JPH05130405A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラースキャナやＣＧ、フォントデータ等か
ら作られる画像の鮮鋭度を向上させることのできる画像
形成装置を安価に提供する。 【構成】 画像濃度データ記憶回路から画像濃度データ
を読出し、全方向エッジ検出回路によりエッジの位置と
方向とを検出し、この検出結果に基づいて、画像濃度デ
ータと位相の異なる参照波を選択的に組み合わせて画像
濃度に応じて記録ドットの大きさと主走査方向の記録位
置を変化させる変調手段を有すると共に、走査光学系43
0の光路中に偏光子455と電気光学効果素子からなる変調
プリズム453を設け、変調プリズム453のプリズム電極45
4に印加する電圧を制御してレーザビームを偏向させる
ことによりレーザスポット位置を変位させる副走査方向
の記録位置変調手段を備えることを特徴とする画像形成
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、参照波信号により濃
度データを変調した変調信号により発振させたレーザダ
イオードによってドット記録を行い文字及び中間調再現
を行う画像形成装置に関するものである。

【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が必要である
という問題点があった。

【０００６】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解像
度を向上し、高品位画像記録の行われる画像形成装置を
安価に提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、画像濃度デ
ータを参照波信号で変調した変調信号でレーザダイオー
ドを発振して像形成体上に静電潜像を形成する画像形成
装置において、隣接する画素の少なくとも主走査方向及
び副走査方向のエッジを検出するエッジ検出回路と、該
エッジ検出回路の検出結果に基づいて制御される電気光
学効果素子とによって画素記録位置を変調する記録位置
変調手段を有することを特徴とする画像形成装置によっ
て達成される。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例である画像形成装置の構成
について説明する。図１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。

【０００９】画像形成装置は、像形成体である感光体を
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ものであ
り、上記パルス幅変調によりドットの面積を変えること
により階調表現している。また、前述のようにコンピュ
ータで作成されたり或はスキャナで読み込まれる画像信
号は、濃い画像濃度のエッジ部が読み取り画素にかかっ
た場合、相当した画素における信号は均一画像における
中間濃度と同様になる。また、従来のパルス幅変調では
エッジ部での記録においても中間調領域における記録に
おいても記録ドットは画素の中央部に孤立して形成され
るため、解像度の粗い表現しかできなかった。

【００１０】そこで本発明の画像形成装置では、記録ド
ットの静電潜像位置を主走査方向及び副走査方向に変位
させる記録位置変調を１本のレーザビームによって行
い、解像度を向上させた画像を安価に得ることを可能に
したものである。

【００１１】画像形成装置は、矢印方向に回動するドラ
ム状の像形成体である感光体(以下、単に感光体とい
う。)401と、この感光体401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441〜44
4、クリーニング装置470等からなる。

【００１２】走査光学系430は半導体よりなるレーザダ
イオード431より出射したレーザ光をコリメータレンズ4
32で平行光としてレーザビームとする。このレーザビー
ムは一定の速度で回転する回転多面鏡434によって反射
偏向され、ｆθレンズ435及びシリンドリカルレンズ43
3,436によって、一様帯電した感光体401周面上を微少な
スポット状に結像して走査し像露光する。ここでｆθレ
ンズ435は等速の光走査を行うための補正レンズであ
り、シリンドリカルレンズ433,436は回転多面鏡434の面
倒れによるスポット位置の変動を補正するレンズであ
る。また、偏光子４５５と変調プリズム４５３は、変調
プリズム453のプリズム電極454に電圧を印加してレーザ
ビームを微少偏向させてレーザスポット位置を図２に示
すように変位させる副走査方向の位置変調手段である。

【００１３】さらに、走査光学系430はインデックス検
出回路（図示せず）を備え、インデックス用ミラー438
で反射されたレーザビームを受光してインデックスセン
サ439から発せられるインデックス信号によって所定速
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後に記す変調され
たディジタル画像濃度信号による光走査を行っている。

【００１４】レーザダイオード431は、例えばＧaＡlＡs
等からなり最大出力５mW、光効率25％である。またカラ
ートナー像を順次感光体401上に重ね合わせるので、着
色トナーによる吸収の少ない波長光による露光が好まし
く、この場合の出力光の波長は800nmである。

【００１５】図３は変調プリズム453の一例を示す斜視
図である。変調プリズム453は例えばＫＤＰ(KH₂PO₄)等
の電気光学効果素子の結晶からなる２個の直角三角プリ
ズム453a,453bを図３に示すように斜面を接合して直方
体にしたプリズムである。それぞれの直角三角プリズム
453a,453bはその光学軸(ｘ₃)を三角形端面に直角にと
り、ｘ₁,ｘ₂軸を正方形端面に平行にとってある。変調
プリズム453の接合線の現れる両側面にはプリズム電極4
54として金,銀,銅等の導電体を例えば蒸着して設けられ
ている。これによりｘ₃軸と平行方向に電界を印加する
とそれぞれの直角三角プリズム453a,453bには互いに反
対方向に屈折率の変化が生じ、入射光Ｌの紙面に直角に
振動する成分に対しては変化はないが、紙面に平行に振
動する成分については前記屈折率の差によりレーザビー
ムは紙面上下方向に偏向する。

【００１６】走査光学系430光路中の変調プリズム453の
前に紙面に平行に振動する偏光を得るために偏光子455
を置き、プリズム電極454に印加する電圧の方向を変化
させることによって、図２に示すように感光体401上の
レーザスポットの位置を変位させることができる。上記
変調プリズム453のプリズム電極454に電圧を印加しない
場合のレーザスポットの位置を31a(実線)とし、例えば
プリズム電極454の一方向に電圧を印加した場合は31b
(一点鎖線)の位置に変位するとすると、プリズム電極45
4の印加電圧の方向を逆方向にすると31c(点線)の位置に
変位させることができる。レーザスポット31b及びレー
ザスポット31cの中心のレーザスポット31aの中心からの
変位量は、１画素の1/2以下になるようにされる。

【００１７】上記印加電圧は同一方向に電圧値を変化さ
せてレーザスポット位置を図２のように変位させること
もできるし、印加電圧値を連続的に変化させてレーザス
ポット位置を連続的に変位させることもできる。

【００１８】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10に示す。

【００１９】感光体401は、図10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40
1Cの厚さは、5〜100μm程度であり、好ましくは10〜50
μm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、その導電性支持体40
1A上にエチレンー酢酸ビニル共重合体からなる厚さ0.1
μmの中間層401Bを形成し、この中間層401B上に膜厚35
μmの感光層401Cを設けて構成される。

【００２０】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61-18897
5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。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。

【００２１】(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、ポリー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、ビニルピロリドンー酢酸
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
リーβー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、ポリーＬ-グル
タミン酸、ポリー（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、リジンーチロシンコポリマー、グルタミン酸
ー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、スターチアセテート、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。

【００２２】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、酸化防止剤及び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。

【００２３】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。

【００２４】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430からのレーザビー
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光を出射するレーザダ
イオードが用いられる。

【００２５】次ぎ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。

【００２６】図９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。

【００２７】Ｌ₂／Ｌ₁の好ましい範囲は 1.0＜Ｌ₂／Ｌ₁≦1.5 である。

【００２８】本実施例ではＶ₁＝1000(Ｖ)、Ｖ₀＝950
(Ｖ)、Ｌ₂／Ｌ₁＝1.2である。又露光部の感光体電位は1
0Ｖである。

【００２９】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Ｅ1/
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。

【００３０】当該感光体401の光減衰曲線は、図９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９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ガンマ特性を得るも
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。

【００３１】図４は本発明の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５
は本実施例の変調回路を示すブロック図である。

【００３２】本実施例の画像処理回路200は、画像濃度
データをパルス幅変調した変調信号によりレーザダイオ
ード431を駆動する回路であり、例えば縦、横及び斜め
の全方向に隣接する複数画素に対応する画素濃度データ
間で濃度勾配を検出し、感光体401上に結像するレーザ
スポットを主／副走査方向に変位させる機能を備えてお
り、画像濃度データ記憶回路210、読出し回路220、ラッ
チ回路230、エッジ検出回路である全方向エッジ検出回
路241、セレクト回路243、変調回路260A〜260C、合成回
路270、基準クロック発生回路280、遅延回路群282、遅
延回路244、プリズムドライバ245、レーザドライバ250
等から構成される。

【００３３】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。

【００３４】読出し回路220は、インデックス信号をト
リガとして基準クロックDCK₀に同期して例えば隣接する
３走査ラインの横方向、上下方向、斜め方向の画像濃度
データを画像濃度データ記憶回路(ページメモリ)210 か
ら全方向エッジ検出回路241に読み出すと共にその３走
査ライン中の記録する中央部の走査ラインに相当する画
像濃度データをラッチ回路230に送出する。

【００３５】ラッチ回路230は、全方向エッジ検出回路2
41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。

【００３６】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、遅延回路群282、変調回
路260A〜260C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。

【００３７】遅延回路群282では基準クロックDCK₀に対
し１／ｎ周期ずつ位相差を有する複数の画素クロックDC
K₁,DCK₂を生成する回路であり、ここでは端子φ₀より基
準クロックDCK₀に対し1/3周期だけ位相を遅らせた画素
クロックDCK₁を変調回路260Bへ、また端子φ１からは基
準クロックDCK₀に対して2/3周期遅れ即ち1/3周期だけ位
相を進めた画素クロックDCK₂を変調回路260Cへ出力す
る。

【００３８】全方向エッジ検出回路241は、パラレルに
入力される３走査ライン中の画像濃度データに対して全
方向、つまり縦、横方向及び斜め方向で隣接する複数画
素に対応する画像濃度データ間で逐次微分して後述する
差分値を求め、内蔵メモリから当該差分値に対応する選
択信号を読み出してセレクト回路243及びプリズムドラ
イバ245へ送出する全方向のエッジとその方向を検出す
る回路である。つまり、全方向エッジ検出回路241は、
３走査ラインの隣接する画像濃度データからエッジに相
当するデータを検出し、さらに、エッジの向きを検出す
る。ここで、エッジの向きとは、画像濃度データにおい
て低濃度から高濃度への変化が存在する向きであり、検
出したエッジの向きに従って、セレクト回路243には画
像濃度データをどの出力端子から出力させるか選択する
選択信号を、またプリズムドライバ245にはプリズム電
極454に印加する印加電圧の方向と電圧値を指定する選
択信号を送出する。このようにしてエッジ部の潜像の記
録位置を画像濃度の高い方に寄せる記録位置変調を行
う。

【００３９】前記差分値は、微分値の特定値をαとする
とき、当該微分値がα以上である場合“＋１”とし、微
分値が−α以下である場合“−１”とする。エッジ以外
の画像データ即ち微分値が−αから＋αの間であれば、
差分値は“０”とする。このようにして得られた差分値
が仮に主走査方向において（−１，０）であり、副走査
方向において（０，−１）であり、左斜め方向において
（０，−１）であり、右斜め方向において（０，０）で
あるならば、この差分値の組み合わせに対するレーザス
ポットの移動位置をＲＯＭ中の参照テーブルより読み出
す。この例では、以上の組み合わせの入力データに対し
（＋１，−１）となる。これにより全方向エッジ検出回
路241からは記録位置を主走査方向へは1/3周期，副走査
方向では下方に寄せて記録するよう、（＋１，−１）と
いう選択信号を出力する。

【００４０】また、差分値が主走査方向において（０，
−１）であり、副走査方向において（０，０）であり、
左斜め方向において（０，０）であり、右方向において
（０，０）であるならば、選択信号は（−１，０）とな
り、この場合の記録位置は主走査方向のみへ−1/3周期
変位させる選択信号となる。

【００４１】セレクト回路243は、全方向エッジ検出回
路241からの選択信号に応じて異なる出力端子Ｄ₀〜Ｄ₂
から画像濃度データを出力する。具体的には選択信号が
“０”であれば、出力端子Ｄ₀から画像濃度データを送
出し、Ｄ₁，Ｄ₂から送出する画像濃データは白地の画像
濃度のものを送出する。選択信号が“＋１”であれば、
出力端子Ｄ₁から画像濃度データを送出し、Ｄ₀,Ｄ₂から
送出する画像濃度データは白地の画像濃度に対応する画
像濃度データを送出する。選択信号が“−１”であれ
ば、出力端子Ｄ₂から画像濃度データを送出し、Ｄ₀,Ｄ
１から送出する画像濃度データは白地の画像濃度に対応
する画像濃度データを送出する。

【００４２】変調回路260A〜260Cは、図５に示すように
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、三角波を生成する三角波発生回路263からな
り、セレクト回路243から送出される画像濃度データを
基準クロックDCK₀に同期してＤ／Ａ変換回路261でＤ／
Ａ変換し、三角波発生回路263で生成した三角波を参照
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。変調回路260A〜260Cは、いずれも基準クロック
DCK₀で画像濃度データをＤ／Ａ変換しており、三角波発
生回路263に入力するクロックの位相が異なっている。
従って、変調回路260Aでは基準クロックDCK₀による基準
三角波によってコンパレートし、変調回路260Bでは1/3
周期遅れた三角波によってコンパレートし、変調回路26
0Cでは1/3周期進んだ三角波によってコンパレートす
る。

【００４３】合成回路270は、前述の変調回路260A〜260
Cからの変調信号を合成する回路であり、プリズムドラ
イバ245は、プリズム電極454に印加する電圧値を全方向
エッジ検出回路241からの選択信号に対応した電圧の方
向と値を選択してプリズム電極454に印加する回路であ
る。

【００４４】次ぎに画像処理回路200の動作について説
明する。

【００４５】図６(a)〜(ｉ)は本実施例の画像処理回路
の各部信号を示すタイムチャートである。

【００４６】図６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１走査ライン分の画像濃度データ
が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。この１走査ライン分のディジタ
ル画像濃度データは読出し回路220から同時に全方向エ
ッジ検出回路241及びラッチ回路230に送出する。画像濃
度データは、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。

【００４７】(ｂ)は全方向エッジ検出回路241における
主走査方向のエッジ検出の状態を示すもので、主走査方
向の微分値を示している。前述のように微分値の絶対値
が特定値αを超えるときはエッジ部と判断し、その符号
の正負によってエッジの方向を判断する。他の方向のエ
ッジ検出も同様に行い、記録位置の主走査方向及び副走
査方向への変位位置をＲＯＭテーブルより決定する。出
力値が“０”であれば、同一レベルの画像濃度データが
連続していることを示している。この主走査方向の出力
信号は基準クロックDCK₀に基づいてセレクト回路243に
送出される。

【００４８】ラッチ回路230は、全方向エッジ検出回路2
41の処理に要する時間だけラッチしてセレクト回路243
に送出する。セレクト回路243は、全方向エッジ検出回
路241からの選択信号に基づいて前述のように異なる出
力端子から画像濃度データを送出する。

【００４９】以下(ｃ)〜(ｅ)は選択される参照波と画像
濃度データの組み合わせを示す。

【００５０】(ｃ)は変調回路260Bにおける変調動作を示
しており、変調回路260Bに全方向エッジ検出回路241か
らの出力値が正の値であるときのみ画像濃度データを入
力しており、全方向エッジ検出回路241からの出力値が
他の値では白地の画像濃度データが入力される。このと
きの参照波は基準クロックDCK₀に対し1/3周期遅れたク
ロックDCK₁より生成される繰り返し周期を同一とする三
角波である。これにより変調回路260Bからの出力信号は
(ｆ)に示すように基準クロックDCK₀による三角波でパル
ス幅変調した場合に比べて1/3周期だけ遅れた変調信号
を得ることになる。点線で示した変調信号は位相遅れの
ない三角波によって変調した場合の出力信号である。

【００５１】(ｄ)は変調回路260Aにおける変調動作を示
しており、変調回路260Aには全方向エッジ検出回路241
からの選択信号が“０”である期間での画像濃度データ
を、他の信号では白地の画像濃度データが入力され、基
準クロックDCK₀に基づいた三角波による変調した(ｇ)に
示すような基準位相の変調信号を出力する。

【００５２】(ｅ)は変調回路260Cにおける変調動作を示
し、全方向エッジ検出回路241からの選択信号が負の値
を示した期間に対し、１画素前の画像濃度データを処理
して入力され、選択信号が他の場合は白地の画像濃度デ
ータが入力される。参照波は1/3周期だけ進んだクロッ
クDCK₂による三角波である。これによってコンパレータ
262によりコンパレートされて(ｈ)に示す1/3周期進んだ
パルス幅変調の変調信号を出力する。

【００５３】(ｉ)は合成回路270から出力される変調信
号を示している。上述のようにして、本実施例における
画像処理回路200は、画像濃度データからエッジ及びエ
ッジの向きを全方向エッジ検出回路241で検出すること
により、エッジ部の主走査方向の位置変調を行った１走
査ライン単位の変調信号をレーザドライバ250に合成回
路270を介して出力し、レーザダイオード431を発振させ
る。

【００５４】一方、全方向エッジ検出回路241からの副
走査方向の選択信号は、遅延回路244によって変調回路2
60A〜260C及び合成回路270での処理時間分だけ遅延され
てプリズムドライバ245に出力される。プリズムドライ
バ245は、全方向エッジ検出回路241からの選択信号に基
づいて前記選択したプリズム電極454への印加電圧値を
選択し変調プリズム453の偏向角度を変化させて、レー
ザスポット位置を中央又は選択した副走査方向に変位さ
せることができる。以上のようにして副走査方向の記録
位置変調を行う。

【００５５】図７は以上のような画像処理回路200から
の変調信号で潜像形成した際の模式図である。図７に示
すように主／副走査方向を含む全方向におけるエッジの
方に寄せてエッジ部の点が記録されることになる。この
ように記録位置変調された静電潜像を形成することによ
り、エッジ部の解像度を向上することができる。図７の
点線で示したのは従来の画像形成装置による記録であ
る。

【００５６】次に図１に示した画像形成装置の画像形成
プロセスについて説明する。

【００５７】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(８bitのディジタル濃度デー
タ)により前記変調されたレーザビームの照射により形
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により反転現像され、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。

【００５８】次いでマゼンタデータ(８bitのディジタル
濃度データ)により前記変調された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の現像器442により反転現像されて、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現像器443により順次反転現像されて、
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。

【００５９】本実施例の画像形成装置によれば、感光体
401が優れた高ガンマ特性を有し、しかもこの優れた高
ガンマ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。

【００６０】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図示しない転写器の作用で転写され
る。

【００６１】転写トナー像を担持した記録紙は、図示し
ない分離器により感光体401から分離され、ガイドおよ
び搬送ベルトにより搬送されて図示しない定着装置に搬
入され加熱定着されて排紙皿に排出される。

【００６２】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、カラー
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
す回路を設ければ、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。

【００６３】また、本実施例においては、位相を(０，
±1/3)周期ずらした３つの参照波を用いたが、このほか
の位相差を有する参照波を用いることができる。例え
ば、位相差を(０,±1/4)周期或は(０,±1/6)周期とする
こともできる。また３つ以上の参照波を用い、画像濃度
やエッジ検出結果に応じて随時使い分けることが好まし
い。例えば位相差を(０,±1/6,±2/6)周期とした参照波
を用いても良い。そのようにすれば、画像濃度データに
応じて位相の異なる参照波を選択することにより隣接画
像濃度と調和した鮮鋭度の高い画像を得ることができ
る。

【００６４】さらにまた、電気光学効果素子からなる変
調プリズムを２個用いて主／副両走査方向の位置変調を
簡単に行うことができる。図８はその一例を示す配置図
である。図において、455はレーザビームを紙面に平行
に振動する偏光にする偏光子、453Aは前述の電気光学効
果素子からなる変調プリズム、456は水晶又はファラデ
ィ効果素子を用いた偏光面を90度回転させる旋光素子、
453Bは変調プリズム453Aと同一の変調プリズムでそれを
光軸の回りに90度回転させたものである。この構成によ
り、副走査方向の位置変調は前述のように変調プリズム
453Aによって行い、主走査方向の位置変調は変調プリズ
ム453Bで行う。これにより前記画像処理回路200のセレ
クト回路243、変調回路260B,260C、遅延回路群282等を
省略し主走査方向の選択信号によって作動する変調プリ
ズム453Bのためのプリズムドライバと遅延回路を設ける
だけでよいことになり極めて簡単な画像処理回路とする
ことができる。

【００６５】上記変調プリズム453は回転多面鏡434の面
倒れの補正手段として使用することもできる。すなわ
ち、回転多面鏡434の面倒れ量を事前に測定しておき、
この面倒れによるレーザスポットの変位を打ち消すよう
レーザビームを偏向させる電圧を変調プリズム453のプ
リズム電極454に印加するよう回転多面鏡434の回転に同
期して制御する。これにより、前記シリンドリカルレン
ズ433,436を省略することができる。

【００６６】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、画像濃度
データを参照波信号で変調した変調信号でレーザダイオ
ードを発振して像形成体上に像形成する画像形成装置に
おいて、全方向のエッジを検出する全方向エッジ検出回
路と、前記検出結果に基づいて、画像濃度データと位相
の異なる参照波を選択的に組み合わせて画像濃度に応じ
て記録ドットの大きさと主走査方向の記録位置を変化さ
せる変調手段を有すると共に、走査光学系の光路中に偏
光子と電気光学効果素子からなる変調プリズムを設け、
変調プリズムの印加電圧値を複数段に変化させることに
より偏向角度を複数段に変化させて副走査方向の記録位
置を変位させる記録位置変調手段を備えることにより、
スキャナやＣＧ、フォントデータ等から作られる画像の
鮮鋭度を向上する画像形成装置を提供することができ
た。

【００６７】特に本発明の記録位置変調手段は１個のレ
ーザダイオードを用いて行うので高価なレーザダイオー
ドアレイや複数の遅延回路を必要としないので、構成を
簡単かつ安価にすることができた。

【００６８】また、上記１画素を複数の記録ビームで走
査することと、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例の概略構成を示す
斜視図である。

【図２】図１の感光体上に形成されるレーザスポットを
示す図である。

【図３】図１の変調プリズムの一例を示す斜視図であ
る。

【図４】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５】図４の画像処理回路の変調回路の一例を示すブ
ロック図である。

【図６】本実施例の画像処理回路の各部信号を示すタイ
ムチャートである。

【図７】本発明の変調信号で潜像形成した場合の模式図
である。

【図８】主／副両走査方向の位置変調を変調プリズムで
行う場合の配置図である。

【図９】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１０】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。

【符号の説明】

200 画像処理回路 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 241 全方向エッジ検出回路 243 セレクト回路 244 遅延回路 245 プリズムドライバ 250 レーザドライバ 260A〜260C 変調回路 280 基準クロック発生回路 282 遅延回路群 430 走査光学系 431 レーザダイオード 453 変調プリズム 454 プリズム電極 455 偏光子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷部 孝 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像濃度データを参照波信号で変調した
   変調信号でレーザダイオードを発振して像形成体上に静
   電潜像を形成する画像形成装置において、隣接する画素
   の少なくとも主走査方向及び副走査方向のエッジを検出
   するエッジ検出回路と、該エッジ検出回路の検出結果に
   基づいて制御される電気光学効果素子とによって画素記
   録位置を変調する記録位置変調手段を有することを特徴
   とする画像形成装置。