JPH08142402A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルス数変調による１ドット多値記録方式に
よる中間調再現時に主走査方向のスポット径のバラツキ
により発生する濃度ムラを低減すること。 【構成】 主走査方向のスポット径Ｗxを走査ピッチＰs
に対してＷx／Ｐs≧１.３を満たすように設定する。主
スポット径が±０.１６・Ｐs（400dpi時、±１０μm）
だけ変動した時発生する最大の濃度ムラ△Ｄmaxを種々
のスポット径（主，副）に関して算出する。主スポット
径（中心値）が大きくなるに従い、急激に濃度ムラが小
さくなる。そして、Ｗx／Ｐs≧１.３の範囲では、主ス
ポット径バラツキによる濃度ムラは良好に低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成方法に関し、
より詳細には、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイや液晶
シャッタアレイ，蛍光体ドットアレイ等の固体走査型の
光プリントヘッドを用いて、画像情報に基づいて複数の
スポット状の光ビームを感光体上に露光走査させて画像
を形成する画像形成方法に関する。例えば、プリンタや
ディジタル複写機，ファクシミリ等に適用されるもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置について記載した公
知文献としては、例えば、実公平１−２１８０５号公報
がある。この公報のものは、ＬＥＤアレイの発光出力を
予め測定し、その測定データによる補正情報に従って、
発光時間や電流を可変として光量補正を行うものであ
る。また、先に提案されたものとして、１画素に対応す
る変調パルスをｎ個（ｎ≧２）の非連続の小パルスから
構成することにより、デューティによらずに良好なベタ
画像を得、また、多値の画像データに対して前記小パル
スの変調パルスを画像データに応じて変化させることに
より、中間調画像を再現するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、この種の画像
形成装置では、一様に帯電された感光体上を光プリント
ヘッドにより列状の複数の光ビームを選択的に照射して
静電潜像を形成し、該静電静像をトナーにより顕像化
し、転写・定着工程を経て記録画像を得るようにしてい
る。

【０００４】ヘッドの光源の駆動回路は、通常、シフト
レジスタやラッチ等のロジック部とドライブ部とから構
成され、１ライン分の画像情報信号（データ）をシフト
レジスタに入力し、ラッチした後、ドライブ部に入力す
るという動作をライン毎に繰り返すことにより、光源の
駆動が行われる。ここで、例えば、記録密度が 400dp
i、記録幅（主走査方向に対応）が 297mm（Ａ３短手）
とすると、約 4680個の光源が必要となるが、光源をＬ
ＥＤアレイとした時、必要な発光出力を得るためには、
ドット当たり数ｍＡ程度必要であり、全ドットを同時に
駆動すると、１０Ａを越える大電流が流れることにな
る。

【０００５】この時、ロジック部とドライブ部とを同時
に動作させると、ドライブ部動作時に発生する電圧降下
やノイズ等によりロジック部の動作が不安定となり、デ
ータ化け等の不具合が生じやすくなる。このため、通常
は、ロジック部の動作の完了後に、ドライブ部を動作さ
せる（ライン毎）ようにするのが一般的であり、各ドッ
トの発光デューティは、高速記録となるに従って小さく
なる。

【０００６】ベタ画像を再現する時に、一般にデューテ
ィが十分大きい時には、画像品質は副走査スポット径に
ほとんどよらないが、デューティが小さい時は、平均露
光量（感光体上の光出力×露光時間）を同一としても、
感光体上の副走査方向（感光体移動方向）の露光量分布
及び表面電位分布は不均一となり（電位ムラが生じ
る）、良好なベタ画像を安定して再現することができな
くなる。この現象は、特に副走査方向のスポット径が小
さいときに顕著となる。

【０００７】このために、本出願人は、先に提案したも
のにおいて、１画素に対応する変調パルスをｎ個（ｎ≧
２）の非連続の小パルスから構成することにより、デュ
ーティによらずに良好なベタ画像が安定して再現するこ
とを示すとともに、多値の画像データに対して前記小パ
ルスの変調パルスを画像データに応じて変化させること
により、中間調画像の再現ができることを示した。しか
し、近年、出力画像の高画質化の要求が益々高まるに従
い、中間調画像においてもより高品位な画像品質が求め
られるようになりつつある。

【０００８】一般的に固体走査型のプリントヘッドで
は、各発光素子間の発光出力特性のバラツキや駆動ＩＣ
チップ間の電流バラツキ等による光量ムラが発生しやす
く、また、結像素子（ＳＬＡ等）の特性によって、光量
やビームスポット径が主走査方向（長手方向）に周期的
な変動を受けやすい。このような光量やビームスポット
径等の特性バラツキは、感光体上での照射ムラとなり、
出力画像において濃度ムラを引き起こす。この濃度ムラ
は、中間濃度領域で最も発生しやすく、中間調画像再現
時の画質劣化の大きな要因となっていた。

【０００９】前記光量バラツキに関しては、種々の光量
補正方式が提案されており、例えば、実公平１−２１８
０５号公報に示されたように、プリントヘッドの各発光
素子の発光強度あるいは結像素子透過後の光量分布を予
め測定して補正データを生成し、該補正データをＲＯＭ
等のデータ記憶手段に設定しておき、この補正データに
対応して発光時間や駆動電流を補正する等の手段があ
る。しかし、いずれの方式によっても完全に光量バラツ
キをなくすことは難しく、また、各発光素子の劣化特性
のバラツキおよび発光素子間の累積発光時間のバラツキ
により、光量バラツキは経時的に増加する。

【００１０】一方、ビームスポット径のバラツキに関し
ては、結像素子（ＳＬＡ）の改良および組み付け精度の
向上以外には適当な手段はほとんどないのが現状であ
る。また、しかし、中間調画像を出力する時は、光量バ
ラツキの影響は極めて大きい。従って、このような方式
を用いても、完全に光量バラツキをなくすことは難し
く、また、各発光素子の劣化特性のバラツキおよび発光
素子間の累積発光時間のバラツキにより、光量バラツキ
は経時的に増加するため、高品位な中間調再現を実現す
ることは困難であった。

【００１１】また、先に提案された方式は、良好なベタ
画像の再現を行うとともに、階調表現を実現するもので
あるが、１画素当りの小パルスの数ｎをあまり大きくす
ると、駆動回路がコスト高となり、ｎ＝８程度が上限値
の目安となる。また、各小パルスを更に複数の微素パル
スに分割して、該微素パルスの変調パルス数を制御して
１画素の階調数を増加させることも高精度な制御が必要
となり、低コストでの実現は難しい。すなわち、画像信
号に従って画素毎に変調パルス数を制御する（以下、パ
ルス数変調と呼ぶ）ことにより、１ドット多値記録を行
った時、高解像度記録は可能となるが、十分な階調数を
コスト高とせずに得ることは難しいという問題点があっ
た。

【００１２】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、固体走査方式による良好な中間調再現特性を
得ること、また、パルス数変調による１ドット多値記録
方式による中間調再現時に、主走査方向のスポット径の
バラツキにより発生する濃度ムラを低減すること、ま
た、副走査方向のスポット径のバラツキにより発生する
濃度ムラを低減すること、また、光量バラツキにより発
生する濃度ムラを低減すること、また、十分な階調数を
確保するとともに、特性バラツキによる濃度ムラを低減
すること、また、特に副走査方向のスポット径のバラツ
キにより発生する濃度ムラを低減すること、また、特に
主走査方向のスポット径のバラツキにより発生する濃度
ムラを低減すること、また、特に主走査方向のスポット
径のバラツキにより発生する濃度ムラを閾値マトリクス
によらずに低減すること、さらに、特に光量バラツキに
より発生する濃度ムラを閾値マトリクスによらずに低減
するようにした画像形成方法を提供することを目的とし
ている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）列状の光源からの複数のスポット
状の光ビームを感光体上に露光走査させて画像を形成す
るようにした画像形成方法であって、１画素に対応する
変調パルスを複数の非連続の小パルスとなし、入力画像
信号に応じて各画素の変調パルス数を設定し、Ｗx／Ｐs
≧１.３（Ｗx：感光体上の光ビームの主走査方向（光源
の配列方向）のスポット径（直径），Ｐs：走査ピッ
チ）を満足するように設定したこと、或いは、（２）列
状の光源からの複数のスポット状の光ビームを感光体上
に露光走査させて画像を形成するようにした画像形成方
法であって、１画素に対応する変調パルスを複数の非連
続の小パルスとなし、入力画像信号に応じて各画素の変
調パルス数を設定し、Ｗy／Ｐs≧１.２（Ｗy：感光体上
の光ビームの副走査方向（光源の配列方向と直交方向）
のスポット径（直径），Ｐs：走査ピッチ）を満足する
ように設定したこと、或いは、（３）列状の光源からの
複数のスポット状の光ビームを感光体上に露光走査させ
て画像を形成するようにした画像形成方法であって、１
画素に対応する変調パルスを複数の非連続の小パルスと
なし、入力画像信号に応じて各画素の変調パルス数を設
定し、Ｗy／Ｐs≦１.０を満足するように設定したこ
と、或いは、（４）列状の光源からの複数のスポット状
の光ビームを感光体上に露光走査させて画像を形成する
ようにした画像形成方法であって、１画素に対応する変
調パルスをｎ個（ｎ≧２）の非連続の小パルスとなし、
入力画像信号とＬ行Ｍ列の閾値マトリクスとを比較し、
その比較結果に応じて各画素の変調パルス数を設定した
こと、更には、（５）前記（４）において、前記閾値マ
トリクスは、出力画像が縦線を基調とする画像パターン
になるように構成したこと、更には、（６）前記（４）
において、前記閾値マトリクスは、出力画像が横線を基
調とする画像パターンになるように構成したこと、更に
は、（７）前記（４）において、Ｗx／Ｐs≧１.３を満
足するように設定したこと、更には、（８）前記（４）
において、Ｗy／Ｐs≦１.１を満足するように設定した
ことを特徴としたものである。

【００１４】

【作用】前記構成を有する本発明の画像形成方法は、１
画素に対応する変調パルスを分散した複数（ｎ個）の小
パルスとして光ビームを露光するようにしたので、ドッ
ト間の非飽和露光領域も有効に露光されるようになり、
デューティが 100％でない時に発生する副走査方向の電
位ムラが低減するので、良好なベタ画像を得ることがで
きるとともに、（１）列状の光源からの複数のスポット
状の光ビームを感光体上に露光走査させて画像を形成す
るようにした画像形成方法であって、１画素に対応する
変調パルスを複数の非連続の小パルスとなし、入力画像
信号に応じて各画素の変調パルス数を設定し、Ｗx／Ｐs
≧１.３を満足するように設定し、１ドット多値方式の
ため高解像度であるとともに、主走査方向のスポット径
を所定値以上に設定したので、主走査方向に電位変化の
小さい感光体表面電位分布が得られ、主走査方向のスポ
ット径のバラツキによる濃度変動が良好に低減された高
品位の中間調画像を再現することができる。

【００１５】（２）列状の光源からの複数のスポット状
の光ビームを感光体上に露光走査させて画像を形成する
ようにした画像形成方法であって、１画素に対応する変
調パルスを複数の非連続の小パルスとなし、入力画像信
号に応じて各画素の変調パルス数を設定し、Ｗy／Ｐs≧
１.２を満足するように設定し、１ドット多値方式のた
め高解像度であるとともに、副走査方向のスポット径を
所定値以上に設定したので、副走査方向に電位変化の小
さい感光体表面電位分布が得られ、副走査方向のスポッ
ト径のバラツキによる濃度変動が良好に低減された高品
位の中間調画像を再現することができる。

【００１６】（３）列状の光源からの複数のスポット状
の光ビームを感光体上に露光走査させて画像を形成する
ようにした画像形成方法であって、１画素に対応する変
調パルスを複数の非連続の小パルスとなし、入力画像信
号に応じて各画素の変調パルス数を設定し、Ｗy／Ｐs≦
１.０を満足するように設定し、１ドット多値方式のた
め高解像度であるとともに、副走査方向のスポット径を
所定値以上に設定したので、電位変化が急峻で中間露光
領域の少ない感光体表面電位分布が得られ、光量バラツ
キによる濃度変動が良好に低減された高品位の中間調画
像を再現することができる。

【００１７】（４）列状の光源からの複数のスポット状
の光ビームを感光体上に露光走査させて画像を形成する
ようにした画像形成方法であって、１画素に対応する変
調パルスをｎ個（ｎ≧２）の非連続の小パルスとなし、
入力画像信号とＬ行Ｍ列の閾値マトリクスとを比較し、
その比較結果に応じて各画素の変調パルス数を設定する
ようにしたので、必要な階調数が容易に確保できるとと
もに、１ドット多値記録方式に比べ、中間露光領域の少
ない感光体表面電位分布が得られ、光量やスポット径の
特性バラツキによる濃度ムラを良好に低減することがで
きる。

【００１８】（５）前記閾値マトリクスは、出力画像が
縦線を基調とする画像パターンになるように構成したの
で、特に副走査方向のスポット径のバラツキによる濃度
ムラを良好に低減することができるとともに、感光体速
度変動や振動により発生するバンディングを低減するこ
とができる。（６）前記閾値マトリクスは、出力画像が
横線を基調とする画像パターンになるように構成したの
で、特に主走査方向のスポット径のバラツキによる濃度
ムラを良好に低減することができる。

【００１９】（７）Ｗx／Ｐs≧１.３を満足するように
設定し、主走査方向のスポット径を所定値以上に設定し
たので、特に主走査方向のスポット径のバラツキにより
発生する濃度ムラを閾値マトリクスによらずに低減する
ことができる。（８）Ｗy／Ｐs≦１.１を満足するよう
に設定し、副走査方向のスポット径を所定値以下に設定
したので、特に光量バラツキにより発生する濃度ムラを
閾値マトリクスによらずに低減することができる。

【００２０】

【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図１は、本発明により画像形成方法における光ビ
ームの露光走査を説明するための図である。固体走査型
の画像形成装置では、主走査方向に列状をなした発光素
子からの複数のスポット状の光ビームが感光体上に露光
走査される。露光走査は、走査周期Ｔ毎に１ラインずつ
順次行われ、感光体の移動（副走査方向に対応）によっ
て感光体上に画像信号に基づいた静電潜像が形成され
る。より具体的には、各発光素子は走査周期Ｔの間に、
複数（ｎ個）の非連続な小パルスとされた変調パルスに
従って変調（on／off）され、走査周期内の変調パルス
数は対応する画像信号に応じて０〜ｎの間で選択され
る。図中で、Ｐsは走査ピッチ（＝25.4[mm]／記録密度
ＲＤ[dpi]）で各スポットのピッチに略一致し、走査周
期Ｔ［ｓ］は記録速度（感光体線速）ｖ［mm／ｓ］と走
査ピッチＰs［mm］によって、Ｔ＝Ｐs／ｖと表わされ
る。

【００２１】感光体上に形成された静電潜像は、現像や
転写，定着等の工程を経て出力画像とされる。ここで、
感光体上の露光量分布は、各光ビームの光強度をガウス
分布とし、ピーク強度の１／ｅ²の幅をスポット径Ｗx
（主走査方向），Ｗy（副走査方向）とすると、

【００２２】

【数１】

【００２３】と表わされる。ここで、ｆ_ij（ｔ）は、ｉ
（主）×ｊ（副）番目の画素に対応する光出力波形であ
り、時間に対する光出力（感光体上）の関数で表わされ
る。この光出力波形は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、複数（ｎ個）の非連続な小パルスから形成されてお
り、多値の入力画像信号に従って変調される小パルスの
パルス数を制御することにより、ｎ＋１階調（全白を含
む）の階調表現を行うようにされている（パルス数変
調）。図２のＰ₀［μＷ］は、露光（on）の時の感光体
上の光出力（露光パワー）で、全パルス露光時（ベタ画
像再現時）に感光体上に与えるべき平均露光量Ｅ₀［mJ
／m²］(＝[erg／cm²]）に対して、

【００２４】

【数２】

【００２５】のように設定される。ここで、ＲＤ［dp
i］は記録密度、ｖ［mm／ｓ］は記録速度（感光体線
速）、ｄｕ［％］はデューティ（図２で、ｄｕ［％］＝
100・ｎ・Ｔ₁／Ｔ）である。このようにして求められた
露光量分布は、一様露光時の露光量−表面電位特性（Ｅ
−Ｖカーブ）により表面電位分布に変換し、さらに表面
電位−濃度特性（Ｖ−Ｄカーブ）により出力画像の濃度
分布に変換し、平均濃度を算出することにより画像濃度
を求めることができる。

【００２６】図３は、Ｅ−Ｖカーブ、図４は、Ｖ−Ｄカ
ーブの一例（１成分反転現像方式）を示す図である。図
４におけるＥ_1/2は、表面電位Ｖsが帯電電位Ｖ₀の半分
になるときの露光量（半減露光量）である。そして、Ｅ
₀＝３.３・Ｅ_1/2、ｎ＝８、主・副スポット径がＷx／Ｐ
s＝１.２６、Ｗy／Ｐs＝１.１の時のパルス数変調によ
る１ドット多値方式を用いた時のγ特性（階調レベル
対 画像濃度Ｉ.Ｄ）を図５に示す。デューティに関して
は、ｄｕ＝５〜９０（％）の範囲で算出された画像濃度
Ｉ.Ｄにほとんど差は見られなかった。従って、以降、
デューティは、前記範囲の所定値に設定されているもの
とする。

【００２７】ここで、特性バラツキにより発生する濃度
ムラの算出例（光量バラツキによる例）を示す。前記同
じ条件（Ｅ₀＝３.３・Ｅ_1/2、ｎ＝８、主・副スポット
径がＷx／Ｐs＝１.２６、Ｗy／Ｐs＝１.１）で、光量バ
ラツキ、すなわち露光パワーＰ₀のバラツキとして±８
％を想定し、露光パワーが最大の時と最小の時の画像濃
度Ｉ.Ｄの濃度差（p-p）△Ｄを算出し、これをＩ.Ｄに
対してプロットすると、図６に示すようになる。図６よ
り、光量の前記バラツキに対し、最大で△Ｄmax＝０.１
７程度の濃度ムラが発生することがわかる。

【００２８】まず、実施例１（請求項１）について説明
する。本発明においては、以上の構成に加えて、主走査
方向のスポット径Ｗxを走査ピッチＰsに対してＷx／Ｐs
≧１.３を満たすように設定した。この時の効果を具体
的に示すために、主スポット径が±０.１６・Ｐs（400d
pi時、±１０μm）だけ変動した時発生する最大の濃度
ムラ△Ｄmaxを種々のスポット径（主，副）に関して算
出し、主スポット径Ｗx（中心値）に対してプロットし
た結果を図７に示す。なお、副スポット径をパラメータ
とした。

【００２９】図７より明らかなように、主スポット径
（中心値）が大きくなるに従い、急激に濃度ムラが小さ
くなることがわかる。そして、Ｗx／Ｐs≧１.３の範囲
では、主スポット径バラツキによる濃度ムラは良好に低
減する。これは、感光体表面電位分布が主スポット径の
増加に従って変化して、主走査方向に対する電位変化が
緩やかな電位分布となり、主スポット径の変動による影
響を受けにくくなるためである。図８（ａ）は、Ｗx／
Ｐs＝１.１の時の、図８（ｂ）は、Ｗx／Ｐs＝１.５７
の時の、感光体表面電位分布を帯電電位Ｖ₀に対する比
Ｖs／Ｖ₀で示す（Ｗy／Ｐs＝１.１、階調レベル３）図
である。

【００３０】次に、実施例２（請求項２）について説明
する。本発明においては、副走査方向のスポット径Ｗy
を走査ピッチＰsに対して、Ｗy／Ｐs≧１.２を満たすよ
うに設定した。この時の効果を具体的に示すために、副
スポット径が±０.１６・Ｐs（400dpi時、±１０μm）
だけ変動した時、発生する最大の濃度ムラ△Ｄmaxを種
々のスポット径（主，副）に関して算出し、副スポット
径Ｗy（中心値）に対してプロットした結果を図９に示
す。なお、主スポット径をパラメータとした。

【００３１】図９より明らかなように、副スポット径
（中心値）が大きくなるに従い、急激に濃度ムラが小さ
くなることがわかる。そして、Ｗy／Ｐs≧１.２の範囲
では、副スポット径バラツキによる濃度ムラは良好に低
減する。これは、感光体表面電位分布が副スポット径の
増加に従って変化して、副走査方向に対する電位変化が
得やかな電位分布となり、副スポット径変動による影響
を受けにくくなるためである。

【００３２】図１０（ａ）は、Ｗy／Ｐs＝０.６３の時
の、図１０（ｂ）は、Ｗy／Ｐs＝１.５７の時の感光体
表面電位分布を帯電電位Ｖ₀に対する比Ｖs／Ｖ₀で示す
（Ｗx／Ｐs＝１.３４、階調レベル３）図である。な
お、実施例１を組み合わせて、Ｗx／Ｐs≧１.３、か
つ、Ｗy／Ｐs≧１.２を満足するようにスポット径を設
定することにより、主・副両方向のスポット径バラツキ
による濃度ムラを低減することができる。

【００３３】次に、実施例３（請求項３）について説明
する。本発明においては、副走査方向のスポット径Ｗy
を走査ピッチＰsに対して、Ｗy／Ｐs≦１.０を満たすよ
うに設定した。この時の効果を具体的に示すために、光
量バラツキ、すなわち露光パワーＰ₀が±８％の時発生
する最大の濃度ムラ△Ｄmaxを種々のスポット径（主，
副）に関して算出し、副スポット径Ｗyに対してプロッ
トした結果を図１１に示す。なお、主スポット径をパラ
メータとした。

【００３４】図１１より明らかなように、副スポット径
が小さくなるに従い、急激に濃度ムラが小さくなること
がわかる。そして、Ｗy／Ｐs≦１.０の範囲では、光量
バラツキによる濃度ムラは良好に低減する。これは、感
光体表面電位分布が副スポット径が大きい時には、電位
の起状が小さく、電位の飽和していない中間露光領域が
多いために、露光パワー変動の影響を受けやすいのに対
し、副スポット径が小さい時には急峻な電位分布とな
り、中間露光領域も少なくなるために、露光パワー変動
の影響を受けにくくなるためである（図１０参照）。

【００３５】なお、実施例１を組み合わせて、Ｗx／Ｐs
≧１.３、かつ、Ｗy／Ｐs≦１.０を満足するようにスポ
ット径を設定することにより、主スポット径バラツキと
光量バラツキによる濃度ムラを同時に低減することがで
きる。実施例１〜３において、入力画像信号はデータス
ルーで駆動回路部に入力しても良いし、γ変換によりγ
補正等の処理を行った後に、駆動回路部に入力するよう
にしても良い。また、実施例１〜３は、１ドット多値方
式により中間調再現を行うので、高解像度とすることが
できる（400dpiなら400線、600dpiなら600線）。

【００３６】次に、実施例４（請求項４）について説明
する。本発明においては、入力画像信号とＬ行Ｍ列の閾
値マトリクスとを比較し、その比較結果に応じて各画素
の変調パルス数を設定する。図１２において、入力画像
信号１はγ変換部２により必要に応じてγ補正処理され
た後、比較部３に入力する。該比較部３では、入力され
た画像信号は、(1)濃度パターン法では閾値マトリクス
４の各要素と比較され、その比較結果に基づいてＬ×Ｍ
画素分の信号５を出力する。(2)ディザ法では閾値マト
リクスの対応する要素との比較結果により１画素分の信
号５を出力する。そして、この信号により、各画素の変
調パルス数が（０〜ｎの間で）設定される。閾値マトリ
クスは、例えば、図１３に示すように構成され、図１４
に模式的に示したようにＬ・Ｍ・ｎ＋１の階調数を得るこ
とができる（４×４、濃度パターン法の例）。

【００３７】また、Ｅ₀＝３.３・Ｅ_1/2、ｎ＝８、Ｗx／
Ｐs＝１.３４、Ｗy／Ｐs＝０.６３として、図１５
（ａ）〜（ｃ）に示した各閾値マトリクスを用いてい中
間調再現を行った時に、特性バラツキ（それぞれ、光量
バラツキ：±８％、主スポット径のバラツキ：±０.１
６・Ｐs、副スポット径のバラツキ：±０.１６・Ｐs）に
より発生する濃度ムラの最大値△Ｄmaxを算出すると、
図１６に示したようになる。比較のため同条件での１ド
ット多値方式（パルス数変調）による結果も示した。図
１６より、１ドット多値に比べてマトリクスを用いた方
が、また、マトリクスサイズが大きい方が特性バラツキ
による濃度ムラが低減できることがわかる（主スポット
径バラツキによる濃度ムラのみ１ドット多値が最も小さ
くなっているが、１ドット多値では、主スポット径が小
さくなると、主スポット径バラツキによる濃度ムラは急
激に増加してしまう）。

【００３８】一般的に、電子写真プロセスを用いたプリ
ンタにおいては、階調数は６４階調以上、解像度は100
線（line per inch）以上であれば、ほぼ満足のいく画
質を得ることができるといわれる（河村他著「電子写真
におけるデジタル・カラー・プリンティングの中間調再
現法（III）」電子写真学会誌， Vol.25, No.1, p.31(1
986)）。従って、閾値マトリクスのサイズとｎを、Ｌ・
Ｍ・ｎ＋１≧６４を満たすように設定することにより、
ほぼ必要な階調数を得ることができ、また、解像度に関
しては、Ｌm＝Max（Ｌ，Ｍ）（ＬとＭの大きい方）、記
録密度をＲＤ［dpi］として、ＲＤ／Ｌm≧100を満たす
ように設定すれば良い。ただし、図１７（ａ）,（ｂ）
に示すように、閾値マトリクスを多重構造とすることに
より、子マトリクスの解像度を保持したまま階調数を増
加することができるし、また、図１８に示すように、有
限のスクリーン角を設定するような閾値マトリクスとし
ても良い。

【００３９】次に、実施例５（請求項５）について説明
する。本発明においては、出力画像が縦線を基調とする
画像パターンになるように閾値マトリクスを構成した。
図１９（ａ）,（ｂ）は閾値マトリクスの一例である。
Ｅ₀＝３.３・Ｅ_1/2、ｎ＝８、Ｗx／Ｐs＝１.３４、Ｗy
／Ｐs＝０.６３として、図１９（ａ），（ｂ）に示した
各閾値マトリクスを用いて中間調再現を行った時に、副
スポット径のバラツキ±０.１６・Ｐsにより発生する濃
度ムラの最大値△Ｄmaxを算出し、図１５（ａ）〜
（ｃ）に示した同サイズのドット集中型のマトリクスと
比較すると、図２１に示したように、非常に濃度ムラが
低減することがわかる。図２０（ａ）〜（ｃ）に閾値マ
トリクスの他の例を示す（Ｌ×１）。一般に、感光体速
度変動や振動により、副走査方向に周期的な濃度ムラが
発生する（バンディング）ことが良く知られているが、
本発明では、副走査方向に連続した、もしくは細長い画
像パターンを形成するので、副走査方向の変動を受けに
くいため、バンディングも発生しにくくなる。

【００４０】次に、実施例６（請求項６）について説明
する。本発明においては、出力画像が横線を基調とする
画像パターンになるように閾値マトリクスを構成した。
図２２（ａ），（ｂ）は閾値マトリクスの一例である。
Ｅ₀＝３.３・Ｅ_1/2、ｎ＝８、Ｗx／Ｐs＝１.３４、Ｗy
／Ｐs＝０.６３として、図２２（ａ），（ｂ）に示した
各閾値マトリクスを用いて中間調再現を行った時に、主
スポット径のバラツキ±０.１６・Ｐsにより発生する濃
度ムラの最大値△Ｄmaxを算出し、図１５（ａ）〜
（ｃ）に示した同サイズのドット集中型のマトリクスと
比較すると、図２３に示したように、非常に濃度ムラが
低減することがわかる。図２４（ａ）〜（ｃ）に閾値マ
トリクスの他の例を示す（１×ｍの万線パターンを形成
するマトリクス）。

【００４１】次に、実施例７（請求項７）について説明
する。本発明においては、主走査方向のスポット径Ｗx
を走査ピッチＰsに対して、Ｗx／Ｐs≧１.３を満たすよ
うに設定した。この時の効果を具体的に示すために、主
スポット径が±０.１６・Ｐs（400dpi時、±１０μm）
だけ変動した時発生する最大の濃度ムラ△Ｄmaxを種々
の閾値マトリクスに関して算出し、主スポット径Ｗx
（中心値）に対してプロットした結果を図２５に示す。
なお、副スポット径は、Ｗy／Ｐs＝０.６３に設定し
た。図２５より明らかなように、主スポット径（中心
値）が大きくなるに従って、濃度ムラが次第に小さくな
るが、Ｗx／Ｐsが１.３を超えると、変化が小さくなる
ことがわかる。

【００４２】次に、実施例８（請求項８）について説明
する。本発明においては、副走査方向のスポット径Ｗy
を走査ピッチＰsに対して、Ｗy／Ｐs≦１.１を満たすよ
うに設定した。この時の効果を具体的に示すために、光
量バラツキ、すなわち露光パワーＰ₀が±８％の時発生
する最大の濃度ムラ△Ｄmaxを種々の閾値マトリクスに
関して算出し、副スポット径Ｗyに対してプロットした
結果を図２６に示す。なお、主スポット径は、Ｗx／Ｐs
＝１.３４に設定した。図２６より明らかなように、副
スポット径が小さくなるに従って、濃度ムラが次第に小
さくなるが、Ｗy／Ｐs≦１.１の領域では、その変化が
小さくなることがわかる。なお、いずれの実施例におい
ても、初期の光量バラツキ補正手段としては、従来技術
で述べたように、予め測定された補正データに対応し
て、各発光素子の駆動電流を補正したり、各発光素子の
駆動小パルスのパルス幅（図２のＴ₁）を可変とするな
どの方法を用いることが可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。 （１）請求項１〜８に対応する効果：１画素に対応する
変調パルスを分散した複数（ｎ個）の小パルスとして光
ビームを露光するようにしたので、ドット間の非飽和露
光領域も有効に露光されるようになり、デューティが10
0％でない時に発生する副走査方向の電位ムラが低減す
るので、良好なベタ画像を得ることができるとともに、 （２）請求項１に対応する効果：１ドット多値方式のた
め高解像度であるとともに、主走査方向のスポット径を
所定値以上に設定したので、主走査方向に電位変化の小
さい感光体表面電位分布が得られ、主走査方向のスポッ
ト径のバラツキによる濃度変動が良好に低減された高品
位の中間調画像を再現することができる。 （３）請求項２に対応する効果：１ドット多値方式のた
め高解像度であるとともに、副走査方向のスポット径を
所定値以上に設定したので、副走査方向に電位変化の小
さい感光体表面電位分布が得られ、副走査方向のスポッ
ト径のバラツキによる濃度変動が良好に低減された高品
位の中間調画像を再現することができる。 （４）請求項３に対応する効果：１ドット多値方式のた
め高解像度であるとともに、副走査方向のスポット径を
所定値以上に設定したので、電位変化が急峻で中間露光
領域の少ない感光体表面電位分布が得られ、光量バラツ
キによる濃度変動が良好に低減された高品位の中間調画
像を再現することができる。 （５）請求項４に対応する効果：入力画像信号とＬ行Ｍ
列の閾値マトリクスとを比較し、その比較結果に応じて
各画素の変調される小パルスの数を設定するようにした
ので、必要な階調数が容易に確保できるとともに、１ド
ット多値記録方式に比べ、中間露光領域の少ない感光体
表面電位分布が得られ、光量やスポット径の特性バラツ
キによる濃度ムラを良好に低減することができる。 （６）請求項５に対応する効果：請求項４の効果に加え
て、出力画像が縦線を基調とする画像パターンになるよ
うに閾値マトリクスを構成したので、特に副走査方向の
スポット径のバラツキによる濃度ムラを良好に低減する
ことができるとともに、感光体速度変動や振動により発
生するバンディングを低減することができる。 （７）請求項６に対応する効果：請求項４の効果に加え
て、出力画像が縦線を基調とする画像パターンになるよ
うに閾値マトリクスを構成したので、特に主走査方向の
スポット径のバラツキによる濃度ムラを良好に低減する
ことができる。 （８）請求項７に対応する効果：請求項４の効果に加え
て、主走査方向のスポット径を所定値以上に設定したの
で、特に主走査方向のスポット径のバラツキにより発生
する濃度ムラを閾値マトリクスによらずに低減すること
ができる。 （９）請求項８に対応する効果：請求項４の効果に加え
て、副走査方向のスポット径を所定値以上に設定したの
で、特に光量バラツキにより発生する濃度ムラを閾値マ
トリクスによらずに低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による画像形成方法における光ビーム
の露光走査を説明するための図である。

【図２】 本発明における画素に対応する光出力波形を
示す図である。

【図３】 本発明における露光量と表面電位特性を示す
図である。

【図４】 本発明における表面電位と濃度特性をを示す
図である。

【図５】 本発明における１ドット多値方式を用いた時
のγ特性を示す図である。

【図６】 本発明における画像濃度（Ｉ.Ｄ）の濃度差
（△Ｄ）を示す図である。

【図７】 本発明における主スポット径（Ｗx）に対す
る最大の濃度ムラ（△Ｄmax）を示す図である。

【図８】 本発明における感光体表面電位分布を示す図
である。

【図９】 本発明における副スポット径（Ｗy）に対す
る最大の濃度ムラ（△Ｄmax）を示す図である。

【図１０】 本発明における感光体表面電位分布を示す
図である。

【図１１】 本発明における副スポット径（Ｗy）に対
する最大の濃度ムラ（△Ｄmax）を示す図である。

【図１２】 本発明による画像形成方法を説明するため
のブロック図である。

【図１３】 本発明における閾値マトリクスを示す図で
ある。

【図１４】 図１３に示した閾値マトリクスに模式的に
階調数を示した図である。

【図１５】 本発明における各閾値マトリクスを示す図
である。

【図１６】 図１５に示した各閾値マトリクスに対する
濃度ムラの最大値（△Ｄmax）を示す図である。

【図１７】 本発明における多重構造の閾値マトリクス
を示す図である。

【図１８】 本発明における有限のスクリーン角を設定
する閾値マトリクスを示す図である。

【図１９】 本発明における閾値マトリクスの他の例を
示す図である。

【図２０】 本発明における閾値マトリクスの更に他の
例を示す図である。

【図２１】 図２０に示す閾値マトリクスに対する濃度
ムラの最大値（△Ｄmax）を示す図である。

【図２２】 本発明における閾値マトリクスの更に他の
例を示す図である。

【図２３】 図２２に示す閾値マトリクスに対する濃度
ムラの最大値（△Ｄmax）を示す図である。

【図２４】 本発明における閾値マトリクスの更に他の
例を示す図である。

【図２５】 本発明における主スポット径（Ｗx）に対
する最大の濃度ムラ（△Ｄmax）を示す図である。

【図２６】 本発明における副スポット径（Ｗy）に対
する最大の濃度ムラ（△Ｄmax）を示す図である。

【符号の説明】

１…入力画像信号、２…γ変換部、３…比較部、４…閾
値マトリクス、５…出力信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/52 Ｈ０４Ｎ 1/036 Ａ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 列状の光源からの複数のスポット状の光
   ビームを感光体上に露光走査させて画像を形成するよう
   にした画像形成方法であって、１画素に対応する変調パ
   ルスを複数の非連続の小パルスとなし、入力画像信号に
   応じて各画素の変調パルス数を設定し、Ｗx／Ｐs≧１.
   ３（Ｗx：感光体上の光ビームの主走査方向（光源の配
   列方向）のスポット径（直径），Ｐs：走査ピッチ）を
   満足するように設定したことを特徴とする画像形成方
   法。
2. 【請求項２】 列状の光源からの複数のスポット状の光
   ビームを感光体上に露光走査させて画像を形成するよう
   にした画像形成方法であって、１画素に対応する変調パ
   ルスを複数の非連続の小パルスとなし、入力画像信号に
   応じて各画素の変調パルス数を設定し、Ｗy／Ｐs≧１.
   ２（Ｗy：感光体上の光ビームの副走査方向（光源の配
   列方向と直交方向）のスポット径（直径），Ｐs：走査
   ピッチ）を満足するように設定したことを特徴とする画
   像形成方法。
3. 【請求項３】 列状の光源からの複数のスポット状の光
   ビームを感光体上に露光走査させて画像を形成するよう
   にした画像形成方法であって、１画素に対応する変調パ
   ルスを複数の非連続の小パルスとなし、入力画像信号に
   応じて各画素の変調パルス数を設定し、Ｗy／Ｐs≦１.
   ０（Ｗy：感光体上の光ビームの副走査方向（光源の配
   列方向と直交方向）のスポット径（直径），Ｐs：走査
   ピッチ）を満足するように設定したことを特徴とする画
   像形成方法。
4. 【請求項４】 列状の光源からの複数のスポット状の光
   ビームを感光体上に露光走査させて画像を形成するよう
   にした画像形成方法であって、１画素に対応する変調パ
   ルスをｎ個（ｎ≧２）の非連続の小パルスとなし、入力
   画像信号とＬ行Ｍ列の閾値マトリクスとを比較し、その
   比較結果に応じて各画素の変調パルス数を設定したこと
   を特徴とする画像形成方法。
5. 【請求項５】 前記閾値マトリクスは、出力画像が縦線
   を基調とする画像パターンになるように構成したことを
   特徴とする請求項４記載の画像形成方法。
6. 【請求項６】 前記閾値マトリクスは、出力画像が横線
   を基調とする画像パターンになるように構成したことを
   特徴とする請求項４記載の画像形成方法。
7. 【請求項７】 Ｗx／Ｐs≧１.３（Ｗx：感光体上の光ビ
   ームの主走査方向（光源の配列方向）のスポット径（直
   径），Ｐs：走査ピッチ）を満足するように設定したこ
   とを特徴とする請求項４記載の画像形成方法。
8. 【請求項８】 Ｗy／Ｐs≦１.１（Ｗy：感光体上の光ビ
   ームの副走査方向（光源の配列方向と直交方向）のスポ
   ット径（直径），Ｐs：走査ピッチ）を満足するように
   設定したことを特徴とする請求項４記載の画像形成方
   法。