(57)【要約】【課題】  スキャン毎に位相の異なる画素クロックを生成することなく、スクリーン角を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  位相の異なる複数の画素クロックを用いずに、デジタルＰＷＭの複数のＰＷＭパルスパターンを走査ライン毎に順番に選択することでスクリーン角を形成する。【選択図】  図１
2005161657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と
レーザと
レーザを駆動するレーザ駆動手段と
レーザ光を感光体上に走査する走査手段と、を有する画像形成装置において、
画素幅を複数分割し、入力された画像データに応じて分割された画素の一部もしくは全部を出力するデジタルＰＷＭ回路と、
前記ＰＷＭ回路は画像データによって出力するパルスパターンを決定するＰＷＭパターンテーブルを複数有し、
ＰＷＭパターンのうちの１つを選択するパターン選択手段と、
前記パターン選択手段は選択するパターンを走査ラインごとに任意に変化させる手段を有する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１のパターン選択手段は、選択する複数のＰＷＭパターンテーブルを走査ライン毎に順番に選択する、ことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力画像信号をデジタルＰＷＭによって変調を行う方式の複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカラー複写機は、読み取り部で読み取られた画像信号を電気的に処理し、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各成分に分解してプリンタ部に送る。プリンタ部では、感光ドラム上に記録情報に応じて光変調されたレーザービーム光やＬＥＤ等の発光素子による光を照射し、電子写真プロセスによって感光体の静電潜像を現像して転写紙または中間転写ベルトに画像を転写する記録装置を各色分だけ複数個有し、転写材搬送ベルトによって転写紙を各記録装置に順次搬送しながら各画像を転写紙上において多重転写したり、中間転写ベルト上において各画像を多重転写した後転写紙に一括転写する等の方法によってカラー画像を形成しうる画像形成装置が提案されている。
【０００３】
このようなカラー画像形成装置においては、印刷技術で一般に知られているスクリーンを用い、中間調画像を再現する方法が採用されてきた。このタイプにおけるスクリーンとしては、フルカラー画像の各色成分毎のスクリーン角度を相互に異ならせ、各色成分のスクリーン同士の重なり具合を予めランダム化して、再現される色具合を均一に保つようにする方法が考えられる。この場合において、スクリーン角度を得るには、各ライン毎に走査する際に、通常の同角スクリーンを１スキャン毎に一定量だけシフトさせればよく、各色成分毎にそのシフト量を異ならせれば、各色成分毎にスクリーン角度が異なることが可能である。具体的には図５に示すように、スキャン（主走査ライン）毎に画素クロックの位相をシフトさせ、シフトされた画素クロックを基にドット形成を行っている。図５では１/４画素クロック周期づつ画素クロックをシフトしており、その結果図６に示すように形成されたドットは７５°のスクリーン角を持つことになる。
【０００４】
このようにスキャン毎に位相の異なる画素クロックを生成するためには、画素クロックの数倍の周波数のクロックから位相の異なる複数の画素クロックを生成したり、画素クロックをディレイラインでディレイして位相の異なる複数の画素クロックを生成したりすることができる。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００２−２１４８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数のスクリーン角を生成するためにはその分だけ位相の異なる画素クロックを生成しなければならなく、回路規模が大きくなり、高コスト化を招くことになる。
【０００６】
そこで本発明では、このようなスキャン毎に位相の異なる画素クロックを生成することなく、スクリーン角を形成することができる画像形成装置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】
【０００７】
上記問題点を解決するための本発明の請求項１記載の構成は、感光体とレーザとレーザを駆動するレーザ駆動手段とレーザ光を感光体上に走査する走査手段と、を有する画像形成装置において、画素幅を複数分割し、入力された画像データに応じて分割された画素の一部もしくは全部を出力するデジタルＰＷＭ回路と前記ＰＷＭ回路は画像データによって出力するパルスパターンを決定するＰＷＭパターンテーブルを複数有し、ＰＷＭパターンのうちの１つを選択するパターン選択手段と、前記パターン選択手段は選択するパターンを走査ラインごとに任意に変化させる手段を有する、ことを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
また、上記問題点を解決するための本発明の請求項２記載の構成は、請求項１のパターン選択手段は、選択する複数のＰＷＭパターンテーブルを走査ライン毎に順番に選択する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、デジタルPWM回路を有する画像形成装置において主走査ライン毎にＰＷＭパターンテーブルを変更する、すなわち成長位置が主走査ライン毎に変わるため主走査ライン毎に位相の異なる画素クロックを生成することなく、簡単な回路構成で複数のスクリーン角を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を説明する。図１は本発明を実施した画像形成装置の要部断面図である。本実施の形態の画像形成装置は電子写真方式とし、さらに本発明が特に有効であると考えられる複数の画像形成部を並列に配し、かつ中間転写方式を採用したカラー画像出力装置として説明していく。カラー画像形成装置は画像読取部1Rと画像出力部1Pからなる。画像読取部1Rは原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部1Pに送る。
【００１１】
画像読取部1Rにおいて、101は原稿圧板であり、原稿台ガラス102上の原稿103を、ハロゲンランプ104の光で照射される。原稿からの反射光はミラー105、106に導かれ、レンズ107によりラインセンサ（以下CCD）108上に像を結ぶ。レンズ107には遠赤外カットフィルタ109が設けられている。CCD110は原稿からの光情報を読み取り、画像処理ユニット70に送る。なお、105は速度ｖで、106は1/2vでラインセンサの電気的走査方向（以下、主走査方向）に対して垂直方向（以下、副走査方向）に機械的に動くことにより、原稿全面を走査する。111は光センサでフラグ板112と共に画像先端信号を作りだす。画像出力部1Pは大別して、画像形成部10（4つのステーションa、b、c、dが並設されており、その構成は同一である。）、給紙ユニット20、中間転写ユニット30、定着ユニット40、クリーニングユニット50及び画像処理ユニット70から構成される。
【００１２】
さらに、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部10は次に述べるような構成になっている。像担持体としての感光ドラム11a、11b、11c、11dがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム11a〜11dの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器12a、12b、12c、12d、レーザスキャナ部13a、13b、13c、13d、折り返しミラー16a、16b、16c、16d、現像装置14a、14b、14c、14dが配置されている。一次帯電器12a〜12dにおいて感光ドラム11a〜11dの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いでレーザスキャナ部13a〜13dにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレーザービームなどの光線を折り返しミラー16a〜16dを介して感光ドラム11a〜11d上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった4色の現像剤（以下、これをトナーと呼ぶ）をそれぞれ収納した現像装置14a〜14dによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写体に転写する画像転写領域Ta、Tb、Tc、Tdの下流側では、クリーニング装置15a、15b、15c、15dにより転写材に転写されずに感光ドラム11a〜11d上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００１３】
給紙ユニット20は，記録材Pを収納するためのカセット21a・bおよび手差しトレイ27、カセット内もしくは手差しトレイより記録材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ22a・bおよび26、各ピックアップローラから送り出された記録材Ｐをレジストローラまで搬送するための給紙ローラ対23及び給紙ガイド24、そして画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写領域Teへ送り出すためのレジストローラ25a、25bから成る。
【００１４】
中間転写ユニット30について詳細に説明する。中間転写ベルト31は、中間転写ベルト31に駆動を伝達する駆動ローラ32、中間転写ベルト31の回動に従動する従動ローラ33、ベルトを挟んで二次転写領域Teに対向する二次転写対向ローラ34に巻回させる。これらのうち駆動ローラ32と従動ローラ33の間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ32は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ32はパルスモータ（不図示）によって回転駆動される。各感光ドラム11a〜11dと中間転写ベルト31が対向する一次転写領域Ta〜Tdには、中間転写ベルト31の裏に一次転写用帯電器35a〜35dが配置されている。二次転写対向ローラ34に対向して二次転写ローラ36が配置され、中間転写ベルト31とのニップによって二次転写領域Teを形成する。二次転写ローラ36は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト上、二次転写領域Teの下流には中間転写ベルト31の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット50（ブレード51、および廃トナーを収納する廃トナーボックス52）が設けられている。
【００１５】
定着ユニット40は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ41aとそのローラに加圧される41b（このローラにも熱源を備える場合もある）、及び上記ローラ対のニップ部へ転写材Pを導くためのガイド43、定着ユニットの熱を内部で閉じ込めるための定着断熱カバー46、47、また、上記ローラ対から排出されてきた転写材Pをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ44、外排紙ローラ45、転写材Ｐを積載する排紙トレー48などから成る。画像処理ユニット70は、画像読取部1Rからの画像信号を周知のシェーディング、ＵＣＲ、γ補正等の画像処理を行い、画像出力部1Pに処理後の画像信号を出力するユニットである。
【００１６】
次に装置の動作に即して説明を加える。不図示のCPUより画像形成動作開始信号が発せられると、まずピックアップローラ22aにより、カセット21aから転写材Pが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対23によって転写材Ｐが給紙ガイド24の間を案内されてレジストローラ25a、25bまで搬送される。その時レジストローラは停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラは回転を始める。この回転時期は、転写材Pと画像形成部より中間転写ベルト上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Teにおいてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００１７】
一方画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト31の回転方向において一番上流にある感光ドラム11d上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器35dによって一次転写領域Tdにおいて中間転写ベルト31に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Tcまで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー像が転写される事になる。以下も同様の工程が繰り返され、結局4色のトナー像が中間転写ベルト31上において一次転写される。
【００１８】
その後記録材Pが二次転写領域Teに進入、中間転写ベルト31に接触すると、記録材Pの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ36に、高電圧を印加させる。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト上に形成された4色のトナー画像が記録材Pの表面に転写される。その後記録材Pは搬送ガイド43によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。そしてローラ対41a、41bの熱及びニップの圧力によってトナー画像が紙表面に定着される。その後、内外排紙ローラ44、45により搬送され、紙は機外に排出され、排紙トレー48に積載される。
【００１９】
図２に、本発明におけるデジタルＰＷＭ回路を備えたレーザスキャナ部13a〜dまわりの詳細構成を示すブロック図を示す。13a〜dはすべて同じ構成であるため、下記の説明ではa〜dの符号を省略して説明する。まず、レーザスキャナ部13について説明する。レーザスキャナ部13はＦＩＦＯ201、ＰＷＭ回路202、レーザドライバ203、発振回路204、成長位置データ生成部205、レーザダイオード206、ポリゴンミラー207、ｆ-θレンズ208、ポリゴンモータ制御部209、ポリゴンモータ210からなる。画像処理ユニット70より送られてくる例えば４BIT幅の画像信号をラインメモリーであるＦＩＦＯ（First In Frist Out）201に書き込み、ＢＤセンサ211からのＢＤ信号で各主走査ラインの画像データ読み出しのタイミングを決定し、発振回路204の画素ＣＬＫのタイミングで各画素の画像データをＰＷＭ回路202に順次出力される。
【００２０】
ＰＷＭ回路202の詳細を図３に示す。ＰＷＭ回路202にはＰＷＭパターンテーブル（１）〜（ｎ）301まであり、成長位置データ生成部205からの成長位置データによって、ＰＭＷパターンテーブルのうちの１つが選択される。デジタルＰＷＭ回路302は、１画素幅を例えば１５分割しており、入力される画像データに応じて１画素幅の１５分のいくつかの幅で出力する。この出力パターンはＰＷＭパターンテーブルによって異なる。デジタルＰＷＭ回路302は、成長位置データによって選択されたＰＷＭパターンテーブルと入力される画像信号に応じて、発振回路204から入力される画素ＣＬＫのタイミングで、ＰＷＭ出力をレーザドライバ部203に出力する。レーザドライバ部203はＰＷＭ出力に応じてレーザダイオード206を変調駆動する。
【００２１】
図４（ａ）〜（ｅ）に各ＰＷＭパターンテーブルに対するＰＷＭ出力を示す。図４（ａ）はＰＷＭパターンテーブル（１）の入力画像データに対する出力パルス幅であり、ＤＡＴＡ＝ｍ（ｍ＝０〜F）は入力画像データを示す。入力画像データが０すなわちＤＡＴＡ＝０ではPWM出力パルスが１５分の０画素幅であり、同様にＤＡＴＡ＝１では１５分の１画素幅であり、ＤＡＴＡ＝Ｆでは１５分の１５画素幅となる。このＰＷＭパターンテーブルでは中央からＰＷＭ出力が成長している中央成長テーブルである。同様に図４（ｂ）では右成長（ＰＷＭパターンテーブル（２））、図４（ｃ）では左成長（ＰＷＭパターンテーブル（３））、図４（ｄ）では１画素の右１／４あたりから成長する右1／４成長（ＰＷＭパターンテーブル（４））、図４（ｃ）では１画素の左１／４あたりから成長する左１／４成長（ＰＷＭパターンテーブル（５））のテーブルである。本テーブルは任意に設定が可能である。
【００２２】
図２の成長位置データ生成部205では、ＢＤ信号毎にＰＷＭパターンテーブルのいずれか選択されるための成長位置データがＰＷＭ回路202に出力される。成長位置データ生成部205では、所望のスクリーン角を形成するためにＢＤ信号が入力される毎に決められた成長位置データが周期的に出力される。
【００２３】
図７（ａ）、図７（ｂ）に主走査ライン毎に成長位置データを変更して、ＰＷＭパターンテーブルを変化させた時のＰＷＭパルス出力の様子を示す。図７（ａ）はＰＷＭパターンテーブル（２）と（３）が交互に選択された時のＰＷＭパルス出力である。すなわち、右成長と左成長が主走査ライン毎に交互に選択され、その結果、７０°のスクリーン角を形成することができる。同様に、図７（ｂ）ではＰＷＭパターンテーブル（１）、（２）、（３）が交互に選択された時のＰＷＭパルス出力である。すなわち、右成長と中央成長と左成長が主走査ライン毎に交互に選択され、その結果、79.5°のスクリーン角を形成することができる。このようにスキャン毎に位相の異なる画素クロックを生成することなく、簡単な回路構成で複数のスクリーン角を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明での画像形成装置の断面図。
【図２】本発明でのレーザ制御部のブロック図。
【図３】本発明でのPWM回路のブロック図。
【図４】本発明での入力画像データに対するPWMパルスパターン例。
【図５】従来のスクリーン角を形成する時の画素クロックタイミング。
【図６】従来のスクリーン角を有するドット配列を表す図。
【図７】本発明での主走査ライン毎にＰＷＭ成長位置を変えてスクリーン角を形成していることを表す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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