JP3508065B2 - 画像形成方法 - 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。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、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】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。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。 【０００５】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。 【０００６】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22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22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。 【０００７】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。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】前述の理由から画像エ
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
ていたが、カラー画像形成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。 【０００９】また、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は小さな円形にすることが
困難で、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２３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、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
素内の小画素の濃度データにより、高密度画素記録を行
い、注目画素の各小走査ラインにおける濃度データに基
づいて記録位置変調を行う画像形成方法であって、主走
査方向の記録単位をｄ₁、副走査方向の記録単位をｄ₂、
記録単位中の走査数をｎとし、レーザビームの感光体上
のスポット形状の副走査方向の径をａ、主走査方向の径
をｂとするときの比（ａ／ｂ）は、 0.3×（ｄ₂／ｎｄ₁） ≦ （ａ／ｂ） ≦ 0.9×（ｄ₂／
ｎｄ₁）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カラー用の
画像形成装置400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、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。 【００１４】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図示しない転写器、分離器、定着
ローラ及びクリーニグ装置470等からなる。 【００１５】本実施例の走査光学系430は後述する３個
の発光点を有する半導体レーザ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434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ｆθ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、焦点距離によつてレーザビームの
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。 【００１６】レーザビームの感光体401上のスポット形
状は、図２（ｎ＝３の場合を示す）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）の副走査方向の軸（短軸）の
長さをａ、主走査方向の軸（長軸）の長さをｂ、１画素
の主走査方向の長さである主走査方向の記録単位を
ｄ₁、副走査方向の記録単位をｄ₂、記録単位中の走査数
をｎとするときの比（ａ／ｂ）、すなわち上記楕円の偏
平率は、 0.3×（ｄ₂／ｎｄ₁） ≦ （ａ／ｂ） ≦ 0.9×（ｄ₂／ｎｄ₁） とするのが好ましい。 【００１７】特に好ましくは 0.4×（ｄ₂／ｎｄ₁） ≦ （ａ／ｂ） ≦ 0.8×（ｄ₂／
ｎｄ₁）である。 【００１８】また、ａ，ｂは 0.3×(ｄ₂／ｎ) ≦ ａ ≦ 1.5×(ｄ₂／ｎ)， 0.3ｄ₁ ≦ ｂ ≦ 1.5ｄ₁ さらに、レーザ強度は後述する感光体の半減露光光量の
２〜４倍にするのが好ましい。通常、ｄ₁とｄ₂は等しく
設定されることが多い。 【００１９】本発明ではレーザビームの感光体401上の
スポット形状を以上の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
ことが少なくなく、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３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
より濃度が高い部分で起こるので見苦しい画像にはなら
ない。 【００２０】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14に示す。 【００２１】感光体401は、図14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。 【００２２】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。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。 【００２３】(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。 【００２４】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。 【００２５】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る光導電性材料と、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。 【００２６】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。 【００２７】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。 【００２８】図13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。 【００２９】Ｌ₂／Ｌ₁の好ましい範囲は 1.0＜Ｌ₂／Ｌ₁≦1.5 である。 【００３０】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。 【００３１】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。 【００３２】当該感光体401の光減衰曲線は、図13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13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。 【００３３】次に本実施例のカラー用の画像形成装置に
ついて説明するが、この画像形成装置は、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。 【００３４】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
定の濃度以上すなわち第１の閾値以上に対して行う。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。 【００３５】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。 【００３６】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。 【００３７】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。 【００３８】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。 【００３９】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より記録位置変
調を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。 【００４０】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より
記録位置変調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。 【００４１】図７（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として表した図で、図７
（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。 【００４２】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。 【００４３】 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。 【００４４】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。 【００４５】図８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８（ａ）は注目
画素ｍ５を含む隣接画素の濃度分布の例を示す図、図８
（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。 【００４６】次に、注目画素ｍ５を２×２に分割する場
合の例を図９及び図10に示す。 【００４７】図９（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９（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。 【００４８】ｓ１,ｓ２,ｓ３,ｓ４ の濃度の計算は数１
に従って行われる。 【００４９】 【数１】 【００５０】図10（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10（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。 【００５１】 【数２】【００５２】図４は本発明を適用したカラー用の画像形
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５は本実施例の参照波位相決定回路を示すブロッ
ク図、図６は本実施例の変調回路を示すブロック図であ
る。 【００５３】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、ラスタ走査回路300から
なる。 【００５４】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。 【００５５】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。 【００５６】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。 【００５７】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。 【００５８】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。 【００５９】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。 【００６０】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〜DCK₄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周期進んだ三角波φ₁、２
／６周期進んだ三角波φ₂、１／６周期遅れた三角波
φ₃、２／６周期遅れた三角波φ₄）を出力する。 【００６１】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。 【００６２】変調回路260Ａ〜260Ｃは、図６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１／６周期ずつ位
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。 【００６３】参照波位相決定回路240は図５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。 【００６４】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７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。 【００６５】演算処理回路241 はさらに各小走査ライン
の平均濃度と各小走査ラインの元の１画素内の濃度デー
タの重心位置を求める演算を行って、平均濃度データを
レーザドライバ301Ａ〜301Ｃの発光出力へ、その重心位
置データより次のようにそれぞれ異なる選択信号を出力
端子ＯA〜ＯCよりセレクト回路250Ａ〜250Ｃに出力す
る。すなわち、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ｓ
２とｓ１の境界近傍にあるときは位相が１／６周期進ん
だ三角波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周期進んだ三角波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周期遅れた三角波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周期遅れた三角
波φ₄を選択する信号を出力端子ＯAよりセレクト回路25
0Ａに出力する。同様に出力端子ＯBからは画素ｍ５のｓ
４，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O
C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250Ｃに出力する。図１１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。 【００６６】また、演算処理回路241は各小走査ライン
の画素ｍ５内の平均濃度に応じて各レーザドライバ301
Ａ〜301Ｃの発光出力を制御する。例えばＳ１，Ｓ２，
Ｓ３の平均濃度に比例して半導体レーザ301Ａのレーザ
発光を行うように制御する。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。 【００６７】一方、画像判別回路231は注目画素の画像
データが第１、第２の閾値のいずれであるかについて判
別を行い、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250Ａ〜250Ｃ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より読出された以外の画像濃度データは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〜260Ｃ
に送出される。 【００６８】このことによりハイライト、高濃度部領域
において、均一性の高いノイズのない画像を形成でき
る。 【００６９】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
調に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250Ａ〜250Ｃに送出し、MT
F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。 【００７０】このことにより中間調領域において、前記
レーザスポットの形状を主走査方向に長い楕円としたこ
とと相まってモアレや色飛び縞構造の発生しない画像を
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。 【００７１】参照波の位相決定に使用するための特定色
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。 【００７２】参照波の位相を、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、位相の決定には、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。 【００７３】また、画像判別回路231に用いられるデー
タも同様の理由により各色に共通のデータを用いてい
る。 【００７４】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。 【００７５】次に変調信号生成回路200の動作について
説明する。 【００７６】図12（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。 【００７７】図12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。 【００７８】（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る参照波である三角波を示し
ている。 【００７９】（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。 【００８０】（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。 【００８１】上記変調信号生成結果により、低濃度部、
高濃度部の画素の場合は、記録位置変調は行われず、一
方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、文字や線画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。 【００８２】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
ーン角度をイエロー成分では45°、マゼンタ成分では2
6.6°、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。 【００８３】特に黒成分を０°にすることにより、上記
記録位置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。 【００８４】ラスタ走査回路300は、δ遅延回路311、２
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ポリゴンドライバ等を備
える。 【００８５】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、すなわちｎ＝３）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。 【００８６】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。 【００８７】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。 【００８８】半導体レーザアレイ431は図15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。発光部の間隔ｈは0.1mm以下に
することは困難であるので、図15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31
ａ，31ｂ，31ｃは図16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31ａ，31ｂ，31ｃ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り、31ａは31ｂ，
31ｃに対し走査速度によって決まる時間差δ及び２δの
ズレを生ずる。このズレを補正するために変調回路260
Ｂとレーザドライバ301Ｂとの間にはδ遅延回路311、変
調回路260Ｃとレーザドライバ301Ｃとの間には２δ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ズレを補正し、半導体レーザアレ
イ431から発光したレーザスポット31ａ,31ｂ,31ｃ，は
主走査方向に対して垂直に揃って記録されることができ
る。 【００８９】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。 【００９０】本発明における先の実施例においては、各
副走査方向の濃度情報としては主走査方向の平均濃度を
レーザ発光出力としており、画像データとしては読出し
回路220からのものを用いていたが、図20、図21のよう
に参照波位相決定回路240によって得られた各小走査ラ
インの平均濃度を濃度情報として用い、各参照波による
変調回路260Ａ〜260Ｃに入力し各レーザドライバ301Ａ
〜301Ｃを変調する構成もとることができる。 【００９１】また次に、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。 【００９２】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。 【００９３】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40
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40
1上に順次積層された４色トナー像が形成される。 【００９４】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。 【００９５】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。 【００９６】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、ガイド及び
搬送ベルトにより搬送されて図示しない定着ローラに搬
入され加熱定着されて排紙皿に排出される。 【００９７】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Ｐ＝０としているためである。 【００９８】本方法は、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。すなわち、画像が文字領域の場
合はＰの値を大きく好ましくは0.9〜0.4とし、中間調領
域の場合はＰの値を小さく0.6〜0.1とする。 【００９９】なお、Ｐ＝０は記録位置変調を行わないこ
とに対応している。 【０１００】本発明においては、特定のＰの値を用いて
も任意にＲＥ処理の割合を変えることができる。 【０１０１】図18は主走査方向の記録位置と重心の関係
を変換する場合の一例を示すグラフ、図19は副走査方向
の平均濃度を変換する場合の一例を示すグラフである。 【０１０２】前記演算処理回路241において、画像濃度
データから演算処理して求めた結果を内蔵又は外付けし
たＲＯＭ245を用いて、例えば図18に示すような事前に
設定した変換式に従って変換し記録位置を変更すること
ができる。同様に副走査方向の平均濃度も図19に示すよ
うに変換することができる。 【０１０３】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。 【０１０４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明は感光体上
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
走査光学系を用い、注目画素の濃度データに対応して、
特定濃度に含まれる注目画素に対しては、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、低濃度部や高濃度部に対
しては記録位置変調を行わないことにより、縞構造の出
現しない鮮鋭度の高い優れた記録画像が得られた。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、優れた画像形成方法を提供することができた。 【０１０５】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】本発明を適用した画像形成装置の一例を示す概
略斜視図である。 【図２】本発明のレーザビームの感光体上のスポット形
状を示す図である。 【図３】本発明のレーザスポットによるトナードットが
連結した場合を示す図である。 【図４】本実施例の画像処理回路のブロック図である。 【図５】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６】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７】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８】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９】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１０】ＲＥ処理の注目画素を２×２に分割する場合
の他の例を示す図である。 【図１１】参照波の位相変位を説明するための図であ
る。 【図１２】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１３】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１４】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１５】図４の実施例の半導体レーザアレイを示す図
である。 【図１６】図１５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。 【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。 【図１８】小走査ラインの主走査方向の重心と記録位置
との関係を変換する場合の一例を示すグラフである。 【図１９】小走査ラインの副走査方向の平均濃度を変換
する場合の一例を示すグラフである。 【図２０】本発明の他の実施例の画像処理回路を示すブ
ロック図である。 【図２１】図20の参照波位相決定回路を示すブロック図
である。 【図２２】レーザスポットの光強度発と光時間とトナー
ドットの大きさの関係を示す図である。 【図２３】従来のレーザスポットによる連結したトナー
ドットを示す図である。 【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 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60−154266（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−287469（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−47973（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−67154（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−63919（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−76660（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−262366（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−284575（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/23 - 1/31

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 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小画素の濃度データに
   より、高密度画素記録を行い、注目画素の各小走査ライ
   ンにおける濃度データに基づいて記録位置変調を行う画
   像形成方法であって、 主走査方向の記録単位をｄ₁、副走査方向の記録単位を
   ｄ₂、記録単位中の走査数をｎとし、レーザビームの感
   光体上のスポット形状の副走査方向の径をａ、主走査方
   向の径をｂとするときの比（ａ／ｂ）は、 0.3×（ｄ₂／ｎｄ₁） ≦ （ａ／ｂ） ≦ 0.9×（ｄ₂／
   ｎｄ₁） であることを特徴とする画像形成方法。