JPH06105127A - 作像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作像する画像によって千鳥状のＰＷＭ露光を
行うか否かを選択可能な作像装置を提供することにあ
る。 【構成】 画像信号を２値変調信号に変換し、前記２値
変調信号により変調されたビームにより画像を形成する
変調装置であって、コンパレータ１９７は、クロック信
号ｋに同期して形成された三角波ｐとアナログ信号ｎと
の加算信号ｑを基準電圧源１９９と比較してビーム変調
信号ｒを形成する。１／２分周器３はシフト設定信号ｔ
が”０”の場合ＢＤ信号ｊの入力ごとにクロック信号ｋ
の初期状態を反転し、シフト設定信号ｔが”１”の場合
反転しない。結果クロック信号ｋに同期して形成された
変調信号ｒはシフト設定信号ｔにより選択的に１／２画
素遅延されて出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像信号を２値信号に
変換した２値変調信号によりビームを変調し、作像する
作像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームプリンタなどに用い
られ、多値の画像信号から中間調の階調性を有する画像
を得るため、次の方法を用いている。まず入力したデジ
タル画像信号を一旦アナログ信号に変換し、このアナロ
グ信号とレーザビームの走査に同期した三角波とを加算
し、その加算信号と基準レベルとを比較してパルス幅変
調を行い、２値化信号を発生させる（縦型方式）のであ
る。

【０００３】また、前述の縦型方式ではパルス幅変調特
有な縦縞が形成され、不自然な印象を与えてしまう欠点
があり、そのため、１ラインあるいは複数ラインおきに
１／２画素だけ走査方向へシフトした画像を作像し、パ
ルス幅変調特有の縦縞を無くし、見かけの解像度を上げ
る千鳥方式が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら千鳥方式
では、有限の大きさを有しているレーザスポットの影響
により、非露光領域（例えば現像材が付着する部位）の
感光体上電位が不必要に低下し結果現像により中間調濃
度の発生する領域が縦型方式に比べ多く発生する。中間
調濃度の領域は作像装置の置かれた外部環境の変化（例
えば振動や、温湿度の変化）に影響を受けやすく、濃度
むらや環境補正の狂いの原因となる。

【０００５】その様子を図８と図９に示す。図８は、感
光体表面の電位分布を示しており、レーザ照射がｏｆｆ
の領域においても電位の低下が発生していることが分か
る。また図９は、非露光領域に現像材が付着するよう現
像を行った場合の作像例を縦型方式と千鳥方式の両方式
に関して示している。図より、斜線部分でしめした中間
調部位が千鳥方式において多く発生していること分か
る。

【０００６】以上のことより千鳥方式は、高解像度が要
求されるドラムスキャナ等から読み込んだ写真などいわ
ゆる自然画像ではパルス幅変調特有の縦縞が無くなり、
より自然な出力画像が得られるが、反面コンピュータグ
ラフィック等比較的解像度が低くとも濃度むらが少なく
均一な出力結果の要求される画像には、好ましくない。

【０００７】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は作像時に千鳥方式によ
るパルス幅変調を行うか否かを選択可能とし、作像する
画像の種類に適切な露光方式が行われる作像装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の作像装置は、１ラインあるいは複数ラインお
きに１／２画素だけ走査方向へ作像位置をシフトするか
否かを設定可能な設定手段と、前記設定手段のシフト設
定に従い、作像位置をシフト可能なラインシフト手段と
を有する。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明の作像装置では、設
定手段が１ラインあるいは複数ラインおきに１／２画素
だけ走査方向へ作像位置をシフトするか否かを設定し、
ラインシフト手段が設定手段のシフト設定に従い、作像
位置をシフトする。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１１】図２で示すのは本発明を実施した露光装置
の構成である。

【００１２】この露光装置は、半導体レーザ１０１とド
ライブ回路１０２とコリメータレンズ１０４と走査装置
１０５と、ｆ−θレンズ１０６と感光ドラム１０７とビ
ーム検出回路１０８と変調回路１とから構成されてい
る。

【００１３】半導体レーザ１０１は、しきい値電流を超
える駆動電流によりレーザ光を発生するものである。

【００１４】ドライブ回路１０２は、変調回路１が出力
する変調信号に従い半導体レーザ１０１をオン／オフし
て電流駆動するものである。例えば変調信号が”１”な
らば半導体レーザ１０１を電流駆動（オン）し、変調信
号が”０”ならば半導体レーザ１０１に電流を流さない
（オフ）。

【００１５】コリメータレンズ１０４は半導体レーザ１
０１が発生するレーザ光を平行なレーザビームにするも
のである。

【００１６】走査装置１０５は回転多面鏡１５１とモー
タ１５２とから構成されるもので、コリメータレンズ１
０４からのレーザビームを走査偏向するものである。

【００１７】ｆ−θレンズ１０６は走査装置１０５によ
り走査偏向されるレーザビームが感光ドラム１０７の表
面で等速走査するように走査速度を補正するものであ
る。

【００１８】感光ドラム１０７は回転駆動装置１７１に
より所定の等速度で回転しており、表面には感光材が塗
布されたものである。

【００１９】ビーム検出回路１０８は、フォトダイオー
ド等光センサにより構成されるもので、レーザビームが
照射されるとビームディテクタ信号（以下ＢＤ信号）を
出力してレーザビームの走査のタイミングを知らせるも
のである。

【００２０】変調回路１は図１に図示するように、発振
回路１９１と、分周回路２と、１／２分周回路３と、ラ
ッチ１９３と、Ｄ／Ａ変換器１９４と、三角波発生回路
１９６と、コンパレータ１９７と、加算回路１９８と、
基準電圧源１９９とにより構成されており、デジタルデ
ータとして入力される画像データに対応したパルス幅の
変調信号を形成するものである。

【００２１】発振回路１９１と分周回路２と１／２分周
回路３が請求の範囲におけるラインシフト手段を構成し
ている。

【００２２】発振回路１９１は周知の水晶発振回路であ
り、画像信号のクロック信号に比べ１６倍周波数の高い
原クロックを発生している。

【００２３】分周回路２は図３に図示するようなフリッ
プフロップ回路を３段縦列接続したもので、原クロック
を８分周（２の３乗）して倍クロック信号ｉとして出力
するのであり、ビーム検出回路１０８がＢＤ信号を出力
したならば、分周回路２を構成するフリップフロップは
リセットされる構成である。このため、出力されるクロ
ック信号ｉはＢＤ信号ｊに同期したものとなる。

【００２４】１／２分周器３は、図４に示すようにＤフ
リップフロップ３１、３２とスイッチ３３とにより構成
されており、倍クロック信号ｉを１／２分周しクロック
信号ｋを形成する。Ｄフリップフロップ３２は、シフト
設定信号ｔが”０”のときＢＤ信号ｊの入力毎に出力が
反転変化する。また、シフト設定信号ｔが”１”のとき
ＢＤ信号ｊによらずリセットされ”０”となる。スイッ
チ３３はＤフリップフロップ３２の出力によりＢＤ信号
ｊをＤフリップフロップ３１のセット端子（Ｓ）かリセ
ット端子（Ｒ）へ選択し出力する。すなわちＤフリップ
フロップ３２の出力が”１”の場合はＢＤ信号ｊはセッ
ト端子（Ｓ）に入力され、”０”の場合にはリセット端
子（Ｒ）へ入力される。

【００２５】Ｄフリップフロップ３１はセット端子
（Ｓ）にＢＤ信号ｊが入力された場合にはクロック信号
ｋを”１”にセットし、リセット端子に入力された場合
には”０”にリセットする。以上の構成によりクロック
信号ｋは、シフト設定信号ｔが”０”（すなわち千鳥方
式による露光を選択）の場合はＢＤ信号ｊの入力毎に反
転し、シフト設定信号ｔが”１”（すなわち縦型方式に
よる露光）の場合はＢＤ信号ｊの入力により必ずリセッ
トされ反転はしない。

【００２６】三角波発生回路１９６は、抵抗とコンデン
サにより構成され、入力されたクロック信号ｋに同期し
た三角波ｐを発生する。発生した三角波ｐは、加算回路
１９８の一方の端子に入力される。

【００２７】Ｄ／Ａ変換器１９４は、ラッチ１９３によ
りクロック信号ｋに同期したデジタルの画像データｍを
アナログ信号ｎに変換するものである。

【００２８】加算回路１９８は図５に図示するように、
数個の抵抗とＯＰアンプ２０により構成されており、三
角波発生回路１９６の出力である三角波ｐと、Ｄ／Ａ変
換器１９４の出力であるアナログ信号ｎとを加算し、加
算信号ｑを出力する。

【００２９】コンパレータ１９７は、加算信号ｑと基準
電圧源１９９の出力である基準レベルｓとを比較し、パ
ルス幅変調された２値の変調信号ｒを出力する。

【００３０】図６は露光装置の制御系の構成を示す。制
御系はＣＰＵ２００とそのバスに接続された制御プログ
ラムを記憶したＲＯＭ２０１と、データを一時保存する
ＲＡＭ２０２と、操作者が千鳥方式を設定したり、作像
開始を装置に指令する操作パネル２０３とにより構成さ
れている。ＣＰＵ２００のＩ／Ｏポートには、走査装置
１０５の駆動回路１５３や感光ドラム１０７を回転駆動
する回転駆動装置１７１の駆動回路１７２、および変調
回路１が接続されている。変調回路１への出力信号は、
前述したシフト設定信号ｔであり、操作パネル２０３で
千鳥方式が選択された場合には”０”が、千鳥方式が選
択されない場合には”１”が出力される。

【００３１】ＣＰＵ２００とＲＯＭ２０１とＲＡＭ２０
２と操作パネル２０３が、本発明の設定手段を構成して
いる。

【００３２】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３３】操作者により操作パネル２０３から作像開
始指令がＣＰＵ２００になされると、ＣＰＵ２００は駆
動回路１５３および１７２等を制御し作像が開始され
る。このとき操作者が作像を希望する画像の種類により
操作パネル２０３から千鳥方式か縦型方式かを選択す
る。例えば、画像がドラムスキャナから読み取った高解
像の自然画像データの場合は千鳥方式を、またコンピュ
ータグラフィックなどの場合は縦型方式を選択する。

【００３４】作像が開始されると半導体レーザ１０１か
ら発光したレーザビームは走査装置１０５により感光ド
ラム１０７上を走査される。このとき、レーザビームは
感光ドラム１０７上の走査に先立ち、ビーム検出回路１
０８に入光する。ビーム検出回路１０８はレーザ光の入
光によりＢＤ信号ｊを発生し、分周回路２のリセットを
行う。これにより分周回路２は、レーザビームの走査に
同期した倍クロックｉを出力する。倍クロック信号ｉ
は、１／２分周器３により１／２分周され、クロック信
号ｋとなる。ここで操作者が千鳥方式を選択した場合
は、ＣＰＵ２００はシフト設定信号ｔを”０”とし、そ
の結果１／２分周器３はＢＤ信号ｊの入力のたびにクロ
ック信号ｋを反転する。また縦型方式を選択した場合
は、ＣＰＵ２００はシフト設定信号ｔを”１”とし、そ
の結果１／２分周器３はＢＤ信号ｊの入力により必ずク
ロック信号をリセットし、反転はしない。

【００３５】デジタル画像データはラッチ１９３により
クロック信号ｋに同期した画像データｍとなり、Ｄ／Ａ
変換器１９４へ入力される。Ｄ／Ａ変換器１９４は、そ
れぞれクロック信号ｋの立ち上がりに対応した画像デー
タｍをアナログ信号ｎに変換し加算回路１９８へ出力す
る。

【００３６】一方三角波発生回路１９６は、入力される
クロック信号ｋに同期した三角波ｐを発生し、加算回路
１９８のもう一方の入力端子へ入力する。加算回路１９
８はアナログ信号ｎと三角波ｐを加算し、加算信号ｑと
してコンパレータ１９７へ出力する。コンパレータ１９
７は入力された加算信号ｑと基準電圧源１９９とを比較
し、パルス幅変調された２値の変調信号ｒを出力する。

【００３７】ここで千鳥方式を選択した場合は、クロッ
ク信号ｋは１／２分周器３によりＢＤ信号ｊ入力のたび
に主走査ラインにおける初期状態が反転される。その様
子を図７の上部に示す。図はＢＤ信号ｊとクロック信号
ｋの第１から第３ラインまでの関係を示すタイミングチ
ャートで、各ラインにおけるＢＤ信号ｊは時間軸上で一
致するよう作図されている。ＢＤ信号ｊが”１”になる
と第１ラインのクロック信号ｋは”０”にリセットされ
る。同様に第２ラインのクロック信号ｋは”１”にセッ
トされ、第３ラインのクロック信号ｋは”０”にリセッ
トされる。クロック信号ｋは１ラインおきに反転し出力
されることになる。すなわち、変調回路１はクック信号
ｋに同期して変調信号ｒを形成するため、変調信号ｒは
１ラインおきに１／２画素だけ位相が遅れて形成され、
見かけの解像度が上がる。

【００３８】一方縦型方式を選択した場合には図７の下
部に示すようにＢＤ信号ｊが”１”になると各ラインの
クロック信号ｋは必ず”０”にリセットされ、各ライン
間で反転されず出力されることになる。すなわち、変調
信号ｒは各ラインで位相差を生じず形成される。

【００３９】ドライブ回路１０２は、画像データにより
パルス幅変調された変調信号ｒにより半導体レーザ１０
１を駆動し、半導体レーザ１０１から発光されたレーザ
ビームは走査装置１０５により感光ドラム１０７上を走
査・作像する。

【００４０】このように１ラインおきに１／２画素だけ
走査方向へシフトした画像と、各ラインでシフトしない
画像が選択して作像できるため、自然画像などの高解像
度が要求される画像に対しては、千鳥方式によりパルス
幅変調特有の縦縞がない、見かけの解像度が上がった作
像を行い、コンピュータグラフィックなどの濃度むらが
少なく均一な出力結果の要求される画像には縦型方式に
より対環境性の良好な作像を行うことが可能である。

【００４１】また、本実施例では１ラインおきにクロッ
ク信号ｋの初期状態が反転するよう構成したが、ｎライ
ンおきに反転するよう構成してもよい。その場合、１／
２分周期３におけるＤフリップフロップ３２をｎ個縦列
接続すれば容易に実現できるため、その実施例は省略す
る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明の変調装置によれば、設定手段により千鳥方式による
作像を行うか否かを選択できるため、作像する画像の種
類に適切な露光方式を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した変調回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】露光装置の概略構成図である。

【図３】分周回路の回路図である。

【図４】１／２分周器の構成を示すブロック図である。

【図５】加算回路の回路図である。

【図６】制御系の構成を示すブロック図である。

【図７】本発明のＢＤ信号ｊとクロック信号ｋの関係を
示すタイミングチャートである。

【図８】感光体表面の電位分布を示す図である。

【図９】千鳥方式と縦型方式の作像例を示す図である。

【符号の説明】

１ 変調回路 ２ 分周器 ３ １／２分周期 １０１ 半導体レーザ １０２ ドライブ回路 １０８ ビーム検出回路 １９４ Ｄ／Ａ変換器 １９６ 三角波発生回路 １９７ コンパレータ １９８ 加算回路 ２００ ＣＰＵ ２０１ ＲＯＭ ２０２ ＲＡＭ ２０３ 操作パネル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号を２値変調信号に変換し、感光体
   上を走査するビームを前記２値変調信号により変調し、
   多色の画像を作像する作像装置において、 １ラインあるいは複数ラインおきに１／２画素だけ走査
   方向へ作像位置をシフトするか否かを設定可能な設定手
   段と、 前記設定手段のシフト設定に従い、作像位置をシフト可
   能なラインシフト手段とを有することを特徴とする作像
   装置。