JPH0624035A

JPH0624035A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0624035A
Application number: JP4181164A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田; Tatsuo Kumada; 辰男熊田; Hiroyuki Yamamoto; 裕之山本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1994-02-01

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】画像のモアレ縞の発生を少なくし、解像度を
向上し、高品位画像記録の行われるカラー画像形成装置
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、参照波位相決
定回路240とセレクト回路250Ａ，250Ｂとによって、注
目画素を小画素に分割し、各小画素の濃度を、注目画素
を含む隣接画素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処理を施したのち、画素の上半分と下
半分の濃度和と濃度重心を求め、濃度重心に対応する位
相の参照波を選択し、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たのち、
変調回路260Ａ，260Ｂによって選択した参照波信号で各
色の上記濃度和の画像濃度信号を変調して得られる記録
位置変調信号に基づく２つのレーザビームによる走査で
像露光を行い画像を形成する。走査中心は、画素幅をＬ
とするとき画素中心より（0.15〜0.3）×Ｌ離れてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、隣接画素の濃度分布
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、この重心に応じて参照波の位
相を変位させ、この参照波信号により前記画素の濃度デ
ータを変調した変調信号により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カラ
ー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や、注目画素
に隣接する画素の濃度分布に対応した記録位置を変位さ
せる記録位置変調を行うことが必要となっていた。

【０００６】しかし、カラー画像形成装置においては各
色ごとに中間濃度処理を行うと、色調が変化するとか、
文字が不鮮明になり、記録位置変調を行うとモアレ縞が
現れて解像度が低下するという問題点がある。

【０００７】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モア
レ縞の発生を低下させ、解像度を向上し、高品位画像記
録の行われるカラー画像形成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】上記目的は、１画素中を
２回走査するレーザ光学系を用いた画像形成装置におい
て、前記２回の各走査は画素中心に対して対称であり、
副走査方向の画素幅をＬとする時、各走査は画素中心よ
り（0.15〜0.3）×Ｌ離れていることを特徴とする画像
形成装置によって達成される。

【０００９】また、（ａ）前記各走査の中心における像
露光の強度をＰとし、その合成露光の中心の強度をＰ_C
とする時、Ｐ_C＞Ｐであること、（ｂ）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
の小画素の濃度データにより、前記像露光の強度を変化
させること、（ｃ）前記２回の走査は、前記レーザ光学
系のレーザアレイを傾斜させて１度に行われること、
（ｄ）前記像露光は、前記隣接画素の濃度分布より主走
査方向の記録位置変調が行われること、等を特徴とする
画像形成装置は好ましい実施態様である。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例であるカラー画像形成装置
400の構成について説明する。図４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。

【００１１】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。

【００１２】カラー画像形成装置400は、矢印方向に回
動するドラム状の支持体上に感光体層を設けたドラム状
感光体（以下、単に感光体という。）401と、該感光体4
01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。

【００１３】本実施例に用いられる感光体401は高γ特
性を有する感光体で、その具体的構成例を図６に示す。

【００１４】感光体401は、図６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401は直径150mm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35μ
mの感光層401Ｃを設けて構成される。

【００１５】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、プラスチッ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401Ａ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。

【００１６】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。

【００１７】(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
ー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、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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】本実施例ではカラートナー像を感光体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
有する感光体及び赤外の半導体レーザが用いられる。

【００２１】次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。

【００２２】図５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。

【００２３】Ｌ₂／Ｌ₁の好ましい範囲は 1.0＜Ｌ₂／Ｌ₁≦1.5 である。

【００２４】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。

【００２５】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Ｅ
1/2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。

【００２６】当該感光体401の光減衰曲線は、図５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５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401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。

【００２７】次に本発明のカラー画像形成装置について
説明するが、このカラー画像形成装置は、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
濃度データとに基づいて、小画素各行の参照波の位相を
変位させることによってｎ行又はｎ／２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。この場合特に参照
波に正確に応答して潜像を形成するのに高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
度以上に対して行う。すなわち、ハイライト部に対応す
る領域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。

【００２９】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、濃度中心が中央にある参
照波を選択する。このことにより、ハイライト部での均
一性を保ちノイズイな画像の発生を防止できる。

【００３０】一方、高濃度部の場合で、濃度勾配が大
の場合、濃度の記録位置が中央にないとした参照波を選
択すると隣接画素にまたがってドットが形成されてしま
う。

【００３１】これによる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、濃度中心が中央にある参照波を選
択する。

【００３２】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。

【００３３】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カラー画像形成装置に
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カラー画像形成装置である。

【００３４】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カラー画像形成装
置が好ましい。

【００３５】図９（ａ）は上記注目画素をｍ５とし、注
目画素ｍ５を４×４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ある。
注目画素の座標を（ｉ，ｊ）とすると、隣接画素の座標
は図９（ａ）に示すようにそれぞれ（ｉ−１，ｊ−１）
〜（ｉ＋１，ｊ＋１）となる。図９（ｂ）は注目画素ｍ
５を４×４の小部分に分割した場合の16個の各小画素を
Ｓ511〜Ｓ544で表した場合を示す拡大図である。ｍ１〜
ｍ９及びＳ511〜Ｓ544はその部分の濃度をも表すものと
する。

【００３６】本発明におけるＲＥ処理を詳しく説明す
る。上記注目画素ｍ５を４×４の小画素に分割する場合
を例にとると、各小画素の内Ｓ511にはｍ1の濃度を反映
させ、Ｓ521,Ｓ531にはｍ2の濃度を反映させ、Ｓ541に
はｍ3の濃度を反映させ、Ｓ512にはｍ4の濃度を反映さ
せ、Ｓ522,Ｓ532にはｍ5の濃度を反映させ、Ｓ542には
ｍ6の濃度を反映させる。また、Ｓ513にはｍ4の濃度を
反映させ、Ｓ523,Ｓ533にはｍ5の濃度を反映させ、Ｓ54
3にはｍ6の濃度を反映させ、Ｓ514にはｍ7の濃度を反映
させ、Ｓ524,Ｓ534にはｍ8の濃度を反映させ、Ｓ544に
はｍ9の濃度を反映させるように濃度分配を行う。従っ
て、Ｓ511〜Ｓ544の濃度は数１の式によって決定され
る。

【００３７】

【数１】

【００３８】数式中、ＫはＲＥ処理の強度ともいうべき
定数であり0.1〜0.9の範囲の数値が用いられる。

【００３９】上式の前項は、注目画素ｍ５の濃度にＫを
乗じた分を、Ｓ511にはｍ1の、Ｓ521、Ｓ531にはｍ2
の、Ｓ541にはｍ3の、Ｓ512,Ｓ513にはｍ4の、Ｓ522,Ｓ
532,Ｓ523,Ｓ533にはｍ5の、Ｓ542,Ｓ543にはｍ6の、Ｓ
514にはｍ7の、Ｓ524,Ｓ534にはｍ8の、Ｓ544にｍ9の濃
度の割合に応じて振り分けたものである。

【００４０】後項のＳ0 即ち（１−Ｋ）×ｍ５／16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。

【００４１】図１は本発明のカラー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は本実施例の参照波位相決定回路を示すブロッ
ク図、図３は本実施例の変調回路を示すブロック図であ
る。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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、ラッチ回路230、画像判
別回路231、MTF補正回路232、γ補正回路233、参照波位
相決定回路240、セレクト回路250Ａ,250Ｂ、変調回路26
0Ａ,260Ｂ、基準クロック発生回路280、三角波発生回路
290、遅延回路群291等から構成される。

【００４５】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。

【００４６】読出し回路220は、走査先頭の信号である
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、参照波位相決定回路240及び画像判別回路2
31に送出する。

【００４７】ラッチ回路230は、後述する参照波位相決
定回路240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。

【００４８】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
信号を発生し、読出し回路220、三角波発生回路290、遅
延回路群291、変調回路260Ａ,260Ｂに出力する。便宜上
このクロックを基準クロックDCK₀という。

【００４９】290は三角波発生回路で基準クロックDCK₀
に基づいて画素クロックと同周期の参照波である基準の
三角波φ₀の波形成形を行う。また、遅延回路群291では
基準クロックDCK₀に対し一定周期ずつ（この例では1/5
周期ずつ）位相差を有する複数のクロックDCK₁〜DCK₄を
生成しこれに基づいて、位相の異なる参照波である三角
波φ₁〜φ₄（ここでは1/5周期進んだ三角波φ₁、2/5周
期進んだ三角波φ₂、1/5周期遅れた三角波φ₃、2/5周期
遅れた三角波φ₄）を出力する。

【００５０】セレクト回路250Ａ,250Ｂは上記基準三角
波φ₀と位相のずれた三角波φ₁〜φ₄の入力部を有し、
後述する参照波位相決定回路240からの選択信号により
上記三角波の内の１つを選択して変調回路260Ａ,260Ｂ
の入力端子Ｔに送出する。

【００５１】変調回路260Ａ,260Ｂは、図３に示すよう
同一の回路構成であり、Ｄ／Ａ変換回路261、コンパレ
ータ262と、前記の基準三角波φ₀又は1/5周期ずつ位相
をずらした三角波の入力部Ｔを有していて、ラッチ回路
230を経て入力される画像濃度データを基準クロックDCK
₀に同期してＤ／Ａ変換回路261でＤ／Ａ変換し、セレク
ト回路250Ａ,250Ｂから入力される上記の三角波を参照
波としてコンパレートしてパルス幅変調信号を得る回路
である。

【００５２】参照波位相決定回路240は図２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。

【００５３】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。得られる小画素
の濃度データは、図９（ｂ）のＳ511〜Ｓ542の２行の小
画素を含む領域に対応する第１の小走査ラインと、Ｓ51
3〜Ｓ544の２行の小画素を含む領域に対応する第２の小
走査ラインに分けられ、この２つの小走査ラインで元の
画素の１走査ライン分に相当する走査が行われることに
なる。

【００５４】演算処理回路241 はさらに各小走査ライン
の注目画素内の濃度データの重心位置と濃度データの和
を求める演算を行って、濃度データの和をMTF補正回路2
32へ出力し、その重心位置データより次のようにそれぞ
れ異なる選択信号を出力端子ＯA,ＯBよりセレクト回路2
50Ａ,250Ｂに出力する。

【００５５】図10は上記位相の異なる三角波と前記注目
画素内の位置関係の一例を示す図である。図中、ｈ1〜
ｈ5は、注目画素ｍ５を主走査方向に５等分した時の分
割領域を示す。注目画素ｍ5の図９（ｂ）において上半
分のＳ511〜Ｓ542の領域（この領域の濃度データの和を
第１の小走査ラインの濃度データとする）の重心がｍ5
の中央であるｈ3領域にあるときは位相変位のない基準
三角波φ₀を選択する信号を、重心がｈ2領域あるときは
位相が1/5周期進んだ三角波φ₁を選択する信号を、重心
がｈ1領域にあるときは位相が2/5周期進んだ三角波φ₂
を選択する信号を、重心がｈ4領域にあるときは位相が1
/5周期遅れた三角波φ₃を選択する信号を、重心がｈ5領
域にあるときは位相が2/5周期遅れた三角波φ₄を選択す
る信号を出力端子ＯAよりセレクト回路250Ａに出力す
る。同様に出力端子ＯBからは画素ｍ５の及び下半分の
Ｓ513〜Ｓ544の領域（この領域の濃度データの和を第２
の小走査ラインの濃度データとする）の濃度重心より決
まる第２の小走査ライン用の三角波選択信号をセレクト
回路250Ｂに出力する。

【００５６】また、演算処理回路241は必要に応じ各小
走査ラインの画素ｍ５内の濃度和に対応して各レーザド
ライバ301Ａ,301Ｂの発光出力を制御することができる
ようにすることもできる。これにより半導体レーザ301
Ａのレーザの最大発光量を制御して、記録濃度のバラン
スを画像の種類に応じて変更し画質の向上を図ることが
できる。図15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。

【００５７】一方、画像判別回路231は注目画素の画像
データが第１、第２の閾値のいずれであるかについて判
別を行い、第１と第２との閾値外の領域であると判別さ
れた場合は、全色成分について参照波位相決定回路240
が選択した三角波は出力せず、基準三角波φ₀のみを出
力する選択信号をセレクト回路250Ａ,250Ｂに送出し、M
TF補正回路232は作動させない。これにより読出し回路2
20より読出された閾値外の画像濃度データは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230を介して変調回路260Ａ,260Ｂ
に送出される。

【００５８】このことによりハイライト、高濃度部領域
において、均一性の高いノイズのない画像を形成でき
る。

【００５９】また、画像判別回路231は上記条件下でさ
らに画像が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５×
５画素での濃度変化により行っている。濃度変化が大き
い場合、注目画素を文字領域と判別し、小さい場合は中
間調領域と判別する。文字や線画の文字領域であると判
別された場合は、全色成分について前記参照波位相決定
回路240が選択する三角波を変調回路260Ａ,260Ｂに出力
させる選択信号をセレクト回路250Ａ,250Ｂに出力し、M
TF補正回路232、γ補正回路233は不作動として画像濃度
データは無処理のままラッチ回路230を介して変調回路2
60Ａ,260Ｂ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、無彩色成分すなわち黒色のデ
ータについてのみ文字領域と同様の選択信号を出力し、
他の成分については参照波位相決定回路240が選択した
三角波は出力せず、基準三角波φ₀のみを出力する選択
信号をセレクト回路250Ａ,250Ｂに送出し、MTF補正回路
232、γ補正回路233を作動させる。これにより読出し回
路220より読出された黒以外の画像濃度データはMTF補正
回路232及びγ補正回路233によって補正されたのちラッ
チ回路230を介して変調回路260Ａ,260Ｂに送出される。

【００６０】このことにより中間調領域において、モア
レ縞や色飛びのない画像を形成できると共に、黒画像に
より画像に鮮鋭さとしまりを与える効果が生まれる。

【００６１】参照波の位相を、各記録色に対し共通に用
いることにより、画像の階調性の保証や色味の変化を防
止できる。なお、位相の決定には、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。

【００６２】参照波の位相決定に使用するために、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。

【００６３】また、画像判別回路231に用いられるデー
タも同様の理由により各色に共通のデータを用いてい
る。

【００６４】変調回路260Ａ,260Ｂでは前記選択された
参照波である三角波によりラッチ回路230を経て入力さ
れる画像濃度データの信号を変調してパルス幅変調した
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２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。

【００６５】図11（ａ）〜（ｄ）は記録位置変調される
場合の変調信号生成回路200の各部信号を示すタイムチ
ャートである。

【００６６】図11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
に基づいて読み出される画像濃度データが参照波位相決
定回路240によって処理されたのち、MTF補正回路232、
γ補正回路233、ラッチ回路230を経て変調回路260Ａ,26
0Ｂに入力され、そのＤ／Ａ変換回路261によりアナログ
値に変換されたものの一部を示している。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。

【００６７】（ｂ）はセレクト回路250Ａ,250Ｂから順
次出力され、遅延されたものを含む参照波である三角波
を示している。

【００６８】（ｃ）は上記三角波（実線）と、上記アナ
ログ値に変換された画像濃度信号(一点鎖線)を示し、変
調回路260Ａ,260Ｂにおける変調動作を示している。

【００６９】（ｄ）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。

【００７０】ラスタ走査回路300は、δ遅延回路311、レ
ーザドライバ301Ａ,301Ｂ、図示しないインデックス検
出回路及びポリゴンドライバ等を備える。

【００７１】レーザドライバ301Ａ,301Ｂは変調回路260
Ａ,260Ｂからの変調信号で２個のレーザ発光部431Ａ,43
1Ｂ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。

【００７２】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2204.72Hz
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。

【００７３】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。

【００７４】半導体レーザアレイ431は図７に示すよう
に２個の発光部431Ａ,431Ｂが一定間隔でアレイ状に配
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７に示すように各
発光部431Ａ,431Ｂ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
（θ）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Ｓa，Ｓbは図８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δ遅
延回路311を挿入して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は主走査方向に対
して垂直に揃ったＳa,Ｓb′となって記録することがで
きる。

【００７５】上記レーザスポットＳa,Ｓbの中心位置
は、副走査方向の画素幅をＬとするとき、図12に示すよ
うに画素中心より（0.15〜0.3）×Ｌ離れた間隔を保持
して走査するようにされる。この条件により、合成ビー
ムは画素中Ｓとして副走査方向に移動させることが可能
となる。又ビームのスポットの鮮鋭性を維持した記録が
可能となる。

【００７６】また、走査中心の露光強度である上記２つ
のレーザスポットＳa,Ｓbの露光強度のピーク値をＰと
し、合成された露光強度のピーク値をＰcとすると（露
光強度はほぼガウス分布となる）、Ｐc＞Ｐとなるように上記間隔と強度は調整される。この様に設
定することにより合成ビームは分離せず一個の記録点と
して再現することができる。

【００７７】上記変調信号生成は、低濃度部、高濃度部
の画素の場合は、前述のように記録位置変調は行われ
ず、一方文字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２行の小ドットの位置は元の文字や線画
の線方向に沿った位置に移動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。

【００７８】図13は走査方向に垂直な線像の記録状態を
示し、図14は走査方向に平行な線像の記録状態を示すも
ので、両図とも（ａ）は画素と画素の間に線像がある場
合、（ｂ）は画素の中に線像がある場合を示している。

【００７９】また、上記の記録位置変調は、中間調領域
では色調の変化を防止するため黒成分のみ行われ、他の
色成分では位相変位のない三角波φ₀による変調が行わ
れることになる。

【００８０】さらに、参照波位相を順次副走査方向にず
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2
6.6°、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
記録位置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】次に、図４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。

【００８３】先ず、スコロトロン帯電器402により感光
体401が一様帯電される。ドラム状感光体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（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２本のレーザビームはシリ
ンドリカルレンズ433と回転多面鏡434，ｆθレンズ43
5，シリンドリカルレンズ436，反射ミラー437を経て照
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。

【００８４】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２本のレーザビ
ームが感光体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401上に順次積層された４色トナー像が形成
される。

【００８５】本実施例の画像形成装置400によれば、感
光体401が優れた高γ特性を有し、しかもこの優れた高
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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】なお、本実施例において、ＲＥ処理の係数
Ｋの値を種々変更して実験した結果、Ｋの値は0.1〜0.9
の範囲で良好な画像が得られた。しかし、Ｋが小さい場
合は文字の鮮鋭性が不十分であり、Ｋ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Ｋ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Ｋ＝０としているためである。

【００８９】本方法は、Ｋを一定として用いることもで
きるが、画像（文字領域や中間調領域）に応じてＫを変
化させて用いることが好ましい。文字領域の場合の値を
Ｋ₁とし、中間調領域の場合をＫ₂とすると、Ｋ₁＞Ｋ₂ 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Ｋ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Ｋの値を小さく0.6〜0.1とする。なお、Ｋ＝
０は記録位置変調を行わないことに対応している。

【００９０】本発明においては、特定のＫの値を用いて
も任意にＲＥ処理の割合を変えることができる。

【００９１】図16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17は副走査方向
の濃度を変換する場合の一例を示すグラフである。

【００９２】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16に示すような事前に
設定した変換式に従って変換し記録位置を変更すること
ができる。同様に副走査方向の濃度も図17に示すように
変換することができる。

【００９３】なお、本実施例の他に、前記５種類の参照
波によって前記濃度和データを変調した５種類の変調信
号を用意し、これを参照波位相決定回路240の選択信号
によって選択したのちラスタ走査回路300に送出するよ
うに構成した回路によっても目的を達成できる。

【００９４】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。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、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、この小画素群を副走査方向に２分割し
た画像データから、参照波信号の位相を選択し、この参
照波で注目画素の濃度信号を変調した記録位置変調信号
を生成し、この変調信号により画素中心より（0.15〜0.
3）×画素幅離れた２本のレーザビームの走査によって
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、モアレ縞の発生を低下させ鮮鋭度
を向上させた、優れたカラー画像形成装置を提供するこ
とができた。

【００９６】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の回路の参照波位相決定回路の一例を示す
ブロック図である。

【図３】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４】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５】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６】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７】図４の実施例の半導体レーザアレイを示す図で
ある。

【図８】図７の半導体レーザアレイによる走査軌跡を示
す図である。

【図９】ＲＥ処理を説明するため図である。

【図１０】参照波の位相変位を説明するための図であ
る。

【図１１】図１の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。

【図１２】本発明の２つの走査の中心間隔と露光強度を
示す図である。

【図１３】本発明による走査方向に垂直な線像の記録状
態を示す図である。

【図１４】本発明による走査方向に平行な線像の記録状
態を示す図である。

【図１５】半導体レーザの駆動電流とレーザ発光出力と
の関係の一例を示すグラフである。

【図１６】小走査ラインの主走査方向の重心と記録位置
との関係を変換する場合の一例を示すグラフである。

【図１７】小走査ラインの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。

【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 230 ラッチ回路 231 画像判別回路 232 MTF補正回路 233 γ補正回路 240 参照波位相決定回路 241 演算処理回路 250Ａ，250Ｂセレクト回路 260Ａ，260Ｂ変調回路 280 基準クロック発生回路 290 三角波発生回路 291 遅延回路群 300 ラスタ走査回路 400 画像形成装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１画素中を２回走査するレーザ光学系を
用いた画像形成装置において、前記２回の各走査は画素中心に対して対称であり、副走
査方向の画素幅をＬとする時、各走査中心は画素中心よ
り（0.15〜0.3）×Ｌ離れていることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】前記各走査の中心における像露光の強度
をＰとし、その合成露光の中心の強度をＰ_Cとする時、
Ｐ_C＞Ｐであることを特徴とする請求項１の画像形成装
置。
【請求項３】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小画素の濃度データに
より、前記像露光の強度を変化させることを特徴とする
請求項１の画像形成装置。
【請求項４】前記２回の走査は、前記レーザ光学系の
レーザアレイを傾斜させて１度に行われることを特徴と
する請求項１の画像形成装置。
【請求項５】前記像露光は、前記隣接画素の濃度分布
より主走査方向の記録位置変調が行われることを特徴と
する請求項１の画素形成装置。