JPH04227370A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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Publication number
JPH04227370A
JPH04227370A JP3135874A JP13587491A JPH04227370A JP H04227370 A JPH04227370 A JP H04227370A JP 3135874 A JP3135874 A JP 3135874A JP 13587491 A JP13587491 A JP 13587491A JP H04227370 A JPH04227370 A JP H04227370A
Authority
JP
Japan
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semiconductor laser
light
receiving section
light receiving
pulse width
Prior art date
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Pending
Application number
JP3135874A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Ema
秀利 江間
Hitoshi Hattori
仁 服部
Masaaki Ishida
雅章 石田
Susumu Imagawa
今河 進
Yoshinobu Takeyama
佳伸 竹山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP3135874A priority Critical patent/JPH04227370A/en
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Abstract

PURPOSE:To realize a high definition picture and also to realize a stable high definition heat tone picture by solving problems in the pulse width modulation system and in the light intensity modulation so ad to employ a laser printer resulting from the combination of the laser scanning technology and the electrophotographic technology. CONSTITUTION:The image forming device is provided with a 1st means 11 setting a pulse width not causing 100% of the exposure time corresponding to a minimum picture element to be recorded and varying the exposed light quantity according to each inputted picture element information, a 2nd means 10 converting the inputted picture element information into picture element information of predetermined MXN sets of patterns based on the MXN sets of picture element information inputted as above, and a 3rd means (selection calculation means) selecting the 1st or 2nd means according to the picture information inputted as above.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【技術分野】本発明は、画像形成装置、より詳細には、
レーザプリンタに関し、例えば、ディジタル複写機、デ
ィジタルカラー複写機等に適用して好適なものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image forming apparatus, more specifically,
Regarding laser printers, the present invention is suitable for application to, for example, digital copying machines, digital color copying machines, and the like.

【0002】0002

【従来技術】電子写真技術とレーザ走査技術とを組み合
わせたレーザプリンタは、普通紙が使用でき、かつ、高
速で高品質な画像が得られるため、急速にコンピュータ
の出力装置又はディジタル複写機として普及してきてい
る。このようなもとで更なる高品位画を得るためには、
1ドット多値記録方式により解像度と階調性とを両立さ
せる記録方式が有効な方法である。
[Prior Art] Laser printers, which combine electrophotographic technology and laser scanning technology, can use plain paper and produce high-quality images at high speed, so they have rapidly become popular as computer output devices or digital copying machines. I've been doing it. In order to obtain even higher quality images under these conditions,
An effective method is a recording method that achieves both resolution and gradation using a one-dot multi-value recording method.

【0003】多値記録方式には、大きく分けて半導体レ
ーザの光強度変調方式とパルス幅変調方式があり、パル
ス幅変調方式においては2値記録に近いことから外部変
動要因に対し比較的安定な記録が行える。しかしながら
、レーザ走査速度の上昇(書込み画素クロックの上昇)
に伴いパルス幅を変化させる時間刻みが非常に短くなる
。例えば、画素クロックが20MHzの場合、1ドット
で表現する階調数を256階調とろうとすると、約0.
2ns.の時間刻みが要求され、精度・コストの観点か
ら非常に問題となる。
Multilevel recording methods can be broadly divided into semiconductor laser light intensity modulation methods and pulse width modulation methods.The pulse width modulation method is close to binary recording and is relatively stable against external fluctuation factors. Can record. However, increasing laser scanning speed (increasing write pixel clock)
As a result, the time step for changing the pulse width becomes very short. For example, if the pixel clock is 20 MHz, if you try to express 256 tones with one dot, it will be approximately 0.
2ns. This requires time increments, which poses a serious problem from the viewpoint of accuracy and cost.

【0004】一方、半導体レーザの光強度を変調させる
方式においては、感光体の中間露光領域を使用するため
、露光エネルギー制御精度が要求されるが、この技術は
高速に光・電気負帰還ループを形成することにより実現
される。この制御技術により容易に画素クロック20M
Hzにおいて256階調を実現することができる。
On the other hand, in the method of modulating the light intensity of a semiconductor laser, since the intermediate exposure area of the photoreceptor is used, exposure energy control precision is required, but this technique uses a high-speed optical/electrical negative feedback loop. This is achieved by forming. With this control technology, the pixel clock can easily reach 20M.
256 gradations can be achieved at Hz.

【0005】しかしながら、半導体レーザの光調度を変
化させる方式により、電子写真プロセスにより画像形成
を行った場合、次に述べるような問題点が生じる。 1.感光体の速度変動による濃度変動がある。 2.ポリゴンの面倒れによる濃度変動がある。 3.感光体表面電位が低濃度部において急峻な分布にな
らないため、ドットの再現が低下する。 4.1ドットにより階調表現を行う場合よりも複数個の
ドットにより階調再現を行った場合の方が均一な濃度領
域での画像の滑らかさが向上する一方、解像力が低下す
る。
However, when an image is formed by an electrophotographic process using a method of changing the light intensity of a semiconductor laser, the following problems arise. 1. There are density fluctuations due to speed fluctuations of the photoreceptor. 2. There are density fluctuations due to the tilt of the polygon. 3. Since the photoreceptor surface potential does not have a steep distribution in low density areas, dot reproduction deteriorates. 4. Image smoothness in a uniform density area is improved when gradation is reproduced using a plurality of dots, but the resolution is lower than when gradation is expressed using one dot.

【0006】従来、前記4の欠点を補う方法として、マ
トリクス多階調記録を行う画像出力装置において、マト
リクスの大きさを原画像の情報における空間周波数が高
いときは小さく、空間周波数が低いときは大きくなるよ
うに変化させる方法が提案されているが(特開昭57−
159173号公報)、空間周波数を検出してマトリク
スのスイッチングを行う具体的な実現方法は提示されて
いない。また、パルス幅変調、光強度変調どちらの変調
方式においても、現在広く用いられている乾式電子写真
プロセスでは、トナー粒径が大きい等の理由により、1
ドット以下の微小ドットは忠実に再現されず、ノイジー
な画像となってしまうという欠点を有する。
Conventionally, as a method of compensating for the above-mentioned drawback 4, in an image output device that performs matrix multi-gradation recording, the size of the matrix is reduced when the spatial frequency in the information of the original image is high, and when the spatial frequency is low. A method has been proposed to increase the size of the
No. 159173), a specific implementation method of detecting the spatial frequency and switching the matrix is not presented. In addition, in both pulse width modulation and light intensity modulation modulation methods, in the currently widely used dry electrophotographic process, due to reasons such as large toner particle size,
The drawback is that minute dots smaller than a dot cannot be faithfully reproduced, resulting in a noisy image.

【0007】[0007]

【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、特に、上記パルス幅変調方式における問題点を
解決し、また、光強度変調における問題点を解決するこ
とにより、レーザ走査技術と電子写真技術とを組み合わ
せたレーザプリンタにより、高品位画像を提供する画像
形成装置を提供すること、更には、安定した高品位な中
間調像を提供する画像形成装置を実現することを目的と
してなされたものである。
[Purpose] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and in particular solves the problems in the above-mentioned pulse width modulation method and also solves the problems in light intensity modulation. Our goal is to provide an image forming device that provides high-quality images using a laser printer that combines technology and electrophotography technology, and furthermore, to realize an image forming device that provides stable, high-quality halftone images. It has been done.

【0008】[0008]

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
記録する最小画素に対応する露光時間が100%ではな
いパルス幅に設定したうえで露光光量を入力された各画
素情報にしたがって変化させる第1の手段と、前記入力
された画素情報のM×N個の画素情報によりあらかじめ
決められたM×N個のパターンの画素情報に変換する第
2の手段と、前記入力された画素情報に従って前記第1
の手段と前記第2の手段とを選択する第3の手段とによ
り構成したこと、更には、(2)前記(1)において、
被駆動半導体レーザの光出力を受光部により検知し、こ
の受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例
した受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるよう
に前記半導体レーザの順方向電流を制御する光電気負帰
還ループと、前記受光信号と前記発光レベル指令信号と
が等しくなるように前記半導体レーザの光出力・順方向
電流特性及び前記受光部と前記半導体レーザの光出力と
の結合係数、前記受光部の光入力・受光信号特性に基づ
いて前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの順方
向電流に変換する変換手段とを有し、前記光電気負帰還
ループの制御電流と前記変換手段により生成された電流
との和又は差の電流により前記半導体レーザを制御する
手段とにより半導体レーザ制御部を構成したこと、或い
は、(3)入力された画像情報に基づいて100%では
ない複数のパルス幅に設定されたパルス幅のうちの1つ
のパルス幅を1画素ごとに選択したうえで露光光量を各
画素情報にしたがって変化させる第1の手段と、前記入
力された画素情報のM×N個の画素情報によりあらかじ
め決められたM×N個のパターンの画素情報に変換する
第2の手段と、前記入力された画素情報に従って前記第
1の手段と前記第2の手段とを選択する第3の手段とに
より構成したこと、更には、(4)前記(3)において
、被駆動半導体レーザの光出力を受光部により検知し、
この受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比
例した受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるよ
うに前記半導体レーザの順方向電流を制御する光電気負
帰還ループと、前記受光信号と前記発光レベル指令信号
とが等しくなるように前記半導体レーザの光出力・順方
向電流特性及び前記受光部と前記半導体レーザの光出力
との結合係数、前記受光部の光入力・受光信号特性に基
づいて前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの順
方向電流に変換する変換手段とを有し、前記光電気負帰
還ループの制御電流と前記変換手段により生成された電
流との和又は差の電流により前記半導体レーザを制御す
る手段とにより半導体レーザ制御部を構成したこと、或
いは、(5)記録する最小画素に対応する露光時間が1
00%ではないパルス幅に設定したうえで露光光量を入
力された各画素情報にしたがって変化させる第1の手段
と、前記入力された画素情報のM×N個の画素情報によ
りあらかじめ決められたM×N個のパターンの画素情報
に変換する第2の手段と、前記入力されたK×L個の画
素情報の微分係数に応じて前記第1の手段と前記第2の
手段とを選択する第3の手段とにより構成したこと、更
には、(6)前記(5)において、被駆動半導体レーザ
の光出力を受光部により検知し、この受光部から得られ
る前記半導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光
レベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザ
の順方向電流を制御する光電気負帰還ループと、前記受
光信号と前記発光レベル指令信号とが等しくなるように
前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性及び前記受
光部と前記半導体レーザの光出力との結合係数、前記受
光部の光入力・受光信号特性に基づいて前記発光レベル
指令信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換する変
換手段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電流
と前記変換手段により生成された電流との和又は差の電
流により前記半導体レーザを制御する手段とにより半導
体レーザ制御部を構成したこと、或いは、(7)記録す
る最小画素に対応する露光時間が100%ではないパル
ス幅に設定したうえで、露光光量を入力された各画素情
報にしたがって変化させる第1の手段と、複数の画素か
らなるマトリクスを構成し、マトリクス単位で画像情報
に応じて露光量を変化させ中間調画像を記録する画像形
成装置においてマトリクスの副走査方向のサイズMが2
以上、主走査方向のマトリクスサイズNが1以上であり
、マトリクス内の露光パターンを副走査方向の空間周波
数が最も高くなるように設定する第2の手段と、前記入
力されたK×L個の画素情報の微分係数に応じて前記第
1の手段と前記第2の手段とを選択する第3の手段とに
より構成したこと、更には、(8)前記(7)において
、記録光源が半導体レーザであり、被駆動半導体レーザ
の光出力を受光部により検知し、この受光部から得られ
る前記半導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光
レベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザ
の順方向電流を制御する光電気負帰還ループと、前記受
光信号と前記発光レベル指令信号とが等しくなるように
前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性及び前記受
光部と前記半導体レーザの光出力との結合係数、前記受
光部の光入力・受光信号特性に基づいて前記発光レベル
指令信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換する変
換手段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電流
と前記変換手段により生成された電流との和又は差の電
流により前記半導体レーザを制御する手段とにより半導
体レーザ制御部を構成したこと、或いは、(9)入力さ
れた画像情報に基づいて100%ではない複数のパルス
幅に設定されたパルス幅のうち1つのパルス幅を1画素
ごとに選択したうえで露光光量を各画素情報にしたがっ
て変化させる第1の手段と、前記入力された画素情報の
M×N個の画素情報によりあらかじめ決められたM×N
個のパターンの画素情報に変換する第2の手段と、前記
入力されたK×L個の画素情報の微分係数に応じて前記
第1の手段と前記第2の手段とを選択する第3の手段と
により構成したこと、更には、(10)前記(9)にお
いて、被駆動半導体レーザの光出力を受光部により検知
し、この受光部から得られる前記半導体レーザの光出力
に比例した受光信号と発光レベル指令信号とが等しくな
るように前記半導体レーザの順方向電流を制御する光電
気負帰還ループと、前記受光信号と前記発光レベル指令
信号とが等しくなるように前記半導体レーザの光出力・
順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体レーザの光
出力との結合係数、前記受光部の光入力・受光信号特性
に基づいて前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザ
の順方向電流に変換する変換手段とを有し、前記光・電
気負帰還ループの制御電流と前記変換手段により生成さ
れた電流との和又は差の電流により前記半導体レーザを
制御する手段とにより半導体レーザ制御部を構成したこ
とを特徴としたものである。以下、本発明の実施例に基
づいて説明する。
[Structure] In order to achieve the above objects, the present invention provides (1)
a first means for setting the exposure time corresponding to the minimum pixel to be recorded to a pulse width that is not 100% and then changing the exposure light amount according to each input pixel information; and M×N of the input pixel information. a second means for converting pixel information into predetermined M×N patterns of pixel information based on the input pixel information;
and a third means for selecting the second means; and (2) in (1) above,
The light output of the driven semiconductor laser is detected by a light receiving section, and the forward current of the semiconductor laser is adjusted so that a light reception signal proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light receiving section is equal to a light emission level command signal. A photoelectric negative feedback loop to be controlled, an optical output/forward current characteristic of the semiconductor laser, and a coupling coefficient between the optical receiver and the optical output of the semiconductor laser so that the optical reception signal and the emission level command signal are equal to each other. , a conversion means for converting the light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser based on the optical input/light reception signal characteristics of the light receiving section, and a control current of the photoelectric negative feedback loop and the conversion means or (3) means for controlling the semiconductor laser by means of the sum or difference of the current generated by the a first means for selecting one pulse width for each pixel from among the pulse widths set as the pulse width and changing the exposure light amount according to the information of each pixel; and M×N of the input pixel information. a second means for converting pixel information into predetermined M×N patterns of pixel information, and a second means for selecting the first means and the second means according to the inputted pixel information. (4) In (3) above, the optical output of the driven semiconductor laser is detected by the light receiving section;
a photoelectric negative feedback loop that controls the forward current of the semiconductor laser so that a light reception signal proportional to the optical output of the semiconductor laser obtained from the light receiving section is equal to a light emission level command signal; Based on the optical output and forward current characteristics of the semiconductor laser, the coupling coefficient between the light receiving section and the optical output of the semiconductor laser, and the optical input and light receiving signal characteristics of the light receiving section so that the light emission level command signal is equal to the light emission level command signal. converting means for converting the light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser; (5) The exposure time corresponding to the minimum pixel to be recorded is 1.
a first means of setting a pulse width other than 00% and then changing the exposure light amount according to each input pixel information; a second means for converting into ×N patterns of pixel information; and a second means for selecting the first means and the second means according to the differential coefficient of the inputted K×L pixel information. (6) In (5) above, the optical output of the driven semiconductor laser is detected by the light receiving section, and the optical output of the semiconductor laser obtained from the light receiving section is proportional to the optical output of the semiconductor laser obtained from the light receiving section. a photoelectric negative feedback loop that controls the forward current of the semiconductor laser so that the light reception signal and the light emission level command signal become equal; and a photoelectric negative feedback loop that controls the forward current of the semiconductor laser so that the light reception signal and the light emission level command signal become equal; Converting the light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser based on the output/forward current characteristics, the coupling coefficient between the light receiving section and the optical output of the semiconductor laser, and the light input/light receiving signal characteristics of the light receiving section. and means for controlling the semiconductor laser using a current that is the sum or difference between the control current of the optical/electrical negative feedback loop and the current generated by the converting means, forming a semiconductor laser control section. or (7) a first means for setting the exposure time corresponding to the minimum pixel to be recorded to a pulse width that is not 100% and then changing the exposure light amount according to each input pixel information; In an image forming apparatus that forms a matrix consisting of pixels, and records a halftone image by changing the exposure amount according to image information in matrix units, the size M in the sub-scanning direction of the matrix is 2.
As described above, the matrix size N in the main scanning direction is 1 or more, and the second means sets the exposure pattern in the matrix so that the spatial frequency in the sub-scanning direction is the highest; and (8) in (7) above, the recording light source is a semiconductor laser. The light output of the driven semiconductor laser is detected by a light receiving section, and the order of the semiconductor lasers is adjusted so that a light reception signal proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light receiving section is equal to a light emission level command signal. A photoelectric negative feedback loop that controls a directional current, and optical output/forward current characteristics of the semiconductor laser and optical outputs of the light receiving section and the semiconductor laser so that the light reception signal and the light emission level command signal are equal to each other. and a conversion means for converting the light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser based on the coupling coefficient of the light receiving section and the light input/light receiving signal characteristics of the light receiving section, and a control current of the light/electrical negative feedback loop. and means for controlling the semiconductor laser by the sum or difference of the current generated by the converting means, or (9) 100% based on input image information. a first means for selecting one pulse width for each pixel from among a plurality of pulse widths set to different pulse widths and changing the exposure light amount according to each pixel information; M×N predetermined by M×N pixel information
a second means for converting the pixel information into K×L patterns of pixel information, and a third means for selecting the first means and the second means according to the differential coefficient of the inputted K×L pixel information. (10) In (9) above, the light output of the driven semiconductor laser is detected by the light receiving section, and the light receiving section obtains a light receiving signal proportional to the light output of the semiconductor laser. an opto-electrical negative feedback loop that controls the forward current of the semiconductor laser so that the signal and the emission level command signal are equal;
conversion of the light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser based on forward current characteristics, a coupling coefficient between the light receiving section and the optical output of the semiconductor laser, and light input/light receiving signal characteristics of the light receiving section; and a means for controlling the semiconductor laser using a current that is the sum or difference between the control current of the optical/electrical negative feedback loop and the current generated by the conversion means. It is characterized by Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.

【0009】図1は、本発明の基本的な動作説明をする
ための図で、図中、Tは光強度変強を行うパルス幅、d
は画素ピッチ、Mは光強度変調部で、本発明は、パルス
幅Tを画素ピッチdとしない、つまり、100%ではな
いパルス幅において光強度を変調する光書込方式により
構成されるものである。
FIG. 1 is a diagram for explaining the basic operation of the present invention. In the diagram, T is the pulse width for modulating the light intensity, and d
is a pixel pitch, M is a light intensity modulation section, and the present invention is constructed using an optical writing method in which the pulse width T is not the pixel pitch d, that is, the light intensity is modulated at a pulse width that is not 100%. be.

【0010】図2は、パルス幅25%(曲線A)、50
%(曲線B)、75%(曲線C)、100%(曲線D)
のパワー変調及びパルス幅変調(曲線E)による場合の
1ドットピクセルの相対濃度と感光体の中間露光領域に
依存する不飽和濃度領域との関係の一例を示す図で、こ
の図において、不飽和濃度比が小さいほど感光体に形成
されるポテンシャル井度が急峻でありドット再現性が向
上する。すなわち、パルス幅が100%以下の場合にお
いてその効果が明瞭に表われる。
FIG. 2 shows a pulse width of 25% (curve A), 50%
% (Curve B), 75% (Curve C), 100% (Curve D)
This is a diagram showing an example of the relationship between the relative density of one dot pixel and the unsaturated density region depending on the intermediate exposure region of the photoreceptor when using power modulation and pulse width modulation (curve E). The smaller the density ratio, the steeper the potential well formed on the photoreceptor, and the better the dot reproducibility. That is, the effect is clearly visible when the pulse width is 100% or less.

【0011】図3は、感光体又は書込み光学系の速度変
動(またはレーザ走査位置の変動)により発生する濃度
変動を示す図で、曲線A1はパワー変調、曲線A2はデ
ューティ50%のパワー変調、A3はデューティ25%
のパワー変調、曲線Bはパルス幅変調を示すが、この図
からもパルス幅を100%以下として光強度変調を行う
ことの有効性が明瞭に示されている。さらに、100%
ではないパルス幅の中で1つだけのパルス幅を使用して
いるのでパルス幅を切り替えることを行うこともなく非
常に簡単な構成により実現できる。以上に述べた説明で
は、パルス幅が25%、50%、75%、100%につ
いてしか説明しなかったが、このパルス幅に更にことな
る値をとっても同様な効果が得られる。
FIG. 3 is a diagram showing density fluctuations caused by speed fluctuations of the photoreceptor or writing optical system (or fluctuations in laser scanning position), where curve A1 represents power modulation, curve A2 represents power modulation with a duty of 50%, and curve A2 represents power modulation with a duty of 50%. A3 has a duty of 25%
Curve B shows pulse width modulation, and this figure also clearly shows the effectiveness of performing light intensity modulation with the pulse width of 100% or less. Furthermore, 100%
Since only one pulse width is used among the different pulse widths, it can be realized with a very simple configuration without switching the pulse width. In the above explanation, only pulse widths of 25%, 50%, 75%, and 100% have been described, but the same effect can be obtained even if the pulse width is set to a different value.

【0012】以上が本発明の第1の手段に関する事項で
あるが、乾式電子写真においては上記方法だけではまだ
ドット再現性に欠ける。ドット再現性が要求される領域
は画像濃度変化がゆるやかな(空間周波数が低い)領域
であり、また、電子写真においてはとりわけ低濃度部で
のドット再現性が悪いので、このような画像領域にたい
しては、ドット集中型のマトリックスにより擬似中間調
表現方法を用いることにより滑らかな画像を表現するこ
とができる。
The above is a matter regarding the first means of the present invention, but in dry electrophotography, the above method alone still lacks dot reproducibility. Areas where dot reproducibility is required are areas where image density changes are gradual (low spatial frequency), and in electrophotography, dot reproducibility is particularly poor in low density areas, so can express a smooth image by using a pseudo-halftone expression method using a dot-concentrated matrix.

【0013】図4は、本発明を乾式電子写真に適用した
場合の一例を説明するための図で、図中、10はマトリ
ックスパターン発生部、11はパルス幅(100%でな
い)及び光強度設定部で、図において、選択計算を行っ
ている部分が入力された画像情報に基づきマトリックス
により擬似中間調表現を行うか、又は、予め設定された
パルス幅を選択したうえで半導体レーザの光出力を変調
することにより、1ドットで階調表現を行う多値記録方
式を行うかの選択を行う。このようにして得られるドッ
トパターンの例を図5に示す。図5において、同一パタ
ーン内で表現階調が異なるのは半導体レーザの光出力強
度を変化させているためである。また、図5においては
、設定したパルス幅が50%であり、隣接するドットを
結合させているのであたかも100%のパルス幅になっ
ているが、これは記録しようとする最小画素に対応する
露光時間は50%になっている。以上に、パルス幅が5
0%でなくとも本発明の効果が得られることは明らかで
ある。
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the case where the present invention is applied to dry electrophotography. In the figure, 10 is a matrix pattern generation section, and 11 is a pulse width (not 100%) and light intensity setting. In the figure, the part that performs selection calculations either performs pseudo halftone expression using a matrix based on the input image information, or selects a preset pulse width and then changes the optical output of the semiconductor laser. By modulating it, it is possible to select whether to perform a multi-level recording method that expresses gradation using one dot. An example of a dot pattern obtained in this manner is shown in FIG. In FIG. 5, the expression gradations differ within the same pattern because the optical output intensity of the semiconductor laser is changed. In addition, in Fig. 5, the set pulse width is 50%, and since adjacent dots are combined, the pulse width appears to be 100%, but this is the exposure corresponding to the minimum pixel to be recorded. The time is 50%. Above, the pulse width is 5
It is clear that the effects of the present invention can be obtained even if the amount is not 0%.

【0014】以上に述べたように、本発明により感光体
の速度変動、又はレーザ走査位置の変動の影響を受けに
くく、かつ、ドット再現性が良く、更には、露光エネル
ギー制御精度の良いレーザプリンタを構成できるので高
品位画像を得ることが可能な画像形成装置を提供できる
As described above, the present invention provides a laser printer that is less susceptible to changes in the speed of the photoreceptor or changes in the laser scanning position, has good dot reproducibility, and has good exposure energy control accuracy. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus that can obtain high-quality images.

【0015】図6は、本発明の他の実施例の動作原理を
説明するための図で、図中、A1,A2,A3はパルス
幅、B1,B2,B3はそれぞれのパルス幅における光
強度変調度範囲で、パルス幅は画素ピッチに対する%で
示され、図6において、A1は25%、A2は50%、
A3は75%の場合を示している。而して、本実施例に
おいては、図6に示すように、複数のパルス幅に対し各
々のパルス幅において光強度を変調する光書込方式を入
力される画像データに従って組み合わせることにより構
成される。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operating principle of another embodiment of the present invention. In the diagram, A1, A2, and A3 are pulse widths, and B1, B2, and B3 are light intensities at each pulse width. In the modulation depth range, the pulse width is expressed as a percentage of the pixel pitch, and in FIG. 6, A1 is 25%, A2 is 50%,
A3 shows the case of 75%. As shown in FIG. 6, this embodiment is constructed by combining an optical writing method that modulates the light intensity at each pulse width for a plurality of pulse widths according to input image data. .

【0016】図2は、前述のように、パルス幅を25%
(A),50%(B),75%(C),100%(D)
のパワー変調及びパルス幅変調(E)による場合の1ド
ットピクセルの相対濃度と感光体の中間露光領域に依存
する不飽和濃度領域との関係の一例を示す図で、この図
において、不飽和濃度比が小さいほど感光体に形成され
るポテンシャル井戸が急峻であり、ドット再現性が向上
する。しかしながら、例えば、25%(曲線A)の場合
、露光エネルギーを上げても濃度があがらなくなる。そ
こで、例えば、25%(曲線A)のパルス幅から50%
(曲線B)のパルス幅へ相対濃度が0.6のところで切
り替えれば、パルス幅変調(曲線E)を行った場合より
不飽和濃度領域が少ない部分に設定できる。更に、75
%(曲線C)のパルス幅に濃度が0.8で切り替え、最
大濃度までこのパルス幅で記録を行えば、感光体の中間
露光領域に依存する部分を小さくしたままで、またパル
ス幅の設定数が少ないので、パルス幅の設定精度を上げ
ることが容易に実現できる。すなわち、パルス幅を10
0%に設定しなくとも最大濃度まで出力できるパルス幅
を最大パルス幅にすればよい。さらに、半導体レーザの
制御は、光・電気負帰還ループの制御速度を10ns.
程度で実現すれば画素クロックが20MHzにおいても
容易に光の制御精度が実現できる。また、濃度がいくつ
であるかは、画像データの値により検知することができ
るので、画像データに応じてパルス幅を選択すれば良い
In FIG. 2, as mentioned above, the pulse width is set to 25%.
(A), 50% (B), 75% (C), 100% (D)
This is a diagram showing an example of the relationship between the relative density of one dot pixel and the unsaturated density region depending on the intermediate exposure region of the photoreceptor when power modulation and pulse width modulation (E) are used. The smaller the ratio, the steeper the potential well formed on the photoreceptor, and the better the dot reproducibility. However, for example, in the case of 25% (curve A), the density does not increase even if the exposure energy is increased. So, for example, from 25% (curve A) pulse width to 50%
By switching to the pulse width of (curve B) at a relative density of 0.6, it is possible to set the unsaturated concentration region to a portion where the area is smaller than when pulse width modulation (curve E) is performed. Furthermore, 75
% (curve C) at a density of 0.8, and record with this pulse width until the maximum density, the part that depends on the intermediate exposure area of the photoreceptor remains small, and the pulse width can be set again. Since the number is small, it is easy to increase the accuracy of setting the pulse width. In other words, the pulse width is 10
Even if the pulse width is not set to 0%, the pulse width that can output the maximum density may be set as the maximum pulse width. Furthermore, the control speed of the optical/electrical negative feedback loop is set to 10 ns to control the semiconductor laser.
If this is achieved at a certain level, light control accuracy can be easily achieved even when the pixel clock is 20 MHz. Further, since the density can be detected based on the value of the image data, the pulse width may be selected according to the image data.

【0017】また、図3は、前述のように、感光体又は
書込み光学系の速度変動(またはレーザ走査位置の変動
)により発生する濃度変動を示す図で、曲線A1はパワ
ー変調、曲線A2はデューティ50%のパワー変調、曲
線A3はデューティ25%のパワー変調、曲線Bはパル
ス幅変調を示すが、この図からも画像濃度によりパルス
幅を変化させた光強度変調の有効性が明瞭に分る。以上
に述べた説明では、パルス幅が25%,50%,75%
,100%の場合についてしか説明していなかったが、
このパルス幅に更に異なる値をとっても同様な効果が得
られる。
FIG. 3 is a diagram showing density fluctuations caused by speed fluctuations of the photoreceptor or writing optical system (or fluctuations in laser scanning position), as described above, where curve A1 is power modulation and curve A2 is power modulation. Curve A3 shows power modulation with a duty of 50%, curve B shows pulse width modulation, and the effectiveness of light intensity modulation in which the pulse width is changed depending on the image density is clearly understood from this figure. Ru. In the above explanation, the pulse width is 25%, 50%, and 75%.
, only explained the 100% case,
A similar effect can be obtained even if the pulse width is set to a different value.

【0018】以上が本発明の第1の手段に関する事項で
あるが、乾式電子写真においては上記方法だけではまだ
ドット再現性に欠ける。ドット再現性が要求される領域
は画像濃度変化がゆるやかな(空間周波数が低い)領域
であり、また電子写真においてとりわけ低濃度部でのド
ット再現性が悪いのでこのような画像領域にたいしては
ドット集中型のマトリックスによる擬似中間調表現方法
を用いることにより滑らかな画像を表現することができ
る。
The above is a matter concerning the first means of the present invention, but in dry electrophotography, the above method alone still lacks dot reproducibility. Areas where dot reproducibility is required are areas where image density changes are slow (spatial frequency is low), and in electrophotography, dot reproducibility is particularly poor in low density areas, so dot concentration is required for such image areas. A smooth image can be expressed by using a pseudo halftone expression method using a type matrix.

【0019】図7は、本発明を乾式電子写真に適用した
場合の一例を説明するための図で、図中、10はマトリ
ックスパターン発生部、12はパルス幅及び光強度設定
部で、図において、選択計算を行っている部分が入力さ
れた画像情報に基づきマトリックスによる擬似中間調表
現を行うか又は予め設定されたパルス幅を選択したうえ
で半導体レーザの光出力を変調することにより1ドット
で階調表現を行う多値記録方式を行うかの選択を行う。 このようにして得られるドットパターンの例を図8に示
す。図8において、(a),(b)は擬似中間表現を行
う場合、(c),(d)は1ドット多値記録を行う場合
の例で、同一パターン内で表現階調が異なるのは半導体
レーザの光出力強度を変化させているためである。なお
、図8において主走査方向のマトリクスの偶、奇により
反転させる。また、図8において設定したパルス幅が4
であるが、これは4でなくとも本発明の効果が得られる
ことは明らかである。以上述ベたように、本発明により
感光体の速度変動、又はレーザ走査位置の変動の影響を
受けにくく、かつドット再現性が良く、更に露光エネル
ギー制御精度の良いレーザプリンタを構成できるので高
品位画像を得ることが可能な画像形成装置を提供できる
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the case where the present invention is applied to dry electrophotography. In the figure, 10 is a matrix pattern generation section, 12 is a pulse width and light intensity setting section, and , the part that performs the selection calculation performs pseudo halftone expression using a matrix based on the input image information, or selects a preset pulse width and modulates the optical output of the semiconductor laser to generate one dot. Select whether to use the multi-level recording method that expresses gradations. An example of a dot pattern obtained in this manner is shown in FIG. In Figure 8, (a) and (b) are examples when performing pseudo-intermediate expression, and (c) and (d) are examples when performing one-dot multilevel recording. This is because the optical output intensity of the semiconductor laser is changed. In FIG. 8, the inversion is performed depending on whether the matrix in the main scanning direction is even or odd. Also, the pulse width set in Fig. 8 is 4
However, it is clear that the effects of the present invention can be obtained even if the number is not 4. As mentioned above, according to the present invention, it is possible to construct a laser printer that is not easily affected by speed fluctuations of the photoconductor or fluctuations in the laser scanning position, has good dot reproducibility, and has high exposure energy control accuracy, resulting in high quality. An image forming apparatus capable of obtaining images can be provided.

【0020】図9は、本発明の他の実施例の動作原理を
説明するための図で、図中、A1,A2,A3,A4は
パルス幅、B1,B2,B3,B4はそれぞれのパルス
幅における光強度変調度範囲で、パルス幅は画素ビット
に対する%で示され、図9において、A1は25%、A
2は50%、A3は75%、A4は100%の場合を示
している。 而して、本発明においては、100%ではないパルス幅
において光強度を変調する光書込方式により構成される
FIG. 9 is a diagram for explaining the operating principle of another embodiment of the present invention. In the figure, A1, A2, A3, and A4 are pulse widths, and B1, B2, B3, and B4 are respective pulse widths. In the light intensity modulation degree range in width, the pulse width is shown in % with respect to pixel bits, and in FIG. 9, A1 is 25%, A
2 indicates 50%, A3 indicates 75%, and A4 indicates 100%. Therefore, the present invention uses an optical writing method that modulates the light intensity with a pulse width that is not 100%.

【0021】図2は、前述のように、パルス幅を25%
(曲線A),50%(曲線B)、75%(曲線C)、1
00%(曲線D)のパワー変調及びパルス幅変調(曲線
E)による場合の1ドットピクセルの相対濃度と感光体
の中間露光領域に依存する不飽和濃度領域との関係の一
例を示す図で、この図において、不飽和濃度比が小さい
ほど感光体に形成されるポテンシャル井戸が急峻であり
、ドット再現性が向上する。すなわち、パルス幅が10
0%以下の場合において、その効果が明瞭に表われる。
In FIG. 2, as mentioned above, the pulse width is set to 25%.
(Curve A), 50% (Curve B), 75% (Curve C), 1
00% (curve D) power modulation and pulse width modulation (curve E) is a diagram showing an example of the relationship between the relative density of one dot pixel and the unsaturated density region depending on the intermediate exposure region of the photoreceptor, In this figure, the smaller the unsaturated concentration ratio, the steeper the potential well formed on the photoreceptor, and the better the dot reproducibility. That is, if the pulse width is 10
The effect is clearly visible when the amount is 0% or less.

【0022】また、図3は、前述のように、感光体又は
書込み光学系の速度変動(またはレーザ走査位置の変動
)により発生する濃度変動のグラフを示す図で、曲線A
1はパワー変調、曲線A2はデューティ50%のパワー
変調、曲線A3はデューティ25%のパワー変調、曲線
Bはパルス幅変調を示すが、この図からも、パルス幅を
100%以下として光強度変調を行うことの有効性が明
瞭に示されている。さらに100%ではないパルス幅の
中の1つだけのパルス幅を使用しているので、パルス幅
を切り替えることもなく、非常に簡単な構成により実現
できる。以上には、パルス幅が25%,50%,75%
,100%の場合についてしか説明しなかったが、この
パルス幅に更に異なる値をとっても同様な効果が得られ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a graph of density fluctuations caused by speed fluctuations of the photoreceptor or writing optical system (or fluctuations in the laser scanning position), as described above.
1 shows power modulation, curve A2 shows power modulation with a duty of 50%, curve A3 shows power modulation with a duty of 25%, and curve B shows pulse width modulation. From this figure, it can also be seen that light intensity modulation is performed when the pulse width is 100% or less. The effectiveness of doing this is clearly demonstrated. Furthermore, since only one pulse width among pulse widths other than 100% is used, the pulse width can be realized with a very simple configuration without switching the pulse width. For above, the pulse width is 25%, 50%, 75%.
, 100%, the same effect can be obtained even if the pulse width is set to a different value.

【0023】以上が本発明における第1の手段に関する
事項であるが、乾式電子写真においては、上記の方法で
けではまだドット再現性に欠ける。ドット再現性が要求
される領域は画像濃度変化がゆるやかな(空間周波数が
低い)領域であり、また、電子写真においては、とりわ
け、低濃度部でのドット再現性が悪いので、このような
画像領域にたいしては、ドット集中型のマトリクスによ
り擬似中間調表現方法を用いることにより滑らかな画像
を表現することができる。この方法が本発明の第2の手
段に関する事項であり、前記第1の手段とこの第2の手
段を併用することにより高品位画像を得ることができる
。ここで、この第1の手段と第2の手段の切り替えを、
K×L個の入力画素情報の微分係数に応じて行う。 このようにして構成された一実施例を図10に示す。
The above is a matter regarding the first means of the present invention, but in dry electrophotography, dot reproducibility is still lacking even with the above method. The areas where dot reproducibility is required are areas where image density changes are gradual (low spatial frequency), and in electrophotography, dot reproducibility is particularly poor in low density areas, so such images For the area, a smooth image can be expressed by using a pseudo halftone expression method using a dot-concentrated matrix. This method is related to the second means of the present invention, and a high-quality image can be obtained by using the first means and this second means together. Here, the switching between the first means and the second means is
This is performed according to the differential coefficients of K×L pieces of input pixel information. An embodiment configured in this manner is shown in FIG.

【0024】図10は、前記第1の手段と第2の手段の
切り替えを行う手段の一例を説明するための図で、図中
、10はマトリクスパターン発生部(M×Nドットパタ
ーン)、12はパルス幅及び発光強度設定部(1×1)
、13は微分係数算出部、14はデジタルコンパレータ
で、この切り替え手段として微分係数を用いている理由
は、微分係数はすなわち濃度変化の大きさであるので画
像濃度変化部分を常時検出する事が可能となり、濃度が
大きく変化する部分つまり微分係数が大きい部分では1
ドット多階調表現を行い、濃度があまり変化しない領域
つまり微分係数が小さい領域ではマトリクスにより擬似
中間調表現を行うことができるためである。
FIG. 10 is a diagram for explaining an example of means for switching between the first means and the second means. In the figure, 10 is a matrix pattern generating section (M×N dot pattern); is the pulse width and emission intensity setting section (1 x 1)
, 13 is a differential coefficient calculation unit, and 14 is a digital comparator.The reason why the differential coefficient is used as a switching means is that the differential coefficient is the magnitude of the density change, so it is possible to constantly detect the image density change part. 1 in areas where the concentration changes greatly, that is, areas where the differential coefficient is large.
This is because dot multi-gradation expression is performed, and pseudo-halftone expression can be performed using a matrix in an area where the density does not change much, that is, an area where the differential coefficient is small.

【0025】この微分係数算出の具体例を図11及び図
12を参照して説明する。まず、図11(a),(b)
に示すような2×2、または3×3の画像情報を考える
。今、注目する画素を(i,j)、画素濃度をAi,j
、微分係数をf(i,j)とする。まず、2×2の画素
情報により微分係数を算出する一例としては、微分係数
f(i,j)をi,j方向の微分係数の2乗和の平均根
、つまり、f(i,j)=[(Ai−1,j−Ai,j
)2+(Ai,j−Ai,j−1)2]1/2とする方
法がある。また、図11(b)に示すような3×3の画
素情報において微分係数を算出する例として、図12(
a),(b)に示すような二次微分の空間フィルタを考
える。これらのフィルタを図11(b)の画素情報にか
けて総和をとる事により微分係数f(i,j)を算出す
ることができる。 ここで、微分係数を算出するマトリクスと擬似中間調表
現を行うマトリクスのサイズが同一である必要はない。 また、微分係数を検出する領域を上記例では2×2まは
た3×3のマトリクスとしたがどのような領域を設定し
ても良いし、さらに、微分係数を簡単に検出する手段は
以上にのべた以外にも多数存在し、それらの手段を用い
ても本発明が有効であることは勿論である。
A specific example of this differential coefficient calculation will be explained with reference to FIGS. 11 and 12. First, Figures 11(a) and (b)
Consider 2×2 or 3×3 image information as shown in FIG. Now, let the pixel of interest be (i, j) and the pixel density be Ai, j
, the differential coefficient is f(i,j). First, as an example of calculating a differential coefficient using 2×2 pixel information, the differential coefficient f (i, j) is calculated as the average root of the sum of squares of the differential coefficients in the i and j directions, that is, f (i, j) = [(Ai-1,j-Ai,j
)2+(Ai,j-Ai,j-1)2]1/2. In addition, as an example of calculating the differential coefficient in 3×3 pixel information as shown in FIG. 11(b), FIG.
Consider a second-order differential spatial filter as shown in a) and (b). The differential coefficient f(i, j) can be calculated by applying these filters to the pixel information in FIG. 11(b) and taking the sum. Here, it is not necessary that the size of the matrix for calculating the differential coefficient and the matrix for performing pseudo halftone expression be the same. Furthermore, in the above example, the region for detecting the differential coefficient is set as a 2×2 or 3×3 matrix, but any region may be set. There are many other means than those described above, and it goes without saying that the present invention is effective even if these methods are used.

【0026】つぎに先に前述の第1の手段と第2の手段
の切り替えを行う具体例について説明する。まず、先に
算出したf(i,j)の値の絶対値をディジタルコンパ
レータに入力して、f(i,j)の値とある基準値との
大小を判断し、その出力で先にのべた第1の手段と第2
の手段の切り替えを行う。ここで、この基準値の設定の
一例としては、f(i,j)の値の絶対値が0〜100
である場合を考え、基準値を50に設定する。そして、
f(i,j)の値の絶対値が0〜50であればマトリク
スによる擬似中間調表現を行い、f(i,j)の値の絶
対値が51〜100であれば1ドットで多階調表現を行
う。ここでは基準値を微分係数の最大値の絶対値の半分
としたが、この設定には微分係数算出の方法や他の種々
の要因も関与するため状況に応じてどのように設定して
もよい。さらに、切り替えを行なう際、擬似中間調表現
を行うマトリクス内のある1ドットが1ドット多階調表
現をしなければならない場合が起こりうるが、この場合
は、マトリクス内のどの1ドットでも1ドット多階調表
現が必要ならばこのマトリクス内のドットすべてを1ド
ット多階調表現とする、等の方法で切り替えを行なえば
良い。
Next, a specific example of switching between the first means and the second means described above will be explained. First, input the absolute value of the previously calculated value of f(i, j) into a digital comparator to determine whether the value of f(i, j) is larger or smaller than a certain reference value, and use that output to calculate the The first and second means
Switching of methods. Here, as an example of setting this reference value, the absolute value of the value of f (i, j) is 0 to 100.
Considering the case, the reference value is set to 50. and,
If the absolute value of f (i, j) is 0 to 50, pseudo halftone expression is performed using a matrix, and if the absolute value of f (i, j) is 51 to 100, multilevel expression is performed with one dot. Performs tonal expression. Here, the reference value was set to half the absolute value of the maximum value of the differential coefficient, but this setting also involves the method of calculating the differential coefficient and various other factors, so it may be set in any way depending on the situation. . Furthermore, when switching, a certain dot in the matrix that performs pseudo-halftone expression may have to perform multi-tone expression, but in this case, any one dot in the matrix If multi-gradation expression is required, switching may be performed by making all dots in this matrix into one-dot multi-gradation expression.

【0027】このようにして得られるドットパターンの
例を図5及び図13に示す。この図では、1ドット多階
調表現(図13)でもマトリクスにより擬似中間調表現
(図5)でも256階調を表現できるように階調を設定
しているが、256階調に限らずどのような階調を設定
しても良い。また、図中、同一パターン内で表現階調が
異なるのは半導体レーザの光出力強度を変化させている
ためである。さらに、図5において設定したパルス幅が
4であるがこれは4でなくとも本発明の効果が得られる
ことは明らかである。以上に述べたように、本発明によ
り感光体の速度変動、又は、レーザ走査位置の変動の影
響を受けにくく、かつ、ドット再現性が良く、更には、
露光エネルギー制御精度のよいレーザプリンタを構成で
きるので高品位画像を得ることが可能な画像形成装置の
具体的構成を提供できる。
Examples of dot patterns obtained in this manner are shown in FIGS. 5 and 13. In this figure, the gradations are set so that 256 gradations can be expressed in both 1-dot multi-gradation expression (Figure 13) and pseudo-halftone expression using a matrix (Figure 5), but it is not limited to 256 gradations. You may also set a gradation like this. Furthermore, in the figure, the expression gradation differs within the same pattern because the optical output intensity of the semiconductor laser is changed. Furthermore, although the pulse width set in FIG. 5 is 4, it is clear that the effects of the present invention can be obtained even if the pulse width is not 4. As described above, the present invention is less susceptible to changes in the speed of the photoreceptor or changes in the laser scanning position, has good dot reproducibility, and furthermore,
Since it is possible to configure a laser printer with high exposure energy control accuracy, it is possible to provide a specific configuration of an image forming apparatus that can obtain high-quality images.

【0028】次に、パルス幅を100%としない場合の
実施例について説明する。図14は、従来技術(デュー
ティ100%)における光出力波形(a)図と、本発明
(デューティ<100%)における光出力波形(b)図
との関係を示す図で、図中、20はレーザビームである
。通常、記録光のパルスT0は、T0=d/v(ただし
d:画素ピッチ=1/記録密度,V:  記録光走査速
度である。)で与えられるが、本発明ではパルス幅T<
T0として記録を行なうことを特徴とするものである。
Next, an embodiment in which the pulse width is not 100% will be described. FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the optical output waveform (a) diagram in the conventional technology (duty 100%) and the optical output waveform (b) diagram in the present invention (duty < 100%). It is a laser beam. Normally, the recording light pulse T0 is given by T0=d/v (where d: pixel pitch=1/recording density, V: recording light scanning speed), but in the present invention, the pulse width T<
This is characterized in that recording is performed as T0.

【0029】図15は電子写真記録における露光量と画
像濃度の関係を示す図で、図中、Iは不飽和濃度領域、
IIは飽和濃度領域で、画像濃度は、図示のように、露
光量E0までは露光量に応じて濃度が増加していく不飽
和濃度領域I、E0以上では濃度が飽和する飽和濃度領
域IIを有する。
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between exposure amount and image density in electrophotographic recording, in which I represents an unsaturated density region;
II is the saturated density region, and the image density is divided into the unsaturated density region I, where the density increases according to the exposure amount up to the exposure amount E0, and the saturated density region II, where the density is saturated above E0, as shown in the figure. have

【0030】図16は、パルス幅を100%とした場合
(曲線A)と、50%とした場合(曲線B)の1ドット
ピクセルの相対濃度と感光体の中間露光領域に依存する
不飽和濃度領域との関係を示す図で、この図において、
不飽和濃度比が小さいほど感光体に形成されるポテンシ
ャル井戸が急峻でありドット再現性が向上することが分
る。なお、図17は、前記のポテンシャル井戸を示す図
で、曲線(a)が100%デューティの場合、曲線(b
)が本発明の場合を示す。
FIG. 16 shows the relative density of one dot pixel when the pulse width is 100% (curve A) and when it is 50% (curve B) and the unsaturated density depending on the intermediate exposure area of the photoreceptor. This is a diagram showing the relationship with the area, and in this diagram,
It can be seen that the smaller the unsaturated concentration ratio, the steeper the potential well formed on the photoreceptor, and the better the dot reproducibility. Note that FIG. 17 is a diagram showing the potential well described above. When the curve (a) is 100% duty, the curve (b) is a diagram showing the potential well.
) shows the case of the present invention.

【0031】図18は、感光体又は書込み光学系の速度
変動(またはレーザ走査位置の変動)により発生する濃
度変動を示すが、曲線Aはパワー変調(デューティ10
0%)、曲線Bはパワー変調(デューティ50%)で、
この図からも変調パルスのデューティを50%(100
%以下)としたことの有効性が明瞭に分る。以上には、
パルス幅が50%,100%についてしか説明していな
いが、このパルス幅をT0以下(100%以下)の異な
る値にしても同様な効果が得られる。しかしながら、前
記の手段だけでは現在広く用いられている乾式電子写真
プロセスでは、トナー粒径が大きい等の理由により、1
ドット以下の微小ドットは忠実に再現されず、ノイジー
な画像となってしまう。電子写真においては、これを改
善する方法として、複数の画素で構成されたマトリクス
による擬似中間調表現方法が用いられる。
FIG. 18 shows density fluctuations caused by speed fluctuations of the photoreceptor or writing optical system (or fluctuations in laser scanning position), and curve A shows density fluctuations caused by power modulation (duty 10).
0%), curve B is power modulation (duty 50%),
This figure also shows that the modulation pulse duty is 50% (100%).
% or less) is clearly seen. Above,
Although only pulse widths of 50% and 100% have been described, similar effects can be obtained even if the pulse width is set to a different value of T0 or less (100% or less). However, in the currently widely used dry electrophotographic process using only the above-mentioned means, due to reasons such as the large toner particle size,
Microscopic dots smaller than a dot are not faithfully reproduced, resulting in a noisy image. In electrophotography, as a method to improve this, a pseudo halftone expression method using a matrix composed of a plurality of pixels is used.

【0032】図19及び図20は、それぞれ本発明の実
施例を示す図で、共に、(a)図はマトリクス構成図、
(b)図はパルス幅変調を用いた場合の光出力波形、(
c)図は光強度変調(パワー変調)の場合の光強度を示
し、マトリクス構成は、図19の場合が主走査方向が1
、副走査方向が2(以下1×2と記す)で8値の中間調
出力の例(パルス幅は4種類)で、図20の場合が主走
査方向が2、副走査方向が4(以下2×4と記す)で1
6値の中間調出力の例(パルス幅は2種類)である。 図20(b),(c)のどちらの例も、中間調レベル8
まで(すなわち低濃度部)は副走査方向に隣接する画素
は露光されず、主走査方向にパターンを埋めていく(副
走査方向に空間周波数が高くなるような露光パターン)
ので、記録媒体(感光体)上での副走査方向の露光エネ
ルギー分布は図21に示すようになる。このような場合
、露光ビームがガウス分布で裾広がりな形状であっても
隣接画素との重なりはなく、記録媒体の送り速度変動な
どがあっても露光ムラは発生せず、よって、濃度ムラが
ほとんど発生しない高品位な画像を得ることができる。 図19(b),(c)についても同様に中間調レベル4
までは濃度ムラがほとんど発生しない高品位な画像を得
ることができる。
FIGS. 19 and 20 are diagrams showing embodiments of the present invention, respectively, and FIG. 19 (a) is a matrix configuration diagram;
(b) The figure shows the optical output waveform when using pulse width modulation, (
c) The figure shows the light intensity in the case of light intensity modulation (power modulation).
, is an example of 8-level halftone output (4 types of pulse widths) in the sub-scanning direction of 2 (hereinafter referred to as 1×2). 2×4) is 1
This is an example of six-level halftone output (two types of pulse widths). In both examples in FIGS. 20(b) and 20(c), the halftone level is 8.
(i.e. low-density areas), adjacent pixels in the sub-scanning direction are not exposed, and the pattern is filled in the main-scanning direction (an exposure pattern in which the spatial frequency increases in the sub-scanning direction).
Therefore, the exposure energy distribution in the sub-scanning direction on the recording medium (photoreceptor) is as shown in FIG. In such a case, even if the exposure beam has a Gaussian distribution with a wide tail, there will be no overlap with adjacent pixels, and exposure unevenness will not occur even if there are fluctuations in the feeding speed of the recording medium. Therefore, density unevenness will not occur. It is possible to obtain high-quality images with almost no occurrences. Similarly, for FIGS. 19(b) and 19(c), the halftone level is 4.
It is possible to obtain high-quality images with almost no density unevenness.

【0033】図22は、感光体又は書込み光学系の速度
変動(またはレーザ走査位置の変動)により発生する濃
度変動を示す図で、曲線Aは1×1光強度変調、曲線B
は1×1パルス幅変調、曲線Cは1×2マトリクスを示
し、副走査方向のマトリクスサイズが2以上の一例とし
て、マトリクスサイズを1×2(曲線C)とした場合に
、低濃度部における濃度変動が低減されることが明瞭に
示されている。
FIG. 22 is a diagram showing density fluctuations caused by speed fluctuations of the photoreceptor or writing optical system (or fluctuations in laser scanning position), where curve A is 1×1 light intensity modulation, curve B is
indicates 1×1 pulse width modulation, and curve C indicates a 1×2 matrix. As an example of a matrix size of 2 or more in the sub-scanning direction, when the matrix size is 1×2 (curve C), It is clearly shown that concentration fluctuations are reduced.

【0034】図23は、従来例(マトリクスサイズ1×
1,パワー変調16値)における中間調レベル8の露光
量分布を示すが、この場合、画素間に隣接ビームとの重
なりがあるため記録媒体の送り速度変動などによって露
光ムラ△Eが発生し濃度ムラとなってしまう。以上に、
マトリクスサイズが2×4,1×2の場合について説明
したが、2×2,1×4の場合についても、図24,図
25のような露光パターンを用うることで同様の効果が
得られ、一般的には、副走査方向のマトリクスサイズM
が2以上ならば本発明の効果が得られる。また、本発明
はパルス幅変調と光強度変調を組み合わせて使用する場
合においても有効である。以上が発明の第2の手段に対
する事柄であるが、この方法では、たしかに低濃度部分
だけ、もしくは高濃度部分だけにおける画像の滑らかさ
は向上するが、低濃度部と高濃度部の境界においてもマ
トリクスで書き込むため、境界部における解像度が低下
してしまう。そこで、濃度変化が少ないところでは上記
マトリクスによる擬似中間調表現を用い、濃度が大きく
変化するところでは、本発明の第1の手段である1ドッ
トのみの多階調表現を用いるように切り替えを行なえば
、より高解像度で高品位な画像を得ることができる。
FIG. 23 shows a conventional example (matrix size 1×
1, 16-value power modulation), but in this case, since there is overlap with adjacent beams between pixels, exposure unevenness △E occurs due to fluctuations in recording medium feed speed, etc., and density It becomes uneven. more than,
Although we have explained cases where the matrix size is 2 x 4 or 1 x 2, similar effects can be obtained by using exposure patterns such as those shown in Figs. 24 and 25 in cases where the matrix size is 2 x 2 or 1 x 4. , generally, the matrix size M in the sub-scanning direction
If is 2 or more, the effects of the present invention can be obtained. The present invention is also effective when pulse width modulation and optical intensity modulation are used in combination. The above is a matter regarding the second means of the invention, and although it is true that this method improves the smoothness of the image only in the low-density area or only in the high-density area, it also improves the smoothness of the image at the boundary between the low-density area and the high-density area. Because it is written in a matrix, the resolution at the boundary is reduced. Therefore, in areas where the density changes are small, pseudo-halftone expression using the matrix is used, and in areas where the density changes greatly, switching is made to use the multi-tone expression using only one dot, which is the first means of the present invention. For example, higher resolution and higher quality images can be obtained.

【0035】ここで、前記第1の手段と第2の手段の切
り替えを、K×L個の入力画素情報の微分係数に応じて
行う。前記の図10は、このようにして構成された一実
施例を説明するための図で、10はマトリクスパターン
発生部、12はパルス幅及び発光強度設定部、13は微
分係数算出部、14はディジタルコンパレータで、この
切り替え手段として微分係数を用いている理由は、微分
係数はすなわち濃度変化の大きさであるので画像濃度変
化部分を常時検出する事が可能となり、濃度が大きく変
化する部分つまり微分係数が大きい部分では1ドット多
階調表現を行い、濃度があまり変化しない領域つまり微
分係数が小さい領域ではマトリクスによる擬似中間調表
現を行うことができる。
[0035] Here, switching between the first means and the second means is performed in accordance with the differential coefficient of the K×L pieces of input pixel information. The above-mentioned FIG. 10 is a diagram for explaining one embodiment configured in this manner, in which 10 is a matrix pattern generation section, 12 is a pulse width and emission intensity setting section, 13 is a differential coefficient calculation section, and 14 is a The reason why a digital comparator uses a differential coefficient as a switching means is that the differential coefficient is the magnitude of the density change, so it is possible to constantly detect areas where the image density changes. In areas where the coefficient is large, one-dot multi-gradation expression can be performed, and in areas where the density does not change much, that is, areas where the differential coefficient is small, pseudo-halftone expression can be performed using a matrix.

【0036】前述の図11及び図12は、上記微分係数
算出の具体例を説明するための図で、前記と同様、図1
1(a),(b)に示すような2×2、または3×3の
画像情報を考える。今、注目する画素を(i,j)、画
素濃度をAi,j、微分係数をf(i,j)とする。ま
ず、2×2の画素情報により微分係数を算出する一例と
しては、微分係数f(i,j)をi,j方向の微分係数
の2乗和の平均根、つまり、   f(i,j)=[(Ai−1,j−Ai,j)2+
(Ai,j−Ai,j−1)2]1/2 とする方法がある。また、図11(b)に示すような3
×3の画素情報において微分係数を算出する例として図
12(a),(b)に示すような2次微分の空間フィル
タを考える。これらのフィルタを図11(b)の画素情
報にかけて総和をとる事により微分係数f(i,j)を
算出することができる。ここで、微分係数を算出するマ
トリクスと擬似中間調表現を行うマトリクスのサイズが
同一である必要はない。また、微分係数を検出する領域
を上記例では2×2まはた3×3のマトリクスとしたが
どのような領域を設定しても良いし、さらに、微分係数
を簡単に検出する手段は以上にのべた以外にも多数存在
し、それらの手段を用いても本発明が有効であることは
勿論である。
The aforementioned FIGS. 11 and 12 are diagrams for explaining a specific example of the above-mentioned differential coefficient calculation, and similarly to the above, FIG.
Consider 2×2 or 3×3 image information as shown in 1(a) and 1(b). Now, assume that the pixel of interest is (i, j), the pixel density is Ai, j, and the differential coefficient is f(i, j). First, as an example of calculating a differential coefficient using 2×2 pixel information, the differential coefficient f(i, j) is the average root of the sum of squares of the differential coefficients in the i and j directions, that is, f(i, j) = [(Ai-1,j-Ai,j)2+
There is a method of setting (Ai, j-Ai, j-1)2]1/2. In addition, 3 as shown in FIG. 11(b)
As an example of calculating a differential coefficient in ×3 pixel information, consider a spatial filter for quadratic differential as shown in FIGS. 12(a) and 12(b). The differential coefficient f(i, j) can be calculated by applying these filters to the pixel information in FIG. 11(b) and taking the sum. Here, it is not necessary that the size of the matrix for calculating the differential coefficient and the matrix for performing pseudo halftone expression be the same. Furthermore, in the above example, the region for detecting the differential coefficient is set as a 2×2 or 3×3 matrix, but any region may be set. There are many other means than those described above, and it goes without saying that the present invention is effective even if these methods are used.

【0037】つぎに先にのべた第1の手段と第2の手段
の切り替えを行う具体例について説明する。まず、先に
算出したf(i,j)の値の絶対値をディジタルコンパ
レータに入力して、f(i,j)の値とある基準値との
大小を判断し、その出力で先にのべた第1の手段と第2
の手段の切り替えを行う。ここで、この基準値の設定の
一例としては、f(i,j)の値の絶対値が0〜100
である場合を考え、基準値を50に設定する。そして、
f(i,j)の値の絶対値が0〜50であればマトリク
スによる擬似中間調表現を行い、f(i,j)の値の絶
対値が51〜100であれば1ドットで多階調表現を行
う。ここでは基準値を微分係数の最大値の絶対値の半分
としたが、この設定には微分係数算出の方法や他の種々
の要因も関与するため状況に応じてどのように設定して
もよい。さらに、切り替えを行なう際、擬似中間調表現
を行うマトリクス内のある1ドットが1ドット多階調表
現をしなければならない場合が起こりうるが、この場合
は、マトリクス内のどの1ドットでも1ドット多階調表
現が必要ならばこのマトリクス内のドットすべてを1ド
ット多階調表現とする、等の方法で切り替えを行なえば
良い。
Next, a specific example of switching between the first means and the second means mentioned above will be explained. First, input the absolute value of the previously calculated value of f(i, j) into a digital comparator to determine whether the value of f(i, j) is larger or smaller than a certain reference value, and use that output to calculate the The first and second means
Switching of methods. Here, as an example of setting this reference value, the absolute value of the value of f (i, j) is 0 to 100.
Considering the case, the reference value is set to 50. and,
If the absolute value of f (i, j) is 0 to 50, pseudo halftone expression is performed using a matrix, and if the absolute value of f (i, j) is 51 to 100, multilevel expression is performed with one dot. Performs tonal expression. Here, the reference value was set to half the absolute value of the maximum value of the differential coefficient, but this setting also involves the method of calculating the differential coefficient and various other factors, so it may be set in any way depending on the situation. . Furthermore, when switching, a certain dot in the matrix that performs pseudo-halftone expression may have to perform multi-tone expression, but in this case, any one dot in the matrix If multi-gradation expression is required, switching may be performed by making all dots in this matrix into one-dot multi-gradation expression.

【0038】なお、以上述べた発明と前記特開昭57−
159173号公報に記載された発明とを比較すると、
前記公報には、空間周波数を検出してマトリクスのスイ
ッチングを行う具体的実現方法が記載されていないが、
本発明ではこれが具体的に示されている。また前記公報
では、マトリクスのサイズを大小しているが、本発明で
は1ドット(1×1)とマトリクス(M×N)を切り替
えている。また前記公報では空間周波数を検出している
が、本発明では画素情報の濃度が大きく変化する所のみ
検出すれば良いので微分係数を算出している。以上に述
べたように、本発明により感光体の速度変動、又は、レ
ーザ走査位置の変動の影響を受けにくく、かつ、ドット
再現性が良いレーザプリンタを構成できるので、高品位
画像を得ることが可能な画像形成装置の具体的構成を提
供できる。
[0038] Furthermore, the above-mentioned invention and the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-
When compared with the invention described in Publication No. 159173,
Although the above publication does not describe a specific implementation method for detecting the spatial frequency and switching the matrix,
This is specifically shown in the present invention. Further, in the above-mentioned publication, the size of the matrix is increased or decreased, but in the present invention, the size of the matrix is switched between 1 dot (1×1) and the matrix (M×N). Further, in the above-mentioned publication, the spatial frequency is detected, but in the present invention, the differential coefficient is calculated because it is only necessary to detect areas where the density of pixel information changes significantly. As described above, the present invention makes it possible to configure a laser printer that is less susceptible to changes in the speed of the photoreceptor or changes in the laser scanning position and has good dot reproducibility, making it possible to obtain high-quality images. A concrete configuration of a possible image forming apparatus can be provided.

【0039】また図9は、本発明の他の実施例の動作原
理を説明するための図で、図中、A1,A2,A3,A
4はパルス幅、B1,B2,B3,B4はそれぞれのパ
ルス幅における光強度変調度範囲で、パルス幅は画素ビ
ットに対する%で示され、図9において、A1は25%
、A2は50%、A3は75%、A4は100%の場合
を示している。而して、本発明においては、図9に示す
ように、複数のパルス幅に対し各々のパルス幅において
光強度を変調する光書込方式を入力される画像データに
従って組み合わせることにより構成される。
FIG. 9 is a diagram for explaining the operating principle of another embodiment of the present invention. In the figure, A1, A2, A3, A
4 is the pulse width, B1, B2, B3, and B4 are the light intensity modulation ranges at each pulse width, and the pulse width is expressed as a percentage of the pixel bit. In FIG. 9, A1 is 25%.
, A2 shows the case of 50%, A3 shows the case of 75%, and A4 shows the case of 100%. As shown in FIG. 9, the present invention is constructed by combining an optical writing method that modulates the light intensity at each pulse width for a plurality of pulse widths in accordance with input image data.

【0040】図2は、前述のように、パルス幅を25%
(曲線A),50%(曲線B)、75%(曲線C)、1
00%(曲線D)のパワー変調及びパルス幅変調(曲線
E)による場合の1ドットピクセルの相対濃度と感光体
の中間露光領域に依存する不飽和濃度領域との関係の一
例を示しており、この図において、不飽和濃度比が小さ
いほど感光体に形成されるポテンシャル井戸が急峻であ
り、ドット再現性が向上する。しかしながら、例えば、
25%(曲線A)の場合、露光エネルギーを上げても濃
度があがらなくなる。そこで、例えば、25%(曲線A
)のパルス幅から50%(曲線B)のパルス幅へ相対濃
度が0.6のところで切り替えれば、パルス幅変調(曲
線E)を行った場合より不飽和濃度領域が少ない部分に
設定できる。更に、75%(曲線C)のパルス幅に濃度
が0.8で切り替え、最大濃度までこのパルス幅で記録
を行えば感光体の中間露光領域に依存する部分を小さく
したままで、また、パルス幅の設定数が少ないのでパル
ス幅の設定精度を上げることが容易に実現できる。すな
わち、パルス幅を100%に設定しなくても最大濃度ま
で出力できるパルス幅を最大のパルス幅とすればよい。 さらに、半導体レーザの制御は、光・電気負帰還ループ
の制御速度を10ns.程度で実現すれば画素クロック
が20MHzにおいても容易に光の制御精度が実現でき
る。また、濃度がいくつであるかは、画像データの値に
より検知することができるので画像データに応じてパル
ス幅を選択すれば良い。
In FIG. 2, as mentioned above, the pulse width is set to 25%.
(Curve A), 50% (Curve B), 75% (Curve C), 1
00% (curve D) power modulation and pulse width modulation (curve E) shows an example of the relationship between the relative density of one dot pixel and the unsaturated density region depending on the intermediate exposure region of the photoreceptor, In this figure, the smaller the unsaturated concentration ratio, the steeper the potential well formed on the photoreceptor, and the better the dot reproducibility. However, for example,
In the case of 25% (curve A), the density does not increase even if the exposure energy is increased. So, for example, 25% (curve A
) to a pulse width of 50% (curve B) at a relative concentration of 0.6, it is possible to set the unsaturated concentration region to a portion with fewer regions than when pulse width modulation (curve E) is performed. Furthermore, if you switch to a pulse width of 75% (curve C) at a density of 0.8 and record with this pulse width up to the maximum density, the part that depends on the intermediate exposure area of the photoreceptor remains small, and the pulse Since the number of width settings is small, it is easy to increase the accuracy of pulse width settings. That is, the maximum pulse width may be set to a pulse width that can output the maximum density without setting the pulse width to 100%. Furthermore, the control speed of the optical/electrical negative feedback loop is set to 10 ns to control the semiconductor laser. If this is achieved at a certain level, light control accuracy can be easily achieved even when the pixel clock is 20 MHz. Furthermore, since the density can be detected from the value of the image data, the pulse width may be selected according to the image data.

【0041】前述のように、図3は、感光体又は書込み
光学系の速度変動(またはレーザ走査位置の変動)によ
り発生する濃度変動を示す図で、曲線A1はパワー変調
、曲線A2はデューティ50%のパワー変調、曲線A3
はデューティ25%のパワー変調、曲線Bはパルス幅変
調を示すが、この図からも、画像濃度によりパルス幅を
変化させた光強度変調の有効性が明瞭に分る。以上には
、パルス幅が25%,50%,75%,100%の場合
についてしか説明しなかったが、このパルス幅に更に異
なる値をとっても同様な効果が得られる。
As described above, FIG. 3 is a diagram showing density fluctuations caused by speed fluctuations of the photoreceptor or writing optical system (or fluctuations in laser scanning position), where curve A1 is power modulation and curve A2 is duty 50. % power modulation, curve A3
curve B shows power modulation with a duty of 25%, and curve B shows pulse width modulation. From this figure as well, the effectiveness of light intensity modulation in which the pulse width is varied depending on the image density is clearly seen. Although only cases where the pulse width is 25%, 50%, 75%, and 100% have been described above, the same effect can be obtained even if the pulse width is set to a different value.

【0042】以上が本発明における第1の手段に関する
事項であるが、乾式電子写真においては、上記方法だけ
ではまだドット再現性に欠ける。ドット再現性が要求さ
れる領域は画像濃度変化がゆるやかな(空間周波数が低
い)領域であり、また、電子写真においては、とりわけ
、低濃度部でのドット再現性が悪いので、このような画
像領域にたいしては、ドット集中型のマトリクスにより
擬似中間調表現方法を用いることにより滑らかな画像を
表現することができる。この方法が本発明の第2の手段
に関する事項であり、前記第1の手段とこの第2の手段
を併用することにより高品位画像を得ることができる。
The above is a matter regarding the first means of the present invention, but in dry electrophotography, the above method alone still lacks dot reproducibility. The areas where dot reproducibility is required are areas where image density changes are gradual (low spatial frequency), and in electrophotography, dot reproducibility is particularly poor in low density areas, so such images For the area, a smooth image can be expressed by using a pseudo halftone expression method using a dot-concentrated matrix. This method is related to the second means of the present invention, and a high-quality image can be obtained by using the first means and this second means together.

【0043】ここで、この第1の手段と第2の手段の切
り替えを、K×L個の入力画素情報に微分係数に応じて
行う。このようにして構成された一実施例を図10に示
す。図10は、前記と同様、前記第1の手段と第2の手
段の切り替えを行う手段の一例を説明するための図で、
図中、10はマトリクスパターン発生部(M×Nドット
パターン)、12はパルス幅及び発光強度設定部(1×
1)、13は微分係数算出部、14はディジタルコンパ
レータで、この切り替え手段として微分係数を用いてい
る理由は、前述のように、微分係数はすなわち濃度変化
の大きさであるので画像濃度変化部分を常時検出する事
が可能となり、濃度が大きく変化する部分つまり微分係
数が大きい部分では1ドット多階調表現を行い、濃度が
あまり変化しない領域つまり微分係数が小さい領域では
マトリクスにより擬似中間調表現を行うことができるた
めである。
[0043] Here, switching between the first means and the second means is performed according to the differential coefficient of the K×L input pixel information. An embodiment configured in this manner is shown in FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining an example of means for switching between the first means and the second means, as described above.
In the figure, 10 is a matrix pattern generation section (M x N dot pattern), 12 is a pulse width and emission intensity setting section (1 x
1), 13 is a differential coefficient calculation unit, and 14 is a digital comparator.The reason why the differential coefficient is used as a means for switching is that, as mentioned above, the differential coefficient is the magnitude of the density change, so the image density change part This makes it possible to constantly detect areas where the density changes greatly, that is, areas where the differential coefficient is large, and performs one-dot multi-tone expression, and in areas where the density does not change much, that is, areas where the differential coefficient is small, pseudo-halftone expression is performed using a matrix. This is because it can be done.

【0044】この微分係数算出は、前述の図11、図1
2の説明と同様であり、まず、図11(a),(b)に
示すような2×2、または3×3の画像情報を考える。 今、注目する画素を(i,j)、画素濃度をAi,j、
微分係数をf(i,j)とする。まず、2×2の画素情
報により微分係数を算出する一例としては、微分係数f
(i,j)をi,j方向の微分係数の2乗和の平均根、
つまり、   f(i,j)=[(Ai−1,j−Ai,j)2+
(Ai,j−Ai,j−1)2]1/2 とする方法がある。また、図11(b)に示すような3
×3の画素情報において微分係数を算出する例として、
第12図(a),(b)に示すような2次微分の空間フ
ィルタを考える。これらのフィルタを図11(b)の画
素情報にかけて総和をとる事により微分係数f(i,j
)を算出することができる。ここで、微分係数を算出す
るマトリクスと擬似中間調表現を行うマトリクスのサイ
ズが同一である必要はない。また、微分係数を検出する
領域を上記例では2×2まはた3×3のマトリクスとし
たがどのような領域を設定しても良いし、さらに、微分
係数を簡単に検出する手段は以上にのべた以外にも多数
存在し、それらの手段を用いても本発明が有効であるこ
とは勿論である。
This differential coefficient calculation is performed as shown in FIG. 11 and FIG.
This is the same as the explanation in 2. First, consider 2×2 or 3×3 image information as shown in FIGS. 11(a) and 11(b). Now, let the pixel of interest be (i, j), the pixel density be Ai, j,
Let the differential coefficient be f(i,j). First, as an example of calculating a differential coefficient using 2×2 pixel information, the differential coefficient f
(i, j) is the average root of the sum of squares of the differential coefficients in the i, j direction,
That is, f(i,j)=[(Ai-1,j-Ai,j)2+
There is a method of setting (Ai, j-Ai, j-1)2]1/2. In addition, 3 as shown in FIG. 11(b)
As an example of calculating the differential coefficient in ×3 pixel information,
Consider a second-order differential spatial filter as shown in FIGS. 12(a) and 12(b). The differential coefficient f(i, j
) can be calculated. Here, it is not necessary that the size of the matrix for calculating the differential coefficient and the matrix for performing pseudo halftone expression be the same. Furthermore, in the above example, the region for detecting the differential coefficient is set as a 2×2 or 3×3 matrix, but any region may be set. There are many other means than those described above, and it goes without saying that the present invention is effective even if these methods are used.

【0045】つぎに先にのべた第1の手段と第2の手段
の切り替えを行う具体例について説明する。まず、先に
算出したf(i,j)の値の絶対値をディジタルコンパ
レータに入力して、f(i,j)の値とある基準値との
大小を判断し、その出力で先にのべた第1の手段と第2
の手段の切り替えを行う。ここで、この基準値の設定の
一例としては、f(i,j)の値の絶対値が0〜100
である場合を考え、基準値を50に設定する。そして、
f(i,j)の値の絶対値が0〜50であればマトリク
スによる擬似中間調表現を行い、f(i,j)の値の絶
対値が51〜100であれば1ドットで多階調表現を行
う。ここでは基準値を微分係数の最大値の絶対値の半分
としたが、この設定には微分係数算出の方法や他の種々
の要因も関与するため状況に応じてどのように設定して
もよい。
Next, a specific example of switching between the first means and the second means mentioned above will be explained. First, input the absolute value of the previously calculated value of f(i, j) into a digital comparator to determine whether the value of f(i, j) is larger or smaller than a certain reference value, and use that output to calculate the The first and second means
Switching of methods. Here, as an example of setting this reference value, the absolute value of the value of f (i, j) is 0 to 100.
Considering the case, the reference value is set to 50. and,
If the absolute value of f (i, j) is 0 to 50, pseudo halftone expression is performed using a matrix, and if the absolute value of f (i, j) is 51 to 100, multilevel expression is performed with one dot. Performs tonal expression. Here, the reference value was set to half the absolute value of the maximum value of the differential coefficient, but this setting also involves the method of calculating the differential coefficient and various other factors, so it may be set in any way depending on the situation. .

【0046】さらに、切り替えを行なう際、擬似中間調
表現を行うマトリクス内のある1ドットが1ドット多階
調表現をしなければならない場合が起こりうるが、この
場合は、マトリクス内のどの1ドットでも1ドット多階
調表現が必要ならばこのマトリクス内のドットすべてを
1ドット多階調表現とする、等の方法で切り替えを行な
えば良い。このようにして得られるドットパターンの一
例を図26に示す。図26において、(a1),(a2
)は擬似中間調表現を行う夫々の実施例、(b1),(
b2)は1ドット多値記録を行う場合の夫々の実施例を
示すが、この図では、1ドット多階調表現(b1,b2
)でもマトリクスにより擬似中間調表現(a1,a2)
でも256階調を表現できるように階調を設定している
が、256階調に限らずどのような階調を設定しても良
い。また、図中、同一パターン内で表現階調が異なるの
は半導体レーザの光出力強度を変化させているためであ
る。さらに、第7図において設定したパルス幅が4であ
るがこれは4でなくとも本発明の効果が得られることは
明らかである。以上に述べたように、本発明により感光
体の速度変動、又は、レーザ走査位置の変動の影響を受
けにくく、かつ、ドット再現性が良く、更には、露光エ
ネルギー制御精度のよいレーザプリンタを構成できるの
で、高品位画像を得ることが可能な画像形成装置の具体
的構成を提供することができる。
Furthermore, when switching, a certain dot in the matrix that performs pseudo-halftone expression may have to perform multi-tone expression; in this case, which one dot in the matrix However, if one-dot multi-gradation expression is required, switching can be done by making all the dots in this matrix one-dot multi-gradation expression. An example of a dot pattern obtained in this manner is shown in FIG. In FIG. 26, (a1), (a2
) are the respective embodiments that perform pseudo halftone expression, (b1), (
b2) shows each example in the case of 1-dot multi-level recording, but in this figure, 1-dot multi-level recording (b1, b2)
), but the matrix allows pseudo-halftone expression (a1, a2)
Although the gradations are set so that 256 gradations can be expressed, any gradation may be set, not limited to 256 gradations. Furthermore, in the figure, the expression gradation differs within the same pattern because the optical output intensity of the semiconductor laser is changed. Furthermore, although the pulse width set in FIG. 7 is 4, it is clear that the effects of the present invention can be obtained even if the pulse width is not 4. As described above, the present invention provides a laser printer that is less susceptible to fluctuations in the speed of the photoreceptor or fluctuations in the laser scanning position, has good dot reproducibility, and has good exposure energy control accuracy. Therefore, it is possible to provide a specific configuration of an image forming apparatus that can obtain high-quality images.

【0047】次に、図27を参照しながら光導体レーザ
制御部の動作を説明する。但し、パルス幅を複数種類有
する場合に関しては、既に説明しているので省略する。 図27は、半導体レーザ制御部の構成を示す図で、以下
、図27を参照しながら半導体レーザ制御部の動作につ
いて説明する。図27において、1は比較増幅器、2は
電流変換器、3は半導体レーザ、4は受光素子で、図示
のように、発光レベル指令信号は、比較増幅器1及び電
流変換器2に入力され、被駆動半導体レーザ3の光出力
の1部が受光素子4によりモニターされる。比較増幅器
1と半導体レーザ3、受光素子4は、光・電気負帰還ル
ープを形成し、比較増幅器1は受光素子4に誘起された
光起電流(半導体レーザ3の光出力に比例する)に比例
する受光信号と発光レベル指令信号とを比較し、その結
果により、半導体レーザ3の順方向電流を受光信号と発
光レベル指褐信号とが等しくなるように制御する。また
、電流変換器2は前記受光信号と発光レベル指令信号と
が等しくなるように発光レベル指令信号にしたがって予
め設定された電流(半導体レーザ3の光出力・順方向電
流特性及び受光素子4と半導体レーザ3との結合係数、
受光素子4の光入力・受光信号特性に基づいて予め設定
された電流)を出力する。この電流変換器2の出力電流
と、比較増幅器1より出力される制御電流との和の電流
が半導体レーザ3の順方向電流となる。
Next, the operation of the light guide laser control section will be explained with reference to FIG. However, the case where a plurality of types of pulse widths are provided has already been explained, so a description thereof will be omitted. FIG. 27 is a diagram showing the configuration of the semiconductor laser control section, and the operation of the semiconductor laser control section will be described below with reference to FIG. 27. In FIG. 27, 1 is a comparison amplifier, 2 is a current converter, 3 is a semiconductor laser, and 4 is a light receiving element. As shown in the figure, a light emission level command signal is input to the comparison amplifier 1 and current converter 2, A portion of the optical output of the driving semiconductor laser 3 is monitored by the light receiving element 4. The comparison amplifier 1, the semiconductor laser 3, and the photodetector 4 form an optical/electrical negative feedback loop, and the comparison amplifier 1 is proportional to the photovoltaic current (proportional to the optical output of the semiconductor laser 3) induced in the photodetector 4. The light reception signal and the light emission level command signal are compared, and based on the result, the forward current of the semiconductor laser 3 is controlled so that the light reception signal and the light emission level indication signal are equal. The current converter 2 also generates a current that is preset according to the light emission level command signal (the optical output and forward current characteristics of the semiconductor laser 3 and the light receiving element 4 and semiconductor Coupling coefficient with laser 3,
A preset current is output based on the light input and light reception signal characteristics of the light receiving element 4. The sum of the output current of the current converter 2 and the control current output from the comparator amplifier 1 becomes the forward current of the semiconductor laser 3.

【0048】ここで、前記光・電気負帰還ループの開ル
ープでの交叉周波数をf0としDCゲインを10000
とした場合、半導体レーザ3の光出力Poutのステッ
プ応答特性は次のように近似できる。 Pout=PL+(PS−PL)exp(−2πf0t
)(ただし、PL:t=∞における光出力PS:電流変
換器2により設定された光量)光・電気負帰還ループの
開ループでのDCゲインを10000としているので、
設定誤差の許容容囲を0.1%以下とした場合にはPL
は設定した光量に等しいと考えられる。
Here, the cross frequency in the open loop of the optical/electrical negative feedback loop is set to f0, and the DC gain is 10000.
In this case, the step response characteristic of the optical output Pout of the semiconductor laser 3 can be approximated as follows. Pout=PL+(PS-PL)exp(-2πf0t
) (PL: optical output at t=∞ PS: light intensity set by current converter 2) Since the DC gain in the open loop of the optical/electrical negative feedback loop is 10000,
If the allowable range of setting error is 0.1% or less, PL
is considered to be equal to the set light amount.

【0049】したがって、仮に電流変換器2により設定
された光量PSがPLに等しければ、瞬時に半導体レー
ザ3の光出力がPLに等しくなる。また、外乱等により
PSが5%変動したとしてもf0=40MHz程度であ
れば、10ns.後には半導体レーザ3の光出力は設定
値に対する誤差が0.4%以下になる。このようにした
実現される高速・高精度・高分解能半導体レーザ制御回
路を用いることによりパルス幅が短くなっても露光光量
を精度良く制御できるので、感光体の速度変動、又は、
レーザ走査位置の変動の影響を受けにくく、かつ、ドッ
ト再現性が良く、更には、露光エネルギー制御精度の良
いレーザプリンタを構成できるので、高品位画像を得る
ことが可能な画像形成装置を提供できる。
Therefore, if the light amount PS set by the current converter 2 is equal to PL, the optical output of the semiconductor laser 3 instantly becomes equal to PL. Furthermore, even if the PS fluctuates by 5% due to disturbance etc., if f0=40MHz, it will change in 10ns. Afterwards, the optical output of the semiconductor laser 3 has an error of 0.4% or less with respect to the set value. By using the high-speed, high-precision, high-resolution semiconductor laser control circuit realized in this way, the amount of exposure light can be controlled with high accuracy even when the pulse width is shortened, so that speed fluctuations of the photoreceptor or
Since it is possible to configure a laser printer that is less susceptible to fluctuations in the laser scanning position, has good dot reproducibility, and has good exposure energy control accuracy, it is possible to provide an image forming apparatus that can obtain high-quality images. .

【0050】[0050]

【効果】請求項1記載の画像形成装置によると、100
%ではないパルス幅に設定された光強度変調を行う第1
の手段と、画像情報に基づきマトリックスにより擬似中
間調表現方法とを切り替えているので感光体の速度変動
、レーザ走査位置変動の影響を受けにくくまた露光エネ
ルギーの制御精度が良く、かつ、簡単な構成により実現
でき滑らかな画像を得ることができるレーザプリンタを
実現できるので、高品位画像を得ることができる画像形
成装置を提供できる。請求項2記載の画像形成装置によ
ると、高速・高精度・高分解半導体レーザ制御回路によ
り半導体レーザを制御しているので露光エネルギーの制
御精度が高く、また、100%ではないパルス幅に設定
された光強度変調を行っているので感光体の速度変動、
レーザ走査位置変動の影響を受けにくくまた露光エネル
ギーの制御精度が良いレーザプリンタを実現できるので
高品位画像を得ることができる画像形成装置を提供でき
る。請求項3記載の画像形成装置によると、複数のパル
ス幅に設定された光強度変調を行い、かつ、画像情報に
基づき複数のパルス幅の中から1つのパルス幅を選択し
た上で露光光量を変化させる第1の手段と、画像情報に
基づきマトリックスによる擬似中間表現方法とを切り替
えているので感光体の速度変動、レーザ走査位置変動の
影響を受けにくく、また露光エネルギーの制御精度が良
く、滑らかな画像を得ることができるレーザプリンタを
実現できるので高品位画像を得ることができる画像形成
装置を提供できる。請求項4記載の画像形成装置は、高
速・高精度・高分解能半導体レーザ制御回路により半導
体レーザを制御しているので露光エネルギーの制御精度
が高く、また、複数のパルス幅に設定された光強度変調
を行っているので感光体の速度変動、レーザ走査位置変
動の影響を受けにくく、また露光エネルギーの制御精度
が良いレーザプリンタを実現できるので高品位画像を得
ることができる画像形成装置を提供できる。請求項5記
載の画像形成装置によると、100%ではないパルス幅
に設定された光強度変調を行う第1の手段と、画像情報
の微分係数に基いて容易に1ドット多階調表現方法とマ
トリクスによる擬似中間調表現方法とを切り替えること
ができる具体的手段を有しているので、滑らかでかつ高
解像度である画像を得ることができ、感光体の速度変動
、レーザ走査位置変動の影響を受けにくく、また、露光
エネルギーの制御精度が良く、かつ、簡単な構成により
実現でき、滑らかな画像を得ることのできるレーザプリ
ンタを実現できるので、高品位画像を得ることができる
画像形成装置の具体的構成を提供できる。請求項6記載
の画像形成装置によると、高速・高精度・高分解能半導
体レーザ制御回路により半導体レーザを制御しているの
で、露光エネルギーの制御精度が高く、また、100%
ではないパルス幅に設定された光強度変調を行い、かつ
、画像情報の微分係数に基づいて容易に1ドット多階調
表現方法とマトリクスによる擬似中間調表現方法とを切
り替えることができる具体的手段を有しているので、滑
らかでかつ高解像度である画像を得ることができ、感光
体の速度変動、レーザ走査位置変動の影響を受けにくく
、また、露光エネルギーの制御精度が良いレーザプリン
タを実現できるので、高品位画像が得られる画像形成装
置の具体的構成を提供できる。請求項7記載の画像形成
装置によると、デューティ100%以下のパルス幅に設
定された光強度変調を行なっているので、感光体に形成
されるポテンシャル井戸が急峻になりドットの再現性が
向上し、かつ、低濃度部において副走査方向の隣接ビー
ム(ドット)の重なりが少ないため、感光体の速度変動
、レーザ走査位置変動を原因として発生する濃度ムラに
よる画像品質の劣化が少なくなり、また、画像情報に基
づいて容易に1ドット多階調表現方法とマトリクスによ
る擬似中間調表現方法とを切り替えることができる具体
的手段を有しているので、滑らかでかつ高解像度である
高品位な画像を得ることができる画像形成装置の具体的
構成を提供できる。請求項8記載の画像形成装置による
と、デューティ100%以下のパルス幅に設定された光
強度変調を行なっいてるので、感光体に形成されるポテ
ンシャル井戸が急峻になり、ドットの再現性が向上し、
高速・高精度・高分解能半導体レーザ制御回路により半
導体レーザを制御しているので、露光エネルギーの制御
精度が高く、低濃度部において、副走査方向の隣接ビー
ム(ドット)の重なりが少ないため、感光体の速度変動
,レーザ走査位置変動を原因として発生する濃度ムラに
よる画像品質の劣化が少なくなり、また、画像情報に基
づいて容易に1ドット多階調表現方法とマトリクスによ
る擬似中間調表現方法とを切り替えることができる具体
的手段を有しているので、滑らかでかつ高解像度である
高品位な画像を得ることができる画像形成装置の具体的
構成を提供できる。請求項9記載の画像形成装置による
と、100%ではない複数のパルス幅に設定された光強
度変調を行いかつ画像情報に基づいて複数のパルス幅の
中から1つのパルス幅を選択した上で露光光量を変化さ
せる第1の手段と、画像情報の微分係数に基づいて1ド
ット多階調表現方法とマトリクスによる擬似中間調表現
方法とを容易に切り替えることができる具体的手段とを
有しているので、滑らかでかつ高解像度である画像を得
ることができ、感光体の速度変動、レーザ走査位置変動
の影響を受けにくく、また、露光エネルギーの制御精度
が良く、滑らかな画像を得ることができるレーザプリン
タを実現できるので、高品位画像を得ることができる画
像形成装置の具体的構成を提供できる。請求項10記載
の画像形成装置によると、高速・高精度・高分解能半導
体レーザ制御回路により半導体レーザを制御しているの
で、露光エネルギーの制御精度が高く、また、複数のパ
ルス幅に設定された光強度変調を行いかつ画像情報の微
分係数に基づいて容易に1ドット多階調表現方法とマト
リクスによる擬似中間調表現方法とを切り替えることが
できる具体的手段とを有しているので、滑らかでかつ高
解像度である画像を得ることができ、感光体の速度変動
、レーザ走査位置変動の影響を受けにくくまた露光エネ
ルギーの制御精度の良いレーザプリンタを実現できるの
で、高品位画像が得られる画像形成装置の具体的構成を
提供できる。
[Effect] According to the image forming apparatus according to claim 1, 100
The first one performs light intensity modulation set to a pulse width that is not %.
This method switches between the above method and the pseudo-halftone expression method using a matrix based on the image information, so it is less susceptible to photoconductor speed fluctuations and laser scanning position fluctuations, and the exposure energy control accuracy is high, and the configuration is simple. Since it is possible to realize a laser printer that can obtain smooth images, it is possible to provide an image forming apparatus that can obtain high-quality images. According to the image forming apparatus according to the second aspect, since the semiconductor laser is controlled by the high-speed, high-precision, high-resolution semiconductor laser control circuit, the control precision of the exposure energy is high, and the pulse width is not set to 100%. Since the light intensity is modulated, fluctuations in the speed of the photoreceptor,
Since it is possible to realize a laser printer that is less susceptible to fluctuations in the laser scanning position and has good exposure energy control accuracy, it is possible to provide an image forming apparatus that can obtain high-quality images. According to the image forming apparatus according to claim 3, light intensity modulation is performed with a plurality of pulse widths set, and one pulse width is selected from the plurality of pulse widths based on image information, and then the exposure light amount is adjusted. Since the first means of changing and the pseudo-intermediate expression method using a matrix are switched based on the image information, it is less susceptible to the effects of photoreceptor speed fluctuations and laser scanning position fluctuations, and the exposure energy is controlled accurately and smoothly. Since it is possible to realize a laser printer that can obtain high-quality images, it is possible to provide an image forming apparatus that can obtain high-quality images. In the image forming apparatus according to claim 4, since the semiconductor laser is controlled by a high-speed, high-precision, high-resolution semiconductor laser control circuit, the exposure energy can be controlled with high accuracy, and the light intensity can be set to a plurality of pulse widths. Since modulation is performed, it is possible to realize a laser printer that is less susceptible to changes in the speed of the photoreceptor and laser scanning position, and can control exposure energy with good accuracy, thereby providing an image forming apparatus that can obtain high-quality images. . According to the image forming apparatus according to claim 5, the first means for performing light intensity modulation with a pulse width that is not 100%, and the one-dot multi-gradation expression method can be easily performed based on the differential coefficient of image information. Since it has a concrete means that can switch between the pseudo halftone expression method using a matrix, smooth and high resolution images can be obtained, and the effects of photoreceptor speed fluctuations and laser scanning position fluctuations can be obtained. A specific example of an image forming apparatus that can obtain high-quality images by realizing a laser printer that is not easily exposed to light, has good exposure energy control accuracy, and can be realized with a simple configuration and can obtain smooth images. can provide a specific structure. According to the image forming apparatus according to claim 6, since the semiconductor laser is controlled by the high-speed, high-precision, high-resolution semiconductor laser control circuit, the control accuracy of exposure energy is high, and 100%
Specific means for performing light intensity modulation with a pulse width set to a pulse width that is not equal to 1, and for easily switching between a 1-dot multi-gradation expression method and a pseudo-halftone expression method using a matrix based on the differential coefficient of image information. This makes it possible to obtain smooth, high-resolution images, making it less susceptible to fluctuations in the speed of the photoconductor and laser scanning position, and realizing a laser printer with good exposure energy control accuracy. Therefore, it is possible to provide a specific configuration of an image forming apparatus that can obtain high-quality images. According to the image forming apparatus according to the seventh aspect, since the light intensity modulation is performed with the pulse width set to a duty of 100% or less, the potential well formed on the photoreceptor becomes steeper and the reproducibility of dots is improved. In addition, since there is little overlap between adjacent beams (dots) in the sub-scanning direction in the low-density area, there is less deterioration in image quality due to density unevenness caused by fluctuations in the speed of the photoreceptor and fluctuations in the laser scanning position. Since we have a concrete means that can easily switch between the one-dot multi-gradation expression method and the pseudo-halftone expression method using a matrix based on image information, it is possible to produce smooth, high-resolution, high-quality images. A specific configuration of an image forming apparatus that can be obtained can be provided. According to the image forming apparatus according to claim 8, since the light intensity modulation is performed with the pulse width set to a duty of 100% or less, the potential well formed on the photoreceptor becomes steep, and the reproducibility of dots is improved. ,
Since the semiconductor laser is controlled by a high-speed, high-precision, high-resolution semiconductor laser control circuit, the exposure energy is controlled with high precision.In low-density areas, there is little overlap between adjacent beams (dots) in the sub-scanning direction. Deterioration of image quality due to density unevenness caused by body speed fluctuations and laser scanning position fluctuations is reduced, and based on image information, it is easy to use single-dot multi-gradation expression methods and matrix-based pseudo-halftone expression methods. Since the image forming apparatus has a specific means for switching the image forming apparatus, it is possible to provide a specific configuration of an image forming apparatus that can obtain a smooth, high-resolution, and high-quality image. According to the image forming apparatus according to claim 9, the light intensity modulation is performed with a plurality of pulse widths that are not 100%, and one pulse width is selected from the plurality of pulse widths based on the image information. The present invention has a first means for changing the amount of exposure light, and a specific means for easily switching between a one-dot multi-tone expression method and a pseudo-halftone expression method using a matrix based on a differential coefficient of image information. Because of this, it is possible to obtain smooth and high-resolution images, and it is less susceptible to fluctuations in the speed of the photoreceptor and laser scanning position.Also, the exposure energy can be controlled with good precision, making it possible to obtain smooth images. Since it is possible to realize a laser printer that can produce high-quality images, it is possible to provide a specific configuration of an image forming apparatus that can obtain high-quality images. According to the image forming apparatus according to claim 10, since the semiconductor laser is controlled by the high-speed, high-precision, high-resolution semiconductor laser control circuit, the exposure energy can be controlled with high precision, and the pulse width can be set to a plurality of pulse widths. Since it has a specific means for performing light intensity modulation and easily switching between a one-dot multi-gradation expression method and a pseudo-halftone expression method using a matrix based on the differential coefficient of image information, it is possible to perform light intensity modulation smoothly. It is possible to create a laser printer that can obtain high-resolution images, is less susceptible to photoreceptor speed fluctuations and laser scanning position fluctuations, and has good exposure energy control accuracy, making it possible to form images that provide high-quality images. We can provide the specific configuration of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】  本発明の動作原理を説明するための図であ
る。
FIG. 1 is a diagram for explaining the operating principle of the present invention.

【図2】  相対濃度と不飽和濃度比との関係を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between relative concentration and unsaturated concentration ratio.

【図3】  画像濃度と濃度ムラとの関係を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between image density and density unevenness.

【図4】  本発明を乾式電子写真に適用した場合の一
例を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the case where the present invention is applied to dry electrophotography.

【図5】  その場合のドットパターンの例を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a dot pattern in that case.

【図6】  本発明の他の実施例の動作原理を説明する
ための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operating principle of another embodiment of the present invention.

【図7】  本発明を乾式電子写真に適用した場合の一
例を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the case where the present invention is applied to dry electrophotography.

【図8】  その場合のドットパターンの例を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a dot pattern in that case.

【図9】  本発明の他の実施例の動作原理を説明する
ための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the operating principle of another embodiment of the present invention.

【図10】  本発明を乾式電子写真に適用した場合の
一例を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the case where the present invention is applied to dry electrophotography.

【図11】  微分係数算出の具体例を説明するための
図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a specific example of calculating a differential coefficient.

【図12】  微分係数算出の具体例を説明するための
図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a specific example of calculating a differential coefficient.

【図13】  1ドット多値記録を行う場合の例を示す
図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of performing one-dot multivalue recording.

【図14】  従来技術(デューティ100%)におけ
る光出力波形と、本発明(デューティ<100%)にお
ける光出力波形を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an optical output waveform in the conventional technology (duty 100%) and an optical output waveform in the present invention (duty <100%).

【図15】  電子写真記録における露光量と画像濃度
の関係を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between exposure amount and image density in electrophotographic recording.

【図16】  パルス幅を100%(曲線A)とした場
合と50%(曲線B)とした場合の1ドットピクセルの
相対濃度と感光体の中間露光領域に依存する不飽和濃度
領域との関係を示す図である。
[Figure 16] Relationship between the relative density of one dot pixel and the unsaturated density region depending on the intermediate exposure region of the photoreceptor when the pulse width is 100% (curve A) and 50% (curve B) FIG.

【図17】  ポテンシャル井戸を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a potential well.

【図18】  感光体又は書込み光学系の速度変動によ
り発生する濃度変動を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing density fluctuations caused by speed fluctuations of the photoreceptor or writing optical system.

【図19】  本発明の実施例を説明するための図であ
る。
FIG. 19 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.

【図20】  本発明の実施例を説明するための図であ
る。
FIG. 20 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.

【図21】  本発明による記録媒体上での副走査方向
の露光エネルギー分布を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing the exposure energy distribution in the sub-scanning direction on a recording medium according to the present invention.

【図22】  画像濃度と濃度ムラの関係を示す図であ
る。
FIG. 22 is a diagram showing the relationship between image density and density unevenness.

【図23】  従来技術における中間調レベルの露光量
分布を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing an exposure amount distribution at a halftone level in a conventional technique.

【図24】  本発明が適用されるマトリクス構成の他
の例を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing another example of a matrix configuration to which the present invention is applied.

【図25】  本発明が適用されるマトリクス構成の他
の例を示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing another example of a matrix configuration to which the present invention is applied.

【図26】  ドットパターンの例を示す図で、(a1
),(a2)は擬似中間調表現を行う場合、(b1),
(b2)は1ドット多値記録を行う場合を示す図である
FIG. 26 is a diagram showing an example of a dot pattern, (a1
), (a2) when performing pseudo halftone expression, (b1),
(b2) is a diagram showing a case where one-dot multivalue recording is performed.

【図27】  半導体レーザ制御部の一例を示す図であ
る。
FIG. 27 is a diagram showing an example of a semiconductor laser control section.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…比較増幅器、2…電流変換器、3…半導体レーザ、
4…受光素子、10…マトリックスパターン発生部、1
1,12…パルス幅及び光強度設定部、13…微分係数
算出部、14…ディジタルコンパレータ。
1... Comparison amplifier, 2... Current converter, 3... Semiconductor laser,
4... Light receiving element, 10... Matrix pattern generating section, 1
1, 12... Pulse width and light intensity setting section, 13... Differential coefficient calculation section, 14... Digital comparator.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  記録する最小画素に対応する露光時間
が100%ではないパルス幅に設定したうえで露光光量
を入力された各画素情報にしたがって変化させる第1の
手段と、前記入力された画素情報のM×N個の画素情報
によりあらかじめ決められたM×N個のパターンの画素
情報に変換する第2の手段と、前記入力された画素情報
に従って前記第1の手段と前記第2の手段とを選択する
第3の手段とにより構成したことを特徴とする画像形成
装置。
1. A first means for setting an exposure time corresponding to a minimum pixel to be recorded to a pulse width other than 100% and then changing an exposure light amount according to input pixel information; a second means for converting the M×N pixel information into pixel information of a predetermined M×N pattern; and the first means and the second means according to the inputted pixel information. and third means for selecting.
【請求項2】  被駆動半導体レーザの光出力を受光部
により検知し、この受光部から得られる前記半導体レー
ザの光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号と
が等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制
御する光電気負帰還ループと、前記受光信号と前記発光
レベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザ
の光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体
レーザの光出力との結合係数、前記受光部の光入力・受
光信号特性に基づいて前記発光レベル指令信号を前記半
導体レーザの順方向電流に変換する変換手段とを有し、
前記光電気負帰還ループの制御電流と前記変換手段によ
り生成された電流との和又は差の電流により前記半導体
レーザを制御する手段とにより半導体レーザ制御部を構
成したことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
2. The light output of the driven semiconductor laser is detected by a light receiving section, and the semiconductor laser is controlled so that a light reception signal proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light receiving section is equal to a light emission level command signal. and a photoelectric negative feedback loop that controls the forward current of the semiconductor laser and the optical output/forward current characteristics of the semiconductor laser and the light of the light receiving section and the semiconductor laser so that the light reception signal and the light emission level command signal are equal to each other. a conversion means for converting the light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser based on a coupling coefficient with an output and a light input/light reception signal characteristic of the light receiving section;
1. A semiconductor laser control unit is configured by means for controlling the semiconductor laser using a current that is the sum or difference between the control current of the photoelectric negative feedback loop and the current generated by the conversion means. The image forming apparatus described above.
【請求項3】  入力された画像情報に基づいて100
%ではない複数のパルス幅に設定されたパルス幅のうち
の1つのパルス幅を1画素ごとに選択したうえで露光光
量を各画素情報にしたがって変化させる第1の手段と、
前記入力された画素情報のM×N個の画素情報によりあ
らかじめ決められたM×N個のパターンの画素情報に変
換する第2の手段と、前記入力された画素情報に従って
前記第1の手段と前記第2の手段とを選択する第3の手
段とにより構成したことを特徴とする画像形成装置。
[Claim 3] Based on the input image information, 100
a first means for selecting one pulse width for each pixel from among the plurality of pulse widths set to a plurality of pulse widths other than %, and then changing the exposure light amount according to the information of each pixel;
a second means for converting the input pixel information into pixel information of a predetermined M×N pattern based on the M×N pixel information; and the first means according to the input pixel information. An image forming apparatus comprising: the second means; and a third means for selecting the second means.
【請求項4】  被駆動半導体レーザの光出力を受光部
により検知し、この受光部から得られる前記半導体レー
ザの光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号と
が等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制
御する光電気負帰還ループと、前記受光信号と前記発光
レベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザ
の光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体
レーザの光出力との結合係数、前記受光部の光入力・受
光信号特性に基づいて前記発光レベル指令信号を前記半
導体レーザの順方向電流に変換する変換手段とを有し、
前記光電気負帰還ループの制御電流と前記変換手段によ
り生成された電流との和又は差の電流により前記半導体
レーザを制御する手段とにより半導体レーザ制御部を構
成したことを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
4. The light output of the driven semiconductor laser is detected by a light receiving section, and the semiconductor laser is controlled so that a light reception signal proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light receiving section is equal to a light emission level command signal. and a photoelectric negative feedback loop that controls the forward current of the semiconductor laser and the optical output/forward current characteristics of the semiconductor laser and the light of the light receiving section and the semiconductor laser so that the light reception signal and the light emission level command signal are equal to each other. a conversion means for converting the light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser based on a coupling coefficient with an output and a light input/light reception signal characteristic of the light receiving section;
3. A semiconductor laser control unit is configured by means for controlling the semiconductor laser using a current that is the sum or difference between the control current of the photoelectric negative feedback loop and the current generated by the conversion means. The image forming apparatus described above.
【請求項5】  記録する最小画素に対応する露光時間
が100%ではないパルス幅に設定したうえで露光光量
を入力された各画素情報にしたがって変化させる第1の
手段と、前記入力された画素情報のM×N個の画素情報
によりあらかじめ決められたM×N個のパターンの画素
情報に変換する第2の手段と、前記入力されたK×L個
の画素情報の微分係数に応じて前記第1の手段と前記第
2の手段とを選択する第3の手段とにより構成したこと
を特徴とする画像形成装置。
5. A first means for setting the exposure time corresponding to the minimum pixel to be recorded to a pulse width other than 100% and then changing the exposure light amount according to input pixel information; and a second means for converting the M×N pixel information into pixel information in a predetermined M×N pattern; An image forming apparatus comprising a first means and a third means for selecting the second means.
【請求項6】  被駆動半導体レーザの光出力を受光部
により検知し、この受光部から得られる前記半導体レー
ザの光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号と
が等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制
御する光電気負帰還ループと、前記受光信号と前記発光
レベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザ
の光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体
レーザの光出力との結合係数、前記受光部の光入力・受
光信号特性に基づいて前記発光レベル指令信号を前記半
導体レーザの順方向電流に変換する変換手段とを有し、
前記光・電気負帰還ループの制御電流と前記変換手段に
より生成された電流との和又は差の電流により前記半導
体レーザを制御する手段とにより半導体レーザ制御部を
構成したことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置
6. The light output of the driven semiconductor laser is detected by a light receiving section, and the semiconductor laser is controlled so that a light reception signal proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light receiving section is equal to a light emission level command signal. and a photoelectric negative feedback loop that controls the forward current of the semiconductor laser and the optical output/forward current characteristics of the semiconductor laser and the light of the light receiving section and the semiconductor laser so that the light reception signal and the light emission level command signal are equal to each other. a conversion means for converting the light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser based on a coupling coefficient with an output and a light input/light reception signal characteristic of the light receiving section;
A semiconductor laser control unit is configured by means for controlling the semiconductor laser using a current that is the sum or difference between the control current of the optical/electrical negative feedback loop and the current generated by the conversion means. 5. The image forming apparatus according to 5.
【請求項7】  記録する最小画素に対応する露光時間
が100%ではないパルス幅に設定したうえで、露光光
量を入力された各画素情報にしたがって変化させる第1
の手段と、複数の画素からなるマトリクスを構成し、マ
トリクス単位で画像情報に応じて露光量を変化させ中間
調画像を記録する画像形成装置においてマトリクスの副
走査方向のサイズMが2以上、主走査方向のマトリクス
サイズNが1以上であり、マトリクス内の露光パターン
を副走査方向の空間周波数が最も高くなるように設定す
る第2の手段と、前記入力されたK×L個の画素情報の
微分係数に応じて前記第1の手段と前記第2の手段とを
選択する第3の手段とにより構成したことを特徴とする
画像形成装置。
7. A first step in which the exposure time corresponding to the minimum pixel to be recorded is set to a pulse width that is not 100%, and the amount of exposure light is varied according to input pixel information.
In an image forming apparatus that forms a matrix consisting of a plurality of pixels and records a halftone image by changing the exposure amount in each matrix according to image information, the size M of the matrix in the sub-scanning direction is 2 or more, and the main a matrix size N in the scanning direction is 1 or more, and a second means for setting the exposure pattern in the matrix so that the spatial frequency in the sub-scanning direction is the highest; and An image forming apparatus comprising: a third means for selecting the first means and the second means according to a differential coefficient.
【請求項8】  記録光源が半導体レーザであり、被駆
動半導体レーザの光出力を受光部により検知し、この受
光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例した
受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように前
記半導体レーザの順方向電流を制御する光電気負帰還ル
ープと、前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等
しくなるように前記半導体レーザの光出力・順方向電流
特性及び前記受光部と前記半導体レーザの光出力との結
合係数、前記受光部の光入力・受光信号特性に基づいて
前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの順方向電
流に変換する変換手段とを有し、前記光・電気負帰還ル
ープの制御電流と前記変換手段により生成された電流と
の和又は差の電流により前記半導体レーザを制御する手
段とにより半導体レーザ制御部を構成したことを特徴と
する請求項7記載の画像形成装置。
8. The recording light source is a semiconductor laser, the light output of the driven semiconductor laser is detected by a light receiving section, and a light receiving signal proportional to the light output of the semiconductor laser and a light emission level command signal obtained from the light receiving section are generated. a photoelectric negative feedback loop that controls the forward current of the semiconductor laser so that the signals are equal to each other; a conversion means for converting the light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser based on a coupling coefficient between a light receiving section and the optical output of the semiconductor laser, and a light input/light receiving signal characteristic of the light receiving section; A semiconductor laser control unit is configured by means for controlling the semiconductor laser using a current that is the sum or difference between the control current of the optical/electrical negative feedback loop and the current generated by the conversion means. 7. The image forming apparatus according to 7.
【請求項9】  入力された画像情報に基づいて100
%ではない複数のパルス幅に設定されたパルス幅のうち
1つのパルス幅を1画素ごとに選択したうえで露光光量
を各画素情報にしたがって変化させる第1の手段と、前
記入力された画素情報のM×N個の画素情報によりあら
かじめ決められたM×N個のパターンの画素情報に変換
する第2の手段と、前記入力されたK×L個の画素情報
の微分係数に応じて前記第1の手段と前記第2の手段と
を選択する第3の手段とにより構成したことを特徴とす
る画像形成装置。
Claim 9: 100 based on input image information.
a first means for selecting one pulse width for each pixel from among a plurality of pulse widths set to a plurality of pulse widths other than %, and changing the exposure light amount according to each pixel information; and the input pixel information. a second means for converting the M×N pixel information into a predetermined M×N pattern of pixel information; 1. An image forming apparatus comprising the first means and a third means for selecting the second means.
【請求項10】  被駆動半導体レーザの光出力を受光
部により検知し、この受光部から得られる前記半導体レ
ーザの光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号
とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を
制御する光電気負帰還ループと、前記受光信号と前記発
光レベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レー
ザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導
体レーザの光出力との結合係数、前記受光部の光入力・
受光信号特性に基づいて前記発光レベル指令信号を前記
半導体レーザの順方向電流に変換する変換手段とを有し
、前記光・電気負帰還ループの制御電流と前記変換手段
により生成された電流との和又は差の電流により前記半
導体レーザを制御する手段とにより半導体レーザ制御部
を構成したことを特徴とする請求項9記載の画像形成装
置。
10. The light output of the driven semiconductor laser is detected by a light receiving section, and the semiconductor laser is controlled so that a light reception signal proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light receiving section is equal to a light emission level command signal. and a photoelectric negative feedback loop that controls the forward current of the semiconductor laser and the optical output/forward current characteristics of the semiconductor laser and the light of the light receiving section and the semiconductor laser so that the light reception signal and the light emission level command signal are equal to each other. The coupling coefficient with the output, the optical input of the light receiving section,
conversion means for converting the light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser based on the characteristics of the light reception signal, the control current of the optical/electrical negative feedback loop and the current generated by the conversion means; 10. The image forming apparatus according to claim 9, wherein a semiconductor laser control section includes means for controlling the semiconductor laser using a sum or a difference current.
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