JPH04200078A - 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、デジタル複写機等に応用される画像形成装置
に関し、より詳細には１ドツト変調による多値書込みに
解像性の低下の少ない微小マトリクスとを組み合わせて
、バンディング及び画像ノイズを低減させ、高画質な画
像形成を実現する画像形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、デジタル複写機における書込処理においては、
その解像性と階調性か重要な要因となる。

細かな解像性と、中間調を忠実に再現する階調性か文字
や写真を含むあらゆる原稿に対するの複写処理において
望まれる。

従来において、階調性を表す方式としてデイサマトリク
スを用いた面積階調法がある（特開昭５４−１４４１２
６号公報、特開昭５６−１７４７８号公報、特開昭５７
−７６９７７号公報等に開示されている）。

しかしなから、上記面積階調法にあっては、複数のドラ
１〜で画素を構成し、該書込ドラＩ・数で濃度表現を行
うため、解像度が低下する。この場合、２値書込方式で
は画素を構成するドツト数をＮとすると、その階調数は
地肌白部を含まずに、Ｎ段の階調が表されるか、一般に
解像性はＩ／Ｎに低下する。

一方、解像性を低下させないで、多階調を実現する１ド
ツト多値書込力式か提案されている。

これは、例えば、電子写真方式のレーサピーム書込みに
おいて、書込み１ドツトの濃度を変調するものである。

書込みのレーザダイオードの光変調方式には、主にその
露光時間を変調するパルス幅変調方式と、露光強度を変
調するパワー変調方式とがある。上記パルス幅変調方式
としては特開昭６２−４９７７６号公報、パワー変調方
式としては特開昭６４−１５４７５４７号公報されてい
る。

デジタル複写機の高画質化の１つには、高精度の中間調
再現か必要である。また、解像性と階調性の両立には、
」−記１ドツト多値書込方式か好ましい。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら、上記１ドツト多値書込力式は、バンディ
ングか発生し易いという欠点を有する。

デジタル複写機において、中間調領域にて発生するバン
ディングは、感光体の駆動ムラや振動、書込光学系の走
査ピッチムラ等により発生する。

該バンディングは、主走査方向に連続な帯状の濃度ムラ
として現れる。特に、１ドツト多値書込力式において、
露光のレーザダイオードの副走査方向における走査ピッ
チムラにより、中間露光領域の露光ビームの裾野か重な
り、バンディングか発生ずる。

更に、高解像度化により、バンディングに対する精度も
要求されつつある。

また、現在多（用いられている４　００ｄｐ　ｉ程度に
おける１ドツト多値書込において、現状の電子写真プロ
セスにあっては、変調方式に関わらず中間調ベタ部に濃
度ムラによる画像ノイズが発生し、中間調か滑らかに再
現されないという問題点かある。

また、バンディング及び画像ノイズを低減させるための
１ドツト変調による多値書込みに解像性の低下の少ない
微小マトリクスとを組み合わせる方式にあっては、面積
階調を実行する方向の解像性か低下し、細線や文字の割
れが顕像化する可能性か高いという問題点かある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、１ドツ
ト変調による多値書込みに解像性の低下の少ない微小マ
トリクスとを組み合わせる方式において、原稿の種類、
方向、サイズに基づいて、その面積階調を実行する方向
を切替え、面積階調を実行する方向の解像性の低下を抑
制し、細線や文字の割れの顕像化を防止して高画質な画
像形成を実現することを第１の目的とする。

また、全ての中間調濃度においてバンディングを低減さ
せ、高画質な画像形成を実現することを第２の目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するため、１ドツト毎の多
階調書込みと、主走査方向の複数ドツトで面積階調を実
行する第１の手段と、１ドツト毎の多階調書込みと、副
走査方向の複数ドツトで面積階調を実行する第２の手段
と、前記第１の手段と第２の手段を切り替える切替入力
手段とを具備する画像形成装置を提供するものである。

また、１ドツト毎の多階調書込みと、主走査方向の複数
ドツトで面積階調を実行する第１の手段と、１ドツト毎
の多階調書込みと、副走査方向の複数ドツトで面積階調
を実行する第２の手段と、前記第１の手段と第２の手段
を切り替える切替入力手段と、原稿の方向及びサイズを
検出する検出手段とを備え、前記切替入力手段は、前記
検出手段により検出された原稿の方向及びサイズに基づ
いて切替処理を実行する画像形成装置を提供するもので
ある。

また、１ドツト毎の多階調書込みと、主走査方向の複数
ドツトで面積階調を実行する第１の手段と、１ドツト毎
の多階調書込みと、副走査方向の複数ドツトで面積階調
を実行する第２の手段と、前記第１の手段と第２の手段
を切り替える切替人力手段とを備え、前記切替入力手段
か特定基準濃度以下では、前記第２の手段を選択し、特
定基準濃度以上では、前記第１の手段を選択する画像形
成装置を提供するものである。

また、前記特定基準濃度は、反射率５０％の中間濃度（
ＩＤ＝０．３）或いはその近傍（ＩＤ＝０２〜１．０）
であることか望ましい。

更に、１ドツト毎の多階調書込みと、主走査方向の複数
ドツトで面積階調を実行する第１の手段と、１ドツト毎
の多階調書込みと、副走査方向の複数ドツトで面積階調
を実行する第２の手段と、前記第１の手段及び第２の手
段に各々接続されている濃度変換手段と、前記第１の手
段と第２の手段を切り替える切替入力手段とを備え、前
記濃度変換手段の前記切替入力手段による切替えにおけ
る濃度変化か連続的になるように設定されている画像形
成装置を提供するものである。

〔作　用〕

本発明による画像形成装置は、原稿の種類や方向、サイ
ズ或いは基準濃度に基づき、その面積階調を実行する方
向を切替える。

また、切替えにおける濃度変化か連続的になるように設
定されている。

更に、１ドツト変調による多値書込みに解像性の少ない
微小マトリクスとを組み合わせて、全ての中間調濃度に
おいてバンディングを低減させる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して■デジタ
ル複写機の構成、■書込レーザダイオードの変調方式、
■画像読取付号処理、０画像処理、■２ドツト多値回路
の順に説明する。

■デジタル複写機の構成 第１図は一般的なレーサ書込手段か適用されているレー
ザプリンタと原稿読取装置から構成されているデジタル
複写機を示す。

同図において、読取原稿を載置するためのコンタクトガ
ラス１１１は、光源１１２によって照明され、読取原稿
の画像面からの反射光は、ミラー１１３．１１４．１１
５及びレンズ１１６を介してＣＣＤイメージセンサ１１
７の受光面に結像される。また、光源１１２及びミラー
１１３は、コンタクトガラス１１１の下面をコンタクト
ガラス１１１と平行に移動する走行体１１８に搭載され
ている。

主走査はＣＣＤイメージセンサ１１７の固体走査によっ
て実行される。原稿画像はＣＣＤイメージセンサ１１７
によって１次元的に読み取られ、光学系が移動する（副
走査）ことて原稿全面か走査される。

この例においては、読取処理の密度は、主、副走査共に
４００ｄｐｉに設定され、Ａ３サイズ（２９７ｎ＋ｕ＋
Ｘ　４２０ｍｍ）の原稿まで読取可能な構成になってい
る。

次に、上記デジタル複写機を構成するレーザプリンタに
関して説明する。

原稿読取装置とレーザプリンタとは一体的に構成されて
いる場合（本実施例）と、構成は別個で電気的にのみ接
続されている場合とがある。

レーザプリンタは、レーザ書込系、画像再生系、給紙系
等の各システムか一体的に構成されている。

上記レーザ書込系は第１図、第２図、第３図に示すよう
に、レーザ出カニニット２１９、結像レンズ群１２０、
ミラー１２１を備えている。レーザ出カニニット２１９
の内部には、レーザ光源であるレーザダイオードＬＤか
備わり、書込ユニットにはモータによって高速で定速回
転する多角形ミラー（ポリゴンミラー）２１９ａか備わ
っている。レーザ書込系から出力されるレーザ光は、画
像再生系に装備された感光体ドラム１２２に照射される
。

第１図に示すように、−Ｆ語感光体ドラム１２２の周囲
には、感光体ドラム１２２を均一に帯電する帯電チャー
ジャ１２３と、形成された静電潜像を可視像化する現像
ユニット１２５と、搬送されてきた転写紙に感光体ドラ
ム１２２の像を転写する転写チャージャ１２６と、感光
体ドラム１２２から転写紙を分離する分離チャージャ１
２７及び分離爪１２８と、転写処理後において感光体ド
ラム１２２表面をクリーニングするクリーニングユニッ
ト１２９等が装備されている。

尚、感光体ドラム１２２の一端近傍のレーザ光を照射す
る位置に、主走査同期信号（ＰＭＳＹＮＣ）を発生する
ビームセンサ３３０か配置されている（第３図参照）。

１３１は搬送ベルト、１３２は定着ユニット、１３３．
１３４は給紙カセット、１３５．１３６は給紙コロ、１
３７はレジストローラである。

以上の構成において、その動作を説明すると、感光体ド
ラム１２２の表面を、帯電チャージャ１２３によって一
様に高電位に帯電する。その感光体ドラム１２２面にレ
ーザ光か照射されると、照射された部分は電位か低下す
る。レーザ光は記録画素の黒／白に応じて０Ｎ１０ＦＦ
制御されるので、レーザ光の照射によって感光体ドラム
１２２面に記録画像に対応する電位分布、即ち、静電潜
像が形成される。

静電潜像か形成された部分か現像ユニット１２５を通過
すると、その電位の高低に応じてトナーか付着し、静電
潜像を可視像化したｌ・ナー像か形成される。トナー像
か形成された部分に所定のタイミングで記録紙か搬送さ
れ、上記トナー像に重なる。

このトナー像が転写チャージャ１２６によって記録紙に
転写された後、該記録紙は分離チャージャ１２７及び分
離爪１２８によって感光体ドラム１２２から分離される
。分離された記録紙は搬送ベルト１３１によって搬送さ
れ、ヒータを内蔵した定着ユニット１３２によって熱定
着された後、排紙ｌ・レイ（図示せず）に排出される。

第１図に示したデジタル複写機にあっては、給紙系は２
系統に構成されている。

一方の給紙系には、給紙カセッＩ−１３３か装備されて
おり、他方の給紙系には給紙カセット＋３４か装備され
ている。給紙カセット１３３の記録紙は給紙コロ１３５
によって給紙される。また給紙カセッｌ−１３４内の記
録紙は給紙コロ１３６によって給紙される。

給紙された記録紙は、レジストローラ１３７に当接した
状態で一旦停止し、記録プロセスの進行に同期したタイ
ミングで、感光体ドラム１２２に搬送される。

尚、図示しないか、各給紙系には、カセットの記録紙サ
イズを検知するサイズ検知センサか備わっている。

■書込レーザダイオードの変調方式 第４図は本発明の一実施例に係るレーザダイオード（Ｌ
Ｄ）のパワー変調方式のブロック図であり、発光レベル
指令信号は、第１の電流変換手段４４０及び第２の電流
変換手段４４１へ入力される。

第１の電流変換手段４４０では発光レベルの指令信号は
、その強弱に応じて発光レベル指令信号電流（出力電流
）ＩＳに変換される。第１の電流変換手段４４θの出力
電流Ｉ、はレーザダイオードＬＤＩの受光素子４４２に
発生する光出力Ｐｏに比例する光起電流ＩＬとの差の入
力電流（１，−１，）となって、電流増幅器４４３に入
力する。

該電流増幅器４４３は、入力端子（Ｉ、、−１，）をへ
倍した出力電流Ａ（１，−ＩＬ）を出力する。

一方、第２の電流変換手段４４１により発光レベル指令
信号は設定光量Ｐｓを発光させる出力電流■、に変換さ
れる。この出力電流１１と、前記電流増幅器４４３の出
力電流Ａ（１，−ＩＬ）との和であるｔ＋　＋Ａ　（Ｉ
３−■ｔ　）はレーザダイオードＬＤＩの順方向電流と
なる。

このようにして、レーザダイオードＬＤＩは順方向電流
ＩＩ　＋Ａ　（Ｉｓ−ＩＬ）により決定される光出力Ｐ
。を得る。

即ち、下記の関係式か成立する。

Ｐｏ＝Ｐ　（Ｉ、　＋Ａ　（Ｌ−ＩＬ’）１Ｐ　レーザ
ダイオードＬＤＩの光出力 −順方向電流特性を表す関数 ここて、Ｉ１はＩ３″；ＩＬとなるように設定されてい
るので、下記のように近似てきる。

ｐ０＝Ｐ　（１，）＋［δｐ　／／δＩ］　、−、。

・Ａ（Ｉｓ　　　ＩＬ） ＝Ｐ、十η・Ａ・（１，−ＩＬ） 受光素子の放射感度Ｓ、レーザダイオードＬＤ１との結
合効率をδとおくと、 Ｐｏ−Ｐｓ十η・Ａ−（Ｌ　−Ｐｏ−３・δ）と表され
、 となる。

光電気負期間ループの交叉周波数をｆ。とおくと、上記
光出力Ｐ０のステップ応答は下記のように近似的に表す
ことかできる。

Ｐｏ＝１８／δｓ十（ｐｓ　　ｒ　ｓ　／δＳ）　・ｅ
ｘｐ　（−２πｆｏ　ｔ） 第２の変換手段４４１により設定されるＰ３は■ｓ／δ
Ｓに等しくなるように設定されているか、例えば、ドウ
ループ特性によりＰ３が５％変動した場合、ｆｏ＝４０
ＭＨｚであったとしても、Ｐ。

の誤差か０．４％以下になるのに要する時間は約１０ｎ
ｓ程度となる。

また、光出力Ｐ０を変化させた直後から設定された時間
τ。まての全光量（光出力の積分値ＪＰｏＵ□）誤差が
０．４％以下となるための前記交叉周波数ｆ０はτ。”
”　５０　ｎｓとした場合、ｆ０≧４０ＭＨｚであれば
よく、この程度の交叉周波数ならば容易に実現できる。

以上説明したように、本方式により、高速・高精度・高
分解能のレーザダイオード制御方式か実現できる。

本方式を用いたレーザダイオードＬＤＩをパワー変調す
ることにより、発光レベル指令信号に２５６通りのアナ
ログ信号を入力し、レーザプリンタにおいて、１ドツト
２５６階調の画像出力か実現される。

次に、複数の定電流電源を用いた他の実施例に係るレー
ザダイオード（ＬＤ）のパワー変調方式に関して説明す
る。

本実施例におけるレーザダイオードの駆動制御方式は、
第５図に示ずレーザダイオードの順方向電流（１）と発
光強度（Ｌ）との関係（１−Ｌ特性）を利用している。

このレーザダイオードのＩ−Ｌ特性は、閾値電流（Ｔｔ
ｈ）以上の順方向電流においてはほぼリニアで、その時
の微分量子効率（ｎ）を一定として扱う。

制御方式は、第６図に示すように、順方向電流を複数の
定電流源６４１．６４２．６４３．６４４の合計電流で
駆動し、それを書込データによりスイッチ６４５．６４
６．６４７てスイッチングする。閾値電流よりも大きな
バイアス電流を定電流源６４１により供給し、ｌ：２・
４の電流値になるように重み付けられた定電流源６４２
．６４３．６４４により、レーザダイオ−１・の駆動電
流を３ビツト８値に制御する。そのときの電流値は各々
１１、Ｉ２、Ｉ、であり、スイッチ６４５．６４６．６
４７を駆動しない最小値のバイアス電流はＩ。である。

従って、各電流■。〜Ｉ３による発光強度（光量）は第
５図に示す通りで■。〜Ｉ３の電流の全ての組み合わせ
による光量はり。−Ｌ７まて８通りか光量差を等しく得
られる。

そのときの設定手順は、次のように実行する。

（ａ）　　レーサダイオード発光強度範囲Ｐ。−Ｐ。、
。

に設定（但し、Ｐ、勢０）。

（ｂ）　　レーザダイオード最小発光強度Ｐ。←レーザ
ダイオード順方向電流Ｉ。を決定する。

（Ｃ）　　レーザダイオード最大発光強度ｐ　、、ｘ←
レレーダイオード順方向電流Ｉ。＋Ｉ　ｆｆ１ａｘによ
りＩ　ｍａｔを決定する。

（ｄ）　　ｌ１＝（１／７）　　・Ｉｏ、８、Ｉ　２＝
　（２／７）Ｉ　ｍａ８、Ｉ　３−（４／７）　　・Ｉ
−、、とする。

以上により、定電流源数をｎとすると、２°の発光強度
か得られ、例えば、８個の定電流源を用い、８ビツトの
発光データによりスイッチングすれば、２５６通りのレ
ーザダイオードの露光出力か得られる。

■　画像読取信号処理 第７図に画像読取信号処理の詳細ブロック図を示す。

ＣＣＤ　（電荷結合素子）１１７は、約５０００画素、
４００ｄｐｉの読取か可能で、原稿の主走査方向の反射
光を同時に読み取る。ＣＣＤ１１７で蓄積された光デー
タを電気信号に変換しく光電変換）、クランプ等の波形
修正、増幅、Ａ／Ｄ変換を実行し、６ビツトのデジタル
信号としてＩＰＵ（画像処理装置）へ出力する。

更に、具体的に説明すると、ＣＣＤ　ｌ　ｌ　７のアナ
ログデータ出力は光電変換された後（光電変換）、高速
転送のためＥＶＥＮ、ＯＤＤの２系統に別れて出力され
、増幅器７０２．７０３て各々増幅（信号増幅）されて
、アナログスイッチで構成されるスイッチングｒｃ７０
３へ入力する。ここで、ソリアルのアナログ信号に合成
される（信号合成）。

スイッチングＩＣ７０３によって合成されたアナログ信
号は増幅器７０４によって増幅（可変増幅）されてＡ／
Ｄコンバータ７０５に入力する。合成後の一画素の画像
転送速度は約１０ＭＨｚて、これに同期してＡ／Ｄコン
バータ７０５て６ビツト６４階調のデジタル信号に変換
する（信号デジタル化）。

また、上記（可変）増幅器７０４ては、露光蛍光灯の光
量変動を補正するため、原稿走査前に基準白板を読み取
り、その増幅度を適性値になるように制御する。

■　画像処理 原稿濃度を示す１画素毎のデジタル信号は、ＩＰＵ（画
像処理装置）８００へ入力されて画像処理される。ＩＰ
Ｕ８００による画像処理の流れを第８図に示す。ＩＰＵ
８００は複数のＬＳＩで構成され、画像処理の他にそれ
に基づく以下に示すす制御を実行している。

ｉ、シェーディング補正 蛍光灯の直線光源を用い、またレンズによる集光のため
、ＣＣＤ　１１７中央部て光量か最大となり、端部ては
低下してしまう。また、ＣＣＤ＋１７には素子個々の感
度のばらつきがある。上記の両方を、画素毎の基準白板
読取データに基ついて原稿読取データを補正する。

ｉｉ、ＭＴＦ補正 レンズ等を用いた光学系では、ＣＣＤ１１７による読取
出力はレンズなどの性能により周辺画素情報か影響して
、なまったように読み取られる。

そこで１つの画素データを求める際に、その周辺画素レ
ベルに基づいて補正することにより、再現性の高い画像
を得る。

市　主走査方向変倍 本実施例にあっては、画像読取りと書込みの解像度は同
一の４００ｄｐｉであるか、読取画素周波数は約１０Ｍ
Ｈｚ、書込画素周波数は約１２ＭＨｚで異なるため、周
波数変換を実行している。クロック変換は２ラインメモ
リの読み書きて実現し、主走査変倍は主走査方向の周辺
画素データによる演算により算出している。

ｉ■、γ補正 ＣＣＤ　１１７を用いた光学系の濃度データ変換特性（
スキャナのγ特性）及び電子写真方式を用いたレーザプ
リンタの濃度再現特性（プリンタのγ特性）は共にリニ
アてはなく、そのままでは原稿濃度が忠実に再現されな
い。上記を各々個々に補正する場合もあるが、本画像形
成装置にあっては両者を考慮した変換処理を実行してい
る。また、マニュアルの濃度調整時も、この値を変更す
ることで濃度調整を実現する。

以上の他、ＩＰＵ（画像処理装置）８００はへ〇Ｃ等の
制御、マスキング、トリミング、ミラーリング、白黒反
転等の画像変換、原稿サイズ及び濃度検出、マーカー等
の画像検出等も実行している。

本実施例は、レーザダイオードのパワー変調による１ド
ツト２５６階調出力に、主走査及び副走査方向の２ドツ
トのマトリクスを組み合わせたものである。

第９図（ａ）に１×２マトリクス、（ｂ）に２×１７１
〜リクスの光書込方式を示す。低濃度部では、片方のド
ツトより露光パワーを増して、最大値となると次のドツ
トの露光パワーを増していく。

主走査或いは副走査方向の２ドツトを注目画素として濃
度再現を実行する。ＣＣＤ１１７の読取濃度は、その受
光光量に比例する。従ってＣＣＤ１１７の受光光量は原
稿反射濃度に対してリニアであり、２ドツトの濃度デー
タをデジタル値に加算し、その加算値に対してγ変換を
施し、上記方式により書込濃度データに変換する。

以上の結果、主走査及び副走査方向の２ドツトて５１２
階調が実現される。

形成される中間調濃度領域のチャートは第１０図に示す
ように発生する。

図中、ＥＶＥＮのドツトより濃度を埋めていく。

副走査方向で面積階調を実行する第１θ図（ａ）、（Ｃ
）の１×２マトリイツクスは連続的な中間濃度領域で横
線基調、主走査方向で面積階調を行う第１０図（ｂ）、
（ｄ）の２Ｘｌマトリクスは連続的な中間濃度領域で縦
線基調となる。

第１０図（Ｃ）、（ｄ）は、各々第１Ｏ図（ａ）、（ｂ
）の書込位相を互い違いに変えたもので、主走査及び副
走査に２ドツトラインを形成し、１００線の画像を形成
する。これにより階調数は変わらないがラインが集中し
、見かけの解像度は半分に低下する。

■　２ドツト多値回路 第１Ｉ図（ａ）は２ドツト多値回路のブロック図であり
、スキャナから入力される６ビツトの信号を入力する直
列に接続されてたラインメモリＩ】０１．１１０２と、
ラッチ１１０３．１１０４ど、該ラインメモリ１１０１
．１１０２及びラッチ１１０３．１１０４に各々スイッ
チ５Ｗｌ−３Ｗ４を介して接続されている加算器１１０
５と、該加算器１１０５に接続されているＲＯＭ１１０
６とから構成されている。該ＲＯＭからの出力は８ビツ
トのデータ信号としてプリンタに出力される。

以下、ｉ、ＩＸ２マトリクス、ｉｉ、２Ｘ１マトリクス
、伍、ドツトの集中に分けて詳細に説明する。

ｉ、ＩＸ２マトリクス 副走査方向の２ドツトで面積階調を実行する場合（１×
２マトリクス）は、２つのラインメモリ１１０１．１１
０２を用いて、主走査２ライン分の読取データを遅延さ
せる。その後、２つの６ピツトデータを加算器１１０５
により加算し、その７ピツトデータをγ変換用のＲＯＭ
１１０６に入力する。ＲＯＭ１１０６内は、１つのテー
ブルが２６５バイトで構成され、その前半１２８バイト
かＥＶＥＮ、その後半１２８バイトかＯＤＤデータであ
る。

初めの加算データかＲＯＭ１１０６のアドレスバスに入
力され、その番地で示されるＥＶＥＮデータを書込デー
タとして出力する。次のラインて同一データを加算し、
ＯＤＤデータを書込データとしてデータバスより出力す
る。ＥＶＥＮ、ＯＤＤの切替えはライン周期（ＰＭＳＹ
ＮＣ）に同期して行う。その後、次の２ドツトに移行し
て順次処理を繰り返す。

第１１図（ａ）に示した２ドツト多値回路のブロック図
において、スイッチＳＷＩ及びＥＶＥＮｌｏＤＤは主走
査ｌライン毎に切替え、スイッチＳＷ３、ＳＷ４はライ
ンメモリ１１０１．１１０２からのデータか選択される
ように上側に設定する。

また、第１１図（ｂ）は副走査方向の面積階調との組み
合わせ（１×２マトリクス）を示した説明図である。読
取りの副走査２ドツトか書込みの副走査２ドツトに対応
する。

ｉｉ、２Ｘｌマトリクス 主走査方向の２ドツトで面積階調を実行する場合（２×
１マトリクス）は、２つのラッチ１１０３．１１０４を
用いて、主走査方向２ドツト分の読取データを遅延させ
る。以下、１×２マトリクスの場合と同様に、加算処理
、γ変換処理を実行して書込データを出力する。ＥＶＥ
Ｎ、ＯＤＤの切替えは書込ドツト周期（ＷＲＩＴＥＣＬ
Ｋ）に同期して実行する。その後、次の２ドツトに移行
して順次処理を繰り返す。

第１１図（ａ）に示した２ドツト多値回路のブロック図
において、スイッチＳＷ２及びＥ　Ｖ　Ｅ　Ｎ１０ＤＤ
は書込ｌクロック毎に切替え、スイッチＳＷ３、ＳＷ４
はラッチ１１０３．１１０４からのデータが選択される
ように下側に設定する４゜また、第１１図（Ｃ）は主走
査方向の面積階調との組み合わせ（２×１マトリクス）
を示した説明図である。読取りの主走査２ドツトが書込
みの主走査２ドツトに対応する。

市、ドツトの集中 書込みにおける位相を変換し、ドツトを集中させる１０
０線の画像を形成する場合は、ＥＶＥＮ、ＯＤＤの切替
え周期を各々２分周することで実行する。以上、全ての
モードにおいて階調情報の欠落は起きない。

本装置に使用するγ変換テーブルの例を第１２図に示す
。

第１２図（ａ）は１×２マトリクスに用いたγ変換テー
ブルで、第１２図（ｂ）は２×１マトリクスに用いたγ
変換テーブルである。両テーブル共原稿濃度に対して複
写濃度かほぼ等しくなるように設定されている。

中間濃度までは片方のＥＶＥＮド・ソトか最大値に達す
ると、ＯＤＤドツトの露光強度を増加させる。これによ
り、２ドツトの濃度情報を維持しながらドツトを集中さ
せる。

また、このγ変換テーブルにより自由にγを制御でき、
２ドツトの増加の仕方も変えることかできる。更に、面
積階調との組み合わせ方式によっても濃度出力特性が変
わるため、γ変換データを選択或いは変換テーブルにＲ
ＡＭを用い、それを書き換える。

一般に、書込み露光光量に対するプリント濃度で表され
るプリンタのγ特性の逆変換をテーブル値にすることに
より、プリンタ単体のγ特性をリニアにすることかでき
る。

第１１図（ａ）の２ドツト多値回路は、ＴＰＵ８００内
に構成され、スキャナからの１ドツト毎の画像データを
変換して書込系へ出力する。

以上の結果、主走査及び副走査方向の２ドツト単位を１
画素として５１２階調の書込処理か実現する。

第１３図に本発明の操作部の一部を示す。

画像処理キー１の押下により、以下のモードが順次移行
し、各モードの表示２．３．４か点灯する。書込処理方
式には、 （Ａ）主走査方向の面積階調との組合せ（２×１マトリ
クス）、 （Ｂ）副走査方向の面積階調との組合せ（１×２マトリ
クス）及び （Ｃ）原稿の方向及びサイズにより自動的に、上記（Ａ
）、（Ｂ）処理方法を切り替えるもの、 かある。

標準モードは（Ｃ）の自動モードで、原稿に合わせて画
像処理キーｌの押下により変更か可能である。操作部の
表示で、モード（Ａ）は縦線、モード（Ｂ）は横線、モ
ード（Ｃ）は自動の各モードとしている。操作部のＣＰ
Ｕ　（図示せず）て、そのモード入力制御を実行し、該
モード信号を前記書込処理を実行するＩＰＵ８００に送
出する。

該信号に基づき、ＩＰＵ８００ては２ドツト多値回路の
データ処理とデータ切替処理を実行する。

次に、本実施例の自動選択モードに関して説明する。

微小マトリクスとを組み合わせる方式では、面積階調を
実行する方向の解像度が低下し、細線や文字割れが顕像
化することがある。そのため、原稿に合わせて１×２．
２×１マトリクスを切り替えて使用し、文字割れを目立
たなくする。

特に、日本語の漢字（明朝体）は横線が細く、横細線割
れによる画像劣化が発生するが、原稿の方向及びサイズ
により自動的に、面積階調を行う方向を切り替えて、解
像度劣化の影響の少ない画像を得ることかできる。

一方、文字方向は、その原稿の方向及びサイズに起因す
ることが多い。例えば、オフィス文書では小サイズの原
稿の場合、用紙を縦長に用いた文書か多く、Ａ４横原稿
では、文字は搬送方向に対して横向きとなり、副走査方
向の線が細くなる。

その結果、細線割れは目立ちやすく、１×２マトリクス
を用い、主走査方向の割れを防止する。逆に、Ａ４縦原
稿では、２Ｘｌマトリクスを用いるのがよい。

細かい文字で描かれたＡ３原稿は、見開き２パージのＡ
４原稿になっている場合が多く、１×２マトリクスが適
している。このように検出或いは転写紙サイズと複写倍
率により判断された原稿サイズ、方向により、自動選択
モードを設定する。

主な原稿サイズ、方向による設定を第１４図（自動選択
モード標準設定）の表に示す。勿論、全ての原稿が上記
の表に当てはまるわけではないので、マニュアルによる
設定も可能にしている。

また、本発明の実施例では、Ａ３縦送りの複写システム
を例にとっているか、搬送方向に応じて同様の処理を実
行すればよい。

２ドツト多階調の画像は１ドツト多階調の画像と比較し
て、中間調領域も濃度ムラが少なく、滑らかに表現され
る。また、階調の境目に発生していた濃度低下、ハーフ
トーン後端白抜は等が改善される。１ドツト多階調画像
は、トナーの付き方に規則性が見られず、これが原因と
なって中間調画像をノイジーに見せていたか本実施例に
よる２ドツト処理したものは、縦線、横線が明らかに再
現しており、これか視覚的に滑らかに見える。

更に、複数ドツト、例えば３ドツト処理では、バンディ
ングはなくなり、濃度は安定し中間調か滑らかに再現さ
れる。

尚、本方式による複数ドツトによる多階調書込方式は、
本実施例以外にもパワー変調やパルス幅変調なとのレー
ザダイオードの変調方式に係わらず使用可能な画像処理
方式である。

第１５図は、本発明の第２の実施例による２ドツト多値
回路のブロック図を示し、第１１図（ａ）と同一部分は
、同一符号を用いて示し、その説明は省略する。

１×２．２×１マトリクスの切替えの判断は、２ドツト
多値回路の加算器１１０５ａ或いは１１０５ｂのデータ
を、比較器を持ちロジックで構成される判断回路１５０
０へ入力し、その検出値からＲＯＭ１１０６に入力され
るデータを選択し、マトリクス毎の濃度変換テーブルを
上位アドレスにより切り替えることにより実行する。

本実施例の２ドツト多値回路を用い、各濃度における画
像を出力し、そのバンディング（帯状の副走査方向の濃
度ムラ）の発生について効果を確認した。画像出力は、
感光体ドラムに２ａｕｎピツチで１％の回転速度ムラを
加えてバンディングを発生させる。官能評価においては
、第１６図に示すようにレーザダイオードのパワー変調
による１ドツト多階調の画像と比較して２ドツト多階調
の画像は、バンディングが大きく低減されている。

第１６図より、ＩＸ２．２×１の面積階調でも、中間調
の濃度によりバンディングの発生が異なる。

従って、本実施例では書込濃度により主走査方向の面積
階調と副走査方向の面積階調を切替え、低濃度部は副走
査方向の面積階調を行い、高濃度部は主走査方向の面積
階調を行うことにより、全ての中間調濃度においてバン
ディングが低減され、高画質な画像か得られる。

具体的には、２ドツトマトリクスの面積階調を実行した
場合、片方のドツトのみを露光するときは、１×２マト
リクスか露光ビームの重なりを防止するために適してお
り、第２ドツトも露光するときは、２×１マトリクスが
第１ドツトは飽和濃度でバンディングは目立たなくなる
。

従って、切替えを実行する基準は、反射率５０％の中間
濃度（ＩＤ＝０．３）或いはその近傍とし、その結果、
全ての濃度においてバンディングが低減し、高画質な画
像が得られる。

切替えを実行する基準は、露光ビーム径や走査ピッチム
ラにもよるか、第１６図の表から［）＝０．６程度でも
よい。

また、本実施例では、入力データに対する出力濃度特性
の各々が異なるため、各々独立した濃度変換を実行し、
何方の処理も原稿濃度を忠実に再現するように設定しで
ある。従って上記切替え濃度点は読取データから判別さ
れる。但し、双方とも２ドツト（主、副４ドツト）単位
で切替え、副走査方向の２ドツトの加算値が基準濃度以
下の場、　合は、１×２マトリクスで処理する。同様に
上記ドツト集中を実行する場合も、２ドツト単位で処理
する。

以上の例は、原稿内での切替処理であるか、原稿の平均
或いは最大濃度等で判断し、同一処理で１回の複写処理
を実行するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明による画像形成装置によれば
、以下に示す効果か得られる。

第１に、微小マトリクスと組合せる方式では、面積階調
を実行する方向の解像度か低下し、細線や文字割れか顕
像化することかある。そのため、キー人力による選択手
段を設け、原稿に合わせて、ＩＸ２．２Ｘ１マトリクス
を切り替えて使用するようにしたため、文字割れの目立
たない高画質な画像形成が実現できる。特に、日本語の
漢字（明朝体）は横線が細く、横細線割れによる画像劣
化か発生するか、文字方向により面積階調を実行する方
向を切替え可能に構成しているため、解像度劣化の影響
の少ない画像が得られる。

第２に、原稿に合わせて、１×２．２×１マトリクスを
切り替えて使用するようにしたため、文字割れの目立た
ない高画質な画像形成か実現できる。特に、日本語の漢
字（明朝体）は横線が細く、横細線割れによる画像劣化
か発生するか、原稿の方向及びサイズにより自動的に面
積階調を実行する方向を切り替え可能に構成しているた
め、解像度劣化の影響の少ない画像が得られる。

第３に、主走査方向の面積階調と副走査方向の面積階調
の切替手段を備え、低濃度部は副走査方向の複数ドツト
で面積階調を実行し、高濃度部は主走査方向の複数ドツ
トで面積階調を実行するため、全ての中間調濃度におい
て、バンディングか低減され、高画質な画像形成か実現
する。

第４に、２ドツトマトリクスの面積階調を実行した場合
、片方のドツトのみを露光するときは１×２マトリクス
により露光ビームの重なりが防止され、第２ドツトも露
光するときは、２×１マトリクスにより第１ドツトは飽
和濃度でバンディングが目立たないため（切替えを実行
する基準濃度は、反射率５０％の中間濃度（ＩＤ＝０．
３）或いは、その近傍が好ましい）、全ての濃度におい
てバンディングが低減され、高画質な画像形成が実現す
る。

第５に、１ドツト多階調書込みに主走査方向の面積階調
或いは副走査方向の面積階調を組み合わせた場合、入力
データに対する出力濃度特性か各々異なり、各々独立の
濃度変換を実行し、且つ、切替点において濃度か連続す
るように濃度変換を実行するため、階調再現か滑らかで
連続的に実行され、バンディングの少ない、高画質な画
像形成か実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像形成装置を適用するデジタル
複写機の構成を示す説明図、第２図及び第３図は第１図
に示したデジタル複写機におけるレーザ書込系の構成を
示す説明図、第４図は第１図に示したデジタル複写機に
用いられるレーザダイオード（ＬＤ）のパワー変調方式
を示すブロック図、第５図はレーザダイオ−１”の順方
向電流（１）と発光強度（Ｌ）との関係（１−Ｌ特性）
を示すグラフ、第６図はレーザダイオードの制御方式を
示す回路図、第７図は画像読取信号処理を実行する各部
を示すブロック図、第８図は画像処理装置による画像処
理の流れを示すブロック図、第９図（ａ）、（ｂ）は各
々１×２マトリクス、２×１マトリクスの光書込方式を
示す説明図、第１Ｏ図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）
は形成される中間調濃度領域を示すチャート図、第１１
図（ａ）は本発明による画像形成装置に用いられる２ド
ツト多値回路のブロック図、第１１図（ｂ）は副走査方
向の面積階調との組合せを示す説明図、第１１図（Ｃ）
は主走査方向の面積階調との組合せを示す説明図、第１
２図（ａ）、（ｂ）は各々２ドツト多値γ変換を示すテ
ーブル、第１３図は操作部の一部を示す説明図、第１４
図は自動選択モード標準設定を示す表、第１５図は２ド
ツト多値回路の第２の実施例を示すブロック図、第１６
図はバンディングのランクを示す表である。 符号の説明 １１７・−ＣＣＤイメージセンサ １２２−・感光体ドラム ２１９−　レーザ出カニニット ３３０−ビームセンサ ４４０−・第１の電流変換手段 ４４１、−第２の電流変換手段　４４２−・受光素子６
４１．６４２，６４３，６４４・・一定電流源６４５．
６４６，６４７−スイッチ ７０２．７０４−増幅器 ７０３　スイッチングＩＣ ７’０５−Ａ／Ｄコンバータ ８００−ＩＰＵ（画像処理装置） １１０１．１１’０２−−ラインメモリ１１０３．１１
０４−　ラッチ １１０５・−加算器　１１０６−ＲＯＭｌ　５００−一
判断回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）１ドット毎の多階調書込みと、主走査方向の複数
   ドットで面積階調を実行する第１の手段と、１ドット毎
   の多階調書込みと、副走査方向の複数ドットで面積階調
   を実行する第２の手段と、前記第１の手段と第２の手段
   を切り替える切替入力手段とを具備することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. （２）１ドット毎の多階調書込みと、主走査方向の複数
   ドットで面積階調を実行する第１の手段と、１ドット毎
   の多階調書込みと、副走査方向の複数ドットで面積階調
   を実行する第２の手段と、前記第１の手段と第２の手段
   を切り替える切替入力手段と、 原稿の方向及びサイズを検出する検出手段とを備え、 前記切替入力手段は、前記検出手段により検出された原
   稿の方向及びサイズに基づいて切替処理を実行すること
   を特徴とする画像形成装置。
3. （３）１ドット毎の多階調書込みと、主走査方向の複数
   ドットで面積階調を実行する第１の手段と、１ドット毎
   の多階調書込みと、副走査方向の複数ドットで面積階調
   を実行する第２の手段と、前記第１の手段と第２の手段
   を切り替える切替入力手段とを備え、 前記切替入力手段が特定基準濃度以下では、前記第２の
   手段を選択し、特定基準濃度以上では、前記第１の手段
   を選択することを特徴とする画像形成装置。
4. （４）前記請求項３において、 前記特定基準濃度は、反射率５０％の中間濃度（ＩＤ＝
   ０．３）或いはその近傍（ＩＤ＝０．２〜１．０）であ
   ることを特徴とする画像形成装置。
5. （５）１ドット毎の多階調書込みと、主走査方向の複数
   ドットで面積階調を実行する第１の手段と、１ドット毎
   の多階調書込みと、副走査方向の複数ドットで面積階調
   を実行する第２の手段と、前記第１の手段及び第２の手
   段に各々接続されている濃度変換手段と、 前記第１の手段と第２の手段を切り替える切替入力手段
   とを備え、 前記濃度変換手段の前記切替入力手段による切替えにお
   ける濃度変化が連続的になるように設定されていること
   を特徴とする画像形成装置。