JPH0583501A

JPH0583501A - 画像形成方法

Info

Publication number: JPH0583501A
Application number: JP3241491A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Motoi; 俊博本井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1991-09-20
Publication date: 1993-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】パルス幅変調を行ったレーザビーム走査によ
る画像形成において、文字領域と中間調領域の両方の階
調性を向上させ、かつ広いダイナミックレンジを有する
ようにしてより優れた画像を得ることのできる画像形成
装置を提供する。【構成】画像濃度データ記憶回路210からの画素に対
応する画像濃度データを読出し回路220により読出し、
変調回路260によって三角波信号で各色の元の画像濃度
データを変調してパルス幅変調信号を生成しこれによっ
て半導体レーザ431を発光制御する際、画像判別回路240
によって画像が文字領域を中間調領域かを判別し、半導
体レーザ431の書込み光量を文字領域の場合は中間調領
域の場合より大にすることを特徴とする画像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ走査光学系を用
いて画像記録を行う際の画像形成方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】記録信号によって変調された１本又は複
数本のレーザビームによって、感光体上を走査してその
感光体上に記録信号にもとづく情報を記録する画像形成
方法は良く知られている。上記方法の走査手段として
は、モータによって等速回転する回転多面鏡によりレー
ザビームを反射させｆθレンズを透過させて感光体上を
微小なスポットに絞られた形で走査するドット露光を行
う技術手段が知られている。

【０００３】また像形成手段としてはモータによって等
速回転する感光体ドラムで、ドラム軸と前記のレーザビ
ームの走査方向とを平行に設置し、感光体ドラムの回転
が副走査となって、前記の走査とともに予め一様帯電し
た感光体ドラム周面上に画像の潜像を形成することが知
られている。

【０００４】かかる画像形成方法では、感光体ドラム上
のビームスポットによる潜像が現像されて形成されるト
ナー像のドット径が画素径を決定することになる。また
中間調画像を再現するための手法としてアナログビデオ
信号の記録周期と等しい周期を有する三角波の参照信号
とから比較回路によってパルス幅変調信号を得て、この
パルス幅変調信号によって半導レーザを駆動し、半導体
レーザより発するレーザビームを感光体上に入射させて
潜像を形成すると潜像の走査方向の長さが上記パルス幅
によって変化し多値化した微少な長方形の潜像を得るこ
とができる。この潜像を現像して得られる点状のトナー
像は、印刷におけるスクリーンを用いた網かけによって
得られる網点と同様に階調性のある中間調画像を形成す
ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の画像形
成方法においては、細線からなる文字画像や線画の領域
（以下この領域を文字領域という）では、中間調画像の
領域（以下この領域を中間調領域という）と異なり同一
箇所をレーザスポットが通過する回数が少ないため電位
変化が少なくなる。このため半導体レーザの書込み光量
を同一にして画像形成を行うと、文字領域と中間調領域
とではドットの大きさやトナー付着量が異なることにな
り、中間調領域の階調を適正に保持する書込み光量では
文字領域の階調性が悪く十分な濃度を得ることができな
い。また、文字領域の濃度を十分にするよう半導体レー
ザの書込み光量を上げると中間調領域では早く飽和して
階調性が悪化するという問題点があった。

【０００６】本発明の目的はパルス幅変調を行ったレー
ザビーム走査による画像形成において、文字領域と中間
調領域の両方の階調性を向上させ、かつ広いダイナミッ
クレンジを有するようにしてより画質の高い画像を得る
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、レーザビー
ムを用いて画素に対応した濃度データによりパルス幅変
調を行い画像記録を行う画像形成方法において、文字領
域と中間調領域の判別に基づき文字領域での書込み光量
を中間調領域より大きくすることを特徴とする画像形成
方法によって達成される。

【０００８】また、前記書込み光量の設定は自動による
切換えのほかに、外部の入力により設定値を任意に換え
られるようにすることは好ましい実施態様として挙げら
れる。

【０００９】

【実施例】本発明を適用した一実施例の画像形成装置の
構成について説明する。図３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】カラー画像形成装置400は、感光体を一様
帯電した後にコンピュータ又はスキャナからのディジタ
ル画像濃度データをＤ／Ａ変換して得られたアナログ画
像濃度信号と参照波信号とを差動増幅して得られた変調
信号に基づいてパルス幅変調したスポット光によりドッ
ト状の静電潜像を形成し、これをトナーにより反転現像
してドット状のトナー画像を形成し、前記帯電，露光及
び現像工程を繰り返して感光体上にカラートナー像を形
成し、このカラートナー像を転写し、分離、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（以下、単に感光体という。）401
と、この感光体401上に一様な電荷を付与するスコロト
ロン帯電器402と、走査光学系430、イエロー、マゼン
タ、シアン及び黒トナーを装填した現像器441〜444、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とからな
る。

【００１２】走査光学系430は半導体レーザ431より出射
したレーザ光をコリメータレンズ432で平行光としてレ
ーザビームとする。このレーザビームを一定の速度で回
転する回転多面鏡434で反射偏向させ、ｆθレンズ435及
びシリンドリカルレンズ433,436によって、一様帯電し
た感光体である感光体401周面上に微少なスポット（以
下これをビームスポットという）に絞って走査し像露光
する。ここでｆθレンズ435は等速の光走査を行うため
の補正レンズであり、シリンドリカルレンズ433，436は
回転多面鏡434の面倒れによるスポット位置の変動を補
正するレンズである。また437はレーザビームを反射す
る走査ミラー、438はインデックス用ミラー、439はイン
デックスセンサである。インデックスセンサ439からの
インデックス信号によって所定速度で回転する回転多面
鏡434の面位置を検知し、主走査方向の周期を検知して
いる。これにより上記ビームスポットは感光体401上を
ドラム軸に平行に走査する。

【００１３】図１は本発明を適用した画像形成装置に用
いられる画像処理回路の一実施例を示すブロック図であ
り、図２は本実施例の変調回路を示すブロック図であ
る。

【００１４】本実施例の画像処理回路1000は、走査光学
系430の駆動回路を構成する回路であり、画像データ処
理回路100、変調信号生成回路200、ラスタ走査回路300
からなる。

【００１５】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。フォントデータ記録回路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Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの
濃度データに変換する。この様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。

【００１６】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、画像判別回路240、変調
回路260、基準クロック発生回路280、三角波発生回路29
0から構成される。

【００１７】基準クロック発生回路280は基準クロック
パルス発生回路であり、画素クロックの周波数を有する
クロックパルスを発生する。基準クロック発生回路280
から出力するクロックを便宜上基準クロックDCK₀とい
い、読出し回路220、三角波発生回路290、変調回路260
に出力される。

【００１８】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
する多値の画素に対応する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。

【００１９】読出し回路220は、インデックス信号をト
リガとして基準クロックDCK₀に同期して連続する１走査
ライン単位の画素に対応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、画
像判別回路240及び変調回路260に送出する。

【００２０】三角波発生回路290は基準クロックDCK₀に
基づいて参照波である三角波の波形成形を行う。

【００２１】画像判別回路240は画像が文字領域又は中
間調領域のいずれであるかについて判別を行う回路であ
り、文字領域であると判別された場合はレーザドライバ
301に半導体レーザ431の書込み光量を大きくする信号を
送出する。

【００２２】画像判別回路240は、例えば連続する画素
に対応する画像濃度データを逐次微分し、この微分値が
特定値をαとするときα以上又は−α以下であれば画像
は文字領域であると判断し、微分値がα以上であれば走
査ライン左側のエッジであることを意味し、−α以下で
あるときは走査ライン方向右側のエッジであることを意
味すると判断するエッジ判別回路を用いることができ
る。

【００２３】変調回路260は、図２に示されるように、
Ｄ／Ａ変換回路261、コンパレータ262と、前記の三角波
の入力部Ｔ、基準クロックDCK₀の入力部CKと画像濃度デ
ータ入力部Ｄを有していて、読出し回路220から入力さ
れる画像濃度データを基準クロックDCK₀に同期してＤ／
Ａ変換回路261でＤ／Ａ変換し、上記の三角波を参照波
としてコンパレータ262においてコンパレートしてパル
ス幅変調信号を得る回路であり、得られた変調信号の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。

【００２４】ラスタ走査回路300は、レーザドライバ30
1、図示しないインデック検出回路および多面鏡ドライ
バ等を備える。

【００２５】レーザドライバ301は変調回路260からの変
調信号で半導体レーザ431を発振させるものであり、画
像判別回路240からの制御信号によって半導体レーザ431
の書込み光量を切り換えると共に、半導体レーザ431か
らのレーザビーム光量に相当する信号がフィードバック
されその書込み光量が一定となるように駆動する。

【００２６】インデックス検出回路は、インデックスセ
ンサ439からのインデックス信号により所定速度で回転
する回転多面鏡434の面位置を検知し、主走査方向の周
期によって、ラスタ走査方式で後に記す変調されたディ
ジタル画像濃度信号による光走査を行っている。

【００２７】多面鏡ドライバは、直流モータを所定速度
で回転させ、回転多面鏡434を一定角速度で回転させる
ものである。

【００２８】次ぎに変調信号生成回路200の動作につい
て説明する。

【００２９】図４（ａ）〜（ｃ）は実施例１の変調信号
生成回路の各部信号を示すタイムチャートである。

【００３０】図４において、（ａ）はページメモリ210
からインデックス信号をトリガとして基準クロックDCK₀
に基づいて読出される画素に対応する画像濃度データの
一部を示している。画像濃度データは、Ｄ／Ａ変換回路
261によりアナログ値に変換され、高レベル側ほど淡い
濃度を示し、低レベル側ほど濃い濃度を示している。

【００３１】（ｂ）は三角波発生回路290から順次出力
される参照波である三角波（実線）と、上記アナログ値
に変換された画像濃度信号（点線）を示し、変調回路26
0における変調動作を示している。

【００３２】（ｃ）はコンパレータ262によりコンパレ
ートされて生成したパルス幅変調信号を示している。

【００３３】また次に、画像形成装置400の画像形成プ
ロセスについて説明する。

【００３４】先ず、感光体401は除電器474により除電さ
れたのちスコロトロン帯電器402により一様に帯電され
る。感光体401上にイエローに対応する静電潜像が、画
像濃度データ記憶回路210中からのイエローデータ（８b
itのディジタル濃度データ）により光変調されたレーザ
光の照射により形成される。前記イエローに対応する静
電潜像は、第１の現像器441により現像され、感光体401
上にドット状の第１のトナー像（イエロートナー像）が
形成される。この第１のトナー像は記録紙に転写される
ことなく、退避しているクリーニング装置470の下を通
過し、感光体401上に再びスコロトロン帯電器402により
帯電が施される。

【００３５】次いでマゼンタデータ（８bitのディジタ
ル濃度データ）によりレーザ光が光変調され、この変調
されたレーザ光が感光体401上に照射されて静電潜像が
形成される。この静電潜像は、第２の現像装置442によ
り現像されて、第２のトナー像（マゼンタトナー像）が
形成される。前記と同様にして第３現像装置443により
順次現像されて、第３のトナー像（シアントナー像）が
形成され、感光体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１上に順次積層された４色トナー像が
形成される。

【００３６】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。

【００３７】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、図示しないガイドお
よ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。一方、転写を
終わった感光体401は退避を解除されたクリーニング装
置470によってクリーニングされ次ぎの画像形成に備え
られる。

【００３８】上記実施例は画像判別回路240によって画
像を文字領域か中間調領域かを判別し自動的に半導体レ
ーザ431の書込み光量を変更するようにしたが、半導体
レーザ431の書込み光量の変更は，外部指令により任意
に独立して又は上記自動変更と同時に行うようにするこ
ともできることはいうまでもない。

【００３９】また、上述の画像処理回路1000は、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1
51、Ａ／Ｄ変換回路152、濃度変換回路153、マスキング
UCR回路154等から構成する画像データ処理回路150に代
え、スキャナからの画素に対応する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。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、画素に対応する画
像濃度データをパルス幅変調して変調信号を生成し、こ
の変調信号により画像記録を行う画像形成方法におい
て、画像の文字領域においては中間調領域より半導体レ
ーザの書込み光量を大にしたので、形成する画像の文字
領域の濃度を大に、かつ中間調領域の階調性を向上しダ
イナミックレンジの広い、優れた画像形成方法を提供す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像形成装置の画像処理回路
の一例を示すブロック図である。

【図２】図１の回路の変調回路の一例を示すブロック図
である。

【図３】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４】本実施例の変調信号生成回路の各部信号を示す
タイムチャートである。

【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 240 画像判別回路 260 変調回路 280 基準クロック発生回路 290 三角波発生回路 300 ラスタ走査回路 400 画像形成装置 430 走査光学系

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｇ０３Ｇ 15/04 １１６ 9122−2Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザビームを用いて画素に対応した濃
度データによりパルス幅変調を行い画像記録を行う画像
形成方法において、文字領域と中間調領域の判別に基づき文字領域での書込
み光量を中間調領域より大きくすることを特徴とする画
像形成方法。
【請求項２】前記書込み光量の設定は自動による切換
えのほかに外部の入力により設定値を任意に換えられる
ようにすることを特徴とする請求項１の画像形成方法。