JPH0276758A - 像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は像形成装置、詳しくはビーム光を感光体に走査
することで可視画像を形成する像形成装置に関するもの
である。

［従来の技術］ この種の代表的なものにレーザビームプリンタが挙げら
れる。

、通常、レーザビームの像形成部は第１２図に示す様な
構成をしている。

図中、８１は入力画像データに基づく画像信号（ビデオ
信号）で、レーザユニット８２に入力される。８３は前
記レーザユニット８２によりオン・オフ変調されたレー
ザビーム、８４は回転多面鏡（ポリゴンミラーという）
８５を定速回転させるモータである。従って、レーザユ
ニット８２から発生したレーザビーム８３はこのポリゴ
ンミラー８５の１側面で反射されるので、感光ドラム８
８の回転方向（副走査方向）に対して直角方向（主走査
方向）に掃引されることになる。尚、８６は結像レンズ
で、偏向されたレーザビーム８７を感光ドラム８８上に
焦点を結ばせるものである。

また、８９はビーム検知器で、光電変換素子、例えばフ
ォトダイオードから構成されており、毎回のレーザビー
ムの走査の初期はビデオ信号８１に拘らずこのビーム検
出器８９を走査する様になっている。そして、ビーム検
出器８９から出力された信号（ＢＤ傷信号いう）９１は
画像信号８１のレーザユニット８２への出力タイミング
、すなわち、水平同期信号として用いられる。具体的に
は、ＢＤ信号９１は毎回の画像信号８１のレーザユニッ
ト８２への出力、換言すれば、画像信号に基づくレーザ
ビームの走査開始タイミングに用いられる。尚、図示は
していなか、感光ドラム８８に近接して現像器及び転写
器があって、先のレーザビームの照射によって得られた
静電潜像は現像器で顕像化（トナー付着）し、それが転
写器で転写紙９２に転写される。以降、定着器、（図示
せず）で定着した後、外部に出力されることになる。。

こうして得られた出力画像の細部を調べてみると、個々
の画素は第９図に示す如く、黒（斜線部）か白の２つ状
態で記録されていることになる。所謂、２値画像である
。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、２値画像でもって、中間調を表現する手法と
して良く知られているものに、デイザ法と誤差拡散法が
ある。これらの基本的概念は、所定領域の黒画素の数、
すなわち、黒画素の占める面積でもって疑似的に中間調
を表現しようとするものである。

一例として、デイザ法により、４階調（真白を含めて５
階調）を表現する例を第１０図に示す。

この場合、所定領域は２Ｘ２　（＝４）画素ブロックに
対応しており、画素ブロック１００−１０３で階調４−
階調１　　（ｆＡ度の濃い状態から薄い状態）を表現し
ている。従って、この画素ブロックを大きくとれば、再
現される階調数が増すことがわかるが、今度は解像度が
低下するという問題が発生する。

また、一方では、パルス幅変調方式（ＰＷＭ方式）とい
うものがある。すなわち、第１１図に示す様に、出力画
素に同期して発生する所定波形信号１１１と出力画素の
濃度に対応した電圧レベルの信号１１２とを比較するこ
とで、対応する長さを持つパルス信号に変換する方式で
ある。この変換された信号を先の画像信号８１としてレ
ーザユニット８２に出力することで、濃度に対応した時
間だけ、レーザビームを感光ドラムに照射するものであ
る（出力画素は１１３〜１１６となる）。

ところが、この方式によれば、それを達成する回路、が
複雑になると共に、コスト高になることを避けられない
欠点がある。

本願発明はかかる従来技術に鑑みなされたものであり、
簡単な構成で、中間調画像を再現することを可能ならし
める像形成装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するだめの手段］ この課題を解決するために本発明は以下に示す構成を備
える。

すなわち、 ビーム光を感光体に走査することで可視画像を形成する
像形成装置において、 少なくとも、１画素ｎビットから構成される１ライン分
のデジタル階調画素データ群を、各ビット位置毎にビッ
ト情報として記憶する記憶手段と、 該記憶手段で記憶されたビット情報に応じてビーム光を
走査するとき、当該ビット情報のビット位置に基づいて
、前記ビーム光量を制御する光量制御手段とを備える。

［作用］ かかる本発明の構成において、記憶手段で記憶されたビ
ット情報に応じてビーム光を感光体に走査するとき、注
目しているビット情報がｎビットのどの位置にものであ
るかによって、感光体へのビーム光量を制御手段で制御
するものである。

［実施例］ 以下、添付図面に従って本発明に係る実施例を詳細に説
明する。尚、実施例では複写機に応用した場合を説明し
、像形成系は第１２図に示した構造で説明する。

〈第１の実施例の説明（第１図〜第４図）〉第１図は本
実施例の複写機における主要構成ブロック図である。

図中、１は画像読み取り部であり、原稿画像を１ライン
ずつ読み取るものであり、濃度に対応するアナログ信号
を発生するものである。２は画像読み取り部１より出力
されたアナログ信号を２ビツトのデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器である。また、３及び４はこのＡ／Ｄ変
換器３より出力され゛た各ビット情報を１ライン分記憶
するラインメモリ（ＦＩＦＯより構成されている）であ
って、ラインメモリ３にはＡ／Ｄ変換器２より出力され
る信号中のビット１に対応する信号を格納し、ラインメ
モリ４にはビットＯの信号が格納される。５はラインメ
モリ制御部８よりの指示信号に基づいて、ラインメモリ
３，４内のいずれかのビット情報を選択して出力する切
換回路である。

６は切換回路５より出力したビット情報に基づいたビデ
オ信号をレーザユニット７に出力するレーザドライバで
あり、先の指示信号に基づいて、レーザユニット７に流
す電流値も制御する。尚、ラインメモリ制御部８はビー
ム検出器８９より出力されるＢＤ傷信号基づいて、ライ
ンメモリ３゜４のいずれか一方の読出しと、切換回路５
及レーザドライバ６への指示信号を出力する。

上述した構成において、実施例では、１出力画素に対し
て２走査でもって像を形成し、４階調を表現しようとす
るものである。

具体的には、今、−度目のＢＤ倍信号より、ラインメモ
リ３の内容が切換回路５を介してレーザドライバ６に出
力されたとき、レーザドライバは２’　　（＝２）の濃
度レベルにあった電流なレーザユニット８２に出力する
。逆に、二度目のＢＤ倍信号により、ラインメモリ４の
内容がレーザドライバ６に出力されたときには、２０　
（＝１）の濃度レベルに対応するレーザビーム８７を発
生させることになる。

これによって、第２図に示す如く、２２〜２５の如く、
階調（濃度レベル）４〜０の出力画素が形成されること
になる。尚、２０はレーザビームの主走査方向、２１は
そのフック走査方向、そして２０ａがラインメモリ３に
対する走査ライン、２０ｂがラインメモリ４に対する走
査ラインを示している。

上述した原理を更に発展させて、第３図に示す様な構成
を構築しても良い０図示の場合には、画像読み取り部及
びＡ／Ｄ変換器は図示してはいないが、このＡ／Ｄ変換
器から８ビツト（＝２５６階調）のデータが各ラインメ
モリ３０ａ〜３０ｈに格納されるものである。例えば、
Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータ中のビット７の情報
はラインメモリ３０ａに格納されることになる。そして
、このラインメモリ３０ａから出力される濃度レベルを
２７に対応させ、以下、ラインメモリ３０ｂ・・・３０
ｈに対して濃度レベル２６・・・２０のレーザビームを
感光ドラムに照射する。尚、切換回路３１及びレーザド
ライバ３２への指示信号は７つの状態を選択するもので
あるから、３ビツトの信号から構成されていることにな
る。

この様にして、各ラインメモリ３０ａ〜３０ｈ内の出力
は、第４図に示す如く、走査ライン４０ａ〜４０ｈに対
応付けられて像を形成することになる。

また、一般にｎビットで表わされる濃度は２ｎ階調を表
現できるので、その場合には、ｎ回の走査、によって１
画素を表現することが可能となる。

く第２の実施例の説明（第５図、第６図）〉上述した第
１の実施例では、レーザビームの発′光強度そのものを
原画素データの各ビット位置に応じて変更し、感光ドラ
ムに照射するものであった。しかしながら、これによっ
て本願発明が限定されるものではない、要は、１出力画
素を複数の走査によって形成すれば良いわけである。

そこで、水弟２の実施例では、レーザビームを掃引させ
るためのポリゴンミラーの各反射面の反射効率を異なる
様にして、これを実現した。

第５図に示すポリゴンミラーは６つの反斜面を有し、反
斜面５１ａ〜５１ｃの反射率は夫々同じであって、反斜
面５２ａ〜５２ｃも夫々同じ反射率を有している。但し
、反斜面５１ａ〜５１ｃの反射率を“１”としたとき、
反斜面５２ａ〜５２Ｃのそれは“０．５”の関係を有し
ている。

従って、先の第１図に示すラインメモリ３に対しては、
反斜面５１ａ〜５１ｃのいずれかを用い、ラインメモリ
４に対しては、反斜面５２ａ〜５２ｃのいずれかを用い
て感光ドラムに照射することで、実質的に第２図と同じ
結果を得ることが可能となる。すなわち、このポリゴン
ミラーを使用することにより４階調表現が可能になる。

但し、このときレーザドライバへの指示信号は必要はな
い。なぜなら、レーザユニットからは一律な所定レーザ
ビームを発生するだけで達成できるからである。

また、同様に、第４図と同様の効果を達成するためには
、第６図に示す様な、８つの反斜面を有するポリゴンミ
ラーを設置することで達成される。但し、反斜面６１ａ
の反射率を“１”としたとき、６１ｂ〜６１ｈの反射率
はそれぞれ２−１〜２−７となる。そして、第２図に示
すラインメモリ３０ａに対するレーザビームの反射は反
射面６１ａで反射させ、以下、ラインメモリ３０ｂ〜３
０ｈに対して反射面６１ｂ〜６０ｈを対応させれば良い
。これによって、２５６階調を表現することが可能とな
る。

く第３の実施例の説明（第７図、第８図）〉第３の実施
例を第７図及び第８図を用いて説明する。

水弟３の実施例では、異なる照射強度のレーザビーム（
第１．第２の実施例の原理を用いれば良い）を２回走査
することで１画素を構成し、しかも光量の異なる２本の
走査線は半分ずつ重なるように走査を行なう。

第７図において、７１と７２の走査ラインにおけるレー
ザビームの光量を２＝１とすれば、走査ライン７１及び
７２により構成された出力画素１ｏ、走査ライン７１の
みにより構成された画素１１、走査ライン７２のみによ
り構成された画素１２、そしてどちらも走査においても
、レーザビームが照射されない場合お全部で４通りの階
調を作ることができる。この走査ライン７Ｌ、７２は、
２分の１ドツトずつ重なっているために、走査ライン７
１のみの走査により作成される画像は、光量の強いレー
ザにより作成された画像は第８図（ａ）と同等になり、
走査ライン７２の走査により作成される図は光量の弱い
レーザにより作成された画像は同図（ｂ）と同等になる
。また、この方式により作成された画像は同図（Ｃ）に
示す如く、同図（ａ）、（ｂ）の画像を２分の１ドツト
ずらして合成した画像となり、領域１８が一番、濃い画
像となり、続いて領域１７．１６の順にその濃度が薄く
なる。尚、ここで第１回と第２回のレーザビームの照射
強度を同じした場合には、各走査のみで像が形成される
場合と、重なって走査された場合、そして全く走査しな
い場合の３通りが形成されるから、３階調表現すること
が可能となる。

以上、説明した様に本実施例によれば、ｎビットで表わ
される画素データに対する出力画素を形成するとき、各
ビット位置情報に基づいて、レーザビームの照射強度を
変更し、ｎ回の走査でもって１出力画素を形成すること
により、簡単な構成でもって中間調画像を形成すること
が可能となる。

尚、実施例では複写機に応用し、像形成方式をレーザビ
ーム方式として説明したが、これによって本願発明が限
定されるものではない。

［発明の効果］ 以上、説明した様に本発明によれば、簡単な構成でもっ
て、中間調画像を再現できるようになる。

特に、各ビット位置０．１…、ｎ−１毎のビーム光量の
関係を２０、２１．・・・２ｎ−１とすることにより、
良好な中間調画像を再現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は第１の実施例における４階調表現のための複写
機のデータ制御系のブロック構成図、第２図は第１図の
構成でもって出力された画素の一例を示す図、 第３図は第１の実施例における２５６階調表現のための
データ制御系のブロック構成図１、第４図は第３図の構
成でもって出力された画素の一例を示す図、 第５図は第２の実施例における４階調表現のためのポリ
ゴンミラーの構造を示す図、 第６図は第２の実施例における２５６階調表現のための
ポリゴンミラーの構造を示す図、第７図は第３の実施例
における４階調表現された出力画素の一例を示す図、 第８図（ａ）〜（ｃ）は第３の実施例における出力画像
を説明するための図、 第９図は２値画像の出力例を示す図、 第１０図はデイザ方による出力画像例を示す図、 第１１図はパルス幅変調方式による出力画像例を示す図
、 第１２図はレーザビームの印刷系を示す図である。 図中、ｌ・・・画像読取部、２・・・Ａ／Ｄ変換器、３
．４及び３０ａ〜３０ｈ・・・ラインメモリ、５及び３
１・・・切換回路、６及び３２・・・レーザドライバ、
７及び８７・・・レーザユニット、８・・・ラインメモ
リ制御部、５０．６０及び８５・・・ポリゴンミラー、
８７・・・レーザビームである。 第１図 第５図 第６図 笹２図 を走ｊし方印 第７図 第９図 第１ｏ図 第１１図 第１２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビーム光を感光体に走査することで可視画像を形
   成する像形成装置において、 少なくとも、１画素ｎビットから構成される１ライン分
   のデジタル階調画素データ群を、各ビット位置毎にビッ
   ト情報として記憶する記憶手段と、 該記憶手段で記憶されたビット情報に応じてビーム光を
   走査するとき、当該ビット情報のビット位置に基づいて
   、前記ビーム光量を制御する光量制御手段とを備えるこ
   とを特徴とする像形成装置。
2. （２）各ビット位置０、１…、ｎ−１毎のビーム光量の
   関係は２＾０、２＾１、…２＾ｎ＾−＾１にあることを
   特徴とする請求項第１項に記載の像形成装置。
3. （３）光量制御手段は、ビーム光発生手段から発生する
   ビーム光量を制御することを特徴とする請求項第１項に
   記載の像形成装置。
4. （４）光量制御手段は、定速回転し且つビット位置に対
   応した反射率の反射面を有する回転多面体であることを
   特徴とする請求項第１項に記載の像形成装置。
5. （５）光量制御手段は、感光体の回転速度またはビーム
   光を走査する回転多面体の回転速度を制御して、各ビッ
   ト位置に対するビーム光の一部が重なる様に制御するこ
   とを特徴とする請求項第１項に記載の像形成装置。