JPH03208682A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像形成装置、特に画像情報を光信号に変換し
、これを可視像化する画像形成装置に関するものである
。

［従来の技術］ 最近、オフィスコンピュータやパーソナルコンピュータ
．エンジニアリング．ワークステーション（ＥＷＳ），
さらには高機能ワードプロセッサ．デスクトップパブリ
ッシングの普及に伴い、ページプリンタの需要が急速に
伸びてきている。ページプリンタとして、とりわけレー
ザビームプリンタ（ＬＢＰ）やＬＥＤアレイを用いたプ
リンタ（ＬＥＤプリンタ）、又液晶シャツタを用いたプ
リンタ（ＬＣＳプリンタ）が、良く使われている。これ
らのプリンタは、画像情報を光のＯ　Ｎ／Ｏ　Ｆ　Ｆ信
号に変換して感光体上を走査し、これを現像して可視像
化している。これらのプリンタでは、白と黒の２値信号
でラインや写真のようなハーフトーン画像を記録してい
る。

従来、このような白と黒の２値信号でハーフトーン画像
を記録する方法として、デイザ法，誤差拡散法やこれら
に改良を加えた方法があるが、いずれの方法でも階調数
が不足したり解像度が悪くなったり、印象の悪い模様が
出たりする。

また、２値記録以外の方法としてパルス幅変調（ＰＷＭ
）法があるが、基本的には最小ドットが記録できないと
、ＰＷＭ法の良い点が生かされない。これらの問題点の
改良として、白と黒の２値信号で記録するのではなく、
白と黒の中間にもう一つの信号をもつ３値やさらには４
値などの多値を用いる記録法がある。この多値を用いた
デイザ法を使うと、解像度が上がり階調も増え、なめら
かな画像となると同時にライン画像もよりシャープとな
る。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例のように多値を用いるには次
のような問題がある。

即ち、第７図に示すような代表的なレーザビームプリン
タの特性が問題となる。この図で示すように、従来の２
値記録ではＡ−Ａ’　とＢ−Ｂ’の部分を使うので画質
は比較的安定していると言える。しかしながら、例えば
・３値の場合には図中Ｃの部分を使うことになるが、感
光体の特性（第１象限）及び現像特性（第２象限）とも
急峻な部分を用いざるを得ないので画像が安定しにくい
ということになる。従来から、この対策として感光体電
位を測定して制御するという方法が用いられているが、
必ずしも充分ではない。

本発明は、多値出力を光信号の点灯時間の制御で行い、
かつ、点灯時間の制御を調整可能にすることによって良
好な多値画像を得る画像形成装置を提供する。

［課題を解決するための手段］ この課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、
画像情報を光信号に変換して記録を行う画像形成装置で
あって、 多値アナログデータな三角波と比較することによって光
信号の点灯時間の制御を行う点灯時間制御手段と、点灯
時間の制御を前記多値アナログデータのレベル毎に調整
する調整手段とを備える。

ここで、前記調整手段は、三角波のレベル又はＤ／Ａ変
換値を変化させることで行う。

又、画像情報を光信号に変換して記録を行う画像形成装
置であって、 多値アナログデータに対応して１画素を構成するクロッ
ク数を制御することにより点灯時間の制御を点灯時間制
御手段と、該クロック数を前記多値アナログデータのレ
ベル毎に調整する調整手段とを備える。

［作用］ かかる構成において、多値アナログデータに対応する点
灯時間の制御により画像を形成する装置で、点灯時間の
制御を前記多値アナログデータのレベル毎に調整するこ
とにより、良好な多値画像を得る。

［実施例］ 以下添付図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は、本実施例の画像形成装置の画像処理部のブロ
ック図であり、４値の例である。

図中、２１はデジタルデータ入力装置であり、図示され
ないＣＣＤセンサやビデオカメラ，各種コンピュータ等
の画像データ及びこれらの画像情報を一時的に蓄えるＲ
ＡＭメモリなどからのデジタル画像信号ガ入力される。

このデジタルデータ入力装置２１からの信号はデジタル
アナログ変換器２２へ出力されてアナログ量に変換され
る。この変換されたアナログ画素信号２９が順次比較回
路２４の一方の端子に入力される。

一方、パターン信号発生器２５は、デジタルデータ入力
装置２１から入力されるデジタルデータの所定画素毎に
１回の割合の周期で、三角波のパターン信号３０を出力
し、比較回路２４の他方の端子に入力する。２７はオシ
レー夕で、基準クロック信号３４を発生する。２８はタ
イミング信号発生回路で、オシレータ２７よりのクロッ
ク信号３４を基に、水平同期信号発生回路２６よりの水
平同期信号３３に同期して、画素クロック３５および後
述するスクリーンクロック３２等を出力する。

画素クロック３５は、デジタルデータ入力装置２１より
の転送クロックおよびＤ／Ａ変換器２２のラッチタイミ
ングに使用される。なお、ここで水平同期信号３３は内
部的に発生してもよいし、外部から与えられるものであ
ってもよい。本実施例においては、本装置がレーザプリ
ンタに適用されるので、水平同期信号は各ライン毎に発
生する周知のビームデテイクト（ＢＤ）信号である。

比較回路２４ではアナログ変換されたアナログ画素信号
２９とパターン信号３０の信号レベルとが比較され、パ
ルス幅変調された２値化画像データ３１が出力される。

本実施例はレーザビームプリンタに適用され、レーザ露
光によるイメージスキャン信号を作成するため、アナロ
グ画素信号２９は比較回路２４に入力される前に、黒と
白とが反転するように処理されているものとする。そし
てこのパルス幅変調された２値化画像データ３１は、例
えばレーザビームを変調するための変調回路へ入力され
、変調回路の出力信号によりレーザは画像データのパル
ス幅に応じて○Ｎ／ＯＦＦされ、記録媒体上に画像が形
成される。

第２図は本発明を用いたレーザビームプリンタの断面図
である。

図中、１はポリゴンミラー及びポリゴンミラーを一定回
転させるモータ．半導体レーザ．及び半導体レーザから
の光を感光ドラム上３に焦点を結ぶための光学系レンズ
等からなるスキャナユニットである。有機感光体を表面
に被覆した感光ドラム３は帯電器４によって一様に帯電
され、次いで前記したスキャナユニット１からの光を折
り返しミラー２で反射して画像を露光する。

この場合では、レーザ光はトナーが付着する部分を露光
するいわゆるイメージ露光方式を用いている。形成され
た静電潜像は、現像器５でトナーにより可視像化される
。次いで給紙カセット７から給紙されてきた転写材に前
述したトナー像が転写帯電器６により転写される。この
未定着のトナー像は熱ローラ定着器８で転写材上に定着
されたあと、排紙トレイ１２の上に排出される。一方、
転写残りのドラム上のトナーはクリーニング手段９に回
収され、感光ドラム３は次いでランプ１０１ １ により表面が全面に均一露光される。本実施例では、帯
電器４，現像器５．クリーニング手段９．感光ドラム３
が一体となってプロセスカートリッジＫを形成している
。これら、各ユニットはプロセスカートリッジＫの外カ
バー１１で一つのユニットにまとめられている。

第３図は第１図の画像処理部の各部の信号のタイミング
を説明するための図である。

ここで、画素クロック３５は、タイミング発生回路２８
により基準クロック信号３４を４分の１周期にカウント
ダウンした信号で、水平同期信号３３に同期して出力さ
れる。この画素クロック３５は、Ｄ／Ａ変換器２２とデ
ジタルデータ入力装置２１に入力され、画像データの転
送クロックとして用いられる。スクリーンクロック３２
はパターン信号３０（例えば、三角波）の発生のた１ ２ めの同期信号で、パターン信号発生器２５に入力される
。

第３図から明らかなように、アナログ画素信号２９とパ
ターン信号３０が比較器２４により比較されて、アナロ
グ画素信号２９の方が大きい時は゜“０”　小さい時は
“１”として２値化画像データ３１が作成され出力され
る。

以上説明したように、４値のデレタル画像信号をＰＷＭ
法により、半導体レーザの点灯時間を制御することでハ
ーフトーン画像を作ることができる。このように半導体
レーザの発光強度ではなく点灯時間で多値を実現すると
、より画質を安定にすることができる。しかしながら、
この場合でも画質の変動はやはり存在し、良好な画像を
得るには多値の濃度レベル、即ち点灯時間の調整が必要
となる。本実施例では調整手段２３によりデジタル画像
信号をアナログ信号に変換する時にアナログ信号のレベ
ルを調整することによって多値レベルの調整を行う。

第４図〜第６図はこの様子を示したもので、第４図は各
レベルが等間隔である標準の場合であり、第５図．第６
′図は多値レベルのうちの２つ又は１つのレベルを調整
手段２３で調整した場合のアナログ画素信号２９とパタ
ーン信号３０の関係を示している。

本実施例では多値レベルを変化させる方法としてアナロ
グ画素信号を変化させる方法を述べたが、逆にパターン
信号のレベルを変化させることで多値レベルの調整を行
ってもよい。この場合、多値レベルが複数あると、それ
ぞれのレベルを単独で変化させることがむずかしくなる
が、回路は簡単にすることができる。

前記実施例ではアナログ画素信号と三角波のパターン信
号を比較することによって多値信号レベルを半導体レー
ザの点灯時間に変換し、多値画像を得ることを述べた。

しかし、これだけでは充分に画像変動を補えないことも
考えられる。

この場合、第８図〜第１０図に示すように現像バイアス
条件も合わせて変化させてもよい。

第８図は現像バイアス電源４２から現像スリーブ４１に
バイアス電圧を印加する概念を示したものである。機外
の外装部に取りつけられたボリューム４３によって現像
バイアス値を変化させて、現像レベルを変化するもので
ある。第９図は現像バイアスの直流成分ＶＯＣを変化さ
せた場合の概念図を示したもので、点灯時間制御によっ
て多値レベル４４のようになる。この図に示すように多
値では一画素のフル点灯４５の場合と比べ１ ５ て、明部電位（ＶＬ　）が高くなっているが、これはレ
ーザドライバの特性により、レーザの点灯時間が短いと
、レーザがフル点灯しなくなるためである。このような
状態でＶｏｃを変化させると多値レベル４４の現像能力
を調整すること，ができる。

現像バイアスの直流成分を変化する以外に、第１０図に
示すようにＶｐｐや周波数及びデューテイ比（Ｄ＋／Ｄ
−）を変化させることで現像レベルの調整を行ってもよ
い。

第１１図は本実施例の具体的な回路図である。

図中、５１はデジタル画像信号Ｖ　Ｄ　７〜Ｖ　Ｄ　ｏ
をラッチするラッチ回路、５２はデジタル画像信号をア
ナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ、５３はアナロ
グ画像信号ＶＡの最大値を設定するための可変抵抗、５
４はアナログ画像信号■Ａ′とパターン信号ＳＡＷとを
比較するコンノ＼１ ６ レーク、５５　５８はＪ−Ｋフリツプフロツブ、５９．
６５はバツファである。抵抗６０．６４とキャパシタ６
１．６２と可変抵抗６３とにより、パターン信号ＳＡＷ
が生成される。

この回路の可変抵抗５３を変化させることによって、デ
ジタル画像信号から変換したアナログ画像信号ＶＡのレ
ベルを調整することができる。

一方、可変抵抗６３を変化させると、パターン信号ＳＡ
Ｗのレベルを変化させることができる。

第１２図は本発明の別の実施例を説明する図であり、前
記実施例では三角波を用いてをレーザの発光時間を制御
していたが、本実施例では、三角波を用いない例を説明
する。

この場合、デジタルデータは最低２ビットで構成され、
Ｏ，　局．　Ｖ３．　　１の４値の画像濃度レベルを有
するものとする。また１画素は１６個の基準クロック信
号で構成されているとする。

この時、宛の画像濃度レベルの信号が来たら４クロック
、％の画像濃度レベルの信号が来たら１０クロックの時
間だけレーザが点灯するようあらかじめ設定されている
。１６クロックの局は５．３３クロックであるが、４ク
ロックにしているのは、主に電位一現像濃度特性が急峻
になっているからである。しかしながら、このクロック
数は調整手段によって可変であり、このクロック数の変
更は、あらかじめ定められたメモリの内容によるか、ア
ナログ可変手段によって行う。

本実施例ではレーザビームプリンタで説明を行なったが
、液晶シシャツターアレイ、及びＬＥＤあるいを用いた
プリンタであってもよい。

以上述べたように、多値の画像信号を入力可能なプリン
タで、多値レベルを調節可能にすることにより、環境条
件，使用状況などにより画質が変化しても、容易に調節
によって元の画質にしたり、また好みによって画質を変
化させることができるようになった。

［発明の効果］ 本発明により、多値出力を光信号の点灯時間の制御で行
い、かつ、点灯時間の制御を調整可能にすることによっ
て良好な多値画像を得る画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の画像形成装置の画像処理部のブロッ
ク図、 第２図′は本発明を用いたレーザプリンタの断面図で、 第３図は本実施例のレーザの点灯時間の制御を説明する
図、 １　９ 第４図〜第６図は多値信号の調節例を示す図、第７図は
光量一画像濃度の関係を示す図、第８図〜第１０図は現
像バイアスを調整する例を示す図、 第１１図は本実施例の具体的な回路図、第ｌ２図は他の
実施例を説明する図である。 図中、２１・・・デジタルデータ入力装置、２２・・・
デジタルアナログ変換器、２３・・・調整手段、２４・
・・比較回路、２５・・・パターン信号発生器、２６・
・・水平同期信号発生回路、２７・・・オシレー夕、２
８・・・タイミング信号発生回路である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像情報を光信号に変換して記録を行う画像形成
   装置であって、 多値アナログデータを三角波と比較することによつて光
   信号の点灯時間の制御を行う点灯時間制御手段と、 点灯時間の制御を前記多値アナログデータのレベル毎に
   調整する調整手段とを備えることを特徴とする画像形成
   装置。
2. （２）前記調整手段は、三角波のレベル又はＤ／Ａ変換
   値を変化させることで行うことを特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置。
3. （３）画像情報を光信号に変換して記録を行う画像形成
   装置であって、 多値アナログデータに対応して１画素を構成するクロッ
   ク数を制御することにより点灯時間の制御を点灯時間制
   御手段と、 該クロック数を前記多値アナログデータの レベル毎に調整する調整手段とを備えることを特徴とす
   る画像形成装置。