(57)【要約】【課題】  複数の画像部で構成される画像を高画質に形成する。【解決手段】  複数の画像部を組み合わせて構成されている画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光することで形成される静電潜像により画像を形成する方法であって、複数の画像部６００Ｍ，６００Ｃは、それぞれ複数の画素により構成され、画像パターンにおける複数の画像部６００Ｍ，６００Ｃのうちいずれか１つの画像部の位置に基づいて、複数の画像部６００Ｍ，６００Ｃそれぞれの露光される画素の一部を非露光画素群６４１Ｍ，Ｃとし、複数の画像部それぞれの非露光画素群６４１Ｍ，Ｃとは異なる画素を、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で露光される高出力露光画素群６４３Ｍ，Ｃとする。【選択図】図３８
2017015793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像部を組み合わせて構成されている画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光することで形成される静電潜像により画像を形成する方法であって、
前記複数の画像部は、それぞれ複数の画素により構成され、
前記画像パターンにおける前記複数の画像部のうちいずれか１つの画像部の位置に基づいて、前記複数の画像部それぞれの露光される画素の一部を非露光画素群とし、
前記複数の画像部それぞれの前記非露光画素群とは異なる画素を、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で露光される高出力露光画素群とする、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
前記非露光画素群は、前記複数の画像部の平均位置に基づいて特定される、
請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】
前記高出力露光画素群は、前記複数の画像部の平均位置に基づいて特定される、
請求項１または２記載の画像形成方法。
【請求項４】
前記高出力露光画素群は、前記画像部の端部より前記画像部の中央寄りの位置に特定される、
請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項５】
前記高出力露光画素群は、前記画像部の端部に関して前記非露光画素群の反対の位置に特定される、
請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記非露光画素群は、前記画像パターンに含まれる複数の領域ごとの前記複数の画像部の位置に基づいて特定される、
請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項７】
前記高出力露光画素群は、前記画像パターンに含まれる複数の領域ごとの前記複数の画像部の位置に基づいて特定される、
請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項８】
複数の画像部を組み合わせて構成されている画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光することで形成される静電潜像により画像を形成する方法であって、
前記複数の画像部は、複数の画素により構成され、
前記画像パターンにおける前記複数の画像部の位置に基づいて、前記複数の画像部のいずれか１つのみを構成する画素の一部を非露光画素群とし、
前記画像パターンにおける前記複数の画像部の位置に基づいて、前記複数の画像部により構成される画素の一部を前記複数の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で露光される高出力露光画素群とする、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項９】
前記非露光画素群は、前記画像パターンにおける前記複数の画像部のいずれか１つの位置に基づく他の画像部の位置との差分に基づいて特定される、
請求項８記載の画像形成方法。
【請求項１０】
前記高出力露光画素群は、前記画像パターンにおける前記複数の画像部のいずれか１つの位置に基づく他の画像部の位置との差分に基づいて特定される、
請求項８または９記載の画像形成方法。
【請求項１１】
前記非露光画素群は、前記差分の平均位置に基づいて特定される、
請求項８乃至１０のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１２】
前記高出力露光画素群は、前記差分の平均位置に基づいて特定される、
請求項８乃至１１のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１３】
複数の画像部を組み合わせて構成されている画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光する露光装置と、
前記露光装置の光出力値を設定する制御装置と、
を有する画像形成装置であって、
前記複数の画像部は、それぞれ複数の画素により構成され、
前記画像処理部が、
前記画像パターンにおける前記複数の画像部のうちいずれか１つの画像部の位置に基づいて、前記複数の画像部それぞれの露光される画素の一部を非露光画素群に設定し、
前記複数の画像部それぞれの前記非露光画素群とは異なる画素を、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で露光される高出力露光画素群に設定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
複数の画像部を組み合わせて構成されている画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光する露光装置と、
前記露光装置の光出力値を設定する制御装置と、
を有する画像形成装置であって、
前記複数の画像部は、複数の画素により構成され、
前記画像処理部が、
前記画像パターンにおける前記複数の画像部の位置に基づいて、前記複数の画像部のいずれか１つのみを構成する画素の一部を非露光画素群に設定し、
前記画像パターンにおける前記複数の画像部の位置に基づいて、前記複数の画像部により構成される画素の一部を前記複数の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で露光される高出力露光画素群に設定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
複数の画像部を組み合わせて構成されている画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光することで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、
前記複数の画像部は、それぞれ複数の画素により構成され、
前記静電潜像を形成する工程において、前記画像パターンにおける前記複数の画像部のうちいずれか１つの画像部の位置に基づいて、前記複数の画像部それぞれの露光される画素の一部を非露光画素群とし、
前記複数の画像部それぞれの前記非露光画素群とは異なる画素を、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で露光される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。
【請求項１６】
複数の画像部を組み合わせて構成されている画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光することで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、
前記複数の画像部は、複数の画素により構成され、
前記画像パターンにおける前記複数の画像部の位置に基づいて、前記複数の画像部のいずれか１つのみを構成する画素の一部を非露光画素群とし、
前記画像パターンにおける前記複数の画像部の位置に基づいて、前記複数の画像部により構成される画素の一部を前記複数の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で露光される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、画像形成方法、画像形成装置、及び印刷物の生産方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像データに基づいて光の積分エネルギーが一定となるように短時間に強い光で像担持体を露光し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１参照）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、例えば色の異なる複数の色版、つまり画像部で構成される多次色の画像のように複数の画像部により画像パターンを構成する場合に、各画像部間に生じる位置ずれによる画質低下を防止することは難しかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、複数の画像部で構成される画像を高画質に形成することができる画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、複数の画像部を組み合わせて構成されている画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光することで形成される静電潜像により画像を形成する方法であって、複数の画像部は、それぞれ複数の画素により構成され、画像パターンにおける複数の画像部のうちいずれか１つの画像部の位置に基づいて、複数の画像部それぞれの露光される画素の一部を非露光画素群とし、複数の画像部それぞれの非露光画素群とは異なる画素を、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で露光される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、複数の画像部で構成される画像を高画質に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形成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】標準露光による静電潜像形成方法の例を示す模式図である。
【図２９】時間集中露光による静電潜像形成方法の例を示す模式図である。
【図３０】時間集中露光による静電潜像形成方法の別の例を示す模式図である。
【図３１】時間集中露光による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３２】位置ずれ検出チャートの例を示す模式図である。
【図３３】位置ずれ検出パターンの例を示す模式図である。
【図３４】位置ずれが生じている位置ずれ検出パターンの例を示す模式図である。
【図３５】露光パターンの形成処理の例における画像パターンを示す模式図である。
【図３６】露光パターンの形成処理の例における位置ずれが生じている画像パターンを示す模式図である。
【図３７】図３６の画像パターンの位置ずれ量と平均位置とを示す模式図である。
【図３８】露光パターンの形成処理の例における露光パターンを示す模式図である。
【図３９】露光パターンの形成処理の別の例における画像パターンを示す模式図である。
【図４０】露光パターンの形成処理の別の例における位置ずれが生じている画像パターンを示す模式図である。
【図４１】図４０の画像パターンの位置ずれ量と平均位置とを示す模式図である。
【図４２】露光パターンの形成処理の別の例における露光パターンを示す模式図である。
【図４３】露光パターンの形成処理のさらに別の例における画像パターンを示す模式図である。
【図４４】図４３の画像パターンの所定の領域を示す模式図である。
【図４５】露光パターンの形成処理のさらに別の例における位置ずれが生じている所定の領域の画像パターンを示す模式図である。
【図４６】露光パターンの形成処理のさらに別の例における露光パターンを示す模式図である。
【図４７】本実施の形態に係る静電潜像形成方法の例を示すフローチャートである。
【図４８】位置ずれ検出チャートの別の例を示す模式図である。
【図４９】本実施の形態に係る静電潜像形成方法の別の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る画像形成方法、画像形成装置、及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●
本発明に係る画像形成装置の実施の形態であるレーザプリンタ１０００について説明する。
【００１０】
図１には、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には、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。また、レーザプリンタ１０００は、以上の電子写真プロセスを実行するための装置を制御する装置として、通信制御装置１０５０と、プリンタ制御装置１０６０とを有する。
【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の表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】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
プリンタ制御装置１０６０は、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。
【００１８】
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。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業用の一時書き込み可能なメモリである。Ａ／Ｄ変換器は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００１９】
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、駆動機構により図１における矢印方向に回転される。
【００２０】
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。
【００２１】
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、あるいはローラ型帯電装置であってもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
トナーカートリッジ１０３６には現像剤であるトナーが格納されている。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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
【００３１】
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、つまり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。
【００３２】
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、本実施の形態に係る静電潜像形成装置を構成する。
【００３３】
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。
【００３４】
●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。
【００３５】
図４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、走査制御装置とを備える。光走査装置１０１０は、光学ハウジングの所定位置に組み付けられている。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。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。
【００３９】
図５において、光走査装置１０１０の光源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。
【００４０】
図６において、光走査装置１０１０の光源の別の例である光源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。
【００４１】
光源１１Ｂは、例えば、主走査方向、つまりＹ軸方向に３個、副走査方向、つまりＺ軸方向に４個、計１２個の発光点を有する。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。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。
【００４２】
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させる。
【００４３】
シリンドリカルレンズ１３は、ポリゴンミラー１５の偏向反射面の近傍において、コリメートレンズ１２を通過した光を副走査方向にのみ集束させる。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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
ポリゴンミラー１５は、感光体ドラム１０３０の長手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。ポリゴンミラー１５は、駆動用ＩＣ（Integrated Circuit）が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。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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。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。
【００５３】
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。同期検知センサ２６の出力信号は、同期検知信号ともいう。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
●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。
【００５７】
図７のプリンタ制御装置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、画像処理部１０６０ａ、露光量設定部１０６０ｂ等を有している。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
露光量設定部１０６０ｂについては、後に詳述する。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
基準クロック生成回路４２２は、光源駆動回路４２０の基準となる高周波クロック信号を生成する。
【００６７】
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ｓ１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。
【００６８】
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ｓ１と一致している。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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：Image Processing Unit)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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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、つまり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（ＰＷＭ変調）と光量変調（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。
【００７７】
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。
【００７８】
図８のブロック図に示すように、画像処理部は、画像処理ユニット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。
【００７９】
図９のブロック図に示すように、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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
色補正部１０１ｃは、色補正、つまりマスキング処理を施す。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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、つまり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。
【００９１】
●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。
【００９２】
図１０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、制御系と排出系と駆動用電源などを備えている。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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またはオフさせる。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。各レンズ等には、駆動用電源が接続されている。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
試料３２３は、表面、つまり−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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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も有している。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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を遮光するようにしてもよい。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
走査光学系を保持する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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。試料の形状は、平面であっても曲面であってもよい。
【０１２３】
図１１に示すように、真空チャンバ１は、鉛直軸に対して４５°の位置に、外部から真空チャンバ１内部に光源からの光を入射させるためのガラス窓１７２が設けられている。真空チャンバ１の外部には、光走査装置１０１０と同様の構成を有する光走査装置１７１が配置されている。
【０１２４】
光走査装置１７１は、光源、光偏向器としてのポリゴンミラー、走査レンズ、及び同期検知手段等を有している。光走査装置１７１を保持する光学ハウジングは、光走査装置１７１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。
【０１２５】
●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。
【０１２６】
静電潜像計測装置３００では、静電潜像計測にあたり、感光体の試料３２３に電子ビームを照射させる。
【０１２７】
図１２に示すように、静電潜像計測装置３００では、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。
【０１２８】
図１３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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
図１４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。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。
【０１３５】
したがって、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。
【０１３６】
一方、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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
図１５において、ポテンシャルの穴が模式的に示されている。検出器４０２により検出される２次電子の強度（２次電子数）の大きい部分は、静電潜像の地の部分、つまり均一に負帯電している部分や図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、つまり２次電子数の小さい部分は、静電潜像の画像部、つまり光照射された部分や図１４における点Ｑ３に代表される部分に対応する。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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、これを表示装置で表示する、あるいは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。
【０１４１】
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、つまり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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
図１６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。
【０１４４】
図１７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。
【０１４５】
図１８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。
【０１４６】
図１９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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
図２０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。
【０１５０】
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。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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。また、試料３２３の電位ポテンシャルをＶｐ（＜０）とする。
【０１５３】
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。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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
図２１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。
【０１５６】
図２２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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
図２３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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
●画像形成方法●
次に、本発明に係る画像形成方法の実施の形態について説明する。
【０１７３】
本実施の形態に係る画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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
また、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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
図２４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。
【０１８０】
図２５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。
【０１８１】
図２６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。
【０１８２】
図２７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。
【０１８３】
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。また、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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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、つまりビーム径のサイズの影響が無視できないような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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
●時間集中露光の適用例（１）
次に、本実施の形態に係る静電潜像形成方法における、時間集中露光の適用例を説明する。本実施の形態に係る静電潜像形成方法は、複数の色版を組み合わせる多次色の画像であり、複数の画素により構成される画像部を複数組み合わせて構成される画像パターンに適用される。本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、複数の画像部のうちいずれか１つの画像部の位置に基づいて、複数の画像部それぞれの露光される画素の一部を非露光画素群とする。また、本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、複数の画像部それぞれの非露光画素群とは異なる画素を、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で露光される、つまり時間集中露光が行われる高出力露光画素群とする。
【０１９８】
図２８に示すにように、標準露光による静電潜像形成方法では、画像部５００と非画像部５０２を含む画像パターンに対して、上述の通り目標露光出力値ＴＰ（１００％の光出力値）で目標露光時間（Ｄｕｔｙ比１００％）だけ感光体を露光させる。
【０１９９】
図２９に示すように、本実施の形態における時間集中露光では、画像部５００の非画像部５０２との境界部（以下「エッジ部」ともいう。）など画像部５００の一部の一定数の画素相当の領域を、非露光画素群５４１として露光しない。この場合に、本実施の形態における時間集中露光では、画像部５００と非露光画素群５４１との境界部から一定数の画素を高出力露光画素群５４３とする。高出力露光画素群５４３には、目標露光出力値に非露光画素群の目標露光出力値に相当する積分エネルギーを加算した高露光出力値ＨＰ１が加えられる。図２９では、時間集中露光において、エッジ部の１画素相当を非露光画素群５４１として、その１画素相当の目標露光出力値を１画素相当の高出力露光画素群５４３に加算して目標露光出力値の２００％に相当する高露光出力値ＨＰ１で露光している例を示す。
【０２００】
本実施の形態における時間集中露光では、非露光画素群の画素数と高出力露光画素群の画素数は、形成される画像の画質などの状況に応じて適宜な値を設定することができる。また、高出力露光画素群を露光する光出力値は、エッジ部が鮮明になりすぎる場合、つまりシャープになりすぎる場合や、白抜け文字の再現性を向上させたい場合などには、適宜な値を設定することができる。
【０２０１】
図３０では、時間集中露光において、画像部５００の非画像部５０２とのエッジ部の２画素相当を非露光画素群５４１としている例を示す。この例では、２画素相当の目標露光出力値を１画素相当の高出力露光画素群５４３に加算して目標露光出力値の３００％に相当する高露光出力値ＨＰ２で露光し、他の露光部５０１を目標露光出力値で露光している。
【０２０２】
図３１では、時間集中露光において、画像部５００の非画像部５０２とのエッジ部の２画素相当を非露光画素群５４１としている例を示す。この例では、２画素相当の目標露光出力値を２画素相当の高出力露光画素群５４３に加算して画素ごとに目標露光出力値の２００％に相当する高露光出力値ＨＰ１で露光し、他の露光部５０１を目標露光出力値で露光している。
【０２０３】
色版の異なる複数の画像部を組み合わせて形成されている多次色の画像パターンを有する画像では、画像形成装置の個体差や経年変化により色版ごとに位置ずれが生じて、出力される画像の品質が低下してしまう場合がある。このような場合に、本実施の形態では、色版の異なる複数の画像部を組み合わせて構成されている画像パターンにおける画像部ごとの位置ずれを解消または緩和して高品質な画像を形成するために、各画像部の一部に対して上述の時間集中露光を行う。
【０２０４】
色版ごとの差分、つまり位置ずれ量は、レーザプリンタ１０００に位置ずれ検出パターンが表示されている位置ずれ検出チャートを印刷させて正規の状態の位置ずれ検出パターンと比較することで検出することができる。なお、本実施の形態において、複数の画像部の位置ずれ量の検出方法は、これに限定されず様々な方法により検出することができる。
【０２０５】
図３２に示すように、位置ずれ検出チャート９００は、印刷される紙面上を所定の領域８０に区分し、区分された領域８０ごとに位置ずれ検出パターン８１が表示されている。位置ずれ検出チャート９００によれば、領域ごとに色版のずれの有無とずれ量を特定することができる。
【０２０６】
図３３に示すように、位置ずれ検出パターン８１は、例えばＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋのように、レーザプリンタ１０００が出力可能な色版ごとに異なる箇所に出力される。位置ずれ検出パターン８１は、シアンの色版のパターン８１Ｃと、マゼンタの色版のパターン８１Ｍと、イエローの色版のパターン８１Ｙと、黒の色版のパターン８１Ｋとにより構成されている。位置ずれ検出パターン８１は、パターン８１Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの位置ずれ量が認識しやすいように、例えば主走査方向（Ｙ軸方向）と副走査方向（Ｚ軸方向）のそれぞれに平行な直線を持つのが好ましい。図３３において、位置ずれ検出パターン８１のパターン８１Ｃ、Ｍ，Ｙ，Ｋは、等間隔Ｄで配置されていて、いずれの色版についても位置ずれが起きていない理想的な状態である。
【０２０７】
図３４に示すように、色ずれが生じている位置ずれ検出パターン８１では、任意の色版のパターン、例えば図３４において黒の色版のパターン８１Ｋを基準に、他の色版のパターン８１Ｃ，Ｍ，Ｙの主走査方向と副走査方向にずれ量を検出することができる。図３４では、パターン８１Ｃが主走査方向のΔＹＣ、副走査方向に−ΔＺＣだけずれているがわかる。同様に、パターン８１Ｍは、主走査方向にΔＹＭ、副走査方向に−ΔＺＭだけずれているのがわかる。また、パターン８１Ｙは、主走査方向にΔＹＹ、副走査方向にΔＺＹだけずれているのがわかる。
【０２０８】
また、レーザプリンタ１０００では、所定の領域ごとに位置ずれ検出パターン８１が形成されている位置ずれ検出チャート９００を用いることで、正規の位置ずれ検出パターン８１に対する各色版の平均ずれ量を、領域ごとに特定することができる。
【０２０９】
例えば、画像データの所定の領域において、パターン８１Ｋの位置を基準とした場合に、パターン８１Ｃの位置ずれ量がΔＹＣ＝４ｄｏｔ、ΔＺＣ＝２ｄｏｔであり、パターン８１Ｍの位置ずれ量がΔＹＭ＝６ｄｏｔ、ΔＺＭ＝−４ｄｏｔであるとする。この場合に、画像がＣの色版とＭの色版で構成されていれば、パターン８１Ｋを基準としたＣの色版とＭの色版の平均位置は、パターン８１Ｋを基準として主走査方向に５ｄｏｔ、副走査方向に−１ｄｏｔとなる。この平均位置から各色版の位置ずれ量は、パターン８１Ｃの位置ずれ量がΔＹＣ＝−１ｄｏｔ、ΔＺＣ＝３ｄｏｔであり、パターン８１Ｍの位置ずれ量がΔＹＭ＝１ｄｏｔ、ΔＺＭ＝−３ｄｏｔとなる。
【０２１０】
このように検出された位置ずれ量に基づいて、レーザプリンタ１０００では、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形成処理を行う。
【０２１１】
●露光パターンの形成処理
本実施の形態に係る静電潜像形成方法における、時間集中露光による露光パターンの形成処理の例を説明する。以下の露光パターンの形成処理の例では、解像度を６００ｄｐｉに設定した例について説明する。また、以下の露光パターンの形成処理の例では、説明の簡略化のため、カラー画像の画像形成に用いられるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの色版のうち、Ｃの色版とＭの色版のみで形成されている画像パターンに基づいて説明する。
【０２１２】
図３５に示す画像パターンの例では、画像データ内の所定の領域において、画像パターン６００が、Ｃの色版とＭの色版で形成されている。
【０２１３】
図３６に示すように、上述の画像パターン６００の例において、Ｍの色版の画像部６００Ｍを基準としてＣの色版の画像部６００Ｃが位置ずれを生じている。この場合に、画像部６００Ｍを基準とすると、画像部６００Ｃの位置ずれ量は、主走査方向に２ｄｏｔ、副走査方向に２ｄｏｔである。
【０２１４】
図３７に示すように、複数の画像部、つまり画像部６００Ｃと画像部６００Ｍの中間の位置に相当する平均位置６００Ａは、画像部６００Ｃと画像部６００Ｍのそれぞれに対して主走査方向に１ｄｏｔ、副走査方向に１ｄｏｔの位置にある。このため、平均位置６００Ａを基準とした画像部６００Ｃの位置ずれ量は、ΔＹＣ＝１ｄｏｔ、ΔＺＣ＝１ｄｏｔとなる。また、平均位置６００Ａを基準とした画像部６００Ｍの位置ずれ量は、ΔＹＭ＝−１ｄｏｔ、ΔＺＭ＝−１ｄｏｔとなる。
【０２１５】
図３８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、以上の位置ずれ量を減少させるように時間集中露光の露光パターンを決定する。
【０２１６】
すなわち、画像パターン６００において、画像部６００Ｃが、主走査方向に１ｄｏｔ、副走査方向に１ｄｏｔだけ平均位置からずれている。この画像部６００Ｃに生じた位置ずれ量を解消するため、画像部６００Ｃの上記各方向の画素は、非露光画素群６４１Ｃとする。同様に、画像パターン６００において、画像部６００Ｍが、主走査方向に−１ｄｏｔ、副走査方向に−１ｄｏｔだけ平均位置からずれている。この画像部６００Ｍに生じた位置ずれ量を解消するため、画像部６００Ｍの上記各方向の画素は、非露光画素群６４１Ｍとする。
【０２１７】
画像部６００Ｃについて、非露光画素群６４１Ｃを設けることで減算された露光量は、非露光画素群６４１Ｃを設けた側とは画像部６００Ｃの端部に関して反対側の領域に設けられる高出力露光画素群６４３Ｃに加算する。高出力露光画素群６４３Ｃは、画像パターン６００の端部から主走査方向に−１ｄｏｔ、副走査方向に−１ｄｏｔの領域に設けられる。また、画像部６００Ｍについて、非露光画素群６４１Ｍを設けることで減算された露光量は、非露光画素群６４１Ｍを設けた側とは画像部６００Ｍの端部に関して反対側の領域に設けられる高出力露光画素群６４３Ｍに加算する。高出力露光画素群６４３Ｍは、画像パターン６００の端部から主走査方向に１ｄｏｔ、副走査方向に１ｄｏｔだけ画像部６００の中央寄りの領域に設けられる。高出力露光画素群６４３Ｃ，６４３Ｍの光出力値は、目標露光出力値の２００％である。
【０２１８】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、以上の処理を位置ずれ検出チャート９００の複数の領域ごとに行う。
【０２１９】
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、複数の画像部により構成される画像パターンの画質を向上することができる。
【０２２０】
●時間集中露光の適用例（２）
本実施の形態に係る静電潜像形成方法における、時間集中露光の他の適用例を説明する。本実施の形態では、時間集中露光による露光パターンの形成処理のみが先に説明した例と相違する。以下の露光パターンの形成処理の例では、先の例と同様に解像度を６００ｄｐｉに設定し、Ｃの色版とＭの色版のみで形成されている画像パターンについて説明する。
【０２２１】
図３９に示す画像パターンの例では、画像データ内の所定の領域において、画像パターン７００が、Ｃの色版とＭの色版で形成されている。
【０２２２】
図４０に示すように、上述の画像パターン７００の例において、Ｍの色版の画像部７００Ｍを基準としてＣの色版の画像部７００Ｃが位置ずれを生じている。この場合に、画像部７００Ｍを基準とすると、画像部７００Ｃの位置ずれ量は、主走査方向に４ｄｏｔ、副走査方向に２ｄｏｔである。
【０２２３】
図４１に示すように、複数の画像部、つまり画像部７００Ｃと画像部７００Ｍの中間の位置に相当する平均位置７００Ａは、画像部７００Ｃと画像部７００Ｍのそれぞれに対して主走査方向に２ｄｏｔ、副走査方向に１ｄｏｔの位置にある。このため、平均位置７００Ａを基準とした画像部７００Ｃの位置ずれ量は、ΔＹＣ＝２ｄｏｔ、ΔＺＣ＝１ｄｏｔとなる。また、平均位置７００Ａを基準とした画像部７００Ｍの位置ずれ量は、ΔＹＭ＝−２ｄｏｔ、ΔＺＭ＝−１ｄｏｔとなる。
【０２２４】
図４２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、以上の位置ずれ量を減少させるために、時間集中露光の露光パターンを決定する。画像パターン７００において、画像部７０１Ｃが、主走査方向に２ｄｏｔ、副走査方向に１ｄｏｔだけ平均位置からずれている。この画像部７０１Ｃに生じた位置ずれ量を解消するため、画像部７０１Ｃの上記各方向の画素は、非露光画素群７４１Ｃとする。同様に、画像パターン７００において、画像部７０１Ｍが、主走査方向に−２ｄｏｔ、副走査方向に−１ｄｏｔだけ平均位置からずれている。この画像部７００Ｍに生じた位置ずれ量を解消するため、画像部７０１Ｍの上記各方向の画素は、非露光画素群７４１Ｍとする。
【０２２５】
画像部７０１Ｃについて、非露光画素群７４１Ｃを設けることで減算された露光量は、非露光画素群７４１Ｃを設けた側とは画像部７０１Ｃの端部に関して反対側の領域に設けられる高出力露光画素群７４３Ｃに加算する。高出力露光画素群７４３Ｃは、画像パターン７００の端部から主走査方向に−１ｄｏｔ、副走査方向に−１ｄｏｔだけ画像部の中央寄りの領域に設けられる。また、画像部７０１Ｍについて、非露光画素群７４１Ｍを設けることで減算された露光量は、非露光画素群７４１Ｍを設けた側とは画像部７０１Ｍの端部に関して反対側の領域に設けられる高出力露光画素群７４３Ｍに加算する。高出力露光画素群７４３Ｍは、画像パターン７００の端部から主走査方向に１ｄｏｔ、副走査方向に１ｄｏｔだけ画像部の中央寄りの領域に設けられる。高出力露光画素群７４３Ｃ，７４３Ｍの光出力値は、目標露光出力値の２００％である。
【０２２６】
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、複数の画像部により構成される画像パターンの画質を向上することができる。
【０２２７】
●時間集中露光の適用例（３）
本実施の形態に係る静電潜像形成方法における、時間集中露光の他の適用例を説明する。本実施の形態では、時間集中露光による露光パターンの形成処理のみが先に説明した例と相違する。以下の露光パターンの形成処理の例では、本発明が実際の文字に適用された例を説明する。
【０２２８】
図４３に示すように、「轟」のような複雑な文字を含む画像パターン８０について、ゴシック体のような太い線幅、かつ比較的小さいポイントの白抜き文字として印刷する場合に、単色、つまり１つの画像部により構成されていても文字が潰れやすい。このような文字について、Ｃの色版の画像部とＭの色版の画像部の複数の画像部により形成しようとする場合には、画像部にわずかな位置ずれが生じた場合でも文字の中の空白部が埋まってしまうことがある。このような画像パターン８０において、所定の領域の画像パターン８００の露光パターンの形成処理を説明する。
【０２２９】
図４４に示すように、画像パターン８００は、例えば「轟」の文字の上側の「車」の一部分である。画像パターン８００は、細長い溝状の非画像部８０２が画像部８０１に挟まれている。この場合に、画像パターン８００について、非画像部８０２を第一に再現するため、白抜きラインを強調する処理を選択したとする。
【０２３０】
図４５に示すように、上述の画像パターン８００の例において、Ｍの色版の画像部８０１Ｍを基準としてＣの色版の画像部８０１Ｃが位置ずれを生じている。この場合に、画像部８０１Ｍを基準とすると、画像部８０１Ｃの位置ずれ量は、主走査方向に２ｄｏｔ、副走査方向に２ｄｏｔである。この場合に、非画像部８０２は、位置ずれを起こした画像部８０１Ｃに多くの部分が占められている。
【０２３１】
複数の画像部、つまり画像部８０１Ｃと画像部８０１Ｍの中間の位置に相当する平均位置８００Ａは、画像部８０１Ｃと画像部８０１Ｍのそれぞれに対して主走査方向に１ｄｏｔ、副走査方向に１ｄｏｔの位置にある。このため、平均位置８００Ａを基準とした画像部８０１Ｃの位置ずれ量は、ΔＹＣ＝１ｄｏｔ、ΔＺＣ＝１ｄｏｔとなる。また、平均位置８００Ａを基準とした画像部８０１Ｍの位置ずれ量は、ΔＹＭ＝−１ｄｏｔ、ΔＺＭ＝−１ｄｏｔとなる。
【０２３２】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、以上の位置ずれ量を減少させるために、時間集中露光の露光パターンを決定する。図４５に示したように画像パターン８００において、画像部８０１Ｃが、主走査方向に１ｄｏｔ、副走査方向に１ｄｏｔだけ平均位置８００Ａからずれている。図４６に示すように、この画像部８０１Ｃに生じた位置ずれ量を解消するため、画像部８０１Ｃの上記各方向の画素は、非露光画素群８４１Ｃ１，８４１Ｃ２とする。同様に、図４５に示したように画像パターン８００において、画像部８０１Ｍが、主走査方向に−１ｄｏｔ、副走査方向に−１ｄｏｔだけ平均位置からずれている。この画像部８０１Ｍに生じた位置ずれ量を解消するため、画像部８０１Ｍの上記各方向の画素は、非露光画素群８４１Ｍとする。
【０２３３】
画像部８０１Ｃについて、非露光画素群８４１Ｃ１，８４１Ｃ２を設けることで減算された露光量は、画像パターン８００の端部の反対側、つまり端部から主走査方向に−１ｄｏｔ、副走査方向に−１ｄｏｔだけ画像部の中央寄りの領域に設けられる高出力露光画素群８４３Ｃに加算する。また、画像部８０１Ｍについて、非露光画素群８４１Ｍを設けることで減算された露光量は、画像パターン８００の端部の反対側、つまり端部から主走査方向に１ｄｏｔ、副走査方向に１ｄｏｔだけ画像部の中央寄りの領域に設けられる高出力露光画素群８４３Ｍに加算する。高出力露光画素群８４３Ｃ，８４３Ｍの光出力値は、目標露光出力値の２００％である。
【０２３４】
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、位置ずれによって非画像部８０２が埋まることを防ぐことができるため、再現性の高い文字・図形を形成することができる。つまり、本実施の形態に係る静電潜像形成方法によれば、複数の画像部により構成される画像パターンの画質を向上することができる。
【０２３５】
また、本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、画像データ内の領域毎に位置ずれ量と方向が異なる場合であっても、領域ごとに補正量を変えることができる。
【０２３６】
なお、以上説明した本実施の形態において、非露光画素群を設けることによって減算される露光量と高出力露光画素群に加算する露光量が等しく、積算光量が一定である例のみ説明したが、本発明ではこれに限定されない。つまり、本発明において、非露光画素群で減算される光量が高出力露光画素群で加算される光量を上回ってもよく、また、高出力露光画素群で加算される光量が非露光画素群で減算される光量を上回ってもよい。
【０２３７】
また、本発明は、以上説明した解像度などには限定されず、より高解像度の画像に対しても適用することができる。
【０２３８】
●静電潜像形成処理のフローチャート
図４７のフローチャートを用いて、本実施の形態に係る静電潜像形成方法を説明する。
【０２３９】
レーザプリンタ１０００は、スキャナ１０やコンピュータなどから画像データの出力指示を受け付ける（Ｓ１０１）と、プリンタ制御装置１０６０の画像処理部１０６０ａと露光量設定部１０６０ｂが以下の処理を行う。
【０２４０】
画像データを受け付けた画像処理部１０６０ａは、図３０に示す位置ずれ検出チャート９００の位置ずれ検出パターン８１により、画像出力に用いられる色版の異なる複数の画像部の位置ずれ量を位置ずれ検出パターン８１が設けられている領域ごとに検出する（Ｓ１０２）。
【０２４１】
画像処理部１０６０ａは、領域ごとに検出した画像部の位置ずれ量に基づいて、出力に用いられる各色版の画像部の中心位置（以下「所定パターン中心」ともいう。）の平均位置を算出する（Ｓ１０３）。
【０２４２】
画像処理部１０６０ａは、各色版の平均位置と画像出力に用いられる各色版の画像部の平均位置から、各色版の主走査方向と副走査方向への位置ずれ量を算出する（Ｓ１０４）。
【０２４３】
露光量設定部１０６０ｂは、算出された位置ずれ量と光出力値に基づいて、複数の画像部の露光パターンを時間集中露光が適用されている露光パターンに変換する（Ｓ１０５）。露光パターンの形成後、レーザプリンタ１０００は、位置ずれ補正が行われた後の画像を出力する（Ｓ１０６）。
【０２４４】
●時間集中露光の適用例（４）
本実施の形態に係る静電潜像形成方法における、時間集中露光の他の適用例を説明する。本実施の形態では、位置ずれ検出チャートによる位置ずれ量の検出処理と、検出された位置ずれ量に基づく時間集中露光の適用方法が先に説明した例と相違する。
【０２４５】
図４８に示すように、位置ずれ検出チャート９０１は、先に説明した位置ずれ検出チャート９００と異なり、印刷される紙面上を所定の位置、例えば中央部分に領域８０を設けて、この領域８０に位置ずれ検出パターン８１が表示されている。位置ずれ検出チャート９０１によれば、色版のずれの有無とずれ量を特定することができる。
【０２４６】
本実施の形態に係る静電潜像形成方法では、位置ずれ検出チャート９０１により検出された画像パターンの一部分の位置ずれ量に基づいて、先に説明した例と同様に画像パターン全体に対して時間集中露光を適用する。
【０２４７】
●静電潜像形成処理のフローチャート
図４９のフローチャートを用いて、本実施の形態に係る静電潜像形成方法を説明する。
【０２４８】
レーザプリンタ１０００は、スキャナ１０やコンピュータなどから画像データの出力指示を受け付ける（Ｓ２０１）と、プリンタ制御装置１０６０の画像処理部１０６０ａと露光量設定部１０６０ｂが以下の処理を行う。
【０２４９】
画像データを受け付けた画像処理部１０６０ａは、位置ずれ検出チャート９０１の位置ずれ検出パターン８１により、画像出力に用いられる画像パターン全体の色版の異なる複数の画像部の位置ずれ量を検出する（Ｓ２０２）。
【０２５０】
画像処理部１０６０ａは、検出した画像パターン全体の画像部それぞれの位置ずれ量に基づいて、出力に用いられる各色版の画像部の中心位置（以下「所定パターン中心」ともいう。）の平均位置を算出する（Ｓ２０３）。
【０２５１】
画像処理部１０６０ａは、各色版の平均位置と画像出力に用いられる各色版の画像部の平均位置から、各色版の主走査方向と副走査方向への位置ずれ量を算出する（Ｓ２０４）。
【０２５２】
露光量設定部１０６０ｂは、算出された位置ずれ量と光出力値に基づいて、複数の画像部の露光パターンを時間集中露光が適用されている露光パターンに変換する（Ｓ２０５）。露光パターンの形成後、レーザプリンタ１０００は、位置ずれ補正が行われた後の画像を出力する（Ｓ２０６）。
【０２５３】
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、複数の画像部により構成される画像パターンの画質を向上することができる。
【符号の説明】
【０２５４】
１０      ：検知部
１１      ：光源
１２      ：カップリングレンズ
１３      ：開口板
１４      ：シリンドリカルレンズ
１５      ：ポリゴンミラー
２０      ：走査光学系
２１      ：第１走査レンズ
２２      ：第２走査レンズ
２４      ：折り返しミラー
８０      ：領域
８１      ：位置ずれ検出パターン
１００    ：画像処理装置
１０１    ：画像処理ユニット
１０４    ：光源制御装置
１０６    ：画素クロック生成回路
１０７    ：駆動制御装置（調整装置）
１０８    ：光源駆動回路
３００    ：静電潜像計測装置
３０３    ：制御系
３２３    ：試料
４００    ：荷電粒子照射系
４０２    ：検出器
１０００  ：レーザプリンタ（画像形成装置）
１０１０  ：光走査装置（静電潜像形成装置）
１０３０  ：感光体ドラム（像担持体）
１０６０  ：プリンタ制御装置
４０７    ：光源変調データ生成回路
５０１    ：露光部
５０２    ：非画像部
５４１    ：非露光部 
５４３    ：高出力露光画素群
６００    ：画像パターン
６００Ａ  ：平均位置
６００Ｃ  ：画像部
６００Ｍ  ：画像部
６４１Ｃ  ：非露光画素群
６４１Ｍ  ：非露光画素群
６４３Ｃ  ：高出力露光画素群
６４３Ｍ  ：高出力露光画素群
７００    ：画像パターン
７００Ａ  ：平均位置
７００Ｃ  ：画像部
７００Ｍ  ：画像部
７０１Ｃ  ：画像部
７０１Ｍ  ：画像部
７４１Ｃ  ：非露光画素群
７４１Ｍ  ：非露光画素群
７４３Ｃ  ：高出力露光画素群
７４３Ｍ  ：高出力露光画素群
８００    ：画像パターン
８００Ａ  ：平均位置
８０１Ｃ  ：画像部
８０１Ｍ  ：画像部
８４１Ｃ１：非露光画素群
８４１Ｃ２：非露光画素群
８４１Ｍ  ：非露光画素群
８４３Ｃ  ：高出力露光画素群
８４３Ｍ  ：高出力露光画素群
９００    ：位置ずれ検出チャート
９０１    ：位置ずれ検出チャート
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２５５】
【特許文献１】特開２００８−１５３７４２号公報
【図１】
2017015793.tif 000003
【図２】
2017015793.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2017015793.tif 000007
【図６】
2017015793.tif 000008
【図７】
2017015793.tif 000009
【図８】
2017015793.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【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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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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