(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像部と非画像部とを含む画像パターンに応じた光で像担持体の表面を露光して、前記画像パターンに対応する静電潜像を形成する方法であって、
前記画像部は、複数の画素で構成され、
前記画像部を構成する画素群でありかつ前記非画像部との境界にある画素群のうち、前記光のビームサイズよりも小さいサイズの画素群を非露光画素群として露光しないこととし、
前記画像部を構成する画素のうち、前記非露光画素群との境界にある画素群を、その画素群を露光するのに必要な所定光出力値と前記非露光画素群として露光しなくなった画素群を露光するのに必要であった光出力値とを加算した光出力値で露光して高出力露光画素群とする、
ことを特徴とする静電潜像形成方法。
【請求項２】
前記非露光画素群は、主走査方向における画像パターン内の露光部の両端の画素群である、
請求項１記載の静電潜像形成方法。
【請求項３】
光出力値の上限値をＹ、前記非露光画素群の画素数をｎ、としたとき、
前記高出力露光画素群の画素数ｘは、
ｘ≧１００／（Ｙ−１００）・ｎ
を満たす整数の最小値として決定される、
請求項１または２記載の静電潜像形成方法。
【請求項４】
前記高出力露光画素群の光出力値は、
前記画像パターンの両端の画素から前記画像パターンの中心に向かって減少する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の静電潜像形成方法。
【請求項５】
前記高出力露光画素群の光出力値の総和は、非露光画素群を露光した場合の光出力値の総和に相当する、
請求項１乃至４のいずれかに記載の静電潜像形成方法。
【請求項６】
画像部と非画像部とを含む画像パターンに応じた光で像担持体の表面を露光して、前記画像パターンに対応する静電潜像を形成する静電潜像形成装置であって、
前記光を照射する光源と、
前記光源を駆動させる光源駆動電流を生成する光源駆動部と、
前記光源から出射された光を前記潜像担持体に導く光学系と、
を有し、
前記画像部は、複数の画素で構成され、
前記光源駆動部は、
前記画像部を構成する画素の前記非画像部との境界にある画素群のうち、前記光のビームサイズよりも小さいサイズの画素群を非露光画素群として特定し、
前記画像部を構成する画素のうち、前記非露光画素群との境界にある画素群を、前記画像部を露光するのに必要な所定光出力値より高い光出力値の光で露光される高出力露光画素群として特定し、
特定された前記高出力露光画素群を、前記高出力露光画素とした画素を露光するのに必要であった所定光出力値に、前記非露光画素群を露光するのに必要であった所定光出力値を加算した出力値で前記光源を駆動する、
ことを特徴とする静電潜像形成装置。
【請求項７】
前記非露光画素群は、主走査方向における前記画像部の両端に等しく設けられている、
請求項６記載の静電潜像形成装置。
【請求項８】
前記光源駆動部は、前記画像パターンの両端の画素から前記画像パターンの中心に向かって減少するように前記高出力露光画素群の光出力値を制御する、
請求項６または７記載の静電潜像形成装置。
【請求項９】
画像部と非画像部とを含む画像パターンに応じた光で像担持体の表面を露光して、前記画像パターンに対応する静電潜像を形成して画像を形成する画像形成装置であって、
前記光を照射する光源と、
前記光源を駆動させる光源駆動電流を生成する光源駆動部と、
前記光源から出射された光を前記潜像担持体に導く光学系と、
を有し、
前記画像部は、複数の画素で構成され、
前記光源駆動部は、
前記画像部を構成する画素の前記非画像部との境界にある画素群のうち、前記光のビームサイズよりも小さいサイズの画素群を非露光画素群として特定し、
前記画像部を構成する画素のうち、前記非露光画素群との境界にある画素群を、前記画像部を露光するのに必要な所定光出力値より高い光出力値の光で露光される高出力露光画素群として特定し、
特定された前記高出力露光画素群を、前記高出力露光画素とした画素を露光するのに必要であった所定光出力値に、前記非露光画素群を露光するのに必要であった所定光出力値を加算した出力値で前記光源を駆動する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
画像部と非画像部とを含む画像パターンに応じた光で像担持体の表面を露光して、前記画像パターンに対応する静電潜像を形成する工程を有する印刷物の生産方法であって、
前記画像部は、複数の画素で構成され、
前記静電潜像を形成する工程において、前記画像部を構成する画素の前記非画像部との境界にある画素群のうち、前記光のビームサイズよりも小さいサイズの画素群を非露光画素群として露光しないこととし、
前記画像部を構成する画素のうち、前記非露光画素群との境界にある画素群を、その画素群を露光するのに必要な所定光出力値と前記非露光画素群として露光しなくなった画素群を露光するのに必要であった光出力値とを加算した光出力値で露光して高出力露光画素群とする、
ことを特徴とする印刷物の生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像形成方法、静電潜像形成装置、画像形成装置、および印刷物の生産方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の画素で構成され画像部と非画像部を含む画像データに基づいて規定された認識パターン（以下「画像パターン」という。）から、像担持体を露光する光の出力値を変化させて画像を形成する画像形成装置が知られている（例えば特許文献１、２参照。）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１や特許文献２には、画像パターン全体の光出力値の合算値を制御することや、光出力値の上限値、あるいは画像パターンを構成する画素数に基づいて非露光画素や高い光出力値で露光する画素を特定することが開示されていない。
【０００４】
本発明は、高画質な画像を形成することができる静電潜像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、
画像部と非画像部とを含む画像パターンに応じた光で像担持体の表面を露光して、前記画像パターンに対応する静電潜像を形成する方法であって、
前記画像部は、複数の画素で構成され、
前記画像部を構成する画素群でありかつ前記非画像部との境界にある画素群のうち、前記光のビームサイズよりも小さいサイズの画素群を非露光画素群として露光しないこととし、
前記画像部を構成する画素のうち、前記非露光画素群との境界にある画素群を、その画素群を露光するのに必要な所定光出力値と前記非露光画素群として露光しなくなった画素群を露光するのに必要であった光出力値とを加算した光出力値で露光して高出力露光画素群とする、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高画質な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施の形態を示す中央断面図である。
【図２】上記画像形成装置のコロトロン型帯電装置を示す模式図である。
【図３】上記画像形成装置のスコロトロン型帯電装置を示す模式図である。
【図４】上記画像形成装置を構成する光走査装置の例を示す模式図である。
【図５】上記光走査装置の光源の例を示す模式図である。
【図６】上記光走査装置の光源の別の例を示す模式図である。
【図７】図１の画像形成装置を構成するプリンタ制御装置及び走査制御装置の例を示すブロック図である。
【図８】上記画像形成装置の画像処理部の例を示すブロック図である。
【図９】上記画像処理部の画像処理ユニットの例を示すブロック図である。
【図１０】静電潜像計測装置の例を示す中央断面図である。
【図１１】上記静電潜像計測装置の真空チャンバの例を示す中央断面図である。
【図１２】加速電圧と帯電との関係を示す模式図である。
【図１３】加速電圧と帯電電位との関係を示すグラフである。
【図１４】試料面上の２次電子による電位分布を示す模式図である。
【図１５】試料面上の２次電子による電荷分布を示す模式図である。
【図１６】図４の光走査装置による潜像画像パターンの例を示す模式図である。
【図１７】図４の光走査装置による潜像画像パターンの別の例を示す模式図である。
【図１８】図４の光走査装置による潜像画像パターンのさらに別の例を示す模式図である。
【図１９】図４の光走査装置による潜像画像パターンのさらに別の例を示す模式図である。
【図２０】グリッドメッシュ配置による測定例を示す中央断面図である。
【図２１】｜Ｖａｃｃ｜≧｜Ｖｐ｜のときの入射電子の挙動を示す模式図である。
【図２２】｜Ｖａｃｃ｜＜｜Ｖｐ｜のときの入射電子の挙動を示す模式図である。
【図２３】潜像深さの計測結果の例を示す模式図である。
【図２４】参考例における静電潜像方法の例を示す模式図である。
【図２５】本実施の形態に係る静電潜像形成方法の例を示す模式図である。
【図２６】上記静電潜像形成方法の別の例を示す模式図である。
【図２７】上記静電潜像形成方法のさらに別の例を示す模式図である。
【図２８】画像パターンの一部分を所定光出力値で露光する場合の露光パターンの例を示す模式図である。
【図２９】画像パターンの非画像部との境界画素を高出力露光画素群として露光する場合の露光パターンの例を示す模式図である。
【図３０】画像パターンの非画像部との境界画素を高出力露光画素群として露光する場合の露光パターンの別の例を示す模式図である。
【図３１】画像パターンの非画像部との境界画素を高出力露光画素群として露光する場合の露光パターンのさらに別の例を示す模式図である。
【図３２】画像パターンの非画像部との境界画素を高出力露光画素群として露光する場合の露光パターンの別の例を示す模式図である。
【図３３】画像パターンの非画像部との境界画素を高出力露光画素群として露光する場合の露光パターンのさらに別の例を示す模式図である。
【図３４】本実施の形態に係る静電潜像形成方法による露光パターンの例を示す模式図である。
【図３５】本実施の形態に係る静電潜像形成方法による露光パターンの別の例を示す模式図である。
【図３６】本実施の形態に係る静電潜像形成方法のフローチャートである。
【図３７】線幅の異なるラインパターンと露光パターンの例を示す模式図である。
【図３８】線幅の異なるラインパターンに本実施の形態に係る静電潜像形成方法を適用した場合の露光パターンの例を示す模式図である。
【図３９】本実施の形態に係る静電潜像形成方法により対角強調した露光パターンの例を示す模式図である。
【図４０】本実施の形態に係る静電潜像形成方法により対角強調した露光パターンの別の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る静電潜像形成方法、静電潜像形成装置、画像形成装置、および印刷物の生産方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
●画像形成装置●
まず、本発明に係る画像形成装置について説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を示す中央断面図である。同図には、本発明に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。
【００１１】
レーザプリンタ１０００は、感光体ドラム１０３０の周りに、帯電、露光、現像、転写、クリーニングという電子写真プロセスを実行するための装置が、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って上記の順に配置されている。
【００１２】
具体的には、帯電プロセスを実行する帯電装置１０３１、露光プロセスを実行する光走査装置１０１０、現像プロセスを実行する現像装置、転写プロセスを実行する転写装置１０３３、クリーニングプロセスを実行するクリーニングユニット１０３５を有する。転写装置１０３３とクリーニングユニット１０３５との間には、除電ユニット１０３４が配置されている。
【００１３】
現像装置は、トナーカートリッジ１０３６と、トナーカートリッジ１０３６から供給されるトナーを感光体ドラム１０３０の表面に付着させて感光体ドラム１０３０面の潜像をトナーによって可視化する現像ローラ１０３２を有している。
【００１４】
転写装置１０３３は、給紙トレイ１０３８から給紙コロ１０３７によって引き出される記録紙１０４０に、感光体ドラム１０３０面のトナー像を転写する。記録紙１０４０は、レジストローラ１０３９により先端が位置決めされ、感光体ドラム１０３０面のトナー像に同期して、定着装置１０４１に搬送される。定着装置１０４１」でトナー像が定着された１０４０は、排紙ローラ１０４２により排紙トレイ１０４３に送り出される。
【００１５】
レーザプリンタ１０００は、通信制御装置１０５０と、プリンタ制御装置１０６０とを有する。
【００１６】
以上説明したレーザプリンタ１０００の構成要素は、プリンタ筐体１０４４の内部の所定位置に収容されている。
【００１７】
通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコンなどの情報処理装置）との双方向の通信を制御する。
【００１８】
プリンタ制御装置１０６０は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）とを有する。また、プリンタ制御装置１０６０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器とを有する。プリンタ制御装置１０６０は、上位装置からの要求に応じて各部を統括的に制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置１０１０に送る。
【００１９】
ＲＯＭには、ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及びこのプログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されている。
【００２０】
ＲＡＭは、ＣＰＵの作業用の一時書き込み可能なメモリである。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換器は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００２２】
感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材の潜像担持体であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。感光体ドラム１０３０は、不図示の駆動機構により図１における矢印方向に回転される。
【００２３】
帯電装置１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。帯電装置１０３１には、例えばオゾン発生の少ない接触式の帯電ローラや、コロナ放電を利用するコロナチャージャを用いることができる。
【００２４】
図２は、画像形成装置のコロトロン型帯電装置を示す模式図である。また、図３は、画像形成装置のスコロトロン型帯電装置を示す模式図である。帯電装置１０３１は、図２に示すコロトロン型帯電装置であってもよいし、図３に示すスコロトロン型帯電装置であってもよいし、不図示のローラ型帯電装置であってもよい。
【００２５】
図１に戻り、光走査装置１０１０は、帯電装置１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面を、プリンタ制御装置１０６０からの画像情報に基づいて変調された光束により走査して露光する。光走査装置１０１０は、感光体ドラム１０３０の表面に画像情報に対応した静電潜像を形成する。
【００２６】
光走査装置１０１０により形成された静電潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像装置の方向に移動する。光走査装置１０１０の詳細については後述する。
【００２７】
トナーカートリッジ１０３６にはトナー（現像剤）が格納されている。トナーは、トナーカートリッジ１０３６から現像ローラ１０３２に供給される。
【００２８】
現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて、静電潜像を顕像化させる。ここで、トナーが付着した像（以下「トナー像」ともいう。）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写装置１０３３の方向に移動する。
【００２９】
給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されている。
【００３０】
給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚ずつ取り出す。記録紙１０４０は、感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写装置１０３３との間隙に向けて、給紙トレイ１０３８から送り出される。
【００３１】
転写装置１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。トナー像が転写された記録紙１０４０は、定着装置１０４１に送られる。
【００３２】
定着装置１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。トナーが定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次積層され、印刷物が製造される。
【００３３】
除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
【００３４】
クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、帯電装置１０３１に対向する位置に戻る。
【００３５】
本発明に係る画像形成装置において、帯電装置と、露光装置としての光走査装置と、感光体と、画像パターンを光出力に変換するための画像処理部とにより、静電潜像が形成される。つまり、帯電装置と、光走査装置と、感光体と、画像処理部とは、本発明に係る静電潜像形成装置を構成する。
【００３６】
複写機やレーザプリンタといった電子写真方式における出力画像を得るためのプロセスは、以下のとおりである。電子写真方式では、帯電工程において潜像担持体の一つである感光体を均一に帯電させ、露光工程において感光体に光を照射して部分的に電荷を逃がす。このようにすることで、電子写真方式では、感光体に静電潜像を形成することができる。
【００３７】
●光走査装置の構成
次に、画像形成装置を構成する光走査装置１０１０の構成について説明する。
【００３８】
図４は、光走査装置１０１０の例を示す模式図である。同図に示すように、光走査装置１０１０は、光源１１と、コリメートレンズ１２と、シリンドリカルレンズ１３と、ミラー１４と、ポリゴンミラー１５と、第１走査レンズ２１とを備える。また、光走査装置１０１０は、第２走査レンズ２２と、ミラー２４と、同期検知センサ２６と、走査制御装置（不図示）とを備える。
【００３９】
光走査装置１０１０は、光学ハウジング（不図示）の所定位置に組み付けられている。
【００４０】
なお、以下の説明において、感光体ドラム１０３０の長手方向（回転軸方向）に沿った方向をＸＹＺ３次元直交座標系のＹ軸方向とし、ポリゴンミラー１５の回転軸に沿った方向をＺ軸方向とし、Ｙ軸とＺ軸の双方に垂直な方向をＸ軸方向とする。
【００４１】
以下の説明において、各光学部材の主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」とし、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」とする。
【００４２】
光源１１は、例えば２次元配列された複数の発光部を有している。各発光部は、全ての発光部を副走査対応方向に延びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等しくなるように配置されている。
【００４３】
ここで、光源１１には、半導体レーザ（ＬＤ：Laser Diode）や、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などを用いることができる。
【００４４】
図５は、光走査装置１０１０の光源の例を示す模式図である。同図において、光源１１Ａは、マルチビーム光源として、４個の半導体レーザが配列されて構成される半導体レーザアレイである。また、光源１１Ａは、コリメートレンズ１２の光軸方向に対して垂直に配置されている。
【００４５】
図６は、光走査装置１０１０の光源の別の例を示す模式図である。同図において、光源１１Ｂは、発光点がＹ軸方向とＺ軸方向とを含む平面上に配置された、例えば波長７８０ｎｍの垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）である。
【００４６】
光源１１Ｂは、例えば、水平方向（主走査方向、Ｙ軸方向）に３個、垂直方向（副走査方向、Ｚ軸方向）に４個、計１２個の発光点を有する。
【００４７】
光源１１Ｂは、光走査装置１０１０に適用する場合に、一つの走査線上を水平方向に配置した３つの発光点により走査することで、垂直方向の４本の走査線を同時に走査することもできる。
【００４８】
以下の説明において、「発光部間隔」とは、２つの発光部の中心間距離をいう。
【００４９】
図４に戻り、コリメートレンズ１２は、光源１１から射出された光の光路上に配置され、光を平行光または略平行光に屈折する。
【００５０】
シリンドリカルレンズ１３は、ポリゴンミラー１５の偏向反射面近傍に、コリメートレンズ１２を通過した光をＺ軸方向（副走査方向）にのみ集束する。
【００５１】
シリンドリカルレンズ１３は、ポリゴンミラー１５の反射面近傍に、主走査方向（Ｙ軸方向）に長い線像として光源１１から出射された光を結像させる。
【００５２】
ミラー１４は、シリンドリカルレンズ１３を通過して結像した光をポリゴンミラー１５に向けて反射する。
【００５３】
光源１１とポリゴンミラー１５との間の光路上に配置されている光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。
【００５４】
ポリゴンミラー１５は、感光体ドラム１０３０の長手方向（回転軸方向）に直交する回転軸まわりに回転する多面鏡である。ポリゴンミラー１５の各鏡面は、偏向反射面である。
【００５５】
ポリゴンミラー１５は、不図示の駆動用ＩＣ（Integrated Circuit）が不図示のモータ部に適切なクロックを与えることで、所望の速度で等速回転する。
【００５６】
ポリゴンミラー１５は、モータ部により矢印方向に等速回転されると、偏向反射面で反射された複数の光ビームが、それぞれ偏向ビームとなって等角速度的に偏向される。
【００５７】
第１走査レンズ２１と、第２走査レンズ２２と、ミラー２４と、同期検知センサ２６は、走査光学系を構成する。走査光学系は、ポリゴンミラー１５で偏向された光の光路上に配置される。
【００５８】
第１走査レンズ２１は、ポリゴンミラー１５で偏向された光の光路上に配置されている。
【００５９】
第２走査レンズ２２は、第１走査レンズ２１を介した光の光路上に配置されている。
【００６０】
ミラー２４は、長尺平面鏡であり、第２走査レンズ２２を介した光の光路を、感光体ドラム１０３０に向かう方向に折り曲げる。
【００６１】
すなわち、ポリゴンミラー１５で偏向された光は、第１走査レンズ２１と、第２走査レンズ２２とを介して感光体ドラム１０３０に照射され、感光体ドラム１０３０表面に光スポットを形成する。
【００６２】
感光体ドラム１０３０表面の光スポットは、ポリゴンミラー１５の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に沿って移動する。ここで、感光体ドラム１０３０表面上の光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。
【００６３】
同期検知センサ２６は、ポリゴンミラー１５からの光を受光し、受光光量に応じた信号（光電変換信号）を走査制御装置に出力する。ここで、同期検知センサ２６の出力信号は、「同期検知信号」ともいう。
【００６４】
図４に示すように、光走査装置１０１０では、ポリゴンミラー１５の１つの偏向反射面による走査で感光体ドラム１０３０の被走査面上の複数のラインを同時に走査する。各発光点の発光信号を制御する画像処理部内のバッファメモリには、各発光点に対応する１ライン分の印字データが蓄えられている。
【００６５】
印字データは、ポリゴンミラー１５のそれぞれの偏向反射面ごとに読み出され、潜像担持体としての感光体ドラム１０３０上の走査線上で印字データに対応して光ビームが点滅し、走査線にしたがって静電潜像が形成される。
【００６６】
●プリンタ制御装置・走査制御装置
次に、本発明に係る画像形成装置のプリンタ制御装置及び走査制御装置について説明する。
【００６７】
図７は、図１の画像形成装置を構成するプリンタ制御装置１０６０及び走査制御装置１６を示すブロック図である。同図に示すように、プリンタ制御装置１０６０は、レーザプリンタ１０００の各構成部を統括的に制御する制御部（不図示）、画像処理部１０６０ａ、露光量設定部１０６０ｂ等を有している。
【００６８】
画像処理部１０６０ａは、後述する画像処理が施された画像データ、オブジェクト情報を識別するタグデータ等を露光量設定部１０６０ｂに出力する。
【００６９】
露光量設定部１０６０ｂは、画像処理部１０６０ａからの画像処理後の画像データの各露光画素の露光量の設定を行い、露光量設定後の画像データ、タグデータ等を走査制御装置１６に出力する。
【００７０】
画像処理部１０６０ａから露光量設定部１０６０ｂに送られる画像データは、白部（非露光画素群）と黒部（露光部）とが画素ごとに指定されている。
【００７１】
露光量設定部１０６０ｂについては、後に詳述する。
【００７２】
走査制御装置１６は、露光量設定部１０６０ｂからの露光量設定後の画像データ、タグデータ等に基づいて、感光体ドラム１０３０の表面を走査して、感光体ドラム１０３０の表面に静電潜像を形成する。
【００７３】
走査制御装置１６は、露光量設定部１０６０ｂからの画像データ及びタグデータ等を必要に応じて光源の駆動情報を生成し、駆動情報を用いて光源の各発光部を駆動する。
【００７４】
走査制御装置１６は、基準クロック生成回路４２２、画素クロック生成回路４２５、光源変調データ生成回路４０７、光源選択回路４１４、書込みタイミング信号生成回路４１５、及び光源駆動回路４２０を有している。
【００７５】
図７における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
【００７６】
基準クロック生成回路４２２は、光源駆動制御部１０１９全体の基準となる高周波クロック信号を生成する。
【００７７】
画素クロック生成回路４２５は、主にＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路からなる。画素クロック生成回路４２５は、同期信号ｓ１９と基準クロック生成回路４２２からの高周波クロック信号とに基づいて、画素クロック信号を生成する。
【００７８】
画素クロック信号は、周波数が高周波クロック信号と同一であり、位相が同期信号ｓ１９と一致している。
【００７９】
したがって、画素クロック生成回路４２５は、画素クロック信号に画像データを同期させることで、走査ごとの書込み位置を制御することができる。
【００８０】
生成された画素クロック信号は、駆動情報の１つとして光源駆動回路４２０に供給されるとともに、光源変調データ生成回路４０７にも供給される。光源変調データ生成回路４０７に供給された画素クロック信号は、書込みデータｓ１６のクロック信号として使われる。
【００８１】
光源変調データ生成回路４０７は、本発明に係る画像形成装置の光源駆動部に相当する。光源変調データ生成回路４０７は、画像処理ユニット（ＩＰＵ)などからの画像情報に基づいて、発光部毎の書込みデータｓ１６を作成する。書込みデータｓ１６は、駆動情報の１つとして、画素クロック信号のタイミングにより光源駆動回路４２０に供給される。
【００８２】
光源変調データ生成回路４０７は、本実施の形態に係る静電潜像形成方法による潜像を形成するために、画像処理ユニットからの画像パターン情報やタグ情報に基づいて画像データをＰＭ＋ＰＷＭ信号による露光パターンに変換する。
【００８３】
光源選択回路４１４は、光源が発光部を複数含む場合に用いられる回路であり、走査光の像面が走査終端に達すると、次の走査の開始を検知するのに用いられる発光部を複数（例えば３２個）の発光部から選択し、選択された発光部を指定する信号を出力する。この光源選択回路４１４の出力信号ｓ１４は、駆動情報の１つとして光源駆動回路４２０に供給される。なお、光源に単一の発光部を用いる場合には、光源選択回路４１４を設けなくても良い。
【００８４】
書込みタイミング信号生成回路４１５は、同期信号ｓ１に基づいて書き込み開始のタイミングを求め、そのタイミング信号である出力信号ｓ１５を上記駆動情報の１つとして光源駆動回路４２０に出力する。
【００８５】
光源駆動回路４２０は、駆動情報に基づいて光源の各発光部の駆動電流（例えばパルス電流）を生成し、発光部に駆動電流を供給する。
【００８６】
画像形成装置１０００では、画像部における主走査方向の位置に対応して（画像部の露光開始からの時間に対応して）光出力値を変化させながら露光を行う。図７に示す構成により、光源駆動回路４２０は、パルス幅変調と光量変調（ＰＷＭ＋ＰＷ変調）とを同時に実行することによって光源駆動電流を生成することができる。
【００８７】
光源駆動回路４２０は、光源変調データから得られた光源変調信号を電流に変換することができるため、画像形成装置１０００では、光出力と点灯時間を同時に制御可能なＰＭ＋ＰＷＭ変調信号を生成することができる。
【００８８】
図８は、画像形成装置１０００の画像処理部の例を示すブロック図である。同図に示すように、画像処理部は、画像処理ユニット（ＩＰＵ：Image Processing Unit）１０１と、コントローラ部１０２と、メモリ部１０３と、光書込出力部１０４と、スキャナ部１０５と、を備える。
【００８９】
図９は、画像処理部の画像処理ユニット１０１を示すブロック図である。同図に示すように、画像処理ユニット１０１は、濃度変換部１０１ａと、フィルタ部１０１ｂと、色補正部１０１ｃと、セレクタ部１０１ｄと、階調補正部１０１ｅと、階調処理部１０１ｆと、を備えている。
【００９０】
濃度変換部１０１ａは、ルックアップテーブルを用いてスキャナ部１０５からのＲＧＢの画像データを濃度データに変換して、フィルタ部１０１ｂに出力する。
【００９１】
フィルタ部１０１ｂは、濃度変換部１０１ａから入力される濃度データに対して、平滑化処理やエッジ強調処理等の画像補正処理を施して、色補正部１０１ｃに出力する。
【００９２】
色補正部１０１ｃは、色補正（マスキング）処理を施す。
【００９３】
セレクタ部１０１ｄは、画像処理ユニット１０１の制御下で、色補正部１０１ｃから入力される画像データに対して、Ｃ（Cyan）、Ｍ（Magenta）、Ｙ（Yellow）、Ｋ（Key Plate）のいずれかを選択する。セレクタ部１０１ｄは、選択したＣ、Ｙ、Ｍ、Ｋのデータを階調補正部１０１ｅに出力する。
【００９４】
階調補正部１０１ｅには、セレクタ部１０１ｄから入力されるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのデータが予め格納されている。階調補正部１０１ｅには、入力データに対してリニアな特性が得られるγカーブを設定する。
【００９５】
階調処理部１０１ｆは、階調補正部１０１ｅから入力される画像データに対してディザ処理等の階調処理を施して、信号を光書込出力部１０４に出力する。
【００９６】
図８に戻り、コントローラ部１０２は、画像データに対して回転・リピート・集約・圧縮伸張などの処理を行ったあと、処理後の画像データを再度ＩＰＵに出力する。
【００９７】
メモリ部１０３には、種々のデータを記憶するためのルックアップテーブルを用意しておく。
【００９８】
光書込出力部１０４は、制御ドライバにより点灯データに応じて、光源１１の光変調を行い、感光体ドラム１０３０に静電潜像を形成する。光書込出力部１０４は、後述の階調処理部からの入力信号に基づいて静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、上述の現像装置１０３２、転写装置１０３３などにより、記録紙に画像を形成する。
【００９９】
スキャナ部１０５は、画像を読み込み、この画像に基づいてＲＧＢ（Red Green Blue）データなどの画像データを生成する。
【０１００】
なお、画像処理ユニット１０１は、画像処理前の画像データ又は画像処理後の画像データ（濃度データ）を必要に応じてコントローラ部１０２に出力する。
【０１０１】
●静電潜像計測装置の構成
次に、本実施の形態に係る静電潜像形成方法により形成された静電潜像の状態を確認することができる、静電潜像計測装置の構成について説明する。
【０１０２】
図１０は、静電潜像計測装置を示す中央断面図である。同図において、静電潜像計測装置３００は、荷電粒子照射系４００と、光走査装置１０１０と、試料台４０１と、検出器４０２と、ＬＥＤ４０３と、不図示の制御系と排出系と駆動用電源などを備えている。
【０１０３】
荷電粒子照射系４００は、真空チャンバ３４０内に配置されている。荷電粒子照射系４００は、電子銃３１１と、引き出し電極３１２と、加速電極３１３と、コンデンサレンズ３１４と、ビームブランカ３１５と、仕切り板３１６とを有している。また、荷電粒子照射系４００は、可動絞り３１７と、スティグメータ３１８と、走査レンズ３１９と、対物レンズ３２０とを有している。
【０１０４】
以下の説明において、電子銃３１１の光線の進行方向をｃ軸方向とし、ｃ軸方向に直交する面内において互いに直交する２つの方向をａ軸方向及びｂ軸方向として説明する。
【０１０５】
電子銃３１１は、荷電粒子ビームとしての電子ビームを発生させる。以下の説明において、電子銃３１１の電子ビームの進行方向を＋ｃ軸方向とする。
【０１０６】
引き出し電極３１２は、電子銃３１１の＋ｃ軸側に配置され、電子銃３１１で発生された電子ビームを制御する。
【０１０７】
加速電極３１３は、引き出し電極３１２の＋ｃ軸側に配置され、電子ビームのエネルギーを制御する。
【０１０８】
コンデンサレンズ３１４は、加速電極３１３の＋ｃ軸側に配置され、電子ビームを集束させる。
【０１０９】
ビームブランカ３１５は、コンデンサレンズ３１４の＋ｃ軸側に配置され、電子ビームの照射をオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）させる。
【０１１０】
仕切り板３１６は、ビームブランカ３１５の＋ｃ軸側に配置され、中央に開口を有している。
【０１１１】
可動絞り３１７は、仕切り板３１６の＋ｃ軸側に配置され、仕切り板３１６の開口を通過した電子ビームのビーム径を調整する。
【０１１２】
スティグメータ３１８は、可動絞り３１７の＋ｃ軸側に配置され、非点収差を補正する。
【０１１３】
走査レンズ３１９は、スティグメータ３１８の＋ｃ軸側に配置され、スティグメータ３１８を介した電子ビームをａｂ面内で偏向する。
【０１１４】
対物レンズ３２０は、走査レンズ３１９の＋ｃ軸側に配置され、走査レンズ３１９を介した電子ビームを収束させる。対物レンズ３２０を介した電子ビームは、ビーム射出開口部３２１を通過して試料３２３の表面に照射される。
【０１１５】
各レンズ等には、不図示の駆動用電源が接続されている。
【０１１６】
なお、荷電粒子とは、電界や磁界の影響を受ける粒子をいう。荷電粒子を照射するビームは、電子ビームに代えて、例えばイオンビームを用いてもよい。この場合は、電子銃に代えて、液体金属イオン銃などが用いられる。
【０１１７】
試料３２３は、感光体であり、導電性支持体、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、及び電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を有している。
【０１１８】
電荷発生層は、電荷発生材料（ＣＧＭ：Charge Generation Material）を含み、導電性支持体の−ｃ軸側の面上に形成されている。電荷輸送層は、電荷発生層の−ｃ軸側の面上に形成されている。
【０１１９】
試料３２３は、表面（−ｃ側の面）に電荷が帯電している状態で露光されると、電荷発生層の電荷発生材料によって光が吸収され、正負両極性のチャージキャリアがそれぞれ発生する。このキャリアは、電界によって、一方は電荷輸送層に、他方は導電性支持体に注入される。
【０１２０】
電荷輸送層に注入されたキャリアは、電界によって電荷輸送層の表面にまで移動し、表面の電荷と結合して消滅する。これにより、試料３２３の表面（−ｃ側の面）には、電荷分布、すなわち、静電潜像が形成される。
【０１２１】
光走査装置１０１０は、光源、カップリングレンズ、開口板、シリンドリカルレンズ、ポリゴンミラー、走査光学系などを有している。また、光走査装置１０１０は、ポリゴンミラーの回転軸に平行な方向に関して光を走査させるための走査機構（不図示）も有している。
【０１２２】
光走査装置１０１０から出射された光は、反射ミラー３７２及び窓ガラス３６８を介して試料３２３の表面を照射する。
【０１２３】
試料３２３の表面における光走査装置１０１０から射出される光の照射位置は、ポリゴンミラーでの偏向及び走査機構での偏向によって、ｃ軸方向に直交する平面上の互いに直交する２つの方向に沿って変化する。このとき、ポリゴンミラーでの偏向による照射位置の変化方向は主走査方向であり、走査機構での偏向による照射位置の変化方向は副走査方向である。ここでは、ａ軸方向が主走査方向、ｂ軸方向が副走査方向となるように設定されている。
【０１２４】
このように、静電潜像計測装置３００は、光走査装置１０１０から射出される光によって試料３２３の表面を２次元的に走査することができる。すなわち、静電潜像計測装置３００は、試料３２３の表面に２次元的な静電潜像を形成することが可能である。
【０１２５】
ところで、光走査装置１０１０は、ポリゴンミラーの駆動モータにより生じる振動や電磁波が電子ビームの軌道に影響を与えないように、真空チャンバ３４０の外に設けられている。これにより、測定結果に及ぼす外乱の影響を抑制することができる。
【０１２６】
検出器４０２は、試料３２３の近傍に配置され、試料３２３からの２次電子を検出する。
【０１２７】
ＬＥＤ４０３は、試料３２３の近傍に配置され、試料３２３を照明する光を射出する。ＬＥＤ４０３は、測定後に試料３２３の表面に残留している電荷を消去するために用いられる。
【０１２８】
走査光学系を保持する光学ハウジングは、走査光学系全体をカバーで覆い、真空チャンバ内部へ入射する外光（有害光）を遮光するようにしてもよい。
【０１２９】
走査光学系において、走査レンズは、fθ特性を有しており、光偏光器が一定速度で回転しているときに、光ビームが像面に対して略等速に移動する構成となっている。また、走査光学系において、ビームスポット径も略一定に走査することができるように構成されている。
【０１３０】
静電潜像計測装置３００では、走査光学系が真空チャンバに対して離れて配置されるので、ポリゴンスキャナ等の光偏向器を駆動する際に発生する振動が直接真空チャンバ３４０に伝播されることによる影響は少ない。
【０１３１】
走査光学系を保持する不図示の構造体にダンパなどの防振手段を設けることで、さらに高い防振効果を得ることができる。
【０１３２】
走査光学系を設けることにより、静電潜像計測装置３００では、感光体の母線方向に対して、ラインパターンを含めた任意の潜像パターンを形成することができる。
【０１３３】
所定の位置に潜像パターンを形成するために、光偏向手段からの走査ビームを検知する同期検知センサ２６を有してもよい。
【０１３４】
試料の形状は、平面であっても曲面であってもよい。
【０１３５】
図１１は、真空チャンバの例を示す中央断面図である。同図に示すように、真空チャンバは、鉛直軸に対して４５°の位置に、外部から真空チャンバ内部に光源からの光を入射させるためのガラス窓３２６が設けられている。真空チャンバの外部には、光走査装置１０１０が配置されている。
【０１３６】
光走査装置１０１０は、光源、光偏向器としてのポリゴンミラー、走査レンズ、および同期検知手段等を有している。光走査装置１０１０を保持する光学ハウジングは、光走査装置１０１０全体をカバーで覆い、真空チャンバ内部へ入射する外光（有害光）を遮光してもよい。
【０１３７】
●静電潜像計測の方法
次に、静電潜像計測の方法について説明する。
【０１３８】
図１２は、加速電圧と帯電との関係を示す模式図である。まず、静電潜像計測にあたり、静電潜像計測装置３００では、感光体の試料３２３に電子ビームを照射させる。
【０１３９】
図１２に示すように、加速電極３１３に印加される電圧である加速電圧｜Ｖａｃｃ｜として、試料３２３での２次電子放出比が１となる電圧よりも高い電圧が設定される。このように加速電圧を設定することにより、試料３２３では、入射電子の量が放出電子の量よりも上回るため電子が試料３２３に蓄積され、チャージアップを起こす。この結果、静電潜像計測装置３００では、試料３２３の表面をマイナス電荷で一様に帯電させることができる。
【０１４０】
図１３は、加速電圧と帯電電位との関係を示すグラフである。同図に示すように、加速電圧と帯電電位との間には、一定の関係がある。このため、静電潜像計測装置３００では、加速電圧と照射時間を適切に設定することにより、試料３２３の表面に、画像形成装置１０００における感光体ドラム１０３０と同様な帯電電位を形成することができる。
【０１４１】
なお、照射電流の大きいほうが、短時間で目的の帯電電位に到達することができるため、ここでは照射電流を数ｎＡとしている。
【０１４２】
その後、静電潜像計測装置３００では、静電潜像が観察できるように、試料３２３における入射電子量を１／１００倍〜１／１０００倍にする。
【０１４３】
静電潜像計測装置３００では、光走査装置１０１０を制御して、試料３２３の表面を２次元的に光走査し、試料３２３に静電潜像を形成する。なお、光走査装置１０１０は、試料３２３の表面に所望のビーム径及びビームプロファイルの光スポットが形成されるように調整されている。
【０１４４】
静電潜像の形成に必要な露光エネルギーは、試料の感度特性によって決まるが、通常、２〜１０ｍＪ／ｍ２程度である。感度が低い試料では、必要な露光エネルギーは１０ｍＪ／ｍ２以上になる場合がある。つまり、帯電電位や必要な露光エネルギーは、試料の感光特性やプロセス条件に合わせて設定される。静電潜像計測装置３００の露光条件は、画像形成装置１０００に合わせた露光条件と同様に設定されている。
【０１４５】
そこで、このような場合には、静電場の環境や電子軌道をあらかじめ計算しておき、その計算結果に基づいて検出結果を補正することにより、静電潜像のプロファイルを高精度に求めることができる。
【０１４６】
図１４は、試料面上の２次電子による電位分布を示す模式図である。同図において、荷電粒子を捕獲する検出器４０２と、試料３２３との間の空間における電位分布とを、等高線で説明図的に示す。
【０１４７】
試料３２３の表面は、光減衰により電位が減衰した部分を除いては負極性に一様に帯電した状態であり、検出器４０２には正極性の電位が与えられている。そのため、実線で示される電位等高線群においては、試料３２３の表面から検出器４０２に近づくにしたがい電位が高くなる。
【０１４８】
したがって、図１４において、負極性に均一帯電している部分であるＱ１点やＱ２点で発生した２次電子ｅ１１、ｅ１２は、検出器４０２の正電位に引かれ、矢印Ｇ１や矢印Ｇ２で示されるように変位し、検出器４０２に捕獲される。
【０１４９】
一方、図１４において、Ｑ３点は光照射されて負電位が減衰した部分であり、Ｑ３点近傍では電位等高線の配列は破線で示されるように、Ｑ３点を中心とした半円形の波紋状に広がる。この波紋状の電位分布では、Ｑ３点に近いほど電位が高くなっている。
【０１５０】
換言すると、Ｑ３点の近傍で発生した２次電子ｅ１３には、矢印Ｇ３で示すように、試料３２３側に拘束する電気力が作用する。このため、２次電子ｅ１３は、破線の電位等高線で示されるポテンシャルの穴に捕獲され、検出器４０２に向かって移動することができない。
【０１５１】
図１５は、試料面上の２次電子による電荷分布を示す模式図である。同図において、ポテンシャルの穴が模式的に示されている。
【０１５２】
すなわち、検出器４０２により検出される２次電子の強度（２次電子数）の大きい部分は、「静電潜像の地の部分（均一に負帯電している部分、図１４における点Ｑ１やＱ２に代表される部分）」に対応する。検出器４０２により検出される２次電子の強度（２次電子数）の小さい部分は、「静電潜像の画像部（光照射された部分、図１４における点Ｑ３に代表される部分）」に対応する。
【０１５３】
したがって、検出器４０２の出力から得られる電気信号を適当なサンプリング時間でサンプリングすれば、サンプリング時刻Ｔをパラメータとして、表面電位分布（電位コントラスト像）Ｖ（ａ，ｂ）は、「サンプリングに対応した微小領域」ごとに特定できる。
【０１５４】
そして、表面電位分布Ｖ（ａ，ｂ）を２次元的な画像データとして構成し、これを不図示の表示装置で表示する、あるいは不図示のプリンタで印刷すれば、静電潜像は、可視的な画像として得ることができる。
【０１５５】
静電潜像について、例えば、捕獲される２次電子の強度を「明るさの強弱で表現」すれば、静電潜像の画像部分は暗く、地の部分は明るくコントラストがつき、表面電荷分布に応じた明暗像として表現（出力）することができる。また、静電潜像について、表面電位分布を知ることができれば、表面電荷分布も知ることができる。
【０１５６】
なお、静電潜像について、表面電荷分布や表面電位分布のプロファイルを求めることにより、静電潜像をさらに高精度に測定することが可能である。
【０１５７】
図１６は、光走査装置１０１０による潜像画像パターンの例を示す模式図である。同図に示すように、光走査装置による潜像画像パターンとしては、いわゆる１ドット孤立パターンや１ドット格子パターンと称されるものが挙げられる。
【０１５８】
図１７は、光走査装置１０１０による潜像画像パターンの別の例を示す模式図である。同図に示すように、光走査装置による潜像画像パターンとしては、いわゆる２ドット孤立パターンと称されるものが挙げられる。
【０１５９】
図１８は、光走査装置１０１０による潜像画像パターンのさらに別の例を示す模式図である。同図に示すように、光走査装置による潜像画像パターンとしては、いわゆる２ｂｙ２パターンと称されるものが挙げられる。
【０１６０】
図１９は、光走査装置１０１０による潜像画像パターンのさらに別の例を示す模式図である。同図に示すように、光走査装置による潜像画像パターンとしては、いわゆる２ドットラインパターンと称されるものが挙げられる。
【０１６１】
なお、光走査装置による潜像画像パターンは、上述のものに限定されず、様々なパターンを形成することができる。
【０１６２】
検出器４０２での検出対象は、試料３２３からの２次電子に限定されるものではない。例えば、入射電子ビームが試料３２３の表面に到達する前に、試料３２３の表面近傍で反発された電子（以下「１次反発電子」ともいう。）を検出器４０２が検出してもよい。
【０１６３】
図２０は、グリッドメッシュ配置による測定例を示す中央断面図である。同図に示すように、グリッドメッシュ配置による測定例では、試料台４０１と試料３２３との間に絶縁部材４０４と導電部材４０５を設け、導電部材４０５に±Ｖｓｕｂの電圧が印加されるようになっている。
【０１６４】
試料３２３の下側の導電部材４０５には、電圧±Ｖｓｕｂを印加できる電圧印加部が接続されている。また、試料３２３の上側には、入射電子ビームが試料電荷の影響を受けることを抑制するために、グリッドメッシュ３２５が配置されている。
【０１６５】
以上のように構成することで、検出器４０２では、１次反発電子が検出される。
【０１６６】
検出器４０２には、検出器４０２に対向して導電板３２４やサイドグリッドが設けられてもよい。
【０１６７】
一般的に加速電圧は正で表現することが一般的であるが、Ｖａｃｃは負であるため、加速電圧を負（Ｖａｃｃ＜０）で表現する。
【０１６８】
また、試料３２３の電位ポテンシャルをＶｐ（＜０）とする。
【０１６９】
電位とは単位電荷が持つ電気的な位置エネルギーであるため、入射電子は、電位０（Ｖ）では加速電圧Ｖａｃｃに相当する速度で移動する。
【０１７０】
すなわち、電子の電荷量をｅとし電子の質量をｍとすると、電子の初速度ｖ０は、ｍｖ０２／２＝ｅ×｜Ｖａｃｃ｜で表される。ここで、真空中ではエネルギー保存の法則により、加速電圧の働かない領域では電子は等速で運動する。
【０１７１】
試料３２３に接近するに従い、電位が高くなり、電子は、試料３２３の電荷によりクーロン反発の影響を受けて速度が遅くなる。したがって、一般的に以下のような現象が起こる。
【０１７２】
図２１は、｜Ｖａｃｃ｜≧｜Ｖｐ｜のときの入射電子の挙動を示す模式図である。同図に示すように、｜Ｖａｃｃ｜≧｜Ｖｐ｜のときは、入射電子の速度は減速されるものの、試料３２３に到達する。
【０１７３】
図２２は、｜Ｖａｃｃ｜＜｜Ｖｐ｜のときの入射電子の挙動を示す模式図である。同図に示すように、｜Ｖａｃｃ｜＜｜Ｖｐ｜のときは、入射電子の速度は試料３２３の電位ポテンシャルの影響を受けて徐々に減速し、試料３２３に到達する前に速度が０となって、反対方向に進む。
【０１７４】
空気抵抗の無い真空中では、エネルギー保存の法則がほぼ成立する。したがって、入射電子のエネルギーを変えたときの試料３２３表面上でのエネルギー、すなわちランディングエネルギーがほぼ０となる条件を計測することで、試料３２３表面の電位を計測することができる。
【０１７５】
入射電子が試料３２３に到達したとき発生する２次電子と１次反発電子とでは、検出器４０２に到達する量が大きく異なるので、明暗のコントラストの境界より識別することができる。
【０１７６】
走査電子顕微鏡などには、反射電子の検出器があるが、この場合の反射電子とは、一般的に試料の物質との相互作用により、入射電子が後方背面に反射（散乱）され、試料表面から飛び出す電子のことを指す。
【０１７７】
反射電子のエネルギーは入射電子のエネルギーに匹敵する。反射電子の速度ベクトルは試料の原子番号が大きいほど大きいとされる。また、反射電子は、試料の組成の違い、及び表面の凹凸などを検出するのに利用される。
【０１７８】
これに対して、１次反発電子は、試料表面の電位分布の影響を受けて試料表面に到達する前に反転する電子のことであり、反射電子とは全く異なる。
【０１７９】
図２３は、潜像深さの計測結果の例を示す模式図である。同図において、静電潜像を計測した結果の一例が示されている。Ｖｔｈは、ＶａｃｃとＶｓｕｂとの差（＝Ｖａｃｃ−Ｖｓｕｂ）である。
【０１８０】
また、電位分布Ｖ（ａ，ｂ）は、各走査位置（ａ，ｂ）でランディングエネルギーがほぼ０となるときのＶｔｈ（ａ，ｂ）から求めることができる。Ｖｔｈ（ａ，ｂ）は、電位分布Ｖ（ａ，ｂ）と一意的な対応関係があり、電荷分布がなだらかであれば、Ｖｔｈ（ａ，ｂ）は近似的に電位分布Ｖ（ａ，ｂ）と等価となる。
【０１８１】
図２３（Ａ）におけるＶｔｈと静電潜像の中心からの距離との関係を示す曲線は、試料表面の電荷分布によって生じた表面電位分布の一例である。
【０１８２】
ここで、Ｖａｃｃは−１８００Ｖとしている。静電潜像の中心では、電位が約−６００Ｖであり、静電潜像の中心から離れるにつれて、電位がマイナス側に大きくなる。静電潜像の中心から７５μｍを超える周辺領域の電位は、約−８５０Ｖになっている。
【０１８３】
図２３（Ｂ）は、Ｖｓｕｂ＝−１１５０Ｖに設定したときの検出器４０２の出力を画像化した図である。このとき、Ｖｔｈ＝−６５０Ｖである。
【０１８４】
また、図２３（Ｃ）は、Ｖｓｕｂ＝−１１００Ｖに設定したときの検出器４０２の出力を画像化した図である。このとき、Ｖｔｈ＝−７００Ｖである。
【０１８５】
１次反発電子を検出して静電潜像のプロファイルを求める方法では、ＶａｃｃまたはＶｓｕｂを変えながら、試料表面を電子ビームで走査させ、Ｖｔｈ（ａ，ｂ）を計測することにより、試料の表面電位情報を得ることができる。１次反発電子を検出して静電潜像のプロファイルを求める方法を用いることにより、従来困難であった、静電潜像のプロファイルをミクロンオーダーで可視化することができる。
【０１８６】
１次反発電子を検出して静電潜像のプロファイルを求める方法では、入射電子のエネルギーが極端に変化するため、入射電子の軌道がずれて、走査倍率が変化する、あるいは歪曲収差を生じる場合がある。
【０１８７】
このような場合には、静電場の環境や電子軌道をあらかじめ計算しておき、その計算結果に基づいて検出結果を補正することにより、静電潜像のプロファイルを高精度に求めることができる。
【０１８８】
以上説明したように、静電潜像計測装置３００を用いることにより、静電潜像における電荷分布、表面電位分布、電界強度分布、及び試料表面に直交する方向に関する電界強度を、それぞれ高精度に求めることができる。
【０１８９】
●静電潜像形成方法●
次に、本発明に係る静電潜像形成方法の実施の形態について説明する。
【０１９０】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法において、潜像形成に用いる光出力波形は、ライン画像やベタ画像を含む画像部に対して、目標とする画像濃度を得るのに必要な光出力値で所定時間だけ感光体を露光させる波形である。
【０１９１】
なお、画像部とは、複数の画素で構成され、画像パターンにおいてトナーを付着させて画像を形成するための部分である。また、非画像部とは、画像パターンにおいてトナーを付着させず画像を形成しない部分である。
【０１９２】
以下の説明において、目標とする画像濃度を「目標画像濃度」という。また、以下の説明において、目標画像濃度を得るために必要な所定光出力値を「目標露光出力値」あるいは「基準光出力値」という。また、以下の説明において、目標画像濃度を得るために目標露光出力値で画像部の画素全体を露光させる所定時間を、「目標露光時間」という。
【０１９３】
以下の説明において、目標露光出力値で目標露光時間だけ露光させる露光方法を、「標準露光」という。さらに、以下の説明において、ベタ画像（solid image)とは、線画像に比較して大面積の画像部をいう。
【０１９４】
さらに、以下の説明において、目標露光出力値より強い光出力値で目標露光時間より短い露光時間だけ感光体を露光させることを、「時間集中露光」という。時間集中露光では、例えば、１画素を露光する際に、１画素分の目標露光出力値に３画素分の目標露光出力値を加算した合計４画素分の光出力値を１画素分の露光時間で露光する。
【０１９５】
なお、以下の説明において、時間集中露光のことをＴＣ（Time Concentration）露光ともいう。
【０１９６】
図２４は、参考例における静電潜像形成方法の例を示す模式図である。同図に示すように、参考例の標準露光による静電潜像形成方法による露光（以下「露光方式１」という。）は、ライン画像やベタ画像を含む１ドットの画像部に対して、上述の通り目標露光出力値で目標露光時間だけ感光体を露光させる波形である。ここで、目標露光出力値を１００％の光出力値とし、目標露光時間をＤｕｔｙ比１００％とする。
【０１９７】
図２５は、本発明に係る静電潜像形成方法の例を示す模式図である。同図に示すように、本実施の形態における時間集中露光による露光方法（以下「露光方式２」という。）は、目標露光出力値の２００％の光出力値で目標露光時間に対してＤｕｔｙ比５０％で感光体を露光させる。ここで、画像部の幅を１とすると、露光させる区間の幅は４／８画素である。
【０１９８】
図２６は、本発明に係る画像形成方法の別の例を示す模式図である。同図に示すように、本実施の形態における時間集中露光による露光方法（以下「露光方式３」という。）は、目標露光出力値の４００％の光出力値で目標露光時間に対してＤｕｔｙ比２５％で感光体を露光させる。画像部の幅を１とすると、露光させる区間の幅は２／８画素である。
【０１９９】
図２７は、本発明に係る画像形成方法のさらに別の例を示す模式図である。同図に示すように、本実施の形態における時間集中露光による露光方法（以下「露光方式４」という。）は、目標露光出力値の８００％の光出力値で目標露光時間に対してＤｕｔｙ比１２．５％で感光体を露光させる。画像部の幅を１とすると、露光させる区間の幅は１／８画素である。
【０２００】
以上説明した露光方式２〜４では、露光方式１と比較してパルス幅が狭い。つまり、露光方式２〜４では、露光方式１と同じ光量で露光させると形成される潜像が小さくなるため、潜像形成時の積分光量が同等となるようにパルス幅に応じて光量を制御している。
【０２０１】
時間集中露光による露光方式２〜４では、標準露光による露光方式１と比較して、短いパルス幅で強い光量により露光が行われる。
【０２０２】
以上の説明では、露光方式２〜４は、いずれも積分光量が一定となるように光出力値を設定しているが、本発明に係る静電潜像形成方法における光出力値は、これに限定されるものではない。
【０２０３】
画像形成装置は、画像形成の高速化の要求が高まるとともに、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷に用いられるようになり、画像の高品質化、高精度化も求められている。
【０２０４】
露光方式１を行う画像形成装置において、高画質化を実現する方法として、露光のビームサイズを小さくすることにより、小さな静電潜像を形成して解像力を高める方法がある。
【０２０５】
しかしながら、ビームサイズを小さくして各像高を揃えることは、高コストの要因となる。画像形成装置全体のコストにおいてビームサイズを小さくするコストが占める割合も高くなっている。このため、露光のビームサイズを小さくしなくても、微小な静電潜像を形成することが求められている。
【０２０６】
また、電子写真方式の画像形成装置による画像形成の課題としては、微小サイズ文字の再現性が挙げられる。特に、１２００ｄｐｉの場合に２，３ポイントに相当する微小サイズの文字、特に白抜けとなる微小サイズの反転文字を認識できる出力画像を形成することが求められている。
【０２０７】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電、露光、現像、転写、定着の各工程における結果の成否が、最終的に出力される画像の品質に大きく影響を与える。中でも、露光プロセスにより感光体上に生じる静電潜像の状態は、トナー粒子の挙動に直接影響を及ぼす重要な要素である。そのため、画像形成装置において、露光プロセスにより感光体上に形成される静電潜像を改善することが、高品質の画像を形成する上で極めて重要である。
【０２０８】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法は、画像パターン内の画像を形成する画像部の狭い範囲を強い光で集中して露光させる。このようにすることで、本実施の形態に係る静電潜像形成方法は、ビーム径サイズより小さい（ビーム径のサイズの影響が無視できない）微小サイズの出力画像パターンの忠実性を向上させるとともに、画像パターンを所望の画像濃度に調整することができる。
【０２０９】
すなわち、本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、微小サイズの画像パターン形成と所望の画像濃度とを両立した出力画像を形成することができる。
【０２１０】
また、本実施の形態に係る静電潜像形成方法は、エッジ検出や文字情報認識など特別な処理を行わずに、任意の画像パターンに容易に適用することができる。
【０２１１】
したがって、本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、画像データを光源変調データに変換する際にコンピュータからオブジェクト情報を取得することができない場合であっても画像パターンを生成することができる。
【０２１２】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、画像データと光源変調データとを文字ごとに対応させることなく微小サイズの画像パターン形成と所望の画像濃度とを両立した出力画像を形成することができる
【０２１３】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法は、ＰＭ（Phase Modulation）変調とＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調とを組み合わせたＰＭ＋ＰＷＭ変調を利用する。そして、本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、最大光出力を意図的に強めた時間集中露光を用いることにより、露光時の画像パターンの積分光量を標準露光と同じ値にすることもできる。
【０２１４】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、深い潜像を形成することで画像パターンの画像濃度を変えずに画像パターンの解像力を高めることができる。
【０２１５】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法は、画像パターンに含まれる画像部と非画像部との境界にある画像部内の１以上の画素（画素群）が非露光の画素となるように光出力値を設定する。ここで、画像パターンに含まれる画像部と非画像部との境界にある画像部内の非露光の画素群を、非露光画素群という。また、本実施の形態に係る静電潜像形成方法は、非露光画素群に隣り合う（非露光画素群の近傍の）画素群への光出力値を、非露光画素群への光出力値を加算した光出力値で露光する。
【０２１６】
このようにすることで、本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、高画質な画像パターンを形成することができる。
【０２１７】
●露光パターンの形成例
次に、本実施の形態に係る静電潜像形成方法による、露光パターンの形成例を説明する。以下の説明において、特に言及しない限り画像パターンにおける主走査方向の画素についての露光時間と露光する際の光出力値の制御について説明する。
【０２１８】
図２８は、画像パターンの一部分を所定光出力値で露光する場合の露光パターンの例を示す模式図である。同図には、本実施の形態に係る静電潜像形成方法による露光パターンの比較例として、所定光出力値(目標露光出力値＝１００％)を一定区間露光することで画像パターンの１走査部を画像部４１１として形成している例を示す。画像パターンにおいて、画像部４１１ではない非画像部４１２は、露光されない。
【０２１９】
図２９は、画像パターンの非画像部との境界画素を高出力露光画素群として露光する場合の露光パターンの例を示す模式図である。同図に示すように、本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、画像部４１１を構成する画素の非画像部４１２との境界にある画素群のうち、画像部４１１の端部（エッジ部）を非露光画素群４４１として露光しない。
【０２２０】
一方、本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、画像部４１１を構成する画素のうち、非露光画素群４４１との境界にある画素群を高出力露光画素群４４３とする。そして、本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、その画素群を露光するのに必要な所定光出力値（目標露光出力値）と非露光画素群４４１を露光するのに必要な光出力値とを加算した光出力値（積分エネルギー）で時間集中露光（ＴＣ露光）する。
【０２２１】
ここで、高出力露光画素群４４３は、ＴＣ画素ともいう。また、ＴＣ画素に加算された積分エネルギーは、ＴＣ積分エネルギーともいう。
【０２２２】
図２９において、画像部４１１の端部は、目標露光出力値の２００％の光出力値で露光される。本実施の形態において、ＴＣ画素に非露光画素群４４１の積分エネルギーの全てまたは一部が加算された際の光出力値と目標露光出力値との比を「ＴＣ○○％」と表記し、以降この値をＴＣ値という。図２９の画像パターンは、高出力露光画素群４４３が「ＴＣ２００%」で露光されている。
【０２２３】
図３０は、画像パターンの非画像部４１２との境界画素を高出力露光画素群４４３として露光する場合の露光パターンの別の例を示す模式図である。同図に示すように、本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、画像部４１１のエッジ部のシャープ性を向上させるために、主走査方向の２画素を非露光画素群４４１とすればよい。この場合に、高出力露光画素群４４３（ＴＣ画素）は、非露光画素群４４１の画素数に対応して画像部４１１と非露光画素群４４１との境界の２画素とすればよい。
【０２２４】
非露光画素群４４１と高出力露光画素群４４３とを２画素とした場合には、高出力露光画素群４４３への光出力値は、目標露光出力値の３００％（ＴＣ３００％）となる。
【０２２５】
図３１は、画像パターンの非画像部４１２との境界画素を高出力露光画素群４４３として露光する場合の露光パターンのさらに別の例を示す模式図である。同図に示すように、本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、主走査方向の３画素を非露光画素群４４１としてもよい。この場合に、高出力露光画素群４４３（ＴＣ画素）は、非露光画素群４４１の画素数に対応して画像部４１１と非露光画素群４４１との境界の３画素とすればよい。
【０２２６】
非露光画素群４４１と高出力露光画素群４４３とを３画素とした場合には、高出力露光画素群４４３への光出力値は、目標露光出力値の４００％（ＴＣ４００％）となる。
【０２２７】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法において、非露光画素群４４１の画素数は、高出力露光画素群４４３への光出力値に制約がない場合であればビームサイズを超えない最大値まで増やすことができる。
【０２２８】
非露光画素群４４１の画素数は、画像パターンの状況に応じて設定してよい。例えば、画像部４１１のエッジ部のシャープ性や白抜け文字の再現性などの画像品質の要求に応じて、図２９に示したように非露光画素群４４１を１画素とし、高出力露光画素群４４３を１画素にすればよい。
【０２２９】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法において、非露光画素群４４１は、画像の対称性が崩れないように、画像パターンの両端から同じ画素数だけ設けてもよい。
【０２３０】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法によるＴＣ露光は、必ずしも画像パターン全体に用いなくてもよい。
【０２３１】
図３２は、画像パターンの非画像部との境界画素を高出力露光画素群として露光する場合の露光パターンの別の例を示す模式図である。図３２（Ａ）に示すように、この例では、画像パターンの画像部５０１の画素数が１８画素、非露光画素群５４１の画素数の上限が４画素に設定されている。
【０２３２】
以上の例において、光出力値に制約がない場合は、図３２(Ｂ)に示すように非露光画素群５４１を４画素として、高出力露光画素群５４３を画像部５０１の端部の１画素とする。このとき、高出力露光画素群５４３への光出力値は、非露光画素群５４１への光出力値を高出力露光画素群５４３に全て加算できるため、ＴＣ５００％となる。
【０２３３】
一方、以上の例において、光出力値に例えばＴＣ２００％という制約がある場合には、図３２(Ｃ)に示すように４画素の非露光画素群５４１の光出力値を、４画素の高出力露光画素群５４３に分散して加算する。この場合に、高出力露光画素群５４３の１画素あたりの光出力値は、ＴＣ２００％となり、制約された光出力値の条件を満足することができる。
【０２３４】
図３３は、画像パターンの非画像部との境界画素を高出力露光画素群として露光する場合の露光パターンのさらに別の例を示す模式図である。
【０２３５】
先に説明した図３２の例では、画像部５０１の画素数が１８画素と十分に大きいため、光出力値の上限に制約されずに非露光画素群５４１の画素数を最大値である４画素にすることができた。
【０２３６】
しかし、画像部の画素数によっては、非露光画素群５４１の画素数を最大値にすることができない場合がある。図３３（Ａ）に示すように、この例では、画像パターンの画像部６０１の画素数が１０画素、非露光画素群６４１の画素数の上限が４画素に設定されている。
【０２３７】
高出力露光画素群６４３の光出力値に制約がない場合には、図３３(Ｂ)に示すように非露光画素群６４１の画素数を最大４画素として、非露光画素群６４１を露光する光出力値を１画素の高出力露光画素群６４３に全て加算することができる。このとき、高出力露光画素群６４３の光出力値は、ＴＣ５００％となる。
【０２３８】
しかし、光出力値にＴＣ２００％という制約がある場合には、図３３(Ｃ)に示すように、非露光画素群６４１と高出力露光画素群６４３の画素数が２画素となる。
【０２３９】
図３２と図３３の例より、非露光画素群の画素数がビームサイズを超えない最大値まで増やせるか否かは、画像パターンにおける画像部の画素数と光出力値の上限値に依存することがわかる。
【０２４０】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、画像部の画素数をＬ、非露光画素群の画素数をｎ、高出力露光画素群の画素数をｘ、光出力値の上限値をＹとしたとき、露光パターンが一意に定まるように一般化することができる。
【０２４１】
図３４は、本実施の形態に係る静電潜像形成方法による露光パターンの例を示す模式図である。図３４（Ａ）に示すように、画像部７０１の画素数がＬの画像において、画素数ｎの非露光画素群７４１を設けて本実施の形態に係る静電潜像形成方法のＴＣ露光を適用する場合を考える。
【０２４２】
ここで、Ｙの違いにより、図３４(Ｂ)に示すように非露光画素群の光出力値が画素数ｘの高出力露光画素群７４３に等しく加算される場合と、図３４(Ｃ)に示すように内側の１画素の高出力露光画素群にのみ他より少ない光出力値が加算される場合が考えられる。図３４(Ｃ)の場合には、画像部７０１の端部から内側に向かって光出力値が単調減少している。
【０２４３】
図３４(Ｂ)と(Ｃ)の条件を満たす、高出力露光画素群７４３の積分エネルギーを式で表すと、
（Ｙ−１００）・ｘ≧１００ｎ  ・・・（１）
となる。式（１）は、高出力露光画素群７４３の光出力値の総和は、非露光画素群７４１を露光した場合の光出力値の総和に相当することを示している。
【０２４４】
また、画素数に関する式は、
２・（ｎ＋ｘ）≦Ｌ  ・・・（２）
である。
【０２４５】
（１）より、
Ｘ≧１００／（Ｙ−１００）・ｎ  ・・・（３）
となる。
【０２４６】
また、（２）より、
ｘ≦（Ｌ／２）−ｎ  ・・・（４）
となる。
【０２４７】
そして、（２）、（４）より、
１００／（Ｙ−１００）・ｎ≦ｘ≦（Ｌ／２）−ｎ
【０２４８】
よって、
１００／（Ｙ−１００）・ｎ≦（Ｌ／２）−ｎ
｛１００／（Ｙ−１００）＋１｝・ｎ≦Ｌ／２
ｎ≦Ｌ／２・（Ｙ−１００）／Ｙ  ・・・（５）
【０２４９】
以上より、式（５）を満たすnの最大値が非露光画素群７４１の画素数となる。
【０２５０】
また、高出力露光画素群７４３の画素数はできるだけ少ない方が画像部のエッジ部のシャープ性を向上させることができるので、式（３）を満たすｘの最小値が高出力露光画素群７４３の画素数となる。
【０２５１】
式（５）により定まる非露光画素群７４１の画素数ｎは、エッジ部のシャープ性を向上させるにはできるだけ大きい方が望ましいが、非露光画素群７４１のサイズがビームサイズを超えると、静電潜像が適切に形成されない。このため、非露光画素群７４１の画素数nは、非露光画素群７４１の画素数の最大値Ｎ以下（ｎ≦Ｎ）にしなければならない。
【０２５２】
図３５は、本実施の形態に係る静電潜像形成方法による露光パターンの別の例を示す模式図である。図３５に示す画像パターンについて、本実施の形態に係る静電潜像形成方法のＴＣ露光における非露光画素群８４１の画素数ｘと高出力露光画素群８４３の画素数ｎを、式（３）と式（５）から求める。
【０２５３】
図３５（Ｂ）に示す例において、ビーム径が８５μｍの場合は、１２００ｄｐｉにおいて４ｄｏｔに相当する。このビームサイズまで非露光画素群８４１を設けることが可能だとすると、オフ画素最大値Ｎは４となる。また、画像パターンの画像部８０１の画素数Ｌを１８、高出力露光画素群８４３の光出力値ＹをＴＣ２００％とする。
【０２５４】
式（５）より、ｎ≦４．５となるため、これを満たすｎの整数の最大値は４である。この数値を式（３）に代入すると、ｘ≧４となるので、これを満たすｘの整数の最小値は４である。高出力露光画素群８４３に加算される光出力値の合算値（積分エネルギー）は４×１００＝４００で、高出力露光画素群８４３の画素数が４画素であるため、各ＴＣ画素に光出力値が等しく１００％加算される。
【０２５５】
図３５（Ｃ）に示す例において、高出力露光画素群８４３の光出力値ＹをＴＣ１７０％とすると、式（５）より、ｎ≦３．６４となるため、これを満たすｎの整数の最大値は３である。この数値を式（３）に代入すると、ｘ≧４。２８となるので、これを満たすｘの整数の最小値は５である。
【０２５６】
高出力露光画素群８４３に加算される光出力値の合算値（積分エネルギー）は、３×１００＝３００で、高出力露光画素群８４３の画素数が５画素である。このため、各ＴＣ画素に光出力値を等しく７０％加算すると、合算値は３５０％となってしまい、上述の積分エネルギー３００％を上回ってしまう。
【０２５７】
そこで、図３５（Ｃ）の露光パターンでは、各ＴＣ画素に等しく光出力値を加算せず、ＴＣ画素のうち４画素には光出力値を７０％ずつ加算し、残り１画素に２０％を加算する。このようにすることで、図３５（Ｃ）の露光パターンでは、高出力露光画素群７４３の光出力値の総和が非露光画素群７４１を露光した場合の光出力値の総和となる。
【０２５８】
仮に、光出力値に制約がなければＹ→∞であるので、式（５）はｎ≦Ｌ／２となる。この場合には、nの値はビームサイズを超えない非露光画素群８４１の最大値Ｎ以下という制約があるので、ｎの値にはＮの値が適用される。
【０２５９】
別の例として、パターン画素数Ｌ＝２４、光出力値の上限Ｙ＝１５０％の場合には、ｎ≦４となるため、非露光画素群の画素数ｎは４画素になる。このとき、画像のシャープ性を向上させるために非露光画素群の画素数の最大値Ｎ＝３という条件がある場合には、ｎ≦Ｎ という条件から、非露光画素群の画素数ｎは３となる。この例において、白抜き文字のエッジ部にＴＣ露光を適用する場合には、非露光画素群の画素数の最大値Ｎは２とすると潜像解像力が向上しやすいため、ｎ≦Ｎより非露光画素群の画素数ｎは２となる。
【０２６０】
●静電潜像形成方法のフローチャート
図３６は、本実施の形態に係る静電潜像形成方法のフローチャートである。画像形成装置１０００は、所定の走査方向（例えば主走査方向）で画像パターンを検出する（Ｓ１０１）。
【０２６１】
画像形成装置１０００は、画像パターンの画像部の画素数Ｌを特定する（Ｓ１０２）。
【０２６２】
画像形成装置１０００は、本実施の形態に係る静電潜像形成方法により露光するにあたり、光出力値の上限値Ｙがあるか否かを判断する（Ｓ１０３）。
【０２６３】
光出力値の上限値Ｙがない場合には（Ｓ１０３：ＮＯ）、画像形成装置１０００は、非露光画素群の画素数の最大値Ｎを非露光画素群の画素数ｎ（ｎ＝Ｎ）として、Ｓ１０７の処理に進む（Ｓ１０４）。
【０２６４】
光出力値の上限値Ｙがある場合には（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、画像形成装置１０００は、光出力値の上限値をＹとして（Ｓ１０５）、式（５）に基づいて非露光画素群の画素数ｎの最大値を求める（Ｓ１０６）。
【０２６５】
画像形成装置１０００は、以上のＳ１０４またはＳ１０６の処理により、非露光画素群の画素数（オフ画素数）ｎを決定する（Ｓ１０７）。
【０２６６】
画像形成装置１０００は、式（３）に基づいて、高出力露光画素群の画素数の最小値ｘを求める（Ｓ１０８）。画像形成装置１０００は、求められた最小値ｘにより、高出力露光画素群の画素数（ＴＣ画素数）を決定する（Ｓ１０９）。
【０２６７】
画像形成装置１０００は、式（１）に基づいて、高出力露光画素群の積分エネルギーがｎ・１００＝ｘ・（Ｙ−１００）であるか否かを判断する（Ｓ１１０）。
【０２６８】
高出力露光画素群の積分エネルギーがｎ・１００＝ｘ・（Ｙ−１００）ではない場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、画像形成装置１０００は、ＴＣ画素の端部から（ｘ−１）の画素は各々光出力値の上限値Ｙで露光する。また、画像形成装置１０００は、ＴＣ画素の内側（中心寄り）の１画素は、ｎ・１００−（ｘ−１）・（Ｙ−１００）となる積分エネルギーを加算する（Ｓ１１１）。
【０２６９】
高出力露光画素群の積分エネルギーがｎ・１００＝ｘ・（Ｙ−１００）である場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、またはＳ１１１の処理後、画像形成装置１０００は、その積分エネルギーで露光パターンを決定する（Ｓ１１２）。
【０２７０】
なお、本実施の形態に係る静電潜像形成方法において、非露光画素群の画素数やＴＣ画素の画素数は、画素サイズに依らずに決定できる。
【０２７１】
また、以上の説明において、本実施の形態に係る静電潜像形成方法を主走査方向における露光時間制御について適用した例を示したが、積分エネルギーを光出力と画素数の積算とみなした場合、副走査方向についても同様の効果が得られる。
【０２７２】
●ライン画像の形成例
次に、本実施の形態における静電潜像形成方法により、ライン画像を形成する例について説明する。なお、以下の説明において、図中のＹ軸方向（主走査方向）を横方向とし、Ｚ軸方向（副走査方向）を縦方向とする。また、以下の説明では、幅が異なるラインが混在した画像パターンに対して、光出力値の上限値ＹをＴＣ２００％としてＴＣ露光を行う。
【０２７３】
図３７は、線幅の異なるラインパターンと露光パターンの例を示す模式図である。図３７（Ａ）に示すように、線幅の異なるラインパターンの例は、幅１８画素のラインの間に幅４画素のラインが存在する。図３７（Ｂ）は、線幅の異なるラインパターンの幅１８画素のラインの露光パターンを示す。図３７（Ｃ）は、幅４画素のラインの露光パターンを示す。
【０２７４】
図３８は、線幅の異なるラインパターンに本実施の形態に係る静電潜像形成方法を適用した場合の露光パターンの例を示す模式図である。図３８（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る静電潜像形成方法を適用した線幅の異なるラインパターンの例を示す。図３８（Ｂ）は、線幅の異なるラインパターンの幅１０画素のラインの露光パターンを示す。図３８（Ｃ）は、幅２画素のラインの露光パターンを示す。
【０２７５】
図３６に示したフローチャートによれば、図３７（Ｂ）に示した幅１８画素のラインの露光パターンは、図３８（Ｂ）に示すように非露光画素群の画素数が４、高出力露光画素群の画素数が４となる。また、図３７（Ｃ）に示した幅４画素のラインは、図３８（Ｃ）に示すように非露光画素群の画素数が１、高出力露光画素群の画素数が１となり、ＴＣ露光を行うことができる。
【０２７６】
●対角強調した露光パターンの形成例
次に、本実施の形態における静電潜像形成方法により、対角強調した露光パターンを形成する例について説明する。
【０２７７】
図３９は、本実施の形態に係る静電潜像形成方法により対角強調した露光パターンの例を示す模式図である。図３９（Ａ）は本実施の形態に係る静電潜像形成方法を実行する前の露光パターンであり、図３９（Ｂ）は本実施の形態に係る静電潜像形成方法を実行した後の露光パターンである。
【０２７８】
図４０は、本実施の形態に係る静電潜像形成方法により対角強調した露光パターンの別の例を示す模式図である。図４０（Ａ）は本実施の形態に係る静電潜像形成方法を実行する前の露光パターンであり、図４０（Ｂ）は本実施の形態に係る静電潜像形成方法を実行した後の露光パターンである。
【０２７９】
図３９と図４０に示すように、画像部の画素が、対角方向に隣り合う画素位置にある場合は、積分エネルギーを一定にすることにこだわらず、例外的に強調露光を行ってもよい。
【０２８０】
●効果●
以上説明したように、本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、以下の効果を得ることができる。
【０２８１】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、非露光画素群との境界にある画素群を高出力露光画素群として、その画素群を露光するのに必要な所定光出力値と前記非露光画素群を露光するのに必要な光出力値とを加算した光出力値で露光する。このため、本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、画像部の端部（エッジ部）が明瞭な高品質（解像力の高い）潜像を形成することができる。
【０２８２】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、非露光画素群が、主走査方向における画像パターン内の露光部の両端の画素群であるため、解像力の高い潜像を形成できる。
【０２８３】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、非露光画素群の画素数は、画像パターンを構成する画素数と画像パターンにおいて非露光画素群を構成する画素数の最大値と非露光画素群の画素数とに基づいて決定されるため、解像力の高い潜像を形成できる。
【０２８４】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、画像パターンを構成する画素数をＬ、画像パターンにおいて非露光画素群を構成する画素数の最大値をＮ、としたとき、
非露光画素群の画素数ｎは、
ｎ≦Ｌ／２・（Ｙ−１００）／Ｙ  かつ  ｎ≦Ｎ
を満たす整数の最大値として決定される。このため、本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、解像力の高い露光パターンを一意に決定できる。
【０２８５】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、光出力値の上限値をＹ、非露光画素群の画素数をｎ、としたとき、
高出力露光画素群の画素数ｘは、
ｘ≧１００／（Ｙ−１００）・ｎ
を満たす整数の最小値として決定される。このため、本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、解像力の高い露光パターンを一意に決定できる。
【０２８６】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、高出力露光画素群の光出力値は、画像パターンの両端の画素から画像パターンの中心に向かって減少するため、エッジ部をシャープにする効果を最大限に発揮することができる。
【０２８７】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、高出力露光画素群の光出力値の総和は、非露光画素群を露光した場合の光出力値の総和に相当するため、積分エネルギーが一定となり消費電力を増やさずに潜像解像力を向上できる。
【符号の説明】
【０２８８】
１１   光源
１２   コリメートレンズ
１３   シリンドリカルレンズ
１４   ミラー
１５   ポリゴンミラー
１６   走査制御装置
２１   第１走査レンズ
２２   第２走査レンズ
２４   ミラー
２６   同期検知センサ
１０１ 画像処理ユニット
１０２ コントローラ部
１０３ メモリ部
１０４ 光書込出力部
１０５ スキャナ部
３００ 静電潜像計測装置
４０７ 光源変調データ生成回路
４１１ 画像部
４１２ 非画像部
４１４ 光源選択回路
４１５ タイミング信号生成回路
４２０ 光源駆動回路
４２２ 基準クロック生成回路
４２５ 画素クロック生成回路
４４１ 非露光画素群
４４３ 高出力露光画素群
１０１０      光走査装置
１０１９      光源駆動制御部
１０３０      感光体ドラム
１０３１      帯電装置
１０３２      現像ローラ
１０３３      転写装置
１０３４      除電ユニット
１０３５      クリーニングユニット
１０３６      トナーカートリッジ
１０３８      給紙トレイ
１０３７      給紙コロ
１０３９      レジストローラ
１０４０      記録紙
１０４１      定着装置
１０４２      排紙ローラ
１０４３      排紙トレイ
１０４４      プリンタ筐体
１０５０      通信制御装置
１０６０      プリンタ制御装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２８９】
【特許文献１】特開２００３‐２５１８５３号公報
【特許文献２】特開２００８−１５３７４２号公報
【図１】
0006410088.tif 000002
【図２】
0006410088.tif 000003
【図３】
0006410088.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006410088.tif 000006
【図６】
0006410088.tif 000007
【図７】
0006410088.tif 000008
【図８】
0006410088.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006410088.tif 000011
【図１１】
0006410088.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0006410088.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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