２】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。

【００４３】基準クロック発生回路281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、遅延回路群282、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。

【００４４】遅延回路群282では基準クロックDCK₀に対
し１／ｎ周期ずつ位相差を有する複数の画素クロックDC
K₁,DCK₂を生成する回路であり、ここでは端子φ₁より基
準クロックDCK₀に対し1/3周期だけ位相を遅らせた画素
クロックDCK₁を変調回路260Bへ、また端子φ₂からは基
準クロックDCK₀に対して2/3周期遅れすなわち1/3周期だ
け位相を進めた画素クロックDCK₂を変調回路260Cへ出力
する。

【００４５】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、横方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微分して後述する差分
値を求め、内蔵メモリからその差分値に対応する選択信
号を読み出してセレクト回路243及びセレクト回路245へ
送出する全方向のエッジとその方向を検出する回路であ
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、検出したエッジの
向きに従って、セレクト回路243には画像濃度データを
どの出力端子から出力させるか選択する選択信号を、ま
たセレクト回路245には半導体レーザアレイ431のどの半
導体レーザ431ａ〜431ｃをオンにするか指定する選択信
号を送出する。このようにしてエッジ部の潜像の記録位
置を画像濃度の高い方に寄せる記録位置変調を行う。

【００４６】前記差分値は、微分値の特定値をαとする
とき、その微分値がα以上である場合“＋１”とし、微
分値が−α以下である場合“−１”とする。エッジ以外
の画像データ即ち微分値が−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値
が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、この差分値の組み合わせに対するレーザス
ポットの移動位置をＲＯＭ中の参照テーブルより読み出
す。この例では、以上の組み合わせの入力データに対し
（＋１，−１）となる。これにより全方向エッジ検出回
路241からは記録位置を主走査方向へは1/3周期，副走査
方向では下方に寄せて記録するよう、（＋１，−１）と
いう選択信号を出力する。

【００４７】また、差分値が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、右方向において
（０，０）であるならば、選択信号は（−１，０）とな
り。この場合の記録位置は主走査方向のみへ−1/3周期
変位させる選択信号となる。

【００４８】セレクト回路243は、全方向エッジ検出回
路241からの選択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。具体的には選択信号が
“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データは白地の画像
濃度のものを送出する。選択信号が“＋１”であれば、
出力端子Ｄ₁から画像濃度データを送出し、Ｄ₀,Ｄ₂から
R>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。選択信号が“−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。

【００４９】変調回路260A〜260Cは、図６に示すように
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、三角波を生成する三角波発生回路263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、三角波発生回路263で生成した三角波を参照
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。変調回路260A〜260C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が異なっている。
従って、変調回路260Aでは基準クロックDCK₀による基準
三角波によってコンパレートし、変調回路260Bでは1/3
周期遅れた三角波によってコンパレートし、変調回路26
0Cでは1/3周期進んだ三角波によってコンパレートす
る。

【００５０】合成回路270は、前述の変調回路260A〜260
Cからの変調信号を合成する回路である。

【００５１】次ぎに画像処理回路200の動作について説
明する。

【００５２】図７(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。

【００５３】図７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
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。この１走査ライン分のディジタ
ル画像濃度データは読出し回路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、低レベル
側ほど濃い濃度を示している。

【００５４】(ｂ)は全方向エッジ検出回路241における
主走査方向のエッジ検出の状態を示すもので、主走査方
向の微分値を示している。前述のように微分値の絶対値
が特定値αを超えるときはエッジ部と判断し、その符号
の正負によってエッジの方向を判断する。他の方向のエ
ッジ検出も同様に行い、記録位置の主走査方向及び副走
査方向への変位位置をＲＯＭテーブルより決定する。出
力値が“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。この主走査方向の出力
信号は基準クロックDCK₀に基づいてセレクト回路243に
送出される。

【００５５】一方、ラッチ回路230は、全方向エッジ検
出回路241の処理に要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、全方向エッジ
検出回路241からの選択信号に基づいて前述のように異
なる出力端子から画像濃度データを送出する。

【００５６】以下(ｃ)〜(ｅ)は選択される参照波と画像
濃度データの組み合わせを示す。

【００５７】(ｃ)は変調回路260Bにおける変調動作を示
しており、変調回路260Bに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
きの参照波は基準クロックDCK₀に対し1/3周期遅れたク
ロックDCK₁より生成される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260Bからの出力信号は
(ｆ)に示すように基準クロックDCK₀による三角波(図中
点線で示す三角波)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。点線で示し
た変調信号は位相遅れのない三角波によって変調した場
合の出力信号である。

【００５８】(ｄ)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
からの選択信号が“０”である期間での画像濃度データ
を、他の信号では白地の画像濃度データが入力され、基
準クロックDCK₀に基づいた三角波による変調した(ｇ)に
示すような基準位相の変調信号を出力する。

【００５９】(ｅ)は変調回路260Cにおける変調動作を示
し、全方向エッジ検出回路241からの選択信号が負の値
を示した期間に対し、１画素前の画像濃度データを処理
して入力され、選択信号が他の場合は白地の画像濃度デ
ータが入力される。参照波は1/3周期だけ進んだクロッ
クDCK₂による三角波である。これによってコンパレータ
262によりコンパレートされて(ｈ)に示す1/3周期進んだ
パルス幅変調の変調信号を出力する。

【００６０】(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200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、エッジ部の主走査方向の記録位置変調を行った
１走査ライン単位の変調信号をセレクト回路245に出力
する。

【００６１】一方、全方向エッジ検出回路241からの選
択信号は遅延回路244で変調回路260ａ〜260ｃ及び合成
回路270での処理時間分だけ遅延されてセレクト回路245
に送出される。セレクト回路245は、全方向エッジ検出
回路241からの選択信号に基づいて半導体レーザ431ａ〜
431ｃのうちの１つのみに、合成回路270を介して入力し
た変調信号を送出し発振させる。これにより、レーザス
ポット位置を中央又は選択した副走査方向に変位させる
ことができる。以上のようにして副走査方向の記録位置
変調を行う。

【００６２】半導体レーザアレイ431はこの実施例では
３個の発光部である半導体レーザ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
間隔は0.1mm以下にすることが困難であるので、半導体
レーザ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31
ａ,31ｂ,31ｃは図２に示すように31ｂを中心にして副走
査方向に約1/3ｄ(ｄは画素の副走査方向の幅)の間隔で
走査することができるようにしてある。しかし、このた
めそれぞれのレーザスポット31ａ,31ｂ,31ｃ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。このズレ
を補正するためにセレクト回路245と半導体レーザ431ｂ
との間にはδだけ遅延させる遅延回路291、セレクト回
路245と半導体レーザ431ｃとの間には例えば２δだけ遅
延させる遅延回路292を挿入してそれぞれ適当量遅延さ
せることによりタイミングを合わせ上記ズレを補正し、
半導体レーザアレイ431によるレーザスポット31ａ,31
ｂ,31ｃは走査方向に対して垂直に揃った位置に記録さ
れることができる。

【００６３】図８は以上のような画像処理回路200から
の変調信号で潜像形成した際の模式図である。図８に示
すように主／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
ように記録位置変調された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ことができる。図８の
点線で示したのは従来の画像形成装置による記録であ
る。

【００６４】次に図１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。

【００６５】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441により反転現像され、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。

【００６６】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により反転現像されて、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により順次反転現像され
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。

【００６７】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。

【００６８】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図示しない転写器の作用で転写され
る。

【００６９】転写トナー像を担持した記録紙は、図示し
ない分離器により感光体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図示しない定着装置に搬
入され加熱定着されて排紙皿に排出される。

【００７０】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、カラー
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
す回路を設ければ、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。

【００７１】また、本実施例においては、位相を(０，
±1/3)周期ずらした３つの参照波を用いたが、このほか
の位相差を有する参照波を用いることができる。例え
ば、位相差を(０,±1/4)周期或は(０,±1/6)周期とする
こともできる。また３つ以上の参照波を用い、画像濃度
やエッジ検出結果に応じて随時使い分けることが好まし
い。例えば位相差を(０,±1/6,±2/6)周期とした参照波
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】又、本実施例においては、参照波周期を記
録画素と同じとしたものを用いたが参照波として主走査
方向に記録画素の２〜４倍のものを用いることもでき
る。この様にすることにより本発明のビームの横方向の
つながりが防止され、中間調再現の向上と、すじ構造の
ない画像が得られる。

【００７３】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、感光体上
のレーザスポットの形状を主走査方向に長い楕円とする
走査光学系と、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、全方向のエッジを検
出する全方向エッジ検出回路と、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を選択的に組
み合わせて画像濃度に応じて記録ドットの大きさと主走
査方向の記録位置を変化させる変調手段と、複数の半導
体レーザを備えた半導体レーザアレイの１つの半導体レ
ーザを発振させて副走査方向の記録位置を変位させる記
録位置変調手段とを組み合わせることにより、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る。

【００７４】また、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】本発明を適用した画像形成装置の一例の概略構
成を示す斜視図である。

【図２】図１の半導体レーザアレイにより感光体上に形
成されるレーザスポットを示す図である。

【図３】本発明のレーザスポットを示す図である。

【図４】図３のレーザスポットが連結した場合を示す図
である。

【図５】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６】図５の画像処理回路の変調回路の一例を示すブ
ロック図である。

【図７】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。

【図８】本発明の変調信号で潜像形成した場合の模式図
である。

【図９】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１０】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１１】レーザビームの強度とトナードットの大きさ
の関係を示す図である。

【図１２】従来のトナードットが縦に連結した場合を示
す図である。

【符号の説明】

200 画像処理回路 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 241 全方向エッジ検出回路 243,245 セレクト回路 244,291,292 遅延回路 260A〜260C 変調回路 281 基準クロック発生回路 282 遅延回路群 400 画像形成装置 430 走査光学系 431 半導体レーザアレイ

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−207062（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−123067（ＪＰ，Ａ) 特開平２−207260（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上を走査露光するレーザ光学系と、
画像処理回路を有する画像形成装置において、前記レーザ光学系は、１画素中を複数ラインで走査可能
な複数のレーザ光学系で、前記複数のレーザ光学系のそ
れぞれの楕円スポット形状は主走査方向に長軸を有して
おり、前記画像処理回路は、少なくとも基準クロック発生回路
と遅延回路群と変調回路を有し、前記基準クロック発生回路は、画素クロックと同一のく
り返し周期のパルス信号である基準クロックを発生し、前記遅延回路群は、前記基準クロックに対し１／ｎ周期
ずつ位相差を有する画素クロックを生成して前記変調回
路へ出力し、少なくとも各ラインにおいて主走査方向に
記録位置変調を行うことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】前記感光体は低光量においては低感度で高
光量においては高感度な高γ感光体であることを特徴と
する請求項１記載の画像形成方法。