JPH05292297A

JPH05292297A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05292297A
Application number: JP4084129A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamamoto; 裕之山本; Satoru Haneda; 哲羽根田; Yoshiyuki Ichihara; 美幸市原
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1992-04-06
Filing date: 1992-04-06
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】カラースキャナやＣＧ、フォントデータ等か
ら作られる画像の解像度を向上し、隣接する画素に影響
を与えないで高品位画像記録の行われる画像形成装置を
提供する。【構成】画像濃度データ記憶回路210からの画像濃度
データを読出し回路220により読み出し、ＲＥ処理回路2
40によって、注目画素を小画素に分割し、注目画素を含
む隣接画素濃度データの分布応じて注目画素の濃度を配
分するＲＥ処理を施したのち濃度重心を求め、この濃度
重心に対応した記録位置データと各小走査ラインの平均
濃度データを生成し、かつ画像判別回路231によって注
目画素の濃度と文字領域及び中間調領域とを判別し、記
録画素の周期を決定したのち、変調回路260Ａ〜260Ｃに
よって上記記録位置データと平均濃度データとにより記
録位置を変位する記録位置変調を受けた各成分色のパル
ス幅変調された書込みパルスを生成し、この書込みパル
スによって画像を形成することを特徴とする画像形成装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、隣接画素の分布を注
目した記録画素の濃度分布に反映させ高画質記録を行う
ものである。１画素分の画像データを隣接画素のデータ
を勘案してｍ×ｎ（横×縦）の小画素に分割したのち、
各行毎に重心を求め、この重心に応じて記録位置を変位
させたパルス幅変調信号を生成し、この変調信号により
ｎ本の小走査ラインからなるドット記録を行って文字及
び中間調再現を行う画像形成装置に関するものである。
また、記録装置はプリンタ装置や表示装置として用いら
れるものが対象である。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法による画像形成装置の分野に
おいて、原稿画像をスキャナで画像信号として読み取
り、当該画像信号に階調補正、Ａ／Ｄ変換し、シェーデ
ィング補正を施した画像濃度データを参照波信号で変調
して中間調再現されたディジタル画像を得ている。

【０００３】原稿画像をスキャナで読み取る画像信号
は、スキャナに組み込まれた固体撮像素子のアパーチャ
ーに起因して画像のエッジ部は中間調濃度として読み込
まれることになる。この画像信号から得られる画像濃度
データで感光体上に潜像形成を行う場合においては、当
該潜像のエッジ部に対応する記録画素は中間的な濃度の
場合記録画素中に平均的に記録することになるので画像
の鮮鋭度が低下して記録されることになる。従来これに
対しては画像信号に微分フィルタ、ラプラシアンフィル
タ等による鮮鋭化によるＭＴＦ補正が行われることが知
られている。しかしながら、これは画像のエッジ部のみ
を強調することになり、中間調画像の均一性は相対的に
低下してしまう。

【０００４】一方ＣＧやフォントデータから補間文字や
図形を作っても同様の問題がある。つまり、補間データ
でエッジ部を中間濃度により滑らかに補間した場合エッ
ジ部に対応する記録画素は、画素中に平均濃度として記
録されるため、記録された画像の解像力は低下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の理由から画像エ
ッジ部での実効的に作用する中間濃度処理が必要となっ
ていた。このため参照波とし位相をずらした三角波を用
いる方法があるが、この方法では隣接画素に影響を及ぼ
すという問題点や、複数の参照波を用意する必要があ
り、その切り換えも必要で複雑な回路を必要とし高価格
になるという問題点があった。

【０００６】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、スキ
ャナ，ＣＧやフォントデータ等から作られる画像の解像
度を向上し、単純な回路構成によって高品位画像記録の
行われる画像形成装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、画像の濃度
データに基づいてパルス幅変調信号を生成し、該パルス
幅変調信号によって画像記録を行う画像形成装置におい
て、注目画素と隣接画素の濃度から求めた注目画素内の
濃度分布に対応して前記パルス幅変調信号のパルス位置
を変位させることを特徴とする画像形成装置によって達
成される。

【０００８】なお、好ましい実施態様は、前記パルス幅
変調信号を生成し、かつ前記注目画素内の濃度分布に対
応してパルス位置を変位させる変調手段は、パルス開始
・終了情報生成回路と１つ以上のプログラマブル遅延発
生器とＤ型フリップフロップから成ることを特徴とする
画像形成装置である。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例である画像形成装置400の
構成について説明する。図７は本実施例の画像形成装置
の概略構成を示す斜視図である。

【００１０】画像形成装置400は、感光体を一様帯電し
た後にコンピュータ又はスキャナからのディジタル画像
濃度データに基づいてパルス幅変調したスポット光によ
りドット状の静電潜像を形成し、これをトナーにより反
転現像してドット状のトナー画像を形成し、前記帯電，
露光及び現像工程を繰り返して感光体上にカラートナー
像を形成し、このカラートナー像を記録紙上に転写し、
感光体より分離し、定着してカラー画像を得る。

【００１１】画像形成装置400は、矢印方向に回動する
ドラム状の感光体ドラム401と、該感光体ドラム401上に
一様な電荷を付与するスコロトロン帯電器402と、走査
光学系であるレーザ書込み装置430、イエロー、マゼン
タ、シアン及び黒トナーを装填した現像器441〜444、ス
コロトロン帯電器からなる転写器462、分離器463、定着
ローラ464、クリーニグ装置470、除電器474等からな
る。

【００１２】本実施例に用いられる感光体ドラム401の
感光体は高γ特性を有するもので、その具体的構成例を
図15に示す。

【００１３】感光体ドラム401は、図15に示すように導
電性支持体401Ａ、中間層401Ｂ、感光層401Ｃからな
る。感光層401Ｃの厚さは、５〜100μｍ程度であり、好
ましくは10〜50μｍである。感光体ドラム401は直径150
mmのアルミニウム製のドラム状導電性支持体401Ａを用
い、該支持体401Ａ上にエチレン-酢酸ビニル共重合体か
らなる厚さ0.1μｍの中間層401Ｂを形成し、この中間層
401Ｂ上に膜厚35μmの感光層401Ｃを設けて構成され
る。

【００１４】導電性支持体401Ａとしては、アルミニウ
ム、スチール、銅等の直径150mm程度のドラムが用いら
れるが、そのほか、紙、プラスッチクフィルム上に金属
層をラミネートまたは蒸着したベルト状のもの、あるい
は電ちゅう法によって作られるニッケルベルト等の金属
ベルトであってもよい。また、中間層401Ｂは、感光体
として±500〜±2000Ｖの高帯電に耐え、例えば正帯電
の場合はエレクトロンの導電性支持体401Ｃからの注入
を阻止し、なだれ現象による優れた光減衰特性が得られ
るよう、ホール移動性を有するのが望ましく、そのため
中間層401Ｂに例えば本出願人が先に提案した特願昭61-
188975号明細書に記載された正帯電型の電荷輸送物質を
10重量％以下添付するのが好ましい。

【００１５】中間層401Ｂとしては、通常、電子写真用
の感光層に使用される例えば下記樹脂を用いることがで
きる。

【００１６】(１) ポリビニルアルコール（ポバー
ル）、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエ
ーテル等のビニル系ポリマー、(２) ポリビニルアミ
ン、ポリ-Ｎ-ビニルイミダゾール、ポリビニルピリジン
（四級塩）、ポリビニルピロリドン、ビニルピロリドン
-酢酸ビニルコポリマー等の含窒素ビニルポリマー、
(３) ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール等のポリエーテル系ポリ
マー、(４) ポリアクリル酸およびその塩、ポリアクリ
ルアミド、ポリ-β-ヒドロキシエチルアクリレート等の
アクリル酸系ポリマー、(５) ポリメタアクリル酸およ
びその塩、ポリメタアクリルアミド、ポリヒドロキシプ
ロピルメタアクリレート等のメタアクリル酸系ポリマ
ー、(６) メチルセルロース、エチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のエーテル
繊維素系ポリマー、(７) ポリエチレンイミン等のポリ
エチレンイミン系ポリマー、(８) ポリアラニン、ポリ
セリン、ポリ-Ｌ-グルタミン酸、ポリ-（ヒドロキシエ
チル）-Ｌ-グルタミン、ポリ-δ-カルボキシメチル-Ｌ-
システイン、ポリプロリン、リジン-チロシンコポリマ
ー、グルタミン酸-リジン-アラニンコポリマー、絹フィ
ブロイン、カゼイン等のポリアミノ酸類、(９) スター
チアセテート、ヒドロキシンエチルスターチ、スターチ
アセテート、ヒドロキシエチルスターチ、アミンスター
チ、フォスフェートスターチ等のでんぷんおよびその誘
導体、(10) ポリアミドである可溶性ナイロン、メトキ
シメチルナイロン（８タイプナイロン）等の水とアルコ
ールとの混合溶剤に可溶なポリマー。

【００１７】感光層401Ｃは基本的には電荷輸送物質を
併用せずに光導電性顔料よりなる0.1〜１μｍ径のフタ
ロシアニン微粒子と、酸化防止剤と、バインダー樹脂と
をバインダー樹脂の溶剤を用いて混合分散して塗布液を
調整し、この塗布液を中間層に塗布し、乾燥し、必要に
より熱処理して形成される。

【００１８】また、光導電性材料と電荷輸送物質とを併
用する場合には、光導電性顔料と当該光導電性顔料の１
／５以下、好ましくは１／1000〜１／10（重量比）の少
量の電荷輸送物質とよりなり光導電性材料と、酸化防止
剤とバインダー樹脂中に分散させて感光層401Ｃを構成
する。この様な高γ感光体を用いることによりビーム径
の広がりにもかかわらず鮮鋭な潜像を形成することがで
き、高解像力を有する記録が効果的に行われる。

【００１９】本実施例ではカラートナー像を感光体ドラ
ム401上に重ね合わせるので走査光学系からのビームが
カラートナー像により遮蔽されないように赤外側に分光
感度を有する感光体層401Ｃ及び赤外の半導体レーザが
用いられる。

【００２０】次ぎに本実施例に用いた高γ感光体の光減
衰特性について説明する。

【００２１】図14は高γ感光体の特性を示すグラフであ
る。図において、Ｖ₁は帯電電位（Ｖ）、Ｖ₀は露光前の
初期電位（Ｖ）、Ｌ₁は初期電位Ｖ₀が4/5に減衰するの
に要するレーザビームの照射光量（μJ/cm²）、Ｌ₂は初
期電位Ｖ₀が1/5に減衰するのに要するレーザビームの照
射光量（μJ/cm²）を表す。

【００２２】Ｌ₂／Ｌ₁の好ましい範囲は 1.0＜Ｌ₂／Ｌ₁≦1.5 である。

【００２３】本実施例ではＶ₁＝1000（Ｖ）、Ｖ₀＝950
（Ｖ）、Ｌ₂／Ｌ₁＝1.2である。また露光部の感光体電
位は10Ｖである。

【００２４】光減衰曲線が初期電位（Ｖ₀）を1/2にまで
減衰させた露光中期に相当する位置での光感度をＥ1/2
とし、初期電位（Ｖ₀）を9/10まで減衰させた露光初期
に相当する位置での光感度をＥ9/10としたとき、 (Ｅ1/2)／(Ｅ9/10)≧２好ましくは (Ｅ1/2)／(Ｅ9/10)≧５の関係を与える光導電性半導体が選ばれる。なお、ここ
では、光感度は微少露光量に対する電位低下量の絶対値
で定義される。

【００２５】当該感光体の光減衰曲線は、図14に示すよ
うに光感度である電位特性の微分係数の絶対値は少光量
時に小さく、光量の増大と共に急峻に増大する。具体的
には光減衰曲線が図14に示すように露光初期において
は、若干の期間感度特性が悪くてほぼ横這いの光減衰特
性を示すが、露光の中期から後期にかけては、一転して
超高感度となってほぼ直線的に下降する超高γ特性とな
る。感光体は具体的には＋500〜＋2000Ｖの高帯電下に
おけるなだれ現象を利用して高γ特性を得るものと考え
られる。つまり、露光初期において光導電性顔料の表面
に発生したキャリアは当該顔料と被覆樹脂との界面層に
有効にトラップされて光減衰が確実に抑制され、その結
果、露光の中期以降において極めて急激ななだれ現象が
生じると解される。

【００２６】なお本発明においては、感光体特性は高γ
特性を有することが好ましいが、通常の光量と電位低下
が比例関係にあるものを用いることができる。

【００２７】次に本発明の画像形成装置に用いられる画
像信号処理について説明する。この画像信号処理は、画
像濃度データの注目する１画素分をｍ×ｎ（横×縦）の
小画素で形成するようにし、該注目画素を含む隣接画素
の濃度データの分布を前記１画素内のｍ×ｎの小画素の
分布に置き換え、一定の定数Ｐを乗じた注目画素のデー
タを前記分布に応じて分配することによって得られる小
画素の画像濃度データに基づいて、小画素各行の濃度重
心より記録位置データを求め、これによりｎ行のドット
の書込み位置を変位させて画像形成を行うものである。
このドットの書込み位置を変位させることを記録位置変
調ということにする。また上記注目画素をｍ×ｎに分割
した小画素の画像濃度データに変換する処理を、解像力
向上処理（ＲＥ処理）ということにする。このＲＥ処理
によって高密度記録を行うことができる。この場合特に
レーザ書込み装置による潜像形成には高γ感光体が有効
である。

【００２８】本発明においてはこのＲＥ処理は、注目
画素の濃度データが第１の閾値以上すなわち、特定の濃
度以上すなわち第１の閾値以上に対して行う。すなわ
ち、ハイライト部に対応する領域の多くは原稿の背景部
に対してはＲＥ処理は行わず、ｍ×ｎの小画素は均一濃
度とする。ＣＲＴの場合はこのデータ表示が可能であ
る。しかし、後に記すレーザ記録の場合は、均一表示が
困難であることから、記録位置が画素中央にあるパルス
を生成するようにする。このことにより、ハイライト部
での均一性を保ちノイズの多い画像の発生を防止でき
る。

【００２９】一方、高濃度部で、濃度勾配が大の場
合、一般に濃度の記録位置が中央にないと隣接画素にま
たがってドットが形成されてしまう。本発明では隣接画
素に影響を及ぼさないドット形成が行われるが、一応濃
度変動と画素間の記録ドットつぶれを防止するために高
濃度部においても特定の第２の閾値以上の場合は、記録
位置が画素中央にあるパルスを生成するようにする。

【００３０】ＣＲＴの場合は均一表示が可能であること
からｍ×ｎの小画素は均一濃度として処理する。すなわ
ち、ＲＥ処理は行わない。

【００３１】すなわち、注目画素に隣接する画素の濃度
データに対応して決定した該注目画素内の濃度分布デー
タにより、高密度画素記録を行う画像形成装置におい
て、注目画素の特定濃度データが第１の閾値以上の場合
に対して、前記決定された濃度分布より記録位置変調を
行うことを特徴とする画像形成装置、さらに前記画素の
特定濃度データが第２の閾値以下の場合に対して、前記
決定された濃度分布より記録位置変調を行うことを特徴
とする画像形成装置が好ましい。

【００３２】図10（ａ）は上記注目画素をｍ５とし、注
目画素ｍ５を３×３に分割する場合の、注目画素ｍ５を
含む隣接画素をｍ１〜ｍ９として表した平面図で、図10
（ｂ）は注目画素ｍ５を３×３の小画素に分割した場合
の各小部分をｓ１〜ｓ９で表した場合を示す拡大図であ
る。ｍ１〜ｍ９及びｓ１〜ｓ９はその部分の濃度をも表
すものとする。

【００３３】ＲＥ処理を詳しく説明すると、上記注目画
素ｍ５を３×３の小画素に分割する場合を例にとると、
小画素ｓiの濃度は次の式によって決定される。

【００３４】ｓi＝（９×ｍ５×Ｐ×ｍi／Ａ）＋（１−Ｐ）×ｍ５ここで、i＝１,２,・・・９であり、ＰはＲＥ処理の強
度ともいうべき定数であり0.1〜0.9の範囲の数値が望ま
しい。なお、処理を簡単にするためにＰ＝１としてもあ
る程度の効果は期待できる。Ａはｍ１〜ｍ９の総和であ
る。

【００３５】上式において、（９×ｍ５×Ｐ×ｍi／
Ａ）の項は注目画素ｍ５の濃度にＰを乗じた分を隣接画
素の濃度の割合に応じて振り分けたものであり、（１−
Ｐ）×ｍ５の項は注目画素ｍ５の残りの濃度を各小画素
に均等に振り分けたものであり、ボケの要素を取り入れ
たことになる。

【００３６】図11は注目画素ｍ５を３×３に分割し、Ｐ
＝0.5とした場合の一例を示す図で、図11（ａ）は注目
画素ｍ５を含む隣接画素の濃度分布の一例、図11（ｂ）
はＰ＝0.5として計算した注目画素ｍ5内の濃度分布を示
す図である。

【００３７】次に、注目画素ｍ５を２×２に分割する場
合の例を図12及び図13に示す。

【００３８】図12（ａ）は注目画素ｍ５を２×２に分割
する場合の一例を示す図、図12（ｂ）は注目画素内の小
画素ｓ１〜ｓ４に関係する隣接画素の一例を示す図であ
る。

【００３９】ｓ１,ｓ２,ｓ３,ｓ４の濃度の計算は数１
に従って行われる。

【００４０】

【数１】

【００４１】図13（ａ）は同じく注目画素ｍ５を２×２
に分割する場合の他の例を示す図、図13（ｂ）は注目画
素内の小画素ｓ１〜ｓ４に関係する隣接画素の他の例を
示す図である。ｓ１,ｓ２,ｓ３,ｓ４の濃度計算は数２
に従って行われる。

【００４２】

【数２】

【００４３】図１は本発明の画像形成装置に用いられる
画像処理回路の一実施例を示すブロック図（注目画素を
３×３に分割する場合の例）であり、図２は図１の変調
回路260Ａ〜260Ｃの一例を示すブロック図、図５は図１
のＲＥ処理回路を示すブロック図である。

【００４４】本実施例の画像処理回路1000は、走査光学
系の駆動回路を構成する回路であり、画像データ処理回
路100、変調信号生成回路200、ラスター走査回路300か
らなる。

【００４５】画像データ処理回路100は、フォントデー
タのエッジ部を補間して出力する回路であり、コンピュ
ータからなる入力回路110、フォントデータ発生回路12
0、フォントデータ記憶回路130、補間データ生成回路14
0からなり、入力回路110からのキャラクタコード信号、
サイズコード信号、ポジションコード信号及びカラーコ
ード信号をフォントデータ発生回路120に送出する。フ
ォントデータ発生回路120は、４種の入力信号からアド
レス信号を選択してフォントデータ記憶回路１３０に送
出する。フォントデータ記憶回路１３０はアドレス信号
に対応する１文字に対応するフォントデータをフォント
データ発生回路120に送出する。フォントデータ発生回
路120はフォントデータを補間データ生成回路140に送出
する。補間データ生成回路140は、フォントデータのエ
ッジ部に生じる画像濃度データのギザギザや飛びを中間
濃度を用いて補間してフレームメモリからなる画像濃度
データ記憶回路210へ送出する。また、発生色について
はカラーコードに応じて、対応色を各イエロー（Ｙ），
マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（ＢＫ）の濃度デー
タに変換する。このようにして各色が同一形状で濃度の
割合が異なった状態でフォントが各フレームメモリ中に
ビットマップ展開が行われる。

【００４６】変調信号生成回路200は、画像濃度データ
記憶回路210、読出し回路220、２画素平均化回路221、
画像判別回路231、ＭＴＦ補正回路232、γ補正回路23
3、ラッチ回路234、ＲＥ処理回路240、変調手段である
変調回路260Ａ〜260Ｃ、基準クロック発生回路280、倍
周クロック発生回路281、セレクト回路282等から構成さ
れる。

【００４７】画像濃度データ記憶回路210は、通常ペー
ジメモリ（以降、単にページメモリ210という。）であ
り、ページ単位で記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメ
モリ）であり、少なくとも１ページ（１画面分）に相当
する多値の画像濃度データを記憶する容量を有する。ま
た、カラープリンタに採用される装置であるならば、複
数色、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の色成分
に対応する画像濃度信号を記憶するだけのページメモリ
を備えていることになる。

【００４８】読出し回路220は、ラスタ走査の先頭タイ
ミングを決めるインデックス信号をトリガとして基準ク
ロックＤＣＫ₀に同期して連続する１走査ライン単位の
連続する画像濃度データを画像濃度データ記憶回路（ペ
ージメモリ）210から読み出し、２画素平均化回路221、
画像判別回路231に送出する。

【００４９】ラッチ回路234は、後述するＲＥ処理回路2
40の処理を実行している時間だけ、画像濃度データをラ
ッチする回路である。

【００５０】基準クロック発生回路280はパルス発生回
路であり、画素クロックと同一の繰り返し周期のパルス
信号である基準クロックＤＣＫ₀を生成して読出し回路2
20、画素判別回路231、倍周クロック発生回路281、セレ
クト回路282に出力する。

【００５１】倍周クロック発生回路281は基準クロック
ＤＣＫ₀に基づいて基準クロックＤＣＫ₀の２倍の周期を
有する倍周クロックＤＣＫ₁を生成してセレクト回路282
に出力する。

【００５２】セレクト回路282は、入力される上記基準
クロックＤＣＫ₀と倍周クロックＤＣＫ₁の内の１つを後
述する画像判別回路231からの選択信号によって選択
し、ＲＥ処理回路240、変調回路260Ａ〜260Ｃ等に出力
する。

【００５３】変調回路260Ａ〜260Ｃは図２に示すように
同一の回路構成でありこれを260と表記する。変調回路2
60はパルス開始・終了情報生成回路261、プログラマブ
ル遅延発生回路Ａ262、プログラマブル遅延発生回路Ｂ2
63、Ｄ型フリップフロップ264から成りＲＥ処理回路240
からの濃度データと記録位置データによってパルス幅変
調信号を生成する回路である。

【００５４】画像判別回路231は、入力される画像濃度
データを文字領域か中間調領域かを判別し、セレクト回
路282には文字領域に対しては基準クロックＤＣＫ₁を、
中間調領域に対しては倍周クロックＤＣＫ₁を選択する
選択信号を、２画素平均化回路221には文字領域に対し
ては不作動となり、中間調領域に対しては作動して隣接
する２画素の濃度データを平均した濃度データを出力さ
せる信号を送出する。また、ＭＴＦ補正回路232、γ補
正回路233には後述するように作動、不作動とする信号
を送出し、ＲＥ処理回路240、変調回路260Ａ〜260Ｃに
も判別信号を送出する。

【００５５】ＲＥ処理回路240は図５に示すように１ラ
イン遅延回路242、１クロック遅延回路243、演算処理回
路241からなり、１ライン遅延回路242によって、上記１
走査ライン分ずつ送られてくる画像濃度データの３走査
ライン分の最初の１走査ライン分の画像濃度データには
２ライン走査時間の遅延を、中間の１走査ライン分の画
像濃度データには１ライン走査時間の遅延をかけ、最後
の１走査ライン分の画像濃度データには遅延をかけな
い。さらに、各画像濃度データには、１クロック遅延回
路243によって２基準クロック分、又は１基準クロック
分の遅延をかけ、注目画素を含み注目画素に隣接した画
素の総ての画像濃度データを同時に演算処理回路241に
送出する。

【００５６】演算処理回路241においては、前記ＲＥ処
理を行って小画素の濃度データを得る。まず、１画素内
の濃度分布を求める場合を示す。

【００５７】得られる小画素の濃度データは、図10のｓ
１，ｓ２，ｓ３・・・を含む小走査ラインと、ｓ４，ｓ
５，ｓ６・・・を含む小走査ライン及びｓ７，ｓ８，ｓ
９・・・を含む小走査ラインに分けられ、この小画素の
３小走査ライン分で元の画素の１走査ライン分に相当す
ることになる。

【００５８】演算処理回路241はさらに各小走査ライン
の単位画素内の平均濃度（８ビット）と各小走査ライン
の元の１画素内の濃度データの重心位置より記録位置デ
ータ（８ビット）を求める演算を行う。平均濃度データ
（以下濃度データという）のディジタル信号は出力端子
Ｏ4,Ｏ5,Ｏ6からＭＴＦ補正回路232、γ補正回路233、
ラッチ回路234を経て変調回路260Ａ〜260Ｃそれぞれの
入力端子Ｉdに、記録位置データを出力端子ＯA〜ＯCよ
り変調回路260Ａ〜260Ｃそれぞれの入力端子Ｉkに出力
する。すなわち、画素ｍ５のｓ１，ｓ２，ｓ３（第１の
小走査ライン）の濃度重心がｓ１の左端にあるときは最
小値のディジタル信号（０）、濃度重心がｓ２中央にあ
るときは中間値のディジタル信号（128）、濃度重心が
ｓ３の右端にあるときは最大値（255）のディジタル信
号である上記濃度重心位置に対応した記録位置データを
出力端子ＯAより変調回路260Ａに出力する。同様に出力
端子ＯBからは画素ｍ５のｓ４，ｓ５，ｓ６の濃度重心
位置より決まる第２の小走査ライン（この場合中央の小
走査ライン）の記録位置データを変調回路260Ｂに、出
力端子ＯCからは画素ｍ５のｓ７，ｓ８，ｓ９の濃度重
心位置から決まる第３の小走査ラインの記録位置データ
を変調回路260Ｃに出力する。

【００５９】また、画像が中間調領域の場合は画像判別
回路231からの信号によって２画素平均化回路221が作動
して主走査方向に隣接する２画素の平均した画像濃度デ
ータがＲＥ処理回路240に送出されるので元の画素の２
画素を１画素と見做した前記ＲＥ処理が行われることに
なる。

【００６０】一方、画像判別回路231は注目画素の画像
データが低い値の所定の第１と高い値の所定の第２の閾
値と比較し、第１と第２の閾値の外の領域にあると判別
された場合はその信号をＲＥ処理回路240に送出し、Ｒ
Ｅ処理回路240からは全色成分について記録位置が中央
となる記録位置データ（128）を変調回路260Ａ〜260Ｃ
に送出させると共に、ＭＴＦ補正回路232は作動させな
い。これにより上記各小走査ラインの平均濃度データは
ＭＴＦ補正回路232による補正を受けず、γ補正回路233
によって補正されたのちラッチ回路234を介して変調回
路260Ａ〜260Ｃに送出される。

【００６１】このことによりハイライト及び高濃度部領
域においては、ＭＴＦ補正と位置変調は行われないので
均一性の高いノイズのない画像を形成できる。

【００６２】また、画像判別回路231は上記条件下でさ
らに画像が大局的に文字領域か中間調領域のいずれであ
るかについても判別を行う。この判別は、注目画素を含
めた16×16画素中での濃度変化により行っている。濃度
変化が大きい領域である場合、注目画素を文字領域と判
別し、濃度変化が小さい領域である場合は中間調領域と
判別する。さらに判別領域結果が微少領域のみ異なって
いる場合、例えば文字領域中において、中間調領域が孤
立して存在している場合は、文字として判定させる。中
間調領域の場合も同様に判定する。文字や線画の文字領
域であると判別された場合は、セレクト回路282に画像
クロックとして基準クロックＤＣＫ₀を出力する選択信
号を出力し、ＭＴＦ補正回路232、γ補正回路233は不作
動として濃度データは無処理のままラッチ回路234を介
して変調回路260Ａ〜260Ｃに送出させる。このことによ
り、色調に変化のない鮮明な文字やエッジ部が再現され
る。また、中間調領域と判断した場合は、セレクト回路
282に画像クロックとして倍周クロックＤＣＫ₁を出力す
る選択信号を出力する。

【００６３】以上の処理により中間調領域において、階
調性の高い画像を形成できると共に、文字画像には鮮鋭
さとしまりを与える効果が生まれる。

【００６４】記録位置決定及びＲＥ処理に使用する画像
濃度データは、視覚的に一致するＧ成分、あるいはＧ成
分を有する無彩色データを用いるのが好ましい。本実施
例では特定色例えばＲ＋２Ｇ＋Ｂ（ここでＲは赤の濃度
データ、Ｇは緑の濃度データ、Ｂは青の濃度データであ
る。）の濃度データに変換したものを用いている。便宜
のため（Ｒ＋２Ｇ＋Ｂ）の濃度データをＮで表すことに
する。

【００６５】記録位置を、各成分色に対し共通とするこ
とにより、画像の階調性の保証や色味の変化を防止でき
る。また、画像判別回路231に用いられる画像濃度デー
タも同様の理由により各成分色に共通のデータとして本
実施例では上記Ｎを用いている。

【００６６】変調回路260Ａ〜260Ｃでは前記記録位置デ
ータと濃度データとにより記録位置データに対応して記
録位置変調と濃度データに応じたパルス幅変調した書込
みパルスである変調信号を生成し、これらの変調信号の
並列して連続する小走査ライン３本分(元画像濃度デー
タの１ライン分)を１単位としてラスタ走査回路300に送
出する。

【００６７】次ぎに、図２の変調回路260の構成及び動
作について図３のフローチャートと図４のタイムチャー
トに従って説明する。

【００６８】図２のプログラマブル遅延発生回路Ａ26
2、プログラマブル遅延発生回路Ｂ263には、例えばアナ
ログデバイセスのディジタル・プログラマブル遅延発生
器ＡＤ9501を用いることができる。この遅延発生器はデ
ィジタル・プログラム可能な遅延発生器で、入力パルス
の遅延時間をプログラム設定することが可能な遅延回路
である。これらの回路は外付けのコンデンサＣ及び抵抗
Ｒ1、Ｒ2によって最大遅延量が決定されるようになって
いる。

【００６９】変調回路260の入力端子Ｉc、Ｉh、Ｉk、Ｉ
dにはそれぞれセレクト回路282からの画像クロック、画
像判別回路231からの画像判別信号、ＲＥ処理回路240に
よって処理されて出力する記録位置データ、濃度データ
が入力される。

【００７０】画素判別信号は文字領域ではオン、中間調
領域ではオフになるようにした信号であり、この信号が
オンの時はＴr1，Ｔr2は導通状態になるので上記最大遅
延量を決定する抵抗値は抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2との合成抵抗
となるので小となり、オフの時は抵抗Ｒ1の値で大とな
る。それで文字領域の場合は基準クロックＤＣＫ₀の周
期と同一の最大遅延量、中間調領域の場合は倍周クロッ
クＤＣＫ₁の周期と同一の最大遅延量となるようされて
いる。端子Ｉcには文字領域では画像クロックとして基
準クロックＤＣＫ₀、中間調領域では倍周クロックＤＣ
Ｋ₁が入力される。従って、文字領域の場合は元の画素
単位（１ドット単位）の変調信号、中間調領域の場合は
２ドット単位の変調信号が生成されることになる。

【００７１】パルス開始データとパルス終了データの生
成は、図３（ａ）のフローチャート従って行われる。パ
ルス開始・終了情報生成回路261に上記各種信号及び記
録位置データと濃度データが入力されると（ステップ
１）、先ず記録位置データの値Ｋが128以上であるかど
うか判断され（ステップ２）、128以上である時は濃度
データの値Ｄの1/2が（255−Ｋ）以上であるかどうかが
判断される（ステップ３）。ＹＥＳの場合はステップ４
に移行し、パルス開始データの値Ａは｛Ａ＝255−Ｄ｝
とし、パルス終了データの値Ｂは｛Ｂ＝255｝とする。

【００７２】ステップ２において｛Ｋ≧128｝でない場
合は、ステップ５に移行しＤの1/2がＫ以上であるかど
うかが判断され（ステップ５）、ＹＥＳの場合はパルス
開始データの値Ａは｛Ａ＝０｝とし、パルス終了データ
値Ｂは｛Ｂ＝Ｄ｝とする（ステップ６）。

【００７３】ステップ３においてＮＯすなわち｛Ｄ/2＜
（255−Ｋ）｝である場合と、ステップ５においてＮＯ
すなわち｛Ｄ/2＜Ｋ｝である場合は、ステップ７に移行
し、パルス開始データの値Ａ及びパルス終了データの値
Ｂは、｛Ａ＝Ｋ−Ｄ/2｝，｛Ｂ＝Ｋ＋Ｄ/2｝とする。

【００７４】濃度データ、記録位置データ、パルス開始
データ及びパルス終了データの値であるＤ，Ｋ，Ａ，Ｂ
を図示すると図３（ｂ）のようになる。各データは８ビ
ットからなり１周期の始点を０、終点を255とする値で
ある。図のパルス波形はハイレベルでレーザ書込み装置
430の書込みが行われる場合を示している。

【００７５】パルス開始データ，パルス終了データの値
Ａ，Ｂと記録位置データ，濃度データの値Ｋ，Ｄとの関
係は次のようになる。

【００７６】Ｋ＝1/2（Ｂ−Ａ）＋Ａ … （パルスの中心位置の値）Ｄ＝Ｂ−Ａ … … … …（パルス幅の値）図４は変調信号である書込みパルスを生成するときのタ
イムチャートで、図の（ａ）は画像クロック、（ｂ）は
濃度データ、（ｃ）は記録位置データ、（ｄ）はパルス
開始データ、（ｅ）はパルス終了データ、（ｆ）は後述
するトリガパルスｔ1、（ｇ）は後述するトリガパルス
ｔ2、（ｈ）は変調された上記書込み信号のパルスを示
す。

【００７７】上記パルス開始データはプログラマブル遅
延発生器Ａ262に入力され、これにより周期始点よりＡ
だけ遅延したトリガパルスｔ1がＤ型フリップフロップ2
64に送出される。一方、パルス終了データはプログラマ
ブル遅延発生器Ｂ263に入力され、これにより周期始点
よりＢだけ遅延したトリガパルスｔ2がＤ型フリップフ
ロップ264に入力される。この結果図４（ｈ）に示され
る書込みパルスが生成されＤ型フリップフロップ264の
Ｑ端子からレーザ書込み装置430に送出される。

【００７８】前述のように低濃度部、高濃度部の画素の
場合は、記録位置データは128とされ記録位置変調は行
われない。上記変調信号生成結果により、濃度変化の大
きい領域では元の隣接した画素の濃度データより注目画
素内のｎ行の小ドットの位置は、図６に示されるように
元の文字や線画の線方向に沿った位置に変位する記録位
置変調が行われる結果、文字や線画が鮮明に再現される
こととなる。

【００７９】また、中間調領域として判定された領域に
おける記録は２ドット単位で行われ、滑らかで階調性の
高い中間調表現が行われる。

【００８０】さらに、記録位置データの値Ｋを順次副走
査方向に移るごとにずらしていくことによりスクリーン
角度の付いた網点に相当するドットを構成することがで
きる。例えば、スクリーン角度をイエロー成分では45
°、マゼンタ成分では26.6°、シアン成分では-26,6
°、黒成分では０°にして色再現の一様性を向上しモア
レ縞の発生を防止することができる。

【００８１】特に黒成分を０°にすることにより、上記
変調手段はそのまま変更せず用いることができるという
利点を有する。

【００８２】ラスタ走査回路300は、δ遅延回路311、２
δ遅延回路312、レーザドライバ301Ａ〜301Ｃ、図示し
ないインデック検出回路及び多面鏡ドライバ等を備え
る。

【００８３】レーザドライバ301Ａ〜301Ｃは変調回路26
0Ａ〜260Ｃからの変調信号で複数（この実施例では３
個）のレーザ発光部431Ａ〜431Ｃを有する半導体レーザ
アレイ431を発振させるものであり、半導体レーザアレ
イ431からのビーム光量に相当する信号がフィードバッ
クされ、その光量が一定となるように駆動する。

【００８４】インデックス検出回路は、図７のインデッ
クスセンサ439からのインデックス信号により所定速度
で回転する回転多面鏡434の面位置を検知し、主走査方
向の周期によって、ラスタ走査方式で前記変調された画
像濃度信号による光走査を行っている。走査周波数220
4.72Hzであり、有効印字幅297mm以上であり、有効露光
幅306mm以上である。

【００８５】多面鏡ドライバは、直流モータを所定速度
で一様に回転させ、回転多面鏡434を16535.4rpmで回転
させるものである。

【００８６】半導体レーザアレイ431は図８に示すよう
に３個の発光部431Ａ〜431Ｃが等間隔にアレイ状に配置
されたものを使用する。通常発光部の間隔ｄは20μｍ以
下にすることが困難であるので、図８に示すように各発
光部431Ａ〜431Ｃの中心を通る軸を回転多面鏡434の回
転軸に平行で、かつ主走査方向に対して一定の角度に傾
けて設置する。このようにして半導体レーザアレイ431
によるレーザビームの感光体401上のレーザスポットｓ
ａ，ｓｂ，ｓｃは図９に示すように上下に密接して走査
することができるようになる。しかし、このためそれぞ
れのレーザスポットｓａ，ｓｂ，ｓｃの走査方向の位置
は主走査方向に対してずれることになる。このずれを補
正するために変調回路260Ｂとレーザドライバ301Ｂとの
間にはδ遅延回路311、変調回路260Ｃとレーザドライバ
301Ｃとの間には２δ遅延回路312を挿入してそれぞれ適
当量遅延させてタイミングを取ることによってずれを補
正し、半導体レーザアレイ431から発光したレーザスポ
ットｓａ，ｓｂ，ｓｃは主走査方向に対して垂直に揃っ
たｓａ，ｓｂ′，ｓｃ′となって記録することができ
る。

【００８７】ＲＥ処理が注目画素を２×２の小画素に分
割して行われる場合は２個の発光部を有する半導体レー
ザアレイを用いる。

【００８８】上記実施例の画像処理においては、変調回
路260Ａ〜260ＣにＲＥ処理回路240によって得られた各
小走査ラインの平均濃度データと記録位置データを入力
し、その結果得られる書込みパルスをレーザドライバ30
1Ａ〜301Ｃに入力して画像記録を行ったが、次のような
画像処理も可能である。

【００８９】すなわち、変調回路260Ａ〜260Ｃに入力す
る画像データとして例えば中間値の128を入力し、ＲＥ
処理回路240で得られる記録位置データによる記録位置
変調のみを行い、記録ドットの大きさを前記ＲＥ処理回
路240のＯ4〜Ｏ6端子から出力する各小走査ラインの画
素ｍ５内の平均濃度データをアナログ値に変換したもの
を各レーザドライバ301Ａ〜301Ｃに入力してその駆動電
流を制御し、各半導体レーザ431Ａ〜431Ｃの発光出力を
制御して変化させるよう構成することもできる。図16は
半導体レーザの駆動電流とレーザ発光出力の関係の一例
を示すグラフである。

【００９０】また次に、図７に示した画像形成装置400
の画像形成プロセスについて説明する。

【００９１】先ず、スコロトロン帯電器402により感光
体ドラム401が一様帯電される。感光体ドラム401上にイ
エローに対応する静電潜像は、画像濃度データ記憶回路
210中からのイエローデータ（８ビットのディジタル濃
度データ）により前記変調されたレーザビームがシリン
ドリカルレンズ433と回転多面鏡434，ｆθレンズ435，
シリンドリカルレンズ436，反射ミラー437を経て感光体
ドラム401上に照射されることにより形成される。前記
イエローに対応する静電潜像は、第１の現像器441によ
り現像され、感光体ドラム401上に極めて鮮鋭度の高い
ドット状の第１のトナー像（イエロートナー像）が形成
される。この第１のトナー像は記録紙に転写されること
なく、退避しているクリーニング装置470の下を通過
し、感光体ドラム401上に再びスコロトロン帯電器402に
より帯電が施される。

【００９２】次いでマゼンタデータ（８ビットのディジ
タル濃度データ）により前記変調されたレーザビームが
感光体ドラム401上に照射されて静電潜像が形成され
る。この静電潜像は、第２の現像装置442により現像さ
れて、第２のトナー像（マゼンタトナー像）が形成され
る。上記と同様にして第３現像装置443により順次現像
されて、第３のトナー像（シアントナー像）が形成さ
れ、感光体ドラム401上に順次積層された３色トナー像
が形成される。最後に第４のトナー像（黒トナー像）が
形成され、感光体ドラム401上に順次積層された４色ト
ナー像が形成される。

【００９３】本実施例の画像形成装置400によれば、感
光体ドラム401に優れた高γ特性を有する感光体を用い
たので、優れた高γ特性がトナー像の上から帯電、露光
現像の工程を多数回にわたり繰り返しトナー像を重ね合
わせて形成する場合にも潜像が安定して形成される。す
なわち、ディジタル信号に基づいて変調されたレーザビ
ームをトナー像の上から照射するとしてもフリンジのな
い高鮮鋭度の高いドット状の静電潜像が形成され、その
結果、鮮鋭度の高いトナー像を得ることができる。

【００９４】これらの４色トナー像は、給紙装置から供
給された記録紙上に転写器462の作用で転写される。

【００９５】転写トナー像を担持した記録紙は、分離器
463により感光体401から分離され、ガイド及び搬送ベル
トにより搬送されて定着ローラ464に搬入され加熱定着
されて排紙皿に排出される。

【００９６】なお、本実施例において、ＲＥ処理の係数
Ｐの値を種々変更して実験した結果、Ｐの値は0.1〜0.9
の範囲で良好な画像が得られた。しかし、Ｐが小さい場
合は文字の鮮鋭性が不十分であり、Ｐが大きい場合は文
字や線画のエッジ部が強調され過ぎる結果が得られたこ
とから、好ましいＰの値の範囲は0.3〜0.7の範囲である
ことが判明した。これにより、原稿が文字や線画の場合
にはエッジ部分が鮮明に現れるようになり、小さな文字
でもその細部まで再現可能となった。しかも低濃度部や
高濃度部にも悪影響が出ることはなかった。これは本方
法がこれら画素に対し記録位置変調を停止しており、実
効的にＰ＝０としているためである。

【００９７】本方法は、Ｐを一定として用いることもで
きるが、記録周期に合わせて、すなわち画像（文字領域
や中間調領域）に応じてＰを変化させて用いることが好
ましい。記録周期が短い、すなわち文字領域の場合の値
をＰ₁とし、記録周期の長い、すなわち中間調領域の場
合をＰ₂とすると、Ｐ₁＞Ｐ₂ とすることが好ましい。すなわち、画像が文字領域の場
合はＰの値を大きく好ましくは0.9〜0.4とし、中間調領
域の場合はＰの値を小さく0.6〜0.1とする。

【００９８】なお、Ｐ＝０は記録位置変調を行わないこ
とに対応している。

【００９９】また、本発明においては、ＲＥ処理の割合
を変えることができる。

【０１００】図1７は主走査方向の記録位置と重心の関
係を変換する場合の一例を示すグラフ、図18は副走査方
向の平均濃度を変換する場合の一例を示すグラフであ
る。

【０１０１】前記演算処理回路241において、画像濃度
データから演算処理して求めた結果を内蔵又は外付けし
たＲＯＭ245を用いて、例えば図17に示すような事前に
設定した変換式に従う係数を重心位置データに乗じて変
換し記録位置を変更することができる。同様に小走査ラ
インの平均濃度データも図18に示すように変換すること
ができる。

【０１０２】特に、画像クロックを変更した場合に応じ
て上記図17、図18に示した変換の割合を変更するのがよ
い、画像クロックの周期が大きい場合は階調性重視とし
て、記録位置変調の割合を減らしたり、階調性のγを減
らしたりすることが好ましい。

【０１０３】上述の画像データの流れは一旦ページメモ
リ210に収納したデータを出力するレーザプリンタとし
て説明したが、これに限定されるものではなく、画像デ
ータ処理回路100に代わりカラースキャナ151、Ａ／Ｄ変
換回路152、濃度変換回路153、マスキングＵＣＲ回路15
4等から構成する画像データ処理回路150に代え、スキャ
ナからの画像濃度データの入力及び画像処理を施す回路
とすれば、複写装置等の他の画像形成装置に適用するこ
とができる。

【０１０４】また、画像クロック周期の切り替えは画像
判別結果に応じて画素毎に行ったが、文字や写真モード
等の外部指令により全画面を一様に切り替えることもで
きる。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように、注目画素の濃度デ
ータに対応して、特定濃度に含まれる注目画素に対して
は、注目画素を小画素に分割し、各小画素の濃度は、注
目画素を含む隣接画素の濃度データの分布に応じて注目
画素の濃度を配分するＲＥ処理を施した画像データの濃
度重心位置に応じた記録位置データと各小走査ラインの
平均濃度データを求め、これにより記録位置変調及びパ
ルス幅変調された隣接画素に影響を及ぼさない書込みパ
ルスを生成する変調手段を設け、低濃度部や高濃度部に
対しては記録位置変調を行わないようにした。このこと
により、書込みドットが他の画素にはみ出すことがない
ので他の画素に影響を及ぼさず画質の優れた記録画像が
得られた。さらに画像判別回路により画像判別を行い、
文字領域の場合は周期の短い１ドット単位の書込みを行
い、中間調領域では周期の長い２ドット単位の書込みを
行うことによりカラー画像記録を行うようにしたので、
スキャナやＣＧあるいはフォントデータ等から作られる
カラー画像の色調の変化を起こさずに鮮鋭度を向上する
ことのできる、優れた画像形成装置を提供することがで
きた。また、高γ感光体を用いることによりさらに効果
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例の画像処理回
路のブロック図である。

【図２】図１の変調回路の一例を示すブロック図であ
る。

【図３】図２のパルス開始・終了情報生成回路における
演算を示すフローチャート及び各データ間の関係を示す
図である。

【図４】書込みパルス生成時のタイムチャートである。

【図５】図１のＲＥ処理回路の一例を示すブロック図で
ある。

【図６】本発明によって記録される画像の模式図であ
る。

【図７】本発明の画像形成装置の概略構成を示す斜視図
である。

【図８】図７の実施例の半導体レーザアレイを示す図で
ある。

【図９】図８の半導体レーザアレイによるレーザスポッ
トの走査軌跡を示す図である。

【図１０】ＲＥ処理を説明するための図である。

【図１１】ＲＥ処理の注目画素を３×３に分割し、Ｐ＝
0.5とした場合の一例を示す図である。

【図１２】ＲＥ処理の注目画素を２×２に分割する場合
の一例を示す図である。

【図１３】ＲＥ処理の注目画素を２×２に分割する場合
の他の例を示す図である。

【図１４】本実施例に用いられた高γ感光体の特性を示
すグラフである。

【図１５】本実施例に用いられた高γ感光体の具体的構
成例を示す断面図である。

【図１６】半導体レーザの駆動電流とレーザ発光出力と
の関係を示すグラフである。

【図１７】小走査ライン主走査方向の重心と記録位置と
の関係を変更する場合の一例を示すグラフである。

【図１８】小走査ラインの平均濃度を変換する場合を示
すグラフである。

【符号の説明】

100 画像データ処理回路 200 変調信号生成回路 210 画像濃度データ記憶回路（ページメモリ） 220 読出し回路 231 画像判別回路 232 ＭＴＦ補正回路 233 γ補正回路 240 ＲＥ処理回路 260Ａ〜260Ｃ変調回路 280 基準クロック発生回路 281 倍周クロック発生回路 282 セレクト回路 300 ラスタ走査回路 400 画像形成装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｊ 2/51 9211−2ＣＢ４１Ｊ 3/10 １０１Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像の濃度データに基づいてパルス幅変
調信号を生成し、該パルス幅変調信号によって画像記録
を行う画像形成装置において、注目画素と隣接画素の濃度から求めた注目画素内の濃度
分布に対応して前記パルス幅変調信号のパルス位置を変
位させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記パルス幅変調信号を生成し、かつ前
記注目画素内の濃度分布に対応してパルス位置を変位さ
せる変調手段は、パルス開始・終了情報生成回路と１つ
以上のプログラマブル遅延発生器とＤ型フリップフロッ
プから成ることを特徴とする請求項１の画像形成装置。